DE1407153A1 - Hydraulische Energieuebertragung fuer Antriebe mit drehender oder hin- und hergehender Bewegung - Google Patents

Description

Geseilschaft für Linde's Ei&mabtrimerr AKtf£nge£eT&chaft

A 59/46

Ulb/Je. 3. 9. 1959

Dr. Expl.

•Hydraulische Energieübertragung für Antriebe mit drehender oder hin- und hergehender Bewegung"

Zum Beispiel für Mähwerke an Kraftfahrzeugen und Arbeitsmaschinen für die Landwirtschaft sind hydraulische Energieübertragung?! für einen Antrieb mit drehender oder hin— und hergehender Bewe gung bekannt, die im wesentlichen aus einem mechanisch—hydrau lischen und einem hydraulisch—mechanischen Energiewandler und gegebenenfalls aus einem zwischengeschalteten Steuerorgan bestehen» Zwischen die Messer und die bewegten Teile des Mähbai- ι kens können während des Betriebes jeder Zeit Fremdkörper gelangen, was sehr unerwünscht ist, da sie die Schneiden der Messer beschädigen und die Bewegung hemmen, wodurch in dem Antrieb

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derartige Überbeanspruchungen eintreten können, daß diese ohne Anordnung einer Überlast- oder Rutschkupplung oder einer Sollbruchstelle an irgendeiner Stelle der gesamten Einrichtung zu schweren Schaden führen müßten«, Bei hydraulischer Energieübertragung wirken sich derartige Fremdkörper als plötzlich auftretende Widerstandsspitze, die zu einer plötzlichen Erhöhung des hydraulischen Druckes führt, aus. Um diese Widerstandsspitzen zu brechen, ist es bekannt, in die hydraulische Energieübertragung Sicherheitsventile einzubauen, die bei Überschreitung des vorgesehenen Arbeitsdruckes die oder einen Teil der Fördermenge ohne Arbeitsverrichtung abströmen lassen» Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß die Antriebsleistung nicht verringert und somit der Wirkungsgrad schlecht ist, und daß außerdem die eigentliche das Übel hervorrufende Ursache nicht beseitigt wird.

Der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende allgemeine Erfindungsgedanke besteht nun darin, bei derartigen Antrieben nicht nur die plötzlich auftretenden Widerstandsspitzen abzuwenden, also die Bruchgefahr durch verbesserte Maßnahmen zu verringern, sondern darüber hinaus grundsätzliche Maßnähmen zu ergreifen, um die Ursachen der plötzlich auftretenden Widerstand«· spitzen zu beseitigen. Das heißt bei einem Mähwerk z. B. dafür Sorge zu tragen, daß die Widerstandsspitzen verursachenden Fremdkörper wieder aus dem Mähwerk, bzw. aus dem Bereich der

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der Schneidmesser beseitigt werdeno Die erfindungsgemäße Einrichtung betrifft eine hydraulische Energieübertragung für Antriebe mit drehender oder hin— und hergehender Bewegung, bei der insbesondere plötzlich auftretende Widerstandsspitzen abzuwenden sind, vorzugsweise für Mähwerke an Kraftfahrzeugen und Arbeitsmaschinen für die Landwirtschaft, die im wesentlichen aus einem mechanisch-hydraulischen und einem hydraulischmechanischen Energiewandler und gegebenenfalls aus einem zwischengeschalteten Steuerorgan bestehen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitungen vor dem hydraulisch-mechanischen Energiewandler ein beim Auftreten eines bestimmten Druckes die Sirömungsrichtung vertauschendes und damit die momentane Bewegungsrichtung umkehrendes Uraschaltorgan angeordnet ist« Mit dieser Einrichtung soll beim Beispiel des Mähwerkes erfindungsgemäß erreicht werden, daß die Bewegung der hin- und hergehenden Messer im Mähbalken nicht nur wie bekannt beim Eindringen von Fremdkörpern stillgelegt wird, sondern daß die Bewegung bei Auftreten eines übermäßig hohen Druckes in der Hydraulik automatisch umgesteuert wird, so daß der zwischen zwei bewegten Teilen eingeklemmte Fremdkörper freigegeben und darüber hinaus von der Gegenbewegung der Teile weggestoßen wird. Di öse Maßnahme läßt sich auf einfache Art verwirklichen, wenn der Überdruck oder der Druckstoß auf ein Umsteuerorgan einwirken gelassen wird, das den Kraftfluß von dem mechanisch-hydraulischen Energiewandler zum hydraulisch-mechanischen Enerfiewandlcj

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vertauscht, so daß letzterer seine Bewegungsrichtung ändert, und die von ihm verursachten momentanen mechanischen Bewegungen reversiert werden» Da in besonders hartnäckigen Fällen diese Eeversierbewegung beliebig oft hintereinander durchführbar ist und ohne besondere Ereignisse selbsttätig erfolgt, ist damit zu rechnen, daß die erwartete Wirkung, d_oh«, das Wegstoßen oder Überwinden der Fremdkörper nichi ausbleibt» Am Beispiel des Mähwerkantriebes können die besonderen Vorteile des Erfindungs— gegenstandes wie folgt einleuchtend dargestellt werden:

I₀) Verbesserte Ausnützung der aufgewandten Energie, dadurch Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades„

2o) Verbesserung hinsichtlich der Vermeidung der Bruchgefahr, der Schonung aller Antriebsteile und der Messer durch Verkleinerung der bewegten Massen«

3o) Einfacher und billiger als bekannte Einrichtungen*

ko) Kontinuierlicher Betrieb, ohne Betriebspausen, die bislang zum Entfernen der eingeklemmten Fremdkörper während der Betriebszeil eingelegt werden mußten_β In diesem Zusammenhang ist noch zu erwähnen, daß in den meisten Fällen das Ansprechen dor erfindungsgemäßen Vorrichtung vom Bedienungspersonal überhaupt nicht wahrgenommen wird.

Zweckmäßigerweise ist der Ansprechdruck des Umschaltorganes einstellbare Das Umschaltorgan kann mit dem hydraulisch-

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mechanischen Energiewandler in baulicher Einheit vereinigt sein«

Erfindungsgemäß ist das Umschaltorgan überall dort vorteilhaft anwendbar, wo die Umkehrung der momentanen Dreh- oder Bewegungsrichtung Vorteile mit sich bringt, oder für den Arbeitsablauf unwesentlich ist.

So ζ» Bo bei vielen Arten von Erdbewegungsmaschinen und -fahrzeugen, bei denen Überlastungen auftreten können, die durch die Vorrichtung in einfacher Weise abwendbar sind, ohne dafür die Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals beanspruchen zu müssen. Bei Erdbewegungsmaschinen, die Z₀B₀ ein Stoßschild oder einen Schürfkübel bewegen, kann die Umsteuerung so angeordnet sein, daß wenn z.6, der zulässige Arbeitswiderstand an einem hartnäckigen Hindernis erreicht ist, eine hin- und hergehende Bewegung ausgeführt wird. Durch diese mehrmalige hin- und hergehende Bewegung, also sozusagen durch wiederholtes Anlaufnehmen, werden besonders hohe Widerstände iryäen Erdmassen zu überwinden sein«

Dabei kann die Umsteuerung der hin- und hergehenden Bewegung am anderen Wendepunkt von Hand aus, so z_eB„ durch künstliche Erzeugung eines Druckimpulses im Kraftfluß zum Motor oder durch eine Vorrichtung, die z_oB_e weg- oder zeitabhängig die

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Umschaltung selbsttätig vornimmt₄ erfolgt.

Bei einem Kraftfahrzeug oder einer Arbeitsmaschine für die Landwirtschaft, die mit einer hydrostatischen Kraftübertragungseinrichtung ausgerüstet ist, die stäidig oder fallweise, Z₀B₀ ein Mähwerk oder ähnliche Vorrichtungen antreibt, soll der Erfindungsgegenstand näher beschrieben werden« Die Anlage besteht aus einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe und einem das Mähwerk oder die ähnlichen Einrichtungen antreibenden Motor«, In diese hydrostatische Kraftübertragungseinrichtung ist zwischen Pumpe und Motor, oder, falls ein Steuerorgan zwischengeschaltet ist, das auch Antriebe zu versorgen hat, für die der Erfindungsgedanke ungeeignet wäre, zwischen Steuerorgan und Motor ein Umschaltorgan geschaltet, das in seinen zwei möglichen Stellungen den hydraulischen Kraftfluß in den beiden Leitungen zum Motor vertauschen kann«. Entsteht z.B. im Mähwerk ein Widerstand der größer ist, als der normale Arbeitswiderstand, dann bewirkt dieser eine Verminderung der Drehzahl des Motors und damit verbunden einen Druckanstieg in der Zuleitung, der auch in Form eines Druckstoßes oder einer Druckwelle auftreten kann, wodurch die Umschaltung und damit die Umkehr der momentanen Bewegungsrichtung und damit die Entlastung des Antriebes erfolgt«

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Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel des Umschaltorgans« In einem Gehäuse 1 befindet sich eine zylindrische Bohrung 2, Zuführungskanäle 3 und 4, die an den Zufluß einer hydraulischen Energiequelle z,B, eines nicht gezeichneten mechanisch-hydraulischen Ener;ri ewand] o.rs angeschlossen sind, ein Kanal 5i der an die Ableitung zur hydraulischen Energiequelle angeschlossen ist, ferner zwei Kanäle 6 und 7» die je an eine Leitung zu dem hydraulisch-mechanisehen Energiewandl er führen» Der Z3^Tlinder im Gehäuse 1 ist an beiden Stirnflächen durch die Deckel 8 und 9 verschlossen. Im Zylinder 2 befindet sich ein hin- und herbeweglicher Stufenkolben 10, an dem an beiden Enden ZApfen 11 und 12 vorgesehen sind, deren Enden 13 und l4, z.B. konisch ausgebildet sind. In den Deckeln 8 und 9 sind durch Federn und l6 belastete Kugeln 17, l8 angeordnet, die auf die Zapfen 11 und 12 drückenο

Die Funktion ist folgende:

Tn der gezeichneten Stellung des Kolbens 10 strömt durch den Kanal 3 der hydraulische Kraftfluß in den Zylinderraum 19 zu und von da durch den Kanal 6 ab. Außerdem wii~d über die Bohrungen 20 der Raum 21 zwischen dem Kolben 10 und dem Deckel 8 gcfülltj der somit auch unter dem Druck des zuströmenden Kraftflußes steht«, Durch den Kanal 7 gelangt der von dem hydraulisch-mechanischen Energiewandler zurückströmende Kraftfluß in den Zylinderraum 22 und von da in den Kanal 5, durch

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den er zur hydraulischen.Energiequelle abströmt» Gleichzeitig · ist durch die Bohrungen. £3,,der Zylinderraum 2k zwischen .Kolben und Deckel gefüllt· Findet in der beschriebenen Richtung eine übertragung hydraulischer Energie von der hydraulischen Energiequelle zum hydraulisch-mechanischen Energiewandler statt, dann„ ist,, der Druck in den Zylinderräumen 19 und. 21 hoher, als in den Zylinderräumen 22 und 24» Dadurch entsteht eine auf den Kolben 10 wirkende axiale Schubkraft, in Richtung des Pfeiles 25» Diese Kraft wird, solange der vorgesehene Arbeitsdruck nicht überschritten ist, durch die auf die konische Fläche l4 einwirkenden, unter der Spannung der Federn 16 stehenden Kugeln l8 aufgehoben· Die Kugeln 17 stehen xna£ dabei auf dem zylindrisches Teil des Zapfens 11, so daß durch die Spannung der Fe<ier 15 keine axiale wirkende Kraft auf den Kolben IO ausgeübt wird« Damit bleibt der Kolben 10 in der gezeichneten Stellung« Beim überschreiten des vorgesehenen Arbeitsdruckes, «tex- z.B. durch eine plötzlich auftretende Widerstandsspitze, die abzuwenden ist, in dent hydraulisch-mechanischen Energie wandler erzeugt werden kann, überwiegt die in Richtung des Pfeiles 25 "wirkende axiale Kraft auf den Kolben 10,. so daß die Kugeln 18 gegen die* Kraft der Federn l6 durch das konische Ende 14 verdrängt werden, wobei sich der Kolben 10 in Richtung des Pfeiles 25 "bewegt. Dadurch kommen die Kugeln 17 auf den konischen Teil 13 und bewirken ihrerseits eine Vergrößerung der aäalen Kolhenverschiei kraft in. Richtung des Pfeiles 25, so daß der Kolben in eixiejf

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der gezeichneten Stellung gegenüberliegende Endstellung im Zylinder 2 verschoben wird. Dadurch geht dann der Kraftfluß -vom Kanal 4 in den Zylinderraum 22 und durch den Kanal 7 zum

• hydraulisch-mechanischen Energiewandler und von diesem durch den Kanal & in den Zylinderraum 1'9 und durch den Ka:nal'"5 ;i zurück. Damit ist die momentane Bewegungsrichtung des hydrau-

-'- "Ii sch-mechani sehen Energie Wandlers umgeschaltet und die Widerstarids'spi'tze überwunden» - -

Alle Teile sind einregulierbar ausgestaltet, so z.B« sind die ■ Zapfen 11 und 12 mit einem Gewinde -26 und einer Gegenmutter 27 - versehen, die Begrenzung des Kolbenausshlages "geschieht durch die Schrauben 28 und"für- die Einregulierung der Federkräfte dienen die Verstellschrauben 29. Die Bohrungen 20 können auch mit ein- oder doppelseitig wirkenden Dämpfungsgliedern ausgebildet sein.

Der¹ Erfindungsgedanke läßt sich auch bei mechanischen oder elektrischen Antrieben ausführen, für diese Fälle kann z,B, .ein von- den- Widerstandsspitzen beeinflußbares Wendegetriebe bzw» eine elektrische Umsteuerung vorgesehen sein·

1 Zeichnung

3 Patentansprüche

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Claims (3)

14071^3 Gesellschaft für Linde's Eismaschinen Aktiengesellschaft - 10 - A 59/46 UIb/Je. : 3.9.59 Patentansprüche

1.)Hydraulisehe Energieübertragung für Antriebe mit drehender oder hin- und hergehender Bewegung, bei der insbesondere plötzlich auftretende Widerstandsspitzen abzuwenden sind, vorzugsweise für Mähwerke an Kraftfahrzeugen und Arbeitsmaschinen für die Landwirtschaft, die im wesentlichen aus einer hydraulischen Energiequelle oder einem mechanischhydraulischen und einem hydraulisch-mechanischen Energiewandler und gegebenenfalls aus einem zwischengeschalteten Steuerorgan besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitungen vor den hydraulisch-mechanischen Energiewandler ein beim Auftreten eines bestimmten Druckes die Strömungsrichtung vertauschendes und damit die momentane Bewegungsrichtung umkehrendes Umsehaltorgan angeordnet ist.

2.) Hydraulische Energieübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansprechdruck des Umsehaltorganes einstellbar ist.

3.) Hydraulische Energieübertragung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltorgan mit dem hydraulisch-mechanischen Energiewandler in baulicher Einheit vereinigt 'ist.

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