DE2304453A1

DE2304453A1 - Hydrostatisches getriebe fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2304453A1
Application number: DE2304453A
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. Flöh 39-44 Antrag
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1973-01-30
Publication date: 1974-04-04
Also published as: DE2304453B2; DE2304453C3; FR2200799A5; US3864916A

Description

DipL-lng. H. MITSCHERLICH 8 MÖNCHEN

Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN SteinsdorfstraBe 10

Dr. rer. not. W. KÖRBER »pm·»«* Dipl.-lng.J. SCHMIDT-EVERS ^_{1 7} ,_rc?7j

PATENTANWÄLTE

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT 8/10 Avenue Emile Zola
Billancourt (Seine) Frankreich

und

AUTOMOBILES PEUGEOT

75, Avenue de la Grande Armee

Paris / Frankreich

Patentanmeldung

Hydrostatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf hydrostatische Getriebe, vor allem auf solche Getriebe, die zur Übertragung mechanischer Leistung einer Wärmekraftmaschine auf die Antriebsorgane eines Kraftfahrzeugs bestimmt sind.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Getriebe für Personenkraftwagen, die mit einer in Richtung der Fahrzeug-

längsachse angeordneten Wärmekraftmaschine und einem Differential ausgestattet sind, dessen zu den Kardangelenken geführte Antriebswellen in einer Ebene verlaufen, die niedriger liegt als die der Motorwelle der Wärmekraftmaschine.

Hydrostatische Getriebe für die Übertragung der mechanischen Leistung einer Wärmekraftmaschine für die Fortbewegung eines Kraftfahrzeugs sind in erster Linie in Maschinen der Kommunalbetriebe, in Zugmaschinen u. dgl. üblich.

Ein hydrostatisches Getriebe hat den Vorteil, daß man das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich verändern kann, d.h. man kann das Verhältnis der Drehzahl der Wärmekraftmaschine zu der Drehzahl eines mit den Fahrzeugrädern verbundenen Organs zwischen Unendlich, was dem Halt des Fahrzeugs entspricht, bis zu einem Mindestwert verändern, der der Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht; dadurch läßt sich eine optimale Ausnützung der Motorcharakteristik bei allen Betriebszuständen des Fahrzeugs erzielen.

Die Anwendung von hydrostatischen Getrieben ist im all- ' gemeinen durch die Frage der Kosten, des komplizierten Aufbaus, der Schwierigkeiten der Steuerung, des schlechten Wirkungsgrades eingeschränkt. Die für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs entworfenen hydrostatischen Getriebe enthalten eine Pumpe mit verstellbarem Hubvolumen, die von der Wärmekraftmaschine angetrieben wird und in einen, zwei oder noch mehr Hydromotoren mit je nach den Umständen veränderbarem oder konstantem Hubvolumen fördert; die Wellen dieser Hydromotoren sind mit den Antriebsorganen für die Fahrzeugräder verbunden.

409814/0 786

Die Variation des Übersetzungsverhältnisses erfolgt durch Verstellen der Hubvolumina der Hydropumpen und Hydromotoren. Das Getriebe weist ferner eine Speisepumpe, Speiseventil und Überdruckventil, ein Filter, eine Einrichtung zur Richtungsumkehr u. dgl.auf.

Der Antrieb der Fahrzeugräder erfolgt unmittelbar oder über eine Übersetzung ins Langsame, wenn es sich um einen Hydromotor mit Antriebsrad handelt. Hydromotoren ersetzen ein Differential, wenn die Pumpe sie im Parallelbetrieb speist.

Enthält das Getriebe nur einen einzigen Hydromotor, so arbeitet dieser auf ein übliches Differential.

Es sind hydrostatische Getriebe bekannt, die aus zwei getrennten Hydraulikeinheiten bestehen, die untereinander durch aussenliegende starre oder flexible Leitungen verbunden und in einem gemeinsamen Gehäuse zusammen mit den genannten Zusatzteilen eingebracht sind.

Es ist auch ein Getriebe bekannt, bei dem die hydraulische Verbindung zwischen Hydropumpe und -motor durch hohle schwenkbare Pleuelstangen erfolgt, die ausserdem zur gegenseitigen Regulierung ihrer Hubvolumina dienen.

Ferner ist ein Getriebe bekannt, bei dem die wirksamen Bauteile (Zylindertrommel, Kolben, Scheiben ...) der Hydropumpe und die entsprechenden Bauteile des Hydromotors in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt sind. Die Wellen der Hydropumpe und des Hydromotors sind einander parallel angeordnet, und der Gehäusedeckel enthält ■ die Hydropumpe mit dem Hydromotor verbindende Kanäle sowie die Überdruckventile und eine Speisepumpe.

4098U/078B

Bei diesem Getriebe besitzt nur die Pumpe ein verstellbares Hubvolumen, wodurch der Nutzeffekt eingeschränkt wird.

Ausserdem ist der Hydromotor so aufgebaut, daß er das Differential über ein Antriebskegelrad antreibt.

Schließlich ist auch ein Getriebe bekannt, bei dem ein einziges Gehäuse eine Pumpe in Reihenanordnung, zwei Radialkolben-Hydromotoren und die Steuerorgane für die Hubvolumenänderung bei der Pumpe und den Motoren umschließt.

Die Zylindertrommel der Pumpe, deren Achse parallel zur Motorwelle der Wärmekraftmaschine liegt, wird von dieser über ein Drehzahlminderungsgetriebe angetrieben. Durch diese Anordnung wird das Volumen des Getriebes vergrössert. Da die Pumpe weniger schnell umläuft als sie es beim Direktantrieb durch die Wärmekraftmaschine täte, muß sie für eine vorgegebene Leistung eine gröseere Fördermenge liefern und daher grosser sein.

Ausserdem führt die Anwendung einer Untersetzung mit den erforderlichen Lagerungen zu einer Vergrösserung des Volumens und einer Preiserhöhung der Getriebe. Überdies läßt sich eine derartige Anordnung nicht für Hydromaschinen mit ,gebrochener Achse für hohe Leistungen (hohe Drehzahl, hoher Wirkungsgrad) verwenden.

Allgemein betrachtet, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Anordnung für die zu einem hydrostatischen Getriebe erforderlichen Bauelemente im Hinblick auf eine Verminderung des Platzbedarfs und eine Verbesserung des Wirkungsgrades und der Betriebslebensdauer zu finden.

Das erste Erfindungsziel ist der Entwurf eines Gehäuses, das eine Hydropumpe und zwei Hydromotoren mit "gebrochener (versetzter) Achse", eine Antriebsritzelwelle für das Differential sowie Verbindungskanäle zwischen der Pumpe und den Mtoren in den Gehäusewänden enthält.

Das zweite Erfindungsziel ist der Entwurf eines günstigen Aufbaus der Hydromotoren unter Ausschluß störender Drücke, um den Wirkungsgrad des Getriebes zu verbessern, wobei aber die Bauweise des Fahrzeugs, des Differentials an den Antriebsrädern und ganz allgemein der gesamten Drehzahluntersetzungsmechanik an den Antriebsrädern erhalten bleiben soll.

Das dritte Erfindungsziel ist die Entwicklung einer für die Veränderung des Hubvolumens der Hydropumpe und der Hydromotoren bestimmten einfachen, wirtschaftlichen und in dem Gehäuse unterzubringenden Steuerung, sowie einer elektrischen Betätigung hierfür, die eine einfache Anpassung an einen elektronischen Regler ermöglicht.

Das vierte Erfindungsziel ist in einer raumsparenden Anordnung einer Speisepumpe und einer Umlaufpumpe zu sehen.

Das fünfte Erfindungsziel betrifft eine vorteilhafte Anordnung eines Umsteuerventils und von Speise- und Überdruckventilen im Inneren des Getriebes und ohne besondere Erfordernisse für Hydraulikanschlüsse bei der Montage.

Das erfindungsgemässe hydrostatische Getriebe für die Übertragung der mechanischen Leistung einer Wärmekraftmaschine auf die Betätigungsorgane der Antriebsräder

409814/0786

eines Kraftfahrzeugs umfaßt eine Hauptpumpe, zwei Zylindertrommel-Axialkolbenhydromotoren mit versetzter Achse und verstellbarem Hubvolumen, Verbindungskanäle zwischen der Pumpe und den Hydromotoren, eine Untersetzungsvorrichtung für den Radantrieb, die gemeinsam von den beiden Hydromotoren angetrieben wird, eine Speisepumpe für die Verbindungszwege, Speise- und Überdruckventile, Steuerorgane für das Verstellen des Hubvolumens der Hauptpumpe und der Hydromotoren, ein mit Deckeln abgeschlossenes Hauptgehäuse, das auf einem Untersetzungsgetriebegehäuse befestigt ist, das seinerseits an der Wärmekraftmaschine angebracht ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptgehäuse aufweist:

einen Raum für die Untersetzungsmechanik, offen nach der Verbindungsseite mit dem Gehäuse der genannten Mechanik ,

einen Hauptpumpenraum, offen nach der der Verbindungsseite mit dem Gehäuse der Untersetzungsmechanik entgegengesetztenSeite, .

zwei Hydromotorenräume, symmetrisch zu der vertikalen Längsebene des Gehäuses, die durch die Mitte der Räume für die Pumpe und die Untersetzungsmechanik verläuft, wobei diese Räume sich zu den Seitenflächen des Hauptgehäuses öffnen,

einen Raum für die die Hydromotoren verbindende Welle, eine Verbindung zwischen den Hydromotorräumen herstellend und zu dem Raum für die Untersetzungsmechanik sich öffnend,

- einen Raum für den ö!vorrat, offen zu der Unterseite

409814/0786

des Hauptgehäuses.

Bei der Beschreibung des erfindungsgemässen Getriebes wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die folgendes darstellen:

Fig. 1 eine Schnittansicht des Gesamtgetriebes, geschnitten in der Ebene Al in Fig. 2, mit Teilschnitten längs der Linie A3 in Fig. 5;

Fig. 2 eine Draufsicht im Schnitt längs der Linie B in Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilschnitt in Richtung Dl nach Fig. H; Fig. 4 eine Aussenansint von oben, teilweise im Schnitt;

Fig. 5 eine Ansicht des Hauptgehäuses von der Seite F2 (Fig. 1) her nach der Abnahme der Deckel;

Fig. 6 und 7 Schnittansichten des Hauptgehäuses ohne Einbauten;

Fig. 8 eine Ausführungsvariante des Getriebes im Bereich der Untersetzungsmechanik.

Aus den Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß das hydrostatische Getriebe ein Hauptgehäuse 1 aufweist, in dem sich eine Hauptpumpe 2 und zwei Hydromotoren 3 und U befinden. Dieses Hauptgehäuse ist mit seiner Seite Fl an einem Gehäuse 5 einer Untersetzungsmechanik, etwa einem Differential angebracht, das seinerseits am

4 0 9- - γ.·,

Gehäuse der Wärmekraftmaschine 6 befestigt ist. Das Hauptgehäuse 1, das ohne Einbauten in den Fig. 6 und 7 wiedergegeben ist, besteht aus einem"ein Differential oder eine andere Untersetzungsmechanik aufnehmenden ersten Raum Ll, der mit seiner Verbindungsfläche Fl an das Differentialgehäuse grenzt, einem zweiten Raum L2 für die Hauptpumpe 2, der sich an seiner der Seite Fl gegenüberliegenden Seite F2 öffnet, einem"dritten bzw. vierten Raum L3 bzw. LM- für die Hydromotoren 3 bzw. 4 mit den seitlichen Öffnungsflächen F3 bzw. FH, symmetrisch zu der vertikalen Längsebene Al des Getriebes angeordnet, die ausserdem durch die Mitte der Räume Ll und L2 und durch die Achse der Welle 7 der Wärmekraftmaschine verläuft, einem die Verbindungswelle der Hydromotoren 3,4 aufnehmenden fünften Raum L5, der den dritten Raum L3 mit dem vierten Raum L4 verbindet und sich zum Differentialraum hin öffnet, und einem sechsten Raum L6, der zu der Unterseite F6 des Gehäuses offen ist und den ölbehälter darstellt.

Das Hauptgehäuse 1 ist verschlossen durch: einen an die Fläche F2 angebauten Pumpendeckel 8, zwei Motordeckel 9, 10, die symmetrisch sind und an den Flächen F3, FH anliegen, einen Bodendeckel 11 des Ölbehälters, angebracht an der Fläche F6 und den an der Fläche Fl angeordneten Differentialdeckel 5.

Daraus ergibt sich, daß das Getriebe in erster Linie für ein mit einer längsangeordneten Wärmekraftmaschine ausgerüstetes und einem üblichen Differential 12 versehenes Kraftfahrzeug konstruiert worden ist.

Die Hauptpumpe 2 und die Hydraulikmotoren 3, H sind bereits in der deutschen Patentanmeldung P 20 03 851.1 vom

409814/0786

28. Januar 1970 beschrieben worden, so daß Einzelheiten an dieser Stelle nicht erörtert zu werden brauchen. Es sei jedoch erwähnt, dß es sich um Pumpen und Motoren mit Zylindertrommel 13, Axialkolben 14 mit versetzter Achse, mit durch Schwenken der Zylindertrommel 13 gegenüber der Triebscheibe 15 veränderbarem Hubvolumen und mit in dem Deckel 8 vorgesehenen Ansaug- und Ausstoßöffnungen 16, 17 handelt.

Die Triebscheibe 15 stützt sich an einem Axiallager 18 und einem Radiallager 19 ab. Die Scheibe 15 wird von einer Welle 20 angetrieben, die ihrerseits ihren Antrieb über eine Welle 21 von der Motorwelle 7 der Wärmekraftmaschine über ein Zwischenstück 22 erhält, das in der Schwungscheibe 23 angeordnet ist. Die Zylindertrommel 13 läuft in einem Zylindertrommelträger 24 um, der um die Achse 25 der beiden Ausnehmungen 26, 27 (Fig. 4) des Hauptgehäuses in Nadelhülsen 28 verschwenkbar ist. Die ölaustrittsoff mangen 29-30 des Zylindertrommelträgers sind mit den Öffnungen 16-17 durch eine Gleitdichtung 31 und eine Zwischenplatte 32 verbunden, die an dem Deckel 8 befestigt ist (vgl. deutsche Patentanmeldung P 21 23 429.7 vom 12. Mai 1970). Ein Strömungsumsteuerventil 33 gemäß der deutschen Patentanmeldung P 21 62 919.6 vom 17. Dezember 1971 wird von einer Welle I angetrieben und bewirkt die Umsteuerung der Verbindungskanäle zwischen den Öffnungen 16, 17 und den Öffnungen 29, 30. Die Antriebswelle 20 für die Triebscheibe 15 der Hauptpumpe treibt gleichzeitig die Rotoren einer Speisepumpe 34 und einer Füllpumpe 35 für die Gehäuse und den ölumlauf an.

Bei den Pumpen 34, 35 handelt es sich um Flügel- oder Trommelpumpen. Die Pumpe 34 kann ein variables Hub-

4098U/0786

volumen und eine Förderdruckregelung besitzen, wie es in der deutschen Patentanmeldung P 20 17 036.9 vom 9. April 1970 beschrieben ist. Die Füllpumpe 35 kann konstantes Hubvolumen haben, denn ihr Förderdruck ist praktisch Null und führt keinen Energieverlust herbei.

Die Lagerungen 18, 19 und die Gehäuse der Pumpen 34 und 35 sind hintereinander in einer Bohrung 3 6 des Raumes L2 des Gehäuses 1 mit einer Versteifung 37 und den Verteilungsplatten 38, 39 der Pumpen 34 und 35 angeordnet. Ihre Anordnung wird durch einen gemeinsamen Überwurf 40 und ein Hohlteil 41 fixiert, das ausserdem auch als Druckleitung der Speisepumpe 34 dient.

Die Pumpen 34 und 35 saugen im tiefsten Teil des Behälters durch einen Ansaugkopf 42 an, der in einen Kanal 43 eingelassen ist, der Bestandteil des Gehäuses 1 ist. Der durch die Dichtung 45 (Fig. 2) in demRaum L5 der Verbindungswelie der Hydromotoren 3, 4 begrenzte Ringraum 44 und der Speisekanal 46 der Füllpumpe sind ebenfalls Bestandteil des Gehäuses 1.

Die Füllpumpe 35 fördert in den Raum L2 der Hauptpumpe durch eine im Mantel der Teile 18, 34, 38 angebrachte, nicht gezeichnete Nut.

Fig. 2 zeigt, daß die Motoren 3,4 ihrem Aufbau nach mit der Hauptpumpe 2 vergleichbar sind. Fast alle Bestandteile dieser Motoren stimmen genau mit denen der Pumpe überein, was den Vorteil/hat, daß die Investitionen für die Produktionsanlagen verringert werden.

Als wesentliche Unterschiede zwischen der Pumpe 2 und den Motoren 3 und 4 ist das Fehlen der Gleitdichtung 31

409814/0786

und die abweichende Ausführung der Scheiben 47, 47' anzusehen, die keine eigentlichen Axial- und Radiallager aufweisen.

Die Scheiben 47, 47· besitzen ein zylindrisches Endstück 49, das von einer Längsnut 50 abgeschlossen wird, die die Aufnahme der Scheiben in eine Hohlwelle 51 ermöglicht, in der sie drehfest untergebracht sind. Die Welle 51 ermöglicht, in der sie drehfest untergebracht sind. Die Welle 51 wird von zwei Kugellagern 52, 5 3 getragen, besitzt ein spiralverzahntes Ritzel 54 als Antrieb für das Tellerrad des Differentials 12 und nimmt eine als Parksperre wirkende Rillenscheibe 5 6 auf. Die Welle 51 verläuft axial bezüglich des Aussenkäfigs des Kugellagers 5 2 zwischen einer Schulter 5 7 des Raums L5 und einem Sicherungsring 5 8. Die Montierung enthält weiter zwei Abdichtungen 59, 60, die als einfache Metallscheiben mit geringem radialen Spiel ausgeführt sein können, da keine absolute Dichtheit erforderlich ist.

Der Axialdruck der Scheibe 47 wird auf die Welle 51 durch den Innenring des Kugellagers 5 2 und die an einer Schulter 61 der Welle 51 anliegende Rillenscheibe 56 übertragen; ihm wirkt entgegen der Axialdruck der Scheibe 47', der auf die Welle 51 über den Innenring des Kugellagers 53 und einen sich gegen das Ritzel 54 der Welle 51 stützenden Ring 62 übertragen wird. Da die Hubvolumina der Motoren 3,4 immer übereinstimmen, die weiter unten noch erläutert wird, gleichen sich die Axialdrücke der Scheiben vollständig aus. Das verbleibende axiale Ungleichgewicht der Welle 51, das auf die Axialkomponente des Verzahnungsdrucks auf das Ritzel 54 zurückzuführen ist, wird von den Kugellagern 5 2 und 53-aufgenommen. Die Radialdrücke der Scheiben 47, 47' und

409814/0786

die Radialkomponente der Verzahnungsdrücke auf ' das Ritzel 54 werden von den Kugellagern 5 2 und 53 aufgenommen.

Die Ansaug- und Ausstoßöffnungen 16, 17 der Hauptpumpe 2 stehen mit den Ansaug- und Ausstoßöffnungen 63, 64 des Motors 3 und den entsprechenden Ansaug- und Ausstoßöffnungen 63', 64¹ des Motors 4 durch zwei Kanäle 65, 6 6 des Deckels 8, zwei Kanäle 67, 68 des Hauptgehäuses und zwei Kanäle 69, 70, 69', 70' in den Deckeln 9 und 10 in Verbindung. Die Kanäle 65, 66 münden in öffnungen 71, 72 in der Seite des Deckels 8, in Übereinstimmung mit den öffnungen 73, 74 der Kanäle 67 und 68, die an der Fläche F2 des Gehäuses 1 ausmünden. Die Kanäle 69,70 des Deckels 9 münden an der Fläche F3 mit Öffnungen 75, 76 in Übereinstimmung mit den Öffnungen 77, 78 der Kanäle 67, 68 an der Fläche F3 des Gehäuses 1. Die Dichtungen 79, 80, 81, 82, 81', 82' sorgen für die Abdichtung zwischen dem Gehäuse 1 und den Deckeln 8, 9, 10 im Bereich der erwähnten Kanäle. Die Kanäle 65, 66 des Deckels 8 stehen in Verbindung mit Sicherheits- und Speiseventilen, die zusammen mit 83 bezeichnet sind, in dem Deckel 8 angeordnet sind und im übrigen der Beschreibung in der deutschen Patentanmeldung P 22 08 283.3 vom 22. Februar 1972 entsprechen. Ihre Verbindung mit der Speisepumpe 34 geschieht über den 'Kanal 84 in dem Deckel 8, den Kanal in dem Gehäuse 1, die Nut 86 des Hauptteils des Zylinders 87, den Kanal 88 des Gehäuses 1, das Hohlteil 41 und Kanäle in dem Lager 18.

Der unmittelbar auf das Gehäuse 1 gesetzte Zylinder 87 steuert die Verstellung des Hubvolumens der Hauptpumpe und der Hydromotoren mit Hilfe von Organen, die unter Zuhilfenahme der Fig. 3, 4, 5 beschrieben werden

4098H/078Ö

sollen.

Die Kolbenstange des Kolbens P ist mit einem Führungsteil 89 gekoppelt, das aus einer gestanzten Scheibe besteht, in der zwei Führungsnuten 90, 91 vorgesehen sind, in denen drei an sich bekannte Führungsrollen 92, 93,
94 laufen. Die Rolle 94 dreht sich um eine mit dem Zylindertrommelträger 24 der Hauptpumpe starr verbundene Achse 95. Die Rolle 92 dreht sich um eine mit einem
Bügel 9 7 starr verbundene Achse 96, und der Bügel 97
dreht sich seinerseits um zwei mit dem Gehäuse 1 starr verbundene Achsen 98, 99. Die Rolle 93, die die Führung des Führungsteils 89 bewirkt, dreht sich um eine Achse 100, die exzentrisch zu einer Achse 101 angeordnet ist, die sich in dem Gehäuse 1 dreht. Die Stellung der Rolle 93 läßt sich von aussen mit einem mit einer Feststellschraube 103 versehenen Kurbelarm 102 verändern. Zwei
Schwingarme 104, 104' verbinden den Bügel 97 starr mit den Zylindertrommelträgern 105, 105' der hydromotoren 3, 4 mittels Kugelköpfen 106, 107, 106», 107¹ derart, daß die Neigung des Bügels 97 die Änderung des Hubvolumens für die beiden Motoren steuerte

Die Form der Führungsnuten 90, 91 in dem Führungsteil ermöglicht die Regelung des Hubvolumens der Pumpe 2 und der Motoren 3, 4 in Abhängigkeit von der Verschiebung
der Kolbenstange des Kolbens P nach Maßgabe einer vorher festgelegten Beziehung. In einem ersten Schritt kann man insbesondere das Hubvolumen der Pumpe von Null bis zu
ihrem maximalen Hubvolumen verändern. Diese Beziehung
ist bei der Ausführungsform nach Fig. 3 gewählt worden. Wenn die Kolbenstange des Zylinders 87 vollständig zurückgezogen ist, befindet sich die Rolle 94 in ihrer
höchsten Stellung 108 und der Zylindertromme!träger 24

409814/0786

hat die Neigung Null, die in Fig. 1 gestrichelt angegeben ist. Die Rolle 92 bleibt in ihrer Stellung, ebenso wie der Bügel 97, so daß die Hydromotoren mit ihrem größten Hubvolumen arbeiten. Wenn die Kolbenstange aus dem Zylinderhauptteil heraustritt, behält das Hubvolumen der Motoren seinen Höchstwert, denn die Rolle 92 befindet sich an einer Stelle der Nut 90, an der diese parallel zur Verschiebungsrichtung des Führungsteils 89 verläuft. Demgegenüber befindet sich die Rolle 94 zunächst in dem geneigten Abschnitt der Nut 91 und geht dann allmählich in aus der Lage 108 in die in Fig. 3 gezeichnete Lage über, die dem maximalen Hubvolumen der Pumpe 2 entspricht.

Wenn die Kolbenstange des Zylinders sich weiter aus dem Gehäuse des Zylinders 87 herausbewegt, behält die Pumpe ihr maximales Hubvolumen, denn die Rolle 94 befindet sich jetzt an einer Stelle der Nut 91, an der diese parallel zu der Verschiebungsrichtung des Führungsteils verläuft. Demgegenüber erreicht nun die Rolle 92 die Schrägfläche in der Nut 90, so daß sie sich fortlaufend in Richtung gegen den Pfeil V bewegt, ebenso der Bügel 97, wodurch eine Verringerung der Neigung des Zylindertrommelträgers 105 und damit des Hubvolumens der Hydromotoren herbeigeführt wird. Die Verschiebung der Kolbenstange des Zylinders hängt von dem Druck in der grossen Kammer 109s des Zylinders ab.

Der kleinen Kammer 109i des Zylinders wird ständig der Druck der Speisepumpe 34 über eine Leitung 110 zugeführt, die die Kammer 109i mit der Nut 86 verbindet. Mit einer Nut 111, die um den Kolben P läuft, wird die obere Kammer 109s des Zylinders versorgt. Ein an sich bekanntes Magnetventil 112 dient zum Regeln des Drucks in der Kammer 109s durch Einstellen der Querschnittsfläche der Ent-

409814/0786

leerungsoffηung 113 nach Maßgabe des elektrischen Steuerstroms. Das durch die Öffnung 113 aus der Kammer 109s austretende Öl kehrt durch die Leitung 114 des Hauptteils des Zylinders 87 und eine öffnung 155 des Gehäuses 1 in dieses zurück.

Man kann die Bewegungen des Zylinders auch durch zwei dem Magnetventil 112 ähnliche Magnetventile steuern, von denen das erste bei Erregung die Kammer 109s mit dem Speisedruck verbindet, während das zweite bei Erregung die Kammer 109s mit dem Vorratsbehälter verbindet. Dieses Vorgehen ist zwar aufwendiger, sorgt aber für eine stabile Lage des Zylinders in Abwesenheit eines Erregerstroms.

In den Fig. 3 und U sind ausserdem die Bauteile gezeichnet, die für die Betätigung der Parksperre erforderlich sind. Ein erster, in dem Raum Ll angeordneter Hebel kann sich um eine Achse 119 drehen und sein Ende 117 greift in eine Kerbe der mit der Welle der Hydromotoren (Fig. 2) starr verbundenen Scheibe 5 6 ein. Der Hebel wird von einem zweiten gebogenen Hebel 120 betätigt, an den ein dritter Hebel 118 angelenkt ist, der mit dem Wähler am Armaturenbrett des Fahrzeugs verbunden ist. Dazu wird eine Öffnung benutzt, die die Verbindung zwischen den Räumen Ll und L5 herstellt.

Die Betätigung des Hebels 120 läßt sich leicht mit der Betätigung des Steuerhebels I für die Förderrichtung der Pumpe 2 verbinden.

Man erkennt, daß bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die inneren Volumina des Gehäuses, die dem Raum L2 für die Pumpe und den Räumen L3, LM- für die

409814/0786

— Ib —

Hydromotoren entsprechen, untereinander durch die Durchlässe der Schwingarme 104 - 104·' -verbunden und von den anderen Volumina und insbesondere von dem den Ölbehälter darstellenden Volumen durch Leckverluste verhindernde Elemente abgetrennt sind. Der Pumpenraum ist nämlich mit dem Differentialraum nur durch die Antriebswelle 20 der Scheibe 15 der Pumpe verbunden. Das Axiallager 18 kann ein begrenztes Spiel haben und eine Spiralnut auf der Welle 20, erlaubt bei richtiger Orientierung im Hinblick auf deren Drehrichtung die Begrenzung des Leck· verlusts des Raums L2 der Pumpe gegenüber dem Differentialraum.

Die Räume L3, L4 der Motoren 3, 4, die über den Durchlaß der Kurbelschwingen 104 - 104' mit dem Raum L2 der Pumpe in Verbindung stehen, sind im Bereich der Treibscheiben 47, 47' durch die Dichtungen 59, 60 verschlossen« Da die Füllpumpe 35 in den Pumpenraum L2 fördert, werden dieser Raum und die Motorräume L3, L4 während des Betriebs des Fahrzeugs gefüllt.

Beim Stillstand der Wärmekraftmaschine entleeren die Räume L2, L3, L4 sich allmählich. Das Gehäuse 1 weist in dem oberen Teil des Raums der Hauptpumpe 2 eine nicht gezeichnete Austrittsöffnung auf, die als "Oberlauföffnung" dient. Der Rücklauf zum Vorratsbehälter kann durch eine aussenliegende Leitung oder durch einen eingegossenen Kanal erfolgen. Der Austritt aus dem Überlauf kann evtl. über ein Filter und einen Kühler geleitet werden.

Die Füllpumpe 35 kann auch an eine andere Stelle des Gehäuses gesetzt und mit einem.Elektromotor betrieben werden, der anläuft, wenn der Fahrer die Zündung einschaltet,

409814/0766

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind:

- das Hauptgehäuse 1, das durch die Deckel 8, 9 und 10 verschlossen wird, dient zur Unterbringung der Pumpe, der Hydromotoren und der Welle für das Antriebsritzel des Differentials, und alle unter Druck stehenden Kanäle sind mit den Gehäusewänden und den Deckeln vereinigt; damit ist das erste Erfindungsziel erreicht;

- die Anordnung mit den einander gegenüberstehenden Scheiben 47 und 4-7' der Hydromotoren in einer gemeinsamen Welle 51 erlaubt den axialen Druckausgleich der genannten Scheiben und macht die entsprechenden Lagerungen entbehrlich. Daraus ergibt sich ein wesentlicher Zuwachs an Nutzeffekt und an Betriebslebensdauer des Getriebes; damit ist das zweite Erfindungsziel erreicht;

- die Regeleinrichtungen für das Hubvolumen der Pumpe und der Motoren, gebildet durch das Führungsteil 89, den Bügel 97 und die Schwingarme 104, 104', liegen innerhalb des Gehäuses 1; die elektrische Steuerung durch das Magnetventil 112 und den Zylinder 87 ist einfach, platzsparend und erlaubt die Anwendung unterschiedlicher Regelungsbedingungen durch Änderung der Führungsnuten 90 und 91; damit ist das dritte Erfindungsziel erreicht;

- Ferner zeigt sich, daß die Speisepumpe 34 und die Füllpumpe 35 nur sehr wenig Platz einnehmen, wie es dem vierten Erfindungsziel entspricht.

Ausserdem nehmen auch das Umsteuerventil 33 und die Speise- und Überdruckventile 8 3, die am Deckel 8 zusammengefaßt sind, nur wenig Platz ein und erfordern keine aussenliegenden Hydraulikanschlüsse, wie es dem funten Erfindungsziel entspricht.

409814/0786

Schließlich sieht man auch, daß das Gehäuse einfach, in begrenztem Umfang und mit Transfermaschinen in Großserie zu bearbeiten ist. Beispielsweise gestattet die Schulter des Raums L5 und die Schulter am Grunde des Raums L2 die gleichzeitige Bearbeitung aller Durchmesser mit Hilfe einer Vielwerkzeugspindel.

Der Zusammenbau ist unkompliziert, insbesondere hinsichtlich aller Hydraulikteile, die man einzeln zusammensetzt und dann zusammengebaut in dem Gehäuse montiert.

Bei einer in Fig. 8 gezeigten AusfuhrungsVariante der Untersetzungsmechanik sind die Wellen 200 der Hydromotoren 201 voneinander unabhängig. Die Wellen 200 werden von zwei Lagern 202, 203 aufgenommen und durch Nuten 205 von den Scheiben 204 aus, die mit der Scheibe 15 der Hauptpumpe übereinstimmen, angetrieben. Wie bei der Hauptpumpe weisen die Scheiben 204 Axiallager 206 und Radiallager 207 auf. Das Lager 206 stützt sich über eine Scheibe 208 an dem Gehäuse ab. Jeder Welle 200 besitzt eine Verzahnung 209, die mit der entsprechenden Verzahnung eines Untersetzungszahnrades 210 kämmt, das von zwei Lagern 212, 211 geführt wird, und das Zahnrad steht unmittelbar mit den Antriebsorganen 213 für die Räder in Verbindung.

Die Motoren 201, die Wellen 200, die Zahnräder 209, 210 und die Lager sind symmetrisch in Bezug auf die oben definierte Ebene Al angeordnet.

Die abgewandelte Bauweise hat den Vorteil, daß ein

40981.4/0706

mechanisches Differential entfällt. Die von den oben beschrxebenen Leitungen parallel gespeisten Hydromotoren haben die Wirkung eines Differentials.

Patentansprüche:

4098U/0786

Claims

Patentan Sprüche

Hydrostatisches Getriebe für die Übertragung der mechanischen Leistung einer Wärmekraftmaschine auf die Betätigungsorgane der Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs, mit einer Hauptpumpe (2), zwei Zylindertrommel-Axialkolbenhydromotoren (3, 4) mit versetzter Achse und verstellbarem Hubvolumen, Verbindungskanälen zwischen der Pumpe und den Hydromotoren, einer Untersetzungsvorrichtung für den Radantrieb, die gemeinsam von den beiden Hydromotoren angetrieben wird, einer Speisepumpe für die Verbindungswege, Speise- und Überdruckventilen, Steuerorganen für das Verstellen des Hubvolumens der Hauptpumpe und der Hydromotoren, einem mit Deckeln abgeschlossenen Hauptgehäuse (1), das auf einem Untersetzungsgetriebegehäuse befestigt ist, das seinerseits an der Wärmekraftmaschine angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptgehäuse aufweist:

- einen Raum (Ll) für die Untersetzungsmechanik, offen nach der Verbindungsseite (Fl) mit dem Gehäuse (5) der genannten Mechanik,

- einen Hauptpumpenraum (L2), offen nach der der Ver bindungsseite (Fl) mit dem Gehäuse (5) der Untersetzunge· mechanik entgegengesetzten Seite (F2),

- zwei Hydromotorenräume (L3, Lt), symmetrisch zu der vertikalen Längsebene (Al) des Gehäuses (1), die durch die Mitte der Räume für die Pumpe und die Untersetzungs-

409814/0788

2304463

mechanik verläuft, wobei diese Räume (L3, L4) sich zu den Seitenflächen (F3, F4-) des Hauptgehäuses (1) öffnen,

- einen eine Verbindung zwischen den Hydromotorräumen (L3, L¹O herstellenden Raum (L5) für die Hydromotorenwellen, der sich zu dem Raum für die Untersetzungsmechanik öffnet,

einen Raum (L6) für den Ölvorrat, offeryzu der Unterseite (F6) des Hauptgehäuses (1).

Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Fluidverbindungen zwischen der Pumpe (2) und den Hydromotoren (3, 4) durch Kanäle (67, 68) gebildet wird, die in dem Hauptgehäuse (1) ausgebildet sind und jeweils zwei Öffnungen (77, 78, 77¹, 78') verbinden, die auf den Flächen (F3, F4) der· Motorräume symmetrisch zu der vertikalen Längsebene (Al) des Gehäuses (1) angeordnet sind, wobei jeder dieser Kanäle ausserdem mit einer der beiden öffnungen (7 3, 74) verbunden ist, die auf der Fläche (F2) des Gehäuses liegen, die dem Pumpenraum (L2) entspricht.

3. Hydrostatisches Getriebe nach Arepruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (F2) des Hauptgehäuses, in die der Pumpenraum (L2) sich öffnet, durch einen Deckel (8) verschlossen ist, der zwei Kanäle (65, 66) enthält, die die Austrittsöffnungen (16, 17) der Pumpe an zwei Kanäle (67, 68) anschließt, die in die Verbindungsebene- des genannten Deckels in Obereinstimmung mit den öffnungen (7 3, 74) des Hauptgehäuses münden, wobei die letzteren

«Q98U/0786

in der Fläche (F2) des Gehäuses liegen, die dem Pumpenraum entspricht.

4. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptgehäuse an jeder Motorraumfläche (F3, F4) mit einem Deckel (9, 10) verschlossen ist, der zwei Kanäle (69, 70, 69', 70^f) enthält, die die Austrittsöffnungen (6 3, 64, 63^f, 64·) des Motors (3, 4) an Öffnungen (75, 76) anschliessen, die auf der Deckelfläche gegenüber den Mündungen (77, 78, 77', 78') des Hauptgehäuses angeordnet sind und auf den Flächen (F3, F4) in Übereinstimmung mit den Motorräumen (L3, L4) liegen.

5. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptgehäuse (1) einen Zylinder (87) für den Antrieb eines Führungsteils (89) mit Führungsnuten (90, 91) trägt, das sich in dem Raum (L2) für die Pumpe befindet, wobei die eine Nut die Verstellung des Hubvolumens der Pumpe steuert, während die Steuerung der Verstellung des Hubvolumens der Motoren gleichzeitig durch die andere Nut und durch zwei Schwingarme (104, 104·) erfolgt, die an einen Bügel (97) veränderbarer Neigung angeschlossen sind, der die Pumpe umgibt und um eine starr in dem Hauptgehäuse liegende Achse verschwenkbar ist.

6. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszylinder für das Führungs·

409814/0786

teil durch den Speisedruck der Hauptpumpe gespeist wird, wobei innerhalb des Gehäuses verlaufende Kanäle benutzt werden und daß die Bewegung des Zylinders durch mindestens ein Magnetventil geregelt wird, das die ölmenge in einer der Zylinderkammern nach Maßgabe von dem Magnetventil zugeleiteten Erregungssignalen ändert.

7. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (8) der Pumpe in an sich bekannter Weise mit einer Aufnahme für ein Umsteuerventil (33) für die Pumpenförderung zwischen den Austrittsöffnungen (16, 17) der Hauptpumpe und den Verbindungskanälen (65, 66) der genannten Austrittsöffnungen (71, 72) an den öffnungen der Fläche des genannten Deckels versehen ist.

8. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel der Hauptpumpe mit einer Aufnahme für Speise- und Überdruckventile (83) versehen ist, die an die Verbindungskanäle (65, 66) an den Austrittsöffnungen der Pumpe angeschlossen sind.

9. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (2) der Hauptpumpe und die Räume (L3, IA) der Hydromotoren von den anderen Räumen durch Leckverluste verhindernde Organe abgetrennt sind.

10. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine in dem Raum der Hauptpumpe un-

4G98U/G786

tergebrachte Speisepumpe (34) von der Antriebswelle (20) der genannten Hauptpumpe angetrieben wird.

11. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine in dem Raum (L2) der Hauptpumpe untergebrachte Umlaufpumpe (35) von der Antriebswelle (20) der.Hauptpumpe angetrieben wird und das Füllen der jeweiligen Räume der Hauptpumpe und der Hydromotoren bewirkt.

12. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibscheiben (47, 47') der Hydromotoren symmetrisch in die beiden Enden einer die beiden Motoren verbindenden Welle (51) eingebaut sind und daß diese Welle das Antriebsritzel für das Tellerrad eines Differentials trägt.

13. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungswelle (51) der beiden Hydromotoren eine Rillenscheibe (56) als Parksperre aufweist, und daß ein Hebel (116) in dem Differentialraum (Ll) vorgesehen und mit einer Schwenkachse (119) in dem Gehäuse angebracht ist, wobei ein Ende dieses Hebels durch eine Verbindungsöffnung zwischen dem Differentialraum und dem Raum für die Aufnahme der Verbindungswelie der Motoren in eine der Rillen der Scheibe (56) eingreifen kann.

4098U/078S

14. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Welle (200) der Hydromotoren (201) mit einem Zahnrad (209) versehen ist, das mit einem Zahnrad (210) kämmt, das mit den AntriebsOrganen für die Räder starr verbunden ist.

Der Patentanwalt

409814/0786

ι *l · Leerseite