DE1838125U

DE1838125U - Einrichtung zum ausgliech von volumensaenderungen eines geschlossenen hydraulischen kreislaufs.

Info

Publication number: DE1838125U
Application number: DEV12072U
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1960-09-09
Filing date: 1960-09-09
Publication date: 1961-09-21

Description

Einrichtung zum Ausgleich von Volumenänderungen eines geschlossenen hydraulischen Kreislaufs In Anlagen mit einem hydraulischen Kreislauf, z. B. in hydrostatischen Getrieben, ändert sich bei Kompression und bei Temperaturschwankungen

aufgrund der Vergrösserung bzw. Verkleinerung der Volumina der

Bauteile sowie des Betriebsmittels das Volumen des Kreislaufs unter Umständen sehr stark. Bei hydrostatischen Getrieben sucht man diese ständigen Veränderungen sowie die auftretenden Leckölverluste dadurch auszugleichen, dass man die Pumpe in einem Ölsammelbehälter anordnet, der mit der freien Atmosphäre in Verbindung steht. Dabei ist also das Öl der Luft ausgesetzt und kann atmen, was jedoch besonders bei hohen Betriebstemperaturen zur Schaumbildung, Oxydation, Schlackenbildung u. dgl. führt. Ausserdem muss das Fassungsvermögen des Behälters entsprechend gross ausgebildet werden, um bei Volumenschwankungen und insbesondere bei Schaumbildung oder Erschütterungen ein unerwünschtes Austreten des Betriebsmittel durch die Entlüftung

öffnung zu verhindern.

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Nach derfBrfindunwIroTzur Vermeidung dieser Nachteile bei einem

in sich geschlossenen hydraulischem Kreislauf vorgeschlagen, inner-

halb des Kreislaufs, bei hydrostatischen Getrieben vorzugsweise im

Niederaruckteil, eine Ausgleichseinrichtung anzuordnen bzw. an den Kreislauf anzuschliessen, deren bewegliche Wand von dem Betriebsmittel beaufschlagt wird, und des weiteren die Ausgleichseinrichtung in ihrer Nachgiebigkeit so zu bemessen, dass sie die durch Erwärmung, Kompression oder dgl. bedingten Volumensänderungen im Kreislauf bzw. in dem ihr zugeordneten Teil des Kreislaufs selbsttätig ausgleicht.
Durch diese Massnahmen wird es nunmehr ermöglicht, den Plüssigkeitskreislauf gegenüber der Atmosphäre luftdicht abzuschliessen ; eine Berührung des Betriebsmittel mit Luft wird also vermieden. Dadurch wird nicht nur der Alterungsprozess, insbesondere bei Öl, verlangsamt, sondern auch die Schaumbildung, die unter Umständen den Betrieb der Anlage empfindlich stören und zu Schäden führen kann, unterbunden. Ausserdem können jetzt auch wesentlich höhere Betriebstemperaturen als bei den vorbekannten Kreisläufen zugelassen werden.
Als zweckmäasige Ausführung der Ausgleichseinrichtung kann ein Ausgleichsbehälter, ein federbelasteter hydraulischer Kolben, eine Membran oder ein Metallbalg aus elastischem Werkstoff oder dgl. vorgesehen werden. Auch ist es zum nachträglichen Einbau in bereits fertige Anlagen günstig, die Ausgleichseinrichtung in einem gesonderten Gehäuse anzuordnen und als Baueinheit auszubilden. Der Einbau der Ausgleichseinrichtung kann in derartigen Fällen zweckmässigerweise in der Art erfolgen, dass das gesonderte Gehäuse der Ausgleichseinrichtung an die Entlüftungsöffnung des Ölsammelbehälters ange-

schlossen wird.

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Bei Anordnung der rfindun emässen Ausgleichseinrichtung im

Hochdruckteil eines hydraulischen Kreislaufs ist es verständliche-

weise erforderlich, die Ausgleichseinrichtung den auftretenden

Druckkräften entsprechend auszubilden. Bei Anordnung im Niederdruckteil, beispielsweise im Ölsammelbehälter eines hydrostatischen Getriebes, kann die Ausgleichseinrichtung dagegen sehr einfach und leicht, etwa nach Art einer Membrane, ausgebildet sein, da die auftretenden Kräfte hier gering sind. Der von dem Betriebsmittel des Kreislaufs beaufschlagte, bewegliche Teil der Ausgleichseinrichtung

wird hierbei durch den annähernd konstanten Atmosphärendruck im

Gleichgewicht gehalten.

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Nach einer Weiterbildung desrfindungogpgenstandeBfistvorgesehen,

die Ausgleichseinrichtung durch Pressluft, Federkraft oder dgl.

vorzuspannen, und zwar derart, dass die Vorspannung im Betriebsmittel

des von der Ausgleichseinrichtung beeinflussbaren Teiles des hydraulischen Kreislaufs einen Überdruck bewirkt. Durch eine solche Vorspannung kann nämlich der Druck in dem der Ausgleichseinrichtung zugeordneten Teil des Kreislaufs, insbesondere im Niederdruckteil, in gewissen Grenzen eingestellt und reguliert werden.
Bei Anordnung einer derartig ausgebildeten Ausgleichseinrichtung im Niederdruckteil des Kreislaufs, beispielsweise in dessen Flüssigkeitssammelbehälter, wird ausserdem das Betriebsverhalten der dort befindlichen Förderpumpe erheblich verbessert ; denn die Pumpe braucht das Betriebsmittel jetzt nicht mehr anzusaugen, sondern es strömt ihr unter Überdruck zu. Bei Pumpen, die eine gewisse Zulaufhöhe benötigen, ist diese Art der erfindungsgemässen Ausgleichseinrichtung somit besonders günstig anzuwenden. In vielen Fällen wurde bisher zur Erzielung einer derartigen Zulaufhöhe sogar eine zweite Speisepumpe (Vorspeisepumpe) verwendet, die nunmehr ebenfalls überflüssig wird.
Weiterhin ist es auch möglich, die Ausgleichseinrichtung als Impulsgeber zur Steuerung einer Hilfseinrichtung der Anlage, beispielsweise eines fiberwachungsorgans, einer Jalousie oder eines Kühlventilators, zu benutzen. Dazu kann etwa die Stellung des beweglichen Teils der

Ausgleichseinrichtung oder der Druck im Ausgleichsbehälter dienen.

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Die Brfindungfsin der Zeichnung anhand einiger Ausführungsbei-

spiele dargestellt und nachfolgend näher erläutert.

Hierbei zeigen :

Fig. l ein in einem Fahrzeug angeordnetes hydrostatisches Getriebe mit der in dessen Ölsammelbehälter angeordneten erfindungsgemässen Ausgleichseinrichtung, Fig. 2 eine als hydraulischer Kolben ausgebildete Ausgleichseinrichtung, Fig. 3 einen Ölsammelbehälter mit einer als Mebran ausgebildeten, als Ausgleichseinrichtung dienenden oberen Behälterwand und Fig. 4 einen in einem gesonderten Gehäuse angeordneten Metallbalg als Ausgleichseinrichtung.
Nach Fig. 1 ist in einem Ölsammelbehälter 6 eine regelbare hydrostatische Pumpe 3 angeordnet, die über einen Riementrieb 2 von dem Dieselmotor 1 eines Triebfahrzeuges 10 angetrieben wird. Die Pumpe 3 fördert hierbei über eine Druckleitung 7 das Drucköl zu einem hydrostatischen Motor 4, der wiederum einen Kompressor 5 antreibt. Über eine Rückführleitung 8 und eine Leckölleitung 9 ist der hydraulische Kreislauf geschlossen. Die Pumpe 3 ist über ein Hebelgestänge 14 mit einer Verstelleinrichtung 11 verbunden, die in Abhängigkeit von einem Druckimpuls 13 des Motors l, beispielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors. die Pumpe 3 steuert. Die Verstellenrichtung 11, die gegebenenfalls als Kraftverstärker ausgebildet werden kann, regelt in dem Ausführungsbeispiel die Fördermenge der hydrostatischen Pumpe 3 stufenlos durch Verschwenken zwischen den Lagen A (Nullförderung) und B (max. Förderung). Selbstverständlich kann die Pumpe 3 auch auf andere Art geregelt werden.
In dem Clsammelbehälter 6 ist ferner eine Einrichtung 15 zum Ausgleich von Volumensänderung des hydraulischen Kreislaufs infolge von Kompression, Temperaturschwankung oder dgl. angeordnet. Vom Druckraum 16 dieser Ausgleichseinrichtung 15, die aus einem elastischen Metallbalg 18 und einer Druckplatte 17 besteht, führt eine Leitung 19 zu einer Servoeinrichtung 20, deren federbelasteter Kolben 31 über ein Gestänge 32 mit einer Jalousie 33 in Verbindung steht.
Der hydraulische Kreislauf wird bei Inbetriebnahme vollständig mit Öl gefüllt und mittels eines Ventils 12 entlüftet. Die Ausgleichsvorrichtung 15 wird hierbei vorzugsweise mit Pressluft vorgespannt, und zwar derart, dass sie einen bestimmten Druck auf das Betriebsmittel des Kreislaufs, hier des hydrostatischen Getriebes, ausübt.
Ändert sich nun infolge von Temperaturschwankungen oder dgl. das Volumen des Kreislaufs., so ändert sich auch mehr oder weniger die Lage der Druckplatte 17 der Ausgleichseinrichtung 15 und gleicht somit derartige Volumensänderungen selbsttätig aus. Der Metallbalg 18 entspannt sich hierbei oder zieht sich zusammen, so dass sich auch der Druck im Druckraum 16 ändert. Dadurch wird die Stellung des von diesem Druck beaufschlagten Kolbens 31 der Servomotoreinrichtung 20 verändert, und zwar derart, dass etwa durch die Jalousie 33 der Raum, in dem der hydraulische Kreislauf angeordnet ist, mehr oder weniger belüftet wird, so dass beispielsweise nach einem Temperaturanstieg das Öl im Ölbehälter 6 gekühlt wird und sich somit sein Volumen wieder verkleinert.
In Fig. 2 ist die Ausgleichsvorrichtung 56 als ein hydraulischer Kolben 53 ausgebildet. An die Behälterwand 51 ist hierbei ein Zylinder 52 befestigt, in dem der durch eine Feder 55 vorgespannte Kolben 53 geführt ist. Über die Kolbenstange 54 kann die jeweilige Kolbenstellung ebenfalls zur Steuerung einer Hilfseinrichtung der Anlage henutzt werden.
Nach Fig. 3 ist in einem Olsammelbehälter 62 eine durch eine Verstelleinrichtung 63 regelbare hydrostatische Pumpe 61 angeordnet.
Die obere Wand des Behälters 62 ist hierbei aus einem elastischen Werkstoff nach Art einer Membran ausgebildet, um Volumensänderungen des Betriebsmittels ausgleichen zu können.
In Fig. 4 ist die Ausgleichseinrichtung 70 in einem gesonderten Gehäuse 71 untergebracht, und zwar besteht sie hierbei aus einem Metallbalg 73 und einer Druckplatte 72. Durch eine Feder 75 ist der Metallbalg 73 vorgespannt, so dass dem jeweilig in dem mit Flüssigkeit gefüllten Raum 76 des Gehäuses 71 herrschenden Druck eine bestimmte Lage der Druckplatte 72 zugeordnet ist. Mittels des Anschlusses 77 kann das Gehäuse 71 ohne Schwierigkeiten an den der Ausgleichseinrichtung zugeordneten Teil des hydraulischen Kreislaufs

an

angeflanscht werden.

Claims

Li) patentansprüche : l : pgi ; pn spruche :

1. Geschlossener hydraulischer Kreislauf, dadurch gekennzeichnet,

daß innerhalb des Kreislaufs (3,7,4,8,9,6), bei hydrostatischen Getrieben vorzugsweise im Niederdruckteil, eine Ausgleichseinrichtung (ein Ausgleichsbehälter 15, ein hydraulischer Kolben 56, ein Metallbalg 64 oder dgl.) angeordnet bzw. an den Kreislauf angeschlossen ist, dessen bewegliche Wand von dem Betriebsmittel des hydraulischen Kreislaufs beaufschlagt wird, und daß die Ausgleichseinrichtung (15 ; 56 ; 64) in ihrer Nachgiebigkeit derart bemessen ist, daß sie die durch Erwärmung, Kompression oder dgl. bedingte Volumensänderungen in den Kreislauf bzw. in dem ihr zugeordneten Teil (6,8,9,) selbsttätig ausgleicht.
2. Geschlossener hydraulischer Kreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinrichtung (76) in einem gesonderten Gehäuse (71) angeordnet und als Baueinheit ausgebildet ist (Fig. 4).
3. Geschlossener hydraulischer Kreislauf nach Anspruch 1 mit einem dem hydraulischen Kreislauf zugeordneten Flüssigkeitssammelbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinrichtung (64) einen Teil des Flüssigkeitssammelbehälters (62) bildet.
4. Geschlossener hydraulischer Kreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinrichtung (15) durch Preßluft, Federkraft oder dgl. vorgespannt ist, und zwar derart, daß die Vorspannung im Betriebsmittel des von der Ausgleichseinrichtung (15) beeinflußbare Teils (6, 8, 9) des hydraulischen Kreislaufs, vorzugsweise der Niederdruckteil eines hydrostatischen Getriebes, einen Überdruck bewirkt (Fig. 1).
5. Geschlossener hydraulischer Kreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinrichtung (15) als Impulsgeber zur Steuerung einer Hilfseinrichtung (35) der Anlage, beispielsweise eines Überwachungsorgans, eines Kühlventilators, oder dgl. dient (Fig. 1).