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Schaltvorrichtung für druckmittelgesteuerte Reibungskupplungen Die
Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für druckmittelgesteuerte Reibungskupplungen.
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Bei derartigen Kupplungen besteht der Übelstand, daß bei durch fehlerhafte
Bedienung ihrer Schaltvorrichtungen hervorgerufener zu kurzzeitiger Einschaltung
sehr hohe Schaltmomente auftreten, die eine übermäßige Beanspruchung der Antriebsstelle
hervorrufen. Auch aus Drosseln, Feinregelventilen od. dgl. bestehende Schaltvorrichtungen
können hier keine wirksam Abhilfe schaffen, da sie bei fehlerhafter Bedienung @benfalls
keine absolute Gewähr gegen Überlastungen der Antriebsteile bieten.. Zur Vermeidung
derartiger Erscheinungen ist es vielmehr erforderlich, die Schaltvorrichtung in
einer solchen Weise auszubilden, daß der gewünschte Schaltvorgang sich zwar automatisch
vollzieht, aber unabhängig von der Art der Betätigung des Steuerorgans, und somit
dem Einfluß der Bedienungsperson entzogen ist, zum anderen aber auch die Durchbildung
derart zu treffen, daß außer einer Begrenzung des Schaltmomentes auch eine Einstellung
der Schaltzeit ermöglicht wird, so daß die Höhe des Einschaltmomentes während der
Schaltzeit nicht überschritten und die Schaltzeit als solche nicht unterschritten
werden kann. Nur unter diesen Voraussetzungen ist es möglich, die während des Schaltvorganges
bisher auftretenden unzulässig hohen Beanspruchungen der Antriebsteile sicher zu
vermeiden.
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Zur Verwirklichung dieser Bedingungen schlägt die Erfindung eine.
Schaltvorrichtung für druckmittelbetätigte Reibungskupplungen mit einem zur Absperrung
der Druckleitung dienenden Steuerorgan vor, bei der das Neue darin besteht, daß
in der Druckleitung ein das Einschaltmoment der Kupplung bestimmendes Druckbegrenzungsventil
und in zwei abgezweigten Druckleitungen ein durch das Steuerorgan beeinflußbares,
je nach dem zur Anwendung kommenden Druckmittel z. B. kombiniert pneumatisch-hydraulisch
oder aber auch nur hydraulisch. arbeitendes und schnell ausschaltbares Verzögerungsventil
zur wählbaren Einstellung der Schaltzeit für das Kupplungs-Gesamtmoment vorgesehen,
ist.
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Das zur Anwendung kommende Verzögerungsventil weist dabei einen mit
zwei verschieden großen. Kolben versehenen, in einem Zylinder bewegbaren. Schieber
auf, der als Schlepporgan für ein. mit einer Steuerstange verbundenes Ventil dient.
Dieser Schieber verdrängt bei durch Druckmittelbeaufschlagung ausgelöster Aufwärtsbewegung
eine im Zylinder befindliche Flüssigkeitsmenge zeitabhängig einstellbar in ein an
den Zylinder angeschlossenes Ausweichgefäß und gibt über das mit der Steuerstange
verbundene Ventil erst dann den Auslaß des Verzögerungsventils zur Herstellung der
Verbindung mit dem hinter dem Druckbegrenzungsventil liegenden Teil der Druckleitung
frei, wenn er kurz vor Erreichung seiner Endstellung nahezu die gesamte Flüssigkeitsmenge
in das Ausweichgefäß verdrängt hat. Zur zeitabhängigen Einstellung dieser Verdrängung
ist dabei eine im Ausweichgefäß angeordnete Düsennadel od. dgl. vorgesehen, deren
Verstellung den Querschnitt einer zum Durchtritt der Flüssigkeit dienenden Bohrung
beeinflußt.
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Es sind zwar schon Schaltvorrichtungen für insbesondere flüssigkeitsdruckbetätigte
Reibungskupplungen bekannt, die, bedingt durch das verwendete Druckmittel, ein möglichst
weich erfolgendes Einschalten der Kupplung hervorrufen sollen. Diese Vorrichtungen,
die sich vorzugsweise mit federbelasteten Kolben versehener, in die Druckleitung
eingeschalteter Speicherzylinder bedienen, haben jedoch mit dem Erfindungsgegenstand
nichts gemein, da sie weder eine wählbare Einstellung von zur Niedrighaltung des
Kupplungs-Gesamtmomentes erforderlichen möglichst langen. Schaltzeiten gewährleisten
noch für z. B. druckluftgesteuerte Kupplungen aus der Erwägung heraus, daß das Druckmittel
»Luft« sich ohnehin langsam aufbaut, überhaupt erforderlich sind.
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An Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung aufzeigt,
sei deren Bauart und Wirkungsweise näher erläutert.
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Wie Abb. 1 zeigt, befindet sich in der von einem Druckbehälter 1 kommenden
und zur Reibungskupplung 2 führenden Druckleitung 3 ein z. B. aus einem Absperrhahn
bestehendes Steuerorgan 4 und ein Druckbegrenzungsventil 5. Zwei weitere, vor und
hinter dem Steuero:rgan4 abgehende Druck leitungen3' und 3" sind von der Druckleitung
3 zum Zylinder 6 des Verzögerungsventils abgezweigt. Der Auslaß des Zylinders 6
mündet über eine hier nicht näher bezeichnete Verbindungsleitung in den hinter dem
Druckbegrenzungsventil 5 liegenden Teil der Druckleitung 3 ein.
Im
Zylinder 6, in dem sich eine gewisse Flüssigkeitsmenge, z. B. Öl, befindet, ist
ein. mit verschieden großen Kolben 7 und 8 versehener Schieber 9 vorgesehen, der
als Schlepporgan für ein mit der Steuerstange 10 verbundenes Ventil 11 dient. Auf
den Zylinder 6 ist das mit einer Verschlußmembran 12 versehene Ausweichgefäß 13
aufgesetzt, in. dem eine verstellbare Düsennadel 14 angeordnet ist. Die Verstellung
der Düsennadel 14 beeinflußt den Querschnitt einer zum Durchtritt der Flüssigkeit
dienenden Bohrung 15.
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Bei geschlossenem Steuerorgan 4 wird die Ringfläche des im Verzögerungsventil
befindlichen Kolbens 7 über die Druckleitungen 3 und 3' dauernd von Druckmittel
beaufschlagt, der Schieber 9 also in: der das Ventil 11 geschlossen haltenden Ruhestellung
belassen. Bei Öffnung des Steuerorgans 4 wird das Druckmittel über die Druckleitung
3 dem Druckbegrenzungsventi15 zugeführt, erfährt dort je nach Einstellung dieses
Ventils die erforderliche Druckminderung und dient mit diesem verminderten, das
Einschaltmoment der Kupplung 2 bestimmten Druck zur Einschaltung der Kupplung. Gleichzeitig
wird aber auch über die Druckleitungen 3 und 3" die gesamte Fläche des großen Kolbens
7 vom vollen Druck des Druckmittels beaufschlagt. Der Schieber 9 bewegt sich also
nach oben, (vgl. Abb. 2) und verdrängt dabei mit Hilfe des Kolbens 8 die im Zylinder
6 befindliche Flüssigkeit je nach Einstellung der Düsennadel 14 über die Bohrung
15 mehr oder weniger schnell in das Ausweichgefäß 13. Kurz vor Erreichung der höchsten
Endstellung des Schiebers 9, d. h. also zu einem Zeitpunkt, in dem. nahezu alle
Flüssigkeit in das Ausweichgefäß 13 verdrängt wurde, nimmt der sich noch immer aufwärts
bewegende Schieber 9 über einen im Kolben 7 vorgesehenen Anschlag 7' die Steuerstange
10 mit, so, daß das Ventil 11 zur Herstellung der Verbindung mit dem hinter dem
Druckbegrenzungsventil 5 liegenden Teil der Druckleitung 3 geöffnet wird (Abb.3)
und nunmehr der volle Druck des Druckmittels auf die Kupplung 2 einwirken kann.
Das Verzögerungsventil stellt also den durch das Druckbegrenzungsventil 5 bestimmten
geringeren Einschaltdruck nach einem gewissen wählbaren., von der Einstellung der
Düsennadel 14, also der Verdrängungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit abhängigen Zeitraum
sebsttätig auf den vollen Druck des Druckmittels um.
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Bei Abschaltung der Kupplung 2, d. h. beim Schließen des Steuerorgans
4 wird das Druckmittel dem Verzögerungsventil wieder nur über die Druckleitungen
3 und 3' zugeführt. Da die Ringfläche des Kolbens 7 größer als diejenige des gegenüberliegenden
Kolbens 8 ist, bewirkt der auf die größere Ringfläche einwirkende Druck die Zurückführung
des Schiebers 9 in seine ursprüngliche Ausgangsstellung und damit das Schließen
des Ventils 11. Die vorher in das Ausweichgefäß 13 verdrängte Flüssigkeit kann nunmehr
über die sich von, ihrem Sitz abhebende Membran 12 mit Hilfe des Kolbens 8 sehr
schnell in den Zylinder 6 zurückgesaugt werden; das Verzögerungsventil ist also
in kürzester Zeit ausschaltbar.