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Vorrichtung zum Verteilen von Druckflüssigkeit auf mehrere Verbrauchsstellen
Die Erfindung :bezieht sich. auf eine Vorrichtung, welche eine ihr in konstanter
Menge laufend unter Druck zugeführte Flüssigkeit ,auch bei wechselndem Gegendruck
in einem bestimmten, eindeutig regelbaren Mengenverhältnis auf zwei oder mehr Verbrauchsstellen
verteilt. Diese Aufgabe ergibt sich z. B. beim Antrieb von Arbeitsmaschinen über
eine Flüssigkeitskupplung mit regelbarer Füllung, wenn die insgesamt im Kreislauf
umlaufende Flüssigkeitsmenge in je nach der gewünschten Abtriebsdrehzahl veränderlichen
Teilmengen auf den Arbeits- und den Kühlkreislauf der Kupplung oder die Arbeitskreisläufe
mehrerer Kupplungen verteilt werden soll. Bei den bisher bekannten Antrieben dieser
Art hatte man zu dem genannten Zweck zwei Füllpumpen vorgesehen, deren Fördermenge
durch Hähne, Schieber od. dgl. in wechselndem Verhältnis auf den Arbeits- und Kühlkreislauf
verteilt wurde. Diese Füllpumpen sowie ein großer Teil der von ihnen zu den Verbrauchsstellen
führenden Rohrleitungen werden im vorliegenden Falle durch die Erfindung erspart.
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Die Erfindung besteht darin, d.aß im Innern einer nur .axial verschieblichen
Hülse (Steuerschieber) eine mit Querbohrungen versehene Hohlwelle umläuft, in welche
die zu verteilende Flüssigkeit hineingeleitet wird., wobei jeweils zwei in Umfangsrichtung
aufeinanderfolgende Steueröffnungen der Hülse durch einen schraubenförmig zwischen
ihnen stehengebliebenen Steg der Hülsenwandung vonsin:
ander.getrennt
sind un:d mit je-einer Abflußöffnung des die Hülse dicht umgebenden Gehäuses der
Vorrichtung in ständiger Verbindung stehen, so daß die von den beiden Steueröffnungen
der Hülse jeweils zwischen der zugehörigen Abflußöffnung ödes Gehäuses und; den
Querbohrungen der Welle freigelegten Zeitquerschnitte beim Verschieben der Hülse
gegenläufig ab- und zunehmen.
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Weitere die Erfindung verbessernde Merkmale :derselben gehen aus der
folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor. In der Zeichnung zeigt
Fig. i einen Längsschnitt durch die neue Vorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt narch.der
Linie 2-2 der Fig. i und die Fig. 3 und 4 eine Abwicklung der Steueröffnungen der
Hülse in zwei verschiedenen Stellungen der Hülse.
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Im Ausführungsbeispiel dient die Vorrichtungdazu, die Betriebsflüssigkeit
einer hydraulischen Regelkupplung für den Antrieb des-Ladegebläses -eines Flugmotors
in regelbaren Teilmengen auf den Arbeits- und den Kühlkreislauf der Kupplung zu
verteilen, derart, daß bei geringer Füllung der Kupplung und entsprechend großem
Schlupf :derselben eine größere Teilmenge dem Kühlkreislauf zugeführt wird und umgekehrt.-Die
Betriebsflüssigkeit, die von einer Zahnradpumpe 7, 8 unter entsprechendem Drück
zu der Vorrichtung gefördert wird; gegebenenfalls kann die eine konstante Menge
fördernde Pumpe auch an anderer Stelle liegen, tritt bei 5 in die Vorrichtung ein
und gelangt hier zunächst in die Hohlwelle 6. Diese bildet im vorliegenden -Falle
gleichzeitig die eine der beiden Pumpenwellen. Sie kann jedoch auch als von der-
Pumpe unabhängige Welle mit gesondertem Antrieb ausgebildet sein, .die von außen-
her in gleichmäßige Drehung versetzt wird. Die Längsbohrung der Welle ist durch
eine Querwand 9 in- zwei Räume io; i i unterteilt. in der Querwand ist ein Überdruckventil
12 angeordnet, dessen Zweck später erkennbar werden wird.
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Das den Raum i i einschließende innere Ende der Hohlwelle läuft in
einer im- Gehäuse 13 der j Vorrichtung axial verschieblichen, jedoch nicht verdrehbaren
Hülse 14, .die als Steuerschieber zur Verteilung der Druckflüssigkeit auf die beiden
Verbrauchsstellen dient, denen die Flüssigkeit über die beiden Abflu'ß@öfnungeri
15, 16 des Gehäuses und :daran anschließende Rohrleitungen zugeführt wird. Die Öffnungen
15, 16 sind am Gehäuse 13 etwa im rechten Winkel zueinander angeordnet und axial
etwas gegeneinander versetzt.
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Um als Steuerschieber dienen zu können, ist die Hülse 14 mit Öffnungen
17, z8 versehen, die paarweise so über den Umfang der Hülse verteilt sind, daß jeweils
.die beiden Öffnungen eines Paares nur durch einen schmalen, schraubenförmig zwischen
ihnen stehengebliebenen Steg i9 der Hülsenwandung voneinander getrennt sind (vgl.
die Abwicklung des inneren Hülsenendes in den. Fig. 3 und 4). Die durch das-Überdruckventil
12 in den Raum 1z der Hohlwelle eintretende Druckflüssigkeit fließt durch Querbohrungen
2o der Welle über die Steneröff`nungen 17, 18 der Hülse zu .den Abflußöffnungen
15, 16 des Gehäuses.
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Dabei sind die Steueröffnungen der Hülse so ausgebildet und angeordnet,
daß die Abflußöffnung 15 des Gehäuses in jeder Stellung der Hülse 14 ständig mit
einer Steueröffnung 17 und die Abflußöffnung 16 ständig mit einer Steueröffnung
i8 in Verbindung steht. Die durch die Steueröffnungen 17 hindurchfließende Teilmenge
der aus den Querbohrungen 2o austretenden Druckflüssigkeit wird also stets zu. der
Abflußöffnung 15 und die .durch j, die Steueröffnungen 18 hindurchfließende Teilmenge
stets zu der Abflußöffnung 16 gelangen. Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht;
welche die - verschiebbare Hülse 14 in zwei verschiedenen Stellungen zeigen, stehen
die Querbohrungen 2o der umlaufenden Welle 6 je nach der Stellung der Hülse über
die Steueröffnungen 17, 18 verschieden lange mit den Ahflu:Llöffnungen 15, 16 in
Verbindung. Infolge der schraubenförmigen Anordnung des die beiden Öffnungen eines
Paares trennenden Steges i9 ändern sich die von den beiden Öffnungen freigegebenen
Zeitquerschnitte beim Verschieben der Hülse jeweils ,umgekehrt verhältig zueinander.
So stehen z. B. in der in Fig. 3 dargestellten Stellung der Hülse 14 die Querbohrungen
2o der umlaufenden Welle über die Öffnung 17 der Hülse beinahe ständig mit der Abflußöffnung
15 in Versbindung, während dort die Abflußöffnung 16 jeweils immer nur während einer
ganz kurzen Zeit über die Öffnung 18 mit den Querbohrangen 2o@ verbunden -ist: Genau
umgekehrt verhalten sich die Zeitquerschnitte bei der in Abb.4 dargestellten Lage
der Hülse 14, während in einer dazwischenliegenden Mittelstellung der Hülse die
Zeitquerschnitte für beide Öffnungen gleich sind. Es ist also durch entsprechendes
axiales Verschieben der Hülse möglich, die in die Welle 6 eintretende Druckflüseigkeit
in. jedem :gewünschten Mengenverhältnis auf den Arbeitskreisltauf und den Kühlkreislauf
der Flüssigkeitskupplung zu verteilen, und zwar unabhängig von dem in den beiden
Kreisläufen jeweils herrschenden Gegendruck. In den hier nicht dargestellten Endstellungen
der Hülse geht .das gesamte von der Pumpe geförderte Öl entweder nur nach. 15 oder
nur nach 16.
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Die Einstellung der Hülse 14 erfolgt im vorliegenden Falle durch eine
Membrandose 21, die dem äußeren Luftdruck bzw. dem Ladedruck des Flugmotors ausgesetzt
ist und durch ihre Längenänderung beim Unter= oder -Überschreiten des gewünschten
Ladedrucks den Steuerkolben 22 eines Kraftverstärkers verschiebt.
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In der Fig. i befindet sich der Steuerkolben in der neutralen Mittelstellung.
Sinkt der Ladedruck des Motors unter die gewünschte Höhe, so dehnt sich .die Membrando'se
aus .und verschiebt den Steuerkolben 2.2 nach innen. Nunmehr kann die Druckflüssigtkeit
aus dem Raum io der Hohlwelle über die Querbohrung 23 der Welle, die Ringrille 24,
die Kanäle 25, 26, 27, den Steuerzylinder 28
und die Querbohrung
29 in den Ringraum 30 des Gehäuses eintreten und verschiebt dabei durch ihren Druck
auf die Ringfläche 3 1 der Hülse 14 diese nach außen, so daß @dann die mit
dem Arbeitskreislauf der Kupplung in Verbindung stehende Abflußöffnung 16 des Gehäuses
mehr Druckflüssigkeit als vorher zugeteilt erhält und dadurch die Füllung der Kupplung
und die Drehzahl des Ladegebläses erhöht wird.
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Wächst der Ladedruck über das gewünschte Maß hinaus an, so wird die
Membrandose stärker zusammengepreßt und bewegt den Steuerkolben 22 nach außen. Nunmehr
gelangt die Druckflüssigkeit auf dem Wege 23, 24, 25, 26, 27, 28, 32, 33 in den
Innenraum 34 der Hülse 14 und von dort durch die Löcher 35 im Hülsenboden auf die
Vorderseite 36 der Hülse, so daß diese jetzt nach innen verschoben wird. Dadurch
erhält die zum Arbeitskreislauf der Kupplung gehörende Abflußöffnung 16 -,veniger
und die zum Kühlkreislauf der Kupplung gehörende Abflußöffnung 15 entsprechend mehr
Druckflüssigkeit zugeteilt. Infolge der :geringen Füllung der Kupplung sinkt die
Drehzahl des Ladegebläses. Gleichzeitig wird durch die erhöhte Zufuhr von Kühlflüssigkeit
die durch den vergrößerten Schlupf der Kupplung notwendig gewordene stärkere Wärmeabfuhr
aus der Kupplung bewirkt.
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Bei der inneren Stellung des Steuerkolbens 22, wenn die Büchse 14
durch .die Druckflüssigkeit nach außen bewegt wird, kann die auf der Vorderseite
36 des Hülsenbodens befindliche Flüssigkeit auf dem Wege 35, 34, 33, 32,
37 widerstandslos nach außen abfließen. In der äußeren Stellung ,des Steuerkolbens
22, bei !der die Hülse 14 nach innen bewegt wird, ist ,auf dem Wege 29, 38, 39 ebenfalls
für einen ungehinderten Abfluß der Flüssigkeit aus dem Ringraum 30 gesorgt.
Es wird nunmehr auch die Aufgabe des Überdruckventils i2 in der Querwand 9 der Hohlwelle
klar. Dieses Ventil sorgt dafür, daß die Druckflüssigkeit in dem Raum fo der Hohlwelle
stets unter einem .gewissen Mindestdruck steht, der ausreicht, um die Hülse 14 jeweils
in der gewünschten Richtung zu verschieben. Die Membrandose 21 ist an dem Steuerkolben
22 über einen Hebe14o angelenkt, der bei 41 mit der Kolbenstange 42 der Hülse 14
schwenkbar verbunden ist. Dadurch wird in bekannter Weise beim Verschieben der Hülse
14 die Rückführung des Steuerkolbens 22 in die Nullage bewirkt.