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Flüssigkeitsgetriebe mit im Motorteil angeordneten Grüppen von Arbeitskammern
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsgetriebe mit im Motorteil angeordneten Gruppen
von Arbeitskammern, von denen eine durch Steuerung der Zu- und Abflußkanäle unabhängig
von den anderen zu- oder abgeschaltet werden kann. Bei den bekannten Getrieben dieser
Art geschieht das Zu- und Abschalten von Kammerpaaren unter dem im Motor herrschenden
- Flüssigkeitsdruck selbsttätig in Abhängigkeit von der Motor-Leistung. Dabei findet
ein Absinken des Druckes statt, wenn bei gleichbleibender Motorleistung die Zahl
der arbeitenden Arbeitskammern zunimmt, und es findet ein Ansteigen des Druckes
statt, wenn Arbeitskammern abgeschaltet werden. Wenn also infolge Einschaltung von
Arbeitskammern der Druck abnimmt, werden weitere Kammern zugeschaltet, so daß eine
starke Stöße verursachende Pendelbewegung eintritt.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß zur selbsttätigen
Schaltung jeder Gruppe in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck, wie an sich bekannt,
ein Hauptsteuerkolben und ein den Hauptsteuerkolben steuernder Vorsteuerkolben angeordnet
sind und daß der Vorsteuerkolben als Stufenkolben ausgebildet ist und gegen Federdruck
verschoben wird, wobei die Druckflüssigkeit bei zunehmendem Druck zunächst nur auf
eine Kolbenfläche und erst beim Übersteigen einer bestimmten Druckhöhe auf beide
Kolbenflächen wirkt, hingegen beim Absinken auf eine andere bestimmte Druckhöhe,
die kleiner ist als die obengenannte Druckhöhe, auf beide Kolbenflächen und erst
beim Absinken des Druckes unter diese Druckhöhe nur auf eine Kolbenfläche wirkt.
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Infolge dieser Gestaltung der Schaltvorrichtung des Getriebes wird
bei konstantem Druck der Flüssigkeit das vom Getriebe ausgeübte Drehmoment und der
Verbrauch an Druckflüssigkeit kleiner, wenn ein oder mehrere Kammerpaare von der
Zu- und Ableitung der Druckflüssigkeit abgeschaltet und dieses Paar bzw. diese Paare
kurzgeschlossen
werden. Das Drehmoment und der Verbrauch an Druckflüssigkeit
«-erden größer durch eine umgekehrte Schaltung. Im ersten Falle fließt während der
Umdrehung des Getriebes die in den abgeschalteten Kammern enthaltene Druckflüssigkeit
im Kurzschluß von den Druckleitungen zu den Auslaßleitungen, ohne Widerstand zu
leisten, abgesehen von den kleinen Reibungsverlusten. Das Getriebe verbraucht in
diesem Falle bei jeder Umdrehung nur einen Teil der Druckflüssigkeit, die gebraucht
wird, wenn alle Kammern in Tätigkeit sind. d. i. also, daß die Leistung geringer
ist. Wenn im Gegensatz dazu das Drehmoment des Getriebes vergrößert «-erden soll,
«erden ein oder mehrere Kammerpaare. die abgeschaltet waren, wieder mit den Druckflüssigkeitszu-
und -ableitungen in Verbindung gebracht und der Kurzschluß aufgehoben. In diesem
Falle wird also die Leistung des Getriebes vergrößert.
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Die Schaltvorrichtung kann getrennt vom Getriebe oder in ihm selbst
angeordnet sein. Uni während des Arbeitens der Schaltvorrichtung Überdrücke zu vermeiden,
sind die abzuschaltenden Kammern oder ihre Zuleitungen zweckmäßig mit Sicherheitsventilen
versehen. die nach den gerade eingeschalteten Kammern (;der Kanälen hin öffnen.
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Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Ouerschnitt durch das Getriebe nach der Linie
I-I der _\l)1). 2, wobei -aus Gründen der einfacheren Darstellung lediglich vier
Kammern angeordnet sind, .\1)1). -2 einen Längsschnitt nach der Linie II-II der
Abb. i des Getriebes und der Schaltvorrichtung in einer Stellung und Abb. 3 einen
ähnlichen Längsschnitt der Schaltvorrichtung in einer anderen Stellung. Die Druck-
und Auslaßsektoren der zwei i dauernd arbeitenden, sich gegenüberliegenden Kammern
sind finit t und z bezeichnet, die Druck- und Auslaßsektoren der abschaltbaren Kammern
mit 3 und d.. Es ist nicht i notwendig, daß die Exzentrizitäten der verschiedenen
Kammern gleich sind, vielmehr kann es zweckmäßig sein, daß die Exzentrizitäten der
nach Belieben zuschaltbaren Kammern eine andere Größe Haben wie in der I Zeichnung
die Kammern 3 und 4. die eine größere Exzentrizität besitzen. Die im G,- I triebegehäuse
angeordneten Kanäle i'. 3', 4' verbinden die Druck- und Auslaßsektoren, die mit
denselben Zittern bezeichnet sind wie die entsprechenden Kammern. je- . doch mit
eirein Index. Die Kanäle führen zu entsprechenden Öffnungen 1". 2", 3" 1111d 4".
. Die Kanäle i und .2 sind auch mit den Zu-und Ableitungen 29 und 30 durch Rohrleitunen
5 und 6 verbunden. In der _1151). a ist der Hauptsteuerkolben 2o in einer Stellung
gezeichnet, in der nur die Kammern i und in Tätigkeit sind. während die Kammern
3 und 4. nicht in Tätigkeit und kurzgeschlossen sind. Die in diesen Kammern enthaltend(-,
Flüssigkeit fließt durch die Steuerkammer des Hauptsteuerkolbens 20 in der in dir
Abb. 2 mit dem Pfeil 7 gezeichneten Weise, i wenn das Getriebe in Richtung (fies
Pfeiles der Abb. i sich dreht. Das Getriebe hat dann die geringste Leistung.
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Die Abb. 3 zeigt die Schaltvorrichtung in einer Stellung. in der auch
die Kammern ,; j und -t in Tätigkeit sind. Die Kammer i ist in Verbindung mit Kammer,-,
und die Kammer :2 finit Kammer .4. Der Kurzschluß zwischen den Kammern 3 und 4 ist
aufgehoben, das Getriebe arbeitet also mit größter Leistung.
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Beim Übergang des Hauptsteuerkolbens =o und des Vorsteuerkolbens Io
von der in Gier _11)1). 2 dargestellten Stellung zu der in der Abb. 3 dargestellten
Stellung tritt eine Zwischenstellung ein. bei der die Kanäle 3 und -E geschlossen
bleiben. Uni nun gefährliche i Überdrücke zu vermeiden, sind -zwischen den ' Kanälen
3 und i und zwischen den Kanälen 4-und 2 Sicherheitsventile c) vorgesehen vorzugsweise
am Getriebekörper selbst. die die i Flüssigkeit von der Kammer 3 in die Kammer i
bzw. von der Kammer 4 in die Kammer 2 lassen. wenn der Druck in den Kam-;
mern 3 und .4 außerordentlich hoch wird. wobei der Druck der Feder jedes Ventils
c) überwunden wird.
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Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgende: Der Vorsteuerkolben
Io wird durch die Feder 12 in der in der Abb. a dargestellten Stellung gehalten.
Die durch die Leitung 30 zugeführte Druckflüssigkeit fließt durch die Leitung 13,
den Schlitz 14 der Kammer, die Leitung I6 in die Kammer I8 und hält dort den Hauptsteuerkolben
=o in der in der Abb. 2 gezeichneten Stellung. die der geringsten Leistung des Getriebes
entspricht. Durch die Leitung 2 i wirkt derselbe Druck auch auf die Ringfläche 22
(ICs Vorsteuerkolbens Io. Wenn der Druck einen bestimmten Wert überschreitet. überwindet
er den Gegendruck der Feder 1-, und der Vorsteurkolben to sucht sich in Richtung
des Pfeiles 21 zu vrrschieben. Nach Beginn dieser Bewegung öffnet sich die Mündung
=3. wodurch der Druck auch auf die Ringfläche 24 wirkt. Dadurch wird der Druck auf
die Feder 12 noch größer, und der Vorsteuerkolben to gleitet weiter in Richtung
(1e. Pfeiles =8 1)i# zum Eilde de; Hubes, W<) er clie ill Abb. ,; (lü@glstellte
Stellung erreicht. 111 dieser neuen
Stellung kann sich die Kammer
18 durch die Leitungen 16, 14, 25 entleeren, während der Druck durch die Leitungen
13, 15, 17 in die Kammer I9 wirkt. Der Hauptsteuerkolben 2n bewegt sich an
das Hubende (Abb. 3) in Richtung des Pfeiles 28. Diese Stellung entspricht der größten
Leistung des Getriebes.
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Die zusätzliche Druckwirkung auf die Ringfläche 2.4 zur Erzielung
einer schnellen Steuerung hat den sehr bedeutenden Vorteil, das Getriebe gleichförmig
und beständig arbeiten zu lassen und auf andere Weise unvermeidliche Pendelbewegungen
auszuschalten. Zu diesem Zweck ist das Verhältnis der Größe der Ringfläche 22 und
24. zueinander etwas kleiner als das Verhältnis zwischen dem dauernd vorhandenen
Leistungsvermögen des Getriebes und der einschaltbaren Leistung, so daß, wenn der
Druck beim Übergang von der geringsten zur größten Leistung auf einen Wert sinkt,
der zu dem ursprünglichen Druck im umgekehrten Verhältnis steht wie die größte und
die geringste Leistung;, der gesamte hydraulische Druck auf die Ringflächen 22 und
24 immer noch größer als der Gegendruck der Feder 12 ist und das Getriebe beständig
in der Stellung der größten Leistung bleibt. Nur wenn die zu überwindende Leistung
unter einen Wert sinkt, dem in der Druckleitung ein solcher Druck entspricht, daß
der gesamte hydraulische Druck auf die Ringflächen 22 und 24. geringer wird als
die Gegenwirkung der Feder 12. findet der Übergang zur kleinsten Leistung statt,
und zwar ebenfalls in beständiger Weise.
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Die Erfindung ist nur an einem Beispiel erläutert worden. Es können
selbstverständlich verschiedene Änderungen und Ergänzungen vorgenommen werden. Beispielsweise
können der Hauptsteuerkolben oder der Vorsteuerkolben oder beide getrennt vom Getriebe
angeordnet werden. Verschiedene Teile können eine andere Gestaltung haben. Ferner
kann das Getriebe mit einer -anderen Anzahl von einander gegenüber angeordneten
Kammerpaaren versehen sein. Weiter kann das erfindungsgemäße Getriebe mit einer
Konstantdruckanlage kombiniert und mit selbsttätigen Ventilen zur Kontrolle der
Leistung versehen sein, so daß die vorn Getriebe verbrauchte Flüssigkeitsmenge in
der Zeiteinheit nahezu konstant ist, wodurch sich ein Getriebe ergibt, das bei verschiedenen
Geschwindigkeiten und bei konstantem Druck stufenweise= veränderliche Momente und
einen der Leistung entsprechenden Flüssigkeitsverbrauch aufweist.