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Antrieb von Pumpen für die Förderung von Steuer- oder Betriebsflüssigkeit,
insbesondere zum Schalten von Kraftübertragungseinrichtungen in Fahrzeugen Die Erfindung
betrifft .einen Antrieb von Pumpen für die Förderung von Steuer- oder Betriebsflüssigkeit
in Abhängigkeit von zwei Wellen, z. B. der Motorwelle und der Treibräderwelleeines
Kraftfahrzeuges, insbesondere zum Schalten von Kraftübertragungs:einrichtungen in
Fahrzeugen. Die Erfindung ist besonders für Fälle geeignet, in denen: der eine der
Antriebe für die Förderung ausschlaggebend ist, während der andere Antrieb eine
wesentlich geringere Fördernvenge verlangt.
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Nach der Erfindung werden in den Antrieben lCauenkupplungen mit überholklauen
an.-geordnet, die durch den Richtungswechsel des Zahndruckes von z. B.- schräg verzahnten
Antriebsrädern ein- und ausgeschaltet werden. Außerdem werden gemäß der Erfindung
Bremsvorrichtungen vorgesehen, und zwar in dem, einen oder in beiden Antrieben,
durch welche der beim Beginn des Umschaltens; sehr niedrige Wert des Zahndruckes
erhöht wird. Schon :eine verhältnismäßig geringe Erhöhung des Zahndruckes genügt,
um die durch langsames Verschieben - des einen Teiles der einzurückenden Klauenkupplungshäl'fte
sich .ergebenden Nachteile zu beheben: Die von den Pumpen geförderte Flüssigkeit
kann beispielsweise zuY Betätigung von Schalteinrichtungen für die Gänge eines Wechs.elgetriehes
- für die Hauptkupplung oder für Steuereinrichtungen in Verbindung mit einem hydraulischen
Drehmomentwandler oder als Betriebsflüssigkeit für hydraulische Kupplungen oder
Drehmomentwandler oder für mehrere dieser Zwecke verwendet werden..
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In dieser Weise kann die Einrichtung nach der Erfindung mit besonderem
Vorteil z. B. bei Kraftübertragungen mit hydraulischen Dre momentwandlern und mechanischen
Wechselgetrieben
für Schienentriebwagen angewendet werden. Dabei wird der eine Antrieb von der Motorwelle
aus, der andere von der getriebenen Welle des hydraulischen Drehmomentwandlers aus
vorgenommen.
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Bei einer derartigen Übertragung nimmt der Kühlbedarf des hydraulischen
Wandlers nicht mit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, sondern mit der Drehzahl
der treibenden Welle des Wandlers zu. Bei der üblichen Anordnung von zwei Pumpen,
welche für die Förderung der Wandlerflüssigkeit und evtl. von Flüssigkeit für die
Betätigung von Steuer-und Schalteinrichtungen verwendet werden und von denen je
eine unmittelbar von der Antriebsmaschine und eine von der getriebenen -Welle des
Wandlers angetrieben wird, muß die vom Motor angetriebene Pumpe für den größten
auftretenden Bedarf bemessen werden. Andererseits muß bei einer derartigen Kraftübertragung
die vom Motor angetriebene Pumpe so groß sein, daß deren Fördermenge auch für die
Steuerungszwecke ausreicht, da z. B. beim Umschalten vom ersten in den zweiten Gang
die Fördermenge der anderen Pumpe infolge der niedrigen Fahrgeschwindigkeit nur
gering ist. Dadurch ergeben sich verhältnismäßig große Pumpen, deren Antrieb eine
große Leistung erfordert, um, so mehr als der größte Kühlbedarf vor allem beim Anfahren
auftritt. Diese Verhältnisse werden auch dadurch nicht wesentlich gemildert, daß
die von der getriebenen Welle angetriebene Pumpe im wesentlichen nur für den Bedarf
der Steuerungseinrichtungen zu bemessen ist und durch diese daneben nur in verhältnismäßig
kleiner Durchsatz durch den Wandler bewirkt wird. Durch die Anordnung eines selbsttätig
umschaltbaren Antriebes nach der Erfindung ist eine kleinere Bemessung der Pumpenanlage,
ein geringer Kraftbedarf und eine günstige, dem auftretenden Wärmeanfall selbsttätig
angepaßte Kühlwirkung erreicht, andererseits auch .eine unnötig große Förderung
und dadurch Erwärmung des Öles vermieden.
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;Wenn der Motor das Fahrzeug antreibt, wird. durch .den hydraulischen
Wandler eine größere Menge Betriebsflüssigkeit geleitet, während bei Abkuppeln des
Motors durch Antrieb der Pumpen von der getriebenen Welle des hydraulischen Wandlers,
also vom Fahrzeug aus, sich ein geringerer Durchsatz der Wandlerflüssigkeit ergibt.
Dadurch wird weiterhin der Vorteil einer sich den Betriebsanforderungen selbsttätig
anpassenden Kraftübertragung erreicht, bei welcher unzulässige Temperaturerhöhungen
auch über die in der Regel verwendeten übersetzungs- bzw. Drehzahlbereiche des hydraulischen
Drehzahlwandlers hinaus vermieden sind, so daß. in manchen Fällen ein Gang im Wechselgetriebe
erspart werden kann und eine günstige Auslegung des Getriebes mit guter Ausnutzung
der Zugkraft möglich ist.
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Meist genügt eine einzige Pumpe für die Zwecke der Erfindung, welche
je nachdem auf den Antrieb von der einen oder anderen Welle umgeschaltet wird. Jedoch
kann die Anordnung beispielsweise auch so getroffen werden, daß von der einen, z.
B. der treibenden Welle der Übertragung, eine Pumpe dauernd angetrieben wird, durch
welche der Grundbedarf gedeckt wird, also z. B. die Mindestmenge, welche den Wandler
durchströmen muß und der Bedarf für die zu beliefernden Schalteinrichtungen. Die
zweite Pumpe wird bei ausreichender Drehzahl der ersten Welle ebenfalls von dieser
über eine Überholkupplung angetrieben. Sinkt die Drehzahl der ersten Welle unter
ein bestimmtes Maß gegenüber derjenigen der zweiten, also z. B. der getriebenen
Welle, so wird zwar nach wie vor die erste Pumpe durch ihren Dauerantrieb von der
nun langsamer laufenden ersten Welle aus angetrieben, während die zweite Pumpe nun
von der ersten Welle abgeschaltet und statt dessen von der zweiten Welle angetrieben
wird.
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Die Übersetzungsverhältnisse der beiden verschiedenen Antriebsarten
können je nach den Umständen gewählt werden, z. B. in der Weise, dä.ß der Übergang
von der kleinen auf die große Fördermenge, also das Zu-oder Abschalten der vom Motor
angetriebenen Pumpe, bei dem Verhältnis der Drehzahlen der getriebenen Wandlerwelle
zu der Motorwelle eintritt, das dem Beginn einer stärkeren Abnahme des Wandlerwirkungsgrades
entspricht. Dadurch wird mit dem erhöhten Wärmeanfall auch eine erhöhte, den Wandler
durchfließende Flüssigkeitsmenge und damit eine Erhöhung der Kühlwirkung erreicht.
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Die Einrichtung nach der Erfindung kann sinngemäß auch bei mehr als
zwei Antrieben verwendet werden in der Weise, daß jeweils selbsttätig der schneller
laufende Antrieb sich einschaltet. Die Pumpen können in bekannter Weise hydraulisch
zusammengeschaltet sein, z. B. über Rückschlagventile.
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Die Zeichnung zeigt in zwei Abbildungen Anordnungsbeispiele der Erfindung,
teilweise geschnitten. Die Abb. i bezieht sich auf eine Anordnung für den Antrieb
von nur einer Pumpe, die Anordnung nach Abb. 2 betrifft den Antrieb: von zwei Pumpen.
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In der Abb. i ist mit i eine Welle bezeichnet, die von der treibenden
Welle eines mit einem hydraulischen Strömungsgetriebe ausgestatteten Triebwerkes
angetrieben wird. Auf der Welle i sitzt ein schräg verzahntes Rad 2. Der selbsttätig
umschaltbare Antrieb
für die Zahnradpumpe ist mit 3 bezeichnet.
Er besteht im wesentlichen aus dem ebenfalls schräg verzahnten Rad q., das mit dem
Überholjzlauenkranz 5- versehen ist, der mit dem Klauenkranz 6 zusammenarbeitet,
ferner aus dem ebenfalls schräg verzahnten Riad i i, das mit einem überholklauenkranz
io versehen ist, der mit einem Wauenkranz 9 zusammenarbeitet. Die Klauenkränze 6
und 9 sind durch die Hülse 8 miteinander verbunden und auf der Welle 7 befestigt.
Die Welle 7 ist die Antriebswelle für die Zahnradpurnpei 5.
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Die Zahnräder q. und i i sind derart miteinander verbunden, daß sie
axiale Bewegungen auf der Hülse 8 gemeinsam ausführen, sich jedoch unabhängig voneinander
drehen können. Zwischen dem Rad q. und dem Rad i i wirkt eine Bremsvorrichtung,
die aus dem Bremsbacken 12 mit dem Belag 13 und Druckfedern 14 besteht und die eine
Verdrehung der Räder q. und i i gegeneinander leicht abbremst.
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16 ist ein schräg verzahntes Rad, welches auf der von der getriebenen
Welle des Triebwerkes angetriebenen Welle 17 sitzt und mit dem Rad i i iri Eingriff
steht.
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Der Abb,. i ist ein Betriebszustand der Anordnung gemäß der Erfindung
zugrunde gelegt, bei welchem der Pumpenantrieb, von der treibenden Seite erfolgt.
Dabei ist durch die zwischen den schrägen Zähnen der Räder 2, q. in axialer Richtung
wirkende Z.ahndruckkomponente das; Rad q. so weit nach links verschoben, daß die
Klauenkränze 5 und 6 miteinander in Eingriff gekommen sind. Gleichzeitig ist die
Klauenkupplung 9, io ausgerückt worden, wobei jedoch die Räder i i und 16 nicht
ganz außer Eingriff gekommen sind. Drehzahlunterschiede zwischen dem Antriebsrad
2 und dem Antriebsrad 16 sind durch die gegenseitige Verdrehbarkeit der Räder 4
und i i zunächst unwirksam. Der Antrieb der Zahnradpumpe 15 erfolgt von der Welle
i aus über die Räder 2 und q., die Überhol'klauenkränze 5 und 6 und die Welle 7.
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Erfolgt nun z. B. bei Bergabfahrt oder aus. einem anderen Grund der
Antrieb von der getriebenen Seite über die Welle 17 und Rad 16, so daß also der
Zahndruck zwischen den Rädern 16 und i i gegenüber dem Zahndruck zwischen den Rädern
2 und ¢ überwiegt, so bewirkt die zwischen den Rädern 16 und i i auftretenden Zahndruckko@mponente
ein axiales Verschieben der Umschalteinrichtung 3 nach rechts. Der von der Bremsvorrichtung
12, 13, 1 ¢ erzeugte Widerstand am Umfang des Rades i i bewirkt, d;aß der dadurch;
entstandene Zahndruck eine Verschiebung des Rades i i nach rechts hervorruft. Sobald
.die Klauenkupplungshälften 9, io miteinander in Eingriff kommen, erfolgt der Antrieb
der Zahnradpumpe 15 von der ge--triebenen Seite über die Welle 17, die Räder 16,
11, Kupplung 9, i o und Wälle 7.
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Bei der in der Abh. 2 gezeigten Anordnung sind die der Abb. i entsprechenden
Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. 2o isteine weitere Zahnradpumpe, deren
Antrieb von der treibenden Welle über die Welle i und die Räder 21, 22 und die Welle
23 erfolgt. Bei dem gezeigten Betriebszustand der Anordnung werden gleichzeitig
die Pumpe 20 und die Pumpe 15 von der treibenden Seite aus angetrieben, so daß in
diesem Betriebszustand die grüßte Ölmenge gefördert wird. Sinkt nun die Drehzahl
der Welle i unter die der Welle 17, so kommen, wie bereits beschrieben; die' Kupplungshälften
9, io durch den Richtkingswechsel des Zahndruckes an dem Rad 16 mit= einander in
Eingriff, während die Kupplung 5, 6 gelöst wird, so daß jetzt die Pumpe 2ö nur noch
von der treibenden Seite über die nunmehr langsamer laufende Welle i die Rä= der
21 und 22 und die Welle 23 angetrieben wird, während die Pumpe 15 von der Welle
i' getrennt ist und nur noch von der getriebenen Seite über die Welle 17 angetrieben
wird. Die in dem Rad i i untergebrachte Bremse 12, 13; 1 ¢ ermöglicht die zwischen
dem Rad 16 und z i auftretenden Drehzahlunterschiede.