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Flüssigkeitsgetriebe zur Arbeitsübertragung zwischen benachbarten Wellen mittels treibender und getriebener Turbinenräder.
Die wiederholt gemachten Versuche, mittels umlaufender Getriebe eine hydraulische Arbeitsübertragung zu erhalten, liefen meist darauf hinaus. eine Zentrifugalpumpe und eine Turbine so miteinander zu verbinden, dass das Wasser in das Pumpenrad eintritt bzw. eingesaugt wird, in diesem Geschwindigkeitsenergie empfängt, hierauf in das Turbinenrad überströmt,
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Nutzeffekt nicht erzielen. weil sich erhebliche Arbeitsverluste, namentlich Reibungsverluste in den Rohren und AustrittsveriuHte, nicht verhüten lassen.
Andererseits ist vorgeschlagen worden, eine ArbeitsflÜssigkeit in einem geschlossenen Raum durch einen den treibenden Teil dar-
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die Flüssigkeit nur verdrängen, ihr aber nicht eine genau bestimmte Richtung in der Bewegung zu geben vermögen, wird ein grosser Teil der Arbeit durch Wirbelbildung verbraucht.
Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Flüssigkeitsgetriebe zur Arbeits- übertragung zwischen benachbarten Weiten benutzt als treibenden und getriebenen Teil Turbinen- räder, wobei die ArbeitsBüssigkRit aus einem oder mehreren treibenden in ein oder mehrere daran anschliessende getriebene Räder geführt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das im
Kreislauf strömende Arbeitsmittel jeweils us einem getriebenen Rade unmittelbar in das eng daran anschliessende treibende Rad emtritt und nach Durchströmen des letzteren ebenfalls unmittelbar wieder in ersteres zurückgelangt, auf seinem Wege ständig im treibenden Teil Energie empfangend und diese auf den getriebenen Teil übertragend,
so dass das Arbeitsmittel nur durch unmittelbar kraftübertragende Maschinenteile geführt wird. Bei dieser Anordnung werden in- folge der ununterbrochenen Führung der Arbeitsnliissigkeit in genau bestimmten Bahnen nicht allein Wirbel ausgeschlossen, sondern die Schaufeln geben der Flüssigkeit bei ihrem Austritt aus dem einen Teil eine geeignete Richtung, so dass die Beaufschlagung des anderen Teils in günstiger Weise erfolgt. wobei die Austrittsgeschwindigkeit gleichzeitig für diesen Übertritt nutzbar gemacht wird. Durch diese besondere Anordnung werden Verluste soweit als möglich verhütet.
Ferner gestattet diese Anordnung, die durch den treibenden Teil auf die Flüssigkeit übertragene Geschwindigkeitsenergie unmittelbar im getriebenen Teil nutzbar zu machen, weil längere Verbindungsleitungen nicht vorhanden sind, in denen die Geschwindigkeitsenergie durch Reibung verloren gehen könnte.
Auf der Zeichnung ist das Prinzip dieser Arbeitsübertragung schematisch dargestellt ; ausserdem sind zwei Ausführungsformon des Getriebes im Schnitt veranschaulicht.
Die Y o1'l'ichtung besteht aus einem treibenden oder Primärteile 1, der mit einer geeigneten
Kraftmaschine auf beliebige Weise in Verbindung steht, und einem getriebenen oder Sekundär- teile 11, von dem die übertragene Kraft an beliebige Einrichtungen weitergegeben wird.
Die primäre und sekundäre Welle können dabei eine beliebige Lage zueinander haben.
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gemeinsame Achse gelegten ganz oder teilweise geschlossenen Wirbelring, ähnlich einem Rauchring (Fig. 1 und 2) bildet, jedoch mit dem Unterschiede, dass hier die Bewegung des einzelnen Flüssigkeitsteilchens nicht in einer die Achse schneidenden Ebene, sondern durch die Drehung der Turbinenräder schraubenartig auseinandergezogen erfolgt (Fig. 3). Bei dieser Art der Strömung sollen demnach die Seitenwände der Turbinenräder durch ihre Zusammensetzung einen Hohlring beliebigen Querschnitts bilden. Wie Fig. 4 zeigt, können auch mehrere derartige Stromkreise in beliebiger Anordnung vorgesehen sein.
Sowohl Teil I wie II können nach dem Prinzip der aussen oder innen beaufschlagten Radialturbinen, Achsial- oder Kegelturbinen, Überdruck-, Grenz-oder Druckturbinen oder beliebiger Vereinigungen dieser Systeme, ganz oder teilweise beaufschlagt, ein-oder mehrstufig, mit Achsialschubentlastung usw. ausgeführt werden. In der Zeichnung sind nur zwei Beispiele aus der grossen. möglichen Anzahl herausgegriffen. Die eingezeichneten Pfeile geben die Bewegungrichtung der Flüssigkeit an.
Fig. 5 und 6 zeigen im Schnitt zwei Ausführungsformen eines solchen Getriebes in schematischer Darstellung. Die Flüssigkeit tritt mit grosser Geschwindigkeit aus dem Teil I in den Teil II ; nach Abgabe ihrer Energie an den Teil I1 strömt sie mit geringer Geschwindigkeit zurück in den Teil l1 um hier von neuem beschleunigt und allenfalls unter Pressung gesetzt zu werden. Die Kanäle und Schaufeln in diesen beiden Rädern sind in der Weise ausgeführt gedacht, dass die Wasserstrahlen allmählich abgelenkt werden und beim Übertritt von dem einen in das andere Rad stets eine geeignete Richtung besitzen, um stossfreien Eintritt in das nächstfolgende Rad zu ermöglichen. Die Ausführung des Getriebes kann in vielfacher Weise abgeändert werden.
In den gezeichneten Beispielen setzt sich die Vorrichtung nur aus den beiden Turbinenrädern zusammen ; diese können aber beispielsweise in einem Gehäuse eingeschlossen oder an den Spalten durch geeignete Vorrichtungen abgedichtet sein.
Durch geeignete Wahl der Abmessungen und der Bauart der Primär-und Sekundärturbine hat man es in der Hand, zwischen den Umlaufzahlen beider Turbinen ein gewisses Übersetzungsverhältnis herzustellen ; auch können die bekannten Einstellvorrichtungen bei diesem Getriebe angewendet werden. um nach Belieben während des Ganges das Übersetzungsverhältnis zu ändern (drehbare Schaufeln, Ringschützen, Spalt-oder Gitterschieber usw.).
Verluste durch Flüssigkeitsreibung lassen sich hiebei dadurch erheblich einschränken, dass man als Arbeitsmittel Flüssigkeiten von möglichst geringer innerer Reibung wählt (z. B. Alkohol, Äther. Petroleum. geeignete Mischungen mit Wasser usw.) und dass man diese (z. B. auch Wasser) in heissem Zustande anwendet. Dies ist um so leichter möglich. als sich die Flüssigkeiten bei dem enggeschlossenen Kreislauf rasch erwärmen.
Wenn es sich darum handelt, die Abmessungen der ganzen Vorrichtung sehr klein auszuführen, so werden zweckmässig Flüssigkeiten mit möglichst hohem spezifischem Gewicht. z. B. Quecksilber, angewendet.
Die vorliegende Erfindung ergibt daher nicht nur eine ausserordentlich hohe Ersparnis an Raum, Gewicht und Herstellungskosten. sie ermöglicht auch durch die gedrängte Anordnung den weiteren Ausbau des Flüssigkeitsgetriebes zu einem beliebig umsteuerbaren Wendegetriebe und gibt wesentlich gesteigerte Wirkungsgrade. Denn mit dem Fortfall der umfangreichen Zuund Ablaufkrümmer und der Rohrleitungen entfallen auch alle Verluste, welche sonst in diesen Teilen durch Reibung, Stösse. Wirbelbildung und durch nicht ausgenutzte Pressungs-oder Geschwindigkeitsenergie (sogenannte Austrittsverluste) entstehen. Die letzteren Verluste lassen sich überhaupt nur bei einem engen Kreislauf. wie im vorliegenden Falle. vollständig vermeiden.
Durch den Wegfall der erwähnten Leitungen und dgl. wird es ermöglicht, die hinter einem der Turbinenräder vorhandene Geschwindigkeitsenergie unmittelbar, d. h. ohne vorherige Umwandlung in Druck im darauffolgenden Rade voll auszunutzen, weshalb die bei einer mehrmaligen Umwandlung der Energie von Geschwindigkeit in Pressung und von Pressung in Ge- schwindigkeit entstehenden Verluste gleichfalls vermieden werden.