EP0205942A1 - Hydraulische Drehzahluebersetzungsvorrichtung - Google Patents

Hydraulische Drehzahluebersetzungsvorrichtung Download PDF

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EP0205942A1
EP0205942A1 EP86107003A EP86107003A EP0205942A1 EP 0205942 A1 EP0205942 A1 EP 0205942A1 EP 86107003 A EP86107003 A EP 86107003A EP 86107003 A EP86107003 A EP 86107003A EP 0205942 A1 EP0205942 A1 EP 0205942A1
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EP
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piston
cylinder
cam
pressure
hydraulic
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Alfred Dr. Christ
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Sulzer Escher Wyss AG
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Sulzer Escher Wyss AG
Escher Wyss AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B7/00—Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
    • F15B7/02—Systems with continuously-operating input and output apparatus

Definitions

  • the invention relates to a device for the hydraulic transmission of mechanical power and for the simultaneous translation of the speed.
  • a typical example of such a transmission is to transfer the power of a low-pressure water turbine, which is to be installed as deep as possible, to a generator, which is preferably built up at machine floor level. Due to the small gradient, the turbines have to turn slowly, with typical speed in the range of 100 rpm. lies.
  • the generator on the other hand, should run as quickly as possible, e.g. between 1000 - 1500 rpm, because this results in cheaper designs than with slow-running four-pole generators.
  • a gear ratio of 1:10 or 1:15 would be desirable here. Even if it were possible according to the arrangement, such a large gear ratio would cause difficulties in a gearbox or belt drive, in particular because of the small size of the pinion or of the small belt pulley.
  • the object of the invention is to remedy this.
  • this object is achieved on the device of the type described in the introduction in that a cam disk driven by a drive shaft of a cylinder piston pump with a cam track with at least two essentially sinusoidal elevations and depressions on the circumference via at least one tappet and piston and at least one transmission line filled with hydraulic medium and valve-less on the cylinder of the piston, also via valve-less cylinders
  • Piston of a cylinder piston engine drives a drive, the cam track being designed so that, with even rotation of the cam disk of the pump and the shaft of the motor, the volume of the system filled with hydraulic medium, i.e. pump cylinder displacement plus transmission line volume plus engine cylinder displacement, remains constant over time .
  • a feed device is expediently and advantageously proposed in which a space of selectable pressure is provided which is connected to all transmission lines via throttle units.
  • the power transmission with speed transmission is ensured by means of a device that works on the principle of hydraulic AC power transmission.
  • the power is transferred from a pump P as a drive to a motor M.
  • a cam disk 2 with generally n, essentially sinusoidal elevations and depressions is provided on the circumference of a cam track 3.
  • the cam track is actuated by rollers 17 or tappets 4, pistons 5 in cylinders 6, also in a substantially sinusoidal cycle.
  • the transmission lines 7 filled with hydraulic fluid shown in FIG. 1 as six pieces, lead to the hydraulic motor M.
  • Each of the transmission lines is connected to a cylinder 8 without a valve, and the cylinders are preferably arranged in a star shape around a crank drive 10. All pistons 9 of the hydraulic motor act on this crank drive 10. It is this crank drive 10 which, with its crank-connecting rod ratio and the roller-diameter ratio on the drive shaft 1, determines the exact contour of the cam track 3. The contour is determined such that with a uniform rotation of the pump and the motor in all cylinder transmission line systems 6, 7, 8 filled with the hydraulic fluid, ie in the Pump cylinder displacement plus fluid volumes enclosed in the transmission line space plus in the engine cylinder displacement are constant over time.
  • a feed device which can be connected to a point of a transmission line 7 from a space 11 of selectable pressure via a throttle unit 12, and can feed or remove small amounts of hydraulic fluid.
  • this feed device it is possible to achieve smooth running, to prevent the tappets 4 from lifting off the cam disk 2 or the cam track 3, and to ensure that the transmission synchronizes itself when the vehicle starts up. At the same time, the manufacturing accuracy of the cam shape or cam track 3 is subject to significantly lower requirements.
  • the pressure that one chooses in this space 11 depends on the transmitted power and possibly also on the speed. It is expediently set so that it lies in the range of 70-130% of the temporal mean pressure in a transmission line.
  • This pressure is provided with a small auxiliary pump and adjustable pressure limiter, both not shown, via a feed line 33 that leads into the room 11.
  • the throttle units 12, which are connected between the space 11 and the transmission lines 7, can, as shown in detail in FIG. 2, as parallel multiple throttles, for example with two throttle points 14 and 13 connected in parallel with a flow area of the same size or different size are formed, wherein the flow paths can optionally be released or blocked with valves 15, 16.
  • the tappets 4, which move the pistons 5 arranged around the cam disk 2 are advantageously designed as roller tappets with rollers 17 in order to avoid sliding wear. If still greater forces have to be mastered, then several rollers 17 are used to actuate a plunger 19, which are then combined to form a bogie-like structure 18 and act in this way on the piston 5, as is shown in detail in FIG. 4 is shown.
  • sliding shoe tappets of hydrodynamic operation can also be used, or preferably also pressure shoe tappets with hydrostatic lubrication known per se.
  • the pressure lubricating fluid for these hydrostatic tappets 21 is advantageously taken from the cylinder space of the cylinder 6 or the transmission line 7 via throttle bores 23 and 22.
  • the feed device must then be dimensioned in accordance with this fluid consumption.
  • the dimensioning of such hydrostatically supported plungers must take into account the difference in the radius of curvature of the cam surface 3.
  • the tappet surface which is in hydrostatically supported contact with the cam disk surface 3 can be subdivided into narrow, transversely positioned individual surfaces 24, 25 which are movable relative to one another, as is shown in detail in FIG.
  • the arrangement of the tappets 4 on the circumference of the cam disk 2 depends of course on the construction of the motor M. If e.g. a crank drive 10 with six star-shaped cylinders is provided, the selected ratio should be arranged, for example, 1: 4 on a quadrant of the cam disk in a uniform angular arrangement, 15 ° intermediate angle, the six tappets.
  • additional tappets 4 with their pistons 5 and cylinders 6 can counteract the first can be arranged horizontally on the cam disc. Their position is indicated on the left in FIG. 1 with dashed lines.
  • the opposite cylinders then always work together on a transmission line 7.
  • a connecting line leads from the opposite cylinder to the respective transmission line. Such a connecting line is indicated by dashed lines and designated 20.
  • crank drive 10 can be used in the driven motor M, the slave, whether with cylinders 8 arranged in a cross or star shape, all of which act on a single crank with their pistons 9, or the cylinders can also be in Be arranged in a row and work on a corresponding crankshaft.
  • the motor M can be combined in a compact manner with a toothed drive, or the multiple crank drive can be replaced by a prismatic body 29 which moves on an eccentric track and which is acted upon by the pistons via hydrostatically supported tappets.
  • a prismatic body 29 which moves on an eccentric track and which is acted upon by the pistons via hydrostatically supported tappets.
  • Such a motor is shown schematically in FIG. 7.
  • pressure shoes 31, are advantageously used between the piston and eccentric prism 29, which in a manner known per se direct the pressure fluid from the cylinder volume via throttle channels 30 into the pressure pockets of the tappets.
  • At least 3 hydrostatic pockets are required for the all-round alignment of the pressure shoe, but in practice four are preferred, and here too there is the possibility of feeding in the pressure fluid required by the hydrostatic elements by means of the feed device. At the same time, a low fluid flow or Replacement achieved, which prevents excessive heating of the fluid due to constant, albeit small, friction losses.
  • Such a cylinder-piston engine has cylinders 8 arranged in a star shape, the pistons of which act as a tappet on a prismatic body 29 moving on an eccentric track in a non-positive and positive manner.
  • the eccentric movement of the prismatic body 29 is transferred via a step-up gear to a pinion to be transmitted.
  • At least two gear wheels 27 meshing with the pinion move the prismatic body 29 rotating on the eccentrics 28 along an eccentric path.
  • Via the pressure shoes 31, which are fed hydrostatically through the throttle channels 30, the forces and the movements from the transmission lines 7 are transmitted via the pistons of the motor to the prismatic surfaces 32 of the prismatic body 29 Sprocket 26 given.

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Abstract

Die Vorrichtung hat mindestens eine, mittels einer Antriebswelle (1) angetriebene Nockenscheibe (2) in einer Zylinderkolbenpumpe (P). Die Nockenscheibe hat eine Nokkenbahn (3) mit mindestens zwei im wesentlichen sinusförmigen Erhebungen und Einsenkungen am Umfang. Durch Drehen dieser Nockenscheibe (2) wird über mindestens einen Stößel (4) und Kolben (5) und mindestens eine, am Zylinder (6) des Kolbens ventillos angesetzte, mit Hydraulikmedium gefüllte Übertragungsleitung, über ebenfalls ventillos angesetzten Zylinder (8) mit Kolben (9) eines Zylinderkolbenmotors (M) ein Antrieb (10) angetrieben. Die Nokkenbahn (3) ist so ausgelegt, daß bei gleichmäßiger Drehung der Nockenscheibe (2) der Pumpe (P) und der Welle (10) des Motors (M), das Volumen des mit Hydraulikmedium gefüllten Systems, d.h. das Volumen des Pumpenzylinder-Hubraums plus Übertragungsleitungsraums plus Motorzylinder-Hubraums, zeitlich konstant bleibt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum hydraulischen Uebertragen von mechanischer Leistung und zur gleichzeitigen Uebersetzung der Drehzahl.
  • Es geht beispielsweise um eine Leistungsübertragung eines vergleichsweise langsam laufenden Antriebs auf einen vergleichsweise rasch laufenden Leistungsaufnehmer zu ermöglichen, wobei der Antrieb und der Leistungsaufnehmer örtlich so weit voneinander entfernt sein können, dass ein Riemenantrieb oder ein Getriebe von üblicher Bauart nicht anwendbar ist.
  • Ein typisches Beispiel einer solchen Uebertragung ist, die Leistung einer Niederdruck-Wasserturbine, die möglichst tief einzubauen ist, zu übertragen auf einen Generator, der vorzugsweise auf Maschinenbodenhöhe aufgebaut wird. Bedingt durch das kleine Gefälle, müssen die Turbinen langsam drehen, wobei typische Drehzahl im Bereich von 100 U/min. liegt. Der Generator hingegen sollte möglichst rasch laufen, z.B. zwischen 1000 - 1500 U/min., denn damit ergeben sich günstigere Bauarten als bei langsam laufenden vierpoligen Generatoren.
  • Ein Uebersetzungsverhältnis von 1:10 oder 1:15 wäre hier also erwünscht. Selbst, wenn es anordnungsmässig möglich wäre, würde ein so grosses Uebersetzungsverhältnis bei einem Getriebe oder Riemenantrieb Schwierigkeiten bereiten, insbesondere wegen der Kleinheit des Zahnritzels resp. des kleinen Riemen-Pulleys.
  • Das oben Erwähnte zeigt den Bedarf einer stark ins Schnelle übersetzenden Leistungsübertragungsvorrichtung einer anderen Bauweise.
  • Für Leistungsübertragungen aller Arten sind die hydraulischen GLeichstrom-Uebertragungen mit Oelpumpe, Druck- übertragungsleitung, Oelmotor, Rückfluss-Leitung, ergänzt durch ein Hilfssystem, das für Einspeisung, Kühlung und Filterung sorgt, bekannt.
  • Für hohe Leistungen, hier wird z.B. an den Megawatt-Bereich gedacht, müssen allgemein ziemlich hohe Drücke verarbeitet werden, daraus ergibt sich das dem Fachmann bekannte Problem erheblichen Lärms von Pumpe und Motor und ebenso das Problem des Uebertragungwirkungsgrades, der wohl bestenfalls in den Bereich bis 80 % zu liegen kommt, nicht aber in den Bereich von 90 % und mehr, wie es bei einem Getriebe- oder Riemenantrieb erreichbar wäre.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist, hier Abhilfe zu schaffen.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe an der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erfüllt, dass eine mittels einer Antriebswelle getriebene Nockenscheibe einer Zylinderkolbenpumpe mit einer Nockenbahn mit mindestens zwei im wesentlichen sinusförmigen Erhebungen und Einsenkungen am Umfang über mindestens einen Stössel und Kolben und mindestens eine, am Zylinder des Kolbens ventillos angesetzte, mit Hydraulikmedium gefüllte Uebertragungsleitung, über ebenfalls ventillos angesetzten Zylinder mit Kolben eines Zylinderkolbenmotors einen Antrieb antreibt, wobei die Nockenbahn so ausgelegt ist, dass, bei gleichmässiger Drehung der Nockenscheibe der Pumpe und der Welle des Motors, das Volumen des mit Hydraulikmedium gefüllten Systems, d.h. Pumpe-Zylinderhubraum plus Uebertragungsleitung-Volumen plus Motorzylinderhubraum zeitlich konstant bleibt.
  • Um eventuelle Kolbendichtungsleckagen- und Kompressibilitätseffekte, die die zeitliche Volumenkonstanz beeinträchtigen könnten, wird zweckdienlicher und vorteilhafter Weise eine Einspeisevorrichtung vorgeschlagen, bei welcher ein Raum wählbaren Druckes vorgesehen ist, der über Drosseleinheiten mit allen Uebertragungsleitungen verbunden ist.
  • Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand anhand von Zeichnungen näher beschrieben und erklärt. Auf den Zeichnungsblättern zeigen in schematischer Weise:
    • Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung,
    • Figur 2 eine Drosseleinheit,
    • Figur 3 bis Figur 6 vier verschiedene Ausführungsformen des Zylinders mit dem Kolben und dem Stössel,
    • Figur 7 ein anderes Ausführungsbeispiel eines anwendbaren Motors.
  • Die Leistungsübertragung mit Drehzahlübersetzung wird mittels einer Vorrichtung gewährleistet, die auf dem Prinzip der hydraulischen Wechselstrom-Leistungsübertragung arbeitet. Dazu wird die Leistung von einer Pumpe P als Antrieb auf einen Motor M übertragen. Auf einer Antriebswelle 1 einer Pumpe P ist eine Nockenscheibe 2 mit im allgemeinen n, im wesentlichen sinusförmigen Erhebungen und Einsenkungen am Umfang einer Nockenbahn 3 vorgesehen. Wie in Figur 1 ist n = 4 dargestellt. Die Nockenbahn betätigt über Rollen 17 bzw. Stössel 4, Kolben 5 in Zylindern 6, in ebenfalls im wesentlichen sinusförmigem Takt. Von den Zylindern 6 führen die mit einem Hydraulikfluid gefüllten Uebertragungsleitungen 7, in Figur 1 sechs Stück gezeichnet, zum Hydromotor M. Jede der Uebertragungsleitungen ist ventillos mit einem Zylinder 8 verbunden, und die Zylinder sind vorzugsweise sternförmig um einen Kurbelantrieb 10 angeordnet. Auf diesen Kurbelantrieb 10 wirken alle Kolben 9 des Hydromotors ein. Dieser Kurbelantrieb 10 ist es auch, der mit seinem Kurbel-Pleuel-Verhältnis sowie dem Rollen-Durchmesserverhältnis auf der Antriebswelle 1 die genaue Kontur der Nockenbahn 3 bestimmt. Die Kontur wird so bestimmt, dass bei gleichmässiger Drehung der Pumpe und des Motors in allen mit dem Hydraulikfluid gefüllten Zylinder-Uebertragungsleitungssystemen 6, 7, 8 d.h. in dem Pumpenzylinderhubraum plus in dem Uebertragungsleitungsraum plus in dem Motorzylinderhubraum eingeschlossene Fluidvolumina zeitlich konstant sind.
  • Beim Uebertragen von grossen Leistungen ist es offensichtlich, dass recht hohe Drücke in den mit Hydraulikmedium gefüllten Leitungen vorkommen. Dies führt infolge der, wohl geringen, Kompressibilität zu Effekten zeitlich leicht veränderter Volumina: Die Volumina nehmen zu bzw. ab im umgekehrten Takt des Druckes.
  • Auch eventuelle Hydraulikmedium-Leckagen zwischen Kolben und Zylindern führen langsam zu einem Fluidfüllungs-Manko. Damit besteht auch die Gefahr, dass z.B. die Rollen 17 von der Nockenbahn 3 abheben, womit die Anlage dann sehr rauh läuft oder überhaupt aus dem Tritt fällt.
  • Um das zu verhindern, ist eine Einspeisevorrichtung vorgesehen, die aus einem Raum 11 wählbaren Druckes über je eine Drosseleinheit 12 mit einer Stelle einer Uebertragungsleitung 7 verbunden, geringe Mengen von Hydraulikfluid einspeisen oder entnehmen kann.
  • Dank dieser Einspeisevorrichtung gelingt es, einen ruhigen Lauf hinzubringen, zu verhindern, dass die Stössel 4 von der Nockenscheibe 2 bzw. der Nockenbahn 3 abheben und zu gewährleisten, dass die Uebertragung beim Anfahren von selbst synchronisiert. Gleichzeitig werden auch an die Herstellungsgenauigkeit der Nockenform bzw. der Nockenbahn 3 bedeutend geringere Anforderungen gestellt.
  • Der Druck, den man in diesem Raum 11 wählt, hängt von der übertragenen Leistung und eventuell auch von der Drehzahl ab. Es wird zweckmässigerweise so eingestellt, dass er im Bereich von 70 - 130% des zeitlichen Druckmittelwertes in einer Uebertragungsleitung liegt. Dieser Druck wird bereitgestellt mit einer kleinen Hilfspumpe und einstellbarem Druckbegrenzer, beide nicht gezeichnet, über eine Speiseleitung 33, die in den Raum 11 führt.
  • Die Drosseleinheiten 12, die zwischen dem Raum 11 und die Uebertragungsleitungen 7 geschaltet sind, können, wie es im Einzelnen in der Figur 2 gezeigt ist, als parallel geschaltete Mehrfachdrosseln, beispielsweise mit zwei parallel geschalteten Drosselstellen 14 und 13 mit gleich grosser oder verschieden grosser Durchströmfläche ausgebildet werden, wobei wahlweise die Durchströmwege mit Ventilen 15, 16 freigegeben oder gesperrt werden können.
  • Wie es in Figur 3 gut zu sehen ist, werden die Stössel 4, die um die Nockenscheibe 2 angeordneten Kolben 5 bewegen, vorteilhafterweise, um gleitenden Verschleiss zu vermeiden, als Rollenstössel mit Rollen 17 ausgebildet. Wenn noch grössere Kräfte zu bewältigen sind, so kommen auch mehrere Rollen 17 zur Betätigung eines Stössels 19 zur Anwendung, die dann zu einem Drehgestell-ähnlichen Gebilde 18 zusammengefasst werden und in dieser Weise auf den Kolben 5 einwirken, wie es im Detail in Figur 4 gezeigt ist.
  • Alternativ zu den mit Rollen 17 versehenen Stösseln 4 können auch Gleitschuh-Stössel hydrodynamischer Arbeitsweise verwendet werden, oder vorzugsweise auch Druckschuh-Stössel mit an sich bekannter hydrostatischer Schmierung. Wie es der Figur 5 entnehmbar ist, wird das Druck-Schmierfluid für diese hydrostatischen Stössel 21, mit Vorteil von dem Zylinderraum des Zylinders 6 bzw. der Uebertragungsleitung 7 über Drosselbohrungen 23 und 22 entnommen. Entsprechend diesem Fluidverbrauch muss dann die Einspeisevorrichtung dimensioniert werden. Selbstverständlich ist bei der Bemessung solcher hydrostatisch abgestützten Stössel die Krümmungsradius-Verschiedenheit der Nockenoberfläche 3 Rechnung zu tragen. Gegebenenfalls ist die mit der Nockenscheibenfläche 3 in hydrostatisch abgestütztem Kontakt stehende Stösseloberfläche zu unterteilen in gegeneinander bewegliche, schmale, quergestellte Einzeloberflächen 24, 25, wie es im Detail in Figur 6 gezeigt ist.
  • Die Anordnung der Stössel 4 am Umfang der Nockenscheibe 2 hängt selbstverständlich von der Konstruktion des Motors M ab. Wenn z.B. ein Kurbelantrieb 10 mit sechs sternförmig angeordneten Zylindern vorgesehen ist, sind beim gewählten Uebersetzungsverhältnis beispielsweise von 1:4 auf einem Quadranten der Nockenscheibe in gleichmässiger Winkelanordnung, je 15° Zwischenwinkel, die sechs Stössel anzuordnen.
  • Um die Nockenscheibe vor einseitig wirkenden Kräften der Stössel zu bewahren, können weitere Stössel 4 mit ihren Kolben 5 und Zylindern 6 den ersten genau gegenüber liegend an der Nockenscheibe angeordnet werden. Ihre Position ist in Figur 1 links mit gestrichelten Linien angedeutet. Immer die gegenüber liegenden Zylinder arbeiten dann gemeinsam auf eine Uebertragungsleitung 7. Von dem gegenüber liegenden Zylinder führt jeweils eine Verbindungsleitung zu bezüglicher Uebertragungsleitung. Eine solche Verbindungsleitung ist gestrichelt angedeutet und mit 20 bezeichnet.
  • Allgemein können noch mehr Zylinder am Umfang angeordnet werden, wobei alle in gleicher Phase arbeitenden Zylinder am Umfang parallel geschaltet werden. Damit sind wohl mehr Zylinder nötig, aber die Stössel werden kleineren Kräften ausgesetzt und können daher gegebenenfalls einfacher aufgebaut sein.
  • Bei dem angetriebenen Motor M, dem Nehmer, kann, wie schon erwähnt, ein Kurbelantrieb 10 verwendet werden, sei es mit kreuz- oder sternförmig angeordneten Zylindern 8, die alle mit ihren Kolben 9 auf eine einzige Kurbel einwirken, oder die Zylinder können auch in Reihe angeordnet sein und an einer entsprechenden Kurbelwelle arbeiten.
  • Wenn höhere Uebersetzungsverhältnisse gefordert werden, kann der Motor M in kompakter Weise mit einem Zahnantrieb kombiniert werden, oder der Mehrfachkurbelantrieb kann ersetzt werden durch einen auf einer Exzenterbahn sich bewegenden prismatischen Körper 29, der via hydrostatisch abgestützte Stössel mit Kräften von den Kolben beaufschlagt wird. Ein solcher Motor ist in Figur 7 schematisch gezeigt. Um die Kompaktheit des ganzen Motorblocks noch weiter zu steigern, werden vorteilhafterweise hydrostatische Kraftübertragungselemente, Druckschuhe 31, zwischen Kolben und Exzenterprisma 29 verwendet, die in an sich bekannter Weise das Druckfluid aus dem Zylindervolumen über Drosselkanäle 30 in die Drucktaschen der Stössel leiten. Zur allzeitigen Ausrichtung des Druckschuhes sind mindestens 3 hydrostatische Taschen nötig, in der Praxis werden jedoch vier bevorzugt, auch hier bietet sich die Möglichkeit an, mittels der Einspeisevorrichtung das von den hydrostatischen Elementen benötigte Druckfluid einzuspeisen. Gleichzeitig wird damit ein geringer Fluid-Durchfluss resp. Ersatz erreicht, womit ein übermässiges Erwärmen des Fluids infolge stetiger, wenn auch kleiner, Reibungsverluste vermieden wird.
  • Ein solcher Zylinderkolbenmotor weist sternförmig angeordnete Zylinder 8 auf, deren Kolben als Stössel auf einen, auf einer Exzenterbahn sich bewegenden prismatischen Körper 29 kraft- und formschlüssig wirken. Die exzentrische Bewegung des prismatischen Körpers 29 wird über ein übersetzendes Getriebe auf ein, die übertragene Leistung aufzunehmendes Ritzel überführt. Mindestens zwei mit dem Ritzel kämmende Zahnräder 27 bewegen den auf den Exzentern 28 umlaufenden prismatischen Körper 29 entlang einer exzentrischen Bahn. Ueber die hydrostatisch durch die Drosselkanäle 30 angespeisten Druckschuhe 31 übertragen die Kräfte und die Bewegungen aus den Uebertragungsleitungen 7 über die Kolben des Motors auf die prismatischen Flächen 32 des prismatischen Körpers 29. Das Uebersetzungsvermögen des beschriebenen Motors ist durch das Verhältnis zwischen den Zahnrädern 27 und dem Ritzel 26 gegeben.

Claims (12)

  1. l. Vorrichtung zum hydraulischen Uebertragen von mechanischer Leistung und zur gleichzeitigen Uebersetzung der Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittels einer Antriebswelle (1) angetriebene Nockenscheibe (2) einer Zylinderkolbenpumpe mit einer Nockenbahn (3) mit mindestens zwei im wesentlichen sinusförmigen Erhebungen und Einsenkungen am Umfang über mindestens einen Stössel (4) und Kolben (5) und mindestens eine, am Zylinder (6) des Kolbens ventillos angesetzte, mit Hydraulikmedium gefüllte Uebertragungsleitung (7), über einen ebenfalls ventillos angesetzten Zylinder (8) mit Kolben (9) eines Zylinderkolbenmotors einen Antrieb (10) antreibt, wobei die Nockenbahn (3) so ausgelegt ist, dass bei gleichmässiger Drehung der Nockenscheibe (2) der Pumpe und der Welle des Motors (10), das Volumen des mit Hydraulikmedium gefüllten Systems, d.h. Pumpenzylinder-Hubraum (16), Uebertragungsleitung (7) Motorzylinder-Hubraum zeitlich konstant bleiben.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Raum (11) wählbaren Druckes vorgesehen ist, der über Drosseleinheiten (12) mit allen Uebertragungsleitungen (7) verbunden ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinheit (12) aus mindestens zwei parallel geschalteten Drosseln (13 und 14) mit gleicher oder unterschiedlicher Durchströmfläche besteht, deren Durchströmwege wahlweise mittels Ventilen (15 und 16) freigegeben oder abgesperrt werden können.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Raum (11) entsprechend der Drehzahl und der übertragenen Leistung gewählt wird.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Raum (11) im Bereich von 70 - 130 % des zeitlichen Mittelwertes des Druckes in der Uebertragungsleitung (7) gewählt wird.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die, von der Nockenfläche der Nockenbahn (3) betätigten Stössel (4) mit Rollen (17) versehen sind, die auf der Nockenbahn (3) abrollen.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rollen (17) in drehgestellartigen Gruppen (18) zusammengefasst .sind, die auf die Stösselstange (19) und die Kolben (5) einwirken.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass an verschiedenen Stellen des Umfangs der Nockenscheibe (3) Stössel (4) angebracht sind und die Zylinder (8) aller derjenigen Stössel (4), die bewegungsmässig in gleicher Phase stehen, über eine Verbindungsleitung (20) parallel geschaltet werden.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Stössel (4) mit hydrostatisch gleitenden Druckschuhen (21) versehen sind, wobei das notwendige Druckfluid über Drosselbohrungen (22 bzw. 23) dem Zylinderübertragungs-Leitungssystem entnommen wird (6, 7 in Fig.5, 6).
  10. 10. Vorrichtung nach Ansprüchen 1, 2 und 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die hydrostatisch gleitenden Druckschuhe in der Weise und zwar in mindestens zwei gegeneinander bewegliche Einzeldruckschuhe (24 und 25) unterteilt sind, dass durch das Unterteilen das Mass der Druckschuhe in Nockenumfangsrichtung vermindert wird.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkolbenmotor sternförmig angeordnete Zylinder hat, und dass die Pleuelstangen der Kolben an einen gemeinsamen Kurbelantrieb (10) angeschlossen sind.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum weiteren Uebersetzen der Drehzahl der Zylinderkolbenmotor sternförmig angeordnete Zylinder aufweist, deren Kolben als Stössel auf einen, auf einer Exzenterbahn sich bewegenden prismatischen Körper (29) kraft- und formschlüssig wirken, wobei die exzentrische Bewegung des prismatischen Körpers (29) über ein übersetzendes Getriebe (27, 26) auf ein die übertragene Leistung aufnehmendes Ritzel überführt ist, wobei mindestens zwei mit dem Ritzel (26) kämmende Zahnräder (27) den auf Exzentern (28) umlaufenden prismatischen Körper (29) bewegen und wobei über hydrostatisch mittels Drosselkanälen (30) angespeiste Druckschuhe (31) die Kräfte und Bewegungen aus den Uebertragungsleitungen (7) über die Kolben des Motors auf die prismatischen Flächen (32) des Körpers (29) übertragen werden.
EP86107003A 1985-05-29 1986-05-23 Hydraulische Drehzahluebersetzungsvorrichtung Expired EP0205942B1 (de)

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EP0205942A1 true EP0205942A1 (de) 1986-12-30
EP0205942B1 EP0205942B1 (de) 1988-07-13

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