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Kupplungsflüssigkeitsgetriebe Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches
Flüssigkeitsgetriebe mit sogenannter Leistungsteilung, das kurz als Kupplungsflüssigkeitsgetriebe
bezeichnet ist weil es bei Einstellung des Hubes des Sekundärteils (Motorteils)
auf Null als Kupplung arbeiten kann, indem die dabei im mit unverstellbarem Hub
arbeitenden Primärteil (Pumpe) eingeschlossene Flüssigkeit das Antriebsmotordrehmoment
direkt auf die getriebene Welle zu übertragen erlaubt.
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Bei solchen Getrieben ist es bekannt, die Zylinderblöcke von Primär-
und Sekundärteil, die mit radial (sternförmig) gestellten Zylindern versehen sind,
innerhalb -eines gemeinsamen, sich drehenden Gehäuses anzuordnen, auf das die Kolbenkräfte
von. Primär- und Sekundärteil einwirken. Die Steuerung des Flüssigkeitsumlaufes
wird dabei durch die mit Gleitschuhen versehenen Kolben selbst besorgt, die über
in diesen Gleitschuhen vorgesehene Öffnungen die Verbindung zu den die Flüssigkeit
führenden Räumen- dieses gemeinsamen Gehäuses herstellen. Die Verstellung der Exzentrizität
des Sekundärteils wird durch Exzenterringe erzielt; die Bauart hat zur Folge, d@aß
die zur Ausgleichung der Förderstöße der Flüssigkeitspumpen erforderlichen Stoßdämpfer,
z. B. Windkessel, im rotierenden Gehäuse nur schwer unterzubringen sind und daß
die Abdichtung an den außenliegenden Steuerflächen der Kolben Schwierigkeiten macht.
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Es ist bei solchen Getrieben auch bekannt, die Zylindersterne von
Primär- und Sekundärteil zu einem einzigen Stern so. zu vereinigen, daß alle Zylinder
in einer einzigen Ebene liegen, wobei die Deckelseite der Pumpenzylinder nach außen,
die der Motorzylinder nach innen zu angeordnet ist und,die Steuerung durch Drehschieber
erfolgt, von: denen
einer zugleich als Antriebswelle dient; der
andere aber fest steht.: Die Verstellung der Exzentrizität des Motorteils
(Sekundärteils) erfolgt dabei durch Verschiebung des den Zylinderstern umgebenden
rotierenden Gehäuses: Die Steuerung ist bei dieser Anordnung wohl verbessert, doch
weisen die Zylinder große- schädliche Räume und das große Rollenlager des rotierenden
Gehäuses auf der Steuerseite des Getriebes einen praktisch kaum ausführbaren großen
Durchmesser, auf.
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Auch ein. anderer bekannter Vorschlag, bei, -dem Primär- und Sekündärzylinderblöck
miteinander fest verbünden sind, zeigt keine völlständigeLösung der Aufgabe, indem
die praktische Durchführung der Steuerung der Flüssigkeit und die Lagerung derWellen
undZylinderblöcke nicht erkennbar sind.
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- Ferner sind Flüssigkeitsgetriebe bekannt, bei denen die Zuführungskanäle
der Steuerung durch die Lagerzapfen laufen, auf denen- -die Zylindersterne von Pumpe
und Motor drehbar gelagert sind; jedoch handelt es sich hierbei nicht um Getriebe
mit sogenannter Leistungsteilung: Die Erfindung bezweckt, die Nachteile bekannter
Kupplungsflüssigkeitsgetriebe zu vermeiden und eine Bauart zu schaffen, die praktisch
ausführbar ist und einwandfrei arbeitet. Dieses Ziel wird durch eine neuartige Kombination
an sich bekannter Elemente und Maßnahmen: erreicht.
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Das Kupglungsflüssigkeitsgetriebe gemäß der Er- -findung ist durch
die Vereinigung -folgender Merkmale gekennzeichnet: Die Zylindersterne des Pumpen-
und Motorteils sind innerhalb eines gemeinsauren, von den Zylindersternen getrennten
und im festen Gehäuse - drehbar gelagerten Gehäuses angeordnet, gegen das sich die
Kolben des Pumpen-und Motorteils abstützen; der Zylinderstern des Mötörteils ist
auf einem fliegend am festen Gehäuse,, angebrachten verstellbaren Lagerzapfen drehbar
gelagert, jener des- Pumpenteils auf . einem, festen . exzentrischen Zapfen der
Antriebswelle; die Steuerung der Zylinder erfolgt mittels Zuführungs- und Abführungskanäle
in den Lagerzapfen, auf denen die Zylindersterne -des Pumpen- und - Motorteils gelagert
sind: Damit werden - die Vorteile der Steuerung mit Drehschiebern, d. h.. große
Querschnitte und geringe Leckverluste,: ermöglicht.. Ferner, wird .das, große Rollenlager
auf der Seite des Sekundärteils mit verstellbarem Hub auf eine praktisch brauchbare
Größe reduziert, indem nicht: mehr die Steuerung der mit festem Hub ausgestatteten
Pumpe und des: mit veränderlichem Hub versehenen Motorteils zusammen innerhalb dieses
Rollenlagers, untergebracht werden müssen, sondern nur noch, jene des Sekundärteils.
Ferner können ohne Schwierigkeit an die Steuerkanäle angeschlossene : Windkessel
oder sonstige .Stoßdämpfer vorgesehen werden.
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In- der Zeichnung sind zwei -Ausführungsbeispiele eines -Getriebes
.nach deY Erfindung dargestellt,; und zwar zeigt Eig.. z eine Bauform im Aufriß
im Schnitt, Fig. 2 den Sekundärteil mit dem verschiebbaren Steüerzapfenm Gxündriß
im Schnitt; -Fig. 3 eine, zweite Bauform im Aufrß, teilweise im Schnitt; Fig. 4
den Querschnitt durch den Steuerzapfen des Sekundärteils nach der Linie III-III
der Fg. i und 2, In dem festen Gehäuse 1 ist das die beiden Zylindersterne 2 und
3 von Pumpe und Motorteil um-,fassende drehbare Gehäuse 4 im Gleitlager 5 und dem
großen Walzlager 6 gelagert. Im drehbaren Gehäuse 4 ist mittels der Kugelläger 7
die Kurbelwelle -8 der Pumpe: gelagert, die einen unveränderlichen Hub aufweist..
Auf dem exzentrischen Teil 811 der Kurbelwelle 8 sitzt drehbar der Pumpenzylinderstern.2,
dessen Kolben 9 mittels Pleuelstangen io am Gehäuse 4 angelenkt sind. --Der Zylinderstern
2 und das Gehäuse q, sind durch mehrere Hilfskurbeln 2a gekuppelt, die die gleiche
Exzentrizität wie die Kurbel 811 aufweisen: Auf der einen Seite hat -die Kurbelwelle
eine Verlängerung i i, auf die der Antriebsflansch 12 -aufgesetzt ist. Diese Welle
durchsetzt den Steuerzapfen 13, auf welchem der Sekundärzylinderstern 3 des Motorteils
drehbar gelagert ist: Auf der anderen Seite der Kurbelwelle ist die Verlängerung
14 vorgesehen, in welcher zwei Kanäle 15 und 21 zur Zuführung und Abführung der
Arbeitsflüssigkeit für den Pumpenzylinder vorgesehen sind. Die geförderte-Flüssigkeit
tritt durch die öffnung des einen Kanals 15 der Welle 14 und die öffüüüg 16 im Lagerzapfen-4d
des Gehäuses. 4. in den Ringkanal 17
über; auf dem der Druckwindkessel 18
sitzt. i9 bezeichnet den Säugwindkesselr der auf dem Ringkanal 2o sitzt, von dem
aus die Flüssigkeit durch den Kanal 21 in der Welle 14 zu -den Pumpenzylindern 2
gelangt.
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Der verschiebbare Steuerzapfen 13 des Sekundärteils ist; wie Fig.
1, z und 4 erkennen lassen, in einer Kulisse 22 des: Lagerschildes. 23 horizontal
verschiebbar angeordnet und mittels der daran angesetzten Zapfen 24 in. Führungen
25 des Deckels 23 quer zu seiner Längsachse geführt. Der Zapfen 13
kann durch
beliebige Mittel verstellt werden. Werden die Führungen 25 z: B: als geschlossene
Zylinder ausgeführt, so kann der Steuerzapfen durch auf die Enden der als Servomotorkolben
ausgebildeten Führungszapfen 2q._ wahlweise einwirkendes Drucköl verschöben werden.
Die im Zylinderstern- 3 des i Motorteils arbeitenden Kolben sind mittels Pleuelstangen
30 an; dem gemeinsamen Gehäuse q. angelenkt. Zylinderstern 3 und Gehäuse q. sind
durch eine nicht dargestellte Kupplung verbunden, die synchxonen Lauf dieser beiden
Teile verbürgt: Im Steuerzapfen 13 sind Kanäle 26 und 27 zur Zuführung und
Abführung der Arbeitsflüssigkeit sowie :eine durchgehende Öffnung 28 vorgesehen;
durch welche die Antriebswelle i i hindurchgeführt ist. Die Flüssigkeitskanäle 2627
sind durch die Kulissenflächen hindurch in den Gehäusedeckel 23 als Kanäle 33, 34
weitergeführt, Die Kanäle 33
und 34 sind so ausgeführt,. daß :bei maximaler
Exzentrizität e ,des Steuerzapfens 13 des Sekundärteils die Flüssigkeit; wie gezeichnet;
den größten Durchtrittscluerschnitt und die, glatteste Führung
beim
Übertritt in das feste Lagerschild 23 erfährt. Sie sind ferner so angeordnet, daß
der von den Pleuelstangen 30 herrührende Druck P (Fig. i) auf den Zylinderstern
3 und den Steuerzapfen 13 denselben an,der Stelle 37 und an der Übertrittsstelle
38 des Druckkanals 27 den Steuerzapfen gegen die Kulissenfläche preßt und damit
Leckverluste an dieser Stelle verhindert. Die Kanäle 33, 34 sind mit den Ringkanälen
2o bzw. 16 verbunden. An der Stelle 37 kann eine Entlastungsnut vorgesehen sein,
die an den Druckraum des Getriebes angeschlossen ist, um den Auflagedruck daselbst
zu vermindern.
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Die Arbeitsweise ides Getriebes ist bekannt. Wird der Steuerzapfen
13 zentrisch zur Drehachse des Gehäuses 4 eingestellt, so nimmt der Motorteil keine
Flüssigkeit auf; der Pumpenteil ist somit in seiner Förderung gesperrt, so daß durch
das darin eingeschlossene Drucköl direkte Kraftübertragung von der Welle i i auf
das Gehäuse 4 und die getriebene Welle 4a, 31 stattfindet. Wird der Steuerzapfen
13 bis zu dem vorgesehenen Maximum e aus der Mitte verschoben" so nimmt der Motorteil
ein Maximum an Druckflüssigkeit auf, gibt dabei das größte zusätzliche Drehmoment
an die Trommel 4 ab, während anderseits die Pumpe 2 mit größter relativer Drehzahl
und die getriebene Welle 4a, 3 i langsam läuft, wobei stets das Drehmoment der Welle
i i über die Pumpenzylinder direkt an die getriebene Welle übertragen wird.
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Soll die getriebene Welle 3-i noch langsamer laufen als dem maximalen
Schluckvermögen der Zylinder 3 entspricht, so wird der Hahn 32, der das überschüssige
Öl direkt in den Saugraum übertreten läßt, geöffnet, wobei die Drehzahl der getriebenen,
Welle unter Beibehaltung des maximalen Drehmoments bis auf Null herunter reguliert
werden kann. Das an den Dichtungsstellen des Getriebes ausfließende Lecköl sammelt
sich am Boden des Gehäuses, von wo es durch eine nicht gezeichnete Leckpumpe in
den Saugraum zurückgefördert wird. Durch Verstellung des Zapfens 13 kann auch eine
über der Antriebsdrehzahl liegende Drehzahl der Antriebswelle 31 oder Rückwärtslauf
derselben erzielt werden.
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Die Bauart nach Fig. 3 unterscheidet sich von der oben beschriebenen
dadurch, daß die Abnahme des Drehmoments vom Gehäuse 4 über einen daran befestigten
Zahnkranz 35 erfolgt, .der in das Zahnrad 36 der getriebenen Welle 31a eingreift.
Der Antriebsflansch 12 sitzt nicht wie bei Fig. i auf einem den Steuerzapfen 13
durchsetzenden Wellenstummel, sondern auf dem Fortsatz 14 der punktiert angegebenen
Pumpenkurbelwelle, der den Saug-und Druckkanal 15 und 2i für die Arbeitsflüssigkeit
enthält. Im übrigen ist Aufbau und Arbeitsweise des Getriebes nach Fig. 3 die gleiche
wie jene des Getriebes nach Fig. i, 2 und 4.
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Es kann in Abänderung der Anordnung nach Fig. 3 im Wellenstummel 14
nur der Druckkanal 15
vorgesehen sein und die Saugleitung in den anderen freien
Stummel der Kurbelwelle 8 verlegt werden, der bis an den Steuerzapfen 13 herangeführt
ist, wobei eine direkte Verbindung durch die Stirnseite 39 des verschiebbaren Steuerzapfens
13 hindurch in den dortigen Saugkanal '26 vorgesehen werden kann.
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Das Getriebe kann statt bei i2 auch bei 31 angetrieben sein. Diese
Betriebsart erlaubt bei konstantem Öldruck im Getriebe ein konstantes Drehmoment
am Flansch 12 abzunehmen, und zwar bei vollständig kontinuierlich veränderbarer
Drehzahl dieses Flansches von Null .bis zum direkten Gang, bei dem die Wellen 12
und 31 mit gleicher Drehzahl laufen und auch darüber hinaus, ohne dazu den Umlaufhahn
32 bei niedriger Drehzahl öffnen zu müssen.