DE69224738T2

DE69224738T2 - Hydraulische maschine

Info

Publication number: DE69224738T2
Application number: DE69224738T
Authority: DE
Inventors: Lawrence R. Decatur Ga 30033 Folsom
Original assignee: Advanced Power Technology Inc
Current assignee: Microsemi Corp Power Products Group
Priority date: 1991-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2012-01-15
Also published as: BR9205492A; KR930703551A; RU2101586C1; US5423183A; JPH06505327A; EP0567598A1; DE69224738D1; KR100259405B1; CA2100461A1; EP0567598A4; JP3294265B2; WO1992012357A1; US5575152A; AU663487B2; EP0567598B1; AU1375592A; ATE163992T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Maschine und auf ein Verfahren zum Umwandeln von Flüssigkeitsdruck in mechanische Energie.
Die Erfindung bezieht sich mehr insbesondere auf ein hydrostatisches Leistungsverzweigungsgetriebe, das einen guten Wirkungsgrad hat, unkompliziert, zuverlässig und praktisch ist.
Eine große Vielfalt von drehzahlveränderlichen Antriebsmechanismen ist in der Literatur beschrieben oder gegenwärtig im Handel erhältlich. Die Mechanismen finden Anwendung auf so verschiedenen Gebieten wie Computern, Werkzeugmaschinen, Erholungsfahrzeugen, Baugerät und Kraftfahrzeugen. Sie haben alle die grundlegende Funktion gemeinsam, eine Drehgeschwindigkeit und ein Drehmoment an der Eingangswelle in eine variable Drehzahl und ein Drehmoment an der Abtriebswelle umzuwandeln.
Das Motorfahrzeug ist ein idealer Anwendungsfall für einen Antriebsmechanismus mit stufenlos variabler Geschwindigkeit wegen der verbesserten Ökonomie, die erzielt werden kann, indem der Antriebsmotor des Fahrzeuges, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, auf oder nahe bei seinem optimalen Arbeitspunkt betrieben wird. Darüber hinaus ist der potentielle Markt enorm: es ist geschätzt worden, daß der jährliche weltweite Markt für Kraftfahrzeuggetriebe in den 15 Jahren vor 2005 in der Nähe von 47 Millionen Fahrzeugen sein wird.
Es sind zwar bereits zahlreiche stufenlose Getriebe und stetig variable Getriebe für die Anwendung bei Kraftfahrzeugen vorgeschlagen worden, keines hat sich jedoch als vollständig zufriedenstellend erwiesen. Die Traktionsvorrichtungen sind nicht in der Lage gewesen, eine akzeptable Lebensdauer bei den verlangten Leistungswerten und den transienten Drehmomentbedingungen, die in einem normalen Kraftfahrzeugfahrzyklus auftreten, zu demonstrieren.
Treibriemenvariatorgetriebe ähnlich Schneemobilgetrieben haben beschränkte Anwendung in speziellen Kraftfahrzeugbereichen wie den Miniautos, die in Europa produziert werden, gefunden. Ein Autohersteller produziert ein Kompaktauto, bei dem ein DAF- Riemenvariatorgetriebe benutzt wird. Die Lebensdauer und der Wirkungsgrad für diese Vorrichtungen sind bestensfalls märginal, sogar bei leichten Fahrzeugen mit einer Motorleistung in der Größenordnung von nur zehn bis fünfzehn PS. Der üblichste Anwendungsfall für diesen Typ von Getriebe ist das Schneemobil, wo die Bauteillebensdauer erwartungsgemäß 100 Stunden nicht übersteigt.
Ein Metallbaridvariatorgetriebe, das als "Van Doorne"-Getriebe bekannt ist, hat in der Kraftfahrzeugpresse beträchtliche Publizität erhalten. Dieses Getriebe ist insofern einzigartig, als die Leistung durch Druck über die Metallbandsegmente statt durch Zug in dem Band wie bei der üblichen Methode übertragen wird. Mehrere Produktionsautomobile wurden in Europa mit dem "Van Doorne"-Getriebe im Jahre 1987 eingeführt, aber die Einsatzzwecke, über die bislang berichtet worden ist, sind in der Größe auf Fahrzeuge mit Motoren von nicht mehr als 1,6 Litern beschränkt geblieben. Die Leistungsfähigkeit von Fahrzeugen, die mit dem "Van Doorne"-Getriebe ausgestattet sind, ist mit denjenigen vergleichbar, die mit herkömmlichen automatischen Getrieben ausgerüstet sind, trotz des relativ schlechten Wirkungsgrades des Getriebes von 91% Es wird angenommen, daß das auf die Wirkungsgrade zurückzuführen sind, die erzielt werden, indem der Fahrzeugmotor für einen großen Teil des Fahrzyklus auf seinem optimalen Arbeitspunkt betrieben wird.
Hydrostatische Getriebe gibt es seit Jahren und sie sind bis zu einem hohen Grad an Ausgeklügeltheit entwickelt worden. Diese Vorrichtungen finden breite Anwendung in der Landwirtschaft und bei Baugerät, bei Bergwerks- und anderen nicht auf der Straße eingesetzten Fahrzeugen sowie bei kleinen Gartentraktoren. Ein herkömmliches hydrostatisches Getriebe besteht aus zwei Hauptelementen: einer Hydraulikpumpe, die durch den Antriebsmotor angetrieben wird, und einem Hydraulikmotor, der durch Hydraulikflüssigkeit angetrieben wird, welche durch die Pumpe unter Druck gesetzt wird, um die Last anzutreiben. Eines dieser Elemente oder beide Elemente können mit variabler Verdrängung arbeiten, um das variable Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu erzielen. Ungeachtet der gewählten Konfiguration kann der gesamte Systemwirkungsgrad nicht besser sein als das Produkt der Wirkungsgrade der einzelnen Elemente. Zum Beispiel, wenn sowohl die Pumpe als auch der Motor einen Wirkungsgrad von 95% hat, kann die hydrostatische Einheit keinen Wirkungsgrad erzielen, der größer als 0,95 x 0,95 = 90% ist, und in der Praxis liegt er wegen Strömungsverlusten in den Hydraulikleitungen, die die beiden Elemente verbinden, üblicherweise unter diesem Wert. Dieser Wirkungsgrad schneidet bei einem Vergleich mit herkömmlichen automatischen Getrieben nicht günstig ab, die zu einem Betrieb mit stationären Wirkungsgradwerten in der Größenordnung von 97% bis 98% bei Drehmomentwandlersperre in der Lage sind. Darüber hinaus tendieren hydrostatische Getriebe dazu, geräuschvoll zu sein, insbesondere bei den höheren Übersetzungsverhältnissen, bei denen die Durchflußleistung am größten ist.
Das integrierte hydrostatische Getriebe ist ein Schritt in der richtigen Richtung. Es vereinigt den Motor und, die Pumpe in einer Einheit, um Flüssigkeitsströmungsverluste zu minimieren. Keines der hydrostatischen Getriebe, die bislang auf dem Markt sind, überwindet den Zustand, der ihren Wirkungsgrad verschlechtert und zu ihrem Geräusch beiträgt, nämlich daß die Spitzennennleistung des Getriebes bei maximalem Druck und Durchfluß erzielt wird. Infolgedessen werden dem Druck zugeordnete hydraulische Verluste, die aus Leckage und Fluidkompression sowie -expansion bestehen, bei maximalem Leistungsdurchsatz am höchsten sein. Außerdem sind viskose Strömungsverluste, die zu den Fluidgeschwindigkeiten proportional sind, bei Spitzen-Leistung/Geschwindigkeit am größten, wenn der Durchfluß und der Druck auf ihren höchsten Werten sind.
Die Tatsache, daß hydrostatische Getriebe nicht in die Produktion für den Gebrauch bei Kraftfahrzeugen eingeführt worden sind, hat wahrscheinlich drei Hauptgründe: 1) hohe Kosten, 2) Geräusch und 3) schlechter Wirkungsgrad. Moderne Produktionstechniken sind jedoch entwickelt worden, die es möglich machen würden, ein hydrostatisches Getriebe herzustellen, das speziell für die Anwendung bei Kraftfahrzeugen ausgelegt ist, zu Kosten, die mit denen eines herkömmlichen automatischen Getriebes ungefähr vergleichbar sind. Der zweite und der dritte Faktor, nämlich Geräusch und Wirkungsgrad, sind die Schlüsselfaktoren gewesen, welche den Einsatz eines hydrostatischen Getriebes durch die Automobilindustrie verhindert haben.
Eine der Bemühungen, einige der Nachteile des herkömmlichen hydrostatischen Getriebes zu überwinden, stellt das Leistungsverzweigungsgetriebe dar. Ein frühes Beispiel eines solchen Getriebes findet sich in dem US-Patent Nr. 3 175 363 von Hans Molly. Das Leistungsverzweigungsgetriebe war dafür vorgesehen, die Flüssigkeitsströmungsverluste zu reduzieren, die mit dem hydrostatischen Getriebe verbunden sind, insbesondere wenn sich das Übersetzungsverhältnis in Richtung auf eins bewegt, durch mechanisches Übertragen eines Teils der Eingangsleistung auf die Antriebswelle. Da das Verhältnis von mechanisch übertragener Leistung auf 100% bei einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 ansteigt, sind die hydraulischen Verluste in einem Leistungsverzweigungsgetriebe potentiell viel geringer.
Leider sind Versuche, das hydrostatische Leistungsverzweigungsgetriebe auf den Markt zu bringen, nicht erfolgreich gewesen, wahrscheinlich wegen der großen Komplexität des Systems, die die Leistungsfähigkeit beeinträchtigt und die Kosten auf einen nichtkonkurrenzfähigen Wert gegenüber dem herkömmlichen Getriebe erhöht. Außerdem sind die bekannten Leistungsverzweigungsgetriebe nicht in der Lage gewesen, eine dynamische Auswuchtung der rotierenden Elemente zu erreichen, was einen ernsten Nachteil darstellt, weil nennenswerte Vibrationswerte bei Betriebsgeschwindigkeit nicht akzeptabel wären.
Auf dem Getriebegebiet wird daher seit langem ein hydrostatisches Getriebe benötigt, das die Vorteile des integrierten hydrostatischen Getriebes in sich vereinigt, dabei aber die Verluste merklich reduziert, welche mit dem herkömmlichen hydrostatischen Getriebe verbunden sind.
Es ist demgemäß ein Ziel der Erfindung, ein dynamisch ausgewuchtetes Leistungsverzweigungsgetriebe zu schaffen, in welchem Flüssigkeitsverluste auf nahe null bei maximalem Leistungsdurchsatz für stetige Betriebsbedingungen reduziert sind, was Gesamtbetriebswirkungsgrade ergibt, die mit denen von herkömmlichen automatischen Getrieben vergleichbar oder diesen überlegen sind, aber den Motor in die Lage versetzen, einen Betriebswert auf oder nahe bei seinem optimalen Arbeitspunkt aufrecht zu erhalten.
Um das zu erreichen, beinhaltet die hydraulische Maschine nach der Erfindung die Merkmale, die im Patentanspruch 1 angegeben sind, und schafft die Erfindung ein Verfahren gemäß Patentanspruch 37.
Grundsätzlich umfaßt die hydraulische Maschine nach der Erfindung eine keilförmige Taumelscheibe mit Schlitzen, die sich durch sie hindurch erstrecken. Wegen der Keilform der Taumelscheibe haben die in Umfangsrichtung gewandten Wände der Schlitze unterschiedliche Flächeninhalte, so daß die Flüssigkeitsdruckdifferenz, die auf die Flächen einwirkt, ein Drehmoment an der Taumelscheibe und somit an der Abtriebswelle erzeugt
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht. In einer Ausführungsform der Erfindung wird bei einem Leistungsverzweigungsgetriebe eine gemeinsame Ventil/Taumelscheibe sowohl für die Pumpen- als auch für die Motorelemente benutzt, und es werden eine dynamische Auswuchtung der rotierenden Baugruppe und eine Übersetzungsverhältnissteuerung auf effiziente und einfache Weise erreicht.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung und ihre zugehörigen Ziele und Vorteile werden bei dem Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen deutlicher werden, in denen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines hydrostatischen Getriebes nach der Erfindung ist; die Fig. 2-12 Zeichnungen von einigen der Teile der Maschine sind, die in Fig. 1 gezeigt ist, und zwar folgende:
Fig. 2 ist eine Ansicht des Getriebebefestigungsflansches 32;
Fig. 3 ist eine Ansicht der Ausgangsstirnfläche des Dichtringes 66;
Fig 4 ist eine axiale Ansicht der Ausgangsstirnfläche des Dichtringes 98;
Fig. 5 ist eine Längsschnittansicht der Antriebsbüchse 110;
Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht der Ausgleichsbüchse 144;
Fig. 7 ist eine axiale Ansicht der Halteplatle 132;
Fig. 8 ist eine axiale Ansicht der Öffnungsplatte 136;
Fig. 9 ist eine axiale Ansicht der Eingangs- und der Ausgangsstirnfläche (sie sind beide dieselben) der Taumelscheibe 22;
Fig. 10 ist eine laterale Schnittansicht der Taumelscheibe 22;
Fig. 11 ist eine Längsschnittansicht der Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164;
Fig. 12 ist eine axiale Ansicht des Eingangsendes der Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164;
Fig. 13 ist eine abgewickelte Ansicht der in Fig. 10 gezeigten Taumelscheibe 22 nach der Linie "13-13" durch die Schlitze;
Fig. 14 ist eine Längsschnittansicht des Taumelscheibengegengewichts 240; und
Fig. 15 ist ein Diagramm, das einen Vergleich der Flussigkeitsdurchflußleistung in einem herkömmlichen hydrostatischen Getriebe und einem nach der Erfindung zeigt.
Fig. 16 ist eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines hydrostatischen Getriebes nach der Erfindung.
Fig. 17 ist eine Schnittansicht nach der Linie 17-17 in Fig. 16.
Fig. 18 ist eine Teilendansicht der Außenseite eines Befestigungsflansches an dem linken Ende des in Fig. 16 gezeigten Getriebes.
Fig. 19 ist eine Schnittansicht nach der Linie 19-19 in Fig. 18.
Fig. 20 ist eine Ansicht der inneren Stimseite des in Fig. 18 gezeigten Befestigungsflansches;
Fig. 21 ist eine Endansicht des linken Endes eines in Fig. 16 gezeigten Hauptgehäusekörpers.
Fig. 22 ist ein vergrößerter Teil des Endes eines Ansatzes an dem in Fig. 21 gezeigten Körper.
Fig. 23 ist eine Ansicht der nach hinten gewandten Oberfläche eines in Fig. 16 gezeigten Pumpengehäuses.
Fig. 24 ist eine Teilschnittansicht des Pumpengehäuses nach der Linie 24-24 in Fig. 23.
Fig. 25 ist eine Teilschnittansicht des Pumpengehäuses nach der Linie 25-25 in Fig. 23.
Fig. 26 ist eine Endansicht der nach vorn gewandten Seite eines in Fig. 16 gezeigten Motorkolbenträgers.
Fig. 27 ist eine Schnittansicht des Motorkolbenträgers nach der Linie 27-27 in Fig. 26.
Fig. 28 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 16 gezeigten Motors.
Fig. 29 ist eine Endansicht der Zylinderblöcke für die Pumpe und den Motor, die in Fig. 16 gezeigt sind.
Fig. 30 ist eine Endansicht der pumpenseitigen Stimseite der in Fig. 16 gezeigten Taumelscheibe.
Fig. 31 ist eine Schnittansicht der Taumelscheibe nach der Linie 31-31 in Fig. 30.
Fig. 32 ist eine Schnittansicht der Taumelscheibe in einer vertikalen Längsebene durch die Längsachse der Maschine nach der Linie 32-32 in Fig. 30.
Fig. 33 ist eine Schnittansicht der Taumelscheibe nach der Linie 33-33 in Fig. 30.
Fig. 34 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Pumpe in Fig. 16.
Fig. 35 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Antriebsstiftvorrichtungen und der zugehörigen Konstruktion, die in Fig. 17 gezeigt sind.
Fig. 36 ist eine Schnittansicht der in Fig. 16 gezeigten Eingangswelle.
Fig. 37 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 16 gezeigten Kupplungsmechanismus.
Fig. 38 ist eine Endansicht der in Fig. 37 gezeigten Buchse.
Fig. 39 ist eine Schnittansicht nach der Linie 39-39 in Fig. 38.
Fig. 40 ist eine Schnittansicht der in Fig. 16 gezeigten Steuerbüchse.
Fig. 41 ist ein Schema des Hydrauliksystems des in Fig. 16 gezeigten Getriebes.
Fig. 42 ist ein Schema des stößelgesteuerten Ventilsystems, das in Fig. 16 gezeigt ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die Maschine, die im Querschnitt in Fig. 1 gezeigt ist, wird zuerst in einer Beschreibung auf oberster Ebene erläutert und wird dann in einer detaillierten Erläuterung des Aufbaus und der Funktion jedes Teils der Maschine beschrieben. Die hier beschriebene Maschine ist ein hydrostatisches Getriebe, das
eine Pumpe 20 aufweist, die durch eine Eingangswelle 21 angetrieben wird. Die Pumpe 20 dreht sich an einer Taumelscheibe 22, was Pumpenkolben 23 in der Pumpe 20 veranlaßt, sich in den Pumpenzylindern 24 axial hin- und herzubewegen. Das Reaktionsdrehmoment wird von der Pumpe 20 auf die Taumelscheibe 22 als eine mechanische Komponente des Ausgangsdrehmoments und über die Taumelscheibe an eine Abtriebswelle 88 übertragen, die mit der Taumelscheibe gekuppelt ist. Durch die Pumpe 20 unter Druck gesetzte Hydraulikflüssigkeit fließt aus den Pumpenzylindern 24 direkt durch axiale Bohrungen 25 in den Kolben in Schlitze 26 um die Taumelscheibe 22 und von da aus durch ähnliche axiale Bohrungen 27 in Kolben 28 in einem Hydraulikmotor 29 auf der anderen Seite der Taumelscheibe 22. Der Hydraulikmotor 29, der auf diese Weise durch Flüssigkeit mit Druck beaufschlagt wird, die ihm direkt aus der Pumpe 20 zugeführt wird, übt eine hydromechanische Drehmomentkomponente auf die Taumelscheibe 22 aus. Eine dritte Drehmomentkomponente wird durch die Flüssigkeit in den Taumelscheibenschlitzen direkt auf die Differentialfläche der in Umfangsrichtung gewandten Oberflächen der Schlitze ausgeübt. Alle drei Drehmomentkomponenten, die mechanische Komponente aus dem Pumpenreaktionsdrehmoment, die hydromechanische Komponente aus dem Hydraulikmotor und die reine Flüssigkeitskomponente aus der Differentialschlitzfläche werden in der Taumelscheibe 22 summiert und an die Antriebswelle 88 abgegeben.
Die rotierenden Elemente der Maschine sind in einem zylindrischen Gehäuse 30 enthalten, das ein Eingangsende 31 hat, welches auf einem Getriebebefestigungsflansch 32 befestigt ist, und ein Ausgangsende 33 an dem anderen Ende des Gehäuses. Das Gehäuse hat einen zylindrischen Hauptabschnitt 34, der zu einer Hauptlängsachse 35 der Maschine konzentrisch ist. Der zylindrische Abschnitt 34 ist an dem Ausgangsende durch einen Endverschluß 36 verschlossen, welcher an dem zylindrischen Abschnitt 34 durch Schrauben 40 befestigt ist.
Bezugnahmen auf das "äußere Ende" und auf "außen" und dgl. haben hier die Bedeutung, daß damit die Außenseite oder die rechte Seite der Maschine oder von deren Teilen in der Darstellung in Fig. 1 gemeint ist. Die Begriffe "inneres Ende" und "innen" beziehen sich auf die Eingangsseite oder linke Seite in Fig. 1. Selbstverständlich erfolgen diese Bezugnahmen lediglich zweckmäßigkeitshalber und zur Vereinfachung der Beschreibung und sollen keine irgendwie geartete beschränkende Wirkung haben, mit der Ausnahme, die Relativposition und sonstiges, wie angegeben, anzuzeigen.
Ein Pumpengehäuse 48 ist an der inneren Seite des Getriebebefestigungsflansches 32 zentrisch um die Achse 35 mittels Schrauben 54 befestigt. Eine Spülpumpe 50 der Zahnradbauart ist in dem Gehäuse 48 befestigt. Eine Lippendichtung 52 ist durch einen Preßsitz in einer Stufe 51 an einer Bohrung 53 in dem Gehäuse, durch welche sich die Eingangswelle erstreckt, befestigt und dichtet den ringförmigen Raum zwischen der Bohrung 53 und der Eingangswelle 21 ab. Die Eingangswelle 21 ist auf der Achse 35 konzentrisch befestigt und erstreckt sich durch die Bohrung 53 in dem Gehäuse 48, so daß sie über die innere Seite des Gehäuses 48 vorsteht, um in einem mit Keilverzahnung versehenen Eingangsende 49 zu endigen, das mit einem Antriebsmotor wie z.B. einem Verbrennungsmotor gekuppelt werden kann.
Die Eingangswelle 21 ist mit der Spülpumpe 50 verkeilt und treibt diese an, um eine Steuerströmung und Zusatzhydraulikflüssigkeit zu den Hydraulikelementen der Maschine zu leiten und jegliche Flüssigkeit zu ersetzen, die an den inneren Öldichtungen vorbeileckt. Die Pumpe 50 saugt Öl aus dem Ölsumpf (schematisch gezeigt als ein separater Behälter 55, aber bei der üblichen praktischen Ausführungsform wäre es eine Ölwanne an dem Gehäuse 30) durch eine Öleinlaßleitung 56 und gibt die Hydraulikflüssigkeit mit Spüldruck über einen Flüssigkeitszufuhrkanal 57 in dem Getriebebefestigungsflansch 32 an einen Filter 58 ab. Die gefilterte Flüssigkeit geht durch eine Flüssigkeitsleitung 59 hindurch und. über ein Ventil 201 (unten beschrieben) und eine Flüssigkeitsleitung 47 zu ei nem Flüssigkeitszufuhrkanal 60 in dem Getriebebefestigungsflansch und von da aus zu einem Flüssigkeitsverteilsystem für die Pumpenzylinder 24, wie unten beschrieben.
Die Eingangswelle 21 ist bei 61 vergrößert und akkurat gedreht, gehärtet und poliert, um eine Lauffläche für ein Lager 62 zu bilden, das zwischen dem Lagerlaufring 61 und einer zylindrischen Lagerausnehmung 63 in einem axialen Ansatz 64 an der äußeren Stimseite des Befestigungsflansches 32 vorgesehen ist. Außerhalb von dem Lagerlaufring 61 endigt die Eingangswelle 21 in einer ebenen, sich radial erstreckenden Dichtscheibe 65, die sich zwischen zwei identischen Dichtringen 66 und 67 dreht, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Der Dichtring 66 ist mit einer Schulter 68 an dem axialen Ansatz 64 durch drei Stifte 69 (von denen nur einer in Fig. 1 gezeigt ist) verstiftet, welche in ausgerichtete Stiftlöcher 70 und 72 in dem axialen Ansatz 64 bzw. dem Dichtring 66 passen. Sechs Druckfedem 74 (nicht gezeigt für die Dichtscheibe 66, aber eine von ihnen ist in der identischen Dichtscheibe 67 gezeigt) in ausgerichteten, gleichabständigen Federschichten 76 in dem axialen Ansatz 64 bzw. in dem Dichtring 66 drängen den Dichtring 66 axial gegen die Dichtscheibe 65, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen ihnen aufrecht zu erhalten und so eine Leckage von Flüssigkeit aus dem Spülflüssigkeitsverteilsystem zu minimieren.
Eine axiale zylindrische Lagerbohrung 80 erstreckt sich in das äußere Ende der Eingangswelle 21 und enthält einen geschliffenen und polierten inneren Lagerlaufring 82, der ein Lager 84 empfängt, welches zwischen dem Laufring 82 und einem weiteren Lagerlaufring 86 angeordnet ist, der durch Schleifen und Polieren des inneren Endes einer Abtriebswelle 88 gebildet worden ist. Das Lager 84 wird in seiner Lage in seinem Lagerlaufring 82 an einer Schulter 90 in der Lagerbohrung 80 durch einen Sprengring 92 gehalten. Das innere Ende der Lagerbohrung 80 endigt in einer Freistichbohrung 94, die Raum für die Schleif- und Polierwerkzeuge schafft, welche die Oberfläche der Lagerfläche 82 fertigbearbeiten.
W Die Abtriebswelle 88 ist zu der Eingangswelle 21 und der Längsachse 35 der Vorrichtung konzentrisch und endigt in einem mit Keilnutverzahnung versehenen Abtriebsende 96, mit welchem eine Last gekuppelt werden kann. Das Lager 84 gestattet der Eingangswelle und der Abtriebswelle, sich unabhängig voneinander zu drehen, während ihre Konzentrizität aufrechterhalten wird.
Ein Dichtring 98 ist innen keilverzahnt und mit einem keilverzahnten Abschnitt 100 an dem inneren Ende der Abtriebswelle 88 in Eingriff. Eine ringförmige Ausnehmung 97 paßt über einen Sprengring 99, der in einer Nut in der Abtriebswelle 88 aufgenommen ist, und einen benachbarten Scherring 95. Der Sprengring 99 und der Scherring 95 nehmen den axialen Druck der Pumpe 20 an dem Dichtring 98 auf, und die enge Passung des Sprengringes 99 in der Ausnehmung 97 verhindert, daß sich der Sprengring unter Zentrifugalkraft aufweitet, wenn die Abtriebswelle und der Dichtring 98 rotieren. Der äußere abgestufte Dichtring 67, der im Aufbau mit dem Dichtring 66 identisch ist (aber umgedreht ist, so daß seine Dichtfläche auch der Dichtscheibe 65 zugewandt ist), sitzt in der inneren abgestuften Seite des Dichtringes 98 und ist mit diesem mit drei gleichabständigen Stiften verstiftet (die nicht gezeigt sind, aber mit dem in der Dichtscheibe 66 gezeigten Stift 69 identisch sind), um zu gewährleisten, daß sich der äußere Dicht-
ring 67 zusammen mit dem Dichtring 98 dreht, aber eine geringfügige axiale Bewegung zwischen den beiden Teilen gestattet, um dem Dichtring 67 zu ermöglichen, einen innigen Dichtkontakt mit der Dichtscheibe 65 trotz Verschleißes und möglicher Nichtnormalität der Stirnfläche der Dichtscheibe 65 aufrecht zu erhalten. Die Extraaxialkeilverzahnungslänge auf dem Keilverzahnungsabschnitt 100, der in Fig. 1 gezeigt ist, läßt eine ähnliche axiale Bewegung für den Dichtring 98 zu. Eine Serie von sechs Federn 74, die gleichabständig umfangsmäßig in den Federschächten 76 um den Dichtring 67 und den Dichtring 98 angeordnet sind, identisch mit der Konfiguration des Dichtringes 66, die in FIG. 3 gezeigt ist, üben eine axiale Trennkraft zwischen dem Dichtring 98 und dem Dichtring 67 aus, um eine Flüssigkeitsabdichtung in Abwesenheit von Systemdruck zu bewirken. Wenn das System unter Druck steht, drängt der Flüssigkeitsdruck zwischen dem Dichtring 67 und dem Dichtring 98 diese auseinander und in abdichtenden Kontakt mit den zugewandten Oberflächen an der Dichtscheibe 65 und der inneren Stirnfläche 102 an dem Pumpenzylinderkörper 104. Der abdichtende Grenzflächendruck ist zu dem Druck proportional, gegen den die Dichtung abdichten muß.
Der Dichtring 98 und der Dichtring 67 sind zwischen der Dichtscheibe 65 und der inneren Stimseite 102 des Pumpenzylinderkörpers 104 angeordnet. Der Pumpenzylinderkörper 104 ist an der Dichtscheibe 65 durch eine Ringmutter 106 befestigt, die außen mit Gewinde versehen und in eine mit Innengewinde versehene Oberfläche eines radial vorstehenden Fußes 108 einer Antriebsbüchse 110, die in Fig. 5 gezeigt ist, eingeschraubt ist. Das äußere Ende der Antriebsbüchse 110 endigt in einer radial einwärts vorstehenden Lippe 112, die in eine ringförmige Ausnehmung 114 in dem Umfangsrand des äußeren Endes des Pumpenzylinderkörpers 104 einfaßt, um eine Distanzbüchse 111 zwischen der Dichtscheibe 65 und dem Pumpenzylinderkörper 104 festzuklemmen und den Pumpenzylinderkörper axial an dem Dichtungsringraum 98 zu halten. Die Dichtscheibe 65 ist mit der Antriebsbüchse 110 bei 118 keilverzahnt, so daß sie sich zusammen um die Achse 35 drehen. Die inneren Keilzähne an der Antriebsbüchse 110 erstrecken sich einwärts zu mit ihnen zusammenpassenden Keilzähnen 120 an dem Pumpenzylinder 104, welche sie erfassen, so daß der Pumpenzylinderkörper 104 um die Taumelscheibe 22 durch die Dichtscheibe 65 der Eingangswelle 21, welche über die Antriebsbüchse 110 wirkt, angetrieben wird.
Der Pumpenzylinderkörper 104 hat eine Serie von axialen Zylindem 24, von denen jeder einen Kolben 23 enthält. Jeder Kolben 23 endigt an seinem äußeren Ende in einem sphärischen Kopf 126, der in einem sphärischen Sitz 128 an einem einzelnen Gleitstück 130, eines für jeden Kolbenkopf, sitzt. Eine Halteplatte 132, die in Fig. 7 gezeigt ist, hat vergrößerte Löcher 133 zum Aufnehmen der Hälse der einzelnen Gleitstücke 130 und zum Tragen an der Innenseite ihrer Flansche, deren äußere Stirnseiten gegen eine Öffnungsplatte 136 gepreßt werden, die in Fig. 8 gezeigt ist. Die Halteplatte 132 ist an der Öffnungsplatte 136 mit Befestigungselementen 134 durch drei gleichabständige Löcher 135 in der Halteplatte 132 und in der Öffnungsplatte 136 befestigt, um die Gleitstücke 130 aufzunehmen und in ihrer Lage an der Öffnungsplatte 136 zu halten. Die vergrößerten Löcher 133 gestatten den einzelnen Gleitstücken 130, einer elliptischen Bahn um die Öffnungsplatte 136 zu folgen, wenn die Taumelscheibe 22 geneigt wird, um der Pumpe 20 eine geneigte Eingangsstirnfläche 140 darzubieten. Öffnungen 137 in der Öffnungsplatte 136 lassen Flüssigkeit durch, die durch die Kolben aus den Pumpenzylindern 24 verdrängt wird, und elliptische Ausnehmungen 138 in der Ausgangsstirnfläche der Öffnungsplatte 136 gewährleisten eine Flüssigkeitsverbindung über die Öffnungsplatte 136 zu den Schlitzen 26 in der Taumelscheibe 22 auf dem vollen Winkelbereich der Taumelscheibe. Das ist in Fig. 1 veranschaulicht, wo der radial äußere Rand der Ausnehmung 138 mit dem radial äußeren Rand des Schlitzes ausgerichtet ist, wohingegen an der Ausgangsstirnfläche der Taumeischeibe der radial innere Rand der entsprechenden Ausnehmung in der entsprechenden Öffnungsplatte mit dem radial inneren Rand des Schlitzes 26 ausgerichtet ist, so daß die Verbindung über den vollen Bereich der Einstellbewegung der Taumelscheibe 22 gewährleistet ist. Die Taumelscheibenpositionseinstellung ist weiter unten beschrieben.
Die Öffnungsplatte 136 wird an der Eingangsstirnfläche 140 der Taumelscheibe 22 gehalten, die ihrerseits durch einen Drehzapfen 142 an der Abtriebswelle 88 drehbar angelenkt ist. Die Öffnungsplatte 136 wird an der Eingangsstirnfläche 140 der Taumelscheibe 22 durch eine ringförmige Nase 143 an dem äußeren Ende einer Ausgleichsbüchse 144 gehalten, die auf der Antriebsbüchse 110 verschiebbar angeordnet ist und mit derselben durch drei gleichabständige Kelle 139 verkeilt ist, welche in drei Kerben aufgenommen sind, die mit Abstand um die Antriebsbüchse angeordnet sind. Die Kelle gleiten in drei Keilnuten 141, die mit Abstand an der inneren Oberfläche der Ausgleichbüchse 144 angeordnet sind, um sicherzustellen, daß sich die Ausgleichbüchse 144 mit der Antriebsbüchse 110 dreht.
Eine Feder 146, die zwischen dem Fuß 108 der Antriebsbüchse 110 und einer axial gerichteten Schulter 147 an einem radial vorstehenden Vorsprung 151 an der Ausgleichsbüchse 144 zusammengedrückt ist, spannt die Ausgleichsbüchse 144 in Richtung zu der Abtriebsseite vor und hält die Öffnungsplatte 136 an der Eingangsstirnfläche 140 der Taumelscheibe 22 in Abwesenheit von Systemdruck, z.B. beim Anfahren. Die Feder 146 ist durch eine Federhaltebüchse 149 abgestützt, so daß sie sich unter Zentrifugalkraft nicht radial nach außen krümmen kann, wobei die Federhaltebüchse die Feder 146 umgibt und telesko pisch über dem Vorsprung 151 verschiebbar ist, was der Ausgleichsbüchse gestattet, sich innerhalb der Federhaltebüchse 149 axial zu verschieben, wenn die Maschine das Übersetzungsverhältnis ändert.
Die ringförmige Nase 143 der Ausgleichsbüchse 144 hat einen konvexen sphärischen Radius, der mit einer ringförmigen Ausnehmung 145 an der Eingangsstirnfläche benachbart zu dem äußeren Umfang der Öffnungsplatte 136 zusammenpaßt. Die ringförmige Ausnehmung 145 hat eine konkave Oberfläche mit sphärischem Radius, der in Form und Größe dem sphärischen Radius der ringförmigen Nase 143 der Ausgleichbüchse 144 entspricht.
Die Taumelscheibe 22 fungiert sowohl als eine Taumelscheibe als auch als eine Ventilplatte zur Steuerung der unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe 20 zu dem Hydraulikmotor 29 auf der Abtriebsseite der Maschine. Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 10 ist die Taumelscheibe 22 mit der Abtriebswelle 88 durch den Drehzapfen 142 verstiftet, der zu der Achse 35 rechtwinkelig ist und diese schneidet und dadurch eine wesentliche axiale Auswanderung von beiden Enden der Taumelscheibe gestattet, wenn diese um den Drehzapfen 142 über eine Querbohrung 153 geschwenkt wird, um die Antriebsverhältnisänderungen in dem Getriebe zu bewirken. Die Funktion der Taumelscheibe 22 wird ausführlicher unten in Verbindung mit der Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung erläutert.
Der Hydraulikmotor 29 hat einen Motorzylinderblock 148, der an der inneren Oberfläche des Endverschlusses 36 durch die Schrauben 150 befestigt ist. Die Zylinder 38 in dem Motorzylinderblock 148 enthalten jeweils einen Kolben 28, der hinsichtlich Form und Entwurf mit den Kolben 23 in der Pumpe 20 identisch ist. Die Kolben 28 haben sphärische Köpfe 152, die in sphärischen Ausnehmungen 154 in den Hälsen von einzelnen Gleitstücken 156 sitzen, welche im Entwurf und in der Form mit den Gleitstücken 130 identisch sind. Eine Halteplatte 158 ist an einer Öffnungsplatte 160 mit Befestigungselementen 162 befestigt, um die Gleitstücke 156 in ihrer Lage an der Öffnungsplatte 160 zu halten, wenn der Systemdruck niedrig ist, auf dieselbe Art und Weise wie die Halteplatte 132 und die Öffnungsplatte 136 auf der Eingangsseite der Taumelscheibe 22. Die Öffnungsplatte 160 ist im Entwurf mit der Öffnungsplatte 136 auf der Eingangsseite der Taumelscheibe 22 identisch, so daß Fig. 8 beide Öffnungsplatten zeigt. Die Öffnungsplatte 160 wird an der Taumelscheibe 22 durch eine Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 gehalten.
Die Winkelposition der Taumelscheibe 22 und somit das Übersetzungsverhältnis der Maschine wird durch die Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 gesteuert, die in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist und koaxial um den Motorzylinderblock 148 angeordnet ist. Eine ringförmige Nase 166 an dem inneren Ende der Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 ist mit einem konvexen sphärischen Radius ausgebildet, der mit einer konkaven sphärischen Ausnehmung 168 in der Öffnungsplatte 160 zusammenpaßt, um die Sitzbeziehung der Nase 166 in der Ausnehmung 168 der Öffnungsplatte 160 im Betrieb aufrecht zu erhalten.
Die Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 ist gegen Drehung um die Achse 35 durch einen Keil 165 verkeilt, der in eine langgestreckte Nut oder Keilnut 167 paßt, um eine axiale Bewe- gung der Steuerbüchse 164 zuzulassen. Der Keil 165 befindet sich an dem inneren Ende eines Stopfens 163, der in ein Loch in dem Gehäuse 30 paßt und durch einen Sprengring 161 in seiner Lage gehalten wird. Eine O-Ringdichtung in einer Nut um den Stopfen 163 dichtet den Stopfen in dem Loch gegen Leckage von Hydraulikflüssigkeit um den Stopfen ab.
Die axiale Position der Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 und daher die Winkelposition der Taumelscheibe 22 wird durch ein Taumelscheibensteuersystem 170 gesteuert, das zu diesem Zweck die axiale Position der Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 steuert. Das System 170 umfaßt einen ringförmigen Zylinder 172, der durch die innere Oberfläche des Gehäuses 30 und durch die äußere Oberfläche einer Zylinderbüchse 173 begrenzt wird, wobei diese Oberflächen jeweils an einer ringförmigen Rippe 175 an dem Endverschluß 36 durch 0-Ringdichtungen 169 und 171 abgedichtet sind. Ein ringförmiger Kolben 174 an dem äußeren Ende der Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 ist in dem ringförmigen Zylinder 172 axial bewegbar.
Ein Einlaßverteiler 176 auf einer Seite des ringförmigen Zylinders 172 empfängt unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit über einen Einlaßkanal 178 in dem Gehäuse 30, der in den ringförmigen Zylinder 172 führt, um den ringförmigen Kolben 174 einwärts zu der Taumelscheibe 22 zu drücken. Da die mit sphärischem Radius versehene Nase 166 der Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 mit der mit sphärischem Radius versehenen konkaven Ausnehmung 168 an der Öffnungsplatte 160 in Eingriff ist, wird durch eine Einwärtsbewegung der Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 gegen die Taumelscheibe 22 gedrückt, um sie im Uhrzeigersinn zu drehen und ihre äußere Stirnfläche in Richtung einer rechtwinkeligen Orientierung zu der Achse 35 zu neigen. Die Eingangsoberflächen, die mit dem Hydraulikflüssigkeitsdruck des Systems auf der Pumpenseite beaufschlagt werden, sind so bemessen, daß sie die Ausgangsoder entgegengesetzten Oberflächen auf der Pumpenseite übersteigen, die mit dem Systemdruck beaufschlagt werden, um ein Wegschwimmen der Pumpenöf fnungsplatte 136 und der Gleitstücke 130 von der Taumelscheibe zu vermeiden. Selbstverständlich hilft die axiale Kraft, die durch die Kolben auf die Gleitstücke 130 und die Öffnungsplatte 136 ausgeübt wird, die Pumpenteile an der Taumeischeibe 22 zu halten, und hält die Ausgangsstirnfläche 179 der Taumelscheibe 22 unter einem Winkel, der durch die Position der Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 eingestellt wird.
Die Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 wird zu dem Eingangsende der Vorrichtung durch Hydraulikflüssigkeit bewegt, die unter Druck aus einem Sammler 180 über eine Leitung 181 zu einem Ringraum 182 in einem Steuerventilzylinder 184 geliefert wird, welcher in einem Steuerventilgehäuse 185 eines Steuerschieberventils 186 gebohrt ist. Ein Steuerschieber 188 in dem Schieberventilzylinder 184 steuert den Strom von Flüssigkeit in dem Zylinder 184. Die Position des Steuerschiebers 188 in dem Zylinder 184 des Schieberventils 186 wird durch eine Steuerstange 190 gesteuert, die in zwei ausgerichteten Bohrungen in dem Steuerventilgehäuse 185 und in einem Steuerventilgehäuse 191 axial gelagert ist. Die Steuerstange 190 kann mit einem Steuergestänge (nicht gezeigt) an einem Stangenendverbinder 192 zur Bediener- oder automatischen Steuerung des Übersetzungsverhältnisses der Maschine verbunden sein. Die Steuerstange 190 ist mit einem Glied 194 zwischen dessen Enden verbunden, die ihrerseits über Verbindungsglieder 196 und 198 mit dem Schieber 188 bzw. der Steuerbüchse 164 verbunden sind. Das Glied 198 ist in einer Nut 195 zwischen zwei Rippen 193 verstiftet, die aus dem zylindrischen Körper der Steuerbüchse 164 durch spanabhebende Bearbeitung herausgearbeitet worden sind.
Der Betrieb des Steuerventils 186 zum Steuern des Übersetzungsverhältnisses der Maschine erfolgt durch Steuerung der axialen Position der Steuerstange 190. Wenn es erwünscht ist, das Übersetzungsverhältnis von neutraler oder Leerlaufposition, die in Fig. 1 gezeigt ist, auf irgendein Zwischenverhältnis umzuschalten, wird die Steuerstange 190 in Fig. 1 nach links gezogen, was bewirkt, daß sich das Schwenkglied 194 um seine Verbindung mit dem inneren Ende des Glieds 198 dreht. Das Schwenkglied 194 zieht den Steuerschieber 188 über das Verbindungsglied 196 nach links, das zusammen mit dem Glied 198 das Vorverkürzen des Schwenkglieds 194 in seiner Projektion auf eine vertikale Ebene zuläß, wenn es um seine Verbindung mit der Steuerstange 190 schwenkt. Der verlagerte Steuerschieber 188 gestattet unter Druck stehender Flüssigkeit aus dem Sammler 180, aus dem Ringraum 182 in den schmaleren mittleren Teil des Schieberventilzylinders und über den Verbindungskanal 200 in dem Steuerventilgehäuse 185 und den Einlaßkanal 178 zu dem Einlaßverteiler 176 des ringförmigen Zylinders 172 zu strömen, wo sie auf die axial gerichtete Oberfläche des ringförmigen Kolbens 174 einwirkt, um ihn nach links zu schieben, wodurch die Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 zu dem Eingangsende der Vorrichtung gedrückt wird. Die Bewegung der Taumelscheibenpositionssteuerbüchse zu dem Eingangsende drückt die Öffnungsplatte 160 gegen die Taumelscheibe 22 und schwenkt die Taumelscheibe um ihre Schwenkverbindung an dem Drehzapfen 142, um die Winkelposition der Taumelscheibe aus der in Fig. 1 gezeigten Position in die 1:1- Verhältnis-Position zu ändern, in welcher die äußere Stirnfläche der Taumelscheibe zu der Achse 35 der Abtriebswelle 88 normal ist. Wenn sich die Taumelscheibensteuerbüchse 164 unter dem Einfluß der unter Druck stehenden.Flüssigkeit in dem ringförmigen Zylinder 172 nach links bewegt, drückt sie das Verbindungsglied 198 nach links, welches das Schwenkglied 194 im Uhrzeigersinn um seine Schwenkverbindung mit der Steuerstange 190 verschwenkt, wodurch der Steuerschieber 188 nach rechts gedrückt wird und der Flüssigkeitsstrom aus dem Ringraum 182 in den schmalen Teil des Ventilzylinders 184 abgesperrt wird. Die Position der Steuerbüchse 164 folgt somit der Position der Steuerstange 190.
Wenn es erwünscht ist, das Übersetzungsverhältnis wieder zurück auf die neutrale Position umzuschalten, wird die Steuerstange 190 nach rechts gedrückt. Das bewirkt, daß das Schwenkglied 194 die Steuerstange 188 in den Schieberventilzylinder 184 drückt, wobei der Ringraum 182 verschlossen und ein Ringraum 183 an dem äußeren Ende des schmalen mittleren Teils des schieberventilzylinders 184 geöffnet wird. Unter Druck stehende Flüssigkeit in dem ringförmigen Zylinder 172 kann nun zurück durch den Einlaßverteiler 176, die Flüssigkeitskanäle 178 und 200, den Schieberventilzylinder 184 und in den Ringraum 183 strömen. Ein Kanal 197 verbindet den Ringraum 183 mit einer Auslaßöffnung 199 in das Gehäuse 30. Die Kraft der Punpenzylinder 23 und der Flüssigkeitsdruck in der ringförmigen Kammer 235 (unten beschrieben) in der Ausgleichsbüchse 144 werden die Taumelscheibe 22 in die neutrale Position drücken, die in Fig. 1 gezeigt ist, bis an die Grenze, die durch die Position der Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 unter der Positionssteuerung gestattet wird, welche durch die Position der Steuerstange 190 eingestellt wird.
Der Sammler 180 speichert Druck aus der Spülpumpe 50, um sicherzustellen, daß Druck verfügbar sein wird, um die Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 selbst dann zu betätigen, wenn kein Eingangsdrehmoment aufgebracht wird, um die Spülpumpe zu betreiben. Das Ladesystem für den Sammler 180 umfaßt ein Ventil 201, das mit der Leitung 59 verbunden ist, die von dem Ausgangskanal 57 der Spülpumpe 50 zu dem Filter 58 führt. Das Ventil 201 enthält einen Ein-Weg-Teil, der Flüssigkeit gestattet, aus der Spülpumpe 50 in den Sammler 180 zu strömen, wenn der Druck in der Leitung 181 niedriger als der Spülpumpendruck ist, Flüssigkeit aber nicht gestattet, aus dem Sammler 180 zurück durch das Ventil 201 zu strömen. Wenn der Druck der Sammlerleitung 181 gleich dem Spülpumpendruck ist oder diesen übersteigt, läßt das Ventil 201 die von der Spülpumpe abgegebene Flüssigkeit in den Sumpf 55 gelangen.
Im Betrieb wird Eingangsleistung aus einem Antriebsmotor wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor der Eingangswelle 21 in Form eines auf das keilverzahnte Ende 49 ausgeübten Drehmoments zugeführt. Die Eingangswelle 21 treibt die Dichtungsscheibe 65, die über die Antriebsbüchse 110 das Pumpenzylindergehäuse 104 antreibt, um es um die Längsachse 35 zu drehen. In der neutralen Position, die in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Elngangsstirnfläche der Taumelscheibe 22 zu der Längsachse 35 der Maschine rechtwinkelig, so daß die Drehung des Pumpenzylinders 104, der die Pumpenkolben 23 an der inneren Stirnfläche der Taumelscheibe 22 trägt, keine axiale Bewegung der Kolben und deshalb kein Pumpen der Hydraulikflüssigkeit bewirkt. Es wird kein Drehmoment auf die Taumelscheibe 22 in dieser Position übertragen, was einen Vorteil bei der Verwendung der Erfindung in einem Fahrzeug veranschaulicht: es besteht kein Bedarf an einer separaten Kupplung oder einem Drehmomentwandler.
Wenn es erwünscht ist, Drehmoment auf die Abtriebswelle 88 auszuüben, wird die Steuerstange 190 nach links bewegt, was unter Druck stehender Flüssigkeit gestattet, aüs dem Sammler 180 durch die Leitung 181 und den Ringraum 182 in den ringförmigen Zylinder 172 zu strömen, so daß die Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 zu der Eingangsseite der Maschine gedrückt wird, wodurch die Taumelscheibe im Uhrzeigersinn um den Stift 142 gedreht wird. Wenn die Taumelscheibe die Position erreicht hat, die durch die Position der Steuerstange 190 eingestellt ist, wird die Hydraulikflüssigkeitsströmung aus dem Ringraum 182 durch den Steuerschieber 188 abgesperrt, was bewirkt, daß der ringförmige Kolben 174 in der Position stoppt, die der eingestellten Position der Steuerstange 190 entspricht. Die Position der Taumelscheibe 22 wird durch die Nase 166 der Taumelscheibensteuerbüchse 164 eingestellt, die mit der mit sphärischem Radius versehenen konkaven Ausnehmung 168 in der Öffnungsplatte 160 in Eingriff ist, so daß die Taumelscheibe 22 unter diesem Winkel gehalten wird, bis die Steuerbüchse 164 in eine weitere Position bewegt wird.
In der neuen Winkelposition der Eingangsstirnfläche der Taumelscheibe 22 bewirkt nun die Drehung der Pumpenzylinders 104, daß die Kolben 23 auf der Saugseite der Pumpe axial aus den Zylindern 24 unter dem Druck der Flüssigkeit ausgefahren werden, die durch die Spülpumpe 50 in die Zylinder 24 gepumpt wird, wenn die Kolben um die Taumelscheibe 22 "bergab" zu ihrer schmalen Seite hin umlaufen. Wenn sich die Kolben nach außen bewegen, füllt die Spülpumpe 50 die Zylinder 24 über einen Flüssigkeitszufuhrkanal, der durch eine Serie von verbundenen Flüssigkeitskanälen gebildet wird, die auf einer Achse 202 in Fig. 1 ausgerichtet gezeigt sind, aber nicht notwendigerweise so ausgerichtet sind, um wegen der nierenförmigen Nut 220 an der Ausgangsstirnfläche des Dichtringes 98 und der ringförmigen Nuten 206 und 208 auf der inneren und auf der äußeren Stirnfläche der Dichtscheibe 65 verbunden zu werden. Flüssigkeit strömt zu diesem Flüssigkeitszufuhrkanal aus.der Spülpumpenflüssigkeitsförderleitung 59 über das Ventil 201 und die Leitung 47 zu dem Flüssigkeitskanal 60 in dem Getriebebefestigungsflansch 32. Dieser Flüssigkeitszufuhrkanal, der auf der Achse 202 ausgerichtet gezeigt ist, wird im folgenden als der "Flüssigkeitszufuhrkanal 202" bezeichnet. Der Flüssigkeitszufuhrkanal 202 speist immer die Pumpenzylinder 24, die in der Saugphase ihres Zyklus sind, weil die nierenförmige Nut 220 an dem Dichtring 98 immer mit der "Bergab"-Seite der Taumelscheibe 22 ausgerichtet ist, und zwar wegen der festen Winkelbeziehung zwischen dem Dichtring 98 und der Taumelscheibe 22 aufgrund ihrer Verbindung mit der Abtriebswelle 88.
Gemäß der Darstellung in Fig. 3 umfaßt der Flüssigkeitszufuhrkanal 202 drei axiale Flüssigkeitskanäle 204 in dem Dichtring 66 zwischen dem Ansatz 64 an dem Getriebebefestigungsflansch 32 und der Dichtscheibe 65. Die Flüssigkeitskanäle 204 sind tatsächlich immer mit drei sich axial erstreckenden Flüssigkeitskanälen in dem axialen Ansatz 64 an dem Getriebebefestigungsflansch 32 ausgerichtet, welche mit der Flüssigkeitszufuhrleitung 60 in Verbindung stehen wegen der Stiftverbindung des Dichtringes 66 an dem Ansatz 64. Eine ringförmige Nut 206 auf der inneren Seite der Dichtscheibe 65 und eine weitere ringförmige Nut 208 auf der äußeren Seite der Dichtscheibe 65 verbinden drei Kanäle über die Dichtscheibe 65 und erstrecken den Flüssigkeitszufuhrkanal 202 für Spülflüssigkeit aus der Spülpumpe 50 über die Dichtscheibe 65. Der Flüssigkeitszufuhrkanal 202 erstreckt sich durch den Dichtring 67 über drei Flüssigkeitskanäle 210 in eine ringförmige Kammer 212 zwischen W dem Dichtring 67 und dem Dichtring 98, in welcher die Flüssig keit gegen Leckage. durch ringförmige Dichtungen 214 und 216 abgedichtet ist. Der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 212 drückt den Dichtring 98 gegen die axiale Eingangsstirnfläche 102, die mit einer Oberfläche geringer Reibung wie mit Oilite oder Teflon imprägniertes Aluminiumoxid überzogen ist, um eine relative Gleitbewegung an der Grenzfläche zu erleichtern und gegen Flüssigkeitsverlust aus den Nierenschlitzen in dem Dichtring 98 abzudichten, wie unten erläutert.
Aus der ringförmigen Kammer 212 strömt die Flüssigkeit durch drei Kanäle 218 in dem Dichtring 98 und von da aus in eine nierenförmige Nüt 220, die in Fig. 4 gezeigt ist, in der äußeren Seite des Dichtringes 98, über welche die Flüssigkeit auf Löcher 222 verteilt wird, die in die Zylinder 24 führen. Da der Dichtring 66 und der Befestigungsflansch 32 relativ zu dem Gehäuse 34 der Maschine stationär sind, muß die Nut 220 in dem Dichtring 98, der mit der Abtriebswelle 88 keilverzahnt ist und sich mit derselben dreht, nierenförmig sein, um eine ausreichende Winkelausdehnung zu bedecken und sicherzustellen, daß die Pumpenzylinder 24 während des Saugzyklus der Pumpe 20 mit der Auslaßöffnung der Spülpumpe 50 gekuppelt sind, so daß die Pumpenzylinder durch die Spülpumpe während des Saughubes der Pumpe richtig gefüllt werden, welches der Teil der Drehung der Maschine sein würde, während welchem die Pumpenkolben sich "bergab" um die Taumelscheibe 22 zu ihrem schmalen Ende und axial zu dem Ausgangsende der Maschine bewegen. Ein korrektes "Timing" der Nierennut 220 wird durch die richtige Orientierung der Keilverzahnungskupplung 100 zwischen dem Dichtring 98 und der Abtriebswelle 88 gewährleistet.
In der Druck- oder Auslaßphase des Pumpenzyklus werden die Kolben "bergauf" zu dem dickeren Ende der Taumelscheibe 22 mitgenommen und durch die geneigte Eingangsstirnfläche der Taumelscheibe 22 zurück in die Pumpenzylinder 24 getrieben, wobei Flüssigkeit aus den Pumpenzylindern 24 verdrängt wird. Ein Teil dieser verdrängten Flüssigkeit wird benutzt, um eine ringförmige Kammer 235 in der Ausgleichsbüchse 144 unter Druck zu setzen, das ist aber ein kleiner Teil der von der Pumpe abgegebenen Flüssigkeit. Diese Steuerflüssigkeitsströmung, die nur während einer Verhältnisänderung erfolgt, verläßt die Zylinder 24 über die Löcher 222 in dem Eingangsende des Pumpenzylindergehäuses 104 und tritt in eine Nierennut 223 in dem Dichtring 98 ein, die in Fig. 4 gezeigt ist, und gelangt von da aus über einen radialen Schlitz 224 in eine ringförmige Nut 226. Flüssigkeit strömt durch die ringförmige Nut 226 und in einen axialen Flüssigkeitskanal 228 in dem Pumpenzylindergehäuse 104, dann hinaus über einen radialen Kanal 230 in eine ringförmige Nut 232 in dem Pumpenzylindergehäuse, von wo aus sie über ein Loch 234 in der Antriebsbüchse 110 in die ringförmige Kammer 235 zwischen der Ausgleichsbüchse 144 und der Antriebsbüchse 110 fließen kann, die durch Dichtungen 236 und 238 begrenzt wird.
Der Druck in der ringformigen Kammer 235 übt eine axiale Kraft auf die Ausgleichsbüchse 144 in Richtung zu der Taumelscheibe 22 aus, die zu dem Systemdruck proportional ist, was ein Moment an der Taumelscheibe 22 im Gegenuhrzeigersinn bewirkt; welches sie in Richtung der neutralen Position vorspannt. Diese axiale Kraft durch die Ausgleichsbüchse 144 gleicht eine ansonsten unausgeglichene Kraft aus, die durch die Motorkolben 28 aufgrund ihrer Wirkungslinle ausgeübt wird, welche außerhalb der Wirkungslinle der Pumpenkolben 23 ist, wenn der Winkel der Taumellscheibe 22 zwischen 0º und 10º ist. Der längere Momentenarm der Kräfte, die durch den Motorkolben auf die Taumelscheibe 22 um den Drehzapfen 142 in diesen Positionen der Taumelscheibe 22 ausgeübt werden, würde ein unausgeglichenes Moment an der Taumelscheibe erzeugen, und die durch die Ausgleichsbüchse 144 ausgeübte Kraft hebt dieses ansonsten unausgeglichene Moment auf. In Taumelscheibenwinkelpositionen zwischen 10º und 20º ist die entgegengesetzte unausgeglichene Kraft, die durch die Pumpenkolben 23 ausgeübt wird, geringer, weil der Systemdruck abzunehmen beginnt, wenn der Prozentsatz an Drehmoment an der Taumelscheibe, der durch die Pumpe mechanisch übertragen wird, zunimmt. Diese entgegengesetzte unausgeglichene Kraft wird durch die Taumelscheibenpositionssteuerbüchse 164 aufgehoben.
Die Hauptfördermenge aus der Pumpe 20 strömt durch den hohlen Kern 25 der Kolben 23 und strömt direkt durch die Gleitstücke 130 und die Öffnungsplatte 136 in eine Nut 240, die in Fig. 9 gezeigt ist und die Schlitze 26 auf der Hochdruckseite P+ der Taumelscheibe 22 verbindet. Die Seite P+ der Taumelscheibe ist auf einer diametralen Seite einer diarnetralen Mittellinie 242, die durch das Zentrum des schmalen Endes 244 und das Zentrum des dicken Endes 246 der Taumelscheibe verläuft. Diese Seite P+ der Taumelscheibe ist die Seite, auf welcher sich die Pumpenkolben "bergauf" bewegen, d.h. von dem schmalen Ende zu dem dicken Ende. Von der Nut 240 aus geht die Flüssigkeit durch die Schlitze 26 und durch die Öffnungen 137 in der Öffnungsplatte 160 und die Gleitstücke 156 sowie durch die hohlen Kolben 28 hindurch, wo sie die Motorzylinder 38 unter Druck setzt. Die Drehmomentreaktionskraft von den rotierenden Pumpenkolben 25 her wird auf die Taumelischeibe 22 als eine mechanische Drehmomentkomponente von der Pumpe her übertragen, welche die Taumelscheibe 22 antreibt, um sie in der Drehrichtung des Pumpenzylinderblockes 104 zu drehen. Da die Taumelscheibe 22 mit der Abtriebswelle über die Schwenkverbindung durch den Schwenkzapfen 142 mechanisch gekuppelt ist, treibt die Drehung der Taumelscheibe die Abtriebswelle an. Bei einem herkömmlichen hydrostatischen Getriebe würde das Pumpendrehmoment an dem feststehenden Gehäuse der Einheit aufgenommen werden und würde nicht zu dem Ausgangsdrehmoment beitragen.
Die Flüssigkeit, die durch die Pumpe 20 unter Druck gesetzt wird, verlagert die Motorkolben 28 zu der Eingangsseite der Maschine hin, wobei eine Kraft auf die geneigte Seite der Taumelscheibe ausgeübt wird, die bestrebt ist, die Taumelscheibe in der "Bergauf"-Richtung anzutreiben. Das erzeugt eine hydromechanische Drehmomentkomponente durch den Motor 29 an der Taumetscheibe 22 in derselben Richtung wie die Pumpenrotation.
Es gibt somit eine mechanische Drehmomentkomponente, die durch die Pumpenkolben 23 auf die Taumeischeibe ausgeübt wird und das Reaktionsdrehmoment der Pumpe an der Taumelscheibe 22 darstellt, wenn die Pumpenkolben 23 und die Gleitstücke 130, die durch den Pumpenzylinderblock 104 getragen werden, sich um die Taumelscheibe drehen und bestrebt sind, die Taumelscheibe in derselben Richtung anzutreiben, in der sich die Eingangswelle dreht. Eine weitere Drehmomentkomponente, die auf die Abtriebswelle ausgeübt wird, ist die hydromechanische Komponente, die durch die Motorkolben 28 ausgeübt wird, welche durch die Hydraulikflüssigkeit angetrieben werden, die durch die Pumpenkolben 23 unter Druck gesetzt wird.
Eine dritte Komponente des Drehmoments, die auf die Taumelscheibe 22 ausgeübt wird, ist eine rein hydraulische Komponente, die durch den Flüssigkeitsdruck in den Schlitzen 26 gemäß der Darstellung in Fig. 13 auf der Hochdruckseite P+ der Taumelscheibe 22 auf die in Umfangsrichtung gewandten Seiten der Schlitze ausgeübt wird. Gemäß der Darstellung in Fig. 13 sind die Schlitze auf der Umfangsseite 26T des Schlitzes, die näher bei dem dickeren Ende 246 der Taumelscheibe 22 ist, in der Fläche größer als auf der Seite 26N, die näher zu dem schmalen Ende 244 ist, so daß insgesamt ein Drehmoment an der Taumelscheibe 22 vorhanden sein wird, das gleich der Flächendifferenz der Schlitze ist, d.h. die Fläche (26T-26N), um welche die Schlitze auf einer Umfangsseite in der Fläche größer als auf der anderen sind, multipliziert mit dem Systemdruck und dem mittleren Radius des Schlitzes ab der Achse 35 der Maschine. Diese rein hydraulische Komponente wird im geringen Ausmaß durch das Drehmoment aufgehoben, welches auf die andere diametrale Seite P- der Taumelischeibe auf die identische Differenzfläche der Schlitze ausgeübt wird, aber der Druck auf dieser anderen diametralen Seite der Taumellscheibe 22 ist nur auf Spülpumpendruck, so daß er ein geringer Bruchteil des Drehmoments in der Abtriebsrichtung ist. Ein typischer Spülpumpendruck könnte 100 Pfund pro Quadratzoll betragen, wogegen der Systemdruck üblicherweise in der Größenordnung von 6000 Pfund pro Quadratzoll liegen wird. Bei einer Maschine, die für den Betrieb in einem 100-PS-Kraftfahrzeug bemessen ist, könnte die Differenzfläche an den Schlitzen 26 in der Größenordnung von 0,325 Quadratzoll liegen, was zu einem Ausgangsdrehmoment führt, welches durch die Hydraulikflüssigkeit beigetragen wird, die auf die Differenzfläche der Schlitze 26 einwirkt, von 54 Pfund-Fuß pro 1000 Pfund pro Quadratzoll Systemdruck. Das ist ein wesentlicher Anteil des gesamten Ausgangsdrehmoments der Maschine, der bis zu 80-85% des gesamten abgegebenen Drehmoments ausmacht, und er entlastet die mechanischen Komponenten von einigen der Beanspruchungen, die sie sonst aufzunehmen hätten, um dasselbe gesamte Ausgangsdrehmoment ohne die rein hydraulische Komponente zu erzeugen.
Ein Taumellscheibengegengewicht 250, das in Fig. 14 gezeigt ist, hat eine Masse, die gleich der Masse der Taumelscheibe ist, es ist aber mit seinem Massenmittelpunkt 180 Grad entgegengesetzt zu dem Massenmittelpunkt der Taumelscheibe 22 angebracht. Die exzentrische Massenverteilung der Taumelscheibe 22, die sich um die Achse 35 dreht, würde eine unausgewuchtete Kraft hervorrufen, die sich mit Abtriebswellendrehzahl dreht. Diese exzentrische Masse wird durch das Taumelscheibengegengewicht 250 ausgeglichen, das in einem Punkt 252 schwenkbar gelagert ist, der den Massenmittelpunkt der Taumelscheibe 22 und der damit verbundenen Teile darstellt, wodurch gewährleistet wird, daß die entgegengesetzten gleichen Umwuchtkräfte für alle Taumelscheibenwinkel in einer gemeinsamen axialen Ebene bleiben werden.
Der Flüssigkeitsdurchsatz bei der Erfindung wird mit einem herkömmlichen hydrostatischen Getriebe in Fig. 15 verglichen. Bei dem herkömmlichen Getriebe nimmt der Flüssigkeitsdurchsatz, der durch die gerade diagonale Linie veranschaulicht ist, linear zu, wenn die Ausgangsdrehzahl zunimmt, so daß bei dem höchsten Übersetzungsverhältnis der Durchsatz maximal ist. Das ist ein Hauptnachteil von herkömmlichen hydrostatischen Getrieben und ist ein wichtiger Grund dafür, daß sie bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen bislang nicht benutzt worden sind. Bei hohen Durchsätzen sind die Flüssigkeitsströmungsverluste maximal, und das lästige hydrostatische Jaulen ist ebenfalls auf einem Maximum.
Die Strömungsgeschwindigkeit erreicht bei der Erfindung in der Zwischenposition der Taumelscheibe ein Maximum, und dieses Maximum ist nur ein Viertel der maximalen Strömungsgeschwindigkeit eines herkömmlichen hydrostatischen Getriebes. Die Strömungsgeschwindigkeit ist niedrig, weil die Pumpgeschwindigkeit der Pumpe eine Funktion ihrer Drehzahl relativ zu der Taumelscheibe ist, aber die Taumelscheibe dreht sich um die Achse 35 in derselben Richtung, in der sich die Pumpe dreht, so daß ihre Geschwindigkeiten subtrahiert werden, um die relative Geschwindigkeit der Pumpe zu ergeben. Wegen der mechanischen Drehmomentkomponente, die durch die Pumpe beigetragen wird, wird die höhere Strömung nicht benötigt, um dasselbe Drehmoment an der Taumelscheibe zu erzielen. Bei der höheren Relativgeschwindigkeit der Pumpe um die Taumellscheibe ist die Strömungsgeschwindigkeit niedrig, weil der flache Winkel der Taumelscheibe sehr wenig Verdrängung in der Pumpe produziert.
Es wird nun auf Fig. 16 Bezug genommen, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt, mit der die Ziele der Erfindung mit einer geringeren Anzahl von Bauteilen, einem kompakteren Entwurf, niedrigeren Produktionskosten und reduzierten Reibungsverlusten im Vergleich zu der in den Fig. 1A-1C gezeigten Ausführungsforrn erreicht werden. Die zweite Ausführungsform wird in der in Fig. 16 gezeigten Orientierung beschrieben, und die Orientierungssprache wie oben, unten, vorn, hinten, innerhalb und außerhalb wird sich auf die in Fig. 16 gezeigte Orientierung beziehen. Es ist selbstverständlich klar, daß diese Orientierungsbezugnahmen lediglich der Einfachheit halber bei dem Beschreiben der Maschine gemacht werden und keineswegs in irgendeinem einschränkenden Sinne zu verstehen sind.
Die zweite Ausführungsform wurde zur Verwendung in Lastkraftwagen und Bussen entworfen, die normalerweise dafür ausgelegt sind, daß bei ihnen die Bauteile eine längere Lebensdauer als bei Personenkraftwagen haben. Demgemäß sind die relativen Abmessungen der Bauteile bei der zweiten Ausführungsform für niedrigeren Flüssigkeitsdruck und längere Bauteillebensdauer ausgelegt. Der Entwurf der zweiten Ausführungsform könnte jedoch modifiziert werden, um deren Gesamtabmessungen zu verringern und den Systembetriebsdruck der Flüssigkeit zu erhöhen und so eine höhere spezifische Leistungskapazität auf Kosten einer etwas reduzierten Betriebslebensdauer zu erzielen.
Die Beschreibung dieser Ausführungsform wird mit einer Gesamtbetriebsbeschreibung auf oberster Ebene beginnen wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1A-1C, und daran wird sich eine ausführliche Beschreibung von Teilen und ihren Funktionen anschließen.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung ist wie die erste Ausführungsform ein stufenloses Getriebe zum Übertragen von Leistung von beispielsweise einem Antriebsmotor auf ein System, welches Drehantriebsielstung bei variierenden Drehzahlen benutzt. Die zweite Ausführungsform kann Drehantriebsleistung an einem Abtrieb mit Drehzahlen erzeugen, die von null bis zu der Drehzahl der Eingangsleistungsquelle variieren.
Das stufenlose Getriebe umfaßt in der zweiten Ausführungsform ein Gehäuse 254, in welchem eine Eingangswelle 256 zur Drehung um eine Längsachse 257 gelagert ist. Eine Pumpe 258 ist mit der Eingangswelle 256 gekuppelt und wird durch eine pumpenseitige Stirnfläche einer keilförmigen, ringförmigen Taumelscheibe 260 erfaßt. Die Eingangswelle 256 geht durch eine zentrale axiale Öffnung 261 in der Taumellscheibe hindurch. Ein Motor 262 ist mit einer motorseitigen Stirnfläche der Taumelscheibe auf deren zu der Pumpe entgegengesetzten axialer Seite in Eingriff. Wenn die Stirnfläche der Taumelscheibe 260, die mit der Pumpe 258 in Kontakt ist, unter einem schrägen Winkel gegen die Längsachse 257 ausgerichtet ist (nicht wie in Fig. 16 gezeigt), wird durch Drehung der Pumpe 258 um die Taumelscheibe 260 die Pumpe betätigt, um in den Pumpenzylindern enthaltene Flüssigkeit unter Druck zu setzen. Die Druckflüssigkeit strömt in einen von zwei nierenförmigen Schlitzen in der Taumelscheibe 260 und wird durch den Schlitz in einen Motor 262 gefördert, der an dem Gehäuse 254 verankert ist. Die Druckflüssigkeit in dem Motor erzeugt eine axiale Kraft gegen die Taumelscheibe entgegengesetzt zu der Kraft, die durch die Pumpe 258 ausgeübt wird, um ein Drehmoment auf die Taumelscheibe 260 in derselben Richtung auszuüben wie das Reaktionsdrehmoment, das durch die Pumpe 258 ausgeübt wird, die sich in der Richtung der Eingangswelle gegen die Taumelscheibe dreht. Darüber hinaus übt durch die Pumpe erzeugter Flüssigkeitsdruck eine rein hydraulische Drehmomentkomponente auf die Differentialfläche der Enden des Schlitzes in der Taumelscheibe 260 auf dieselbe Art und Weise aus, wie es in Verbindung mit der ersten Ausführungsform nach den Fig. 1A-1C oben beschrieben worden ist.
Die Taumelscheibe 260 ist mit einer Ausgangsbüchse 264 durch zwei in Fig. 17 gezeigte Antriebsstiftvorrichtungen 265 gekuppelt, über die die Taumelscheibe die Ausgangsbüchse 264 antreibt, damit sie sich um die Längsachse 257 dreht. Die Ausgangsbüchse ist mit einem Flansch einer Abtriebswelle 266 verbunden, durch den das Ausgangsdrehmoment auf die Abtriebswelle 266 übertragen wird.
Der Winkel der Taumelscheibe 260 in bezug auf die Längsachse 257 wird durch ein Taumelscheibenwinkelsteuersystem gesteuert, das eine Steuerbüchse 268 und ein stößelgesteuertes Ventilsystem 269 aufweist. Die Steuerbüchse 268 ist mit der Taumelscheibe 260 durch einen Kupplungsmechanismus 267 an dem vorderen Ende der Steuerbüchse 268 gekuppelt, so daß eine Axialbewegung der Steuerbüchse 268 die Taumelscheibe um die durch die Antriebsstiftvorrichtungen 265 gehende Achse neigen wird. Das Stößelventilsystem 269 umfaßt einen Steuerzylinder 270, der mit einem Schieberventil 274 verbunden ist. Die Steuerbüchse 268 ist mit dem Steuerzylinder 270 durch ein Lager 276 gekuppelt. Das Stößelventilsystem 269 bewirkt, daß der Steuerzylinder 270 in irgendeiner gewünschten Position positioniert wird, die aufgrund der Kupplung zwischen der Steuerbüchse und dem Steuerzylinder 270 die Steuerbüchse 268 in irgendeiner genschten Position positioniert, um dadurch die Winkelsteuerung der Taumeischeibe 260 um eine durch die Antriebsstiftvorrichtungen 265 gehende Achse zu erzielen.
Die Eingangswelle 256 erstreckt sich in das Gehäuse 254 durch eine axiale Bohrung 277 in einem Befestigungsflansch 278 an dem Eingangs- oder linken Ende des Gehäuses 254 und ist gegen Leckage von Öl zwischen der Bohrung 277 und der rotierenden Eingangswelle 256 durch eine Öldichtung 279 in dem Befestigungsflansch 278 abgedichtet. Der Befestigungsflansch 278, der in den Fig. 18, 19 und 20 gezeigt ist, ist an einem zylindrischen Hauptkörper 280 des Gehäuses durch eine Reihe von Maschinenschrauben 282 befestigt, die sich durch Löcher 284 in dem Flansch erstrecken und in Gewindelöcher in einem verdickten hinteren Endrand 285 in dem zylindrischen Hauptkörper 280 eingeschraubt sind. Der Befestigungsflansch 278 ist an dem zylindrischen Körper 280 durch eine Umfangs-O-Ringdichtung in einer Umfangsnut 286 unmittelbar innerhalb des Ringes von Löchern 284 in dem Befestigungsflansch 278 abgedichtet.
Der zylindrische Körper 280, der in Fig. 21 gezeigt ist, hat ein Paar ebene Flächen 288 und 290 an den beiden entgegengesetzten Seiten des zylindrischen Körpers zum Befestigen eines Traggebildes oder zum Montieren von weiterem Zubehör an dem Getriebe. Die ebenen Flächen 288 und 290 haben beide eine Reihe von vier Löchern, die in sie gebohrt und mit Gewinde versehen sind und durch die das Getriebegehäuse an dem Traggebilde befestigt werden kann, an dem entweder das Getriebegehäuse oder ein anderes Gebilde befestigt werq¹en kann. Ein Ansatz 292 mit ebener Oberseite ist an dem oberen Ende des zylindrischen Körpers 280 angeordnet und hat ein vorderes Ende 294, das mit der flachen Ebene der Vorderseite des zylindrischen Körpers 280 bündig ist. Die Nut 286 für den O-Dichtring zwischen dem Befestigungsflansch 278 und dem zylindrischen Körper 280 folgt dem äußeren Profil des Ansatzes 292, wie es am deutlichsten in Fig. 22 zu erkennen ist, um die Schnittstelle zwischen dem vorderen Ende 294 des Ansatzes 292 und dem Befestigungsflansch 278 zu verschließen.
Die obere Oberfläche des Ansatzes 292 hat vier in die Oberfläche gebohrte Löcher, die sich teilweise in den Ansatz 292 erstrecken, und die Löcher sind mit Gewinde versehen, um Schrauben 298 zum Festhalten eines Schieberventils 274 auf der oberen Seite des Ansatzes 292 aufzunehmen. Eine Serie von Durchlässen ist in die obere Seite des Ansatzes gebohrt, um diese mit der Frontseite des Ansatzes zu verbinden und Flüssigkeitsströmungsdurchlässe zu schaffen, welche mit dem Inneren des Schieberventils 274 auf unten beschriebene Art und Weise in Verbindung stehen.
Der zylindrische Hauptkörper 280 des Gehäuses 254 ist an dem Abtriebsende verdickt, wie es in Fig. 16 gezeigt ist, um einen verdickten Rand 302 bereitzustellen, in den eine Reihe von Löchern gebohrt und mit Gewinde versehen wird, um Schrauben 304 aufzunehmen, die eine Endkappe 306 auf dem zylindrischen Hauptkörper 280 festhalten. Eine Lagertasche 308 in der Bndkappe 306 hält ein Lager 310 zum Lagern der Abtriebswelle 266, die sich durch eine Öffnung 311 in der Endkappe 306 erstreckt. Eine Öldichtung 312 sitzt in der Öffnung 311 zum Verhindern der Leckage von Öl zwischen der Abtriebswelle 266 und der Offnung 311. Das Ende der Abtriebswelle 266 ist bei 314 keilverzahnt, um eine Einrichtung bereitzustellen zum Verbinden der Abtriebswelle mit einem Mechanismus, auf den das Ausgangsdreh moment des Getriebes übertragen werden soll.
Der innere Außenrand des verdickten Randes 302 ist abgeschrägt und hält eine O-Ringdichtung 314 zwischen sich und der Ecke eines zylindrischen Falzes 307 an der Endkappe 306 zum Abdichten der Endkappe 306 an dem zylindrischen Hauptkörper 280 fest. Der Falz 307 zentriert die Endkappe 306 auf dem zylindrischen Körper 280 während der Montage.
Ein zylindrischer Ring 318, der eine nach vorn gewandte axiale Endoberf läche 319 hat, wie es in den Fig. 18 und 19 gezeigt ist, steht von der inneren Oberfläche des Befestlgungsflansches 278 koaxial um die Längsachse 257 nach vorn vor und empfängt mit Festsitz ein zylindrisches Ladepumpengehäuse 320, das in Fig. 23 gezeigt ist. Eine ringförmige Nut 322 ist in die innere Oberfläche des zylindrischen Ringes 318 spanabhebend eingearbeitet worden, um eine O-Ringdichtung 324 aufzunehmen, durch die das Ladepumpengehäuse 320 in dem zylindrischen Ring 318 abgedichtet wird. Eine Bohrung 326, die sich axial durch das Ladepumpengehäuse 320 erstreckt, empfängt die Eingangswelle, und eine zylindrische Ausnehmung 328, die mit der Bohrung 326 auf der Eingangsseite des Ladepumpengehäuses 320 in Verbindung steht, empfängt eine Ladepumpe 330 der Zahnradrotorbauart zum Liefern einer unter Druck stehenden Flüssigkeit für Steuerungs- und Schmierungszwecke. Die Ladepumpe hat einen inneren Rotor 330A, der mit der Eingangswelle 256 durch einen Keil 331 verkeilt ist, und einen äußeren Rotor 330B, der in den zylindrischen Ausnehmungen 328 in dem Ladepumpengehäuse 320 aufgenommen ist. Diese Rotoren wirken zusammen, um Flüssigkeit unter Druck zu setzen, die durch ein Flüssigkeitsverteilungssystem auf unten beschriebene Weise verteilt wird.
Ein sich einwärts öffnender Hohlraum 332 in dem Ladepumpengehäuse 320, der in den Fig. 24 und 25 gezeigt ist, empfängt einen Schubring 334, der auf der Eingangswelle 256 angebracht ist. Ein großes Spiel ist zwischen dem Schubring 334 und der Wand des Hohlraums 332 vorgesehen, so daß sich der Schubring innerhalb des Hohlraums frei drehen kann, ohne mit den Hohlraumwänden in Berührung zu kommen. Zwei c-Segmente eines segmentierten Ringes 336 passen in eine Nut 338 in der Eingangswelle 256, um die Schublast von der Eingangswelle 256 auf den Schubring 334 auf einem unten beschriebenen Lastweg zu übertragen. Die beiden halbkreisförmigen c-Ringe des Halteringes 336 werden in der Nut 338 durch eine Ausnehmung 339 in der hinteren Oberfläche des Schubringes 334 eingeschlossen und festgehalten, wenn der Schubring 334 auf der Welle 256 und über die beiden c-Ringe verschoben wird, um sie in der Nut 338 zu halten und zu verhindern, daß sie unter Zentrifugalkraft radial nach außen fliegen.
Das innere Ende des Ladepumpengehäuses 320 ist vergrößert, um einen Sockel 340 bereitzustellen, der eine flache, axial gerichtete vordere Oberfläche 341 hat, auf welcher ein Motorkolbenträger 342 angebracht ist. Der Motorkolbenträger- 342 hat gemäß der Därstellung in den Fig. 26 und 27 eine ebene Basis 344, in welcher ein ringförmiger Falz 346 spanabhebend hergestellt ist, um den Sockel 340 aufzunehmen und den Motorkolbenträger 342 konzentrisch um die Längsachse 257 zu zentrieren, wenn er mit dem Falz 340 zusammengefügt ist. Eine nach hinten gewandte Oberfläche 348 der ebenen Basis 344 ist glatt und eben geschliffen, um einen Laufring bereitzustellen, an welchem ein Axiallager 350 zwischen der ebenen Basis 344 und dem Schubring 334 laufen kann. Ein Loch 351, das sich durch die ebene Basis 344 des Kolbenträgers 342 erstreckt, fungiert als Anzapfung für den Hohlraum 332, so daß Schmier- und Kühlöl, das durch ein Loch 349 in der Eingangswelle 256 aus einem axialen Flüssigkeitsströmungskanal in der Eingangswelle 256 gepumpt wird, frei über und um das Axiallager 350 strömen und dann durch das Loch 351 austreten kann.
Eine Reihe von Schrauben 352 erstreckt sich durch fluchtende Löcher in dem Befestigungsflansch 278 und dem Ladepumpengehäuse 320 und ist in fluchtende Löcher 354 in dem Motorkolbenträger 342 eingeschraubt, um das Ladepumpengehäuse 320 und den Motorkolbenträger 342 in ihrer Lage an dem Befestigungsflansch 278 zu fixieren.
Eine axiale Bohrung 355 erstreckt sich durch den Motorkolbenträger 342. Die Eingangswelle 256 erstreckt sich durch die Bohrung 355 und ist auf einem Nadellager 358 radial abgestützt, das in einer flachen zylindrischen Senkbohrung in der Basis 344 des Motorkolbenträgers 342 befestigt ist. Ein zentrales Rohr 360 steht von der ebenen Basis 344 des Motorkolbenträgers 342 vor und hat eine zylindrieche Ausnehmung 362 an seinem vorderen Ende, um ein sphärisches Lager 346 aufzunehmen und einen Motorzylinderblock 366 zur Nutationsbewegung um einen Drehungsmittelpunkt 368 zu führen, der mit dem sphärischen Mittelpunkt des sphärischen Lagers 364 zusammenfällt.
Eine Reihe von Befestigungszapfen 370, die jeweils eine sich axial erstreckende Achse haben, ist Teil der ebenen Basis 344 des Motorkolbenträgers 342 und erstreckt sich von dieser aus nach vorn. Ein zylindrischer Flansch 372 umgibt jeden Befestigungszapfen 370, um eine sphärische Büchsenbaugruppe 374 zu erfassen und axial abzustützen, die auf jedem Befestigungszapfen 370 sitzt. Die sphärischen Büchsenbaugruppen, die am deutlichsten in Fig. 28 gezeigt sind, weisen jeweils eine sphärische Büchse 376 und eine metallische Büchse 378 auf, die mit Festsitz auf ihrem Befestigungszapfen 370 angeordnet ist. Eine elastomere Büchse 380 ist zwischen die sphärische Büchse 376 und die metallische Büchse 378 geklebt. Ein Kolben 382 ist auf der sphärischen Büchse 376 schwenkbar gelagert. Der Kolben 382 hat einen inneren sphärischen Hohlraum 384 und ein ebenes vorderes Ende 386. Der Kolben 382 hat einen sich nach hinten erstreckenden Rand 388, der an seiner inneren Oberfläche mit einer spanabhebend hergestellten zylindrischen Ausnehmung 390 versehen ist und sich von dem Punkt maximalen Durchmessers des inneren sphärischen Hohlraums 384 aus, der sich ungefähr in der Mitte der Kolbenlänge befindet, bis zu dem hinteren Ende des Kolbens 382 erstreckt. Die laterale Breite der zylindrischen Ausnehmung 390 ist nur etwas breiter als die axiale Länge der sphärischen Büchsenbaugruppe 374, so daß die sphärische Büchsenbaugruppe 374 mit dem Kolben 382 zusammengefügt werden kann, indem die Achse der sphärischen Büchsenbaugruppe unter einem Winkel von 90º zu der Achse des Kolbens ausgerichtet und die sphärische Büchsenbaugruppe 374 aufwärts in den Kolben durch die zylindrische Ausnehmung 390 eingeführt wird. Wenn die sphärische Büchse die innere Oberfläche des inneren sphärischen Hohlraums 384 berührt, wird die Achse der sphärischen Büchsenbaugruppe gedreht, um ihre Achse so auszurichten, daß sie mit der Achse des Kolbens 382 zusammenfällt.
Der innere sphärische Hohlraum 384 des Kolbens 382 ist bei 392 an seinem hinteren Ende konisch erweitert, um Spiel für den Kolben bei seinem extremsten Neigungswinkel, der in Fig. 28 gezeigt ist, bereitzustellen und zu verhindern, daß er durch den Kolbenbefestigungszapfen 370 bei dem maximalen Neigungswinkel des Kolbens 382, der in Fig. 16 gezeigt ist, behindert wird.
Der Motorzylinderblock 366, der in Fig. 29 gezeigt ist, ist ein zylindrisches, einstückiges Gebilde, das eine vordere Ausnehmung 393 und sechs gleichabständige Zylinder 394 hat, die in die Rückseite des Gebildes gebohrt sind. Die Zylinder 394 öffnen sich in dem Zylinderblock 366 nach hinten, um die sechs Kolben 382 aufzunehmen, die auf den sphärischen Büchsenbaugruppen 374 auf dem Befestigungszapfen 370 montiert sind. Eine zentrale Öffnung 396 ist vorgesehen, durch welche die Eingangswelle hindurchgeführt wird. Die zentrale Öffnung 396 ist von einer Stelle in der Nähe der axialen Mitte des Zylinderblocks 366 aus nach vorn und hinten konisch verjüngt, um Spiel zu schaffen, so däß der Zylinderblock nicht die Abtriebswelle oder das zentrale Rohr 360 des Motorkolbenträgers 342 berührt, wenn der Zylinderblock 366 eine Nutationsbewegung um den Drehungsmittelpunkt 368 im Betrieb ausführt. Die konisch verjüngte Öffnung 396 ist in dem Gebiet, in welchem sie das sphärische Lager 362 berührt, so geschliffen, daß sie ein sphärisches Profil aufweist, um einen Lagerlaufring 397 zu bilden, der glatt auf dem sphärischen Lager 364 läuft. Eine Wellfederscheibe 398 ist zwischen dem sphärischen Lager 364 und der Schulter der Ausnehmung 362, in welchem das Lager 364 sitzt, gebildet, um eine vordere Vorspannkraft an dem Lager 364 und damit an dem Motorzylinderblock 366 zu erzeugen, durch die der Motorzylinderblock gegen die motorseitige Stirnfläche 412 der Taumelscheibe 260 gedrängt wird.
Eine ringförmige Nut 400 in der Wand jedes Zylinders 394 enthält eine Gleitdichtung zum Abdichten des Kolbens 392 in dem Zylinder und zum Minimieren der Leckage von unter Druck stehender Flüssigkeit aus dem Zylinder nach außen zwischen dem Zylinder und dem Kolben 392, die aber eine Leckage in geringem Ausmaß zuläßt, um die Schmierung zwischen dem Kolben und der Zylinderwand zu gewährleisten. Die Kolbenwanddicke hat einen ziemlich kleinen Wert, um zu verhindern, daß eine übermäßig große Flüssigkeitsdruckkraft auf den Kolben 382 einwirkt und ihn axial gegen die zylindrische Büchse 376 drückt. Die Abmessung der Kolbenwanddicke wird so gewählt, daß sich ein optimaler Kompromiß ergibt zwischen einer großen axialen Kraft, die auf den Kolben einwirkt und dazu tendiert, ihn eng an der Büchse 376 abzudichten, und dem Grenzflächendruck zwischen dem sphärischen Hohlraum 384 des Kolbens und der Büchse 376, der durch die axiale Kraft erhöht werden und dazu tendieren würde, die Dicke der Schmierschicht zu minimieren und dadurch den Verschleiß möglicherweise zu steigern. Eine dünnere Kolbenwanddicke würde den Grenzflächendruck zwischen dem Kolben und der Büchse verringern, würde aber ein größeres Ausmaß an Leckage zwischen den beiden Teilen gestatten. Durch Wählen der Dicke der Kolbenwand ist es möglich, eine optimale axiale Kraft für einen bestimmten Flüssigkeitsdruck und Kolbendurchmesser zu wählen, die für eine ausreichende Schmierfilmdicke ohne übermäßige Flüssigkeitsleckage zwischen dem Kolben und der Büchse sorgen wird.
Gemäß der Darstellung in Fig. 29 stellt eine nierenförmige Durchgangsöffnung 402 in der vorderen Wand 393 in jedem Zylinder 394 eine Verbindung zwischen der vorderen Stirnfläche 404 des Motorzylinderblockes 366 und dem Zylinder 394 her. Die nierenförmigen Öffnungen 402 in dem Motorzylinderblock 366 liegen auf einem Kreis um die Längsachse 257 (wenn die vordere Stirnfläche 404 des Motorzylinderblockes zu der Achse 257 normal ist). Die nierenförmigen Öffnungen 402 überlappen zwei diametral entgegengesetzte nierenförmige Schlitze 406 in der Taumelscheibe 260.
Zwei flache kreisförmige Ausnehmungen 408 sind in die vordere Stirnfläche 404 des Motorzylinderblockes 366 auf einer radialen Mittellinie geschnitten, die jede der nierenförmigen Öffnungen 402 halbiert. Jede der flachen kreisförmigen Schmierausnehmungen 408 steht mit dem Zylinder 394 über einen engen Durchlaß 410 in Verbindung, der unter Druck stehender Flüssigkeit gestattet, aus dem Zylinder 394 in die Ausnehmungen 408 zu fließen, um einen Schmierfilm zu schaffen und den Motorzylinderblock auf der Stirnfläche der Taumellscheibe 260 hydrostatisch schwimmen zu lassen.
Die Taumelscheibe 260 hat gemäß der Darstellung in den Fig. 30-33 eine motorseitige Stirnfläche 412, die dem Motor 262 zugewandt ist, und eine pumpenseitige Stirnfläche 414, die der Pumpe 258 zugewandt ist. Die motorseitige Stirnfläche 412 und die pumpenseitige Stirnfläche 414 bilden einen schiefen Winkel miteinander, wodurch sich eine keilförmige Taumelscheibe 260 ergibt, die einen Umfangsrand 416 hat, der auf einer Seite 418 relativ schmal und auf der diametral entgegengesetzten Seite 420 relativ dicker ist. Die Schlitze 406 in der Taumellscheibe 260 erstrecken sich von einer Stelle in der Nähe der schmalen Seite 418 aus auf einer kreisförmigen Mittellinie 407 zu einer Stelle in der Nähe der dicken Seite 420 und sind auf den Rampenseiten der Taumelscheibe angeordnet. Das heißt, wenn der kreisförmigen Mittellinie 407 durch die nierenförmigen Schlitze 406 gefolgt wird, wird die Taumellscheibe zunehmend dicker oder zunehmend dünner, wenn man sich um einen nierenförmigen Schlitz und dann um den anderen nierenförmigen Schlitz vorwärts bewegt. Auf diese Weise erfolgt eine relative Winkeltranslationsbewegung irgendeines besonderen Zylinders 394 und seines von ihm aufgenommenen Kolbens 382 winkelmäßig um die Taumelscheibe "bergauf" längs der Taumelscheibe für die Länge eines Schlitzes und "bergab" auf der Taumelscheibe für die Länge des anderen Schlitzes. "Bergauf" bedeutet, daß die Taumelscheibe dicker wird, wenn sich der Zylinder von der schmalen Seite 418 der Taumelscheibe zu der dicken Seite 420 dreht, und "bergab" bedeutet, daß die Taumelscheibe dünner wird, wenn sich der Zylinder von der dicken Seite 420 der Taumelscheibe zu der schmalen Seite 418 dreht. Die Relativbewegung eines Zylinders und eines Kolbens um die Taumelscheibe in Richtung bergauf treibt den Zylinderblock über den Kolben zu dem Kolbenträger und reduziert das offene Volumen des Zylinders 394, um die Flüssigkeit in dem Zylinder unter Druck zu setzen, wenn sich der Kolben in den Zylinder hineinbewegt. Ebenso wird durch eine Translationsbewegung des Zylinders zu der Taumellscheibe hin und von dem Kolben weg das offene Volumen innerhalb des Zylinders 394 vergrößert, wenn der Kolben aus dem Zylinder herausgezogen wird, um Flüssigkeit in Vorbereitung auf den nächsten Hub in den Zylinder zu saugen.
Die Schlitze 406P und 406S in der Taumelscheibe 260 sind Spiegelbilder voneinander auf beiden Seiten einer vertikalen Längsebene 421, die längs der Längsachse 257 liegt und die Taumelscheibe in zwei symmetrische Hälften halbiert, indem sie das obere Ende der Taumelscheibe an ihrer schmalsten Abmessung und das untere ende der Taumellscheibe an ihrer dicksten Abmessung durchschneidet. Deshalb wird eine Beschreibung von einem Schlitz 406P auch die Beschreibung seines Spiegelbildes 4065 darstellen, mit den Ausnahmen, die angegeben sind. Der Schlitz 406P weist zwei nierenförmige Öffnungen 424 auf, eine an jedem Ende des Schlitzes 406P, die sich vollständig durch die Taumelscheibe erstrecken und die beiden Stirnflächen 412 und 414 miteinander verbinden. Ein Steg 426 in der Mitte zwischen den Öffnungen 424 bildet eine bauliche Verbindung zwischen den radial getrennten Seiten des Schlitzes 406P in einer Linie mit dem Ansatz 482 aus Gründen der baulichen Festigkeit. Die Schlitze 406 sind mit den nierenförmigen Öffnungen 402 in dem Zylinderblock 366 ausgerichtet, um eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den Zylindern 294 und den Schlitzen 406 in der Taumelscheibe 260 zu schaffen. Die Flüssigkeit, die in den Zylindem 394 der Pumpe unter Druck gesetzt worden ist, kann somit durch die sich überlappenden nierenförmigen Schlitze 406 in der Taumelscheibe und die nierenförmigen Schlitze 402 in dem Motorzylinderblock mit dem Zylinder 394M des Motors hindurchgehen.
Zwei Schmierverteilungsnuten sind in jeder Stirnfläche der Taumelscheibe 260 spanabhebend hergestellt. Die Nuten sind auf beiden Stirnflächen der Taumelscheibe gleich ausgebildet und sind Spiegelbilder voneinander auf der rechten und der linken Seite der Taumelscheibe, auf entgegengesetzten Seiten der Längsvertikalebene 421, auf jeder Stirnfläche Deshalb wird ein Satz Nuten beschrieben, wobei sich versteht, daß die anderen drei Sätze von Nuten identisch sind. Die Nuten liegen auf kreisförmigen Mittellinien, von denen die äußere Mittellinie 428 sich radial außerhalb der nierenförmigen Schlitze 406 befindet. Beide Nuten sind ziemlich flach, ihre Tiefe liegt üblicherweise in der Größenordnung von 0.025 Zoll, und erstrecken sich über die Taumelscheibe symmetrisch in bezug auf die Längsvertikalebene über 150º. Die innere Nut 430 erstreckt sich ebenfalls über 150º, ist aber beträchtlich schmaler als die andere Schmierverteilnut 428. Beide haben dieselbe Tiefe, üblicherweise 0.025 Zoll, und dienen demselben Zweck, nämlich einen Schmierflüssigkeitsfilm zum Lagern des Zylinderblockes für die Bewegung über die Stirnfläche der Taumelscheibe zu schaffen.
Die Nuten 428 und 430 sind mit den flachen zylindrischen Schmierausnehmungen 408 bzw. 409 ausgerichtet und werden durch die Flüssigkeit mit Druck beaufschlagt, die in den Zylindern der Pumpe und des Motors unter Druck gesetzt wird. Es wird somit ein Film von Druckflüssigkeit über den Nuten 428 und 430 und um dieselben geschaffen, um die freie Beweglichkeit des Motorzylinderblockes 366 und des Pumpenzylinderblockes 422 zu unterstützen. Der Druck des tragenden Flüssigkeitsfilms ist dem axialen Druck angepaßt, der durch den Zylinderblock auf die Taumelscheibe ausgeübt wird, da die Quelle der Druckflüssigkeit, die in die Nuten 428 und 430 gepumpt wird, die Flüssigkeit in den Zylindern 394 ist, die den Flüssigkeitsdruck auf die Zylinderblöcke ausübt. Der Druck des Schmierflüssigkeitsfilms ist bestrebt, sich selbst zu regeln, und zwar aufgrund der schmalen Abmessungen der Durchlässe 410 und 411, die sich von dem Inneren des Zylinders aus zu den Schmierausnehmungen 408 und 409 erstrecken. Wenn der Film zu dick ist, nimmt der Abstand zwischen der ebenen Stirnfläche des Zylinderblockes und der ebenen Stirnfläche der Taumellscheibe zu und gestattet der Flüssigkeit in dem Film, aus der Grenzfläche zwischen der Taumelscheibe und dem Zylinderblock hinauszufheßen, wodurch der Flüssigkeitsdurchfluß durch die Durchlässe 410 und 411 vergrößert wird und der Druckabfall in dem Durchlaß ebenfalls vergrößert wird, was den Druck in dem Flüssigkeitsfilm verringert. Das erlaubt dem Flüssigkeitsfilm, seine Dicke zu verringern, und dem Zylinderblock, seine Entwurfspositionsdistanz von der Stirnfläche der Taumellscheibe wieder einzunehmen. Wenn der Flüssigkeitsfilm zwischen dem Zylinderblock und der Taumelscheibe dünner als vorgesehen wird, nimmt der Flüssigkeitsabfluß aus dem Film ab, und der Flüssigkeitsdurchfluß durch die Durchlässe 410 und. 411 nimmt ab, wodurch der Druckabfall an den Durchlässen 410 und 411 abnimmt, was dem Druck in dem Flüssigkeitsfilm gestattet, zuzunehmen und sich dem Systemdruck enger anzunähern, wodurch der Flüssigkeitsdruck in der Grenzfläche zwischen dem Zylinderblock und der Taumelscheibe vergrößert wird. Da der Druck des Schmierflüssigkeitsfilms hauptsächlich durch den Druck in dem Zylinder bestimmt wird, der zu dem Film entgegengesetzt ist, wird deshalb der Schmierfilmdruck auf der Hochdruckseite der Taumelsoheibe, d.h. auf derjenigen Seite der Taumelscheibe, die den Hochdruckschlitz 406D aufweist, größer sein als der Druck über dem Niederdruckschlitz 406S. Das Schmiersystem über der Taumelscheibe ist daher selbstregelnd, indem es einen Flüssigkeitsfilm größeren Druckes über den beiden axialen Stirnflächen der Taumelscheibe auf der diametralen Seite erzeugt, die den Hochdruckschlitz 406P aufweist, als auf der entgegengesetzten diametralen Seite, die den Saugschlitz 406S aufweist.
Eine zylindrische Blindbohrung 432 ist in die dicke Seite 420 des Umfangsrandes der Taumelscheibe 260 gebohrt, wie es in Fig. 32 gezeigt ist, und ist bei 434 als erweiterte Senkbohrung ausgebildet. Die Bohrung 432 ist bei 436 mit Gewinde versehen und nimmt einen Gewindeabschnitt eines Überdruckventils 438 zum Ablassen des Druckes aus den Hochdrucknierenschlitzen 406P, wenn der Druck den Entwurf sdruck übersteigt, mit Gewindeeingriff auf. Der Druck gelangt zu dem Überdruckventil 438 über einen Durchlaß 440, der von der Durchgangsöf fnung 424PT aus in eine axiale Bohrung von der motorseitigen Stirnfläche 412 der Taumelscheibe aus gebohrt ist und mit dem Ende der Bohrung 432 in Verbindung steht, um Flüssigkeitsdruck aus dem Hochdrucknierenschlitz 406P in das Überdruckventil 438 einzulassen. Das Ablassen aus dem Überdruckventil 438 erfolgt in eine ringförmige Kammer 442 in der Bohrung 432, die über einen Saugschlitzen 406S in Verbindung steht. Die Betätigung dieses Überdruckventils 438 wird nur selten erfolgen bei sehr flachen Winkeln der pumpenseitigen Stirnfläche 414 der Taumelscheibe und wird nicht zu einer nennenswerten Leckage von Druckflüssigkeit führen. Es handelt sich hauptsächlich um eine Schutzvorrichtung, um zu verhindern, daß durch Überdruck eine Beschädigung des Getriebes erfolgt.
Die Taumelscheibe 260 ist über eine Ausgangsbüchse 264 mit der Abtriebswelle 266 gekuppelt und ist außerdem mit einer Steuerbüchse 268 gekuppelt zum Steuern des Neigungswinkels der Taumelscheibe und dadurch zum Steuern des Eingang/Ausgang-Verhältnisses des Getriebes. Die Beschreibung dieser Gebilde wird sich an die Beschreibung der Pumpe anschließen, die nun in Verbindung mit den Fig. 16 und 34 beschrieben wird.
Die Eingangswelle 256 hat einen Flansch 446 an dem Ausgangsende der Eingangswelle 256, der durch Schrauben 448 mit einem Pumpenkolbenträger 450 verbunden ist. Der Pumpenkolbenträger weist eine ebene Basis 452 auf, an welcher der Kolbenträger 450 mit dem Eingangswellenflansch 446 verbunden ist. Sechs gleichabständige zylindrische Sockel 454 stehen von der ebenen Basis 452 zu der Taumellscheibe 260 hin vor, und ein Befestigungszapfen 456 steht von dem Zentrum jedes Sockels aus vor. Jeder Befestigungszapfen 456 hat eine Baugruppe 458 aus einem Kolben und einer sphärischen Büchse, die auf ihm montiert ist und mit den Kolben 382 und sphärischen Büchsenbaugruppen 374 identisch ist, welche in Verbindung mit dem Motor 262 beschrieben worden sind. Ein Zylinderblock 460, der mit dem Zylinderblock 366 identisch ist, welcher auf den Motorkolben montiert ist, ist auf den Pumpenkolbenbaugruppen 458 montiert. Der Pumpenkolbenträger 450 hat ein zentrales Rohr 462, das eine axiale Bohrung 464 hat, die die Eingangswelle mit Festsitz aufnimmt, um für Stabilität an der Eingangswelle zu sorgen. Das innere Ende des zentralen Rohres 462 ist eben und bietet eine vertikale Oberfläche 466 dar, an der eine Wellfederscheibe 468 anliegt. Ein sphärisches Lager 470 ist auf der Eingangswelle montiert und wird durch die Wellfederscheibe 468 in Richtung zu der Taumeischeibe 260 vorgespannt Das sphärische Lager 470 hat eine sphärische Lagerf läche mit einem sphärischen Mittelpunkt 472 auf der Längsachse 257.
Der Pumpenzylinderblock 422 hat einen sphärischen Lagerlaufring 474 auf der konisch verjüngten Oberfläche der zentralen Öffnung 476, identisch mit der entsprechenden Oberfläche an dem Zylinderblock 366. Die sphärische Kontur des sphärischen Lagerlaufringes 474 ist exakt der sphärischen Kontur des sphärischen Lagers 470 angepaßt, so daß das sphärische Lager 470 eine Führung bildet für eine Präzessionsbewegung des Zylinderblockes 422 im Betrieb, wie es unten beschrieben ist. Der sphärische Mittelpunkt jeder sphärischen Büchse 376 und 470 liegt auf einer Ebene, welche den sphärischen Mittelpunkt der sphärischen Büchsen 376 schneidet, so daß die Kolben 382 um die Büchsen 376 schwenken können, wenn der Zylinderblock 422 eine Präzessionsbewegung ausführt, und alle Kolben 382 koaxial mit jedem der Zylinder 394 bleiben und frei in jedem dieser Zylinder gleiten, ohne zu klemmen. Der Mittelpunkt der Präzessionsbewegung des Zylinderblockes 422 fällt somit mit dem sphärischen Mittelpunkt 472 des sphärischen Lagers 470 zusammen.
Die pumpenseitige Stirnfläche 414 der Taumelscheibe 260 ist mit der motorseitigen Stirnfläche der Taumelscheibe identisch und hat dieselbe Konfiguration von nierenförmigen Schlitzen, die in der Stirnfläche 414 münden, wie die Stirnfläche 412 der Motorseite der Taumelscheibe. Auf diese Weise wird, der Flüssigkeitsdruck, der in den Zylindern 394 der Pumpe erzeugt wird, durch den Hochdruckschlitz 406A hindurchgehen, um das Innere des Zylinders 394 des Motors mit Druck zu beaufschlagen. und den Motor auf im folgenden beschriebene Art und Weise anzutreiben.
Ein Drehmoment, das auf die Taumelscheibe 260 ausgeübt wird, wird an die Abtriebswelle 266 über die Ausgangsbüchse 264 ab gegeben, die mit der Taumeischeibe durch zwei Antriebsstiftvorrichtungen 265 gekuppelt ist, welche von diametral entgegengesetzten Seiten aus zu der Taumeischeibe 260 auf der neutralen Achse derselben vorstehen, d.h. in der Mitte zwischen der schmalen Seite 418 und der dicken Seite 420 der Taumelscheibe 260. Die Achse 480, die durch die Stifte 478 hindurchgeht, stellt die Neigungsachse der Taumelscheibe dar, um welche die Taumellscheibe 260 zur Eingang/Ausgang-Verhältnissteuerung des Getriebes geneigt wird.
Gemäß der Darstellung in den Fig. 17 und 35 sind die beiden Antriebsstiftvorrichtungen 265 miteinander identisch, weshalb nur eine von ihnen beschrieben wird, wobei es sich versteht, daß die Beschreibung ebensogut für die andere gilt. Die Antriebsstiftvorrichtung 265 ist an der Taumellscheibe an einem zylindrischen Ansatz 482 befestigt, der integral mit dem Umfangsrand 416 der Taumelscheibe ist und über diesen hinaus auf der neutralen Achse 480 radial vorsteht. Ein Trommelstift 484, der eine axiale Bohrung 486 und eine axiale Senkung 488 hat, paßt über den zylindrischen Ansatz 482, wobei die Senkung 488 den zylindrischen Ansatz 482 ohne Spiel aufnimmt. Eine Kopfschraube 490 ist in ein Gewindeloch eingeschraubt, das sich radial in das Zentrum des zylindrischen Ansatzes 482 und der Taumelscheibe längs der Neigungsachse 480 erstreckt. Der Kopf der Kopfschraube 490 sitzt in einer äußeren Senkung 492 in dem Trommelstift 484, um den Trommelstift in seiner Lage in dem zylindrischen Ansatz 482 und an der Umfangsoberfläche der Taumelscheibe 260 festzuhalten.
Die Ausgangsbüchse 264 hat einen langgestreckten zylindrischen Abschnitt 494, durch den sich zwei diametral entgegengesetzte, radiale Löcher 496 erstrecken. Eine Büchse 498 aus reibungsarmem Material wie Phosphorbronze ist in jedes der Löcher 496 gepreßt, und der Trommelstift 484 und die Kopfschraube 490 werden in die Büchse 498 gedrückt und an dem zylindrischen Ansatz 482 befestigt, um die Antriebsverbindung zwischen der Taumelscheibe 260 und der Ausgangsbüchse 264 zu vervollständigen.
Die Ausgangsbüchse 264 ist mit einem Ausgangsflansch 500 der Abtriebswelle 266 durch eine Reihe von Kopfschrauben 502 verbunden, die in eine Reihe von Löchern an dem äußeren Umfang des Ausgangsflansches 500 eingeschraubt sind und außerdem in eine Reihe von Gewindelöchern in einem verdickten Endrand 506 der Ausgangsbüchse 264 eingeschraubt sind. Der Ausgangsflansch 500 ist ein flaches, konisches Gebilde, das sich nach vorn hin zu einem zylindrischen Lagerhalter 508 konisch verjüngt. Der Lagerhalter 508 hat eine äußere zylindrische Oberfläche, die den. inneren Laufring des Lagers 310 empfängt, dessen äußerer Lauf ring in der Lagertasche 308 gehalten wird, die einwärts in der inneren Oberfläche der Endkappe 306 mündet. Die innere Oberfläche des zylindrischen Lagerhalters 508 ist ausgespart, um zwei Kugellager 514 aufzunehmen und festzuhalten, die auf einem vorstehenden Ende 516 der Eingangswelle 256 montiert sind. Eine Haltekappe 518 ist in ein gebohrtes und mit Gewinde versehenes axiales Loch 519 in dem vorstehenden Ende 516 der Eingangswelle 256 eingeschraubt und hat einen Flansch 520, der den Rand der Lager 514 erfaßt, um sie an olner Schulter 522 der Eingangswelle an dem Flansch 446 festzuhalten. Auf diese Weise wird die axiale Position des Flansches 500 und der an ihm befestigten Ausgangsbüchse 264 in bezug auf die Eingangswelle 256 fixiert, wobei aber die Baugruppe aus der Eingangswelle und der Ausgangsbüchse 264 eine axiale Nachgiebigkeit aufweist, wie sie durch die Tiefe der Lagertasche 512 in der Endkappe 306 zugelassen wird.
Die Lager 310 und 514 werden durch Öl geschmiert und gekühlt, das über ein Loch 524 und einen Hauptschmierkanal 526, der durch das hohle Zentrum der Abtriebswelle 256 gebildet wird, zugeführt wird, wie es in Fig. 36 gezeigt ist. Das Öl wird durch die Ladepumpe 330 unter Druck gesetzt und über einen Durchlaß 530 in dem Pumpengehäuse 320 aus der Ladepumpe 330 zu einem Verteiler 529 zwischen der Eingangswelle 256 und der axialen Bohrung 326 durch das Pumpengehäuse 320 gefördert. Öl fließt aus dem Verteiler 529 durch ein Loch 527 in der Wand der Eingangswelle 256 in den Schmierkanal 526. Das Loch 527 ist schmal und dient als eine druckverringernde Drosselstelle für den Ölfluß in das Innere der Eingangswelle 256. Das hohle Innere 526 der Eingangswelle 256 erstreckt sich über die gesamte Länge der Welle von dem Gebiet der Ladepumpe 330 aus bis zu dem Abtriebsende der Welle, wo es durch ein axiales Loch 524 in dem Lagerhalter 520 begrenzt wird. Die Lager 310 und 514 werden durch Öl, welches über das Loch 524 zugeführt wird, geschmiert und gekühlt.
Die Steuerbüchse 268 ist in der Ausgangsbüchse 264 koaxial angeordnet und dreht sich mit dieser, ist aber auch in bezug auf die Ausgangsbüchse unter dem Einfluß des Steuerzylinders 270 aufgrund eines Lagers 528 axial verschiebbar, welches den Steuerzylinder 270 mit der Steuerbüchse 268 kuppelt, was eine Relativdrehung zwischen ihnen gestattet, aber gewährleistet, daß eine Axialbewegung des Steuerzylinders 270 eine entsprechende Axialbewegung der Steuerbüchse 268 verursachen wird, wobei diese Bewegung auf die Taumelscheibe 260 durch den Kupplungsmechanismus 267 übertragen wird. Der Kupplungsmechanismus 267, der in Fig. 37 gezeigt ist, weist einen Stiel 532 auf, der eine zylindrische Trommel 534 hat, die sich in die Senkung 434 erstreckt und in diese eng eingepaßt ist. Die zylindrische Trommel 534 umgibt den Körper des Überdruckventils 438, wobei aber der Hohlraum innerhalb der Trommel so bemessen ist, daß Abstand zu dem Überdruckventil 438 vorhanden ist, so daß keine Belastungen zwischen dem Stiel 532 und dem Überdruckventil 438 übertragen werden. Eine Feststellschraube 538 ist durch ein Loch in der Pumpenseite der Taumelscheibe eingeschraubt und erstreckt sich in eine flache Ausnehmung in der Seite der zylindrischen Trommel 534, um diese in ihrer Position zu fixieren. Es sind keine nennenswerten radialen Belastungen an dem Stiel 532 vorhanden, und deshalb dient die Feststellschraube hauptsächlich zum Verhindern, daß sich der Stiel 532 um seine Achse dreht, für einen Zweck, der sogleich beschrieben wird.
Ein sphärischer Knopf 540 steht von einem Hals 542 an dem Ende der Trommel 534 radial nach außen vor. Der sphärische Knopf 540 hat eine zentrale axiale zylindrische Ausnehmung 544 zum Aufnehmen eines Zapfens 546 für einen noch zu beschreibenden Zweck. Der Zapfen 546 ist in der axialen Ausnehmung 544 mit einer Kopf schraube 548 befestigt, die in ein Gewindeloch eingeschraubt ist, das sich axial durch den Hals 542 erstreckt.
Eine Buchse 550, die in den Fig. 38 und 39 sowie in Fig. 37 gezeigt ist, ist in einer zylindrischen Öffnung 556 montiert, die sich durch einen einwärts vorstehenden Ansatz 558 an der Steuerbüchse 268 an deren Ausgangsende erstreckt. Die Buchse 550 hat gemäß der Darstellung in den Fig. 38 und 39 einen inneren Mantel 552, der einen inneren sphärischen Hohlraum 554 hat. Der Mantel 552 ist an einem radial beabstandeten, ihn umgebenden, koaxialen, zylindrischen, metallischen Mantel 560 durch einen elastomeren Ring 562 befestigt, welcher zwischen dem metallischen Mantel 560 und dem Mantel 552 angeordnet und mit diesem verbunden ist. Der metallische Mantel 560 hat eine flache Ausnehmung 563 in seiner äußeren Oberfläche, die das Ende einer Feststellschraube 564 aufnimmt, welche in ein Durchgangsloch in dem Ende der Steuerbüchse eingeschraubt wird, das mit der Öffnung 556 in dem Ansatz 558 in Verbindung steht, um die Buchse 550 in ihrer Lage zu halten und sie am Drehen um ihre Achse zu hindern, für einen Zweck, der sogleich erläutert werden wird. Der elastomere Ring 562 sorgt für radiale Nachgiebigkeit des Mantels 552 in der Büchse 560, um eine geringfügige radiale Verschiebung des Knopfes 540 zuzu- Ilassen, wenn die Taumeischeibe 260 durch die Steuerbüchse 268 geneigt wird. Der elastomere Ring 562 isoliert auch die Steuerbüchse 268 und das Lager 528 von einer leichten Flatterbewegung mit der Frequenz der Taumellscheibendrehgeschwindigkeit, die die Taumellscheibe 260 ausführt. Diese Flatterbewegung wird durch eine periodische Winkelversetzung des Druckmittelpunkts der rotierenden Druckfelder auf den beiden Seiten 412 und 414 der Taumelscheibe 260 relativ zu einander verursacht, wenn die Öffnungen 402 in dem eine Präzessionsbewegung ausführenden Zylinderblock 422 die entsprechenden Öffnungen in dem eine Nutationsbewegung ausführenden Zylinderblock 366 auf der Druckseite der Taumelscheibe 260 passieren.
Zwei zylindrische Ausnehmungen 566 sind in der inneren Oberfläche des Mantels 552 durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt worden und erstrecken sich von dem maximalen Durchmesser der inneren sphärischen Kontur der inneren Oberfläche 554 radial einwärts zu dem inneren Rand 565 des Mantels 552. Der Radius der zylindrischen Ausnehmungen 566 ist gleich dem Radius der sphärischen Kontur der inneren sphärischen Oberfläche 554, und die Breite der Ausnehmungen 566 ist gleich der Breite des sphärischen Knopfes 540 zwischen zwei radialen Planflächen 567, die auf entgegengesetzten Seiten des sphärischen Knopfes 544 spanabhebend hergestellt worden sind. Auf diese Weise kann die Buchse 550 mit dem sphärischen Knopf 540 zusammengefügt werden, indem die Buchse 550 um 900 um ihre Achse gedreht wird, um die zylindrischen Ausnehmungen 566 mit der sphärischen Oberfläche des Knopfes 540 zwischen den Planflächen 567 an dem Knopf 540 auszurichten. Die Buchse 550 kann nun radial auf den Knopf 540 geschoben und in ihrer Lage durch Drehen der Buchse 550 um 900 um ihre Achse, um die sphärischen Oberflächen des Knopfes 540 mit den sphärischen Teilen der inneren sphärischen Oberfläche 554 an dem Mantel 552 auszurichten, fixiert werden.
Wenn die Buchse 550 mit dem sphärischen Knopf 540 des Stiels 532 zusammengebaut ist, wird die Baugruppe so ausgerichtet, daß die sphärischen Oberflächen des Mantels 552 und des Knopfes 540 in die axiale Richtung gewandt sind und daß die Planflächen 567 und 566 des Knopfes 540 und die zylindrische Ausnehmung 566 in die Umfangsrichtung gewandt sind. Der Stiel 532 wird in die Senkung 434 in der Taumelscheibe gedrückt, und die Buchse 550 wird gleichzeitig in die Öffnung 556 in dem Ansatz 558 gedrückt. Die Feststellschrauben 564 und 538 werden in die Löcher in der Steuerbüchse 268 bzw. der Taumelscheibe 260 geschraubt und in ihrer Position verstemmt, um zu verhindem, daß sie sich während des Betriebes wieder herausdrehen.
Der Zapfen 546, der in Fig. 37 gezeigt ist, ist in der zylindrischen Ausnehmung befestigt, die in dem Ende des Knopfes 540 mündet, wobei sich eine Kopfschraube 548 in einen Schlitz 568 durch die Ausgangsbüchse 264 erstreckt. Der Zapfen hat einen Kopf, der im Querschnitt rechteckig ist, und der Schlitz 568, in welchen sich der Zapfen erstreckt, ist im Querschnitt ebenfalls rechteckig. Die Funktion des Zapfens ist es, die Taumelscheibe an einer Neigung über ihre entwurf smäßigen Neigungsgrenzen hinaus zu hindern, und deshalb sind die axialen Abmessungen des Schlitzes 568 so festgelegt, daß der Neigungswinkel der Taumelscheibe 260 durch Berührung der flachen Enden des Zapfenkopfes 570 mit den Enden des Schlitzes 568 begrenzt wird.
Der vordere Rand 569 der Steuerbüchse 268 hat zwei sich nach vorn öffnende Kerben 571, die Spiel für die Antriebsstiftvorrichtungen 265 schaffen, wenn der vordere Rand 569 der Steuerbüchse 268 über die Achse 480 durch die Antriebsstiftvorrichtungen 265 hinaus nach vorn gleitet.
Gemäß der Darstellung in Fig. 40 ist ein Gegengewicht 572 von halbzylindrischer, gekrümmter Form an der inneren Oberfläche der Steuerbüchse 268 an dem vorderen Ende derselben befestigt, um die exzentrische Masse der Taumeischeibe 260 und die Nutationsbewegung sowie die Präzessionsbewegung der Zylinderblöcke 366 und 422 auszugleichen. Die exzentrische Masse der Taumelscheibe 260 befindet sich in der zentralen, lateralen Ebene, welche die Taumelscheibe 260 in zwei axiale Hälften halbiert, und ist radial etwas jenseits eines Drittels des Radius der Taumellscheibe von der Längsachse 257 nach außen positioniert. Der Massenmittelpunkt des Gegengewichts 572 ist diametral entgegengesetzt zu dem Massenmittelpunkt der Taumelscheibe Positioniert. Wenn sich die Taumelscheibe um die Achse durch die Antriebsstifte 265 neigt, wird der exzentrische Massenmittelpunkt der Taumelscheibe 260 auf einer bogenförmigen Bahn schwingen, die ihren Mittelpunkt an der Schnittstelle der Achse durch die Antriebsstifte 265 und der Längsachse 257 hat. Die Taumelscheibe 260 ist mit der Steuerbüchse 268 an ihrem äußeren Umfang gekuppelt, und deshalb werden sich die Steuerbüchse 268 und das daran befestigte exzentrische Gegengewicht 572 axial weiter als der exzentrische Massenmittelpunkt der Taumellscheibe 260 bewegen. Diese zusätzliche Axialbewegung wird erzeugt, um eine zusätzliche exzentrische Masse auszugleichen, die durch die Nutationsbewegung des Zylinderblokkes und durch die Präzessionsbewegung des Pumpenzylinderblokkes 422 verursacht wird. Der Massenmittelpunkt der Zylinderblöcke 366 und 422 ist auf der Längsachse der Zylinderblöcke positioniert, da sie um ihre eigene Achse symmetrisch sind, wobei aber der Massenmittelpunkt näher bei der vorderen Wand 393 des Zylinderblockes angeordnet ist. Dadurch befindet sich der Massenmittelpunkt der Zylinderblöcke 366 und 422 in einem Punkt, der von der Längsachse 257 versetzt ist, wenn die Achsen der Zylinderblöcke einen Winkel mit der Längsachse 257 bilden, und stellt eine exzentrische Masse dar, die durch das bogenförmige Gegengewicht 572 ausgeglichen wird.
Wenn die Taumeischeibe aus der Position, die in Fig. 16 gezeigt ist, in eine Position geneigt wird, in welcher die zentrale Ebene der Taumelscheibe zu der zentralen Achse 257 normal ist, werden die exzentrischen Massen der beiden Zylinderblöcke 366 und 422 im gleichen Maße exzentrisch sein, und in diesem Punkt wird die axiale Position der exzentrischen Masse des ausgleichenden Gegengewichts 572 an der Steuerbüchse 494 durch die zentrale Ebene der Taumelscheibe 260 halbiert. Wenn sich die Steuerbüchse 268 weiter vorwärts bewegt, nimmt der Winkel der Stirnfläche 414 der Taumelscheibe in bezug auf die Längsachse 257 zu, die Exzentrizität der Masse des Zylinderblockes 366 wird kleiner, weil der Winkel der Taumelscheibenstirnfläche 412 auf der Motorseite sich mehr einem rechten Winkel annähernd, wogegen die Stirnfläche 414 um einen größeren Winkel gegen die Längsachse 257 geneigt wird. Diese größere Neigung des Motorzylinderblockes 422 vergrößert die Exzentrizität der exzentrischen Masse des Motorzylinderblockes und verlangt, daß die axiale Position des Gegengewichts 572 weiter vorn ist, um der axialen Position der exzentrischen Masse des Zylinderblockes 422 axial näher zu sein. Das ist deshalb der Fall, weil die Steuerbüchse 268 sich mit der Taumelscheibe 260 axial bewegt, wenn sich die Taumelscheibe neigt, und deshalb folgt die axiale Position des Gegengewichts 572 eng der axialen Position der kombinierten exzentrischen Masse der Taumelscheibe und der beiden Zylinderblöcke 366 und 422.
Die innere Oberfläche des zylindrischen Teils 494 der Ausgangsbüchse 264 ist spanabhebend bearbeitet worden, um eine flache breite, zylindrische Ausnehmung 574 zu schaffen, die sich in dem zentralen Teil des zylindrischen Teils 494 über die Hälfte der Länge des zentralen zylindrischen Teils erstreckt und etwa in der Mitte der Steuerbüchse 268 liegt. Die spanabhebende Herstellung der Ausnehmung 574 ergibt zylindrische Stege 576 und 577 an den beiden Teilen des zylindrischen Teils 494, die den Enden der Steuerbüchse 268 benachbart sind. Diese Stege. 576 und 577 sorgen für stabilisierenden Kontakt für die Ausgangsbüchse 264, die ansonsten an dem Ausgangsende freitragend ist, und sorgen außerdem für stabilisierenden Kontakt für die Steuerbüchse 268 an ihrem vorderen Ende an der Taumelscheibe. Die zylindrische Ausnehmung minimiert auch den Reibungswiderstand der Steuerbüchse 268, wenn sie sich relativ zu der Ausgangsbüchse 264 axial bewegt, um Winkeleinstellungen der Taumelscheibe 260 vorzunehmen.
Das hintere Ende der Steuerbüchse, das in Fig. 40 gezeigt ist, ist bei 578 verdickt durch Verringern des inneren Durchmessers der Büchse 268 an dieser Stelle, um das Ende der Steuerbüchse zur Befestigung des Lagers 528 zu verstärken. Zwei Nuten 579 und 581 sind spanabhebend in den verdickten Teil 578 eingearbeitet worden, um Sprengringe 580 aufzunehmen, die das Lager 528 festhalten und gewährleisten, daß die axiale Bewegung des Lagers 528 auf die Steuerbüchse 268 übertragen wird und deren Bewegung verursacht.
Der innere Laufring des Lagers 528 ist auf dem zentralen Teil des Steuerzylinders 270 montiert, wie es in den Fig. 16 und 28 gezeigt ist, und wird darauf zwischen einem Sprengring 582 in einer Nut in der äußeren Oberfläche des Steuerzylinders und einer Schulter 584 in seiner Lage gehalten, die an der Verbindungsstelle des vorderen Teils des Steuerzylinders 270 und einem zweiten, einen größeren Durchmesser aufweisenden hinteren Teil 586 gebildet ist. Der Sockel 340 an dem vorderen Ende des Ladepumpengehäuses 320 hat einen nach außen vorstehenden Flansch 588, der eine radial gerichtete äußere, periphere, zylindrische Oberfläche 590 hat, die einen Durchmesser aufweist, welcher etwa gleich dem inneren Durchmesser des Steuerzylinders 270 ist. Der zylindrische Ring 318, der von dem Befest2gungsflansch 278 axial nach vorn vorsteht, hat eine äußere, radial gerichtete zylindrische Oberfläche 592 mit einem äußeren Durchmesser, der etwa gleich dem inneren Durchmesser des hinteren Endteils 586 des Steuerzylinders 270 ist. Das axial gerichtete äußere Ende 319 des zylindrischen Ringes 318 und die axial gerichtete innere Oberfläche 593 des Flansches 588 umschließen zwischen sich einen Abschnitt 594 der zylindrischen, radial gerichteten Oberfläche an dem Ladepumpengehäuse 320, die von der radial einwärts gewandten Oberfläche 595 des Steuerzylinders zwischen den Oberflächen 590 und 592 radial versetzt ist. Der Steuerzylinder 270 liegt über den Oberflächen 590 und 592, ist mit diesen in Kontakt und ist an diesen durch Dichtungen 596 und 598 abgedichtet, die dem Steuerzylinder 270 gestatten, sich axial zu verschieben, aber verhindern, daß Flüssigkeit aus einer aufweitbaren Kammer 599 entweicht, die zwischen den radial gerichteten Oberflächen 594 und 595 und den axial gerichteen Oberflächen 318 und 593 gebildet ist. Eine sich einwärts erstreckende ringförmige Schaufel 600 steht von dem mittleren Teil des Steuerzylinders 270 aus radial einwärts in die Kammer 599 vor, und eine Dichtung 602, die in der inneren, radial gerichteten Oberfläche der Schaufel 600 angebracht ist, berührt die Oberfläche 594 des Ladepumpengehäuses 320, um die Kammer 599 in zwei axial getrennte Kammern 599F und 599R zu unterteilen. Die Position des Steuerzylinders 270 kann gesteuert werden, indem unter Druck stehende Flüssigkeit in die Kammer 599F oder 599R 3ingelassen wird, um Flüssigkeitsdruck auf die eine oder die andere axiale Stirnfläche der radialen Schaufel 600 auszuüben. Die unter Druck stehende Steuerf lüssigkeit wird über geeignete Durchlässe in. das eine Ende oder in das andere Ende der Kammer 596 eingelassen.
Eine sich axial erstreckende Nut 606 ist durch spanabhebende Bearbeitung in der äußeren Oberfläche des verdickten Teils 586 des Steuerzylinders 270 hergestellt worden, um einen Paßstift 608 aufzunehmen, der in einer Senkung 610 in dem Befestigungsflansch 278 ängeordnet ist und durch eine Kopf schraube 612 in. seiner Position fixiert wird; welche durch eine Bohrung geschraubt ist, die zu der Senkung 610 koaxial ist, und in eine Gewindebohrung in dem Paßstift 608 eingeschraubt ist. Der Paßstift hat eine O-Ringdichtung, um eine Leckage von Hydraulikflüssigkeit aus dem Gehäuse über die Bohrung und die Senkung 614 und 610 zu verhindern. Der Paßstift 608 gewährleistet, daß die Bewegung des Steuerzylinders 270 eine gerade axiale Bewegung sein wird und daß die Drehung der Steuerbtichse 268 nicht über das Lager 528 auf die Steuerbüchse 270 übertragen wird.
Ein Steuergestänge zum Kuppeln der Steuerbüchse 270 mit dem Schieberventil 274 umfaßt einen Hebel 618, der in einer Ausnehmung 620, die in der Eingangsstirnfläche des Befestigungsflansches 278 mündet, durch einen Stift 622 angelenkt ist. Der Hebel liegt an einem radial inneren Ende an einer axial gerichteten, abgerundeten Schulter 624 an dem verdickten Endteil 586 des Steuerzylinders an und dient dadurch zur Rückführung einer Positionsinformation über die axiale Position des Steuerzylinders 270 zu dem radial äußeren Ende des Hebels 618, das mit einer Stange 626 in Kontakt ist, die in einem axialen Loch 628 axial verschiebbar ist, das in den oben ebenen Ansatz 292 zum Aufnehmen der Stange 626 gebohrt ist. Das vordere Ende der Stange 626 liegt an einem Hebel 630 an, dessen anderes Ende an einer vorstehenden Kolbenstange 632 des Schieberventilelements 634, das in dem Schieberventil 274 gelagert ist, anliegt. Die Mitte des Hebels 630 ist mit einer Steuerstange 636 verstiftet, deren vorderes Ende mit einer Steuervorrichtung wie der manuellen Mikrometersteuerung 637 verbunden ist, welche für eine präzise gesteuerte axiale Bewegung der Steuerstange 636 unter automatischer oder manueller Steuerung sorgt, um das Eingang/Ausgang-Verhältnis des Getriebes zu ändern.
Das Schieberventil 274 ist eine im Handel erhältliche Vorrichtung, die als ein Wegeventil bekannt ist. Ein geeignetes Beispiel ist das Modell 4 WMR6E5X von Rexroth. Das Schieberventil 274 bildet zusammen mit dem Steuergestänge und dem Steuerzylinder 270 ein Stößelventilsystem, welches ermöglicht, den Steuerzylinder 270 unter hydraulischer Steuerung in eine Position zu bewegen, die einer besonderen Position der Steuerstange 636 entspricht, so daß das Eingang/Ausgang-Verhältnis des Getriebes durch Steuerung der axialen Position der Steuerstange 636 gesteuert werden kann. Ein Hauptvorteil dieses Steuersystems ist, daß das System bydraulisch selbstausgleichend ist, so daß keine Kräfte von dem Getriebe über das Gestänge auf die Steuerstange übertragen werden und somit die einzige Krafn, die die Steuerstange überwinden muß, die Federkraft ist, die auf das Steuerelement 634 in dem Schieberventil 274 selbst einwirkt.
Das hydraulische Speise- und Steuersystem ist in dem Schema in Fig. 41 gezeigt. Das Flüssigkeitsreservoir ist mit 254 bezeichnet, wobei es sich um das Gehäuse 254 handelt, da bei diesem Getriebe das Gehäuse als Flüssigkeitsreservoir dient. Ein separates Reservoir könnte jedoch für Hydraulikflüssigkeit vorgesehen sein, und das Hydraulikschema zeigt diese Möglichkeit allgemein durch einen Tank. Der Flüssigkeitseinlaß aus dem Sumpf könnte ein separates Rohr aus einem separaten Sumpf sein, aber bei diesem Getriebe ist es gemäß der Darstellung in den Fig. 18-20 eine Öffnung 638 in dem Befestigungsflansch 278, die in das untere Ende des Gehäuses 254 führt, welches sich unterhalb des Spiegels der Getriebeflüssigkeit in dem Gehäuse 254 befindet. Ein radialer Durchlaß 640 in dem Gehäuseflansch 278 führt von dem Flüssigkeitseinlaß 638 aus zu der Ladepumpe 330, durch die Flüssigkeit mit atmosdhärischern Druck in dem Gehäuse 254 oder in einem separaten Sumpf oder Reservoir in die Ladepumpe 330 gesaugt werden kann, wo sie unter Druck gesetzt wird und an einen radialen Durchlaß 642 in dem Befestigungsflansch 278 abgegeben wird, der zu einer Flüssigkeitsöffnung 644 in dem Teil des Befestigungsflansches führt, welcher sich radial jenseits des Radius des Hauptgehäuses 280 befindet. Eine Flüssigkeitsleitung 646, die mit einer Flüssigkeitskupplung 647 mit der Öffnung 644 gekuppelt ist, fördert Flüssigkeit, die in der Pumpe unter Druck gesetzt worden ist, zu einem Filter 648, dessen Ausgang mit einer Eingangsöf fnung 649 eines Sammlerladeventils 650 durch eine zweite Flüssigkeitsleitung 652 verbunden ist.
Das Sammlerladeventil 650 isü ein einstellbares Ventil, welches unter vollem Druck stehende Flüssigkeit zu einer ersten Ausgangsöf fnung 654 fördert, sofern nicht der Gegendruck an dieser Öffnung einen Sollwert übersteigt, in welchem Fall. die Flüssigkeit aus der Eingangsöffnung 649 zu einer zweiten Ausgangsöf fnung 656 umgeleitet wird, die mit einer Rückleitung 657 über ein Überdruckventil 655 verbunden ist, welche zu dem Sumpf führt. Das Überdruckventil 655 bewirkt, daß der Druck in der Leitung 652 immer dann reduziert wird, wenn der Gegendruck an der Öffnung 654, von welcher aus das Taumelscheibenwinkelsteuersystem mit Druck beaufschlagt wird, oberhalb seines minimalen Solldruckes ist, was die meiste Zeit der Fall ist. Das erlaubt der Pumpe 330, mit einem niedrigeren Druck zu laufen, um die Schmierungs- und Versorgungsleitungen zu versorgen, welche nicht die höheren Drücke verlangen, die in dem Taumelscheibenwinkelsteuersystem benötigt werden.
Eine Flüssigkeitsleitung 658 führt von der Öffnung 654 in dem Sammlerladeventil 650 zu einer Drucköffnung 660 in dem oben ebenen Ansatz 292, die über innere Durchlässe in dem Ansatz 292 gemäß der Darstellung in Fig. 22 mit einer Druckdrosselstelle in der Oberseite des ebenen Ansatzes 292 verbunden ist, welche mit einem Vierlochmuster von Öffnungen in der unteren Oberfläche des Schieberventils 274 übereinstimmt. Auf diese Weise wird unter Druck stehende Flüssigkeit über die Drucköffnung P in das Ventil 274 geleitet und wird durch das Ventilelement 634 wahlweise den Öffnungen A oder B zugeführt, um die Bewegung des Steuerzylinders 270 auf im folgenden beschriebene Weise zu steuern.
Der Druck in der Leitung 658 wird durch einen Flüssigkeitssteuersammler 662, der mit der Flüssigkeitsleitung 658 verbunden ist, auf dem gewünschten Steuerdruck gehalten. Der Sammler 662 gewährleistet, daß der Steuerdruck zum Steuern des Eingang/Ausgang-Verhältnisses des Getriebes verfügbar ist, selbst wenn der Antriebsmotor, der das Getriebe antreibt, nicht in Betrieb ist. Der Sammler 662 wird mit dem Flüssigkeitsdruck aus der Ventilöffnung 654 über eine Leitung 661 aufgeladen, die mit der Flüssigkeitsleitung 658 verbunden ist, und hält den Steuerdruck auf relativ gleichförmigen Werten.
Der Betrieb des Stößelventilsystems 269 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 42 beschrieben. Unter Druck stehende Flüssigkeit, die über die Leitung 658 zu der Öffnung 660 gefördert und zu der Öffnung P an dem Ansatz 292 geleitet wird, setzt eine zentrale Kammer 635 zwischen den Kolben A und B des Schieberventilelements 634 unter Druck. Wenn das Schieberventilelement 634 in dem Gehäuse des Schieberventils 274 zentriert ist, bedecken die Kolben A und B die Durchlässe A und B, um zu verhindern, daß unter Druck stehende Flüssigkeit aus der zentralen Kammer 635 entweder in die Öffnung A oder in die Öffnung B gelangt. Wenn es erwünscht ist, die Taumelscheibe aus ihrer neutralen Position, die in Fig. 16 gezeigt ist, herauszubewegen und auf irgendeinen Zwischenwert des Eingang/Ausgang-Verhältnisses einzustellen, wird die Steuerstange 636 nach links in eine Position bewegt, welche dem gewünschten Eingang/Ausgang-Verhältnis eindeutig entspricht. Die Bewegung der Steuerstange 636 bewirkt, daß der Hebel 630 um seine Verbindung mit der Stange 626 geschwenkt wird, wodurch die Kolbenstange 632 in Fig. 41 nach links gedrückt wird. Dadurch wird die Öffnung B freigegeben, was unter Druck stehender Flüssigkeit gestattet, aus der zentralen Kammer 635 in die Öffnung B zu strömen, und gleichzeitig eine Verbindung zwischen der Öffnung A und den Öffnungen T herstellt, was Druck aus der Leitung, die mit der Öffnung A verbunden ist, gestattet, über die Öffnung T auszutreten.
Gemäß der Darstellung in Fig. 41 und in den Fig. 23-25 ist die Öffnung B mit der Kammer 596B auf der hinteren Seite der Schaufel 600 über zwei radiale Durchlässe 659A und 659B in dem Befestigungsflansch 278, der in Fig. 20 gezeigt ist, verbunden, die sich von den Öffnungen Ao und Bo aus erstrecken, welche in der inneren Stirnfläche des Befestigungsflansches 278 münden und mit den Öffnungen A und B in der vertikalen Stirnfläche des Ansatzes 292 ausgerichtet sind. Steuerflüssigkeit, die durch die Öffnungen A und B des Schieberventils 274 strömt, strömt durch die gekuppelten Öffnungen A und B in der vertikalen Stirnfläche des Ansatzes 292 und der Stirnfläche des Befestigungsflansches und radial durch die radialen Durchlässe 659A und 659B zu zwei inneren Öffnungen Ai und Bi, die in der inneren Stirnfläche des Befestigungsflansches 278 münden. Zwei axiale Durchlässe 663A und 663B in dem Ladepumpengehäuse 320 sind mit den inneren Öffnungen Ai und Bi in dem Befestigungsflansch 278 ausgerichtet und fördern Flüssigkeit zwischen der Kammer 596A bzw. 596B und den Öffnungen A und B in dem Schieberventil 274. Durch Druckbeaufschlagung der Kammer 5968 über den Durchlaß 663B werden der Steuerzylinder 270 und die Steuerbüchse 268 nach rechts getrieben, wodurch die Taumelscheibe 260 um ihre Antriebsstifte 265 um einen Winkel geneigt wird, welcher der Position der Steuerstange 636 eindeutig zugeordnet ist.
Wenn sich der Steuerzylinder 270 nach rechts bewegt, drückt eine Feder 664 in dem Schieberventil 274 das Ventilelement 634 zurück nach rechts, wobei das Ende des Hebels 618 mit dem Ende des Steuerzylinders 270 in Kontakt gehalten wird. Wenn der Steuerzylinder 270 die Position erreicht hat, die der Position der Steuerstange 636 entspricht, wird die Feder das Ventilelement 634 zurück in seine zentrale Position gedrückt haben, wenn sich die Stange 626 nach links bewegt und der Hebel 630 um die Stiftverbindung mit der Steuerstange 636 bis zu dem Punkt schwenkt, wo das Steuerelement 634 wieder in dem Gehäuse zentriert ist und die Strömung von unter Druck stehender Flüssigkeit aus der unter Druck stehenden Kammer 635 durch die Öffnung B blockiert und das Einströmen von Flüssigkeit über die Öffnung A und das Ausströmen von Flüssigkeit über die Öffnung T blockiert. Dadurch wird die Bewegung des Steuerzylinders 270 in der gewünschten Position angehalten, die durch die Position der Steuerstange 636 eingestellt worden ist. Ebenso wird durch eine Bewegung der Steuerstange nach rechts, um das Eingang/Ausgang-Übersetzungsverhältnis zu verkleinern, das Steuerelement 634 nach rechts bewegt, wenn der Hebel 630 um seine Verbindung mit der Stange 626 geschwenkt wird. Unter Druck stehende Flüssigkeit strömt aus der Kammer 635 über die Öffnung A aus, um die Kammer 596A unter Druck zu setzen. Gleichzeitig wird die Öffnung B freigegeben und über die Öffnung T mit dem Auslaß verbunden, was unter Druck stehender Flüssigkeit gestattet, aus der Kammer 5968 auszuströrnen, wodurch der Steuerzylinder 270 und die gekuppelte Steuerbüchse 268 nach links getrieben werden, um dadurch die Taumelscheibe 260 um die Achse durch die Antriebsstifte 265 zu neigen und die Taumelscheibenstirnfläche 414 in eine vertikalere Orientierung zu bringen. Wenn die Position des Steuerzylinders 270 die gewünschte Position erreicht, die durch die axiale Position der Steuerstange 636 eingestellt worden ist, verschiebt der Hebel 618 die Stange 626, um den Hebel 630 um seine Verbindung mit der Steuerstange 636 zu drehen und die Kolbenstange 632 des Steuerelements 634 zurück in ihre zentrale Position zu drücken, in der der Durchlaß an unter Druck stehender Flüssigkeit durch die Öffnung A blockiert ist und außerdem die Verbindung zwischen der Öffnung T und der Öffnung B unterbrochen ist so daß die Bewegung des Steuerzylinders 270 in einer Position zum Stillstand kommt, die der Position der Steuerstange 636 entspricht. Im Betrieb des Getriebes wird Eingangsdrehmoment auf die Eingangswelle 256 ausgeübt, übliist und bei Kraftfahrzeugen üblich ist. Die Eingangswelle 265 treibt den Ladepumpenrotor 330A über den Keil 331 an, um Flüssigkeit zur Steuerung des Taumellscheibenneigungswinkelsteuersystems unter Druck zu setzen zum Ergänzen der der Pumpe und den Motorzylindern zugeführten Flüssigkeit und zur Schmierung. Die Schmierflüssigkeit tritt in das hohle Innere 526 der Eingangswelle 256 über das Ölloch 527 ein, das als eine Drosselstelle in dem Ölstrom wirkt, um einen Druckabfall an dem Loch 527 hervorzurufen, so daß der Schrnierdruck von dem maximalen Druck, den die Ladepumpe 330 liefert, reduziert wird.
Die Eingangswelle 256 dreht sich in ihrem Nadellager 358 und ihrem Doppelkugellager 514 und treibt den Pumpenkolbenträger 450 über den Flansch 446 an. In der Position der Taumelscheibe 260, die in Fig. 16 gezeigt ist, wobei die pumpenseitige Stirnfläche 414 der Taumelscheibe in einer rechtwinkeligen Orientierung zu der Längsachse 257 ist, drehen sich die Pumpe und ihr Zylinderblock 422 auf einer kreisförmigen Bahn ohne eine axiale Bewegungskomponente des Zylinderblockes 422, weshalb kein Pumpen von Flüssigkeit stattfindet. Das ist die neutrale Position des Getriebes, und die einzige Leistung die durch die Maschine verbraucht wird, dient zum Pumpen der Steuer- und Schmierflüssigkeit durch die Ladepumpe 330 und zur Deckung von Reibungsverlusten, die durch die Lager und die Grenzfläche zwischen der Taumelscheibe 260 und dem Pumpenzylinderblock 422 verursacht werden.
Wenn an der Abtriebswelle 266 Ausgangsdrehmoment abgegeben werden soll, wird die Steuerstange 636 nach links bewegt, um unter Druck stehende Flüssigkeit aus der Kammer 635 des Schleberventils 274 über die Öffnung B einzulassen und die Kammer 596B mit unter Druck stehender Flüssigkeit aufzuladen und den Steuerzylinder 270 und die gekuppelte Steuerbüchse 268 nach links zu treiben. Die Steuerbüchse 268, die über den Kupplungsmechanismus 267 wirkt, neigt die Taumellscheibe 260 in eine Position, die durch die Position der Steuerstange 636 eindeutig bestimmt ist.
Wenn die pumpenseitige Stirnfläche 414 der Taumelscheibe 260 einen schiefen Winkel mit der Längsachse 257 bildet, bewirkt eine Rotation des Pumpenkolbenträgers 450, daß der Pumpenzylinderblock 422 eine Präzessionsbewegung um das Rotationszentrum 472 ausführt, wenn er durch den rotierenden Pumpenkolbenträger 450 um die Taumelscheibe 260 getrieben wird. Die Zylinder 394 des eine Präzessionsbewegung ausführenden Zylinderblockes 422 bewegen sich in bezug auf die umlaufende Baugruppe 458 aus Kolben und sphärischer Büchse axial hin und her, um die Flüssigkeit in den Zylindern 394 unter Druck zu setzen und die unter Druck gesetzte Flüssigkeit durch die nierenförmige Öffnung 402 in der vorderen Stirnfläche des Zylinderblockes 422 zu pumpen. Die elastomeren Büchsep. 380 erlauben eine geringfügige radiale Verschiebung der Kolben 382, wenn sie der elliptischen Projektion der Zylinderblöcke 377 und 422 auf einer vertikalen Ebene folgen, die zu der Längsachse 257 normal ist. Das Drehmoment, das durch den rotierenden Pumpenkolbenträger 450 über den Pumpenzylinderblock 422 auf die Stirnfläche der Taumelscheibe 260 ausgeübt wird, ist eine mechanische Komponente des Eingangsdrehmoments, die der Taumellscheibe durch die Pumpe zugeführt wird, und ist null oder nahezu null, wenn die pumpenseitige Stirnfläche 414 der Taumelscheibe zu der Achse 257 rechtwinkelig ist, und nimmt allmählich auf 100% des Ausgangsdrehmoments zu, wenn die motorseitige Stirnfläche 412 der Taumelischeibe 260 zu der Längsachse 257 rechtwinkelig ist. Das ist deshalb der Fall, weil bei der rechtwinkeligen Orientierung der pumpenseitigen Stirnfläche 414 der Taumelscheibe keine Flüssigkeitsabgabe für den Pumpvorgang der Pumpenkolben in den Zylindern der Pumpe erfolgt, so daß sie in ihrer Position in bezug aufeinander im wesentlichen hydraulisch verriegelt sind. Deshalb ist der Abtrieb des Getriebes in der vertikalen Position der motorseitigen Stirnfläche 412 der Taumelscheibe 260 eine 1: 1-Übersetzungsverhältniskonfiguration mit einer direkten mechanischen Drehmomentübertragung von der Eingangswelle 256 auf die Abtriebswelle 266.
Bei Zwischenwinkeln der Taumellscheibe zwischen der neutralen Position, in welcher die pumpenseitige Stirnfläche 414 der Taumelscheibe 260 vertikal ist, und der 1: 1-Übersetzungsverhältnis-Position, in welcher die motorseitige Stirnfläche 412 der Taumelscheibe vertikal ist, geht die durch die Pumpe 258 unter Druck gesetzte Flüssigkeit durch die Drucköf fnungen 406P und durch die nierenförmigen Schlitze 402 in dem Zylinderblock 366 hindurch, um die Zylinder 394 in dem Motorzylinderblock 366 mit Druck zu beaufschlagen. Die unter Druck stehende Flüs sigkeit in den Motorzylindern 394 übt eine axiale Kraft auf die innere, axial gerichtete Oberfläche der vorderen Wand 393 des Zylinders 394 aus. Diese axiale Kraft an dem Motorzylinderblock 366 wird auf die keilförmige Stirnfläche 414 der Taumelscheibe ausgeübt, was ein Drehmoment an der Taumelscheibe erzeugt, das etwa gleich dem Tangens des Winkels der Taumelscheibe relativ zu der Längsachse 257 mal der axialen Kraft ist, die durch den Zylinderblock 366 auf die Taumelscheibe ausgeübt wird. Dieses Drehmoment ist eine zweite Drehmomentkomponente und wird durch den Motor 262 an der Taumelscheibe 260 hydromechanisch beigetragen.
Eine dritte Drehmomentkomponente, die auf die Taumelscheibe 260 ausgeübt wird, ist eine rein hydraulische Komponente und eine Funktion des Systemhydraulikdruckes innerhalb der Drucköffnung 406P multipliziert mit der Differenzfläche (406t minus 406n) der umfangsmäßig gerichteten Enden 406n und 406t des Schlitzes 406P, wie es in Fig. 31 gezeigt ist. Diese dritte Drehmomentkomponente, die rein hydraulische Komponente, stellt etwa 85% des Drehmoments da, das durch das Getriebe übertragen wird, wenn das Getriebe auf einem Zwischenwert des Übersetzungsverhältnisses zwischen null und 1:1 ist.
Angetrieben durch die erste Drehmomentkomponente aus der Pumpe, die zweite Drehmomentkomponente aus dem Motor und die. dritte Drehmomentkomponente aus dem Flüssigkeitssystemdruck, der auf die Differenzfläche der Öffnungen 406 einwirkt, dreht sich die Taumelscheibe 260 um die Längsachse 257 und treibt die Ausgangsbüchse 264 über die Antriebsstiftvorrichtungen 265 an. Die Ausgangsbüchse 264 ist an dem Ausgangsflansch 500 der Abtriebswelle an dem Ausgangsende der Antriebsbüchse 264 befestigt und wird durch diesen Ausgangsflansch abgestützt und ist an dem Eingangsende der Antriebsbüchse 264 durch die Steuerbüchse 268 abgestützt Der Ausgangsflansch 500 dreht sich zwischen seinen Lagern 510 und 514 und überträgt Ausgangsdrehmoment auf die Abtriebswelle 266.
Die Drehung der Pumpe in Richtung "bergauf" auf der Taumelscheibe bewirkt, daß sich die Pumpenzylinder axial zu der durch die Pumpenkolben mit Druck beauf schlagten Flüssigkeit in dem Zylinder bewegen, um Drehmoment auf die Taumelscheibe wie oben beschrieben auszuüben. Auf der diametralen Seite der Taumelscheibe auf der anderen Seite der vertikalen Längsebene 421 bewegen sich die Pumpenzylinder auf der Taumelscheibe "bergab", d.h. die Taumelscheibe wird zunehmend schmaler, wenn sich die Zylinder um diese Seite der Taumelscheibe vorwärts bewegen. Auf dieser Seite, welches die Saugseite der Taumelscheibe ist, bewegen sich die Pumpenzylinder axial von dem Kolben auf der Pumpenseite weg und bewegen sich zu den Kolben auf der Motorseite hin, so daß Flüssigkeit von den motorseitigen Zylindern über die Saugöffnungen 406S in der Taumelscheibe 260 zu den pumpenseitigen Zylindern geleitet wird. Jede Leckage von Flüssigkeit, die erfolgt ist und das Gesamtvolumen der Flüssigkeit in den Zylindern und den Nierenschlitzen in der Taumelscheibe verringern würde, wird während des Saughubes durch ein Flüssigkeitsergänzungssystem ergänzn, das einen Schlitz 670 in dem Befestigungsflansch (gezeigt in den Fig. 18-20) aufweist), welcher eine Verbindung zwischen dem Durchlaß 642, der durch Flüssigkeit aus der Pumpe 330 mit Druck beauf schlagt wird, über den Befestigungsflansch in einem Radius, der gleich dem Radius einer ringförmigen Nut 672 in der hinteren Stirnfläche des Pumpengehäuses 320 ist, die in den Fig. 23-25 gezeigt ist, herstellt. Die ringförmige Nut 672 wird auf der inneren und auf der äußeren radialen Seite durch zwei konzentrische O-Ringe abgedichtet, um eine Leckage von unter Druck stehender Flüssigkeit aus der ringförmigen Nut 672 zu verhindern. Drei schräge Durchlässe 674 sind von der ringförmigen Nut 672 aus durch das Pumpengehäuse 320 zu dem Sockel 340 gebohrt, wo sie mit Durchlässen 676 in drei der Befestigungszapfen 370 in Verbindung stehen, um eine Flüssigkeitsverbindung von der ringförmigen Nut 672 zu dem Inneren der Zylinder 394 herzustellen. Die Ergänzungsflüssigkeit wird zwischen den Zylindern 394 nach Bedarf über die Öffnungen 402 in den Zylinderblöcken und die Schlitze 406 in der Taumelscheibe 260 verteilt. Eine vergrößerte Senkung 678 jedes axialen Durchlasses 676 in der ebenen Basis 344 nimmt jeweils ein Ein-Weg-Ven- til 680 auf, um zu verhindern, daß unter Druck stehende Flüssigkeit in dem Motorzylinder 394 aus den Zylindern 394 über die Durchlässe 676 hinaus und zurück in die Pumpe 330 gedrückt wird. Das Ein-Weg-Ventil 680 gestattet Flüssigkeit, frei aus der Ladepumpe 330 in die Zylinder 394 zu gelangen, wenn die Pumpen- und Motorzylinder 394 in ihrer Saugphase sind.
Offensichtlich werden zahlreiche Modifikationen und Variationen der beschriebenen Ausführungsformen für den einschlägigen Fachmann bei dem Lesen der Beschreibung und dem Betrachten der Zeichnungen auf der Hand liegen. Es sei demgemäß ausdrücklich festgehalten, daß diese Modifikationen und Variationen sowie deren Äquivalente vorgesehen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durch die folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Hydraulische Maschine mit:

einer Abtriebswelle (88; 266);

einer keilförmigen Taumbelscheibe (22; 260), die mit der Abtriebswelle (88; 266) gekuppelt und mit dieser um eine gemeinsame Drehachse drehbar ist, wobei die Taumelscheibe (22; 260) einen dicken Rand (246) auf einer diametralen Seite hat und zu einem dünnen Rand (244) auf der entgegengesetzten diametralen Seite konisch zuläuft;

einer Einrichtung in der Taumelscheibe, die eine Serie von bogenförmigen Schlitzen (26; 424) bildet, welche sich gänzlich durch die Taumelscheibe (22; 260) erstrecken; und einer Einrichtung (20, 258) zum Fördern von unter hohem Druck stehender Flüssigkeit zu den Schlitzen (26; 424) auf einer diametralen Seite der Taumelscheibe und einer Einrichtung (29; 262) zum Fördern von unter niedrigem Druck stehender Flüssigkeit zu den Schlitzen (26; 424) auf der anderen diametralen Seite der Taumelscheibe;

wobei die Schlitze (26; 424) umfangsmäßig gerichtete Wände haben, die im Flächeninhalt auf einer Umfangsseite des Schlitzes größer sind als auf der anderen Umfangsseite; und wobei die Taumelscheibe (22; 260) der Abtriebswelle (88; 266) Drehmoment in der Richtung liefert, in der die Hochdruckflüssigkeit auf die Seite größeren Flächeninhalts der Schlitze (26; 424) auf der einen diametralen Seite der Taumelscheibe einwirkt.

2. Hydraulische Maschine nach Anspruch 1, wobei: die Hochdruckflüssigkeitszuführeinrichtung (20; 258) mehrare Kolben (23; 458) in Zylindern (24) aufweist, die der Taumelscheibe (22; 260) auf wenigstens einer Seite derselben zugewandt sind und relativ zu der Taumellscheibe um die Taumelscheibenachse in derselben Richtung wie die Drehrichtung der Abtriebswelle (88; 266) umlaufen;

wodurch eine Drehung der Kolben (23; 458) und der Zylinder (24) um die Stirnfläche der Taumelscheibe (22; 260) die Kolben in die Zylinder drückt, wenn sich die Kolben zu dem dicken Rand (246) der Taumelscheibe bewegen, wobei die Einwärtsbewegung der Kolben (23; 458) in die Zylinder (24) bewirkt, daß die Flüssigkeit in den Zylindern unter Druck gesetzt wird, wobei die unter Druck gesetzte Flüssigkeit durch die axialen Kolbenbohrungen (25) in die Schlitze (26, 424) gelangt, um die Schlitze unter Druck zu setzen und Drehmoment auf die Taumelscheibe (22; 260) in der Richtung der Drehung der Abtriebswelle auszuüben.

3. Hydraulische Maschine nach Anspruch 2, weiter mit:

einer Öffnungsplatte (136) mit Öffiiungen (137), die eine Verbindung zwischen den Kolben (23; 458) und den Schlitzen (26; 424) herstellen, wobei die Öffnungsplatte (136) zwischen den Kolben und der Taumelischeibe liegt und mit den Kolben relativ zu der Taumelscheibe rotiert, um die Schlitze gegen Flüssigkeitsverlust abzudichten, wobei die Kolben (23; 458) die Öffnungsplatte (136) fest an der Taumeischeibe (22; 260) halten, um den notwendigen Grenzflächendruck zwischen der Öffnungsplatte und der Taumelscheibe zu erzeugen um so eine Flüssigkeitsleckage aus den Schlitzen zu verhindern.

4. Hydraulische Maschine nach Anspruch 2, weiter mit: einem zweiten Satz Kolben (28; 382) in Zylindern (38; 394), die der Taumelscheibe auf der anderen axialen Seite derselben von dem ersten Satz Kolben (23; 458) zugewandt sind, wobei die Kolben (28; 382) des zweiten Satzes jeweils eine axiale Durchgangsbohruhg (27) haben;

wobei der zweite Satz Zylinder (38; 394) mit den Schlitzen (26; 424) über die axiale Bohrung (27) in dem Kolben in diesem Zylinder (38; 394) in Verbindung steht;

wobei der zweite Satz Kolben (28; 382) eine axiale Kraft auf die Taumelscheibe (22; 260) ausübt, die ungefähr die axiale Kraft ausgleicht, welche durch den ersten Satz Kolben (23; 458) auf die eine diametrale Seite der Taumelscheibe ausgeübt wird.

5. Hydraulische Maschine nach Anspruch 4, weiter mit:

zwei Öffnungsplatten (136, 160) auf jeder Seite der Taumelscheibe (22; 260) zwischen den Kolben und der Taumellscheibe;

wobei die Öffnungsplatten (136, 160) Durchgangsöffnungen (137) haben, welche eine Verbindung zwischen den Kolben und den Schlitzen herstellen und gegen Fluidleckage unter Druck aus den axialen Kolbenbohrungen und den Schlitzen abdichten; wobei die Kolben (23, 28) entgegengesetzte axiale Kräfte auf die Öffnungsplatten (136, 160) ausüben, um die Öffnungsplatten fest an der Taumelscheibe zu halten und den Grenzflächendruck zwischen den Öffnungsplatten (136, 160) und der Taumelscheibe (22; 260) zu erzeugen, der notwendig ist, um eine nennenswerte Leckage von Flüssigkeit aus den Schlitzen und den Kolben zu verhindern.

6. Hydraulische Maschine nach Anspruch 5, wobei:

der erste Satz von Kolben (23, 458) und Zylindern (24) Teile einer Flüssigkeitspumpe (20, 258) umfaßt, die mit einer Eingangswelle (21, 256) verbunden ist und durch diese angetrieben wird;

die Pumpe durch eine Eingangswelle (21; 256) angetrieben wird, die eine Einrichtung zur Verbindung mit einem Antriebsmotor zum Abgeben von Eingangsdrehmoment an die Eingangswelle (21; 256) hat;

das Eingangsdrehmoment von der Eingangswelle (21; 256) aus auf die Pumpe (20; 258) ausgeübt wird, um die Kolben (23; 458) zu veranlassen, Flüssigkeit in und durch die Schlitze in den Motorzylinder (38, 394) zu pumpen;

wobei die Pumpenkolben (23; 458) an der Taumellscheibe (22; 260) umlaufen, um ein Reaktionsdrehmoment an der Taumelscheibe in der Richtung der Drehung der Eingangswelle (21, 255) zu erzeugen, das eine mechanische Drehmomentkomponente an der Taumelscheibe darstellt;

die Motorkolben (28; 382) eine axiale Kraft auf die Taumelscheibe entgegengesetzt zu der axialen Kraft ausüben, welche durch die Pumpenkolben (23; 458) ausgeübt wird, wobei die Motorkolbenkraft in eine axiale Ausgleichskraft entgegengesetzt zu den Pumpenkolben (23; 458) und in eine Umfangskraft, die

eine hydromechanische Drehmomentkomponente darstellt, welche durch den Motor (29; 262) beigetragen wird, zerlegt wird; wodurch die Flüssigkeitsdrehmomentkomponente, die durch den Flüssigkeitsdruck beigetragen wird, auf die Differenzfläche der Schlitze (26; 424) in der Taumelscheibe einwirkt, und wobei die mechanische Drehmomentkomponente, die durch die Reaktionskraft der Pumpe (20, 258) beigetragen wird, und die hydromechanische Drehmomentkomponente, die durch den Motor (29; 262) beigetragen wird, alle in der Taumelscheibe summiert und auf die Abtriebswelle (88; 266) als ein Ausgangsdrehmoment ausgeübt werden.

7. Hydraulische Maschine nach Anspruch 1, weiter mit: einer Eingangswelle (21; 256), die in einem Gehäuse (30; 280) drehbar gelagert ist und dazu dient, Eingangsdrehmoment von einem Antriebsmotor zu empfangen;

wobei die Hochdruckflüssigkeitszufuhreinrichtung eine Pumpeinheit (20; 258) aufweist, die mit der Eingangswelle (21, 256) gekuppelt ist und mehrere axiale Kolben (23; 458) in mehreren Pumpenzylindern (24) aufweist;

wobei die Niederdruckflüssigkeitszuführeinrichtung eine Motoreinheit (29; 262) aufweist, die an dem Gehäuse (30; 280) verankert ist und mehrere axiale Kolben (28; 382) in mehreren Motorzylindern (38; 494) hat;

wobei die Abtriebswelle (88; 266) in dem Gehäuse (30; 280) drehbar gelagert ist und eine Einrichtung (96, 314) zum Abgeben von Drehmoment an eine Lelastung hat;

wobei die Taumelscheibe (22; 260) zwischen den Einheiten (20, 29; 258, 262) angeordnet ist und eine Eingangsstirnfläche (140; 414) hat, die der Pumpeinheit (20; 258) zugewandt ist, eine Ausgangsstirnfläche (179; 412), die der Motoreinheit (29; 262) zugewandt ist, wobei die Eingangsstirnfläche (140; 414) und die Ausgangsstirnfläche (179; 412) einen spitzen Winkel miteinander bilden, um den dicken Rand (246) und den dünnen Rand (244) auf entgegengesetzten diametralen Seiten zu bilden; einer Einrichtung (142; 265) zum Kuppeln der Taumelscheibe (22; 260) mit der Abtriebswelle (88; 266), um für eine Drehmomentübertragung zwischen denselben zu sorgen;

wobei die Taumellscheibenschlitze (26; 424) eine Flüssigkeitsverbindung über sie und in die Zylinder (24, 38; 394) der Einheiten (20,29; 258, 262) herstellen; und

einer Steuereinrichtung (164-170; 268-269) zum Einstellen des Winkels der Taumelscheibe (22; 260) relativ zu der Achse der Abtriebswelle (88; 266) und zum Steuern des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Eingangswelle (21; 256) und der Abtriebswelle (88; 266);

wodurch ein Eingangsdrehmoment an der Eingangswelle (21; 256) bei einem Zwischenwinkel der Taumelscheibe (22; 260) die Pumpeinheit (20; 258) um die Eingangsstirnfläche (140; 414) antreibt, um Hydraulikflüssigkeit über die Taumelscheibenschlitze (26; 424) zu den Motoreinheitzylindern (38; 394) zu pumpen und dadurch zu bewirken, daß die Motorkolben (28; 382) eine axiale Kraft auf die Ausgangsstirnfläche (179; 412) der Taumelscheibe (22; 260) ausüben und eine hydromechanische Drehmomentkomponente an der Taumelscheibe und das Reaktionsdrehmoment der Pumpeinheit (20; 258) auf die Taumellscheibe (22; 260) als eine mechanische Drehmomentkomponente ausgeübt werden, die auf die Abtriebswelle (88; 266) in derselben Richtung wie die hydromechanische Komponente übertragen wird.

8. Hydraulische Maschine nach Anspruch 7, wobei: die unter Druck stehende Flüssigkeit aus der Pumpeinheit (20; 258) einen Flüssigkeitsdruck auf die in Umfangsrichtung gewandten Seiten der Schlitze (26; 424) ausübt und eine hydraulische Drehmomentkomponente an der Taumelscheibe (22; 260) in derselben Richtung wie die hydromechanische Komponente und die mechanische Komponente erzeugt.

9. Hydraulische Maschine nach Anspruch 8, weiter mit: einer Einrichtung (25, 27; 402) zum Begrenzen der Flüssigkeitsströmung in die Schlitze (26; 424) und aus den Schlitzen zu den Pumpen- und Motorzylindern und zum Abdichten der Schlitze (26; 424) gegen Leckage von unter Druck stehender Flüssigkeit aus den Schlitzen.

10. Hydraulische Maschine nach Anspruch 7, weiter mit:

einer Spülpumpe (59), die mit der Eingangswelle (21; 256) gekuppelt ist, um die Flüssigkeit in der Maschine auf Spüldruck zu bringen; und

einer Einrichtung (60) zum Übertragen von Flüssigkeit zwischen den Pumpenzylindern (24) und der Spülpumpe (50) während einer Saugphase der Pumpeinheit, während welcher die Pumpenkolben (23; 458) sich in den Pumpenzylindern (24) nach außen bewegen und sich die Pumpenzylinder mit Flüssigkeit füllen.

11. Hydraulische Maschine nach Anspruch 10, weiter mit:

einer Einrichtung (66) zum Blockieren der Flüssigkeitsübertragung über die Flüssigkeitsübertragungseinrichtung (60) zwischen der Spülpumpe (50) und den Pumpenzylindern (24) während einer Druckphase des Pumpzyklus, während welcher sich die Pumpenkolben (23; 458) in die Zylinder (24) bewegen, um die darin enthaltene Flüssigkeit unter Druck zu setzen.

12. Hydraulische Maschine nach Anspruch 11, wobei die Flüssigkeitsübertragungseinrichtung (60) und die Blockiereinrichtung (66) einen rotierenden Flüssigkeitsverteiler aufweisen, der zwischen einem Pumpenzylinderblock (104) und der Spülpumpe (50) angeordnet ist, wobei der Verteiler Flüssigkeitskanäle enthält, die mit Öffnungen in den Pumpenzylindern (24) während der Saugphase des Pumpzyklus in Verbindung stehen, aber gegenüber den Öffnungen während der Druckphase des Pumpzyklus verschlossen sind.

13. Hydraulische Maschine nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung (164-170; 268, 269) aufweist: pein Steuerteil (190), das bewegbar ist, um das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsdrehmoment zu verändern;

ein Steuerventil (185), das durch das Steuerteil (190) bewegbar ist;

ein Stößelventil (186) in einem Stößelventilzylinder (184);

eine Einrichtung (181) zum Kuppeln einer Flüssigkeitsdruckquelle mit dem Stößelventilzylinder (184) über das Steuerventil (186);

wobei das Stößelventil (186) unter Flüssigkeitsdruck in eine Position bewegbar ist, die durch das Steuerteil (190) eingestellt ist; und

eine Taumelscheibensteuerbüchse (164), die mit dem Stößelventil (186) gekuppelt ist und operativ an der Taumellscheibe trägt, um den Winkel der Taumelscheibe relativ zu der Abtriebswellenachse zu steuern.

14. Hydraulische Maschine nach Anspruch 13, wobei: die Flüssigkeitsdruckquelle einen Flüssigkeitssammler (180) aufweist, der mit der Kupplungseinrichtung (181) in Verbindung steht, und

ein Ein-Weg-Ventil (201) zum Aufladen des Sammlers (180) aus einer Spülpumpe (50) und zum Halten des Druckes gegen Druckverlust zurück über die Spülpumpe.

15. Hydraulische Maschine nach Anspruch 1, weiter mit: einem Gehäuse (254) , das ein Eingangsende und ein Ausgangsende hat;

einer Eingangswelle (256), die sich durch das Eingangsende erstreckt und in dem Gehäuse (254) drehbar um eine Längsachse gelagert ist;

einer Pumpeinheit (258), die in dem Gehäuse (254) gelagert und mit der Eingangswelle (256) drehbar ist, wobei die Pumpeinheit (258) einen Pumpenkolbenträger (450) aufweist, der mit der Eingangswelle verbunden ist, und mehrere Pumpenkolben (458), die an dem Pumpenkolbenträger (450) durch schwenkbare Pumpenkolbenhalter (374) angebracht sind;

wobei die Pumpeinheit (258) einen Pumpenzylinderblock (422) aufweist, der mehrere Fumpenzylinder (382) hat, die in einer ringförmigen Anordnung angeordnet sind und in einer axialen Stirnfläche des Pumpenzylinderblockes (422) münden, wobei der Pumpenzylinderblock eine ebene Oberfläche (404) an einer axialen Stirnfläche hat, die zu der einen axialen Stirnfläche entgegengesetzt ist;

mehreren Öffnungen (402), die in der ebenen Oberfläche (404) des Pumpenzylinderblockes (422) münden, wobei jede der Öffnungen (402) über die ebene Oberfläche (404) mit jeweils einem der Pumpenzylinder (382) in Verbindung steht und wobei die Öffnungen (402) auf einer kreisförmigen Mittellinie auf einem gewissen Radius von der Längsachse liegen, wenn die ebene Oberfläche (404) zu der Längsachse normal ist;

wobei die Taumelscheibe (260) zwei ebene Stirnflächen (414, 412) hat und wobei eine der ebenen Stirnflächen (414) flach an der ebenen Oberfläche des Pumpenzylinderblockes (422) anliegt; wobei die Schlitzbildungseinrichtung (424) in der Taumelscheibe (260) mehrere nierenförmige Schlitze (406) aufweist, die sich axial durch sie hindurch erstrecken, wobei die Schlitze (406) in die beiden ebenen Taumellscheibenstimflächen (414, 412) auf einer kreisförmigen Mittellinie um die Taumelscheibe (260) auf einem Radius ab der Längsachse münden, der etwa gleich dem gewissen Radius ist, so daß die Öffnungen (402) mit den Schlitzen (406) in Verbindung stehen, wenn sich die Öffnungen und die Schlitze überlappen;

wobei die Taumelscheibenschlitze (406) jeweils durch innere Schlitzwände begrenzt sind, die zwei in Umfangsrichtung gewandte Endwände aufweisen, von denen eine (406t) näher bei der dicken Seite (420) der Taumelscheibe (260) ist und einen größeren in Umfangsrichtung gewandten Flächeninhalt als das andere Ende (406n) des Schlitzes hat, wobei das andere Ende des Schlitzes (406n) näher bei der dünnen Seite (418). der Taumelscheibe (260) ist und wobei die Schlitze dadurch eine Differenz in den in Umfangsrichtung gewandten Endflächen haben, auf die der Flüssigkeitsdruck in den Schlitzen einwirken kann; einer Motoreinheit (262), die einen Motorkolbenträger (342) hat, der an dem Gehäuse (254) verankert ist, und mehrere Motorkolben (382), die an dem Kolbenträger (342) durch schwenkbare Motorkolbenhalter. (374) angebracht sind;

einem Motorzylinderblock (366), der mehrere Motorzylinder (394) hat, die in einer ringförmigen Anordnung angeordnet sind, wobei der Motorzylinderblock eine ebene Oberfläche (404) in Flächenkontakt mit der anderen ebenen Stirnfläche (412) der Taumelscheibe auf derjenigen axialen Seite derselben hat, die zu der einen Stirnfläche entgegengesetzt ist;

mehreren Öffnungen (402), die in der ebenen Oberfläche (404) des Motorzylinderblockes (366) münden und durch diese hindurch mit den Motorzylindern (394) in Verbindung stehen, wobei die Motorzylinderblocköffnungen (402) auf einer kreisförmigen Mittellinie um den Motorzylinderblock (366) auf einem Radius ab der Längsachse liegen, der etwa gleich dem gewissen Radius ist, wenn die ebene Stirnfläche des Motorzylinderblockes zu der Längsachse normal ist, so daß die Motorzylinderöf fnungen (402) mit den Taumelscheibenschlitzen (406) in Verbindung stehen, wenn die Motorzylinderöffnungen (402) die Taumelscheibenschlitze überlappen;

wodurch eine Drehung der Eingangswelle (256) den Pumpenkolbenträger (450) in Drehung versetzt und die Pumpenkolben (458) um die Taumelscheibe antreibt, wodurch ein erstes Drehmoment auf die Taumeischeibe (260) in der Richtung der Drehung der Eingangswelle (256) ausgeübt wird und die Pumpenkolben (458) veranlaßt werden, sich in den Pumpenzylindern (382) hin- und herzubewegen und Flüssigkeit in den Pumpenzylindern unter Druck zu setzen, wobei die Flüssigkeit durch die Pumpenzylinderblocköffnungen (402) und in die Taumelscheibenschlitze (406) fließt, wodurch Flüssigkeit in den Schlitzen unter Druck gesetzt wird und aufgrund des unterschiedlichen Flächeninhalts der Schlitzendwände ein zweites Drehmoment auf die Taumelscheibe (260) in der Richtung der Drehung der Eingangswelle (256) ausgeübt wird, wobei die Flüssigkeit durch die Taumelscheibenschlitze (406) und in die Motorzylinder (394) über die Motorzylinderblocköffnungen (402) fließt, um die Motorzylinder unter Druck zu setzen und den Motorzylinderblock (366) gegen die Taumelscheibe (260) zu drücken, wodurch aufgrund der abgewinkelten Stirnfläche der Taumelscheibe ein drittes Drehmoment auf die Taumellscheibe in der Richtung der Drehung der Eingangswelle (256) ausgeübt wird.

16. Hydraulische Maschine nach Anspruch 15, wobei: die Pumpen- und Motorkolbenträger (450, 342) jeweils mehrere Kolbentragzapfen (370) aufweisen, an denen die schwenkbaren Kolbenhalter (382) befestigt sind.

17. Hydraulische Maschine nach Anspruch 16, wobei die schwenkbaren Kolbenhalter (382) jeweils aufweisen:

eine sphärische Büchse (376), auf der der Kolben (382) schwenkbar gelagert ist, wodurch der Pumpenkolben auf der sphärischen Büchse (376) frei geschwenkt werden kann, um mit dem Zylinder koaxial zu bleiben, in welchem der Pumpenkolben angeordnet ist, während der Pumpenzylinderblock (422) eine Präzessionsbewegung um die Längsachse ausführt; und eine elastomere Büchse (380) zwischen der sphärischen Büchse (376) und dem Haltezapfen (370) zum Aufnehmen einer radialen Komponente der elliptischen Bewegung der Pumpenkolben in den Pumpenzylindern, wenn der Pumpenzylinderblock (422) die Präzessionsbewegung um die Längsachse ausführt.

18. Hydraulische Maschine nach Anspruch 17, wobei: die elastomere Büchse (380) zwischen einer metallischen Büchse (378) , die einen inneren Durchmesser hat, der etwa gleich dem äußeren Durchmesser der Haltezapfen (370) ist, und einer axialen Bohrung durch die sphärische Büchse (376) angeordnet und mit denselben verbunden ist, wodurch die sphärische Büchse (376), die elastomere Büchse (380) und die metallische Büchse (378) als eine Einheit auf den Befestigungszapfen (370) geschoben werden können, um die Montage und den Austausch zu erleichtem.

19. Hydraulische Maschine nach Anspruch 18, weiter mit: einem entfembaren Befestigungselement, das mit dem Haltezapfen (370) verbunden ist, um die Einheit aus sphärischer Büchse, elastomerer Büchse und metallischer Büchse auf dem Haltezapfen zu halten.

20. Hydraulische Maschine nach Anspruch 15, wobei: die Abtriebswelle (266) mit der Taumellscheibe (260) über zwei Antriebsstifte (265) gekuppelt ist, die von dem äußeren peripheren Rand der Taumelscheibe aus radial in sich lateral erstreckende Öffnungen in einer Ausgangsbüchse (264) vorstehen, welche mit der Abtriebswelle (266) gekuppelt ist.

21. Hydraulische Maschine nach Anspruch 20, wobei: die Antriebsstifte (265) jeweils eine Lagerbüchse (498) aus reibungsarmem Material aufweisen, die in den sich lateral erstreckenden Öffnungen in der Ausgangsbüchse (264) befestigt ist, und einen Trommelstift (484), der in der Lagerbüchse (498) konzentrisch angeordnet und an der Taumelscheibe (260) befestigt ist, wodurch durch Drehung der Taumelscheibe die Ausgangsbüchse (264) über den Trommelstift (484) und die Lagerbüchse (493) angetrieben wird, während der Taumelscheibe gestattet wird, sich um eine Achse durch die Antriebsstifte (265) zur Steuerung des Eingang/Ausgang-Drehzahl/Drehmoment- Verhältnisses des Getriebes zu neigen.

22. Hydraulische Maschine nach Anspruch 20, weiter mit: einem Zapfen (546) , der von dem äußeren Umfangsrand der Taumelscheibe (260) in einer Position um diese herum normal zu der Achse durch die Antriebsstifte (265) vorsteht, wobei der Zapfen in einen Schlitz (568) in der Ausgangsbüchse (264) vorsteht, um die Winkelneigung der Taumellscheibe auf die Ausdehnung der Abmessungen des Schlitzes (568) in der Ausgangsbüchse (264) zu begrenzen.

23. Hydraulische Maschine nach Anspruch 15, weiter mit: einem Steuersystem (269) zum Steuern des Eingang/Ausgang-Drehzahl/Drehmoment-Verhältnisses des stufenlosen Getriebes durch Steuern des Winkels der Taumelscheibe (260) relativ zu der Längsachse, wobei das Steuersystem aufweist:

eine Steuerbüchse (268), die an ihrem einen Ende mit einem äußeren peripheren Rand der Taumelscheibe (260) durch einen Kupplungsrnechanismus (267) gekuppelt ist und an dem entgegengesetzten Ende der Steuerbüchse mit einem Steuerzylinder (270) gekuppelt ist;

wobei der Steuerzylinder (270) zwei zylindrische Oberflächen (594, 595) hat, die von einander radial versetzt sind, und dazwischen eine sich radial erstreckende Oberfläche (593), wobei die zylindrischen Oberflächen an zugewandten zylindrischen Oberflächen, die relativ zu dem Gehäuse (254) feststehend sind, verschiebbar abgedichtet sind, wobei die Steuerzylinderoberflächen und die gegenüberliegenden Oberflächen zwischen sich eine Kammer (599) umschließen, wobei eine dieser Oberflächen die sich radial erstreckende Oberfläche des Steuerzylinders (270) ist, die mit Flüssigkeitsdruck beaufschlagbar ist, wenn die Kammer (599) unter Druck gesetzt wird.

24. Hydraulische Maschine nach Anspruch 23, weiter mit: einem Ventil (274), das ein Ventilelement (630) hat, welches die Strömung von unter Druck stehender Flüssigkeit zu der Kammer (599) gestattet und mit der Steuerbüchse (268) durch ein Steuergestänge (618) gekuppelt ist;

einer Steuerstange (626), die an dem Steuergestänge (618) befestigt ist, wodurch durch eine Bewegung der Steuerstange das Ventilelement (630) bewegt wird, um die Kammer unter Druck zu setzen, was eine Bewegung des Steuerzylinders (270) hervorruft, wobei das Steuergestänge (618) die Bewegung des Steuerzylinders (270) zu dem Ventilelement (630) rückkoppelt, um die Strömung von unter Druck stehender Flüssigkeit in einer Position des Steuerzylinders (270) abzusperren, die der Position der Steuerstange (526) eindeutig zugeordnet ist.

25. Hydraulische Maschine nach Anspruch 23, weiter mit: einer bogenförmigen Masse (572), die an der Steuerbüchse (268) in einer Position an dieser befestigt ist, welche zu der dicken Seite der Taumelscheibe (260) diametral entgegengesetzt ist, wobei die Steuerbüchse (268) und die Taumelscheibe gekuppelt sind, um sich gemeinsam zu drehen und axial zu bewegen und so ein Taumelscheibe/Steuerbüchse-Drehsystern zu bilden; wobei die bogenförmige Masse (572) ein Gewicht hat, das so gewählt ist, daß die unausgeglichene Masse der Taumelscheibe (260) dynamisch ausgeglichen wird, wobei sich die bogenförmige Masse (572) mit der Steuerbüchse (268) axial bewegt, um die axiale Position ihres Massenmittelpunktes diametral entgegengesetzt zu dem Massenmittelpunkt der Taumelscheibe zu halten, um eine dynamische Auswuchtung des Taumellscheibe/Steuerbüchse- Drehsystems bei allen Neigungswinkeln der Taumelscheibe aufrechtzuerhalten.

26. Hydraulische Maschine nach Anspruch 23, wobei der Steuerzylinder (270) einen zylindrischen Teil (586) und einen ringförmigen, radial vorstehenden Zwischenrand (600) aufweist, der eine radial gerichtete obere Oberfläche hat, wobei der zylindrische Teil (494) eine der beiden versetzten zylindrischen Oberflächen (594, 595) hat und wobei die radial gerichtete obere Oberfläche des Randes die andere der versetzten zylindrischen Oberflächen (594, 595) aufweist.

27. Hydraulische Maschine nach Anspruch 26, weiter mit: einer zylindrischen Ausnehmung in einem Gebilde (340), das in bezug auf das Gehäuse feststeht, wobei die zylindrische Ausnehmung wenigstens eine sich radial erstreckende, axial gerichtete Oberfläche und eine radial gerichtete, vertiefte zylindrische Oberfläche (594) hat, die von einer festen zylindrischen Oberfläche versetzt ist, in die hinein die Vertiefung gesetzt ist, wobei ein Teil der feststehenden zylindrischen Oberfläche eine der beiden einander zugewandten zylindrischen Oberflächen (594, 595) aufweist;

wobei der Steuerzylinder (270) koaxial um die feststehende zylindrische Oberfläche (594) angeordnet ist, wobei der Rand (600) in die Ausnehmung (574) hinein vorsteht und wobei die radial gerichtete obere Oberfläche des Randes mit der radial gerichteten, vertieften zylindrischen Oberfläche und der einen der beiden versetzten zylindrischen Oberflächen (594, 595) an der feststehenden zylindrischen Oberfläche des Gebildes (264) verschiebbar abgedichtet ist;

wodurch der Steuerzylinder (270) bewegt werden kann, indem die Kammer (599) unter Druck gesetzt wird, wobei der Druck durch die Abdichtung (602) zwischen der radial gerichteten oberen Oberfläche des Randes (600) und der radial gerichteten, vertieften zylindrischen Oberfläche in der Ausnehmung und durch die Abdichtung zwischen der einen der beiden versetzten zylindrischen Oberflächen (594, 595) und der feststehenden zylindrischen Oberfläche des Gebildes (340) eingeschlossen wird.

28. Hydraulische Maschine nach Anspruch 15, weiter mit:

einem Steuersystem (269) zum Steuern des Eingang/Ausgang-Drehzahl/Drehmoment-Verhältnisses zwischen der Eingangs- und der Abtriebswelle durch Steuern des Winkels der Taumelscheibe (260) relativ zu der Längsachse, wobei das Steuersystem um-

eine Steuerbüchse (268), die an ihrem einen Ende mit einem äußeren peripheren Rand der Taumelischeibe (260) durch einen Kupplungsmechanismus (267) gekuppelt ist und an ihrem entgegengesetzten Ende mit einem Steuerzylinder (276) gekuppelt ist, der unter der Steuerung durch ein hydraulisches Positionssteuersystem axial bewegbar ist;

wobei der Kupplungsmechanismus (267) einen sphärischen Knopf (540) aufweist, der von dem äußeren peripheren Rand der Taumelscheibe (260) vorsteht und mit einer Buchse (550) in Eingriff ist, die eine sphärische Öffnung zum Aufnehmen des Knopfes hat;

wobei die Buchse (550) eine Einrichtung hat zum Aufnehmen einer radialen Bewegungskomponente des Knopfes (540) , wenn der Taumelscheibenwinkel geändert wird.

29. Hydraulische Maschine nach Anspruch 23, weiter mit: einem Lager (528) zwischen dem Steuerzylinder (270) und der Steuerbüchse (268) zum Kuppeln des Steuerzylinders und der Steuerbüchse zur axialen Bewegung, während der Steuerbüchse (268) gestattet wird, sich um die Längsachse mit der Taumelscheibe (260) relativ zu dem Steuerzylinder (270) zu drehen.

30. Hydraulische Maschine nach Anspruch 15, weiter mit: einem ersten elastischen Element (468) , das zwischen dem Pumpenzylinderblock (422) und dem Pumpenkolbenträger (450) auf Druck beansprucht ist, um den Purnpenzylinderblock gegen die Taumelscheibe (260) zu drängen, und

einem zweiten elastischen Element (364), das zwischen dem Motorzylinderblock (366) und dem Motorkolbenträger (342) auf Druck beansprucht ist, um den Motorzylinderblock gegen die Taumelscheibe (260) zu drängen.

31. Hydraulische Maschine nach Anspruch 15, weiter mit:

einem ersten sphärischen Lager (364), das auf der Eingangswelle (256) angebracht ist und mit einem sphärischen Lagerlaufring (397) an einem Purnpenzylinderblock (422) in Berührung ist, um den Pumpenzylinderblock in einer Präzessionsbewegung um einen Drehungsmittelpunkt zu führen, der mit dem sphärischen Mittelpunkt des ersten sphärischen Lagers (364) zusammenfällt.

32. Hydraulische Maschine nach Anspruch 31, weiter mit: einem zweiten sphärischen Lager (470), das an dem Motorkolbenträger (342) angebracht ist und mit einem sphärischen Lagerlaufring (474) an einem Motorzylinderblock (366) in Berührung ist, um den Motorzylinderblock in einer Nutationsbewegung um einen Drehungsmittelpunkt zu führen, der mit dem sphärischen Mittelpunkt des zweiten sphärischen Lagers (470) zusammenfällt.

33. Hydraulische Maschine nach Anspruch 31, weiter mit: mehreren sphärischen Büchsen (376), die an dem Pumpenkolbenträger (450) angebracht sind, wobei jede der sphärischen Büchsen (376) einen Kolben (382) hat, der schwenkbar daran gelagert ist;

wobei die sphärischen Büchsen (376) jeweils einen sphärischen Mittelpunkt haben, der auf einer kreisförmigen Mittellinie liegt, wobei der Mittelpunkt der kreisförmigen Mittellinie mit dem sphärischen Mittelpunkt des ersten sphärischen Lagers -(364) zusammenfällt.

34. Hydraulische Maschine nach Anspruch 15, weiter mit: mehreren sphärischen Büchsen (376), die an dem Pumpenkolbenträger (450) zur schwenkbaren Halterung der Pumpenkolben (382) angebracht sind;

wobei die Pumpenkolben (382) jeweils eine ringförmige Wand haben, die zu einer Kolbenlängsachse konzentrisch ist, und mit einem vorderen axialen Ende und einem hinteren axialen Ende versehen sind, wobei die ringförmige Wand eine äußere zylindrische Oberfläche und eine innere sphärische Oberfläche hat, die einen sphärischen Hohlraum (384) begrenzt, der einen inne ren Durchmesser hat, welcher etwa gleich dem äußeren Durchmesser der sphärischen Büchsen (376) ist;

wobei der sphärische Hohlraum (384) eine zylindrische Ausnehmung (390) in der ringförmigen Wand auf diametral entgegengesetzten Seiten des sphärischen Hohlraums hat, beginnend an dem breitesten Teil desselben und sich bis zu dem hinteren axialen Ende des Kolbens (382) erstreckend, wobei die zylindrische Ausnehmung (390) eine laterale Breite hat, die etwas größer als die axiale Länge der sphärischen Büchse (376) ist; wodurch jede der sphärischen Büchsen (376) mit einem der Kolben (382) zusammengebaut werden kann, indem die sphärische

Büchse mit ihrer Längsachse normal zu der Kolbenachse und rechtwinkelig zu der zylindrischen Ausnehmung (390) ausgerichtet wird, wobei in dieser Position die sphärische Büchse (376) axial gerade in den sphärischen Hohlraum (384) bewegt werden kann, bis die Büchse die innere sphärische Oberfläche des sphärischen Hohlraums berührt, und dann die sphärische Büchse um 900 gedreht wird, um die Büchsenachse so auszurichten, daß sie mit der Kolbenachse zusammenfällt.

35. Hydraulische Maschine nach Anspruch 15, weiter mit: einer Ladepumpe (330), die mit der Eingangswelle (256) gekuppelt ist und durch diese angetrieben wird, wobei die Ladepumpe einen Einlaß hat, der mit einem Flüssigkeitsreservoir (254) verbunden ist, und einen Druckausgang, der über einen Flüssigkeitsdurchlaß (642) und ein Sammierladeventil (650) mit einem Steuerventil (274) eines Stößelventils eines Taumelscheibenwinkelsteuersystems zum Steuern des Winkels der Taumelscheibe verbunden ist;

einem Sammler (662), der mit dem Flüssigkeitsdurchlaß (642) zwischen dem Steuerventil (274) und dem Samrnlerladeventll (650) verbuiiden ist;

wobei das Sammierladeventil (650) eine Position hat, in der es einen Durchfluß mit einem hohen Druck gestattet, wenn der Flüssigkeitsdruck in dem Sammler (662) unter einem vorbestimmten hohen Wert sinkt, während es einen Flüssigkeitsdurchfluß zu einem zweiten Flüssigkeitsdurchlaß, der mit dem Sammler verbunden ist, verhindert;

wobei der zweite Flüssigkeitsdurchlaß (657) ein Überdruckventil (655) hat, das mit ihm in Verbindung steht, um einen Flüssigkeitsdurchfluß von dem zweiten Flüssigkeitsdurchlaß (657) zu dem Flüssigkeitsreservoir (254) zu gestatten, um den Flüssigkeitsdruck in dem zweiten Flüssigkeitsdurchlaß auf einem vorgewählten Wert zu halten, der niedriger als der vorbestimmte hohe Wert ist, zu dem Zweck, die Zylinder (382, 394) mit Ergänzungsflüssigkeit und relativ bewegte Teile mit Schmierflüssigkeit zu versorgen;

wobei der zweite Flüssigkeitsdurchlaß (657) über ein Ein-Weg- Ventil mit den Motorzylindern in Verbindung steht, um den Motorzylindern (394) und den Pumpenzylindern (382) während einer Saugphase des Betriebes des Getriebes Ergänzungsflüssigkeit zu liefern.

36. Hydraulische Maschine nach Anspruch 15, weiter mit: einem Schubring (334), der auf der Eingangswelle (256) zwischen dem Eingangsende des Gehäuses (254) und dem Motorkolbenträger (342) angebracht und axial fixiert ist;

einem Axiallager (344), das zwischen dem Schubring (334) und dem Motorkolbenträger (342) angeordnet ist und axialen Schub aufnimmt, der durch den Schubring über das Axiallager auf ein Ende - des Motorkolbenträgers (342) ausgeübt wird, das zu dem Ende entgegengesetzt ist, auf dem die Motorkolben (382) angebracht sind;

wodurch die axiale Kraft, die durch Flüssigkeit, welche durch die Pumpe unter Druck gesetzt wird und auf die Pumpen- und Motorkolbenträger (450, 342) ausgeübt wird und bestrebt ist, den Pumpenkolbenträger (450) zu dem Ausgangsende des Gehäuses (254) zu drücken, über die Verbindung zwischen der Eingangswelle (256) und dem Pumpenkolbenträger (450) auf die Eingangswelle und von da aus auf den Schubring (334) und über das Axiallager (344) auf den Motorkolbenträger (342) übertragen wird, wodurch eine axiale Kraft ausgeglichen wird, die etwa die gleiche Größe wie die Kraft hat, die durch den Flüssigkeitsdruck in der entgegengesetzten Richtung auf den Motorkolbenträger ausgeübt wird.

37. Verfahren zum Umwandeln von Flüssigkeitsdruck in mechanische Energie unter Verwendung einer keilförmigen Taumelscheibe (22; 260), die axiale Schlitze (26; 424) aufweist, beinhaltend:

Einleiten von unter Druck stehender Flüssigkeit in die Schlitze (26; 424) in einer diametralen Seite der keilförmigen Taumelscheibe (22; 260), so daß der Flüssigkeitsdruck in den Schlitzen (26; 424) auf der einen diametralen Seite der Taumelscheibe (22; 240) größer ist als der Flüssigkeitsdruck in den Schlitzen (26; 424) auf der entgegengesetzten diametralen Seite der Taumelscheibe, wobei die Schlitze (26, 424) eine Umfangsoberfläche (26T) haben, deren Flächeninhalt wegen der Keilform der Taumelscheibe (22; 260) größer ist als die entgegengesetzte Umfangsoberfläche (26N); Abdichten der Schlitze (26; 424) gegen Flüssigkeitsleckage aus denselben;

Ausüben des größeren Druckes der Flüssigkeit auf die Oberflächen (26T) mit dem größeren Flächeninhalt in den Schlitzen (26; 424) auf der einen diametralen Seite der Taumelischeibe (22; 260) und Erzeugen eines resultierenden Drehmoments an der Taumelscheibe in der Richtung der Oberfläche (26T) mit dem größeren Flächeninhalt der Schlitze (26; 424) auf der einen diametralen Seite der Taumelscheibe; und Abgeben des Drehmoments über eine Abtriebswelle (88, 266), die mit der Taumelscheibe (22; 260) verbunden ist.

38. Verfahren nach Anspruch 37, wobei der Schritt des Einleitens beinhaltet:

Umlaufenlassen von mehreren Pumpenkolben (25; 458) um eine axiale Seite (140; 414) der Taumelscheibe (22; 260) um eine Drehachse, die unter einem spitzen Winkel gegen die Ebene der einen axialen Seite der Taumelscheibe angeordnet ist, um die Kolben (23; 458) in Zylinder (24) zu drücken und Flüssigkeit in den Zylindern (24) unter Druck zu setzen; und Fördern der unter Druck stehenden Flüssigkeit aus den Zylindem (24) durch axiale Bohrungen (25) in den Kolben (23; 458) direkt in die Schlitze (26; 424).

39. Verfahren nach Anspruch 38, wobei: der Abdichtungsschritt beinhaltet, die Kolben (23; 458) gegen eine Öffnungsplatte (136) über den Schlitzen (26; 424) zu drücken, um die Öffnungsplatte (136) an der einen axialen Seite (140; 414) der Taumelscheibe zu halten und eine Flüssigkeitsleckage aus den Schlitzen (26; 424) zwischen der Öffnungsplatte und der einen axialen Seite der Taumellscheibe zu minimieren; und

wobei der Förderschritt weiter beinhaltet, die unter Druck stehende Flüssigkeit durch Löcher (137) in der Öffnungsplatte (136) zu fördern, die mit den Kolben (23; 458) ausgerichtet sind.

40. Verfahren nach Anspruch 38, weiter beinhaltend: Füllen der Pumpenzylinder (24) aus einer Förderpumpe (50) während einer Saugphase der Pumpe (20; 258); und Blockieren der Flüssigkeitsverbindung zwischen der Spülpumpe (50) und dem Pumpenzylinder (24) während einer Druckphase des Pumpzyklus.

41. Verfahren nach Anspruch 40, wobei: der Füllschritt ausgeführt wird durch Drehen eines Flüssigkeitsverteilers (202) zwischen der Pumpe (20) und der Spülpumpe (50), um eine Flüssigkeitsverbindung über Flüssigkeitskanäle in dem Verteiler zwischen Öffnungen in dem Pumpenzylinderblock (104) mit den Pumpenzylindern (24) und der Spülpumpe (50) herzustellen.