DE1065242B - Flüssigkeitsgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitsgetriebe, insbesondere auf Flüssigkeitsgetriebe mit hydraulischem Motor, der durch eine oder mehrere Pumpen angetrieben werden kann, die parallel zwischen einem Vorratsbehälter und dem Motor angeordnet sind. Die Erfindung ist insbesondere zur Verwendung in von einer Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Industriefahrzeugen, z. B. Gabelstaplern, bestimmt, jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt.

Im Flüssigkeitsgetriebe ist ein Steuerschieber vorgesehen, der in bekannter Weise eine offene Mittel-Öffnung aufweist und sich in einer neutralen Stellung befindet, wenn der Motor nicht betätigt wird. In der neutralen Stellung sind beide Seiten des vom Steuerschieber gesteuerten umsteuerbaren Motors mit der Mittelöffnung verbunden, so daß das Fahrzeug ausrollen oder mit geringem Widerstand geschoben werden kann. Der Steuerschieber kann in zwei Arbeitsstellungen gebracht werden, wobei sich der Motor je nach der Wahl dieser Stellungen in entgegengesetzter Richtung bewegt.

Bei den bekannten Flüssigkeitsgetrieben sind Entlastungsventile vorhanden, die aber nur dafür sorgen, daß beim;Überschreiten eines gewissen Betriebsdrucks am Steuerschieber eine oder mehrere Pumpen entlastet werden, um unzulässige Drucksteigerungen zu verhindern.

Demgegenüber ist gemäß der Erfindung ein Flüssigkeitsgetriiüe mit einem Antriebsmotor, einer oder mehreren von demselben angetriebenen Pumpen, die zwischen einem Vorratsbehälter und einem Steuerschieber' mit offener Mittelöffnung parallelgeschaltet sind, sowie gegebenenfalls einer Entlastungsleitung für eine Pumpe, die diese Pumpe entlastet, wenn der am Steuerschieber herrschende Druck einen bestimmten Wert überschreitet, gekennzeichnet durch ein Entlastungsventil für jede Pumpe, dessen Ventilbohrung mit einer Einlaßöffnung von der betreffenden Pumpe und mit einer Auslaßöffnung zum Steuerschieber verbunden ist und außerdem über eine Leitung mit verringertem Querschnitt mit dem Vorratsbehälter in Verbindung steht, in der sich ein federbelasteter Schieber befindet.

Bei einer Anlage, in welcher eine Brennkraftmaschine verwendet wird, ist es nämlich erwünscht, daß der Motor mit entlasteten Pumpen angelassen werden kann. Das Ventil, das anfänglich die Pumpen belastet, nimmt beim Stillsetzen des Antriebsmotors eine Stellung ein, in welcher die Auslaßseite der Pumpen mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. Diese Verbindungen von der Auslaßseite sind mit Verengungen versehen. Wenn die Drehzahl des Antriebsmotors steigt, nimmt infolgedessen der Druckabfall zwischen den Verengungen und dem jeweiligen Pumpenauslaß Flüssigkeitsgetriebe

Anmelder:

The New York Air Brake Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:. Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. Dezember 1954

Robert E. Schwary, Euclid, Ohio (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

zu. Die Ventile werden in Abhängigkeit von diesem zunehmenden Gegendruck derart verstellt, daß sie die Pumpen mit der offenen Mittelöffnung des Steuerschiebers verbinden. Vorzugsweise werden die Pumpen durch diese Ventile nacheinander belastet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung. Hierbei zeigen

Fig. 1 und 2, die nebeneinandergesetzt zu denken sind, den vollständigen Druckmittelkreislauf des erfrndungsgemäßen Getriebes, wobei gewisse Teile axial geschnitten sind;

Fig. 3 zeigt den Längsschnitt eines abgeänderten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die Anlage enthält die Pumpen 11 und 12, die eine von einem einzigen nicht dargestellten Antriebsmotor angetriebene Zwillingseinheit bilden. Die Einlasse der Pumpen 11 und 12 sind parallelgeschaltet, saugen das Druckmittel vom Vorratsbehälter 13 an und liefern es über parallelgeschaltete Auslässe zum Ventil 14. Die Pumpen 11 und 12 stellen Verdrängungspumpen mit konstanter Liefermenge dar. Die Pumpenverdrängung ist demnach eine Funktion der Drehzahl des Antriebsmotors. Das Druckmittel von der Pumpe 11 gelangt vom Ventil 14 unmittelbar in den Steuerschieber 15 mit offener Mittelöffnung. Das Druckmittel von der Pumpe 12 wird dem Steuerschieber 15 über das Entlastungsventil 16 zugeführt. Das Ventil 16 wird durch den Gegendruck betätigt und verbindet die Pumpe 12 mit dem Vorratsbehälter, wenn der Gegendruck einen bestimmten Betrag übersteigt. Der Steuerschieber 15 steuert den Druckmittelstrom zum umsteuerbaren Motor 17.

909 627/233

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Das Ventil 14 weist?: ejMtnii, öffnungen' versehene Bohrung 18 auf. Zwei hohle Kolben 19 und 21 können in der Bohrung 18 gleiten und werden durch Federn in der dargestellten Lage^ gehalten. Rechts von ihrem Mittelpunkt ist die Bohrung/von drei ringförmigen , Nuten 22, 23 und 24 umgeben, die mit dem Vorratsbehälter 13 der Pumpe 11 bzw. dem Steuerschieber 15 verbunden sind. Links vom Mittelpunkt ist die Bohrung 18 mit Ringnuten 25,26 und 27 versehen, die mit dem Vorratsbehälter 13 der Pumpe 12 bzw. dem Ventil 16 verbunden sind. Die Verbindungen mit dem Vorratsbehälter sind mit einstellbaren Verengungen, z, B. Nadelventilen 28, verseilen. Die Kolben 19 und 21 sind spiegelbildlich gleich ausgebildet. Der Kolben 19 weist drei Gruppen von radialen öffnungen 29, 31 und 32 auf. Ferner ist der Kolben mit einer ringförmigen Ausnehmung 33 versehen, welche die öffnungen 31 und 32 verbindet. Die einander zugekehrten Enden der beiden hohlen Kolben sind geschlossen, und der zwischen ihnen vorhandene Raum 34 ist mit dem Vorratsbehälter 13 verbunden.

Das Ventil 16 enthält eine Bohrung, die auf beiden Seiten durch Schraubdeckel 35 verschlossen ist. In die Bohrung ist ein Futter 36 eingepreßt, das koaxiale Bohrungen 37 und 38 von verschiedenem Durchmesser aufweist. Die mit ihren Stirnflächen anliegenden Kolben 39 und 41 sind mit Gleitsitz in den Bohrungen 37 und 38 verschiebbar. In der Futterwand sind Ringnuten 42, 43 und 44 vorgesehen, die mit der Nut 27 des Ventils 14 dem Steuerschieber 15 bzw. der Nut 24 des Ventils 14 verbunden sind. Der Kolben 39 umfaßt an seinem offenen Ende ein..Rückschlagventil 45, das normalerweise durch die Feder 46 geschlossen gehalten wird. Der Raum 47 außerhalb dieses Rückschlagventils ist mit dem Steuerschieber 15 und der Nut 24 des Ventils 14 verbunden. Die Feder 54 drückt die Kolbenschieber 39 und 41 in die dargestellte Stellung. Das Druckmittel in der Nut 44 kann durch öffnungen 52 in der Anschlaghülse 53 auf die rechte Seite des Kolbenschiebers 41 gelangen. In der dargestellten Stellung stehen die öffnungen 50 mit dem Raum 47 in Verbindung. Die Öffnungen 48 befinden sich gegenüber der Ringnut 42, und die Öffnungen 49 sind verschlossen. In der Entlastungsstellung sind die öffnungen 50 verschlossen, und die Öffnungen 49 entlasten die Pumpe 12, indem der Druckmittelstrom über die Nut 43 zum Vorratsbehälter zurückgelangen kann.

Der Steuerschieber 15 mit offener Mitte besteht aus einem Gehäuse mit einer Ventilbohrung 54 mit mehreren öffnungen. Eine mittlere ringförmige Ausnehmung 55 der Bohrung steht in Verbindung mit dem Vorratsbehälter 13. Auf jeder Seite der Ausnehmung 55 sind Nuten 56 bzw. 56' vorgesehen, die mit der Einlaßkammer 57 in Verbindungen stehen. Diese ist mit den Nuten 42 und 44 und dem Raum 47 verbunden. Ferner steht die Einlaßkammer 57 über das Rückschlagventil 58 in Verbindung mit dem Vorratsbehälter 13. Das Rückschlagventil gestattet eine Strömung vom Vorratsbehälter zu der Einlaßkammer, verhindert aber eine Strömung in umgekehrter Richtung. Zwischen den Nuten 56 bzw. 56' und dem entsprechenden Ende der Bohrung 54 sind Nuten 59 bzw. 59' vorgesehen, die mit dem hydraulischen Motor 17 in Verbindung stehen. Eine Kammer 61 im Gehäuse steht in ständiger Verbindung mit dem Vorratsbehälter. Bei 62 ist ein Entlastungsventil vorgesehen. Ein Kolbenschieber 63 kann in der Bohrung 54 hin und her geführt werden und wahlweise drei Stellungen einnehmen, wobei er in jeder Stellung vermittels einer abgefederten Rast gegen unbeabsichtigte Bewegungen gesichert i ist. -Der Kolbenschieber ist mit nebeneinanderliegenden ringförmigen Ausnehmungen 65 und 65' versehen, die zu beiden Seiten seines Mittelpunktes . angebracht, sind. Zwischen jeder der Ausnehmungen 65 und .65'·, und dem entsprechenden Ende des Kolben-" Schiebers 63 befinden sich Ringnuten 66 bzw. 66', die ständig mit den Nuten 59 bzw. 59' in Verbindung stehen. Die Ausnehmungen 65 und 66 sind durch eine Bohrung 67, die Ausnehmungen 65' und 66' durch eine

ίο Bohrung T im Inneren des Kolbenschiebers verbunden. In der dargestellten Lage stehen die Einlaßkammer 57 und die mit dem Motor verbundenen Nuten 59, 59' über die Ausnehmungen 65 und 65' mit dem Vorratsbehälter in Verbindung. Wenn der Kolbenschieber 63 angehoben wird, werden die Einlaßkammer 57 und die Nuten 56 und 59 durch die Bohrung 67 miteinander verbunden, während die Nut 56' und die Nut 59' über die Bohrung 67' und die Ausnehmung 55 mit dem Vorratsbehälter 13 in Verbindung kommen. Das Umso gekehrte tritt ein, wenn der Kolben sich in seiner unteren Grenzstellung befindet. In diesem Falle läuft also der Motor 17 in umgekehrter Richtung. Der Steuerschieber 15 mit offener Mitte ist an sich bekannt und wird nicht als neu beansprucht.

In den Zeichnungen sind die Teile in derjenigen Lage dargestellt, in welcher sie sich befinden, wenn der Antriebsmotor im Leerlauf arbeitet und das Fahrzeug stillsteht oder ausrollt. In diesem Falle sind, wie dargestellt, die Pumpen 11 und 12 über das Ventil 14 und die Nadelventile 28 mit dem Vorratsbehälter 13 verbunden. Ferner sind sie durch den Steuerschieber 15 entlastet. Wenn der Steuerschieber 15 nach oben oder unten verstellt wird, um den Motor 17 in dem einen oder anderen Drehsinn laufen zu lassen, bleiben die Pumpen 11 und 12 anfangs entlastet. Wenn die Drehzahl des Antriebsmotors zunimmt, bewegen sich die Kolben 19 und 21 aufeinander zu und verbinden die Pumpe 12 mit der Nut 27 und dem Ventil 16 bzw. die Pumpe 11 mit der Nut 24 und der Einlaßkammer 57 des Schiebers 15. Die beiden Nadelventile 28 sind vorzugsweise verschieden eingestellt, so daß die Pumpen nacheinander belastet werden, wobei Pumpe

11 zuerst beaufschlagt wird. Hierdurch ergibt sich eine ruhigere Arbeitsweise.

Unter normalen Betriebsbedingungen, wenn die Belastung nicht übermäßig groß ist, ist das Rückschlagventil 45 im Ventil 16 offen, und beide Pumpen 11 und

12 fördern das Strömungsmittel in die Einlaßkammer 57 des Steuerschiebers 15. Der Druck in der Kammer 57 ist eine unmittelbare Funktion der Belastung des Motors 17. Dieser Druck pflanzt sich bis zu den offenen Enden der Kolben 39 und 41 fort. Der Kolben 39 hat eine größere Fläche als der Kolben 41. Die Kolben 39 und 41 bilden also offenbar einen Differentialkolben, der nach rechts wirkt, wenn die beiden Kolben dem gleichen Druck unterworfen sind. Diese Kraft steigt, wenn die Last zunimmt. Wenn sie eine vorbestimmte Größe erreicht, werden die Kolben 39 und 41 nach rechts gegen die Kraft der Feder 54 verschoben, verschließen die öffnung 50 und öffnen den Auslaß 49, wodurch die Pumpe 12 entlastet wird.

Wenn die Pumpe 12 entlastet ist, muß die Pumpe 11 weiter gegen den gleichen Gegendruck arbeiten. Das Fahrzzeug fährt also langsam, kann aber innerhalb der durch die Einstellung des Sicherheitsventils 62 und der maximalen Drehzahl des Antriebsmotors bestimmten Grenzen beschleunigt werden. Wenn die Pumpe 11 allein in Betrieb ist, kann ihr Abgabedruck durch Beschleunigung des Antriebsmotors noch weiter erhöht werden. Der höchste in der Anlage erreichbare

Druck ist durch die Einstellung des Sicherheitsventils 62 bestimmt.

Wenn die Last vermindert wird, fällt der Gegendruck in der Anlage, und die Kolben 39 und 41 des Ventils 16 nehmen ihre dargestellte Stellung wieder ein, wodurch die Pumpe 12 abermals das Druckmittel in die Anlage fördert. Offenbar wird die maximale Geschwindigkeit erreicht, wenn beide Pumpen unter leichter Belastung arbeiten, während schwere Lasten mit geringerer Geschwindigkeit durch eine einzige Pumpe bewältigt werden können. Der Übergang ist sanft und selbsttätig.

Außer der Belastung der Pumpe nacheinander dient das Ventil 14 einer zweiten Aufgabe. Es entlastet die Pumpen, wenn der Antriebsmotor nicht in Betrieb ist. Daher kann unabhängig von der Stellung des Schiebers 15 der Antriebsmotor angeworfen werden, ohne daß er anfänglich belastet ist.

Der Steuerschieber 15 mit offener Mittelöffnung hat eine mittlere neutrale Stellung, in welcher die Einlaßkammer 57 sowie die mit dem Motor verbundenen Nuten 59 und 59' unmittelbar mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehen. Infolgedessen kann das Fahrzeug auf Wunsch frei ausrollen.

Wenn das Fahrzeug im Leerlauf bergab fährt, ohne daß der Schieber 15 sich in seiner Mittelstellung befindet, arbeitet der Motor 17 als Pumpe und kann unter Umständen mehr Strömungsmittel verdrängen, als er von den Pumpen 11 und 12 erhält. Das Rückschlagventil 58 öffnet sich unter diesen Umständen und liefert Strömungsmittel zum Einlaß des Motors 17, so daß Kavitation in demselben vermieden wird. Das Rückschlagventil 58 könnte durch zwei Rückschlagventile ersetzt werden, die zwischen einer mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehenden Stelle, z. B. der Kammer 61, und den Rohrleitungen von den Nuten 59 und 59' zum Motor 17 angebracht sind.

Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Ventils 14. Es besteht aus dem Gehäuse 101 mit Bohrung 102. Die beiden Enden der Bohrung 102 sind durch Schraubdeckel 103 verschlossen, in deren mit Gewinde versehene öffnungen Stellschrauben 104 eingesetzt sind. Auf den Stellschrauben 104 sind Gegenmuttern 105 und zum Schutz dienende Hutmuttern 106 angebracht. In jedem Deckel 103 ist einstellbar ein Anschlag 107 angebracht. Hohle Kolben 108 und 109, die in der Bohrung 102 gleiten können, werden durch Federn gegen die genuteten Innenflächen der Anschläge 107 gedrückt. Die einander zugekehrten Enden dieser Kolben sind geschlossen. Ein Verteiler 111, der zum Vorratsbehälter führt, ist mit den drei ringförmigen Nuten 112, 113, 114 in der Bohrung verbunden. An den beiden Enden der Bohrung 102 sind Anschlüsse 115 und 116 für Rohrleitungen zu den Pumpen 11 und 12 angebracht. Zwischen den Nuten 112 und 113 befindet sich eine Ringnut 117, die mit dem Ventil 16 verbunden werden kann. Ebenso ist eine Nut 118, die mit dem Schieber 15 in Verbindung steht, zwischen den Nuten 114 und 113 angebracht. Die Kolben 108 und 109 sind mit drei Gruppen radialer öffnungen versehen, nämlich 119., 120 und bzw. 119', 120' und 121'.

In Fig. 3 ist das Ventil in der Lage dargestellt, die es bei Leerlauf des Antriebsmotors annimmt. In diesem Falle decken sich die öffnungen 112 und 120' sowie die öffnungen 114 und 120. Diese Anfangslage der öffnungen kann durch Verschiebung der Anschläge 107 verstellt werden. Auf diese Weise kann die dem vom Vorratsbehälter her einströmenden Druckmittel auferlegte Drosselwirkung verändert werden, wodurch die Betätigung der Umstellung der Ventile in die Betriebsstellung bei Beschleunigung des Antriebsmotors gesteuert werden kann. Wenn der Gegendruck links vom Kolben 109 zunimmt, wird der Kolben nach rechts bewegt und bringt die Öffnungen 119' und 117 zur Deckung. Der Kolben 108 wird in ähnlicher Weise betätigt. Durch Einstellung der Anschläge 107 kann erreicht werden, daß die Kolben 108 und 109 nacheinander in der angegebenen Reihenfolge oder in der Umgekehrten Reihenfolge ihre Bewegung ausführen.

Es könnten drei Ventile 14, 15 und 16 in einem einzigen Gußgehäuse untergebracht werden, wobei dann die Rohrleitungen durch entsprechende Aussparungen ersetzt sind.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsgetriebe mit einem Antriebsmotor, einer oder mehreren von demselben angetriebenen Pumpen, die zwischen einem Vorratsbehälter und einem Steuerschieber mit offener Mittelöffnung parallelgeschaltet sind, sowie gegebenenfalls einer Entlastungsleitung für eine Pumpe, die diese Pumpe entlastet, wenn der am Steuerschieber herrschende Druck einen bestimmten Wert überschreitet, gekennzeichnet durch ein Entlastungsventil (14, 101) für jede Pumpe (11, 12), dessen Ventilbohrung (18, 102) mit einer Einlaßöffnung (23, 26, 116, 115) von der betreffenden Pumpe und mit einer Auslaßöffnung (24, 27, 117, 118) zum Steuerschieber (15) verbunden ist und außerdem über eine Leitung (22, 25, 112, 114) mit verringertem Querschnitt mit dem Vorratsbehälter (13) in Verbindung steht, in der sich ein federbelasteter Schieber (19, 21, 108, 109) befindet.

2. Flüssigkeitsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Querschnittsverengung (22, 25) in der Entlastungsleitung ein eigenes Nadelventil (28) angeordnet ist.

3. Flüssigkeitsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unabhängig voneinander einstellbaren Querschnittsverengungen in der Entlastungsleitung aus einer Drosselöffnung (120) des Schiebers bestehen sowie daß ein einstellbarer Anschlag (104) vorgesehen ist, gegen den sich der Schieber in der Ruhelage legt (Fig. 3).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 460 662, 455 697.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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