DE1755912A1

DE1755912A1 - Hydrostatisches Fahrzeuggetriebe mit Leistungsverzweigung

Info

Publication number: DE1755912A1
Application number: DE19681755912
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Molly
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-07-09
Filing date: 1968-07-09
Publication date: 1971-01-21
Also published as: DE1755912C3; GB1281024A; US3587238A; GB1281023A; FR2012543A1; DE1755912B2

Description

Bipl.-Ing. Hans Molly, 7502 Maisch Er· Karlsruhe, Dr.Eugen-Essig-Str.

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Hydrostatisches Faarzeuggetrlebe mit Leistungsverzweigung

Hydrostatische Fahrzeugantriebe mit Leistungererzweigung sind vielfach bekannt. Die LeistungSYerzweigung hat für ein Fahrzeug -verschiedene Vorteile, insbesondere die inner« Leistungsverzweigung, bei der die Pumpe zwischen der Antriebsmaschine und der sekundären Welle eingeschaltet 1st, bietet die Möglichkeit einer unmittelbaren Übertragung im Bereiche der Übersetzung ItI, so dass die unvermeidlichen Leistungsverluste bei der hydrostatischen Übertragung weitgehend reduziert werden können. Zum anderen bietet eine solche Schaltung des Torzug, einen Hydromotor Verwenden zu können, der regelbar ist, eo dass im Bereich der sekundären Übersetzungsreränderung mit konstantem Betriebsdruck bei konstanter Antriebsleistung gefahren werden kann. Eine solche Terzweigungsschaltung hat einen Terstellbereich, der bei einer direkten hydrostatischen Übertragung nioht genutzt werden kann: In der Nullhublage des Hydromotors überträgt das Getriebe im direkten Gang.

Ein grosses Hindernis für die Verwendung der hydrostatischen Triebwerke ist deren Geräuschentwioklung. Als Ursache für diese Bind im wesentlichen die Umeteuerrorgänge und die Ungleichförmigkeit des Flüssigkeltestromee in Abhängigkeit von der Kolbenzahl bestimmend. Sollen die Geräusche, die vor allen Dingen ron der Pumpe ausgehen, unterdrückt werden, so müssen hier besondere Hassnahmen in der Auswahl des Maschinensystemeβ getroffen werden. Erfindungsgemäss kommt hler nun eine Kapselmasohine zur Anwendung, deren Flüssigkeitsstrom unter anderen Glelchfömlgkeltsbtdlngungen

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liegt, >· B. ein· Zahnradpumpe alt manchen Zähneeahlen der beiden Bäder, wobei wegen der Ualaufbarkelt aller Teile diteer Ia LelatungeTersvelgung liegenden Pumpe ein System mit Hohlrad gewühlt wird nach der Bauart der Mondaiohelaasehlnen, bei denen da« harmonische MIttel der beiden Zähnesahlen alt einer ttber 40-60 liegenden Orösse genügende Laufruh· für den fahraeugbe trieb liohert. Sie erfindungageaüsee Ausführung sieht einngenäee »u den Toa Öldruck herrührenden belaateten Zahneingriff bei auf der Zentralen der beiden Radmitten rereohlebb··» rea Hohlrad eine susütsliohe Yllehkraftbelaatung Tor, durch die auoh bei heftig weeheelnden Betrlebadrfloken keine Oeflhrdung der guten Toluaetrleehen Blgenaohaften der Maschine eintreten kann.

Die Stufenloelgkelt der Regelung eines solchen 7ahrseuggetrlebee «moht es erforderlloh, dass die Terbrennungaaaeohlne aohnell die Srehiahlen weoheeln kann, ua den rarlablen Anforderungen ■vleohen dea Fahrer und den Etraseenrerhältniesen su entapreohen· Srfindungageaiae wird daher bei der gewühlten Masohine der Antrieb auf das lentrale aussenrersahnt· Ritssl der Pumpe gelegt, das konsentrleeh sur Sekuadürwelle auf oder alt dieser so gelagert 1st, dass ·■ die fllehkrüfte dee Hohlradeβ alt auf» nehaen kann.

Die Verwendung einer nicht regelbaren Pumpe führt au einer Beschränkung dea Ubersetsungsberelohes in der hydrostatischen übertragung· Die übersetsung 1 1st gegeben duroh die Formel i m ι ♦ ?₂/ T₁. WIr(IT₁ alt einer konstanten Orusse angenoaaeaf und T₂ alt einem Betrag τοη 5 T₁ beispielsweise eingesetst, dann entsteht ein Ubersetsungsbereloh τοη i ■ 1 ♦ 5 ■ 6, bis bei Ter-

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kleinerung des Hubvolumens V₂ auf Hull 1 « 1 wird. Die Veränderung der Übersetzung ist also nicht mehr bis zum Leerlauf hin möglich und damit 1st auch eine stufenlose Veränderung bis In den Rückwärtsgang hinein nicht mehr erzielbar. Die übliche SchiefScheibenverstellung eines Axialkolbenhydromotors, bei der die Verschwenkung um eine feste Achse erfolgt, kann nicht mehr angewendet werden. Erfindungsgemäss wird nun die Schiefscheibe, die in einer an sich bekannten Weise konzentrisch zur Welle des Getriebes schwenkbar und axial beweglich gelagert ist, von zwei oder mehr öldruckgesteuerten Kolben in ihrer Schwenklage fixiert, wobei wenigstens einer der Kolben als Vorwahlkolben die Schiefscheibe aus einer axial zurückgeschobenen hublosen Stellung in eine dem vollen Schwenkwinkel entsprechende Lage vorbereitend einschwenkt und sie gegen einen Wälzbogen andrückt, um den sie bei der Betätigung eines oder mehrerer anderer Kolben unter Veränderung ihrer Winkellage bewegt wird. Erfindungsgemäss werden die beiden die Schieflage bestimmenden Stellkolben durch den Betriebsdruck, der auf der Arbeiteseite liegenden Kolben des axialen Zylinderblockes gegenbeaufschlagt, so dass der unter den zu zweit genannten Kolben sich einstellende Öldruck zum Zwecke der Hubverstellung ein Zufliessen von Hochdrucköl oder ein AbfHessen auf Druck Null zulässt.

Diese erfindungsgemässe Anordnung macht es nun möglich, verschiedene Forderungen zu erfüllen, die den Leerlauf und die Einschaltung des Rückwärtsganges betreffen. Erfindungsgemäss kann die Schiefscheibe über den maximalen Betriebsschwenkwinkel hinaus noch weiter verschwenkt werden, so dass die Kolben in der unteren Totpunktlage Schlitze in der Zylinderwandung freigeben, durch die Saug- und Druckseite miteinander verbunden werden, so dass

η π r» y. a u ι η ρ r ι

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ein Kurzschluss awisohen der Druckseite und der Rücklaufselte des Pumpenöleβ eintritt, was einen Lefrlauf bewirkt*

Erfindungsgemäss kann nun die Schiefscheibe aue dieser maximalen Schräglage duroh Zurückziehen der zuerst genannten Stellkolben wieder auf die hubloae Auegangelage gebracht werden» In der sämtliche Kolben eich in unteren Totpunkt befinden und alle den Schlitz in der Zylinderlaufbahn freigeben. In dieser HaIt-8teilung wird also in sämtlichen Zylindern eine Kurzsohlusevezv bindung hergestellt, so dass der Leerlauföletrom ungehindert zirkulieren kann und ausserdem infolge der senkrechten Lage der Schiefscheibe kein Drehmoment rom Hydromotor aus auf die Sekundärwelle wirksam wird.

Wird bei der erfindungegemässen Anordnung die Schiefscheibe duroh die vorher beschriebenen zwei oder mehr Stellkolben in die entgegengesetzte Schräglage gebracht, so kommt der Hydromotor in eine den Rückwärtsgang vorbereitende Stellung, wobei die in der unteren Totpunktlage befindlichen Kolben jeweils die erforderliche Kurzsohlussverbindung für Druck- und Saugseite der Pumpe herstellen. Erst wenn die Schiefsoheibenyeretellung verringert wird, so dass die Kolben sämtliohe Schlitze In den Zylinderbahnen schliessen, kommt das Getriebe in den Rüokwärtsgangdreh.bereioh.

Erfindungsgemäss wird hierbei in den Zufluss zur Verstellung der Schiefscheibe ein Sperrventil eingebaut, das lageabhängig vom Winkel der Schiefscheibe den Zufluss zur Vlnkelverstellung versperrt, wenn die übersetzung im Bereich von 4 * -1 bis 3 * -1 liegt. Es wird hierdurch verhütet, dass zu grosse Rüokwärtsgang-

n η η R 8 u ι η β rs ι . ₅ -

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geschwlndigkeiten sich einstellen können.

Im Bereich des Vorwärtsbetriebes kann das Getriebe, wie schon gesagt, zwischen einer maximalen Übersetzung, die bei 6 : 1 liegt,bis 1 : 1 verstellen. In der Lage 1 t 1 1st die Schiefscheibe wieder senkrecht zur Rotationsachse eingestellt, und die Solben Insgesamt In der oberen Totpunktlage ohne Hub laufend. Diese Anordnung führt zu einer erfindungsgemässen Betriebslage, in der der Komprfeslonsraum oberhalb der Kolben praktisch auf Null zusammengeschrumpft ist. In dieser Betriebsstellung rotiert _ der Zylinderblock mit roller Drehzahl, und das oberhalb der Kolben noch befindliche geringe Restrolumen wird bei jeder Umdrehung einmal unter Druck gesetzt und wieder entspannt. Bei Drücken von 100 atü sind dies in etwa Vf» Volumenveränderung, die sich nun nur auf das geringe To lumen des in den Unisteuerkanälen befindlichen Öles beziehen im Gegensatz zu einer normalen Anordnung, in der das oberhalb der Kolben befindliche Arbeitsöl In Summe über den ganzen Verstellbereich, also auch in der Schwenklage KuIl, gleich dem Hubvolumen der Pumpe selber ist. Diese geschilderte

Massnahme, die Kolben insgesamt In die obere Totpunkteteilung ^ zu bringen, führt dazu, dass einerseits das Kompressionsöl mit etwa Vh Yolumenrüokgang keinen Verlust mehr darstellt gegenüber der Normalanordnung, und andererseits der Umsteuervorgang, bei dem die geringen Kanalrolumina auf dem rotierenden Zylinderblock lediglioh mit Druck versehen werden und wieder sich entlasten, ohne nennenswerte Geräusche vor eich geht. Der Hydromotor wird also bei einer solohen erfindungsgemässen Anrodnung einen hohen volumetrlsohen Wirkungsgrad und einen geräuscharmen lauf siohern.

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Trots dieser Massnahme let der Lauf Im direkten Gang mit einer Yirkungagradminderung belastet, die gegeben 1st durch die meohanlsohen Verluste, die der unter last rotierende Zylinderblock verursacht. Erfindungsgemäss wird daner bei dieser Anordnung nach Erslelung des direkten Ganges durch einen besonderen Sperrsohleber eine Unterbrechung in der Verbindung «wischen Pumpe und Hydromotor eingeschaltet, die rerhtttet, dass der Pumpenbetriebedruck im Bereich des direkten Ganges auf den Hydromotor wirken kann. Dieser Sperrschieber wird erfindungsgemäss automatisch in Funktion gesetzt, wenn der TerstellTorgang über 1 : 1 hinaus wirksam werden, soll, d. h·, sobald der Druckkonstanthalteregler nicht mehr auf eine Stellung mit höherem Betriebedruck hin wirksam werden kann, und der Betriebedruck unter den manuell eingestellten Sollwert absinkt.

Dieser Zustand der Absperrung bleibt so lange erhalten, bis der Betriebsdruck, verursacht durch das übertragene Drehmoment, rom Verbrennungsmotor auf den Antrieb der Achswellen eine Höhe erreicht, die den eingestellten Federdruck: über schrei te t. In dieser Stellung läuft der Regelkolben wieder in seine Arbeltslage zurück und gibt dabei den Sperrschieber frei, der die Verbindung zwischen Pumpe und Motor unterbrochen hatte. Der Regelvorgang auf Untersetzung kann damit wieder frei wirksam werden.

Die engen Bauyerhältnlsse in einem Kraftfahrzeug stehen der Ausbildung eines hydrostatischen Triebwerkes entgegen. Srfindungsgemäss wird nun das hydrostatisohe Getriebe mit dem rechtwinklig zu ihm liegenden Achswellenantrleb in eine Kombination gebracht, in der die sekundäre Welle die Antriebselemente für die Achse

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trägt und ausserhalb Ihrer Lagerungen einerseits die primäre Pumpe und andererseits den sekundären Motor trägt. In der leistung BTer zweig ten Schaltung sind beide Aggregate auf der sekundären Welle drehfest gelagert. Zur Erfüllung der an die Forderung der Schiefscheibenverstellung gestellten Bedingungen wird dabei das Drucköl erfindungsgemäss über die hohle sekundäre Welle geleitet, die mit einer Hin- und Rückleitung versehen 1st.

Durch diese Art der Anordnung erübrigt sich eine besondere Lagerung für den hydrostatischen Trieb, der hierbei kürzer gebaut werden kann.

Der erfin&ungsgemässe Aufbau des gesamten Aggregates sieht die Montage von Pumpe und Motor ausserhalb der Sekundärwellenlagerung vor. Erfindungsgemäss wird nun in einer solchen Anordnung die Lagerung der Sekundärwelle In einem besonderen Einsatzstück mitsamt dem Ausgleichgetriebe für den Achswellenantrieb vorgesehen, so, dass Pumpe, Motor und Ausgleichgetriebe mit seinem Antrieb in freiem Zustand komplett montiert werden können und beim Einbau in das vorbereitete Gehäuse die Kolben sich gegen die regelbare Schiefscheibe anlehnen und auf der anderen Seite die Hydropumpe Kupplungekontakt mit dem Antriebsmotor erhalten kann.

In allen Abbildungen sind die mit primärer Yerbrennungsmaschinendrehzahl laufenden !Delle kreuzschraffiert, die mit sekundärer Achswelle proportionaler Drehzahl laufenden Teile nach rechts oben schräg schraffiert. Die Schraffur aller festen oder nur verschiebbaren Teile zeigt nach links oben.

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Beschreibung des Gerätes Es stellen dar: PJLg. 1 einen Sohnitt durch das gesamte Getriebe Pig. 2 einen Sohnitt duroh die Pumpe Pig. 3 ein Diagramm der Sekundärmomente über der

Übersetzung für rersohiedene Leistungsparameter Pig. 4 verschiedene Lagen der Schiefscheibe

5_x

) geben Aufschluss über die Art der Pig. 6

) Betätigung der Schiefscheibe in ver-7

7_N

) schiedenen Bereiohen des Regervorganges. Pig. 8

Im einzelnen stellen dar:

1 - fas Gehäuse des Getriebes

2 - eine Ölwanne

3 - Sen Abschlussdeckel mit Stellmechanismen

4 - den Lagerträger, der in 1 einzentriert ist

5 - die Sekundärwelle

6 - das Ritzel des Hypoidaohsantriebes

7 -

) die Lagerung der Sekundärwelle

8 -

9 - das Traglager für radiale Kräfte des Hydromotors

- die Druckleitung zum Hydromotor - die Rttokleitung

- das Gehäuse der Hydropumpe, das auf der Sekundär

welle 5 undrehbar montiert ist.

Die Hydropumpe ist beispielsweise als Mondsiohelmasohine Pig. 2 ausgeführt. Sie enthält das Hohlrad 13, das Ritzel 14, das über eine Lagerung 15 konzentrisch mit der Sekundärwelle 5 läuft und

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mittelß einer flexiblen Kupplung 16 von der YerbrennungsmascMne angetrieben werden kann. Durch die die beiden Räder hydraulisch trennende Mondsichel 17 ist eine der Schrauben 18 gezogen, die die Gehäusehälften 12 zusammenhalten. Eine Druckscheibe 19 sorgt für eine qualifizierte Abdichtung des Druckraumes der Mondsichelmaschine, wobei das Radsystem im Hochdruck läuft, und das nierenförmige Aus- und Eintrittsfeld 20 des Öles jeweils einen Übertritt des Drucköles von der Hoohdruckseite in das Feld 20 verhindert. Das Hohlrad 13 ist in zwei Führungen 21 und 22 auf der Zentralen 23 gehaltert und stützt sich mit seiner Fliehkraft beim Rotleren des mit sekundärer Drehzahl rotierenden Gehäuses 12 am m Ritzel U ab.

Das Spiel in Richtung der Zentralen lässt auch die Öldruckkräfte das Hohlrad 13 gegen die Führungen 21 oder 22 anliegen, so dass die Verzahnung nicht mit der vollen Last sich gegen die Mondsichel abstützt sondern diese nur beinahe lastanliegend berührt.

Die Ölleitungen 24 und 25 führen das öl durch die Gehäusehälfte

zur Sekundärwelle· J

Eine Speisepumpe 26 saugt aus der ölwanne über einen Stutzen 27 das Füllöl an. Die Pumpe wird von der flexiblen Kupplung 16 aus über einenKeilriementrieb 28 und Welle 29 angetrieben.

Der Zylinderblock 30 des Hydromotors ist mit seinem Leitung«gehäuse 31 leicht flexibel auf der Sekundärwelle 5 gelagert. Die Diohtrlnge 32 umsohliessen Druok- und Rüokleitung. Ein Kupplungsstüok 33 verbindet Zylinderblock 30 und Stkundärwelle 5, während di· Andrttokfedtr 34 den Zylinderblock gegen die Umsteuerung zur

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Anlage bringt. Sie Umsteuerung führt das von der hohlen Sekundärvelle 5 über den Zylinderblock Ihr zugeführtes öl entsprechend der Neigungslage der Sohlefeohelbe den einzelnen Zylindern mit den Kolben 36 zu und wieder ab.

Mit Ihren kugligen Enden drücken die Kolben 36 gegen die gleitgelagerte Schiefscheibe 37t deren neigungsveränderlicher Grundkörper 38 über eine ballige lagerung 39 auf den Stellzapfen 40 geführt ist. Bohrungen 41 führen Schmieröl unter die Lagerung der rotierenden Schiefscheibe 37· Der Grundkörper 38 ragt über die kreisförmige Schiefscheibe 37 hinaus und legt sich gegen Wälzbogen 42, 43 an. Auf der anderen Seite hat die Schiefscheibe Kontakt mit den Stellkolben 44 und 45» die vorzugsweise je zweimal vorhanden sind und an ihren Enden eine Halbkugelabstützung tragen.

Pig. 4 zeigt drei Grundstellungen der Schiefscheibe, und zwar einmal die Stellung Yorwärtefahrt, wobei der eine Kolben 36 in oberer Totpunktlage und der andere Kolben 36 in einer unteren Totpunktlage zu sehen 1st, in der er gerade einen Schlitz 47 öffnet, durch den eine Verbindung zwischen der Saug- und Druckseite entsteht, so dass die übersetzung Über 6:1 hinaus zum Leerlauf führt. In der Stellung ¹HaIt* ist die Schiefscheibe 37 senkrecht zur Rotationsachse des Zylinderblock·· gestellt, aber so, dass die Kolben 36 insgesamt den Schlitz 47 Offnen, was einen vollkommenen Leerlauf zur Folge hat, bei den zusätzlich der Hydromotor auch kein Drehmoment auf die Sekundärwelle 5 bringen kann· In der Stellung ¹BUCkWaTtS* der Fig. 4 ist die Schief scheibe 37 in entgegengesetzter Neigung und lässt gerade nooh den Sohlits frei, so dass naoh einer kleinen Verringerung der Meigung der

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' · «AD ORIGINAL

Rückwärtsgang in Funktion tritt.

In den Figuren 5, 6, 7 ist gezeigt, wie die Verstellung der Schiefscheibe 37 in die drei genannten Lagen für Vorwärtsfahrt, Halt und Rückwärtsfahrt konart.

Fig. 5 lässt erkennen, das» aus der Leitung 10 Drucköl über einen Regelkolben 48 in die Kammer 49 gelangt, τοη wo aus es über die Leitung 50 zu einem Drehschieber 51 kommt. Dort wird es in der Stellung V des Drehschieber über die Leitung 52 zum Stellkolben geführt, der sich in die oberste Hubstellung begibt, in der er ^ den Grundkörper 38 gegen die Uälzbogenanlage 43 drückt. Jetzt ist eine Leitung 53 freigegeben, durch, die das Drucköl weiter in eine Ringnut 54 des Regelkolben 48 gelangt. Damit ist der Regelkolben 48 funktionsfähig geworden. Sein Funktionsgang wird titer beschrieben.

In Fig. 6 steht der Drehschieber in der Stellung N. Das aus der Kammer 49 kommende Drucköl kann nicht weiterfliessen. Der Zylin-

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derraum dei* Stellkolben 44. wird über Leitung 52, und 55 entleert, so dass die Schiefscheibe in die in Fig. 6 dargestellte neutrale Lage übergeht, bei der sämtliche Kolben die Schlitze 47 freigeben. Der eben beschriebene Vorgang wird unterstützt durch die auf die Kolben 36 wirkenden Öldruckkräfte des Getriebes.

In Fig. 7 tritt ein der Fig. 5 ähnlicher Vorgang ein. Es wird der Drehschieber 51 auf R gestellt. Das aus der Kammer 49 über 50 und den Drehschieber 51 fliessende öl gelangt in die Leitung 56 ror den Stellkolben 45 und bewegt diesen in seine Endlage, wobei, er den (Jrundkörper 38 gegen den Wälzbogen 4? zur Anlage bringt. Der

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Hydromotor ist in Bereitsohaftsstellung für den Rückwärtsgang.

Die Figuren 5, 6, 7» 8 und Figur 1 lassen den Regelkolben 48 erkennen, dessen Kolben 57 den wirksamen Durchmesser aufweist, mit dem das Drucköl aus der Leitung 10 gegen eine Regelfeder 58 drückt. Diese Feder kann durch einen Hebel 59 manuell verstellt werden. Um den Kolben 57 reibungsarm laufen zu lassen, ist er gegen die Feder über Wälzlager 60 abgestützt, er spielt sich also feinfühlig auf die Federkraft ein.

Ist die Federkraft grosser als der vorhandene Druck, so wird die Ring-nut 54 nach rechts verschoben und lässt aus der Leitung 53 Drucköl in die Leitung 61 übertreten, das über den Drehschieber 51» wie Fig. 5 zeigt, in die Leitung 56 eintreten kann. Der Stellkolben 45 läuft nun so weit nach vorn, bis infolge der steigenden Belastung der in der Leitung 10 dabei ansteigende Druck über den Querschnitt des Kolbens 57 Gleichgewicht mit der Regelfeder 58 findet und die Ringnut 54 zum Abschliessen kommt. Steigt der Öldruck in der Leitung 10 höher an, so wird der Regelkolben 48 weiter nach links bewegt, und das in der Leitung 56 eingeschlossene öl über den Bund 62 abgelassen. Der Torgang findet in eine Endet ellung dann, wenn die Schiefscheibe vollen Betriebswinkel i = 6 : 1 aufweist, ohne dass die Schlitze 47 geöffnet werden, was erst bei überlast eintreten würde.

Bei sinkendem Betriebsdruck erreicht der Stellkolben 45 sohlieseil oh die In Flg. 8 dargestellte Lage, in der er den Grundkörper gegen den Wälzbogen 42 zur Anlage bringt. Nunmehr ist der Kompressionsraum 65 - der sonst immer nur am oberen Totpunkt auftritt über den ganzen Kolbenbereioh vorhanden und der von ihm verur-

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sachte Verlust auf ein Minimum beschränkt,ebenso wie auch die Geräuschentwicklung "beim Umschalten am "oberen" und "unteren" Totpunkt.

fig. 1 zeigt nun zusätzlich das Verhalten des Regelkolbens 48, wenn in der eben beschriebenen 1:1- Stellung der Druck welter absinkt, z. B. bei geringerem Pahrtwiderstand oder Talfahrt. Der ballige Lagerkörper 39 ist rom Grundkörper 38 kit nach rechts geschleppt worden und hat dabei auf dem Stellzapfen eine Büchse vorbewegt, die gegen eine Feder 67 den Anschlag 68 des Regelkolbens mitgenommen hat, so dass sich ein Kolbenschieber 69 mit seinem löffflartigen Ansatz 70 über eine Öffnung 71 der Hauptdruckleitung ic schiebt. Der Hydromotor ist nun so lange drucklos wie der Öldruck unterhalb des Sollwertes, gegeben durch die Regelfeder 58, liegt.

Die Maschine arbeitet mit kurzgeschlossener Pumpe hnd mit unbelastet leer mitdrehendem Hydromotor mit besten mechanischen und hydraulischen Werten.

Beim Zurückbewegen des Regelkolbens 4-8 unter steigendem Öldruck löst sich erst der Kolbenschieber 69 mit seinem Löffelaneatz 70 aus der Leitungssperrstellung 71 und dann tritt normaler Regelprozess mit den Stellkolben 45

Fig. 7 zeigt einen für Rückwärtsfahrt bestimmten Vorgang. Hier tritt das Druoköl über Leitung 63 und das Sperrrentil 64 in den Zylinderraum dee Kolbens 44» wobei sioh der Kolben 44 so lange Torbewegt, bii da* Sperrventil 64» das vom Kolben in öffnungs- •ttlbuag gehalten worden iit, «ur eptrrtnden Anlag« kommt· In die

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ßer Position findet der Regelvorgang für den Rückwärtsfahrtbereich seine Endstellung, wodurch ein zu schnelles Rückwärtsfahren und unter Umständen sogar die Einstellung einer unendlich groBsen Fahrgeschwindigkeit bei-V,, *ΗΓ_χ rückwärts vermieden wird.

Zusammenbau des Gerätes

Im Abschlussdeckel 3 sind die vier Stellkolben 44 und 45 eingesetzt und der Stellzapfen 40 mitsamt der in ihm untergebrachten Betätigung mit dem Handhebel für 'Vor·, 'Halt', 'Zurück' und dem Regelkolbeneinsatz mit der öffnung für den Kolben 57. Auf dem Stellzapfen 40 ist die' Schiefscheibe 37 mit ihrem Grundkörper 38 auf dem balligen Lagerkörper 39 montiert. Im Inneren des Stellzapfens werden die beschriebenen Elemente untergebracht und dann der Abechlussdeckel 3 mit den Stellmechanismen auf das Gehäuse 1 montiert, das bereite die ölwanne 2 und den Stutzen trägt.

In den Lagerträger 4 let die Sekundärwelle 5 mit Hypoidritzel 6 und den Differentialteilen montiert und eingestellt. Am einen Ende der Sekundärwelle wird dann die Pumpe komplettiert und am anderen Ende der Zylinderblock mit Kolben. Weiterhin wird an dem Lagerträger 4 die Speisepumpe 26 mit ihrem Keilriemenantrieb 28 montiert.

In diesem vorbereiteten Zustand kann der Lagerträger 4 in das Gehäuse 1 eingebracht werden, womit das Getriebe komplettiert ist.

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Betrieb des Getriebes

Unabhängig von der Vorwahl 'Vorwärts¹, 'Halt' oder 'Rückwärts¹ kann der Fahrzeugmotor ingang gesetzt werden, wobei die Speisepumpe 26 aus der Ölwanne 2 öl saugt und in den Kreislauf des Getriebes bringt. Die Leitungen IO und 11 werden sich beim erstmaligen Inbetriebsetzen langsam füllen, bis dass nach Aufkommen eines Speisedruckes über die Bohrung des Reglerkolbens 48 öl in die Leitung 50 gelangt und - je nach entsprechender Stellung des Vorwahlhebels - vor die Stellkolben 44 oder 45 geleitet wird.

Wird nunmehr der Hebel 59 betätigt, so stellt sich eine entsprechende Spannung auf der Regelfeder 58 ein, die gegen den Kolben drückt und damit bei fehlendem Gegendruck in der Leitung 10 einen der vorgewählten Kolben 44 oder 45 unter Druck setzt. Das Fahrzeug wird jetzt nach Überschleifen der Schlitzöffnungen 47 durch die Kolben 36 in Betrieb gesetzt, wobei der aufkommende Fahrwiderstand einen entsprechenden Öldruck in der Leitung 10 auftreten lässt, der im Gleichgewicht mit der Kraft der Feder 58 steht. Steigender Druck in der Leitung 10, d. h., zu grosse Drehmomente i an der Hinterachse, führt zu einem Ablassen des Drucköles aus den Kammern der vorgewählten Stellkolben 44 oder 45 über den Bund 62 solange, bis die Schiefscheibe einen genügenden Winkel angenommen hat, um das Drehmoment an der Hinterachse mit dem eingestellten Öldruck überwinden zu können. Wird der Winkel zu gross, so öffnen eich die Schlitze 47 und das Fahrzeug gerät in den Anfahrzustand bis zum Stilletand der Räder. Bei diesem Vorgang ist zu beachten, dass bei 6:1- der maximalen Übersetzung die Tra>t tionsgrenze der Fahrzeugräder bereite überschritten ist, alBo der volle Betriebsdruck sich ohnehin in der Leitung 10 nicht mehr entwickeln kann. Es wird aleo eine öffnung der Schlitz 47

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nur bei niederen Reglerfedereinstellungen durch den Hebel 59 ergeben.

Bei völliger Zurücknahme des Hebele 59 tritt Leerlauf ein, die Schlitze 47 werden von den Kolben In unterer Totpunktstellung völlig freigegeben. Dagegen kann bei Wahl auf neutral - Halt -. nach Zurücktreten beider Kolben 45 und 44 ein motordrehmoment— loser Zustand erzielt werden mit grossen öffnungen Über alle Schlitze 47» so dass auch der Kreislauf der im Leerlauf sich drehenden Pumpe ungehemmt zirkulieren kann. Das Fahrzeug wird ohne wesentlichen Schleüteffekt stillstehenddverharren.

Sei Stellung auf 'Rückwärts¹, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, wird der Stellkolben 45 über die Leitung 56 mit Drucköl versorgt und vorgeschoben und beim Gasgeben über die Leitung 63 Drucköl in den Kolben 44 geleitet, solange das federbelastete Rückschlagventil 64 mit seinem Stiftfortsatz am Kolben anliegt. In der in Fig. 7 gezeigten Schlußetellung ist die Verbindung von 63 zum Raum des Stellkolbens 44 unterbrochen und die Rückwärtsgang-Stellung in einer übersetzung zwischen 4 :-l und 3 J-I festgehalten.

Die Fahrbetriebszustände bei Vorwärtsfahrt sehen eine besondere Stellung im direkten Gang vor, in"der der Grundkörper 38 gegen die Wälzbögen 42 und 43 zur Anlage kommt, so dass ein· exakte direkte Gangstellung sich einstellt mit hubloser Lage der Kolben in der obersten Hubstellung· Unbemerkbar für den Fahrer wird bei weiterem Absinken des Betriebsdruck·· 10 der löffelftJrmige Fortsatz 70 über die öffnung der Leitung 71 geeohoben und der Hydromotor drucklos gemacht. Hierbei verhält sich das Gesamtgetriebe

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praktisch gleichartig wie ein direkt gekuppeltes Fahrzeuggetriebe, da die gewählte Zahnradpumpe in der Mondeichelbauweise mit sehr hoher Dichtigkeit ausgeführt werden kann.

Das Aufkommen von erhöhten Betriebsdrücken in der Leitung IO infolge grösserer Steigung auf der Fahrstrecke oder eine Zurücknahme der Leistungsanforderung an das Fahrzeug über den Hebel 59, durch Entspannung der Regelfeder 58, führt zu einem Bewegen des Regelkolbens 48 nach links und zu einem Zurückgehen des Löffelansatzes 70, womit der normale Regelzustand wieder eingeleitet ^ werden kann. Sämtliche der genannten Torgänge sind automatisch unter dem Einfluss der Regelfeder 58, deren Vorspannung rom Fahrer je nach Leistungsanforderung geändert werden kann. Wie das Diagramm Fig. 3 zeigt,kann mit entsprechenden Leistungsanforderungen, die mit N₂ genannt sind, gearbeitet werden. Das skundäre Moment M₂ vergrössert sich entsprechend der Hyperbel von der Grosse 1 bis auf 6, natürlich unter Berücksichtigung eventueller Wirkungsgradabsinkungen. Zu jeder der im Bild gezeigten Leistungsgrössen gehört ein konstanter Öldruck, der die Grosse 1, 0,5 bzw. 0,25 des maximalen Betriebsdruckes für volle ™ Last hat.

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Claims

Patentansprüche

Anspruch 1

Leistungsverzweigtes Fahrzeuggetriebe mit gemeinsamer Welle von Hydropumpe und hubrerstellbarem Hydromotor dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (12) auf der Welle (5) befestigt 1st und die von ihm ausgehenden Yerbindungeleitungen durch die hohle Sekundärwelle (5) zum Hydromotor führen, der als Axialkolbenmaschine mit vinkelveränderllcher Schiefscheibe (37) ausgebildet ist, welch letztere unter dem Einfluss des Betriebsdruckes um eine in Richtung der Sekundärwelle (5) rerschlebbare Achse geschwenkt werden kann, wobei die Sekundärwelle (5) zwischen den beiden hydraulischen Aggregaten gelagert ist.

Anspruch 2

Leietungsverzweigtes Fahrzeuggetriebe nach Anspruoh 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (Fig. 2) eine Zahnradmaschine mit Hohlrad (13) nach der Mondsichelbauart (17) ist, wobei das harmonische Mittel ausserhalb der Zähnezahlen beider Räder (13 und 14) liegt, das zentrale Ritzel (14) τοη der Yerbrennungsmaschine angetrieben (16) wird und konzentrisch rotierend auf der gemeinsamen Welle (5) gelagert ist, während das Hohlrad (13) einen fliehkraftbelasteten Zahneingriff (13/14) aufweist und die Druokölleitungen (24, 25) über die Verbindungen zwischen Gehäuse (12) der Pumpe und der gemeinsamen Welle geleitet sind.

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Anspruch 3

Leietungsverzweigtes Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (13) in zentraler Richtung IreL beweglich gelagert (21, 22) ist und zusätzlich nur an der Verzahnung anliegen kann.

Anspruch 4

LeiBtungsverzweigies Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Hydromotor als Axialkolbenmaschine mit umlaufendem Zylinderblock (30) ausgeführt ist, der drehfest flexibel (33) auf der Sekundärwelle (5) gelagert ist und dessen Kolben (36) gegen eine Schiefscheibe (37) anlaufen, die winkel- M veränderlich ist.

Anspruch" 5

Leistungsverzweigtes Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Schiefscheibe (37) bei ihrer Schwenkbewegung sich gegen Wälzbogen (43, 42) abstutzt, deren Radius grössengleich mit dem des Kugelkopfes der Kolben (36) ist und gleichen Mittelpunktabstand von der Hauptachse hat wie die Kolben, die dabei von der Schiefscheibe in einer höchstmöglichen λ oberen Totpunktlage gehalten werden (Fig. 8).

Anspruch 6

Leistungßverzweigtes Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Schiefscheibe (37) mit zwei oder mehr Stellkolben (44, 45) versehen ist, von denen mindestens einer die Schiefscheibe auf volle Winkellage gegen einen der genannten Wälzbögen (Fig. 5-43, Fig. 7 - 42) andrückt und «indestene ein zweiter Stellkolben (45» 44) die Schiefscheibe (37) gegen die Kräfte in den Arbeitskolben (36) in ihrer Neigung verändert,

so dass je nach

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BAD ORIGINAL

Wahl der genannten Stellkolbenfunktionen Vorwärt·- oder Rtickwärtsbetrieb nöglioh let·

Anspruch 7

leistungβverzweigtes Fahrseuggetriebe naoh den Ansprüchen 1 und 4 ble 6 dadurch gekenneeichnet, dass dl· Kolben in der grössten Neigungelage der Schiefscheibe In der unteren Totpunkteteilung einen Schiit« (47) freigeben, der Druck- (10) und RUcklaufleitungen (11) miteinander verbindet, und daee bei Zurückziehung aller Stellkolben (44, 45) und senkrechter Lage der Schiefscheibe (57) alle Kolben (36) den genannten Sohllti (47) freigeben (Fig. 6), durch den dae von der Fuape la Leerlauf geförderte Ol von der Druck- (10) sur Rüokleltung (11) Uberflleesen kann.

Anspruch 6

Leietungeverzveigtee fahrseuggetriebe nach den Ansprüchen 1 und 4 bis 7 dadurch gekenneeiohnet, dass ia RUckvärtegang der Stellkolben (44) der Schiefscheibe (37) naoh einer kleinen Hubbevegung (Fig. 7)» nachdem die Kolben (36) den Sohlit· (47) in der unteren Totpunktlage geschlossen haben, durch eine Sperre (64) aa Weiterbewegen gehindert wird·

Anapruoh 9

Leietungerersweigtee Fahrseuggetriebe naoh den Ansprüohen 1 und 4 bis θ dadurch gekennseiohnet, dass die Jeweils regelnden Stellkolben (44, 45) au· der Druckleitung (10) über einen Regelkolben (46) ait Arbeiteöl versorgt werden, wobei der Regelkolben (48) gegen eine manuell verstellbare, der Leistung proportional wirk-

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Barne Druckfeder (58) anliegt, so dass der von dieser Feder (58) bestimmte Öldruck sich über die Winkeleinstellung der Schiefscheibe (37) in der geforderten Grosse halten kann.

Anspruch IO

Leistungsverzweigtes Fahrζeuggetriebe nach den Ansprüchen 1 und 4 bis 9 dadurch gekennzeichnet, 4ass der Regelkolben (48) nach Einregelung der rechtwinkligen Lage (Fig. 8) der Schiefscheibe (37) von dieser einen zusäteliohen Hub Iber einen freigegebenen Anschlag (Fig. 1, 68) erhält, der einen sprungschaltenden Absperrschieber (69, 70) in der Druckleitung über eine öffnung (71) laufen lässt, durch den das öl zum Hydromotor gesperrt wird.

Anspruch 11

Leistungeverzweigtes Fahrzeuggetriebe naoh vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderräume der Stellkolben (44, 45) durch einen bedienbaren Schalter (51) wahlweise Druck-Öl erhalten, das sie in die Yorbereitungsstellungen des Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrbetriebeβ mit jeweils voll ausgeschwenkter Sohiefscheibe (37) und im unteren Totpunkt geöffneten Schlitz (47) bringt.

Anspruch 12

Leistungeverzweigtes Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwelle (5) eine Lagerung (7, 8, 9) erhält, die die Hydropumpe (12), den Hydromotor (30) und den Achswellenantrieb (72.) mit einem gemeinsamen Gehäuse (4) zusammenfasst, das eine betriebsriohtig einstellbare Lage (7, 8) des Hypoidantrie- bes im ausgebauten Zustand sulässt und die in ein gemeinsames Gehäuse eingeschoben werden kann, das seinerseits die Schiefscheibe Mit ihren Stellkolben und dem Regelmeohanisnus trägt.

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