DE3045323C2 - Hydrostatische Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gatttingsgemäß auf eine hydrostatische Kupplung mit einer in einem feststehenden Kupplungsgehäuse angeordneten Verdrängerpumpe mit zumindest zwei Zahnrädern, bei der ein Zahnrad mit der einen Kupplungswelle verbunden ist und ein anderes Zahnrad in einem um die Achse des ersten Zahnrades drehbaren Pumpengehäuse gelagert ist, in dein sie Saug- und Druckkanäle für die Pumpenzahnräder angeordnet sind und an dem die andere Kupplungswelle angreift, wobei die Pumpe saugseitig über eine Saugleitung und druckseitig über eine Drosselventilanordnung mit einem ölvorratsraum in Verbindung steht.

Bei einer bekannten gattungsgemäßen Ausführungsform (CH-PS 4 79 821) besteht die Drosselventilanordnung aus einem Schieber, der auf dem rotierenden Teil der Kupplung angeordnet ist und mit dem der Pruckkanal mehr oder weniger geöffnet werden kann. Der Schieber ist von außen verstellbar. Eine derartige Anordnung erlaubt es nicht ohne weiteres, die Kupplung so auszulegen, daß in einem Überlasiungsfall ein selbsttätiges Lösen der Kupplung erfolgt. Das gilt auch für eine weitere gattungsgemäße Ausführungsform (DE-AS 24 19 053). bei der die Verdrängerpumpe druckseitig über ein am feststehenden Kupplungsgehäuse angeordnetes Drossseiventil mit dem Ölvorratsraum in Verbindung steht. Das Drosselventil ist ein Kolbenschieber.

Ein nicht zum Stand der Techni¹·: gehörender Vorschlag (DE-OS 30 45 324) sieht vor. bei einer hvdrostatischen Kupplung des beschriebenen Aufbaus eine Drosselventilanordnung vorzusehen, die aus zwei parallel geschalteten, jeweils mit einem Vorsteuerventil kombinierten Dmckbegrenzungsventilen in Form von die betriebsfertigen Ventilteile enthaltenden Einbaupatronen besteht, deren eines als Betriebsventil und deren anderes als Sicherheitsventil ausgelegt ist. Diese Drosselventilanordnung ist auf das Kupplungsgehäuse aufgesetzt, was einerseits aufwendig und andererseits besondere Drehdurchfuhrungen erforderlich macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße hydrostatische Kopplung nut einer Drosselventilanordnung zu versehen, die im Überlastfall ein automatisches Abschalten bewiikt. jedoch soll diese Drosselventilanordnung nicht auf das Kupplungsgehäuse aufgesetzt sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Drosselventilanordnung zwei parallel geschaltete, jeweils mit einem Vorsteuerventil kombinierte Druckbegrenzungsventile in Form von Linbaupatronen. in denen die Ventilteile betriebsfertig untergebracht sind, aufweist, deren eines als Betriebsventil, deren anderes als Sicherheitsventil ausgelegt ist. und daß diese Drosselventilanordnung im umlaufenden Teil der Kupplung angeordnet ist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzt das Betriebsventil einen durch eine Rückstellfeder belasteten Betriebsventilkegel.

wobei an das Betriebsventil unter dem Betriebsventilkegel eine Kupplungsdruckleitung und seitlich eine Abführleitung angeschlossen sind, während der Betriebsventilkegel mit einer durchgehenden Drosselbohrung versehen ist,

und daß über dem Betriebsventilkegel das Betriebsvorsteuerventil angeschlossen ist, welches einen von einer Vorsteuerfeder belasteten Vorsteuerkegel und einen Anschluß für eine Rückführleitung aufweist. Enisprechend kann das Sicherheitsventil einen durch eine Rückstellfeder belasteten Sicherheitsventilkeeel auf-

weisen.

wobei an das Sicherheiisverueil unter dem Sicherheitsventilkegel eine Kupplungsdruckleitung und seitlich eine Abführleitung angeschlossen sind, während der Sicherheiisventilkegel mit einer durchgehenden Drosseibohrung versehen ist.

und kann über den Sicherheitsventilkegel das Sicherheitsvorsteuerventil angeschlossen sein, welches eine Rückführleitung aufweist. — Die Abführleitungen sowie die Rückführleitungen von Betriebsventil und Sicherheitsventil sind zweckmäßigerweise miteinander verbunden.

Im folgenden werden die Erfindung und die durch die ι ΐ Erfindung erreichten Vorteile anhand einer Zeichnung ausführlicher erläutert, wobei zur Darstellung der Funktionszusammenhänge an einen elektromechanischen Antrieb für ein kettengetriebenes Strebbetriebsmittel angeschlossen ist. welcher Antrieb mit einer >o erfindungsgemäßen hydrostatischen Kupplung ausgerüstet ist. Es zeigt

t Fig. 1 schematisch einen elektromechanischen An-

trieb mit erfindungsgemäßer Kupplung,

F i g. 2 einen Axialschnitt durch die hydrostatische .'"> Kupplung aus dem Antrieb der F i g. I in wesentlich vergrößertem Maßstab.

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand der F i g. 2 und

Fig.4 einen Schnitt in Richtung B-B durch den so Gegenstand nach der F i g. 2.

Der in den Figuren dargestellte elektromechanische Antrieb ist für ein kettengetriebenes Strebbetriebsmittel 1 bestimmt. In F i g. 1 ist ein solches Strebbetriebsmittel 1 in Form einer Gewinnungs- und Fördereinrich- J5 tung ausschnittsweise dargestellt. Es besitzt zwei elektromechanische Antriebe. Zu jedem elektromechanischen Antrieb gehören

ein Asynchronelektromc.tor 2.

ein Getriebe 3.

eine Kupplungseinrichtung 4 und

ein Kettenstern 5 für die Antriebskette 6 des Strebbetriebsmittels 1.

Die Kupplungseinrichtung weist im Ausführungsbeispiel hydrostatische Kupplungen 4 zwischen Asynchronelektromotor 2 und Getriebe 3 auf. Aus F i g. 2 entnimmt man, dab die hydrostatische Kupplung 4 mit einer einstellbaren Drosselventilanordnung 7 versehen ist. >o

Die hydrostatische Kupplung 4 besitzt eine in einem feststehenden Kupplungsgehäuse 8 angeordnete Verdrängerpumpe 9 mit zwei Zahnrädern 10, 11 bzw. Mehrfachverdrängerpumpe mit mehreren Zahnrädern, bei der ein Zahnrad 10 mit der einen Kupplungswelle 12 verbunden und das aniere Zahnrad 11 oder die anderen Zahnräder in einem um die Achse 13 des ersten Zahnrades 10 drehbaren Pumpengehäuse 14 gelagert ist. In dem Pumpengehäuse 14 sind Saug· und Druckkanäle 15, 16 für die Pumpenzahnrdder 10, 11 ^⁰ angeordnet. An dem Pumpengehäuse 14 greift ferner hin die andere Kupplungswelle 17 an. Die Verdränger· pumpe 9 ist saugseitig über eine Saugleitung 18 und druckseitig über die Drosselventilanordnung 7 mit einem Ölvorratsraum 19 verbunden. Die Drosselventil- ^b'-anordnung 7 besteht aus r.wei parallelgeschaltctcn. jeweils mit einem Vorsleuerventil 20, 2! kombinierten Druckbegrenzungsventilen 22, 23. Die Einbaupatronen.

in denen die weiter unten beschriebenen Veniilteile untergebracht sind, wurden nicht gezeichnet Das eine dieser Ventile ist als Betriebsventil 22, das andere ist als Sicherheitsventil 23 ausgelegt. Diese Drosselventilan-Ordnung 7 ist im umlaufenden Teil 14 der Kupplungseinrichtung 4, der auch das Pumpengehäuse bildet, angeordnet.

Im Ausführungsbeispiel ist bei der hydrostatischen Kupplung das treibende Pumpengehäuse 14 oder die getriebene Kupplungswelle 17 der Zahnradpumpe 9 mit einer Sekundärpumpe· 24 verbunden. Die in Eingriff stehenden Teile der Zahnräder 10,11 der Zahnradpumpe 9 sind in einem zusätzlichen und von der Sekundärpumpe 24 in Gang gehaltenen Frischöl-Kühlkreislauf angeordnet — wobei die Kühlelemente im einzelnen nicht gezeichnet sind.

Das Betriebsventil 22 besitzt, wie man aus der F i g. 2 entnimmt, eine Betriebsventilbohrung 25 mit darin durch eine Rückstellfeder 26 belastete Betriebsventilkegel 27. An die Betriebsventübohrung 25 sind unter dem Betriebsvemifkegel 27 eine Kupplungsdruckleitung 28 und seitlich eine Abführieitung 20 angeschlossen. Außerdem besitzt d< r Betriebsventilke^el 27 eine durchgehende Drosselbohrung 30. Hinter dem Betriebsventilkegel 27 ist das lletriebssteuerventil 20 angeordnet, welches einen von einer Vorsteuerfeder ?1 belastetet. Vorsteuerkegel 32 und einen Anschluß 33 für eine Rückführung 34 besitzt. Ähnlich ist das Sicherheitsventil 23 gestaltet, welches also eine Sicherheitsventilbohrung 35 mit darir durch eine Rückstellfeder 36 belasteten Sicherheit entilkegel 37 aufweht. An die Sicherheitsventilbohruiig 35 sind unter dem Sicherheitsventil 23 die Kupplungsdruckleitung 28 seitlich die Abführleitung 29 angeschlossen. Dabei ist der Druckkanal 16 über eine Verzweigung 38 an die Kupplungsdruckleitungen 28 angeschlossen. Der Sicherheitsventilkegel 37 besitzt wieder jm eine durchgehende Drosselbohrung 39. Über dem Sicherheitsventilkegel 37 befindet sich das Sichel heitsvorsteuerventil 21 welches einen von einer Vorsteuerfeder 40 belasteten »or-Steuerkegel 41 und einen Anschluß 42 für eine Rückführleitung 34 bes tzt. Die Abführieitung 29 sowie die Ruckführleitungen 34 vom Betriebsventil 22 und Sicherheitsventil 23 sine im Ausfuhrungsbeispiel miteinander verbunden.

Wie bereits erwähnt, ist bei der hyHrostatisrhen Kupplung 4 die Kupplungswelle 12 zugleich die Antriebswelle der Zahnradpumpe 9. Die gesamte Kupplung 4 ist in einem feststehenden Kupplungsgehause 8 mit Lagern 43 und 44 gelagert. Die Druckseite der Zahnradpumpe 9 ist über den schon erwähnten Druckkanal 16 und ein; zwischen dem Pumpengehäuse 14 und dem feststehenden Kupplungsgehäuse 8 angeordneten Dichtung 45 mit der Drosselventilanordnunf 7 \ jrjunden. Der Kupplungskreislauf ist durch ein weiteres Rohrstück als Abführleitung 46 vervollständigt, welches die Drosseivcntilanordnung 7 mit einem ÖUorratsraum 19 verbindet, welcher über die Saugleitung 18 und dem Hohlraum 47 mit der Zahnradpumpe 9 in Verbindung steht. Der von der Drosselventilanordnung 7 gesteuerte ÖlMrom im Kupplungskreislauf ist in Fig.2 mit ausgezogenen Pfeilen angedeutet. Aus den F i g. 2 und 4 entnimmt man. daß im Kupplungsgehäuse 8 eine über den Saugkanal 15 an den Hohlraum 47 angeschlossene Sekundärpumpe 24 integriert ist. Diese weist einen inneren Rir^kanal 48. ein Kreiselrad 49 und einen äußeren Sammelkanal 50 auf. Der Sammelkanal 50 ist über eine als Rohrstück ausgebildete Leitung 51

mit dem gekühlten Ölvorratsraum 19 verbunden. Der Ölvorratsraum 19 ist über die .Saugleitung 18 mit dem Hohlraum 47 verbunden. Ein mit gestrichelten Pfeilen angedeuteter Frischöl-Kühlkreislauf fließt demnach von der Saugleilung 18 über die Sekundärpumpe 24 und die Leitung 51 in den Ölvorratsraum 19, worauf das gekühlte Frischöl über die Saugleiti'ng 18 in den Hohlraum 47 nachfließt. Durch diese Kiihlzirkulation werden die Zähne der als Kupplungspumpe vorgesehenen Zahnradpumpe 9 gut gekühlt, da der kühlende Frischölstrom im Saugkanal Π direkt über die offenen Zähne verläuft. Vor allem wird auch in gekuppeltem Zustand, d. h. bei geschlossener Drosselventilanordniing 7. das in den Hohlraum 47 strömende warme Lecköl der Zahnradpumpe 9 durch kühles Frischöl aus dem Ölvorratsraum 19 ersetzt, wodurch der Schlupf im eingekuppelten Zustand stark verringert wird. Um ein Rückfließen des Öls vom Sammclkanal 50 unter Umgehung des Ülvorratsraumes 19 direkt in den Hohlraum 47 möglichst gering zu halten, ist zwischen dem Pumpengehäuse 14 und dem feststehenden Kupplungsgehäuse 8 nur ein enger Spalt 52 vorgesehen. Bei normalem Betrieb, d. h. beim Anlaufen und bei üblichem Übertragungsverhalten, steht der beim Antreiben einer Last in der Kupplung 4 erzeugte Flüssigkeitsdruck an dem Betriebsventil 22 und übe^r die Drosselbohrungen 30 und 53 am Vorsteuerkegel 32 an.

Wird das Lastmoment höher als das Abtriebsmoment, d. h. übersteigt der Druck einen bestimmten Wert, so öffnet das Betriebsvorsteuerventil 20. Der Druck im Raum 54 wird geringer und das Betriebsventil 22 öffnet ebenfalls. Der Durchmesser des Druckkanals 16 ist jedoch so gewühlt, daß die durchfließende Menge bei Einstelldnick nur eine Abtriebsdrehzahl des Motors erlaubt, die dem Kippmoment entspricht. Wird das Vorsteuerventil 20 längere Zeit durchströmt, so baut sich zwischen den Drosselstellen 55 und 56 ein Druck auf. der die Federwirkung unterstützt und den Vorstcucrkcgel 32 schließt. Das Verhältnis der Querschnitte der beiden Drosseln 55 und 56 bestimmt die Schließgeschwindigkeit des Betriebsvorsteuerveniils 20 und des Betriebsventils 22.

Für den Sichcrheitsfall steht der in der Kupplung 4 erzeugte Flüssigkeitsdruck über den Druckkanal 16 und die Kuppliingsdruckleitiing 28 auch am Sicherheitsventil 23 und über die Drosseibohrungen 39 und 57 auch am .Sicherheitsvorsteuerventil 21 an. Bei einem schlagartigen Ansteigen des Druckes über ein Vielfaches des Einstelldruckes am Betriebsventil 22 öffnet das SL herheilsvorsteuerventil 21 und damit gleichzeitig das Sicherheitsventil 23. Der Druckkanal 16, die Kupplungsdruckleitung 28 und die Abführleitung 38 sind entsprechend der Leistung der Kupplung 4 dimensioniert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydrostatische Kupplung mit einer in einem feststehenden Kupplungsgehäuse angeordneten Verdrängerpumpe mit zumindest zwei Zahnrädern, "' bei der ein Zahnrad mit der einen Kupplungswelle verbunden ist und ein anderes Zahnrad in einem um die Achse des ersten Zahnrades drehbaren Pumpengehäuse gelagert ist, in dem die Saug- und Druckkanäle für die Pumpenzahnräder angeordnet '" sind und an dem die andere Kupplungswelle angreift, wobei die Pumpe saugseitig über eine Saugleitung und druckseitig über eine Drosselventilanordnung mit einem ölvorraisraum in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel- '> ventilanordnung (7) zwei parallel geschaltete, jeweils mit einem Vorsteuerventil (20, 21) kombinierte Druckbegrenzungsventile (22, 23) in Form von Einbaupatronen, in denen die Ventilteile (26, 27, 31, 32; 36, 37, «ic 41) betriebsfertig untergebracht sind. -^¹ aufweist, deren eines als Betriebsvcnti! (22), deren anderes als Sicherheitsventil (23) ausgelegt, und daß diese Drosselventilanordnur.g Π) im umlaufenden Teil (14) der Kupplungseinrichtung (4) angeordnet ist. -'·

2. Hydrostatische Kupplung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsventil (22) einen durch eine Rückstellfeder (26) belasteten Betriebsventilkegel (27) aufweist.

tu

wobei ar Jas Betriebsventil (22) unter dem Betriebsventilkegel (27) eine Kupplungsdruckleitung (28) und seitlich eine Abführleitung (29) angeschlossen sind, wahrend der Betriebsventükegel (27) mit einer durchgehenden Drossel- '"' bohrung (30) versehen ist.

und daß über dem Betriebsventilkegel (27) das Betriebsvorsteuerventil (20) angeschlossen ist. welches einen von einer Vorsteuerfeder (31) belasteten ^w Vorsteuerkegel (32) und einen Anschluß (33) für eine Rückführleitung (34) aufweist.

3. Hydrostatische Kupplung nach einem der Ansprüche I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (23) einen durch eine Rückstellfeder (36) belasteten Sicherheitsventilkegel (37) aufweist.

wobei an das Sicherheitsventil (23) unter dem Sicherheitsventilkegel (37) eine Kupplung»- ^>0 druckleitung (28) und seitlich eine Abführleitung (29) angeschlossen sind, während der Sicherheitsventilkegel (37) mit einer durchgehenden Drosselbohrung (39) versehen ist.

und daß über den Sicherheitsventilkegel (37) das Sicherheitsvorsteuerventil (21) angeschlossen ist. welches eine Rückführleitung (M) aufweist.

4. Hydrostatische Kupplung nach einem der Ansprüche I bis J. dadurch gekennzeichnet, daß die ^h0 Abführleitung (29) sowie die Rückfiihrleitungen (34) von Betriebsventil (22) und Sicherheitsventil (23) miteinander verbunden sind.