DE1035442B

DE1035442B - Fluessigkeitsgetriebe mit Kompensation der Drehzahlschwankungen

Info

Publication number: DE1035442B
Application number: DEH12417A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ludwig Wagner
Original assignee: Kieler Howaldtswerke AG
Current assignee: Kieler Howaldtswerke AG
Priority date: 1952-05-03
Filing date: 1952-05-03
Publication date: 1958-07-31

Description

Flüssigkeitsgetriebe mit Kompensation der Drehzahlschwankungen Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsgetriebe, das aus Pumpen- und Motorteil besteht, mit einer Kompensation der Drehzahlschwankungen, bei dem durch Verstellung des Primärteiles über von der Primärdrehzahl und/oder von der Sekundärdrehzahl und/oder vom Druck des Hauptkreises beeinflußte Verstellorgane die unveränderte Abtriebsdrehzahl am Sekundärteil des Getriebes selbsttätig einstellbar ist.
Drehzahlschwankungen an der Abtriebswelle eines Flüssigkeitsgetriebes können durch Schwankungen der Antriebsdrehzahl infolge Belastungsänderungen hervorgerufen werden oder z_. B. durch Änderung der Spannung im Stromnetz des elektrischen Antriebs. Solche Drehzahlschwankungen entstehen auch durch Änderung der Leckflüssigkeitsmenge infolge von Druckschwankungen im Kreislauf des Flüssigkeitsgetriebes als Folge von wechselndem Drehmoment an der Abtriebswelle des Getriebes.
Es ist bekannt, zur Konstanthaltung der Abtriebsdrehzahl hydrostatischer Getriebeanordnungen selbsttätige Steuermittel vorzusehen. Diese bestehen darin, daß ein Verstellglied außer mit dem auf den Pumpen-und!oder Motorteil einwirkenden Haupteinstellorgan auch noch mit einer Einrichtung zur Vornahme einer Korrektur des Einstellorgans bei Abweichungen des Istwertes vom Sollwert der Drehzahl des Sekundärteiles versehen ist. Das bekannte Verstellglied kann sowohl durch Druckschwankungen im Hauptkreislauf als auch durch Drehzahlschwankungen an der An-und Abtriebswelle des Flüssigkeitsgetriebes über Meßpumpen beeinflußt werden.
Es ist weiter bekannt, zwischen dem Handstellglied eines regelbaren Getriebes und dem Getrieberegelglied ein geschwindigkeitsabhängiges Gerät vorzusehen, um die Geschwindigkeitsschwankungen der Antriebswelle auszugleichen und dadurch die Abtriebswelle hinsichtlich ihrer Dauergeschwindigkeit von diesen Schwankungen wenigstens angenähert unabhängig zu machen.
Schließlich ist es bekannt, bei der Regelung von kleinen Flüssigkeitsgetrieben eine Geschwindigkeitsregelung durch eine Meßpumpe. die aus einer kleinen verstellbaren Kolbenpumpe besteht, vorzunehmen. Die Meßpumpe ist in die Rückleitung des Triebmittelstromes eingeschaltet.
Der Mangel aller bekannten Kompensationseinrichtungen besteht darin, daß sie nicht für alle Anwendungsfälle genügend genau sind. da insbesondere bei großen Maschinen die erforderlichen Verstelleistungen infolge der großen Verstellwiderstände unbequem groß werden und den Wirkungsgrad der Gesamtanlage herabsetzen. Insbesondere folgen die zu verstellenden Massen großer Primärteile bei kleinen Drehzahlschwankungen infolge der winzigen zurückzulegenden Verstellwege und der bei solch kleinen Bewegungen an der Grenze der ruhenden Reibung liegenden Widerstände den Kommandos der Servoeinrichtung nur widerwillig und verlangen hohe Kräfte.
Durch die Erfindung soll dieser Nachteil vermieden werden. Zu diesem Zweck besteht der Primärteil aus einer vorzugsweise stufenlos regelbaren Hauptpumpe und einer vorzugsweise stufenlos regelbaren Hilfspumpe, die in die Druckleitung des Hauptkreises fördern.
Die Grunddrehzahl (Leerlaufdrehzahl des Motors) ist durch das Verstellorgan der Hauptpumpe einstellbar. Bei Belastungsschwankungen wird das Verstellglied der Hilfspumpe durch an sich bekannte Mittel in Abhängigkeit von der Primärdrehzahl und/oder von der Sekundärdrebza#hl und/oder vom Druck in der Leitung des Hauptkreises so beeinflußt, daß die Abtriebsdrebzahl konstant bleibt.
Eine kleine Hilfspumpe gemäß der Erfindung benötigt bei gleichen Belastungsschwankungen wesentlich größere ''erstellwege bei entsprechend herabgesetzten Verstellkräften. Dadurch wird die Bewegung der zu verschiebenden oder zu vierschwenkenden Massen in den Zustand halbflüssiger oder flüssiger Reibung versetzt und die vorzusehende Leistung für die Verstellorgane auf einen Bruchteil derjenigen reduziert, welche für die Hauptpumpe benötigt würde. Es wird somit bei großen Getrieben durch Einführung einer Hilfspumpe eine höhere Einstellgenauigkeit, eine höhere Ansprechempfindlichkeit gegenüber Drehzahlschwankungen und eine bedeutend kleinere Leistung am Servomotor erreicht, wodurch außerdem der Wirkungsgrad der Gesamtanlage erhöht wird. Die Kompensation nach der Erfindung kann sowohl für Flüssigkeitsgetriebe mit offenem Kreislauf als auch für solche mit geschlossenem Kreislauf verwendet werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der schematischen Anordnung des Flüssigkeitsgetriebes dargestellt, in denen die Kompensation der eintretenden Drehzahlschwankungen veranschaulicht ist, und zwar zeigt Abb. 1 den Ausgleich der Schwankungen der Primärdrehzahl durch Änderung der Förderung der Hilfspumpe in den Hauptkreis, Abb. 2 den Ausgleich des durch Belastungsschwankungen hervorgerufenen Getriebeschlupfes mittels der Hilfspumpe und Abb.3 den Ausgleich von Drehzahlschwankungen am Primärteil und Belastungsschwankungen am Sekundärteil durch die Hilfspumpe.
Bei allen Ausführungsbeispielen ist der den Pumpenteil 2 antreibende Elektromotor mit 1 bezeichnet. Der Motorteil 3 des Flüssigkeitsgetriebes erhält über den Hauptkreis 4 Drucköl. Die Förderung erfolgt aus dem Behälter 5 über die Leitung 6 und der Rücklauf über die Leitung 7. Die übliche Handverstellung des Primärteiles 8 wirkt auf den Verstellschlitten des Primärteiles 2.
Zum Ausgleich des z. B. durch einen Drehstrommotor 1 eintretenden Primärschlupfes am Pumpenteil 2 wird die Primärdrehzahl über einen Meßgenerator 9 oder eine ähnliche Einrichtung genau festgestellt. Die Abweichung von der Primärdrehzahl wird über einen Verstärker 10 zu einer Kraftquelle 11 weitergeleitet, die auf die Hilfspumpe 12 einwirkt.
Nach der Abb. 2 ist vorgesehen, den Sekundärschlupfausgleich durch Verstellung der Hilfspumpe 12 mittels Druckkolben 13 und Feder 14 derart vorzunehmen, daß mit zunehmender Belastung des Motors 3, also zunehmendem Druck, in der Hauptleitung 4 die Förderung der Hilfspumpe 12 zunimmt.
Die Zunahme erfolgt so, daß die mit steigender Belastung wachsende Verlustölmenge des Hauptkreis-Laufes voll ausgeglichen wird. An der Sekundärwelle wird dadurch bei konstanter Einstellung des Primärteiles eine unveränderte Drehzahl erzielt. Der primär- und sekundärseitige Ausgleich über eine Hilfspumpe 12 ist in der Abb. 3 dargestellt. Die Verstellung 17 der Hilfspumpe 12 wird beeinflußt 1. durch den Zylinder 15 mit Gegenfeder 16 (der Zylinder steht unter dem Druck des Hauptkreises 4) und 2. durch die Verstellkraftquelle 11, die Abweichungen des Meßgenerators 9 oder einer ähnlichen Einrichtung über den Verstärker 10 ausgleicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Flüssigkeitsgetriebe mit Kompensation der Drehzahlschwankungen, bei dem durch Verstellung des Primärteiles über von der Primärdrehzahl und/oder von der Sekundärdrehzahl und/oder vom Druck des Hauptkreises beeinflußte Verstellorgane die unveränderte Abtriebsdre'hzahl am Sekundärteil des Getriebes selbsttätig einstellbar ist, mit einer Hilfspumpe im Stromkreis des Flüssigkeitsgetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil aus einer vorzugsweise stufenlos regelbaren Hauptpumpe (2) und einer vorzugsweise stufenlos regelbaren Hilfspumpe (15) besteht, die in die Druckleitung des Hauptkreises (6, 2, 4, 3, 7, 5) fördern.
2. Flüssigkeitsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grunddrehzahl (Leerlaufdrehzahl des Motors 3) durch das Verstellorgan (8) der Hauptpumpe (2) einstellbar ist und daß bei Belastungsschwankungen das Verstellglied (17) der Hilfspumpe (15) durch an sich bekannte Mittel in Abhängigkeit von der Primärdrehzahl und/oder von der Sekundärdrehzahl und/oder vom Druck in der Leitung (4) des Hauptkreises so beeinflußt wird, daß die Abtriebsdrehzahl (3) konstant bleibt. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 593 158, 844 707; USA.-Patentschrift Nr. 2 437 139; schweizerische Patentschrift Nr. 238 020; H. Krug, »Das Flüssigkeitsgetriebe bei spanenden Werkzeugmaschinen«, Springer-Verlag, 1951, S.24 und 25.