DE455697C - Verfahren zur Leistungsregelung von Fluessigkeitsgetrieben - Google Patents

Verfahren zur Leistungsregelung von Fluessigkeitsgetrieben

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DE455697C
DE455697C DEK90802D DEK0090802D DE455697C DE 455697 C DE455697 C DE 455697C DE K90802 D DEK90802 D DE K90802D DE K0090802 D DEK0090802 D DE K0090802D DE 455697 C DE455697 C DE 455697C
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Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCfIE: i. Verfahren zur Leistungsregelung von Flüssigkeitsgetrieben, deren Druck und Fördermenge bei gleichbleibender Drehzahl des Antriebsmotors in gegenseitiger Abhängigkeit selbsttätig geregelt werden, insbesondere für Lokomotivgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine selbsttätig wirkende Steueranordnung (5 bis 1z) der Flüssigkeitsdruck auf eine einstellbare, gleichbleibende Höhe eingeregelt und zugleich die Leistungsabgabe des getriebenen Teils geradlinig ansteigend auf einen bestimmten Höchstwert gebracht wird, nach dessen Erreichen die Höchstleistung gleichbleibend aufrechterhalten wird, während der Flüssigkeitsdruck (p) und die Nutzarbeit leistende Flüssigkeitsmenge (v) sich nach dem Gesetz p # v = korst. ändern. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der im Motor (3) Nutzarbeit leistenden Flüssigkeitsmenge (v) durch mittelbare Einwirkung der Regeleinrichtung (5 bis 1z) auf den Hub der Antriebspumpe (i) erfolgt. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der im Motor (3) Nutzarbeit leistenden Flüssigkeitsmenge (v) unmittelbar im Motor selbst durch Teilung der von der Pumpe (i) in unveränderlicher Größe gelieferten Fördermenge in einen Arbeitsstrom und einen Leerlaufstrom erfolgt. ¢. Verfahren nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem mehrstufigen Pumpenaggregat (i) in unveränderlicher Größe gelieferten Teilmengen einzeln der Reihe nach durch einen Steuermotor selbsttätig zu- oder abgeschaltet werden, wenn der Getriebedruck den zugehörigen Höchstwert dieser Stufe nicht erreicht oder schon unterschritten bzw. überschritten hat. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Regelverfahrens nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß durch Verstellen eines hydraulisch betätigten, als Stufenkolben ausgebildeten Regelgliedes (A, Steuermotor) die im Motor (3) Nutzarbeit leistende Flüssigkeitsmenge (v) in zu- oder abnehmendem Sinne verändert wird, und daß dem Regelglied (A) die zu seinerVerschiebung erforderliche Steuerflüssigkeit so lange im positiven oder negativen Sinne durch ein zweites Regelglied (B) selbsttätig zugeteilt wird, bis das Regelglied (B) unter dem Einfluß des Getriebedruckes (p) und dem entgegengesetzten Einflusse eines Kraftspeichers (12) jenen Gleichgewichtszustand einnimmt, bei dem es den Durchfluß von Steuerflüssigkeit zum Regelglied (A) unterbindet, indem ein drittes Regelglied (C) die Vorspannung des das Regelglied (B) beeinflussenden Kraftspeichers (12) bewirkt. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei steigender Getriebeleistung die dem Regelgliede (A) zuzuführende Steuerflüssigkeit dem Getriebe selbst entnommen wird, indem das Regelglied (B) unterhalb seiner Gleichgewichtslage eine Verbindung zwischen der jeweiligen Getriebedruckseite und einer größten Steuerfläche des Regelgliedes (A) freigibt, während bei Verringerung der Nutzarbeit leistenden Flüssigkeitsmenge die dem Regelglied (A) wegzunehmende Steuerflüssigkeit ins" Freie geleitet wird, indem das Regelglied (B) oberhalb seiner Gleichgewichtslage die entsprechende Steuerfläche von (A) mit der Atmosphäre verbindet. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelglied (C), von Hand aus oder durch einen Steuermotor betätigt, die Vorspannung des das Regelglied (B) belastenden Kraftspeichers (12) auf gleichbleibende, jedoch abgestufte Werte entsprechend den abgestuft schaltbaren Fördermengen des Pumpenteils (i) gleichzeitig mit der Schaltung der Stufen einstellt. B. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelglied (C), nachdem es bei Ingangsetzung der Regelung durch eine Hilfseinrichtung von Hand aus freigegeben wurde, durch einen Übersetzungsmechanismus (27,28 inAbb. 8) die Vorspannung des Kraftspeichers (12) selbsttätig in Abhängigkeit von der Bewegung des Regelgliedes (A) ver-,ändert. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit irgendeiner bekannten, von Hand aus zu betätigenden Verstellvorrich- -tung (29 in Abb.8) für die Vorspannung ' des Kraftspeichers (12) ausgerüstet ist, so daß der Höchstwert der selbsttätig eingeregelten Leistung verändert wird.
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