DE1181562B - Stufenlos regelbarer hydrostatischer Antrieb fuer Fahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 62 d

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche KL: 63 c-34/01

1181562
P 29955II/63 c
3. August 1962
12. November 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen stufenlos regelbaren hydrostatischen Antrieb für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer von der Brennkraftmaschine des Fahrzeuges angetriebenen Pumpe, die einen hydrostatischen Motor mit Druckmittel beaufschlagt, wobei die Pumpe und der hydrostatische Motor durch Schrägkolbeneinheiten mit radial gerichteten und im Winkel zur Drehachse angeordneten Arbeitszylindern gebildet werden und die Pumpe unmittelbar mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, während der hydrostatische Motor den Achsantrieb des Fahrzeuges antreibt und die den sternförmig angeordneten Arbeitszylindern zugeordneten Kolben der Pumpe sich auf einem Vieleckkörper abstützen, der durch das im Getriebegehäuse des hydrostatischen Antriebes angeordnete Schwungrad der Brennkraftmaschine gebildet wird; nach Patent 1167 663.

Nach dem Hauptpatent ist für die Antriebsverbindung zwischen der Brennkraftmaschine und der Pumpe des hydrostatischen Antriebs bzw. dem hydrostatischen Motor desselben und seiner zugeordneten Abtriebstrommel ein Nabenteil mit radial nach auswärts geneigten Zylindern vorgesehen, in die sich Arbeitskolben erstrecken, die im Schwungrad bzw. in der Abtriebstrommel verschiebbar gehalten sind. Da die Kolben-Zylinder-Einheiten neben einer hin- und hergehenden Bewegung beim Umlauf des Schwungrades einem seitlichen Verschiebe- und Ausknickmoment unterworfen sind, müssen eine Vielzahl von Passungen, Dichtleisten usw. vorgesehen werden, was einen großen Arbeitsaufwand erfordert, so daß der hydrostatische Antrieb in der Herstellung entsprechend teuer ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die KoI-ben-Zylinder-Einheiten durch einfache und betriebssichere Mittel zu ersetzen, um damit die Herstellungskosten des hydrostatischen Antriebs zu verringern.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die gegen die Nabenteile von Pumpe und hydrostatischem Motor zu offenen Arbeitszylinder des hydrostatischen Antriebes durch an sich bekannte nachgiebige Hülsen gebildet werden, die auswechselbar zwischen dem umlaufenden Schwungrad der Brennkraftmaschine bzw. der Abtriebstrommel und den Nabenteilen des hydrostatischen Antriebes angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird eine erhebliche Vereinfachung des hydrostatischen Antriebes erreicht, wie auch die Montage und Überholung desselben in einfacher Weise durchzuführen ist und keine hohen Anforderungen an die Wartung stellt.

Es ist zwar bekannt, die Kolben von hydraulischen Stufenlos regelbarer hydrostatischer Antrieb
für Fahrzeuge

Zusatz zum Patent: 1167 663

Anmelder:

Dr.-Ing. h. c. F. Porsche K. G.,
Stuttgart-Zuffenhausen, Spitalwaldstr. 2

Als Erfinder benannt:
Karl Rabe, Korntal (Württ.)

Arbeitszylindern unter Vermittlung festhaftender Gummihülsen mit der ZyUnderwandung zu verbinden, wodurch ineinandergleitende Teile vermieden sind. Ferner ist es zur Übertragung von Drehbewegungen bekannt, mit Flüssigkeit gefüllte Balge zu verwenden, die sternförmig zueinander angeordnet sind. Es handelt sich jedoch um auf Wärmeeinflüsse ansprechende Übertragungselemente, die mit dem hydrostatischen Antrieb nach der Erfindung nicht vergleichbar sind.

Die elastische Hülse ist gemäß einem Merkmal der Erfindung festhaftend zwischen einer formsteifen Kappe und einem hohlen Bolzen angeordnet, der mit den Nabenteilen der Pumpe und des hydrostatischen Motors in treibender Verbindung steht, während die Kappe kraftschlüssig mit dem Schwungrad der Brennkraftmaschine bzw. dem Abtriebsteil verbunden ist. Diese Ausbildung gestattet auch unter hohen Belastungen des hydrostatischen Antriebes einen einwandfreien Betrieb desselben, ohne größere Abmessungen in Kauf nehmen zu müssen. Ist erfindungsgemäß am Boden der Kappe eine in Abhängigkeit des Öldruckes intermittierend arbeitende Schmiervorrichtung angebracht, so werden ohne aufwendige Vorkehrungen günstige Gleiteigenschaften an der einzig noch vorhandenen Gleitfläche geschaffen. An Stelle einer auf Schub beanspruchten Hülse kann vorteilhaft auch eine Ausführung gewählt werden, bei der die den Arbeitszylinder bildende Hülse aus einem zwischen Endteilen befestigten, in Achsrichtung vorgespannten Zylinder gleicher Wandstärke besteht, der mit einer Versteifungseinlage versehen sein kann.

In den Zeichnungen, die zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulichen, ist

409 727/250

F i g. 1 ein Mittellängsschnitt durch einen hydrostatischen Antrieb nach der Erfindung für einen Schlepper mit nachgiebigen Verdrängerkörpern, wobei die An- und Abtriebsseite des hydrostatischen Antriebes vereinfacht dargestellt ist,

F i g. 2 ein Querschnitt nach der Linie II-II der F i g. 1 durch die Pumpe des hydrostatischen Antriebes in einer wirksamen Arbeitsstellung und

' F i g. 3 ein Querschnitt durch die Pumpen einer anderen Ausführung des hydrostatischen Antriebes,

Die angedeutete Brennkraftmaschine 1 des im einzelnen nicht dargestellten Schleppertriebwerks besitzt eine Kurbelwelle 2 mit einem Befestigungsflansch 3 für das Schwungrad 4. Koaxial zum Schwungrad 4 ist ein hydrostatischer Antrieb 5 angeordnet, der aus einer Pumpe 6 und einem hydrostatischen Motor 7 besteht. Zwischen der Pumpe 6 und dem hydrostatischen Motor 7 ist ein Steuerspiegel 8 angeordnet, der mit einer Zwischenwand 9 des Antriebes aus einem Stück besteht. Die Pumpe 6 besitzt ein Nabenteil 10, das unter Vermittlung eines Wälzlagers 11 in einer Steuerschwinge 12 relativ zum Schwungrad 4 verstellbar gehalten ist. Die Stuerschwinge 12 ist um einen Bolzen 13 schwenkbar in der Zwischenwand 9 ge-Nabenteil 26 des hydrostatischen Motors und ist durch die hohle Abtriebswelle 32 zum Schlepperende geführt.

In der F i g. 1 ist der Nabenteil 10 durch die Steuerschwinge 12 in der Null-Stellung, d. h. koaxial zur Kurbelwelle gehalten. Wird in dieser Stellung die Brennkraftmaschine in Betrieb gesetzt, so gelangt durch eine nicht gezeigte, von der Brennkraftmaschine angetriebene Füllpumpe über eine Leitung 34 Druckmittel in die Ausnehmung 21 des Steuerspiegels und strömt von dort über die Bohrungen 20 des Nabenteiles 10 in die Arbeitsräume 19 der einzelnen Verdrängerkörper 14, wodurch für die kraftschlüssig von der Kurbelwelle angetriebene Pumpe des hydrostatischen Antriebes Druckbereitschaft besteht.

Zur Inbetriebnahme des Fahrzeuges wird durch eine nicht gezeigte hydraulische Stellvorrichtung die Steuerschwinge 12 verschwenkt. Kommt dadurch beispielsweise für die Vorwärtsfahrt der Nabenteil 10 außermittig zu den Gleitflächen 24 des Schwungrades 4 zu liegen (F i g. 2), so beginnt die Pumpe zu fördern, indem das von den Verdrängerkörpern 14 in die Arbeitsräume 19 angesaugte Druckmittel (untere Bildhälfte der F i g. 1) auf der gegenüberliegenden

halten. In dem Nabenteil 10 sind fünf am Umfang 25 Seite (obere Bildhälfte der F i g. 1) über die Bohrungleichmäßig verteilte elastische Verdrängerkörper 14 gen 20 durch den Steuerkanal 22 des Steuerspiegels 8 befestigt, deren Achsen einen Winkel« zur Drehachse
des Nabenteiles 10 einschließen. Die elastischen Ver

drängerkörper 14, von denen jeder gleich ausgebildet ist, bestehen aus einer Hülse 15 aus Gummi, die an ihrem äußeren Umfang festhaftend mit einer formsteifen Kappe 16 aus Blech verbunden ist. An der Innenfläche der Hülse 15 ist ein Gewindebolzen 17 festhaftend angebracht. Der Gewindebolzen 17 ist in dem Nabenteil 10 eingeschraubt und besitzt eine Ausnehmung 18. Der Raum, der durch die Ausnehmung 18 und den Boden der Kappe 16 begrenzt ist, bildet einen Arbeitsraum 19 für das hydraulische Mittel. Die Arbeitsräume 19 der einzelnen Verdrängerkörper 14 stehen über Bohrungen 20 in dem Nabenteil 10 mit Steuerkanälen 21 und 22 des Steuerspiegels 8 in Verbindung. Die den Arbeitsraum 19 begrenzende Kappe 16 kommt mit ihrer Bodenfläche 23 verschiebbar an Gleitflächen 24 des Schwungrades 4 zu liegen, das zu diesem Zweck mit einer vieleckigen Ausnehmung 25 versehen ist.

Der hydrostatische Motor 7 des hydrostatischen Antriebes umfaßt gleichfalls einen Nabenteil 26, der am Steuerspiegel 8 anläuft und in einem zylindrischen Ansatz 27 der Zwischenwand 9 drehbar gehalten ist. Die Lagerung ist derart gewählt, daß der Nabenteil 26 konstant um das Maß e exzentrisch zur Kurbelwellenachse umläuft. Der Nabenteil ist gleichfalls mit einer der Pumpe entsprechenden Anzahl von Ver- und Bohrungen 26' in dem Nabenteil 26 zu den Verdrängerkörpern 14' des hydrostatischen Motors gepreßt wird. Die Verdrängerkörper 14' stützen sich in Umfangsrichtung auf der Abtriebstrommel 28 ab und setzen diese in Umlauf. Die Abtriebstrommel 28 treibt über die Nabe 30 die Hohlwelle 32 und damit die Hinterräder des Schleppers an.

Da jeder Stellung der Steuerschwinge 12 relativ zu einer Ausgangslage (0-Stellung in Fig. 2) ein bestimmter Förderhub der Verdrängerkörper 14 der Pumpe zugrunde liegt, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit stufenlos verstellt werden. Um eine übermäßige Abnutzung der Gleitflächen zwischen dem Schwungrad 4 und dem Nabenteil 10 der Pumpe bzw. der Abtriebstrommel 28 und den Nabenteil 26 des hydrostatischen Motors zu vermeiden, ist an der Bodenfläche 23 jeder Kappe 16 der Verdrängerkörper eine Schmiervorrichtung vorgesehen. Die Schmiervorrichtung besteht aus einem an sich bekannten federbelasteten Schieber 35, der auf einem bestimmten Öldruck im Arbeitsraum 19 eingestellt ist. Bei hohen Öldrücken sowie während der Saugperiode der umlaufenden Verdrängerkörper sind die Schmierbohrungen 36 nach außen geschlossen, so daß kein öl zu den Gleitflächen austritt.

Zur Rückwärtsfahrt des Schleppers wird die Steuerschwinge 12 mit Bezug auf die Zeichnung der F i g. 2 nach rechts bewegt, wodurch die Saug- und

drängerkörpem 14' gleicher Ausbildung versehen. Die 55 Druckseite der Pumpe vertauscht wird, was eine Um-Verdrängerkörper 14' arbeiten mit einer Abtriebs- kehrung des Arbeitsspiels des hydrostatischen Motors tommel 28 zusammen. Die Abtriebstrommel 28 be- zur Folge hat.
sitzt eine im angedeuteten Gehäuse 29 drehbar gelagerte Nabe 30, die sich in der Kurbelwellenachse

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erstreckt und mit einer Innenverzahnung 31 versehen ist. Mit der Innenverzahnung 31 ist eine Hohlwelle 32 im Eingriff, von der aus der Antrieb der Hinterräder des Schleppers erfolgt.

Für den Antrieb von landwirtschaftlichen Geräten ist eine Zapfwelle 33 vorgesehen. Die Zapfwelle steht unmittelbar mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in treibender Verbindung, durchsetzt den Nabenteil 10 der Pumpe, den Steuerspiegel 8, den In der F i g. 3 ist an Hand eines Querschnittes durch die Pumpe eines hydrostatischen Antriebes eine Ausführung gezeigt, bei der die Verdrängerkörper durch nachgiebige Zylinder gebildet werden. Die übrigen Teile entsprechen dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel und sind mit denselben, jedoch mit einem Index versehenen Bezugszeichen bezeichnet.

Der Nabenteil 10', der relativ zum Schwungrad 4' verstellbar gehalten ist, besitzt Ansätze 37, an denen fünf gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Verdrängerkörper 38 befestigt sind. Die Verdränger-

körper 38 bestehen aus zylindrischen Hülsen 39 gleicher Wandstärke aus Gummi. In die Hülsen sind Versteifungseinlagen 40 in Form von federnden Stahldrahtlitzen eingebettet. Die Stirnflächen der in Achsrichtung vorgespannten Hülsen sind festhaftend mit Endteilen 41 und 42 verbunden. Der Endteil 41 ist mit einem Gewindestück 43 versehen mit dem er in den Ansatz 37 des Nabenteiles 10' eingeschraubt ist und besitzt eine Anschlußbohrung 44 für die in dem Nabenteil 10' angeordnete Bohrung 20'. Der Endteil 42 ist entsprechend der Ausnehmung 25' des Schwungrades 4' gekrümmt und mit einem in den Arbeitsraum 45 ragenden Kopf 46 versehen. In den Kopf 46 ist eine Schriaube47 eingesetzt, die das Schwungrad 4' radial durchsetzt und zur Befestigung der Hülse 39 dient.

Die Wirkungsweise dieser Ausführung entspricht dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, in dem das von der Pumpe geförderte Druckmittel durch die Verdrängerkörper 38 zum hydrostatischen ao Motor des Antriebes gepreßt wird, der die gleiche Ausbildung aufweist wie die Pumpe.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. An Stelle von zylindrischen Verdrängerkörpern können auch sphärisch gekrümmte Elastikkörper verwendet werden. Des weiteren können die nachgiebigen Mittel aus entsprechend belastbaren Kunststoffen bestehen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Stufenlos regelbarer hydrostatischer Antrieb für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer von der Brennkraftmaschine des Fahrzeuges angetriebenen Pumpe, die einen hydrostatischen Motor mit Druckmittel beaufschlagt, wobei die Pumpe und der hydrostatische Motor durch Schrägkolbeneinheiten mit radial gerichteten und in Winkel zur Drehachse angeordneten Arbeitszylindern gebildet wird, und die Pumpe unmittelbar mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, während der hydrostatische Motor den Achsantrieb des Fahrzeuges antreibt und die den sternförmig angeordneten Arbeitszylindern zugeordneten Kolben der Pumpe sich auf einen Vieleckkörper abstützen, der durch das im Getriebegehäuse des hydrostatischen Antriebes angeordnete Schwungrad der Brennkraftmaschine gebildet wird, nach Patent 1167 663, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen die Nabenteile (10 und 26 bzw. 10') von Pumpe (6) und hydrostatischem Motor (7) zu offenen Arbeitszylinder des hydrostatischen Antriebes durch an sich bekannte nachgiebige Hülsen (15 bzw. 39) gebildet werden, die auswechselbar zwischen dem umlaufenden Schwungrad (4 bzw. 4') der Brennkraftmaschine bzw. der Abtriebstrommel (28) und den Nabenteilen (10 und 26 bzw. 10') des hydrostatischen Antriebes angeordnet sind.

2. Stufenlos regelbarer hydrostatischer Antrieb für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Hülse (15) festhaftend zwischen einer formsteifen Kappe (16) und einem hohlen Bolzen (17) angeordnet ist, der mit den Nabenteilen (10 und 26) der Pumpe (6) und des hydrostatischen Motors (7) in treibender Verbindung steht, während die Kappe (16) kraftschlüssig mit dem Schwungrad (4) der Brennkraftmaschine bzw. dem Abtriebsteil (28) verbunden ist.

3. Stufenlos regelbarer hydrostatischer Antrieb für Fahrzeuge nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (23) der Kappe (16) eine in Abhängigkeit des Öldrucks intermittierend arbeitende Schmiervorrichtung (35, 36) angebracht ist.

4. Stufenlos regelbarer hydrostatischer Antrieb für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Arbeitszylinder bildende Hülse (39) aus einem zwischen Endteilen (41 und 42) befestigten, in. Achsrichtung vorgespannten Zylinder gleicher Wandstärke besteht, der mit einer Versteifungseinlage (40) versehen sein. kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1054 300;
französische Patentschrift Nr. 846 932;
USA.-Patentschriften Nr. 2392279, 2297 610.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 727/250 11.64 © Bundesdruckerei Berlin