Umlaufrädergetriebe für umsteuerbare Maschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen
mit hydraulischer, den Lastdruckausgleich bewirkender Abstützung Die Erfindung betrifftein
Umlaufrädergetriebe für umsteuerbare Maschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen,
mit hydraulischer, den Lastdruckausgleich bewirkender Abstützung des ungelagerten
und sich selbsttätig einstellenden äußeren Zentralrad'es, das zwei diametral entgegengesetzt
angeordnete Mitnehmer aufweist, die in dafür vorgesehene Ausnehmungen einer
oberen, mit einem durchgehenden Verbindungskanal versehenen Kolbenstange und einer
unteren Kolbenstange greifen.Epicyclic gears for reversible machines, in particular internal combustion engines with hydraulic, load pressure compensation effecting support , which engage in recesses provided for this purpose in an upper piston rod, which is provided with a continuous connecting channel, and a lower piston rod.
Es sind bereits verschiedene Ausführungen von Umlaufrädergetrieben
bekannt, die der Forderung nach Auswägen des Drehmoments sowie nach Ab-
federn
und Dämpfen der kaum vermeidbaren Drehmomentstöße gerecht zu werden versuchen, ohne
das Getriebe selbst überdirnensionieren zu müssen. Bei einer bekannten Ausführung
eines Umlaufrädergetriebe.s wird das äußere Zentralrad auf hydraulisch,em Wege durch
eine Vielzahl von Kolben-Zylinder-Einheiten abgestützt, die rings um den Zahnkranz
angeordnet sind. Um den mit dem jeweils wirkenden Reaktionsmoment in übereinstimmung
zu bringenden Druck des Druckmittels verändern zu können, ist dabei eineder Kolben-Zylinder-Einheiten
als Steuerorgan ausgebildet. Infolge der einseitig aus" gerichteten Kolben-Zylinder-Einheiten
ist dieses Umlaufrädergetriebe mit einer solchennaßen ausgeführten hydraulischen
Drehmomentabstützung für Antriebe mit wechselnder Drehrichtung, wie sie die, umsteuerbaren
Brennkraftmaschinen darstellen, nicht geeignet. Es sind auch Umlaufräder-Reduziergetriebe
mit umsteuerbarem Kraftfluß bekannt, bei denen das Fadial verschi#ebbar angeordnete
äußere Zentralrad in beiden Drehrichtungen mittels hydraulischer Taschen abgestützt
wird. Bremsbandabstützungen des äußeren Zentralrades haben in gegenüb#erliegenden,
miteinander fluchtenden Zylindem geführte Kolben. Es wurde, vorgeschlagen, bei einer
derartigen Bremsbandabstützung die miteinander verbundenen Zylinder im Zusammenwirken
mit Steuerschiebern verschi,ebbar anzuordnen.There are various designs of epicyclic gears known feathers the demand for weighing the torque and following logout and try to do justice to dampen the almost inevitable torque shocks without the transmission having to überdirnensionieren itself. In a known embodiment of a planetary gear transmission, the outer central wheel is hydraulically supported by a plurality of piston-cylinder units which are arranged around the ring gear. In order to be able to change the pressure of the pressure medium which is to be brought into agreement with the respectively acting reaction torque, one of the piston-cylinder units is designed as a control element. As a result of the unilaterally directed piston-cylinder units, this epicyclic gear with hydraulic torque support designed in this way is not suitable for drives with alternating directions of rotation, as represented by reversible internal combustion engines the fadially displaceably arranged outer central wheel is supported in both directions of rotation by means of hydraulic pockets to be arranged in different ways.
Die Aufgabe der Erimdung besteht darin, den Reaktionsteil eines als
nicht schaltbares Reduziergetriebe ausgelegten, in beiden von einer umsteuerbaren
Maschine eingeleiteten D:rehrichtungen gleich wirksamen Umlaufrädergetriebes mit
ein-er hydraulisch arbeitenden Einrichtung zu versehen, die sowohl die freie Einstellbarkeit
des äußeren Zentralrades in der Verzahnung der Umlaufräder sowie den dabei notwendigen
Lastdruckausgleich als auch gleichzeitig die Aufnahme der im Betrieb auftretenden
Drehmomentschwankungen der Brerrnkraftin,aschine, ebenso wie die elastische Aufnahme
der Drehmomentstöße beim Umsteuern gewährleistet.The task of the Erimdung is to act as the reaction part of a
non-shiftable reduction gear designed, in both of a reversible
Machine initiated D: rotation directions equally effective epicyclic gear with
one-er hydraulically operating device to be provided, which both the free adjustability
of the outer central gear in the toothing of the planetary gears as well as the necessary
Load pressure equalization and at the same time the absorption of those occurring during operation
Torque fluctuations of the Brerrnkraftin, aschine, as well as the elastic absorption
guaranteed torque shocks when reversing.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß beide Kolbenstangen
an ihren beiden Enden je einen Kolben bilden und in mit dem Getriebegehäuse
verbundenen, paarweise miteinander fluchtenden und an den einander zugekehrten Seiten
offenen, über Drucklcitungen mit einer umsteuerbaren Zahnradpumpe in Verbindung
stehenden Zylindern im Zusammenwirken mit in den oberen Zylindeirn stirnseitig angeordneten
Steuerschiebern, die in den Verbindungskanal der Kolbenstange ragen, verschiebbur
sind. Hierbei ist es selbstverständlich gleichgültig, ob die Mitnehmer als Bolzen,
Zähne oder Zahnsegmente ausgeführt sind, wenn nur gewährleistet ist, daß sich das
äußere Zentralrad radial frei in den Aufnahmen der Kolbenstangen bewegen kann. Es
spielt ebenfalls keine Rolle, ob der Antrieb der Zahirradpumpe von der Antriebsmaschine
oder aber direkt von der An-bzw. Abtriebswelle des Umlaufrädergetriebes abgeleitet
wird. Maßgeblich ist vielmehr, daß die Zahnradpumpe in der Lage ist, den jeweils
miteinander in Verbindung stehenden Zylindern einen Druck zu vermitteln, der sich
über die Kolbenstangen als ein dem Drehmoment des äußeren Zentralrades entgegenwirkendes
Kräfte-paar auswirkt. Mit der solch#ermaßen vorgesehenen hydraulischen Abstützung
können die insbesondere beim Umsteuern zu verzeichnenden großen Belastungen auf
einem verhältnismäßig großen Weg von etwa 10 Winkelgraden aufgenommen werden,
was sich wiederum vorteilhaft auf die Dimensionierung des Getriebes auswirkt. Im
Zusammen" hang damit ist es notwendig, daß jeweils ein oberer Zylinder sowie der
diagonal entgegengesetzt dazu liegende untere Zylinder eine gemeinsame Druckleitung
besitzen und daß jeder Druckleitung ein mit einem
vorgespannten
Luftpuffer ausgelegter. Druckwindkossel zugeordnet ist. Ein weiteres Merkmal der
Erfindung besteht darin, daß die Steuerschieber mit ihren sich konisch verjüngenden
freien Enden in den die Zylinder verbindenden Verbindungskanal der oberen Kolbenstange
ragen, dei eine zum Schmierölkreisl#auf des Getriebes führende Ableitung mit einem
Rückschlagventil hat. Bei einer solchen An-
ordnung und Ausbildung der erfindungsgem
- äßen Einrichtung ist jederzeit eine einwandfreie Funktion gewährleistet,
insbesondere auch dann, wenn während des Umsteuervorganges der Antriebsmaschine
die ölförderung durch die Zahrtradpumpe aussetzt, weil dann die an jede Druckleitung
angeschlossenen und mit einem vorgespannten Luftpuffer versohenen Druckwindkessel
den erforderlichen Druck auf die entspre,chenden Kolben der Kolbenstange ausüben
bzw. entgegenwirkend den in diesem geschlossenen Hyd#rauliksystem ansteigenden öldruck
mit ihrem vorgespannten Luftpolsterelastisch abfangen. Als ein Vorteil erweist sich
auch die Tatsache, daß das je# weils nicht wirksame Drucköl in einem Verbindungskanal
aufgefangen wird und aus diesem über ein federbelastetes Ventil und eine entsprechende,
Ab-
leitung wieder dem Schmierölkreislauf zugeführt wird. Wesentlich für die
Funktion dieser Einrichtung ist, außerdem das Zusammenwirken der Stenerschieber
mit den Kolbenstangen, da je nach Stellung der Kolbenstangen die Steuerschieber
mehr oder weniger in den Verbindungskanal der oberen Kolbenstangehineinragen, so
daß sich der Durchilußquerschnitt und in Abhängigkeit davon die Drosselung des öldurchflusses
ändern und auf das dem äußeren Zentralrad jeweils vermittelte, Drehmoment einstellen
können. Da jede Drehmomentänderung eine Verschiebung der Kolbenstangen und damit
eine Verdrehung des in diesen aufgenommenen äußeren Zentralrades nach sich
zieht, gewährleistet diese Einrichtung nicht nur die freie radiale Einstiellbarkeit
des äußeren Zentralrades, verbunden mit einem Lastdruckausgleich, sondem bewirkt
auch ein elastisches Auffangen der von der Antriebsmaschine, vorzugsweiseder Brennkraftm,aschine,
herrührenden Drehmomentschwankungen sowie der beim Umsteuern auftretenden Drehmomentstöße..
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist noch darin zu sehen, daß der für beide Förderrichtungen
umsteuerbar ausgelegten Zahnradpumpe ein linker Ventilsatz und ein rechter Ventilsatz
vorgeordnet sind, die jeweils außer mit der Zahnradpumpe sowohl mit einer der Druckleitungen
als auch mit einer der von der Saugleitung ausgehenden Zweigleitungen in Verbindung
stehen und die je zwei Ventileinheiten enthalten, wovon jeweils immer die
gegensätzlichen Ventileinheiten der Ventilsätze zusammenwirken.According to the invention, this is achieved in that the two piston rods each form a piston at both ends and are connected to the gear housing, aligned in pairs and open on the facing sides, connected via pressure lines to a reversible gear pump in cooperation with cylinders Upper Zylindeirn frontally arranged control spools, which protrude into the connecting channel of the piston rod, are verschiebbur. It is of course irrelevant whether the drivers are designed as bolts, teeth or toothed segments, as long as it is only ensured that the outer central wheel can move radially freely in the receptacles of the piston rods. It also makes no difference whether the gear pump is driven by the prime mover or directly by the on or off. Output shaft of the planetary gear is derived. Rather, it is decisive that the gear pump is able to impart a pressure to the cylinders that are connected to one another, which pressure acts via the piston rods as a pair of forces counteracting the torque of the outer central wheel. With the hydraulic support provided in such a way, the large loads, particularly when reversing , can be absorbed over a relatively large distance of around 10 degrees, which in turn has an advantageous effect on the dimensioning of the transmission. In connection with this, it is necessary that in each case an upper cylinder and the diagonally opposite lower cylinder have a common pressure line and that each pressure line is assigned a pressure air cylinder designed with a pretensioned air buffer. A further feature of the invention is that the control slide project with their conically tapering free ends in the cylinder connecting connecting channel of the upper piston rod dei a leading to Schmierölkreisl # on the transmission derivative with a non-return valve has with such an arrival order and configuration of the invention, -. ate device at any time A perfect function is guaranteed, especially if the oil delivery by the gear pump stops during the reversing process of the drive machine, because then the pressure air vessel connected to each pressure line and provided with a pre-tensioned air buffer the required pressure a Exert on the corresponding pistons of the piston rod or counteracting the rising oil pressure in this closed hydraulic system with its pre-tensioned air cushion. Another advantage is the fact that the pressurized oil that is not active at any given time is collected in a connecting channel and from there it is fed back into the lubricating oil circuit via a spring-loaded valve and a corresponding drain. The interaction of the star slider with the piston rods is also essential for the function of this device, since, depending on the position of the piston rods, the control slides protrude more or less into the connecting channel of the upper piston rod, so that the flow cross-section and, depending on it, the throttling of the oil flow change and can adjust the torque conveyed to the outer central wheel. Since any change in torque makes a displacement of the piston rods, and thus a rotation of these captured outer central wheel according to itself, this device guarantees not only the free radial Einstiellbarkeit the outer central wheel connected to a load pressure equalization, Segregate also causes an elastic collecting from the engine, vorzugweiseder Brennkraftm, aschine, resulting torque fluctuations as well as the torque surges that occur when reversing .. Another feature of the invention can be seen in the fact that the gear pump designed to be reversible for both conveying directions is preceded by a left valve set and a right valve set, each with the exception of the gear pump are in communication with one of the pressure lines as well as with one of the branch lines emanating from the suction line and each contain two valve units, of which the opposing valve units of the valve sets always work together.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. Danach wird das Umlaufrädergetriebe 2, und zwar das auf der Antriebswelle
19 drehfest angeordnete innere Zahnrad 2 a,
die mit diesem im Eingriff
stehenden Umlaufräder 2 b
sowie das sich auf die Umlaufräder
2b infolge der vorgesehenen schwimmenden Lagerung frei einstellbare äußere
Zentralrad 2 c, von dem Getriebegehäuse 1
aufgenommen. Die Arretierung des
äußeren Zentralrades 2 c erfolgt vermittels zweier diametral entgegengesetzt auf
dem äußeren Umfang des äußeren Zentralrades 2c vorgesehener Mitnehraer
3, von denen der eine in eine Aufnahme 7 der oberen Kolbenstange 4
und der andere in eine ebensolche der unteren Kolbenstange 5 ragt. Beide
Kolbenstangen 4, 5 weisen an ihren Enden, je einen Kolben 4
a, 4 b bzw. 5 a, 5 b auf, die jeweils
in mit dem . Getriebegehäuse 1 in Verbindung stehenden, paarweise
miteinander fluchtenden und an den einander zugekehrten Seiten offenen Zylindern
8- 9 bzw. 10, 11 laufen. Die obere Kolbenstange 4 besitzt zudem ein-en
durchgehenden Verbindungskanal 6 mif einer davon abzweigenden Abzweigbohrung
zum Anschluß einer zum Schmierölkreislauf führenden Ableitung 22 unter Zwischenschaltung
eines Rückschlagventils 21. In den oberen Zylindem 8, 9 ist je ein
zu seinem freien, in den Verbindungskanal 6 ragenden Ende hin sich konisch
verjüngender Steuerschieber 12 bzw. 13 vorgesehen, die infolge ihrer starren
Anordnung innerhalb der Zylinder 8, 9 mehr oder weniger von der wrschiebbaren
oberen Kolbenstange 4 umschlossen worden, und zwar derart, daß, wenn beispielsweise
der Steuerschieber 12 in zunehmenden Maße verdeckt wird, der Steuerschieber
13 in gleichem Maße, wieder freigege,-ben wird. Das Drucköl wird den oberen
Zylindern8,9 ebenso wie den unteren Zylindern 10, 11 vermittels einer gemeinsamen,
in beiden Drehrichtungen fördernden Zahnradpumpe 16 entweder über eine mit
den Zylindern 8, 10 in Verbindung stehende Druckleitung 14 oder aber über
eine mit den Zylindern 9,
11 in Verbindung stehende Druckleitung
15 zugeführt, so daß auf die obere Kolbenstange 4 und die untere Kolbenstange
5 ein zwangläufig auch dem äußeren Zentralrad 2c vermitteltes Kräftepaar
wirkt. An jede der Druckleitungen 14, 15 ist außerdem noch ein mit
einem vorgespanntem Luftpuffer ausgelegter Druckwindkessel 14a bzw. 15a angeschlossen.
Der Antrieb der Zahnradpumpe 16 selbst erfolgt über ein Räderpaar
270 von der Antriebswelle 19 des inneren Zentralrades 2 a, die das
Drehmoment von der hier nicht dargestellten Abtriebswelle der umsteuerbaren Maschine
(Brennkraftmaschine) übertragen erhält. Zur GewährIeistung einer Draekölförderung
der Zahnradpumpe 16 in beiden Drehrichtungen hat die in die ölwanne
18 reichende Saugleitung 17 eine Gabelung, deren Zweigleitungen in
einen linken Ventilsatz 16a und einen reohten Ventilsatz 16b
münden, die wiederum
zwischen Zahnradpumpe 16
einerseits und- der Druckleitung 14 bzw. der Druckleitung
15 andererseits eingangs in diese eingefügt sind. Jeder Ventilsatz
16a, 16b besteht aus zwei Ventileinheiten, wovon die eine zum Abschließen
der zugehörigen Druckleitung und die andere zum Ab-
schließen der jeweiligen
Saugleitung bestimmt ist. Während des Antriebs der Zahnradpumpe 16 sind demnach
immer die gegensätzlichen Ventileinheeiten der beiden Ventilsätze
16a, 16b geöffnet, und zwar bei Drehung des oberen mit dem Drehrichtungspfeil
gekennzeichneten Zahnrades der Zahnradpumpe 16
entgegen dem Uhrzeigersinn
die untere Ventfleinheit des rechten Ventilsatzes 16b sowie die obere Ventileinheit
des link-en Ventilsatzes 16a, wobei das Öl aus der Saugleitung
17 über deren rechte Zweigleitung, den rechten Ventilsatz 16b, die
Zahnradpumpe 16
und den linken VentiIsatz 16a in die Druckleitung14 j-drückt
wird, und bei Drehung desselben im Uhrzeigersinn die untere Ventileinheit des linken
Ventilsatzes 16a sowie die obere Ventileinheit des rechten Ventilsatzes
16b, wobei das Öl aus der Saugleitung 17 über deren linke Zweigleitung,
den linken Ventilsatz 16a, die Zahnradpumpe 16 und den rechten Ventilsatz
16 b in die Druckleitung 15 gedrückt wird.The invention is to be explained in more detail below using an exemplary embodiment. Thereafter, the epicyclic gear unit 2, namely the on the drive shaft 19 rotatably disposed inner gear 2 a, with this meshing planetary gears 2 b and extending c on the planet gears 2b by the procedures for floating mounting freely adjustable outer central 2 from which Gear housing 1 added. The locking of the outer central wheel 2c takes place by means of two diametrically opposed Mitnehraer 3 provided on the outer circumference of the outer central wheel 2c, one of which protrudes into a receptacle 7 of the upper piston rod 4 and the other into one of the lower piston rod 5 . Both piston rods 4, 5 have at their ends, each a piston 4 a, 4 b and 5 a, 5 b , each in with the . Gear housing 1 connected, in pairs aligned with one another and open on the mutually facing sides of cylinders 8-9 or 10, 11 run. The upper piston rod 4 also has an-en continuous connecting channel 6 mif a branching off branch bore for connecting a leading to the lubricating oil circuit of derivative 22 with the interposition of a check valve 21. In the upper Zylindem 8, 9 is a respective projecting towards its free, in the connecting passage 6 At the end of conically tapering control slide 12 and 13 are provided which, due to their rigid arrangement within the cylinder 8, 9, have been more or less enclosed by the wrschiebbaren upper piston rod 4, in such a way that, for example, the control slide 12 is increasingly covered is the control slide 13 in the same way, again woks, is -ben. The pressurized oil is supplied to the upper cylinders 8, 9 as well as the lower cylinders 10, 11 by means of a common gear pump 16 conveying in both directions of rotation either via a pressure line 14 connected to the cylinders 8, 10 or via a pressure line 14 connected to the cylinders 9, 11 connected pressure line 15 is supplied, so that on the upper piston rod 4 and the lower piston rod 5, a force couple that is inevitably also imparted to the outer central wheel 2c acts. Each of the pressure lines 14, 15 is also connected to a pressure air tank 14a or 15a designed with a pretensioned air buffer. The gear pump 16 itself is driven via a pair of gears 270 from the drive shaft 19 of the inner central gear 2a, which receives the torque from the output shaft of the reversible machine (internal combustion engine), not shown here. To ensure a drainage of oil from the gear pump 16 in both directions of rotation, the suction line 17 reaching into the oil pan 18 has a fork, the branch lines of which open into a left valve set 16a and a reohten valve set 16b , which in turn between the gear pump 16 on the one hand and the pressure line 14 or the Pressure line 15 on the other hand are initially inserted into this. Each valve set 16a, 16b consists of two valve units, one of which is intended to close off the associated pressure line and the other to close off the respective suction line. During the drive of the gear pump 16 , the opposing valve units of the two valve sets 16a, 16b are therefore always open, namely when the upper gear of the gear pump 16 , marked with the arrow indicating the direction of rotation, rotates counterclockwise, the lower valve unit of the right valve set 16b and the upper valve unit of the left -a valve set 16a, the oil from the suction line 17 being forced into the pressure line 14 via its right branch line, the right valve set 16b, the gear pump 16 and the left valve set 16a, and when it is turned clockwise, the lower valve unit of the left valve set 16a and the upper valve unit of the right valve set 16b, wherein the oil from the suction line 17 via the left branch, the left valve set 16a, the gear pump 16 and the right valve set 16 b is pressed in the pressure line 15 °.