DE1111520B - Hydrostatisches Getriebe, insbesondere zum Einbau in ein Kraftfahrzeugrad - Google Patents

Description

• Hydrostatisches Getriebe, insbesondere zum Einbau in ein Kraftfahrzeugrad Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Getriebe, insbesondere zum Einbau in ein Kraftfahrzeugrad, mit mehreren mit der Radnabe verbundenen, sternförmig um diese herum angeordneten radialen Armen, die je einen Teil einer Zylinderkolben-Einheit tragen, deren anderer Teil unter der Wirkung einer den Einheiten unter hohem Druck nacheinander zugeführten Flüssigkeit, auf einen feststehenden, die Radnabe umgebenden Kurvenkörper einen radialen Druck ausübt, dessen Rückwirkung die Nabe in Umdrehung versetzt, wobei zwischen jeder Zylinder-Kolben-Einheit und dem Kurvenkörper zwei parallel zur Achse der Nabe verlaufende Lagerzapfen geschaltet sind, die mit dem auf den Kurvenkörper drückenden Teil der Zylinder-Kolben-Einheit in Wirkverbindung stehen, an dessen beiden Seiten liegen und je zwei Rollen tragen, von denen eine auf dem feststehenden Kurvenkörper und die andere in einer mit der Nabe verbundenen radialen Führung rollt.
• Bei den bekannten hydrostatischen Getrieben dieser Art ist das radial gleitende Element durch einen Kolben gebildet, der in einem in dem radialen Arm angeordneten Zylinder zu gleiten vermag. Jeder Kolben ist hierbei durch ein Ende einer Stange gebildet, die direkt den Kopf des Kolbens trägt, der über den Zylinder hinausragt.
• Diese Konstruktion ist relativ sperrig, da sie drei infolge der von ihnen übertragenen Kräfte massiv ausgebildete Teile umfaßt, nämlich den mit dem radialen Arm verbundenen Zylinder, den in diesem Zylinder gleitenden Kolben und eine mit den Lagerzapfen verbundene, die Rollen tragende durch den Kolben auswärts gedrückte Achse. Ferner ist die durch den Kolben auf die Achse ausgeübte Kraft auf den Berührungspunkt des Kolbens mit der Achse konzentriert. Dadurch entsteht für diese Achse eine erhöhte Durchbiegung, was einen schnellen Verschleiß während des Betriebes zur Folge hat und damit häufige Untersuchungen und Reparaturen des hydrostatischen Getriebes erforderlich macht.
• Die Erfindung bezweckt, diese Mängel der bekannten Getriebe zu beseitigen.
• Die Erfindung besteht bei einem hydrostatischen Getriebe der eingangs genannten Art darin, daß der einen radialen Druck auf den Kurvenkörper ausübende Teil ein Zylinder ist, der einstückig mit ihm ausgebildete Lagerzapfen trägt, wobei die Bohrung dieses Zylinders den radialen, einstückig mit der Nabe ausgebildeten, mit einem Kolben zusammenwirkenden Arm umgibt.
• Das hydrostatische Getriebe nach der Erfindung erfordert somit nur einen einzigen massiven Teil, närnlich den Zylinder, der mit zwei seitlichen, die Lagerzapfen bildenden Vorsprüngen versehen ist. Der radiale, in diesem Zylinder gleitende Arm überträgt durch den Kopf des Kolbens nur den Druck der Flüssigkeit, die in diesem Zylinder enthalten ist, und kann einen geringeren Durchmesser aufweisen als der Kolben des bekannten Getriebes, der einer durch die direkte Berührung Metall gegen Metall lokalisierten Kraft widerstehen muß. Der auf den radialen Arm aufgesetzte Kopf des Kolbens ist in der Tat nichts weiter als ein Abdichtungsorgan, das relativ leicht ausgebildet sein kann. Ferner wird bei dem hydrostatischen Getriebe gemäß der Erfindung die Kraft durch den Druck der über den Boden des mit den Lagerzapfen einstückig ausgebildeten Zylinders verteilten hydraulischen Flüssigkeit auf diese Lagerzapfen übertragen. Daraus ergibt sich nicht nur eine praktisch vernachlässigbare Abnutzung des massiven durch den Zylinder und seine Lagerzapfen gebildeten Teiles, sondern auch eine gute Verteilung der auf diese Lagerzapfen übertragenen Kräfte.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines hydrostatischen Getriebes gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein hydrostatisches Getriebe, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-1I in Fig. :, und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-I11 in Fig. 1. Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Getriebe besteht aus einer Nabe 1, von der sternförmig sechs Arme ausgehen, von denen jeder mit einem an dessen äußerem Ende angeordneten Kolben 31 zusammenwirkt. Diese Kolben gleiten in Zylindern 21a, die seitlich Lagerzapfen 24 und 25- aufweisen. Die Lagerzapfen tragen Rollen 22 und 23, die sich auf der Lauffläche eines Kurvenkörpers 4 abwälzen, durch deren Schrägwirkung die Nabe in eine Drehbewegung versetzt wird, wenn die Zylinder durch einen in der Mitte der Nabe gelagerten Drehschieber 5 mit einem Druckmittel beaufschlagt werden. Der Drehschieber bewirkt dabei den Einlaß und den Auslaß durch rechtwinklig zueinander versetzte Kanäle 5 a, 5 b, 5 c und 5 d des Drehschiebers. Beim dargestellten Beispiel dienen die Kanäle 5 a und 5 b zum Zuführen des Druckmittels und die Kanäle 5 c und 5 d zum Abführen der drucklosen Flüssigkeit. Der Drehschieber 5 ist auf dem Umfang mit vier rechtwinklig zueinander versetzten Schlitzen 6 a, 6 b, 6 c und 6 d versehen. Die Einlaßschlitze 6 a und 6 b stehen mit den Zuführungskanälen5a und 5b in Verbindung, während die Auslaßschlitze 6 c und 6 d mit den Abführungskanälen 5 c und 5 d verbunden sind.
• Um die großen auf die die Nabe tragenden Rollen einwirkenden Rückwirkungen zu vermeiden, werden stets gleichzeitig zwei einander diametral gegenüberliegende Zylinder durch die Kanäle 5 a und 5 b beaufschlagt. Der Kurvenkörper 4 ist symmetrisch bezüglich der rechtwinklig zueinander verlaufenden Ebenen X-X und Y-Y ausgebildet, so daß jeder Kolben bei jeder Umdrehung des Rades zwei Doppelhübe ausführt.
• Theoretisch können vier Zylinder zum Erzielen eines gleichmäßigen Laufes genügen. Praktisch sind vier Zylinder jedoch nicht brauchbar, weil das Anfahren aus den Totpunkten heraus unmöglich ist. Aus diesem Grund ist für einen sich auf 180° erstreckenden Kurvenkörper eine sternförmige Nabe mit sechs Schenkeln vorgesehen, jedoch treibt jeder Zylinder auf einer Strecke von 75°, wobei sich die Periode mit gleichbleibender Kolbengeschwindigkeit auf 45° erstreckt und die beiden anderen Perioden von 15° zur Beschleunigung des Kolbens und Verzögerung bis auf Null dienen.
• Es sind ferner zwei Perioden von 7,5° vor und nach der Periode von 75° vorgesehen. Diese dienen zur Druckerhöhung und Druckverminderung bis auf Null in dem dann in der Ruhelage befindlichen Zylinder, sowie zum Überdecken der Einlaßschlitze 6 a und 6 b und der Auslaßschlitze 6c und 6 d des Drehschiebers, wodurch ein gutes Abdichten ohne besonders sorgfältige Bearbeitung erzielt wird.
• Um einen genügend großen Wirkungsgrad zu erzielen, werden sehr hohe Betriebsdrücke benutzt, die eine Trennung zwischen den Dichtungsmitteln und den Teilen, die sich drehen, erfordern.
• Der axiale Druck wird auf die Kurvenbahn 4 durch zwei Rollen 22 und 23 übertragen, die zur Verbesserung des Wirkungsgrades auf Rollenlagern laufen. Die schräg gerichtete Komponente, die durch den von einer Kreislinie abweichenden Teil der Kurvenbahn erzeugt wird, wird durch die Lagerzapfen 24 und 25 des Zylinders 21 a übertragen, auf denen zwei weitere Rollen 26 und 27 gelagert sind, die sich gegen die Seitenflanken der Schlitze 28, 29 und 30 der radialen Führungen (Fig. 2) der beiden fest mit der Nabe 1 verbundenen Scheiben 1 a und 1 b stützen, wodurch die sternförmige Nabe sowie das daran befestigte Fahrzeugrad in Drehung versetzt werden. Die geringe Reibung an den Lagerzapfen 24 und 25 hat das Bestreben, den. Zylinder zu verschwenken, jedoch wird diese Schwenkbewegung dadurch begrenzt, daß der untere Teil des Zylinders die äußere Fläche des radialen Armes 32 berührt. Da die Reibung an der. Lagerzapfen gering ist, wird der Wirkungsgrad durch diese Berührung fast nicht herabgesetzt.
• Wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, ist der Zylinder 21a einstückig mit dem Lagerzapfen und der die Kolbenstange bildende radiale Arm 32 einstückig mit der Nabe 1 ausgebildet. Der radiale Arm weist einen axialen Kanal 10 und eine ebene glatte Fläche auf, auf der er gleitend einen Kolben 31 trägt. Die radiale Bohrung im Zylinder 21a umgibt - in flüssigkeitsdichter Form - den Kolben 31 und den radialen Arm 32 mit Spiel.
• Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß die Obertragung der zwischen dem Kurvenkörper 4 und den Rollen 22 und 23 auftretenden, parallel zur Oberfläche des Kurvenkörpers wirksamen Teilkraft auf die Nabe 1 durch die Lagerzapfen 24 und 25, die anderen auf den gleichen Lagerzapfen gelagerten Rollen 26 und 27 und durch Scheiben 1 a und 1 b erfolgt. die Schlitze 28, 29 und 30 aufweisen, die in Fig. 2 dargestellt sind und in denen die Rollen 26 und 27 gleiten. Radial zum Zylinder 21a können keine auf die sich relativ verschiebende Zylinder-Kolben-Einheit wirkende Kräfte auftreten, da der radiale Arm 32 mit Spiel in der Bohrung des Zylinders liegt und der Kolben 31 in allen radialen Richtungen der Bohrung auf der Endfläche des radialen Armes zu gleiten vermag.
• Vorzugsweise wird auf den Kolben ein geringer Druck, beispielsweise durch eine Feder, ausgeübt, der die Berührung mit dem radialen Arm aufrechterhält. sobald das Druckmittel drucklos wird.
• Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung stellt eine einfache Konstruktion dar, da sie eine geringe Anzahl Einzelteile umfaßt. Ferner ist sie raumsparend, da sie nur zwei gegeneinander wirkende Teile umfaßt und einen kleinen mittleren Durchmesser des Kurvenkörpers und folglich eine gute Leistung ermöglicht. Schließlich unterliegt das den Zylinderboden bildende Joch der in der Zeichnung dargestellten Anordnung geringen Deformationskräften, da die Zylinderbohrung klein ist und an Stelle einer auf die Mitte ihres Bodens einwirkenden Kraft die gesamte Bodenfläche des Zylinders von der Druckflüssigkeit beaufschlagt wird, was durch die Anordnung der beiden Rollen 22 und 23 in geringem Abstand voneinander die Beanspruchung auf Durchbiegung des Joches erheblich herabsetzt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Hydrostatisches Getriebe, insbesondere zum Einbau in ein Kraftfahrzeugrad, mit mehreren mit der Radnabe verbundenen, sternförmig um diese herum angeordneten radialen Armen, die je einen Teil einer Zylinder-Kolben-Einheit tragen, deren anderer Teil unter der Wirkung einer den Einheiten unter hohem Druck nacheinander zugeführten Flüssigkeit, auf einen feststehenden, die Radnabe umgebenden Kurvenkörper einen radialen Druck ausübt, dessen Rückwirkung die Nabe in Umdrehung versetzt, wobei zwischen jeder Zylinder -Kolben-Einheit und dem Kurvenkörper zwei parallel zur Achse der Nabe verlaufende Lagerzapfen geschaltet sind, die mit dem auf den Kurvenkörper drückenden Teil der Zylinder-Kolben-Einheit in Wirkverbindung stehen, an dessen beiden Seiten liegen und je zwei Rollen tragen, von denen eine auf dem feststehenden Kurvenkörper und die andere in einer mit der Nabe verbundenen radialen Führung rollt, da- durch gekennzeichnet, daß der einen radialen Druck auf den Kurvenkörper (4) ausübende Teil ein Zylinder (21a) ist, der einstückig mit ihm ausgebildete Lagerzapfen (24 und 25) trägt, wobei die Bohrung des Zylinders den radialen, einstückig mit der Nabe (1) ausgebildeten, mit einem Kolben zusammenwirkenden Arm (32) umgibt.
2. 2. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Führungen der Rollen (26 und 27) durch radiale, in seitlich der Nabe (1) angeordneten, kreisförmigen Scheiben (l a und l b) vorgesehene Schlitze (28, 29 und 30) gebildet sind.
3. 3. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder radiale Arm (32) von einem mit dem Inneren der Nabe verbundenen, von einer Flüssigkeit mit einem hohen Druck durchströmbaren Kanal (10) axial durchzogen ist und mit einer ebenen und glatten, senkrecht zu seiner Achse stehenden Fläche endet, auf der ein Kolben (31) ruht, der frei auf ihr zu gleiten vermag, von einer Mittelöffnung durchdrungen ist und dicht in dem Zylinder verschiebbar geführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 420102; schweizerische Patentschrift Nr. 31658; französische Patentschriften Nr. 976 857, 1133 570; USA.-Patentschrift Nr. 2 518 578.