DE973155C

DE973155C - Aus einem Pumpen- und einem Motorteil bestehendes hydraulisches Regelgetriebe zum Antrieb eines Haspels

Info

Publication number: DE973155C
Application number: DED16260A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl-Ing Wagner
Original assignee: Kieler Howaldtswerke AG
Current assignee: Kieler Howaldtswerke AG
Priority date: 1953-11-01
Filing date: 1953-11-01
Publication date: 1959-12-10

Description

AUSGEGEBEN AM 10. DEZEMBER 1959

KLASSE Vn- GRUPPE INTERNAT- KLASSE B 2t c

D 16260 Ib/7b

ist als Erfinder genannt worden

Es sind hydrostatische Haspelantriebe mit einem aus einem Pumpen- und einem Motorteil bestehenden Regelgetriebe bekannt, bei dem die Exzentrizität des Motorteiles und des Pumpenteiles zur Atifrechterhaltung eines konstanten Bandzuges unter der Einwirkung des Arbeitsdruckes im Getriebekreislauf verstellt werden. Zunächst wird die Exzentrizität des Motorteiles bei konstanter, aus der Pumpe zufließender Druckmittelmenge nach dem Gesetz konstanter Leistung bei annähernd konstantem Druck verstellt und anschließend nach Erreichen der größten Exzentrizität des Motorteiles die Exzentrizität des Pumpenteiles so verändert, daß sie dem Gesetz Fördermenge mal Druck im Getriebekreislauf = Constans gerecht wird. Bei den bekannten Haspelantrieben ist ein einziges Verstellorgan zur Einstellung verschiedener Bandzüge vorgesehen, durch das gleichzeitig der -Druck des Hilfsdruckmittels für die Beaufschlagung der Verstellkolben des Motors und der Pumpe, ferner der Druck des Steuerdruckmittels zur Beeinflussung des dem motorischen Verstellkolben vorgeschalteten Vorsteuerschiebers sowie auf mechanischem Wege die Vorspannung einer Feder beeinflußt wird, die einen auf die Verstellung des Vorsteuerschiebers, des Pumpenteiles einwirkenden Kolben beaufschlagt.

Das Steueardruckmittel und das Hilfsdruckmittel werden demselben von, einer Hilfspumpe ausgehenr deni ölstrom entnommen und haben demnach· denselben Druck.

Gemäß der als Erfindung beanspruchten Erkenntnis ist es zweckmäßig, den Hilfskreislauf für die Betätigung der Exzentrizitätsverstellung von

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Pumpen- und Motorteil nicht unmittelbar mit dem auf die Stellung des Vorsteuerschiebers einwirkenden Steuerkreislauf zu koppeln. Es ist vielmehr vorteilhaft, einerseits einen eigenen Hilfskreislauf (von konstantem Druck) für die Betätigung der Verstellkolben mittels des Hilfsdruckmittels und andererseits einen eigenen Steuerkreislauf für die Verstellung der Vorsteuerschieber zu haben.

Die beiden Kreisläufe können, trotzdem von. einer ίο gemeinsamen Hilfsquelle gespeist werden, jedoch unter der Voraussetzung, daß der Druck im Hilfskreislauf stets größer ist als der im. Steuerkreislauf benötigte Druck. Ist das nicht der Fall, so muß für jeden der beiden Kreisläufe eine eigene Druckmittelquelle vorgesehen werden.

Die Arbeitsfähigkeit und -Genauigkeit der gesamten Steuerung wird dadurch erhöht. Insbesondere treten gegenüber der bekannten Einrichtung folgende Vorteile ein: Das Verstellorgan bestimmt den Druck des Steuerkreislaufes. Es wirkt im Falle der Erfindung über ein einziges Element, nämlich über einen Druckminderer, auf den die'Verstellung beider Vorsteuerschieber veranlassenden Steuerkreislauf ein. Der Druck des Steuerkreislaufes kann so lange unabhängig vom Druck im Hilfskreislauf verstellt werden, wie der Druck im Steuerkreislauf kleiner sein darf als der im Hilfskreislauf erforderliche und konstant eingestellte Druck. Der aus dem Druckminderer austretende Steuerkreislauf beeinflußt unter anderem über einen Spannzylinder mit Kolben und Feder die Stellung des Kolbens, von dem die Verstellung des Vorsteuerschiebers für die Pumpenregelung abhängig ist. Er beeinflußt ferner den Vorsteuerschieber der Motorregelung. Die mechanische Verbindung zwischen dem Verstellorgan und dem Spannzylinder, der beim geschilderten Regelantrieb des Standes der Technik vorgesehen ist, kommt demnach hier in Wegfall.

An Stelle eines Druckminderers kann, auch in den Steuerkreislauf — im Falle getrennter Druckflüssigkeitsquellen für den Hilfs.- und den Steuerkreislauf — eine einstellbare Drossel oder ein Druckbegrenzungsventil geschaltet werden, mit denen in der Steuerleitung der gewünschte Druck erreicht wird.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem von einer gemeinsamen Druckquelle für das Hilfsund das Steuersystem ausgegangen ist. Der Pumpenteil P und der Motorteil M sind in üblicher Weise ausgebildet. Die hydraulische Ver- ' bindung erfolgt durch die Hauptdruckleitung 1.

Auf die Exzenter des Pumpen- und Motorteiles

wirken in Hilfszylindern 2, 3 vorhandene KoI-ben4, 5, die durch hydraulischen Druck aus dem Hilfskreislauf 8, 10 über Vorsteuerschieber VS₁ und VS₂ beaufschlagt werden.

Zur Einstellung eines bestimmten Bandzuges dient ein Einstellorgan 6 mit einer Feder F₂. Das Einstellorgan, 6 wirkt auf einen Druckminderer DM des Steuerkraislaufes ein, dessen Druck über die Leitung 13 auf den Kolben 14 und über die Leitung 18. auf den Kolben, des Vorsteuerschiebers VS₁ gelangt. Zu jedem Steuerdruck des Druckminderers DM gehört eine bestimmte Stellung des Kolbens 14 und damit des Kolbens 15, d. h. eine bestimmte Vorspannung der Feder F₁.

Bei einem bestimmten Arbeitsdruck in der Leitung 11, d.h. im Hauptsystem des Getriebes, wird sich der Kolben 7 verstellen und damit gleichzeitig der Schwinghebel H₁, der Kolben: des Vorsteuerschiebers VS₂ und so die Pumpe P. Die Charakteristiken der Federn 17 und F₁ sollen einen möglichst ähnlichen Verlauf haben und die Exzentrizität der Pumpe P so beeinflussen, daß im' Hauptkreislauf des Getriebes das Gesetz »Flüssigkeitsmenge mal Flüssigkeitsdruck = Constans« bzw. die proportionale Bedingung »Exzentrizität mal Flüssigkeitsdruck = Constans« erfüllt wird.

Der Steuerdruck gelangt gleichzeitig durch die Leitung 18 zum Kolben des VorsteuerSchiebers VS₁. In der den: Zylinder 2 abschließenden Mittelstellung dieses Kolbens ist der Verstellkolben 4 im Hi lfszylinder blockiert. Ist der Arbeitsdruck in, der Hauptleitung 1 so groß, daß die auf den Kolben des Voirsteuersch'iebers VS₁ einwirkende Kraft die aus Leitung 18 durch den Steuerdruck wirksame Gegenkraft überwindet, soi wird der Kolben des Vorsteuerschiebers VS₁ in Richtung α verschoben. Dadurch fließt das Hilfsdruckmittel aus Leitung 18 nach dem Raum b, während Öl aus Raum d in j die Abflußleitung 10 gelangen kann, so daß der ! Kolben 4 die Exzentrizität des Motorteiles im Sinne einer Vergrößerung des Schluckvermögens, also einer Herabsetzung des Öldruckes in der Hauptleitung 1 und einer gleichzeitigen Herabsetzung der Drehzahl des Motorteiles M beeinflußt.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Aufwickelantriebes ist folgende: Die Exzentrizität des Pumpenteiles hat zu Beginn des Aufwickelvorganges ihren Größtwert, die Exzentrizität des Motorteiles ihren Kleinstwert. Der gewünschte Steuerdruck, welcher der verlangten Wickelleistung entspricht, wird durch das Einstellorgan 6 auf den bestimmten Wert eingestellt. Dadurch-stellt sich im Hauptkreislauf 1 des Getriebes zunächst ein zugehöriger Druck ein, so daß die Exzentrizität des Motorteiles M sich selbsttätig anpaßt. Wenn während des Arbeitsvorganges der Ölmotor M schneller drehen will als für die eingestellte Haspelgeschwindigkeit erforderlich ist, steigt der Druck im Hauptkreislauif i, wodurch der Vorsteuerschieber VS₁, wie oben beschrieben, aus seiner Mittellage in Richtung α verschoben wird. Dadurch wird der Motorteil M auf die dem Bandzug und der Bandgeschwindigkeit entsprechende Exzentrizität verstellt. Durch das Absinken des Druckes wird der Kolben des Vorsteuerschiebers VS₁ in Richtung c in seine Mittellage zurückgeführt.

Sinkt der Druck im Getriebekreislauf 1, d. h. iao dreht der Motorteil M zu langsam und übt dadurch nicht den verlangten Bandzug aus, so wird der Vorsteuerschieber VS₁ von dem Steuerdruck in Leitung 18 aus seiner Mittellage in Richtung c verschoben. Hierdurch tritt das Hilfsdruckmittel in den Ver-Stellzylinder 2 und verschiebt den Kolben 4 im

Sinne kleinerer Exzentrizität des Motorteiles M, größerer Drehzahl, gesteigerten Bandzuges und gesteigerten Öldruckes so lange, bis durch Einstellung des richtigen Öldruckes im Hauptkreislauf ι die Mittelstellung des Kolbens im Vorsteuerschieber VS₁ wieder erreicht ist.

Ist nun der. Motorteil M bei seiner größten Exzentrizität angelangt und müßte wegen des zunehmenden Aufwickeldurchmessers die Drehzahl des

ίο Motorteiles M noch kleiner, das Drehmoment aber größer werden, so setzt nunmehr die weitere Regelung am Pumpenteil P ein. Bei ansteigendem Druck im Hauptkreislauf i, ii wird der Kolben 7 gegen die Feder F₁ gedrückt. Die Vorspannung der Fe-

der F₁ ist gegeben durch die Stellung des Kolbens 15, 14, die wiederum gegeben ist durch das Zusammenwirken des auf Kolben 14 wirkenden Steuerdruckes aus der Leitung 13 mit der Feder 17. Die Verstellung des Kolbens 7 wirkt über den Hebel H₁

auf den Vorsteuerschieber VS₂ ein. Dieser läßt öl aus dem Hilfskreislauf 8 in den Zylinder 3 eintreten, mittels dessen bei zunehmendem Druck in der Leitung 11 die Exzentrizität der Pumpe P nach dem Gesetz Q mal p = Constans gesteuert wird.

Am Übergang von der Motorregelung zur Pumpenregelung entspricht der Druck im Hauptkreislauf dem Anfangsdruck des Pumpenregelbereiches infolge der Beeinflussung des Regelvorganges für die Pumpe durch das Regelorgan 6-F.,-DM in Ver-

bindung mit einer richtigen Abstimmung des Vorsteuerschiebers VS₁ sowie der Federn F₁ und 17. Die Genauigkeit der Regelung des Pumpenteiles und die des Übergangspunktes von der motorischen zur Pumpenregelung wird um so größer, je größer die im Zylinder 16 durch Feder 17 und Kolben 14 erzeugbaren Kräfte im Verhältnis zu den mittels Feder F₁ und Kolben 7 für die Verstellung von VS₂ über H₁ benötigten Kräfte sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Zum Antrieb eines mit einstellbarem und gleichbleibendem Bandzug arbeitenden Haspels bestimmtes, aus einem Pumpen- und einem Motorteil bestehendes hydraulisches Getriebe, bei dem mit wachsendem Lagendurchmesser des Haspels zunächst der Motor und dann die Pumpe durch Verstellung ihrer Exzentrizität unter Zuhilfenahme je eines durch ein Hilfsdruckmittel beaufschlagten Verstellkolbens nach dem Gesetz gleichbleibender Leistung geregelt werden, indem je ein unter dem Arbeitsdruck des Getriebes und dem Druck eines Steuerdruckmittels stehender Vorsteuerschieber den Zur und Ablauf des die Verstellkolben beaufschlagenden Hilfsdruckmittels in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen dem Arbeitsdruck und dem eingestellten, dem Bandzug proportionalen Druck des Steuerdruckmittels abwechselnd freigeben und schließen, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des die Verstellkolben (4, 5) beaufschlagenden Hilfsdruckmittels konstant und unabhängig vom eingestellten Bandzug von einer Druckmittelquelle (ZP) über die Vorsteuerschieber (VS₁, VS₂) den Verstellzylindern (2, 3) direkt zugeleitet wird, während das Steuerdruckmittel durch die gleiche oder eine andere Druckmittelquelle (ZP) einem entsprechend dem zu wählenden Bandzug einstellbaren Druckminderer (DM) zugeführt wird, dessen Verstellung durch das Einstellorgan (6) erfolgt.
2. Regelgetriebe nach Anspruch 1 mit einem Verstellzylinder für den Vorsteuerschieber des Pumpenteiles, dessen Kolben auf seiner zu einem Schwinghebel weisenden Seite unter dem Arbeitsdruck des Getriebes und auf seiner anderen Seite unter dem Druck einer vorgespannten, in ihrer Kennlinie der Regelcharakteristik der Pumpe entsprechenden Feder steht, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgespannte Feder (F₁) von einem Kolben (14) abgestützt wird, der auf der einen Seite unter dem Druck des Steuerdruckmittels steht und auf dessen andere Seite eine Feder (17) einwirkt, die entsprechend dem Druck des Steuerdruckmittels gespannt wird.
3. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakteristiken der Federn (17 und F₁) ähnlich sind, d. h. daß bei gleichen Verformungswegen proportionale Änderungen der Federkräfte erfolgen. go
4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine besondere Zahnradpumpe (ZP) für die Lieferung des Steuerdruckmittels vorgesehen ist und daß der Steuerdruck 'mittels einer verstellbaren Drossel über das Einstellorgan (6) wählbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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