hydrostatisches Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, Die Erfindung
bezieht sich auf ein hydrostatisches Getriebe, insbes. für Kraftfahrzeuge mit Zapfwellenantrieb,
wie z.B. Traktoren, das aus einer hydraulisenen Pumpe und einem Lydraulischen müLor
besteht, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Die Erfindung hat sick
die Aufgabe gestellt, eine in
sich
deschlossene Linheit zur traftübertragung
von der Fahrzeugmaschine sowohl auf die Antriebsräder ais auch auf die Zapfwelle
zu schaffen, die zwischen Fahrzeugwaschine und hinterachsgehäuse des Traktors vorzugsweise
als tragendes, für sich montier- und dewontierbares Bauteil angeordnet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dar sich eine mit der Paarzeugeaschine
kuppelbare Hauptwelle durch das Getriebegehäuse erstreckt une das Gehäuse als erste
Abtriebswelle verlädt und durch Zahnräder mit der Antriebswelle der Getriebeptuiipe
verbunden ist, daß die sich aus dem Getriebegehäuse erstreckende Ausgangswelle des
hydrostatischen Getriebes die zweite Abtriebswelle bildet, und daß das Getriebejehäuse
als Behälter für die Arbeitsflüssigkeit des
hy-
drostatischen Getriebes dient.
Die beiden Abtriebswellen, von denen die erste vorzugsweise zum Antrieb der ZapfWelle
und die zweite vorzugsweise zum Antrieb der Fahrzeugräder dient, verlassen das Gehäuse
zweckmäßigerweise parallel zueinander und in geringem Abstand voneinander. Besonders
vorteilhaft ist es, die beiden Abtriebswellen übereinander anzuordnen, wobei die
erste Abtriebswelle oberhalb der zweiten Abtriebswelle liegt. Durch eine derartige
Anordnung wird der Anschluß der Abtriebswellen an die
Antriebsräder
und die Zapfwelle über die
in Ilinterachsge-.häuse gegebenenfalls vorgesehenen
Zwischengetr:Lebe erleichtert. Die Zahnräder, die die Hauptwelle-mit der Pumpenantriebswelle
verbinden, sind vorzugsweise innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet. Das hydrostatische
Getriebe enthält als Pumpe vorzugsweise eine Axialkolbenniaschine mit schwenkbarem
Kopf, die im Getriebegehäuse in ihrer axialen Erstreckung parallel zur hauptwelle
und nahe derselben angeordnet ist, wobei die Schwenkachse des Pumpenkopfes senkrecht
zur Drehachse der Hauptwelle verläuft. Der 1.Lydrostatische Motor besteht vorzugsweise
aus einer Mehrzahl von Axialkolbenmaschinen. mit schwenkbarem Kopf', deren Ausgangswellen
durch Zahnräder miteinander in Verbindung stehen und deren Schwenkköpfe zur gemeinsamen
Verschwenkung um eine Achse fest miteinander verbunden sind. Eine der Ausgangswellen
kann verlängert sein und die zwei-C> te Abtriebswelle bilden oder es kann eine gesonderte
zweite Abtriebswelle vorgesehen sein, die durch Zahnräder mit den Ausgangswellen
der Axialkolbenmotoren verbunden sind. Die Schwenkköpfe von Pumpe und Motor sind
vorzugsweise durch ein drehbares Glied, das gleichzeitig die hydraulischen GetcLebeleitungen
aufnehmen kann, mIteinander verbunden, sodaß Motorkopf und Pumpenkopf zur Änderung
des Übersetzungsverhältnisses gleichzeitig verstellt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand
der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig.
1 einen Längsschnitt durch
ein hydrostatisches Getriebe gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht des
Getriebes, wobei das Getriebegehäuse längsgeschnitten ist, und Fig.
3 und
4 Ansichten der beiden Stirnenden des Getriebes. Die Getriebepumpe weist eine Pumpenwelle
1 und einen Schwenkkopf 2 auf, der in Schwenklagern
3 schwenkbar um
eine quer zur Pumpenachse liegende Achse gelagert ist. In dem Schwenkkopf 2 ist
eine umlaufende Zylindertrommel 4 angeordnet, die Zylinder
5 aufweist, welche
sich parallel zur Drehachse der Zylindertrommei 4 erstrecken und in denen Kolben
b'
ax:Lal verscLiebbar gelagert sind. Die Pumpenantriebswelle
1 ist
mit einem Triebflansch
7 versehen, der eine Anzahl von Kugelgelenken
8 trägt, von denen sich Kolbenstangen
9 zu den holben
6 erstrecken.
Die Kolbenstangen
9
sind in Sacklöcher
11 in den Kolben
0 eingesetzt
und enden In Kugelgelenken 12 nahe der inneren Enden der holben. Bei Drehung der
Antriebswelle
1 und des Triebflansches
7
berühren die Kolbenstangen
9 die Wände der Sacklöcher
11
der Kolben und treiben damit die Zylindertrommel
4 an. Während der Drehung des Triebflansches und der Zylindertrommel führen die
Kolben eine hin- und liergehende Bewegung in ihren Zylindern aus, falls die Zylindertrommel
zur Drehachse des Triebflansches geneigt ist. Die Zylindertrommel 4-läuft an einem
Ventilspiegel
13 an, der ein Teil des Schwenkkopfes bildet und zwe± Steuerüffnungen
15 und
16
aufwei.st. Diese Steuerbffnungen
15 und
16 wirken mit Kanälen in der Zylindertrommel zusammen, die sich von den einzelnen
Zylinderbohrungen erstrecken. Die Steueröffnun-,-en
15 und lb sind über Sei.arniergeleiil#e
17 und
18 mit Gliedern
19 und #'->l verbunden, die hydraulische
Kanäle aufweisen.
Der Getriebemotor weist zwei Ausgangswellen 22
und
23 auf, die von Triebflanschen 24 und
25 ausgehen, und einen einzigen
Schwenkkopf
26, der in Schwenkzapfen
27 gelagert ist. Zwei Zylindertroitaneln
28 und 29 sind drehbar im Schwenkkopf
26 angeordnet und arbeiten mit
den beiden Triebflanschen 24 und
25 zusammen. Jede aus Triebflansch und
Zy-
lindertrommel bestehende Einheit 24,28 und
25,29 ist durch Kolben
und Kolbenstangen miteinander verbunden, wie dies in Bezug auf den Triebflansch
7 und die Zylindertrommel 4 der Pumpe vorher beschrieben wurde. Der Schwenkkopf
26 enthält zwei Ventilspiegel, von denen
je einer mit einer
Zy-
lindertrommel
28 bzw. 29 zusammenwirkt, wobei jeder dieser Spiegel
zwei Steueröffnungen aufweist, die parallel zueinander geschaltet und mit zwei Scharniergelenken
31 verbunden sind, in denen die Glieder
19 und 21 enden. Die Ausgangswollen
22 und
23 tragen
je ein Zahnrad
32 bzw.
33, die mit
einem Zahnrad 34 in Eingriff stehen, welches die Abtriebswelle
35 des Getriebes
antreibt. Diese Welle
35 bildet die zweite Abtriebswelle. Das gesamte Getriebe
ist in 'einem Gehäuse angeordnetg das sich aus einem rohrfürmigen Mantel
36 und Deckeln
37 und
38
zusammensetzt und das gleichzeitig
einen Behälter für die Arbeitsflüssigkeit des Getriebes bildet. Der hydraulische
Motor ist an dem einen Deckel
37 des Gehäuses angeflanscht und die Getriebepumpe
ist an
dem anderen Deckel
38 befeetigt. Das Getriebegehäuse ist am
Schwungradgehäuse
39
einer Brennkraftmaschine angeflanacht, von der nur ein
Teil den Schwungrades 41 gezeigt ist. Die Kurbelwelle 42 der Brennkraftmaschine
erstreckt sieh von dem Schwungrad 41 durch den Deckel
38, wo sie ein Zahnrad
43 antreibt, das mit einem Zahnrad 44 in Eingriff steht, welches auf der Pumpenwelle
1 befestigt ist. Dadurch wird die Pumpenwelle von der Brennkraftmaschine
angetrieben. Die Wolle 42 bildet die Getriebeeingangewolle.
Die
Glieder
19 und 21 werden von Rohren gebildet, welche die Getriebepumpe und
den hydraulischen Motor sowohl mechanisch als auch hydraulisch miteinander verbinden,
sodaß über diese Glieder einerseits Flüssigkeit zwischen Pumpe und Motor fließen
kann und andererseits eine gemeinsame Verschwenkung der Schwenkköpfe von Pumpe und
Motor zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses durchgeführt werden kann. Zur
Einstellung des Übersetzungsverhältnisses dient ein Servomotor 45, der in üblicher
Weise aus einem Zylinder und einem Kolben besteht, von dem eine Kolbenstange 46
ausgeht. Vom Pumpenschwenkkopf 2 erstreckt sich ein Hebel 47, der durch ein Gelenkglied
48 mit dem Ende der Kolbenstange 46 verbunden ist. Die Glieder
19 und 21
sind so angeordnet, daß die Drehachsen der beiden Scharniergelenke
17,18
und
31 in einer Ebene mit der Schwenkaefise der Schwenkzap:flen
3 der Pumpe liegen, wenn sich der Pumpenkopf 2 in der Stellung "Fördermenge
Null oder nahe Null" befindet und der 1,1otorkopf 26 seinen größten Schwenkausschlag
hat, sich also in der Stellung "maximales Schluck:vermögen11 befindet. Diese Stellung
der Glieder
'19 und 21 ist aus Flg. 2 ersichtlich und wird als Strecklage
bezeichnet. Eine Bewegung des Pumpenkopfes in jeder Richtung aus dieser Strecklage:vermindert
den Ausschlag des 'Motorkopfes und damit das Schluckvermögen des hydraulischen Motors,
wie dies in der.älteren Anmeldung D-45
313 beschrieben ist. In Richtung der
Schwenkachse der Schwenkzapfen
3 neben der Getriebepumpe ist im Gehäuse
36,37,38 eine Hilfspumpe 49 angeordnet, die aus zwei Zahnradpumpen
51 und
52 besteht, die eine gemeinsame Antriebswelle
53 aufweisen.
Auf der Welle
53 ist ein Zahnrad 54 befestigt, das mit dem von der Brennkraftmaschine
angetriebenen Zahnrad 43 in Eingriff steht. Die Zahnradpumpe
51 ist verhältnismäßig
groß und mit druckbelasteten Hülsen
55 versehen, die in bekannter Weise mit
den Zahnrädern der Pumpe zusammenwirken, um die E;rzeugung eines hohen Druckes zu
ermöglichen. Die Zahnradpumpe
52 ist eine übliche Zahnradpumpe ohne druckbelastete
Hülsen
und dient dazu, eine geringe Flüssigkeitsmenge unter .geringem Druck zu fördern,
um das hydrostatische Getriebe mit Flüssigkeit gefüllt zu halten. Die Welle 42 erstreckt
sich als Hguptwelle
56 vollständig durch das Getriebegehäuse, ist im Deckel
37 in einem entsprechenden Lager gelagert und endet außerhalb des Gehäuses
als erste oder Hauptabtriebswelle
57. Die zweite Abtriebswelle
35 liegt aufgrund der Zahnräder
32,33 und 34 unterhalb der Ebene der
Motorwellen 22 unü
23, und die flauptabtriebswelle
56 erstreckt sich
durch den Deckel
37
senkrecht oberhalb der Welle
35.
Die Schwenkachse
des Schwenkkopfes 2 der Getriebepumpe verläuft senkrecht zur Drehachse der liauptwelle
56, sodaß der Schwenkkopf 2 bei Verschwenkung um die Schwenkzapfen
3 nahe an der Hauptwelle
56 vorbeischwenkt. Durch die Verschwenkung
des Pumpenkopfes 2 wird der Motorkopf
26 aus der in Fig. 2 ersichtlichen
Stellung gegen die Hauptwelle
56 hin verschwenkt. Im 1"iotorkopf
26 ist eine Aussparung 58 vorgesehen, welche kleine Bewegungen des Motorkopfes
ermöglicht, ohne daß eine Berührung mit der Hauptwelle
56 eintritt. Die gesamte
Schwenkbewegung des Motorkopfes
26 ist sehr klein im Vergleich zum Schwenkbereich
des Pumpenkopfes 2, weil eine Verschwenkung des Pumpenkopfes in jeder Richtung aus
der Nullstellung den Motorkopf jeweils in der gleichen Richtung verschwenkt, um
das Schluckvermögen zu verringern. In der Praxis beträgt der Schwenkbereich des
Pumpenkopfes
0
in jeder Richtung aus der Nullstellung etwa
25 , Während
dieser Schwenkbewegung des Pumpenkopfes bewegt sich der Motorkopf aus der Stellung
des größten Schwenkausschlages um etwa
17 0 gegen die Nullstellung hin. Im
Schwenkbereich der Pumpe kommt der Motor niemals in die Nullstellung. Die Verschwenkung
des Pumpenkopfes 2 verändert das Übersetzungsverhältnie des hydrostatischen Getriebes
und damit das Geschwindigkeitsverhältnie zwischen der Eingangswelle 42 und
der
zweiten Ausgangswelle
35. Die Drehzahl der Eingangswelle 42 entspricht stets
der Drehzahl der Hauptwelle oder ersten Ausgangswelle
57, da diese aus einem
Stück bestehen. Das dargestellte Getriebe ist besonders geeignet für einen landwirtschaftlichen
Traktor, um Leistung von der Fahrzeugwaschine'sowohl auf die Antriebsräder als auch
auf eine Zapfwelle zu übertragen. Dabei wird die Eingangswelle 42 von der Fahrzeugmaschine
angetrieben und die erste Abtriebswelle
57 erstreckt sich direkt oder über
ein ZwischengetrIebe zum Zapfwellenanschluß, des Traktors. Die zweite Abtriebewelle
35 ist durch ein passendes Zwisellengetriebe mit den Antriebsrädern des Traktors
verbunden. Für diese Anordnung ist der Abstand zwischen den beiden Abtriebswellen
in vertikaler Richtung derart, daß die zweite Abtriebewelle
35
sich zumt üblIcherweise
vorgesehenen Differentialgetriebe zwischen den Antriebsrädern erstreckt, während
die erste Abtriebewelle
57 über das Differentialgetriebe hinweg zum Zapfwellenauschluß
verläuft. Das dargestellte Getriebe enthält als In sich geschlossene Einheit alle
Einrichtungen zur Übertragung der Leistung der Fahrzeugmaschine einerseits auf die
AntrIebsräder und andererseits auf die Zapfwelle. Es kann daher mit Vorteil als
für sich herstellbare, überprüfbare und ein- und ausbaubare Einheit zwischen der
Fahrzeugmaschine und dem Hinterachsgehäuse angeordnet werden und gegebenenfalls
auch ein tragendes Bauteil des Traktors bilden.