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Drucksteuereinrichtung für eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung
Die Erfindung betrifft eine Drucksteuereinrichtung für eine hydraulisch betätigte
Reibungskupplung, durch die ein Kupplungseinrückstoß der Reibscheiben dadurch verhindert
wird, daß der Druckanstieg an dem zum Einrücken der Kupplung dienenden Kolben verzögert
wird. DerDruckanstieg imBetätigungszylinder ist dabei unabhängig von der Geschwindigkeit,
mit welcher ein Wählschieber betätigt wird, der die Druckmittelleitung öffnet.
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Bekannt ist eine Drucksteuereinrichtung mit einer an die zur Kupplung
führenden Druckmittelleitung angeschlossenen, zur Verzögerung des Druckanstiegs
dienenden Ventilanordnung, die einen einen Druckflüssigkeitsaustrittskanal steuernden
Ventilkolben und einen gegen den Ventilkolben federnd verschiebbaren Steuerkolben
aufweist, wobei der Steuerkolben vom Druckmittel unter Zwischenschaltung einer Drosseleinrichtung
beaufschlagt wird.
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Die erfindungsgemäße Drucksteuereinrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
daß in der Bohrung des Ventilkolbens zwischen der Flüssigkeitseintrittsleitung und
der zur Stirnfläche des Steuerkolbens führenden Verbindungsleitung ein zwischen
zwei Endlagen drehbarer Wählschieber angeordnet ist, der in seiner einen Endlage
die Flüssigkeitseintrittsleitung durch Bohrungen mit dem Druckraum einer Kupplung
sowie durch weitere Bohrungen mit der zur Stirnfläche des Steuerkolbens führenden
Leitung und in seiner anderen Endlage den Druckraum der Kupplung sowie den Raum
hinter dem Steuerkolben mit der Flüssigkeitsaustrittsleitung verbindet. Vorzugsweise
ist die zu einer Drosselbohrung führende Verbindungsleitung als Bohrung im Ventilgehäuse
angeordnet, wobei sich diese Bohrung vor der Drosselbohrung zu einer Bohrung mit
größerem Durchmesser erweitert, in der ein an sich bekanntes Rückschlagventil angeordnet
ist.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine raumsparende, kompakte
Steuereinrichtung geschaffen, die als einheitliches Bauelement auf einfachste Weise
mit einer gewünschten Kupplung verbunden werden kann.
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Zur Erläuterung ist die Erfmdung in Verbindung mit einem hydraulischen
Kreislauf beschrieben, der Kupplungen zum Vorwärts- und Rückwärtslauf eines Schiffsantriebs
enthält. In ihrer einfachsten Form arbeitet die Drucksteuereinrichtung der Erfindung
jedoch nur mit einer Kupplung zusammen. Es zeigen Fig. 1 und 2 Schnitte durch die
erfindungsgemäße Drucksteuereinrichtung, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3
in Fig. 1, Fig. 4, 5 und 6 Schnitte nach der Linie 4-4 in Fig. 1 mit verschiedenen
Stellungen des Wählschiebers, Fig. 7 eine schematische Darstellung des hydraulischen
Systems für die Steuerung zweier Kupplungen mit einzelnen Teilen im Schnitt und
mit dem Wählschieber in neutraler Lage.
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Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Das längliche Gehäuse 60 hat
koaxiale zylindrische Bohrungen 61, 62. Die Bohrung 62 hat einen größeren Durchmesser
als die Bohrung 61. Die Verbindung der Bohrungen 61 und 62 bildet eine ringförmige
Schulter 63. Das linke Ende der Bohrung 61 ist durch einen Deckel 64 abgeschlossen.
Durch den Deckel 64 erstreckt sich ein schwenkbarer Schaft 65. An ihm ist außerhalb
des Gehäuses 60 ein Handhebel 66 befestigt. Innerhalb des Gehäuses 60 ist der Schaft
65 zu einem zylindrischen Ring 67 vergrößert. Sein Umfang ist gemäß der Fig. 3 mit
umfangsmäßig in Abstand stehenden Nuten 68, 69 und 70 versehen. In diese Nuten kann
wahlweise ein federbeaufschlagter Rastbolzen 71 eingreifen, der in dem Gehäuse 60
geführt ist, wodurch der Vorwärtsantrieb, die neutrale Lage und der Rückwärtsantrieb
festgelegt werden.
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Neben dem mit Nuten versehenen Ring 67 befindet sich der zylinderförmige
Wählschieber 72, der aus einem Stück mit dem Ring 67 besteht. Der Wählschieber 72
ist in die Bohrung 61 eingepaßt. Vom Wählschieber 72 erstreckt sich koaxial ein
Ansatz 73 von kleinerem Querschnitt und von einer bestimmten Länge. Das rechte Ende
des Wählschiebers 72 ist so angeordnet, daß eine Druckflüssigkeitseinlaßöffnung
74 immer offen ist.
In Abstand stehende Kanäle 75 und 76 (Fig. 1,
2, 4, 5 und 6) erstrecken sich in Längsrichtung zum Wählschieber 72 in einem bestimmten
Ausmaß weg von seinem rechten Ende. Sie stehen mit den radialen Kanälen 77 und 78
in Verbindung, welche sich zur zylindrischen Oberfläche des Schiebers 72 erstrecken.
Der Schieber 72 hat einen Schlitz 79 in gleicher Ebene mit den radialen Kanälen
77 und 78. Der Schlitz bildet mit der Bohrung 61 eine Kammer 80, welche sich, wenn
der Schieber 72 die neutrale Lage gemäß Fig. 4 einnimmt, unterhalb der Längskanäle
75 und 76 und im Abstand hiervon befindet und über einen zum Teil diametralen Kanal
81 im Wählschieber 72 mit einem Querkanal 82 im Gehäuse 60 in Verbindung
steht. In beliebiger Lage des Wählschiebers 72 steht die Kammer 80 über eine Öffnung
83 und eine Ausnehmung 84 im Gehäuse 60 mit einem Strömungsmittelsumpf in Verbindung.
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Das Gehäuse 60 hat ferner einen Längskanal 85, welcher .am linken
Ende mit dem Querkanal 82 in Verbindung steht. Sein anderes Ende mündet in
einen größeren Kanal 86, der zur Abstützung einer Feder 3 7 dient, welche ein Kugelventil
88 so beaufschlagt, daß eine Öffnung 89 in .der Platte 90 geschlossen ist. Die Platte
90 ist am rechten Ende des Gehäuses mit Hilfe eines Deckels 91 angeschraubt.
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Die Platte 90 hat eine Drosselbohrung 92, welche den Kanal 86 mit
einer Ausnehmung 93 im Deckel 91 dauernd verbindet. Die Ausnehmung 93 steht über
eine Öffnung 94 in der Platte 90 mit dem Kopf eines schalenförmigen Steuerkolbens
95 in Verbindung, welcher in der Bohrung 62 axial verschiebbar ist. Der Steuerkolben
95 ist von dem in der Kammer 93 vorhandenen Druck beaufschlagt.
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In der neutralen Lage der Steuereinrichtung gemäß den Fig. 1 und 4
wird der Steuerkolben 95 in Berührung mit der Platte 90 durch das eine Ende einer
Feder gehalten, welche aus den zueinander konzentrisch angeordneten Schraubenfedern
96 und 97 besteht. Funktionsmäßig können sie als eine Feder betrachtet werden. Ihre
gegenüberliegenden Enden liegen an der Innenseite des Kopfes eines schalenförmigen
Ventilkolbens 98 an, der in der Bohrung 61 axial verschiebbar ist. Befindet sich
der Wählschieber 72 in der neutralen Lage gemäß den Fig. 1 und 4 und läuft die Antriebsmaschine
nicht, wird durch die Ausdehnung der Federn 96 und 97 der Ventilkolben 98 in Anschlag
mit dem Ansatz 73 gebracht. Läuft die Maschine im Leerlauf, verschiebt der Öldruck
den Ventilkolben 98 etwas und zwar in die in Fig. 1 ge-
zeigte Lage, in der
die Öffnung 99 etwas freigegeben ist, welche mit der Ausnehmung 84 in Verbindung
steht. Das durch die Einlaßöffnung 74 fließende Öl kann so zum Ölsumpf fließen.
Öl, welches in die Bohrungen 61 und 62 zwischen dem Steuerkolben 95 und ; dem Ventilkolben
98 leckt, fließt dauernd zum Ölsumpf über eine Bohrung 100 ab, welche mit der Ausnehmung
84 in Verbindung steht, so daß zu jeder Zeit der unbehinderte= Einfluß der Federn
96 und 97 besteht. f Die vorausstehend beschriebenen Teile sind zusammen mit weiteren
Bauteilen schematisch in Fig. 7 dargestellt, die nachstehend erläutert wird.
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Eine zweckmäßigerweise von der Maschine angetriebene Ölpumpe 138 ist
über die Leitung 139 und das Filter 140 mit dem Ölsumpf 141 verbunden. Der Pumpenauslaß
steht mit einem Ölkühler 143 in Verbindung. In der Zeichnung sind der Ventilkolben
98 und der Wählschieber 72 getrennt dargestellt; diese Teile sind jedoch tatsächlich
gemäß Fig. 1 in einem gemeinsamen Gehäuse 60 untergebracht. Gemäß Fig. 7 gibt der
Ölkühler 143 durch die Leitung 144 Öl an den Ventilkolben 98 ab, und zwar durch
den Einlaß 74 (Fig. 1). Bei einem entsprechend niedrigen Öldruck befindet sich der
Ventilkolben 98 in einer Ruhestellung und läßt über die Öffnung 145 Öl in die Ausnehmung
84, die in Fig. 7 als Leitung dargestellt ist, sowie ferner in die Kanäle 75, 76,
die Bestandteile des Wählschiebers bilden, abfließen. Die Öffnung 100, die in Fig.
7 als Leitung eingetragen ist, stellt ebenfalls eine Verbindung zur Ausnehmung 84
her, um Öl abzuführen, das sich zwischen dem Ventilkolben und dem Steuerkolben angesammelt
hat. Von der Ausnehmung 84 fließt das Öl zur Leitung 146, die gemäß Fig. 7 über
Auslässe mit dem Ölsumpf in Verbindung steht.
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Der Kanal 101 des Wählschiebers 72 steht gemäß Fig. 7 mit dem Druckzylinder
25 der Kupplung 20 für den Vorwärtsantrieb in Verbindung, während der Kanal 102
des Wählschiebers zum Betätigungszylinder 50 der Kupplung 45 für den Rückwärtsantrieb
führt.
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Es wird jetzt der Zustand erörtert, bei welchem sich die Antriebsmaschine
im Leerlauf und der Wählschieber72 in der neutralen Lage gemäß Fig. 1 und 4 befindet.
Die Ausnehmung oder Nut 93 steht mit dem Ölsumpf über die Kanäle 86, 85, 82 und
81 und über die Kammer 80 in Verbindung. Die Kammer 80 steht mit den Kanälen 101
und 102 im Gehäuse 60 in Verbindung. Die Kanäle 101 und 102 stehen wiederum mit
den beiden Kupplungen 20 bzw. 45 für den Vorwärts- bzw. Rückwärtsantrieb in Verbindung,
so daß die Kupplungen ausgerückt sind. Zur gleichen Zeit sind die radialen Kanäle
77 und 78 durch die Wand des Gehäuses 60 überdeckt.
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Zum Einrücken der Kupplung 20 für den Vorwärtsantrieb ist der Wählschieber
72 im Uhrzeigersinn in die Lage nach Fig. 5 zu verschwenken, in welcher der Kanal
102 noch in Verbindung mit dem Ölsumpf steht, so daß die Kupplung 45 für den Rückwärtsantrieb
ausgerückt bleibt. Der radiale Kanal 77
steht nunmehr mit dem Kanal
101 in Verbindung, welcher zum Druckzylinder der Kupplung 20 für den Vorwärtsantrieb
führt, während der radiale Kanal 78
über die Kanäle 82, 85, 86 und die Drosselbohrung
92 mit der Nut oder Ausnehmung 93 in Verbindung steht, so daß ein Druck auf den
Steuerkolben 95 ausgeübt wird. Wird die Antriebsmaschine beschleunigt, damit sie
die Last aufnehmen kann, ist der Ventilkolben 98 in seine volle Regulierung entgegen
der Vorbelastung der Federn 96 und 97 durch den Steuerkolben 95 zu verschieben,
dessen Grenzlage nach links durch die Schulter 63 festgelegt ist.
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Wird der Wählschieber 72 in die neutrale Lage der Fig.4 verschwenkt,
,entleert sich der Zylinder der Kupplung 20 für den Vorwärtsantrieb über den Kanal
101 in den Ölsumpf. Der Kanal 82 ist mit dem Ölsumpf über den Kanal 81 verbunden.
Durch die Kraft der Federn 96 und 97 kehrt der Ventilkolben 98, desgleichen der
Steuerkolben 95 in die Lage der Fig. 1 zurück. Das bisher hinter dem Steuerkolben
95 befindliche Öl wird durch die Öffnung 89 an den Ölsumpf abgegeben, da das Kugelventil
88 nicht an der Öffnung 89 anliegt.
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Für den Rückwärtsantrieb ist der Wählschieber 72 entgegen dem Uhrzeigersinn
in die Lage der Fig. 6
zu verschwenken. In dieser Lage gelangt der
Öldruck zur Kupplung 45 für den Rückwärtsantrieb und zu dem die Federn 96 und 97
beaufschlagenden Steuerkolben 95.