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Hetriehe.
Den Gegenstand der Erfindung bilden Getriebe, bei denen die treibenden Elemente, z. B. Kolben, Räder, Schrauben usw., auf die getriebenen Elemente nicht unmittelbar einwirken, sondern durch Vermittlung eines körnigen oder plastischen oder steifflussigen Stoffes. Dieser Stoff-hier weiterhin kurz Druckleitmittel genannt-hat infolge besonderer Zusammensetzung teilweise Eigenschaften einer Flüssigkeit, teilweise verhält er sich als starrelastischer Körper; dies wird dadurch erreicht, dass er vorzugsweise aus kleinen, eventuell in einer Flüssigkeit suspendierten festen Partikeln besteht, so besonders aus Körnern oder Kugeln aus hartelastischen Materialien, wie Leder, Gummi, Kunstmassen, Metallen usw.
Dieses Druckleitmittel ist mit den treibenden und getriebenen Elementen oder mit deren bestimmten Teilen in Behältern eingekapselt und kann deshalb auch eventuell unter verschiedenem Druck
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Elementen in Leitungen oder Kanälen geführt werden.
Weiters sind bei diesem Getriebe die arbeits-und bewegungsübertragenden Flächen der treibenden Elemente je nach der für den besonderen Zweck gewählten Konsistenz des Druekleitmittels so gestaltet, dass sie auf dieses Drücke und Schübeübertragen, und die Flächen der getriebenen Elemente wieder so, dass sie solche Drücke und Schübe vom Druckleitmittel aufnehmen können ; die Flächen der treibenden und getriebenen Elemente sind zu diesem Zwecke gerauht, gekörnt, gemuldet, geriffelt, gezahnt, schrauben-
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der Bewegungs-und Kraftübertragung in einem Getriebe.
Durch die Verwendung eines Druckleitmittels dieser korpuskularen Konsistenz ist eine wesentlich neue Ausbildung von Getrieben gegeben : dieselben unterscheiden sich von bekannten Getrieben hauptsächlich dadurch, dass die Kraft-und Bewegungs- übertragung auf eine von den bisherigen Getrieben prinzipiell verschiedene Weise erfolgt, nämlich teilweise durch reibende Walzung, wie bei den Reibungstrieben und den Hülltrieben, teilweise durch Eingriffswälzung, wie bei den Zahn-und Zahnkettentrieben, und schliesslich teilweise auch auf Grund der hydrau-
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hier verstanden :
aus kleinen, regelmässigen oder unregelmässigen, gleich oder ungleich grossen Körperchen bestehend, ähnlich wie Staub, Sand, Sehrot, Emulsionen, breiartige oder teigartige Massen. )
Die kinetischen und energetischen Vorgänge. die sich bei den Getrieben abspielen, welche Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, haben eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Vorgange des Mahlens, und deshalb werden diese Getriebe im folgenden kurz und sinngemäss Mahltriebe benannt, wodurch zum Ausdruck kommt, dass die festen Partikel des Druekleitmittels bei der Kraftübertragung im Getriebe etwa so beansprucht werden wie die Körner eines Mahlgutes beim Mahlen ;
hiedurch ist auch das haupt- sächlichste Moment hervorgehoben, durch welches sieh die Mahltriebe von den hydraulischen Getrieben unterscheiden, welchen sie auf den ersten Blick am meisten ähneln. Die hydraulischen Getriebe verwenden nämlich, wie bekannt, nicht korpuskulare Stoffe, sondern einfache Flüssigkeiten als Betriebsmittel, besonders Öle, und sie beruhen ausschliesslich auf der hydraulischen Kraftübertragung.
Die Mahltriebe dagegen verwenden ausser der hydraulischen Cbertragung noch eine Reihe physikalischer Eigenschaften körnig-elastischer, plastischer oder steifflüssiger Gemenge, so z. B. die Starrheit, Festigkeit und
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Zahnkette, indem er sieh den Unebenheiten, den Rillen oder Zähnen der starren Triebelemente anschmiegt, von ihnen infolge der grossen Reibung mitgenommen wird bzw. dieselben mitnimmt. anderseits von ihnen wieder wie ein fester Körper zugleich aber auch wie eine Flüssigkeit gedrückt und geschoben wird.
Das Anschmiegen geschieht nicht zwangläufig wie bei Zahnrädern oder Zahnketten, sondern
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zur Kraftübertragung etwa eine hintereinander geschaltete Reihe von Kugeln oder Walzen nach Art einer Zahnkette in Räder eingreift, welche Aussparungen tragen, die der Kugel-bzw. Walzengrösse entsprechen, bei denen also der Eingriff zwangläufig vor sich geht. Für technische Zwecke wurden Gemenge
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rauhen Rädern durchgezogen werden, und bis zu steifen Gemengen aus Gummi-oder Stahlkugeln, die zwischen Rillen bzw. Zahnrädern arbeiten. Bei Getrieben, die ganz eingekapselt sind, können die relativ leichtflüssigen Emulsionen oder Gemenge verwendet werden, wogegen bei Einkapselung von einzelnen
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in Betracht kommen.
Bei einzelnen Ausführungsformen des Mahltriebes, z. B. bei jenen, wo die Triebelemente Räder sind, werden besonders die Eigenschaften der starrelastisehen Partikel des Druckleitmittels zur Kraftübertragung verwendet, bei andern wieder, wo die Triebelemente als Kolben oder Schrauben ausgebildet sind, kommen mehr zur Geltung die hydraulischen Eigenschaften des Druckleit- mittels, welches dann ähnlich wirkt wie die Flüssigkeitssäule bei hydraulischen Getrieben. Das Getriebe kann natürlich auch so ausgebildet sein, dass der treibende Teil als eigentlicher Mahltrieh, der getriebene mehr als hydraulisches Getriebe arbeitet und umgekehrt.
Vom Standpunkt einer folgerichtigen technisch-physikalischen Klassifizierung der Getriebe halten die Mahltriebe nach dem Obgesagten etwa die Mitte zwischen den drei wichtigsten Typen der Getriebe, den Reibungs-und Hülltrieben, den Zahn-und Zahnkettentrieben und den hydraulischen Kapselwerken. und bilden eine Kategorie für sich.
Die wesentlichen Eigenschaften der Mahltriebe sind :
1. Das Einschalten und die Kraftübertragung geschieht elastisch, stossaufnehmend und geräuschlos.
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kann stufenlos erfolgen.
3. Die treibenden und getriebenen Achsen können parallel, gewinkelt oder auch windschief angeordnet sein.
4. Es sind kleinere gegenseitige Verschiebungen der treibenden und getriebenen Achsen möglich, ohne dass das Funktionieren des Getriebes gestört wird.
5. Die übertragene Energie kann im Getriebe durch Kanäle ferngeleitet werden.
6. Die übertragene Energie kann in einfacher Weise auf mehrere Wellen geteilt werden.
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9. Die Flächen der treibenden und getriebenen Teile (Räder) benötigen keine genaue Bearbeitung und können im Rohguss hergestellt sein.
10. Die Getriebe können-wenn erforderlich-die Aufgabe von Rutschkupplunsen erfüllen.
11. Durch Veränderung der Konsistenz des Druekleitmittels kann ein und dasselbe Getriebe verschiedenen Zwecken angepasst werden.
12. Die Verluste durch Reibung, insbesondere auch die Verluste durch innere Reibung des Druckleitmittel, können durch Veränderung des Arbeitsdrucks und durch Zusatz von Schmiermitteln auf einfache Weise geregelt werden.
13. Zufolge der hydraulischen Eigenschaften des Druekleitmittels sind Ausführungsformen möglich, bei welchen die Lager-und Achsdrücke wesentlich kompensiert werden.
14. Die Mahltriebe können auf einfache Weise durch Zuführung des Druekleitmittels in Tätigkeit gesetzt und durch Abzapfung desselben stillgelegt werden.
15. Die Abnutzung des Mahlgetriebes hat keine unangenehmen Folgen, insbesondere entfällt jedes Rattern und Schlottern.
Die Verwendungsgebiete des Mahltriebes sind überall, wo es auf elastische Ein-und Ausschaltung, auf ruhigen, geräuschlosen Gang, auf gute Einstellung einer veränderlichen Drehzahl, auf stufenlose Schaltung und auf Umsteuerung ankommt. Die leicht erreichbare stufenlose Schaltung macht die Mahltriebe besonders verwendbar für Arbeitsmaschinen, Hehezeuge und Fahrzeuge.
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dass eine nennenswerte Reibung zwischen beiden Rädern entsteht ; zwischen r und t bleibt also im allgemeinen immer ein kleiner Zwischenraum o frei. Die Welle} 12 ist samt dem Stirnrad t in den Lagern 12 und 73 drehbar und dabei axial verschiebbar.
K ist ein Behälter, welcher das ganze Getriebe umschliesst und welcher mit einem steifflüssigen Druekleitmittel angefüllt ist, das z. B. aus einer Emulsion besteht oder aus einer viskosen oder pastösen Flüssigkeit oder aus einem Gemenge von kleinen, festen Partikeln, insbesondere von kleinen Metall-oder Gummikugeln (dem ein Schmiermittel zugesetzt ist). In dem Falle als das Druckleitmittel vornehmlich aus kleinen, elastisch-festen Partikeln besteht, ist deren Grösse so
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Reibung durchschlüpfen können, aber ohne sich zwischen den Rillen oder Zähnen zu spiessen ; a ist ein zylindrischer Ansatz an dem Behälter k, b ein im Ansatz beweglicher Kolben, der von der Feder c beeinflusst wird, u eine Überwurfmutter, durch deren Drehung man die Spannung der Feder c verändern kann.
Der Kolben b bzw. die Kolbenstange g ist hohl, um die Einführung eines Schmiermittels zum Druckleitmittel aus der Schmierdüse z zu gestatten. Durch die Rotation der Welle n, und des Planrades r wird das Druekleitmittel durch Reibung und Druck von den Rillen ii mitgenommen, in den Zwischenraum o eingezwängt, wodurch wiederum das Rad t mitgenommen und so die anzutreibende Welle n2 gedreht wird.
Je nachdem man die Überwurfmutter M mehr oder weniger anzieht, steht das Druckleitmittel unter grösserem oder kleinerem statischen Druck, der wieder einen kleineren oder grösseren Schlupf zwischen r und t bedingt. Da die Welle axial verschiebbar ist, kann man das tbersetzungsverhältnis zwischen r und t stetig und stufenlos ändern bzw. auch die Drehriehtung von n2 umkehren.
Die Anordnung ist die einfachste Durchführungsart eines Mahltriebes, da hier die bewegliehen Teile nicht nur an den arbeit- übertragenden Flächen, sondern in allen Teilen mit dem Druckleitmittel in Berührung sind, wird diese Ausführungsart natürlich mit beträchtlichen Reibungsverlusten arbeiten und kommt daher nur für gewisse Zwecke in Betracht, insbesondere da, wo kleinere Kräfte zu übertragen sind und wo es vornehmlich auf absolut ruhigen, stetig änderbaren Gang ankommt, z. B. bei feinen Ziselier-und Poliermaschinen, wo die meisten Zahn-und Hülltriebe durch sogenannte Rattermarken störend wirken.
Ein Vorteil dieser Ausführungsart besteht darin, dass der innere Arbeitsdruck des Druekleitmittels kompensiert ist und sich nicht auf den Triebelementen auswirkt.
Zur Verringerung der Reibungsverluste kann die Anordnung, welche in Fig. 1 dargestellt ist, gemäss Fig. 2 dahin abgeändert werden, dass nur das Rad t in einem Behälter m eingekapselt und mit diesem gemeinsam axial verschiebbar ist.
Gemäss Fig. 3 kann weiters die Anordnung so gestaltet werden, dass nur der arbeitsübertragende Teil des Rades t eingekapselt ist, wodurch erreicht wird, dass die Reibungsverluste auf ein Minimum herabgesetzt werden. Auf das Rad t ist ein kapselförmige Schuh s aufgeschoben, in welchem seitliche
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raum o hindurchgezwängt worden ist. Der Schuh s ist durch polierte Flanschen fi an den Seitenflächen des Rades t grob abgedichtet ; eine hermetische Abdichtung ist infolge der korpuskularen Konsistenz des Druckleitmittels nicht notwendig.
Die Abdichtung an der durch die Flanschen f2 gebildeten Eintrittsund Austrittsstelle des Rades t sowie an der auf dem Rad r ansitzenden Flanschen f3 wird dadurch erreicht, dass die festen Partikel des Druekleitmittels durchweg grosser gehalten sind als die Tiefe der Rillen bzw. Zähne ti und i2 (in Fig. 3 ist der Übersichtlichkeit halber der Ansatz zur Druckregulierung weggelassen worden ; er kann an jeder Stelle der Kanäle c angebracht werden). Der Schuh s wird bei der Schaltung zusammen mit dem Rad t verschoben und durch die Führungsschienen d in seiner Lage relativ zu den Rädern r und t fixiert.
Die Ausführungen nach Fig. 1--3 geben ein schematisches Bild des Grundprinzips der Mahltriebe.
Einige Anwendungen dieses Prinzips für besondere Verwendungszwecke sind in den weiteren Figuren erläutert.
Fig. 4 stellt einen Mahltrieb mit zwei gerillten oder gezahnten Stirnrädern r und t für ein fixes Übersetzungsverhältnis dar. Der Kapselschuh s ist mit Flanschen versehen, welche die beiden Stirnräder seitlich umfassen und in dem die Kanäle e so ausgebildet sind, dass das Druekleitmittel nach der Durchzwängung an der engsten Stelle zwischen den beiden Rädern von den Nasen und V2 aus den Rillen
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dazu, um im Druckleitmittel stets eine bestimmte elastische Pressung zu erhalten.
Durch die Drehung des Schaltrades h werde. die einzelnen Räderpaare zum Eingriff gebracht bzw. ausgeschaltet und so das Übersetzungsverhältnis zwischen u1 und u2 verändert. Diese Anordnung, die sich selbstverständlich nicht auf drei Räderpaare zu beschränken braucht, ist hauptsächlich als Anlass- und Schaltgetriebe für Arbeitsmaschinen gedacht.
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Der Mahltrieb mit Kapselschuhen kann sowohl bei Stirarädern wie auch bei Kegelrädern angewendet werden. Für Kegelräder gilt dasselbe wie für Stirnräder ; es bleibt zwischen den zu kuppelnden Räderpaaren ein kleiner Zwischenraum frei, durch den das Druekleitmittel durchgezwängt wird. Die Rillen bzw. die Zähne der Räder können in allen Formen ausgebildet werden, welche bei den üblichen Zahnrädergetrieben verwendet werden, also als gerade, als Winkel-und als Schraubenrillen bzw. Zähne.
Der
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durch Gewähr eines ruhigen Ganges usw. ; ihrer allgemeineren Verwendung steht im Wege. dass die kinematisch richtige Verzahnung genau sehr schwer herstellbar ist : dieser Nachteil entfällt beim Mahl-
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herzustellen, denn infolge der Plastizität und Elastizität des Druckleitmittels entfällt der zwanglänfige Eingriff und hiedureh auch die Notwendigkeit der genauen kinematischen Entwicklung der Zahnflanken.
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Öffnung des zweiten Kapselsehuhes geführt.
Da bei diesem Triebe der Innenraum der Halbkugeln in der Achsrichtung von 111 und u2 frei von Konstruktionsteilen ist, sobald die Kapselschuhe in gleicher
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streifen, die an den Kapselschuhen bei direktem Gang vorüberstreichen, glatt (die Rillen entfallen an diesen Streifen) ; der Schalt mechanismus kann auch so durchgebildet werden, dass das Druekleitmittel drucklos wird, sobald die direkte Kupplung eingeschaltet ist.
In Fig. 9 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher das Antriebsrad 9-als Schraube ausgebildet ist, welche in dem Zylinder f1 drehbar ist ; die Innenfläche des Zylinders ist mit Längsrillen i1 versehen
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so dass der radiale Druck de' ! Druckleitmittels gegen fast ganz kompensiert wird. Diese Anordnung eignet sich besonders für Hebezeuge.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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das sich teils wie eine Flüssigkeit, teils wie ein starrelastischer Körper verhält.