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Pumpe mit Flüssigkeitsmotor
Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit Flüssigkeitsmotor, dessen Durchlassöffnungen mit denen der
Pumpe gemeinsam steuerbar sind, wobei eine einfache Einrichtung zur stufenlosen Regelung der Geschwin- digkeit bzw. der Leistung des Aggregates vorgesehen ist.
Es ist bereits bekannt. für Kraftfahrzeuge oder Lokomotoven mit Dieselantrieb Flüssigkeitsgetriebe zu verwenden, bei denen im geschlossenen Kreislauf Flüssigkeit durch eine Zentrifugalpumpe nach Wahl einem von mehreren auf einer Welle axial nebeneinander befestigten Turbinenlaufrädern zugeführt wird.
Die Steuerung des Stromflusses der Druckflüssigkeit erfolgt mittels zweier Schieber, die durch eine Spindel so verschoben werden, dass jeweils ein Laufrad g z freiist und dteandem ganz überdeckt sind.
Weiters ist eine hydraulische Kupplung bekanntgeworden, bei der ein auf einer treibenden Welle sitzender Pumpenkörper von einem mit Kanälen versehenen Pumpengehäuse umgeben ist und beide Teile in einem die Kupplungsflüssigkeit enthaltenden, auf einer getriebenen Welle verschiebbar angeordneten Gehäuse eingekapselt sind. Der Pumpenkörper ist mit einer Anzahl radialer, durch Federn gegen das Pumpengehäuse gedrückter Schieber versehen und exzentrisch zum Pumpengehäuse gelagert. Die Steuerung der Kupplung erfolgt durch Verschieben des das Aggregat umschliessenden Gehäuses.
Schliesslich ist ein aus einem Flügelkolbenmotor und einer parallel zu diesem liegenden Flügelkolbenpumpe bestehendes Fitissigkeitswechselgetriebe bekanntgeworden, bei dem die Pumpen- und Motorzylinder starr miteinander verbunden sind und durci : Verschieben des Zylindersatzes die Arbeitsräume von Pumpe und Motor in Abhängigkeit voneinander verändert werden. In der die Pumpe mit dem Motor verbindenden Leitung ist ein Umschalthahn vorgesehen, durch den die Drehrichtung des Flüssigkeitsmotors zur Pumpe umgekehrt werden kann.
Die beschriebenen Aggregate entsprechen nicht den Anforderungen im neuzeitlichen Werkzeugma- schinen-und Kraftfahrzeugbau, wo grosse Übersetzungen und die Übertragung hoher Leistungen verlangt wird.
Zufriedenstellende Ergebnisse werden mit einer Pumpe mit Flüssigkeitsmotor der eingangs erwähnten Bauart erzielt, bei der erfindungsgemäss im Bereiche des Einlasses und des Auslasses des Gehäuses sowohl der Pumpe als auch des Flüssigkeitsmotors in an sich bekannter Weise ein den Einlass und den Auslass jedes derselben überdeckender, mit in teilweise oder gänzlich Übereinstimmung mit dem Ein-bzw. Auslass des Gehäuses der Pumpe bzw. des Motors bringbaren Öffnungen oder Nuten versehener Schieber vorgesehen ist, wobei der druckseitige Austritt der Pumpe wahlweise mit der einen oder der andern Durchlass- öffnung des Motors in Verbindung bringbar ist.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert, in welcher der Erfindungsgegenstand in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt ist. Es zeigen Fig. 1 einen axialen
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In den Fig. l und 2 bezeichnen 1 und 2 zwei miteinander kämmende Zahnräder, die in einem Gehäuse 3 untergebracht sind und sich in Richtung der inFig. 2 eingezeichneten Pfeile drehen. Das Gehäuse 3 besitzt einen saugseitigen Einlass 4 und einen druckseitigen Auslass 5. Ein das Gehäuse umgebender Schieber 36 ist im Bereiche des Einlasses 4 und des Auslasses 5 mit je einer Öffnung 6 bzw. 7 versehen, die in vollkommene oder teilweise Übereinstimmung mit dem Einlass bzw. dem Auslass gebracht wer-
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den können. Die Einstellung erfolgt mittels einer Schraubenhtllse 8, die frei drehbar auf einem vom Gehäuse 3 ausgehenden Bolzen 9 gelagert und mit einem Ventilgriff 10 versehen ist. Der Schieber 36 weist im Zentrum seines Bodens 12 ein auf das Gewinde der Hülse 8 aufschraubbares Muttergewinde 11 auf.
Ein Mantel 13 umgibt den Schieber 36 mit dem Gehäuse 3.
Die beschriebene Pumpe arbeitet wie eine normale Zahnradpumpe. Das Zahnrad 1 erhält seinen Antrieb über die Welle 14 und nimmt das Zahnrad 2 mit. Die Pumpe saugt dabei über die Öffnung 4 Flüssigkeit aus der Leitung 15 an und fördert sie in die Druckleitung 16. Dabei kann die zu fördernde Menge durch axiale Verschiebung des Schiebers 36 von Null bis zum erreichbaren Maximum stufenlos eingestellt werden.
Bei der. in den Fig. 3 und 4 dargestellten Verbindung einer Pumpe der beschriebenen Bauart mit einem Flüssigkeitsmotor, besitzt dieser den gleichen Aufbau wie die Pumpe. Die gleichen Teile sind mit gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Index * bezeichnet. Der Motorraum ist vom Pumpenraum durch eine Querwand 15 eines gemeinsamen Gehäuses 3 getrennt. Die Zahnräder l, l'sitzen einseitig fliegend je auf einem Ende eines in der Querwand 15 gelagerten Zapfens 16 und sind anderseits über die Antriebswelle 14 bzw. die Abtriebswelle 17 im Gehäuse 3 gelagert. Die Zahnräder 2, 2'sind lose auf der Welle 18 aufgeschoben, die im Gehäuse 3 und in der Trennwand 15 gelagert ist.
Der Schieber 36 überbrückt den Pumpen- und den Motorteil und weist im Bereiche der Ansaugöffnung 4 des Pumpenteiles einen Durchlassschlitz 6 und im Bereiche der druckseitigen Auslassöffnung 5 eine Nut 19 auf, die über einen Kanal mit der saugseitigen Einströmöffnung des Flüssigkeitsmotors in Verbindung steht. Das aus dem Motor ausströmende Öl fliesst in einen Sammelraum 20 ab, der mit dem Vorratsraum 21 der Pumpe kommuniziert.
Bei dieser Ausbildung erfolgt die Steuerung durch axiale Verschiebung des Schiebers. Zu diesem
Zweck ist er mit einer Zahnstange 34 versehen, in die ein von Hand aus oder durch ein Impuls gebendes
Organ betätigtes Ritzel 35 eingreift, durch dessen Drehung die Verstellung des Schiebers erfolgt.
Um den Motor in beiden Richtungen antreiben zu können, ist es zweckmässig, den Schieber nach der
Darstellung in Fig. 5 auszubilden. In dieser Ausführung besitzt er zwei pumpensaugseitige Einlassöffnungen 6, 6a und zwei pumpendruckseitige Auslassöffnungen 7, 7a, die über Kanäle 22, 22a mit Durchlass- öffnungen 23 bzw. 23a beim Flüssigkeitsmotorverbundensind. Zum besseren Verständnis der Funktion des . Schiebers sind die sich in der Projektion deckenden Ein- und Auslassöffnungen 4,5 bzw. 4', 5' der Pumpe bzw. des Motors strichpunktiert eingezeichnet. Der gegenständliche Schieber arbeitet in folgender Weise : In der dargestellten Lage ist der Flüssigkeitsstrom unterbrochen, da die Ein- und Auslässe der Pumpe und des Motors mit keinem der Durchlässe im Schieber kommunizieren.
Wird der Schieber aus dieser Ausgangsstellung im Uhrzeigersinn gedreht, kommt pumpenseitig die Öffnung 6 über die saugseitige Öffnung 4 und die Öffnung 7a über die druckseitige Auslassöffnung 5 und motorseitig die Öffnung 23 über die in der Darstellung hinten liegende Öffnung 4'und die Öffnung 24a über die vorne liegende Öffnung 51 zu liegen.
In dieser Lage des Schiebers strömt die durckseitig von der Pumpe austretende Flüssigkeit im Kanal 22a in Richtung des Pfeiles A zur Öffnung 24a, durch die sie in die vorne liegende Öffnung 5'des Motors eintritt. Aus diesem strömt die Flüssigkeit nach verrichteter Arbeit durch die hinten liegende Öffnung 4'und die Öffnung 23 des Schiebers in den Kanal 22 und strömt an der Rückseite des Schiebers in Richtung des Pfeiles B zur saugseitig liegenden Öffnung 6 der Pumpe.
Soll der Motor in anderer Richtung gedreht werden, wird der Schieber entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, bis die Öffnung 7 über dem. druckseitigen Auslass 5 und die Öffnung 6a über dem saugseitigen Einlass 4 der Pumpe zu liegen kommt. In diesem Falle fluchten die Öffnungen 24 und 5'und die Öffnungen 23a und 41. Die Flüssigkeit fliesst aus der druckseitigen Öffnung 7 des Schiebers in Richtung der Pfeile C zu der Öffnung 23a und tritt durch die Offnung 4'in den Motor. Die aus dem Motor austretende Flüssigkeit strömt nach Verlassen der Öffnung 24 durch den Kanal 22a in Richtung der Pfeile D zur Öffnung 6a, durch die sie zur Saugseite der Pumpe gelangt.
Um die hinter der Bildebene liegenden Kanäle, die sich mit den vor der Bildebene liegenden, decken, erkenntlich zu machen, wurden sie in der Fig. 5schmäler gezeichnet. In der Tat besitzen alle Kanäle gleichen Querschnitt und die Durchflussöffnungen an ihren Enden gleichen Durchmesser. Die Kanäle selbst sind als Nuten an der Oberfläche der Schieber ausgebildet und werden durch einen den Schieber umgebenden Mantel abgedeckt.
Das System Pumpe-Flüssigkeitsmotor kann, wie Fig. 6 zeigt, beispielsweise zur Übertragung des Antriebes von einem Kraftfahrzeugmotoraufdie anzutreibenden Räder herangezogen werden. In diesem Falle treibt der Fahrzeugmotor 25 die erfindungsgemässe Pumpe 26 an, deren druckseitiger Auslass mit zwei Flüssigkeitsmotoren 27,28 verbunden ist, von denen jeder eines der beiden anzutreibenden Räder 29, 30 bewegt.
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Die Steuerung der Schieber der Pumpe 26 und derFlüssigkeitsmotoren 27, 28 ist so gewählt, dass die Druck- flüssigkeit, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wahlweise durch die eine oder die andere Durchlass- öffnung in den Motor eingeführt werden kann, so dass dieser in beiden Richtungen antreibbar ist. Die zu der einen bzw. zu der ändern Durchlassöffnung des Motors 27 bzw. 28 führende Leitung ist mit 31 bzw. 32 bezeichnet.
Um die Druckflüssigkeit bei den gegebenen Einstellungen der Schieber durch di' : enhprechendli Leitungen zu führen, ist ein in Abhängigkeit von den Schieberstellungen arbeitendes VentU 33 v -gesehen, das die Druckflüssigkeit von der Druckseite der Pumpe in die gewünschte Leitung 31 oder 32 durchlässt und das durch die andere Leitung aus den Motoren 27,28 zurückfliessende Öl zur Saugseite der Pumpe strö- men lässt.
Das zuletzt beschriebene System erübrigt die Anordnung eines Differentials, da die beiden Motore
27, 28 voneinander unabhängig mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden können. Beim Befahren einer Kurve wird in Abhängigkeit vom verschiedenen Bodendruck der beiden angetriebenen Räder der an der Kurvenaussenseite liegende Motor mehr Öl aufnehmen können und daher rascher laufen, als der an der Kurveninnenseite liegende.
Der Erfindungsgegenstand arbeitet in der dargestellten Anwendung nicht nur als treibendes Element, sondern auch als Kupplungselement, als Ausgleichsgetriebe und bei entsprechender Drosselung der Durch- flussöffungen bis auf Null auch als bremsendes Element.
Im Rahmen der Erfindung können natürlich auch verschiedene konstruktive Abänderungen vorgenommen werden. So ist es beispielsweise möglich, an Stelle von Zahnrädern auch Drehflügel od. dgl. zu verwenden. Auch können die durch Drehung verstellbaren Schieber durch axial bewegliche und umgekehrt ersetzt werden. Auch können an Stelle der Zahnräder Flügelräder verwendet werden. Schliesslich ist es möglich, pro Einheit auch nur ein Rad mit verstellbaren Schaufeln anzuordnen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Pumpe mitFlUssigkeitsmotor, dessen Durchlassöffnungen mit denen der Pumpe gemeinsam steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereiche des Einlasses und des Auslasses des Gehäuses sowohl der Pumpe als auch des Flüssigkeitsmotors in an sich bekannter Weise ein den Einlass und den Auslass jedes derselben überdeckender. mit in teilweise oder gänzlich Übereinstimmung mit dem Ein- bzw. Auslass des Gehäuses der Pumpe bzw. des Motors bringbaren Öffnungen oder Nuten versehener Schieber vorgesehen ist, wobei der druckseitige Austritt der Pumpe wahlweise mit der einen oder der andern Durchlass- öffnung des Motors in Verbindung bringbar ist.