DE1425371C - Hydrostatische Kupplung mit regelbarem Schlupf - Google Patents

Description

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eine zentrale Antriebswelle angeordnet, deren Läufer des Pfeils 18 in F i g. 3 dreht, tritt die Flüssigkeit in ; achsparallel und in gleichem Abstand um jene die Leitung 8 ein, hingegen ist die Leitung 9 Einlaßliegen, wobei die Pumpengehäuse über mechanische leitung, wenn die Drehrichtung umgekehrt wird.
Getriebe mit der Abtriebswelle verbunden sind. Im erstgenannten Fall werden die Kugelventile 13,

Mit der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kupp- 5 14 in die in F i g. 1 dargestellte Lage bewegt, so daß

lung kann die Drehzahl zwischen dem Wert Null die Einlaßöffnung 37 freigegeben wird, während die

und derjenigen Drehzahl verändert werden, welche Auslaßöffnung 38 durch das Kugelventil 14 ge-

der Drehzahl der Antriebswelle entspricht, wobei schlossen bleibt. Das Kugelventil 14 steht dabei

auch ein beliebiger Mittelwert der Drehzahl ständig außerdem unter dem in dem Kanal 10 herrschenden

konstant aufrechterhalten werden kann. io Druck.

Diese Möglichkeit besteht bei den zum Stande der In der Leitung 9 stehen die Kugelventile 15 und Technik zählenden Vorrichtungen nicht, bei welchen 16 unter Flüssigkeitsdruck und bewegen sich daher lediglich in einer Durchgangsphase, d. h. lediglich gegen die Enden dieser Leitung 9, wobei sie einerwährend des Anfahrens der an die getriebene Welle seits die Einlaßöffnung 39 verschließen und anderer-I angekoppelten Maschine, eine Veränderung der 15 seits die Auslaßöffnung 40 freigeben.
Drehzahl von Null auf einen der Drehzahl der An- Um die Abtriebswelle 2 zu bremsen und bei triebswelle entsprechenden Drehzahlwert möglich ist. fehlender Belastung festzuhalten, ist eine Band-

Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße hydro- bremse mit dem Bremsband 19 vorgesehen, das

statische Kupplung in ihrem Aufbau und in der außen um das Gehäuse 4 der Drehkolbenpumpe

Regelung einfach, betriebssicher und in der Her- 20 herumgelegt ist. Diese wird von Federn 20, 21 unter

stellung billig. Spannung gehalten, die durch Stellschrauben in ihrer

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Spannkraft regelbar sind. Unter dem Einfluß der von

Figuren der Zeichnung dargestellt. Diese zeigen in der Kammer 25 des Einstellventils über die Leitung

schematischer Weise in 26 eintretenden Flüssigkeit werden hydrostatische

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungs- 25 Kolben 23, 24 entgegen der Wirkung der Federn 20,

!gemäße hydrostatische Kupplung nach der Linie 21 verschoben und lockern damit die Spannung der

G-H-I in Fig. 2, Bandbremse mehr oder weniger stark (Fig. 1 und 4).

F i g. 2 einen Schnitt in Querrichtung nach der Da der Druck der Flüssigkeit in der Kammer 25 von

Linie A-B in Fig. 1, der Größe der öffnung des Regelventils abhängig ist,

ί F i g. 3 einen Schnitt in Querrichtung durch die 30 die wiederum von der Größe des auf die Abtriebs-

Drehkolbenpumpe nach der Linie C-D von Fig. 1, welle 2 wirkenden Lastmomentes bestimmt wird, ge-

Fig. 4 einen Schnitt in Querrichtung durch die währleisten die Federn 20, 21 eine verläßliche autohydrostatische Kupplung nach der Linie E-F von matische Bremsung der Welle 2, wenn das Regel-Fig. 1, ventil vollkommen offen steht. Durch Schließen des

F i g. 5 die schematische Darstellung einer Variante 35 Regulierventils kann man einen vorbestimmten Wert

der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kupplung des Flüssigkeitsdruckes einstellen und damit die

mit mehreren Drehkolbenpumpen und in Bremskraft der Bandbremse in gewünschtem Maße

F i g. 6 ein Schema der kinematischen Kupplung regeln.

[der Läufer bei einer Anordnung nach F i g. 5. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Spann-

\ Der Rotor 3 der Drehkolbenpumpe ist mit der 40 kraft der Federn 20,21 so einzustellen, daß die

itreibenden Kupplungswelle 1 und das Gehäuse 4 der Bandbremse bei demjenigen Flüssigkeitsdruck ge-

prehkolbenpumpe mit der Abtriebswelle 2 fest ver- lockert wird, der den kleinen, konzentrisch zur Nadel

bunden. Am Rotor 3 sind Flügel 5 angeordnet, die 27 des Regulierventils angeordneten Hohlkolben 46

jmittels der Ringe 6 und des Druckes der aus der in Bewegung setzt (F i g. 4), um die größtmögliche

Leitung 41 kommenden Flüssigkeit eng an der 45 Stabilität der Drehzahl der Abtriebswelle 2 auch im

Innenwand des Pumpengehäuses 4 anliegen. Die Falle von plötzlichen Belastungsänderungen zu ge-

Drehkolbenpumpe ist ganz in der Flüssigkeit im Be- währleisten.

lälter 7 — z. B. öl — eingetaucht. Das Regulierventil (F i g. 4) besteht im wesent-

Die in geschlossenem Kreis umlaufende Flüssig- liehen aus einer Nadel 27, die durch das Handrad 28

ceit tritt durch die Flüssigkeitsleitung 8 in die Dreh- 50 einer Spindel axial verschoben werden kann und

colbenpumpe ein und wird durch die Flüssigkeits- damit die Drosselstelle 29 schließt. Die aus dem

eitung 9 im Pumpengehäuse 4 und den Kanal 10 Kanal 10 kommende und unter Druck stehende

lern Regelventil 11 zugeführt, von wo sie durch den Flüssigkeit dringt in die mit der Kammer 30 durch

Canal 12 wieder in den Behälter 7 zurückfließt öffnungen 31 und 32, die in einer feststehenden

F i g. 4). Wenn die Drehrichtung des Rotors 3 um- 55 Hülse 33 bzw. im verschieblichen Hohlkolben 46 an-

jekehrt wird, tritt die Flüssigkeit durch die Leitung 9 geordnet sind, in die Kammer 25 ein. Der Hohl-

in und fließt durch die Leitung 8 wieder in den Be- kolben 46 kann von der durch die öffnungen 31 und

lälter 7 zurück. Zu diesem Zweck sind in den 32 eindringenden Flüssigkeit entgegen der Wirkung

-eitungen 8 und 9 Kugelventile 13,14 und 15,16 der in einer zylindrischen Ausnehmung eingesetzten

orgesehen, die unter dem Druck der kreisenden 60 Feder 34 verschoben werden, wobei je nach der

•lüssigkeit die Ein- und Auslaßöffnungen der Stellung des Hohlkolbens 46 die öffnung 31 mehr

leitungen 8 und 9 öffnen oder schließen. oder weniger freigegeben bzw. gänzlich geschlossen

Die Leitungen 8 und 9 (Fig. 3) sind an den wird. Auf diese Weise wird die Menge der aus-

!egenüberliegenden Seiten einer durch die Antriebs- tretenden Flüssigkeit von der Größe der öffnung 31

velle 1 und die im Rotor 3 vorgesehene Achse 17 65 bestimmt und damit-die Drehzahl der Abtriebswelle 2

[cdachten Ebene angeordnet, wobei diese Achse 17 auch bei plötzlicher Belastungsänderung konstant

xzentrisch zur Antriebswelle 1 liegt. gehalten. Wird die Drosselstelle 29 durch die Nadel

Wenn sich die hydrostatische kupplung im Sinne 27 geschlossen und ist somit der Flüssigkeitsumlauf

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vollständig gedrosselt, steht die Antriebswelle 1 mit starker Schwankungen der Belastung auf der Ab-

der Abtricbswelle 2 in direkter Verbindung und triebswelle 2 stets gleichbleibt. Selbstverständlich

rotiert wie diese mit gleicher Drehzahl. Ist hingegen haben Schwankungen der Drehzahl der Abtriebs-

die Nadel 27 in einer Stellung, in welcher die welle 2 auch solche in der Leitung zur Folge, wobei

Drosselstclle 29 völlig freigegeben wird, erreicht der 5 die verlorengegangene Energie meist in Wärme um-

Flüssigkeitsumlauf in der Drehkolbenpumpe ein gesetzt wird, was eine Erhöhung der Temperatur der

Maximum, und die Abtricbswelle 2 wird durch die Flüssigkeit zur Folge hat. Darum ist der Behälter 7

Bandbremse vollständig festgehalten. In jeder zwi- mit Kühlrippen 35 ausgestattet und auf der Antriebs-

schen diesen beiden Extremstellungen liegenden welle 1 ein Ventilator 36 vorgesehen, so daß für

Zwischenstellung wird die Drehzahl der Abtriebs- io ausreichende Abkühlung der Flüssigkeit gesorgt ist.

welle 2 zwischen Null und der Drehzahl der An- Der Behälter 7 ist außerdem mit einer Öffnung 42

triebswelle 1 geregelt. zum Einfüllen der Flüssigkeit versehen, in der neben

Durch Verstellung der Nadel 27 mittels des Hand- einem Kanal 44 ein Gitter 43 angeordnet ist, um ein

rades 28 läßt sich die Drehzahl der Abtriebswelle 2 Verspritzen der Flüssigkeit zu vermeiden. Diese

daher gleichmäßig im jeweils gewünschten Maße 15 Einfüllöffnung 42 kann aber auch die Stelle des

regeln. Schraubstopfens 45 einnehmen.

Bei einer plötzlichen Erhöhung des Lastmomentes Als Variante der erfindungsgemäßen Kupplung

auf der Abtriebswelle 2 wird deren Drehzahl herab- können beispielsweise mehrere Drehkolbenpumpen

gesetzt, was eine Zunahme der Hubzahl der Pumpe vorgesehen werden (F i g. 5). Hier ist jede Achse

und damit einen erhöhten Flüssigkeitsdruck in der 20 dieser Pumpe parallel zur zentralen Achse und in

Kammer 30 vor der Drosselstelle 29 zur Folge hat. gleichem Abstand von dieser angeordnet. In diesem

Hierdurch wird der Hohlkolben 46 entgegen der Falle weist der Rotor 3 ebenso viele Zylinder wie

Wirkung der Feder 34 verschoben und verschließt Drehkolbenpumpen auf. Zwischen ihnen wird die

mehr oder weniger die Öffnung 31, durch die die exzentrische Trommel der Drehkolbenpumpe mit

Flüssigkeit in die Kammer 30 eingeführt wird, wo- 25 Radialflügeln eingebaut.

durch die umgewälzte Flüssigkeit wieder gedrosselt Die Läufer der Drehkolbenpumpe werden, wie

und die Abtriebswelle 2 auf die gewünschte Drehzahl beispielsweise in F i g. 6 gezeigt, über ein mecha-

zurückgeführt wird. nisches Getriebe von der zentralen Welle angetrieben.

Diese Regelmöglichkeiten der Abtriebswelle 2 sind Die Anordnung mit mehreren Pumpen ist beselbstverständlich auf die Annahme gegründet, daß 30 sonders dann vorteilhaft, wenn die hydrostatische die Drehzahl der Antriebswelle 1 trotz möglicher Kupplung starken Belastungen ausgesetzt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: schlossenen Stromkreis umwälzt, in dem eine Drosselstelle vorgesehen ist, deren Durchtrittsquerschnitt zum Steuern des umgewälzten Flüssigkeitsvolumens und damit der Drehzahl der getriebenen Welle verändert werden kann. Die britische Patentschrift 562 146 offenbart eine hydrostatische Kupplung unter Verwendung einer in einem Behälter mit Flüssigkeit arbeitenden Flügelpumpe, deren Laufrad mit der Abtriebswelle starr

1. Hydrostatische Kupplung mit regelbarem
Schlupf, insbesondere zur stufenlosen Änderung
der Drehzahl der getriebenen Welle, mit einem
Flüssigkeitsbehälter, der eine Drehkolbenpumpe
enthält, deren Rotor und Gehäuse mit der
treibenden bzw. getriebenen Kupplungswelle verbunden ist und die die Arbeitsfiüssigkeit in einem io verbunden ist, wobei die Pumpe die Flüssigkeit in geschlossenen Stromkreis umwälzt, in dem eine Umlauf setzt und die Intensität des Flüssigkeits-Drosselstelle vorgesehen ist, deren Durchtritts- stromes durch ein von Hand zu betätigendes Ventil querschnitt zum Steuern des umgewälzten Flüssig- regelbar ist.

keitsvolumens und damit der Drehzahl der ge- Nach der britischen Patentschrift 825 430 ist es

triebenen Welle verändert werden kann, ge- 15 ferner nicht mehr neu, zur Veränderung eines zwi-

kennzeichnet durch die Vereinigung sehen einer Einlaßöffnung und Auslaßöffnung

folgender Merkmale: strömenden Mediums ein Nadelventil zu verwenden,

a) Die Drosselstelle (29) ist mit Hilfe eines an mit welchem die Durchsatzfläche im Ventilsitz und sich bekannten Ventils von außen verstell- damit auch der Durchsatz als solcher veränderbar und besitzt eine feststehende Hülse (33), ao bar ist.

die eine vor der Drosselstelle liegende Schließlich ist es nach der schweizerischen Zusatz-Kammer begrenzt, in welche eine axial ver- Patentschrift 39 690 zum Hauptpatent 38 710 bereits schiebbare Nadel (27) mit einer konischen bekannt, bei einer hydrostatischen Kupplung einen Spitze eingeführt ist; unter der Wirkung einer Feder stehenden längs-

b) konzentrisch zur Nadel (27) ist ein unter der 25 verschieblichen kleinen Kolben vorzusehen, der einen Wirkung einer Feder (34) stehender, axial Teil eines Ventils bildet, welches die Verbindung verschieblicher Hohlkolben (46) angeordnet, zwischen der Saug- und Druckseite der Flügelpumpe der Bohrungen (32) aufweist, die mit in die in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck steuert, wovor der Drosselstelle (29) liegende Kammer durch die Drehzahl der Abtriebswelle selbsttätig (30) führenden Einlaßöffnungen (31) zu- 3° regelbar ist.

sammenarbeiten; Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydrostatische

c) um das mit der getriebenen Welle (2) ver- Kupplung mit regelbarem Schlupf, insbesondere zur bundene Pumpengehäuse (4) herum ist eine stufenlosen Änderung der Drehzahl der getriebenen durch Federn (20,21) unter Spannung ge- Welle, zu schaffen, welche außer einer großen haltene Bandbremse angeordnet, die mit 35 Elastizität auch einen einfachen Aufbau aufweist Hilfe hydraulischer Kolben (23, 24), die und die die Drehzahl der Abtriebswelle selbsttätig an zwischen den Enden des Bremsbandes (19) die Drehzahl der Antriebswelle in Abhängigkeit vom angeordnet sind und über die Leitung (26) jeweiligen Lastmoment anpaßt.

von der Kammer (25) der öffnung (29) mit Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

Druckflüssigkeit beaufschlagt werden, ent- 40 Vereinigung folgender Merkmale gelöst:

gegen der Kraft der Federn (20, 21) betätigt wird.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den beidseitig der Antriebswelle (1) angeordneten Flüssigkcitsleitungen (8, 9) Kugelventile (13,14, 15,16) vorgesehen sind, die durch den Druck der strömenden Flüssigkeit geöffnet oder geschlossen werden, wobei jede der Leitungen (8,9) als Zu- oder Abflußleitung dient.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Drehkolbenpumpen um eine zentrale Antriebswelle (1) angeordnet sind, deren Läufer achsparallel und in gleichem Abstand um jene liegen, wobei die Pumpengehäuse über mechanische Getriebe mit der Abtriebswelle (2) verbunden sind.

a) Die Drosselstelle ist mit Hilfe eines an sich bekannten Ventils von außen verstellbar und besitzt eine feststehende Hülse, die eine vor der Drosselstelle liegende Kammer begrenzt, in weiche eine axial verschiebbare Nadel mit einer konischen Spitze eingeführt ist;

b) konzentrisch zur Nadel ist ein unter der Wirkung einer Feder stehender, axial verschieblicher Hohlkolben angeordnet, der Bohrungen aufweist, die mit in die vor der Drosselstelle liegende Kammer führenden Einlaßöffnungen zusammenarbeiten;

c) um das mit der getriebenen Welle verbundene Pumpengehäuse herum ist eine durch Federn unter Spannung gehaltene Bandbremse angeordnet, die mit Hilfe hydraulischer Kolben, die zwischen den Enden des Bremsbandes angeordnet sind und über die Leitung von der Kammer der öffnung mit Druckflüssigkeit beaufschlagt werden, entgegen der Kraft der Federn betätigt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in den beidseitig der Antriebswelle angeordneten Flüssigkeitsleitungen Kugelventile vorgesehen, die

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Kupplung mit regelbarem Schlupf, insbesondere zur stufenlosen Änderung der Drehzahl der getriebenen

Welle, mit einem Flüssigkeitsbehälter, der eine Dreh- 65 durch den Druck der strömenden Flüssigkeit geöffnet kolbenpumpe enthält, deren Rotor und Gehäuse mit oder geschlossen werden, wobei jede der Leitungen der treibenden bzw. getriebenen Kupplungswelle ver- als Zu- oder Abflußleitung dient. . bunden ist und die die Arbeitsflüssigkeit in einem ge- Zweckmäßig sind mehrere Drehkolbcnpumpen um