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Schieberlaufbuchse für einachsige Flüssigkeitsgetriebe mit Leistungsteilung
Bei Flüssigkeitsgetrieben, die mit liohenDriiaken arbeiten, ist es im allgemeinen
zweckmäßig, die Steuerschielrei- im Durchmesser so klein zu halten, als es die dadurch
grö@iei- werdenden Olge-schwi,nd,igkeiteii zulassen. ls werden damit nicht nur kleinere
Getriebeahmessungen und eine Verkleinerung der Ze.ntrifugalkräfte erreicht, sondern
auch die Dicht- tind Reilaitngsverluste der Schieber wer-(l.eii mit der Durchmesserverringerung
kleiner. lies Leistungsteilergetriehen erscheint eine solche Verlaeinerun.g 1>tsonders
vorteilhaft, cla hier einerseits kleistere Strönitnigsgeschwindigkeiten eiii Verkleiiiri-n
der 1)tirchflußkanäle zulassen und da attderseit:c die kleinen 1Zelativdrehzahlen
und -geschwindigkeiten eine Vergrößerung der absoluten Drehzahlen erm<iglicheii,
dic aber wegen der hohen Zentrifugalkrä fte kleine unilaufende 'Nlas,sen und kleine
Durchmesser fordern.
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Die Erfindung zeigt einen Weg, auf dem das :rngestrel>te Ziel bei
gleichachsig angeordneten Leistungsteilergetriel>en bezüglich der Sch ieberlaufliuchse
erreicht wird. Die Erfindung beisteht darin, daß die Schielyerlaufbuchse ungefähr
in der Berührungsebene der beiden Schieber unterteilt wird, \vol>ei der Teil, auf
dem die Getriebehauptlager angeordnet sind und der .die Vorrichtung für die Drehzahlregelung
enthält, unmittelbar als Kolbenträger atisgeliildet ist, während der andere, n-iit
diesem verschraubte Buc'hsenteil als ei-nfachie Steuerbticlise ausgeführt i .st,
auf der ein Kolbentriiger angeordnet ist, der die Bieguugsspannungeii aufnimmt.
Ilierliei ist die lnordnuti.- weiterliin so
getroffen, daB Neide
Kolbenträger auf i geit einander zugekehrten Stirnseiten Verzahnungen erhalten,
durch die das aus Leistung und Regeflage folgende Drehmoment über eine! die Steuerbuchise
riiigf<irniig unigebende Klauenktipplung von einem K(ll>enträg6ei- auf den anderen
übertragen wird, wobei die erivä'linte Klauenkupplu ,n,g gleichzeitig als Sicherung
für die Verschraubung der Steuerbuchsen dient. Mit dieser Anordnung !k<innen
die kleinstmöglichen Durchmesser von Laufbuchse und Schiebner erreicht werden, weil
der als Kolbenträger ausgeführte Teil der @a:ufbuclise an sich schon stark genug
ist, um ohne unzulässige Deformationen die auftretenden Biegungs- und Dreh-»ionietitt#
aufzunehmen. und weil von dem anderen. schwiiclieren Teil der Stetierlitichsc diese
Bieguncgs-und Drehmomente mit den für die Übertragung des letzteren notwendigen
Keilnuten ferngehalten werden. lief dein anderen als Koll)-etiträger ausgeführten
Teil der Laufbuchse können sogar die \ußendurchniesser in den Partien noch verringert
werden, die von den Elementen für die Drehzahlregelung umgeben sind, womit auch
diehierfür not-, wendigen verstellbaren Exzenter kleinere Durchmesser erhalten.
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Weitere Vorteile .der Erfindung ergehen sich aus den besonderen Verhältnissen
bei Leistungsteilereben. I? s gibt hier zwei Möglichkeiten für den Durchgang der
Leistung. i. Die Steuerbuchse mit den Kol'1>e@nträgerrt wird angetrieben. Dann hat
die I nuc hse eine fast durohgängig gleichbleibende Drehzahl. leer Schieber. der
mit dem als Kolbenträger @tttsgel>ikieteu Teil der Buchse arbeitet, ist drehfest
;nit <lern Gehäuse verbunden. Die Gleitgeschwin-. (ligkeit dieses Schiebers in
der Buchse ist also praktisch konstant.wornit reineFlüssigkeitsreibung und damit
die geringste Abnutzung zwischen Schieber und Buchse gesichert ist. 2. Der Durchgang
der Leistung findet in u@mgekArter Richtung statt. l)aiiii macht die Steuerbuchse
Umdrehungen von Null bis zu einem Maximum. Die Gleitverhältnisse (lxs stillstehenden
Schiebers sind dann nicht ganz st> gut ivie bei i, aber da die langsamen Drehzahlen
und kleinen Gleitgeschwindigkeiten meist nur beim Anfahren vorkommen, ist auch hier
für den normalen I:etrieü reine und kaum eine Abnutzung zwischen Schieber und litichse
zu erwarten. Dieser Umstand isst @deshalb wichtig. weil die' als Kolbenträger ausgebildete
)fuchse selbstverständlich teurer wird und auch schwerer zu ersetzen ist als eine
glatte Laufbuchse.
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Bei dem anderen Teil der Laufbuchse sind ', wesentlich andere Reibungsverhältnisse
vorhanden, weil liier in der Nälie einer bevorzugten Regellage ( i : i ) (@Ieifigeschwitrdügkeiteti
des Schiebers in der luchse auftreten, die an Null grenzen. Obwohl der Schieber
möglichst vollständig von den freien Wirkungen der auf ihm lastenden Flüssigkeitsdrücke
befreit wird, ist hier doch ein gewisser Verschleiß zu erwarten. Es ist null der
Vorteil der ci-fitidtin@gs.gemäßeil Anordnung, daB die Buchse einfach itnd billig
wird und auswechselbar ange-(rdnet ist. Sie kann, uni den besonderen Gleitverhältnissen
Rechnung zu ti-ageii, wegen ihrer einfachen Form leicht gehärtet und geschliffen
werden. Da eine solche Buchse, die zu-deni in ihren :\bmessungen auf ein 1'liiiiiiitlin
gel)racht ist, gegen Festigkeitsbeanspruchungen sehr enrptiiidlich ist, ist ihre
Anwendung wieder litir in der ertindtuigsgemäßen Anordnung möglich, nach der ilie
Drehmomente direkt von einem Kolbenträger auf den anderen übergehen und dieiegutigsmomente
von dem auf dieser Buchse angeordneten biegungssteifen Kol'1>enträgcr iibernünnii<#ii
\\-erden. Die Herstellung der Schiebc1-l@itifbttchs-e, die innen eine Feinbearbeitung
erfordert, tvird (lnrcli die Unterteilung wesentlich erleichtert.
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Die Erfindung wird i» (h@r @eirlmung @reispielsweise in; vier .#1lihildungel)
dargestellt.
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Abb. i ist ein l.ängssclli)itt durch die Schiel>erlaufbuchse, die
noch vcrscliit#(Ivnv alignenzen dc Teile. enthält; Abb.2 zeigt die .\tisiclit der
hlaut#nl:upplun@g. von 11 aus auf .Uh. 3 geselle]): :\b1. 3 ist ein
Schnitt 111-111 (lc1- .\1)l). 2, und Abb. d zeigt die Ansicht ilcr l`l.inenkitpplulvg
von IV aus auf Abb. 3 'gesehen.
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111 Abb. t ist i der als Kolbentr:igei- ausgebildete Teil der
Schicberlaufbiichse, der mittels der beiden Lagers drehbarim@ehäuse@gelagcrt ist.'1'eilqzeigt
einen eingeschraubten Kolben. der durch die nach oben und unten umgeschlagene Dichtung
5 gegen Herausdrehen gesichert ist. Die -nicht gezeichneten Zylinder umge'beii diese
Koll>cri und haben je zwei seit,liiclie Zapfen, auf de]leii (tollen für ihren Antrieb
sitzen. Die Kopien 4 drehen sich also nur mit ihren Kolbenträgern i und 13, während
die Zylinder bei dieser Drehung auch noch auf den Kolben eine hin. und leer gehendeulrlie°ivegung
ausführen. Die zweite Schieberlauflnichse 0 ist mittels der Ringschraube 7 fest
mit der Buchse i verbunden und durch Stift t; u. dgl. gesichert. Die Buchse i hat
bei o @'I itnehmerlclauc]r. in welche die Klauen io der @uppluee;@r t i genau hineinpassen.
Diese Kupplung i i hat auf der anderen Seite einen -,.weiten Klaucnkranz 12, der
in ciieeii entsprechenden Klaucnkranz des 1<e>ll>'eeeträgers 13 hineinpaßt.
Damit sind die Teile i und 13 mittels der Kupplutug t t drehfest verbunden. Der
innere Teil der Klauen io greift in entsprechende Aussparungen der Ringschraube
7 ein, die damit gegen Drehung gesichert ist. Der Kolbenträger 13 wird mittels
der Ringmutter rd auf der Buchse (e befestigt, und gleichzeitig werden damit auch
niicli die beiden Lagerringe 28 und .der int1ere# 1_agerring 15 des einen
Hauptlagers 2 unter \'erwcndung des Druckri.ngets Ih auf ihren Sitzei] seitlich
lrefcstigt. Die Ringmutter 1 4 wird mittels Dralit 1 7 ,egell Drehung gesichert.
Die Buchse 6 erhalt Ire] 1 8 und 19 je eine außen umlaufende kingmit. auf die 1?ntlastungslx)hrungen
2o und 2, des Kollwiiti-;igers 13 münden. Damit wird die Druckzone 1>enrenzt, die
sich 1111 Spalt zwischen den Teilvif bi und 13. ausgehend vor, den unter
Druck stehenden liolll-ullgen 22, bü1det. Auf den Rollenkränzen 23 sitze]) die 'licht
ge- i zeichneten Exzenter. von deticii ;ins Kräfte 24, 25
auf die
Lager ausgeübt werden, denen die Resultante der Kolbenkräfte 26 gegenübersteht.
Die hieraus entstehenden Biegungsmomente werden vom Kolbenträger 13 aufgenommen.
Das Innengewinde 27 am Kolbenträger 13 :dient bei der Demontage zum Abziehen des
Kollbenträgers von der Buchse 6.
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Zum besseren Verständnis sei noch folgendes hinzugefügt: Unter Leistungsteilergetrieben
werden solche Flüssigkeitsgetriebe verstanden, bei denen die eingeführte Leistung
auf zwei Wegen durch das Getriebe geführt wird,, nämlich einerseits als hydraulische
und anderseits als mechanische Leistung. Die 'beide Leistungsanteile s'i:nd: je
nach Regellage verschieden, und man kann. die Anordnung so treffen, daB innerhalb
des normalen Regel Bereiches je nach Regellage die halbe bis volle Leistung mechanisch
übertragen wird. Bei dem einachsigen Getriebe nach der Erfindung erfolgt die mechanische
Übertragung ohne jeden Mehraufwand durch Teile, die auch schon durch die Flwssigkeitsleistung
notwendig sind. Damit erhalten solche Getriebe gegenüber den rein hydraulischen,
beträchtlich kleinere Gewichte und Abmessungen, und außerdem wird auch ein beträchtlich
besserer Wirkungsgrad erzielt, da -die mechanische Übertragung praktisch verlustlos
geschieht. Zur Erklänung der Wirkungsweise sei hier -der am leichtesten verständliche
Fallherausgegriffen, nämlich, wenn die Schieberilaufbuchse angetrieben wird und
wenn .diese eine kleinere Drehzahl h:ar als die abtreibende Getriebewelle. In diesem
Fall wird auf der Regelseite (Kolbenträger i) Druckflüssigkeit gefördert, wofür
ein Teil des Drehmomentes verbraucht wird. Die Druckflüssigkeit treibt den Flüssigkeitsmotor,
der sich um den zweitenKol'benkörper 13 gruppiert. Als Basisdrehzahl dieses
Motors ist hierbei die Drehzah':t der Schieberlaufbucbse bzw. der beiden Kolbenträger
i und 13 anzusehen, und die Drehzahl der Flüssigkeitsleistung addiert sich zu dieser.
Die Flüssigkeitsleistung resultiert also aus dieser zusätzlichen Drehzahl und dem
Abtriebsdrehmonient. Die direkt übertragene mechanische Leistung folgt aus dem nach
Abnahme der Flüssigkeitsleistung noch verbleibenden, Drehmoment, das bei der Drehzahl
der Sc:hiebeetaufhuchse an den Flüssigkeitsmotor übergeht. Dieses Drehmoment n iull
gleich dem aus der Flüssigkeitsleistung sein, cla beide @gleichmäßig auf die Abtriebswelle
wirken und jedes für sich das Abtriebsmoment ergibt. Es verhalten: sich damit die
beiden Leistungsanteile (mechanisch : hydraulisch) wie die zugehörigen Drehzahlen.
Bei dein Regellage n1 : n2 = i : i ist also beispielsweise
die mechanische Drehzahl = n1 und die hydraulische Drehzahl = o, das Verhältnis
mechanische Leistung : hydraulische Leistung = i : o, oder es erfolgt rein mechanische
Übertragung. Bei der Regellage ni : n2 = 1 : 2 ist :die mechanische Drehzahl
= n1 = der hydraulischen Drehzahl, :und es ist das Verhältnis mechanische Leistung
: hydraulische Leistung = i : i. Aus dieser Darstellung ist auch ersichtlich, daß
die Relativdrehzahlen in Pumpe und Motor n;iernals größer werden können als n1,
obgleich die Abtriebsdrehzahl des Getriebes n2 = 2 # n1 ist. Dies trifft
ryatürlich nur für den praktisch wichtigen Fall zu, daB Pumpe und Motor die gleichen
Zylinderzahlen und -abmessungen aufweissen.