DE1956244C3 - Hydrodynamisches Wendegetriebe - Google Patents

Description

bei, daß das Getriebe einerseits aufwendig im Aufbau der Schaufelräder ist und andererseits auch bei den frei umlaufenden TeilkrSnzen eine Reibung und damit eine Erwärmung des Getriebes stattfindet.

Weiterhin ist in der britischen Patentschrift 613 948 ein Wandler beschrieben, der so aufgebaut ist, daß das von der Pumpe bei Leerlauf übertragene Schleppmoment verhindert wird. Das Schaufelgitter des Turbinenrades ist hierzu zweigeteilt. Der Kreislauf im Wandler wird im Leerlauf durch eine entsprechende Verdrehung des Schaufelgitters unterbrochen. Die Unterbrechung des Kreislaufes durch die Absperrung des Schaufelgitters wird durch die von der Turbine hervorgerufene Zentrifugalkraft bewiikt, d.h. in Abhängigkeit von deren Drehzahl. Bei Fahn ist damit stets ein Kreislauf gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geeignete Maßnahmen anzugeben, mit Hilfe derer die beim Beirieb von hydrodynamischen Wendegetrieben der eingangs genannten Art auftretenden Erwärmungen auch bei Geirieben sehr großer Leistungen begrenzt werden, ohne daß durch die Maßnahmen die Getriebekonstraktion besonders versteuert oder das Gewicht und der Platzbedarf des Getriebes vergrößert werden.

Diese Aufgabe ist zwar bei hydrodynamischen Strömungskreisläufen der in Rede stehenden Art durch die Vorrichtung nach der Patentschrift 63 941 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin bereits gelöst, aber sie wird mit anderen Mitteln erreicht. Zur Vermeidung von Ventilationsverlusten wird die Luft aus dem von Flüssigkeit entleerten Kreislauf abgesaugt.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe nunmehr durch die kennzeichnenden Merkmale des Haupt.anspruches gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schaufelräder wird eine Zirkulation der Luft in dem vom öl entleerten Arbeitsraum vermindert, wenn nicht gar bis auf vernachlässigbare Reste ganz unterbunden. Die Schaufelräder laufen nun in einer stillstehenden Luftumgebung, und es kommt nicht mehr zu einer abwechselnden· Beschleunigung und Verzögerung der Luft in den Schaufelkränzen.

Durch .die erfindungsgemäße Einrichtung zur Verdrehung der Ringkörper wird eine sichere, von den vorhandenen Drehzahlen unabhängige Betätigung des absperrbaren Schaufelgitters erreicht. Dies ergibt sich dadurch, daß allein der hydrodynamische Druck des Füllmediums über den Hydraulikzylinder und den Kraftspeicher als Gegendruck zur Betätigung herangezogen wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Anspi üehen 2 und 3 angegeben.

An Hand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele ist die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. I ein zweigängiges Turbo-Wendegetriebe mit insgesamt vier Strömungswandlern in Übersichlsdarstcllung,

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Wandlers aus dem Turbo-Wendegetriebe mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 3 einen achssenkrechten Schnitt durch die Leitschaufel des Wandlers nach F i g. 2 in abgesperrter Stellung,

F i g. 4 die Einrichtung zur Verdrehung der Ringkörper nach Fig. 2,

F i g. 5 eine andere Ausführungsform des Schaufelgitters des Leitrades für größere Leitschaufelabstände.

Nach F i g. I treibt eine Antriebswelle 1 über zwei Stirnrädei=2 und 3 eine mit Pumpenrädern 5 und 8 von zwei Ströniungswandlern I und II bestückte zentrale Pumpenradwelle 4. Zwei Turbinenräder 6 und 9 sind über eine ein Stirnrad 12 tragende Hohlwelle 11 starr miteinander verbunden. Die zentrale Pumpen-ίο radwelle 4 ist über zwei Stirnräder 13 und 14 mit einer zweiten zentralen Pumpenradwelle 15 verbunden, die neben einem Stirnrad 24 für den Füllpumpenantrieb Pumpenräder 16 und 19 der Strömungswandler III und IV trägt, deren Turbinenräder 17 und 20 über eine Hohlwelle 22 mit einem Stirnrad 23 in starrer Verbindung stehen. Die beiden Stirnräder 12 und 23 auf den hohlen Turbinenradwellen 11 und 22 kämmen mit einem auf der Abtriebswelle 26 sitzenden Stirnidd 25.

Da die beiden Pumpenradwellen 4 und 15 entgegengesetzt angetrieben werden, die beiden Turbinenradwellen 11 und 22 jedoch gleichsinnig an die Abtriebswelle 26 angeschlossen sind, bewirken die zwei achsg'.eichen Wandler I und II der einen Gruppe die

»5 Vorwärtsfahrt, und die zwei achsgleichen Wandler III und IV der anderen Gruppe die Rückwärtsfahrt, wobei der jeweils erstgenannte Wandler für den unteren Gang (Anfahrwandler) und der jeweils zuletztgenannte Wandler für den oberen Gang (Marschwandler) gefüllt wird und alle anderen Strömungswandler entleert werden. In den entleerten Wandlern des Kraftweges für die Gegenfahrtrichtung laufen die Pumpen und die Turbinenräder in einander entgegengerichtetem Drehsinn um.

In den Fig. 2 bis5 ist die Konstruktion der ventilationsverhindernden Strömungshindernisse gezeigt. Das Leitrad ist als Drehschieber nach Art eines Hahnes ausgebildet. Entlang eines zum Drehzentrum des Wandlers konzentrischen Teilkreises 51 sind die Schaufeln des Leitrades 52 in zwei Ringkörper 53 und 54 (Kopf- und Schwanzteil) geteilt. Der Ringkörper 54 ist im Wandlergehäuse fest angeordnet. Der Ringkörper 53 ist in einem Leitschaufelkopfring 55 gefaßt, der wenigstens um eine halbe Schaufelteilung in Umfangsrichtung gegen den Ringkörper 54 bewegbar ist. Zur Verdrehung ist der Ringkörper 53 über Koppelglieder mit einem außerhalb des Wandlers angebrachten Hydraulikzylinder 58 verbunden. Zu diesem Zweck ist ein Stift 56 durch das Leitradgehäuse durch ein sich in Umfangsrichtung erstrekkendes Langloch 60 hindurch ins Freie geführt. Dort greift ein Stellglied 57 (Kolbenstange) des Hydraulikzylinders 58 an, der sich mit dem Zylinderteil am Gehäuse (Auge 59) abstützt. Der Hydraulikzylinder wird durch eine Feder 58' in die eine Ruhe-Endlage, und zwai die Schließstellung des Leitraddrehschiebcrs und durch Druck in der Leitung 61 in die Arbeitscndstellung gedrängt, bei der der Leitraddrehschieber offen ist und das Leitrad 52 die normale Funktion eines glatten Schaufelgitters übernehmen kann.

Da die Leitung 61 an den Arbeitsraum des Wandlers angeschlossen ist, erhält sie immer nur dann Druck, wenn der Wandler gefüllt ist. Auch hier ist die Steuerung des Wandlers selbsttätig.

In analoger Weise zu der eben beschriebenen Ausführung nach den F i g. 2 bis 4 können auch Schaufel-

unzentrischcr Tciliingslinien geteilt und zu jhwenkbaren Ringen zusammengefaßt — aus der chaufel heraus und in den benachbarten Schaufelanuk|iierschnitt hinein verschoben werden. 1st der cliaufclkaiial im Umfangsrichtung breiter als die größte Schaufclstärke, so können auch zwei in der geschilderten Art voneinander unabhängige vcrsehwenkbitre Schaufelabschnitte in den benachbarten Schaul'elkanal hinein verschwenkt werden, wie dies in V i g. 5 veranschaulicht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

her mit insgesamt vier Föttingerwandlern, von denen jeweils zwei zum Anfahren und zwei für die Marsch-Patentansprüche: fahrt, und zwar vorwärts und rückwärts, dienen, ausgestattet. Die Bewährung dieses Prinzips an zunächst 5 nur kleineren Lokomotiven brachte es mit sich, daß

1. Hydrodynamisches Wendegetriebe, insbe- solche vollhydraulischen, zweigängigen, mit insgesondere für Schienentriebfahrzeuge, mit wenig- samt vier Wandlern ausgerüsteten Reversiergetriebe stens einem Paar von hydrodynamischen Arbeits bei immer größeren Lokomotiven vorgesehen werkreisläufen, von denen jeweils der eine für die den.

eine und der andere für die andere Fahrtrichtung io Bei solchen Getrieben laufen die Turbinenräder bestimmt ist und die mit verstellbaren Schaufelrä- der für die Gegenrichtung bestimmten Wandler entdern, durch die der Schaufelkanal abschließbar gegen der Drehrichtung der zeitlich stets im selben ist, verschen sind, dadurch ge kenn ζ eich- Sinn laufenden Pumpenräder. Obwohl die unbenutzn e t, daß das Schaufelgitter des Leitrades (52) te.n Wandler nur mit Luft gefüllt sind, verursacht diezur Verhinderung von Luftzirkulation bei ent- 15 ses massebehaftete Medium auf Grund der gegensinleertem Arbeitskreislauf in wenigstens zwei ent- nigen Drehrichtur.g und auf Grund der damit einherlang eines Kreises radial unterteilte, relativ zuein- gehenden intensiven Luftverwirbelung relativ hohe ander um etwa eine halbe Schaufelteilung ver- Verluste. Diese Verluste drücken den Gesamtwirdrehbare Ringkörper (53, 54) geteilt ist und daß kungsgrad des Wendegetriebes und verursachen zuzur Verdrehung dieser Ringkörper ein Kraftspei- 20 nächst einmal erhöhten Brennstoffverbrauch. Bei eher und ein ihm entgegenwirkender, vom Wand- kleinen Beträgen der zu übertragenden Leistung walerfülldruck betätigter, außerhalb des Arbeits- ren diese Verluste noch gering und ohne weiteres kreislaufes angebrachter Hydraulikzylinder (58) hinnehmbar. Bei größeren Getrieben, bei denen sich vorgesehen sind, wobei das Stellglied (57) des auch die Ventilationsverluste erhöhten, traten jedoch Hydraulikzylinders mittels Koppelglieder (55, 56, as erste Schwierigkeiten auf. Die Ventilationsverluste 60) an den im Arbeitskreislauf angeordneten führten zu einer starken Getriebeerwärmung. Insbe-Ringkörpern (53, 54) angelenkt ist. sondere diejenigen Wandler waren gefährdet, deren

2. Hydrodynamisches Wendegetriebe nach An- Drcluahlnivcau besonders hoch lag. Bei mechanispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter- scher Stufung der Getriebe war dies der Anfahrgang, teilung (51) des Schaufelgitters etwa auf der ra- 30 Durch rein hydraulische Stufung der Zweigang-Wendialen Höhe der Stelle der größten in Umfangs- degetriebe bekam man gleiches Drehzahlniveau sorichtung gemessenen Schaufelstärke der Schau- wohl primärseitig als auch sekundärseitig für beide fein angeordnet ist. Gänge, und die thermischen Schwierigkeiten waren

3. Hydrodynamisches Wendegetriebe nach An- im gefragten Leistungsbereich dadurch beherrschbar, spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als 35 Inzwischen ist man durch Leistungssteigerungen der Kraftspeicher Federn (58') vorgesehen sind. Getriebe selbst mit dieser Methode der Ventilationsverminderung an der äußersten Grenze des Erträglichen angelangt. Temperaturen von 200° C treten stellenweise auf und ölspritzer verkoken. Weitere

40 Leistungssteigerungen sind nur möglich, wenn ein-

' schlägige Maßnahmen getroffen werden.

Es sind bereits bei Flüssigkeitsgetrieben Ringschieber bekannt, die von außerhalb in den Strömungsraum einschiebbar sind und mit deren Hilfe der 45 Kraftfluß gedrosselt und erforderlichenfalls auch ganz unterbrochen werden kann. Weiterhin ist es

Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisches Wen- durch die deutsche Patentschrift 610 177 bereits beclegetriebe, insbesondere für Schienentriebfahrzeuge, kannt, die mit dem Pumpenrad umlaufenden Schaumit wenigstens einem Paar von hydrodynamischen fein von der größten öffnung bis zum völligen Ab-Arbeitskreisläufen, von denen jeweils der eine für die 50 Schluß des Schaufelkanals verstellbar auszubilden, eine und der andere für die andere Fahrtrichtung be- Durch Verdrehung der Schaufeln kann damit einerstimmt ist und die mit verstellbaren Schaufelrädern, seits das vom Flüssigkeitsgetriebe übertragene Drehdurch die der Schaufelkanal abschließbar ist, verse- moment beliebig geregelt werden, und andererseits hen sind. bedeutet eine Verdrehung der Laufschaufeln bis in

Solche Getriebe werden vor allem in Lokomoti- 55 die Abschlußstellung eine Entlastung des Flüssigven, die im Verschiebedienst eingesetzt werden sol- keitsgetriebes.

!en, eingebaut. Dort ist eine häufige Fahrt- und In der deutschen Patentschrift 469 005 ist ein Flüs-

Traktionsrichtungsumkehr vorzunehmen. Diese sigkeitsgetriebe beschrieben, bei dem zur Anwendung Reversierung läßt sich vollhydraulisch, d. h. durch des Getriebes für verschiedene Übersetzungsverhält-Umfüllen von entsprechenden Föttinger-Arbeits- 60 nisse die wirksame radiale Schaufellänge einstellbar kreisläufe!! leichter, schneller und auf die Dauer be- gemacht ist. Ein oder mehrere Schaufelräder sind datriebssicherer und mit weniger Wartungsaufwand be- bei mit einer ganz oder teilweise aus unabhängig bewerkstelligen als mit mechanischen Mitteln, etwa weglichen, konzentrischen Teilkränzen bestehenden mittels Klauenkupplungen. Auch Lokomotiven, die Schaufelung versehen, die entweder derart verstellt in weit ausgedehnten Verschiebenetzen Dienst tun 65 werden können, daß der entsprechende Teil des Strö- und zwischendurch immer wieder hohe Marschge- mungsweges schaufellos wird, oder derart im Ströschwindigkeiten erreichen, sollen von der vollhy- mungsweg frei umlaufen können, daß sie an der draulischen Reversierung profitieren. Sie werden da- Kraftübertragung nicht mitwirken. Nachteilig ist da-