DE1500389C3 - Hydrostatisches Radialkolbengetriebe mit innerer Leistungsverzweigung - Google Patents

Description

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Getriebe nach der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch den einen Teil des Steuerkörpers nach der Linie 3-3 in F i g. 4,

F i g. 4 die entsprechende Stirnansicht nach der Linie 4-4 in Fig. 3,

F i g. 5 die entsprechende Stirnansicht nach der Linie 5-5 inFig. 3,

F i g. 6 die entsprechende Schnittansicht nach der Linie 6-6 in F i g. 4,

F i g. 7 einen Längsschnitt durch den anderen Teil des Steuerkörpers nach der Linie 7-7 in F i g. 9,

F i g. 8 die entsprechende Stirnansicht nach der Linie 8-8 in F i g. 7 und

F i g. 9 die entsprechende Stirnansicht nach der Linie 9-9 inFig. 7.

Mit der Kurbelwelle 10 ist mittels Bolzen 14 eine Triebwerksplatte 12 für das Getriebe fest verbunden. Das Getriebe besitzt zwei innerhalb seines Gehäuses 16 angeordnete Radialkolbeneinheiten 18 und 20, die nachfolgend entsprechend ihrer Funktion im Untersetzungsantrieb als Motor bzw. Pumpe bezeichnet werden. Das Gehäuse 16 ist mittels eines Befestigungsflansches 22 am Maschinenblock befestigbar, während an einen Anschlußflansch 26 an seinem anderen Ende ein die Getriebeausgangswelle 30 aufnehmender Gehäusefortsatz 24 mittels Bolzen 28 angeflanscht ist. Die Getriebeausgangswelle 30 ist über ein nicht gezeigtes Differentialgetriebe mit der Antriebsachse eines Kraftfahrzeuges verbunden.

An einem Innenflansch 32 des vorderen Gehäuseteils ist eine Kreisscheibe 34 befestigt, die mit einer Hohlwelle 36 einstückig verbunden ist. Auf dieser Hohlwelle 36 ist der Zylinderkörper 38 des Motors 18 über ein Nadellager 40 gelagert. Wie insbesondere in F i g. 2 gezeigt ist, besitzt der Zylinderkörper 38 insgesamt sieben Radialbohrungen 42 zur Aufnahme je eines Kugelkolbens 44, welche durch die genutete Innenwand 48 eines der Übersetzungseinstellung dienenden, exzentrisch verlagerbaren Außenringes 46 abgestützt werden. Der Außenring 46 ist auf einem Gelenkstift 50 gelagert, der mit seinen Enden in Lagerbohrungen 54, 56 eines Gehäusevorsprungs 52 und des Innenflansches 32 einfaßt.

Mit dem Zylinderkörper 38 des Motors 18 ist ein Abstandsring 58 und weiterhin eine Eingangswellennabe 62 mittels Bolzen 60 verschraubt. Der Abstandsring 58 besitzt radiale Ablaßöffnungen 64 zum Ableiten eventueller Verlustflüssigkeit in das Gehäuseinnere. Auf dem mittleren Abschnitt 74 der Eingangswellennabe 62 ist der Zylinderkörper 66 der Pumpe 20 über eine Lagerbuchse 72 drehbar gelagert. Der Zylinderkörper 66 besitzt insgesamt acht Radialbohrungen 68 zur Aufnahme je eines Kugelkolbens 70. Die Nabe 62 ist im übrigen bei 76 mit der innerhalb der Hohlwelle 36 angeordneten Getriebeeingangswelle 78 verkeilt, die an ihrem anderen Ende in der Kurbelwelle 10 zentriert ist und eine mit der Triebwerksplatte 12 mittels Bolzen 82 verschraubte Schwungscheibe 80 trägt, an deren Umfang ein Starterzahnkranz ausgebildet ist.

In eine Axialbohrung 84 am rechten Ende der Nabe 62 ist die Betätigungseinrichtung für eine Ventilanordnung eingefügt. Diese Betätigungseinrichtung besteht aus einer Druckplatte 86, welche auf einer axial verschieblichen Welle 88 sitzt und durch eine Feder 104 nach links vorgespannt wird. An der Druckplatte 86 sind mehrere Stifte 90 befestigt, die in gegenüberliegende Ventilbohrungen 92, 94 vorgeschoben werden können, um darin angeordnete Ventilkugeln 96, 98 von ihrem jeweiligen Sitz abzuheben. Der axiale Verschiebeweg der Ventilkugeln 96, 98 ist durch Anschlagstifte 100, 102 begrenzt. Die Feder 104 ist im übrigen an einer in die Bohrung 84 der Nabe 62 eingesetzten Buchse 106 abgestützt.

Die über eine Lagerbuchse 108 in einer Endwand 110 des Getriebegehäuses 16 gelagerte Getriebeausgangswelle 30 ist einstückig verbunden mit einer das Nabenende übergreifenden Hülse 112, die über Lagerbuchsen 114 und 116 an der Endwand 110 abgestützt ist. Die Hülse 112 ist bei 118 mit dem Zylinderkörper 66 der Pumpe 20 verkeilt, und in ihrer Lagerbohrung 120 für das Ende der Nabe 62 ist eine Lagerbuchse 122 aufgenommen, über welche das Nabenende an der Hülse 112 abgestützt ist. In einem im Durchmesser verringerten Abschnitt 124 der Lagerbohrung 120 ist ein Servokolben 126 verschieblich geführt, der an der Welle 88 befestigt ist. Die Welle 88 besitzt einen hinteren Führungszapfen 128, der über eine Lagerbuchse 130 an der Getriebeausgangswelle 30 abgestützt ist. Die rechte Druckkammer 132 des Servokolbens 126 hat über Niederdruckkanäle 134, 136 Verbindung mit dem Getriebesumpf 138, in welchem ein in der Zeichnung nicht gezeigtes, dem Verbindungskanal 136 zugeordnetes Steuerventil angeordnet ist. Mit 140 ist die an dem Getriebegehäuse 16 mittels Bolzen 142 angeflanschte Ölwanne bezeichnet.

An die Innenwand 144 des Getriebegehäuses 16 ist das aus den Teilen 146 und 150 gebildete Gehäuse einer Drehkolbenpumpe mittels Bolzen 148 angeschraubt. Der die Schieberkolben 154 aufnehmende Kolbenläufer 152 dieser Drehkolbenpumpe ist bei 156 mit dem Nabenteil einer Pumpenplatte 158 verkeilt, deren Außenrand mit dem exzentrischen Außenring 160 der Pumpe 20 mittels Bolzen 162 verschraubt ist. Die Bolzen 162 sind in die Eingangswellennabe 62 eingeschraubt. An der genuteten Innenwand 164 des Außenringes 160 sind die Kugelkolben 70 abgestützt.

Die die Kugelkolben 70 aufnehmenden Radialbohrungen 68 des Zylinderkörpers 66 der Pumpe 20 sind über radiale Strömungskanäle 166 an Verteilerkanäle 168, 170 der Eingangswellennabe 62 angeschlossen. Im lastaufnehmenden Vorwärtsbetrieb des Getriebes wird durch die Drehkolbenpumpe 152, 154 in den Verteilerkanälen 168 ein Niederdruck erzeugt, indem die aus dem Getriebesumpf 138 angesaugte Arbeitsflüssigkeit über nicht näher gezeigte Kanäle in die Ventilbohrungen 92 hineingedrückt wird, wobei dann die darin jeweils angeordnete Ventilkugel 96 von ihrem Sitz abgehoben und gegen den zugeordneten Anschlagstift 100 angedrückt wird. Der durch die Drehkolbenpumpe erzeugte Niederdruck kommt unter Vermittlung der Bohrungen 171 in der Hülse 112 der Getriebeausgangswelle 30 auch zur Beaufschlagung auf den Servokolben 126, so daß die Welle 88 und damit die Druckplatte 86 gegen die Wirkung der Feder 104 nach rechts gedrückt werden. Andererseits herrscht dann in den Verteilerkanälen 170 ein Hochdruck vor, welcher die Ventilkugeln 98 in den Ventilbohrungen 94 gegen ihren jeweiligen Sitz drückt.

In dem durch den Abstandsring 58 bestimmten Zwischenraum zwischen dem Zylinderkörper 38 des Motors 18 und der Eingangswellennabe 62 ist ein

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undrehbarer, als zweiteiliger Steuerspiegel ausgebil- die Hochdruckseite der Drehkolbenpumpe 152, 154 deter Steuerkörper angeordnet, über welchen die Zu- angeschlossenen Druckkanal 234 führen. Weiterhin und Abführung der Arbeitsflüssigkeit an dem Motor sind die Kanäle 206 über Verbindungskanäle 236 18 erfolgt. Die beiden Teile 172 und 174 dieses Steu- und 238 an einen Steuerdruckkanal 240 in der Hohlerkörpers, die in den F i g. 3 bis 6 bzw. 7 bis 9 beson- 5 welle 36 angeschlossen, der zu dem weiter oben beders gezeigt sind, übergreifen sich teleskopartig und reits erwähnten Steuerventil führt, sind relativ zueinander beweglich. Der mit einer In den Zylinderkörper 38 des Motors 18 ist noch stirnseitigen Dichtungsfläche 176 gegen eine Dich- ein in seiner Gesamtheit mit 242 bezeichnetes Regeltungsfläche 178 an der Eingangswellennabe 62 ange- ventil eingebaut, welches ein der Maschinengedrückte Teil 174 dieses Steuerkörpers ist auf einem io schwindigkeit verhältiges Drucksignal liefert. Das axialen Fortsatz der Hohlwelle 36 axial verschieblich Regelventil besitzt einen durch Zentrifugalkraft begeführt und demgegenüber durch einen Dichtungs- weglichen Ventilkörper 244, der in eine Radialbohring 180 abgedichtet. Er ist weiterhin über Dich- rung 246 des Zylinderkörpers 38 eingesetzt und durch tungsringe 190 und 192 gegenüber dem anderen Teil eine Feder 248 radial nach innen vorgespannt ist. Er 172 des Steuerkörpers abgedichtet, der diese Dich- 15 steuert mit einer konischen Sitzfläche 250 das Austungsringe in Ringnuten aufnimmt, welche an Zen- maß der Verbindung zwischen einer Ablaßöffnung triervorsprüngen 186 und 188, die in Zentrierboh- 252 und einem Steuerdruckkanal 254, der in einer an rungen 182 und 184 des Teils 174 einfassen, ausge- den Zylinderkörper 38 angeschraubten Ventilkappe bildet sind. Außerdem besitzt der Teil 174 noch an 256 ausgebildet ist und über Kanäle 258, 260, in die Verteilerkanäle 170 und 168 der Eingangswellen- 20 welche eine Drosselöffnung eingebaut ist, mit dem nabe 62 angeschlossene Verbindungskanäle 198 und vorerwähnten Steuerventil Verbindung hat. 200, von welchen die Kanäle 198 und 170 über eine In F i g. 2 sind schließlich noch die Mittel zur exgemeinsame Ringnut 208 und die Kanäle 200 und zentrischen Verlagerung des der Übersetzungseinstel-168 über eine gemeinsame Ringnut 210 in der Stirn- lung dienenden Außenringes 46 des Motors 18 gefläche des Steuerkörperteils 174 untereinander in 25 zeigt. An dem Getriebegehäuse 16 sind etwa gegen-Verbindung stehen. überliegend zwei Servozylinder 258' und 261 mit je

Der Steuerkörperteil 172 wird andererseits mit einem Servokolben 260' und 270 angeordnet. An den einer stirnseitigen Dichtungsfläche 202 gegen eine beiden Servokolben ist je eine Kolbenstange 262 Dichtungsfläche 204 an dem Zylinderkörper 38 des bzw. 272 befestigt, die in einen zugeordneten Schlitz Motors 18 angedrückt. Er besitzt untereinander 3° 264, 274 des Außenringes 46 einfassen. Die Servodurch eine gemeinsame Ringnut 212 verbundene Ka- kolben sind durch je eine sich an einem Zylinderdeknäle 206, die an die Kanäle 198 des Steuerkörperteils kel 268 abstützende Druckfeder 259 bzw. 261' gegen 174 und an axiale Strömungskanäle 214 des Zy- den Außenring 46 vorgespannt, und für ihre Kolbenlinderkörpers 38 angeschlossen sind. Die Strömungs- stange ist jeweils ein rückwärtiger, einstellbarer Bekanäle 214 führen zu den Radialbohrungen 42. Wei- 35 grenzungsanschlag 266 vorgesehen. Sofern der Sertere Kanäle 216, mit welchen die Strömungskanäle vokolben 260' unter Druckbeaufschlagung kommt. 214 bei der Drehung des Zylinderkörpers 38 ab- wird der Außenring 46 im Uhrzeigergegensinn um wechselnd zu den Kanälen 206 in Verbindung korn- seine Lagerwelle 50 verschwenkt, während er im men, sind an die Kanäle 200 des Steuerkörperteils Uhrzeigersinn verschwenkt wird, wenn der Servokol-174 angeschlossen. 4° ben 270 unter Druckbeaufschlagung kommt.

Die einander gegenüberliegenden Druckflächen In der mit D bezeichneten Winkellage des Außen-

218 und 220 an den Teilen 174 und 172 des Steuer- ringes 46 ist das Getriebe auf seinen Direktgang ge-

körpers bilden im Verhältnis zu den Dichtungsflä- schaltet. In der mit U.D. bezeichneten Winkellage ist

chen 176 und 202 Differenzflächen, welche dem das Getriebe auf einen Untersetzungsantrieb einge-

Hochdruck in den Verteilerkanälen 170 der Ein- 45 stellt, wobei dann, wie eingangs bereits erwähnt, die

gangswellennabe 62 ausgesetzt sind. Die Teile 174 Radialkolbeneinheit 18 als Motor und die Radialkol-

und 172 werden folglich mit ihrer jeweiligen Dich- beneinheit 20 als Pumpe wirkt. Diese Wirkung de;

tungsfläche 176 bzw. 202 ständig in dichtender An- beiden Radialkolbeneinheiten wird für jede beliebige

lage an die jeweils zugeordnete Dichtungsfläche 178 Schwenklage des Außenringes 46 zwischen den bei-

bzw. 204 gehalten. Eine zwischen den beiden Teilen 50 den Winkellagen D und N beibehalten. In der Win-

174 und 172 verspannte Feder 224 unterstützt diese kellageiV besitzt das Getriebe seine Neutralschal-

dichtende Anlage. Der Steuerkörperteil 174 ist im tung, in welcher die beiden Radialkolbeneinheiter

übrigen randseitig mit dem Teil 172 verstiftet, wie einen gleichen Verdrängungsfaktor besitzen. Wire

dies bei 226, 228 gezeigt ist, und er ist bei 230 mit der Außenring 46 in die Winkellage R verlagert

dem axialen Fortsatz der Hohlwelle 36 verkeilt, wo- 55 dann ist das Getriebe auf seinen Rückwärtsgang ge

durch die Undrehbarkeit der beiden Teile des Steuer- schaltet, wobei dann von einer gegensinnigen Dre

körpers sichergestellt ist. Die Stiftverbindung ist da- hung der Zylinderkörper der beiden Radialkolben-

bei so gestaltet, daß sich die beiden Teile 172 und einheiten auszugehen ist. Ist der Außenring 46 in die

174 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung Winkellage O.D. verlagert, dann ist das Getriebe au

geringfügig relativ zueinander bewegen können, wo- 60 seinen Schnellgang geschaltet, in welchem die Radial

durch eventuell Durchbiegungen der Eingangswelle kolbeneinheit 18 als Pumpe und die Radialkolbenein

78 und der Eingangswellennabe 62 ohne Beeinträch- heit 20 als Motor wirkt.

tigung der Abdichtung zwischen letzterer und dem Für die in der Umgebung der Drehkolbenpump

Zylinderkörper 38 des Motors 18 aufgefangen wer- 152, 154 angeordnete Ventilanordnung mit den Ven

den können. 65 tilkugeln 96, 98 wäre schließlich noch zu bemerker

Die Kanäle 200 des Steuerkörperteils 174 sind daß diese beim Erreichen einer bestimmten Fahrgc

weiterhin an radiale Kanäle 232 in dem axialen Fort- schwindigkeit des in der Neutralschaltung N de

satz der Hohlwelle 36 angeschlossen, die zu einem an Außenringes 46 auslaufenden Fahrzeuges durch di

Betätigungsstifte 90 der Druckplatte 86 von ihrem jeweiligen Sitz abgehoben werden, so daß dann die Verteilerkanäle 168 und 170 kurzgeschlossen werden. Die Neutralschaltung des Getriebes ist dann über einen größeren Winkelbereich zu beiden Seiten

der Winkellage N des Außenringes 46 gegeben, wodurch eine Pendelbewegung der beiden in F i g. 2 gezeigten Servovorrichtungen verhindert und die Beschleunigungsphase des Getriebes aus einem stehenden Start heraus stabilisiert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

309 526/142

Claims (2)

1 2 ab, und ihre Druckräume sind über radiale Strömungskanäle an die Verteilerkanäle der Eingangs-Patentansprüche: ' wellennabe angeschlossen. Der der ersten Radialkolbeneinheit zugeordnete Steuerkörper wird von einer 5 die Eingangswellennabe umgebenden, ortsfesten

1. Hydrostatisches Radialkolbengetriebe mit Hohlwelle gebildet, die gleichzeitig als Lauffläche für innerer Leistungsverzweigung, dessen Getriebe- den Zylinderkörper dieser ersten Radialkolbeneinheit eingangswelle mit dem Zylinderkörper einer er- dient, deren Gehäuse mit radialen Führungsnuten für sten Radialkolbeneinheit und dem exzentrischen den exzentrisch verlagerbaren Außenring versehen Außenring einer zweiten Radialkolbeneinheit ge- ίο ist. Der Zylinderkörper der zweiten Radialkolbeneinkoppelt ist, wobei die Zu- und Abführung der heit besitzt in gleicher Weise eine Lauffläche an Arbeitsflüssigkeit an der zweiten Radialkolben- einem die Eingangswellennabe zentrierenden hohlen einheit, deren Zylinderkörper mit der Getriebe- Ansatz des exzentrischen Außenringes dieser Einheit, ausgangswelle gekoppelt ist, direkt über Kanäle welcher mit der Eingangswellennabe verkeilt ist.

in einer das Getriebe durchdringenden Nabe der 15 Es besteht die Aufgabe, dieses bekannte Getriebe Eingangswelle und die Zu- und Abführung der so weiterzubilden, daß eine gedrängte und insbeson-Arbeitsflüssigkeit an der ersten Radialkolbenein- dere in den radialen Abmessungen klein gehaltene heit über einen undrehbaren Steuerkörper zu den Bauweise erhalten wird, wobei ein besonderes entsprechenden Kanälen in der Eingangswellen- Augenmerk auf die sich an dem Steuerkörper durch nabe und wobei die Übersetzungseinstellung mit- ao die Biegebeanspruchungen der Getriebewellen intels eines exzentrisch verlagerbaren Außenringes folge der exzentrischen Kräfteeinwirkungen hervorfür die erste Radialkolbeneinheit erfolgt, da- gerufenen Dichtungsprobleme zu richten ist.
durch gekennzeichnet, daß die Kolben Diese Aufgabe wird bei einem Getriebe der erörjeder Radialkolbeneinheit (18, 20) in bekannter terten Gattung durch die im Kennzeichen des Haupt-Weise als Kugelkolben (44, 70) ausgebildet sind, 35 anspruchs aufgeführten Merkmale gelöst,
die in der ersten Radialkolbeneinheit (18) über Aus der deutschen Patentschrift 1 148 426 ist in axiale Strömungskanäle (214) und in der zweiten diesem Zusammenhang ein vergleichbares Getriebe Radialkolbeneinheit (20) über radiale Strömungs- bekannt, bei welchem in dem Raum zwischen den kanäle (166) an die Verteilerkanäle (168, 170) beiden Radialkolbeneinheiten ein mit diesen in dider Eingangswellennabe (62) angeschlossen sind, 30 rekter Berührung stehender, exzentrisch frei drehba- und daß der Steuerkörper als zweiteiliger Steuer- rer Ventilring angeordnet ist, über welchen die axiaspiegel (172, 174) ausgebildet ist, dessen zwei len Strömungskanäle zu den Druckräumen der sich teleskopartig übergreifende, relativ zueinan- schräg angeordneten, kugelartigen Kolben der beiden der bewegliche und bezüglich ihrer Zu- und Ab- Einheiten verbunden sind. Der Ventilring besteht daleitungskanäle (198, 206 und 200, 216) gegenein- 35 bei aus mehreren axial ineinanderpassenden Ringen, ander abgedichtete (bei 190 und 192) Teile (172, welche in Axialrichtung federnd voneinander ge- 174) durch den Druck einer Vorspannfeder (224)· drückt werden, so daß es zur dichtenden Anlage je und durch einen im Hochdruckbereich liegenden eines endseitigen Dichtungsringes an die jeweils zu-Differentialdruck gegen Dichtungsflächen (204 geordnete Endfläche der beiden Einheiten kommt, und 178) an dem Zylinderkörper (38) der ersten 40 Dieser mehrteilige Ventilring ist bei anderen Getrie-Radialkolbeneinheit (18) und an dem Eingangs- ben der beispielsweise in der deutschen Patentschrift wellennabenteil (62) im Bereich der jeweiligen 1 167 663 beschriebenen Ausführung ersetzt durch Strömungskanäle (214 und 168, 170) angedrückt einen ortsfesten, einteiligen Steuerspiegel, der in werden. einer Zwischenwand des Getriebegehäuses gehalten

2. Hydrostatisches Radialkolbengetriebe nach 45 ist und an welchem die axiale Strömungskanäle auf-■ Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weisenden Zylinderkörper der beiden mit schräg auszweiteilige Steuerspiegel (172, 174) an einem gerichteten Zylinderkolben ausgerüsteten Einheiten axialen Fortsatz einer die Eingangswelle (78) ko- anliegen.

axial umgebenden und den Zylinderkörper (38) Durch die Erfindung wird eine sehr gedrängte und

der ersten Radialkolbeneinheit (18) abstützen- ₅₀ in den radialen Abmessungen klein gehaltene Bauden, ortsfesten Hohlwelle (36) axial verschieblich weise des Getriebes erhalten, bei welchem die gewisgeführt ist. sermaßen schwimmende Anordnung der beiden Teile

des Steuerkörpers, die ständig gegen die zugeordneten Dichtungsflächen vorgespannt sind, eine voll-

55 kommene Abdichtung ergibt. Diese Abdichtung wird

auch nicht durch die Durchbiegungen der Getriebewellen beeinträchtigt, die im übrigen durch die Bereitstellung axialer Strömungskanäle für die eine Einheit und radialer Strömungskanäle für die andere

Bei einem aus der britischen Patentschrift 363 331 60 Einheit vergleichsweise klein gehalten werden könbekannten Getriebe der im Oberbegriff des Hauptan- nen. Durch die im Anspruch 2 erfaßte Weiterbildung Spruchs aufgeführten Gattung besitzt jede der beiden, der Erfindung wird eine noch kompaktere Getriebein Abhängigkeit von der eingestellten Übersetzung ausführung erhalten. ^x
abwechselnd entweder als Pumpe oder als Motor Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachwirkenden Radialkolbeneinheiten mehrere sternför- 63 folgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es mig angeordnete Zylinderkolben. Die Zylinderkolben zeigen

stützen sich über Laufrollen am Ende einer jeweili- F i g. 1 A und 1B einen Längsschnitt durch das

gen Kolbenstange an dem zugeordneten Außenring Getriebe,