DE599637C - Fluessigkeitswechselgetriebe - Google Patents

Description

Durch die im nachstehenden beschriebene Erfindung wird ein nach dem Verfahren gemäß Patent 568 598 durchgeführtes Flüssigkeitswechselgetriebe vervollkommnet bzw. in seiner Wirkung wesentlich verbessert. Wird schon nach diesem Verfahren eine bestimmte Leistung mit einem entsprechend niedrigen Flüssigkeitsdruck übertragen, weil alle mit der Flüssigkeit entwickelten Energien unter den günstigsten Bedingungen im Abtriebsdrehmomente zur Anwendung gelangen, wodurch das Flüssigkeitsgetriebe klein, leicht und billig herstellbar ist und einen guten Wirkungsgrad erhält, so werden diese Eigenschäften durch den Gegenstand der Erfindung noch besser zur Geltung gebracht und weitere fortschrittliche Vorteile gewonnen.

Diese Verbesserung erstreckt sich vornehmlich auf die rechte Hälfte des Regelbereiches, also auf größere Untersetzungen. Wird z. B. eine Voll- oder Maximalgeschwindigkeit von 1200 Umdrehungen durch Drehung der Mitnehmer 8, 14 mittels des Handrades 37 auf 600 untersetzt, so hat sich bis dahin der mit der Erfindung gewonnene Fortschritt mäßig beginnend noch schwach ausgewirkt, um dann bei größeren Untersetzungen von 600 auf z. B. 50 Umdrehungen wachsend stärker in Erscheinung zu treten.

Während ein nach dem erwähnten Verfahren gebautes Flüssigkeitsgetriebe bei Vollgeschwindigkeit, obwohl es unter Last vom Leerlauf bis zur Maximalgeschwindigkeit stufenlos regelbar ist, einen Wirkungsgrad von annähernd 0,98 hat, welcher mit zunehmender Untersetzung allmählich abnimmt, wird durch die nachstehend beschriebene weitere Ausbildung dieses Getriebes auch bei größeren Untersetzungen der Wirkungsgrad gleich günstig gestaltet.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 einen Schnitt nach den Linien C-D durch Fig. 3, Fig. 2 einen Schnitt nach den Linien E-F durch Fig. 3, Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Getriebe, und zwar rechts der Schnittlinie A-B einen Schnitt nach den Linien a-b-c durch Fig. 1 und links der Schnittlinie A-B einen S chnitt nach den Linien d-e-f durch Fig. 4 und Fig. 4 einen Schnitt nach Linie A-B durch Fig. 3 im verkleinerten Maßstab (alle Schnitte sind in Pfeilrichtung gesehen), und Fig. 5 veranschaulicht den Verlauf der Wirkungsgradkurve, welche mit dem Erfindungsgegenstand gewonnen wird.

Das Flüssigkeitsgetriebe wird erfindungsgemäß auf folgende Art mit einem Umlaufrädergetriebe organisch verbunden.

Nach dem Hauptpatent werden durch die Welle 3, den Triebkörper 4 mit seinen Flanschen 5 und durch die darin gelagerten Schaufelkolben 6 die Flüssigkeitskreisläufe im Gehäuse 1 unter Drehung der auf den Wellen 11 aufgekeilten Gegenkolben 9 durch die Kanäle 15 der Regler 8, wie durch Pfeillinien angedeutet^ hervorgerufen und hierbei die Flüssigkeitsenergien entwickelt, wobei hinter dem Boden 2 die ebenfalls auf den Wellen 11 befestigten Ausgleichkolben 12 Flüssigkeitskreisläufe durch die Kanäle 13 der Regler 14 im Sinne der eingezeichneten Pfeillinien bewirken. Diese Vorgänge werden, um den Leerlauf zu erreichen, durch Öffnung der schwenkbaren Mitnehmer 7 um ihre Wellen 16 aufgehoben. Beim Umlaufen der Welle 3 mit Triebkörper 4 und seinen Flanschen 5 behalten die Schaufelkolben 6 ihre gezeichnete horizontale Lage infolge der auf den Zapfen der Schaufelkolben angeordneten, miteinander kämmenden Räder 17, welche andererseits mit einem am Gehäuse 25, 30 befestigten Zahnrad kämmen, bei. Die hierbei aus den Nebengetrieberäumen 21 verdrängte geringe Flüssigkeitsmenge ergänzt sich im gleichen Maße und gleichzeitig durch die Bohrungen 46 aus dem Hauptgetriebearbeitsraum, welcher seine Flüssigkeit wiederum infolge der Wirkungsweise des Hauptgetriebes aus den Flüssigkeitsreserveräumen 10 durch Bohrungen hindurch ergänzt, welche mittels Schrauben 22 eingestellt werden können.

Das Flüssigkeitsgetriebe nach dem Hauptpatent ist mit dem Umlaufrädergetriebe in dem gemeinsamen Bett 45 gelagert. Die gemeinsame Antriebwelle 3 dreht auf Kugeloder Rollenlagern 41 in der getriebenen Welle 34, den Hauptlagern 42 und 43 im getriebenen Gehäuse und im Lager 44 im Bett 45· Das linke Ende des Gesamtgehäuses (PIanetenradgehäuse) wird durch das Lager 40 und die getriebene Welle 34 durch das Lager 39 im Bett 45 geführt.

Solange Vollgeschwindigkeit vorliegt, wird über das an dem freien Ende der Welle 3 (Hauptpatent Welle a), welche durch das Flüssigkeitsgetriebe hindurchgeführt ist, aufgekeilte Ritzel 24 mit dem Zahnradgetriebe nach Fig. 3 und 4 die Hälfte der Gesamtleistung und mit dem Flüssigkeitsgetriebe nach Fig. 1, 2 und 3 nur die andere Hälfte übertragen. Das Flüssigkeitsgetriebe überträgt die Hälfte der Leistung dadurch, daß sein Abtriebgehäuse 1 (e) das mit ihm verbundene Zahnradgehäuse 25 und die hierin drehbar gelagerten Bolzen 26 und 27, auf welchen die Umlaufräderpaare 28 und 29 aufgekeilt sind, im Drehsinn des Ritzels 24 mit antreibt. Der Boden 30 des Gehäuses 25 , trägt zwischen den Räderpaaren 28 und 29,. angeordnete Säulen 31, an welchen der Flansch 32 befestigt ist, der die anderen Rollenlager der Bolzen 26 und 27 führt. Das Ritzel 24 kämmt mit den Zwischenrädern 28, welche je einen zweiten kleineren Zahnkranz 33 haben, die mit den Zahnrädern 29 in Eingriff stehen. Die Zwischenräder 29, welche · also einerseits durch das Ritzel 24 über die Doppelzwischenräder 28, 33 angetrieben werden, können hierbei keine Umdrehung ausführen, weil auch die Bolzen 26, 27 durch den Abtrieb des Flüssigkeitsgetriebes mit der gleichen Drehgeschwindigkeit des Ritzels angetrieben werden. Infolgedessen dreht sich auch die gemeinsam getriebene Welle 34 mit dem Zahnkranz 35, welcher mit den Rädern 29 in Eingriff steht, mit der gleichen Geschwindigkeit.

Wird jedoch das Flüssigkeitsgetriebe mehr oder weniger untersetzt, so werden mit dem Gehäuse 1, 25, 30 und 36 auch die Bolzen 26, 27 mit entsprechend geringer Geschwindigkeit angetrieben, wobei sich das Ritzel 24 mit der Geschwindigkeitsdifferenz im Gehäuse dreht.'

Solange z. B. die Drehzahl des treibenden Motors 1200 ist, läuft auch das Ritzel mit 1200 Umdrehungen um. Wird dann das Flüssigkeitsgetriebe von 1200 auf 600 Umdrehungen untersetzt, so drehen sich bei 1200 Umdrehungen der Antriebwelle das getriebene Gehäuse mit den Bolzen 26, 27 und den Zwischenrädern 28, 33 und 29 nur öootnal. Hierdurch werden die Zwischenräder 29 I5omal gedreht, wenn letztere, wie auch die Zwischenräder 28, je 28 Zähne haben und das Ritzel 24 14 Zähne hat. Der Innenzahnkranz 35 mit z. B. 84 Zähnen wird dann vom Rad 29 5omal in Pfeilrichtung gedreht. Das Rad 35 bzw. die Welle 34 wird also einerseits von dem auf 600 Umdrehungen untersetzten Flüssigkeitsgetriebe gedreht, außerdem aber, weil das Ritzel 24 seine 1200 Umdrehungen beibehält, hiervon noch Somal, also effektiv öSomal, gedreht.

Untersetzt man das Flüssigkeitsgetriebe auf- 300 Umdrehungen, so drehen sich die Bolzen 26, 27 mit den Gehäusen 3oomal in no Pfeilrichtung. Es wird in diesem Falle die Welle 34 mit 300 plus 75 = 375 Umdrehungen angetrieben. '

Ist das Flüssigkeitsgetriebe so -weit untersetzt, daß das Gehäuse 1, 25, 36 steht, dann treibt das Ritzel 24 die Welle 34 mit plus 100 = 100 Umdrehungen an. Wichtig ist hierbei, daß die einleitend durch das Flüssigkeitsgetriebe herbeigeführte Untersetzung durch das hiermit in Wirkung gesetzte Umlaufrädergetriebe um ein gewisses Maß verringert wird. Es wird also die mit

dem Flüssigkeitsgetriebe herbeigeführte Untersetzung um ein Geringes rückgängig gemacht bzw. übersetzt, wodurch beide Getriebe, ohne untereinander einen Schlupf zuzulassen, in Parallelschaltung treibend wirken. Durch ein entsprechendes Verhältnis der Räderzähnezahlen untereinander kann auch erreicht werden, daß das Rad 35 z. B. nur noch mit 10 Umdrehungen angetrieben wird, wenn der Motor z. B. 1450 Umdrehungen macht.

Um die Welle 34 bei laufendem Motor zum Stehen zu bringen, werden ohne besondere Kupplung, und zwar während des Betriebes, durch Weiterdrehen des Handrades 37 in gleicher Richtung wie beim Untersetzen die Mitnehmer 7 in Pfeilrichtung gedreht, wodurch die Trennung der beiden Flüssigkeitskreisläufe aufgehoben wird und zwischen ihnen ein druckloser Kreislauf entsteht, so daß keine der Flüssigkeitsenergien entwickelt, also auch keine Kraft an das Gehäuse mit Zahnradgetriebe abgegeben bzw. auf die Welle 34 übertragen wird. Dadurch wird, weil die Welle 34 belastet ist, das ganze Gehäuse i, 25, 36 mit 100 Umdrehungen entgegengesetzt angetrieben, aber die Welle 34 steht, obwohl die Welle 3 mit 1200 Umdrehungen umläuft.

Durch Drehung des Handrades 37 in entgegengesetzter Richtung werden die Mitnehmer 7 zunächst wieder in die gezeichnete Stellung gedreht. Schließt man dann durch weiteres Drehen die Regler 8, 14 z. B. ganz, so dreht sich die getriebene Welle 34 fast mit der Geschwindigkeit der treibenden Welle, da nur wenige Umdrehungen durch geringen Schlupf (etwa 1 bis 2 Prozent) verlorengehen.

Wird dann noch durch eine von außen zu handhabende Einrichtung z. B. das Gehäuse 36 mit dem Rad 35 verblockt, so macht auch die Welle 34 volle 1200 Umdrehungen, und der Wirkungsgrad wird fast eins.

Beide Getriebe sind also untereinander parallel geschaltet, wodurch mit einem Flüssigkeitsgetriebe nach dem Hauptpatent in solcher Verbindung mit einem Umlaufrädergetriebe, wie es gezeichnet und beschrieben ist, die nachstehend näher ausgeführte Wirkung erreicht wird.

Durch Untersetzung des Flüssigkeitsgetriebes wird auch das Zahnradgetriebe automatisch untersetzt, obwohl es nicht geschaltet wird, also die gleichen Zahnräder miteinander in Eingriff bleiben. Je langsamer die Bolzen der Zwischenräder mit dem Gehäuse umlaufen, desto mehr tritt das durch die Zähnezahl der Zahnräder bedingte Untersetzungsverhältnis in Wirkung.

Mit zunehmender Untersetzung des obigen Gesamtgetriebes, dessen Nebenräume sämtlich miteinander verbunden sind, wird ein entsprechend größerer Teil der zu übertragenden Gesamtleistung durch das Zahnradgetriebe übertragen, bis dieses beim Stillstand des Flüssigkeitsgetriebegehäuses, also auch der Zwischenräderbolzen, die volle Leistung mit dem bekannten guten Wirkungsgrad allein überträgt, welcher etwa 0,95 und noch höher sein kann. Hierbei übt das Flüssigkeitsgetriebe nur noch den nötigen Gegendruck auf die stehenden Bolzen aus, leistet aber keine motorische Arbeit am Abtriebdrehmoment, weil es hieran keine Bewegung hervorbringt. Werden bei 1200 Umdrehungen der Welle 3 z. B. 23 PS übertragen, so entfallen hiervon bei Vollgeschwindigkeit 12 PS auf das Flüssigkeitsgetriebe. Wird nun das letztere auf 200 Umdrehungen untersetzt, so überträgt es nur noch ungefähr den sechsten Teil hiervon, also etwa 2 PS. 2 PS ist nur ein Zwölftel von der Gesamtleistung 24 PS, weshalb der Wirkungsgrad des Flüssigkeitsgetriebes denjenigen des Zahnradgetriebes kaum noch beeinflussen kann. Würde man den Wirkungsgrad des Flüssigkeitsgetriebes bei dieser starken Untersetzung mit nur 0,50 annehmen, so daß von den 2 PS die Hälfte, also ι PS, verlorengeht, so ist das nur ¹Z₂₄ der Gesamtleistung, wodurch der Gesamtwirkungsgrad nur um etwa 0,05 verringert wird.

Durch die beschriebene Schaltung des Flüssigkeitsgetriebes des Hauptpatentes mit dem Umlaufrädergetriebe wird somit eine neue Tendenz in der Wirkungsgradkurve eines im Betriebe stufenlos regelbaren Kraftübertragungswerkes gewonnen.

Die Wirkungsgradkurve beginnt, wie in Fig. 5 dargestellt ist, zunächst außergewöhnlich hoch bei 0,98 (Vollgeschwindigkeit z. B. 1200 Umdrehungen). Sie fällt bis zu einer Untersetzung auf etwa 600 Umdrehungen mäßig ab. Von etwa 0,90 steigt sie mit zunehmender Untersetzung wieder gleichmäßig an und erreicht bei einer Untersetzung bis auf 50 Umdrehungen fast wieder den Ausgangspunkt (etwa 0,95).

Unter dieser Kurve ist zum Vergleich der Wirkungsgradverlauf, wie er mit den bekannten unter Last stufenlos regelbaren Flüssig- no keitsgetrieben allergünstigstenfalls erreicht wird, eingezeichnet. Unter Berücksichtigung aller anderen guten Eigenschaften eines gemäß der Erfindung entwickelten Getriebes läßt diese Gegenüberstellung klar erkennen, daß hiermit das Problem Kraftübertragung endgültig gelöst ist, weil keine weitere Bedingung mehr zu erfüllen bleibt.

Hervorzuheben wäre noch, daß die beiden Glieder, Welle 3 mit Ritzel 24 und Gehäuse 1, 25 mit den Bolzen 26, 27 stets gemeinsam treibend wirken und daß nicht etwa die Ver-

minderung der Umlaufzahl des Gehäuses mit den Bolzen 26, 27 durch Schlupf entsteht. Wird durch die Stellung der Regler 8, 14 die Drehgeschwindigkeit des Gehäuses vertnindert, so verstärkt sich die im Abtriebsdrehmoment des Flüssigkeitsgetriebes wirkende Kraft. Dies ist notwendig, weil das Zahnradgetriebe entsprechend mehr in Wirkung tritt, wobei die Bolzen der Drehrichtung des Gehäuses entgegengesetzt höher belastet werden.

Wichtig ist ferner, daß dieses unter Last stufenlos regelbare Wechselgetriebe auch ohne ein besonderes Wendegetriebe für den Rückwärtsgang geeignet ist, also für beide Drehrichtungen, wo dieses erforderlich ist, Verwendung finden kann.

Dann trägt zweckmäßig die Welle 3 statt des Kupplungsflansches 38 eine besondere ao Kupplung, mit der das auf Leerlauf geschaltete Getriebe entkuppelt wird. Durch Verschieben einer z.B. in der Welle3 angeordneten, mit dem Ritzel 24 in Eingriff stehenden Schubstange kann das Ritzel nach links as verschoben, mit dem Rad 28 außer Eingriff und mit dem Rad 27 in Eingriff gebracht werden.

Wird dann das Gehäuse z. B. mittels Sperrklinke festgesetzt und die Kupplung wieder eingerückt, so läuft die Welle 34 sanft beginnend mit etwa 200 Umdrehungen entgegengesetzt um, sobald die Mitnehmer 7 ganz eingerückt sind.

Es kann aber auch das Flüssigkeitsgetriebe statt bei z. B. unmittelbarer Kupplung im Uhrzeigersinne durch ein einfaches Wendegetriebe mit der Maschine gekuppelt im entgegengesetzten Drehsinne, also auch je nach Bedarf vorwärts bzw. rückwärts, angetrieben werden, wobei die oben beschriebene Wirkungsweise in beiden Drehrichtungen erlangt wird.

Konstruktion entspricht im rechten Drehsinne Sobald diese Konstrukarbeitet, werden Überdruck- und Unterdruckkammern miteinander vertauscht. An den Flächen 19 der Mitnehmer 7 wirken dann die Druck-, Aufschlagsund Fliehkräfte der Flüssigkeit im Abtrieb- drehmoment.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Flüssigkeitswechselgetriebe nach Patent 568 598, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsgetriebe mit einem Umlaufrädergetriebe in Parallelschaltung verbunden ist.

   Die gezeichnete
   einer überwiegend
   arbeitenden Anlage,
   tion links drehend

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen