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Hydrostatisches Getriebe mit einem im Flüssigkeitskreislauf vorgesehenen
Kurzschlußschieber Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Getriebe,
bestehend aus einer regelbaren und umsteuerbaren Pumpe, einem umsteuerbaren oder
stillsetzbaren Flüssigkeitsmotor und einem im Flüssigkeitskreislauf der Getriebeanordnung
vorgesehenen Kurzschlußschieber, der in der Nähe der Nullstellung der Pumpe geöffnet
wird.
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Es ist bekannt, hydraulische Getriebe, welche dem Antrieb von Hebezeugen,
Hobelmaschinen oder verwandten Zwecken dienen und auch häufig deren Reversierung
erfordern, so auszugestalten, daß der Stillstand durch Einstellung des Primärteils
auf den Kolbenhub Null und die dadurch bedingte Unterbrechung der Ölzufuhr erreicht
wird. Es ist ferner bekannt, daß bei diesen Antrieben häufig, insbesondere auch
bei Hebezeugen, welche eine Last in der Schwebe halten sollen, ein unerwünschtes
Kriechen des Antriebes eintritt in der Weise, daß trotz möglichst genauer Einstellung
des Primärteils auf den Hub Null doch immer noch eine Bewegung des Antriebs eintritt.
Es ist ferner bekannt und gebräuchlich, in solchen Fällen eine mechanische Bremse
bei dem Antrieb einfallen zu lassen und damit diesen festzuhalten. Damit nun in
diesem Falle nicht etwa unerwünscht hohe Drücke in dem hydraulischen Antrieb entstehen,
ist es auch bekannt, ein Kurzschlußventil anzuordnen, das entweder von Hand betätigt
wird oder zur Vereinfachung der Handhabung an das Stellzeug, welches den Primärteil
in die Nullstellung bringt, mit angehängt wird. Ebenso ist das gleiche, nämlich
das Anhängen eines Kurzschlußventils auch bekannt bei Hobelmaschinenantrieben, bei
welchen eine besondere Bremse in diesem Falle nicht nötig ist, da der Tisch dieser
Hobelmaschinen in der Regel genügend Reibung aufweist, um nach Öffnen des Kurzschlußventils
zum Stillstand zu kommen, auch dann, wenn der Primärteil nicht mit größter Genauigkeit
auf den Wert Null eingestellt wird. Auch in diesem Falle hat die bekannte Art der
Stillsetzung oder Umsteuerung des Antriebs durch Einstellen des Primärteils auf
Null bzw. beim Reversieren über Null hinaus in die andere Hubrichtung gegenüber
dem bekannten Anbringen eines Umsteuerschiebers bei einer Pumpe, die dann nicht
regelbar zu sein braucht, den großen Vorteil, daß die Umsteuerung oder das Stillsetzen
mit geringer Stoßentwicklung vor sich geht, daß außerdem der verhältnismäßig große
und schwer dicht herzustellende Umsteuerschieber wegfällt. Die Herstellung und Anordnung
eines kleinen Kurzschlußventils oder Kurzschlußschiebers bereitet dagegen in Anbetracht
der kleinen, bei einigermaßen richtiger Einstellung des Primärteils auf Null hinreichenden
Abmessungen dieses Kurzschlußventils keinerlei Schwierigkeiten und erfordert nur
geringe Kosten.
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Trotz der Vorteile der bekannten Anordnungen, die die Anordnung eines
Kurzschlußventils zur Erleichterung des Stillstandes des Antriebs besitzen, erweist
sich nun doch in vielen Fällen das Kurzschlußventil, wenn es sich bei Nullage des
Stellzeuges insbesondere Nullage des Primärteils öffnet, als recht nachteilig. Denn
hierdurch wird, wenn man dieses zum Zwecke seiner selbsttätigen Funktion an den
Primärteil mit anhängt, bei der Erreichung der Nullage des Steilzeuges die Bremsung
des Tisches, beispielsweise bei einer Hobelmaschine, im letzten Moment unterbrochen,
was einen unerwünschten Auslauf des Tisches bedingt. Auch dann, wenn man bei einer
Hobelmaschine oder auch bei einem Windwerksantrieb diese nicht nur anhalten will,
sondern sie ohne Verzögerung vom Vorlauf auf Rücklauf oder umgekehrt umschalten
will, erweist sich dieses Kurzschlußventil als nachteilig. Ein Kurzschlußventil,
welches bei einem derartigen Antrieb sich in der Mittellage öffnet, würde nämlich
hierbei ebenfalls den Brems- und Wiederanlaufgang unerwünschterweise verzögern und
in der Weise beeinflussen, daß sehr leicht ein unerwünschter Stoß entsteht. Ähnliche
Nachteile können übrigens auch bei anderen Antrieben im Moment der Umsteuerung eintreten
und überdies auch dann, wenn nur ein Stillstand erreicht werden soll und gar keine
Umsteuerung auf die andere Dreh- oder Bewegungsrichtung verlangt wird.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Stoßerscheinungen, welche ein im Flüssigkeitskreislauf
eines hydrostatischen Getriebes angeordnetes Kurzschlußventil verursacht, auch wenn
man es von Hand betätigt oder in bekannter Weise an das Stehzeug mit anhängt, zu
beseitigen.
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Erfindungsgemäß wird daher ein Kurzschlußschieber angeordnet, welcher
zwar in Abhängigkeit von der Stellzeugeinstellung des hydraulischen Getriebes oder
allgemein in Abhängigkeit von den Betätigungseinrichtungen des hydraulischen Getriebes
gebracht wird in der Weise, daß er sich bei Stillstand öffnet. Jedoch wird erfindungsgemäß
die Einrichtung mit bekannten Hilfsmitteln so getroffen, daß sich der Kurzschlußschieber
erst nach einer entsprechend gewählten Verzögerung, z. B. nach Bruchteilen einer
Sekunde, öffnet, nachdem das Stellzeug in die Nullstellung gebracht wurde. Es hat
dies zur Folge, daß beim Anhalten des Antriebes, welcher durch Einstellung des Stehzeuges
auf Null vor sich geht, die hydraulische Bremsung noch für einen kurzen Zeitpunkt
nach der Erreichung der Nullstellung weiterwirkt. Noch wichtiger ist vielleicht
die erfindungsgemäße Verzögerung dann, wenn eine Umkehrung der Dreh- oder Förderrichtung
des Antriebes vor sich geht. Dann wird beim raschen überschalten des Nullpunktes
durch die erfindungsgemäße Verzögerungseinrichtung das Öffnen des Kurzschlußschiebers
überhaupt verhindert, und die Umsteuerung geht ebenso schnell und stoßfrei vor sich
wie bei einem Antrieb, welcher überhaupt keinen Kurzschlußschieber besitzt, dafür
aber die Nachteile aufweisen kann, daß er gelegentlich unerwünschterweise langsam
vor- oder rückwärts zu laufen beginnt oder, wie man sich auszudrücken pflegt, vor-
oder rück- ; wärts »kriecht«. Die Verzögerung des Öffnens des Schiebers kann mit
sehr verschiedenartigen Hilfsmitteln bekannter Art erreicht werden. Am einfachsten
ist jedoch eine Einrichtung hydraulischer Art, welche in, der Hauptsache aus einer
dämpfenden Kolbenfläche besteht. Diese verhindert die schnelle Öffnung des durch
Kraftschlußwirkung, Öl- oder Federdruck in die geöffnete Stellung zu bringenden
Schiebers.
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Die Fig: 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Ks ist ein Kurzschlußschieber,
welcher in der gezeichneten Stellung mittels seiner Eindrehung eine Verbindung zwischen
den beiden Ringräumen R1 und R2, die in seinem Gehäuse ausgespart sind, herstellt,
jedoch bei seinem Anheben diese Verbindung unterbricht. Eine Feder F hält im allgemeinen
den Kurzschlußschieber Ks, der auch durch ein beliebiges anderes Absperrorgan bekannter
Art ersetzt werden kann, in geöffneter Stellung.
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An seinem unteren Ende ist eine Rolle Ro befestigt, welche von einer
mit einer Einkerbung E versehenen Leitschiene L angehoben werden kann. Die Leitschiene
L ist so mit dem Stellzeug des Hobelmaschinenantriebes verbunden, daß bei Nullage
des Primärteils P, der beispielsweise von dem Drehstrommotor DM angetrieben
wird, die Einkerbung E der Leitschiene die Rolle Ro so weit einfallen läßt, daß
der Kurzschlußschieber Ks sich öffnet und eine Verbindung zwischen den beiden Druckleitungen
Di und D2, die zu dem Zylinder Z am Hobelmaschinenantrieb führen, freigibt. Die
Verbindung der Leitschiene L ist in der Fig. 1 mit der in kleinerem Maßstab schematisch
gezeichneten Hobelmaschinenanlage so dargestellt, daß der Kurzschlußschieber Ks
nur angehoben und damit geschlossen wird, wenn das Stehzeug des Primärteils P die
mit Null bezeichnete Nullage verläßt; wobei die Betätigungseinrichtung für den Primärteil
beliebig sein kann, z. B. aus einem Handhebel H besteht.
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Um nun eine verzögerte Öffnung dieses oder eines anderen bekannten
Kurzschlußorgans an einem Hobelmaschinenantrieb oder einem beliebigen hydraulischen
Antrieb zu erzielen, wird eine Verzögerungseinrichtung eingebaut, vorwiegend hydraulischer
Art. Diese besteht z. B. aus dem Federteller FT, welcher gleichzeitig zur
übertragung der Kräfte der Feder F auf den Kolben K dient, jedoch noch eine hydraulische
Funktion hat. Beispielsweise ist der Federteller FT in eine zylindrische Aussparung
des Gehäuses Ge, das bis zum Ölspiegel Ö mit Öl gefüllt ist, eingepaßt. Die Passung
kann verhältnismäßig lose sein, da die Öffnung des Kurzschlußschiebers Ks bei Mittellage
der Leitschiene L oder Nullage des Hobelmaschinenantriebes nicht gänzlich durch
hydraulische Kräfte unterbunden werden soll, sondern nur eine Verzögerung erwünscht
ist. Zu diesem Zweck kann es auch noch vorteilhaft sein, eine besondere Drosselöffnung
d in dem Federteller FT anzubringen. Auch kann es unter Umständen
zweckentsprechend sein, die Auffüllung des Dämpfungsraumes unter dem Federteller
FT durch das Saugventil Sa zu beschleunigen.
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Die Wirkung der dargestellten Einrichtung ist folgende: Sobald der
Hobelmaschinenantrieb durch Verstellung des Stehzeuges aus seiner Nullage, sei es
von Hand, sei es durch eine nicht dargestellte besondere Steuerung, vor- oder rückwärts
in Betrieb gesetzt wird; wird der Kurzschlußschieber Ks angehoben und damit die
Kurzschlußverbindung zwischen den Druckleitungen D1 und D2 unterbrochen, so wie
dies auch für einen ordnungsgemäßen Anlauf notwendig ist. Dabei kann der Kurzschlußschieber,
wenn die Leitschiene mit Einkerbung nur auf einen kleinen Stellwinkelbereich des
Stellzeuges eine Öffnung des Kurzschlußschiebers gestattet, verhältnismäßig klein
ausgeführt werden. Sobald man danach die Hobelmaschinensteuerung wieder auf Null
einstellt, öffnet sich der Kurzschlußschieber wieder, jedoch wird seine Öffnung
dadurch verzögert, daß das inzwischen unter den Federteller FT, der als hydraulischer
Dämpfungskolben wirkt, eingetretene Öl erst unter dem Einfluß der Kraft der Feder
F verdrängt werden muß. Es läßt sich daher leicht erreichen, daß die Öffnung des
Kurzschlußschiebers, auch wenn der Primärteil genau in der Nullstellung steht, um
einen passenden Zeitraum, z. B. um 1/_ Sekunde, verzögert erfolgt.
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Anderseits ergibt sich, daß nach Inbetriebsetzung des Hobelmaschinenantriebes
beim schnellen Umschalten von vor- auf rückwärts oder umgekehrt der Kurzschlußschieber
Ks unter dem Einfluß der unter dem Federteller FT wirkenden hydraulischen
Kräfte sich gar nicht mehr öffnet, sondern vielleicht nur eine kleine Abwärtsbewegung
macht, welche bei Wahl einer genügenden Überdeckung der steuernden Kanten am Kurzschlußschieber
noch keinen Kurzschluß zu veranlassen braucht. Die dargestellte Einrichtung erfüllt
daher den erfindungsgemäßen Zweck der verzögerten Öffnung des Kurzschlußschiebers,
wie er sowohl zum Stillsetzen als auch zum schnellen Umsteuern vorteilhaft ist.
Es
ist dabei möglich, mit der Einrichtung zum Stillsetzen des Antriebes durch Einstellung
des Primärteils auf den Kolbenhub Null noch die bekannte Anordnung einer gleichzeitig
oder, wenn man will, auch mit Verzögerung oder Vorauseilung einfallenden mechanischen
Bremse an dem Antrieb anzubringen. Letzteres wird insbesondere dann zweckmäßig sein,
wenn es sich nicht um einen Hobelmaschinenantrieb handelt, sondern z. B. um einen
Windwerksantrieb für einen Kran. Anderseits ist ersichtlich, daß an Stelle des Zylinderantriebes
Z, wie er für Hobehnaschinen paßt, auch ein Rotationsantrieb, d. h. ein Ölmotor,
gesetzt werden kann, sei es für einen Hobelmaschinenantrieb, sei es für einen beliebigen
anderen Antrieb.
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An Stelle der hydraulischen Verzögerungen können auch beliebige andere
Verzögerungseinrichtungen an den Kurzschlußorganen oder ihren Betätigungen angebracht
werden, z. B. pneumatische Verzögerungen. Die Einzelheiten der gezeichneten Konstruktion
sind daher für die Erfindung unwesentlich.
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Insbesondere ist es möglich, an Stelle der Leitschiene mit Gestängebetätigung,
wie in Fig. 1 dargestellt, eine Leitschiene an einem schwenkbaren oder verschiebbaren
Getriebeteil unmittelbar anzubringen. Die Leitschiene mit Einkerbung kann auch durch
eine Nockenscheibe mit entsprechender Einkerbung ersetzt werden, welche mit dem
Stellhebel H zusammen verdreht wird.
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Leitschiene oder Nockenscheibe können auch durch andere bekannte und
ähnlich wirkende Mechanismen ersetzt werden, z. B. durch einen Kniehebelmechanismus.
Oder man bringt anstatt dieser einen hydraulischen Kolben - ähnlich dem Dämpfungskolben
FT in Fig. 1 - an dem Kurzschlußschieber an und betätigt diesen durch einen
Steuerschieber, welcher an das Stellzeug angehängt ist. Man kann diesen mit bekannten
Hilfsmitteln so einrichten, daß er nur in der Mittellage des Stehzeuges den Kurzschlußschieber
öffnet. Die hydraulische Betätigung, welche von einer geeigneten öldruckquelle,
z. B. vom Speisedruck, aus erfolgt, kann dabei leicht so eingerichtet werden, daß
die gewünschte Verzögerung bei der Öffnung des Kurzschlußschiebers eintritt und
somit auch hydraulisch ohne Leitschiene der Kurzschlußschieber in erfindungsgemäßer
Weise mit Verzögerung geöffnet wird, aber sich genügend schnell schließt, wenn das
Stehzeug seine Mittellage verläßt.
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Es lassen sich auch Vorrichtungen zum Stillsetzen des Getriebes bauen,
bei welchen das Kurzschlußorgan gar nicht oder auch ohne Verzögerung geöffnet wird.
Beispielsweise könnte man das hydraulische Getriebe durch Stillsetzen des Antriebsmotors
stillsetzen. Dann ist es im Sinne der Erfindung wenigstens nötig, dafür zu sorgen,
daß beim schnellen Überschalten der Nullstellung beim Reversieren des Getriebes
das Kurzschlußorgan nicht geöffnet wird.