DE1040386B - Infinitely variable hydrostatic transmission, preferably for vehicles - Google Patents
Infinitely variable hydrostatic transmission, preferably for vehiclesInfo
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Description
Stufenlos verstellbares hydrostatisches Getriebe, vorzugsweise für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos verstellbares hydrostatisches Getriebe mit starr mit der Abtriebswelle verbundenem Pumpenkörper und Motorkörper.Infinitely variable hydrostatic transmission, preferably for Vehicles The invention relates to a continuously variable hydrostatic Gearbox with pump body and motor body rigidly connected to the output shaft.
Zweck der Erfindung ist es, ein hydrostatisches Getriebe zu schaffen, das möglichst klein ist und einen möglichst guten. Wirkungsgrad hat.The purpose of the invention is to create a hydrostatic transmission, that is as small as possible and as good as possible. Has efficiency.
Vorzugsweise ist das Getriebe nach der Erfindung für Fahrzeuge bestimmt und soll deshalb nicht wesentlich größer als übliche Zahnradgetriebe ausfallen und einen diesem Getriebe möglichst gleichen Wirkungsgrad erreichen.The transmission according to the invention is preferably intended for vehicles and should therefore not turn out to be significantly larger than conventional gear drives and achieve an efficiency that is as similar as possible to this transmission.
Die Erfindung geht zu diesem Zweck aus von einem stufenlos verstellbaren hydrostatischen Getriebe mit starr mit der Abtriebswelle verbundenem Pumpenkörper und Motorkörper mit von der Antriebswelle angetriebenen, die Kolben der Pumpe mit veränderbarem Hubvolumen antreibenden Kurbelwellen, Exzentern oder Taumelscheiben und mit von der Antriebswelle über eine Umgehungswelle angetriebenen, die Kolben des Motors mit veränderbarem Hubvolumen antreibenden Kurbelwellen, Exzentern oder Taumelscheiben.For this purpose, the invention is based on a continuously adjustable hydrostatic transmission with the pump body rigidly connected to the output shaft and motor body with driven by the drive shaft, the piston of the pump with variable displacement driving crankshafts, eccentrics or swash plates and with the pistons driven by the drive shaft via a bypass shaft of the engine with variable displacement driving crankshafts, eccentrics or Swash plates.
Die Erfindung besteht darin, daß der Antrieb der Pumpenkolben bzw. Motorkolben über am Pumpenkörper bzw. Motorkörper gelagerte Planetenräder erfolgt. Auf diese Weise werden höhere Drehzahlen der Wellen der Pumpe und des Motors erreicht, so daß die Baugröße des Getriebes vermindert werden kann. Die Kurbelwellen der Pumpe erhalten nämlich höhere Drehzahlen als die Antriebswelle und die Kurbelwellen des Motors erhalten höhere Drehzahlen als die Abtriebswelle.The invention consists in that the drive of the pump piston or The motor piston takes place via planet gears mounted on the pump body or motor body. In this way, higher speeds of the shafts of the pump and the motor are achieved, so that the size of the transmission can be reduced. The crankshafts of the pump namely receive higher speeds than the drive shaft and the crankshafts of the Motors get higher speeds than the output shaft.
Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung soll der Antrieb der Kurbelwellen od. dgl. des Motors über eine Freilaufkupplung erfolgen. Dies bringt den Vorteil, daß das Getriebe in direktem Gang völlig verlustlos laufen kann, während bei bekannten Getrieben der vorliegenden Gattung bei direktem Gang Lagerreibung des Motorenkörpers gegenüber der Abtriebswelle entsteht.According to a further embodiment of the invention, the drive of the crankshafts should or the like of the motor via an overrunning clutch. This has the advantage that the transmission can run completely lossless in direct gear, while with known Drives of the present type with direct gear bearing friction of the motor body against the output shaft arises.
Die Erfindung wird mit Vorteil angewendet bei einem stufenlos verstellbaren, hydrostatischen Getriebe mit einer die verstellbare Pumpe antreibenden Antriebswelle und einer vom verstellbaren Motor angetriebenen Abtriebswelle, bei welchem der Motor und bzw. oder die Pumpe in zwei oder mehr gegeneinander versetzte Teilaggregate aufgeteilt sind, deren eines beim Verstellen des Getriebes seinen Nullhub vor dem anderen bzw. vor den anderen erreicht. Auf diese Weise wird es ermöglicht, die eine Endstellung des Getriebes, nämlich den direkten Gang vollständig zu erreichen. Konstruktiv kann dies in der Weise verwirklicht werden, daß zwischen den beiden Teilaggregaten angeordnete Druck- und Saugkanäle durch Steuerorgane in dem Augenblick vertauschbar sind, in welchem das erste Teilaggregat den Nullhub erreicht.The invention is used with advantage in a continuously adjustable, hydrostatic transmission with a drive shaft driving the adjustable pump and an output shaft driven by the variable speed motor, in which the motor and / or the pump in two or more sub-assemblies offset from one another are divided, one of which when adjusting the gear its zero stroke before reached others or before the others. In this way it is possible to use the one End position of the transmission, namely to fully reach the direct gear. Constructive this can be achieved in such a way that between the two sub-units arranged pressure and suction channels can be exchanged by control elements at the moment are in which the first sub-assembly reaches the zero stroke.
Die Erreichung der anderen Endstellung des Getriebes wird, ohne unzulässig große Hubvolumen anwenden zu müssen, gemäß Weiterentwicklung der Erfindung dadurch ermöglicht, daß die mit dem Kolben des Motors zusammenwirkenden Kurbelwellen od. dgl. mechanisch von der Getriebeantriebswelle über eine Umgehungswelle und ein Übersetzungsgetriebe mit einer Drehzahl antreibbar sind, die etwas kleiner ist als diejenige, welche der größten hydraulischen Untersetzung im Flüssigkeitsgetriebe entspricht.Reaching the other end position of the gear is impermissible without having to use large stroke volumes, according to the further development of the invention allows the crankshafts cooperating with the piston of the engine od. Like. Mechanically from the transmission drive shaft via a bypass shaft and a transmission gear can be driven at a speed that is slightly smaller than that which corresponds to the largest hydraulic reduction in the fluid transmission.
Die Erfindung ermöglicht es dadurch, daß sie die hydraulisch zu übertragende Leistung im Verhältnis zur übertragenden Gesamtleistung klein hält, ein Getriebe zu verwenden, bei welchem Pumpe und Motor vier Zylinder besitzen und die Ein- und Auslässe jedes Zylinders von dem steuersch:ieberartig ausgebildeten Kolben eines benachbarten Zylinders gesteuert werden und, bei welchem der Arbeitsraum jedes Zylinders stirnseitig in denjenigen Zylinder einmündet, in dem der ihn steuernde Kolben läuft. Die Achsen der Zylinder bzw. Kolben bilden hierbei ein Viereck, vorzugsweise ein Quadrat. Die Abmessungen eines solchen Getriebes nämlich können so klein gehalten -werden, daß sie bei den bei. Fahrzeugen üblichen Drehzahlen, insbesondere hinsichtlich der Zentrifugalkraft, konstruktiv beherrscht werden können.The invention makes it possible that they are to be transmitted hydraulically A transmission keeps power small in relation to the total power transmitted to be used in which pump and motor have four cylinders and the inlet and outlet Outlets of each cylinder from the control valve-like piston of a adjacent cylinder can be controlled and in which the working space of each cylinder opens at the end of the cylinder in which the piston that controls it runs. The axes of the cylinders or pistons here form a square, preferably one Square. The dimensions of such a transmission can namely be kept so small -be that they are with the. Vehicles usual speeds, in particular with regard to the centrifugal force, can be controlled constructively.
Die Kombination eines Flüssigkeitsgetriebes mit einem nachgeschalteten mechanischen Stufengetriebe ist an sich bekannt und bezweckt, den mit dem stufenlos veränderbaren Flüssigkeitsgetriebe beherrschbaren Drehzahlbereich zu vervielfachen. Die Zeichnung erläutert die Erfindung, und zwar zeigt Fig. 1 eine Gesamtdarstellung eines Getriebes nach der Erfindung. wobei die Steuerungsteile des Flüssigkeitsgetriebes und das mechanische Stufenschaltgetriebe teilweise im Schnitt dargestellt sind. Der mittlere, in Fig. 1 fortgebrochene Teil des Flüssigkeitsgetriebes ist durch Fig.3, die einen Schnitt dieses fortgelassenen Mittelteiles darstellt, erläutert. Die Fig. 1 selbst zeigt in ihrem unteren Teil einen Schnitt gemäß I-Ia der Fig. 2 und in ihrem oberen Teil einen Schnitt gemäß I-I b der Fig. 2; Fig.2 zeigt einen Schnitt gemäß II-II der Fig. 1 und Fig.3 das Mittelstück des Flüssigkeitsgetriebes nach Fig. 1 im Schnitt, wobei der Schnitt durch den Teil 20 nach der Linie III a-III a der Fig. 6 und der Schnitt durch den Teil 22 nach der Linie III b-III b der Fig. 5 gelegt ist. Der Teil 21, soweit er in Fig. 3 unterhalb der Bruchlinie <A liegt, ist ebenfalls nach III b-111 b geschnitten, während er oberhalb der Bruchlinie nach der Linie III-III geschnitten ist; Fig.4 zeigt eine andere Stellung des Verstellkolbens 45 nach Fig. 3; Fig. 5 zeigt einen teilweise ausgebrochenen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3, Fig.6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 3 und Fig. 7 eine grafische Darstellung.The combination of a fluid transmission with a downstream one mechanical step transmission is known per se and the purpose of the stepless changeable fluid transmission to multiply controllable speed range. the The drawing explains the invention, namely FIG. 1 shows an overall representation a transmission according to the invention. wherein the control parts of the fluid transmission and the mechanical step-change transmission are shown partially in section. The middle, broken away in Fig. 1 part of the fluid transmission is through 3, which shows a section of this omitted central part, explains. Fig. 1 itself shows in its lower part a section according to I-Ia of FIG. 2 and in its upper part a section according to I-I b of FIG. 2; Fig.2 shows a Section according to II-II of FIGS. 1 and 3, the center piece of the fluid transmission according to Fig. 1 in section, the section through the part 20 along the line III a-III a of FIG. 6 and the section through part 22 along the line III b-III b of FIG. 5 is placed. The part 21, as far as it is below the break line <A in Fig. 3, is also cut according to III b-111 b, while above the break line after the line III-III is cut; 4 shows another position of the adjusting piston 45 of Fig. 3; Fig. 5 shows a partially broken section along the line V-V of FIG. 3, FIG. 6 a section along the line VI-VI of FIG. 3 and FIG. 7 a graphic representation.
In Fig. 1 trägt die Antriebswelle 1 ein Zahnrad 8 und ein Zahnrad 2, das mit dem Zahnrad 3 der Umgehungswelle 4 im Eingriff steht, während das Zahnrad 8 mit den beiden Zahnrädern 9 zweier Kurbelwellen 9a der Flüssigkeitspumpe 10 kämmt. Die Ausbildung der Flüssigkeitspumpe 10 ist aus dem Schnitt nach Fig. 2 erkennbar. Ein innenverzahntes Zahnrad 13 ist gegenüber dem Zahnrad 8 mit Hilfe einer Ringnutenführung 8a od. dgl. in Längsrichtung unverschiebbar. Es sitzt auf einer Hülse 14, die achsparallele Längsnuten 14a hat, so daß die Hülse 14 in Achsrichtung gegenüber dem Zahnrad 13 verschiebbar ist. Die Hülse 14 ihrerseits sitzt auf der Welle 1 mit Spiralnuten 14b auf entsprechenden Spiralrippen der Welle 1, so daß durch Verschieben der Hülse 14 die Winkelstellung der beiden Zahnräder 8 und 13 gegeneinander verstellt werden kann. Mit dem Innenzahnrad 13 kämmen zwei Ritzel 11, die auf Exzenterwellen 11 a der Flüssigkeitspumpe 10 sitzen. Die Flüssigkeitspumpe 10 ist durch ein Verbindungsstück 15, in dem Saug- und Druckleitungen 63, 64 liegen (Fig. 3), mit dem Ölmotor verbunden, der zwei Teilaggregate 20 und 22 besitzt, die je für sich etwa der Ölpumpe 10 gleichen und durch ein Mittelteil 21 verbunden sind. Die Gestalt dieses Mittelteiles, das zur Umstellung der beiden Teilaggregate von Motorarbeit auf Pumpenarbeit dient, wird später an Hand der Fig.3 bis 6 beschrieben. Die Anordnung des Zahnrades 18, das fest auf der Abtriebswelle 28 des Flüssigkeitsgetriebes sitzt, entspricht etwa dem Zahnrad 8, die axial verschiebbare Hülse 16 der Hülse 14 und das innenverzahnte Rad 17 dem Rad 13. Die Hülse 16 dient also der gegenseitigen Winkelverstellung der Räder 17 und 18.In Fig. 1, the drive shaft 1 carries a gear 8 and a gear 2, which meshes with the gear 3 of the bypass shaft 4, while the gear 8 meshes with the two gears 9 of two crankshafts 9 a of the liquid pump 10. The design of the liquid pump 10 can be seen from the section according to FIG. 2. An internally toothed gear 13 is opposite the gear 8 with the help of an annular groove guide 8a or the like immovable in the longitudinal direction. It sits on a sleeve 14, which is axially parallel Has longitudinal grooves 14a, so that the sleeve 14 is axially opposite the gear wheel 13 is movable. The sleeve 14 in turn sits on the shaft 1 with spiral grooves 14b on corresponding spiral ribs of the shaft 1, so that by moving the sleeve 14 the angular position of the two gears 8 and 13 can be adjusted relative to one another can. With the internal gear 13 mesh with two pinions 11, which are on eccentric shafts 11 a the liquid pump 10 sit. The liquid pump 10 is through a connector 15, in which suction and pressure lines 63, 64 are located (Fig. 3), connected to the oil motor, which has two sub-assemblies 20 and 22, each of which is roughly the same as the oil pump 10 and are connected by a central part 21. The shape of this middle part, the serves to convert the two sub-assemblies from motor work to pump work, will be described later with reference to FIGS. The arrangement of the gear 18, which is firmly seated on the output shaft 28 of the fluid transmission, corresponds approximately the gear 8, the axially displaceable sleeve 16 of the sleeve 14 and the internally toothed Wheel 17 to wheel 13. The sleeve 16 is therefore used for mutual angular adjustment of the Wheels 17 and 18.
Auf der Umgehungswelle 4, deren wahre Lage im Raum aus Fig. 2 ersichtlich ist, sitzt auf einem Freilauf bzw. einer Überholkupplung 6 ein Zahnrad 5, dessen wahre Größe und Lage ebenfalls aus Fig. 2 zu erkennen ist. Es kämmt mit dem Zahnrad 27. Das Verhältnis der beiden Zahnräder 27 zu 5 ist etwas größer als das Verhältnis der beiden Zahnräder 38 zu 37, die am rechten Ende des mechanischen Stufengetriebes angeordnet sind. Das Zahnrad 27 sitzt fest auf der Welle 28, da es eine gemeinsame Nabe mit dem Zahnrad 18 hat. Letzteres kämmt mit zwei Ritzeln 25, die auf den Kurbelwellen 25a der beiden Pumpenaggregate 20 und 22 sitzen. Um 90° versetzt zu den Ritzeln 25 und den Kurbelwellen 25a sitzen zwei weitere Kurbelwellen 12a mit Ritzeln 12, welche mit dem innenverzahnten Rad 17 kämmen. Das Flüssigkeitsmotoraggregat 20 ist mit dem Motoraggregat 22 durch das Zwischenstück 21 fest verbunden, jedoch sind die Totpunkte der vier Kurbeln im Teil 20, die den Kurbeln 9 b bzw. 11 b im Pumpenteil 10 gemäß Fig.2 entsprechen, gegen die Totpunkte der vier Kurbeln im Teil 22 verdreht, und zwar um 50°, wenn mit Hilfe der Muffe 16 maximaler Kolbenhub in den Teilaggregaten 20 und 22 eingestellt ist.On the bypass shaft 4, whose true position in space can be seen in FIG is, sits on a freewheel or an overrunning clutch 6, a gear 5, whose true size and location can also be seen from FIG. It meshes with the gear 27. The ratio of the two gears 27 to 5 is slightly larger than the ratio of the two gears 38 to 37, which are at the right end of the mechanical stepped transmission are arranged. The gear 27 is firmly seated on the shaft 28 because it is a joint Hub with gear 18 has. The latter meshes with two pinions 25 on the crankshafts 25a of the two pump units 20 and 22 are seated. Offset by 90 ° to the pinions 25 and the crankshafts 25a sit two further crankshafts 12a with pinions 12, which mesh with the internally toothed wheel 17. The liquid motor unit 20 is firmly connected to the motor unit 22 by the intermediate piece 21, but are the dead centers of the four cranks in part 20, the cranks 9 b and 11 b in the pump part 10 according to Figure 2, rotated against the dead centers of the four cranks in part 22, namely by 50 °, if with the help of the sleeve 16 maximum piston stroke in the sub-assemblies 20 and 22 is set.
Die Verlängerung 30 der Welle 28, die über den Teil 24 fest mit dem Zylinderblock des Motoraggregates 22 verbunden ist, trägt ein Zahnrad 31, das mit einem gleich großen Zahnrad 32 im Eingriff steht, und einen Kupplungskörper 39, über den eine Kupplungshülse 40 geschoben ist. Letztere sitzt längs verschiebbar, aber drehfest auf der Abtriebswelle 42, die das Zahnrad 38 trägt, welches mit dem Zahnrad 37, das auf einer Verlängerung 36 der Umgehungswelle 4 sitzt, kämmt. Am rechten Ende der Umgehungswelle 4 sitzt ein Kupplungskörper 7, über den eine Kupplungshülse 35 geschoben ist. Die Kupplungshülse 35 kann über einen Kupplungskörper 34 geschoben werden, der fest auf der Welle 36 sitzt und verbindet dabei den Kupplungskörper 7 drehfest mit der Welle 36. Wird die Hülse 35 weiter nach rechts geschoben, so verbindet sie die Welle 36 über den Kupplungskörper 34 mit einem Kupplungskörper 33, der fest auf der Nabe des Zahnrades 32 sitzt. Wird die Hülse 35 ganz nach rechts geschoben, so verbindet sie nur noch die Teile 34 und 33. Die Teile 10, 15, 20, 21, 22 und das später noch zu erwähnende Stück 24, sind durch Schrauben 150 zu einem starren Ganzen verbunden, dem weiterhin die Wellen 28 und 30 sowie der Achszapfen 151 starr angeschlossen sind. Letzterer trägt das Zahnrad 8, dessen Welle 1 bei 152 in einem Gehäuse 153 gelagert ist. Die Welle 42 ist bei 154 im Gehäuse 153 gelagert, während die Welle 30 bei 155 im Gehäuseteil 156 gelagert ist. Weitere etwa erforderliche Lagerungen können in nicht gezeichneter Weise vorgesehen werden. Die Welle 36 ist bei 157 und die Welle 4 bei 158 im Gehäuse drehbar gelagert.The extension 30 of the shaft 28, which is fixed on the part 24 with the Cylinder block of the engine assembly 22 is connected, carries a gear 31, which with a gear 32 of the same size is in engagement, and a coupling body 39, over which a coupling sleeve 40 is pushed. The latter is slidable lengthways, but rotatably on the output shaft 42, which carries the gear 38, which with the Gear 37, which sits on an extension 36 of the bypass shaft 4, meshes. At the Right end of the bypass shaft 4 sits a coupling body 7 over which a coupling sleeve 35 is pushed. The coupling sleeve 35 can be pushed over a coupling body 34 which sits firmly on the shaft 36 and connects the coupling body 7 rotatably with the shaft 36. If the sleeve 35 is pushed further to the right, so it connects the shaft 36 via the coupling body 34 to a coupling body 33, which sits firmly on the hub of the gear 32. The sleeve 35 becomes all the way to the right pushed, it only connects parts 34 and 33. Parts 10, 15, 20, 21, 22 and the later to be mentioned piece 24, are by screws 150 to one rigid whole connected, which continues to the shafts 28 and 30 and the stub axle 151 are rigidly connected. The latter carries the gear 8, whose shaft 1 contributes 152 is mounted in a housing 153. The shaft 42 is supported at 154 in the housing 153, while the shaft 30 is mounted at 155 in the housing part 156. Any other necessary Storage can be provided in a manner not shown. The shaft 36 is at 157 and the shaft 4 at 158 rotatably mounted in the housing.
Fig. 2 zeigt die Ausbildung der Pumpe 10. Die beiden Motoraggregate 20 und 22 entsprechen im wesentlichen der Pumpe 10, so daß auch deren Ausbildung durch die Beschreibung der Pumpe erläutert ist. Fig. 2 zeigt insbesondere die wahre Lage der Ritzel 9 und 11 sowie deren Exzenterwellen 9a und 11a, indem sie die auf diesen sitzenden Kurbeln 9 b und 11 b in ihrer richtigen Lage darstellt. Fernerhin ist aus Fig. 2 die wahre Lage der Umgehungswelle 4 mit den Zahnrädern 3 und 5 ersichtlich. Der etwa quadratische Zylinderblock 101 hat vier Zylinderbohrungen, in denen sich vier Kolben 102 bewegen. Diese steuern mit ihrem Hals 106 Einlaßkanäle 103 und Auslaßkanäle 104. Die Auslaßkanäle 104 münden in einen gemeinsamen zum Motor führenden Auslaßkanal 64, während die Einlaßkanäle 103 in einen gemeinsamen Einlaßringkanal 63 münden. In den beiden scheibenförmigen Ansätzen 109 und 110 des Zylinderblocks 101 (Fig. 2), die denjenigen (22a in Fig.3) der Motorteilaggregate entsprechen, sind zwei einfach gekröpfte Kurbelwellen 9a und zwei doppelt gekröpfte Kurbelwellen 11 a gelagert. (In Fig. 1 ist der Zylinderblock 101 mit den an ihm befindlichen Getriebeteilen durch ein zylindrisches Abdeekhlech 101a verdeckt, welches die scheibenförmigen Ansätze 109 und 110 verbindet.) Auf den Kurbelwellen 9a sitzen die Ritze- 9, die mit dem Zahnrad 8 kämmen, und auf den Exzenterwellen 11 a sitzen die Ritze- 11, die mit dem innenverzahnten Rad 13 kämmen (vgl. Fig. 1). Je ein Pleuel 138 und 139 der Kurbeln 9 b und 11 b greifen an einem gemeinsamen Schwingbalken 140 an, der bei 102a am Kolben 102 schwenkbar befestigt ist. Durch gegenseitige Verstellung der Kurbeln 9 b und 11 b kann also der Kolbenhub verändert werden. Eine ausführlichere Beschreibung der Pumpe erübrigt sich, da diese im einzelnen nicht Gegenstand der Erfindung ist.Fig. 2 shows the design of the pump 10. The two motor units 20 and 22 correspond essentially to the pump 10, so that their training is explained by the description of the pump. Fig. 2 particularly shows the true one Position of the pinion 9 and 11 and their eccentric shafts 9a and 11a by the on represents these seated cranks 9 b and 11 b in their correct position. Furthermore the true position of the bypass shaft 4 with the gears 3 and 5 can be seen from FIG. The approximately square cylinder block 101 has four cylinder bores in which four pistons 102 move. With their neck 106, these control inlet ducts 103 and outlet ducts 104. The exhaust ducts 104 open into a common exhaust duct leading to the engine 64, while the inlet channels 103 open into a common inlet ring channel 63. In the two disc-shaped projections 109 and 110 of the cylinder block 101 (Fig. 2), which correspond to those (22a in Fig. 3) of the engine sub-assemblies, are two single-cranked crankshafts 9a and two double-cranked crankshafts 11a. (In Fig. 1 is the cylinder block 101 with the transmission parts located on it a cylindrical Abdeekhlech 101a, which covers the disc-shaped lugs 109 and 110 connects.) On the crankshafts 9a sit the cracks 9, which with the Gear 8 mesh, and on the eccentric shafts 11 a sit the Ritze- 11, which with mesh with the internally toothed wheel 13 (see. Fig. 1). One connecting rod each 138 and 139 of the cranks 9 b and 11 b act on a common oscillating beam 140, which is at 102 a on Piston 102 is pivotally mounted. By mutual adjustment of the cranks 9 b and 11 b, the piston stroke can be changed. A more detailed description the pump is unnecessary, since this is not the subject of the invention in detail.
Wie sich aus Fig. 5 ergibt, wird der Kolben 102a durch den Kolben 102 b gesteuert. Der von der Pumpe 10 herkomende ringförmige Saugkanal 63 ist über Bohrungen 63a und 54 mit dem Ringraum 62 (Fig. 6) verbunden. Von dort führt die Bohrung 54 weiter in den Teil 21. Durch die schräg nach abwärts zum Verstellkolben 45 führende Bohrung 53, den Ringkanal 56 und die Bohrung 55 des Verstellkolbens 45 wird die Verbindung zu der schräg nach aufwärts führenden Bohrung 52 (Fig. 3 und 5) hergestellt. Von dort ist durch die Bohrung 51 eine Verbindung zu dem Ringraum 68 in Teil 22 (Fig. 5) hergestellt. Von dem Ringraum 66 (Fig. 5) des Kolbens 102 b führt eine Bohrung 65 in den Druckringraum 48 und von dort eine weitere Bohrung 49 in die Bohrung 50 des Verstellkolbens 45 im Teil 21. Durch die Bohrungen 80 und SO a, den Ringraum 58 und die Bohrung 59 ist eine Verbindung mit dem Druckraum 60 hergestellt. Dieser ist einerseits bei 61 mit dem Druckringraum 69 des Kolbens 102b und andererseits durch die zentrale Bohrung 64 (Fig. 3) mit der Pumpe 10 verbunden. Der Saugkanal 51 setzt sich am Saugringraum 68 (Fig. 5) vorbei in das Stück 24 (Fig. 3) fort, wo ein federbelastetes Rückschlagventil 46 ihn gegen den Zuflußraum 75 absperrt. Der Hals 44 des Verstellkolbens 45 trägt einen durch einen Schlitz 28a der Welle 28 hindurchstoßenden Verstellstift 29, mit dessen Hilfe der Verstellkolben 45 axial verschiebbar ist. Der Raum 75 ist durch eine am Stift 29 befestigte Hülse 43 ständig nach außen abgeschlossen. Zwecks Ausgleichs des Druckes auf den Stirnseiten des Verstellkolbens 45 geht durch ihn eine zentrale Längsbohrung 76 und durch 44 eine Querbohrung 76 a.As is apparent from Fig. 5, the piston 102a is supported by the piston 102 b controlled. The annular suction channel 63 coming from the pump 10 is over Bores 63a and 54 connected to the annular space 62 (Fig. 6). From there the Bore 54 continues into part 21. Through the diagonally downwards to the adjusting piston 45 leading bore 53, the annular channel 56 and the bore 55 of the adjusting piston 45 is the connection to the obliquely upward leading bore 52 (Fig. 3 and 5) produced. From there there is a connection to the annular space through the bore 51 68 in part 22 (Fig. 5). From the annulus 66 (FIG. 5) of the piston 102 b leads a bore 65 into the pressure ring chamber 48 and from there another bore 49 into the bore 50 of the adjusting piston 45 in part 21. Through the bores 80 and SO a, the annular space 58 and the bore 59 are connected to the pressure space 60 manufactured. This is on the one hand at 61 with the annular pressure chamber 69 of the piston 102b and on the other hand connected to the pump 10 through the central bore 64 (FIG. 3). The suction channel 51 settles past the suction annulus 68 (Fig. 5) into the piece 24 (Fig. 3) where a spring-loaded check valve 46 pushes it against the inflow space 75 shut off. The neck 44 of the adjusting piston 45 carries one through a slot 28a the shaft 28 penetrating adjusting pin 29, with the help of which the adjusting piston 45 is axially displaceable. The space 75 is through a sleeve attached to the pin 29 43 permanently closed to the outside world. To compensate for the pressure on the front sides of the adjusting piston 45 has a central longitudinal bore 76 and 44 through it a transverse hole 76 a.
Der Zufluß frischen Öles erfolgt durch eine Bohrung 159 in der Welle 30, die innerhalb des Lagers 155 angeordnet ist. In das Lager 155 mündet eine Leitung 160, die von einem Ölbehälter Öl erhält. Sobald infolge von Leckverlust in dem System ein Unterdruck entsteht, öffnet sich das Rückschlagventil 46, so daß Ö1 nachfließt.Fresh oil flows in through a bore 159 in the shaft 30, which is arranged within the bearing 155. A line opens into camp 155 160 receiving oil from an oil container. Once as a result of leakage in the system a negative pressure arises, the check valve 46 opens, so that oil flows in.
In Fig. d ist der Verstellkolben 45 in der anderen Endstellung gezeichnet als in Fig. 3. Bei dieser Stellung sind die Druckräume 69 und 60 des Teiles 20 über die Bohrung 59, den Ringraum 58, die Bohrungen 80 und 80a, die Bohrung 52 und die Längsbohrung 51 mit dem Saugringraum 68 des Teiles 22 verbunden, wobei das Rückschlagventil 46 ein Entweichen des Druckes in den Saugraum 75 verhindert. Dabei ist der Saugraum 62 des Teiles 20 (Fig. 6) durch die Bohrung 54, die Bohrung 53, den Ringraum 56, die Bohrung 57, den Ringraum 56 a, die Bohrung 50 und: die: Bohrung 49 mit dem Druckraum 48 und über die Bohrung 65 (Fig. 5) mit dem Druckraum 66 des Teiles 22 verbunden. Durch Verschieben des Verstellkolbens 45 kann also das Motorteilaggregat 22 von einer Motorwirkung zur Pumpenwirkung umgestellt werden.In Fig. D, the adjusting piston 45 is drawn in the other end position than in Fig. 3. In this position, the pressure chambers 69 and 60 of the part 20 are above the bore 59, the annular space 58, the bores 80 and 80a, the bore 52 and the Longitudinal bore 51 connected to the suction annulus 68 of the part 22, the check valve 46 prevents the pressure from escaping into the suction chamber 75. Here is the suction space 62 of the part 20 (Fig. 6) through the bore 54, the bore 53, the annular space 56, the bore 57, the annular space 56 a, the bore 50 and: the: bore 49 with the pressure chamber 48 and connected to the pressure chamber 66 of the part 22 via the bore 65 (FIG. 5). By moving the adjusting piston 45, the motor sub-assembly 22 can thus be moved from a motor action can be converted to a pump action.
Fig. 7 erläutert die Wirkungsweise des Getriebes, die durch Umstellung des Motorteilaggregates 22 auf Pumpenwirkung erzielt wird. Die Kurve 82, 87, 84 stellt die Veränderung des Kolbenweges eines Kolbens des Motors bei Hubveränderung über dem Verstellwinkel dar. Der Verstellwinkel ist als Abszisse aufgetragen. Sie ist genau eine Sinuslinie. Wären die Kurbeln der Kurbelwellen 25 a in Teil 20 nicht um 50° versetzt gegen die entsprechenden Kurbeln der Kurbelwellen in Teil 22, so betrüge das Hubvolumen des gesamten Motors die Summe beider Motorteilaggregate, die durch die Kurve 83, 84 dargestellt ist. Infolge der Verdrehung um 50° addieren sich die Wirkungen beider Teilmotoraggregate aber entsprechend der Kurve 88, 87. Die Summe im Punkt 88 ist also um den Betrag 91 kleiner als die Summe im Punkt 83 ohne Verdrehung. Das sind in Fig. 7 etwa 2,50/o der gesamten Fördermenge. Nun zeigt die Kurve 89, 86 den Hubverlauf im Motorteilaggregat 22 und die Kurve 82, 87 den Hubverlauf im Motorteilaggregat 20. Wenn beim Verkleinern der Hübe durch das Verschieben der Hülse 16 im Motorteilaggregat 22 der Hub gleich Null wird (Punkt 86 der Fig. 7), entspricht der Hub im Motorteilaggregat 20 noch der Strecke 86, 87. Ist gleichzeitig durch Verschieben des Verstellkolbens 45 der Saug- und Druckkanal des Motorteilaggregates 22 gewechselt, so arbeitet jetzt dieses Teilaggregat als Pumpe und der Hub im Teilaggregat 22 nimmt jetzt wieder zu, und zwar nach der Kurve 86, 85, wenn die Hülse 16 weiter verschoben wird. Dabei nimmt der Hub im Motorteilaggregat 20 immer noch ab, und zwar entsprechend der Kurve 87, 85. Die zwei Teilaggregate 20 und 22 des Motors zusammen haben also nach außen erst im Punkt 85 den Hub Null bzw. das Schluckvermögen Null, obgleich dort jeder Teil für sich noch etwa 200/o (Strecke 92) seines maximalen Hubes macht. Auf diese Weise wird selbst bei sehr kleiner Fördermenge ein tragbarer Wirkungsgrad erreicht und eine Stetigkeit der Verstellung erzielt.Fig. 7 explains the mode of operation of the transmission, which is achieved by conversion of the engine sub-assembly 22 is achieved on pumping action. The curve 82, 87, 84 represents the change in the piston travel of a piston in the engine when the stroke changes over the adjustment angle. The adjustment angle is plotted as the abscissa. she is exactly one sine line. If the cranks of the crankshafts 25 a in part 20 were not offset by 50 ° from the corresponding cranks of the crankshafts in part 22, see above if the displacement of the entire engine would be the sum of both engine sub-assemblies, which is represented by the curve 83, 84. Add due to the rotation by 50 ° However, the effects of the two sub-engine assemblies change according to curve 88, 87. The sum in point 88 is therefore less than the sum in point 83 by the amount 91 without twisting. In Fig. 7 this is about 2.50 / o of the total delivery rate. Well shows the curve 89, 86 the stroke profile in the engine sub-assembly 22 and the curve 82, 87 the Stroke course in the motor sub-assembly 20. If when reducing the strokes by moving of the sleeve 16 in the motor sub-assembly 22, the stroke becomes equal to zero (point 86 of Fig. 7), the stroke in the engine sub-assembly 20 still corresponds to the distance 86, 87. Is simultaneous by moving the adjusting piston 45, the suction and pressure channels of the motor sub-assembly 22 is changed, this sub-unit now works as a pump and the stroke in the sub-unit 22 now increases again, namely after the curve 86, 85 when the sleeve 16 continues is moved. The stroke in the motor sub-assembly 20 is still decreasing, and although according to the curve 87, 85. The two sub-assemblies 20 and 22 of the engine so together have the stroke zero or the absorption capacity towards the outside only at point 85 Zero, although there each part is still about 200 / o (distance 92) of its maximum Hubes does. This way, even with a very small flow rate, it becomes a portable one Achieved efficiency and achieved a continuity of the adjustment.
Die Wirkungsweise des Getriebes ergibt sich aus folgenden Darlegungen: Der Hub der Pumpe 10 sei auf Maximum und der der Motoraggregate 20, 22 auf Null eingestellt. Die Abtriebswelle 28 läuft dann mit gleicher Drehzahl um wie die Antriebswelle 1. Nun wird der Hub des -1otors etwas vergrößert durch Verstellung der Muffe 16 und der Hub der Pumpe durch Verstellung der -Muffe 14 etwas verkleinert. Es wird dann die von der Pumpe ausgequetschte Flüssigkeit vom Motor verschluckt, so daß er angetrieben wird. Da die Kurbelwellen 25a des Motors 20, 22 jetzt angetrieben werden, stützen sie sich nach außen über die Zahnräder 18, 27, 5 und über die Überholkupplung6 auf der Welle 4 ab. Werden nun die Muffen 14 und 16 bis in ihre Endstellung verschoben, so daß der Pumpenhub sein Minimum und der Motorhub sein Maximum erreicht, dann sinkt die Drehzahl der Abtriebswelle 42 auf einen solchen Betrag, daß das Zahnrad 37 bzw. dessen Welle 36, die bisher schneller als die Welle 4 liefen, genau gleich mit der Welle 4 umlaufen. Es kann also nun die Hülse 35 über das Kupplungsstück 34 ohne Schwierigkeit geschoben werden. Jetzt wird die Verbindung der Welle 30 mit der Welle 42 durch Verschieben der Hülse 4o nach rechts gelöst. Dadurch wird das hydraulische Getriebe völlig abgeschaltet, so daß der Antrieb der Abtriebswelle 42 nur noch über die Umgehungswelle 4 und die beiden Zahnräder 37 und 38 erfolgt, und zwar entsprechend dem Durchmesserverhältnis dieser beiden Zahnräder mit einer geringeren Drehzahl als der der Welle 4 bzw. Welle 1 (die Zahnräder 2 und 3 haben gleiche Durchmesser). Der Pumpenhub wird jetzt wieder auf ein Maximum und der Motorhub auf ein Minimum gestellt. Dadurch läuft die Welle 30 wieder mit voller Drehzahl, so daß jetzt das mit dem Zahnrad 31 kämmende Zahnrad 32 durch Verschieben der Hülse 35 nach rechts bequem mit der Welle 36 gekuppelt werden kann. Darauf wird die Welle 36 von der Welle 4 abgekuppelt, indem die Hülse 35 noch weiter nach rechts verschoben wird. letzt geht der Leistungsfluß wieder über das hydraulische Getriebe und durch die Zahnräder 31, 32, 37 und 38 auf die Abtriebswelle 42. Der Leistungsfluß ist also während der ganzen Umschaltung niemals unterbrochen worden, und nur gleich schnell laufende Teile wurden miteinander gekuppelt bzw. entkuppelt.The mode of operation of the gearbox results from the following explanations: The stroke of the pump 10 is at maximum and that of the motor units 20, 22 is at zero set. The output shaft 28 then rotates at the same speed as the drive shaft 1. Now the stroke of the motor is increased a little by adjusting the sleeve 16 and the stroke of the pump is slightly reduced by adjusting the sleeve 14. It will then the liquid squeezed out by the pump is swallowed by the motor, so that he is driven. Since the crankshafts 25a of the engine 20, 22 are now driven they are supported outwards via the gears 18, 27, 5 and via the overrunning clutch6 on shaft 4. If the sleeves 14 and 16 are now moved to their end position, so that the pump stroke reaches its minimum and the motor stroke its maximum, then decreases the speed of the output shaft 42 to such an amount that the gear 37 or whose shaft 36, which previously ran faster than shaft 4, is exactly the same as that Rotate shaft 4. So it can now the sleeve 35 via the coupling piece 34 without Difficulty being pushed. Now the connection of the shaft 30 with the shaft 42 solved by moving the sleeve 4o to the right. This will make the hydraulic Transmission completely switched off, so that the drive of the output shaft 42 is only about the bypass shaft 4 and the two gears 37 and 38 takes place, in accordance with the diameter ratio of these two gears with one lower speed than that of shaft 4 or shaft 1 (the gears 2 and 3 have same diameter). The pump stroke is now back to a maximum and the motor stroke put to a minimum. As a result, the shaft 30 runs again at full speed, so that now the gear 32 meshing with the gear 31 by moving the sleeve 35 can be conveniently coupled to the shaft 36 to the right. Then the wave 36 uncoupled from the shaft 4 by shifting the sleeve 35 even further to the right will. Finally, the power flow goes through the hydraulic transmission and through again the gears 31, 32, 37 and 38 on the output shaft 42. The power flow is so it was never interrupted during the entire switchover, and only immediately Fast moving parts were coupled or uncoupled with each other.
Zur weiteren Drehzahlverringerung der Abtriebswelle 42 wird der Pumpenhub wieder auf sein Minimum und der Motorhub auf sein Maximum gebracht. Es wird dabei auch bei größter Untersetzung infolge des Antriebes des Motors bzw. dessen Kurbeln über die Umgehungswelle 4 ein sehr guter Wirkungsgrad erzielt, weil fast keine Leistung dabei hydraulisch zu übertragen ist.To further reduce the speed of the output shaft 42, the pump stroke brought back to its minimum and the engine stroke to its maximum. It will be there even with the greatest reduction as a result of the drive of the motor or its cranks A very good efficiency is achieved via the bypass shaft 4 because there is almost no power is to be transmitted hydraulically.
Soll die Drehzahl wieder gesteigert werden, so muß der Pumpenhub auf das Maximum und der Motorhub auf das Minimum gebracht werden. Bei den bekannten hydrostatischen Getrieben ist es nicht möglich, den Motor dabei wieder auf die volle Drehzahl zu bringen. weil der Wirkungsgrad hydrostatischer Pumpen bzw. Motoren bei kleinen Hüben gleich Null wird.If the speed is to be increased again, the pump stroke must open the maximum and the motor stroke to the minimum. With the known hydrostatic transmissions, it is not possible to turn the engine back to full capacity Bring speed. because the efficiency of hydrostatic pumps or motors small strokes equals zero.
Durch die Zweiteilung des Motors bzw. der Pumpe und die oben beschriebene Umstellmöglichkeit eines Teilaggregates (beim Ausführungsbeispiel des Motorteilaggregates 22) auf Pumpenwirkung ist dieses Problem gelöst.By dividing the motor or the pump and the one described above Possibility of converting a sub-unit (in the exemplary embodiment of the motor sub-unit 22) on pump action this problem is solved.
Ist jetzt der Verbindungsteil 15 bzw. die Welle 30 wieder auf volle Antriebsdrehzahl gebracht, so wird durch Verschieben der Hülse 35 nach links die Welle 4 wieder mit der Welle 36 gekuppelt und durch weiteres Verschieben der Hülse 35 das Zahnrad 32 von der Welle 36 abgekuppelt. Der Leistungsfluß geht dann ganz durch die Umgehungswelle 4. Durch Hubänderung von Pumpe und Motor wird darauf die Drehzahl der Welle 30 wieder so weit gesenkt, daß die Welle 30 gleich schnell mit der Welle 42 umläuft, so daß die beiden Wellen mit Hilfe der Hülse 40 ohne Schwierigkeit gekuppelt werden können. Danach werden die Wellen 4 und 36 durch Verschieben der Hülse 35 nach links entkuppelt. Das Zu- und Abschalten des Vorgeleges wird also ohne Unterbrechung des Kraftflusses mit Hilfe von nur zwei Kupplungen ermöglicht, und zwar durch Betätigung der beiden Hülsen 35 und 40. Eine weitere Drehzahlsteigerung erfolgt durch Vergrößern des Hubes der Pumpe und durch Verringern des Hubes des Motors. Dabei ist zur Erreichung der vollen Betriebsdrehzahl der Abtriebswelle 42 wieder die Umschaltung eines Teilaggregates des Motors, wie oben beschrieben. vorzunehmen.If the connecting part 15 or the shaft 30 is now full again Bring drive speed, so is by moving the sleeve 35 to the left Shaft 4 is coupled again to shaft 36 and by moving the sleeve further 35 the gear wheel 32 is uncoupled from the shaft 36. The power flow then goes completely by the bypass shaft 4. By changing the stroke of the pump and motor, the The speed of the shaft 30 is reduced again so that the shaft 30 is at the same speed the shaft 42 rotates so that the two shafts with the aid of the sleeve 40 without difficulty can be coupled. Then the shafts 4 and 36 are moved by moving the Sleeve 35 uncoupled to the left. The connection and disconnection of the additional gear is so made possible without interruption of the power flow with the help of only two clutches, by actuating the two sleeves 35 and 40. Another increase in speed takes place by increasing the stroke of the pump and by decreasing the stroke of the Engine. In order to achieve the full operating speed of the output shaft 42 again the switchover of a sub-assembly of the motor, as described above. to undertake.
Das Verschieben der Hülsen 14, 16, 35 und 40 sowie der Verstellstange 29 kann mittels einer Schaltwalze oder auf irgendeine andere bekannte Weise erfolgen.Moving the sleeves 14, 16, 35 and 40 and the adjustment rod 29 can be done by means of a shift drum or in any other known manner.
Zwecks besseren Verständnisses des Flüssigkeitsgetriebes sei im folgenden der Flüssigkeitskreislauf bei beiden Arbeitsstellungen zusammenfassend geschildert. Wenn der Pumpenhub auf Maximum und der Motorhub auf Null steht, ist das Getriebe starr, d. h. es fließt kein Ö1, aber es läuft unter Druck, jedoch ohne daß sich eine Kurbelwelle 9a, 25a dreht. Wenn beide Motoren als solche arbeiten. fließt das Drucköl ausgequetscht von der Pumpe, durch 64 nach 60, 58, 80, 80a, 50, 49 und 48 und drückt die Motorkolben vorwärts, wobei es sich entspannt und dann durch den Saugraum 68, 51, 52, 55, 53, 54, 62, 63a und 63 in geschlossenem Kreislauf wieder zur Pumpe fließt. Wenn nur der Teil 20 als Motor, aber der Teil 22 als Pumpe arbeitet, fließt Drucköl sowohl von der Pumpe 10 durch 64 als auch von 22 nach 6o. Vom Aggregat 22, bei dem der Kolben 102a, weil der Hub durch Null hindurch geändert und der Verstellkolben 45 verschoben wurde, seinen seitherigen Saugraum jetzt zum Druckraum hat, fließt Drucköl über 51, 52, 80a 80, 58 und 59 nach 60. Nach der Entspannung durch das Bewegen der Kolben in 20 fließt das Ö1 wieder in zwei Strängen zurück von 62 durch 63 a und 64 nach 10 und über 54, 56. 57, 56a, 50. 49 nach 48, also ebenfalls in geschlossenem Kreislauf.For a better understanding of the fluid transmission, the fluid circuit in both working positions is summarized below. When the pump stroke is at its maximum and the engine stroke at zero, the transmission is rigid, ie no oil flows, but it runs under pressure, but without a crankshaft 9a, 25a rotating. When both engines work as such. the pressurized oil flows squeezed out by the pump, through 64 to 60, 58, 80, 80a, 50, 49 and 48 and pushes the engine pistons forward, whereby it relaxes and then through the suction chamber 68, 51, 52, 55, 53, 54 , 62, 63a and 63 flows back to the pump in a closed circuit. If only part 20 works as a motor but part 22 works as a pump, pressurized oil will flow from pump 10 through 64 as well as from 22 to 6o. From the unit 22, in which the piston 102a, because the stroke has changed through zero and the adjusting piston 45, has now its suction chamber to the pressure chamber, pressure oil flows via 51, 52, 80a 80, 58 and 59 to 60 Relaxation by moving the piston in 20, the oil flows back in two lines from 62 through 63 a and 64 to 10 and via 54, 56, 57, 56a, 50, 49 to 48, also in a closed circuit.
Durch die Erfindung wird auch der Erfolg erreicht, daß die in die Pumpe eingeführte Leistung verzweigt wird, und zwar a) auf die Pumpenkolben, also auf einen hydraulischen Zweig, und b) über die Kurbelwellen 9a, 11a des Planetengetriebes der Pumpe auf das Pumpengehäuse 10 und damit direkt auf den Abtrieb 28, 30, da ja die Teile 10, 20, 21. 22. 28, 30 ein ein starres Ganzes bilden. Hierdurch wird die auf hydraulischem Wege zu übertragende Leistung um den Betrag kleiner, der auf dem mechanischen Wege gemäß b) übertragen wird. Auf diese Weise wird also der Gesamtwirkungsgrad des Getriebes verbessert, weil der mechanische Zweig b) so gut wie keine Verluste hat.The invention also achieves the success that the in the Pump introduced power is branched, namely a) on the pump piston, ie on a hydraulic branch, and b) via the crankshafts 9a, 11a of the planetary gear the pump on the pump housing 10 and thus directly on the output 28, 30, since yes the parts 10, 20, 21, 22, 28, 30 form a rigid whole. This will make the power to be transmitted hydraulically by the amount smaller than that on the mechanical ways according to b) is transmitted. So in this way the overall efficiency becomes of the transmission improved because the mechanical branch b) almost no losses Has.
Erfolgt der Antrieb der Kurbelwellen od. dgl. des Motors über eine Freilaufkupplung, so arbeitet das Getriebe in direktem Gang völlig verlustlos. Wenn die Pumpe gemäß der Erfindung auf höchste Fördermenge und der Motor auf die Fördermenge Null gestellt ist, wirken die Teilei, 14, 13, 11, 10, 15, 20, 21, 22, 24, 25, 12 nämlich als starres einheitliches Ganzes, wobei das Rad 5 infolge des Antriebs durch das Rad 27 schneller umläuft als die Welle 4.If the drive of the crankshafts or the like of the engine takes place via a Overrunning clutch, the gearbox works completely lossless in direct gear. if the pump according to the invention to the highest delivery rate and the motor to the delivery rate Is set to zero, the parts 14, 13, 11, 10, 15, 20, 21, 22, 24, 25, 12 are effective namely as a rigid unitary whole, the wheel 5 as a result of the drive through the wheel 27 rotates faster than the shaft 4.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEW17672A DE1040386B (en) | 1955-10-18 | 1955-10-18 | Infinitely variable hydrostatic transmission, preferably for vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
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