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Flüssigkeitsgetriebe nach dem Verdrängerprinzip Die Erfindung bezieht
sich auf ein Flüssigkeitsgetriebe, das nach dem Verdrängerprinzip arbeitet und aus
Primärteil (Pumpe) und Sekundärteil (Flüssigkeitsmotor) besteht. Bei derartigen
Getrieben ist häufig die Forderung zu erfüllen, daß ein Freilauf des Sekundärteiles
gegenüber dem Primärteil möglich ist, das Lastmoment also größer wird als das Antriebsdrehmoment,
mag nun die Richtung des Lastmomentes die gleiche bleiben oder umgekehrt werden.
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Derartige Getriebe sind vielfach bei gleichbleibender Antriebsdrehrichtung
umsteuerbar, derart, daß das zu überwindende Lastmoment vom Sekundärteil des Getriebes
in beiden Drehrichtungen aufgebracht wird. Es gibt jedoch auch eine Reihe von Antrieben,
bei denen das Flüssigkeitsgetriebe zwar gegebenenfalls umsteuerbar sein müß, jedoch
das Lastmoment unabhängig von der Bewegungsrichtung der Last, also der Drehrichtung
des Flüssigkeitsmotors, immer oder zeitweise im gleichen Sinn an der Abtriebswelle
des Getriebes: wirksam wird, d. h. bei denen der Sekundärteil nach der Umsteuerung
des Getriebes von der Last her im umgekehrten Drehsinn als vor der Umsteuerung angetrieben
wird und als Pumpe wirkt< Das dabei erzeugte Drucköl wird in den Prim.ä'rteil
gefördert. Solange dieser in seiner Null- bzw. Mittelstellung, also auf Nullförderung
steht, erfährt er durch das Drucköl keine Drehung. Das gesamte .Drucköl rnuß also
als Lecköl entweichen,
so daß ein hoher. Druck im Getriebe entsteht
und der Sekundärteil nur durch eingroßes Drehmoment langsam durchgedreht werden
kann. Dus erforderliche hohe Durchzugsmoment kann. zwar bis zu einem gewissen .Grad
durch Verstellung des -Primär- und Sekundärteiles; d. h. Änderung von deren Schluckfähigkeit
bzw. Fördermenge; verringert werden; es besteht aber gerade bei den beschriebenen
Antrieben meistens die Forderung, hohe Geschwindigkeiten bei kleinen Lastmomenten
zu erzielen: Blei Hebezeugen; Winden und ähnlichen Anordnungen besteht z. B, häufig
die Aufgabe, die Geschwindigkeit beim Senken der- Last sowie beim Auslassen von
Seil unabhängig von der Hubgeschwindigkeit einstellen und regeln zu können. Insbesondere
rnuß vielfach diese Geschwindigkeit größer sein als :die: größte. Hubgesdhwindigket.
Die bisher angewendeten Antriebe mit an, sich bekannr ten Flüssigkeitsgetrieben,
die , nach dem Verrdrängerprinzip arbeiten und aus Primär- (Pumpe) und, Sekundärteil
(Flüssigkeitsmotor): bestehen, lösen diese Aufgabe nur unvollkommen dadurch; daß
für die Senkgeschwindigkeit lediglich der Primär- bzw. Sekundärteil des Getriebes
oder beide auf gleiche oder. ähnliehe-@ Weise- verstellt -werden wie für die Hubgeschwindigkeit:
Dabei ergibt sich der -Nachteil, däß im allgemeinen die Senkgeschwindigkeit nicht
wesentlich größer sein -kann als die größte Hubgeschwindigkeit, weil der 'volle
Regelbereich der Flüssigkeitsgetriebe bis zur hochsteh Drehzahl meistens für die,
-Regelung- der- Hubgeschwindigkeit ganz ausgenutzt werden muß.-Andererseits -ist
es mit derartigen Anordnungen möglich, ein leeres öder nur wenig belastetes Seilunter
Umständen schneller von der Seiltrommel abzuwickeln, als der freien Senkgeschwindigkeit
entspricht, so daß Schlappseil und damit ein Verhaspeln des Seiles auf der- Seltrommel
entsteht.-De Erfindung löst die gestellte. Aufgäbe der Erzielurig eines Freilaufes
bei Flüssigkeitsgetrieben und, schafft gleichzeitig eine Regelungsmöglichkeit für
diesen Freilauf; d. h. also; sie gestattet, die Bremswirkung auf das Lastmoment
in weiten Grenzen einzustellen: Die Erfindung besteht darin,: - daß in bekannter
Weise sowohl der Primär- als auch der Sekundärteil durch Hubverstellung regelbar
sind und daß außerdem zur Erzielung einer Erweiterung - des Regelbereiches und eines
regelbaren Freilaufes in die druckführenden Teile, zweckmäßig; in die-Druckleiteng
zwischen Primär- und Sekundärteil, in an sich: bekannter Weise ein gesteuertes.
Entlastungsorgan" beispielsweise ein Ventil, eingeführt ist, das ins Freie bzw.
in den Leckölbehälter des Getriebes öffnet. -Bei den bekanntenAnördnungen mit Entlastungsorgan
zwischen Primär- und- Sekundärteil steht im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand der
Sekundärteil fest, und das regelbare Entlastungsorgan ist zwischen Säug- und Druckleitung
eingeschaltet, während beidem Getriebe nach der Erfindung der Motorteil - regelbar
ist und. das -Entlastungsorgan ins Freie bzw. in, den Ölvorratsbehälter öffnet,
so daß :das Sicherheitsventil benutzt werden kann.
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Die bekannte Anordnung, bei welcher ein Teil der Druckflüssigkeit
regelbar in den Saugraum zurückfließt, wird von der jErfindung zur Erweiterung des
Regelbereiches eines an sich bekannten F üssigketsgetriebes benutzt, das üblicherweise
mit anderen Mitteln, nämlich durch Hubverstellung sowohl des Primärteiles als auch
des Sekundärteiles geregelt wird. Außerdem wird.auf diese Weise ein regelbarer Freilauf
erzielt. Das Fehlen einer weiteren Regelungsart macht es bei den. bekannten Getrieben
unmöglich; die gleiche Wirkung zu erzielen wie beim Gegenstand der Erfindung.
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Ein häufiges Anwendungsbeispiel der Erfindung ist folgendes: Bei Hebezeugen
und Winden wird auf` die anzutreibende Seiltrommel bzw. das Flüssigkeitsgetriebe
von der Last her das Drehmoment immer in der gleichen Richtung ausgeübt,. unabhängig
davon, ob die Lastgehoben oder gesenkt wird. Daraus ergibt sich, daß beim Senken
der Last der Sekundärteil von, der Last bzw. der .Seiltrommel im ' umgekghrten Drehsinn;
als beim Heben angetrieben wird und als Pumpe wirkt. Diese Erscheinung benutzt die
Erfindung zur Regehing -der -Senkgeschwindigkeit,, und zwar dadurch, daß der von
dem als Pumpe laufenden Sekundärteil - erzeugte Druckölstrom an einer beliebigen
Stelle,. mittels eines gesteuerten Entlastungsorgans angezapft und z. B. bei Verwendung
eines geschlos`senen Kreislaufes im Flüssigkeitsgetriebe ganz-öder teilweise- in
den Leckflüssigkeitsbehälter -abgeleitet wird; Durch geeignete Wahl des Durchflußquerschnittes
des Entlastungsorgans; beispielsweise eines `Ventils.; kann dann die Senkgeschwin--digkeit
ohne weiteres beliebigen Verhältnissen an-_gepaßt werden. In vielen Fällen wird
es notwendig sein, die Senkgeschwindigkeit zu regeln: Dies kann nach der Erfindung
auf -einfache Weise durch Verändern des Durchflußquerschnittes des Entlastungsorgans
geschehen, z. B: durch Änderung des Ventilhubes. Es kann aber auch vorgesehen, werden,
bei gleichbleibendem oder veränderlichem Dürchflußquerschnitt des Entlastungsorgans
die Fördermenge des Sekundärteiles durch die übliche Verstellung seiner Ausmittigkeit
bzw. seines Hubes zu ändern und- damit die Senkgeschwindigkeit zu beeinflussen,
die um so größer wird; je kleiner diese Fördenmenge, also die Ausmittigkeit bzw.
der Hub ist: Hierdurch gibt die Erfindung die Möglichkeit der Erzielung .eines -
absoluten Freilaufes des Flüssigkeitsgetriebes, so daß eine weitgehende Schonung
des Antriebsmotors möglich ist und gleichzeitig beim Seilaüslassen ein. Verhaspeln
des Seiles dadurch vermieden wird, daß, das leere Seil nur langsam entsprechend
seiner freien Senk-, geschwindigkeit ausgelassen wird.: Die Erfindung sieht nämlich
für diese Fälle vor, den Sekundärteil nur so weit zu verstellen, wie es mit Rülcksicht
auf die ordnungsgemäße Seilabwicklung für .die durch Betätigung des Steuerorgans
des Sekundärteiles gewollte Geschwindigkeit notwendig ist. -Zur Erzielung höherer
Senkgeschwindigkeit - wird dann
erfindungsgemäß das Entlastungsorgan
geöffnet, wodurch die Senkgeschwindigkeit immer nur so groß wird, daß sie dem Seilzug
bzw. dem Lastmoment entspricht. Die Regelung der Geschwindigkeit erfolgt durch Änderung
des Durchflußquerschnittes des Entlastungsorgans.
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Dadurch, daß ein. absoluter und regelbarer Freilauf des Flüssigkeitsgetriebes
erzielt wird; können Rückwirkungen des Lastmomentes auf den Antriebsmotor vollkommen
vermieden werden. Dies ist insbesondere wichtig, wenn als Antriebsmotor ein Verbrennungsmotor
benutzt wird, da dadurch der Brennstoffverbrauch des Motors eingeschränkt wird.
In diesem Fall ergibt sich außerdem der Vorteil, daß der Verbrennungsmotor mit Hilfe
des Entlastungsorgans ohne Verwendung einer zusättzlichen Kupplung angelassen werden
kann. ,Bei Anwendung' eines bestimmten geringen Seilzuges wird das Entlastungsorgan
geöffnet, bis eine hinreichende Auslaßgeschwindigkeit erreicht ist, wobei am Sekundärteil
eine bestimmte Schluckfähigkeit bzw. Fördermenge eingestellt ist. Dann wird das
Entlastungsorgan plötzlich geschlossen. Durch den dabei entstehenden Druckstrom
wird auf den Primärteil ein. genügend großes Drehmoment ausgeübt, um den Antriebsmotor
anzulassen.
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Zur Vereinfachung der Bedienung kann dabei die Steuerung des Primär-
und des Sekundärteiles sowie auch des- Entlastungsorgans nach einer gewollten Zuordnung
zusammengefaßt und in einem Betätigungsorgan vereinigt werden.
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Besonders einfach gestaltet sich die ganze Anordnung, wenn ein gegen
eine bestimmte Gegenkraft, z. B. Federdruck, öffnendes Ventil, wie es als Sicherheitsventil
bekannt ist, eine zusätzliche Steuerung, d. h. also eine zusätzliche Verstellung
von Hand oder durch Servomotor erhält. Derartige Sicherheitsventile werden eingebaut,
um das Getriebe selbsttätig vor Überlastung dadurch zu schüftzen, daß sie bei einem
bestimmten Flüssigkeitsdruck öffnen und den Druckölstrom ganz oder teilweise ableiten.
Durch die zusätzliche Steuerung eines derartigen Sicherheitsventils erübrigt sich
die Anordnung eines besonderen gesteuerten Entlastungsorgans für die Erzielung eines
Freilaufes.
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Eine weitere Anwendung der Erfindung ergibt sich im Fahrzeugbau. Es
ist dort vielfach erwünscht, einen regelbaren Freilauf des Getriebes zu erhalten,
um z. B. in fallendem Gelände über-den -Antriebsmotor und die Bremsen immer nur
so viel der frei werdenden Fallenergie zu vernichten, als es mit Rücksicht auf die
Fahrgeschwindigkeit notwendig ist. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß
über ein in die druckführenden Teile des Flüssigkeitgetriebes eingeschaltetes gesteuertes
Entlastungsorgan der Druckölstrom ganz oder teilweise abgeleitet wird, der dadurch
entsteht, daß in fallendem Gelände das Fahrzeug ein treibendes Moment auf den Sekundärteil
des Getriebes ausübt. 'Solange dieses treibende Moment klein ist, kann es voll ausgenutzt
werden, um das Fahrzeug zu beschleunigen, indem das Entlastungsorgan voll geöffnet
wird und gegebenenfalls außerdem der Sekundärteil auf -Nullförderung eingestellt
wird. Wächst das treibende Moment, so kann durch Vergrößerung der Fördermenge des
Sekundärteiles und durch Verringerung des Durchflußquerschnittes des Entlastungsorgans:
die= Beschleunigung des Fahrzeuges auf ein gewolltes Maß herabgesetzt werden. Dabei-
besteht der weitere Vorteil, daß diese Regelung des Freilaufes sowohl bei laufendem
als auch bei stillstehendem Antriebsmotor erfolgen kann. Bei Kraftfahrzeugen läßt
sich so z. B. die Biremswirkung des Motors im Gefälle weitgehend und feinstufig
einregem.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt Abb. i ein Flüssigkeitsgetriebe im Längsschnitt, das mit einem Entlastungsorgan
nach der Erfindung versehen ist, Abb.2 eine Einhebelsteuerung; bei welcher ein gemeinsamer
Steuerteil - für Primärteil, Sekundärteil und Entlastungsorgan vorgesehen ist.
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Als bekannte Bauart eines Flüssigkeitsgetriebes ist in Abb. i ein
nach dem Verdrängerprin.zip arbeitendes Flülgelkolbengetriebedargestellt, dessen
angetriebener Primärteil i mit dem abtreibenden Sekundärteil-: durch den- Druckkanal
3 und den Saugkanal q. verbunden ist. An eine Abzweigung des Druckkanals, 3 ist
ein als Sicherheitsventil dienendes federbelastetes Ventil 6 angeschlossen, dessen
Öffnungsdruck dadurch auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann, daß die
Ventilfeder 5 mit Hilfe einer Stellschraube in verschiedenem Ausmaße vorgespannt
wird. Eine Steuerung dieses Sicherheitsventils im Sinn der Erfindung wird dadurch
erzielt, daß an dem Federteller 7 eine Zugstange 8 angebracht ist, mit der glas
Ventil von außen her entgegen der Federkraft geöffnet werden kann.
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Selbstverständlich können .erfindungsgemäß auch zwei getrennte Ventile
vorgesehen werden, von denen eines als Sicherheitsventil, das andere als gesteuertes
Entlastungsorgan dient. Wird durch Drehung des Handhebels g über Spindel io und
Mutter ii das Gehäuse 12 des Primärteiles ausmittig verstellt, so wird durch den
Kana13 ein Druckölstrom in den Sekundärteil befördert, wodurch je nach der Verstellung
des Gehäuses 16 der Sekundäirteil 2 mehr oder weniger schnell in' Umdrehung versetzt
wird. Das durch den Öldruck über die Flügelkolben auf Teile ausgeübte Drehmoment
kann z. B. benutzt werden, um eine Seiltrommel für die Bewegung von Lasten anzutreiben.
Bei der Hubbewegung der Last steigt mit größeren Lasten, d. h. wachsendem Lastdrehmoment
bei ein und derselben Einstellung des Flüssigkeitsgetriebes, vorausgesetzt, daß
der Antriebsmotor stark genug ist, der Flüssigkeitsdruck, bis das Sicherheitsventil
öffnet, womit die zulässige Höchstleistung des Getriebes erreicht ist. Beim Senken
der Last wirkt diese umgekehrt treibend auf das Flüssigkeitsgetriebe, und der Sekundärteil
fördert durch Kanal 3 einen Druckölstrom in den Primärteil. Zur Erzielung hoher
Senkgeschwindigkeiten wird nun vom Bedienenden erfindungsgemäß
über
die Zugstange ä das Entlastungsorgan (Ventilkugel 6): geöffnet und der Druckölstrom
teilweise oder ganz abgeleitet.
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Das beim Öffnen des Entlastungsventils 6 aus der Druckleitung 3 entweichende
Drucköl wird durch eine Bohrung 22 in den Leckölräum 23 zurückgeleitet und gelangt
auf diese Weise wieder in den Flüssigkeitskreislauf. Das abgezapfte Drucköl wird
also in einem Nebenschluß zum Sekundärteil 2, ohne diesen zu berühren, geführt:
Die Verstellung des Primärteiles und des Sekundärteiles: des Getriebes sowie die
Verstellung des Entlastungsorgans über die Zugstange 8 kann naturgemäß auch durch
eine Fernsteuerung erfolgen, z: B. -kann die Bedienung des Entlastungs-Organs durch
.einen Elektromagneten .durchgeführt werden.
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A66:, 2 zeigt eine Steuerung; bei der beispielsweise von einer einzigen
Kurvenscheibe 17 aus Primär- und Sekundärteil des Getriebes sowie das :Entlastungsorgan
in. einer- gewollten Zuordnung verstellt werden. Die Verstellung des Primär- und
Sekundärteiles erfolgt von der Kurvenscheibe 1:7 aus über die Zugstangen 18 und
i9, die über die Zwischenstücke zo. und 21 an die Gehäuse 1!2. und 16 angreifen.,
während die durch eine besondere Kurve.-bewegliche Stange 8 unmittelbar mit der
Zugstange;.8 des Entlastungsorgans gekuppelt wird, An Stelle eines Ventils kann
naturgemäß auch ein anderes Entlastungsorgan für die Druckflüsis-igkeit verwendet
werden, z., B. ein Söhieber oder, ein Steuerkolben.: Auch ist es nicht erforderlich,
daß das Entlastungsorgan. entgegen einer Gegenkraft, z. B.. Federwirkung; selbsttätig
öffnet; vielmehr ,kann die Verstellung des Entlastungsorgans auch ausschließlich
von Hand erfolgen.
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Die zu schützende Erfindung liegt nur in der Gesamtkombination nach
Anspruch i. Ein Teilschutz auf einzelne Elemente öder auf Teilkombinationen nach
diesem Anspruch wird: nicht beansprucht. Der Anspruch 2 ist ein reiner Unteranspruch
ohne selbständige Bedeutung.