DE69837098T2

DE69837098T2 - Hydraulische taumelscheibeneinrichtung

Info

Publication number: DE69837098T2
Application number: DE69837098T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Wako-shi Hayashi; Yoshihiro Wako-shi Nakajima; Hideo Wako-shi Okuzaki; Masako Wako-shi Takahashi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2018-08-22
Also published as: CA2303035C; JPH1182671A; WO1999013222A1; EP1013929B1; BR9812451A; TW366395B; EP1013929A4; US6283009B1; CN1095935C; KR20010023928A; CN1269870A; EP1013929A1; ID24227A; KR100323577B1; CA2303035A1; JP3724929B2; DE69837098D1

Description

GEBIET DER EIRFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Taumelscheiben-Hydraulikeinheit zur Verwendung als Taumelscheiben-Hydraulikpumpe und -Hydraulikmotor, und insbesondere eine Verbesserung einer Taumelscheiben-Hydraulikeinheit, die einen Zylinderblock mit einer großen Anzahl von Zylinderbohrungen, die ringförmig parallel zu einer Zylinderblockachse auf einem die Achse umgebenden Lochkreis angeordnet sind; eine große Anzahl von Kolben, die jeweils in die Zylinderbohrungen verschiebbar eingesetzt sind; sowie eine Kolbentaumelscheibe zur relativen Drehung in Bezug auf den Zylinderblock, um hierdurch zu bewirken, dass sich die Kolben hin- und herbewegen, aufweist.
STAND DER TECHNIK
In der obigen herkömmlichen Taumelscheiben-Hydraulikeinheit sind Zylinderbohrungen in einem massiven Zylinderblock ausgebildet (siehe z.B. japanische Patentanmeldung-Offenlegung Nr. 63-203959).
Da jedoch Zylinderbohrungen mit den darin verschiebbar eingesetzten Kolben ziemlich tief sind, ist eine lange Zeit erforderlich, um diese in dem massiven Zylinderblock auszubilden, und dieser Punkt ist ein Hindernis für die Massenproduktion der Hydraulikeinheit.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die oben erwähnten Umstände erreicht worden, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehende Taumelscheiben-Hydraulikeinheit vorzusehen, in der ein Zylinderblock mit einer großen Anzahl von Zylinderbohrungen effizient erhalten werden kann.
Die WO 93/13337 offenbart eine Taumelscheiben-Hydraulikeinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Dort sind Nutausformungen, die Durchgänge der jeweiligen Zylinderbohrungen bilden, in der Trennebene der Blockplatten ausgebildet. Ferner ist die Eingangswelle 22 separat, jedoch koaxial zur Ausgangswelle 24 vorgesehen, und die Zylinderblockelemente 41 bis 48 sind über Bolzen 49 miteinander gekoppelt. Wenn über die Eingangswelle 22 eine Kraft eingegeben wird, wirkt das Eingangsdrehmoment auf den Zylinderblock (41-48) über die Eingangswelle 22, zusätzlich zu dem Reaktionsdrehmoment, das innerhalb des Zylinderblocks erzeugt wird. Somit tritt in dem Zylinderblock ein starkes Torsionsdrehmoment auf. Diese Struktur erfordert daher die Verwendung von Bolzen, um die Zylinderblockelemente stabil miteinander zu koppeln. Die US-A-3884039 offenbart eine Pumpe mit variabler Verdrängung, welche eine Mehrzahl gestapelter Ventilblockplatten aufweist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Taumelscheiben-Hydraulikeinheit gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
Die Taumelscheiben-Hydraulikeinheit umfasst: einen Zylinderblock, der eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen aufweist, die parallel zu einer Zylinderblockachse auf einem die Achse umgebenden Lochkreis ringförmig angeordnet sind, eine Mehrzahl von Kolben, die jeweils in die Zylinderbohrungen verschiebbar eingesetzt sind, ein Paar von Kolbentaumelscheiben an entgegengesetzten Enden des Zylinderblocks zur relativen Drehung in Bezug auf den Zylinderblock, um hierdurch zu bewirken, dass sich eine und eine andere Gruppe der Kolben jeweils hin- und herbewegt, ein Eingangselement und eine Ausgangswelle, worin der Zylinderblock durch Kombinieren einer Mehrzahl von Blockplatten miteinander gebildet ist, wobei die Blockplatten an sich orthogonal zur Zylinderblockachse erstreckenden Trennebenen geteilt sind; wobei die Zylinderbohrungen Einlasslöcher zum verschiebbaren Tragen der jeweiligen Kolben und Innenlöcher eines Durchmessers, der größer ist als jener der Einlasslöcher, aufweisen, wobei die Einlasslöcher in einer Einlassseite einer der Blockplatten ausgebildet sind, die an einer Seite angeordnet ist, die zu der Kolbentaumelscheibe weist, wobei die Innenlöcher in restlichen inneren der Blockplatten ausgebildet sind, um zwischen dem Innenloch und der Außenumfangsoberfläche und der Endoberfläche des entsprechenden Kolbens jeweils eine Ölkammer zu definieren; wobei der Zylinderblock Positionierungsmittel aufweist, um die Zylinderbohrungen in den Blockplatten koaxial anzuordnen, und der Zylinderblock mit einer Mehrzahl von Ventillöchern versehen ist, in denen Verteilerventile angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass Durchgänge der jeweiligen Zylinderbohrungen in Nutausformungen in der Trennebene eines Teils der Blockplatten ausgebildet sind, sodass diese durch die Verteilerventile selektiv angesteuert werden; dass Positionierungsstifte in eine Serie von Positionierungslöchern eingesetzt sind, die axial in allen der Blockplatten ausgebildet sind, um hierdurch die Positionierungsmittel zu bilden; wobei die Blockplatten durch Lötmittel miteinander verbunden sind und die Blockplatten und die Positionierungsstifte ebenfalls durch Lötmittel miteinander verbunden sind, und dass die Ausgangswelle so vorgesehen ist, dass sie sich durch das Paar der Kolbentaumelscheiben und den Zylinderblock hindurch erstreckt, wobei das Eingangselement um die Ausgangswelle herum drehbar gelagert ist, und dass die Kraft von einer Maschine über das Eingangselement zu einer der Kolbentaumelscheiben eingegeben wird, um eine Relativdrehung der einen Taumelscheibe in Bezug auf den Zylinderblock und hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Kolben zu bewirken, wodurch die sich hin- und herbewegenden Kolben mit der anderen der Kolbentaumelscheiben zusammenwirken, um dem Zylinderblock ein Drehmoment zu geben.
Da gemäß diesem Merkmal viele Einlasslöcher oder Innenlöcher, die in den Blockplatten ausgebildet sind, nicht besonders tief sind, ist die Massenproduktion der Blockplatten, die eine derart große Anzahl von Löchern aufweist, einfach, und daher kann durch Kombinieren dieser Blockplatten miteinander, während diese mittels Positionierungsmitteln positioniert werden, der Zylinderblock effizient erhalten werden. Selbst wenn in diesem Fall ein leichter Fehler bei der Bearbeitung oder Montage auftritt, kann ein solcher Fehler durch die Durchmesserdifferenz zwischen den Einlasslöchern und den Innenlöchern, die einen größeren Durchmesser haben als die Einlasslöcher, absorbiert werden, um kein Hindernis für die Gleitbewegung jedes Kolbens hervorzurufen. Dies bedeutet, dass selbst wenn die Bearbeitungsgenauigkeit des Innenlochs grob gemacht wird, es möglich ist, den Fehlerprozentsatz von Produkten zu senken und einen Beitrag zur weiteren Verbesserung der Massenproduktivität zu liefern.
Da abgesehen davon in jedem der Innenlöcher eine Ölkammer ausgebildet ist, zu der nicht nur die innere Endfläche des zugeordneten Kolbens, sondern auch dessen Außenumfangsoberfläche weist, kann die Gleitoberfläche des Kolbens durch das in der Ölkammer befindliche Hydrauliköl immer in einem zufriedenstellenden Schmierungszustand gehalten werden.
Da die Positionierungsstifte in eine Serie von Positionierungslöchern eingesetzt sind, die axial in allen dieser Blockplatten ausgebildet sind, um hierdurch die Positionierungsmittel zu bilden, und die Blockplatten durch Lötmittel miteinander verbunden sind, und die Blockplatten und die Positionierungsstifte auch durch Lötmittel miteinander verbunden sind, kann die Positionierung der Blockplatten relativ zueinander und akkurat erfolgen. Da übrigens das Lötmittel nicht nur zwischen die benachbarten Blockplatten aufgetragen wird, sondern auch zwischen dem Positionierungsstift und die zugeordnete Blockplatte, kann die Verbindung zwischen den benachbarten Blockplatten durch den Positionierungsstift verstärkt werden.
Bevorzugt ist die Taumelscheiben-Hydraulikeinheit dadurch gekennzeichnet, dass eine große Anzahl von Ventillöchern die mehreren Blockplatten ringförmig parallel zur Achse auf einem Lochkreis, der separat und konzentrisch zu dem Lochkreis ist, durchsetzt, wobei Schieber-Verteilerventile in die Ventillöcher verschiebbar eingesetzt sind, eine Ventiltaumelscheibe angeordnet ist, um sich in Bezug auf den Zylinderblock relativ hin- und herzubewegen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Verteilerventile zu bewirken, und die Ventiltaumelscheibe und die Kolbentaumelscheibe auf derselben Schrägebene angeordnet und integral miteinander ausgebildet sind, um eine Taumelscheibenbaugruppe zu bilden, und die Durchgänge der jeweiligen Zylinderbohrungen in Nutausformungen in den Trennebenen eines Teils der Blockplatten angeordnet sind, sodass sie durch die Verteilerventile an Positionen, die in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Zylinderbohrungen um 90° phasenversetzt sind, selektiv angesteuert werden.
Da gemäß diesem Merkmal die Durchgänge jeder der Zylinderbohrungen so ausgebildet sind, dass sie selektiv durch die zugeordneten Verteilerventile an Positionen angesteuert werden, die in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Zylinderbohrungen um 90° phasenversetzt sind, wird es möglich, sowohl die Kolbentaumelscheibe als auch die Ventiltaumelscheibe auf der gleichen Schrägebene anzuordnen, und die Herstellung der Taumelscheibenbaugruppe, die die beiden Taumelscheiben aufweist, wird einfach.
Obwohl übrigens die Formen der in den Zylinderbohrungen ausgebildeten Durchgänge relativ kompliziert sind, ist ihre Bearbeitung einfach, da sie in den Nutausformungen in der Trennebene eines Teils der Blockplatten ausgebildet sind.
Wenn, zusätzlich zum obigen Merkmal, ringförmige Nuten, die ein Lötmaterial darin halten können, in den Außenumfängen der mehreren Blockplatten ausgebildet werden, die vor dem Verbinden axial aufeinander gelegt werden, sodass sie zu den Trennebenen der Blockplatten weisen, kann das Lötmaterial leicht und akkurat an Positionen platziert werden, die zu den Trennebenen der Blockplatten an den Außenumfängen der Blockplatten weisen. Wenn daher das Lötmaterial heißgeschmolzen wird, dann kann es positiv ohne Verschwendung zwischen die benachbarten Verbindungsoberflächen eindringen.
Wenn ferner, zusätzlich zu dem obigen Merkmal, die Dicke jeder der Blockplatten auf einen Wert gesetzt wird, die eine Pressbearbeitung für die Platte gestattet, kann jede der Blockplatten einer Pressbearbeitung unterzogen werden, und daher wird es möglich, die Massenproduktivität noch weiter zu verbessern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht im Längsschnitt eines stufenlos verstellbaren Getriebes gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Schnittansicht entlang Linie 2-2 in 1;
3 ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptabschnitten in 1;
4 ist eine Schnittansicht entlang Linie 4-4 in 2;
5 ist eine Schnittansicht, die eine Modifikation von 4 zeigt;
6 ist eine Schnittansicht entlang Linie 5-5 in 1;
7 ist eine Schnittansicht entlang Linie 6-6 in 1;
8 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Zylinderblocks;
9 ist ein Arbeitszeitdiagramm eines Pumpenkolbens und eines ersten Verteilerventils;
10 ist ein Arbeitszeitdiagramm eines Motorkolbens und eines zweiten Verteilerventils;
11 ist ein Betriebserläuterungsdiagramm im aufrechten Zustand einer Motortaumelscheibe; und
12 ist eine Seitenansicht im Längsschnitt einer Hydraulikpumpe gemäß der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Beste Art zur Ausführung der Erfindung
Nachfolgend wird die Art zur Ausführung der vorliegenden Erfindung anhand von Ausführungen davon, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, beschrieben.
Zuerst wird nachfolgend in Bezug auf die 1 bis 11 eine Beschreibung der ersten Ausführung angegeben, in der die vorliegende Erfindung auf ein stufenlos verstellbares Taumelscheibengetriebe angewendet wird.
In den 1 und 2 ist eine Ausgangswelle 2 durch Kugellager 3, 3 an beiden rechten und linken Endwänden eines Getriebegehäuses 1 gelagert, welches ein stufenlos verstellbares Taumelscheibengetriebe aufnimmt, bezeichnet mit T. Ein Eingangselement 5, an dem ein Eingangszahnrad 5a befestigt ist, ist an der Ausgangswelle 2 an einer der linken Endwand des Getriebegehäuses 1 benachbarten Position durch ein Schrägkontaktlager 6 drehbar gelagert. Die Kraft eines Motors (nicht gezeigt) wird zum Eingangszahnrad 5a eingegeben und wird von dem rechten Endabschnitt der Ausgangswelle 2 zu einer Last (nicht gezeigt) ausgegeben, z.B. einer Antriebseinheit in einem zweirädrigen Kraftfahrzeug.
Einstückig mit dem Eingangselement 5 ist ein Taumelscheibenhalter 8, der durch ein Nadellager 7 auf der Ausgangswelle 2 gelagert ist, und eine erste Taumelscheibenbaugruppe 9 ist an dem Taumelscheibenhalter 8 durch ein Kugellager 10 und ein Schrägkontaktlager 11 drehbar gehalten. Die erste Taumelscheibenbaugruppe 9 ist einstückig mit einer Pumpentaumelscheibe 8a (Kolbentaumelscheibe) und einer ersten Ventiltaumelscheibe 9b versehen, die von der Pumpentaumelscheibe 9a umschlossen ist und die auf der gleichen Schrägebene wie die Pumpentaumelscheibe 9 angeordnet ist. Der Taumelscheibenhalter 9 ist so angeordnet, dass die Pumpentaumelscheibe 9a und die erste Ventiltaumelscheibe 9b mit einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine Achse X der Ausgangswelle 2 geneigt werden.
Ein zur Ausgangswelle 2 konzentrischer Zylinderblock 4 ist auf einen Zwischenabschnitt der Ausgangswelle 2 über Längsverzahnung aufgesetzt und ist durch sowohl einen Flansch 12 als auch eine Buchse 13 auf der Ausgangswelle 2 axial unbeweglich festgelegt.
An der Seite, die der ersten Taumelscheibenbaugruppe 9 in Bezug auf den Zylinderblock 4 entgegengesetzt ist, ist ein Taumelscheibenanker 15, der mit einem Bolzen 14 an dem Getriebegehäuse 1 befestigt ist, an der Ausgangswelle 2 durch ein Schrägkontaktlager 16 gelagert. Ein halbzylindrisches Schwenklager 18, dessen Achse Y orthogonal zur Achse X der Ausgangswelle 2 ist, ist durch den Taumelscheibenanker 15 in einem vorbestimmten Winkelbereich drehbar gelagert. Zentral des Schwenklagers 18 ist eine zweite Taumelscheibenbaugruppe 19 durch ein Kugellager 20 und ein Schrägkontaktlager 21 drehbar gelagert. Die zweite Taumelscheibenbaugruppe 19 ist integral mit einer Motortaumelscheibe 19a (Kolbentaumelscheibe) und einer zweiten Ventiltaumelscheibe 19b versehen, die von der Motortaumelscheibe 19a umschlossen ist und die auf der gleichen Schrägebene wie die Motortaumelscheibe 19a angeordnet ist. Das Schwenklager 18 ist an seinem einen axialen Ende mit einem Betätigungshebel (nicht gezeigt) versehen. Das Schwenklager 18 wird durch den Betätigungshebel gedreht, wodurch der Kippwinkel der Motortaumelscheibe 19a und jener der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b in Bezug auf die Achse X der Ausgangswelle 2 geändert werden können.
Ein Zylinderhalter 17, der den Zylinderblock 14 durch Kugellager 31 drehbar hält, ist mit Bolzen 38 an dem Taumelscheibenanker 15 befestigt.
Somit trägt das an der Ausgangswelle 2 angebrachte linke Schrägkontaktlager 6 das Eingangselement 5 und die erste Taumelscheibenbaugruppe 9, und das an der Ausgangswelle 2 angebrachte rechte Schrägkontaktlager 16 trägt den Taumelscheibenanker 15. Zweigeteilte Keile 23, 23, die mit einem Paar von Ringnuten 22, 22 in Eingriff stehen, die an der Ausgangswelle 2 ausgebildet sind, stützen sich an den Außenseitenoberflächen der linken und rechten Schrägkontaktlager 6, 16 jeweils ab, wobei ein Haltering 24 auf den Umfang der jeweiligen Teile 23 aufgesetzt ist. Beim Betrieb des stufenlos verstellbaren Getriebes T wird eine Schublast, die zwischen der ersten Taumelscheibenbaugruppe 9 und dem Zylinderblock 4 entsteht, von der Ausgangswelle 2 durch die linken und rechten Schrägkontaktlager 6, 16 und dann durch die linken und rechten Keile 23, 23 aufgenommen, während eine Schublast, die zwischen dem Taumelscheibenanker 15 und dem Zylinderblock 4 erzeugt wird, von der Ausgangswelle 2 durch den Flansch 12 und den rechten Keil 23 aufgenommen wird, wodurch die Belastung des Getriebegehäuses 1 minimiert werden kann.
In dem Zylinderblock 4 sind eine große ungerade Anzahl (in der dargestellten Ausführung fünf) von Pumpenzylinderbohrungen 25 in einem ringförmig angeordneten Zustand auf einem ersten Lochkreis C₁ (siehe 2) ausgebildet, der konzentrisch zum Zylinderblock 4 ist. Ferner sind erste Ventillöcher 26 in der gleichen Anzahl wie die Pumpenzylinderbohrungen 25 und in einem ringförmig angeordneten Zustand auf einem zweiten Lochkreis C₂ ausgebildet, dessen Durchmesser kleiner ist als der erste Lochkreis C₁ und konzentrisch zu diesem. Die einen Enden der Pumpenzylinderbohrungen 25 sind zur linken Endoberfläche des Zylinderblocks 4 offen, während ihre entgegengesetzten Enden geschlossen sind. Die ersten Ventillöcher 26 sind mit einem kleineren Durchmesser als die Pumpenzylinderbohrungen 25 ausgebildet und erstrecken sich axial durch den Zylinderblock 4 hindurch.
Pumpenkolben 27 und erste Schieber-Verteilerventile 28 sind in die Pumpenzylinderbohrungen 25 und die ersten Ventillöcher 26 jeweils verschiebbar eingesetzt. Vorderenden der Pumpenkolben 27 und der ersten Verteilerventile 28 stehen von der linken Endoberfläche des Zylinderblocks 4 vor und stützen sich jeweils an der Pumpentaumelscheibe 9a und der ersten Ventiltaumelscheibe 9b ab. Während sich das Eingangselement 5 dreht, geben die Pumpentaumelscheibe 9a und die erste Ventiltaumelscheibe 9b den Pumpenkolben 27 bzw. den ersten Verteilerventile 28 axiale Hin- und Herbewegungen, und hierdurch wird eine Taumelscheibenhydraulikpumpe P (Taumelscheiben-Hydraulikeinheit) gebildet.
Wie in den 1 und 6 gezeigt, sind die Vorderenden der Pumpenkolben 27 und der ersten Verteilerventile 28 jeweils als kugelförmige Enden 29a und 30a ausgebildet, und kugelförmige Vertiefungen 29b und 30b zum Eingriff mit den kugelförmigen Enden 29a und 30a sind in den Pumpentaumelscheiben 9a und der ersten Ventiltaumelscheibe 9b jeweils ausgebildet, wobei der Durchmesser der kugelförmigen Vertiefungen 29b und 30b größer ist als jener der kugelförmigen Enden 29a und 30a. Gemäß dieser Konstruktion wird ein Verrutschen in der Drehrichtung zwischen der Pumpentaumelscheibe 9a und den Pumpenkolben 27 sowie zwischen der ersten Ventiltaumelscheibe 9b und dem ersten Verteilerventil 28 verhindert, und darüber hinaus können Biegemomente verringert werden, die auf die Pumpenkolben 27 und die ersten Verteilerventile 28 von den jeweils zugeordneten Taumelscheiben 9a und 9b ausgeübt werden.
Wie in den 1 und 7 gezeigt, ist eine ringförmige Halteplatte 32 zum Halten der kugelförmigen Enden 29a und 30a der Pumpenkolben 27 und der ersten Verteilerventile 28 im Eingriffszustand mit den entsprechenden kugelförmigen Vertiefungen 29b und 30b der Taumelscheiben 9a und 9b über eine Ringklemme 33 an der ersten Taumelscheibenbaugruppe 9 angebracht. In der Halteplatte 32 sind Kolbenhaltelöcher 34, die den ringförmig angeordneten Pumpenkolben 27 entsprechend und in der gleichen Anzahl vorliegen, und Ventilhaltelöcher 35, die den ringförmig angeordneten ersten Verteilerventilen 28 entsprechen und in der gleichen Anzahl vorliegen, ausgebildet. Die Kolbenhaltelöcher 34 sind jeweils mit einem kleineren Durchmesser ausgebildet als das kugelförmige Ende 29a jedes der Pumpenkolben 27 und mit einem größeren Durchmesser als ein Halsabschnitt 29a, des kugelförmigen Endes 29a, und sie öffnen sich jeweils zum Außenumfang der Halteplatte 32 durch einen Ausschnitt 36. Die Breite des Ausschnitts 36 ist etwas größer als der Halsabschnitt 29a, des kugelförmigen Endes 29a. Nachdem die Halsabschnitte 29a, der Pumpenkolben 27 durch die Ausschnitte 36 in die Kolbenhaltelöcher 34 eingesetzt worden sind, die Pumpenkolben 27 jeweils in die Pumpenzylinderbohrungen 25 eingesetzt sind und die Halteplatte 32 an der ersten Taumelscheibenbaugruppe 9 angebracht ist, kann hierdurch verhindert werden, dass die Halsabschnitte 29a, aus den Ausschnitten 36 herausfallen, und darüber hinaus können die kugelförmigen Enden 29a in ihren Eingriffspositionen mit den kugelförmigen Vertiefungen 29b durch die Kolbenhaltelöcher 34a gehalten werden. Somit können, mit der Relativdrehung der Pumpentaumelscheibe 9a und des Zylinderblocks 4, die Pumpenkolben 27 zwangsweise hin- und herbewegt werden, sodass es nicht notwendig ist, eine Rückstellfeder zu verwenden, um die Pumpenkolben 27 in ihre Ausfahrrichtung vorzuspannen.
Die Ventilhaltelöcher 35 sind jeweils mit kleinerem Durchmesser ausgebildet als das kugelförmige Ende 30a jedes der ersten Verteilerventile 28, und im Durchmesser größer als ein Halsabschnitt 30a₁ des kugelförmigen Endes 30a, und sie öffnen sich jeweils zum Innenumfang der Halteplatte 32 durch einen Ausschnitt 37. Die Breite des Ausschnitts 37 ist etwas größer als der Halsabschnitt 30a des kugelförmigen Endes 30a. Daher kann, durch das gleiche Montageverfahren wie im Falle der Pumpenkolben 27, verhindert werden, dass die Halsabschnitte 30a, aus den Ausschnitten 37 herausfallen, und die kugelförmigen Enden 30a können in ihren Eingriffspositionen mit den kugelförmigen Vertiefungen 30b gehalten werden, sodass die ersten Verteilerventile 28 mit der Relativdrehung der ersten Ventiltaumelscheibe 9b und des Zylinderblocks 4 zwangsweise hin- und herbewegt werden können.
Wieder in Bezug auf die 1 und 2 sind, in dem Zylinderblock 4, Motorzylinderbohrungen 30 in der gleichen Anzahl wie die Pumpenzylinderbohrungen 25 und ringförmig und abwechselnd zu den Pumpenzylinderbohrungen 25 auf dem ersten Lochkresis C₁ der Gruppe der Pumpenzylinderbohrungen 25 ausgebildet. Ähnlich sind zweite Ventillöcher 40 in der gleichen Anzahl wie die Motorzylinderbohrungen 39 und ringförmig und abwechselnd mit den ersten Verteilerventilen 28 auf dem zweiten Lochkreis C₂ der Gruppe der ersten Ventillöcher 26 ausgebildet. Die einen Enden der Motorzylinderbohrungen 39 öffnen sich zur rechten Endoberfläche des Zylinderblocks 4, während ihre entgegengesetzten Enden verschlossen sind. Die zweiten Ventillöcher 40 sind mit kleinerem Durchmesser ausgebildet als die Motorzylinderbohrungen 39 und erstrecken sich axial durch den Zylinderblock 4 hindurch. In der dargestellten Ausführung haben die Pumpenzylinderbohrungen 25 und die Motorzylinderbohrungen 39 den gleichen Durchmesser, und dies gilt auch für die ersten und zweiten Ventillöcher 26, 40. Somit ist der Durchmesser der zweiten Ventillöcher 40 kleiner als jener der Motorzylinderbohrungen 39.
Motorkolben 41 und zweite Spulen-Verteilerventile 42 sind in die Motorzylinderbohrungen 39 bzw. die zweiten Ventillöcher 40 jeweils verschiebbar eingesetzt. Vorderenden der Motorkolben 41 und der zweiten Verteilerventile 42 stehen von der rechten Endoberfläche des Zylinderblocks 4 vor und stützen sich jeweils an der Motortaumelscheibe 19a und der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b ab. Während sich der Zylinderblock 4 dreht, geben die Motortaumelscheibe 19a und die zweite Ventiltaumelscheibe 19b dem Motorkolben 41 und den zweiten Verteilerventilen 42 jeweilige axiale Hin- und Herbewegungen, und hierdurch wird ein Taumelscheiben-Hydraulikmotor M (eine Taumelscheiben-Hydraulikeinheit) gebildet.
Die Vorderenden der Motorkolben 41 und der zweiten Verteilerventile 42 sind jeweils als kugelförmige Enden 43a und 44a ausgebildet, und kugelförmige Vertiefungen 43b und 44b zum Eingriff mit den kugelförmigen Enden 43a und 44a und größerem Durchmesser als diesen sind in der Motortaumelscheibe 19a bzw. der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b ausgebildet, wodurch ein Verrutschen in der Drehrichtung zwischen der Motortaumelscheibe 19a und den Motorkolben 41 und ein Verrutschen zwischen der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b und den zweiten Verteilerventilen 42 verhindert wird, und darüber hinaus Biegemomente verringert werden können, die von den jeweils zugeordneten Taumelscheiben 19a und 19b auf die Motorkolben 41 und die zweiten Verteilerventile 42 ausgeübt werden.
Eine ringförmige Halteplatte 45 zum Halten der kugelförmigen Enden 43a und 44a der Motorkolben 41 und der zweiten Verteilerventile 42 im Eingriffszustand mit den entsprechenden kugelförmigen Vertiefungen 43b und 44b der Taumelscheiben 19a und 19b ist an der zweiten Taumelscheibenbaugruppe 19 mit einer Ringklemme 46 drehbar angebracht. Die Verbindungsstruktur der Halteplatte 45 mit den Motorkolben 41 und den zweiten Verteilerventilen 42 ist die gleiche wie die Verbindungsstruktur der Halteplatte 32 mit den Motorkolben 27 und dem ersten Verteilerventil 28.
In dem Zylinderblock 4 sind ein ringförmiger Hochdruckölweg 47 und ein Niederdruckölweg 48, die sowohl die ersten als auch zweiten Ventillöcher 26, 40 schneiden, mit axialem Abstand voneinander ausgebildet. Ferner sind in dem Zylinderblock ausgebildet eine große Anzahl von Pumpendurchgängen 25a, die sich jeweils von den Pumpenzylinderbohrungen 25 weg erstrecken und die ersten Ventillöcher 26 erreichen, die in der der Drehrichtung des Zylinderblocks 4 entgegengesetzten Richtung um 90° phasenversetzt angeordnet sind (der Pfeil R in 2 bezeichnet die Drehrichtung des Zylinderblocks), sowie eine große Anzahl von Motordurchgängen 39a, die sich jeweils von den Motorzylinderbohrungen 39 weg erstrecken und die zweiten Ventillöcher 40 erreichen, in der der Drehrichtung des Zylinderblocks 4 entgegengesetzten Richtung um 90° phasenversetzt angeordnet sind.
Wie in 9 gezeigt, ist jedes der ersten Verteilerventile 28 aufeinanderfolgend von seinem kugelförmigen Ende 30a her mit einem ersten Stegabschnitt 28a, einer ersten Ringnut 28d, einem zweiten Stegabschnitt 28b, einer zweiten Ringnut 28e und einem dritten Stegabschnitt 28c versehen. Wenn sich das erste Verteilerventil 28 durch die erste Ventiltaumelscheibe 19b in ihrer äußerst rechten Bewegungsgrenze befindet, sorgt die erste Ringnut 28d für eine Verbindung zwischen dem zugeordneten Pumpendurchgang 25a und dem Hochdruckölweg 47, und der zweite Stegabschnitt 28b unterbricht die Verbindung zwischen dem Pumpendurchgang 28a und dem Niederdruckölweg 48. Andererseits sorgt, bei der äußerst linken Bewegungsgrenze des ersten Verteilerventils 28, die zweite Ringnut 28e für eine Verbindung zwischen dem zugeordneten Pumpendurchgang 25a und dem Niederdruckölweg 48, und der zweite Stegabschnitt 28b unterbricht die Verbindung zwischen dem Pumpendurchgang 25a und dem Hochdruckölweg 47. Im Mittelpunkt seines Hubs isolieren ferner die ersten und zweiten Stegabschnitte 28a, 28b den Pumpendurchgang 25a von den beiden Ölwegen 47 und 48.
Andererseits ist, wie in 10 gezeigt, jedes der zweiten Verteilerventile 42 aufeinanderfolgend von seinem kugelförmigen Ende 44a her mit einem ersten Stegabschnitt 42a, einer Ringnut 42c und einem zweiten Stegabschnitt 42b versehen. An der äußerst linken Bewegungsgrenze des zweiten Verteilerventils 42 durch die zweite Ventiltaumelscheibe 19b sorgt die Ringnut 42c für eine Verbindung zwischen dem zugeordneten Motordurchgang 39a und dem Niederdruckölweg 48, und der zweite Stegabschnitt 42b unterbricht die Verbindung zwischen dem Motordurchgang 39a und dem Hochdruckölweg 47. Andererseits sorgt, an seiner äußerst rechten Bewegungsgrenze, die Ringnut 42c für eine Verbindung zwischen dem Motordurchgang 39a und dem Hochdruckölweg 47, und der erste Stegabschnitt 42a unterbricht die Verbindung zwischen dem Motordurchgang 39a und dem Niederdruckölweg 48. Im Mittelpunkt seines Hubs isolieren ferner die ersten und zweiten Stegabschnitte 42a, 42b den Motordurchgang 39a von den beiden Öldwegen 47 und 48.
Wie in 1 gezeigt, ist ein Nachfüllölweg 50 zentral der Ausgangswelle 2 ausgebildet, wobei der Ölweg 50 mit einer Auslassseite einer Nachfüllpumpe 49 verbunden ist, die von einem Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Ferner sind ein erstes Verbindungsloch 51 und ein zweites Verbindungsloch 52 in der Ausgangswelle 2 ausgebildet, um für eine Verbindung zwischen dem Nachfüllölweg 50 und den Nieder- und Hochdruckölwegen 48, 47 zu sorgen, und ein erstes Rückschlagventil 53 und ein zweites Rückschlagventil 54 sind jeweils in den ersten und zweiten Verbindungslöchern 51, 52 angebracht. Das erste Rückschlageventil 53 gestattet den Ölfluss in nur einer Richtung von dem Nachfüllölweg 50 zu dem Niederdruckölweg 48, während das zweite Rückschlageventil 54 den Ölfluss nur in einer Richtung von dem Nachfüllölweg 50 zu dem Hochdruckölweg 47 gestattet.
Wie in den 3, 4 und 8 gezeigt, ist der Zylinderblock 4 aus einer Mehrzahl (in der dargestellten Ausführung fünf) von Blockplatten 4₁ bis 4₅ ausgebildet, die an Trennebenen unterteilt sind, die sich orthogonal zur Zylinderblockachse X erstrecken, wobei die Blockplatten miteinander kombiniert sind. Die Blockplatten 4₁ bis 4₅ sind durch Pressbearbeitung geformt, und daher können sie jede Dicke haben, die für die Pressbearbeitung geeignet ist. Was die Struktur zum Kombinieren der Blockplatten 4₁ bis 4₅ betrifft, so wird diese später beschrieben.
Nachfolgend werden die fünf Blockplatten aufeinanderfolgend von der linken Seite in 3 her als erste Blockplatte 4₁ bis fünfte Blockplatte 4₅ bezeichnet. Die Pumpenzylinderbohrungen 25, Motorzylinderbohrungen 39, ersten Ventillöcher 26 und zweiten Ventillöcher 40 durchsetzen die erste Blockplatte 4₁ bis fünfte Blockplatte 4₅ . In diesem Falle umfasst jede der Pumpenzylinderbohrungen 25, um darin den zugeordneten Pumpenkolben 27 verschiebbar zu lagern, ein Einlassloch 25i, das die ersten und zweiten Blockplatten 4₁ , 4₂ durchsetzt, und ein Innenloch 25o mit etwas größerem Durchmesser als das Einlassloch 25i, wobei das Innenloch 25o die dritte Blockplatte 4₃ bis zur fünften Blockplatte 4₅ durchsetzt, um eine Ölkammer zwischen den Blockplatten und der inneren Endfläche und der Außenumfangsoberfläche des Pumpenkolbens 27 zu definieren. Ähnlich umfasst jede der Motorzylinderbohrungen 39, um darin den zugeordneten Motorkolben 41 verschiebbar zu tragen, ein Einlassloch 39i, das die vierten und fünften Blockplatten 4₄ , 4₅ durchsetzt, und ein Innenloch 39o, dessen Durchmesser etwas größer ist als das Einlassloch 49i, wobei das Innenloch 39o die ersten bis dritten Blockplatten 4₁ bis 4₃ durchsetzt, um zwischen den Blockplatten und der inneren Endfläche und dem Außenumfang des Motorkolbens 41 eine Ölkammer zu definieren.
Jeder der Pumpendurchgänge 25a umfasst eine axiale Nut 25a₁ , die in der Innenumfangsoberfläche des Innenlochs 25o in der zugeordneten Pumpenzylinderbohrung 25 ausgebildet ist, und eine gekrümmte Nut 25a₂ , die in der Trennebene der dritten Blockplatte 4₃ zur zweiten Blockplatte 4₂ hin ausgebildet ist, wobei die gekrümmte Nut 25a₂ das erste Ventilloch 26 erreicht, das an einer vom Innenloch 25a um 90° versetzten Position angeordnet ist, wie zuvor angemerkt. Ähnlich umfasst jeder der Motordurchgänge 39a eine axiale Nut 39a₁ , die in der Innenumfangsoberfläche des Innenlochs 39o der zugeordneten Motorzylinderbohrung 39 ausgebildet ist, und eine gekrümmte Nut 39a₂ , die in der Trennebene der dritten Blockplatte 4₃ zur vierten Blockplatte 4₄ hin ausgebildet ist, wobei die gekrümmte Nut 39a₂ das zweite Ventilloch 39 erreicht, das von dem Innenloch 39o um 90° versetzt angeordnet ist, wie oben angemerkt.
Der Hochdruckölweg 47 ist zwischen den Sitzoberflächen der zweiten Blockplatte 4₂ und der Ausgangswelle 2 ausgebildet, während der Niederdruckölweg 48 zwischen den Sitzoberflächen der vierten Blockplatte 4₄ und der Ausgangswelle 2 ausgebildet ist.
Zumindest zwei (in der dargestellten Ausführung fünf) Positionierungslöcher 55 durchsetzen die erste Blockplatte 4₁ bis fünfte Blockplatte 4₅ mit gleichmäßigen Intervallen um die Zylinderblockachse X herum, und Positionierungsstifte 56 sind in die Positionierungslöcher 55 eingesetzt, um hierdurch die Pumpenzylinderbohrungen 25, die Motorzylinderbohrungen 39, die ersten Ventillöcher 26 und die zweiten Ventillöcher 40 in den Blockplatten 4₁ bis 4₅ jeweils auf geraden Linien in Flucht zu bringen. Die Positionierungslöcher 55 und die Positionierungsstifte 56 bilden Positionierungsmittel 58.
Die Außenumfangsränder der ersten bis fünften Blockplatten 4₁ bis 4₅ sind abgefast, sodass dann, wenn die ersten bis fünften Blockplatten 4₁ bis 4₅ aufeinander gelegt werden, diese an ihren außenumfängen ringförmige Nuten 59 bilden, wobei diese Nuten jeweils zu den Trennebenen weisen.
Beim Miteinanderverbinden der ersten bis fünften Blockplatten 4₁ bis 4₅ , die unter der Positionierung mit den Positionierungsstiften 56 so aufeinander gelegt sind, werden lineare Lötmaterialien m ringförmig jeweils um die Ringnuten 59 herumgewickelt und werden dann heißgeschmolzen, während die ersten bis fünften Blockplatten 4₁ bis 4₅ in Druckkontakt miteinander gebracht werden, sodass die so geschmolzenen Lötmaterialien unter Kapillarwirkung nicht nur zwischen die Trennebenen der Blockplatten 4₁ bis 4₅ hinein gelangen, sondern, auch zwischen die Positionierungsstifte 56 und die Positionierungslöcher 55. Ihre anschließende Verfestigung gestattet, dass die Blockplatten miteinander verbunden werden. Auf diese Weise werden die Blockplatten 4₁ bis 4₅ nicht nur miteinander, sondern auch mit den Positionierungsstiften 56 verbunden, sodass die Positionierungsstifte 56 die Funktion als Verbindungselement erfüllen und daher eine starke Verbindungskraft erzeugt werden kann. Weil darüber hinaus die ersten bis fünften Blockplatten 4₁ bis 4₅ miteinander in Druckkontakt gebracht werden, wird der Spalt zwischen den benachbarten Blockplatten extrem dünn und daher kann das Eindringen der Lötmaterialien zu verschiedenen Abschnitten unter der Kapillarwirkung verbessert werden.
Wenn ferner die so in die Ringnuten 59 eingeführten Lötmaterialien m schmelzen, wird durch diese Ringnuten verhindert, dass sie zu irgendeinem anderen Abschnitt als den zu lötenden Abschnitten fließen, und daher ist die Ausbeute der Lötmaterialien m, die teuer sind, sehr hoch.
Wie in 5 gezeigt, können vor den obigen Lötarbeiten beide Enden 56a, 56a der jeweiligen Positionierungsstifte 56 verstemmt werden, sodass die ersten bis fünften Blockplatten 4₁ bis 4₅ gegeneinander gedrückt werden und sodass verhindert wird, dass der Stift 56 aus dem zugeordneten Positionierungsloch 55 herausfällt. Dies hat die Wirkung, einen zufriedenstellenden Lötzustand zu erreichen, ohne irgendeinen speziellen Spanner zu verwenden, um den geschichteten Zustand der Blockplatten beizubehalten.
Nachfolgend wird der Betrieb dieser Ausführung beschrieben.
Wenn die erste Taumelscheibenbaugruppe 9 durch das Eingangszahnrad 5a mit der Kraft des Motors (nicht gezeigt) gedreht wird, während die Motortaumelscheibe 19a mit einem bestimmten Neigungswinkel gehalten wird, dann können, wie zuvor erwähnt, den Pumpenkolben 27 und den ersten Verteilerventilen 28 durch das Zusammenwirken der Pumpentaumelscheibe 9a und der ersten Ventiltaumelscheibe 9b mit der Halteplatte 32 zwangsweise und mit guter Steuerzeit axiale Hin- und Herbewegungen verliehen werden. Somit werden ihre richtigen Hin- und Herbewegungen auch im Hochrehzahlbetrieb sichergestellt.
Während, wie in 9 gezeigt, die Pumpenkolben 27 einen Saugbereich S durchlaufen, in dem die in den Pumpenzylinderbohrungen 25 definierten Ölkammern expandiert sind, bringen die ersten Verteilerventile 28 die Pumpendurchgänge 25a mit dem Niederdruckölweg 48 in Verbindung, sodass das im Niederdruckölweg 48 vorhandene Hydrauliköl in die Ölkammern in den Pumpenzylinderbohrungen 25 angesaugt wird. Während andererseits die Pumpenkolben 27 einen Ausgabebereich D durchlaufen, in dem die in den Pumpenzylinderbohrungen 25 definierten Ölkammern kontrahiert sind, bringen die ersten Verteilerventile 28 die Pumpendurchgänge 25a mit dem Hochdruckölweg 47 in Verbindung, sodass das in den Pumpenzylinderbohrungen 25 vorhandene Hydrauliköl mit hohem Druck zu dem Hochdruckölweg 47 ausgeworfen wird.
Während sich andererseits im in 10 gezeigten Hydraulikmotor M die Motorkolben 41 in einem Expansionsbereich Ex befinden, in dem die in den Motorzylinderbohrungen 39 definierten Ölkammern expandiert sind, bringen die zweiten Verteilerventile 42 die Motordurchgänge 39 mit dem Hochdruckölweg 47 in Verbindung, und während sich die Motorkolben 41 in einem Kontraktionsbereich Re befinden, in dem die in den Motorzylinderbohrungen 39 definierten Ölkammern kontrahiert sind, bringen die zweiten Verteilerventile 42 die Motordurchgänge 39a mit dem Niederdruckölweg 48 in Verbindung, sodass das Hochdruck-Hydrauliköl, das von den Pumpenzylinderbohrungen 25 zu dem Hochdruckölweg 47, wie oben erwähnt, ausgeworfen worden ist, den Zylinderbohrungen 39 der im Expansionsbereich Ex angeordneten Motorkolben 41 zugeführt wird, um hierdurch den Motorkolben 41 einen Schub zu verleihen. Die im Kontraktionsbereich Re angeordneten Motorkolben 41 werfen das Hydrauliköl aus den Motorzylinderbohrungen 39 zu dem Niederdruckölweg 48 aus, wenn der Kontraktionshub fortschreitet. Die Motorkolben 41, die somit durch das in den Motorzylinderbohrungen 39 vorhandene Hochdruck-Hydrauliköl unter Druck gesetzt worden sind, drücken auf die Motortaumelscheiben 19a und verleihen ihnen ein Drehmoment, wobei sich dann, mit dem resultierenden Reaktionsdrehmoment, der Zylinderblock 4 in der gleichen Richtung wie das Eingangszahnrad 5a dreht, und dieses Drehmoment von der Ausgangswelle 2 auf eine externe Last übertragen wird. Auch in diesem Fall werden die Motorkolben 41 und die zweiten Verteilerventile 42 durch Zusammenwirken der Motortaumelscheibe 19a und der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b mit der Halteplatte 45 zwangsweise und mit guter Steuerzeit hin- und herbewegt.
Wenn bei einem solchen normalen Betrieb der Druck des Niederdruckölwegs 48 aufgrund der Leckage des Hydraulikdrucks aus verschiedenen Abschnitten des Zylinderblocks 4 absinkt, öffnet das erste Rückschlagventil 53, und das Hydrauliköl wird von dem Nachfüllölweg 50 zum Niederdruckölweg 48 nachgefüllt. Wenn die Motorbremsung wirkt, wird der Druck des Hochdruckölwegs 47 niedrig, und jener des Niederdruckölwegs 48 wird hoch, sodass das Nachfüllen der Leckage des Hydraulikdrucks hierbei durch das zweite Rückschlagventil 54 erfolgt.
Die Hydraulikpumpe P hat eine fest Verdrängung, wobei der Neigungswinkel der Pumpentaumelscheibe 9a fest ist, wohingegen der Hydraulikmotor M eine variable Verdrängung hat, wobei der Neigungswinkel der Motortaumelscheibe 19a variabel ist, sodass das Gangänderungsverhältnis zwischen dem Eingangselement 5 und der Auswelle 2 verändert werden kann, indem der Neigungswinkel der Motortaumelscheibe 19a verändert wird, um die Verdrängung des Hydraulikmotors M zu vergrößern oder zu verkleinern. Insbesondere ist es durch Verändern der Position der Motortaumelscheibe 19a von ihrer maximal gekippten Position (aus der zur Zylinderblockachse X orthogonalen Ebene am weitesten verkippt), bei der die Verdrängung des Hydraulikmotors M maximiert ist, bis zu deren aufrechter Position (der zur Zylinderblockachse X orthogonalen Position), bei der die Motorverdrängung zu null gemacht wird, möglich, das Gangänderungsverhältnis von einem niedrigen Verhältnis bis zu einem hohen Verhältnis von 1 zu regulieren.
Weil übrigens die Motortaumelscheibe 19a zusammen mit der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b, die auf der gleichen Schrägebene wie die Motortaumelscheibe angeordnet ist, die zweite Taumelscheibenbaugruppe 19 bilden, verlagert sich die zweite Ventiltaumelscheibe 19b selbst zusammen mit der Motortaumelscheibe 19a. Daraus folgt, dass dann, wenn die Motortaumelscheibe 19a ihre aufrechte Position erreicht, auch die zweite Ventiltaumelscheibe 19b aufrecht steht. Im aufrechten Zustand der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b, wie in 11 gezeigt, werden die zweiten Verteilerventile 42 an ihren Hubmittelpunkten gehalten, um die Motordurchgänge 39a von den beiden Hoch- und Niederdruckölwegen 47, 47 abgesperrt zu halten, was zu dem sogenannten Überbrückungszustand führt, indem der Ölweg zur Verbindung zwischen der Hydraulikpumpe P und dem Hydraulikmotor M abgesperrt wird.
Demzufolge wird das Volumen des mit der Hydraulikpumpe P in Verbindung stehenden Ölwegs auf die Hälfte reduziert, und die Nichtkomprimierbarkeit des im Ölweg vorhandenen Hydrauliköls wird verbessert (dies beruht auf der Abnahme des Ölwegvolumens und der einhergehenden Halbierung der Gesamtmenge von Luftblasen, die in dem Hydrauliköl enthalten sind. Da abgesehen davon die Ölleckage in dem Hydraulikmotor M keinerlei Einfluss auf die Hydraulikübertragungseffizienz mehr ausübt, kann die relative Drehung zwischen dem Eingangselement 5 und der Ausgangswelle 2 auf einem Minimum gehalten werden, und daher ist es möglich, den hydraulischen Übertragungswirkungsgrad im Zustand des oberen Verhältnisses zu gewährleisten. Weil es ferner die zweite Ventiltaumelscheibe 19b, die mit der Motortaumelscheibe 19a integriert ist, ist, welche die zweiten Verteilerventile 42 in der obigen Weise betätigen, ist es nicht notwendig, einen gesonderten Kopplungsmechanismus zu verwenden, um die zweite Ventiltaumelscheibe 19b zu betätigen, was zur Vereinfachung der Struktur beiträgt.
In dem stufenlos verstellbaren Getriebe T der obigen Konstruktion sind der ringförmige Hochdruckölweg 47 und der Niederdruckölweg 48 in der axialen Richtung des Zylinderblocks 4 Seite an Seite ausgebildet, und eine große Anzahl der ersten und zweiten Verteilerventile 28, 42 sind jeweil sin eine große Anzahl der ersten und zweiten Ventillöcher 26, 40 verschiebbar eingesetzt, die in dem Zylinderblock 4 so ausgebildet sind, dass sie sich parallel zur Zylinderblockachse X erstrecken, während sie die beiden Ölwege 47 und 48 schneiden. Demzufolge sind die Pumpenzylinderbohrungen, die Motorzylinderbohrungen und die ersten und zweiten Ventillöcher 26, 40 alle parallel zur Zylinderblockachse X und können daher in dem Zylinderblock 4 mit einem Parallel-Mehrspindelwerkzeug leicht und rasch bearbeitet werden. Weil darüber hinaus die ersten und zweiten Ventiltaumelscheiben 9b, 19b, die die ersten und zweiten Verteilerventile 28, 42 mit ihrer Relativdrehung in Bezug auf den Zylinderblock 4 betätigen, an beiden Endseiten des Zylinderblocks angeordnet sind, wie die Pumpen- und Motortaumelscheiben 9a, 19a, wird die Anzahl der Komponenten, die am Außenumfang des Zylinderblocks 4 angeordnet sind, klein, was hierdurch stark zu einer Reduktion der radialen Größe des stufenlos verstellbaren Getriebes beiträgt.
Weil darüber hinaus in dem Zylinderblock 4 die Pumpenkolben 27 und die Motorkolben 41 auf dem ersten Lochkreis C₁ angeordnet sind und die ersten und zweiten Verteilerventile 28, 42 mit dem kleineren Durchmesser als die Kolben 27 und 41 auf dem zweiten Lochkreis C₂ mit kleinerem Durchmesser als dem ersten Lochkreis C₁ angeordnet sind, sind die Verteilerventile 28 und 42 in dem Totraum, der radial innerhalb der Kolben 27 und 41 ausgebildet ist, angeordnet, sodass selbst dann, wenn der erste Lochkreis C₁ ausreichend groß gemacht ist, um sicherzustellen, dass den Kolben 27 und 41 durch die Taumelscheiben 9a und 19a ausreichende Hin- und Herbewegungen aufgegeben werden, so führt das Vorhandensein der Verteilerventile 28 und 42 nicht zu einer Größenzunahme des Zylinderblocks 4, was eine Reduktion der radialen Größe des stufenlos verstellbaren Getriebes T gestattet. Da übrigens die Verteilerventile 28 und 42 im Durchmesser kleiner ausgebildet sind als die Kolben 27 und 41, können die Verteilerventile 28 und 42 auch leicht innerhalb der Kolben 27 und 41 angeordnet werden.
Da ferner die Pumpenkolben 27 und die Motorkolben 41 abwechselnd auf demselben ersten Lochkreis C₁ angeordnet sind, ist es möglich, die axiale Größe des Zylinderblocks 4 zu verringern, ohne dessen Gesamtabmessung zu vergrößern, wodurch die Größe des stufenlos verstellbaren Getriebes T in sowohl radialen als auch axialen Richtungen reduziert werden kann.
Da ferner der Hochdruckölweg 47 und der Niederdruckölweg 48 innerhalb der Gruppe sowohl der Pumpenkolben 27 als auch der Motorkolben 41 angeordnet isnd, ist es die Längen der beiden Hoch- und Niederdruckölwege 47, 48 zu minimieren, worin die absolute Menge an Luftblasen, die sich in dem hydrauliköl in diesen Ölwegen befinden, verringert werden kann und hierdurch der hydraulische Übertragungswirkungsgrad verbessert werden kann.
Da ferner die Pumpentaumelscheibe 9a und die erste Ventiltaumelscheibe 9b, die auf der gleichen Schrägebene angeordnet sind, einstückig mit der ersten Taumelscheibenbaugruppe 9 ausgebildet sind und die Motortaumelscheibe 19a und die zweite Ventiltaumelscheibe 19b, die auf derselben Schrägebene angeordnet sind integral mit der zweiten Taumelscheibenbaugruppe 19 ausgebildet sind, ist es möglich, eine axiale Größenzunahme des stufenlos verstellbaren Getriebes T aufgrund des Vorhandenseins der mehreren Taumelscheiben zu verhindern. Übrigens können die Pumpentaumelscheibe 9a und die erste Taumelscheibe 9b gleichzeitig mit der ersten Taumelscheibenbaugruppe 9 bearbeitet werden, und dies kann auch mit der Motortaumelscheibe 19a und der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b mit der zweiten Taumelscheibenbaugruppe 19 erfolgen, um eine hohe Massenproduktivität sicherzustellen.
Die Verteilerventile 28 und 42 bewirken an den Mittelpunkten ihrer Hin- und Herbewegung, dass die Durchgänge 25a und 39a von den beiden Nieder- und Hochdruckölwegen 48 und 49 abgesperrt werden. In diesem Zustand werden die Pumpendurchgänge 25a der Pumpenzylinderbohrungen 25 mit den ersten Ventillöchern 26 verbunden, die in der zur Drehrichtung des Zylinderblocks 4 entgegengesetzten Richtung um 90° phasenversetzt sind, und die Motordurchgänge 39a der Motorzylinderbohrungen 39 werden mit den zweiten Ventillöchern 40 verbunden, die in der der Drehrichtung des Zylinderblocks 4 entgegengesetzten Richtung um 90° phasenversetzt sind. Selbst wenn daher die Pumpentaumelscheibe 9a und die erste Ventiltaumelscheibe 9b sowie auch die Motortaumelscheibe 19a und die zweite Ventiltaumelscheibe 19b in der gleichen schrägen Anordnung sind, dann werden, wenn die Kolben 27 und 41 ihre Ausfahr- oder Einfahrbewegungsgrenze erreichen, die entsprechenden Durchgänge 25a und 39a von den beiden Nieder- und Hochdruckölwegen 48, 47 abgesperrt. Wenn daher die Kolben 27 und 41 anschließend ihre Bewegung zur Einfahr- oder Ausfahrbewegung ändern, ist es möglich, die Durchgänge 25a und 39a mit dem Niederdruckölweg 48 oder dem Hochdruckölweg 47 genau in Verbindung zu bringen.
Ferner wird der Zylinderblock 4 gebildet, indem die ersten bis fünften Blockplatten 4₁ bis 4₅ miteinander verlötet werden, die durch Pressen von Blockplatten geformt worden sind, die an Trennebenen unterteilt sind, die sich orthogonal zur X-Achse des Zylinderblocks erstrecken. In diesem Fall wird das Einlassloch 25i, das einer einlassseitigen Hälfte jeder Pumpenzylinderbohrung 25 entspricht, in den ersten und zweiten Blockplatten 4₁ , 4₂ ausgebildet, und das Innenloch 25o, das einer innenseitigen Hälfte der Pumpenzylinderbohrung entspricht und einen größeren Durchmesser als das Einlassloch 25i aufweist, wird in den dritten bis fünften Blockplatten 4₃ bis 4₅ ausgebildet. Ähnlich wird das Einlassloch 39i, das einer einlassseitigen Hälfte jeder Motorzylinderbohrung 39 entspricht, in den vierten und fünften Blockplatten 4₄ , 4₅ ausgebildet, und das Innenloch 39o, das einer innenseitigen Hälfte der Motorzylinderbohrung entspricht und einen größeren Durchmesser hat als das Einlassloch 39i, wird in den ersten bis dritten Blockplatten 4₁ bis 4₃ ausgebildet. Somit ist die große Anzahl von Einlasslöchern 25i, 39i oder Innenlöchern 25o, 39o, die in den Blockplatten 4₁ bis 4₅ ausgebildet sind, nicht besonders tief, und die Massenproduktion durch Pressbearbeitung der Blockplatten 4₁ bis 4₅ , die derart viele Löcher aufweisen, kann leicht durchgeführt werden. Daher kann der Zylinderblock effizient hergestellt werden, indem die Blockplatten 4₁ bis 4₅ miteinander verbunden werden, während diese mit den Positionierungsmitteln 58 positioniert werden.
Selbst wenn übrigens ein leichter Fehler in der Bearbeitung oder im Zusammbau vorliegt, kann ein solcher Fehler durch die Differenz im Durchmesser zwischen den Einlasslöchern 25i, 39i und den Innenlöchern 25o, 39o größeren Durchmessers als jenem der Einlasslöcher 25i, 39i absorbiert werden, sodass diese für die Gleitbewegung der Kolben 27, 41 kein Hindernis sind, und durch Vergröberung der Bearbeitungsgenauigkeit der Innenlöcher 25o, 39o eine weitere Verbesserung der Massenproduktivität erreicht werden kann.
Weil darüber hinaus in jedem der Innenlöcher 25o, 39o eine Ölkammer ausgebildet ist, zu der nicht nur die innere Endoberfläche, sondern auch die Außenumfangsfläche jedes der zugeordneten Kolben 27, 41 weist, wird die Gleitoberfläche jedes der Kolben 27, 41 durch das in der Ölkammer vorhandene Hydrauliköl immer zufriedenstellend geschmiert, wodurch ein glattgängiger Betrieb des Kolbens sichergestellt werden kann.
Die gekrümmten Nuten 25a₂ , 39a₂ der Pumpendurchgänge 25a und der Motordurchgänge 39a haben eine relativ komplizierte Gestalt, aber weil diese gekrümmten Nuten in der Trennebene der dritten Blockplatte 4₃ ausgebildet sind, können sie gleichzeitig mit der Pressbearbeitung für die dritte Blockplatte 4₃ ausgebildet werden.
12 stellt die zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung dar, worin die Erfindung nur auf die Taumelscheiben-Hydraulikpumpe P angewendet wird. Ein Pumpengehäuse 60, das an einer geeigneten festen Struktur angebracht ist, umfasst einen topfförmigen Gehäusekörper 60a und einen Deckel 60b, der an einem offenen Ende des Gehäusekörpers mit Bolzen 65 gesichert ist. Eine Eingangswelle 61, die von einem Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird, wird in einer Endwand des Gehäusekörpers 60a durch ein Paar von Schrägkontaktlagern 62, 62' getragen. Ein Saugrohr 63 und ein Auslassrohr 64 sind an dem Deckel 60b angebracht. Das Saugrohr 63 ist mit einem Ölsumpf oder einem Niederdruckölweg (nicht gezeigt) verbunden, während das Auslassrohr 64 mit einer hydraulischen Vorrichtung (nicht gezeigt) verbunden ist, die als Last dient.
Innerhalb des Pumpengehäuses 60 ist ein Taumelscheibenhalter 8 an der Eingangswelle 61 mit Bolzen 66 befestigt, und an dem Außenumfang des Taumelscheibenhalters 8 ist eine Taumelscheibenbaugruppe 9 durch ein Kugellager 10 und ein Schrägkontaktlager 11 drehbar gelagert. Wie im Falle der in der vorherigen Ausführung verwendeten ersten Taumelscheibenbaugruppe 9 ist auch die in dieser zweiten Ausführung verwendete Taumelscheibenbaugruppe 9 integral mit einer Pumpentaumelscheibe 9a und einer Ventiltaumelscheibe 9b versehen, die auf der gleichen Schrägebene angeordnet sind. Ein Zylinderblock 4 ist an dem Deckel 60b mit Bolzen 67 befestigt, sodass er zur Eingangswelle 60 koaxial wird.
In dem Zylinderblock 4 sind, wie bei dem Layout der in der vorherigen Ausführung verwendeten Hydraulikpumpe P, eine große ungerade Anzahl (in der dargestellten Ausführung wird an fünf gedacht) von Pumpenzylinderbohrungen 25 und Ventillöchern 26, Pumpendurchgänge 25a, die mit den Pumpenzylinderbohrungen 25 verbunden sind, sowie ein ringförmiger Niederdruckölweg 48 ausgebildet, und Pumpenkolben 27 und Verteilerventile 28 sind jeweils in die Pumpenzylinderbohrungen 25 und die Ventillöcher 26 eingesetzt. Ein ringförmiger Hochdruckölweg 47 ist zwischen den Verbindungsoberflächen des Zylinderblocks 4 und des Deckels 60b ausgebildet. Der Niederdruckölweg 48 und der Hochdruckölweg 47 stehen mit dem Saugrohr 63 und dem Auslassrohr 64 jeweils in Verbindung.
Kugelförmige Enden 29a und 30a der Pumpenkolben 27 und Verteilerventile 28 werden mit kugelförmigen Vertiefungen 29b und 30b der Pumpentaumelscheibe 9a und der Ventiltaumelscheibe 9b jeweils durch eine Halteplatte 32 in Eingriff gehalten, die die gleiche Struktur wie in der vorherigen Ausführung hat.
In diesem Fall ist der Zylinderblock 4 axial in vier Blockplatten 4₁ bis 4₄ unterteilt, die in Bezug aufeinander in der gleichen Weise wie in der vorherigen Anordnung positioniert und verlötet sind. Die erste Blockplatte 4₁ , die zur Taumelscheibenbaugruppe 9 weist, ist dicker als die anderen Blockplatten, und die Pumpenzylinderbohrungen 25, d.h. die darin ausgebildeten Einlasslöcher 25i, sind mit hoher Genauigkeit gefinished, um die Pumpenkolben 27 verschiebbar zu halten. Andererseits sind die Pumpenzylinderbohrungen 25, d.h. die in den zweiten und dritten Blockplatten 4₂ und 4₃ ausgebildeten Innenlöcher 25o, grob gefinished und etwas größer bemessen als jene, die in der ersten Blockplatte 4₁ ausgebildet sind. Der Niederdruckölweg 48 ist in der zweiten Blockplatte 4₂ ausgebildet, und die Pumpendurchgänge 25a sind Nutausformungen in der Trennebene der dritten Blockplatte 4₃ ausgebildet. Die vierte Blockplatte 4₃ ist im Durchmesser etwas größer als die anderen Blockplatten, und ihr Außenumfangsabschnitt ist an dem Deckel 60b mit Bolzen 67 befestigt. Mit dieser Konstruktion wird es möglich, insbesondere die zweiten bis vierten Blockplatten 4₂ bis 4₄ dünn zu machen und es ist daher möglich, eine Pressbearbeitung derselben leicht durchzuführen.
Die anderen konstruktiven Punkte sind die gleichen wie in der in der vorherigen Ausführung beschriebenen Hydraulikpumpe P, und in den Zeichnungen sind die Abschnitte, die Abschnitten der Hydraulikpumpe P in der vorherigen Ausführung entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen identifiziert und Erläuterungen davon werden hier weggelassen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungen beschränkt, sondern es können verschiedene konstruktive Modifikationen innerhalb des Umfangs, der nicht vom Umfang des beanspruchten Gegenstands der Erfindung abweicht, vorgenommen werden. Z.B. kann die Dicke der jeweils teilhabenden Blockplatte des Zylinderblocks auf einen Wert gesetzt werden, der ein Präzisionsgießen, -schmieden oder -sintern gestattet.

Claims

Taumelscheiben-Hydraulikeinheit, umfassend: einen Zylinderblock (4), der eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen (25, 39) aufweist, die parallel zu einer Zylinderblockachse (X) auf einem die Achse (X) umgebenden Lochkreis (C₁) ringförmig angeordnet sind, eine Mehrzahl von Kolben (27, 41), die jeweils in die Zylinderbohrungen (25, 39) verschiebbar eingesetzt sind, ein Paar von Kolbentaumelscheiben (9a, 19a) an entgegengesetzten Enden des Zylinderblocks (4) zur relativen Drehung in Bezug auf den Zylinderblock (4), um hierdurch zu bewirken, dass sich eine und eine andere Gruppe der Kolben (27, 41) jeweils hin- und herbewegt, ein Eingangselement (5) und eine Ausgangswelle (2), worin der Zylinderblock (4) durch Kombinieren einer Mehrzahl von Blockplatten (4₁ bis 4₅ ) miteinander gebildet ist, wobei die Blockplatten an sich orthogonal zur Zylinderblockachse (X) erstreckenden Trennebenen geteilt sind; wobei die Zylinderbohrungen (25, 39) Einlasslöcher (25i, 39i) zum Tragen der jeweiligen Kolben (27, 41), die verschiebbar sind, und Innenlöcher (25o, 39o) eines Durchmessers, der größer ist als jener der Einlasslöcher, (25i, 39i) aufweisen, wobei die Einlasslöcher (25i, 39i) in einer Einlassseite einer der Blockplatten (4₁ , 4₂ , 4₄ 4₅ ) ausgebildet sind, die an einer Seite angeordnet ist, die zu der Kolbentaumelscheibe (9a, 19a) weist, wobei die Innenlöcher (25o, 39o) in restlichen inneren der Blockplatten (4₃ bis 4₅ ; 4₁ bis 4₃ ) ausgebildet sind, um zwischen dem Innenloch und der Außenumfangsoberfläche und der Endoberfläche des entsprechenden Kolbens (27, 41) jeweils eine Ölkammer zu definieren; wobei der Zylinderblock (4) Positionierungsmittel (58) aufweist, um die Zylinderbohrungen (25, 39) in den Blockplatten (4₁ bis 4₅ ) koaxial anzuordnen, und der Zylinderblock (4) mit einer Mehrzahl von Ventillöchern (26, 40) versehen ist, in denen Verteilerventile (28, 42) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass Durchgänge (25a, 39a) der jeweiligen Zylinderbohrungen (25, 39) in Nutausformungen in der Trennebene eines Teils (4₃ ) der Blockplatten ausgebildet sind, sodass diese durch die Verteilerventile (28, 42) selektiv angesteuert werden; wobei Positionierungsstifte (56) in eine Serie von Positionierungslöchern (55) eingesetzt sind, die axial in allen der Blockplatten (4₁ bis 4₅ ) ausgebildet sind, um hierdurch die Positionierungsmittel (58) zu bilden; wobei die Blockplatten (4₁ bis 4₅ ) durch Lötmittel miteinander verbunden sind und die Blockplatten (4₁ bis 4₅ ) und die Positionierungsstifte (56) ebenfalls durch Lötmittel miteinander verbunden sind, und dass die Ausgangswelle (2) so vorgesehen ist, dass sie sich durch das Paar der Kolbentaumelscheiben (9a, 19a) und den Zylinderblock (4) hindurch erstreckt, wobei das Eingangselement (5) um die Ausgangswelle (2) herum drehbar gelagert ist, und dass die Kraft von einer Maschine über das Eingangselement (5) zu einer der Kolbentaumelscheiben (9a) eingegeben wird, um eine Relativdrehung der einen Taumelscheibe (9a) in Bezug auf den Zylinderblock (4) und hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Kolben (27, 41) zu bewirken, wodurch der sich hin- und herbewegende Kolben (41) mit der anderen der Kolbentaumelscheiben (19a) zusammenwirkt, um dem Zylinderblock (4) ein Drehmoment zu geben.
Taumelscheiben-Hydraulikeinheit nach Anspruch 1, worin eine Vielzahl von Ventillöchern (26, 40) die mehreren Blockplatten (4₁ bis 4₅ ) ringförmig parallel zur Achse (X) auf einem Lochkreis (C₂), der separat und konzentrisch zu dem Lochkreis (C₁) ist, durchsetzt, wobei Schieber-Verteilerventile (28, 42) in die Ventillöcher (26, 40) verschiebbar eingesetzt sind, eine Ventiltaumelscheibe (9b, 19b) angeordnet ist, um sich in Bezug auf den Zylinderblock (4) relativ hin- und herzubewegen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Verteilerventile (28, 42) zu bewirken, und die Ventiltaumelscheibe (9b, 19b) und die Kolbentaumelscheibe (9a, 19b) selektiv auf derselben Schrägebene gesteuert werden und integral miteinander ausgebildet sind, um eine Taumelscheibenbaugruppe (9, 19) zu bilden, und die Durchgänge (25a, 39a) der jeweiligen Zylinderbohrungen (25, 39) durch die Verteilerventile (28, 42) an Positionen, die in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks (4) in Bezug auf die Zylinderbohrungen (25, 39) um 90° phasenversetzt sind, angeordnet sind.
Taumelscheiben-Hydraulikeinheit nach Anspruch 1, worin die mehreren Blockplatten (4₁ bis 4₅ ) axial aufeinandergesetzt sind, und Ringnuten (59), die in der Lage sind, darin ein Lötmaterial (m) zu halten, in den Außenumfängen der Blockplatten so ausgebildet sind, dass sie zu den Trennebenen der Blockplatten weisen.
Taumelscheiben-Hydraulikeinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin die Dicke jeder der Blockplatten (4₁ bis 4₅ ) auf einen Wert gesetzt ist, der eine Pressbearbeitung für die Platte gestattet.