DE1065734B

DE1065734B - Stufenlos verstellbares hydrostatisches Getriebe, insbesondere für schwere Fahrzeuge

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Publication number: DE1065734B
Application number: DENDAT1065734D
Authority: DE
Inventors: Fürth Dr.-Ing. Heinrich Ebert (Bay.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1959-09-17

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos verstellbares hydrostatisches Getriebe, das insbesondere für schwere Fahrzeuge mit großem Getriebe-Untersetzungsbereich verwendet werden soll.

Getriebe für solche Fahrzeuge müssen Untersetzungen zulassen, die bei voller Leistungsübertragung zwischen 1 : 1 (bzw. einer Übersetzung) und 1:16 (bei Triebwagen), 1:11 (bei Lastkraftwagen und Überlandomnibussen) oder 1 :6 (bei Stadtomnibussen) liegen. Dementsprechend müssen bei solchen Getrieben von der Abtriebwelle Drehmomente aufgebracht werden, die gegenüber dem Eingangsdrehmoment einen 16-, 11- oder ofachen Wert erreichen.

Um so große Abtriebdrehmomente zu erreichen, müssen die Motoren der hydrostatischen Getriebe stark überdimensioniert werden, und zwar unabhängig davon, ob die Getriebe nur aus einer Pumpe mit hydrostatischem Motor bestehen oder ob sie in Verbindung mit einer Leistungsverzweigung arbeiten. Das hat, besonders bei gegenüber der maximalen Untersetzung kleineren Unter-Setzungen, wegen der hierbei verhältnismäßig großen Drehzahl der Abtriebwelle, auf die die hydrostatischen Motoren wirken, sowie wegen der hierbei verhältnismäßig kleinen Abtriebdrehmomente zur Folge, daß die Reibungsverluste der aneinander gleitenden Teile, wie z. B. der Dichtflächen, Kolben, Zylinder usw., im Verhältnis zur übertragenen Leistung zu groß werden.

Das wiederum hat zur Folge, daß der Wirkungsgrad des Getriebes nach 1 : 1 zu immer schlechter wird. Abgesehen davon sind bei zu großen Motoren die maximal zulässigen Drehzahlen begrenzt.

Es ist bereits bekannt, bei solchen Getrieben an Stelle eines sehr großen hydrostatischen Motors zwei oder mehrere kleinere hydrostatische Motoren von einer Pumpe aus zu betreiben und auf die Abtriebwelle wirken zu lassen, wobei die einzelnen hydrostatischen Motoren mittels eines Schiebers nacheinander zu- und abgeschaltet werden können. Diese Maßnahme hat sich als sehr gut erwiesen, um zu kleineren Motoren ohne die vorerwähnte strenge Drehzahlbeschränkung zu gelangen. Indessen reicht diese Maßnahme aber noch nicht aus, um die vorerwähnten unerwünscht großen Reibungsverluste, insbesondere bei großen Abtriebdrehzahlen bzw. kleiner Untersetzung, zu verringern. Diese durch die Reibungsverluste bedingten Nachteile mußten mangels einer besseren Lösung bisher in Kauf genommen werden.

Es ist weiterhin bekannt, an den beiden Enden eines Fahrzeuges je einen Verbrennungsmotor mit einer Ölpumpe gekuppelt anzuordnen. Die beiden ölpumpen sind mittels Leitungen untereinander sowie mit den innerhalb der Fahrzeugräder angeordneten Ölmotoren (hydraul^chen Motoren) verbunden. Bei diesem bekannten hydrostatischen Antriebsaggregat sollen die' ölpumpen gemeinsam gesteuert und außerdem wahlweise entweder Stufenlos verstellbares

hydrostatisches Getriebe,

insbesondere für schwere Fahrzeuge

Anmelder:

Dr.-Ing. Heinrich Ebert,
Fürth (Bay.), Im Weller 2

Dr.-Ing. Heinrich Ebert, Fürth (Bay.),
ist als Erfinder genannt worden

die eine oder die andere Ölpumpe oder die einzelnen Ölmotoren für sich zu- oder abgeschaltet werden, so daß der Antrieb wahlweise nur auf die Vorderräder oder auf die Hinterräder oder auf alle Räder und dabei entweder über eine oder über beide Ölpumpen übertragen wird. Hierbei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß die jeweils von dem eigentlichen Antrieb abgeschalteten hydrostatischen Motoren weiterhin im Umlauf sind und erhebliche Reibungsverluste verursachen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben geschilderten Nachteile zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem hydrostatischen Getriebe, bestehend aus einer Pumpe und mehreren hydraulischen Motoren bzw. Motorgruppen, von denen wenigstens einer bzw. eine wahlweise zum Übertragen des Drehmomentes an die Antriebswelle zuschaltbar oder von dieser abschaltbar ist, dadurch gelöst, daß das Zu- oder Abschalten durch mindestens eine lösbare Kupplung zwischen dem zu- oder abschaltbaren Motor bzw. der Motorgruppe und der Abtriebwelle erfolgt, wobei die Kupplung in der Neutralstellung dieses Motors bzw. dieser Motorgruppe, in der kein Drehmoment übertragbar ist, abschaltet und umgekehrt beim Übergang von dieser Neutralstellung in eine ein Drehmoment übertragende Stellung zuschaltet. Auf diese Weise werden sowohl große Abmessungen des Motoraggregates vermieden als auch die insgesamt im Getriebe auftretenden Reibungsverluste dadurch stark verkleinert, daß jeweils nur der für die gerade eingestellte Untersetzung notwendige Motorteil mit der Abtriebwelle verbunden ist, während der übrige Teil abgekuppelt und stillgelegt ist. Von Bedeutung ist auch, daß je einem abkuppelbaren Motor eine Kupplung zugeordnet sein kann; es können aber auch mehrere abkuppelbare Motoren zu einer Gruppe zusammengefaßt sein, der nur eine Kupplung zugeordnet ist.

909 628/233

3 4

Sind mehrere Motoren vorhanden, die parallel zuein- getriebe auf die Abtriebwelle wirken. Ebenso kann die

ander auf die gemeinsame Abtrifebwelle wirken, so wird Leistungsverzweigung auch über ein einfaches Planeten-

eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dadurch getriebe oder über ein Differentialgetriebe erfolgen,

erzielt, daß mehrere zu- oder abschaltbare Motoren unab- Außerdem kann die Erfindung aber ohne weiteres auch

hängig voneinander und heim Durchlaufen des Gesamt- 5 bei anderen Getriebebauarten von Flüssigkeitsgetrieben

Untersetzungsbereiches in der Richtung der Untersetzung angewendet werden, sei es, daß an Stelle von Axialkolben-

1 ·. 1 hin nacheinander abschaltbar sind, und umgekehrt. aggregatenz. B. Radialkolbenaggregate verwendet werden

Es wird also mit anderen Worten jeweils ein Motor vor oder daß es sich um rein hydraulisch, also ohne Leistungs-

dem anderen von seinem Maximalhub auf Hub null, d. h. verzweigung arbeitende Getriebe od. dgl. handelt,

auf TSieutralstenung, gebracht, so daß ein Motor nach dem io Fig. 1 zeigt ein Getriebe mit Axialkolbenaggregaten

anderen von der Abtriebwelle getrennt wird und beim und Leistungsverzweigung im Schnitt, wobei ein nicht

Verändern der Untersetzung in umgekehrter Richtung abkuppelbarer Motor und ein abkuppelbarer Motor mit

auch in umgekehrter Reiheiffolge wieder gekuppelt wird. seiner Kupplung konzentrisch zur Abtriebwelle angeordnet

Durch das Schalten der Kupplungen in der Neutral- sind und direkt auf diese wirken;

stellung wird erreicht, daß trotz des Ab- und Zuschaltens 15 Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 1; der Motoren ein zügig-stetiges Verstellen des Getriebes im Fig. 3 zeigt ein Getriebe, ähnlich dem gemäß Fig. 1, gesamten Untersetzungsbereich in stoß- und ruckfreier bei dem jedoch der zweite Motor über eine Zahnrad-Weise sichergestellt ist. Untersetzung auf die Abtriebwelle wirkt und im übrigen

Unter Neutralstellung wird hier wie auch im folgenden koaxial zur Pumpe angeordnet ist;

die Einstellung des bzw. der hydraulischen zu- und abzu- 20 Fig. 4 zeigt schematisch ein Getriebe, ähnlich dem in

schaltenden Motoren verstanden, bei welcher diese kein Fig. 1, bei dem jedoch zwischen dem zweiten Motor und

Drehmoment ausüben können. der Kupplung zur Abtrieb welle hin ein zusätzliches

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung Planeten-Untersetzungsgetriebe angeordnet ist;
wird dadurch erreicht, daß für jeden abschaltbaren Motor Fig. 5 zeigt schematisch ein Getriebe, bei dem an Stelle bzw. für jede abschaltbare Motorgruppe eine Festhalte- 25 von Axialkolbenaggregaten mit schwenkbaren Taumelkupplung vorgesehen ist, die jeweils die Motoren nach scheiben solche mit schwenkbaren Trommeln vorgesehen Lösen der Kupplung von der Abtriebwelle abbremst und sind, wobei die beiden Motoren über Zahnradgetriebe mit stillsetzt und umgekehrt beim Kuppelvorgang wieder verschiedener Übersetzung auf die Abtriebwelle wirken; freigibt. Fig. 6 zeigt eine Verstelleinrichtung für das Getriebe

Für Getriebe mit sehr großen Untersetzungsbereichen 30 nach Fig. 1;

wird weiterhin vorgeschlagen, zwischen die abkuppel- Fig. 7a, 7b, 7c zeigen Diagramme mit verschiedenen

baren Motoren oder Motorgruppen und die Kupplung Kurven, aus denen die Hubverstellung gemäß der

zur Abtriebwelle verschiedene Untersetzungsbereiche Erfindung für ein Getriebe gemäß Fig. 4 in Verbindung

einzuschalten, so daß sie bei gleicher Drehzahl der Ge- mit anderen Daten hervorgeht;

triebeabtriebwelle in gekuppeltem Zustand mit ver- 35 Fig. 8 zeigt schematisch ein Getriebe, bei dem die

schiedenen Drehzahlen drehen, ohne jedoch der Ab- Pumpe und zwei Motoren — der eine nicht abkuppelbar

schaltung wegen die maximal zulässigen Drehzahlen und der andere abkuppelbar — als Doppelmotoren aus-

jeweils zu überschreiten. Dadurch wird eine bessere Aus- gebildet und relativ zueinander vertikal aufgebaut sind;

nutzung der einzelnen Motoren in dem Sinne erreicht, Fig. 9 zeigt ein Getriebe, ähnlich dem gemäß Fig. 8,

daß bei gleichem Druck der Arbeitsflüssigkeit das Dreh- 40 jedoch mit im Dreiecksverband zueinander angeordneten

moment weiter gesteigert wird. Pumpen- und Motoraggregaten;

Dies gilt auch in gleichem Maß für den Fall, daß der Fig. 10 zeigt ein Getriebe, ähnlich dem gemäß Fig. 8,

oder die abkuppelbaren Motoren zur Abtriebwelle hin jedoch mit relativ zueinander horizontal liegenden

stärker untersetzt sind als ein nicht abkuppelbarer Motor, Pumpen- und Motoraggregaten.

so daß sich der oder die eingekuppelten Motoren schneller 45 In Fig. 1, 2 und 6 sind die einander entsprechenden

drehen als der nicht abkuppelbare Motor. Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 3

Die Erfindung ist an Hand einiger Ausführungsbeispiele bis 5 und 8 bis 10 haben der Deutlichkeit wegen dreistellige

näher erläutert. Bezugszeichen erhalten. Dabei entspricht die erste Zahl

Zur Darstellung der Ausführungsbeispiele wurden dieser Bezugszeichen der jeweiligen Nummer der zu-Axialkolbengetriebe mit Leistungsverzweigung über ein 50 gehörigen Figur, während die letzte bzw. die beiden Doppelplanetengetriebe gewählt mit jeweils nur zwei letzten Zahlen Aufschluß darüber geben, daß der beMotoren oder Motorengruppen (Doppelmotor), von denen treffende Teil einem mit gleichem ein- oder zweistelligen jeweils nur ein Motor oder eine Motorgruppe abschaltbar Bezugszeichen belegtem Teil der Fig. 1,2 und 6 entspricht, über eine lösbare Kupplung nach der Erfindung auf die Von einer Aufführung sämtlicher dreistelliger Bezugs-Abtriebwelle arbeitet, wohingegen der andere Motor ohne 55 zeichen wurde daher im folgenden abgesehen,
eine Zwischenkupplung auf die gemeinsame Abtriebwelle Der Antrieb erfolgt über die Antriebswelle 4, deren wirkt. Die abkuppelbare Motorgruppe ist zum Teil ohne Ritzel 5 mit den Planetenrädern 6 im Eingriff steht. Die zusätzliches Untersetzungsgetriebe zwischen der Kupplung Planetenräder 6 kämmen mit dem innen verzahnten Rad7. und den betreffenden Motoren, zum anderen Teil mit Dieses Rad 7 ist zusammen mit dem Lager- und Abschlußeinem zusätzlichen Untersetzungsgetriebe gemäß der 60 deckel 8 im Getriebegehäuse 9 durch Schrauben 10 geErfindung dargestellt. Getriebe in der gezeigten Aus- halten.

führungsform stellen Getriebe dar, die sich für den Die Planetenräder 6 sind wie die Planetenräder 11

angegebenen Zweck am besten eignen. drehbar auf den Achszapfen 12 im gemeinsamen Planeten-

An Stelle von nur einem abkuppelbaren Motor oder radträger 13 gelagert. Die Planetenräder 11 kämmen einer abkuppelbaren Motorgruppe können auch noch 65 innen mit dem Sonnenrad 14, das auf der Abtriebweitere Motoren abkuppelbar sein; in gleicher Weise welle 15 aufgekeilt ist und außen mit dem innen veriönnen weitere Gruppen von Motoren abkuppelbar sein. zahnten Zahnrad 16, das drehbar auf der Abtriebwelle 15 Mit besonderem Vorteil können dabei die nicht abkuppel- gelagert ist, im Eingriff steht. Das Zahnrad 16 ist außerbaren Motoren koaxial zur Abtriebwelle angeordnet sein dem mit einer Außenverzahnung versehen, mit der das und entweder direkt oder über ein Zahnraduntersetzungs- 7° Radl7 der Pumpenantriebswelle 18 kämmt. Die Welle 18

5 6

ist in den Lagern 19 und 20 drehbar im Getriebegehäuse Getriebe, bei dem die Motoren zueinander vertikal auf- bzw. in der Steuerscheibe 21 gelagert. Drehfest auf der gebaut sind, Fig. 9 ein Getriebe mit im Dreiecksverband Welle 18 montiert bzw. von ihr angetrieben ist die zueinander angeordneten Motoren und Pumpen und Zylindertrommel 22 der Pumpe 1. Die Kolben 23 arbeiten Fig. 10 ein Getriebe mit relativ zueinander horizontal auf die im Schwenkgehäuse 24 mittels des Kugellagers 25 5 liegenden Pumpen und Motoren. Welche Art des Getriebedrehbar gelagerte Taumelscheibe 26. Das Schwenk- aufbaus gewählt wird, hängt wesentlich von dem maximal gehäuse 24 ist mittels der (nicht im einzelnen dargestellten) geforderten Übersetzungsverhältnis und von den Einbau-Zapfen 27 schwenkbar im Getriebegehäuse 9 gelagert. Die Verhältnissen für das Getriebe ab. Die in Fig. 8 bis 10 Zylindertrommel ist in üblicher Weise auf der der dargestellten Getriebe mit Doppelaggregaten sind jedoch Steuerscheibe 21 zugekehrten Seite mit Durchbrüchen 28 io besonders gut für die Verwendung in Triebwagen, versehen, über die die Zylinderräume 29 mit den Steuer- Lokomotiven od. dgl. geeignet, bei denen besonders nuten 30 und weiter über die Bohrung 31 mit den große Untersetzungsbereiche erforderlich sind und beBohrungen 32 hydraulisch in Verbindung stehen, wobei sonders hohe bzw. höchste Leistungen übertragen werden die Bohrungen 32 als Saug- und Druckleitung vom müssen und außerdem die Einbauverhältnisse eine Pumpenaggregat 1 zu den Motoraggregaten 2 und 3 15 relativ kleine Getriebebauart verlangen,
dienen. Die Motoren 2 und 3 sind, wie* die Pumpe 1, in Die Kupplungen 437 und 444 werden zweckmäßig Axialkolbenbauweise ausgebildet. Ihre Kolben arbeiten, durch hydraulische Kolben 448 betätigt, wie es in Fig. 4 ebenso wie die Pumpenkolben, auf Taumelscheiben, die, angedeutet ist. Die Betätigung soll dabei so erfolgen, daß wie bei der Pumpe, mittels Kugellager in Schwenk- bei geschlossener Kupplung 437 die Festhaltekupplung444 gehäusen drehbar gelagert sind. Auch ihre Zylinderräume 20 gelöst ist bzw. umgekehrt.

stehen über entsprechende Durchbrüche der Zylinder- Das Schalten erfolgt erfindungsgemäß in der Neutraltrommel sowie über Steuernuten und Bohrungen mit den stellung des zweiten Motors 3 z. B. in der Art, die in genannten Bohrungen 32 in Verbindung, und zwar derart, Fig. 6 verdeutlicht wird. Dort sind für ein Getriebe nach daß sie bei einem von der Neutralstellung verschiedenen Fig. 1 die Schwenkgehäuse 24 für die Pumpe 1 sowie die Hub parallel zueinander auf die Ab trieb welle arbeiten. 25 Motoren 2 und 3 gestrichelt angedeutet. An ihren Hebel-

Dabei kann der Motor 2 bzw. 302 bzw. 402 gemäß armen 49 sind Zapfen 50 angebracht, die in Aus-

Fig. 1, 3 und 4 direkt auf die Abtriebwelle 15 bzw. 315 sparungen 51 der am Getriebegehäuse angebrachten und

bzw. 415 wirken und konzentrisch dazu angeordnet sein. in Längsrichtung verschiebbaren Kulissen 52 und 53

Er kann aber auch gemäß Fig. 5 über ein Zahnradgetriebe, eingreifen.

das aus den Rädern 533, 534 besteht, auf die Abtrieb- 3° An jeder Kulisse 52 bzw. 53 ist ein Zapfen 54 bzw. 55

welle 515 wirken. befestigt und über je ein Gelenkglied 56 bzw. 57 mit

Der Motor 3 (Fig. 1) wirkt zunächst auf eine Welle 35, jeweils einem Zapfen 58 bzw. 59 des Verstellhebels 60

die koaxial oder auch nur achsparallel (Fig. 5) zur verbunden, derauf einem am Getriebegehäuse befindlichen

Abtriebwelle 15 liegen kann, je nachdem, wie die Welle 35 Zapfen 61 schwenkbar gelagert ist.

auf das Kupplungsglied 36 der zwischen dem Motor 3 und 35 Beim Verstellen dieses Verstellhebels 60, das über eine der Abtriebwelle 15 vorgesehenen lösbaren Kupplung 37, Kurbel und die Zapfen 62 durch den daran angelenkten deren Glied 38 fest mit der Abtriebwelle 15 verbunden ist, hydraulischen Kolben 63 erfolgt, wird die obere Kulisse 52 wirkt. Dabei kann die Welle 35 entweder direkt (Fig. 1) nach rechts und die untere Kulisse 53 nach links bzw. oder über ein aus den Rädern 439, 440 und 441 (Fig. 4) umgekehrt bewegt. Die in Fig. 6 gezeichnete Stellung der bestehendes gleichfalls koaxiales Planetengetriebe oder 40 Schwenkgehäuse entspricht der größten Untersetzung des aber über ein aus den Rädern 542 und 543 (Fig. 5) Getriebes, bei der beide Motoren 2 und 3 mit größtem bestehendes Untersetzungsgetriebe auf das Kupplungs- Hub auf die Abtriebwelle 15 wirken, wobei der Pumpenglied 36 wirken. hub etwa auf ein Drittel des Maximalhubes eingestellt

Erfindungsgemäß ist eine Festhaltekupplung 44 vor- ist. Dadurch wird bei einem Druck der Arbeitsflüssigkeit,

gesehen, die bei gelöster Kupplung 37 in Tätigkeit tritt. 45 der dreimal so groß ist wie bei der Untersetzung 1:1, auf

Die Festhaltekupplung 44 kann wie die Kupplung 37 die Abtriebwelle 15 das siebenfache Drehmoment der

als Lamellenkupplung oder auch als Bandbremse aus- Antriebswelle ausgeübt, und zwar bei einer Untersetzung

gebildet sein. Im Falle der Lamellenkupplung ist das zwischen der Abtriebwelle 15 und der Antriebswelle 4, die

Glied 45 der Festhaltekupplung 44 mit der Abtriebwelle 1 : 7 beträgt.

des Motors 3 gemäß Fig. 1 direkt oder über Zahnräder 50 Durch den von der Pumpe 64 erzeugten Druck wird

fest verbunden und kann über Lamellen üblicher Art der Kolben 48 der Kupplung 37 über die Leitungen 65

gegenüber dem am Getriebegehäuse festgeschraubten und 66, den Umschaltschieber 67 sowie die Leitung 68

Glied 46 festgekuppelt werden (Fig. 3 und 5). unter Druck gehalten, so daß die Lamellen zwischen den

Im Falle der Bandbremse ist gemäß Fig. 4 ein Brems- Gliedern 36 und 38 aufeinandergedrückt sind und somit

band 447 um die Trommel des Motors 403 gelegt und am 55 den Motor 3 mit der Abtriebwelle 15 kuppeln. Demgegen-

Getriebegehäuse befestigt, wobei es z. B. durch einen über ist der Kolben 48 der Festhaltekupplung 44 durch

(nur schematisch angedeuteten) Kolben 448 betätigt seine Feder von den Lamellen abgedrückt; denn der

werden kann. Kolben 48 ist infolge der Drucklosigkeit in der Leitung 69,

Die Pumpen und Motoren können entweder gemäß die in der gezeichneten Stellung des Umschaltschiebers 67

Fig. 1, 3 und 4 mit schwenkbaren Taumelscheiben oder 60 mit der ins Freie führenden Leitung 70 verbunden ist,

gemäß Fig. 5 mit schwenkbaren Trommeln, abgesehen nicht mit Drucköl beaufschlagt,

davon aber auch in anderer Weise ausgebildet sein. Wird nun beim Betätigen des Steuerhebels 71 nach

Die Pumpen und Motoren können auch gemäß Fig. 8 oben hin der angelenkte Steuerschieber 72 nach rechts bis 10 als Doppelaggregat in der Weise ausgebildet sein, verschoben, so wird das aus der Pumpe 64 über die daß jeweils zwei voneinander unabhängig arbeitende 65 Leitungen 73 und 74 strömende Öl den Verstellkolben 63 Kolbentrommeln zueinander koaxial und zu ihrer Trieb- nach links verschieben. Über den Mechanismus 54 bis 62 welle koaxial und drehfest vorgesehen sind, wobei die wird dann die Kulisse 53 nach links und. die Kulisse 52 Ölzuführung bzw. -abführung jeweils über doppelseitige nach rechts verschoben. Aus der Gestaltung der Kulissenaxiale Steuerspiegel zwischen zwei einander zugeordneten aussparungen 51 erkennt man, daß hierbei zunächst allein Trommeln erfolgt. So zeigt z. B. Fig. 8 ein solches 70 der Hub des Motors 3 bis zur Neutralstellung verstellt

7 8

wird, während der Hub des Motors 2 und der der Pumpe 1 Dieser Ausdruck, über dem Getriebeuntersetzungsver-

den vorher eingestellten Wert beibehält. Beim Erreichen , .... . «_{4I5 t} , ,„,,.«,.,. . .

der Neutralstellung des Motors 3 wird dann durch den am ^haltms ^ ^getragen, stellt schließlich eine gerade Linie Verstellhebel 60 befindlichen Nocken75 der Vorschieber76 dar, die von
so weit nach rechts verschoben, daß die in der gezeichneten 5

Stellung mit der Leitung 77 verbundene, ins Freie füh- ^w«oi =10 bei ^⁴¹⁵ = 0

reride Leitung 78 geschlossen und die Leitung 77 auf die «404 ' «404

Leitung 65 geschaltet wird. Durch das von der Pumpe 64 _nach
kommende öl wird dann die Stirnfläche des Umschaltschiebers 67 beaufschlagt und der Schieber entgegen der io ^w*<a =00 bei ^⁴¹⁵ =10
Wirkung seiner Feder 79 nach rechts geschoben, so daß ^w404 «404
nun über die Leitung 69 die Festhaltkupplung 44 betätigt wird. Dabei wird durch Schalten der Leitung 68 wie aus Fig. 7 a ersichtlich ist, verläuft,
auf die drucklose Leitung 80 die Kupplung 37 gelöst. Der Motor 402 ist drehfest mit der Abtriebwelle 415 Dadurch wiederum wird der Motor 3.in der Neutral- 15 verbunden. Seine Drehzahl w_40a ist somit gleich der Drehstellung, der Null-Hubstellung, festgehalten. Bei weiterem ,. , ... . , .. ... . , _Ί ».„, «...

Verstellen der Verstellkolben in Richtung auf 1 :1 hin zahl der AbtnebweUe 415, also W₄₀₂ = W₄₁₅ oder^- = -fi=..

arbeitet das Getriebe dann einmotorig, d. h. die Unter- n_l(a ... .. ... »,,. _r

setzung wird dann nur noch durch das Hubverhältnis ^7 ^er^^{lbt somit}' ^uber i£ aufgetragen, eine gerade

zwischen den Hüben der Pumpe 1 und des Motors 2 20 Linie, die von

bestimmt. Hierbei wird zunächst die Pumpe auf vollen η η η η

Hub gebracht, während der Motorhub vorerst noch auf —*— = 0 bei -⁴^ = 0 über -⁴^- = 1,0 bei -⁴^ = 1,0 ,

vollem Hub bleibt. Dadurch fällt der Druck der Arbeits- ^{404 404} ^^{404 M<104}

flüssigkeit. Bei noch weiterer Untersetzung in Richtung wie ebenfalls aus Fig. 7a ersichtlich, reicht.

auf 1 : 1 hin bleibt dann von der Untersetzung 1:2 ab 25 Der Motor 403 ist über das Getriebe 439, 440 und 441

der volle Pumpenhub erhalten, während nunmehr der so zur Abtriebwelle übersetzt, daß er mit vierfacher

Hub des Motors 2 auf Null zu verstellt wird, um schließ- Abtriebdrehzahl dreht, so daß wird

lieh über 1 : 1 hinausgehend sogar negative Werte zu ,

erreichen. Der Druck der Arbeitsflüssigkeit ist propor- W₄₀₃ = 4w₄₁₅ oder ^40S = 4 J-⁴H

tional dem Antriebswellendrehmoment und umgekehrt 30 ^w404 \«404

proportional zum Hub der Pumpe. Bei konstant gleichem n,_m ... ., .. , «,,. _r , _r ..

Antriebswellendrehmoment bleibt deshalb bei diesem ^ verlauft somit, über ^ auf getragen, ebenfalls nach

Ausführungsbeispiel der Druck der Arbeitsflüssigkeit von einer geraden Linie, die durch die Koordinaten

der Untersetzung 1 :2 ab nach 1 : 1 hin und darüber ,_{n n} η

hinaus wegen des hierbei konstanten Pumpenhubes eben- 35 ⁴⁰³ = 0, = 0 und = 1,0, = 0,25

falls konstant. ^w*°⁴ ⁿ^ ^w*m ^m«*

Bei umgekehrtem Betätigen des Steuerhebels 71 wird festgelegt ist.

der Verstellkolben nach rechts verschoben, und der ge- _n

samte vorbesprochene Vorgang der Hubverstellung der Bei -^- > 0,25 wird die Motortrommel 403 von der

Kupplungsbetätigung verläuft in umgekehrter Richtung. 40 _A, . · , ⁴^₁₁ _ΛΛ- , , ,. , · „ ■■ ,· , _{Λ Λ} -6· · λτ u- u λ χτ ι. in it-co ν Abtriebwelle 415 abgekuppelt, so daß weiterhin nach 1 : 1 Bei einem Verschieben des Verstellkolbens 63 nach . .

rechts über die gezeichnete Stellung hinaus bleibt der J₁J_n ⁿ^ ₌ q bleibt.

volle Hub der beiden Motoren 2 und 3 erhalten. Allerdings "«<

wird der Pumpenhub dabei auf seinen vollen negativen Für die Hub Verhältnisse

Wert gebracht. Wenn hierbei der Hub von einem positiven 45

auf einen negativen Wert übergeht, ergibt sich dadurch Vi V2 _un(j _V§_

ein Getriebewechsel von Vorwärtsgang auf Rückwärts- . h_max ' h_max h_max

gang bzw. umgekehrt.

Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung sind in ergeben sich aus der Bedingung, daß die von der Pumpen-

Fig. 7 a bzw. 7 b die Drehzahl- bzw. Hubverhältnisse der 50 trommel geförderte Ölmenge gleich der Ölmenge sein muß,

Pumpe 401 und Motoren 402 und 403 und in Fig. 7 c die die von den Motoren aufgenommen wird, unter Berück-

* sichtigung der Tatsache, daß alle Trommeln gleiche Ab-

Druckverhältmsse — des Arbeitsöles, d. h. die Drücke _messungen aufweisen, folgende Abhängigkeiten:

im Verhältnis zum Druck bei ^- =1,0 über dem Unter- Für den Bereich ^- = > 0,25 muß das Fördervolumen

«404 55 «404

Setzungsverhältnis ^ _{für e}in Getriebe gemäß Fig. 4 der Pumpe 401 gleich dem Schluckvolumen des Motors402

«404 allein sein. Dies bringt:

aufgetragen.

Bei diesem Getriebe ist die Welle der Pumpentrom- «401 Vi __ «402 . V2

mel 401 zur Antriebswelle 404 so übersetzt, daß sie bei 60 W₄₀₄ h_max W₄₀₄ h_ma(e

stillstehender Abtriebwelle 415 mit der Drehzahl der
Antriebswelle 404, also mit W₄₀₄ dreht, wohingegen sie oder
stillsteht, wenn die Abtriebwellendrehzahl W₄₁₅ = der 1,

Antriebswellendrehzahl W₄₀₄ ist. ΊΤ^' L^L

Daraus ergibt sich, daß W₄₀₁ = (w₄₀₄ — w_41B) ist, was 65 _ ^max — ^%m· — ^W404

dimensionslos geschrieben, d. h. dividiert durch W₄₀₄ Vi . ^w402 «415

ergibt: h_max %₀₄ W₄₀₄

₌ (l ^Wjt15 ] wenn man im letzten Ausdruck nach obigen noch

70 W₄₀₂ = W₄₁₅ setzt.

Zahlenmäßig ergibt dies:
für

¹HlS „ ι 2 ^404

und -^"

1,0 0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 0,25 ™i_ = _o,2 —0,0 —0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,75 = —0,166 0,0 0,25 0,666 0,0 1,0 1,0 1,0

bei

401

=? 1,0

1,0 1,0 1,0 1,0 0,666 0,428 0,333

Für den Bereich

Zahlenmäßig ergibt dies

< 0,25
> 0,0625

»5

muß das Fördervolumen der Pumpe 401 gleich dem Schluckvolumen von Motor 402 und 403 sein.

sowie

"401

"404

_{10 und}

"404 '"max

1 _^iILj. 0,333 = (^l) ■ 1,0 + 4,0 f-^1 ^404

"404

0,333 1 -

"403 _nOC I \ ^W404 /

= 0,25

-1.0 .

"415
^404

Zahlenmäßig wird dieses:

für

bei

für

bei

und

n.

'"404

'403

"402

"401

0,25 0,20 0,10 0,0625

= 0,0 0,08 0,4925 1,0

= 1,0 1,0 1,0 1,0

= 0,333 0,333 0,333 0,333

Für den Bereich -^. < 0,0625 wird mit

"415 "403

"404

'"404 »404

30

und

"401

= 4

"«404

sowie

"404

1 — ·

= 0,0625 0,0000 -0,0625 -0,10 -0,20 -0,25 = 0,333 0,000 -0,2956 -0,4545 -0,833 -1,0

und

= 1,0.

Schließlich ist in Fig. 7 c das Druckverhältnis

/Ί.ο

Arbeitsflüssigkeit über -¹^- aufgetragen, d. h. der Druck

der Arbeitsflüssigkeit bei konstantem Antriebsdrehmoment im Verhältnis zum Druck p_lt0, der bei demselben

Drehmoment bei dem Untersetzungsverhältnis -^- =1,0

^404

vorhanden ist.

Bei der vorliegenden Ausführung ist der Druck p bei konstantem Antriebsdrehmoment indirekt proportional

zum Hubverhältnis der Pumpe. Das Druckverhältnis

rimax

ergibt sich somit in Abhängigkeit vom Übersetzungsverhältnis —— zu

Man erkennt daraus, daß bei

— - = 0,0625 = 1: 16

«404

mit einer nur dreifachen Drucksteigerung der Arbeitsflüssigkeit gegenüber dem Druck, der bei

^r"415

= 1,0

PlS

1,0

Vl

im übrigen so, wie es in Fig. 7 c aufgetragen ist.

vorhanden ist, auf die Abtriebwelle das sechzehnfache Antriebsdrehmoment bei vollem Hub der Motoren 402 und 403 ausgeübt werden kann, das sich übrigens in folgender Weise ergibt:

Ein Momentenanteil wird über das Planetengetriebe zwischen 404 und 415 mechanisch von Welle 404 auf Welle 415 übertragen, drei Momentenanteile ergeben sich bei dreifacher Drucksteigerung durch den Motor 402, und (4-3) = 12 Momentenanteile werden über das Planetengetriebe 439, 440 und 441 durch den Motor 403 aufgebracht.

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Wie bereits erwähnt, wird durch die Erfindung außer einer Verringerung der Reibverluste insbesondere bei kleinen Untersetzungen vor allem auch ein zügiger Übergang von einmotorigem auf zweimotorigen Betrieb und umgekehrt erreicht, so daß eine zügige, stoß- und ruckfreie, stufenlose Untersetzungsänderung des Getriebes im ganzen Untersetzungsbereich ermöglicht wird. Durch das damit auch gleichzeitig mögliche Anordnen bzw. Einfügen einer zusätzlichen größeren Untersetzung zwischen dem zweiten Motor und seiner Kupplung zur Abtriebwelle läßt sich dieser zweite Motor besser ausnutzen, so daß bei gleicher Drucksteigerung eine wesentlich größere Drehmomentensteigerung erreicht wird.

Dabei geben die vorgeschlagenen besonderen Einbauanordnungen besonders günstige Lösungen für Fahrzeuge mit begrenzten Einbau Verhältnissen.

Claims

Patentansprüche:

1. Stufenlos verstellbares hydrostatisches Getriebe, insbesondere für schwere Fahrzeuge, bestehend aus einer Pumpe und mehreren hydraulischen Motoren bzw. Motorgruppen, von denen wenigstens einer bzw. eine wahlweise zum Übertragen des Drehmoments an die Abtriebwelle zuschaltbar oder von dieser abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zu- oder Abschalten durch mindestens eine lösbare Kupplung (37 bzw. 337 bzw. 437 bzw. 537 bzw. 837) zwischen dem zu- oder abschaltbaren Motor (3 bzw. 303 bzw. 403 bzw. 503) bzw. der Motorgruppe (803 bzw. 903 bzw. 103) und der Abtriebwelle (15 bzw. 315 bzw. 415 bzw. 515 bzw. 815 bzw. 915) erfolgt, wobei die Kupplung in der Neutralstellung dieses Motors bzw. dieser Motorgruppe, in der kein Drehmoment übertragbar ist, abschaltet und umgekehrt beim Übergang von dieser Neutralstellung in eine ein Drehmoment übertragende Stellung zuschaltet.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zu- oder abschaltbare Motoren unabhängig voneinander und beim Durchlaufen des Gesamtuntersetzungsbereiches in der Richtung zur Untersetzung 1:1 hin nacheinander abschaltbar sind, und umgekehrt.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden abschaltbaren Motor bzw. für jede abschalt bare Motorgruppe eine Festhaltekupplung (44 bzw. 344 bzw. 444 bzw. 544 bzw. 844) vorgesehen ist.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem abkuppelbaren Motor oder einer abkuppelbaren Motorgruppe und der Kupplung der Abtriebwelle ein Untersetzungsgetriebe (439, 440, 441 bzw. 533, 534 bzw. 542, 543 bzw. 842, 843) vorgesehen ist und daß die Motoren koaxial zur Abtriebwelle angeordnet sind.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die abkuppelbaren Motoren zur Abtriebwelle hin stärker untersetzt sind als ein nicht abkuppelbarer Motor, so daß sich der oder die eingekuppelten Motoren schneller drehen als der nicht abkuppelbare Motor.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anordnung mehrerer zu- oder abschaltbarer Motoren oder Motorgruppen die Übe rsetzungen der einzelnen Motoren oder Motorgruppen zur Abtriebwelle hin verschieden sind.

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu- oder abschaltbaren Motoren als Doppelaggregate (802, 803 bzw. 902, 903 bzw. 102, 103) in der Weise ausgebildet sind, daß jeweils zwei voneinander unabhängig arbeitende Kolbentrommeln zueinander koaxial und zu ihrer Triebwelle koaxial und drehfest sind, wobei die Ölzuführung bzw. -abführung jeweils über doppelseitige axiale Steuerspiegel (832) zwischen zwei einander zugeordneten Trommeln erfolgt.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (37 bzw. 337 bzw. 437 bzw. 537 bzw. 837) als an sich bekannte hydraulisch betätigte Lamellenkupplung ausgebildet ist.

9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhaltekupplung (44 bzw. 344 bzw. 544 bzw. 844) als an sich bekannte hydraulisch betätigte Lamellenkupplung ausgebildet ist.

10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhaltekupplung (444) als an sich bekannte ölbetätigte Bandbremse ausgebildet ist.

11. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem Schwenkkörper durch Hebelarme verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Zapfen (50) eines Hebelarmes (49) in eine Aussparung (51) je einer verschiebbaren Kulisse eingreift, wobei die Kulissen von einem gemeinsamen, von Hand oder hydraulisch verstellbaren Verstellhebel (60) verschiebbar und die Aussparungen (51) so gestaltet sind, daß, ausgehend von der die Rückwärtsfahrt schaltenden Stellung des Getriebes bei der Verstellung in die Vorwärtsfahrt und in die Richtung auf das Übersetzungsverhältnis 1 : 1 hin, zunächst der Pumpenhub von seinem negativen Wert auf etwa 30 bis 80°/₀ seines positiven Maximalwertes, dann der Hub nur eines zu- oder abschaltbaren Motors bzw. einer zu- oder abschaltbaren Motorgruppe von seinem positiven Maximalwert auf die Neutralstellung, eventuell unter gleichzeitiger oder auch späterer Verstellung des Pumpenhubes bis zu seinem positiven Maximalwert, und schließlich nur noch die weiteren zu- oder abschaltbaren Motoren nacheinander von ihrem positiven maximalen Hub bis auf die Neutralstellung verstellt werden.

12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum wechselweisen Betätigen der Kupplung (37) oder der Festhaltekupplung (44) ein Umschaltschieber (67) dient, der durch einen mit dem Verstellhebel (60) verbundenen Nocken (75) über einen Schieber (76) verstellbar ist.

13. Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltschieber (67) durch einen Vorschieber (76) hydraulisch beaufschlagt wird, so daß auch bei nur sehr langsamer Verschiebung des Vorschiebers ein exaktes wechselweises Umschalten von Kupplung und Festhaltekupplung erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 889 852,899 312,941 955, 006,949 445;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1 013 531;

deutsche Auslegeschrift E 7817 11/63 c (bekanntgemacht am 27. 9.1956);

österreichische Patentschrift Nr. 88 864.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

® 909 628/235 9.59