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Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Geschwindigkeitswandler mit Radialkolben, bei dem mit einer Antriebswelle eine Hydropumpe und mit einer Abtriebswelle ein Hydromotor verbunden sind und sowohl der Rotor der Pumpe als auch des Motors mit radialen Kammern zur Aufnahme der Kolben ausgestaltet und die Kolben von der Hydraulikflüssigkeit gegen einen drehbaren Ring gedrückt sind, welcher in bezug auf die Achse der Pumpe und des Motors exzentrisch gelagert ist, wobei zwischen der hydraulischen Pumpe und dem hydraulischen Motor ein geschlossener Flüssigkeitsstromkreis vorgesehen ist, in welchem der Druck durch eine zusätzliche Hilfspumpe konstant gehalten wird.
Es ist bereits eine Pumpe eines hydrostatischen Getriebes in Radialkolbenbauart bekannt, bei der es sich also nicht um einen hydraulischen Geschwindigkeitswandler mit An- und Abtriebswelle handelt. Die hier vorgesehene Zahnradpumpe soll zur Erzeugung einer im wesentlichen konstanten Vorkompression der Flüssigkeit dienen. Das Getriebe läuft mit Betriebsdrücken von etwa 150 bis 300 atü, wobei es zweckmässig ist, wenn an die Bohrung im Saugraum ein Druck von etwa 15 atü angelegt ist. Dadurch soll erreicht werden, dass keinerlei Unterbrechung in der Stetigkeit des Druckaufbaues auf der Zugseite und beim Übergang von der Saugseite zur Druckseite entsteht. Es soll also erreicht werden, dass auch auf der Saugseite stets ein Druck von mindestens 15 bis 30 atü vorhanden ist.
Die hier vorgesehene Zahnradpumpe hat also einen ganz andern Zweck als die Hilfspumpe bei einem hydraulischen Geschwindigkeitswandler. Es ist unzweckmässig, bei einem hydraulischen Geschwindigkeitswandler, wenn bereits auf der Saugseite ein relativ grosser Druck vorherrscht. Diese Zahnradpumpe muss nicht unbedingt mit dem gleichen Antriebsteil gekuppelt sein, sondern es ist durchaus möglich, einen entsprechenden Druckakkumulator vorzusehen, der unabhängig von dem Lauf des hydrostatischen Getriebes den Vordruck liefert. Der Vordruck wird also auch bei einem Leergang der Maschine aufrechterhalten.
Bei einem hydrostatischen Getriebe ist es also erforderlich, dass der Vordruck auch bei Leerlauf vorhanden ist.
Weiters ist ein Radialkolben-Flüssigkeitsgetriebe bekannt, bei dem mit einer Antriebswelle der Rotor einer Pumpe und mit der Abtriebswelle der Rotor eines hydraulischen Motors verbunden ist. Über ein Kurbelgetriebe, welches auf einem Teil des Pumpenrotors gelagert ist, wird eine Kolbenpumpe angetrieben, die das Hydraulikmittel dem zwischen der Pumpe und dem Motor bestehenden Kreislauf zuführt. Es ist hier also eine Kolbenpumpe vorgesehen, welche eine hin- und hergehende Bewegung und somit eine stossweise Erhöhung des Druckes mit sich bringt. Es ist daher ein konstanter Druckausgleich im Flüssigkeitsstrom des hydraulischen
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ergeben wird, so dass sich dann gegebenenfalls die Ventile zum Flüssigkeitskreislauf öffnen und somit der Druck in diesem Flüssigkeitskreislauf zu hoch wird.
Es ist ferner ein Radialkolben-Flüssigkeitsgetriebe bekannt, bei dem ein Rotor für eine Pumpe und ebenfalls ein Rotor für ein Hydraulikmotor mit der Antriebswelle bzw. der Abtriebswelle verbunden sind. Ausserdem ist hier eine Kupplung eingeschaltet. Ferner ist bei dieser Ausführung eine fest angeordnete Mittelwelle vorgesehen, auf der die beiden genannten Rotoren drehbar gelagert sind.
Diese Ausführung sieht eine Hilfsspeisepumpe vor, welche als Zahnradpumpe ausgestaltet ist, wobei diese Hilfspumpe lediglich in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Flüssigkeitsgetriebe angeordnet und auch nicht direkt durch die Antriebswelle betrieben wird. Es ist daher als besonderer Nachteil zu werten, dass ein eigener Antrieb für diese Hilfsspeisepumpe vorgesehen werden muss.
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, eine Hilfspumpe bei einem hydraulischen Geschwindigkeitswandler vorzusehen, mit welcher der Druck im Flüssigkeitskreislauf genau konstant gehalten werden kann, wobei gleich von der Pumpe ein stets gleich bleibender Druck ausgehen soll. Ausserdem soll gemäss der Erfindung eine konstruktiv einfache Lösung geschaffen werden, bei welcher auf kleinstem Raum die erforderlichen Massnahmen getroffen werden können.
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verschiebbaren Flügeln ausgeführt ist und direkt auf einer fest mit dem Rotor der hydraulischen Pumpe verbundenen Büchse angeordnet ist.
Eine derartige Anordnung der Hilfspumpe bringt eine wesentliche Verminderung der Herstellungskosten und eine einfachere Arbeitsweise. Ausserdem bringt die erfindungsgemässe Anordnung einer Hilfsspeisepumpe eine Platzeinsparung mit sich, wogegen die Ausführungen gemäss den bekannten Konstruktionen einen zusätzlichen Raum mit einem zusätzlichen weiteren Antrieb benötigen.
Durch eine solche Flügelzellenpumpe wird erreicht, dass gleich beim Anfahren des hydraulischen Geschwindigkeitswandlers die entsprechende Menge öl oder die entsprechende Menge einer andern Flüssigkeit vorhanden ist, da die Hilfspumpe solange in den Flüssigkeitskreislauf einfördert, bis die erforderliche Ölmenge bzw. Flüssigkeitsmenge vorhanden ist.
Dadurch, dass die Förderkammer der Hilfspumpe mit den Rücklaufleitungen der Druckflüssigkeit zwischen dem hydraulischen Motor und der Pumpe unter Zwischenschaltung von Rückhalteventilen, beispielsweise Kugelventilen, verbunden ist, wird gewährleistet, dass es innerhalb des Flüssigkeitskreislaufes nicht schon durch die Anordnung der Flüssigkeitszellenpumpe zu einem Überdruck kommt.
Der erfindungsgemässe Geschwindigkeitswandler wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen in rein schematischer Weise : Fig. l einen Längsschnitt durch den erfindungsgemässen
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senkrechten Schnitt längs der Linie D-D in Fig. 1.
Der erfindungsgemässe Geschwindigkeitswandler besitzt eine Antriebswelle --1-- und eine Abtriebswelle ---2-- (Fig. l). Die Antriebswelle --1-- steht mit dem Rotor der Pumpe --4-- über eine Zahnkupplung --3-- in Verbindung, während die Abtriebswelle --2-- über die Zahnkupplung --5-- mit dem Rotor des hydraulischen Motors--6--verbunden ist.
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--7-- überBüchse --7-- dreht sich auf der Mittelwelle--9--, die in dem Gehäuse --10-- des Geschwindigkeitswandlers befestigt ist.
Der Rotor der Pumpe-4- (Fig. 2) besitzt in radialer Richtung sich erstreckende zylinderförmige Kammern, in welchen die Kolben --11-- gleitend geführt sind, welche von dem Druck der Flüssigkeit nach aussen gedrückt werden und sich gegen den Ring --12-- des Wälzlagers --13-- anlegen, wobei der Aussenring --14-- dieses Wälzlagers --13-- mit dem Gehäuse --10-- verbunden ist, so dass er quer zu diesem Gehäuse --10-- verschoben werden kann.
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erstreckende zylinderförmige Kammern, in welche die Kolben --15-- gleitend geführt sind, die unter der Einwirkung der Flüssigkeit nach aussen gedrückt werden. Diese Kolben --15-- legen sich gegen den Ring --16-- des Wälzlagers --17-- an, dessen Aussenring --18-- mit dem Gehäuse --10-- verbunden ist.
Das eine oder auch beide Wälzlager --13 und 17--können eine veränderliche Exzentrizität besitzen.
Bei der in Fig. 2 der Zeichnungen dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Aussenring--14-- des Wälzlagers --13-- mit dem Steuerring-19-verbunden, welcher einander gegenüberliegende, ebene Flächen besitzt, die sich längs Führungen--20 und 21--bewegen mit dem Zweck, Bewegungen quer zur Achse des Wandlers längs einer waagrechten Ebene zuzulassen.
Diese Bewegungen werden mit Hilfe einer Schraube --22-- gesteuert, welche in ein Gewinde-23- einschraubbar ist, das in den Steuerring-19-eingearbeitet ist. Diese Schraube --22-- kann über die Handhabe--24-von Hand betätigt werden.
Eine Veränderung der Exzentrizität des Wälzlagers --13-- hat eine entsprechende Veränderung des maximalen Hubes der Kolben--11--in den entsprechenden zylinderförmigen Kammern zur Folge. Die Folge davon ist aber eine entsprechende Veränderung des Hubraumes eines jeden Zylinders, in welchem der entsprechende Kolben gleitend geführt ist.
Bei der in den Zeichnungen dargestellten Verwirklichungsform hat der hydraulische Motor --6-- eine konstante Exzentrizität : es ist aber klar, dass auch seine Exzentrizität mit Hilfe einer Vorrichtung veränderbar gemacht werden kann, welche der Vorrichtung der Pumpe sehr ähnlich ist.
Eine jede zylinderförmige, in radialer Richtung verlaufende Kammer der Pumpe oder des hydraulischen Motors ist mit Bezug zu einer Öffnung --25-- (Fig. 2) der Büchse --7-- angeordnet, so dass erstere auf diese Weise mit den Kammern-26 und 27--in Verbindung treten kann. Diese Kammern--26 und 27--sind in die Mittelwelle--9--eingearbeitet und stehen über das Leitungspaar--28 und 29--mit den
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gebracht werden (Fig. 3).
Die Ventile-34 und 35--, welche normalerweise von Federn geschlossen gehalten werden, wirken abwechselnd, u. zw. in Abhängigkeit davon, ob der hydraulische Motor mit Bezug auf die Pumpe in gleichem oder in entgegengesetztem Sinne rotiert, d. h., nach Massgabe einer ungleichsinnigen oder gleichsinnigen Exzentrizität mit Bezug auf diejenige der Pumpe. Die Unterbrechung des Stromkreises von Seiten der Hilfspumpe --38-- geschieht tatsächlich stets entsprechend den Flüssigkeits-Rücklaufleitungen zwischen dem hydraulischen Motor-6-und der Pumpe--4--.
Die Hilfspumpe --38-- ist als Flügelzellenpumpe ausgeführt und besteht aus einem Laufrad, das mit in radialer Richtung sich erstreckenden Kammern ausgestattet ist. In diesen Kammern bewegen sich Flügel - -39--, wobei das Laufrad über den Keil--40--, mit der Büchse --7-- verbunden ist, die ihrerseits mit dem Rotor der Pumpe--4--eine Einheit bildet.
Die Saugkammer--41-- (Fig. 4) der Hilfspumpe --38-- steht über die Saugleitung --43-- mit der Kammer--44--in Verbindung, welche in dem Fundament des Gehäuses --10-- vorgesehen ist, wobei diese Kammer --44-- als Flüssigkeitsbehälter dient.
Das Ventil-45-, welches von der Feder --46-- geschlossen gehalten wird, die wieder von der Schraube --47-- festgehalten wird, erlaubt eine Entleerung der festgelegten, maximalen Fördermenge der Hilfspumpe --38-- über die Leitung--48--in den Behalter-44-.
Die von dem Schraubstopfen --50-- verschlossene Leitung --49-- verbindet die Förderkammer
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--36-- der Hilfspumpe --38--. Diese besondere Anordnung erlaubt die Anbringung beispielsweise eines Manometers zum Messen des Flüssigkeitsdruckes in der Förderkammer --36--. Darüber hinaus besteht hiedurch die Möglichkeit der Entnahme der Druckflüssigkeit, um mit dieser Druckflüssigkeit beispielsweise Hilfsmechanismen für die Steuerung und Regelung des Geschwindigkeitswandlers zu beaufschlagen.
Die Ventile--51 und 52-- (Fig. 5) bestimmen den Maximaldruck der Flüssigkeit in dem Stromkreis.
Diese Ventile--51 und 52--werden von geeichten Federn geschlossen gehalten, wodurch die Möglichkeit der
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--44-- beispielsweise fürals Folge eines unvorhergesehenen Stillstandes des hydraulischen Motors der Druck der Flüssigkeit gefährliche Werte annimmt.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Geschwindigkeitswandlers geht aus der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen ohne weiteres hervor.
Sobald die Antriebswelle--1--in Drehrichtung versetzt wird, wird diese Drehbewegung auch auf die
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Nach einigen Umdrehungen füllt die Druckflüssigkeit die von den kleinen Kolben 11der Pumpe --4-- und von den kleinen Kolben--15--des hydraulischen Motors--6--verschlossenen Kammern vollständig auf.
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Pumpe entgegengesetzten Drehsinn, während die Exzentrizität dieses hydraulischen Motors--6--die gleiche
Richtung wie diejenige der Pumpe --4-- hat.
Bei der in Fig. 2 der Zeichnungen mit dem Pfeil--53--angedeuteten Drehrichtung bewegen sich die kleinen Kolben--11--des oberen Halbkreises nach aussen, u. zw. als Folge der Zentrifugalkraft sowie als Folge der Einwirkung der Flüssigkeit, welch letztere in die entsprechende Zylinder über die Kammer-26- einströmt, wobei diese Kammer--26--mit den Leitungen --28-- verbunden ist. Die auf dem unteren
Halbkreis gelagerten kleinen Kolben --11-- bewegen sich jedoch in entgegengesetzter Richtung und drücken die in dem entsprechenden Zylinder enthaltene Flüssigkeit in die Kammer--27--, welche mit den Leitungen --29-- verbunden ist.
Hiedurch kann die Flüssigkeit in den hydraulischen Motor einströmen, wo genau das
Gegenteil geschieht.
Durch Veränderung der Exzentrizität der Pumpe kann die geförderte Flüssigkeitsmenge selbst verändert werden, wodurch eine Veränderung der Drehzahl des hydraulischen Motors erreicht werden kann.
Genauer gesagt, hat eine Steigung der Exzentrizität der Pumpe --4-- eine Erhöhung der Menge des geförderten Drucköls zur Folge, was wieder eine Steigerung der Drehzahl des hydraulischen Motors nach sich zieht ; umgekehrt hat eine Verringerung der Exzentrizität der Pumpe eine entsprechende Herabsetzung der Drehzahl des hydraulischen Motors zur Folge.
Wenn die Exzentrizität der Pumpe vollständig beseitigt wird, so bleibt der hydraulische Motor stehen, wohingegen bei Veränderung der Richtung der Exzentrizität die Drehrichtung der Abtriebswelle-2verändert wird.
Die kleinen Kolben --11-- des unteren Halbkreises werden von der aus der Kammer --27-- und den Leitungen --29-- herrührenden Druckflüssigkeit nach aussen bewegt, während die kleinen Kolben-11des oberen Halbkreises die Flüssigkeit in die Kammer--2. 6-- und in die Leitungen -28-- drücken.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ebenfalls Vorsorge dafür getroffen, dass auch die Exzentrizität des hydraulischen Motors verändert werden kann, wobei in diesem Falle hiedurch Drehzahlen der Abtriebswelle erhalten werden können, die höher liegen als die Drehzahlen der Antriebswelle, ohne dass den Drehzahlen der Abtriebswelle eine Grenze gesetzt wird, u. zw. hinsichtlich der einen oder der entgegengesetzten Richtung.
Die erfindungsgemässe Einrichtung arbeitet mit konstanter Leistung, wenn man einmal die Reibungsverluste oder Leckverluste ausser Betracht lässt. Die Einrichtung arbeitet in den Grenzen, die durch die Dimensionierung derselben bestimmt werden, u. zw. bis zu Drücken, welche durch die Eichung der Ventile--51 und 52-bestimmt werden.
Die Sicherheitsventile--51 und 52-- verhindern, dass im Falle eines unvorhergesehenen Stillstandes der Abtriebswelle der Flüssigkeitsdruck gefährliche Werte annimmt.
Der erfindungsgemässe Geschwindigkeitswandler kann auch unterschiedliche Formen annehmen, ohne dass hiedurch der Rahmen der Grundkonzeption gesprengt wird.