DE523856C

DE523856C - Common control device for the pump and the motor of fluid gears

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Publication number: DE523856C
Application number: DE1930K0032630
Authority: DE
Original assignee: Kuehn Wilhelm Dr Ing E H
Current assignee: Kuehn Wilhelm Dr Ing E H
Priority date: 1930-09-07
Filing date: 1930-09-07
Publication date: 1931-04-29

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
29. APRIL 1931ISSUED ON
April 29, 1931

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

M 523856 KLASSE 47 h GRUPPE M 523856 CLASS 47 h GROUP

Bei Flüssigkeitsgetrieben lassen noch immer die Regelvorrichtungen sehr zu wünschen übrig. Da bei Exzenter- oder Taumelscheibengetrieben der getriebene Teil »der Flüssigkeitsmotor« infolge der selbstsperrenden Eigenschaften von Exzenter- und ähnlichen Anordnungen nur einen sehr begrenzten Regelbereich, Verstellung der Exzentrizität bis etwa V₄ zuläßt, so muß in den weitaus meisten Fällen die Flüssigkeitspumpe mit für die Regelung hinzugezogen werden. In vielen Fällen wird außerdem die Umkehr der Drehrichtung des Flüssigkeitsmotors verlangt, was durch Umleiten der Stromrichtung durch Wechselschieber o. dgl. oder durch Umkehr der Förderrichtung der Pumpe durch Schaltung derselben in ihre umgekehrte Exzenterlage erfolgt.In the case of fluid drives, the regulating devices still leave a lot to be desired. Since in eccentric or swash plate gears the driven part "the liquid motor" _{allows only a very limited control range, adjustment of the eccentricity up to about V 4} due to the self-locking properties of eccentric and similar arrangements, so in the vast majority of cases the liquid pump must also be used for the Regulation should be consulted. In many cases, the direction of rotation of the liquid motor is also required to be reversed, which is done by diverting the direction of flow through changeover slides or the like or by reversing the delivery direction of the pump by switching the same into its reverse eccentric position.

Hierbei wird nicht nur die Bedingung gestellt, daß die gesamten Schaltungen mit einer einzigen Handhabe ausgeführt werden, sondern daß auch das Leistungsdiagramm ein möglichst großes Leistungsfeld aufweist, sich große Anzugmomente, also große Drehmomente am getriebenen Teil beim Anfahren aus der »o«-Steilung ergeben, daß außerdem die Regelart für Rechts- und für Linkslauf gleichartig verlaufen, und schließlich wird für viele Zwecke noch gefordert, daß die Geschwindigkeitszunahme möglichst proportional zur Verstellung erfolgt, um gleichmäßige, im Gefühl mit der Verstellung liegende Beschleunigungen zu erhalten.Here, not only is the condition that the entire circuits with a single handle, but that the performance diagram also has the largest possible performance field Large tightening torques, that is to say large torques on the driven part when starting from the "o" division, also result in that the control type for clockwise and counterclockwise rotation run the same, and finally will for many purposes it is still required that the increase in speed be as proportional as possible for adjustment takes place in order to achieve even accelerations that are felt with the adjustment to obtain.

Diesen Erfordernissen wurde bisher mit Steuerkurven entsprochen, die so gewählt wurden, daß Pumpe und Motor für die gewünschten Stellungen der Steuerwelle die erforderlichen Lagen erhielten.So far, these requirements have been met with control cams that have been chosen in this way that the pump and motor were required for the desired positions of the control shaft Received locations.

Der Kurvenanordnung haftet eine Reihe von Übelständen an, die durch die Vorrichtung nach der Erfindung vermieden werden.The curve arrangement adheres to a number of drawbacks caused by the device be avoided according to the invention.

Mit einer Kurvenanordnung läßt sich zwar das größtmöglichste Leistungsdiagramm erreichen, doch ergibt sich hierbei beim Übergang von der Motorverstellung zur Pumpen-Verstellung eine Änderung des Charakters der Regelart bzw. der Drehzahländerung, da sich durch Verstellung des Flüssigkeitsmotors die Drehzahl nach einer Hyperbel ändert, während die Abstellung der Flüssigkeitspumpe proportional zur Verstellung sich ändernde Drehzahlen ergibt. Soll dies in den Kurven berücksichtigt werden, so ergeben sich sehr schwierig herzustellende Kurven. Außerdem ist es bei Flüssigkeitsgetrieben wichtig, daß die Verstellvorrichtungen spielfrei arbeiten, was mit Kurven an sich schwierig zu erreichen und auf die Dauer aufrechtzuerhalten ist.The greatest possible performance diagram can be achieved with a curve arrangement, but this results in the transition from motor adjustment to pump adjustment a change in the character of the control mode or the change in speed, since the adjustment of the liquid motor changes the Speed changes after a hyperbola while the liquid pump is switched off speed changes proportionally to the adjustment. Should this be in the curves are taken into account, the result is curves that are very difficult to produce. aside from that It is important for fluid gears that the adjustment devices work without play, which is difficult to achieve with curves and to maintain in the long run is.

Die vorstehenden Schwierigkeiten können durch Verwendung \-on Exzentern für die Verstellung behoben werden. Exzenter können ohne Schwierigkeiten mit der erforderlichen Genauigkeit hergestellt und so bemessen werden, daß sie praktisch dauernd spielfrei arbeiten; sie bewirken, durch eine ge-The above difficulties can be overcome by using \ -on eccentrics for the Adjustment can be corrected. Eccentric can be used without difficulty with the required Accuracy produced and dimensioned so that they are practically permanently free of play work; they cause through a

meinsame Steuerwelle bewegt, ein gleichzeitiges Verstellen beider Triebe, so daß sich niemals eine plötzliche Änderung des Verstellcharakters ergeben kann, sondern bei richtiger Wahl sogar fast proportional zur Verstellung der Handhabe verlaufende Geschwindigkeitszunahmen erreichen lassen, was für viele Fälle, wie z. B. Plandreharbeiten, Aufzüge u. dgl., von ausschlaggebender Bedeutung ίο ist.common control shaft moves, a simultaneous adjustment of both drives, so that never can result in a sudden change in the adjustment character, but with the correct one Choice even increases in speed almost proportionally to the adjustment of the handle let achieve what for many cases, such. B. Facing, elevators and the like., Of crucial importance ίο is.

Durch die Exzenteranordnung nach der Erfindung wird auch den übrigen, weiter oben aufgezählten Wünschen hinsichtlich der Beeinflussung der beiden Getriebe in weitestem J-5 Maße entsprochen.Due to the eccentric arrangement according to the invention, the rest of the above enumerated wishes with regard to influencing the two transmissions to a large extent J-5 dimensions met.

Die Exzenter wirken, um 90° versetzt, auf die beiden Getriebe, wobei die Exzenter selbst oder die beiden Getriebe in ihrer Verstellrichtung um 90⁰ zueinander versetzt sein können; im letzteren Fall sind die Exzenter gleichgerichtet, und es kann unter Umständen ein gemeinschaftlicher Exzenter für beide Getriebe dienen. Liegen die beiden Getriebe in einem beliebigen Winkel zueinander, so sind die Exzenter in einem ergänzenden Winkel anzuordnen, so daß sich die Gesamtversetzung von 90⁰ ergibt. -The eccentrics act, offset by 90 °, to the two gears, the eccentric itself or the two gear may be offset in its adjustment direction by 90 ⁰ from each other; in the latter case, the eccentrics are in the same direction, and under certain circumstances a common eccentric can be used for both gears. If the two gears are at any angle to each other, the eccentrics are to be arranged at a supplementary angle so that the total offset of 90 ^° results. -

Sind diese Exzenter zu den beiden Getrieben so angeordnet, daß der Flüssigkeitsmotor von dem einen Exzenter durch die Stellung seines größten Arbeitsraumes geschoben wird, wenn das andere Exzenter die Pumpe mit größter Geschwindigkeit durch ihre zentrale Lage, die »o«-Stellung, bringt, so ist durch die Schaltung der Pumpe in die entgegengesetzte Förderlage die Umkehr der Drehrichtung des Motors bei größtem Anzugmoment gegeben, und die Verstellungen für Links- und Rechtslauf ergeben sich gleichartig. Are these eccentrics to the two gears so arranged that the liquid motor of which one eccentric is pushed through the position of its largest working area, when the other eccentric moves the pump through its central point at maximum speed Position, the "o" position, then by switching the pump to the opposite one Conveying position the reversal of the direction of rotation of the motor with the greatest tightening torque given, and the adjustments for left and right rotation result in the same way.

Ganz besonders günstig gestalten sich Beschleunigungs- und Leistungsdiagramm, wenn für die Verstellung von der größten bis zur kleinsten Stellung des Flüssigkeitsmotors der Radius des Verstellexzenters kleiner als der Verstellweg des Getriebes gewählt wird, so daß der Verstellwinkel der Exzenterwelle für einen Drehsinn des Getriebes größer als 90⁰ (etwa i2o° bis 135⁰, evtl. noch etwas größer) . wird, da dann die Flüssigkeitspumpe über ihre größte Stellung hinausgeschaltet wird und während eines größeren Drehwinkels der Exzenterwelle ihre Förderleistung wenig verändert bzw. die in der Endstellung erreichte Leistung während eines größeren Weges der Verstellvorrichtung nicht unterschreitet, während der Flüssigkeitsmotor erheblich beeinflußt wird, die Drehzahl sich also zunächst im wesentlichen durch Verstellung des getriebenen Teiles regelt, und das Getriebe für konstante Leistung geeignet ist.The acceleration and performance diagrams are particularly favorable if, for the adjustment from the largest to the smallest position of the fluid motor, the radius of the adjustment eccentric is selected to be smaller than the adjustment path of the gear, so that the adjustment angle of the eccentric shaft for one direction of rotation of the gear is greater than 90 ⁰ (about i2o ° to 135 ⁰ , possibly a little larger). is, because then the liquid pump is switched beyond its largest position and its delivery rate changes little during a larger angle of rotation of the eccentric shaft or the power reached in the end position is not undercut during a greater distance of the adjusting device, while the liquid motor is significantly influenced, the speed increases so initially regulates essentially by adjusting the driven part, and the gearbox is suitable for constant power.

In der Zeichnung ist beispielsweise in Abb. ι schematisch die Anordnung an einem Flüssigkeitsgetriebe, bestehend aus Drehkolbenpumpe und Drehkolbenmotor, veranschaulicht. In the drawing, for example, in Fig. Ι schematically the arrangement on a Fluid transmission, consisting of rotary lobe pump and rotary lobe motor, illustrated.

A zeigt die Pumpe, B zeigt den Motor; beide sind in den angedeuteten Führungsbahnen verschiebbar gelagert. A shows the pump, B shows the motor; both are slidably mounted in the indicated guideways.

C deutet die Drehachse der Exzenterwelle an, D das Exzenter für die Pumpe, E das Exzenter für den Motor. Für die Verbindung der Exzenter mit den beiden Getrieben sind Schubstangen F und G dargestellt, doch können auch Kurbelschleifen o. dgl. angewendet werden. Die beiden Kreisbogen deuten die Wege der Exzenter an. C indicates the axis of rotation of the eccentric shaft, D the eccentric for the pump, E the eccentric for the motor. Push rods F and G are shown for connecting the eccentrics to the two gears, but crank loops or the like can also be used. The two arcs indicate the paths of the eccentrics.

Die Pumpe steht in ihrer »o«-Steilung, während der Motor seine größte Exzenterstellung eingenommen hat. Um das Bild deut-Hch zu gestalten, sind die Exzenter im Verhältnis zu den Getrieben zu groß dargestellt. // deutet ein Zahnrad an, das mit der Exzenterwelle verbunden ist und in welches ein Zahnrad / eingreift, das durch ein Handrad K o. dgl. bewegt werden kann. Um eine leichte Verstellung der Getriebe zu erwirken, wird man in den seltensten Fällen die Steuerwelle unmittelbar bewegen, sondern eine Zwischenübersetzung, ähnlich der angedeuteten, vorsehen. Andererseits ist es jedoch erwünscht, daß die Verstellung dem Arbeiter das nötige Gefühl für die gewählte Verstellung gibt, so daß nicht dauernd nach einer Skala gearbeitet werden muß, und das Augenmerk auf die Arbeit selbst gerichtet werden kann; die Handradumdrehung darf daher für einen Drehsinn des Triebes nicht über 360⁰ werden; hierdurch ergeben sich für die vorliegenden Exzenteranordnungen bis 120 oder 10t etwa 135⁰ Übersetzungen von 1: 3 bis 1 :2,5, so daß für die Verstellung von der größten Drehzahl bis 0 mit der Handhabe ^aj_i bis 1 Umdrehung auszuführen ist, und für die Verstellung von der höchsten Drehzahl »rechts« über »0« bis zur höchsten Drehzahl »links« insgesamt i¹/., bis 2 Umdrehungen der Handhabe erforderlich sind. Die Exzenterwelle kann, wie dargestellt, zwischen den beiden Getrieben oder auch an irgendeiner anderen geeigneten Stelle angeordnet sein.The pump is in its "o" division while the motor has assumed its greatest eccentric position. In order to make the picture clearer, the eccentrics are shown too large in relation to the gears. // indicates a gear that is connected to the eccentric shaft and in which a gear / engages that can be moved by a handwheel K or the like. In order to achieve a slight adjustment of the gearbox, the control shaft will only be moved directly in the rarest of cases, but an intermediate transmission, similar to the one indicated, will be provided. On the other hand, however, it is desirable that the adjustment gives the worker the necessary feeling for the chosen adjustment, so that one does not have to work continuously according to a scale, and attention can be directed to the work itself; the handwheel rotation must therefore not exceed 360 ⁰ for one direction of rotation of the drive; ^{This results in about 135 0} gear ratios from 1: 3 to 1: 2.5 for the present eccentric arrangements up to 120 or 10 t, so that for the adjustment from the highest speed to 0 with the handle ^a j _i up to 1 turn must be carried out, and for the adjustment from the highest speed »right« via »0« to the highest speed »left« a total of i ¹ /., until 2 turns of the handle are required. The eccentric shaft can, as shown, be arranged between the two gears or at any other suitable location.

Da die Geschwindigkeitsänderung unmittelbar im Verhältnis der Pumpenexzentrizität zur Motorexzentrizität liegt, so lassen sich die Geschwindigkeiten und Beschleunigungskurven leicht ermitteln.Since the change in speed is directly related to the ratio of the pump eccentricity to the motor eccentricity, the speeds and acceleration curves easy to determine.

In Abb. 2 sind diese Kurven, für 120⁰ und für 135° Exzenterverstellung aufgetragen, und außerdem ist auch die Kurve für die nacheinander erfolgende Verstellung von l: Pumpe und Motor eingezeichnet, wobei in jedem Fall gleiche Förderleistungen derIn Fig. 2, these curves are plotted for 120 and ⁰ for 135 ° eccentric adjustment, and moreover, the curve for the sequential adjustment of l is: pump and motor shown, wherein the same in either case, flow rates of the

Pumpen in ihren Endlagen und vierfache Regelung durch den Flüssigkeitsmotor (Verstellung von der größten Exzentrizität bis auf ^x\_i derselben) angenommen ist. Abb. 3 und 4 zeigen die Exzenterstellungen für die 120°- und I35°-Anordnungen.Pumps in their end positions and four-fold regulation by the liquid motor (adjustment of the greatest eccentricity up to ^x \ _{i of the} same) is assumed. Fig. 3 and 4 show the eccentric positions for the 120 ° and I35 ° arrangements.

Der Vergleich der Kurven in Abb. 2 zeigt in deutlichster Weise die großen Vorteile der vereinigten Exzenterverstellungen gegenüber der getrennten und nacheinander erfolgenden Verstellung der beiden Getriebe. Letztere ist durch die untere, dünn ausgezogene Kurve veranschaulicht, während die mittlere, stärker ausgezogene Kurve die 120⁰ und die obere, dünn ausgezogene Kurve die 135⁰ Exzenterverstellüng darstellt. Während die untere Kurve sehr ungleichmäßig verläuft und zum Schluß sehr stark zunehmende Beschleunigungen zeigt, ergeben sich mit der 120⁰ Exzenterverstellung gleichmäßig zunehmende Beschleunigungen, und mit der 135^Anordnung· bleiben die Beschleunigungen für den ganzen Verstellweg nahezu gleich. Durch nähere Auswahl der Verstellbereiche und Wege sowie der Endlichkeit der Schubstange für den Flüssigkeitsmotor läßt sich die noch bestehende Krümmung dieser Kurve weiter verringern.The comparison of the curves in Fig. 2 clearly shows the great advantages of the combined eccentric adjustments compared to the separate and successive adjustment of the two gears. The latter is illustrated by the lower, thin solid curve, while the average, more solid curve represents the 120 ⁰ and the upper, thin solid curve 135 ⁰ Exzenterverstellüng. While the lower curve is very uneven and shows the end greatly increasing accelerations arising with the eccentric 120 ⁰ evenly increasing accelerations, and with the assembly 135 ^ · the accelerations remain for the whole adjustment range nearly equal. The curvature of this curve that still exists can be further reduced by a closer selection of the adjustment ranges and paths as well as the finiteness of the push rod for the fluid motor.

Abb. 5 stellt in der stark ausgezogenen Kurve das Leistungsdiagramm eines Getriebes mit I2O° Exzenterverstellvorrichtung dar, welches sich bei gleichbleibendem Flüssigkeitsdruck proportional der Förderleistung der Pumpe in ihren einzelnen Stellungen, bezogen auf die Drehzahlen des getriebenen Teiles, ergibt. Die dünn ausgezogeneu Kurven geben den Verlauf der Drehmomente wieder. Fig. 5 shows the performance diagram of a transmission in the strongly drawn curve with I2O ° eccentric adjustment device, which is located at constant fluid pressure proportional to the delivery rate of the pump in its individual positions on the speeds of the driven part, results. The thinly drawn out curves show the course of the torques.

Claims

Patent claims:

1. Common control device for the pump and the motor of fluid gears with adjustable eccentric housing or piston strokes, characterized in that the rigidly interconnected eccentrics of the motor and the pump ^{are offset from one another by 90 0} and set so that the eccentric of the motor shows the greatest deflection when 'the eccentric of the pump is in the zero position.

2. Control device according to claim 1, characterized in that for the adjustment of the liquid motor from the highest speed to the lowest speed "o" the eccentric shaft has an angle of rotation of more than 90 ⁰ (about 120 ⁰ to 135 ° or in special cases a little more ) describes, so that the liquid pump is already switched beyond its largest eccentric position at the highest speed of the liquid motor.

3. Control device according to claims ι and 2, characterized in that that for the movement of the eccentric shaft a reduction of 1: 2.5 to 1: 3 is used.

1 sheet of drawings