Kapselwerk für Flüssigkeitsgetriebe. Vorliegende Erfindung betrifft ein Kap selwerk für Flüssigkeitsgetriebe, welches ne ben hohem Nutzeffekt bei allen Übersetzungs verhältnissen kontinuierliche Veränderung der Tourenzahl erlaubt, sowie auch eine entspre chende Vergrösserung oder Verkleinerung des Drehmomentes.
Mit rein mechanischen Elementen lässt sich eine Übersetzung mit kontinuierlicher Touren veränderung und entsprechender Veränderung des Drehmomentes nur höchst unrationell und für kleinere Kräfte erreichen. Die elektrische Übersetzung erfordert kostspielige und schwere Anlagen, welche in den meisten Geschwindig keitsstufen mit relativ kleinem Nutzeffekt arbeiten, so dass auch diese Übersetzungsart nur da in grösserem Masse angewendet werden kann, wo schon elektrische Energie zur Ver fügung steht, oder wo mit relativ kleinen Kräften grosse Arbeitsleistungen erreicht werden.
Es stehen ferner noch die hydrau lischen Kraftübertragungsarten zur Ver fügung, welche man deutlich in zwei Grup pen scheiden kann, und zwar in diejenige, welche die kinetische Energie der Flüssig keit ausnützt, und in diejenige, welche die statische Energie derselben verwendet. Erstere Gruppe hat für die verschiedenen Touren zahlen eine steile Nutzeffektskurve, so dass nur in einem relativ kleinen Tourenspielraum ein hoher Nutzeffekt vorhanden ist. Ferner lässt sich das Drehmoment nicht in praktisch genügender Weise ändern, damit diese Über tragungsart zum Beispiel für Fahrzeuge in Betracht käme. Die zweite Art besteht meistens aus Kapselwerken; bei dieser Kategorie ist eine Änderung der Geschwindigkeit durch Neben einanderschalten verschiedener Kapselwerke möglich oder durch Umleiten eines Teils der Betriebsflüssigkeit wieder in die Pumpe.
Bei ersterer Art sind nur wenige Stufen, wel che sprungweise erreicht werden, möglich. Bei hoher Tourenzahl ist das Mitlaufen von mehreren leeren Kapselwerken auch nicht von Vorteil. Bei der zweiten Art wird die Energie des Flüssigkeitsstromes, welcher der Pumpe direkt wieder zugeführt wird, vernichtet, was zu einer unökonomischen Arbeitsweise führt; auch kann das Drehmoment wie es die mei sten Kraftverbraucher, welche eine variable Tourenzahl erfordern, benötigen, nicht ver ändert werden. Vorliegende Erfindung soll nun ein Ge triebe ermöglichen, durch welches diese Män gel beseitigt werden.
Namentlich für Fahr zeuge, welche Energiequellen haben, die eine Tourenveränderung nur in beschränktem Masse besitzen und hauptsächlich nur über ein kon stantes Drehmoment verfügen, wie Verbren- nungs-, Explosions-, elektrische Motoren etc., ergibt dasselbe eine Kraftübertragung, wel che neben hohem Nutzeffekt eine Anpassung an alle vorkommenden Betriebsfälle erlaubt.
Obenerwähnte Vorteile sollen gemäss die ser Erfindung durch ein Kapselwerk, wel ches sowohl als Pumpe, wie auch als Antriebs motor dienen kann, erreicht werden, bei wel chem der von der Flüssigkeit zu durch fliessende Arbeitsraum innerhalb bestimmter Grenzen beliebig vergrössert oder verkleinert werden kann. In der Zeichnung ist eine bei spielsweise Ausführungsform dieses Kapsel werkes gezeigt. Fig. A zeigt uns den Quer schnitt, Fig. B den Längsschnitt des Kapsel werkes nach der Linie E-F in Fig. A. 1 ist die Welle, mit welcher die mitrotierende Trommel 2 fest verbunden ist. In letztere sind die Gleitschieber 3 eingelassen, welche mittelst Bolzen längs den Führungsbahnen 4 bewegt werden, die sowohl zur Aufnahme der Zen trifugalkräfte dienen, wie auch bei Stillstand die Schieber in ihrer Lage halten.
Diese Füh rungsbahnen sind in das Gehäuse 5 fest ein gebaut. Das Gehäuse umschliesst konzentrisch die Trommel 2 und bildet zwischen derselben den Arbeitsraum 6, in welchen die Schieber hineinragen. Zwecks Trennung des Arbeits raumes sind in demselben die beiden Tren nungswiderlager 8 angeordnet, welche durch die Stangen 9 verschoben werden können, so dass dieselben entweder den ganzen oder nur einen Teil des Arbeitsraumes abschliessen. Die Schieber werden durch die elliptische Ausbildung der Führungsbahnen 4 unter den Trennungswiderlagern hindurchgeführt. In das Gehäuse ist nun noch eine mitrotierende Hülse 10 einbebaut, welche parallel der Achse verschiebbar ist und an einem Teile Schlitze aufweist.
Diese Hülse kann mehr oder weni ger in den Arbeitsraum 6 hineingeschoben werden, wobei die Gleitschieber in die Schlitze zu liegen kommen, füllt, denselben entsprechend aus und schliesst diesen Teil so mit für die Arbeitsleistung aus. Die Hülse 10 kann durch den sich nicht drehenden Ring 11 verschoben werden, welcher mit den beiden Regulierstangen 9 fest verbunden ist. In der Fig. B ist die Hülse auf die mit 7 bezeich nete Distanz in den Arbeitsraum 6 hinein geschoben und entsprechend die Trennungs widerlager auf diese Distanz herausgezogen. Damit beim Hinuntergleiten der Schieber durch die Schlitze der Hülse keine Flüssig keit in die Hohlräume des Kapselwerkes über strömt, sind in der Verlängerung der Schieber auf der Trommel die Ansätze 12 angebracht, zwischen denen die Hülse 10 mit ihren Schlit zen in den Arbeitsraum hineingreift.
Fig. C zeigt eine Gesamtanordnung einer Anlage. 13 ist ein angetriebenes Kapselwerk nach obiger Beschreibung, bei welchem durch das Handrad 14 die Hülse mehr oder weniger in den Arbeitsraum geschoben werden kann, resp. herausziehbar ist. 15 sind die Verbin dungsleitungen mit einem gewöhnlichen Kap selwerk 16, welches als Motor dient. Wird nun das Kapselwerk durch eine Kraftquelle mit konstanter Tourenzahl und ebensolchem Drehmoment angetrieben, zum Beispiel einem Drehstrommotor mit Kurzschlussanker, so schöpft dasselbe ein bestimmtes Quantum Flüssigkeit, welcher man, dem Drehmoment des Motors entsprechend, einen bestimmten Druck geben kann. Die in dem Flüssigkeits- strome enthaltene Arbeitsmenge wird in dem Kapselwerk 16 wieder in nutzbringende Ar beit umgewandelt.
Wird nun der Arbeitsraum in der Pumpe durch das Vorschieben der Hülse mittelst des Handrades 14 verkleinert, so fördert dieselbe bei derselben Tourenzahl weniger Flüssigkeit, das heisst das als Motor dienende Kapselwerk läuft entsprechend lang samer, da es für jede Umdrehung ein be stimmtes Flüssigkeitsquantum konsumieren muss. Nun steht aber durch die Energiequelle immer noch das gleiche Drehmoment zur Ver fügung, wodurch es möglich ist, da der Ar beitsraum in dem als Pumpe dienenden Kap- selwerk verkleinert ist, dem Flüssigkeitsstrom einen erhöhten Druck zu geben, welcher um gekehrt der Verkleinerung des Arbeitsraumes proportional ist. Dieser grössere Flüssigkeits druck wirkt nun auch auf die gleichgross ge bliebenen Schieber des als Motor dienenden Kapselwerkes und erhöht bei diesem entspre chend die Umfangskraft (Drehmoment).
Zur Erläuterung diene folgendes Beispiel: Ein variables Kapselwerk wird durch einen Motor angetrieben, die Umfangsgeschwindigkeit im Arbeitsraume des Kapselwerkes sei 10 Meter in der Sekunde, die Umfangskraft an den Schiebern betrage 40 kg. Hat nun der Ar beitsraum einen Querschnitt von 4 cm2, wird die Flüssigkeit mit 10 Atmosphären weiter befördert. Hat nun das als Motor dienende Kapselwerk die gleichen Abmessungen, so er hält man, abgesehen von den Verlusten, auch dort eine Umfangskraft von 40 kg und eine Umfangsgeschwindigkeit von 10 Metern. Ver kleinert man mittelst der Hülse im primären Kapselwerk den Arbeitsraum auf 2 cm2 Quer schnitt, so schöpft dasselbe bei gleicher Dreh zahl mir noch die Hälfte Flüssigkeit.
Beim sekundären Kapselwerk ist aber der Quer schnitt des Arbeitsraumes immer noch 4 cm2; diese wird bei dem auf die Hälfte reduzier ten Flüssigkeitszustrom nur mit der halben Umdrehungszahl rotieren. Im primären Kap selwerk bleibt aber die Umfangskraft von 40 kg gleich. Da diese nun nur auf eine Flä- che von 2 cm2 wirkt, ist es möglich, dem Flüssigkeitsstrome einen Druck von 20 Atmo sphären zu geben. Dieser Druck wirkt nun aber auf die 4 cm2 Arbeitsquerschnitt beim sekundären Kapselwerk, erhöht also dort die Umfangskraft auf 80 kg. Die übertragene Ge samtenergie bleibt, weil die Geschwindigkeit auf die Hälfte reduziert wurde, gleich.
In gewissen Fällen kann es von Vorteil sein, ein regulierbares Kapselwerk auch als Motor laufen zu lassen und dasselbe mit ähn lichen Reguliervorrichtungen auszustatten wie Glas vorbeschriebene.
Als Betriebsflüssigkeit kann den Verhält nissen entsprechend Wasser, Glyzerin, Öl etc. verwendet werden.