DE1919891C3

DE1919891C3 - Hydrostatisches Getriebe

Info

Publication number: DE1919891C3
Application number: DE19691919891
Authority: DE
Inventors: Richard Joseph Beecroft Ifield, (Australien)
Original assignee: Joseph Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1969-04-19
Filing date: 1969-04-19
Publication date: 1974-06-27
Also published as: DE1919891A1; DE1919891B2

Description

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lache 17 läuft und mit der Drehachse des Rotors 15 achse des Antriebsteils 11, und die Achse des Rotors

:usammenfällt. Der Wellenstummel 19 dient als La- fällt mit der Achse des Antriebsteils 11 zusammen.

>erung des Rotors 15, wenn dieser die Steuer- In dieser Lage bewegen sich dk Kolben nicht, und

lache 17 berührt. der Punkt 14 a hat sich um 90° bewegt.

Die Steuerscheibe 18 hat Öffnungen, vgl. die 5 Diese Nullage entspricht also einer Steuerung, bei

Fig. 2 bis 7. In den Fig. 3, 5 und 7 sind zwei der die Pumpe nicht arbeitet.

lierenförmige öffnungen 18a und 18ft dargestellt. Aus den Fig. 2 bis 7 ist ersichtlich, daß bei jeder jie zur Steuerfläche 17 hin offen sind. Diese öffnun- Winkelbewegung der Steuerscheibe 18 sich die ien stehen innerhalb der Steuerscheibe 18 mit läng- Steuerung der öffnungen ändert, und zwar um die liehen Schlitzen 18c, 18t/ in Verbindung, die zur io Hälfte der Winkelbewegung acr Steuerscheibe 18.
zylindrischen Außenfläche der Steuerscheibe 18 hin Die Änderung der Förderung der Pampe ist also offen sind. Diese Schlitze 18c und 18ö" stehen in gleich dem durch Änderung der Steuerung hervorallen Lagen der Steuerscheibe 18 mit einem nicht gerufenen Unterschied abzüglich dem von der Hubdargestellten Einlaß und Auslaß des Gehäuses in änderung hervorgerufenen Unterschied.
Verbindung. 15 Es ist nicht wesentlich, daß tatsächlich eine Stel-

Die Steuerscheibe 18 kann Mch in dem Gehäuse lung mit einem Hub gleich NuSi erreicht werden winklig um eine raumfeste Achse 20 drehen; die kann; bei vielen Pumpen dieser Art ist es sogar er-Winkellage der Steuerscheibe 18 in dem Gehäuse 10 wünscht, daß eine Hubstellung gleich Null nicht einkann auf nicht dargestellte Weise verändert werden. treten kann.

Die Achse20 der Steuerscheibe J8 liegt schräg zur ao Fig. 8 zeigt ein Getriebe mit einer hydraulischen

Achse der Antriebswelle 12 des Antriebsteils 11 und Pumpe und einem hydraulischem Rotor für eine Wir-

auch schräg zur Ebene 21, senkrecht zu der Steuer- kungsweise der Pumpe, wie sie an Hand der Fig. 1

fiäche 17 der Steuerscheibe 18. bis 7 beschrieben wurde.

In der Ebene 21 liegt auch die Drehachse des Das Getriebe nach den Fig. 8 und 12 hat em

Rotors 15. 35 Gehäuse 24, in dem ein Drehflansch 25 liegt, der

Die Achse 23 des Antriebsteils 11 und die raum- mit einer sich außerhalb des Gehäuses 24 erstreckenfeste Achse 20 schneiden sich in einem Punkt 22, den Antriebswelle 26 verbunden ist.
durch den auch die Ebene 21 verläuft. Der Punkt 22 Über Gelenke 27 sind mehrere Kolben 28 mit dem liegt in einer Ebene, in der auch die Achsen aller Antriebstei! 25 verbunden. In in Winkelabstand und Gelenke 13 und aller Kolben 14 liegen. 30 parallel liegenden Bohrungen 30 eines Rotors 29

Bei einer Winkelbewegung der Steueischeibe 18 gleiten die Kolben 28, wie in Fig. 3; und der Anum die raumfeste Achse 20 bewegt sich die Steuer- triebsteil 25 und der Rotor 29 sind über eine Gelenkfiäche 17 kreisförmig um die Achse 20, und in den in kupplung 31 miteinander verbunden.
Fig. I, 2 und 3 dargestellten Lagen ist der Hub der Das von dem Antriebsteil 25 entfernt liegende Kolben 14 maximal groß. Die Lagen der öffnungen 35 Ende des Rotors 29 liegt an einer Fläche 32 eines 18a und 18 t zu dem Punkt 14a, an dem sich die Teils 33 an, der in dem Gehäuse 24 in Lagern 34 geKolben maximal in ihre Bohrungen des Rotors hin- lagen ist. In einem Lager 35 in der Mitte des Rotors einbewegt haben, sind in Fig. 3 gezeigt; und die 29 liegt ein Wellenstummel 36. der sich in eine Boh-Öffnungen liegen symmetrisch zu einer Ebene, die rung des Teils 33 hineinerstreckt. Zwischen der durch den Punkt 14a verläuft und alle drei Achsen 40 äußeren Lauffläche des Lagers35 liegt eine Feder37. 20, 21 und 23 enthält. Dann fördert die Pumpe, und ein Federbügel 38 liegt in einem Einschnitt der wenn sich die Kolben zu der Steuerfläche 17 mit den Bohrung des Rotors, in der die Welle 36 liegt,
öffnungen bewegen, eine maximale Flüssigkeit*- Die Achsen der Welle 36 und des Rotors 29 falmenge aus den Bohrungen durch die Auslaßöffnung len mit der Achse der Gelenkkupplung 31 zusam-18ft; und bei Bewegung der Kolben nach innen wird 45 men, so daß die letztere mit dem Rotor 29 verbun-Flüssigkcit durch die Einlaßöffnung 18a angesaugt. den ist. Die Oberfläche 32 des Teils 33 hat nieren-

Die Fig. 4 und 6 zeigen die Lageänderungen der förmige Ausschnitte 39, 40, mit denen die Bohrun-

öffnungen 18b und 18a, sowie des Punktes 14α nach gen 30 des Rotors 29 abwechselnd in Verbindung

winkliger Bewegung der Steuerscheibe 18 um ihre kommen.

Achse 20 um 90°. Wie ersichtlich, ist die Lage des 50 Am anderen Ende des Gehäuses 24 liegt ein hy-Punktes 14 a nur um 45° von der Ursprungslage draulischei Motor mit den Teilen der Pumpe ähngemäß Fig. 3 verschieden. liehen Teilen, und der hydraulische Motor hat einen

Die Folge davon ist, daß bei Bewegung der KoI- an einer Auslaßwelle 42 angeschlossenen Teil 41 mit

bcn 14 zu der mit öffnungen versehenen Steuer- mehreren Kolben 43, die in Bohrungen 44 eines Ro-

fläche 17 hin eine Förderung der Flüssigkeit durch 55 tors 45 gleiten.

die Auslaßöffnung 18 ft nur während eines Teils der Ähnlich der Welle 36 in dem Pumpenrotor 29

Hubbewegungen der Kolben erfolgt. Während des trägt ein Wellenstummel 46 den Rotor 45.

anderen Teils der Hubbewegung der Kolben erfolgt Der Rotor 45 liegt an der Steuerspiegelfläche 47

die Förderung der Flüssigkeit in die Einlaßöffnung des Spiegeikörpers 33 an, und die Steuerspiegelfläche

18a hinein. Die zeitliche Steuerung, des Einlasses 60 lint nierenförmige Ausschnitte 48. 49, die abwech-

wird entsprechend geändert. Bei der Lage der seid mit den Bohrungen 44 des Rotors 45 in Ver-

Sleuerscheibe 18 genial' F i g. 4 und 5 ändert sici, bindung kommen.

der Hub der Kolben, der dann nur die Hälfte des Die Steuerspicgeluächen 32 und 37 liegen schräf

maximalen Hubes ist. Die F i g. 6 und 7 7c igen die /u dei Achse des Steuerspiegelkörpers 33 und zu der

Lagen der öffnungen 18a und Ϊ8'¹ und des Punkte 65 Drehachsen der Drchflnnschc 25 und 41. ebenso wii

14i? nach Drehung der Steuerscheibe 18 um IBi¹ . die Steuerfläche 17 zu der Achse des Antriebsteils IJ

Hei einer solchen Drehung der Steuerscheibe um der in l· 1 g. 1 dargestellten Pumpe.

180 licgi die Steuerfläche 1.7 senkrecht zur Dreh- Wie aus den !'ig. 8. 9 uik". Hl hervorgeht. sin<

jedoch die Steuerspiegelflächen 32 und 47 zur Achse des Steuerspiegelkörpers 33 versetzt, und sie liegen auch nicht parallel zueinander. Diese Flächen sind an den gegenüberliegenden Seiten des Körpers 33 ausgebildet, aber die Achsen der Wellen 36 und 46 schneiden sich nicht. Diese beiden Achsen sind in Winkelabstand um die AcIi^e des Körpers 33 herum angeordnet.

Der Steuerspiegelkörper 33 hat nicht dargestellte Leitungen, durch die die Ausschnitte 39 und 48 miteinander in Verbindung kommen und durch die auch die Ausschnitte 40 und 49 miteinander in Verbindung kommen. Im Betrieb fördert die Pumpe Flüssigkeit zu dem Motor.

Das hydraulische System hat also einen geschlossenen Umlauf; es muß aber dafür gesorgt werden, daß die Leitungen des Steuerspiegelkörpers 33 immer mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllt sind.

Der Steuerspiegelkörper 33 hat eine Abflußleitung 50, über die Leckflüssigkeit aus den Bohrungen der ao Rotoren 29 und 45 über Leitungen 51, 52 abfließt.

Der Steuerspiegelkörper 33 weist auf seinem Umfang einen Zahnring 54 auf. in den zur Lageänderung eine Zahnstange 53 eingreif!, die sich in dem Gehäuse 24 bewegt.

Das Getriebe ist so ausgebildet, daß die Pumpe und der Motor maximale Hubstellungen erreichen können, obwohl diese maximalen Hubstellungen nicht gleichzeitig eintreten können.

Wenn die Pumpe einen Hub gleich Null hat, wie in den Fig. 8 und 12 dargestellt, hat der Motor eine Stellung mit maximalem Hub. Bei einer winkligen Bewegung des Steuerspiegelkörpers 33 bewegt sich die Pumpe im Sinne einer Vergrößerung des Hubes bis zum Maximalhub, der in diesem Beispiel nach Bewegung des Körpers 33 aus der dargestellten Lage um 75" erreicht wird.

Während dieser Bewegung der Pumpe ist der Hub des Motors kleiner, aber der Motor kann niemals eine Hubsteilung gleich Null erreichen. Wenn sich der Steuerspiegelkörper 33 über die Nullhubstellung der Pumpe hinaus bewegt, dreht sich der Motor, wenn erforderlich, in umgekehrter Richtung. Bei Winkelbewegungen des Steuerspiegelkörpers 33 ändert sich die Steuerung der öffnungen sowohl in der Pumpe als auch in dem Motor, ähnlich wie das an Hand der Fig. 1 bis 7 beschrieben wurde. Die Steuerung ist so, daß nur eine einzige Außensteucrung notwendig ist, um das Verhältnis zwischen Einlaßwelle 26 und Auslaßwelle 37 des Getriebes zu ändern, wodurch der Betrieb beispielsweise eines Fahrzeugs oder einer anderen Vorrichtung mit einem solchen Getriebe sehr vereinfacht wird.

In dem gezeigten Beispiel liegen die Flächen 42 bis 47 im wesentlichen gleichwinklig zu der Achse. um die sich der Steuerspiegelkörper 33 bewegt", aber diese Winke! können auch veränderlich sein, je nach den vorliegenden Bedingungen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

_{P h} äsää

Patentanspruch: der Abdichtung am Steuerspegel.

derABaicniung zugrundeliegende Aufgabe be-

Hydrostatisches Getriebe, bestehend aus einer JJe der trni s^.^ _der J_1n Oberbegriff des

ilklb d iem Axialkolbenmotor 5 stent somn ' _G derart weiterzubil

Hydrostatisches Getriebe, bestehend aus einer JJe ^.^ _der J_1n Oberbegriff des

Axialkolbenpumpe und einem Axialkolbenmotor, 5 stent somn ' _Gattung derart weiterzubil-

deren umlaufende Zylinderblöcke zu beiden Sei- Anspruchs α ^u'& j _elverschwenkung und deren

ten eines gemeinsamen Steuerspiegelkörpers an- den, ciau me: κ _{eüd ausg}ebildet. wer-

geordnet sind, dessen Steuerflächen zueinander ge- Steuerung e.ntacn un

neigt sind, und wobei die Lage des Steuer- den ^Konn(;ⁿ· , _{wird durc}h die im Kennzeichen

spiegelkörpers sowie der an ihm anliegenden Zy- « uiese «u.g _führten Merkmale gelöst,

linderblöcke zwecks Änderung des Kolbenhubs des Anspra«^i_uno_Soemäße Konstruktion, bei welchen

in beiden Zylüiderblöcken gegenüber den ortsfest ^Lfnen Steuerspiegelflächen zu beiden Seiten

gelagerten Drehflanschen der Pumpe bzw. des die beiden Steuer*ξ * ; _ei_körpers liegen, bie-

Motors veränderbar ist, d a d u r c h g e k e η η - ernes f™™**^ ^_n Ausgleich der hydraulischen

zeichnet, daß die Lageänderung durch Dre- 15 tet £»^5»' °f _Dadurch wird ein Abheben der

hung eines gemeinsamen Steuerspiegelkorpers Kräfte mogi.cn 1 . _Steuerspiegelfiäche und da-

(33) um eine raumfeste Achse (20) erfolgt, die zu ^z? »"^"^^^ vermieden. Dieser Vorteil

den Rotationsachsen (21) der Drehflansche (25, ni-.t mögliche LecK^ _des gemeinsamen

41) und zu den auf den Steuerspiegelflächen (32, bleibt bei "n _{da diese} Verstellung

47 senkrecht stehenden Ebenen (21) schräg ver- » Steue'spiegelkorpeß erfta ^ ^^ ^^ ^

läuft und die Mittelpunkte der Steuerspiege - J^u«^h.^^re _n2_eJ™_e Schwenkbewegung erforderlich

flächen (32, 47) gegenüber der Steuerspiegel- daß eine nachteilig d h (20) trisch verlagert sind und daß auf ist.

flächen (32, 47) gegenüber der Steuerspieg

achse (20) exzentrisch verlagert sind und daß auf ist. ^ _Ausführungsbeispiel der Er-

dem Umfang des gemeinsamen Steuerspiegelkor- Nacnroi|?en _Zei_chnungen näher erläutert.

pers (33) ein Zahnring (54) vorgesehen ist, in den *5 findung an Hand oer

eine zur Lageänderung dienende Zahnstange (53) bs zeigt ^ _schemaüsch verstellbare Pumpe im

eingreift. _ 5" ¹^".

Fig'2 einen in Seitenansicht winklig bewegbaren

₃o Teil der Pumpe in einer Stellung entsprechend den,

maximalen Kolbenhub;

Bei bekannten Getrieben (USA-Patentschrift Fig. 3 ist eine Ans.cht in R.chtung des Pfe.,s 3

3 040 532) mit den im Oberbegriff des Anspruchs in b 1 g. ., _{und zd den winkljg}

aufgeführten Merkmalen ist der Steuerspiegelkorper F11^-⁴J^P¹J _{d Pum}°_{e in} einer Stellung enl-

um eine Achse schwenkbar, die den ortsfest gelager- 35 ^f^'^^fben Pumpenhub; ten Drehflansch der einen hydrostatischen Einheit im sprechend dem Jaioen r ν _{Richtung des} Pfeils 5 wesentlichen senkrecht zu dessen Drehachse durch- Fig. J «st eine «.

dringt. Eine Schwenkbewegung des Steuerspiegel- ⁱⁿ ^!f· ^' _{oricht der F}ig. 2 und zeigt den winklig körpers erfordert einen großen Raum. Die hierzu J^⁶ ^* f^ _einem Kolbenhub gleich Null, nötige Stelleinrichtung ist aufwendig. 4° ^bew.f ^DaJ^^e" '. _{Ansicht in} Richtung des Pfeils 7 in

Es ist auch schon bekannt, zur Hubvolumen- F1 g. 7 ibt eine aiimu

einstellung von einzelnen hydrostatischen Axialkol- ^Fl^^; ₈ . _schaubildlich ein Flüssigkeitsgetriebe;

benmaschinen einen Steuersp.egelkorper zwecks An- hg.» «ig . . _{ht einen wink}i_ig beweg-

derung des Kolbenhubs um eine raumfeste Achse ^Fl ^,'h^Getriebes nach Fig. 8;

drehbSr anzuordnen, wobei diese Achse zur Rota- 45 baren TeJ ^ Getriebes nach ^ ^ _R. _dcf

tionsachse des Drehflansches und zu der auf der F¹S-'J""⁰. V p_i£ 9.

Steuerspiegelfläche senkrecht stehenden Ebene Pfeile Ifl^und »^^F^_{hniu und in grö}ßer_em schräg verläuft und der Mittelpunkt der Steuer- Fig. ¹J ««^l ™ ^ _{h Fi 8} Spiegelfläche gegenüber der Steuerspiegelachse= exzen Maßsta^,da»Get"^ »^g^ ^ ^^ trisch verlagert ist (USA.-Patentschrift 3 156192) ₅o ^^J \^Z _o ^eig _den ^y _Antriebsteil 11, der sich um Bei Verdrehung des Steuerspiegelkorpers ist dabei im Gehäuse iu> liegenu Antriebsteil 11 ist nur ein geringer Raumbedarf erforderlich. Eine An- eine fest ^A^^_e\^d^_ngeschlossen, die sich vom wendung dieses Steuerpnnzips fur einen gemem- «" ^¹™'^ |_retre_ckl. Mehrere Kolben samen Steuerspiegelkörper eines hydrostatischen Gehäuse 10 Jf^c«V^n gleichem Winkel-Axialkolbengetriebes ist jedoch hieraus ment be- 55 M^nd mit Gele„ken 13,* ^™ ^ ^^^ _u

^ka' ^

Es ist auch schon bekannt (deutsche Patentschrift herum liege, an ^^^^

962 486) einen für Pumpe und Hydromotor gemem- »« ^J,¹* "^ Kolben 14 und über ein

samen Steuerspiegelkörper um eine feste Achse dreh- Ro tors 15 der über aie verbunden ist.

bar anzuordnen, wobei diese Achse 14 zu den Dreh- 6o Gelenk 6 nut dtm An neta jU _zum ^^^

achsen der Zylinderblöcke gene.gt angeordnet .st. Du Roor 15j st mc £ * _{des Amriebs}_

Zur Verschwenkung des Steuerspiegelkorpers .st an c 11 dage srMJ Kolben 14 sich in den

dessen Umfang ein Schneckenradsegment angcord- te ils Il und de _s R₀^^s _hcrbcwcgen.

net, in das eine Stellschnecke eingreift Bei tai Boh ^r"ⁿ8^{cn d}« ^⁰¹ _Α""_ο1)5ΐ6Π n entfernt liegende

bekannten Getriebe sind jedoch die Zylinderblock« 6₅ De, vo den AiHnebs ^ ^

der beiden hydrostatischen Masch.ncn nicht zu bei- hndt^d«Rotorsi 5^ _wdlenslummel 19 hat,

den Seiten des Steuerspiegelkorpers angeordnet so b cucrschc>l«H, J e _{einer S(euer}.

daß sich die hydraulischen Reakt.onskrafte auf den dt ssen Acnse uurcn u 1

den Seiten des Steuerspiegelkorpers angeo

daß sich die hydraulischen Reakt.onskrafte auf den