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Verfahren zur Leistungsregelung von Flüssigkeitsgetrieben. Bei Flüssigkeitsgetrieben
beliebiger Bauart, bestehend aus einem Primärteil mit gleichbleibender Drehzahl
als Pumpe und einem Sekundärteil als Motor, sind Einrichtungen zur Drehzahländerung
des Motors bekannt, welche von Hand aus betätigt werden und die Fördermenge pro
Umdrehung der- Pumpe oder des Motors verändern, ohne auf die gleichzeitig auftretenden
Drucke im Getriebe Rücksicht zu nehmen. Bisweilen ist auch eine Sicherheitsvorrichtung
zur Begrenzung des Höchstdruckes vorgesehen, während im übrigen der Druckverlauf
innerhalb einer Beschleunigungsperiode keine festgelegte Gesetzmäßigkeit befolgt;-
sondern beispielsweise ganz von der Geschicklichkeit des Führers abhängt, mit der
dieser das Getriebe einschaltet. Weiter sind Einrichtungen bekannt, die eine zwangläufige
Abhängigkeit zwischen Fördermenge und Getriebedruck schaffen, z. B. in der Weise,
daß bei Überschreiten des zulässigen Höchstdruckes die Drehzahl des Flüssigkeitsmotors
unvermittelt auf einen niedrigeren Wert gebracht wird. Alle diese und ähnliche Einrichtungen
sind unvollkommen, da sie heftige Druckstöße, unerwünschte hohe Beschleunigungen
und Verzögerungen, unzulässige Materialbeanspruchungen und schädliche Drosselverluste
in der Flüssigkeitsströmung eintreten lassen, und die Anlage arbeitet mit schlechtem
Gesamtwirkungsgrad, da auch die Leistung des Antriebsmotors starken Schwankungen
zwischen höchster Spitzenleistung und nahezu gänzlicher Entlastung ausgesetzt ist
oder zum mindesten- nicht in ihrer vollen Größe zur Ausnutzung kommt, so daß der
Antriebsmotor in einem Gebiet schlechteren - Wirkungsgrades arbeiten muß.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist, ein Regelverfahren und die Mittel
zur Durchführung desselben anzugeben, das diese Mängel vollkommen beseitigt. Das
Verfahren besteht darin, daß durch eine selbsttätig wirkende Steueranordnung der
Flüssigkeitsdruck zunächst auf eine einstellbare, gleichbleibende Höhe eingeregelt
und zugleich die Leistungsabgabe des getriebenen Teils geradlinig ansteigend auf
einen bestimmten Höchstwert gebracht wird, und daß weiterhin die Höchstleistung
gleichbleibend aufrechterhalten wird, indem nunmehr der Flüssigkeitsdruck p und
die Nutzarbeit leistende Flüssigkeitsmenge v nach dem Gesetz p # v = konst.
verändert werden. Dabei kann die Regelung der Flüssigkeitsmenge v je nach der Art
des Getriebes mittelbar durch Regelung der stetig veränderbaren Fördermenge der
Antriebspumpe erfolgen oder unmittelbar im Motor selbst durch Teilung der von einem
mehrstufigen Pumpenaggregat in unveränderlicher Größe gelieferten Teilmengen vorgenommen
werden, wobei die Pumpenstufen durch einen Steuermotor
im geeigneten
Zeitpunkt selbsttätig zu- oder abgeschaltet werden können. Die Einrichtung zur Durchführung
des Regelverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß durch Verstellen eines hydraulisch
betätigten, als Stufenkolben ausgebildeten Regelgliedes (Steuermotor) die im Motor
Nutzarbeit leistende Flüssigkeitsmenge im zu- oder abnehmenden Sinne verändert wird,
und daß dem Steuermotor die zu seiner Verschiebung erforderliche Steuerflüssigkeit
so lange im positiven oder negativen Sinne durch ein zweites Regelglied selbsttätig
zugeteilt wird, bis dieses zweite Regelglied unter dem Einfluß des Getriebedruckes
und dem entgegengesetzten Einfluß eines Kraftspeichers in jenen Gleichgewichtszustand
gelangt, bei dem es den Durchfluß von Steuerflüssigkeit zum Steuermotor absperrt.
Dabei besorgt ein drittes Regelglied die Vorspannung des das zweite Regelglied beeinflussenden
Kraftspeichers.
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Im folgenden ist eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Regeleinrichtung
gegeben, bei denen das Regelverfahren auf verschiedenen Arbeitsgebieten mit Benutzung
von verschiedenartigen Getrieben zur Anwendung gelangt.
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Abb. i zeigt eine Gesamtregeleinrichtung der vorstehend gekennzeichneten
Art, angeordnet an einem Getriebe mit stetig veränderbarer Primärfördermenge und
eindeutig festgelegtem Sekundärarbeitsvolumen. Abb. 5 ist ein anderes Beispiel für
die Gesamtregeleinrichtung, angeordnet an einem Getriebe mit zwei verschieden großen
Primärdrehkolben, somit abgestufter Primärfördermenge und eindeutig festgelegtem
Sekundärarbeitsvolumen. Abb. 2 bis 4., 6 und 7 sind Einzeldarstellungen von zugehörigen
Teilen. Abb. 8 ist eine beispielsweise Ausführungsform eines selbsttätigen dritten
Regelgliedes zur Einrichtung nach Abb. i.
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In Abb. i bedeutet i die den Primärteil eines Flüssigkeitsgetriebes
bildende Pumpe mit stetig veränderbarer Fördermenge, bestehend aus acht kreisenden
Kolbenpumpen in sternförmiger Anordnung, deren Stangen auf einem gemeinsamen Mittelstück
sitzen, das sich um einen in seinem Innern gelegenen Zapfen dreht. Dieser Zapfen
kann von der Mittellage aus, welche der Förderung Null der Pumpen entspricht, nach
der einen oder anderen Seite (in der Abbildung nach oben oder nach unten) gegenüber
dem kreisenden Zylinderblock verstellt werden, so daß sich bei der größten Verstellung
in dem einen oder anderen Sinne bei gleichbleibender Drehrichtung der Pumpe die
Höchstfördermenge für Vor- oder Rückwärtsfahrt ergibt. Hierzu ist der Zapfen fest
mit .einem Gleit- -stück verbunden, das mittels der Stange 2 aus seiner Mittellage
gebracht werden kann 3 stellt den als Sekundärteil des Getriebe: dienenden, doppelt
beaufschlagten Flüssig keitsmotor des Getriebes dar, der in den einen oder anderen
Sinne zur Drehung veranlaßt wird, je nachdem ihm das von Ider Pumpe geförderte Drucköl
von der einen oder dei anderen Seite zufließt, wobei das Rohrpaar q., q.' ebenso
wie q.", ¢"', je nach Einstellung, Öl vom Betriebdruck oder vom Saugdruck enthält.
Die beiden Rohre ¢' und ¢"' führen zu je einem Rückschlagventil 5, das derart beschaffen
ist, daß sich der Druck von dem druckölführenden Rohr von der Sekundärseite über
den einen Ventilkegel in den Raum 6 fortpflanzen kann, während der andere Ventilkegel
das zweite Rohr zur Sekundärsaugseite abschließt. Zweckmäßig können diese Rückschlagventile
gleich an der Sekundärpumpe angebracht werden. Im Gehäusekörper 7 des Fahrschalters,
der beliebig entfernt vom Getriebe aufgestellt werden kann, befindet sich der von
seitlichem Flüssigkeitsdruck vollständig entlastete Steuerschieber 8 mit Feder 12
(Regelglied B und C), der im unteren Teil als Hohlschieber mit Durchbrechungen 9
ausgebildet ist und im oberen Teileine Eindrehung mit der steuernden Kante io sowie
den hubbegrenzenden Bund i i besitzt. Die Öffnungen 9 des Schiebers führen einerseits
über Ringraum 25 zum Ringraum 15, anderseits in eine Ausnehmung im Schalthahn 16,
der mittels Kurbel 17 gedreht werden kann. Ist der Steuerschieber 8 in der tiefsten
Stellung, so ist der Ringraum 15 gegenüber dem zu einer Ölsammelleitung und im weiteren
Verlauf zu einem unter Atmosphärendruck stehenden Ölsammelbehä,lter (z. B. Ausgleichsgefäß
des Getriebes) führenden Kanal 1¢ abgesperrt, dagegen wird der Raum 6 durch die
öffnungen 9 mit der Ausnehmung im Schalthahn 16 verbunden. Diese Ausnehmung steht
mit keiner weiteren Öffnung in Verbindung, wenn der Schalthahn 16 seine Mittelstellung
nach Abb. 3 einnimmt, die ebenso wie Abb. q. den Schalthahn im Horizontalschnitt
zeigt. Vom Schalthahn führt der Rohranschluß 18 in die bereits erwähnte ölsammelleitung,
und die Anschlüsse i9 -und 2o führen durch die Druckregelleitungen 21 und 22 zu
den beiden ,äußeren größten Flächen eines Doppelstufenkolbens 23 (Regelglied A)
im Arbeitszylinder 2q.. Hat der Schalthahn 16 die Stellung nach Abb. q., die beispielsweise
der Betriebsstellung für Vorwärtsfahrt entspricht, oder die zur Mittelstellung symmetrische
Lage nach der anderen Seite, entsprechend der Betriebsstellung für Rückwärtsfahrt,
so gibt er i die Verbindung des Raumes 6 mit Anschluß i9 bzw. 20 frei. In einer
Mittelstellung des
Steuerschiebers 8 sind sowohl die "Öffnungen
g als auch der Kanal i q. abgedeckt, und in einer noch etwas höheren Lage (Abb.2)
bleiben zwar die Öffnungen g abgedeckt, dagegen wird der Weg von Rohranschluß ig
bzw. 2o über 2 5 und' 15 15 zum Kanal i ¢ frei. Die inneren Ringflächen
des Regelgliedes A, die nach späterer Begründung ungefähr halb so groß sind wie
die äußeren Flächen, sind ständig dem -in den Rohrleitungen 4. und ¢" herrschenden
Druck ausgesetzt. Die Vorspannung der Feder i?, kann mit der Spannkappe 13 von Hand
aus eingestellt werden. Sämtliche Leitungen und Hohlräume sind mit Öl gefüllt, geringe
Lechölverluste werden durch einen nicht gezeichneten, über dem Getriebe angeordneten
ölbehälter mit Rohrleitung zur Jeweiligen Primärsaugseite sofort ersetzt. Im übrigen
wird dieser Ersatz vorteilhaft durch eine kleine Umlaufpumpe bewirkt, die aus dem
Behälter saugt und über ein Doppelrückschlagventil in die jeweilige Getriebesaugseite
fördert, von welcher an einer anderen Stelle eine nahezu gleiche Ölmenge vorteil-.
haft durch ein Rohr mit einem einstellbaren Drosselorgan wieder dem Behälter zufließt.
Es l.äßt sich dadurch auch auf der Saugseite ein geringer Überdruck, z. B. i Atm.,
einstellen, der in wirksamer Weise das unerwünschte Ansaugen von Luft bei den WellendurchfCihrungen
verhindert. Diese Einrichtung ist bekannt.
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Die Regelglieder A, B und C bilden die wesentlichen Bestandteile der
Einrichtung für die selbsttätige Leistungsregelung, die durch den von Hand verstellbaren
Schalthahn 16 im gegebenen Zeitpunkt an dem betriebsfertigen Getriebe in Tätigkeit
gesetzt werden. Die Einrichtung, das Getriebe betriebsfertig zu machen, d. h. die
Drehrichtung des Sekundärmotors, für den ganzen Drehzahlbereich im Vorhinein festzulegen,
bevor er in Gang gesetzt wird, ist in dem gegebenen Beispiel nicht selbständig ausgeführt,
sondern durch Ausbildung des Regelgliedes A mit vier Steuertlächen und zwei Druckregelleitungen
2 1 und 22 mit zwei Anschlüssen ig und 2o am Hahngeh.äuse in das Regelglied A und
den Schalthahn 16 verlegt, der infolgedessen außer der Leerlaufstellung (Mittelstellung)
zwei Betriebsstellungen aufweist, verschieden für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt.
Beim Regelglied A ist die unterste, zweitgrößte Steuerfläche mit Leitung 2 i der
Vorwärtsfahrt zugeordnet, die oberste, größte Steuerfläche mit Leitung 22 der Rückwärtsfahrt,
und es tritt die eine oder andere gleichzeitig mit der Einschaltung der Regelung
in Tätigkeit.
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Wie den Anforderungen, die die selbsttätige Regeleinrichtung bei dem
gegebenen Getriebe in Abb. i erfüllen muß, um seine wirtschaftlichste Ausnutzung
zu ermöglichen, Genüge geleistet wird, soll an Hand eines Verwendungsbeispieles
erläutert werden. Das Getriebe sei primär von einer Verbrennungskraftmaschine mit
gleichbleibender Drehzahl angetrieben, sekundär mit irgendeiner Arbeits, maschine
gekuppelt, die umgesteuert werden muß, und bei welcher bei Ingangsetzung für Vorwärts-
oder Rückwärtsgang nicht nur ein während des ganzen Betriebs annähernd konstantes
Lastmoment zu überwinden ist, sondern auch größere rotierende Massen zu beschleunigen
sind. Zur Einleitung des Stillstandes soll zunächst das wirkende Lastmoment allein
die Verzögerung erzeugen, bis gegen Ende eine ausgiebige Bremsung und dann entweder
sofort oder nach einer Pause der Rückwärtsgang erfolgen soll.
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Die Wirkungsweise des gegebenen Getriebes auf Grund der selbsttätigen
Regeleinrichtung ist nun die folgende: Der Antriebsmotor sei in Gang gesetzt, die
Regeleinrichtung und der Schalthahn 16 haben die in Abb. i gezeichnete Stellung
entsprechend Leerlauf, die Pumpe i sei ebenfalls in Leerlaufstellung, bei welcher
'der Drehzapfen des Mittelstückes jedoch nicht, wie später erläutert, die mathematisch
genaue Mittelstellung einnimmt, sondern um einen kleinen Betrag, z. B. o,25 mm,
oberhalb des genauen Mittels steht. Damit fördert die Pumpe i schon eine geringe
ölmenge von der Saugseite links bei der gegebenen Drehrichtung zur Druckseite rechts.
Da aber der Motor 3 noch stillsteht und die von ihm weggehenden Leitungen 1., q.",
4' und durch das Regelglied A bzw. durch den Schalthahn 16 abgeschlossen sind, muß
sich diese geringe Fördermenge der Pumpe durch sämtliche nicht absolut dichtende
Trennungsflächen zwischen Druck- und Saugseite zu letzterer durchzwängen, und es
entsteht damit ein geringer Initialdruck auf der rechten Seite des Getriebes, z.
B. o,2 Atm. Dieser Druck ist aber noch nicht imstande, den Sekundärmotor schon wegen
der mechanischen Reibung in Drehung zu versetzen- noch durch Einwirkung über Rohr
¢ auf die untere Mittelringfläche von A den Drehzapfen der Pumpe wegen der vorhandenen
mechanischen Bewegungswiderstände aus der geringen exzentrischen Stellung in die
mathematisch genaue A7ittellage zurückzuführen, obwohl die obere Mittelringfläche
von A durch- Rohr 4." mit der Getriebesaugseite und die beiden großen Endflächen
durch 21 und 22 über ig, 2o und 18 mit der Atmosphäre verbunden sind. Hin Vergleich
mit der Selbsterregung eines Generators ist hier am Platze.
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Der Schalthahn 16 steht noch auf Leerlaufstellung nach Abb. 3 und
sperrt die zwischen Regelglied -4 und B mittels Druckregelleitung
21
(22) vorgesehene Verbindung, das Getriebe ist aber betriebsfertig. Wird nun der
Schalthahn 16 von Hand aus in die Lage nach Abb. ¢ für beabsichtigten Vorwärtsgang
des Motors 3 eingestellt, so gibt er diese Verbindung frei, die Regeleinrichtung
ist damit eingeschaltet, und der gesetzmäßige Verlauf der selbsttätigen Regelung
kann beginnen. Der Initialdruck von der Druckseite des Motors pflanzt sich sofort
durch Rohr q.' über das linksseitige Rückschlagventi15 in den Hohlraum 6, durch
die Öffnungen g, den Schalthahn i 6, öffnung i g und durch die Druckregelleitung
21 zur Unterseite des Stufenkolbens 23 fort, während gleichzeitig die Oberseite
desselben über Rohr 22 und Öffnungen 20 und 18 unter Atmosphärendruck gehalten wird
und der untere Mittelringraum durch Rohr q. mit der Druckseite und der obere Mittelringraum
durch Rohr ¢" mit der Saugseite des Motors 3 in Verbindung steht. Infolgedessen
.ergibt sich für den Doppelkolben 23 -eine treibende überschußkraft im Sinne einer
Aufwärtsbewegung, und mit ihm wird durch die Stange 2 auch der Drehzapfen der Pumpe
i gehoben, wobei das hierzu erforderliche ölvolumen aus dem oben angegebenen, mit
der Saugseite verbundenen Ölausgleichsbehälter entnommen wird. Es wird somit der
Hub der arbeitenden Primärkolben und damit die Fördermenge vergrößert, die vorderhand
aber nur zur weiteren Auffüllung des untersten Steuerraumes von 24 dient. Dies geschieht
sehr rasch, wobei der Druck anfänglich nur einen Wert annimmt, der zur LUberwindung
der Bewegungswiderstände und der Flüssigkeitsreibung sowie zur Beschleunigung der
verstellbaren Teile genügt, jedoch ebenfalls rasch ansteigt, insbesondere wenn der
obere Kolbenteil von 23 die Abströmöffnungen zum Rohr 22 zu überlaufen beginnt und
der nunmehr als ölbremse wirkende oberste Raum die Bewegungswiderstände in steigendem
Maße erhöht. Daher wäre die Abströmöffnung vorteilhaft als schmaler Längsschlitz
,auszuführen, ebenso wie unten bei Rohr 21. Somit wird der Druck inzwischen auf
jenen Wert gekommen sein, der ein genügend großes Drehmoment zur Einleitung der
Bewegung des Motors 3 liefert. Aber der steigende Druck, dem auch das untere Ende
des Steuerschiebers 8 ausgesetzt ist, hebt diesen bei dem der Federvorspannung entsprechenden
Wert entgegen der Wirkung der Feder 12 empor, bis die öffnungen g durch die Wände
des Zylinders dieses Schiebers nahezu geschlossen werden. Die dabei auftretende
Drosselung des ölzutrittes zum Unterende des Kolbens 23 im Verein mit der ungedrosselten
Verbindung des unteren Mittelringraumes mit der Leitung 4 und zusammen mit den vorerwähnten
Bewegungswiderständen hat zur Folge, daß der Kolben 23 in seiner anfänglich raschen
Bewegung nach aufwärts sofort gebremst wird und nur eine weitere, allmählich linear
zunehmende Vergrößerung der Primärfördermenge bis zum Erreichen des Höchstwertes
zuläßt, entsprechend der wachsenden Schluckfähigkeit des Motors 3 bei konstant bleibendem
Höchstdruck und konstanter Beschleunigung der Sekundärseite. Denn würde beispielsweise
die Liefermenge der Pumpe i rascher ansteigen wollen als dem linear zunehmenden
Schluckvermögen des Motors 3 bei eben eingestelltem, durch die Vorspannung der Feder
bestimmtem Höchstdruck (Höchstbeschleunigung) entspricht, so müßte der Druck weiter
steigen, da die Sekundärseite mehr beschleunigt wird, und das Druckregelglied B
würde die öffnungen g mehr -und mehr abdrosseln und schließlich ganz absperren;
damit wäre der Zufluß zur Leitung 21 und die Einwirkung des Getriebedruckes auf
die untere Endfläche von 23 o unterbunden, das Steuerglied A würde in der augenblicklichen
Lage durch Einwirkung des Druckes von Leitung q. festgehalten und blockiert. Damit
würde aber die Steigerung der Primärförderung aufhören, die Sekundärseite konstant
bleibende Geschwindigkeit annehmen, der vorher mitaufzuwendende Beschleunigungsdruck
in Wegfall kommen, somit der Getriebedruck sinken und das Regel glied B wiederum
in seine alte Drosselstellung zurückkehren. Die Ingangsetzung der für ! vorstehendes
Beispiel angenommenen Arbeitsmaschine geschieht demnach, abgesehen von einer verschwindend
kleinen anfänglichen Unregelmäßigkeit im Verlauf des Leistungsgesetzes vor Beginn
der Drehung der Sekundärseite, mit konstant bleibendem, vom RegelgliedB überwachtem
Höchstdruck (= Beschleunigungsdruck -f- Druck zur Erzeugung des Lastmoments) im
Getriebe und stetig linear bis zum Höchstwert zunehmender, in der Sekundärseite
arbeitender Fördermenge, eingestellt vom Regelglied A, unter der Einwirkung der
durch das Regelglied C auf konstante Vorspannung von Hand aus eingestellten Feder.
Die nutzbare Sekundärleistung nimmt selbsttätig und stetig linear bis zum Höchstwert
zu. Da die Regelung der Arbeitsflüssigkeit im Motor durch das Regelglied A für das
gegebene Getriebe mittelbar durch Beeinflussung der Primärseite erfolgt, gilt der
gleiche Verlauf der Gesetzmäßigkeit auch für diese sowie für den Antriebsmotor,
und es bedarf keiner weiteren Begründung, daß der angegebene Regelungsverlauf für
die Anfahrperiode der zweckmäßigste und wirtschaftlichste ist.
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Es geht ferner hervor, daß sich der gleichbleibende
Anfahrdruck
durch Veränderung der Federvorspannung auf einen anderen gleichbleibenden Wert beliebig
heben oder senken läßt, wodurch nur die Größe der Höchstleistung beeinflußt wird,
jedoch der Verlauf des Leistungsgesetzes derselbe bleibt.
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Bei der Weiterfahrt mit der konstanten Höchstgeschwindigkeit wird
der Druck um den Wert des Beschleunigungsdruckes sinken, damit auch die erforderliche
Antriebsleistung etwas kleiner sein. In den meisten Fällen dürfte es genügen, die
Vorspannung der Feder auf einen Höchstdruck einzustellen, der mit der Höchstförderung
die zulässige Überlast des Motors gibt, um dann nach Ablauf der Beschleunigungsperiode
Normallast des Motors zu erhalten. Dadurch, daß man eine vorbestimmte, zulässige
Überlast gleichbleibend zur Erzeugung der Beschleunigung einstellen kann, erspart
man eine Überdimensionierung des Antriebsmotors.
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Es sei nun angenommen, daß während des vollen Ganges aus irgendeiner
Ursache eine plötzliche, unzulässige und dauernd wirkende Überlast an der Arbeitsmaschine
auftritt. Damit wird sofort der öldruck über das zulässige Maß steigen, und der
Steuerschieber 8 wird in die Lage nach Abb.2 kommen, die Druckregelleitung 2i wird
über i9, 25 und 15 mit dem ins Freie führenden Kanal 14 verbunden, der Druck auf
die untere Endfläche von 23 verschwindet, der Druck von Rohr q. bewegt den Kolben
23 sofort in die Mittelstellung, damit wird selbsttätig nahezu Leerlauf der Pumpe
i und Stillstand des Motors 3 erreicht, also geringste Fördermenge bei höchstem,
durch die Federspannung begrenztem Betriebsdruck, der aber unter obiger Annahme
den Motor 3 nicht mehr zu drehen vermag. Die Arbeitsmaschine wird jedoch sofort
von neuem in Gang gesetzt, wenn die unzulässige Überlast verschwindet.
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Soll in einem gegebenen Zeitpunkt die Arbeitsmaschine zum Stillstand
gebracht werden, und zwar durch freien Auslauf, ohne die Antriebsmaschine abzustellen,
so ist das Getriebe von Hand aus auf Leerlauf zu stellen. Dazu dient Schalthahn
16, der jetzt wieder in die Mittelstellung nach Abb.3 gedreht wird, damit die Regelglieder
B und C gegenüber Leitung 21 absperrt und die untere Endfläche von A durch Rohr
21 über 19 und 18 vom Druck entlastet. Der Motor 3 wird nun infolge des weiterwirkenden
Lastmoments verzögert und kann daher die zuletzt eingestellte Höchstförderung der
Pumpe i nicht mehr aufnehmen. Die rechte Seite des Getriebes bleibt somit weiter
Druckseite, aber das Regelglied A ist nicht mehr im Gleichgewicht, sondern wird
unter der Einwirkung eines zu seiner Verstellung in die Mittellage eben ausreichenden
niedrigen Druckes, der sich durch Rohr q. zur unteren Mittelringfläche fortpflanzt,
zugleich mit der Verzögerung des Motors 3 selbsttätig in die Mittellage zurückgeführt.
Diese ist erreicht, wenn der Motor 3 zum Stillstand kommt. Da aber das Getriebe
zwischen Saug- und Druckseite geringe Undichtigkeiten aufweist, wird während des
Auslaufs die von der Pumpe i geförderte,Flüssigkeitsmenge immer um einen kleinen
Betrag größer sein als die vom Motor zur Saugseite geförderte Menge, welcher Betrag
unter der Einwirkung des geringen, zur Pumpenverstellung erforderlichen Druckes
durch die Spalten zur Saugseite entweicht. Infolgedessen bleibt der Motor 3 stehen,
bevor noch das Pumpenmittelstück in die genaue Mittellage gekommen ist, - die es
überhaupt nicht erreichen kann, sobald der erforderliche Verstelldruck unter seine
wirksame Größe gesunken ist. Dieser bleibende Initialdruck gibt aber den ersten
Anstoß zur Einleitung einer abermaligen Vorwärtsfahrt, sobald man diese durch Drehung
des Schalthahns 16 wünscht. Bei Verwendung einer Zubringerpumpe nach oben gegebener
Beschreibung hat man übrigens gleich von Anfang an einen reichlich großen Steuerdruck
auch zur Einleitung der Rückwärtsfahrt zur Verfügung.
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Daß die einzelnen Steuerflächen des Regelgliedes A nicht in genau
abgestuftem Verhältnis zueinander stehen müssen, ist aus der Wirkungsweise klar,
da es nicht darauf ankommt, daß die resultierende Verstellkraft nach beiden Seiten
genau gleich groß ist.
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Wäre das vorstehende Getriebe statt mit der beschriebenen selbsttätigen
Regeleinrichtung nur mit einer von Hand betätigten Verstellvorrichtung für den Kolbendrehzapfen
versehen, dann würde es selbst die .einfach gestellten Anforderungen des Betriebes
nur unvollkommen erfüllen. Denn nur unter sorgsamster Beobachtung eines Druckmanometers
wäre es möglich, die Verschiebung des Kolbendrehzapfens mit einer solchen Geschwindigkeit
vorzunehmen, daß. sich ein gleichbleibender Höchstwert des Anfahrdruckes einstellt.
Würde der Anfahrdruck niedriger gehalten, dann wäre die Motorleistung nicht ausgenutzt,
beim Übersteigen über das zulässige Maß müßte ein Sicherheitsventil Treibflüssigkeit
mit Drosselverlusten abströmen lassen.
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Anschließend soll die Beschreibung und Wirkungsweise eines selbsttätigen
Regelgliedes C zur Erzeugung einer variablen, gesetzmäßig verlaufenden Voxspannung
in Verbindung mit der übrigen Regeleinrichtung und dem gleichen Getriebe nach Abb.
i er-,i läutert werden. Das -betriebe soll beispielsweise zum Antrieb einer Drehbank
dienen,
auf der bei einem Werkstück stirnseitig eine ebene Kreisfläche
mit gleichbleibender Spanstärke vom äußeren Umfang zum Mittel hin abgedreht werden
soll. Diese Arbeit wird in wirtschaftlichster Weise mit gleichbleibender, höchstzulässiger
Schnittgeschwindigkeit erfolgen. Denn in diesem Falle ist das Produkt aus gleichbleibendem
Arbeitswiderstand, :der aber mit abnehmender Entfernung des Messers vom Mittelpunkt
abnehmendes Lastmoment ergibt, mal gleichbleibender Schnittgeschwindigkeit gleichbleibend,
d. h. das Getriebe muß bei stetig sinkendem Öldruck selbsttätig stetig steigende
Drehzahl ergeben. Abb.8 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform eines selbsttätigen
Regelgliedes obiger Art zur Erfüllung der gestellten Anforderungen.
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An Stelle der starren Spannkappe 13 der Abb. i tritt ein beweglicher
Federteller, der die Vorspannung der Feder 12 durch Vermittlung eines festgelagerten
zweiarmigen Hebels 28 verändert. Auf das rechte Ende dieses Hebels wirkt der Nocken
27, auf dem ein im Gestell gelagerter Trieb 26 festsitzt. In diesen greift die gezahnte,
den Kolben 23 und den Drehzapfen des Pumpenmittelstückes verbindende Stange 2, so
daß ein zwangläufiger, gesetzmäßiger Zusammenhang zwischen der jeweiligen Stellung
des Regelgliedes A und der Vorspannung der Feder 12 besteht. In Abb. 8 ist die Mittelstellung
der Stange 2 gezeichnet, bei welcher die Vorspannung der Feder infolge des Nockens
27 den größten Wert aufweist, der für eine gewisse Verschiebungsstrecke der Stange
2 nach oben oder unten (Vorwärts- oder Rückwärtsgang) unverändert bleibt, um dann
bei weiterer Verschiebung allmählich nach der Nokkenform abzunehmen.
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Die Wirkungsweise ist an Hand des Anwendungsbeispiels die folgende:
Die Drehbank sei unbelastet für Vorwärtsdrehung in Gang gesetzt, wie im vorigen
Beispiel angegeben. Der Motor 3 hat seine Höchstgeschwindigkeit angenommen, die
Stange 2 ist ganz oben, der Steuerschieber 8 ganz unten, die öffnungen g sind frei,
die Vorspannung der Feder 12 hat den kleinsten Wert, weil ider Hebe128 auf der tiefsten
Stelle des Nockens aufruht. Der Öldruck ist aber wesentlich niedriger, als dieser
Vorspannung entspricht, weil die Drehbank leer läuft. Die öffnungen g sind über
den Schalthahn 16 durch Leitung 2 1 mit der unteren Endfläche von 23 verbunden,
in q. und q.' herrscht der niedrige Betriebsdruck, in ¢" und q."' und Leitung 22
:der Saugdruck (Atmosphäre). Wird nun das Messer am äußersten Umfang des Werkstücks
angesetzt, so steigt sofort der öldruck über den der augenblicklichen Vorspannung
der Feder entsprechenden Wert, der Steuerschieber 8 hiebt sich bis in die Stellung
nach Abb. 2 und vernichtet durch Verbindung der Druckregelleitung 2i über ig, 25
und 15 mit Kanal i q. den Druck auf der unteren Endfläche von 23. Dadurch
stellt das Regelglied A durch Abwärtsbewegung sofort abnehimende Förderung der Pumpe
i und abnehmende Geschwindigkeit des Motors 3, aber durch gleichzeitiges Verdrehen
des Nockens 27 gegen die Mittelstellung zu wachsende Vorspannung der Feder ein.
Ist das augenblicklich wirkende Lastmoment so groß, daß es eben noch durch den zugelassenen
Höchstdruck im Getriebe überwunden werden kann, so wird sich schließlich die Stange
2 bis zu jener Stellung nach abwärts verschoben haben, bei welcher eine weitere
Verschiebung keine weitere Veränderung der Vorspannung infolge des konzentrischen
Nokkenteils ergeben würde. (Wäre das Lastmoment dauernd noch größer entsprechend
unzulässiger Überlast des Motors, dann tritt Stillstand des Motors 3 ein, wie im
vorausgegangenen Beispiel beschrieben.) Die wachsende Gesamtspannung der Feder überwiegt
schließlich den Gegendruck auf der unteren Fläche von 8 und bringt mit der Steuerkante
i o den Kanal i q. zum Schluß. Je nach der Größe der jetzt herrschenden positiven
Überdeckung zwischen den Öffnungen g und dem Ringraum 2 5, die auch mit dem Werte
Null oder negativ ausgeführt sein kann, wird der Kolben 23 eine kurze Zeit blockiert.
Da aber das Lastmoment infolge der Arbeitsweise des Messers abnimmt, sinkt der Druck
weiter, und der Schieber 8 gelangt in jene schwebende Gleichgewichtsstellung, bei
welcher die öffnungen g wiederum den Zufluß von Getriebedrucköl zur Regelleitung
21 freigeben. Alle diese Vorgänge spielen sich in kurzer Zeit ab, sie bedeuten nur
die selbsttätige Einstellung der Regeleinrichtung auf den Anfangspunkt der beginnenden
Dauerregelung, die jetzt einsetzt. -Sie stellt von nun an mit abnehmendem Druck
eine stetig steigende Fördermenge nach dem durch das Regelglied C vorgeschriebenen
Gesetze, die einen bestimmten Druck an eine bestimmte Fördermenge bindet, selbsttätig
ein, wie im vorausgegangenen Beispiel beschrieben, und erfüllt somit die Bedingungen
für die wirtschaftlichste Arbeitsweise. Ähnlich würde sich der Vorgang beim Abdrehen
der Scheibe von innen nach außen sowie bei Rückwärtsgang 11 abspielen.
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Wird dasselbe Getriebe mit dem angegebenen selbsttätigen Regelglied
C als Lokomotivgetriebe verwendet, dann stellt sich zu Beginn des Anfahrens, wie
oben beschrieben, 12 sofort der festgelegte zulässige Höchstdruck bei kleinster
Fördermenge ein, die mit der
Beschleunigung des Motors 3 allmählich
steigt, und zwar zunächst bei gleichbleibendem Höchstdruck, da der Hebe128 an dem
konzentrischen Teil des Nockens abläuft. Die Leistung steigt stetig bei höchster,
gleichbleibender Zugkraft der Lokomotive bis zum Höchstwert. Damit wird jene Grenzförderung
erreicht, die mit dem bisher konstant gehaltenen Höchstdruck die maximale Leistung
des Motors ergibt. Nun tritt die abfallende Bahn des Nockens in Tätigkeit, die derart
gestaltet ist, daß sie im weiteren Verlauf steigende Geschwindigkeit mit sinkendem
Öldruck bei gleichbleibender Leistung ergibt. Steigt umgekehrt während der weiteren
Fahrt der Öldruck über das der augenblicklichen Geschwindigkeit zugeordnete Maß,
dann sinkt die Geschwindigkeit, kurz, sie paßt sich selbsttätig dem Fahrwiderstand
an. Zusammengefaßt ist das Ergebnis der vorstehenden Regeleinrichtung folgendes:
Allmählich bis zum Höchstwert ansteigende Leistung bei gleichbleibendem Höchstdruck
und allmählich ansteigender Fördermenge und im weiteren Verlauf gleichbleibende
Höchstleistung bei veränderlichem Druck und veränderlicher Fördermenge, wobei stets
das Produkt aus Druck und Fördermenge der konstanten Höchstleistung des Motors gleich
ist. Diese Art der Regelung ,entspricht der wirtschaftlichsten Arbeitsweise. Mit
einer einfachen Handregelung wäre dies niemals zu .-erreichen.
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Durch Veränderung der Entfernung des Federtellers vom Hebel
28 durch Verstellen der Schraube 29 läßt sich außerdem die absolute Größe
der konstant bleibenden Regelleistung heben oder senken, ohne daß im gesetzmäßigen
Verlauf der Regelung eine Änderung eintritt.
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Um zu zeigen, daß die vorbeschriebene Regeleinrichtung auch für jene
Gruppe von Flüssigkeitsgetrieben den relativ wirtschaftlichsten Betrieb ermöglicht,
welche primärseitig aus einer oder mehreren Kapselpumpen mit einzeln unveränderlicher
Fördermenge und aus einem Flüssigkeitsmotor der gleichen Art bestehen, soll an Hand
der Abb. 5 eine beispielsweise Gesamteinrichtung in Anwendung auf ein solches Getriebe
mit der Bestimmung als Lokomotivgetriebe beschrieben und ihre Wirkungsweise erläutert
werden.
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i bedeutet den Primärteil des Getriebes, bestehend aus zwei Kapselpumpen
obiger Art, 2 ist der Motor. Zwischen beiden sind in der Zeichnung nicht ersichtlich
gemachte, beispielsweise von Hand aus verstellbare Verteilschieber angeordnet, welche
einen Teil einer zum Betriebsfertigmachen des Getriebes dienenden Hilfseinrichtung
darstellen, indem sie die gleichnamigen Arbeitsräume (Saug-bzw. Druckräume) der
Pumpe und des Motors entweder miteinander verbinden, um den Motor 2 für eine bestimmte
Drehrichtung und einen bestimmten Drehzahlbereich betriebsfertig zu machen, oder
sie voneinander trennen und gleichzeitig Saug- und Druckraum jeder Primärpumpe miteinander
verbinden, um Leerlauf der in sich kurzgeschlossenen Pumpen zu ermöglichen. Diese
verschiedenartige Stellung der Verteilschieber kann für jede Primärpumpe getrennt
herbeigeführt werden, und damit können für jede Drehrichtung verschiedene Drehzahlbereiche
des Motors 2 vorbestimmt werden. Im vorliegenden Falle können z. B. die Arbeitsräume
der kleineren Pumpe allein mit den gleichnamigen Arbeitsräumen des Motors verbunden
werden, während die größere, in sich kurzgeschlossene Pumpe leer läuft. Oder es
kann die größere Pumpe allein diese Verbindung aufweisen, oder endlich können auch
beide Pumpen derart mit dem Motor verbunden sein. Da aber jede Pumpe bei dieser
Art von Getrieben ihre Fördermenge nicht mit Null beginnend kann ansteigen lassen,
sondern nach Schaltung der Verteilschieber sofort einen gegebenen Stufenwert liefert,
ist es noch notwendig, diese Fördermenge z. B. durch ein geöffnetes Absperrglied
zwischen Druck- und Saugseite des Motors 2 umlaufen zu lassen, das somit bei ganz
geöffneter Stellung einen anderen Teil der erwähnten Hilfseinrichtung bildet, um
das Getriebe betriebsfertig zu machen.
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Erst wenn dieses Absperrglied in bereits bekannter Weise von Hand
aus oder hydraulisch allmählich zum Schluß gebracht wird und den Durchfluß mehr
und mehr abdrosselt, steigt der Druck auf der Druckseite, bis sich der Motor in
Bewegung setzt. Von diesem Augenblick an wird der von der Pumpe kommende Flüssigkeitsstrom
gleichbleibender Größe in einen mit der Geschwindigkeit des Motors allmählich wachsenden
Arbeitsstrom im Motor und in einem zweiten, sich allmählich verringernden, ohne
nutzbare Arbeitsleistung zur Saugseite der Pumpe zurückfließenden Leerlaufstrom
unterteilt, bis das Absperrglied gänzlich geschlossen ist, die gesamte Pumpenlieferung
im Motor arbeitet und damit eine höchsterreichbare Stufengeschwindigkeit sekundär
eingeschaltet ist. Die Betätigung des Absperrgliedes muß naturgemäß beim Zuschalten
einer jeden Primärstufe von neuem erfolgen, um höchst gefährliche Druckstöße mit
fast vollständiger Abbremsung der Pumpe zu verhindern. Diese Art der Regelung der
sekundär arbeitenden Flüssigkeitsmenge weist die gleichen Unvollkommenheiten auf
wie das früher beschriebene Getriebe mit stetig veränderbarer Fördermenge. Denn
beim Schließen des Absperrgliedes
während der Beschleunigungsperiode
muß der Führer mit größter Aufmerksamkeit fortgesetzt darauf achten, daß hierbei
der Druck keinen unzulässigen Wert annimmt, wenn der Schluß zu rasch geschieht,
was bei Anwendung eines Sicherheitsventils erhöhte Drosselverluste zur Folge hätte.
Anderseits soll der Schluß mit einer solchen vorteilhaften Geschwindigkeit geschehen,
daß der Druck während der Beschleunigungsperiode dauernd gleichbleibenden Höchstwert
aufweist, um wirtschaftlichste Ausnutzung zu erreichen. Dieser Forderung kann man
nur mit der beschriebenen selbsttätigen Regelungseinrichtung in vollkommener Weise
gerecht werden.
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Das Absperrglied, das durch verschiedene Drosselstellungen die im
Motor Nutzarbeit leistende Flüssigkeitsmenge regelt, wird hierzu nach Abb. 5 vorteilhaft
so ausgebildet, daB es zugleich als Regelglied A wirkt. Es stellt einen Stufenkolben
3 mit drei Steuerflächen vor, von denen die innerste einen Ventilsitz trägt, der,
je nach der Größe der Acbsi.alverschiebung, den Durchfluß mehr oder weniger drosselt.
Die Steuerfläche 4 ist ungefähr doppelt so groß als die beiden anderen.. Sämtliche
Steuerflächen sind Flüssigkeitsdrücken ausgesetzt, und zwar stehen die beiden kleineren
Steuerflächen unmittelbar unter dem Einfluß der Drücke in den beiden Arb,eitsiräumen
des Getriebes, von der größten Steuerfiäche 4 führt die durch den handbetätigten
Schalthahn 17 absperrbare Druckregelleitung 5 durch Bohrung 18 zum Teilringraum
16 (Abb. 7) und wird im weiteren Verlauf mittelbar durch das früher beschriebene
Regelglied B selbsttätig entweder durch öffnungen 14 über das Doppelrückschlagventil
8 und Rohrleitungen 7, 7' mit der jeweiligen Getriebedruckseite verbunden, wenn
der Steuerschieber 9 sich in einer unteren Stellung befindet und die öffnungen 14
freigibt, den ins Freie führenden Kanal 13 jedoch abschließt, oder sie wird abgesperrt,
sobald die öffnungen 14 durch die Aufwärtsbewegung von 9 zur Abdeckung gelangen
und Kanal 13 auch noch abgedeckt ist, oder endlich wird sie bei der Stellung des
Schiebers 9 nach Abb. 6 vom Raum 16 über Ringraum 15 und Kanal 13 mit der Atmosphäre
verbunden. Der Steuerschieber 9 wird mittels des zweiarmigen Hebels io mit den an
der Muffe 24 sitzenden Drehzapfen ii durch die Feder i2 belastet. Die Einrichtung
zur Erzeugung der Federvorspannung, d. i. das Regelglied C, ist in dem gezeichneten
Beispiel von Hand zu betätigen, das Regelglied C ist daher nicht selbsttätig, in.
dem vorliegenden Falle aber zur Erzeugung einer veränderlichen Federvorspannung
eingerichtet. Zu diesem Zwecke ist an der Welle des Schalthahns 17 ein festsitzender
Arm mit Rolle 22 angeordnet, der die Drehung der Handkurbel 2 i mitmacht und dabei
@die längsverschiebbare, aber durch Gleitnase 23 an der Drehung verhinderte Muffe
24 mit Zapfen i i vermittels der Schraubenfläche 25 hebt oder senkt. Dadurch verändert
der Hebel io die Vorspannung der Feder. Die rückwirkende Spannung der Feder 12 drückt
die Schraubenfläche 25 beständig an die Rolle 22. Eine in der Abbildung nicht ersichtliche
Blockierung zwischen der Welle der Fahrkurbel 21 und der Schaltvorrichtung für die
die Einzelpumpen zu- oder abschaltenden Verteilschieber sorgt dafür, -daß eine bestimmte
Stellung der Verteilschieber des Getriebes nur eine bestimmte Höchstverdrehung der
Fahrkurbel zuläßt. Dadurch wird erreicht, daß zu jeder durch die Zahl der arbeitenden
Pumpen eindeutig festgelegten Fördermenge nur eine bestimmte, durch die Größe der
Verdrehung der Fahrkurbel festgelegte Höchstvorspaunung der Feder 12 gehört, die
bis zu diesem Höchstwert, jedoch in beliebiger Größe, eingestellt werden kann. Diese
Blockierung gehört mithin zum Regelglied C. Der Schalthahn 17 steht in Leerlaufstellung,
wenn seine öffnung i9 in den ins Freie mündenden Kanal 2o führt und die öffnung
18 durch die Gehäusewand des Gehäuse§ 6 abgedeckt ist infolge der Ausbildung des
Raumes 16 als Teilkreisringraum (Abb.7 zeigt ihn sowie den Schaltbahn 17 im Horizontalschnitt).
Jede andere Stellung des mit der Fahrkurbel 21 6 verdrehbaren Schalthahns sperrt
dagegen die Leerlauföffnung i9 und gibt beständig die Verbindung zwischen der Druckregelleitung
5 und dem Regelglied B frei. Der Schalthahn 17 dient als Hilfsglied bei der selbsttätigen
Regeleinrichtung, das die durchobenbeschriebene Verteilschieber für eine bestimmte
Drehrichtung betriebsfertig gemachte Sekundärseite im gegebenen Zeitpunkt unter
gleichzeitiger Freigabe der Regeleinrichtung in Gang zu setzen bzw. wieder zum Stillstand
zu bringen hat.
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Bezüglich der Wirkungsweise der beschriebenen Regeleinrichtung sei
gleich vorweg bemerkt, daß sie in Anwendung auf ein Ge#-triebe mit Stufenförderung
den Anforderungen des Betriebes nicht in jener vollkommenen Weise nachkommen kann,
wie bei einem Getriebe mit stetig veränderbarer Primärförderung. Dies liegt aber
in der Natur des Getriebes. Trotzdem erreicht auch hier nur die selbsttätige Regeleinrichtung
die relativ beste wirtschaftliche Ausnutzung der Anlage, wie aus der nachstehend
beschriebenen Arbeitsweise hervorgeht. 12 Die Lokomotive stehe still, der Antriebsmotor
sei in Gang gesetzt, die Primärpumpen
seien durch die Verteilschieber
in sich kurzgeschlossen, daher im Leerlauf, der Schalthahn 17 sei durch Kurbel 21
auf Leerlauf gestellt. Er verbindet daher die Steuerfläche 4 durch Rohr 5 über öffnung
i9 und Kanal 2o mit der Atmosphäre. Nun soll die Lokomotive mit der ersten Geschwindigkeitsstufe
in Bewegung gesetzt werden. Dazu ist zunächst die Betätigung der Hilfseinrichtungen
erforderlich, um die selbsttätige Regeleinrichtung einzuschalten. Es wird daher
die kleinere Pumpe betriebsfertig gemacht, indem ihre Verteilschieber so gestellt
_ werden, daß das geförderte öl jenem Arbeitsraum des Motors 2 zugeführt wird, der
später als Druckraum die beabsichtigte Drehrichtung ergibt. Auch der Drehzahlbereich
des Motors ist damit schon festgelegt, denn seine höchsterreichbare Drehzahl ist
durch die Fördermenge der betriebsfertig gemachten kleineren Pumpe eindeutig bestimmt.
Aber das dem einen Arbeitsraum des Motors zugeführte öl arbeitet noch nicht, da
es durch das offene Absperrglied 3 fast ungedrosselt in den anderen Arbeitsraum
zur Saugseite der Pumpe überströmen kann. Nunmehr wird die andere Hilfseinrichtung
betätigt, die die Regeleinrichtung freigibt, d. h. mit Fahrkurbel 21 wird der Hahn
17 in Betriebsstellung gebracht, bei welcher die üffnung i9 verdeckt, die öffnung
18 jedoch zum RegelgliedB freigegeben wird. Es strömt nunmehr von der vorbestimmten
Druckseite des Motors 2, in der bereits ein kleiner, .`durch die Drosselwiderstände
verursachter Druck herrscht, durch eine der Rohrleitungen 7, 7' Drucköl über das
Rückschlagventil8 durch die öffnungen 14, über den Teilringraum 16, durch die öffnung
18 und Leitung 5 zur Steuerfläche 4., das Regelglied A unter Einwirkung einer freien
überschußkraft im Sinne der Schlußbewegung verschiebend. Damit tritt erhöhte Drosselung
so lange ein, bis der gleichzeitig steigende Druck den Motor 2 in Drehung versetzt.
Da aber gleichzeitig das Regelglied B unter Einwirkung dieses Druckes gehoben wird,
sperrt es den Durchfluß durch die öffnungen 14 mehr und mehr und kommt in eine schwebende
Gleichgewichtslage bei einem durch die augenblickliche Gesamtspannung der Feder
i?, bestimmten Druck. Da die Blockierung zwischen den Verteilschiebern der ersten
Stufe und der Welle der Fahrkurbel die den höchstzulässigen Druck bedingende Vorspannung
der Feder- einzustellen gestattet, welcher zusammen mit der Fördermenge der ersten
Stufe Höchstleistung ergibt, so kann durch entsprechend große Drehung der Fahrkurbel
fast augenblicklich der höchstzulässige Getriebedruck eingestellt werden, während
die arbeitende Fördermenge im Motor a durch das Regelglied A allmählich von Null
bis zum ersten Stufenwert bei gleichbleibender Beschleunigung gebracht wird. Die
selbsttätige Regeleinrichtung bewirkt demnach im Motor eine Regelung auf gleichbleibendem
Druck bei stetig wachsender Fördermenge, somit stetig wachsende Sekundärleistung.
Die Primärleistung ist dabei konstant auf ihrem Höchstwert gehalten, die Zugkraft
hat während der ganzen Beschleunigungsperiode konstanten Höchstwert. Der Unterschied
in den Flüssigkeitsleistungen der beiden Seiten wird durch Drosselung vernichtet.
Diese Art der Regelung stellt für ein Getriebe mit Stufenförderung, wie leicht ersichtlich,
den wirtschaftlich günstigsten Fall vor.
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Ist die durch die Förderung der ersten Stufe bedingte Geschwindigkeit
voll erreicht und will man eine höhere Stufengeschwindigkeit, z. B. die zweite,
dann tritt die selbsttätige Regelung in der gleichen Weise von neuem in Wirkung,
wie eben für die erste Stufe beschrieben. Es ist nur notwendig, durch Verdrehen
der Verteilschieber die erste Stufe von der Sekundärseite abzuschalten und die zweite
Stufe betriebsfertig zu machen, wobei zwangläufig die zum Regelglied C gehörige
Blockierung zwischen Verteilschieber und Fahrkurbel die letztere in eine Stellung
zurückführt, die einen der nunmehrigen Förderung der Pumpe entsprechenden niedrigeren
Druck als Höchstdruck zuläßt, so daß wiederum das Produkt aus Höchstdruck mal Förderung
der zweiten Stufe die Höchstleistung ergibt. Der gleiche Verlauf gilt für die dritte
Stufe. Es ist dabei aber nicht mehr notwendig, den Schalthahn 17 in Leerlauf- und
Betriebsstellung zu bringen, denn ist z. B. die Sekundärdrehzahl entsprechend der
ersten Stufe voll erreicht und wird mit dem Verteilschieber A die arbeitende erste
Stufe gegen die zweite ausgetauscht, so bedeutet dies eine plötzliche unstetige
Erhöhung der Primärfördermenge, welche der Motor 2 infolge seines augenblicklichen
Schluckvermögens nicht aufzunehmen vermag. Infolgedessen wird sich eine ÖI-.stauung,
verbunden mit einer Druckerhöhung, einstellen, das Regelglied B hebt sich sofort
in die Stellung nach Abb. 6 und entspannt die Steuerfläche 4 über Leitung 5, öffnung
18, Ringraum 16 und 15 zur Bohrung 13, so daß das Regelglied A sofort von seinem
Sitz in eine solche Drosselstellung übergeht, die dem eingestellten Höchstdruck
entspricht. Von da an schließt sich A allmählich selbsttätig und vermehrt damit
stetig zunehmend die sekundär arbeitende Fördermenge bis zum Höchstwert der zweiten
Stufe.
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Kommt die Lokomotive z. B. auf eine Steigung, die mit der geschalteten
Geschwindigkeit nur unter Anwendung von dauernd unzulässiger
Überlast
genommen werden könnte, wobei der Druck fortwährend seinen zulässigen Höchstwert
überschreiten müßte, so wird das Regelglied A in der vorher beschriebenen Weise
durch Vermittlung der Bohrung 13 so weit zum öffnen gebracht, daß sich nur
der zulässige Höchstdruck dauernd einstellt bei gleichzeitiger Verminderung der
Motordrehzahl bis zum Stillstand. Der augenblickliche Abfall der Geschwindigkeit
wird dem Führer anzeigen, daß er .eine niedrigere Geschwindigkeitsstufe zu schalten
hat, um Überlast zu vermeiden.
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Aus diesem Beispiel ist ersichtlich, daß die selbsttätige Regeleinrichtung
j.edesmal nach dem von Hand erfolgten Zuschalten einer Stufe einsetzt und sich auf
den Bereich dieser Stufe erstreckt, wenn durch das Regelglied C der jedesmalige,
durch die Blockierung begrenzte Höchstwert der zugehörigen Vorspannung der Feder
eingestellt wurde. Es ist ohne weiteres denkbar, daß diese Einstellung zwangläufig
zugleich mit .der Schaltung der Verteilschieb.er erfolgt, indem entweder das Schaltgestänge
der Verteilschieber auf den Federteller einwirkt oder die Fahrkurbel in bestimmten
Stellungen entsprechend den ver- j schiedenen Stufenhöchstdrücken z. B. einen Servomotor
veranlaßt, die Schaltung der zugehörigen Geschwindigkeitsstufe zu besorgen.
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Es ist ferner möglich, das Zu- und Abschalten sämtlicher Geschwindigkeitsstufen,
d. i. die sprungweise Änderung der Primärfördermenge, durch einen Servomotor im
geeigneten Zeitpunkt selbsttätig besorgen zu lassen, wobei das Regelglied C selbsttätig
jedesmal die entsprechende Vorspannung einstellt, so daß die Regeleinrichtung nur
bei Ingangsetzung des Getriebes durch den Schalthahn freigegeben werden muß. Es
ist in diesem Falle nur notwendig, den veränderlichen Getriebedruck dazu heranzuziehen,
die selbsttätige Schaltung der Stufen im gegebenen Zeitpunkt zu veranlassen. jedoch
darf das selbsttätige Zuschalten einer höheren Geschwindigkeitsstufe erst dann erfolgen,
wenn der augenblickliche Druck mit sinkender Primärleistung bis zum Höchstwert des
Stufendruckes der höheren Stufe gesunken ist, weil eben nur die unveränderlich gegebene
Fördermenge der nächsten Stufe zugeschaltet werden kann. Das selbsttätige Abschalten
einer Geschwindigkeitsstufe muß jedoch eintreten, sobald ihr augenblicklicher Druck
den zulässigen Höchstwert überschreitet. Der Regelungsverlauf eines Stufengetriebes
in Verwendung als Lokomotivgetriebe mit dieser vollkommensten Form der Regeleinrichtung
ist zusammengefaßt folgender: Während der Anfahrperiode tritt der Stufenhöchstdruck
in gleichbleibender Größe auf, die Primärleistung ist bis zum Erreichen der Höchstgeschwindigkeit
gleichbleibend; die Sekundärgeschwindigkeit nimmt innerhalb jeder Stufe stetig und
bei gleichbleibendem Fahrwiderstand mit abgestuften Beschleunigungswerten, jedoch
innerhalb einer jeden Stufe mit gleichbleibender Beschleunigung zu; die nutzbare
Sekundärleistung wächst selbsttätig innerhalb einer jeden Stufe stetig linear. Während
der normalen Fahrt gibt die Regelung infolge der Natur des Getriebes zwar nicht
ständig gleichbleibende Primär- und Sekundärleistung, doch schwanken diese nur in
dem Gebiet von Normalleistung bis herab zu einem Werte, der gegeben ist durch das
Produkt Fördermenge irgendeiner Stufe mal Höchstwert des Stufendruckes der folgenden
Stufe. je geringer der Unterschied in der Förderung der einzelnen Stufen, desto
geringer ist diese Schwankung und desto mehr nähert sich der Regelungsverlauf eines
Getriebes mit Stufenförderung und über alle Stufen selbsttätig sich erstreckender
Leistungsregelung der früher beschriebenen vollkommensten Art der Regelung bei Getrieben
mit stetig veränderbarer Fördermenge.