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Vorrichtung zur Steuerung von Flüssigkeitsgetrieben zum Antrieb von
Arbeitsmaschinen, Fahrzeugen u, dgl. Das Patent 871663 betrifft eine Vorrichtung
zur Steuerung von Flüsgigkei.tsgetrieben zum Antrieb von Arbeitsmaschinen, Fahrzeugen
od. .d-1.., bei denen im Stillstand ein, Drehmoment auf den Abtrieb des Flüssi,gkeits-getriebes
ausgeübt und die Haltstellung durch einen mit dem Abtrieb kuppe'lbaren Antrieb gesichert
wird, der die infolge der jeweiligen Belastung im Getriebe entstehende Leckflüssi,gkeitsmenge
durch entsprechende Einstellung des Getriebes ständig selbsttätig ausgleicht.
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Die Erfindung nach dem Patent 871663 besteht darin:, daß in
eine Verbindungsleitung -oder einen Verbindungskanal zwischen: Druckseite und Saugseite
des Getriebes bzw. Druckseite und, einen: Behält-er ein. Regelorgan, beispielsweise
ein federbelasteter Kdl.benschieber, eingeschaltet ist, das zur Herbeiführung der
Haltstell.ung des Getriebes von: dem @m@it dem Abtrieb kuppelbaren Antrieb, beispielsweise
einem. Exzenter, derart gesteuert wird, daß vorm Druckfiüssigkeitsstrom so viel
Flüssigkeit abgeführt wird, daß die abgeführte Menge zuzüglich der Leckflüssibakeitsmen@ge
gleich der für die Haltstellung eingestellten Fördermenge des Primärteiles des Getriebes
ist, die ihrerseits zweckmäßig
mindestens gleich der -bei der größten
abtriebsseitigen Belastung auftretenden Leckflüssigkeitsmenge ist.
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Die Erfindung ;betrifft eine Verbesserung des Gegenstandes des Patents
871 63 und soll demgemäß ausschließlich innerhalb des Rahmenas: der Haupterfindung
Schutz.:genießen-. Sie besteht darin,, :daß der ,zur Erzielung `der Haltstellung
des Getriebes notwendige: Dru,cl@flüs.sigkeitsstrom durch eine Hilfspumpe erzeugt
wird. Hierdurch erwächst die Möglichkeit, während des Stillstandes der anzutreibenden
Arbeitsmaschine auch den Primärteil des sti41zusetzen und nur eine kleine Hilfspumpe
für diese Stillstandsizeit in Betrieb zu nehmen. Diese Anordnung gibt fernerhin
:die Möglichkeit, bei solchen Flüssigkeitsgetrieben, welche ohnehin zur Betätigung
-der Steuerorgane bereits eine Hildspumpebesitzen, diese auch für die Erzeugung
der Flüssigkeitsmenge zu benutzen, die zum Ersatz der Leckfüssigkeit im Stillstand
notwendig ist. Eine derartige Hilfspumpe kann dann sowothl für die Dire'h,z'aihlregel:ung
als auch zum Stillsebzen der Maschine entgegen, einem treibenden Moment -,benutzt
werden.
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In, den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele :der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Fig. i zeigt eine Anordnung mit einer Hilfspumpe, bei welcher von
dem.. Abtrieb aus urmittelbar mechanisch auf :dien die Leck lüssligkeitsmenge regelnden
Hub :des Steuerschiebers eingewirkt wird; Fig. 2 zeigt eine andere Anordnung in
Schematischer Darstellung ebenfälls..mit einer Hilfspumpe, bei weicher zur Einleitung
des Steuervorganges ein hydraulischer Vorsteuerschieber eingeschaltet ist, dessen
Betätigung: durch,, einen elektrischen Hilfsmotor stattfindet.
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In den Zeichnungen weisen; die Bezugszeichen; i und 2 auf die Druck-
b@zw. Saugkanäle am Sekundärteil des nicht mehr dargestellten Flüssigkeitsgetriebes
hin. ,Der Druckkanal i hat dabei, neben se;;inem nicht dargestellten Zufluß vom
Primärteil des Getriebes noch eine besondereAnschlu;ßleitung 3, die über ein -Steuerorgan
4- und eine Zulführungsleitung6 mit der Hiilfspunvpe7 in Verbindung steht. Die HilfspwmPe
7 entnimmt die Flüssigkeit einem Vorratsbehälter 13, :der abeaispielsweise auch
:gleichzeitig die aus dein Sekundärteil abfließende Leckflüssibgkeitsmen,ge aufnimmt.
Die :gesamte im Umlauf befindliche Flüssigkeitsmenge braucht nur klein zu sein.
In der Zuleitung 3 ist ein Rückschlagverntl 16 eingebaut. Von der Zuleitung 6 aus,
führt eine Rückflüßleihung i2 mit einem ÜberdrudkvenÜl 12' nach dem. Flüssigkeitsbehälter
1ö zurück. Die von der Hilfspumpe zuviel geförderte Flüssigkeit kann ausf diesem
Wege -abfließen, wodurch unzulässige Drucksteigungen und.' Beanspruchungen in der
Pumpe vermieden werden: Zur Regelung der von- der Hnl,fspum@pe mach der Druckseite
i übertretende Flüssigkeit dient ein von der Feder 8 belasteter Steuerschieber 5,
der den: Einlaßquerschnitt der Leitung 6 in, das SteuergehäUse 4 regelt. Dieser
Steuerschieber 5. steht durch eine Stange 5' in Verbindung mit der Nockenscheibe
9, welche ihrerseits :über die lösbare Kupplung, i o, z i mit ,dem Abtrieb des Sekundärteiles
des -Getriebes in Verbindung steht. Auf diese Weise .ist die Möglichkeit ,geschaffen,
von der Stellung und der Bewegung des Abtriebes die Stellung des Steuerschiebers:
5 abhängig zu machen. Dabei werden, die Form und die Stellung der No-ckenscheibe
9 so, gewählt, däß in dem Augenblick, in welchem unter Wirkung des Lastmomentes
der Abtrieb des Sekundärteiles bewegt wird, weil mehr Lee @kflüssigkeit abgeflossen
ist, als nachgefördert wurde, durch -diese Bewegung der Schieber 5 einen ,größeren
Teil. des Steuerquerschnittes, 14 freigibt. Infolgedessen kann eine größere Ftlüssi-gke@its@menge
nachfließen und der Se-' kundärteil des Getriebes kommt wieder zum. Stillstand,
wobei ihm nunmehr dauernd die größere Leckflüss,igkeitsmenge, welche eingeregelt
wurde, zufließt. Durch geeignete Verhältnisse ist -es dabei möglich, ,bereits :mit
praktisch unwesentlichen, Bewegungen des Abtriebes, die Einregelung vorzunehmen.
In dem, Steuerschieber 5 ist ein Drucknusgleichikanal 5" vorgesehen, durch. welchen
auf beiden Seiten des Schiebers ein Druckausgleich herbeigeführt wird, so daß die
Feder 8 stets mit etwa gleichbleibender Kraft die Stange 5" gegen die Nockenscheibe
9 drückt.
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Die Vorrichtung arbeitet für den .Fall; daß die Arbeitsmaschine im
Sinn des Lastmo:mentes argetrieben wird, follgenderweise: Solange die anzutreiben-de
Arbeitsmaschine läuft, ist die Kupplung io, i i gelöst; an dem Flüssigkeitswechselgetriebe
ist eine beliebige, den jeweiligen Arbeitsbedingungenentsprechende Drehzahl eingestzllt.
Die Nockenscheibe 9 befindet sich in einer Stellung, in welcher der Schieber 5 die
Steueröffnung 14 vollständig schließt. Soll nunmehr die Maschine stillgesetzt werden,,
so muß, falls sie nicht bereits arbeitet, die Hilfspumpe 7 eingeschaltet, die Kupplung
i o, i i eingerückt und :der Primärteil .des Flüssigkeitsgetriebes auf Nullförderung
geregelt werden. Die Reihenfolge der einzelnen Schaltungen hängt dabei von den,
jeweiligen, BetriebsverHiltnissen ab. Sobald die Kupplung io, ii eingerückt ist,
verstellt eine nach diesem Zeitpunkt noch eintretende Bewegung des Abtriebes des
Sekundärteiles die Nockenscheibe 9 und führt dadurch zu einer öffnung es Steuerquerschnittes
14 so lange, bis. die durch ihm: dem, Selkundänteil zuströmende Flüssigkeitsmenge
eine weiter.. Bewegung des Abtriebes unter Wirkung des Lastmomentes verhindert.
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Würde dabei beispielsweise der Schieber 5 zu weit öffnen, so hätte
die ,zu. große zuströmende Druckflüssigikeitsmenge eine Rückwärtsbewegung des Abtriebes
zur Folge,, die ihrerseits auch eine Zurückdrehung der Nockenscheibe 9 und :damit
eine Verringerung des Durchflußquerschnittes 14 zur Folge hätte, so :daß auf diese
Weise der Stillstand eingesteuert würde. In ähnlicher Weise wird. auch eine Veränderung
des Lastmomentes, und die damit eintretende Änderung der Leckflüssigkeitsmenge eine
neue selbsttätige Einregelung zur Folge haben.
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Um in dem Fall, daß die Arbeitsmaschine entgegen dem Lastmoment angetrieben
wird, die sonst
zum Stillsetzern notwendiger kurzzeitige Umsteuerung
des Antriebes zu vermeiden, kann eine Rast 15' vorgesehen werden, die ;beispielsweise
um 18o° gegenüber der vorbezeichneten Rast i 5 versetzt, und seitlich verschoben
ist. Be:i einer Drehung im Sinn des Lastmomentes ist diese Rast 15' gesperrt, während
umgekehrt bei Drehungen .entgegen dem. Lastmoment die Rast 15 gesperrt ist.
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Während der Drehung der anzutreibenden Maschine entgegen dem Lastmoment
steht der Steuerschieber 5 in seiner obersten Grenzstellung und gibt die Öffnung
14 vollständig frei. Dabei verhindert das Rückschlagventil 16 den Rücktritt von
Druckflüssigkeit über die Druckleitung i in die Steuervorrichtung. Soll: nunmehr
aus dieser Bewegung die -Maschine stillgesetzt werden, so wird zunächst die Hilfspumpe,
sofern noch erforderlich., eingeschaltet, die Kupplung io, ix eingerückt und das
Flüssigkeitsgetriebe auf Nullförderung geregelt. Die nunmehr eintretende Drehung
des Nockens 9 verstellt den Schieber 5 unter Mitnahme der Feder 8 so lange, 'bis
die Öffnung 14 nur noch so viel Flüssigkeit durchläßt, daß die Maschine ,zum Stillstand
kommt.
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Bei der Anordnung nach Fig. i ist der Auslaufweg des Antriebs bzw.
der Arbeitsmaschine 'beim Stillsetzei von dem Lastmoment abhängig. In dem Hauptpatent
wurde bereits ein Weg vorgeschlagen, diese Abhängigkeit durch die Verwendung eines
Vorsteuerschiebers zu vermeiden. Dieser Weg ist auch bei Anwendung -einer Hilfspumpe
gangbar und. Fig. 2 erläutert ein Beispiel für seine Ausführung. Der Schieber 5+
ist als hydraulischer Vorsteuerschieber ausgebildet, und es sind neue Steuerschieber
17 und 18 zur Regelung,des Zuflusses vor dem Sekundärteil vorgesehen. Der Vorsteuerschieber
5+ wird dabei durch einen elektrisch betriebenen Hilfsmotor 1g betätigt. Die Kupplung
io, i i wirkt nicht mehr unmittelbar über eine Nockenscheibe auf den Vorsteuerschieber
5+, sondern sie wirkt über den elektrisch angetriebenen Hilfsmotor i9, der mittels
Zahnrad 2o und Zahnstange 21 eine Verstellung des Vorsteuerschiebers 5+ bewirkt.
Dabei ist an dem ausrückbaren Kupplungsteili i i eine Scheibe 36 angebracht, welche
je nach der Drehrichtung der Kupplung io, i1 einen Doppel'hebelschalter 44. entweder
wie dargestellt in Nullstellung bringt oder durch Kippen nach der einen oder anderen
Seite zum Kurzschließen der Kontakte 32 oder 33 führt, durch welches ein Vor- oder
Rücklauf des Elektromotors eingeleitet wird. Der Still'-stand dieser so eingeleiteten
Bewegungen des Hilfsm,otors ig wird durch Anschläge 34 .bzw. 35 erzielt, -wobei
der Hilfsmotor dauernd unter Spannung bleibt. Der VorsteuerkoQ;ben 5+ steuert die
Kanten des Einlaßquerschnitte@s 14. In diesem Vorsteuerkol;ben 5+ sind an beiden
Kollbenseite:n Kanäle =15', 45" angebracht, welche in der Mittelstellung des Vorsteuerkolbens
5+ über einen in dem Vorsteuergehäuse 46 angebrachten Überströmikanal 42 in Verbindung
miteinander stehen. Außerdem führt von diesem. Überströmkanal 4.2 eine Leitung 43
in den Flüssigkeitsbehälter 13. Auf diese Weise kann in der Mittelstellung Flüssigkeit,
welche dem. Gehäuse 46 von dem Kolben 17 oder 18 zugeschoben wird, ungehindert nach
dem Flüssigkeits:behülter ablaufen. Die Räume beiderseits des Vorsteuerkolbens 5+
sind durch Leitungen 26 und 27 mit den Zylindern 24,bzw. 25 verbunden. Federn 40
und 41, welche beiderseits des Vorsteuerkolbens@ 5+ in dem Gehäuse 46 angeordnet
sind, sind bestrebt, den Kolben, 5+ in seiner Mittellage zu 'halten., sofern er
nicht durch den Hilfsmotor 1g aus ihr verdrängt wird, sie werden. also, sobald der
Motor ig ausgeschaltet ist, den Kolben 5+ in seine Mittelstellung zurückführen,.
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Die Kolben 17 und i8 in den Steuergehäusen 24 und 25 sind durch eine
Kolbenstange 47 fest miteinander verbunden, so daß ihre Bewegungen. sich gegenseitig
beeinflussen. Der Steuerkolben 17 besitzt einen. Überströmkanal 17', durch welchen
einerseits bei der Bewegung des Kolbens 18 verhindert wird, daß ein Gegendruck außer
der Wirkung der Federn 22 und 23 entsteht und andererseits über Leitung 26 Druckflüssigkeit
übertreten kann zur Verstellung des Kolbens 17, nachdem; die Öffnung 14 freigegeben
worden ist. Der Steuer-'kalben, 17 steuert den Einlaßquerschnitt 2.8, Leitung 26.
Die von ihm durchgelassene Flüssigkeitsmenge kann über die Verbindungsleitung
30 und das Rückschlagventil 37 der Druckseite i des Sekundärteiles zuströmen.
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Beim Steuergehäuse 25 mündet die Zuleitung 27 unterhalb des Kolbens
18, also auf der Seite des Kolbens, welche unter der Wirkung der Feder 2:3 st,e-ht.
Zutretende Druckflüssigkeit vermag daher die Stellung des Kolbens. 18 derart zu
'beeinflussen, daß dieser zurückweicht und damit die von: ihm gesteuerte Auslaßöiffnung
29 .freigibt, so daß nunmehr Druckflüss-i.gkeit durch die Leitung 31 und das Rückschlagventil
38 der Druckseite i des Sekundärteiles zuströmen kann.
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Nachfolgend wird der Arbeitsvorgang der Steuerung beschrieben. Beim.
Betrieb der anzutreibenden Arbeitsmaschine ist die Kupplung io, 1i geläst, Hilfsmotor
ig ausgeschaltet, Vorsteuerk ofben 5+ befindet sich in seiner Mittellage entsprechend
der Rast 39 und verhindert in ihr jeden Zuflu.ß von der HilfspumPe 7 zum Druckkanal
i. Ebenso befinden sich die Steuerschieber 17, 18 in ihrer Mittellage.
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Soll, nunmehr die Maschine aus ihrer Drehung im Sinn des Lastmomentes
stillgesetzt werden, so wird die Hilfspumpe eingeschaltet, die Kupplung io, ii mit
der anzutreibenden Maschine oder dem. Abtrieb des Flüssigkeitsgetriebes eingerückt
und der Primärteil des Fl'üssi,@ikeitsgetri-e'bes auf Nullförderung geregelt. Der
noch in. Bewegung befindliche Abtrieb dreht die Kupplung io, i i und infolge Drehung
der Scheibe 36 wird der Doppelhebel 44 betätigt, so da:ß der Stromkreis für den
Motor ig über einen der beiden Kontälcte 32 oder 33 geschlossen wird. Der Motor
verstellt nun über den Zahntrieb 20, 21 den Vorsteuerschieber 5+ .gegebenenfalls
bis zum Anschlag 34. Durch diese. Bewegung hat der Vorsteuerkolben 5+ die untere
Steuerkante 14' des Einström;querschnittes freigegeben.
Die Druckflüssigkeit
-kann nunmehr vonder Hilfspumpe über die Leitung 27 dem. Steuergehäuse 25 zuströmen,.
Sie verschiebt hierbei den Kolben r8 derart, :daß die Austrittskante 29' der Austrittsöffnung
29 @freigegeben wird und die Druckflüssigkeit über Leitung 31 und 38. dem Druckkanal
i des Getriebes zuströmen. kann:. Die von der Hilfspumpe 7 zuviel geförderte Flüssigkeit
strömt wiederum durch das Überdruckventil; 12 und die Rüakflußleitung dem Flüssigkeitsbehälter
i3 zu. Der Hilfsmotor i9 steht hierbei dauernd unter Spannung. Wird die Öffnung
29 zu weit freigegeben, so würde sich der Drehsinn der angetriebenen Maschine und
damit derjenige der Kupplung io, ii umkehren, 'bis der Hilfsmotor i9 durch Ausschalten
des Kontaktes 32 spannungslos wird. Der Vorsteuerschieber 5+ kommt dann unter Wirkung
der Feder q:0, 41 in seine Mittelstellung und verschlIeßt die Einlaßöffnung 14.
Gleichzeitig stellt er durch die Öffnung 45" den Überströmkana1 42 und die Leitung
43 einen Abflugß: für den Zylinder 2.5 'her, der infolgedessen drucklos wird, wodurch
unter Wirkung der Feder 22 und 23 der Kalben, i8 in seine Ausgangsstellung, .in
weicher er die. Öffnung 2,9 verschließt, zurückbewegt.
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Beim Stillsebzen der Maschine aus der Drehung entgegen. dem Lastmoment
wird wiederum die Hilfspumpe ,eingeschaltet, die Kupplung io, ii ein,-gerückt und
der Primärteil. des Getriebes auf Nullförderung geregelt. Die ,Scheibe 36 wird nunmehr
durch die Kupplung io, ii so gedreht, daß der Kontakt 33 kurzschließt- und der Motor
ig den Vorsteuerschieber 5 derart verstellt, daß er die obere Steuerkante i4" der
Eintlaßöffnung freigibt, und zwar gegebenenfalls so weit, bis der Anschlag 35 zur
Wirkung kommt. Nunmehr tritt die Druckflüssigkeit über die Leitung 26 .in den Zylinder
2.4 und. von diesem weiter über die Leitung 3o des Rückachlagventils. 37 in den
Druckkanal i des Flüssigkeitsgetriebes. Dabei wird die übertragende Druckfiüs.sigkeitsmenge
durch die Bewegung des Schiebers 17 so lange ;gedrosselt, bis die Maschine zurr
Stillstand kommt.