DE1956835A1

DE1956835A1 - Kraftuebertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1956835A1
Application number: DE19691956835
Authority: DE
Inventors: Nowicki Harry Jerome
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1968-11-14
Filing date: 1969-11-12
Publication date: 1970-05-27
Also published as: GB1235097A; FR2023295A1; US3576106A

Description

Sperry Rend Corporation

Kraftübertragungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Kraftübertragungsvorrichtungen und ist insbesondere anwendbar bei jenen der Art, die zwei oder mehr Druckmittelenergie-Übertragungseinrichtungen aufweisen, von denen eine als Pumpe, die andere als Druckmittelmotor arbeiten kann. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Verbesserung in einem System, das eine Vielzahl von Kraftübertragungseinrichtungen besitzt, wobei die mechanische Leistungsabgabe einer jeden Übertragungseinrichtung mit einer gemeinsamen Arbeitslast verbunden wird.

Wenn allgemein eine einzige Last anzutreiben ist, ist nur eine Pumpen-Motor-Kombination von geeigneter Größe erforderlich. Jedoch gibt es gewisse Anwendungsfälle, in denen die Verteilung des Gewichtes eines solchen Systems zum Zwecke eines Ausgleichs die Anwendung einer Vielzahl von Pumpen-Motor-Kombinationen erforderlich macht, deren Gesamtleistungsabgabe gleich der einer einzigen Kombination ist, aber bei der die gewünschte Gewichtsverteilung erreicht ist.

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Solch ein System würde beispielsweise ein Paar von Pumpen-Motor-Kombinationen umfassen« in dfnen die Pumpen variable Verdrängerpumpen slnaf während die Motoren eine feststehende Verdrängung aufweisen. Di® mechanische Leistungsabgabe der Motoren wird mit einer gemeinsamen Arbeitslast verbunden und in der Theorie sollte angenommen werden, daß jeder Motor die Hälfte der Last übernimmt. Es wurde jedoch gefunden, daß einer der Antriebsmotoren etwa die gesamte Last übernimmt, während der andere Motor als Folgeeinrichtung wirkt. Solch ein Zustand ist mit einem schlechten Wirkungsgrad behaftet und unwirtschaftlich und führt zu einer Verringerung der Lebensdauer der Einheit, die den größeren Teil der Arbeitslast übernimmt.

Es erscheint daher als sehr wünschenswert, die Leistungsabgaben der beiden Motoren in dem einen Antriebsvorgang zu synchronisieren, so daß sichergestellt ist, daß jeder Motor etwa die Hälfte der Arbeitslast übernimmt.

Die Erfindung umfaßt zwei Druckenergie -Übertragungseinrichtungen, die jede eine variable Verdrängerpumpe aufweisen, die einen Druckmittelmotor antreiben, wobei die Leistungs abgaben eine gemeinsame Arbeitslast antreiben; Ventileinrichtungen tasten den Betriebsdruck

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der beiden Einrichtungen ab; und Einrichtungen verändern die Abgabe drucke einer der variablen Pumpen ansprechend auf die Abtasteinrichtung, um die Betrieb·drucke der beiden Einrichtungen bei einem etwa gleichen Wert zu halten.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Kraftübertragungsanlage verfügbar zu machen, die eine Vielzahl von Druckmittelpumpen und -motoren umfaßt, wobei die mechanischen Leistungsabgaben mit einer gemeinsamen Last verbunden werden und jeder der Motoren einen gleichen Teil der Arbeitelast übernimmt.

Es ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine solche Anlage verfügbar zu machen, die kostengünstig hergestellt werden kann, einen guten Wirkungsgrad aufweist und eine lange Lebensdauer besitzt.

Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung sollen sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ergeben, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Druckenergie-Übertragungsanlage, die mit der Erfindung ausgestattet ist.

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Eine Kraftübertragungsschaltung ist allgemein mit 10 bezeichnet. Es versteht sich, daß die hier beschriebene hydraulische Schaltung, die ein Teil der vorliegenden Erfindung bildet, mit einer hydraulischen Pumpe oder einem Motor oder einer hydraulischen Betriebseinheit irgendeiner Art oder Gestalt verbunden werden kann, als die vorliegende Erfindung mit dem Zirkulationssystem zu tun hat anstatt mit den zu betreibenden Einrichtungen.

Das Antriebssystem ist in der einzigen Figur dargestellt, also ein System, das aus einer Führungsgruppe A und einer Folgegruppe B besteht, um Zahnräder 12 bzw. 14 anzutreiben, die mit einer gemeinsamen nicht dargestellten Arbeitslast mittels eines Zahnrades 16 und einer Welle 18 verbunden sind.

Die Führ ungs gruppe A umfaßt eine variable Verdrängerpumpe 20, die in einer geschlossenen Schaltung ^mittels der Leitungen 22 und 24 mit einem Druckmittelmotor 26 verbunden ist. Die Pumpe 20 kann von irgendeiner der bekannten Arten von Verdrängerpumpeneinheiten sein und in der vorliegenden Ausführungsform ist sie als eine mittels des Handhebels 28 betätigbare dargestellt. Der Motor 26 kann ebenfalls irgendeine bekannte Art eines Hydraulikmotors sein, wie er in herkömmlicher Weise durch ein Hochdruckmittel angetrieben wird,

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das von einer Pumpe 20 durch die Leitung 22 zugeführt wird. Das Druckmittel wird zur Pumpevon dem Motor über die Leitung 24 zurückgeführt. Bei 30 ist ein geeigneter Antriebsmotor, beispielsweise ein Elektromotor dargestellt, der mechanisch in geeigneter Weise mit einer Eingangswelle 32 der Pumpe verbunden ist, um dieselbe anzutreiben.

Die Folgegruppe B ist im wesentlichen die gleiche wie die Führungsgruppe A und umfaßt eine Verdrängerpumpe 34, die in einer geschlossenen Schaltung mittels der Leitungen 36 und 38 mit einem Druckmittelmotor 40 verbunden ist. Die Pumpe kann ebenfalls von irgendeiner ' bekannten Art der Verdrängerpumpeneinheiten sein und in der vorliegenden Ausführungsform kann sie verstellt werden durch einen Hubhebel 42, der sich von einem Drucksynchroriisationsventil 44 erstreckt. Das Druckmittel wird zu und von dem Motor 40 durch die Pumpe 34 in der gleichen Weise wie beim Motor 26 in der Führungsgruppe A zugeführt, d.h., unter hohem Druck stehendes Druckmittel wird.zu dem Motor mittels der Leitungen 3 6 zugeführt und zur Pumpe über die Leitung 38 zurückgeführt.

Wenn in der vorliegenden Ausführungsform der Hubhebel 42 in der Figur nach.oben geschoben wird, wird die Verdrängung der Pumpe

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erhöht und somit steigt die Druckmittelmenge, die zum Motor 40 geleitet wird, an. Wenn entsprechend der Hubhebel 42 in der Figur nach unten verschoben wird, verringert sich die Verdrängung der Pumpe 34 und der zum Motor 40 geleitete Fluidumsdruck.

Eine geeignete Antriebsmaschine, beispielsweise ein Elektromotor, ist ebenfalls in der Folgegruppe B bei 46 vorgesehen und mechanisch in geeigneter Weise mit einer Eingangswelle 48 der Pumpe 34 verbunden, um dieselbe anzutreiben.

Das Drucksynchronisierungsventil 44 umfaßt ein Gehäuse mit einer Bohrung 52, in der ein Kolben 54 hin und herbewegbar ist und Druckkammern 56 und 48 auf seinen gegenüberliegenden Seiten bildet. Der Kolben 54 ist mit einem Hubhebel 42 verbunden, um diesen anzutreiben und weist eine zweite Kolbenstange 60 auf der gegenüberliegenden Seite auf, die sich von dem Kolben zu einem Punkt außerhalb des Gehäuses 50 erstreckt. Diese Maßnahme ist für den Zweck vorgesehen, um. gleichgroße gegenüberliegende Flächen an dem Kolben 54, die den Druckkammern 56 und-58 ausgesetzt sind, zu erhalten. Es ist somit zu ersehen, daß der Kolben 54 und damit der Hubhebel 52 nur betätigt werden kann, wenn ein Druckdifferential in Bezug auf die gegenüberliegenden Druckkammern 56 und 58 herrscht.

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Diese Druckkammern 56 und 58 sind entsprechend mit den Pumpenhochdruckleitungen 36 und 22 mit Hilfe der Leitungen 62 bzw. 64 verbunden zu dem Zweck, den Pumpenausgangsdruck zu den Kammern zuzuführen.

Bei der Inbetriebnahme werden beide Elektromotoren betätigt, um die zum Antrieb der Pumpen erforderliche Antriebskraft zuzuführen, um die Pumpen anzutreiben, die wiederum Druckmittel zu ihren zugeordneten Motoren zuführen. Die Motore, die mit einer gemeinsamen Arbeitslast verbunden sind, werden beide mit der gleichen Geschwindigkeit betrieben. Zur gleichen Zeit wird Druckmittel über die Druckleitungen derbeiden Pumpen direkt zu den Druckkammern bzw. 58 zugeführt und wirkt gegen die gegenüberliegenden Flächen des Kolbens 54. In dem Fall, daß in der Folgegruppe B der Druck abfällt, so daß die Führungsgruppe A im wesentlichen die ganze Antriebskraft liefert, um die gemeinsame Arbeitslast anzutreiben, herrscht ein Druckdifferential an dem Kolben 54. Das heißt, der Druck in der Kammer 58 wird höher sein als der Druck in der Kammer 56 mit der Wirkung, daß der Kolben 54 nach oben verschoben wird, um die Pumpe 34 auf eine größere Verdrängung einzustellen. Das bewirkt, daß der Druck in der Pumpenauslaßleitung 36 ansteigt, bis der Druck in der Leitung 22 in dem Führungsabschnitt A ausge-

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glichen ist. Wenn die Drucke in beiden Leitungen 22 und 36 gleich sind, erreicht das Ventil 44 eine stabilisierte Lage mit der Wirkung, daß jetzt beide Motoren etwa die Hälfte der gemeinsamen Arbeitslast übernehmen. Es ist zu bemerken, daß der Druck in der Leitung 36 ansteigt und bewirkt, daß der Motor einen Teil der Arbeitslast übernimmt, eine entsprechende Verringerung in der Leitung 22 eintritt.

Es ist somit zu ersehen, daß die vorliegende Erfindung eine Kraftübertr agungs vor richtungs anlage verfügbar macht, die mit einer Vielzahl von Druckmittelpumpen und -motoren versehen ist, in der der mechanische Ausgang der Motore eine gemeinsame Arbeitslast antreibt, während eine gleiche Aufteilung dieser Last stattfindet, wobei eine kostengünstige Herstellung ermöglicht wird, ein guter Wirkungsgrad vorhanden ist, eine einfache Betriebsweise ermöglicht wird und eine lange Lebensdauer gewährleistet ist.

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Claims

Patentansprüche

l.j Kraftübertragungsvorrichtung zum Antrieb einer Maschine mit einer Vielzahl von Leistungsübertragungseinrichtungen, die jede mit einer variablen Verdrängerpumpe ausgestattet sind, die einen Motor antreibt und der Motor eine mechanische Leistungsabgabe entsprechend dem Betriebsdruck der Pumpe erzeugt, wobei die mechani- | sehen Leistungsabgaben mit einer Maschine verbunden sind, um diese gleichzeitig anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventileinrichtung vorgesehen ist, die durch die Druckdifferenz zwischen den Betriebsdrucken der Druckmittelpumpen betätigt wird, zur Steuerung der Verdrängung einer der Pumpen, um den Betriebsdruck der einen Pumpe auf einen Wert anzuheben, der dem Betriebsdruck der anderen Pumpe entspricht, so daß die mechanische Abgabe eines jeden Motors von gleicher Größe ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Pumpe mit dem einen Druckmittelmotor in einer geschlossenen Schaltung verbunden ist, die eine erste Hochdruckleitung aufweist, mittels der die Pumpe unter hohem Druck stehendes Druckmittel zum Antrieb des Motors zuführt, daß die andere Pumpe mit dem anderen Druckmittelmotor in einer geschlossenen Schaltung verbunden

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ist, die eine zweite Hochdruckleitung aufweist, in der die andere Pumpe ein unter hohem Druck stehendes Mittel zu dem anderen Motor zuführt, daß die Ventileinrichtung ein geschlossenes Gehäuse umfaßt, in der ein auf Druck ansprechender Kolben hin und herbewegbai* montiert ist und zwei Druckkammern auf seinen gegenüberliegenden Seiten ausbildet, von denen eine mit der ersten Hochdruckleitung und die andere mit der zweiten Hochdruckleitung verbunden ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Verdrängung der einen Pumpe ansprechend auf die Lage des Kolbens zu verändern.
3. ' Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenverdrängungseinstellung mit der einen Seite des Kolbens verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die gegenüberliegenden Seiten des Kolbens auf Druck ansprechende Bereiche aufweisen, die den entsprechenden Druckkammern ausgesetzt sind, welche von gleicher Größe sind, wobei ein Anstieg in der zweiten Hochdruckleitung ein Druckdifferential am Kolben erzeugt, um den Kolben zu verschieben für die Verstellung der Verdrängung der genannten einen Pumpe.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet« daß der Anstieg in der zweiten Hochdruckleitung eine Vergrößerung der Verdrängung der einen Pumpe bewirkt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängung der anderen Pumpe von Hand betätig·*

bar ist. |

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