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Hydraulische Getriebeanlage Es ist bekannt oder naheliegend, Flüssigkeitsdruckgetriebe
hintereinanderzuschalten etwa in der Weise, daß der von einem Primärteil erzeugte
Flüssigkeitsstrom hintereinander zwei oder mehr Sekundärteile durchströmen muß,
ehe er in den Ölbehälter oder die Rückleitung zum Primärteil gelangt. Hierdurch
wird bekanntermaßen erreicht, daß von einem Primärteil zwei oder mehr Sekundärteile
so angetrieben werden, daß sie dieselbe Drehzahl haben oder, wenn ihre Hubeinstellung
oder ihr Fördervolumen je Umlauf verschieden gewählt wird, auch eine verschiedenartige,
jedoch im festen Verhältnis stehende Drehzahl.
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Bei dieser Ausführung hintereinandergeschalteter Getriebeteile ergibt
sich jedoch die Schwierigkeit, daß der erste der beiden hintereinandergeschalteten
Getriebeteile auf seiner Auslaufseite dem Gegendruck, welchen der zweite beansprucht,
ausgesetzt ist. Infolgedessen muß dieser Getriebeteil im allgemeinen für den doppelten
Betriebsdruck bemessen werden, oder aber der Gesamtbetriebsdruck der Anlage muß
verhältnismäßig niedrig gewählt werden. Dazu kommt noch, daß bei den meisten Getrieben
eine starke Unterdrucksetzung des Öles an der Auslaufseite besondere Schwierigkeiten
bereitet.
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Erfindungsgemäß wird diese Schwierigkeit dadurch beseitigt, daß der
oder die hintereinanderzuschaltenden Getriebeteile mit einem druckfesten Gehäuse
versehen werden und dieses druckfeste Gehäuse so mit der Auslaufseite jedes Getriebes
verknüpft
wird, daß ein Druckausgleich mit diesen stattfindet.
Auf diese Weise ist es dann möglich, zwei und mehr Getriebeteile hintereinanderzuschalten,
ohne ihre Triebwerksteile für besonders hohen Druck ausführen zu müssen oder, mit
anderen Worten, eine Gesamtanlage für besonders hohe Drücke zu bauen, ohne daß die
eigentlichen. Getriebeteile unmäßig hohen Beanspruchungen ausgesetzt werden. Bei
dieser Anordnung kann man dann auch mehrere Primärpumpen hintereinanderschalten,
um mit Pumpen gewöhnlicher Bauart ungewöhnlich hohe Drücke zu erreichen.
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Die Abb. I zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. G' bis G' sind
drei Getriebeteile,.deren jedes eine Getriebepumpe bzw. einen Getriebemotor in druckfestem
Gehäuse mit einer Stopfbüchse, welche die Welle druckdicht heraustreten läßt, enthält.
Durch die Rohrstücke R' bis R"' sind die Getriebeteile, die in bekannter Weise regelbar
gebaut werden oder auch eine feste Hubeinstellung: besitzen, ringförmig hintereinandergeschaltet.
Sind dann die Rohrleitungen und die für die Erfindung unwesentlichen, im einzelnen
nicht dargestellten, inneren Getriebeteile mit Ö1 gefüllt, so wird in dem Rohr-Leitungssystem
ein Ölumlauf herbeigeführt, sobald man eine der Wellen W' bis W"',
die aus den Gehäusen G', G" bzw. G', wie erwähnt, mit einer Stopfbuchse abgedichtet
herausragen, in Umlauf gesetzt und dem betreffenden Getriebeteil einen passend gewählten
Hub gibt. Vorausgesetzt ist dafür nur; daß keiner der übrigen Getriebeteile etwa
gerade auf den Hub 0 eingestellt ist oder einen zu kleinen Hub besitzt, was ein
Durchgehen verursachen würde. Um nun den durch die Hintereinanderschaltung der Getriebeteile
verursachten Gegendruck in der Auslaufrohrseite, welchem wenigstens einige der dargestellten
Getriebeteile ausgesetzt sind, zu vermeiden, werden die Gehäuse G', G" bzw. G' dieser
Getriebeteile mit den dazugehörigen Auslaufrohrleitungen R', R" bzw. R"' so verbunden,
daß in dem Gehäuse derselbe Druck wie in der Auslaufrohrleitung eintritt. Diesem
Zwecke dient beispielsweise eines der bekannten Umsteuerorgane, wie man sie bei
Getriebeanlagen zur Ermöglichung der Durchspülung des Getriebekreislaufs mit dem
von einer Hilfspumpe gelieferten Speiseöl verwendet. Es besteht z. B. aus einem
Kolbenschieber K mit mittlerer Eindrehung, der in einem Schiebergehäuse so hin und
her beweglich ist, daß er mittels der Schlitze s jeweils auf derjenigen Seite, auf
welcher der niedrigere Druck am Ende des Kolbens K herrscht, eine Öffnung freigibt.
Bei dem Getriebeteil G' werden die Rohre am Ende des Umsteuerkolbens K mit den Rohrleitungsstücken
R' und R"' verbunden, während die Auslauföffnung A' mit dem Getriebegehäuse G' in
Verbindung gebracht wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Gehäuse G' jeweils
mit demjenigen Rohr R' oder R"' in Verbindung gebracht wird, in welchem der niedrigere
Druck herrscht. Für die anderen Getriebegehäuse G" und G"' kommen die gleichen Umsteuerorgane
in Frage, wobei lediglich die Rohrleitungsanschlüsse sinngemäß zu ändern sind. Die
dazugehörigen Umsteuerorgane sind genau so beschaffen wie das zu G' gehörige und
daher nur in Ansicht dargestellt.
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Bei Getriebeanlagen, bei welchen die Drehmomententwicklung bzw. Hubeinstellung
niemals wechselt, kann man auch ohne Anwendung der gezeigten Umsteuerorgane in erfindungsgemäßer
Weise das Getriebegehäuse mit derjenigen Rohrleitung verbinden, welche den niedrigeren
Druck führt. Ebenso ist es klar, daß, wenn beispielsweise G' stets als Primärteil
oder Ölpumpe, G" und G"' nur als Ölmotor mit unveränderlicher Förderrichtung arbeiten,
im Rohr R"' nur niederer Druck herrscht, wie er etwa durch die Verbindung des Getriebekreislauf
mit den, nicht gezeichneten Speiseeinrichtungen, wie Hauptölbehälter, Speisepumpe
od. dgl., erreicht wird. In diesem Falle kann man darauf verzichten, dem Getriebeteil
G"' und G' ein druckfestes Gehäuse und die dazugehörigen Umsteuerorgane oder Rohrleitungen
zu geben, da in diesem Falle der erhöhte Betriebsdruck nur bei dem Getriebeteil
C''' eintritt und daher nur dort eine Entlastung der inneren Getriebebestandteile
von zu großem Gegendruck einen Sinn hat.
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Die in Abb. I dargestellte vollständige Einrichtung gestattet es aber,
beliebig viele Getriebeteile hintereinanderzuschalten, wobei auch deren Anwendung
im einzelnen unwesentlich ist. Man kann auch zwei oder mehrere Primärpumpen hintereinanderschalten
und dazu benutzen, um ein, zwei oder beliebig viele Sekundärteile oder auch einen
Druckzylinder etwa einer hydraulischen Presse oder Werkzeugmaschine in Hintereinanderschaltung
zu betreiben. Steht dabei die Art der Druckverteilung in den einzelnen Rohren fest,
bleibt es immer noch möglich, bei einzelnen Getriebeteilen das druckfeste Gehäuse
oder die Rohrleitungen oder die Umsteuerorgane nach Bedarf wegzulassen und nur diejenigen
Getriebeteile durch Anwendung eines druckfesten Gehäuses, in welchem der Druck der
Aus-Laufrohrleitung herrscht, von übermäßigem Gegendruck auf die inneren Getriebebestandteile
in erfindungsgemäßer Weise zu befreien.
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Die Anordnung kann ferner auch so getroffen werden, daß zwar der Gegendruck
in der Hauptsache beseitigt wird, aber noch ein gewisser Gegendruck besteheubleibt
zu dem Zwecke, den Kraftschluß an den inneren Getriebeteilen so aufrechtzuerhalten,
wie dies bei dem gewöhnlichen Getriebebetrieb mit Speisepumpe übl.idh i,st. Zu d.ies°_m
Zwecke wird beispielsweise bei dem Getriebeteil G" das in den Getriebekasten eingeführte
Drucköl durch das-Sicherheitsventil SV auf einen um einige Atmosphären niedrigeren
Betriebsdruck eingestellt. Damit unter dem Einfluß des Leckölanfalls in diesem Getriebeteil
nicht etwa eine Überhöhung des Betriebsdruckes über den durch das Sicherheitsventil
SV eingestellten Wert eintritt, kann man z. B. auch noch eine Drosselstelle
D in einem Auslaufrohr am Getriebekasten G" anordnen, die eine gewisse Ölmenge in
einen (nicht gezeichneten) Hauptölbehälter zurückführt. Will man dabei den Getriebekasten
G" vollständig mit Öl füllen, wie dies
zur Vermeidung von Federungen,
die die Wirkung der Drosselstelle D zu stark verschleppen, vielleicht nötig ist,
so entnimmt man das durch die Drosselung abzuführende Öl, wie in der Abbildung
dargestellt, am oberen Teil des Getriebekastens G". Anstatt der Drosselstelle D
kann man natürlich auch ein Pumpwerk anordnen, das gegebenenfalls als Ölmotor Energie
rückgewinnt oder auch das im Getriebegehäuse G" anfallende Lecköl in eine der benachbarten
Rohrleitungen zurückfördert. Auch an Stelle des Sicherheitsventils SV können
ähnliche bekannte Einrichtungen treten, die einen gewissen Überdruck in der Auslaufleitung
des Getriebes G" gegenüber dem Druck in dem Getriebekasten selbst aufrechterhalten.
Damit nach Entlastung der in dem Gehäuse G eingeschlossene Druck nicht etwa noch
längere Zeit erhalten bleibt, ist es nötig, parallel zu dem Sicherheitsventil
SV auch noch ein Rückschlagventil RV anzuordnen, welches eine vorübergehende
Überhöhung des Druckes in dem Gehäuse über den Rohrleitungsdruck auf der Seite des
niedrigeren Druckes verhindert.
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lm übrigen läßt sich eine Unterdrucksetzung des Getriebegehäuses auch
dadurch erreichen, daß man das aus dem Getriebe austretende Lecköl zurückstaut,
etwa in einer Drosseldüse. Die Drosseldüse oder eine an ihre Stelle tretende Auslauföffnung
kann auch selbsttätig durch die Druckentwicklung in einem der Rohre R', R" bzw.
R"' so gesteuert werden, daß in dem Gehäuse immer der gleiche Druck entsteht wie
in dem Rohr niedrigeren Drukkes oder auch ein etwas niedrigerer Druck, wie dies
etwa zur Kraftschlüssigmachung des Gestänges wünschenswert ist. Ordnet man zwei
derartige selbstätig gesteuerte Schieber oder Ventile an, bei denen jeder eine Auslauföffnung
so steuert, daß diese Druckeinstellung sich ergibt, so arbeiten diese leiden selbsttätigen
Druckbegrenzer ohne weiteres in der Weise zusammen, daß sich in dem Gehäuse immer
der Druck entsprechend in der Rohrleitung mit dem niedrigeren Druck ergibt. Die
Abb. 3 zeigt eine entsprechende Anordnung z. B. so, wie sie für das Getriebegehäuse
G" oder ein beliebiges anderes Getriebegehäuse der Abb. I passen würde. Das Gehäuse
G" der Abb. 3 enthält hier zwei Nadelventile N1 und N2, deren Nadeln unter Federdruck
angehoben werden, so daß diese im allgemeinen offen stehen. An der Unterseite der
Nadeln ist je ein kleiner Kolben k angebracht, welcher in einem Zylinder arbeitet,
dessen Oberseite beispielsweise mit dem Getriebegehäuse in Verbindung steht, während
die Unterseite mit der Rohrleitung R' bzw. R"' in Verbindung steht. Auf diese 'Weise
wird in dem Getriebegehäuse G" durch Rückstau des anfallenden Lecköles, dessen Zulauf
auch noch durch an die Druckrohre angesetzte Drosseldüsen D in Abb. 3 vermehrt werden
kann, ein Druck eingesteuert, der entsprechend der Federspannung um einiges niedriger
ist als der Druck in derjenigen Leitung R' oder R', in welcher gerade der niedrigere
Druck ist. Die beiden Nadelventile X arbeiten also ohne weiteres so parallel, daß
der gewünschte Druck in dem Getriebegehäuse G entsteht, ganz gleichgültig, ob das
Rohr R' oder R"' jeweils den höheren Druck führt und ob etwa der betreffende Getriebeteil
als Ölpumpe oder Ölmotor arbeitet.
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Für eine zweckentsprechende Durchführung der erfindungsgemäßen Getriebeanlage
ist es auch noch nötig, dafür zu sorgen, daß bei Hintereinanderschaltung von mehreren
Pumpen sich der Betriebsdruck gleichmäßig auf die Pumpen verteilt, um Überlastungen
zu vermeiden, während bei den Sekundärteilen dies nicht notwendig ist, weil jeder
der Sekundärteile eine eigene Arbeitsmaschine oder einen eigenen Arbeitsmaschinenteil
mit selbständiger Drehmomententwicklung antreibt. Einrichtungen zur Lastverteilung
auf hintereinandergeschaltete Pumpen bzw. hintereinandergeschaltete und mechanisch
gekuppelte Ölmotoren lassen sich in sehr vielfacher Weise ausführen, beispielsweise
durch selbsttätige Beeinflussung der Hubeinstellung der Getriebe oder durch Parallelschaltung
einer Drosseldüse zu den Getriebeteilen.
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Die nur für den Getriebekasten G" in Abb. I gezeigten Einrichtungen
können natürlich auch für die übrigen Getriebekästen in sinngemäßer Weise Anwendung
finden. Es liegt daher durchaus im Sinne der Erfindung, den Gegendruck auf die in
Hintereinanderschaltung arbeitenden Getriebeteile zwar in der Hauptsache zu beseitigen,
aber doch einen gewissen Restbetrag aufrechtzuerhalten, so wie dies auch bei einem
gewöhnlichen, aus nur zwei Teilen aufgebauten Getriebekreislauf zur Aufrechterhaltung
des Kraftschlusses in den inneren Getriebeteilen bekanntlich vorteilhaft ist.
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Wird eine Anordnung nach Abb. I nur so benutzt, daß der erste Teil
nur als Primärteil oder Ölpumpe, die beiden anderen nur als Sekundärteile oder Ölmotoren
arbeiten, so kann man offenbar sich darauf beschränken, den Getriebeteil G" mit
druckfestem Gehäuse zu versehen, während die Getriebeteile G' und G"' auch mit nicht
druckfestem oder gemeinsamem Gehäuse: ausgeführt werden können. Es Ist also zur
Verwirklichung der Erfindung nicht nötig, nun bei allen hintereinandergeschalteten
oder in Hintereinanderschaltung zusammenarbeitenden Getriebeteilen die druckfesten
Gehäuse auszuführen oder auszunutzen.
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In vielen Fällen ist es ohnedies üblich, Getriebeteile zu verwenden,
welche schon ein druckfestes Gehäuse besitzen, insbesondere auch ein schwenkbares,
druckfestes Gehäuse. Die Abb. 2 zeigt eine derartige Anordnung, bei welcher der
Triebflansch TF in bekannter Weise in der Triebwelle TW fest befestigt ist und mittels
der bekannten Kugelgestänge die in einem Zylinderkörper Z arbeitenden Getriebekolben
GK betätigt. Durch Schwenkung des Getriebegehäuses G, welches in der Regel seitlich
über bewegliche Schläuche, mitschwenkbarer Kanäle od. dgl. für die Ölzu- und -abfuhr
eingerichtet ist, wird bei dieser bekannten Bauart eine Hubverstellung bewerkstelligt.
Erfindungsgemäß wird in diesem Falle das Schwenkgehäuse G als Getriebegehäuse benutzt,
welches zur Entlastung des Gestänges, welches den Kolben GK antreibt, bei einer
Hintereinanderschaltung, etwa
mit Hilfe einer Drosselöffnung, unter
Gegendruck gesetzt wird, und zwar so, wie dies in Abb. I im einzelnen beschrieben
ist.
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Die Einzelheiten der beschriebenen Getriebeteile und ihre Bauweise
sind für die Erfindung unwesentlich. Wesentlich ist die Anwendung druckfester Gehäuse
bekannter Art, die entweder fest oder schwenkbar ausgeführt werden, in welchen man
in erfindungsgemäßer Weise durch bekannte Ventil- oder Umsteuerschieberanordnungen
den Gegendruck aufrechterhält, wie er auf der Seite des niedrigeren Druckes in den
anliegenden Teilen des Getriebekreislaufs herrscht. Erfindungsgemäß kann dabei der
Druck in dem Getriebegehäuse noch um einiges kleiner als dieser Gegendruck gewählt
werden, um die Kraftschlüssigkeit des Gestänges herzustellen. Bei Getriebeteilen
mit Schwenkgehäuse kann in erfindungsgemäßer Weise das Schwenkgehäuse abgedichtet
und als unter Gegendruck gesetztes Gehäuse verwendet werden. Die Zahl der hintereinanderliegenden
Getriebeeinheiten ist für die Erfindung unwesentlich. Es ist in diesem Falle auch
möglich, mit Vorteil mehrere Primärpumpen hintereinanderzuschalten und so besonders
hohe Drücke zu erzielen, was auch für sich in manchen Fällen schon zweckmäßig sein
kann, z. B. bei hydraulischen Pressen.