DE1650906A1

DE1650906A1 - Hydrodynamischer Geschwindigkeitswandler mit Radialkolben

Info

Publication number: DE1650906A1
Application number: DE19681650906
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Speggiorin
Original assignee: Var Spe S A S Di Speggiorin G
Current assignee: Var Spe S A S Di Speggiorin G
Priority date: 1967-04-01
Filing date: 1968-03-18
Publication date: 1970-09-10
Also published as: FR1568345A; CH475493A; US3521449A; BE740076A

Description

mein Zeichen: 0736 Pt

VAE-SPS s.a.s. di SPEaGIOEIIi G. & C. •TAVEETJELIE DI AITAVILlA , Vicenza, Italien Via Oordellina, 28

Hydrodynamischer Geschwindigkeitswandler mit Eadialkolben

Die Erfindung bezieht sich auf einen, hydrodynamischen Geschwindigkeitswandler, welcher mit; einer Pumpe und einem hydraulischen Motor mit Eadialkolben ausgerüstet ist, und mit welchem die Bewegungsübertragung mittels der Exzentrizität der Eotoren relativ zu dem Gehäuse erfolgt. Bei diesem Geschwindigkeitswandler strömt die zirkulierende Flüssigkeit, vorzugsweise Mineralöl, aus der Pumpe in den hydraulischen Motor, und umgekehrt, über Verbindungsleitungen, welche in der gegenüber dem Gehäuse fest angeordneten Mittelwelle der Einrichtung

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gelagert sind. Dabei ist auf der Motorwelle des Geschwindigkeitswandlers eine Pumpe, beispielsweise mit in radialer Richtung beweglichen Leisten, angeordnet, welche den hydraulischen Stromkreis mit Flüssigkeit versorgt, und welche darüber hinaus beim Anfahren der'·- Einrichtung diese Flüssigkeit unter Druck setzt.

Die Flüssigkeit wird im untersten !eil des '^: Behälters abgesaugt _f welcher die gesamte Einrichtung einschließt, wobei dieser Behälter die überschüssige Fördermenge aufnimmt. Hierdurch kann eine dichte und in sich geschlossene Konstruktion des Behälters verwirklicht werden, welcher darüber hinaus außenliegende Kühlrippen oder Versfcärkungsrippen aufweisen kann.

Selbstverständlich steht der Läufer oder Rotor der Pumpe mit der Antriebswelle in Verbindung, während der läufer oder Rotor des hydraulischen Motors mit der Abtriebswelle des Wandlers verbunden ist, so daß die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle relativ zu derjenigen der Antriebswelle innerhalb weiter Grenzen verändert werden kann, wobei die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle größer, gleich oder kleiner als diejenige der Antriebswelle sein kann, und zwar sowohl in der gleichen D'rehrichtung als auoh in entgegengesetzter Dreh— richtung. Dies geschieht durch Veränderung der Exzentri-

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sität der Pumpe und/oder des hydraulischen Motors, das heißt durch entsprechende Veränderung des Hubvolumens des einen oder anderen Zylinders. *

Andere. Merkmale des erfindungsgemäßen Geschwindigkeitswandlers gründen sich auf die Tatsache, daß die Saugkainmer der Hilfspumpe mit den Flüssigkeits-Eücklaufleitungen zwischen dem hydraulischen Motor und der Pumpe verbunden ist, wobei Rückhalteventile, beispielsweise Kugelventile eingeschaltet sind, welch letztere in der Hittelwelle gelagert sind. Diese Ventile verhindern ein Rückströmen der- Flüssigkeit aus den die Pumpe mit'-'' dem hydraulischen Motor verbindenden Leitungen, wobei in diesen Versorgungsleitungen andere Sicherheitsventile angeordnet sind, die sich dann öffnen, wenn der Druck eine vorbestimmte Grenze übersteigt. Burch das öffnen dieser Sicherheitsventile kann die Flüssigkeit in den unten liegenden Behälter überströmen.

Eine geeichte Feder-hält ein Ventil geschlossen, das in derjenigen Leitung angeordnet ist, welche die Saugkammer der Pumpe mit dem Flüssigkeitsbehälter verbindet. Dieses Ventil läßt die überschüssige Fördermenge der Pumpe überströmen und in diesen Behälter eintreten, wenn der Druck den vorbestimmten Wert übersteigt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist in den Kupplungsverbindungen zu erblicken, welche die Abtriebs-

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wellen und den Motor mit den Läufern der Pumpe und dem hydraulischen Motor verbinden, mit den Zweck, Stöße und mechanische Beanspruchungen zu verhindern, welche unmittelbar auf die Läufer übertragen werden»

Vorteilhaft wird die Veränderung der Exzentri- = zität der Läufer durch radiale Verschiebung der Lager erhalten j gegen deren Innenring sich die Eadialkölben der Pumpe bzw. des hy-draulisehen Motors anlegen.

Es sind ferner Mittel zur Flüssigkeitsentnahme stromabwärts der. Pumpe vorgesehen, wobei diese entnommene Flüssigkeit zur Beaufschlagung von außerhalb des Wandlers liegenden Bedienungs- und Hilfsvorrichtungen für die Steuerung dient.

Der erfindungsgemäße Geschwindigkeitswandler ist nachstehend anhand der Zeichmmg noch etwas näher erläutert» In dieser zeigen in rein schematischer Weises

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Geschwindigkeitswandler

Fig. 2 einen senkrechten. Schnitt längs der Linie A - A in Fig. 1

.Fig. 3 einen senkrechten Schnitt längs der Linie B- B in Fig. 1

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Ig· 4 einen senkrechten Schnitt längs der Linie G - G in S¹Ig. 1

Mg. 5 einen senkrechten. Schnitt längs der linie D - D in I¹Ig. 1

Der erflndungsgemäße Geschwindigkeitswandler "besitzt eine Antriebswelle 1 -und eine Antriebswelle .2. (Fig.1). Die Antriebswelle 1 steht mit dem Rotor der Pumpe 4 über eine Zahnkupplung 3 in Yerbindung, während die Abtriebswelle 2 über die Zahnkupplung 5 mit dem Rotor des hydraulischen Motors 6 verbunden ist. , " .

Der Rotor der Pumpe 4 steht mit- der Büchse 7 über den Keil 8 in Yerbindung. Die Büchse 7 dreht sich auf der Mittelwelle⁵* 9, die in dem. Gehäuse 1o den Gesehwindigkeitswandlers befestigt ist.

Der Rotor der Pumpe 4 (Fig.2) besitzt in radialer " Richtung sich erstreckende zylinderförmige Kammern, in welchen die Kolben 11 gleitend geführt sind, welche, von dem Druck der Flüssigkeit nach außen gedrückt werden und sich gegen den Innenring 12 des.Wälzlagers 15 anlegen, wobei der Außenring 14 dieses Wälzlagers.13 mit dem Gehäuse Ίο verbunden ist, so daß er quer zu diesem Gehäuse 1o verschoben werden kann.-

In analoger Weise besitzt der Rotor des hydrau-

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lisehen Motors 6 in radialer Eichtung sich erstreckende zylinderförmige Kammern, in welchen die Zylinder 15 gleitend geführt sind, die unter der Einwirkung der !Flüssigkeit nach außen gedrückt werden. Diese Zylinder 15 legen sich gegen den Innenring 16 des Wälzlagers 17 an, dessen. . Außenring 18 mit.dem G-ehäuse 1o verbunden-ist. .-■■■-

Das eine oder auch beide Wälzlager 13 und 17 können eine veränderliche Exzentrizität besitzen.

Bei der in Figur 2 der Zeichnung dargestellten Ausführungsform" der Erfindung ist der Außenring 14 des Wälzlagers 13 mit dem Steuerring 19 verbunden, welcher einander gegenüberliegende,ebene Flächen besitzt, die sich längs Führungen 2o und 21 bewegen mit dem Zweck, Bewegungen quer zur Achse des Wandlers längs einer waagerechten Ebene zuzulassen.

Diese Bewegungen werden mit Hilfe, einer Schraube 22 gesteuert, welche in ein Gewinde 23 einschraubbar ist, das in den Steuerring 19 eingearbeitet ist. Diese Schraube kann über die Handhabe 24 von Hand betätigt werden.

Eine Veränderung der Exzentrizität des Wälzlagers 13 hat eine entsprechende Veränderung des maximalen Hubes der Kolben 1-1 in den entsprechenden zylinderförmigen Kammern, zur Folge. Die Folge davon ist aber eine entsprechende Ver-

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änderung des Hubraumes eines jeden Zylinders, in welchem der entsprechende Kolben gleitend geführt ist.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Verwirklichungsform hat der hydraulische Motor 6 eine konstante Erzentrizitätj es ist aber klar, daß auch seine Exzentrizität mit Hilfe einer Torrichtung veränderbar gemacht werden kann, welche der Vorrichtung der Pumpe sehr ähnlich ist. - . * .

Eine jede zylinderförmige, in radialer Richtung verlaufende Kammer der Pumpe oder des hydraulischen Motors ist mit Bezug zu einer öffnung 25 (Fig.2) der Büchse 7 angeordnet, so daß erstere auf diese Weise mit den Kammern

26 und 27 in Verbindung treten kann. Diese Kammern 26 und

27 sind in die Mittelwelle 9 eingearbeitet und stehen über das Leitungspaar 28 und 29 mit den entsprechenden Kammern in Verbindung, die unterhalb des hydraulischen Motors 6 angeordnet sind.

Die ±n Längsrichtung.geführten Leitungen 28 und stehen über die in Querrichtung geführten Leitungen 5o und (Fig. 5) mit den Kammern 32 und 33 in Verbindung, welche über die Ventile 34 und 35 "(Pig* 1)"" mit der Förderkammer 36 (Pig.4) der Pumpe 38 in Verbindung gebracht werden.(Pig.3)

Die Ventile 34 und 35, welche normalerweise von Federn geschlossen gehalten werden, wirken abwechselnd,

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. und zwar in Abhängigkeit; davon, ob der hydraulische Hotor mit Bezug auf die Pumpe in gleichem oder in entgegengesetztem Sinne rotiert, das- heißt nach Maßgabe einer ungle,ichsinnigen oder gleichsinnigen E3:zentrizität mit Bezug auf diejenige der Pumpe. Die; Unterbrechung des Stromkreises von Seiten der Pumpe- 38- geschieht tatsächlich stets entsprechend den Flüssigkeit®- Rücklaufleitungen zwischen dem hydraulischen Hafer 6 und der Pumpe 4·

Diese Ewmpe 4 besteht aus einem Laufrad,·daa mit in radialer Sichtung sich erstreckenden Kammern aus-—, gestattet ist. In diesen Kammern bewegen sich Leisten 39^;* wobei dieses Laufrad über den Keil 4o mit der Büchse 7 verbunden ist* die ihrerseits mit dem Rotor der Pumpe 4 eine Einheit bildet. .

Die Saugkammer 41(Fig.4) der Pumpe 38 steht über die Saugleitung 43 mit der Kammer 44 in Yerbidung, welche in dem Fundament des Gehäuses 1o vorgesehen ist, wobei diese Kammer 44 als Flüssigkeitsbehälter dient.

Das Ventil 45, welches von der Feder 46 geschlossen gehalten wird, die wiederum von der Schraube 47 festgehalten wird, erlaubt eine Entleerung der festgelegten, maximalen ,Fördermenge der Pumpe33 über die Leitung 48 in den Behälter 44.

Die von dem Sohraubstopfen 5o verschlossene Leitung 49 verbindet die Förderkammer 37 der Pumpe 38. Diese be-

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sondere Anordnung erlaubt die Anbringung beispielsweise eines Manometers zum Messen ,des Flussigkeitsdrmekes in der Förderkamifler 37| dariäer jkinaus besteht hierdurch die Möglichkeit der Snifcaaahme &ea? Ä^uckfliissigkeitj 13m mit dieser leckflüssigkeit beispielsweise HilBsmechanismen für die Steuerung und Begelung des
zu

Die Tentile 5^ «nd 52 (Fig.5} laestijamen den Maximaldruck der Flüssigkeit in dem Stromkreis. Diese Ventile 51 und 52 werden von geeichten Federn geschlossen gehalten, wodurch die Möglichkeit der Entnahme der Flüssigkeit -aus der darunter liegenden Kammer 44 beispielsweise für den Fall besteht, daß als Folge eines unvorhergesehenen Stillstandes des hydraulischen Motors der Druck der Flüssigkeit gefährliche Werte annimmt.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen. Geschwindigkeit swandl er s geht aus der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen ohne weiteres hervor:

Sobald die Antriebswelle 1 in Drehung versetzt wird, wird diese Drehbewegung auch auf die Pumpe 38 übertragen, welche über die Ventile 34 oder 35 den hydraulischen Stromkreis der Anordnung unter Druck setzt, so daß dem unteren Behälter 44 Flüssigkeit entnommen wird.

Nach einigen Umdrehungen fUllfc die Druckflüssigkeit die von den kleinen Kolben 11 der Pumpe 4 und, von den kleinen Kolben 15 des hydraulischen Motors 6

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verschlossenen Kammern, "vollständig auf.

Der hydraulische Motor-6 setzt mit der Drehbewegung ein,, und zwar in einem der Drehrichtung der Pumpe entgegengesetzten Drehsinn, während die Exzentrizität dieses hydraulischen Motors 6 die gleiche Richtung wie diejenige der Pumpe 4 hat·

Bei der in Figur 2 der Zeichnung mit dem Pfeil 53 angedeuteten Drehrichtung 'bewegen sich die kleinen Kolben 11 des oberen Halbkreises nach außen, und zwai' als Folge der Zentrifugalkraft sowie als Folge der Einwirkung der Flüssigkeit, welch Letztere in die entsprechenden Zylinder über die Kammer 26 einströmt, wobei diese Kammer mit den Leitungen. 28 verbunden ist. Die auf dem unberen Halbkreis gelagerten kleinen Kolben 11 bewegen sich jedoch in entgegengesetzter Richtung und drücken die in dem entsprechenden Zylinder enthaltene .Flüssigkeit in die Kammer 27, welche mit den Leitungen 29 verbunden ist. Hierdurch kann die Flüssigkeit in den hydraulischen .ΐ-lotor einströmen, wo genau das Gegenteil geschieht.

Durch Veränderung der Exzentrizität der Pumpe kann die geförderte Flüsoigkeitsmenge selbst verändert werden, wodurch eine Veränderung der Drehzahl des hydraulischen Motors erreicht werden kann.,

Genauer gesagt, hat eine Steigerung der Exzentri-

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zität der Pumpe 4 eine Erhöhung der Menge des geförderten Drucköles zur Folge, was wiederum eine Steigerung der Drehzahl des hydraulischen Motors nach sich zieht} umgekehrt hat eine Verringerung der Exzentrizität der Pumpe eine entsprechende Herabsetzung der Drehzahl des hydraulischen Motors zur Folge.

Wenn die Exzentrizität der Pumpe vollständig beseitigt wir.d, so bleibt- der hydraulische Motor stehen, wo-hingegen bei Veränderung der Richtung der Exzentrizität die, Drehrichtung der Abtriebswelle-2 verändert wird.

Die kleinen Kolben 11 des unteren Halbkreises werden von der aus der Kammer 27 und den Leitungen 29 herrührenden Druckflüssigkeit nach außen bewegt, während die kleinen Kolben 11 des oberen Halbkreises die Flüssigkeit in die Kammer 26 und in die Leitungen 28 drücken.

Nach einer zweiten Ausführungsform de-r Erfindung ist ebenfalls Vorsorge dafür getroffen, daß auch die Exzentrizität des hydraulischen Motors verändert werden kann, wobei in diesem Falle hierdurch Drehzahlen der Abtriebswelle erhalten werden können, die höher liegen als die Drehzahlen der Antriebswelle, ohne daß den Drehzahlen der Abtriebswelle eine Grenze gesetzt wird, und zwar sowohl hinsichtlich der einen oder der entgegengesetzten Richtung.

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Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet mit. konstanter Leistung:,, wenn man einmal die Reibungsverluste· oder Leckverluste- außer Betracht läßt. Die Einrichtung arbeitet in den Grenzen, die durch die Dimensionierung derselben, bestimmt werden, und zwar bis zu Drücken, welche durch die; Eichung: der Ventile 51 und 52 bestimmt werden.

Die Sicherheitsventile 51 und 52 verhindern _% daß; im Falle eines uBvarIiergesehen.en, Stillstandes der Abtriebswelle der ELüssigfceitSfdruek gefährliche Werte annimmt*

Der erfindungsgemäße G-esehwindigkeitswaniQ-sr kann auch unterschiedliche Formen, annehmen, ohne daß hierdurch der Rahmen der Grundkonzeption gesprengt wird.

Patentansprüche -

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Claims

Pat en tansprüehe -ι cenqne

Hydrodynamischer SeselliwiiLälgkeitswaiiäler, mit „Radialkolben, einer Pumpe, deren, läufer mit der Antriebs— welle· des Motors und mit einem hydraulischen Motor verbunden ist, und dieser läufer der Pumpe mit der Abtriebswelle in Verbindung steht, und sowohl der Hotor der Pumpe als auch derjenige des hydraulischen Motors mit radialen Kammern, ausgestattet sind, in weichen die Kolben gleitend geführt sind, die von dem Drueköl nach außen gedrückt werden und sich gegen einen drehbaren Ring anlegen, der in bezug auf die Achse des Wandlers bzw. der Pumpe und des hydraulischen Motors exzentrisch gelagert ist, wobei darüber hinaus die wirksamen Kammern dieser Zylinder über Leitungen untereinander verbunden sind, welche in der in dem Gehäuse des Wandlers gelagerten Mittelwelle derart geführt sind, daß ein geschlossener Stromkreis der Flüssigkeit zwischen der Pumpe und dem hydraulischen Motor, und umgekehrt, gebildet wird, d ad u r c h g e k e η η ze i c h η e t, "daß eine Hilfspumpe (38), welche beispiels- ' weise radiale, und in Drehbewegung versetzte Leisten (39) besitzt, die in denjenigen Teil des Geschwindigkeitswandlers untergebracht sind, an weichen die von der Welle des Motors in Drehung versetzte Mittelwelle (9) angeschlossen ist, in dem geschlossenen, die Pumpe und den hydraulischen Motor (6) enthaltenden Stromkreis einen Druck der Flüssigkeit erzeugt und aufrechterhält, und daß diese Hilfspumpe (38) die Flüssigkeit aus dem in dem

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Fundament der Anordnung gelagerten Behälter ansaugt und mit Hilfe von geeigneten Entleerungsventilen (z.B. 45) die überschüssige Flüssigkeit wieder "in diesen Behälter zurückführt-.
2. G-eschwindigkeitswandler nach Anspruch 1, d a &:..u rc h gekennzeichnet, daß die Saugkammer (37) der Hilfspumpe (38), welch erstere von einem geeignet geformten !Plansch gebildet wird, der auf der Seite £« des Läufers der Pumpe selbst angeordnet ist, mit den Rücklaufleitungen der Flüssigkeit zwischen dem hydraulischen Motor (6) und der Pumpe unter Zwischenschaltung; von Rückhaiteventilen, beispielsweise Kugelveii feilen, verbunden ist, welch letztere in der Mittelwelle (9) gelagert sind, daß diese Ventile ein Rückströmen der Flüssigkeit aus den die Pumpe mit dem hydraulischen Hotor (6) verbindenden Leitungen verhindern, und daß in diesen Versorgungsleitungen andere Sicherheitsventile (51,52) vorgesehen sind, welche bei Überschreitung einer

^w vorbestimmten Druckgrense ein Oberströmen der.Flüssigkeit in den unten liegenden Behälter (44) zulassen.
3. Geschwindigkeitswandler nach Anspruch 1 und 2_f, d a d u r c g e k e η η a e ic h η e t, daß die Saugkammer (37) der Pumpe (38) mit dem Flüssigkeitsbehälter (44) über ein Ventil (45) verbunden ist, welches von einer geeichten Feder geschlossen gehalten wird, und dan die überschüssige Fördermenge der Pumpe überströmen und in diesen Behälter eintreten läßt.

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4. G-eschwindigkeitswandler nach Anspruch 1, dadurch g ek e η η ζ ei c h η e t, daß die Verbindungen der Antriebst/eile (1) mit dem Läufer der Pumpe" bzw.-der Abtriebswelle (2) mit dem Rotor des hydraulischen Motors (6) als Zahnkupplungen (3) ausgebildet sind, welche die unmittelbare Übertragung -von Stoßen-und mechanischen Beanspruchungen auf die läufer der Pumpe und des hydraulischen Kotors (6) verhindern.
5. G-eschwindigkeitswandler nach Anspruch 1, dad ur c h gekennzeichnet, daß ein Lager (13) vorgesehen ist, gegen dessen Innenring (16) die in radialer Richtung bewegbaren Kolben (11) der Pumpe (4) und des hydraulischen Motors. (6) in radialer Richtung drücken, so daß die Exzentrizität der Rotoren^und als Folge davon die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle (2) relativ zu derjenigen der Antriebswelle (1) verändert werden kann, und zwar sowohl in -der gleichen Drehrichtung als auch in der entgegengesetzten Drehrichtung.
6. G-eschwindigkeitswandler nach Anspruch 1 und 2, d a d u r ch g e k e η η ζ ei ohne t, daß die von der Pumpe unter Druck gesetzte Flüssigkeit abgezogen wird, und daß diese Flüssigkeit zur Beaufschlagung von außerhalb des Geschwindigkeitswandlers liegenden Steuereinrichtungen herangezogen wird. ■

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