DE418154C

DE418154C - Fluessigkeitsgetriebe, insbesondere fuer Hebezeuge

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Publication number: DE418154C
Application number: DEST35573D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1922-03-25
Filing date: 1922-03-25
Publication date: 1925-08-31

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein aus Flüssigkeitspumpe und Flüssigkeitsmotor bestehendes Flüssigkeitswechselgetriebe, insbesondere für Hebezeuge. Man hat zwar für den Antrieb derartiger Einrichtungen bereits Flüssigkeitsgetriebe benutzt, sie aber nicht den besonderen Betriebsverhältnissen solcher Maschinen angepaßt.

Die Erfindung hilft diesem Mangel ab und

ίο schafft ein Flüssigkeitswechselgetriebe für den Antrieb von Hebezeugen u. dgl., bei welchem unter voller Ausnutzung der Antriebsmaschine das Produkt Last mal Fördergeschwindigkeit konstant bleibt.

Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht nun darin, daß die Steuerung der Bewegungsrichtung durch ein auf der Druckseite zwischen Primär- und Sekundärpumpensatz angeordnetes Regelrad erfolgt, dagegen die Saugseite beider Pumpensätze ungesteuert bleibt. Die Regelung der Übersetzung erfolgt hierbei durch Verstellen der die Sekundärpumpe umschließenden Laufgehäuseteile, so daß bei gleichbleibender Leistung der Antriebsmaschine über den ganzen Regelbereich ein gleichbleibender Flüssigkeitsdruck erzielt wird.

Die Ausbildung des Getriebes schließt zugleich eine hydraulische Bremse in sich, welche den Rückwärtsgang derart beeinflußt, daß bei unveränderter Einstellung der hydraulischen Bremse auch für das Senken der Last über den ganzen Regelbereich des Getriebes das Produkt aus Last mal Senkgeschwindigkeit konstant bleibt. Die hydraulische Bremse kann hierbei für jede gewünschte Senkgeschwindigkeit eingestellt werden.

Die hydraulische Bremsung erfolgt dadurch, daß das in dem Druckraum der Sekundärpumpe durch die Last gepreßte Treibmittel durch eine Öffnung nach dem Saugraum durchgedrückt wird. Es wird also, da die Durchflußgeschwindigkeit bei gleichbleibendem Druck für alle Übersetzungen dieselbe bleibt, in derselben Zeit stets eine gleichbleibende Treibmittelmenge die Bremsöffnung durchströmen. Da aber die Übersetzung abhängig ist von der Fördermenge der Sekundärpumpe, so wird sich die Sekundärwelle auch bei abwärts gehender Last stets im genauen Verhältnis der eingestellten Übersetzung drehen. Bei großer Übersetzung und großer Last senkt sich diese langsamer als bei kleiner Übersetzung und kleiner Last. Nachstehendes Beispiel wird dies näher erläutern:

Die Durchflußöffnung der hydraulischen Bremse sei beispielsweise so eingestellt daß bei einem Treibmitteldruck von 10 Atm. sekundlich 5 1 durchgedrückt werden. Bei einer Übersetzung 1:10 sei die Fördermenge der Sekundärpumpe pro Umdrehung 5 1, die Sekundärwelle wird sich demnach imal drehen. Bei einer Übersetzung 1:1 ist aber die Fördermenge der Sekundärpumpe pro Umdrehung nur noch 0,5 1, die Sekundärwelle wird sich demnach sekundlich iomal drehen, da ja durch die Bremsöffnung unverändert sekundlich 5 1 durchgedrückt werden. Bei ι: ι o-Übersetzung muß aber die Last iomal größer sein als bei i:i-Übersetzung, um dem

Treibmittel im Druckraum der Sekundärpumpe io Atm. Überdruck zu erteilen.

Um den Bremsweg zu vergrößern, erstreckt

sich die Bremsöffnung nur über einen kleinen Teil der Schieberlänge, wodurch· ein sanftes Anziehen der hydraulischen Bremse erreicht wird.

Die Regelung der Übersetzung erfolgt durch Verstellen der beiden Hälften des Laufgehäuses der Sekundärpumpe; um die Einstellung der Sekundärpumpe auf die jeweils passende Übersetzung sowohl für aufwärts wie auch für abwärts gehende Lasten nachprüfen zu können, ist an den Druckraum der Sekundärpumpe ein Manometer angeschlossen. Die Änderung der Bewegungsrichtung und das Anhalten der Last erfolgt durch einen Regelschieber, der in den Druckkanal zwischen Primär- und Sekundärpumpe einbaut ist. Die Betätigung dieses Schiebers kann beispielsweise durch einen Handhebel erfolgen, dessen Drehsinn zweckmäßig der Bewegungsrichtung der Last angepaßt wird. Der Regelschieber und die Steuerschlitze sind so ausgebildet, daß in keiner Stellung des Regelschiebers zwischen »Aufwärts« und »Halt« der Treibmitteldruck unter den regelmäßigen Betriebsdruck sinken kann, um ein plötzliches Absinken der Last zu vermeiden. Andererseits darf dieser Druck nie überschritten werden, da sonst die Antriebsmaschine stillgesetzt würde.

Um die Steuerschlitze ohne Schwierigkeit mit der notwendigen Genauigkeit herstellen zu können, werden diese in einer besonderen Büchse angebracht, die in das Gehäuse eingepreßt wird.

Zum raschen Senken des leeren Hakens kann in das Getriebe ein Hilfsschieber eingesetzt werden, welcher entweder durch einen besonderen Hebel oder von dem Regelschieber aus betätigt wird und außer der Bremsöffnung den Drückraum der Sekundärpumpe mit dem Saugraum verbindet und dadurch eine leichte Bewegungsmöglichkeit der Sekundärwelle bewirkt.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des neneu Getriebes beispielsweise dargestellt. Es ist:

Abb. ι ein Längsschnitt durch ein Getriebe nach Linie 1-1 der Abb. 2,
Abb. 2 eine Stirnansicht,
Abb. 3 ein Querschnitt nach Linie 2-2 der Abb. i,

Abb. 4 ein Querschnitt nach Linie 3-3 der Abb. i,

Abb. 5 eine Ansicht des Regelschiebers, Abb. 6 ein Schnitt durch den Regelschieber nach Linie 4-4 der Abb. S,
Abb. 7 eine Ansicht der Schieberbüchse, Abb. 8 und 9 ein Querschnitt durch den Regelschieber und die Schieberbüchse nach Linie 4-4 der Abb. 5 bei verschiedenen Lagen des Regelschiebers,

Abb. 10 und 11 ein Querschnitt durch den Regelschieber und die Schieberbüchse nach Linie 5-5 der Abb. 5 bzw. 6-6 der Abb. 7 bei verschiedenen Lagen des Regelschiebers,

Abb. 12 ein Querschnitt durch den Regel- und den Hilfsschieber,

Abb. 13 eine Verbindung der Seiltrommel j mit der Sekundärwelle des Getriebes, teilweise j im Schnitt, teilweise in Ansicht.

Das hydraulische Getriebe besteht aus einer Primärpumpe α (Abb. 1) und einer Sekundär- ; pumpe b, die in ein Gehäuse c eingebaut und ■ nach Art der Kapselwerke ausgebildet sind. Die Kolbentrommel der Primärpumpe α wird von einer Antriebsmaschine im Uhrzeigersinne angetrieben und bringt der Sekundärpumpe b eine stets gleichbleibende Treibmittelmenge zu. Die Sekundärpumpe b ist als Pumpe mit veränderlichen Fördermenge, und zwar beispielsweise als doppelt wirkende Pumpe ausgebildet. Die Änderung der Fördermenge wird dadurch bewirkt, daß das Laufgehäuse dieser Pumpe aus zwei Hälften d (Abb. 3 und 4) besteht, die sich an den Stoßstellen übergreifen und durch Verdrehen einer Spindel e unter Vermittlung von am Gehäuse c verschwenkbar gelagerten Hebeln / zusammen- oder auseinandergeschoben werden können, wodurch die beiderseitigen Förderräume der Sekundärpumpe b geändert werden können.

Die beiden Laufgehäusehälften d der Sekundärpumpe sind hohl ausgebildet und dienen die Hohlräume d¹ gleichzeitig zur Umführung des Treibmittels, um eine doppelte Beaufschlagung der Sekundärpumpe zu ermöglichen. Das die Primär- und Sekundärpumpe umschließende Gehäuse c ist gleichzeitig als Treibmittelbehälter ausgebildet.

Zwischen Primär- und Sekundärpumpe sind die Überströmkanäle g und h für das Treibmittel angeordnet. Bei der angenommenen Drehrichtung 'der Primärpumpe ist der Kanal g der Saugkanal und der Kanal h der Druckkanal. In letzterem ist ein Regelorgan k eingebaut, das beispielsweise als Drehschieber ausgebildet ist. Der Schieber /e no ist in einer besonderen Büchse i gelagert, welche die Steuerschlitze enthält und fest in dem Gehäuse c sitzt. Die Verwendung der Büchse geschieht, um eine genaue Herstellung der Steuerschlitze zu ermöglichen. Dieser Schieber k (Abb. 5 und 6) ist auf einem Teil seiner Länge mit einander gegenüberliegenden gleich großen Ausnehmungen I versehen, die zwei im Abstande χ voneinander abstehende parallele Flächen begrenzen· Zwisehen beiden Ausnehmungen erstreckt sich ein Durchströmkanal m. Ferner sind am Um-

fange des Schiebers k zwei weitere Ausnehmungen I¹ angeordnet, die durch eine in dem Stege k¹ des Schiebers hindurchgeführte Bohrung k² miteinander verbunden sind, Diese Einrichtung bezweckt die Entlastung des Regelschiebers von einseitigem Treibmitteldruck, so daß dieser während des Betriebes leicht bewegt werden kann. Die Büchse i, in der der Schieber k gelagert ist, ist an den Stellen, wo der Kanal h anschließt, mit Steuerschlitzen η und n¹ versehen (Abb. 7 und 8). Zwischen diesen Schlitzen ist ein dritter Schlitz 0 angebracht, der an einen im Gehäuse c angeordneten Kanal p anschließt, der von dem Regelschieber zu dem Saugkanal führt (Abb. 3 und 4).

Die Verstellung des Schiebers k erfolgt durch den Steuerhebel q (Abb. 2), der am Gehäuse drehbar gelagert ist und mittels Zahnräder r und r¹ die Achse des Schiebers verstellt. Der Steuerhebel kann hierbei an einer Stellschine s auf »Aufwärts«, »Halt« und »Abwärts« eingestellt werden. Hierbei wird die letztgenannte Lage durch einen verstellbaren Anschlag s¹ begrenzt.

Die Wirkungsweise des bisher beschriebenen Getriebes ist folgende:

Soll die Last gehoben werden, so wird der Steuerhebel auf »Aufwärts« (Abb.2) einge-

stellt, so daß der Steuerschieber k die in Abb. 3, 4 und 8 gezeigte Lage einnimmt. Wird nun die Welle al· der Primärpumpe im Uhrzeigersinne und mit gleichbleibender Drehzahl ange-. trieben, so fördern die in der Kolbentrommel α radial verschiebbaren Kolben eine gleichbleibende Treibmittelmenge, welche durch den Druckkanal h und den Schieberkanal m tretend die Sekundärpumpe beaufschlagt und deren Welle b im gleichen Sinne antreibt. Das entspannte Treibmitel fließt dann durch den Kanal g der Primärpumpe wieder zu. Bei gleichmäßiger Drehzahl der Primärpumpe α wird daher auch die Sekundärpumpe b mit gleichmäßiger, in entsprechendem Verhältnis geringerer Drehzahl angetrieben. Da die Fördermenge der Sekundärpumpe b infolge der verstellbaren Lauf gehäusehälf ten d regelbar ist, so ist im gleichen Maße auch die Drehzahl der Welle &¹ regelbar. Das Drehmoment an der Welle l·¹ wird' aber bei abnehmender Drehzahl größer, da in diesem Falle der Treibmitteldruck auf eine größere Fläche der Flügel einwirkt. Es bleibt somitbei allen Übersetzungen das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl, also die Leistung gleich groß.

Wird nun der Schalthebel q in die Stellung »Halt« gebracht, so nimmt der Regelschieber die in Abb. 10 gezeigte Stellung ein. Das von der Primärpumpe α geförderte Treibmittel strömt ohne Widerstand durch den Schlitz 0 in den Nebenkanal p und von da in den Saugkanal g der Primärpumpe zurück. Die Primärpumpe läuft daher leer. Die an der Sekundärwelle wirkende Last sucht die Sekundärpumpe in entgegengesetztem Sinne anzutreiben. Da aber das zwischen den Kolben und dem Regelschieber k in dem Räume h¹ befindliche Treibmittel keinen Ausweg findet, so wird die Last festgehalten.

Wird dagegen der Schalthebel q in die Stellung »Abwärts« gebracht, so wird der Schieber k in die in Abb. 11 gezeigte Lage verstellt. Die Primärpumpe α bleibt weiter kurzgeschlossen. Außerdem aber wird eine in der Büchse i angeordnete Bremsöffnung t freigegeben, die durch eine Ausnehmung t¹ des Gehäuses an den Druckkanal h¹ angeschlossen ist. Es kann somit ein Teil des in der Pumpe b vorhandenen Treibmittels ■durch die Bremsöffnung t und den Nebenkanal ρ in den Saugkanal g gelangen, so daß sich die Pumpe b unter der Einwirkung der Last drehen kann und somit ein Senken der Last stattfindet. Die Senkgeschwindigkeit ist abhängig von der Größe der freigegebenen Bremsöffnung t und der eingestellten Fördermenge der Sekundärpumpe. Die Bremsöffnung läßt sich durch den verstellbaren Anschlag s¹, der die Endlage des Hebels q und somit des Regelschiebers k bestimmt, regeln.

Die Abb. 9 zeigt eine Zwischenstellung des Schiebers beim Schalten von »Abwärts« auf »Halt«, bei der seine Steuerkanten die Kanäle Ä¹ und p gerade abschließen. Jedoch ist in dem Schieber k durch einen Nebenkanal u eine Verbindung geschaffen, durch welche Treibmittel von dem Kanal h nach dein Kanal p übertreten können. Diese Öffnung u ist so groß bemessen, daß bei dem normalen Betriebsdruck die gesamte Fördermenge durch sie hindurchgedrückt wird. Hierdurch wird erreicht, daß in keiner Stellung des Regelschiebers zwischen »Aufwärts« und dem Schließen des Kanals h¹ der Druck über den Betriebsdruck steigen kann. Derselbe Zweck ließe sich auch erreichen, wenn das Maß χ am Schieber um einen geringen Betrag kleiner gemacht würde als das Maß y der Büchse i (Abb. 8). Bei der bedeutenden Länge des Regelschiebers würde dieser Unterschied aber sehr klein sein müssen und eine große Genauigkeit der Herstellung erfordern. Bei Benutzung der Öffnung u zur Druckbegrenzung ist das nicht nötig, da die öffnung nur über einen kleinen Teil des Regelschiebers durchgeführt ist, dagegen eine größere Breite besitzt. Das hat außerdem den Vorteil, daß sich die Bremswirkung und namentlich das Einsetzen der Bremswirkung gut regeln läßt.

Um auch den unbelasteten Haken des

Hebezeuges rasch senken zu können, ist in dem Gehäuse c ein besonderer Hilfsschieber ν (Abb. 12) eingebaut, der in geöffnetem Zustande vermittels des Kanals w¹ den Raum h¹ der Sekundärpumpe mit dem Saugkanal g verbindet, so daß sich die Welle l·¹ ohne großen Widerstand drehen kann.

Das gleiche kann auch ohne diesen Hilfsschieber gemäß Abb. 13 dadurch erreicht werden, daß zwischen der Welle b¹ der Sekundärpumpe und der Seiltrommel w in bekannter Weise eine lösbare Kupplung w¹ eingeschaltet ist. Um ferner die Einstellung des Getriebes auf die jeweilig passende Übersetzung sowohl für »Aufwärts« wie auch für »Abwärts« gehende Lasten nachprüfen zu können, mündet in den Druckraum h¹ der Sekundärpumpe eine Bohrung ζ ein, die an ein nicht näher gezeigtes Manometer ange-

ao schlossen ist.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Flüssigkeit^ wechselgetriebe, insbesondere für Hebezeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Bewegungsrichtung durch ein auf der Druckseite zwischen Primär- und Sekundärpumpensatz angeordnetes Riegelglied (k) erfolgt, dagegen die Saugseite beider Pumpensätze ungesteuert bleibt.

2. Flüssigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Übersetzung durch Verstellen der die Sekundärpumpe umschließenden Laufgehäuseteile erfolgt, um bei gleichbleibender Leistung der Antriebsmaschine über den ganzen Regelbereich einen gleichbleibenden Treibmitteldruck zu erzielen.

3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwärtsgang des Sekundärpumpensatzes dadurch hydraulisch gebremst werden kann, daß durch das Regelglied (k) eine Brems-Öffnung (i) freigegeben wird, welche dem durch die Last in dem Druckraum des Sekundärpumpensatzes gespannten Treibmittel eine Verbindung nach dem Saugraum freigibt.

4. Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der hydraulischen Bremse für alle Übersetzungen unverändert bleibt.

5. Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Hubgeschwindigkeit zu der Senkgeschwindigkeit durch ein verschieden weites und durch einen einstellbaren Anschlag (j¹) begrenztes Einstellen der Bremsöffnung (i) geregelt wird.

6. Getriebe nach Anspruch 1 bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsöffnung (t) sich nur über einen Teil der Länge des Regelgliedes (ft) erstreckt und dafür größere Breite hat, um einen großen Bremsweg und dadurch ein sanftes Anziehen der hydraulischen Bremse zu erhalten.

7. Getriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (x) der Steuerkanten des Regelgliedes (k) um ein solches Maß kleiner ist als der Abstand (y) von Außenkante Druckkanal (w¹) bis Außenkante Saugkanal (0), daß der Druckkanal (w¹) von dem Regelglied (k) erst dann geschlossen wird, wenn der Saugkanal (0) so weit geöffnet ist, daß bei dem der normalen Leistung der Antriebsmaschine entsprechenden Betriebsdruck die gesamte Fördermenge der Primärpumpe durch die Öffnung nach der Saugseite übertreten kann.

8. Getriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Regelglied (k) eine Ausnehmung (u) vorgesehen ist, deren Größe und Lage so bemessen ist_; daß bei dem der normalen Leistung der Antriebsmaschine entsprechenden Treibmitteldruck die gesamte Treibmittelmenge des Primärpumpensatzes durch diese Öffnung nach ■ dem Saugraum übertreten kann, sobald das Regelglied (k) den Steuerschlitz (w¹) absperrt.

9. Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelglied (k) in einer besonderen Büchse (i) gelagert ist, welche die Steuerschlitze enthält.

10. Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum schnellen Senken des unbelasteten Hakens durch einen Hilfsschieber (w) eine Verbindung des Druckraumes des Sekundärpumpensatzes mit dem Saugraum des Primärpumpensatzes hergestellt werden kann.

11. Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle der richtigen Übersetzung ein Manometer an den Druckraum der Sekundärpumpe ' angeschlossen ist, um die Einstellung für Heben und Senken an einem und demselben Instrument ablesen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.