Verfahren und Einrichtung zur hydrodynamischen Energiespeicherung und Druckerzeugung. Die vorliegende Erfindung stellt sieh zur Aufgabe, eine Reihe von Massnahmen, die an sich und einzeln seit langem für andere, stets aber nur untergeordnete Zwecke be kannt und je für sich mit dem Vorurteil der inderwertigkeit behaftet waren, derart um- 2 zugestalten, wissenschaftlich zu verbessern, aufeinander abzustimmen und ineinander greifen zu lassen, dass mit überraschend ein fachen, ja vermeintlich primitiven Mitteln ein neues hochwertiges Energiespeicherver- fahren für Iileinkraftzwecke erzielt wird, das besonders geeignet ist,
die Aufgabe zu lösen, aus kleinsten Antriebsmaschienen vor übergehend die vielfache Leistung heraus zuholen, und daher hohe wirtschaftliche Be deutung besitzt.
Die Erfindung beruht auf der Erkennt nis, dass es möglich ist, bei höheren Dreh zahlen, etwa 2000 bis 4000, mit Radien von 20 bis 30 cm, Umfangsgeschwindigkeiten von 60 bis 100 m/s und demzufolge Druck- höhen von der Grössenordnung 18 bis 50 at bei hohem Wirkungsgrad und kleinsten Liefermengen durch rotierende Tanks zu erzielen, die zu Energieakkumulatoren um gestaltet, nur mit einem Bruchteil der ange gebenen Drucke beansprucht und praktisch ohne Leerlaufverbrauch sind.
Die Aufgabenstellung der Erfindung be trifft ein besonderes Verfahren zur hydro dynamischen Energiespeicherung und darauf folgenden Druckerzeugung im Arbeitsraum einer zu betätigenden Vorrichtung, z. B. einer Maschine oder eines Getriebes. Von den be kannten Flüssigkeitsgetrieben unterscheidet sie sich wesentlich durch die Speicherungs möglichkeit, wobei dem Speicher vorüber gehend ein Vielfaches der Leistung des An triebsmotors entnommen werden kann. Vor anderweitigen Einrichtungen, z.
B. mit rotierenden Trommeln oder mit Schleuder pumpen und Windkesseln besteht der Vor zug, dass der Leerlaufverbrauch hier prak- tisch Null ist, und dass mit kleinsten An triebsmotoren und überraschend gedrungenen Einrichtungen kurzzeitig beliebig grosse Druck- .oder Zugkräfte an beliebiger Stelle für beliebige Arbeitszwecke bereit gestellt werden.
Das Verfahren gemäss der -Erfindung besteht darin, die Flüssigkeit einem mit möglichst hoher Umfangsgeschwindigkeit rotierenden, wenigstens unter Atmosphären druck stehenden Speichertank zuzuführen, dort in Form eines, z. B. relativ ruhenden oder dem Tank voraneilenden, Ringes zu speichern und darauf zur Druckerzeugung in den Arbeitsraum einer zu betätigenden Vorrichtung, z. B. eines Getriebes oder einer Maschine zu leiten, worauf das Spiel von neuem beginnt. Die Flüssigkeit kann dabei im Kreislauf strömen oder durch neue er setzt werden.
Die Speicherung erfolgt also in Form von kinetischer Energie im Betrage von mkg pro kg Medium, wenn u die Umfangsge-
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schwindigkeit im Tank ist. Dabei besteht eine Schwierigkeit: Führt man Flüssigkeit: durch Rippen, radiale Kanäle oder einfach durch Reibung dem rotierenden Flüssigkeits ring zu, so ist; nach dem Eintritt relativer Ruhe im Tank, nach der Turbinenhaupt gIeichung auf die zugeführte Menge ein Energiebetrag von
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pro kg Medium über tragen worden. Die gespeicherte kinetische Energie beträgt aber nur die Hälfte, näm lich
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pro kg Medium.
Infolgedessen geht bei solcher Zuführung unfehlbar die Hälfte .der übertragenen Energie durch Stoss und Wirbelung verloren.
Auf Grund dieser neuen Erkenntnis kann die Flüssigkeit zweckmässig von vorn herein .so zugeführt werden, dass sie dabei, abgesehen von unvermeidlichen Wand reibungsverlusten, möglichst nur die kine tische Energie der Speicherung, nämlich
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aufnimmt. Die Lösung dieser Aufgabe kann nach den Regeln der Turbinenlehre durch geeignete Formgebung rotierender und ge gebenenfalls fester Kanalteile, Laufkanälen, Leitschaufeln und dergleichen, vorzugsweise von Laufkanälen von kleinerem Radius als der Speicher erfolgen.
Nur in Fällen, wo der 50%ige Energieverlust keine Rolle spielt, wird man mit einfachen Radialrippen oder radialen oder rückwärts gekrümmten Kanälen von grösserem Radius ,oder gar mit ge- wöhnlicherR.eibuno,swirkung vorliebnehmen.
Eine wesentliche Verbesserung des Ver fahrens kann dadurch erreicht werden, dass die kinetische Energie der Speicherflüssig keit möglichst sofort nach dem Eintritt in die Entnahmevorrichtung, am günstigsten in ihr selbst durch einen oder mehrere Diffu- soren in Druck umgesetzt wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad abermals gesteigert.
Ein weiterer Teil des Verfahrens kann in der Weise ausgeführt werden, dass die ein gangs genannten, in Schleuderpumpen bei Nullförderung auftretenden erheblichen Leer laufverluste ausgeschaltet werden, indem die Entnahmevorrichtung während der Pausen der Entnahme widerstandsfrei gemacht wird, z. B. durch glatte Wände abgedeckt oder aus dem rotierenden Flüssigkeitsring herausge nommen wird oder axial zum Speichertank drehbar gemacht und vom Flüssigkeitsring ohne Widerstand mitgenommen wird. Letz tere Ausführungsform des Verfahrens eignet sich besonders für Entnahmevorrichtungen in Gestalt eines besonderen turbinenra.darti- gen Schöpfrades, das für die Zwecke der Entnahme vorübergehend, z.
B. durch eine Bremseinrichtung festgehalten, in den Ent nahmepausen aber losgelassen wird. Bei dem vorliegenden Verfahren kann eine Steuerung der Druckerzeugung vorzugsweise dadurch verwirklicht werden, dass ein oder mehrere Schöpfkanäle in den Flüssigkeits ring von Hand oder durch Servomotor einge tauscht werden, oder ein vorher mitrotieren- der Schöpfkanal oder ein ganzes Schöpfrad nach Wunsch festgehalten, z. B. gebremst, oder verlangsamt wird.
Zusätzlich können ,dabei weitere Steuer-, Rückschlag- oder .sonstige Absperreinrichtungen in geeigneter Reihenfolge mitbetätigt werden.
Der letzte Teil des Verfahrens, die Druck erzeugung oder Arbeitsleistung, erfolgt im Arbeitsraum einer zu betätigenden Vorrich tung, z. B. einer Maschine oder eines Ge triebes. Dabei sind ,drei Fälle möglich: A. Der Arbeitsraum ist durch eine gerad linig oder bogenförmig bewegliche, kolben ähnliche Wand (Kolben, Drehkolben, Mem brane, Federrohr, Balg, Glocke, Schwimmer oder dergleichen) abgeschlossen, stellt also im allgemeinsten Sinn einen einfach- oder doppeltwirkenden Arbeitszylinder dar zur Bewegung oder Betätigung von beliebigen Arbeitsgliedern, wie Druck-, Zug-, Scheer-, Bi.egungs- oder Tor.sionsgliedern, Steuer-, Schalt-, Kupplungs-, Brems-, Hub-,
Fest spann-, Regel-, Lade, Abzug- oder sonstigen Gliedern, verschiebbaren oder verdrehbaren Leit- oder Laufrädern von Flüssigkeits getrieben usw.
Diese Glieder können beliebigen Kraft-, Verarbeitungs-, Werkzeug-, Hebe-, Trans port-Bauingenieur-, Landwirtschafts-, Berg werks-, oder sonstigen Maschinen, -Ma schinenteilen oder -Einrichtungen oder be liebigen mechanischen, pneumatischen, hy draulischen oder elektrischen Getrieben oder beliebigen Land-, Wasser- oder Luftfahr zeugen, Kriegstanks, Kanonen oder sonstigen Waffen- und Kriegsgeräten, insbesondere deren Bewegungs-, Rücklauf- oder Steuer teilen angehören.
.Sie können eben so gut als Arbeitsglieder zur Betätigung von Druck werken, Hubwerken, Kippwerken, beweg lichen Brücken, Kippbühnen, Schiffsrudern, Pressen, Biegemaschinen, Stanzen, Soheeren, elektrischen Schalt- oder ähnlichen Einrich- tungen:dienen.
B. Der Arbeitsraum gehört einem der be kannten Flüssigkeitsgetriebe oder einem sonstigen Gefäss an, aus .dem die Luft zu Schnellmanövrierzwecken in wesentlich kür zerer Zeit (Bruchteil einer .Sekunde) heraus gepresst werden soll, als es mit den bis herigen Hochbehädtern oder dergleichen mög- lich ist. Die Arbeitsleistung besteht hier im stossartigen Verdrängen der Luft und Unter- drucksetzender Füllung, im Nachfüllen von Leckflüssigkeit usw.
C. Der Arbeitsraum gehört einer Strö- mungs-, insbesondere turbinenartigen , Vor richtung an, in der die Speicherflüssigkeit durch Strömungsdrücke Arbeit, vorzugsweise Dreharbeit, verrichten soll. Dadurch entsteht ein eigenartiges Flüssigkeitsgetriebe mit organisch eingebautem Akkumulator und be liebiger Lage von Primär- und Sekundärteil zur Erzeugung stärkster Übersetzungs- und Dreh- oder Einzelkräfte.
Alle unter A genannten Anwendungs möglichkeiten gelten sinngemäss auch für die Fälle B und C.
Die Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist auf der Zeichnung durch mehrere Ausführungsbeispiele und Teil varianten veranschaulicht. Gleiche Ziffern bezeichnen in den verschiedenen Figuren gleichartige Teile.
Fig. 1 zeigt im Aufriss, teilweise im Schnitt, eine Einrichtung mit Arbeitsraum von der Bauart A; Fig. 2, ist eine Ansieht von rechts der Fig. 1 gesehen, teilweise im Schnitt nach Linie x-x der Fig. 1;
Fig. 3 ist ein teilweiser Schnitt durch eine Schöpfvorrichtung mit Diffusor; Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie y-y der Fig. 3; die Fig. 5 und 6 sind Vertikal- bezw. Hori- zontalsohnitte dureh eine Luftabseheidevor- richtung; die Fig. 7 und 8 veranschaulichen Speicher mit vertikaler Achse;
die Fig. 9 und 10 sind Schnitte durch gün stige Zufuhr- oder Pumpvorrichtungen senk recht zur Achse; Fig. 11 ist ein Schnitt durch einen Speicher selbst mit eingebauter Leitvorrich tung und Ansieht des Motors; Fig. 12 ist ein Schnitt durch einen Speicher mit mehreren Einzeltank- und Ent nahmevorrichtungen;
Fig. 13 ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt, durch eine Einrichtung mit Arbeits räumen von,der Bauart ss; Fig. 14 ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt, durch eine Einrichtung mit Arbeits raum von- der Bauart C; Fig. 15 ist eine Ansicht in Pfeilrichtung A der Fig. 14; Fig. 16 veranschaulicht eine Kombination von Arbeitsräumen der Bauarten B und C;
Fig. 17 zeigt eine andere Ausführungs form der in den Fig. 14, 15 und 16 darge- ,stelllten Einrichtungen; Fig. 18 ist ein Schnitt nach Linie z-z der r'ig. 17; Fig. 1-9 zeigt in den Fig. 17 und 18 erläuterte Einrichtung in Verbindung mit einer Schöpfeinrichtung nach Fig. 3;
Fig. 20 zeigt die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Schöpfeinrichtung mit einer Kraftsteuerung zum gegebenenfalls auto matischen Ein- und Ausrücken.
In Fig. 1 ist auf der Achse des Motors 1 der rotierende Speicher 2 mit der Zufüh- rungseinriehtung oder Pumpe 3, dem Zu flussrohr 4, dem Abflussrohr 5 und der durch ein Rohr oder einen Kanal gebildeten Schöpf- einrichtung 6 dargestellt, wobei die Teile 4 und 5 von dem festen Bock 7 getragen wer den. Die Beschaffenheit der Zuführungsein richtung oder -der Pumpe 3 und die Verbin dung der Pumpe mit der Zuflussleitung 4 werden weiter unten anhand der Fig. 9 und 1'0 näher erläutert. Die Schöpfeinrichtung ist durch einen Hebel 8 mitsamt Rohr 5 schwenkbar.
Aus dem Abflussrohr 5 gelangt die Flüssigkeit durch das feste Rohr 10 in den Schieberka.sten 11 des Arbeitszylinders 12_ und hebt .dort den Kolben 1.3 zur Arbeits verrichtung für irgendeinen der oben ange gebenen Zwecke.
Wird der Steuerschieber im Sehieber- kasten 11 von Hand oder durch irgendeinen selbsttätigen Mechanismus ' mit Hilfe der Steuerstange 19 und des Hebels 14, 15 auf Entleerung des Arbeitszylinders 12 umge stellt und ausserdem durch den Hebel 14, 16 und die Lenkstange 17 die Schöpfvorrichtung 6 aus dem Speicherwasserring herausgQnom- men,
so drückt der Kolben 13 durch sein Gewicht oder Federwirkung oder Druckluft die Flüssigkeit durch das Zuflussrohr 4 und gegebenenfalls durch eine darin angebrachte Drosselvorrichtung 18 nach der Pumpeinrieh- tung 3, und damit in den Speicher 2 zurück.
Die Drosselvorrichtung 18 ist vorgesehen, um eine Überlastung :des Motors bei stoss weisem Rückfluss der Flüssigkeit aus dem Arbeitszylinder 12 in die Pumpeinrichtung 3 zu verhindern.
Der Überschuss der von dem Kolben 13 weggedrückten Flüssigkeit über die durch die Drosselvorrichtung 18 in den Speicher 2 durchgelassene Flüssigkeit findet dann vor übergehend im Ausgleichsgefäss 20 Raum, bevor dieser Überschuss durch hie Drossel vorrichtung 1:8 gleichfalls zum Speicher durchgellassen wird. Die Flüssigkeit im Ausgleichsgefäss 20 kann auch durch eine Feder oder über einen Dreiweghahn 9 durch Druckluft oder dergleichen belastet sein.
Gemäss, Fig. 2 ist das Schöpfrohr 6 in Form eines schlank verjüngten Diffusors ausgebildet; die punktierte Lage gilt nach teilweiser Entleerung des Speichers. Der Hebel 8 der Schöpfeinrichtung kann für be stimmte Zwecke mit einem Gegengewicht 21 oder einer andern Vorrichtung, z.
B. einer Feder, einem Druckkolben oder dergleichen versehen sein, welche Einrichtungsas Schöpf rohr 6 nach bestimmter Entleerung des Spei chers gegebenenfalls selbsttätig aus der Flüssigkeit herauszieht und es damit voll kommen widerstandsfrei macht, so sass, die Leerlaufverluste praktisch auf Null sinken.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine verbesserte Entnahmevorrichtung 6. Auf die Mündung des- Rohres 6 wird von der Relativströmung ein sehr -grosser Staudruck ausgeübt, der die Entnahmevorrichtung unter die Flüss.igkeito- oberfläche zu drücken bestrebt ist. Damit dies jedoch über ein gewisses Mass hinaus verhindert wird, ist am Rohr 6 die gleitboot- ähnliche Fläche 23 angebracht, auf die die Strömung ein entgegengesetztes Drehmoment ausübt.
Die Entnahmevorrichtung 6, 23 kann mit seitlichen, unmittelbar oder in gewissem Abstand an sie angebauten Seitenwänden<B>224</B> oder mit ähnlichen Einrichtungen versehen sein, welche z. B. durch gelochte Beruhi- gungsfläehen, Siebe oder dergleichen beim Eintauchen der Entnahmevorriehtung die Wellen dämpfen und die Luftmitnahme ver ringern. Auch der Speichertank selbst kann finit durchlässigen Beruhigungsflächen 2 7 (Fig. 1 und 11) versehen sein.
Etwa, in die Schöpfeinrichtung mitge rissene Luft kann vor dem Eintritt in den Arbeitsraum gemäss Fig. 5 und 6 durch einen Windkessel 25 vorzugsweise durch Zentri- fugalwirkung (<B>E</B> rzeugung eines Umlaufes) nach der Mitte zu abgeschieden und durch eine Ablassvorrichtung 26 entweder ins Freie oder in Form von Druckluft zu irgend einer nützlichen Verwendung z. B. zu Steuer- oder Bremszwecken weitergeleitet werden.
Die Achse des Speichers 2 kann gemäss Fig. 7 und 8 auch vertikal entweder ober halb oder unterhalb des Motors 1 liegen.
Ein besonders wichtigerTeil ges Speichers ist die Zuführungseinrichtung oder Pumpe 3 für die Flüssigkeit.. Ihre Aufgabe besteht darin, der Flüssigkeit aus den eingangs er- w 'ihnten Gründen möglichst nur die im Speicher vorhandene kinetische Energie mit bestem Wirkungsgrad mitzuteilen. Geeignete Formen sind in den Fig. 9 und 10 dargestellt.
d ist die Zuüluss-, 3 die Pumpeinrichtung. welche in Fig. 9 als reine Gleichdruckpumpe, in Fi g. 10 als Überdruckpumpe, in beiden Fällen mit freiem Ausfluss in die Atmosphäre und Ausströmung nach vorn in der Dreh richtung des gekrümmten Pfeils, dargestellt ist.
Um die austretende Flüssigkeit mög lichst stoss- und verlustfrei in den Flüss.ig- keitsring des Speichers zu befördern, können feststehende Leitvorrichtungen 2.8 anbeorclnet sein.
Eine besonders vorteilhafte. Einrichtung des Speichers ist in Fig. 11 dargestellt, in der ein feststehender Leitkranz 28 am Zu- fliissrohr 4 mittelst einer Scheibe 29 oder der gleichen befestigt ist. Das Zuflussrohr 4 um- bt hier gleichachesig die Speiüherwelle 30.
ffi tr Die Verlängerung es Zuflussrohres 4 und des Abflussrohres 5 gehen hier durch den feststehenden Deckel 32, der die Öffnung des rotierenden Speichers gegebenenfalls durch eine Labyrinthdiehtung 3.3 abschliesst.
Gemäss Fig. 12 können auch mehrere dynamische Speichertanks vorteilhaft inein ander angeordnet sein. Zum Beispiel kann der äussere Hauptspeicher 2a zur Erzeugung grosser Arbeitskräfte in Vorrichtungen bezu1. Maschinen nach dem Typ A (Fig. 1) dienen, der innere Speichertank 2b zur Betätigung kleinerer Arbeitszylinder oder sonstiger Vor richtungen, hauptsächlich aber für Steuer oder Schaltzwecke. Demgemäss sind zwei Schöpfvorrichtungen 6a, 6b und zwei Abfüh- rungsrohre 5a, 5b vorgesehen.
Die (nicht ge zeichnete) Zuflusseinrichtung kann vorteil haft die Flüssigkeit ganz .oder hauptsächlich zuerst in den innern Tank 2b führen, um diesen, etwa für Steuerzwecke, ständig ge füllt zu halten. Der Überschuss läuft dann selbsttätig am besten durch eine der oben beschriebenen, hier nicht gezeichneten Pum pen in den Haupttank 2a. Handelt es .sich um schnelle Abführung besonders grosser Speichermengen, so können mehrere Schöpfer parallel geschaltet und zwecks bleichzeitiger Bewegung mechanisch gekuppelt sein, beispielsweise durch Hebel, Zahnräder mit gemeinsamem Zahnring oder dergleichen.
In vielen Anwendungsfällen ist es er wünscht, Flüssigkeitsverluste durch Spritzen, Undichtigkeiten usw. zu vermeiden. Zu die sem Zweck kann der Speicher gemäss Fig.12, obere Hälfte, von einem (punktiert gezeich neten) Gehäuse 35 umgeben sein, das mit einer ringsum laufenden Rinne 36 versehen ist, in der sich auch die kleinste Menge Leckflüssigkeit sammelt. Diese wird dann durch kleine schaufelartige Erhöhungen 37 des rotierenden Speichers oder einfach durch .die Reibung aufgerauhter Oberfläche längs der Rinne nach irgendeiner Stelle, z.
B. einem höher liegendem Sammelgefäss fortgeschleu dert bezw. fortgepumnt. Um den Drehzahlabfall bei der plötz lichen Entnahme grosser Speichermengen möglichst zu beschränken, kann nach Fig. 12 mit dem Speichermantel 2a ein gewöhnliches Schwungrad 38 unmittelbar verbunden sein.
Der dynamische Speicher kann zweck mässig auch zur Dämpfung von Drehschwin gungen vielkurbeliger Verbrennungsmaschi nen oder dergleichen ausgenutzt werden. Zu diesem Zweck dienen vorteilhaft durch brochene Querleisten, deren Flächen senk recht zum Umfang stehen. Die bei ungleich förmigen Antrieb entstehenden Relativ bewegungen oder gar Resonanzschwingungen des Speicherinhaltes üben starke Dämpfungen auf die Antriebsmaschine aus.
Der Mantel des Speichers kann vorteil haft im Interesse der Gewichts- und Raum ersparnis bei Fahrzeugen usw. als Träger für Hilfseinrichtungen des Motors oder für Ge triebe verwendet werden, z. B. für den Zahn kranz -der Andrehvorrichtung, die Getriebe bremse, den Ventilator für die Motor- oder Getriebekühlung oder dergleichen. Auch kön nen die Aussenflächen des Speichers zusätz lich, z. B. in Form von Rippen, Stiften, Schaufeln oder dergleichen vergrössert und als Rückkühler für die Speicherflüssigkeit oder die Kühlflüssigkeit des Motors oder für die Luftkühlung von Flüssigkeitsgetrieben ausgenutzt werden.
Beim Stillsetzen des Speichers fällt der rotierende Flä-ssigkeitsring zusammen. Bei Anordnung genügend geringer Wassertiefe findet der gesamte Flüssigkeitsinhalt alsdann in der untern Speicherhälfte Raum. Bei grösseren Speichermengen kann er jedoch teil weise in sonst umlaufenden, teilweise in stets stillstehenden Räumen der Gesamteinrich tung Platz finden. Dies gilt z. B. immer dann, wenn der Arbeitsraum (z. B. 12 in Fig. 1) ganz oder teilweise tiefer liegt, als .die Speichermitte. Vorteilhaft kann auch für den Rest ein fester besonderer Vorrats behälter ausserhalb des Speichers angeordnet sein.
Nötigenfalls kann eine gegebenenfalls vom Speicher angetriebene kleine Hilfs- pumpe das Wasser aus diesem Vorrats behälter nach dem Speicher oder Arbeits raum zurückfördei-n. Hierfür kann unter Umständen auch die in Fig. 12 mit 37 be zeichnete Hilfseinriehtung allein oder zusätz lich verwendet werden.
Fig. 13 ist ein teilweiser Schnitt durch eine Einrichtung mit Arbeitsräumen von der Bauart R. Die Pump- und Entnahmevorrich tung ist in mancher Beziehung der in Fig. 1 dargestellten ähnlich. Der Arbeitsraum wird hier durch die Räume eines Flüssigkeits getriebes 40 gebildet, das aus der Turbo kupplung 41 und dem Turbomomentwandler 42 besteht. Der Zweck ist, die Luft aus der Turbokupplung 41 oder dem Turbowandler 42 in kürzester Zeit herauszupressen, um der artige Getriebe wesentlich schneller als bis her, gegebenenfalls in Bruchteilen einer Sekunde, durch Füllen und Entleeren manö vrieren zu können.
Durch die Schöpfeinrichtung 6 wird Druckwasser aus dem rotierenden Speicher tank 2 durch die Abflussrohre 5 und 10 in -den Schieberkasten 11 gedrückt, wo es ver mittelst des Steuerschiebers 43 beispielsweise in die Turbokupplung 41 gedrückt wird. Gleichzeitig kann die Füllflüssigkeit des Turbowandlers 42 über das Zuflussrohr 4 und das Drosselventil oder die Rückschlag kappe 18 und die Pumpeinrichtung 3 in den rotierenden Speicher 2 zurückfliessen. Der Steuerschieber 43 kann von Hand oder durch einen selbsttätigen Mechanismus betätigt werden.
Für viele Fälle ist es erwünscht, ihn direkt mit dem Hebel 8, der in beschriebener Weise auf dem schwenkbaren Rohr 5 sitzt, mechanisch zu kuppeln oder ihn auf andere Weise, z. B:. durch Zwischenschalten einer hydraulischen Steuereinrichtung, gleichzeitig oder in bestimmten Phasenverschiebungen gegen den Hebel 8 zu betätigen.
Fig. 14 ist ein teilweiser Schnitt durch eine Einrichtung mit Arbeitsraum von der Bauart C. Der Arbeitsraum gehört hier einer turbinenartigen Vorrichtung an. Durch die Schöpfeinrichtung 6 wird die Flüssigkeit aus dem rotierenden Speicher 2 durch das Rohr 5 beispielsweise in die Spiralturbine 45 ge drückt, um hier Dreharbeit zu leisten. Auf der -Welle 46 der mit hoher Drehzahl um laufenden Spiralturbine 45 sitzt das Stirnrad <B>-17,</B> das mit dem Zahnrad 48 in Eingriff steht:. Durch Wahl eines grossen Über setzungsverhältnisses zwischen 47 und 48 ist es möglich, auf die Sekundärwelle 49 sehr grosse Momente zu übertragen.
Die Arbeits flüssigkeit fliesst durch das Abflussrohr 4 der Turbine 45 über die Pumpeinrichtung 3 in den rotierenden Speicher 2 zurück. An Stelle der Spiralturbine 45 kann selbstverständlich eine Turbine jeder andern bekannten Art, z. B. eine Gleichdruck- oder eine Überdruck turbine eingebaut werden. Fig. 1.5 ist eine Ansicht in Pfeilrichtung 4 auf die Stirn räder und die Turbine der Fig. 14.
Das Ganze stellt ein neuartiges Flüssigkeits getriebe mit Speicher für sehr hohe Moment- übersetzunr; dar, das sehr leicht, ähnlich den bekannten Getrieben des Anmelders, umge steuert und auf höchste Zugkraft beim An fahren gebracht werden kann.
Fig. 16 stellt den Zusammenbau des in Fig. 1.4 und 15 dargestellten Übersetzungs getriebes mit einem bekannten Turboflüssig- keitsgetriebe 40 des Anmelders dar.
Hier ist der rotierende Speicher 2 um das Turboflüssigkeitsgetriebe 40 herumgelegt. Die Einrichtung kann z. B. so getroffen sein, dass 41 als Turbokupplung und 42 als Turbo- momentwandler für Vorwärtsgang gewäblt wird. Der Rückwärtsgang kann dann durch das Übersetzungsgetriebe 47, 48 erzielt wer den.
Die Arbeitsweise ist folgendermassen: Fährt man beispielsweise mit der Turbo kupplung 41 (direkter Gang), so ist der Turbomomentwandler 42 entleert, und auch das Zahnradpaar 47, 48 und die Turbine 45 laufen leer mit. -Will man vom Kupplungs betrieb auf Rückwärtsgang übergehen, so entleert mau auch die Turbokupplung 41 in den rotierenden Speicher 2 und setzt ver mittelst der Schöpfeinrichtung 6 die turbi nenartige Vorrichtung 45 in Betrieb. Da die Turbine 45 mit grosser Drehzahl umläuft, ist es möglich, durch passende Wahl des Zahnradpaares 48, 47 die Sekundärwelle 49 mit grosser Übersetzung zur Primärwelle rückwärts laufen zu lassen.
Durch Anord nung weiterer Schöpfeinrichtungen 6 oder Verteilschieber, Ventile oder dergleichen ist es ohne weiteres möglich, die wahlweise Füllung der Turbogetriebe 41, 42, wie unter B beschrieben und in Fig. 13 dargestellt, vorzunehmen, so dass eine Kombination des Falles B und C gegeben ist.
Die Fig. 17 und 18 sind eine andere Aus führungsform der in den Fig. 14, 1.5 und 16 gezeichneten und im zugehörigen Text be schriebenen Einrichtungen. Die Turbine 45 wird hier durch den rotierenden Wasserring des Speichertanks 2 direkt teilweise beauf- schlagt und in schnelle Drehung versetzt. Sie treibt wieder über die Welle 46 und das Zahnräderpaar 47, 48, die Sekundärwelle 49 an.
Das aus der Turbine 45 abfliessende Wasser wird über den feststehenden Leit- apparat 28 mit Abführungstasche 50 durch die Pumpeinrichtung 3, die mit dem um laufenden Gehäuse des Speichertanks 2 fest verbunden ist, in den letzteren zurückgeför dert. In Verbindung mit dem in Fig. 16 dargestellten Flüssigkeitsgetriebe 40 kann die Einrichtung nach Fi g. 17 als Rückwärts gang oder Berggang eines kombinierten Flüssigkeitsgetriebes ausgebildet werden, analog wie anhand der Fig. 16 dargestellt und beschrieben.
Bei dieser Ausführungs form ist also die Entnahmevorrichtung als teilweise beaufschlagte Turbine ausgebildet, die gleichzeitig den Arbeitsraum darstellt.
Es ist auch möglich, durch passende Ein richtungen die Turbine 45 ausser Betrieb zu setzen. So kann man z. B. in Fig. 17 und 18 die Sekundärwelle 49 exzentrisch zu der Achse der Primärwelle 52 lagern, etwa in der Linie N-N und die nicht rotierende Teile, wie das Lager der Welle 46, den Leit apparat 28 und die Abführungstasche 50 um die neue Achse N-N von 49 drehbar machen. Durch diese Drehung kann dann die Turbine 45 aus dem rotierenden Wasser ring herausgeschwenkt werden.
Die Ausser betriebsetzung der Turbine 45 kann auch da- durch erfolgen, dass man die Turbine aus dem rotierenden Flüssigkeitsring herauszieht, indem man sie z. B. radial nach innen ver schiebt.
Eine andere Möglichkeit, die Turbine 45 nach Belieben in oder ausser Betrieb zu setzen, ist in Fig. 19 durch Schwenkung der Schöpfeinrichtung 6 gegeben. In der ausge zogen gezeichneten Lage ist die Schöpfein- richtung 6 in Betriebsstellung, während sie in der gestrichelt gezeichneten Lage ausser Betrieb gesetzt ist: In der Fig. 20 ist die in den Fig. 2 und 3 bereits dargestellte Schöpfeinrichtung 6 mit einer Kraftsteuerung zum gegebenenfalls automatischen Ein- und Ausrücken gezeich net.
Wie früher beschrieben, wird auf die Mündung der Schöpfeinrichtung 6 von der Relativströmung einsehr grosser Staudruck ausgeübt, der die Schöpfeinrichtung unter die Flüssigkeitsoberfläche zu drücken bestrebt ist. Die gleitbootähnliche Fläche 23 verhin dert, dass dies über ein gewisses Mass hinaus geschieht. Die Mündung der Schöpfeinrich tung wird daher stets, dem Flüssigkeits spiegel des rotierenden Speichertanks folgen.
Ist dieser nun bis zu der :gewünschten Tiefe entleert, so wird die Schöpfeinrichtung .durch die Feder 57 in die in Fig. 20 gestrichelt gezeichnete Lage gezogen. Die Schöpfein- richtung ist mit einem Drehschieber 54 ver seben, der, so gebaut ist, dass die Flüssigkeit während des Betriebes ungehindert durch die Durchflussöffnungen 55 in das Abflussrohr 5,6 strömen kann.
Im ausgeschalteten Zustand ,dagegen (also in der gestrichelten Lage), schliesst .der Drehschieber 54 die Durchfluss- öffnungen 55 ab, so dass :die Druckflüssigkeit aus dem angeschlossenen Arbeitsraum nicht in die Schöpfeinrichtung 6 zurücktreten kann.
Der Drehschieber 54 ist mit :einem Dreh kolben<B>58</B> versehen, der sich in der Tasche 62 bewegen kann. Will man nun nach Wiederauffüllung des Speichertanks die Schöpfeinrichtung 6 wieder in Betrieb setzen, so wird die untere Hälfte der Tasche 62 durch das Anschlussrohr 59 mittelst eines Steuergliedes willkürlich unter Druck ge setzt, so dass der Drehschieber 54 samt Schöpfeinrichtung 6 eine Drehung entgegen gesetzt dem Uhrzeiger macht, bis die Mün .dung von 6 in den rotierenden Flüssigkeits ring eintaucht.
61 ist eine Öffnung, um Luft oder Leckwasser aus der Tasche 62 beim Betätigen des Drehschiebers zu ent fernen.
In den Fig. 1 bis 20 sind nur einige mögliche Ausführungsformen der Einrich tung gemäss der Erfindung dargestellt. Es sind selbstverständlich noch viele andere Ausführungsformen möglich.
Erwähnt sei nur, dass die gezeigte Ver einigung von Flüssigkeitsgetrieben 40 mit dem Speicher 2 und der aushebbaren Ent nahmevorrichtung 6 auch ohne Zufügung der neuartigen abgesonderten Rückwärts- oder Vorwärtsturbine 45 geschehen kann. Zum Unterschied gegenüber allen älteren Einrich tungen bekannter Art lässt sich mit Ein richtungen nach vorliegender Erfindung eine 10- bis 30mal höhere Manövriergeschwindig- keit, die Möglichkeit weitgehender Energie speicherung, die Vermeidung zusätzlicher starker Mehrbelastung des Antriebsmotors beim Manövrieren und eine insbesondere bei Kraftfahrzeugen bedeutsame Verkürzung der Baulänge erreichen.
Die neue Einrich tung löst die Aufgabe der Schaffung einer Schnellmanövriereinrichtung für die genann ten Getriebe.