Getriebe mit flüssigkeitsbetätigter Kupplung Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe mit flüssigkeitsbetätigter Kupplung, gemäss Patentan spruch des Hauptpatentes, also mit einem rotieren den Kolben und einem rotierenden Zylinder für die sen Kolben, derart, dass Kupplungsplatten durch ab wechslungsweise auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens wirkenden Druck in und ausser Eingriff ge bracht werden können, wobei Massnahmen getroffen sind, um den Druck auf die Kupplung oberhalb einer bestimmten Drehzahl der Kupplung automatisch zu verstärken.
Das Getriebe nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Druck, der auf den Kolben wirkt, um die Kupplungsplatten ausser Eingriff zu bringen, höher ist als derjenige, der auf ihn wirkt, um die Kupplungsplatten in Eingriff zu bringen, damit diese Kupplungsplatten schneller ausser Eingriff als in Eingriff gebracht werden.
Beiliegende Zeichnung stellt schematisch in einer einzigen Figur ein Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemässen Getriebes dar.
Die Kupplung 10 weist eine antreibende Welle 12 auf, welche durch ein Gasturbinentriebwerk an getrieben wird; ferner weist sie eine angetriebene, ro tierende Trommel 14 auf, welche die Leistung an einen Flugzeugpropeller überträgt. Ineinanderge= schachtelte Kupplungsplatten 16 und 18 sind axial verschiebbar und verdrehbar an der Welle 12 bzw. an der Trommel 14 angebracht, wobei die Welle Rippen 20 und die Trommel Rippen 22 aufweist. Auf der Welle 12 ist ein Zylinder 24 verschiebbar angeordnet und bildet ein Paar von ringförmigen Kammern 26 und 28 dies- und jenseits eines teller förmigen, einen Kolben bildenden Bundes 30 der Welle 12.
Um die Kupplung in Eingriff zu bringen, wird Drucköl oder eine andere Flüssigkeit bei einem vorbestimmten Druck durch radiale Kanäle 32 in die Kammer 26 hineingedrückt, um die Kupplungs platten gegeneinander und gegen einen tellerförmigen Bund 34 der Welle 12 zu drücken. Um die Kupplung ausser Eingriff zu bringen, wird Drucköl unter einem vorbestimmten Druck durch radiale Kanäle 36 in die Kammer 28 hineingedrückt, um die Kupplungs platten voneinander abzulösen. Während den Ein- und Auskupplungsvorgängen werden letztere da durch gekühlt und geschmiert, dass Öl unter einem bestimmten Druck durch die radialen Kanäle 3 8 zu geführt wird, um dann zum Behälter 40 zurückzu fliessen,
an den die Saugseite der Zahnradpumpe 42 angeschlossen ist. Ineinandergeschachtelte Rohre 44, 46 und 48 sind an die Kanäle 32, 36 bzw. 38 ange schlossen, um dieselben mit Drucköl zu speisen.
Ein Querkanal 49 verbindet die das Kühl- und Schmieröl führenden Kanäle 38 mit dem Kanal 36, um die beim Einkuppelvorgang unter Druck stehende Kammer 28 mit unter geringem überdruck stehen dem Drucköl zu speisen, so dass die unter Zentrifu- galwirkung aufkommenden, hydrostatischen Drücke in den Kammern 26 und 28 praktisch ausgeglichen sind, um ein zu abruptes Einkuppeln zu vermeiden. Von der Kammer 28, in der das Drucköl beim Aus kuppeln wirkt, führt ein Kanal 49 nach aussen, des gleichen ein Kanal 50, dessen Durchflussquerschnitt durch ein federbelastetes, auf die Drehzahl anspre chendes Ventil 52 gesteuert wird.
Der Kanal 49 dient zur Abführung des Drucköls aus der Kammer 28 bei mittleren Drehzahlen der Welle 12 während des Einkuppelvorganges. Das Ventil 52 ist so ab gestimmt, dass es erst bei höheren Drehzahlen der Welle 12 öffnet, damit dann zusätzliches Drucköl aus der Kammer abfliessen kann.
Somit wirkt dem, unter Zentrifugalwirkung in der Kammer 26 zustande kom menden, hydrostatischen Druck bei den höheren Drehzahlen nicht ein entsprechender Flüssigkeits- druck in der Kammer 28 entgegen, und dieser unter Zentrifugalwirkung zustande kommende Druck addiert sich in der Kammer 26 dem statischen Druck, der von der Pumpe 42 erzeugt wird, um so den Kupplungsplatten zu ermöglichen, ohne Schlupf hohe Drehmomente zu übertragen.
Die beim Aus kuppelvorgang unter Druck stehende Kammer 28 wird bei diesem Auskuppelvorgang mit Drucköl unter höherem Druck gespiesen als derjenige, der beim Einkuppelvorgang in der Kammer 26 wirkt. Somit ist der Einkuppelvorgang im Verhältnis zum Auskuppelvorgang relativ langsam; ein zu rasches Einkuppeln könnte nämlich schadhafte Wirkungen haben, während ein rasches Auskuppeln erwünscht ist.
Ein Kupplungssteuerorgan 60 lässt das zum Ein kuppeln dienende Drucköl bei einem reduzierten Druck durch die Leitung 62 zur Kammer 26 strö men, wenn sein mit zwei Ringnuten versehener Steuerschieber 64 sich in der mit vollen Linien ge zeigten rechtsseitigen Endlage EV bezüglich des Zy linders 65 befindet. Die an die Druckseite der Zahn radpumpe 42 angeschlossene Leitung 66 ist über eine Zweigleitung 68, ein Druckregulier- und Redu- zierorgan 70 und eine Leitung 72 mit dem Steuer organ 60 verbunden.
Das eben erwähnte Organ 70 hat einen Zylinder 74, einen mit einer Ringnut ver- sehenen Kolben 76 und eine Feder 80. Der in der Leitung 72 wirkende Druck wird durch eine Längs nut 77 des Zylinders 74 auf- die linksseitige Stirn- fläche des Kolbens übertragen; auf die rechtsseitige Stirnfläche des Kolbens wirkt nebst der Feder 80 der durch ein Loch 78 zugelassene atmosphärische Druck; die Federkraft ist so bemessen, dass der Druck in der Leitung auf einem Festwert gehalten wird, der erheblich geringer ist als derjenige des Druckes, der z. B. in der Leitung 66 oder 68 herrscht.
Das Steuerorgan 60 steuert auch den Zu- fiuss von Drucköl, das zum Aussereingriffbringen der Kupplungsplatten dient. Dieses Drucköl wird bei vollem Pumpendruck durch die Leitungen 82, 84 geleitet, wenn der Steuerschieber 64 sich in der mit strichpunktierten Linien gezeigten linksseitigen End- lage <I>DV'</I> befindet.
Der Ablass von Drucköl aus der Kammer 28 in den Behälter 40 erfolgt durch eine Nut 86 im Zylinder 65, wenn sich der Steuerschieber 64 in der rechtsseitigen Endlage EV befindet, wäh rend der Ablass von Drucköl aus der Kammer 26 durch eine Nut 88 erfolgt, wenn sich der Steuerschie ber in der Endlage<I>DV'</I> befindet. Nuten 87 und 89 ermöglichen den Zufluss von Drucköl aus den Lei tungen 84 und 72 zu den entsprechenden Ringnuten des Steuerschiebers in beiden Endstellungen dieses letzteren.
Der Zufluss des zur Kühlung und Schmierung der Kupplung dienenden Drucköls wird durch ein Steuerorgan 90 gesteuert, das durch eine Leitung 92 mit den Kanälen 38 in Verbindung steht und in das auch die Leitung 66 einmündet, und zwar wenn der eine einzige Ringnut aufweisende Steuerschieber 94 sich in der mit vollen Linien dargestellten rechtsseiti gen Endlage EV bezüglich des Zylinders 95 befindet. Hingegen ist die Zufuhr von Kühl- und Schmieröl zur Kupplung abgeschnitten, wenn sich der Steuer schieber 94 in der mit strichpunktierten Linien dar gestellten Lage<I>VV'</I> befindet, in die ihn die Feder 96 zu verschieben trachtet.
Der Steuerschieber 64 des Steuerorgans 60 wird durch einen doppeltwirkenden Servomotor 100 betä tigt, der einen Zylinder 101 und einen Kolben 102 aufweist. Letzterer bewegt sich in die mit vollen Li nien dargestellte rechtsseitige Endlage EV, wenn der Betätigungsarm 104 und das Küken 105 des Steuer hahns 110 sich in der mit vollen Linien dargestellten Lage E befinden, in welcher Drucköl von der Lei tung 66 durch die Leitungen 112, 114 zur Servo- motorkammer 116 fliessen kann, und wenn zugleich der Betätigungsarm 118 und das Küken 119 des Steuerhahns 120 sich in der mit vollen Linien gezeig ten Lage V befinden,
um den Abfluss von Öl aus der Servomotorkammer 122 durch die Leitung 124 und eine Steueröffnung 126 im Gehäuse 127 des Hahns 120 zum Sammelbehälter 40 zu gestatten. Der Kol ben 102 bewegt sich in die linksseitige Endlage <I>DV,</I> wenn der Betätigungsarm 104 des Steuerhahns 110 in die mit strichpunktierten Linien dargestellte Lage V' gebracht worden ist, um die Entleerung der Servomotorkammer 116 durch die Steueröffnung 128 im Hahngehäuse 129 zu gestatten, und wenn zu gleich der Betätigungsarm 118 des Steuerhahns 120 in die mit strichpunktierten Linien dargestellte Lage D gebracht worden ist, um den Zufluss von Drucköl zur Servomotorkammer 122 zu ermöglichen.
Die Wirkverbindung zwischen dem Servomotor 100 und dem Steuerorgan 60 ist durch eine Stoss platte 130 hergestellt, die an einer Stange des Servo motors 102 befestigt ist und die mit einem Bund 132 der Stange 134 des Steuerschiebers 64 in Eingriff kommt, um die Einkupplung zu bewirken bei der Verschiebung in die Lage EV, und die mit einem Bund 136 der Stange 134 in Eingriff kommt, um die Auskupplung zu bewirken bei der Verschiebung in die Lage<I>DV'.</I>
Ein federbelasteter Drücker 138 arbeitet mit seiner spitzen Nase mit der einen oder andern von im Profil V-förmigen Ringnuten 139, 140 der Stange 134 zusammen, um letztere in der einen oder andern ihrer Endlagen zu halten. Die Platte 130 kann von der Lage EV in die Lage<I>VV'</I> bewegt werden, ohne dass deswegen die Stange 134 verschoben wird, dies weil die tellerförmigen Bünde 132 und 136 sich in einem genügenden Abstand voneinander befinden.
Auch der Steuerschieber 94 des die Zufuhr von Kühl- und Schmieröl zur Kupplung steuernden Or gans 90 steht mittels der Stossplatte 130 mit dem Servomotor in Wirkverbindung, indem die Stange 144 dieses Steuerschiebers 94 einen tellerförmigen Bund 142 besitzt, auf den die Stossplatte 130 ein wirkt, wenn sie von der Lage<I>VV'</I> in die Lage EV verschoben wird. Die Stange 144 steht auch mit dem Kolben 46 eines einfach wirkenden Servomotors 150 in Wirkverbindung, damit sie auch von diesem von <I>VV'</I> nach<I>EV</I> verschoben werden kann.
Der Kolben 146 und der Zylinder 148 des Servomotors 150 bil den eine Kammer 152, die durch Leitungen 153, 154, ein Drosselorgan 156 und die Leitung 112 mit dem Steuerhahn 110 in Verbindung steht und die ferner durch ein Schieberorgan 170 und eine Leitung 162 mit einem Druckölakkumulator 160 in Verbin dung gesetzt werden kann. Der Steuerschieber 172 des diese Verbindung steuernden Organs 170 hat eine einzige Ringnut, kann sich in einem Zylinder 173 bewegen und ist an der Stange 134 befestigt.
Wenn diese sich in der Lage<I>EV</I> befindet, stellt das Organ 170 die Verbindung zwischen der Kammer 176 des Akkumulators 160 mit der Druckölverteil- leitung 66 her; ist hingegen die Stange 134 in der Lage<I>DV',</I> so schneidet dasselbe Organ diese Ver bindung ab und setzt gleichzeitig die Akkumulator kammer 176 mit dem Servomotor 150 und dem Drosselorgan 156 in Verbindung über die Leitungen 162,<B>153</B> und 154. Der Akkumulator 160 hat einen Kolben 180, der in einem Zylinder 181 verschiebbar ist, und zwar nach oben entgegen dem Widerstand einer Feder 182, wenn der Akkumulator durch den sich in der Lage<I>EV</I> befindlichen Steuerschieber 172 mit der Druckverteilleitung in Verbindung steht.
Die Feder 182 dient zur Entleerung des Inhaltes der Kammer 176 in die Leitungen 153 und 154, wenn sich der Steuerschieber 172 in der Lage<I>DV'</I> be findet.
Bis jetzt wurden die wichtigen Elemente einer einfachen Kupplung und der zu ihrer Steuerung die nenden Einrichtung erwähnt. Die Zahnradpumpe 42 kann die Steuerungseinrichtung einer weiteren Kupp lung durch eine Zweigleitung 184 speisen. Die Steuer- hahne 110 und 120 können von Hand entweder un abhängig voneinander betätigt werden, oder sie kön nen durch ein Gestänge miteinander gekuppelt sein. Sie könnten auch mittels Elektromagneten fern gesteuert sein.
Auf Grund des beschriebenen Aufbaues ergibt sich die nachfolgend beschriebene Wirkungsweise: Einkuppelvorgang <I>- Zufuhr von Kühlöl</I> Der Steuerhahn 110 wird in die Lage E gebracht, um die Kammer 116 des Servomotors 100 unter Druck zu setzen; ferner wird der Steuerhahn 120 in die Lage V gebracht, damit sich die Kammer 122 des Servomotors 100 entleeren kann. Der Steuerhahn 110 lässt auch Drucköl durch, das über das Organ 156 in die Kammer 152 des Servomotors 150 und weiter über das Akkumulatorsteuerorgan 170 in die Kammer 176 des Akkumulators 160 bei reduzierter Geschwindigkeit fliesst.
Die Stossplatte 130 bewegt sich von der Lage<I>DV'</I> in die Lage<I>EV</I> unter Mit nahme des Steuerschiebers 94 von der Lage VV' in die Lage<I>EV</I> und gleichzeitiger Verschiebung der Steuerschieber 172 und 64 von der Lage <I>DV'</I> in die Lage<I>EV.</I> Das Steuerorgan 60 lässt nun Öl unter reduziertem Druck in die Kammer 26 der Kupplung einfliessen und Öl aus der Kammer 28 ausfliessen, damit die Kupplungsplatten miteinan der in Eingriff kommen. Ferner lässt das Organ 90 Kühlöl bei vollem Pumpendruck zu den Kupplungs platten fliessen. Durch den Steuerhahn 110 fliesst immer noch Öl zum Servomotor 150 und durch das Organ 170 fliesst immer noch Öl zum Akkumulator, jetzt aber von der Leitung 178 her und nicht mehr vom Drosselorgan 156 her. Die Kupplung ist somit eingerückt.
<I>Eingerückter Zustand - Abstellen des Kühlöl-</I> <I>zuf</I> lusses Ist der getriebene Kupplungsteil auf voller Dreh zahl und die Einrückung vollständig, so wird der Steuerhahn 110 in die Lage V' gebracht, damit sich die Kammer 116 des Servomotors 100 und die Kammer 152 des Servomotors 130 entleeren können. Die Feder 96 des Steuerorgans 90 bringt dann die Stange 144 von der Lage<I>EV</I> in die Lage<I>VV',</I> wo durch der Zufluss von Kühlöl abgeschnitten wird, und zwar nach und nach, weil das Öl nur gedrosselt durch das Drosselorgan 156 aus der Kammer 152 abfliessen kann.
Ausserdem wird die Stossplatte 130 des Servomotors 100 durch die Feder 96 von der Lage<I>EV</I> in die Lage<I>VV'</I> verschoben, was aber keinen Einfluss hat auf den Arbeitszustand des Steuerorgans 60 und des Akkumulatorsteuerorgans 170, deren Steuerschieber in der Lage<I>EV</I> bleiben. Somit ist die Zufuhr von Kühlöl abgeschnitten und bleibt die Kupplung eingerückt.
Ausrückvorgang <I>- Vorübergehende</I> Zufuhr <I>von Kühlöl</I> Der Steuerhahn 120 wird in die Lage D gebracht, damit Drucköl zur Kammer 122 des Servomotors <B>100</B> fliessen kann. Die Servomotorstossplatte 130 bewegt sich dann von der Lage<I>VV'</I> in die Lage<I>DV</I> und bringt die Steuerschieber der Organe 60 und 170 in die Lage<I>DV'.</I> Das Steuerorgan 60 ermöglicht dann den Abfluss von Öl aus der Kammer 26 und den Zufluss von<B>Öl</B> unter vollem Pumpendruck in die Kammer 28 (diese Kammer 28 hat sich während des Betriebes bei voll eingerückter Kupplung durch die Öffnung 49 und durch das Ventil 52 entleert).
Gleichzeitig setzt das Organ 170 die gefüllte Kammer 176 des Akkumulators 160 mit der Kammer 152 des Servomotors 150 in Verbindung, unter gleichzeitiger Unterbrechung der Verbindung zwi schen Akkumulator und Speiseleitung 178. Die Akkumulatorfeder 182 (die erheblich stärker ist als die Feder 96) bewegt sodann den Akkumulator kolben 180, um einen Teil des Inhaltes der Akkumu- latorkammer 176 in die kleinere Servomotorkammer 152 zu verdrängen, damit der Steuerschieber des Organs 90 von der Lage<I>VV'</I> in die Lage<I>EV'</I> ver schoben wird und Kühlöl unter vollem Pumpendruck der Kupplung zufliesst.
Die Kammer 28 der Kupp- lung ist nun ganz voll und letztere wird rasch aus gerückt, unter der Wirkung des vollen Pumpen druckes, wobei der Zufluss von Kühlöl das Ablösen, der Kupplungsplatten voneinander unterstützt.
Das Öl, das sich in der Servomotorkammer 152 befindet, und jenes, das noch in der Akkumulatorkammer 176 verblieben war, fliesst langsam in den Behälter 40 zurück, durch das Drosselorgan 156 und den Steuer hahn<B>110,</B> unter der Wirkung der Akkumulator feder 182 und der Feder 96. Danach bewegt sich der Steuerschieber des Organs 90 von der Lage EV in die Lage<I>VV'</I> zwecks Unterbindung des Zu flusses von Kühlöl zur Kupplung. Somit ist die Kupplung ausgerückt, und der Zufluss von Kühlöl zu derselben bleibt aus.