DE4119464A1 - Einrichtung zur uebertragung eines hydraulischen drucks von einem feststehenden aussenteil auf eine drehbare welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung eines hydrau­ lischen Drucks von einem feststehenden Außenteil auf eine drehbare Welle, wobei zwischen zwei im Außenteil axial hintereinander angeord­ neten hydrostatischen Lagern mit über den Umfang verteilten Druckta­ schen, die mit einem hydraulischen Druckmedium beaufschlagt sind, ein Ringkanal angeordnet ist, der radial zu dem Umfangsspalt zwischen Welle und Außenteil hin offen ist und der über Lecköldrosselspalte mit den Drucktaschen der hydrostatischen Lager verbunden ist, und wobei im Bereich dieses Ringkanals in der Welle eine Einführbohrung für das Druckmedium vorhanden ist und in den Ringkanal eine in die freie Atmosphäre oder eine Leckölrückführung führende Leitung mündet, die durch ein Absperrorgan absperrbar ist.

Eine solche aus der DE-PS 33 25 880 bekannte Einrichtung funktioniert grundsätzlich einwandfrei. Es sind jedoch Anwendungsfälle denkbar, bei denen z. B. durch das der Welle zugeführte Druckmedium ein Kolben um einen bestimmten Weg verschoben werden soll, was es notwendig macht, daß ein größeres Volumen des Druckmediums zugeführt werden muß. Pro Zeiteinheit steht dafür jedoch nur das Volumen zur Verfügung, welches von den hydrostatischen Lagern über die Lecköldrosselspalte in den Ringkanal eingeführt werden kann. Um die Funktionsfähigkeit der hydro­ statischen Lager aufrecht zu erhalten, können aber die Lecköldrosselspalte nur eine bestimmte maximale Größe aufweisen. Das bedeutet, daß in den geschilderten Fällen die Zeit, die für eine durchzuführende Schaltung, z. B. das Verschieben eines Kolbens benötigt wird, unangemessen lang erscheinen kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die bekannte Ein­ richtung durch eine einfache zusätzliche Maßnahme derart auszubauen, daß in kürzester Zeit ein fast beliebig großes Volumen des Druckme­ diums zur Verfügung steht.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß in den Ringkanal oder eine mit diesem verbundene Leitung eine weitere Zuleitung mündet, durch die Druckmedium zuführbar ist. Auf diesem Wege kann ein fast beliebig großes zusätzliches Volumen an Druckmedium in den Ringkanal und von dort aus in die Welle eingeführt werden. Der Druck des zusätz­ lich zugeführten Druckmediums muß dabei über dem des von den Lecköldrosselspalten in den Ringkanal eingeführten Druckmediums lie­ gen. Er darf jedoch nicht so viel höher sein, daß dadurch die Funktion der hydrostatischen Lager gefährdet werden könnte.

In die Zuleitung kann ein Rückschlagventil eingebaut sein, durch welches das Zurückfließen des Druckmediums aus dem Ringkanal verhin­ dert wird.

Da in den Ringkanal bereits eine Leitung mündet, die in die freie Atmosphäre oder eine Leckölrückführung führt, ist es aus konstruktiven Gründen zweckmäßig, die Zuleitung zwischen dem Ringkanal und dem Absperrorgan in diese Leitung münden zu lassen.

Da für den Betrieb der Einrichtung bereits eine Druckquelle für die Versorgung der hydrostatischen Lager erforderlich ist, ist es zweck­ mäßig, diese auch für die Speisung der zusätzlichen Zuleitung heranzu­ ziehen, wobei es jedoch erforderlich ist, einen Druckminderer zwischenzuschalten. Dafür kann jede geeignete Bauart eines Druckminderers verwendet werden.

Es ist aber auch möglich, die Zuleitung an ihrem dem Ringkanal abge­ wandten Ende in einen Druckspeicher münden zu lassen, wobei in die Zuleitung ein Rückschlagventil eingebaut ist, welches das Abfließen des Druckmediums aus dem Druckspeicher verhindert, und welches durch eine absperrbare Umgehungsleitung überbrückt ist. Wenn sich durch Absperren der in die freie Atmosphäre oder eine Leckölrückführung führenden Leitung in dem Ringkanal ein Druck aufbaut, der z. B. dazu benutzt wird, in der Welle oder einem mit dieser verbundenen Bauteil einen Kolben zur Ausführung einer Schaltung zu verschieben, dann wird der im Ringraum und den damit verbundenen Leitungen und Räumen herr­ schende Druck dann, wenn der Kolben in seiner Endstellung anschlägt, stark ansteigen. Dieser Druck wird durch die Zuleitung dem Druckspei­ cher mitgeteilt, so daß das dort befindliche Druckmedium nun denselben Druck annimmt. Das Rückschlagventil verhindert anschließend den Druck­ abbau, auch wenn der Ringkanal durch Öffnen des Absperrorgans in der in die freie Atmosphäre oder eine Leckölrückführung führenden Leitung entlastet wird. Der in dem Druckspeicher aufrechterhaltene Druck steht für eine weitere Schaltung zur Verfügung und kann durch Öffnen des Absperrorgans in der Umgehungsleitung aktiviert werden.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im Längsschnitt im Zusammenhang mit einer schaltbaren Lamellenkupplung dargestellt.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Einrichtung besteht aus dem Außenteil 1, welches in einer Bohrung die Welle 2 aufnimmt. In der Bohrung des Außenteiles 1 sind hintereinander zwei hydrostatische Lager angeordnet, welche in an sich bekannter Weise aus mehreren über den Umfang verteilten Drucktaschen 3 bestehen, welche an beiden axialen Enden durch umlaufende Dichtstege 4 begrenzt sind, die mit der Oberfläche der Welle 2 Lecköldrosselspalte 5 bilden.

Die Drucktaschen 3 müssen mit einem Druckmedium beaufschlagt werden, zu welchem Zweck eine Druckzuleitung 6 vorgesehen ist, die in den Verteilerring 7 mündet, in welchem ein umlaufender Verteilerkanal 8 vorgesehen ist. Der Verteilerring 7 ist in nicht dargestellter Weise fest und druckdicht mit dem Außenteil 1 verbunden. Das Außenteil weist im Bereich der Drucktaschen 3 Längsbohrungen 9 auf, die aus dem Ver­ teilerkanal 8 mit dem Druckmedium gespeist werden und die ihrerseits über je mindestens eine Drosselbohrung 10 mit je einer Drucktasche 3 verbunden sind.

Die Funktion derartiger hydrostatischer Lager darf als bekannt vorausgesetzt werden. Das zugeführte Druckmedium baut in den einzelnen Drucktaschen 3 Druckpolster auf, die die Welle tragen. Über die seitlichen Lecköldrosselspalte 5 tritt ständig eine geringe Menge des Druckmediums aus und wird zur Druckölquelle zurückgeführt.

Im vorliegenden Falle ist zwischen den beiden hydrostatischen Lagern, und zwar angrenzend an deren seitliche Dichtstege 4 ein Ringkanal vorgesehen, in welchen das Lecköl aus den angrenzenden hydrostatischen Lagern abfließt. In diesen Ringkanal 11 mündet eine Leitung 12, in welche ein Längsschieber 13 eingeschaltet ist, durch den die Leitung 12 wahlweise abgesperrt oder geöffnet werden kann. Die Leitung 12 führt in eine Leckölrückführung 14. Im Bereich des Ringkanals 11 ist in der Welle 2 eine radiale Einführungsbohrung 15 vorgesehen, die in eine Axialbohrung 16 und von dort wiederum in eine Radialbohrung 17 mündet. Die Axialbohrung ist hinter der Radialbohrung 17 durch einen eingesetzten Stopfen 18 verschlossen.

Neben dem Außenteil 1 ist auf der Welle 2 drehfest eine Lamellenkupplung befestigt, welche in ihrer Bohrung einen Ringraum 19 aufweist, in welchen die Radialbohrung 17 der Welle 2 mündet und der andrerseits über eine Radialbohrung 20 mit dem Ringhohlraum 21 verbunden ist. In diesen Ringhohlraum 21 taucht ein Ringkolben 22 ein, auf den einerseits Schraubenfedern 23 einwirken, um ihn in seine eine Endlage zu bewegen. Andrerseits wirkt der Ringkolben 22 axial auf das Lamellenpaket 24, welches sich andrerseits an dem Radialflansch 25 abstützt. Wenn der Ringkolben 22 in dieser Weise auf das Lamellenpaket 24 einwirkt, dann werden dadurch die Außen- und Innenlamellen der Kupplung kraftschlüssig gegeneinander abgestützt, so daß über die Außenlamellen die Muffe 26 mitgenommen wird. Die Kupplung ist eingerückt.

Die Druckzuleitung 6 wird durch eine Pumpe 27 gespeist, die das Druck­ medium aus einem Reservoir 28 ansaugt. In dieses Reservoir mündet auch die Leckölrückführung 14. Aus der von der Pumpe 27 zur Druckzuleiteung 6 führenden Leitung ist eine weitere Leitung 29 abgezweigt, aus der Druckmedium unter Zwischenschaltung eines Druckminderers 30, eines Absperrorgans 31 und eines Rückschlagventils 32 in eine Zuleitung 33, die in die Leitung 12 mündet, zugeführt wird.

Die Funktion dieser Einrichtung ist die folgende: Geht man zunächst von der Voraussetzung aus, daß der Längsschieber 13 - wie dargestellt - die Leitung 12 abschließt und daß auch das Absperrorgan 31 - entgegen der dargestellten Stellung - die Leitung 29 ebenfalls abschließt. Dann wird das über die Druckzuleitung 6 zugeführte Druckmedium in den Drucktaschen 3 einen Druck aufbauen, der über die Lecköldrosselspalte 5 auch in dem Ringkanal 11 einen Druck aufbaut, welcher über die Einführungsbohrung 15, die Axialbohrung 16 und die Radialbohrung 17 den Ringraum 19 beaufschlagt und von dort über die Radialbohrung 20 in den Ringhohlraum 21 gelangt. Er wirkt dort auf den Ringkolben 22 und bewegt diesen nach rechts, wodurch die Lamellenkupplung eingerückt wird.

Wenn man wünscht, daß dieser Schaltvorgang schneller erfolgen soll, als es bei dem beschriebenen Ablauf möglich ist, dann kann durch Öffnen des Absperrorgans 31 ein zusätzliches Volumen des Druckmediums in den Ringkanal 11 eingeführt und damit zur Bewegung des Ringkolbens 22 zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Ringkolben sehr viel schneller zu bewegen und damit den Schaltvorgang zu beschleunigen.

Die in Fig. 2 dargestellte Variante unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß die Zuleitung 33 unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 34 mit einem Druckspeicher 35 verbunden ist. Das Rückschlagventil 34 ist durch eine Umgehungsleitung 36 überbrückt, in welche ein Absperrorgan 37 eingebaut ist.

Wenn man davon ausgeht, daß - wie in Fig. 2 dargestellt - der Längs­ schieber 13 die Leitung 12 verschließt, während das Absperrorgan 37 die Umgehungsleitung 36 öffnet, dann wird - wie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben - ein Druckaufbau erfolgen, der den Ringkolben 22 nach rechts bewegt, bis die Kupplung eingerückt ist. Wenn der Ringkol­ ben 22 diesen Anschlag erreicht hat, wird der Druck in dem Ringkanal 11 und allen anschließenden Kanälen und Hohlräumen ansteigen. Dieser Druck wird über die Zuleitung 33 auch dem Druckspeicher 35 mitgeteilt. Soll anschließend die Kupplung ausgerückt werden, so muß man zunächst das Absperrorgan 37 schließen und anschließend den Längsschieber 13 öffnen. Dadurch wird der Ringkanal 11 druckentlastet, so daß die Schraubenfedern 23 den Ringkolben 22 nach links drücken können. Gleichzeitig wird aber wegen des geschlossenen Absperrorgans 37 einer­ seits und des Rückschlagventils 34 andrerseits der Druck im Druckspei­ cher 35 aufrecht erhalten, so daß dieser bei einem nachfolgenden Schaltvorgang zur Unterstützung zur Verfügung stehen kann.

Claims (5)

1. Einrichtung zur Übertragung eines hydraulischen Drucks von einem feststehenden Außenteil (1) auf eine drehbare Welle (2) wobei zwi­ schen zwei im Außenteil axial hintereinander angeordneten hydrosta­ tischen Lagern mit über den Umfang verteilten Drucktaschen (3), die mit einem hydraulischen Druckmedium beaufschlagt sind, ein Ringkanal (11) angeordnet ist, der radial zu dem Umfangsspalt zwischen Welle (2) und Außenteil (1) hin offen ist und der über Lecköldrosselspalte (5) mit den Drucktaschen (3) der hydrostatischen Lager verbunden ist, und wobei im Bereich dieses Ringkanals (11) in der Welle (2) eine Einführ­ bohrung (15) für das Druckmedium vorgesehen ist und in den Ringkanal (11) eine in die freie Atmosphäre oder eine Leckölrückführung (14) führende Leitung (12) mündet, die durch ein Absperrorgan (13) absperr­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringkanal (11) oder eine mit diesem verbundene Leitung eine weitere Zuleitung (29, 33) mündet, durch die Druckmedium zuführbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuleitung (29, 33) ein Rückschlagventil (32) eingebaut ist, welches das Zurückfließen des Druckmediums aus dem Ringkanal (11) verhindert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (29, 33) zwischen dem Ringkanal (11) und dem Absperrorgan (13) in die Leitung (12) mündet, die in die freie Atmosphäre oder eine Leckölrückführung (14) führt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulei­ tung (29, 33) unter Zwischenschaltung eines Druckminderers (30) aus der Druckquelle (27) gespeist; ist, die die hydrostatischen Lager beaufschlagt.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (33) an ihrem dem Ringkanal (11) abgewandten Ende in einen Druckspeicher (35) mündet, wobei in die Zuleitung (33) ein Rückschlagventil (34) eingebaut ist, welches das Abfließen des Druckmediums aus dem Druckspeicher (35) verhindert, und welches durch eine absperrbare Umgehungsleitung (36) überbrückt ist.