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Schalt- und Regelvorrichtung für Flüssigkeitswechsel- und -wendegetriebe
mit mehrteiliger Flüssigkeitspumpe. Die Erfindung betrifft eine Schalt- und Regelvorrichtung
für Flüssigkeitsgetriebe mit mehrteiliger Flüssigkeitspumpe und einteiligem Flüssigkeitsmotor,
vor allem zur Verwendung für Eisenbahnfahrzeuge. Während der Bewegung solcher Fahrzeuge
treten Massenwirkungen auf - Beschleunigungen oder Verzögerungen des Fahrzeuges
oder Zuges-, die eine schädliche Rückwirkung auf das Flüssigkeitsgetriebe haben
können, indem sie darin übermäßige Drucksteigerung oder Druckabfall hervorrufen.
Zur Vermeidung solcher Druckschwankungen muß die Steuerung so eingerichtet sein,
daß die demFlüssigkeitsmotor zugeführte Ülmenge stets der augenblicklichen Fahrtgeschwindigkeit
entspricht, indem der von den Flüssigkeitspumpen dem Motor zufließende Flüssigkeitsstrom
in der erforderlichen Weise auf Druck- und Saugseite des Flüssigkeitsmotors verteilt
wird. Die Steuerung muß also eine feinfühlige Regelung in der Hand des Fahrzeugführers
darstellen. Dazu ist aber eine einfache Einrichtung zur Bewegung der Steuerungsvorrichtung
nötig. Das Neue besteht darin, daß jede Pumpenstufe in ihrem Druckraum als Absperr-
und Regelglied einen Kolbenschieber hat, die durch gemeinsame 'Nockenwelle in bekannter
Weise bewegt werden und. die Pumpen in beliebiger Reihenfolge auf den Flüssigkeitsmotor
schalten, wobei seine Beaufschlagung unter gleichmäßigem Flüssigkeitsdruck geregelt
wird und die Überschußmengen in den Saugraum zurückgeleitet oder die Pumpen unter
vollständiger Absperrung vom Flüssigkeitsmotor in sich kurzgeschlossen werden. Eine
Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist in den Abb. r und s beispielsweise
dargestellt.
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Die Pumpenwelle a ist mit dem Motor gekuppelt. Die Pumpen b haben
möglichst gleiche Leistung und liefern die Arbeitsflüssigkeit, zweckmäßig Schmieröl,
nach dem Flüssigkeitsmotor c, von dessen Achse beispielsweise der Antrieb einer
Lokomotive mittels Kurbeln erfolgt. d ist der gemeinsame Saugraum der Pumpen. Der
Drehschieher e dient zur Umkehr der Drehrichtung des Flüssigkeitsmotors. In der
gezeichneten Stellung kommt der Ölstrom aus dem Raume f, nachdem er vorher, aus
dein Druckraum g fließend, den Flüssigkeitsmotor in Richtung des Pfeiles gedreht
hat. An der Druckseite der Pumpen ist für jede derselben ein Absperr- und Regelglied,
beispielsweise ein Kolbenschieber h, eingebaut, der den von der Pumpe jeweils kommenden
Strom entweder nach dem Raum g oder f leitet, und zwar durch die entsprechenden
Kanäle i oder k. Ist der Kanal k einer Pumpe geöffnet, so fließt der Strom
nach demRaumd, die entsprechende Pumpe ist also von der Kraftübertragung ausgeschaltet.
Die betreffende Pumpe wirkt kraftübertragend, wenn der Kanal k geschlossen und der
Kanal i geöffnet ist. Der Steuerungsvorgang ist folgender, wenn die Kanäle k aller
Pumpen offen sind: Alle Pumpen laufen dann leer, der Flüssigkeitsmotor c steht still.
Der Kolbenschieber der ersten Pumpe wird nach oben gezogen, bis er die gezeichnete
Stellung
erreicht hat, die Kanäle sind dabei um die beiden Beträge L und in gleichzeitig
offen. Die Geschwindigkeit in der Kanalöffnung m entspricht einem Öldruck, dessen
Größe von der Motorleistung abhängig ist. Ein Teil des Ölstroms wird alsdann durch
die Kanalöffnung m, die zwecks stoßfreier Beschleunigung des Flüssigkeitsmotors
sehr klein gehalten wird, fließen und den Flüssigkeitsmotor in Bewegung setzen.
Bei weiterer Aufwärtsbewegung des Schiebers h wird m
größer und L kleiner,
wodurch der Ölstrom durch l geringer und durch m stärker wird. Dies
gewährleistet die Aufrechterhaltung des Öldruckes während der Beschleunigung des
Flüssigkeitsmotors.
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Es ist möglich, daß der Führer den Schieber h schneller bewegt, als
der Beschleunigung des Flüssigkeitsmotors entspricht, so daß der Kanal k ganz geschlossen
ist, ehe der Flüssigkeitsmotor die von der Pumpe geförderte Ölmenge ganz aufnehmen
kann. Es ent-. steht ein Öldruck, dem der Motor nicht gewachsen ist. Der Motor muß
sich also um einen bestimmten Betrag in seiner Drehzahl zurücksetzen und wird sich
wieder im Verhältnis zur Beschleunigung des Flüssigkeitsmotors erholen. Es ist klar,
daß .auf diese Weise bei sehr schneller Bewegtang des Schiebers der Motor zum Stehen
gebracht werden kann. Um dies zu verhüten, wird an den Druckraum der Pumpe ein Überlaufventil
ia angeschlossen, dessen Belastung der Höchstleistung des Motors entspricht. Das
von der Pumpe geförderte Öl wird dann teilweise durch das Ventil n, die Leitungen
o und p unmittelbar nach dem Saugraum d der Pumpe geführt; es fließt immer weniger
Öl durch das Ventil n ab, je mehr sich der Flüssigkeitsmotor beschleunigt. Schaltet
man zwecks Einstellung einer größeren Geschwindigkeit des letzteren die nächste
Pumpe b hinzu, so kann dies unmittelbar durch den entsprechenden Schieber h geschehen,
ohne daß das Getriebe drucklos gemacht zu werden braucht, da die Kolbenschieber
entlastet sind. Die Erögnung L des Kanals h entspricht jetzt einem Drucke,
der niedriger ist, als wenn nur eine Pumpe läuft. Wird der Schieber schnell bewegt
und sind die Pumpen b in der Förderung gleich, so wird der Motor um etwas weniger
als die Hälfte in seiner Drehzahl herabgedrosselt, da die umlaufenden Motormassen
augenblicklich einen Überschuß an Leistung gewährleisten. Ein Überlaufventil ist
hier und beim Einschalten der nächsten Pumpen nicht notwendig, da,der Motor immer
nur in seiner Drehzahl herabgedrosselt wird, was z.B. beiDieselmotoren statthaft
ist. Es genügt hier ein einziges, an den Druckraum der zuerst einzuschaltenden Pumpe
angeschlossenes Umlaufventil n.
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Anders verhält es sich, wenn die Motordrehzahl konstant bleiben muß,
z. B. bei bestimmten Elektromotoren. Dann erhält jede Pumpe ein Umlaufventil n,
dessen Belastung dem jeweiligen Öldruck entspricht, und das das vom Flüssigkeitsmotor
augenblicklich noch nicht aufgenommene Öl durch die Leitungen o und p nach dem Saugraum
d entläßt.
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Der Antrieb der Schieber h geschieht in bekannter Weise durch entsprechend
ausgebildete Kurvenscheiben r, die auf einer gemeinsamen Drehspindel s aufgekeilt
sind. Auch die Umstellung des Umkehrschiebers e wird durch eine auf der Spindel
s befestigte Kurvenscheibe ermöglicht. Auf diese Weise kann man durch einfaches
Drehen der Spindel s sämtliche Übersetzungen nach vorwärts und rückwärts einschalten.
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Das eingangs erwähnte Entlastungsventil t zwischen dem Saug- und dem
Druckraum wird sicherheitshalber beibehalten, um in Notfällen das Getriebe schnell
drucklos machen zu können. Es ist auch ratsam, dieses Ventil zu öffnen, wenn der
Schieber e umgestellt wird. Denn dies kann durch ein Versehen des Führers schon
geschehen, wenn der Flüssigkeitsmotor sich noch dreht und Öl z. B. von f nach
d fließt. Wird der Schieber e dann in die gestrichelte Lage gebracht,
so wird der Motor c plötzlich abgebremst, und eine Beschädigung irgendwelcher Teile
kann eintreten. Man wird also zweckmäßig die Bewegung des Umlaufventils t so mit
der Spindel s verkuppeln, daß das Ventil t stets geöffnet werden muß, ehe man den
Schieber e umstellt.