DE862078C

DE862078C - Infinitely variable fluid gear with rotating cylinder block and rotating swash plate

Info

Publication number: DE862078C
Application number: DEK873D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-04-09
Filing date: 1940-04-09
Publication date: 1953-01-08

Description

Stufenlos regelbares Flüssigkeitsgetriebe mit umlaufendem Zylinderblock und umlaufender Schiefscheibe Die Erfindung betrifft ein stufenlos regelbares Flüssigkeitsgetriebe mit umlaufendem Zylinderblock und einer ebenfalls umlaufenden Schiefscheibe, dessen Regelung durch Verschwenkung des Zylinderblockes gegenüber der Schiefscheibe oder umgekehrt erfolgt. Die in dem Zylinderblock angeordneten Kolben werden von Pleuelstangen oder Lenkern hin und her bewegt, die sowohl an den Kolben selbst als auch an der Schiefscheibe allseitig drehbar angelenkt sind. Darüber hinaus ist zwischen der An- und Abtriebswelle und demjenigen umlaufenden Teil, der schwenkbar gelagert ist, eine Verbindung vorgesehen, um diesen Teil zusammen mit der An- oder Abtriebswelle in Drehbewegung zu halten.Infinitely variable fluid transmission with rotating cylinder block and rotating swash plate The invention relates to a continuously variable fluid transmission with a rotating cylinder block and a rotating swash plate, its Control by swiveling the cylinder block with respect to the swash plate or done the other way around. The pistons arranged in the cylinder block are made up of connecting rods or handlebars moved back and forth, both on the piston itself and on the Swashplate are hinged to be rotatable in all directions. In addition, between the Input and output shaft and that rotating part that is pivotably mounted, a connection is provided to this part together with the input or output shaft keep rotating.

Diese Verbindung zwischen der .An- oder Abtriebswelle und demjenigen umlaufenden Teil, der schwenkbar gelagert ist, besteht bei den bekannten Flüssigkeitsgetrieben dieser Art aus einem Kardangelenk oder aus zwei Kardangelenken, die mittels einer Stange miteinander verbunden sind. Die zu diesem Zweck benutzten Kardangelenke müssen einerseits eine sehr große Kraft übertragen, sind aber andererseits in ihren Abmessungen sehr beschränkt. Ihre Abmessungen müssen äußerst gering gehalten «-erden, um den Kreis, auf dem die einzelnen Zylinder rings um das. Kardangelenk oder die Kardangelenke angeordnet sind, und die Abmessungen des Getriebes in mäßigen Grenzen zu halten. Diese Kardangelenke müssen aus diesem Grunde aus äußerst hochwertigem Material hergestellt werden, das sowohl teuer in der Beschaffung als auch teuer in der Bearbeitung ist. Trotzdem neigt bei den bekannten Getrieben die Verbindung zwischen der An- oder Abtriebswelle und demjenigen umlaufenden Teil, der schwenkbar gelagert ist, zu Betriebsschwierigkeiten und Anständen.This connection between the .An- or output shaft and the one revolving part, which is pivotably mounted, exists in the known fluid drives of this type from a universal joint or from two universal joints, which by means of a Rod are connected to each other. The universal joints used for this purpose must on the one hand transmit a very large force, but on the other hand are in their dimensions very limited. Their dimensions must be kept extremely small in order to achieve the Circle on which the single cylinder around the universal joint or the universal joints are arranged, and the dimensions of the transmission in moderate To keep boundaries. For this reason, these universal joints must be of extremely high quality Material can be manufactured that is both expensive to purchase and expensive is in progress. In spite of this, the connection tends to be inclined in the case of the known gears between the input or output shaft and that rotating part that is pivotable is stored, to operational difficulties and inconveniences.

Erfindungsgemäß werden die beschriebenen Mängel dadurch beseitigt, daß die An- bzw. Abtriebswelle mit einem senkrecht zur Drehachse des schwenkbaren Teils abgeflachten Kopf versehen ist, der in der Ebene seiner Abflachung allseitig beweglich in eine entsprechend ausgebildete Aussparung eines Gleitsteines eingreift, der in dem schwenkbar angeordneten Teil verschieblich in Richtung sowohl seiner Umlaufachse als auch seiner Dreh- oder Schwenkachse geführt ist. Auf diese Weise ergibt sich eine äußerst leicht und billig herzustellende Verbindung, die gleichzeitig außerordentlich fest ist und ohne Schwierigkeiten allen an sie zu stellenden Anforderungen genügt. Es ergeben sich nur wenige verhältnismäßig große Teile, die leicht bearbeitet - und deren Beanspruchungen ohne Schwierigkeiten in mäßigen Grenzen gehalten werden können. Die erfindungsgemäße Verbindung ist auch gut geeignet, irgendwelche Ungenauigkeiten in der Montage auszugleichen, die selbst bei genauester Werkstattarbeit nie ganz vermieden werden können.According to the invention, the deficiencies described are eliminated by that the input or output shaft with a perpendicular to the axis of rotation of the pivotable Partly flattened head is provided, which is in the plane of its flattening on all sides movably engages in a correspondingly designed recess of a sliding block, which is slidable in the pivotably arranged part in the direction of both his Revolving axis and its axis of rotation or pivot axis is guided. In this way the result is an extremely easy and cheap connection that can be made at the same time is extraordinarily firm and without any difficulty all of the demands to be made of it enough. There are only a few relatively large parts that are easily machined - and their stresses can be kept within moderate limits without difficulty can. The connection according to the invention is also well suited to any inaccuracies to compensate in the assembly, which is never quite even with the most precise workshop work can be avoided.

Der abgeflachte Kopf der An- oder Abtriebswelle kann hierbei sehr stark beansprucht sein; wenn die Oberfläche der abgeflachten Flächen des Kopfes nicht äußerst sorgfältig geglättet ist, besteht unter Umständen, besonders bei angestrengtem Betriebe, die Gefahr, daß die Flächen vorzeitig abgenutzt werden. Das Glätten,. also insbesondere Schleifen und Polieren- dieser Flächen, ist nun, wenn sie mit dem Kopf und der Welle fest verbunden sind, nur schwer so genau und fein durchzuführen, wie es mit Rücksicht auf die Betriebsverhältnisse und Beanspruchungen erwünscht ist. -Aus diesem Grunde sind erfindungsgemäß die abgeflachten Flächen des Kopfes durch auf ihn aufgesetzte Plättchen von großer Härte und hoher Verschleißfestigkeit gebildet. Die Oberfläche dieser Plättchen kann vor dem Aufsetzen ohne Schwierigkeiten auf die gewünschte Glätte durch Schleifen, Polieren, Lappen u. dgl. gebracht werden.The flattened head of the input or output shaft can do a lot be heavily used; when the surface of the flattened faces of the head is not smoothed extremely carefully, may exist, especially when it is strenuous Companies, the risk that the surfaces will be worn out prematurely. Smoothing. So in particular grinding and polishing these surfaces is now when they are with the head and the shaft are firmly connected, difficult to carry out so precisely and finely, as desired with regard to the operating conditions and demands is. For this reason, the flattened surfaces of the head are according to the invention due to small plates of great hardness and high wear resistance placed on it educated. The surface of these platelets can be easily removed before being put on be brought to the desired smoothness by grinding, polishing, cloth and the like.

Zweckmäßigerweise sind die Stirn- oder Seitenkanten des abgeflachten Kopfes in Form eines Teils einer Kugelfläche ausgebildet, deren Mittelpunkt im Schnittpunkt der Achse der An- oder Abtriebswelle und der Drehachse des schwenkbar angeordneten Teils liegt. Auf diese Weise kann der schwenkbar angeordnete Teil leicht um einen großen Winkelbetrag ausgeschwenkt werden. Es empfiehlt sich weiter, von einem Schwenkrahmen aus, in dem der schwenkbar angeordnete Teil drehbar gelagert ist, den Geitstein nachgiebig federnd gegen die Stirnfläche des abgeflachten Kopfes der An- oder Abtriebswelle zu drücken. In dein Schwenkrahmen ist außerdem erfindungsgemäß ein Zapfen zentrisch befestigt, der zur Aufnahme eines in seiner Längsachse geführtem Gliedes, vorzugsweise einer Kugel, dient, das mittels einer Feder gegen den Gleitstein gedrückt wird.Appropriately, the front or side edges of the flattened Head in the form of part of a spherical surface, the center of which is at the point of intersection the axis of the input or output shaft and the axis of rotation of the pivotably arranged Partly lies. In this way, the pivotably arranged part can easily be large angular amount can be swiveled out. It is also advisable to use a swivel frame from, in which the pivotably arranged part is rotatably mounted, the Geitstein resiliently resilient against the face of the flattened head of the input or output shaft to press. According to the invention, a pin is also centric in your swivel frame attached, for receiving a member guided in its longitudinal axis, preferably a ball, which is pressed against the sliding block by means of a spring.

Ein Flüssigkeitsgetriebe dieser Art besteht allgemein aus einem- von außen her, beispielsweise durch einen Elektromotor, angetriebenen Pumpenteil und einem Motorteil, dessen Kolben durch die von dem Pumpenteil unter Druck gesetzte Flüssigkeit angetrieben werden, so daß sich die Abtriebswelle des Motorteils mit einer Geschwindigkeit dreht, die der den einzelnen Kolben in der Zeiteinheit zugeführten Flüssigkeitsmenge entspricht. Es ist .aber auch möglich; den Erfindungsgegenstand nur als Pumpe oder nur als Flüssigkeitsmotor zu benutzen. Als Pumpe wird ' er beispielsweise mit Vorteil zum Antrieb einer hydraulisch betriebenen Maschine verwendet.A fluid transmission of this type generally consists of one of externally, for example by an electric motor, driven pump part and an engine part, the piston of which is pressurized by the pump part Liquid driven, so that the output shaft of the motor part with rotates at a speed which is supplied to the individual pistons in the unit of time Corresponds to the amount of liquid. It is .but also possible; the subject of the invention to be used only as a pump or only as a liquid motor. As a pump, for example used with advantage to drive a hydraulically operated machine.

An Hand der Zeichnung sind weitere Verbesserungen und zweckmäßige Ausgestaltungen -des Erfindungsgegenstandes beschrieben. Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Pumpenvorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 11-II der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2. Im Ausführungsbeispiel ist der Zylinderblock drehbar in dem ruhend angeordneten Gehäuse für die Lagerung der Antriebswelle gelagert, während die Schiefscheibe in einem Rahmen umläuft, der um eine durch die Achse der Antriebswelle gehende Achse verschwenkt werden kann. Die Antriebswelle i, die von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird, ist in dem Lagergehäuse 2 mittels einer Lagerbuchse 3 und eines Wälzlagers 26 drehbar gelagert. Auf ihr ist fest mittels Feder und Nut 4 ein Zylindergehäuse 5 befestigt, das mit Hilfe einer Feder 6, die sich einerseits gegen das Zylindergehäuse.5 und andererseits gegen einen an der Antriebswelle i befestigten Ring 7 legt, gegen eine am Lagergehäuse 2 vorgesehene Steuerfläche 8 gedrückt wird.On the basis of the drawing are further improvements and useful ones Refinements of the subject matter of the invention described. It shows Fig. I a longitudinal section through a pump device designed according to the invention, FIG. 2 shows a section along line 11-II in FIG. 1, FIG. 3 shows a section along line III-III in FIG. 2. In the exemplary embodiment, the cylinder block is rotatable in the stationary one Housing for the storage of the drive shaft, while the swash plate is in a frame rotates around an axis passing through the axis of the drive shaft can be pivoted. The drive shaft i driven by a not shown Electric motor is driven, is in the bearing housing 2 by means of a bearing bush 3 and a roller bearing 26 rotatably mounted. On it is fixed by means of a tongue and groove 4, a cylinder housing 5 is attached, with the aid of a spring 6, which is on the one hand against the cylinder housing.5 and on the other hand against one on the drive shaft i attached ring 7 places against a control surface 8 provided on the bearing housing 2 is pressed.

An dem Lagergehäuse 2 ist mit Hilfe eines ringförmigen Flansches g, der durch die kreisförmige Steuerfläche zentriert wird, ein Lagerblock io mit zwei Lagern i i, 12, befestigt, um deren Lagerzapfen 13, 14 ein Schwenkrahmen 15 drehbar gelagert ist.A bearing block io with two bearings ii, 12 is attached to the bearing housing 2 with the aid of an annular flange g, which is centered by the circular control surface, and a pivot frame 15 is rotatably mounted about the bearing journals 13, 14.

In dem Schwenkrahmen 15 ist ein zentrischer Zapfen 16 befestigt, auf dem drehbar mit Hilfe zweier Kugellager 17 eine Schiefscheibe 18 gelagert ist. Die Schiefscheibe stützt sich außerdem mittels eines Kugeldrucklagers i9 gegen den Schwenkrahmen 15 ab.In the swivel frame 15 , a central pin 16 is attached, on which a swash plate 18 is rotatably mounted with the aid of two ball bearings 17. The swash plate is also supported against the swivel frame 15 by means of a ball thrust bearing i9.

In dem Zylindergehäuse 5 sind im Ausführungsbeispiel sieben Zylinderbohrungen 2o zentrisch um die Achse der Antriebswelle i vorgesehen. Vorzugsweise sind eine ganz allgemein ungerade Anzahl von Zylinderbohrungen vorzusehen, also beispielsweise fünf, sieben oder neun. Diese Zylinderbohrungen gehen in Schlitze 21 über, die mit Bezug auf die Achse der Antriebswelle auf demselben Radius wie ein Saugschlitz 22 und ein Druckschlitz 23 liegen, die in der Steuerfläche 8 vorgesehen sind. Vorzugsweise haben die Schlitze 21, der Saugschlitz 22 und der Druckschlitz 23 dieselbe Breite. Der Saugschlitz 22 steht mit einem ebenfalls in dem Zylindergehäuse 2 vorgesehenen Saugkanal 2¢ in Verbindung, an den die Saugleitung-angeschlossen ist. In entsprechender Weise steht der Druckschlitz 23 mit einem in dem Lagergehäuse 2 v orgesehenen Druckkanal 25 in Verbindung, von dem aus die Druckleitung geht. Das Wälzlager 26 wird mit Hilfe eines Deckels 27, in dem eine Abdichtung 28 eingeschlossen ist, in dem Gehäuse festgehalten. In jeder der Zylinderbohrungen 20- ist ein Kolben ?9 verschiebbar gelagert, an dem je eine Pleuelstange oder ein Lenker 3,0 mit Hilfe eines Kugelkopfes 31 gelenkig angreift. Zur Lagerung des Kugelkopfes an jedem der Kolben dient eine zweiteilige Pfanne 32, 33. In entsprechender Weise ist jeder der Lenker 30 mit Hilfe eines Kugelkopfes 34 und einer zweiteiligen Pfanne 35, 36 in der Schiefscheibe 18 gelenkig gelagert.In the cylinder housing 5, seven cylinder bores 2o are provided centrally around the axis of the drive shaft i in the exemplary embodiment. A generally uneven number of cylinder bores are preferably to be provided, for example five, seven or nine. These cylinder bores merge into slots 21 which, with respect to the axis of the drive shaft, lie on the same radius as a suction slot 22 and a pressure slot 23 which are provided in the control surface 8. Preferably, the slots 21, the suction slot 22 and the pressure slot 23 have the same width. The suction slot 22 is connected to a suction channel 2 [which is also provided in the cylinder housing 2 and to which the suction line is connected]. In a corresponding manner, the pressure slot 23 is connected to a pressure channel 25 provided in the bearing housing 2, from which the pressure line goes. The roller bearing 26 is retained in the housing with the aid of a cover 27 in which a seal 28 is enclosed. In each of the cylinder bores 20- a piston 9 is slidably mounted, on which a connecting rod or a link 3, respectively, engages in an articulated manner with the aid of a ball head 31. Serves to support the spherical head on each of the piston has a two-piece socket 32, 33. In a corresponding manner, each of the links 30 by means of a ball joint 34 and a two-piece socket 35, articulated in the swash plate 18 36th

Die Schiefscheibe i8 wird durch die Antriebswelle i mittels eines Gleitsteines 37 mitgenommen, der verschiebbar in einer entsprechenden rechteckigen Aussparung der Schiefscheibe 18 gelagert ist. Die Welle i greift mit einem abgeflachten Kopf 38 in den Gleitstein ein. Die abgeflachten Flächen des Kopfes 3,8 können zweckmäßigerweise von nicht dargestellten Plättchen aus einem Werkstoff von hoher Verschleißfestigkeit gebildet sein, die auf den Kopf aufgesetzt sind. Die für den abgeflachten Kopf der Antriebswelle vorgesehene Aussparung des Gleitsteines 37 ist durch einen fest mit dem Gleitstein verbundenen Deckel 39 abgeschlossen. Durch eine mittels einer Feder .4o belastete Kugel 41, die in dem Zapfen verschiebbar geführt ist, wird der Gleitsteindecke139 in ständiger Verbindung mit dem vorderen Ende des abgeflachten Kopfes 38 der Antriebswelle i gehalten. Die Stirn- und Seitenkante des abgeflachten Kopfes ist, wie bei 4.3 gezeigt, in Form einer Kugelfläche abgerundet, deren Mittelpunkt im Schnittpunkt der Achse der Antriebswelle i und der der Achse der Schwenkzapfen 13, 14 liegt. Der Durchmesser der Kugelfläche 43 ist etwas geringer als die Höhe der Aussparung des Gleitsteines in Richtung senkrecht zur Achse der Schwenkzapfen 13, 14, so daß sich der Wellenkopf 38 allseitig in der Ebene seiner Abflachung in dem Gleitstein verschieben kann. Der Gleitstein ist außerdem in der Schiefscheibe in Richtung ihrer Umlaufachse verschiebbar angeordnet. Eine weitere Verschiebbarkeit ist dadurch vorgesehen, daß die Breite der Aussparung der Schiefscheibe in Richtung der Achse der Schwenkzapfen 13, 1_l, wie bei ,I2 und ,44. gezeigt, etwas größer ist als die entsprechende Breite des Gleitsteines selbst.The swash plate i8 is carried along by the drive shaft i by means of a sliding block 37 which is slidably mounted in a corresponding rectangular recess in the swash plate 18. The shaft i engages with a flattened head 38 in the sliding block. The flattened surfaces of the head 3, 8 can expediently be formed by small plates, not shown, made of a material of high wear resistance, which are placed on the head. The recess of the sliding block 37 provided for the flattened head of the drive shaft is closed by a cover 39 that is firmly connected to the sliding block. By means of a spring .4o loaded ball 41, which is guided displaceably in the pin, the sliding block ceiling 139 is kept in constant connection with the front end of the flattened head 38 of the drive shaft i. The front and side edges of the flattened head are, as shown in 4.3, rounded in the form of a spherical surface, the center of which lies at the intersection of the axis of the drive shaft i and that of the axis of the pivot pins 13, 14. The diameter of the spherical surface 43 is slightly less than the height of the recess of the sliding block in the direction perpendicular to the axis of the pivot pins 13, 14, so that the shaft head 38 can move on all sides in the plane of its flattening in the sliding block. The sliding block is also arranged displaceably in the swash plate in the direction of its axis of rotation. A further displaceability is provided that the width of the recess of the swash plate in the direction of the axis of the pivot pins 13, 1_l, as in, I2 and, 44. shown is slightly larger than the corresponding width of the sliding block itself.

In der Steuerfläche 8 ist je eine Bohrung 54, 55 vorgesehen. durch die über eine gemeinsame Zufuhrleitung 56 Schmieröl zu der Steuerfläche zugeführt wird. Jede der Pleuelstangen 3o weist eine Längsbohrung 57 auf, die über eine in jedem Kolben 29 vorgesehene Längsbohrung 58 mit dem Zylinderraum 2o in Verbindung steht. In der Längsbohrung 58 ist ein sich nach der Längsbohrung 57 öffnendes federbelastetes Rückschlagventi159 eingebaut. In der Pfanne 35 ist weiter eine Schmierbohrung 6o vorgesehen, die mit einer Bohrung 61 in Verbindung steht, von der aus der Gleitstein 37 und der Lagerkopf 38 über eine Bohrung 62 geschmiert wird. Weitere Bohrungen 63 gehen von der Pfannenhälfte 35 aus, um die Wälzlager i7 und i9. zu schmieren.A bore 54, 55 is provided in each of the control surface 8. by which is supplied via a common supply line 56 lubricating oil to the control surface will. Each of the connecting rods 3o has a longitudinal bore 57, which has an in each piston 29 provided longitudinal bore 58 with the cylinder space 2o in connection stands. In the longitudinal bore 58 there is a spring-loaded which opens after the longitudinal bore 57 Non-return valve installed. In the pan 35 there is also a lubrication hole 6o provided, which is in communication with a bore 61 from which the sliding block 37 and the bearing head 38 is lubricated via a bore 62. More holes 63 go from the socket half 35 to the roller bearings i7 and i9. to lubricate.

Mittels der Antriebswelle i werden das Zylindergehäuse 5 und die Schiefscheibe 18 in Umdrehung versetzt. Falls die Achse der Schiefscheibe i8 des Schwenkrahmens i 5 in der Achse der Antriebswelle i liegt, werden die Kolben 29 in ihren Bohrungen 20 nicht hin und her bewegt; die Fördermenge der Pumpe ist gleich Null. Wenn die Schiefscheibe 18 mittels des Schwenkrahmens 15 aus der Achse der Antriebswelle i herausgeschwenkt wird, werden die Pumpenkolben 29 hin und her bewegt; je mehr die Schiefscheibe herausgeschwenkt ist, um so größer ist der Hub der Pumpenkolben und um so größer ist die Fördermenge der Pumpe. Die Förderrichtung der Pumpe wird umgekehrt, wenn die Schiefscheibe über die Achse der Antriebswelle hinausgeschwenkt wird.By means of the drive shaft i, the cylinder housing 5 and the swash plate 18 offset in rotation. If the axis of the swash plate i8 of the swivel frame i 5 lies in the axis of the drive shaft i, the pistons 29 are in their bores 20 not moved back and forth; the delivery rate of the pump is zero. If the Swash plate 18 by means of the swivel frame 15 from the axis of the drive shaft i is pivoted out, the pump pistons 29 are moved back and forth; the more the The swash plate is swung out, the greater the stroke of the pump piston and the greater the delivery rate of the pump. The direction of flow of the pump is reversed, when the swash plate is swiveled beyond the axis of the drive shaft.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Infinitely variable fluid gear with revolving cylinder block and a likewise revolving swash plate, its Control by swiveling the cylinder block with respect to the swash plate or takes place vice versa, characterized in that the on or. Output shaft (i) with a head (38) which is flattened perpendicular to the axis of rotation of the pivotable part (i.8) is provided, which is movable on all sides in the plane of its flat in a corresponding formed recess of a sliding block (37, 39) engages, which is pivotable in the arranged part (i8) displaceable in the direction of both its axis of rotation and its axis of rotation is guided.

2. Fluid transmission according to claim i, characterized in that that the flattened surfaces of the head are replaced by plates of great hardness and high wear resistance are formed.

3. Fluid transmission according to claim i and 2, characterized in that the front and side edges of the flattened head (38) in the form of part of a spherical surface (43) whose center is at the intersection of the axis of the input or output shaft (i) and the axis of rotation (i3, 14) of the pivotably arranged part (i8) lies.

4 .. fluid transmission according to claims i to 3, characterized in that a swivel frame (i5) from, in which the pivotably arranged part (i8) is rotatably mounted, the sliding block (37, 39) resiliently resilient against the face (q.3) of the flattened head (38) the input or output shaft (i) is pressed.

5. Fluid transmission according to claim q., characterized in that a pin (16) is centered in the swivel frame (15) is attached, which is for receiving a guided in its longitudinal axis member, preferably a ball (q.1), which by means of a spring (4o) against the sliding block (37, 39) is pressed: