DE1528374A1

DE1528374A1 - Hydrostatische Kraftuebertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE1528374A1
Application number: DE19651528374
Authority: DE
Inventors: North John Dudley
Original assignee: Boulton Paul Aircraft Ltd
Current assignee: Boulton Paul Aircraft Ltd
Priority date: 1964-03-02
Filing date: 1965-03-01
Publication date: 1969-07-24
Also published as: GB1027416A; US3291067A

Description

Hydrostatische Kraftubertragungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sioh auf eine hydrostatische Kraftübertragungs einrichtung mit einer hydraulischen Verdrängerpumpe, die mit einem hydraulischen "Verdrängermotor hydraulisch verbunden ist. -Die Bezeichnung "Verdrängerpumpe" bedeutet, daß die Pumpe oder der Motor eine Vorrichtung für ein veränderliches Volumen aufweist, welches im Falle der Pumpe die hydraulische Flüssigkeit durch Verminderung des Volumens unter Druck setzt oder im Falle des Motors unter der Wirkung der auf ihn übertragenen Druckflüssigkeit eine Vergrößerung des Volumens bewirkt, üine Verdrängerpumpe oder ein solcher Motor kann eine oder mehrere Vorrichtungen veränderlichen Volumens aufweisen. V/enn die Pumpe oder der Motor ununterbrochen umläuft, dann kann die Veränderung des Volumens je Umdrehung konstant oder veränderlich sein. Die Pumpe oder der Motor können eine teilweise umlaufende Einheit sein oder eine linearbewegliche Einheit, Z₀B₀ eine aus Kolben und Zylinder bestehende Einheit.

ΰ-emäß der Erfindung besitzt eine hydrostatische Kraftübertragungseinrichtung einen hydraulischen Niederdruckakkumulator, der an den Pumpeneinlaß angeschlossen ist, eine Niederdruokaufladepumpe, die so angeordnet ist, daß sie Flüssigkeit zum Pumpeneinlaß pumpt,

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Sammelmittel, die die Leckflüssigkeit von der Pumpe sammeln und diese Leckflüssigkeit zum Einlaß der Aufladepumpe hinführen, sowie ein Bypassventil, das zwischen dem Sammelmittel sowie dem Akkumulator angeschlossen iat und einen im wesentlichen konstanten Druck in dem Sammelmittel aufrechterhält.

Das Bypassventil kann einen Zylinder, einen Kolben innerhalb des Zylinders, der zu einem Ende des Zylinders hin federbelastet ist, Ventile zur Verbindung des anderen Endes des Zylinders mit der Atmosphäre, einen Ventilkörper, der von dem Kolben gehalten wird und mit einem an dem einen Ende des Zylinders gelegenen Sitz zusammenarbeitet, aufweisen, wodurch der Druck in der Sammeleinrichtung entgegen der Belastung der Feder auf den Kolben einwirkt, so daß ein übermäßiger Druck in dem Sammelmittel das Ventil zum Aufsitz bringt, um die Bypasseinrichtung zu schließen und somit den wirksamen Pumpbereich der Aufladepumpe auf ein Maximum zu steigern.

Die Übertragungspumpe kann eine Axialkolbeneinheit und das Sammelmittel ein um den Zylinderblock der Axialkolbenpumpe herumgebildetes Gehäuse sein.

Jeder Kolben der Axialkolbenpumpe kann eine Gleiteinrichtung einschließen, die auf Grund des Flüssigkeitsdruckes, der in dem zugeordneten Zylinder ausgeübt wird, gegen eine Uoekenfläche gedrückt wird, wodurch der Umlauf der Nockenfläche und/oder des Zylinderblockes dann die Kolben innerhalb ihrer Zylinder hin- und herbewegt.

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Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Aufladepumpe nur im Stande zu sein braucht, bei niedrigem Grad zu pumpen, wobei der Akkumulator dazu dient, Veränderungen in dem Gesamtflüssigkeitsvolumen in der Kraftübertragungseinrichtung aufzunehmen. Die Veränderung in dem Gesamtflüssigkeitsvolumen kann auftreten, wenn der Übertragungsmotor derart ist, daß die Flüssigkeitsmenge, die er enthält, sich während des Betriebes ändert, beispielsweise *,venn der Motor eine einfache aus Kolben und Zylinder bestehende Einheit iatc Sine Volumenveränderung kann auch durch Temperatur- oder Druckschwankun£';en in der Übertragungseinrichtung entstehen. Es wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die schematische Darstellung beschrieben.

In der Zeichnung schließt die Übertragungspumpe 1 eine drehbare Zylindertronmel 2 mit Zylindern ein, von denen Tauchkolben 3 vorstehen, um mit einer geneigten Taumelscheibe 4 zusammenzuarbeiten. Die Zylindertrommel 2 wird durch eine Antriebswelle 5 gedreht, wobei die Kraft von einem Antriebsmotor 6 herangeführt wird. Die Zylindertrommel 2 drückt gegen eine Ventilplatte 7, um eine Zusammenwirkung mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen 8 und 9 zu erreichen. Von diesen Öffnungen erstrecken sich Rohre 11 und 12 zu einem hydraulischen Motor. Dieser Motor kann jede beliebige bekannte iorm haben und beispielsweise ein einfacher, doppelt wirkender Kolben und Zylinder oder wahlweise ein Mehrzylinderumlauf motor sein.

An das Rohr 12 ist ein Kiederdruckspeicher 13 angeschlossen, der aus einem Zylinder 14 mit einem scliwimmenden Kolben 15 besteht, iinde des Zylinders 14 ist an das Rohr 12 angeschlossen, und

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die Flüssigkeit tritt an diesem Ende in den Zylinder ein, um einen Druck auf den Kolben 15 auszuüben. Auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 15 ist eine Menge eines inerten Gases eingefangen, um einen Puffer zum Unterdrucksetzen der in dem Zylinder 14 enthaltenen Flüssigkeit zu bilden. Es kann jede beliebige andere Form eines Speichers benutzt werden»

Die Pumpe 1 umfaßt ein Gehäuse 16, welches die Zylindertrommel und die Taumelscheibe umgibt, und diesesG_ehäuse besitzt eine umlaufende Dichtung, die auf die Antriebswelle 5 wirkt. Ein Rohr 17 erstreckt sich von dem Gehäuse 16 zu einer Niederdruckzahnradpumpe 18, die ebenfalls von dem Antriebsmotor 6 angetrieben wird. Die Förderleitung 19 der Zahnradpumpe 18 ist über ein Rückschlagventil 21 an das Rohr 12 angeschlossen. Ein Sypassventil 22 verbindet die Rohre 12 und 17 miteinander. Das Bypassventil umfaßt einen Zylinder 23 mit einem durch eine Feder 25 belasteten Kolben 24. Der Kolben 24 steuert den Sitz eines Ventilkörpers 26. Der Kolben 24 ist dem Druck, der von dem Rohr 17, d.h. von dem Pumpengehäuse 16, kommt, ausgesetzt, und dieser Druck übt eine Rückdruckwirkung gegen die Kraft der Feder 25 aus, um das "Ventil 26 auf seinem Sitz zu schließen, wenn der Druck in dem Rohr 17 einen höheren als einen vorher festgelegten Wert erreicht. Der Raum hinter dem Kolben 24, welcher die Feder 25 einschließt, ist zur Atmosphäre gelüftet. Das Ventil 26 ist nicht maßstäblich gezeigt, so daß seine Funktion voll verständlich wird. Tatsächlich ist das Ventil 26 im Vergleich zu dem Kolben 24 sehr klein, so daß der Flüssigkeitsdruck in dem Speicher im wesentlichen keinen Einfluß auf die bewegung des Kolbens 24 hat.

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Während dea Betriebes der Kraftübertragungseinriohtung dreht der Antriebsmotor 6 die Antriebswelle 5 und die Zylindertrommel 2. Bin· solche Drehung bewegt den Kolben 3 um die Taumelplatte 4 herum und verursacht eine Hin- und Herbewegung jedes Kolbens in seinem Zylinder. Der Niederdruck von dem Speicher 13 wirkt auf die Kolben 3_t welche mit der Einlaßöffnung 8 verbunden sind. Die zeitliche Abstimmung der Einlaßöffnung 8 mit Bezug auf die taumelscheibe 4 ist derart, daß die Kolben 3 in Verbindung mit der öffnung 8 sioh nach außen bewegen müssen, wenn sie mit der Taumelscheibe 4 in Berührung bleiben sollen. Die Pumpe 18 saugt Flüssigkeit durch das Rohr 17 von dem Gehäuse 16 an und fördert sie mit einem Niederdruok zum Bohr 12 und zu dem Speicher 13. Somit wird das Gehäuse 16 auf einem niedrigeren Druck gehalten als die Einlaßöffnung 8, wodurch auf jedem Kolben 3 in Verbindung mit der öffnung 8 ein Druckunterschied zur Anwendung gebracht wird und ihn nach außen in eine Berührung mit der Taumelplatte 4 hineindrückt. Das Ventil 22 spricht auf den Druck innerhalb des Pumpengehäuses 16 derart an, daß der Ventilkörper 26 zum Aufsitζ kommt, wenn der Druck in dem Gehäuse zu hoch wird, um den Bypaasfluß zu verhindern, so daß die Pumpe 18 vollständig zum Herauspumpen von Flüssigkeit aus dem Gehaust wirksam ist» Wenn andererseits der Druck in dem Gehäuse zu niedrig wird, dann öffnet sioh der Ventilkörper 26 und gestattet einen Bypassfluß um die Pumpe 18 herum, so daß die wirksame Pumpkraft der Pumpe 18 herabgesetzt und die ^lüssigüt aus dem Gehäuse mit geringerer Geschwindigkeit entfernt wird. Der gewählte Druck von dem Gehäuse 16 wird somit duroh das Bypassventil auf einem sehr geringen Wert oberhalb des atmosphärischen Druckes gehalten, was von der Kraft der Feder 25 abhängt, ^ieser Druok ist so gewühlt, daß das Verbleiben einer wesentlichen Flüssigkeitemenge in dem Gehäuse zur Erzielung einer Schmierung siohergestellt ist. :

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Der von den Rohren 11 und 12 gespeiste Motor kann ein einfacher, doppelt wirkender Druokkolben sein, dessen Gesamtvolumen gemäß- der Stellung des Druckkorbens schwankt. In diesem Falle sollte die Aufnahmefähigkeit des Speiohers 13 größer sein als die maximal mögliche volumetrische Veränderung des Druckkolbens. Um eine leckage aus der Anlage heraus zu verhindern, wird bevorzugt, daß eine etwaige Dichtung oder Dichtungen, die einen Seil des Druckkolbens oder Motors bilden und zur Abtrennung der Druckflüssigkeit gegenüber der Atmosphäre dienen, mit einem Verschluß oder mit VerschlüB sen versehen sind, um Leckflüssigkeit zu sammeln und sie zum Einlaß der Zahnradpump· 18 zu führen.

Wenn der duroh die ^Rohre 11 und 12 gespeiste Motor ein umlaufender Mehrzylindermotor ist, dann sollte er in einem Gehäuse angeordnet sein, um die leckflüssigkeit von den Kolben zu sammeln, wobei dieses Gehäuse mit dem ^fiohr 17 verbunden ist.

Dl· Verdrängung der Pump· 1 kann duroh Einstellung des Taumelwinkele der Taumelscheibe 4- erfolgen, um «ine Einstellung der Betriebedrehzahl des Motors au erreiohen. Wenn eine Umkehrmöglichkeit d«s Motors erwünscht ist, dann kann in den Leitungen 10 und 12 ein Umkehrventil vorgesehen werden, so daß der Speicher 13, di· Pump· 18 und das Ventil 22 iair in Verbindung mit der in dl· Pump· hineinführenden lüokführungeleitung 12 bleiben, lin· Umkehr des Motor« kann auoh duroh Umkehr d«r Neigung der TaiuMlplfttte 4 in der Pump· bewirkt werden, und in di···* fall· wird Al· fluSrlohtunc in den Bohren 11 und 12 umgekehrt. D«r 8peiolier 13» die ^Brderung von der Pumpe 18 und die Verbindung

de· Ventile 22 kennen Aana mittel· eines Pendelventil· an die / 909830/0633/ ' 5äd

Rohre 11 und 12 angeschlossen werden, wobei das Pendelventil so angeordnet ist, daß es das Bohr 11 oder 12 bei niedrigem Druck wählt, um eine Verbindung mit dem Speicher 13 herzustellen. Wahlweise kann die Pumpe 1 eine Pumpe mit konstanter Fördermenge sein, die ein Entlastungsventil aufweist, um die förderung zum Einlaß umzuleiten, wenn der Förderdruck einen vorher festgelegten Wert überschreitet, Falls notwendig, kann zum Umkehren oder zum Anhalten des Motors während des Betriebes der Pumpe zwischen der Pumpe und dem Motor ein Ventil vorgesehen werden, um die Pumpenförderleistung in die eine oder andere Richtung zum Motor zu führen oder wahlweise die Pumpe kurzzuschließen, wenn keine Motorbewegung erwünscht ist. Wenn die Übertragungspumpe eine Pumpe mit veränderlicher Leistung ist, beispielsweise vom Taumelplattentyp, dann kann die förderung der Pumpe, wie sie durch den Winkel der Taumelplatte bestimmt wird, durch einen Servomotor gesteuert werden. Wahlweise kann eine unmittelbare Handsteuerung zur Anwendung kommen.

In der beschriebenen Ausführungsform erstreckt sich das Rohr 17» welches Flüssigkeit von dem Pumpengehäuse ansaugt, von dem untersten Teil dieses Gehäuses fort« Ss liegt im Bereiche der Erfindung, daß sich das Rohr aus einer lage innerhalb des Gehäuses von mittlerer Höhe forterstreckt, um sicherzustellen, daß ein Teil der Flüssigkeit immer für Schmierzwecke in dem Gehäuse verbleibt. Wahlweise können Mittel in dem Gehäuse vorgesehen werden, die auf den ölstand in dem Gehäuse ansprechen, um den Flüssigkeitsfluß in die Pumpe 18 hinein zu drosseln, wenn der Stand bis auf einen Wert unterhalb einer vorher festgelegten Höhe absinkt.

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Claims

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DH. ING. H. NEGENDAI

PATENTANWALT

1 R 7 ft 9 7 L JIAMHUHG 8β · Nf)UBR WALL· 41 · FEHNHUJF 36 Ii 88 UNB 36 41 10 I J Z. O O /¹J

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27. Februar 1965 BOULTON PAUI AIRORAFI LTD¹

Pendeford lane. Codsäll
Wolverliampton (Stafford) England

Patentansprüche

Hydrostatische Kraftübertragungs-Einrichtung mit einem hydraulischen ITiederdruckspeicher, der an den Pumpeneinlaß angeschlossen ist, sowie einer Niederdruckaufladepumpe, die so angeordnet ist, daß sie Flüssigkeit zum Pumpeneinlaß fördert, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse -(16) vorgesehen ist, um Leckflüssigkeit von der Pumpe (Ο zu sammeln und diese Leckflüssigkeit zum Einlaß der Aufladepumpe (18) zu führen, und ein Bypassventil (22) angeordnet ist, das zwischen dem Gehäuse sowie dem Speicher (13) angeschlossen und so eingerichtet ist, daß es einen im wesentlichen konstanten Druck in dem Gehäuse aufrechterhält.
2. Hydrostatische Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypassventil (22) einen Zylinder (23) sowie einen in dem Zylinder engeordneten Kolben (24), der zu dem einen Ende des Zylinders hin federbelastet ist, ein Ventil zur Verbindung des anderen Endes cles Zylinders mit der Atmosphäre, einen von dem Kolben aufgenommenen Ventilkörper (26), der mit einem an dem Ende des Zylinders angeordneten Sitz zusammenarbeitet, wodurch der

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Druck in dem Gehäuse (16) entgegen der Belastung der Feder auf den Kolben einwirkt, so daß ein übermäßiger Druck in dem Gehäuse das Ventil zum Aufsitz bringt, die Bypasseinriohtung sehließt und somit die wirksame Pumpmenge der Aufladepumpe (18) steigert, einschließt»
3. Hydrostatische Kraftübertragungseinriehtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungspumpe (i) eine Axialkolbenpumpe ist und das Gehäuse (16) einen Zylinderblock der Axialkolbenpumpe darstellt.

4- Hydrostatische Kraftübertragungsreinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß peeler Kolben (3) eine Gleiteinrichtung einschließt, welche durch den in dem zugeordneten Zylinder ausgeübten Flüssigkeitsdruck gegen eine Taumelscheibe (4) gedrückt wird und dadurch eine relative Drehbewegung zwischen der taumelscheibe und dem Zylinderblock (2) die Kolben in den Zylindern hin- und herbewegt.

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