DE151603C

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KAISERLICHES A IMPERIAL A

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Druckwasser - Wechselgetriebe, insbesondere der im Patente 115230 beschriebenen Art und hat eine besondere Bauart dieser Einrichtung zum Gegenstande, die eine wesentliche Vereinfachung jenes älteren Getriebes bezweckt und einen Wechsel der Geschwindigkeit der getriebenen Welle von Null bis zu einem Höchstmaß, d. i. bis zur Geschwindigkeit der treibenden Welle, lediglich durch Änderung des Hubes der Arbeitszylinder ermöglicht. The present invention relates to pressurized water change transmissions, in particular of the type described in patent 115230 and has a special design of this device the subject, which is a substantial simplification of that older transmission aims and a change in the speed of the driven shaft from zero to a maximum, d. i. up to the speed of the driving wave, just through Change the stroke of the working cylinder allows.

Bei dieser Bauart ist das angetriebene Glied eine das ganze Getriebe durchsetzende Arbeitswelle, deren beide Enden die aufgenommene Kraft nach außen abgeben. Die Änderung der Geschwindigkeit wird hierbei durch Änderung des Hubes der Kolben der Arbeitszylinder in der Weise herbeigeführt, daß die Kolben z. B. mittels einer Kurbelscheibe oder eines Exzenters um eine feste Achse in verschiedenen Exzentrizitätslagen von Null bis zu einem Höchstmaße eingestellt werden, so daß durch Änderung ihres Hubes entsprechend auch die Geschwindigkeit zwischen Null und einem Höchstmaße gewechselt werden kann.In this type of construction, the driven member is one that penetrates the entire transmission Working shaft, both ends of which transfer the absorbed force to the outside. The change in speed is here brought about by changing the stroke of the piston of the working cylinder in such a way that that the piston z. B. by means of a crank disk or an eccentric to a fixed Axis set in various eccentricity positions from zero to a maximum are, so that by changing their stroke accordingly, the speed between Zero and one maximum can be changed.

Die vorerwähnten Zylinder sind in einem Gehäuse angeordnet, welches nach vorliegender Erfindung die Bewegung unmittelbar von der Kraftquelle erhält und demnach das treibende Glied vorstellt. Dieses Gehäuse enthält auch die Pumpenzylinder, die gemäß vorliegender Erfindung denselben Hub haben wie die Arbeitszylinder, wenn die Kolben der letzteren in ihrer äußersten ExzentrizitätslageThe aforementioned cylinders are arranged in a housing, which according to the present Invention receives the movement directly from the power source and therefore the driving force Limb introduces. This housing also contains the pump cylinders, which according to the present invention have the same stroke as do the working cylinders when the pistons of the latter are in their extreme eccentric position

eingestellt sind. Die Pumpenzylinder und ihre Kolben sitzen auf einem Exzenter o. dgl., das auf der das ganze Getriebe durchsetzenden Arbeitswelle angebracht ist.are set. The pump cylinders and their pistons sit on an eccentric or the like, which is attached to the working shaft that penetrates the entire transmission.

Die Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, füllt auch hier die Zylinder, Ventile und das Gehäuse aus und dient als Mittel zur Übertragung der Bewegung.The liquid, preferably oil, also fills the cylinders, valves and the housing here and serves as a means of transmitting motion.

Mit der Anordnung nach dem Patente 115230 ist es nicht möglich, die Geschwindigkeit des Getriebes lediglich durch den Hub des Exzenters der Arbeitskolben zwischen Null und einem Höchstmaße allmählich zu ändern, denn wie aus jener Patentschrift ersichtlich, ist für diesen Zweck notwendigerweise ein den Lauf der Flüssigkeit regelndes Steuerventil K erforderlich, das in der vorliegenden Erfindung fortfällt.With the arrangement according to patent 115230, it is not possible to gradually change the speed of the gearbox between zero and a maximum degree only by the stroke of the eccentric of the working piston, because as can be seen from that patent, the flow of the liquid is necessary for this purpose regulating control valve K required, which is omitted in the present invention.

Das vorliegende Getriebe ist besonders für elektrische Kraftmaschinen geeignet und wird im nachstehenden in Bauart und Wirkungsweise an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen beschrieben werden.The present transmission is particularly suitable for electrical prime movers and will In the following, the design and mode of operation are described with reference to two embodiments shown in the drawing will.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch ein Getriebe nach vorliegender Erfindung undFig. Ι is a longitudinal section through a transmission according to the present invention and

Fig. 2 stellt eine abgeänderte Ausführungsform ebenfalls im Längsschnitt dar. Fig. 2 shows a modified embodiment also in longitudinal section.

A ist die Arbeitswelle, welche, wie erwähnt, das ganze Getriebe durchsetzt, und B ist ein Rahmen, auf welchem beispielsweise die Feldmagnete' 5° einer elektrischen Kraftmaschine angebracht sind. C ist ein Lager, welches als Stütze des drehbaren Gehäuses D dient und auf geeigneten Angüssen die treibende Kraftmaschine, z. B. den Anker R⁰ auf- A is the working shaft, which, as mentioned, passes through the entire transmission, and B is a frame on which, for example, the field magnets' 5 ° of an electric motor are attached. C is a bearing which serves as a support for the rotatable housing D and on suitable sprues the driving engine, e.g. B. open the anchor R ⁰

nimmt. Die Pumpenzylinder sind Z)¹ und die Arbeitszylinder G, und beide sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, innerhalb des Gehäuses angebracht.takes. The pump cylinders are Z) ¹ and the working cylinders G, and both are mounted inside the housing, as can be seen from the drawing.

Die Welle A ist in den Lagern B¹ des Rahmens B gelagert und trägt an beiden Enden beispielsweise Kurbeln A¹, die vorteilhaft unter 90 ° zueinander versetzt sind und durch Pleuelstangen mit den Rädern einer Lokomotive verbunden werden können. Die Zylinder Z)¹, deren in dieser Ausführungsform drei angeordnet sind, sind unter I2O° radial zueinander um die Welle A auf einem Exzenter A² angeordnet, mit welchem ihre Kolben D² durch die Stangen D³ verbunden sind.The shaft A is mounted in the bearings B ^{1 of} the frame B and carries cranks A ¹ at both ends, for example , which are advantageously offset by 90 ° to each other and can be connected to the wheels of a locomotive by connecting rods. The cylinders Z) ¹ , three of which are arranged in this embodiment, are arranged at I20 ° radially to one another around the shaft A on an eccentric A ² , to which their pistons D ^{2 are} connected by the rods D ³ .

Zur Überströmung der in dem Gehäuse umlaufenden Flüssigkeit ist jeder Kolben D² mit einem in seinem Kopf angeordneten federbelasteten Rückschlagventil Z)⁵ ausgestattet. In einem von diesen Teilen des Gehäuses gebildeten Kanal Z)⁸ sitzt auf einem Sitz Z)^ß ein dem gleichen Zweck dienendes Ventil Z)⁷, welches in entgegengesetzter Richtung geöffnet wird. Die Zylinder D¹ sind an ihren inneren Enden gegen das Gehäuse D offen. Der Kanal D⁸ führt von dem Ende der Pumpenzylinder in eine Ventilkammer E, in welcher ein die Überströmung der Flüssigkeit zwischen den Zylindern Z)¹ und G regelndes Kolbenventil F untergebracht ist.In order to flow over the liquid circulating in the housing, each piston D ^{2 is} equipped with a spring-loaded check valve Z) ⁵ arranged in its head. ^{In a channel Z) 8} formed by these parts of the housing sits on a seat Z) ^ß a valve Z) ⁷ serving the same purpose, which is opened in the opposite direction. The cylinders D ¹ are open towards the housing D at their inner ends. The channel D ⁸ leads from the end of the pump cylinder into a valve chamber E in which a piston valve F regulating the overflow of the liquid between the cylinders Z) ¹ and G is accommodated.

Dieses Kolbenventil F ist hohl und mit seiner Schubstange F² durch einen Bolzen F³ gekuppelt; es ist ferner mit Kanälen Fⁱ und mit einem ringförmigen Kanal F⁵. zum Überströmen der Flüssigkeit ausgestattet. In der in dieser Figur gezeichneten Stellung des Kolbenventils kann die von den Pumpen D¹ eingetriebene' Flüssigkeit aus den Arbeitszylindern G durch die Kanäle G¹ der letzteren und durch die Kanäle Fⁱ in das Innere des Ventils und durch die Bohrung F⁶ und auf dem Wege F⁵ in die Kurbelkammer des Gehäuses D zurückfließen.This piston valve F is hollow and coupled to its push rod F ² by a bolt F ^3; it is also with channels F ⁱ and with an annular channel F ⁵ . equipped for overflowing the liquid. In the position of the piston valve shown in this figure, the ^{'liquid driven in by the pumps D 1 can} flow from the working cylinders G through the channels G ^{1 of} the latter and through the channels F ⁱ into the interior of the valve and through the bore F ⁶ and on the Paths F ⁵ flow back into the crank chamber of the housing D.

Die von einer oder der anderen der Pumpen nach den Arbeitszylindern G gelieferte Flüssigkeit wird von dieser Pumpe aus dem Gehäuse D durch den hohlen Kolben D² angesaugt und beim Rückgang dieses Kolbens durch die Ventile Z)⁵ und Z)⁷ durch einen Ringkanal G² in die Arbeitszylinder G gedrückt. The liquid supplied by one or the other of the pumps to the working cylinders G is sucked in by this pump from the housing D through the hollow piston D ² and when this piston falls through the valves Z) ⁵ and Z) ⁷ through an annular channel G ² in the working cylinder G pressed.

Wie oben erwähnt, haben die Arbeitszylinder G denselben Rauminhalt wie die Pumpenzylinder Z)¹ und in jedem Arbeitszylinder G sitzt ein Kolben H, welcher durch eine Lenkstange H¹ mit einem Exzenter J gekuppelt ist. Das Exzenter / ist auf dem hohlen Wellenstück J¹ aufgekeilt, und letzteres mit Bezug auf die gemeinsame Drehachse X- Y innerhalb des Lagers. C exzentrisch gelagert. Die Hohlwelle J¹, durch welche die Arbeitswelle A hindurchgeht, wird unter gewöhnlichen Verhältnissen in bekannter Weise an einer Drehung verhindert.As mentioned above, the working cylinders G have the same volume as the pump cylinders Z) ¹ and in each working cylinder G there is a piston H which is coupled to an eccentric J by a steering rod H ^1. The eccentric / is keyed on the hollow shaft piece J ¹ , and the latter with reference to the common axis of rotation X-Y within the bearing. C eccentrically mounted. The hollow shaft J ¹ through which the working shaft A passes is prevented from rotating in a known manner under normal circumstances.

Die Exzentrizität der Hohlwelle J¹ mit Bezug auf die Drehachse X- Y des Getriebes und der Hub des Exzenters / mit Bezug auf die Längsachse der Hohlwelle J¹ sind derart, daß bei Drehung dieser Welle innerhalb des Lagers C die radiale Entfernung des Exzenters J von der Drehungsachse X- Y, also der wirkliche Hub vom Höchstmaß bis auf Null geändert werden kann. Der letztere Zustand wird dann erreicht, wenn das Wellenstück J¹ so weit gedreht worden ist, daß ■ die Achse des Exzenters J mit der Drehachse X- Y des Getriebes zusammenfällt.The eccentricity of the hollow shaft J ¹ with respect to the axis of rotation X-Y of the transmission and the stroke of the eccentric / with respect to the longitudinal axis of the hollow shaft J ¹ are such that when this shaft rotates within the bearing C, the radial distance of the eccentric J from the axis of rotation X-Y, so the real stroke can be changed from the maximum to zero. The latter state is reached when the shaft piece J ¹ has been rotated so far that ■ the axis of the eccentric J coincides with the axis of rotation X-Y of the gear.

An dem äußeren Ende des Wellenstückes J' ist ein Schneckenrad J² aufgekeilt oder sonstwie befestigt, welches mittels einer Schnecke in bekannter Weise gedreht werden kann. A worm wheel J ^{2 is} keyed or otherwise attached to the outer end of the shaft piece J ', which worm wheel can be rotated in a known manner by means of a worm.

Auf der Nabe J³ dieses Schneckenrades J² ist ein Zahnkranz K angebracht, welcher die Drehung des Schneckenrades J- durch ein Zahnrad K¹ und eine Achse Κ^Ά auf das Zahnrad K⁴ am anderen Ende dieser Welle überträgt. Die Achse K³ sowohl als auch das Zahnrad K* sind in dem Lagerkörper C gebettet; das Zahnrad K* steht in Eingriff mit dem Innenkranz K⁵ eines Exzenters K^a, mit welchem die Kolbenventile F durch die Schubstangen F² gekuppelt sind. . .On the hub J ^{3 of} this worm wheel J ² a ring gear K is attached, which transmits the rotation of the worm wheel J- through a gear K ¹ and an axis Κ ^Ά to the gear K ⁴ at the other end of this shaft. The axis K ³ as well as the gear K * are embedded in the bearing body C; the gear K * is in engagement with the inner ring K ^{5 of} an eccentric K ^a , with which the piston valves F are coupled by the push rods F ^2. . .

Das zur Aufnahme der Exzenter A² und J dienende Gehäuse ist durch Stopfbüchsen Z).¹⁰, Dⁿ, D¹² und Z)¹³ abgedichtet. Die Flüssigkeit, z. B. Öl, füllt auch die Pumpenzylinder Z)¹, die Ventilräume E, die äußeren Enden der Arbeitszylinder und die Umflußkanäle aus, so daß bei Drehung des das treibende Glied bildenden Gehäuses D die Pumpenkolben D² diese Flüssigkeit aus der Gehäusekammer durch die verschiedenen Kanäle hindurchtreiben. Das Gehäuse dreht sich auf einem Lager C auf der Hohlwelle J¹. The housing used to hold eccentrics A ² and J is secured by stuffing boxes Z). ¹⁰ , D ⁿ , D ¹² and Z) ¹³ sealed. The liquid, e.g. B. oil, also fills the pump cylinder Z) ¹ , the valve chambers E, the outer ends of the working cylinder and the flow channels, so that upon rotation of the housing D forming the driving member, the pump piston D ² this liquid from the housing chamber through the various channels drift through. The housing rotates on a bearing C on the hollow shaft J ¹ .

Das Gehäuse dreht sich um die Drehachse X- Y, während die Kolben H und Kuppelstangen H¹ sich um die Exzenterachse drehen, die, wie oben erwähnt, zu der Drehachse X- Y exzentrisch oder konzentrisch eingestellt werden kann, um den Hub der in den Zylindern G arbeitenden Kolben H je nach der Exzentrizität des Exzenters / mit Bezug auf die Drehachse X- Y beliebig ändern zu können.The housing rotates about the axis of rotation X-Y, while the pistons H and coupling rods H ¹ rotate about the eccentric axis, which, as mentioned above, can be adjusted eccentrically or concentrically to the axis of rotation X-Y to adjust the stroke of the Cylinders G working piston H depending on the eccentricity of the eccentric / with reference to the axis of rotation X-Y to be able to change.

Eine besondere Ausführungsform des vorbeschriebenen Getriebes ist in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt, bei welcher die Welle A durch ein hohles Wellenstück L hindurchgeht, das der Welle J¹ der ersten Ausführung entspricht, in diesem Falle jedoch zu der Kraftübertragungswelle A konzentrischA special embodiment of the transmission described above is shown in Fig. 2 of the drawing, in which the shaft A passes through a hollow shaft piece L which corresponds to the shaft J ^{1 of} the first embodiment, but in this case concentric to the power transmission shaft A.

angeordnet ist. Auf diesem Wellenstück L sitzt auch das dem früheren Lager C entsprechende Lager M konzentrisch auf und trägt an seinem inneren Ende das Exzenter Af, während es durch Bolzen Ai² an einer unbeabsichtigten Drehung verhindert ist. Das Exzenter / sitzt in diesem Falle auf dem exzentrischen Ende des Lagers M¹ und ist mit den Kolben der Arbeitszylinder in deris arranged. The bearing M corresponding to the earlier bearing C also sits concentrically on this shaft piece L and carries the eccentric Af at its inner end, while it is prevented from inadvertent rotation ^{by bolts Ai 2.} The eccentric / sits in this case on the eccentric end of the bearing M ¹ and is with the piston of the working cylinder in the

ίο früher beschriebenen Weise gekuppelt. Seine Drehung erfolgt durch die Drehung der Welle L. ίο coupled in the manner described earlier. Its rotation is carried out by the rotation of the shaft L.

Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgende :The mode of operation of the gearbox is as follows:

Wenn die Arbeitszylinder G bei vollem Hub ihrer Kolben arbeiten, so ist die Fördermenge gleich derjenigen der Pumpenzylinder D^l und beide drehen sich mit dem treibenden Gehäuse D, ohne jedoch eine treibende Wirkung auf die Arbeitswelle A zu vermitteln, da die aus dem einen Zylinder herausgepreßte Flüssigkeit einfach in den anderen Zylinder überströmt. Wenn jedoch das Exzenter / unter Vermittlung des Schneckenrades J² vom Wärter gedreht wird, um den Hub desselben und damit den Hub der Zylinder H und die Fördermenge der Arbeitszylinder G zu verkleinern, so kann die Menge des aus den Pumpenzylindern gedrücktenWhen the working cylinders G work at the full stroke of their pistons, the delivery rate is the same as that of the pump cylinders D ^l and both rotate with the driving housing D, but without imparting a driving effect on the working shaft A , since it was pressed out of the one cylinder Liquid simply flows over into the other cylinder. If, however, the eccentric is rotated by the attendant through the intermediary of the worm wheel J ^{2 in} order to reduce the stroke of the same and thus the stroke of the cylinder H and the delivery rate of the working cylinder G , the amount of the pumped cylinder can be reduced

Öles in den Arbeitszylindern nicht ganz aufgenommen werden, und der Überschuß der aus den Pumpenzylindern gedrückten Flüssigkeit wird bei Weiterdrehung des als treibendes Glied dienenden Gehäuses· unter Vermittlung der Pumpenkolbenstangen D³ auf das Exzenter A- der Arbeitswelle ein Drehmoment ausüben und letztere mit einer Geschwindigkeit ' drehen, welche dem von dem überschüssigen Öl ausgeübten Arbeitswiderstande entspricht.Oil is not completely absorbed in the working cylinders, and the excess of the liquid pressed out of the pump cylinders will exert a torque on the eccentric A- of ^{the working shaft with further rotation of the housing serving as the driving link, through the mediation of the pump piston rods D 3} and the latter at a speed ' which corresponds to the working resistance exerted by the excess oil.

Eine weitere Drehung des Exzenters J und dementsprechende Verkleinerung des Hubes der Arbeitskolben H und der von diesen geförderten Flüssigkeitsmenge veranlaßt die getriebene Welle A zu einer raschen Drehung, bis durch entsprechende Weiterverstellung des Exzenters J der Hub der Arbeitskolben H zu Null gemacht worden ist, worauf die Geschwindigkeit ihr Höchstmaß erreicht und die ganze von den Arbeitszylindern abgesperrte Flüssigkeit wie eine starre Kupplung die volle Geschwindigkeit des treibenden Gehäuses Ζ) durch die Pumpen D¹ unmittelbar auf die Welle A überträgt.A further rotation of the eccentric J and a corresponding reduction in the stroke of the working piston H and the amount of liquid conveyed by these causes the driven shaft A to rotate rapidly until the stroke of the working piston H has been made zero by further adjustment of the eccentric J , whereupon the Speed has reached its maximum level and all the liquid shut off by the working cylinders transfers the full speed of the driving housing Ζ) through the pumps D ¹ directly to the shaft A like a rigid coupling.

Der Wärter ist demnach in der Lage, durch geeignete Einstellung des mit den Arbeitszylindern gekuppelten Exzenters J die Geschwindigkeit zwischen Null und einem Höchstmaß beliebig zu ändern, ohne daß das die Kraft vermittelnde treibende Glied und die Kraftmaschine selbst mit beeinflußt werden.The attendant is therefore able, by suitable adjustment of the eccentric J coupled to the working cylinders, to change the speed between zero and a maximum degree as desired, without the driving element transmitting the force and the prime mover itself being influenced.

Claims

Patent Claims:

ι. Pressurized water change gear, in which power is transmitted by regulating a quantity of liquid pumped between a pump mechanism (D ¹ ) and one or more working cylinders (G) rotatable about an axis, characterized in that the pump cylinders (D ') and the power cylinders (G) have the same volume have, so that at full stroke the z. B. through an eccentric (J) arbitrarily adjustable working piston, the liquid delivered from the pumps overflows ineffectively into the working cylinder, while by gradually reducing the stroke of the working piston, the speed of the working shaft (A) is gradually changed by the excess of liquid from zero to a maximum can.

2. embodiment of the gearbox according to claim 1, characterized in that that both the pump cylinder and the working cylinder with their bringing about or regulating the drive Eccentrics on a common working shaft that penetrates the entire transmission are arranged. ·

For this 1 sheet. Drawings.