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Hydraulischer Drehmomentwandler Die Erfindung betrifft hydraulische
Drehmomenüwandler mach dem Verdrängearkolbensystem, bei denen durch die vom Pumpenteil
geförderte Druckflüssigkeit die Kolben; dest vom Pumpenteil getrennten; Motorteils
angetrieben werden, der seinerseits, das, abtriebs6eitig vom Rotor abgegebene Drehmoment
erzeugt.
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Von bekannten hydraulischen Drehmomentwand@lern dieser Art unterscheidet
sich die Erfindung hauptsächlich dadurch, daß Pumpenteil und Motorteit gemeinsam
in einem Rotor eingebaut sind undl auch die Pumpe den Rotor in der Weise antreibt,
daß die Antriebskraft der Pumpe stets kraftschlüssig auf Rotor und Welle übertragen
wird. Infolgedessen wirkt bei hohem antriebsseitigem Drehzahlbereich das Drehmoment
des Antriebst also Hauptmoment, da bei der im Motorteil eingestellten kleinen Exzentrizität
die Motorkolben nur eine geringe Antriebskraft ausüben.
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Eigentümlich für den Erfindungsgegenstand ist ein hohes Anlaufdrehmoment,
da entgegen den anderenSystemen dasDrehmoinent mit abfallender Drehzahl stetig steigt.
Wird zur Verminderung der Drehzahl die Exzentrizität im Motorteil, vergrößert, so
ergeben isich entsprechend steigende Tangentialkräfte der Motorkolben und damit
ein steeigende& Drehmoment, so daB abtriebs@seitig eine gleichbleibende Leistung
erzielt wird.
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Ein wesLentl.iches Merkmal der Erfindung ist ferner darin zu sehen,
daB der Motorteil allein. der Regler ist; es erfolgt also keine Regelung am Pumpenteil.
Auf
die -Varbeilfe der- Erfindung wird im - einzelnen hoch in- ,der Beschreibung hinbewiesen..
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In: der Zeichnung ist ein des, Erfindung sgegenstandee - dargestellt.
Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt des Getriebes,-Fig. 2 einen Querschnitt durch
den Motorteil nach Linie II-II der Fig. i und -FinG. 3 einerL Öucerschnitt durch
den Pumpenteil ' hach--Linie III-III der Fig. i # Das Getriebe ist in einem Gehäuse
i eingebaut. Auf -der Antriebswelle- 2 Ist eine T'r:ei@b@glö:@lce 3 befestigt, vorn
:der aus; mittels des Pumpen-'-und Motozteils, ein Rotor 4 angetrieben wird. Die
Treibglocke' 3 läuft in Wälzlagern 5, 6 des Geh:äusesi. Der Rofbor 4 ist zentriech
-mittels Wälz-. lagern 7 in der Treibt locke und mittels W älizlagern 8 im GeUusedeckel-9
gelagert. An der Abtriebsseite des Rotors' 4 ist ein Anschlußflans@h 1ö befestigt,
dein einen Wellenzapfen i.i trägt. ' Eine Verlängerung der Antriebswelle 2 isst
als Steuerwelle i2 ausgebildet, über deren Ende eine in . einer zentrischen Bohrung
des Rotors. liiegende Steuerbüchse 13 greift. Im Rotor sind der Pumpenteil mit den
sternförmig in einer Reihre angeordneten Pumpenkolben 14 .und der Motorteil mit
den in zwei Reihen srbernförmig angeordneten Kolben i5, 16 eingebaut. Die Pumpenkoliben
14 arbeiten zusammen mit einem Laufringel 17, der mittiels Wälzlagern 18 in der
exzentrischen Laufbahn i9 der Tneibglocke gelagert ist. Ihr Kolbenkopf 2o wird durch
Klammern 21 (Fig. zt) am Laufring. 17 gehalten und trägt eine Rollenlager 22, mit
dem er an den Druckflächen 23 dies. Ringes 17 anliegt En_tsp-rechend wird
der Kopf 24 der Kolben 15, 16 durch Klemmern 25 an eineue Ring 26 gehalten, gegen
dessen Druckflächen z7 @er mit einemWälzlager 28 anliegt. Der Ring 26 läuft mittels
Wälztagern-29 in: einem Exzenterring 3o. Dieser- Exzenterrinig,i,st um eine im Gehäusesockel
angeordnete Achse 31 schwenkbar und kann mittels. eines Schneckengetriebes 32 zwecks.
Veränderung der Exzentrizität des-Moto,rfieils: eingestellt werden.
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Der Gehäusesockel ist als Samme1behäfer 33 für das Drucköl ausgebildet,
von dem ein Saukanal 34 zu einer Ringnut 35 des Gehäusesi führt, die durch radiale
Bohrungen 36 des Rotars mit einer` Ringnut 37 -dar Steuerbüchse- 13- -in- Verbindung-
steht. Von der Ringnut 37 führen ra'di,äle Bohrungen38 in einte hinter der Steuerwelle
12 in der 'Steuerbüchse 13 befindtiche Kammer 39. Von einer. Ringnut 41 . der Steuerbüchse
13 führen rädtiale Bohrungen 42- des: Rotors zu einer Ringnut q.3. des -Gehäuses,
- an die ein zum Samrnelbehälter 33 gehender Abfl,wßkanal 44 anges:chdoIssen j ist.
Durch einen axialen Kanal 45 der Steuerwelle 12 ist die Kammer 39 mit einer Halb@xingnut
46 auf der Säugsleite der Pumpenkolbenreihe verbunden. Eigne 17Ialbiringnut 47 auf
der Druckseite der Pumpenkolbenreihe steht über einen axialen Känial 48 und .eine
Ringnut 4ö der Steuerwelle 12 mit "der-.zu den- Motorkollyenreihen gehörenden Halb.ringnut
49 der Steuerbüchse 13 in Verbindang. Eine ebenfalls--zu dien -Motorreihen - gehömendie
Halbringnut 50 der Steuerbüchse Ist durch einen, Längskanal 5.11 der Steuerbüchse
mit der Ringnut 41 verbunden-. -Die Steuerbüchse 1-3 _@muß im sich drehenden System
des Rotors 4 und der Steuerwelle 12 still-. stehen. Umi dies zu erreichen, ist die
Büchse 13 mit einem Zahnkranz 62 versehen, in den ein im Rotor 4 und seinem Anschlußflansch
io mit seiner Welle 63 belagertes Zahnrad 64 eingreift. Ein- mit dem, Zahnrad 64
auf der gleichen Welle sitzendes: Zahnrad 65 greift in einen im. Gehäusedeckel 9
eingesetzten Innenzahnkranz 66 ein. Durch diesies Planetenrädersystem, dessen Sonnenrad
der Zahnkranz 62- darstellt, wird die Steuerbüchse 13 bei entsprechendem übersetzungsverhältnis
der Zahnräder im Stillstand bleiben. Da durch das, Planeten:räd@rsystein leine Kräfte
zu übertragen sind, können seine - Abmessungen klein gehalten werden.
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Mit dem, Antrieb .der Welle 2 wird; die Treib glocke 3 gleichfalls
in, Umdrehung versetzt, und die Pumpenkälbenreihe 14 arbeitet. Sie saugt dabei einerseits
durch den Kanal 45 und die Halbringnut 46 Öl in die Pumpenzylinder 5a und drückt
auf der anderen Seite das Öl aus dien Pumpenzylindern über die Halbringnut 47, den
Kanal 48, die Ringnu' 40 und die Hälbringnut 49 zu den Zylindierrn 53 der Motorkelbenreihen.
Ist( der Exzenterrinig 3o des: Motorteils auf Null gestellt, so hat das, von .der
Pumpe geförderte: Öl keine Austrittsmöglichkeit. Der Druck steigt bis zu einer bestimmten
atü-Höhe entsprechend dem Abtriebs- . drehmoment an, und der Rotor 4 wird: theoretisch,
d. h. wenn keime Leckverluste eintreten würden, mit-der gleichen Drehzahl in Umdrehung
versetzt wie die direkt angetriebeneTreibglocke3. Ire dieser höchsten Drehzahlstufe
sind also auch, von, dem durch Leckverlus.te bedingten gewissen Drehzahlabfall abgesehen,
die Drehmomente antriebsseitig und abtriebsiseiti.g gleich.
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Wird am,. Exzenterring 30 eine Exzentrizität eingestellt, so
werden die Motorkolbenreihen 15 und 16 eine Hubbewegung ausführen, was zur Folge
hat, daß die Pumpenreihe 14 zu fördern anfängt, und zwar im entsprechendlen Verhältnis
zum Hubvolumen der Motorkolben. Infolgedessen wird der -Rotor 4 nicht- mehr mit
.der vollen °Umdrehungäzahl der Treibglocke 3 angetrieben, sondern es. entsteht,
ein gewisser Drehzahlunterschied, d. h. -der Rotor- 4 wird sich langsamer drehen.
Gleichzeitig, entstehen durch den. -Druck der Motorkolben gegen; die:- Druckflächen
des Exzenterlaufring.est 26 tangentiäle Kraftkomponenten, die dem Rotor ein zusätzliches
Drehmoment. erteilen. Das von den Motorkolben ausgestoßene, Öl
wird über die
Halbringnut_5o, Kanal 51, Ringnut 41, Bohrung 42, Ringkanal 43 und Kanal 44 in_
dien Sammelbehälter 33 zurückgefördert. Mit; steiender Versitellung der Exzentrizität
steigen p.roportiarnal die Fördermenge der Pumpe und auch die tangentfalen Kraftkomponenten
der Motorkolben, d. h. also das. Drehmoment des Motorteils. Das abt.
riebisseitige
Drehmoment setzt sich dabei jeweils aus dem vollen Drehmoment des: Antriebs. und
dem vom Motorteil, erzeugten. Drehmoment. zusammen,.
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Bei einer gewissen Exzentrizität von bei:spüelsweise 5 mm, der ein,
Kolbenhub von etwa. io mm entspricht, erreicht man einen Regelbereich, von i : io,
d. h. bei 145o Umdr./Min. auf der Antriebsseite hat man etwa 150: Umdr./Min:. abitri.ebsseitig.
Eine weitere Verstellung des Exzenterringes 30 würde zu einem entsp@recbend höheren
Drehmoment und Regelbereich mit gleicher Leistung und steigendem führen können.
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Über diesen schon weitgehenden Ansp@rüchem genügendem Drehzahlbereich
hinaus ist jedoch erfindungsgemäß: ein weiteres Vermindern der Drehzahli auf derAbtriebsseite
dadurch ermöglicht, daß man einen bestimmten regelbaren Ante=il der von der Pumpe
geförderten Ölmenge abfließen läßt. Zu diesem Zweck besitzen einige der MotorzyIinder
Aitstrittsöffnunbrnen 5q., durch die d?as Drucköl in bestimmter Menge entsprechend
dem jeweiligen Druck und dem freigegebenen Austrittsquerschnitt abfließen kann:.
Wenn, die hä:chste Exzentrizität eingestellt ist und die Motorkolben ihren: größten
Hubi ausführen, sind am Hubende die: Austrittsöffnungen ganz geöffnet. Die Austrit:tsquerschnitte
sind in diesiein Fall so groß, daß alles vom, der Pumpe geförderte Öl drucklos abfließen,
kann!. Inifolgedessen ist im ganzen System kein öldruck mehr vorhanden, und es,
wirdi auch kein Drehmoment, erzeugt; d. h. dier Rotor steht still.
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Die der Pumpen ist im Vergleich zu a;nderen Sys.ternen verhältnismäßig
niedrig, d. h. Ölverbrauch undi Olerwärmunig sind bedeutenid. herabgesetzt, so:
daß auch die Viskosität, des Öls gleichtnäßigi blei.btL Infolge der dadurch erzielten
Verringerung der Leckverluste liegt der Wiir'kungs grad des Getriebes entsprechend.
höher.
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Die erfindungsgemäße Konstruktion des Getriiebes, ermöglicht es, hohe
Betrie:bsidrücke anzuwenden und damit eine beistimmte: Leistung bei verhältnismäßig
kleinen Abmessungen zu: erzielen. Die Anordhung der Wälzrollendrucklager an den
Kolben gestattet eine Verlängerung des Kolbens und, damit eine sichere Führung des
Kolbens. in der Zylinderbohrung. Andererseits nimmt diese A,noTdnung wesentlich
höhere Drücke auf wie die Zapfen der bekannten Führungsrollen am Kolben. Zur Verringerung
der Ölverluste sind. sowohl im Puimpenteil: als auch im Motorteil der Anisaugsteuersch,litz
und der Drucksteuerschrli.tz geigeneinanrder versetzt. Bei bekannten Getrieben liegen
Ansaug- und Druckschlitz in einer Ebene und sind nur durch einem schmalen Steg voneinander
getrennt. Esi hat sich gezeigt, daß deshalb vom Drückschlitz zumAnsiaugschlitzerhebliche
Mengen Lecköl durchgedrückt werden. Dieser Nachteil- ist bei der Erfindung vermieden.