DE1084539B - Hydrostatisches Getriebe in Radialkolbenbauart - Google Patents

Description

• Hydrostatisches Getriebe in Radialkolbenbauart Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Getriebe in Radialkolbenbauart, das um einen mittleren, die Saug- und Druckkanäle aufnehmenden Steuerzapfen umläuft, und hat sich zur Aufgabe gestellt, die Laufruhe und Schwingungsfreiheit derartiger Getriebe zu verbessern.
• Bei einem bekannten Getriebe bei dem neben den Mündungen des Druck- und Sau#kanals in der Druck-und Saugkammer eines Zylindergehäuses mindestens eine an eine besondere bruckquelle angeschlossene Öffnung vorgesehen ist, dienen die Öffnungen dazu, die an dieser Öffnung vorbeiwandernden Arbeitsräume vorübergehend einen dem Druck der Flüssigkeit entsprechenden Druck zu unterwerfen. Eine derartige Zwischenbelastung kann nur von einem ganz geringen Druck ausgehen und eignet sich daher nicht für Maschinen, welche mit höheren Drücken arbeiten. Insbesondere ist zu berücksichtigen, daß bei der bekannten Ausführung die Zwischenöffnungen über Rückschlagventile mit der Saugleiturig des Getriebes verbunden sind. Eine derartige Leitung steht nur unter einem ganz geringen Druck, etwa in der Größenordnung von 1 oder 11/2 atü. Diese Ausführung dient lediglich dazu, in den Arbeitsräumen einen unerwünschten Drucksprung bei der Öffnung der Arbeitsräume, durch einen der Steuerschlitze und infolgedessen die Bildung entsprechender Geräusche zu vermeiden. Ein vor der zusätzlichen öffnung' angeordnetes Rückschlagventil ist bei den erfindungsgemäß auftretenden Betriebsverhältnissen praktisch wirkungs-los, wenn man berücksichtigt, daß eine Drehzahl von beispielsweise 1500 Umdrehungen je Minute bei der Anordnung von sieben Kolben in jedem Stern vorliegt. Der hier erforderlichen schnellen Startgeschwindigkeit kann ein derartiges Rückschlagventil nicht folgen, so daß es wirkungslos ist, entweder in der Öffnungs- oder Schließstellung verharrt und lediglich in Auswirkung einer Federbelastung zu schlagartigen Schwingungsimpulsen führt, die in keiner-Weise die Laufruhe fördern. Die Anordnung dieses Rückschlagventils ist nur dazu geeignet, dem in den Arbeitsräumen herrschenden Druck, beispielsweise bei Teillast, Rechnung zu tragen. Praktisch dürfte aber bei den wenigstens bei der Erfindung zugrunde liegenden Betriebsverhältnissen die Funktion dieses Rückschlagventils insbesondere auch bei einem seine Wirkung erfordernden Betrieb mit Teillast nicht sichergestellt sein, da dann eine derartige Wirkung infolge der- erforderlichen Schalthäufigkeit nicht stattfinden kann.
• Im übrigen scheint es grundsätzlich bedenklich zu sein, eine durch Federbelastung schwingungsfähige Anordnung zur Regelung vorzusehen, um Schwingungen zu vermeiden, da zweifellos auch die das Rückschlagventil belastende Feder die Ursache von zusätzlichen Schwingungen sein kann.
• Die Erfindung löst das ihr zugrunde liegende Problem dadurch, daß - wie an sich bekannt - zur Erzeugung der im wesentlichen konstanten Vorkompression ein von der Antriebswelle des Getriebes angetriebener, insbesondere als Zahnradpumpe ausgestalteter Druckerzeuger vorgesehen ist, der dazu dient, daß bei Betriebsdrücken von etwa 150 bis 300 atü der an die Bohrung angelegte Druck etwa 15 atü beträgt.
• Hierbei ist zu berücksichtigen, daß einmal jede Pumpe mit einem volumetrischen Deckungsgrad arbeitet, der nur ein anderer Ausdruck für die Erscheinung ist, daß der gesamte, tatsächlich vorhandene Zylinderraum während des Saughtibes nicht voll ausgefüllt wird. Zum anderen ist das Öl, welches die Pumpe aus einem Behälter ansaugt, mit Luft durchsetzt. Durchsetzung einer Flüssigkeit mit Luft ist eine physikalische Erscheinung, und der Grund der Durch-Setzung mit Luft ist von mehreren Faktoren abhängig, wie z. B. Temperatur, Beschaffenheit der Flüssigkeit, Druck usw. Wenn jetzt nun die umlaufenden Zylinderbohrungen von der Saugseite in die Druckseite überwechseln, wird das Drucköl in die jeweils nicht vollgefüllten Zylinderräume schlagartig eintreten und diese außerdem so weit verdichten, bis die angesaugten Lufteinschlüsse absorbiert sind. Dies hat zur Folge, daß die Ölsäule in Schwingungen gerät. Wenn Schwingungen der durch diese Pumpe angetriebenen Maschine in den gleichen Frequenzbereich kommen so wird die ganze Maschine erschüttert werden. Diese Schwingungsempfindlichkeit liegt insbesondere dann vor, wenn die angetriebene Maschine mit intermittierenden Schnitten arbeitet.
• Durch die soeben beschriebene erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, daß keinerlei Unterbrechung in der Stetigkeit des Druckaufbaties auf der Druckseite und beim Übergang von der Saugseite zur Druckseite entsteht. Dabei sei festgestellt, daß die Lufteinschlüsse im 01 bei einem Druck von 15 bis 30 atü vollständig absorbiert werden, weshalb ein konstanter Druck für diese Vordruckgebung genügt.
• Als Ouelle des im wesentlichen konstanten Vordruckes dient ein Akkumulator, der von der Pumpe selbst dann aufgeladen wird, wenn ein Leergang der angetriebenen Maschine erfolgt.
• Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Getriebe nach Linie I-1 der Fig. 2, Fig. 2 einen Querschnitt durch das Getriebe nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 einen Teilquerschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 1, Fig. 5 einen Teilquerschnitt nach Linie V-V der Fig. 1, Fig. 6 einen Teilschnitt nach Linie VI-VI der Fig. 1. In einem Gehäuse 1 ist ein Steuerzapfen 2 undrehbar eingepaßt.
• In die Bohrung eines Zylindergehäuses 3 ist eine Buchse 4 eingepreßt und- mittels einer Schraube 5 gegen Drehung gesichert. Dieses Zylindergehäuse ist mit der Bohrung seiner Buchse 4 drehbar auf dem in Fig. 1 links dargestellten Teil 6 des Steuerzapfens 2 angeordnet. Der Wellenstumpf eines als Antriebsmaschine dienenden, nicht gezeigten Elektromotors ist ,mit 8 bezeichnet. Über eine drehfeste gelenkige Kupplung 7 treibt diese Welle einen Wellenstumpf 38 an, die in einem dreiteiligen Zahnradpumpengehäuse 68, 70, 72 drehbar gelagert ist und über eine drehfeste und gelenkige Kupplung 75 das Zylindergehäuse 3 antreibt. Das dreiteilige Gehäuse 68, 70, 72 ist mit einem Gehäuse 1 fest mit Hilfe von Schraubenbolzen 76 und Paßstiften 77 verbunden. In ihm ist drehbar auf einem Zapfen 78 ein Zahnrad 79 gelagert, das den einen Teil einer Zahnradpumpe bildet und dessen Zähne mit denen eines Zahnrades 80 kämmen, das auf den Wellenstumpf 38 aufgekeilt ist. Die aus den beiden Zahnrädern 79 und 80 gebildete Zahnradpumpe saugt über eine Leitung 81 und einen Anschluß 82 aus einem Behälter an, während die Druckleitung mit dem Bezugszeichen 83 und der Druckanschluß mit dem Bezugszeichen 84 versehen ist. Die Pumpe dient dazu, um einen konstanten Vordruck zu liefern, der beispielsweise 15 atü betragen kann.
• In dem Steuerzapfen sind zwei diametral einander gegenüberliegende Längsbührungen 36, 39 vorgesehen, die über zwei radiale Bohrungen 63 mit einem auf dem Zapfen 2 vorgesehenen Ringkanal 64 in Verbindung stehen, der wiederum über eine Bohrung 65 mit einem Anschluß 66 verbunden ist. Auf nicht dargestellte Weise ist dieser Anschluß 66 mit dem Druckanschluß 84 der erwähnten Zahnradpumpe 79, 80 verbunden.
• Die Längsbohrung 36 ist im Bereich der Kolben 22, 23, und zwar an der Stelle, wo der Saugraum 30 in den Druckraum 31 übergeht, mit einer Radialbohrung 67 versehen, die in eine Axialnut 37 übergeht, die sich auf der Lauffläche des Zapfens 2 erstreckt. In entsprechender Weise ist die Längsbohrung 39 im Bereich der Kolben 25, 26, und zwar an der Stelle, wo der Saugraum 50 in den Druckraum 49 übergeht, mit einer Radialbohrung 69 versehen, die in eine Axialnut 71 übergeht, die auf der Lauffläche des Zapfens 2 vorgesehen ist.
• Außerdem sind in den Längsbohrungen 36 und 39, aber außerhalb des Bereiches der Kolben 22, 23 bzw. 25, 26, kadialbohrungen 73 vorgesehen, die in Längsnuten 74 übergehen. Diese Längsnuten 74 dienen nur zur Schmierung, während die Längsnuten 37 und 71 auf die oben beschriebene Weise zur Erhöhung der Laufruhe und der Schwingungsfreiheit dienen. Mit Hilfe dieser Nut 37 bzw. 71 wird immer von einer unabhängigen Druckquelle aus (im Ausführungsbeispiel durch den von der Zahnradpumpe79, 80 gelieferten Druck) jeder Zylinder kurz vor der Beendigung des Saughubes unter Druck gesetzt, so daß ein Zurückschlagen des Druckes aus den Druckkammern 31 und 49 in die aus den Saugkammern 30 und 50 austretenden Zylinderräume infolge nicht 1000/eiger Füllung und der Zusammendrückbarkeit des Öles durch Lufteinschlüsse nicht erfolgen kann, wodurch die Druckölsäule starr wird.
• Der Gedanke, am Ende des Saughubes kurz vor Beginn des Druckhubes die Arbeitsräume unter einen Vordruck zu setzen, kann auch bei stufenlos regelbaren hydrostatischen Getrieben anderer Art ausgenutzt werden.
• Während das Getriebe des Ausführungsbeispiels bis zu einem Druck von etwa 150 bis 300 atü betrieben werden kann, ist der Druck der Zahnradpumpe, der die Bohrungen 36 und 39 beaufschlagt, etwa gleich 15 atü.
• Im Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß der Vordruck von einer Zahnradpumpe 79, 80 geliefert wird, die vom Antriebsmotor des hydrostatischen Getriebes angetrieben wird. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, diesen Vordruch: von einer völlig unabhängigen Druckquelle, beispielsweise einer unabhängig angetriebenen Pumpe, zu liefern, Statt dessen ist es auch möglich, einen Druckakkumulator vorzusehen, der unabhängig von dem Laufe des hydrostatischen Getriebes den Vordruck liefert. Bei den zuletzt beschriebenen Möglichkeiten wird der Vordruck auch bei einem Leergang der Maschine aufrechterhalten.
• In dem Ausführungsbeispiel sind in dem Steuerzapfen vier Bohrungen 32, 33, 34 und 35 vorgesehen. Eine derartige Ausführung ist insbesondere dann anzuwenden, wenn gesonderte Ölströme bezweckt werden. Der Steuerzapfen braucht jedoch nur mit zwei Längsbohrungen ausgeführt zu werden, wenn die Pumpe von zwei oder mehr Zylindersternen aus in einem ge meinsamen Saug- und Druckstrom arbeitet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE.' 1. Hydrostatisches Getriebe in Radialkolbenbauart, das um einen mittleren, die Saug- und Druckkanäle aufnehmenden Steuerzapfen umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, zur Erzeugung der im wesentlichen konstanten Vorkompression ein von der Antriebswelle des Getriebes angetriebener, insbesondere als Zahnradpumpe ausgestalteter Druckerzeuger vorgesehen ist, der dazu dient, daß bei Betriebsdrücken von etwa 150 bis 300 atü der an die Bohrung (39, 38) angelegte Druck etwa 15 atü beträgt.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Quelle des im wesentlichen konstanten Vordruckes ein Akkumulator dient, der von der Pumpe selbst dann aufgeladen wird, wenn ein Leergang der angetriebenen Maschine erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 252 206.L #