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Flüssigkeitsgetriebe. Flüssigkeitsgetriebe und Flüssigkeitskupplungen
werden zur Begrenzung des Flüssigkeitsdrucks bei zu starker Belastung oder zu schnellem
Bremsen mit einem Überdruckventil versehen, und man hat auch bereits die Anordnung
von Unterdruckventilen vorgesehen, um durch Undichtigkeiten entstehende Flüssigkeitsfehlmengen
von einem Sammelraum der Saugseite ergänzend zuzuführen. Die vorliegende Ausbildung
kennzeichnet sich nun durch eine Vereinigung dieser Ventile zu einem einzigen Verschlußorgan,
welches nach beiden Seiten hin beweglich ist, so daß es unter einem bestimmten Unterdruck
in der einen Richtung und unter :einem bestimmten Oberdruck in der anderen Richtung
sich bewegt, oder unter dem Druck .der Druckflüssigkeit -in der einen Richtung und
bei einem Druckwechsel in der anderen Richtung sich bewegt und hierdurch eine Verbindung
von einem Sammelraum zit den jeweiligen. Saugräumen herstellt, während es sich bei
einem Steigen des Flüssigkeitsdrucks über ein bestimmtes Höchstmaß in gleicher Richtung
weiterbewegt und hierdurch eine unmittelbare Verbindung von Druckraum und Saugraum
herstellt. Das Verschlußorgan kann in diesem Fall auch unmittelbar als Trennwand
zwischen dem Druckraum und dem Saugraum angeordnet und in einer besonders einfachen
und gedrängten Bauart so ausgebildet sein, daß seine Hemmfeder zugleich seine Tragachse
bildet, so daß es ohne Schwierigkeit in dem engen Steuerkanal selbst untergebracht
werden kann. Durch eine derartige Vereinigung wird bei Flüssigkeitsgetrieben, bei
denen jeder Kolben seinen besonderen Steuerkanal ohne gemeinschaftlichen Druck-
und Saugraum besitzt, eine der Zahl der Kolben entsprechende Anzahl Ventile gespart,
und bei Wendegetrieben, bei denen die Kolben einen gemeinsamen Druckraum und einen
gemeinsamen Saugraum haben, werden durch eine derartige Vereinigung drei Ventile
gespart, da sonst jeder Raum zwei- Ventile besitzen müßte, weil er j e nach der
Steuerung Saugraum oder Druckraum sein kann.
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Die Zeichnung veranschaulicht in Abb. i und 2 eine mit einem derartigen
Verschlußorgan ausgerüstete Flüssigkeitskupplung in zwei zueinander senkrechten
Schnitten. Abb. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform für ein Flüssigkeitsgetriebe,
bei welchem die Steuerung sich gleichläufig mit den Kolben bewegt und Abb. q. das
Verschlußorgan in einem größeren Maßstab. Die Abb. 5 bis 7 zeigen eine andereAusführungsform
der letzterwähnten Getriebeart, und zwar Abb. 5 und 6 das Getriebe in zwei zueinander
senkrechten Schnitten und Abb. 7 das Verschlußorgan in größerem Maßstab.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb. i und 2 besteht das Getriebe (Kupplung)
aus
einem auf der Triebwelle i befestigten Exzenter 2 zur Bewegung
radial wirkender Kolben 3 mittels der Schubstangen q.. Die Kolben arbeiten in Zylindern
eines Gehäuses 5, welches auf der Triebwelle i lose drehbar ist. Mit dem Gehäuse
5 ist im vorliegenden Beispiel ein Hubelement, eine Seiltrommel oder Seilscheibe
6, oder sonst die getriebene Welle vereinigt. Von einem jeden Kolbenzylinder führt
ein Kanal 8 zu einem Steuerschieber 7, welcher mittels einer Muffe 9 auf der Welle
i achsial verschiebbar und mit Durchlässen ro versehen ist, die mit den Mündungen
der Kanäle 8 zur Deckung gebracht werden können. Von den Kanälen 8 führt j e ein
unter dem Druck von zwei entgegengesetzt wirkenden Federn 12 und 12' stehendes Ventil
i i zu dem Kurbelraum 13.
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Die Wirkungweise des Getriebes ist folgende. Wird der Steuerschieber
7 in die Offenstellung eingestellt, also in diejenige Stellung, in welcher die Durchlässe
io in ihm sich in Übereinstimmung mit den Mündungen der Kanäle 8 befinden, so strömt
das Druckmittel, Öl o. dgl., von den drückenden Kolben, ohne Widerstand zu finden,
zu den saugenden Kolben. Die drückenden Kolben vermögen infolgedessen keine Kraftwirkung
auf die Zylinder des Gehäuses 5 auszuüben; das Gehäuse 5 ist infolgedessen auf der
Triebweile i frei drehbar, die Kupplung ist ausgerückt. Je mehr nun durch achsiale
Verschiebung des Steuerschiebers 7 die Durchlässe io verengt werden, um so mehr
wird das Druckmittel bei seinem Durchgang durch den Steuerschieber gedrosselt und
um so größer wird infolgedessen der Gegendruck in den Zylindern, welche diesem entsprechend
von den Kolben mitgenommen werden. Die Kupplung wird bei völlig geschlossenem Schieber
völlig starr, da alsdann die Kolben sich nicht mehr zu bewegen vermögen. Die Kupplung
überträgt also eine der jeweiligen Schieberstellung entsprechende Drehkraft und
wirkt bei geschlossenem Schieber wie eine starre Kupplung; sie würde in diesem Fall
also jedes beliebige Drehmoment übertragen. Um nun das durch die Kupplung übertragbare
Drehmoment auf ein genau bestimmbares und beliebig regelbares Höchstmaß zu begrenzen,
sind die Ventile i i vorgesehen. Diese öffnen sich nämlich, wenn der Flüssigkeitsdruck
an den drückenden Kolben den Gegendrudk der Ventilfedern 12 übersteigt. Das Druckmittel
strömt alsdann aus .den drückenden Zylindern teilweise unter Umgehung des Steuerschiebers
7 in den Kurbelraum 13, aus welchem es von den jeweilig saugenden Kolben wieder
abgesaugt wird, indem diese ihre Ventile i i entgegen derKraft derVentilfederni2'
öffnen. Der Kraft der Druckfedern 12 entsprechend regelt sich also das durch die
Kupplung übertragbare größte Drehmoment. Durch eine entsprechende Wahl der Ventilfederstärke
kann sogar ein und dieselbe Kupplungsgröße verschiedenenVerwendüngsgebieten und-kräften
dienstbar gemacht werden. Die Ventile treten im vorliegenden Fall aber auch in Tätigkeit,
wenn infolge von Undichtigkeiten ein Teil des Druckmittels von der Kolbendruckseite
unmittelbar in den Kurbelraum übertritt, indem durch selbsttätiges Öffnen der Ventile
auf der jeweiligen Saugseite jene Fehlmenge dem Kurbelraum auf der Saugseite wieder
entnommen wird.
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Die Ausführungsform der Steuervorrichtung gemäß Abb. 3 und q. bezieht
sich auf ein Getriebe, bei welchem 'die Steuerung sich in gleichem Drehsinn wie
der Kolbenantrieb bewegt, also entweder mit diesem umläuft, oder gleich diesem stillsteht,
sofern das Zylindergehäuse umläuft, bei welchem also innerhalb der Steuerung Druckseite
und Saugseite bei gleichbleibender Drehrichtung nicht wechselt. Dieses Getriebe
besteht beispielsweise aus einem mit Kolbenhubverstellung ausgerüsteten Pumpenteil
a und einem motorischen Teil b, oder es kann statt dessen oder hierneben mit verschiedener
Zylinderzahl als Übersetzungsgetriebe ausgebildet sein. Der Pumpenteil erhält seinen
Antrieb durch die Welle 14 und überträgt ihn durch den motorischen Teil auf die
Welle 15. Die Druckflüssigkeit strömt hierbei in Pfeilrichtung, Abb. 3, von der
Pumpe a durch einen- Verbindungskanal 16 hindurch zu dem Motor b und von diesem
durch einen Verbindungskanal 17 zu der Pumpe a zurück. Hierbei wird ein mit einem
Kolbenschieber 18 .ausgerüsteter zweikammeriger Steuerraum i9' und i9" auf der Pumpendruckseite
durch eine Öffnung 21 hindurch unter Druck gesetzt und unter diesem Druck verschiebt
sich der unter der Einwirkung zweier Bleichstarker Federn 2o stehende Kolbenschieber
18 aus der in Abb. 3 veranschaulichten Mittelstellung im Sinne der Zeichnung nach
links in die Stellung gemäß Abb. 4, in welcher er die Motorausflußseite bzw. die
Pumpensaugseite 17 durch eine Öffnung 22 -mit einem Raum 23 verbindet. In dem Raum
23 sammelt sich die durch Undichtigkeiten aus dem Umlauf ausscheidende Flüssigkeitsmenge,
welche auf diese Weise der Saugseite wieder zuzuströmen vermag. Im Gegensatz zu
der vorigen Ausführungsform steht bei dieser .@usführungsform die Saugseite mit
jenem Sammelraum während des Umlaufs des Getriebes ständig in Verbindung. Übersteigt
der Flüssigkeitsdruck also das übertragene Drehmoment ein bestimmtes, durch die
Stärke der Doppelfedern 2o gegebenes Maß, so tritt durch eine noch stärkereVerschiebung
des
Schiebers i8 im Sinne der Abb. q. nach links die Kammer i9' in Verbindung mit dem
linken Teil des Sammelraums 23. Hierdurch wird die Druckseite teilweise unmittelbar
mit der Saugseite in Verbindung gesetzt und auf diese Weise, ähnlich wie im vorigen
Ausführungsfall, durch das Ventil zugleich das übertragbare größte Drehmoment begrenzt.
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Die Ausführungsform gemäß den Abb.5 bis 7 bezieht sich gleichfalls
auf ein Getriebe, bei welchem die Steuerung an der Bewegung des Kolbenantriebs teilnimmt
oder bei umlaufendem Gehäuse ruht, und sie kennzeichnet sich durch eine Ausbildung
des die Saugseite mit jenem Sammel- oder Ausgleichraum verbindenden Ventils, welche
eine besonders gedrängte und einfache Bauart und infolgedessen möglichst kurze und
umbeengte Verbindungskanäle ergibt, wodurch Flüssigkeitsreibungsverluste, soweit
sie unbeabsichtigt sind, auf ein Mindestmaß verringert werden.
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Wie insbesondere Abb. 5 ersichtlich macht, wird bei dieser Ausführung
der Pumpendruckraum 25 von dem Pumpensaugraum 26 durch zwei Klappenventile 27 getrennt.
Die Ventilklappen besitzen ungleiche Hebelarme und in der Ruhestellung bedecken.
sie mit ihrem kürzeren Hebelarm j e eine zu einem Sammel- oder Ausgleichraum 28
führende öffnung 2g. Eine die Bewegung der Ventile 27 regelnde Blattfeder 3o dient
zugleich, wie insbesondere Abb. 7 veranschaulicht, als Tragachse der Ventile. Die
Flüssigkeit strömt wie bei dem Getriebe nach Abb. i und 2 von den jeweilig drückenden
Kolben durch Kanäle 31 zu einem Steuerschieber 32 und durch öffnungen 33, deren
Durchlaßquerschnitt von dem Steuerschieber geregelt wird, durch die entgegengesetzten
Kanäle 3 i - zu der Pumpensaugseite. Der Raum 25 steht hierbei dauernd, d. h. bei
gleichbleibender Umlaufrichtung ständig mit der Druckseite und der Raum 26 entsprechend
ständig mit der Saugseite in Verbindung. Infolge des Druckunterschieds in den beiden
Räumen werden die umgleichschenkligen Ventilklappen 27 entgegen der Wirkung der
sie tragenden Blattfedern in die in Abb. 7 dargestellte Schräglage gedrückt, in
der sie die Öffnungen 29 von dem Raum 28, in welchem die infolge Undichtigkeiten
aus dem Umlauf ausscheidende Flüssigkeit sich sammelt, zu dem Saugraum 26 freigeben,
so daß der Pumpensaugseite Flüssigkeitsfehlmengen ständig zuzuströmen vermögen.
Kehrt sich die Pumpendrehrichtung um, so kommt der Raum 26 unter Überdruck und der
Raum 25 unter Unterdruck und die Schräglage der Ventile kehrt sich entsprechend
um. Übersteigt der Überdruck ein gewisses Höchstmaß, so gelangen die Ventile in
eine solche Schräglage, daß sie eine unmittelbare Verbindung vom Druckraum zum Saugraum
freigeben, wodurch wie zuvor, jedoch in diesem Fall eine unmittelbare und möglichst
kurze Verbindung von Druck- und Saugraum hergestellt und das übertragbare größte
Drehmoment begrenzt wird.
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Die Schaffung eines besonderen Sammelraums für die Entnahme von Flüssigkeitsfehlmengen
ist nicht unbedingt notwendig, aber vorteilhaft, da durch einen derartigen Raum
eine Flüssigkeitsreserve geschaffen ist, aus welcher nicht nur die infolge Kolbenundichtigkeiten
auf der Saugseite fehlenden Flüssigkeitsmengen entnommen werden, sondern auch diejenigen
Flüssigkeitsmengen nach und nach ergänzt werden, welche infolge von äußeren Undichtigkeiten
überhaupt aus dem Umlauf ausscheiden.