DE213987C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 213987 — KLASSE AIh. GRUPPE

CHARLES M. MANLY in WASHINGTON.

Flüssigkeitswechsel- i und Wendegetriebe. Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. September 1905 ab.

Zur Kraftübertragung sind Flüssigkeitswechsel- und Wendegetriebe bekannt, bei denen zur Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen einer getriebenen und der S treibenden Welle die letztere mittels einer Pumpe mit eingeschlossener Flüssigkeit auf einen mit der getriebenen Welle verbundenen Motor einwirkt und bei denen eine Vorrichtung den'Hub der treibenden Pumpenkurbel, während

ίο diese sich dreht, zu ändern ermöglicht.

Das vorliegende Getriebe dieser Art ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelhub der treibenden Pumpe vom Nullpunkt nach beiden Seiten hin bis auf ein Höchstmaß verstellt werden kann. Dadurch läßt sich ein Geschwindigkeitswechsel der. getriebenen Welle von Null bis zu einem Höchstmaß in beiden Drehrichtungen der getriebenen Welle mit einer Zunahme des Drehmomentes der letzteren im Verhältnis zu ihrer Geschwindigkeitsabnahme erzielen.

- Zu diesem Zwecke ist der Kurbelzapfen der Pumpe an einer.Welle angeordnet, die in einer exzentrisch liegenden Längsbohrung einer Lagerbüchse angeordnet ist, deren geometrische Achse mit der geometrischen Achse der treibenden Welle zusammenfällt. Durch Verdrehung der Kurbelwelle und der Lagerbüchse in entgegengesetzten Richtungen wird die Verstellung des Zapfens der treibenden Pumpenkurbel herbeigeführt. · Die ganze in die treibende Welle eingeleitete Kraft wird hierbei lediglich durch die Flüssigkeit von der Pumpe auf den Motor übertragen, und zwar in · beiden Drehrichtungen. . . .

: Sofern man. in . dem Verhältnis der Pumpenkolbengeschwindigkeit zur Motorkolbengeschwindigkeit noch mehr Änderungen zu erzielen wünscht, trifft man die gleiche Einrichtung auch für die Lagerung der Welle des die Bewegung auf die Motorkolben übertragenden Kurbelzapfens. Dann kann man nach Belieben die eine oder andere Seite der Vorrichtung als Motor bzw. Pumpe benutzen. Mit : der Regelung der Bewegung der Kolben erfolgt > eine entsprechende Regelung der Bewegung der Schieber zur Verteilung der eingeschlossenen Flüssigkeit. i".¹'.

I Das Getriebe kann mit einer hydraulischen; Stellhemmung verbunden werden, indem der \ die Änderungen erzeugende Flüssigkeitsdruck ' für eine entsprechende Bewegung des Stell- ; hebeis verwertet wird.

'■ Fig. ι zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vor- ^: richtung im Längsschnitt und teils in Ansicht. ^; Fig. 2 zeigt unter. Weglassung der oberen Hälfte des Gehäuses eine Oberansicht.
• Fig. 3 zeigt unter Weglassung des Gehäuses eine Endansicht, in Richtung des Pfeiles 3-3 ^! in Fig. ι gesehen. . . ..

Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie 4-4 (Fig. i), Fig. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 (Fig. 1),
Fig. 6 ein Schnitt nach Linie (>6 (Fig. 1).
Fig. 7. zeigt die Kanalplatte der Pumpe in Richtung des Pfeiles 7-7 (Fig. 1) gesehen. .'■ Fig. 8 bis 15 stellen Einzelheiten dar.
Fig. i6- zeigt' die Verstellung des Pumpenkurbelzäpfens. .

Fig. 17 und 18 zeigen Teile· der hydraulischen Stellnemmung. ... / .

Fig. 19 zeigt schematisch die Steuerung der Pumpe in verschiedenen Stellungen.

Fig. 20 und 21 stellen Einzelheiten in größerem Maßstabe dar.

In der links liegenden Hälfte der Fig.i ist der treibende Teil, die Pumpe, in der rechts liegenden der getriebene Teil oder der Motor dargestellt. Pumpe und Motor" sind in dem dargestellten Beispiele einander gleich, so daß es genügt, nur einen Teil zu beschreiben; nur die Wirkungen beider Teile sind verschieden, wie später erläutert werden wird.

Das Gehäuse 20 (Fig. 1 bis 4) der Pumpe • enthält eine Anzahl radialer Zylinder 21, 22 und 23 (Fig. 4), deren Kanäle 24, 25 und 26 in Schieberkammern 27, 28 und 29 (Fig. 1, 5 und 19) münden. Den Öffnungen dieser Kanäle gegenüber sind in den Wänden der Schieberkammern äußere und innere Kanäle 30 und 31, 32 und 33, 34 und 35 vorgesehen, die in gleichmäßigem radialen Abstande voneinander durch die Kanalplatte 36 führen. Die äußeren Kanäle sind miteinander durch eine Ringnut 37 (Fig. 7) verbunden und die inneren Kanäle durch eine

Ringnut 38. · ■ ■

In den Zylindern 21, 22 und 23 bewegen sich die Kolben 39, 40 und 41, die mit einem radial einstellbaren Kurbelzapfen 42 durch Pleuelstangen 43, 44 und 45 verbunden sind (Fig. 4).

In den Kammern 27, 28 und 29 bewegen sich die Steuerschieber 46, 47 und 48 (Fig. 5), die aus je zwei durch einen dünner gehaltenen Schaft miteinander verbundenen Kolben bestehen, deren Abstand voneinander dem Abstande der inneren und äußeren Kanäle 30 und 31 usw. gleich ist und die durch Pleuelstangen 117, 118 und 119 mit einem von den beiden Kurbelscheiben 50 und 51 (Fig. 1) getragenen Kurbelzapfen 49 verbunden sind. Die Kurbelscheiben sind in einer zylindrischen Aussparung der Kanalplatte 36 drehbar.

Die Exzentrizität des Schieberkurbelzapfens 49 ist gleich dem Abstande'zwischen den äußeren und inneren Kanälen der Schieberkammern 27, 28 und 29, und bei der Bewegungsübertragung auf die Schieber dreht sich dieser Zapfen 49 gleichmäßig mit dem Pumpenkurbelzapfen 42.

Der Pumpenkurbelzapfen 42 wird von der

treibenden Welle 52 getrieben und befindet sich nach Fig. 1 und 4 der Zeichnung in der dem Endpunkte des Kolbens 3.9 im Zylinder 21 entsprechenden Stellung.

Der Kurbelzapfen 42 sitzt, wie Fig. 1 und 10 zeigen, an einer Welle 53, die in einer exzentrisehen Längsbohrung der Lagerbüchse 54 liegt; die geometrische Achse der Lagerbüchse 54 fällt mit der Achse a-a' der Wellen 52 und 52' zusammen, während die geometrische Achse der Welle 53 durch die Linie b-V und die des Kurbelzapfens 42 durch Linie c-c' (Fig. 1 und 10) . angegeben wird. Die geometrischen Achsen b-V und c-c' können in bezug auf die Achse a-a' durch Verdrehung der Welle 53 und der Lagerbüchse 54 verstellt werden.

Die Lagerbüchse 54 ist in der Nabe 55 des Pumpengehäuses 20 (Fig. 1) drehbar. Ein Zapfen 57 (Fig. 1 punktiert und Fig. 10) dieser Lagerbüchse 54 trägt eine Rolle 59, die in eine rechtsgängige schraubenlinienförmige Nut 58 der auf Welle 52 verschiebbaren, aber nicht gegen sie verdrehbaren und die Nabe 55 mitumschließenden Stellhülse 56 eingreift (Fig. 13).

In eine andere linksgängige schraubenlinienförmige Nut 61 der Stellhülse 56 tritt der mit Rolle 62 ausgestattete Zapfen 60 (Fig. 6, 10, 12, und 13) der Kurbelwelle 53 ein, so daß durch Verschiebung der Stellhülse 56 die Well ·. 53 und die Lagerbüchse 54 gegeneinander verdreht werden können. (Die beiden schraubenlinienförmigen Nuten sind deutlicher in der rechten Hälfte der Fig. 1 zu ersehen.)

Die Exzentrizität e der Längsbohrung der Lagerbüchse 54 (Fig. 16) in bezug auf ihre Mittelachse a-a' ist gleich der Exzentrizität e' des Kurbelzapfens 42 in bezug auf die Mittelachse b-b' der Welle 53 angenommen. Der Kurbelzapfen 42 läßt sich daher auf einem durch die Mittelachse a-a' (Fig. 1) der Lagerbüchse 54 gehenden Durchmesser x-x' von der einen Seite des mit der Mittelachse a-a' zusammenfallenden Nullpunktes ο aus über diesen hinaus auf dessen andere Seite einstellen, wenn die Welle 53 um ihre Mittelachse b-V in entgegengesetzter Richtung zur Verdrehung der Lagerbüchse 54 und um den doppelten Winkel der letzteren verdreht wird.

Um z. B. den Kurbelzapfen 42 aus der in Fig. 16 durch einen vollen Kreis bezeichneten äußersten oberen Stellung in die dargestellte, mit 42' bezeichnete nächsttiefere Stellung zu bringen, muß bei einer Verdrehung der Lagerbüchse 54 um 45 ^c nach links um den Nullpunkt 0 eine Verdrehung der Welle 53 um 90 ° nach rechts stattfinden.

Die geometrische Achse c-c' des Kurbelzapfens 42 wird mit dem Nullpunkte ο und demnach mit der Mittelachse a-a' zusammenfallen, wenn die Lagerbüchse 54 um 90 ° nach links und die Welle 53 um 180 ° nach rechts verdreht ist. Wird endlich die Welle 53 um 360 ° nach rechts und die Lagerbüchse 54 um 180 ° nach links verdreht, so. nimmt der Kurbelzapfen 42 die ' in Fig. 16 am tiefsten gezeichnete Endstellung ein. Die durch voll ausgezogene Kreise angegebene Stellung des Kurbelzapfen 42 und der Welle 53 entspricht der in Fig. 1 angenommenen, die punktierten Kreise, die die anderen einander entsprechenden Stellungen des Zapfens und der Welle anzeigen, sind durch verschiedenartige Strichelung voneinander unterschieden.

Diese Winkeleinstellungen.der Kurbelwelle 53 sowie der Lagerbüchse 54 werden durch die

vorhin beschriebenen schraubenlinienförmigen Nuten 61 und 58 der Stellhülse 56 und die darin eingreifenden Zapfen 60 und 57 vermittelt.
Ein am äußeren Ende . der Stellhülse 56 'sitzender Fortsatz 63 der Hülse ist mit der treibenden Welle 52 durch Nut 65 und Feder 64 (Fig. 1) verbunden. Durch einen auf den. Hülsenfortsatz aufgeschraubten Ring 68 wird eine Ringnut 66 gebildet, in welche das Joch 67 eingreift (Fig. 2 und 3).

An der Kanalplatte 36 sind mittels Schrauben 69 (Fig. 3) weit vortretende Bügel 70 (Fig. 1 bis 3)

. befestigt, deren Verbindungssteg 71 mittels einer Hülse 72 auf der Welle 52 gelagert ist.

Am unteren Schenkel der Bügel 70 (Fig. 1) sind mittels Zapfen 74 die beiden Schenkel der Gabel eines Stellhebels 73 (Fig. 17, 18 und. 21) gelagert. In eine Aussparung 132 (Fig. 18) der oberen Schenkel der Gabel greifen die Zapfen 133 der Halter 131, die mittels Schrauben 130 am Joch 67 befestigt sind.

Wird der Stellhebel 73 aus der Stellung in

Fig. ι nach links bewegt, so wird die Stellhülse 56

. auf Welle 52 verschoben, und durch die in die Nuten 58 und 61 eingreifenden Zapfen 57 und 60 werden die Lagerbüchse 54 und die Welle 53 um ihre Mittelachse nach Maßgabe der Steigung ihrer Nuten gegeneinander verdreht. Der an der Lagerbüchse 54 durch Schrauben 114 befestigte Ring 113 und der Flansch 115 (Fig. 1) verhindern die Längsverschiebung der Büchse in der Nabe 55 des Pumpengehäuses 20, gestatten derselben aber eine Drehung. Die Längsverschiebung der Welle 53 wird durch den am äußeren Ende der Lagerhülse 54 anliegenden Zapfen 60 (Fig. 6 und 10) und einen am inneren Ende derselben . anliegenden Bund 116 der Welle 53 (Fig. 1) verhindert. Da sich das Joch 67 im Lagerauge. 66 der Nabe 63 drehen kann, so lassen sich die Welle 53 und die Lagerbüchse 54 mittels des auf das Joch einwirkenden Stellhebels 73 unter Einwirkung der Nuten der Stellhülse 56 gleichzeitig, und zwar in verschiedenen Richtungen verdrehen.

In einer nach Linie c-c' (Fig. 1) durch die Kurbelzapfenmitte führenden Längsbohrung der Welle 53 liegt ein Bolzen 76, der an den Enden Zapfen 77 und 78 (Fig. 8, 10 und 12) trägt. Der Zapfen 77 kann in einer Kurbelschleife 79 (Fig. 9) der Kurbelscheibe 50 für die Schieberventile 46, 47, 48 gleiten. Am Ende der treibenden Welle 52 ist mittels Keiles 81 eine.Scheibe 80 befestigt, in deren zur Kurbelschleife 79 der Scheibe 50 parallelen Kurbelschleife 82 (Fig. 11) der andere Zapfen 78 des Bolzens 76 gleiten kann.

Angenommen, die treibende Welle 52 werde in der Richtung des Pfeiles (Fig. 1 und 3) gedreht und es eile der Schieberkurbelzapfen 49 um 90 ° dem Pumpenkurbelzapfen 42 vor, wie aus der schematischen Fig. 19 ersichtlich; dann bewegt sich beim Einwärtshub des Pumpenkolbens 39 im Zylinder 21 aus der mittleren Stellung I in die Stellung II auch der Kolbenschieber 46 in seiner Kammer 27 einwärts im Sinne der ein- 6g gezeichneten Pfeile. Der Schieber 46 legt Kanal 31 frei und kommt wieder in seine Anfangsstellung I, sobald der Pumpenkurbelzapfen 42 am Ende des Einwärtshubes angelangt ist (Stellung III). Bei Weiterdrehung des Kurbelzapfens 42 führt der Pumpenkolben 39 seine Auswärtsbewegung aus, wobei der Schieber 46 gleichfalls sich nach auswärts bewegt, in. die Stellung IV gelangt und die Öffnung 30 freilegt. Demnach saugt der Pumpenkolben 39 im Zylinder 21 Flüssigkeit durch Kanal 31 ein, bis der Kolben am Ende seines Hubes anlangt (Stellung III), und dann ist der Schieber 46 in seine Mittelstellung zurückgegangen. Bei weiterer Drehung des Kurbelzapfens wird die durch Kanal 31 in den Zylinder 21 gelangte Flüssigkeit durch Kanal 30 ausgetrieben, bis der Kolben 39 am Ende seines Auswärtshubes ankommt. Dann ist der Schieber 46 in eine Stellung gelangt, in der er den Kanal 30 absperrt (Stellung I, Fig. 19). Dieselbe Wirkung tritt bei allen übrigen Kolben und Schiebern der Pumpe ein. Demnach wird in, die Ringnut 37 der Kanalplatte 36 (Fig. 7) Flüssigkeit gedrückt und aus der Ringnut 38 Flüssigkeit gesaugt. Hieran wird nichts geändert, wenn der Kurbelzapfen 42 verstellt und der Hub der Pumpenkolben verkleinert wird. Bei gleicher Umdrehungszahl der Welle 52 wird dann nur die Menge der bei j edem Hub geförderten Flüssigkeit kleiner. Dabei ergänzen sich die drei Pumpenkolben in ihrer Wirkung derart, daß in den Ringnuten 37 und 38 die Flüssigkeit bei irgendeiner Stellung des Kurbelzapfens 42 gleichmäßig fließt; durch Verstellung des Kurbelzapfens 42 wird aber die Geschwindigkeit der Flüssigkeit verändert, wenn die Welle 52 mit derselben Umdrehungszahl weiterläuft. Gelangt der Pumpenkurbelzapfen 42 in die Mittellage (Fig. 16), in der also seine Mittelachse c-c' mit der Mittelachse a-a! der Welle 52 zusammenfällt, so hört jede Bewegung der Pumpenkolben auf, die Flüssigkeit wird also in Ruhe bleiben, auch wenn die Welle 52 sich weiter dreht.

Verstellt man dann aber den Kurbelzapfen 42 nach der anderen Seite, über den Nullpunkt 0 (Fig. 16) hinaus, so eilt bei unveränderter Drehrichtung der Welle 52 der Schieberkurbelzapfen 49 dem Pumpenkurbelzapfen 42 um 90 ° nach. Wie aus den punktiert gezeichneten Stellungen ' des Pumpenkolbens 39 und des Kurbelzapfens 42 in Fig. 19 ersichtlich und durch punktierte Pfeile angedeutet ist, bewegt sich dann Pumpenkolben 39 beim Übergang aus Stellung I in II auswärts, während der Steuer kolben sich einwärts bewegt. Es wird also jetzt Flüssigkeit durch Kanal 31 in Ringnut 38 gedrückt; bei.

der Einwärtsbewegung des Pumpenkolbens 39 aus Stellung III in Stellung IV wird Flüssigkeit durch Kanal 30 aus Ringnut 37 gesaugt. Durch diese Verstellung des Pumpenkurbelzapfens 42 sind also die Rollen der Ringnut 37 und 38 miteinander vertauscht. Die äußere Ringnut 37 ist hierbei, wie die punktierten Pfeile angeben, Saugnut und die innere Ringnut Drucknut geworden.

Die von dem Pumpenkolben in die Ringnut 37 der Kanalplatte 36 geförderte Flüssigkeit kann nun zum Antriebe eines Motors verwendet werden, von dem die verbrauchte Flüssigkeit wieder der Ringnut 38 und damit den Pumpenzylindern zugeführt wird, so daß sie einen geschlossenen Kreislauf ausführt. Durch Verstellung des Pumpenkurbelzapfens 42 gemäß Fig. 16 wird, wie beschrieben, die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsumlaufes und damit auch die des Motors vermindert und die Richtung des Kreislaufes umgekehrt, sobald der Kurbelzapfen 42 über den Punkt 0 hinaus verstellt wird. Man ist also imstande, bei unveränderter Umdrehungszahl der treibenden Welle nicht nur die Umdrehungszahl des Motors zu ändern, sondern auch die Drehrichtung umzukehren, und zwar lediglich durch Verstellung des Stellhebels 73.

Am besten geschieht dies mittels eines Motors, der, wie im rechtsliegenden Teile von Fig. 1 dargestellt, in allen Punkten -der Pumpe ähnlich ist. Die Teile des Motors sind mit den gleichen Zahlen bezeichnet wie die entsprechenden Teile der Pumpe, es ist an die Zahlen nur noch der Index 1 gesetzt. .

Die Kanalplatte 36 der. Pumpe ist durch Bolzen 83 (Fig. 2 und 3) dicht schließend mit der Kanalplatte 36' des Motors verbunden. Die Ringnuten 37 und 37' sowie die Ringnuten 38 und 38' decken sich, vermitteln also zwischen Pumpe und Motor eine geschlossene Flüssigkeitsleitung.

il..Verstellt man nun bei gleichbleibender Drehung der Welle 52 den Pumpenkurbelzapfen 42 aus der äußersten Stellung auf der einen Seite der Linie a-a' durch den Nullpunkt 0 (Fig. 16) hindurch, in dem keine Drehung übertragen wird, in die äußerste Stellung auf der anderen Seite jener Linie, so werden dadurch alle Geschwindigkeitsänderungen des Motors zwischen einem positiven Höchstmaß und Null und zwischen Null und dem negativen Höchstmaß erzielt. Beim Durchgang durch Null wird aus einem Saugkanal ein Druckkanal und aus

• 55 einem Druckkanal ein Saugkanal. Die Drehrichtung des Kurbelzapfens 42 als gleichbleibend angenommen, kann man durch die Winkelstellung des Schieberkurbelzapfens 49 in bezug auf den Pumpenkurbelzapfen 42 bestimmen, welcher der .Ringkanäle Druckkanal und welcher Saugkanal sein soll.

Wie aus Fig. 19.sich ergibt, wird die äußere Ringnut 37 Druckkanal und die innere Ringnut 38 Saugkanal, wenn der Schieberkurbelzapfen 49 dem Pumpenkurbelzapfen 42 um 90° voreilt. Das umgekehrte Verhältnis tritt ein, wenn der Kolbenkurbelzapfen 42 durch den Nullpunkt auf die andere Seite' der Mittelachse a-a' geführt wird, also seinerseits dem Schieberkurbelzapfen 49 voreilt.

Mit den ,Ringnuten 37, 37' ist durch Rohre 85 und mit den Ringnuten 38, 38' durch Rohr 86 eine oben auf den Kanalplatten 36 und 36' befindliche Kammer 84 (Fig. 1, 2 und 20) mit Vorratsbehälter 96 für Flüssigkeitsersatz verbunden. Ein in der Kammer 84 liegender Kolbenschieber 87 mit zwei Kolben 88 und 89 wird in seiner Bewegung durch Anschläge 90 und 91 an den Verschlußschrauben 92 und 93 der Kammer 84 begrenzt. Oben ist die Kammer 84 mit Kanälen 94 und 95 versehen und durch ein an die mittlere Öffnung 98 angeschlossenes Rohr 97 mit dem Vorratsbehälter 96 verbunden. Ein mit Sicherheitsventil 200 versehenes Rohr 201 führt überschüssige Flüssigkeit entweder unter atmosphärischem Druck oder bei einer höheren einstellbaren Spannung in das Innere des Umschlußgehäuses 104 ab.

Aus diesem Gehäuse 104 kann durch eine von der Schieberkammer 29 gebildete Hilfspumpe Flüssigkeit in den Vorratsbehälter durch Rohr 102 (Fig. 3 und 20) zurückbefördert werden. Zu diesem Zweck ist die Kammer 29 an ihrem Ende mittels eines durch Schrauben 101 befestigten Deckels 100 verschlossen (Fig. 3 und 5). .

In dem nach dem Behälter 96 führenden . Rohr 102 ist ein Rückschlagventil 103 angeordnet (Fig. 3). Durch ein zweites, mit Ventil 108 ausgestattetes Rohr 107 wird, die Flüssigkeit aus dem Gehäuse 104 abgesaugt. Da die : von dem Kolbenschieber 48 gebildete Hilfs- : pumpe ständig läuft, so ist durch Rohr 201 mit ; Sicherheitsventil Vorsorge getroffen, daß zu'viel geförderte Flüssigkeit wieder nach 104 zurückgelangen kann.

Das die Pumpe umschließende und mittels Schrauben 106 an der Kanalplatte 36 (Fig. 1 und 2) befestigte Gehäuse 104 ist für den zur Verschiebung der Stellhülse 56 dienenden Stellhebel 73 mit einem Schlitz 105 versehen (Fig. 1). Oben ist das Gehäuse 104 zwecks Befestigung der Kammer 84 mittels Schrauben auf der Kanalplatte 36 der Pumpe ausgeschnitten. Von einem ähnlichen Gehäuse 104' mit Schlitz 105' für den Stellhebel 73' ist auch der Motor umschlossen. , . ■ ■

Die Zylinder der Pumpe und des Motors, ihre Verbindungskanäle sowie der Behälter 96 werden mit Flüssigkeit, am besten mit Öl oder Wasser, gefüllt. Der Behälter 96 und die Kammer 84 mit ihren Öffnungen und Kanälen und

dem Schieber 87 dient dazu, jene Teile stets mit Flüssigkeit gefüllt zu erhalten. In Fig. 20 ist z. B. angenommen, daß der ausgezogenen Stellung des Kolbenkurbelzapfens 42 (Fig. 16 und 19) entsprechend die Flüssigkeit in die Ringnuten 37,37' gedrückt und aus den Ringnuten 38, 38' gesaugt wird. Dann ist der Kolbenschieber 8y nach rechts verschoben, so daß also durch den Umlaufkanal 95 und Rohr 97 aus dem Vorratsbehälter 96, wenn erforderlich, Flüssigkeit nachgesaugt werden kann. Der linke Umlaufkanal 94 ist bei dieser Stellung des Kolbenschiebers 87 geschlossen, so daß also der Vorratsbehälter von den unter Druck stehenden Ringnuten 37, 37' abgesperrt ist. Wechselt der Druck in den Ringnuten 37, 37' und 38, 38', so verschiebt sich der Kolben 87 nach links, so daß nun durch Rohr 85 etwa verloren gegangene Flüssigkeit nachgesaugt werden kann.

Das Gehäuse 104' des Motors steht mit dem Gehäuse 104 der Pumpe durch einen Kanal 109 in Verbindung, der quer durch die Kanalplatte 36 und 36'.geht (Fig. 3 und 7), so daß die. vom Motor kommende Leckflüssigkeit sich mit der der Pumpe vereinigt.

Die Kanäle 94 und 95 haben etwas kleineren Querschnitt als die Rohre 85 und 86, damit der Druck der durch letztere gehenden Flüssigkeit hinter dem an einem Anschlag anliegenden Kolben des Schiebers 87 rechtzeitig zu dessen Verlegung nach der anderen Seite zur Wirkung kommt.

Entsteht nun an irgendeiner Stelle ein Leck, so sammelt sich Flüssigkeit unten im Gehäuse

104, die dann durch Rohr 107 in die untere Schieberkammer 29 und durch den als Pumpe wirkenden Schieber 48 von hier durch Rohr. 102 in den Behälter 96 befördert wird. Bei der in Fig. ι angenommenen Stellung der beiden Stellhülsen 56 und 56' bilden die Ringnuten 37 Druckleitungen und die Ringnuten 38,38' Saugleitungen, wenn die treibende Welle 52 sich im Sinne des Pfeiles in Fig. 3 dreht, wie dies an der Hand der Fig. 19 erläutert wurde. Da für den rechts liegenden Teil des Getriebes die Kurbelzapfen 42' und 49' bei der nach der Mitte verschobenen Stellhülse 56' die gleiche gegenseitige Lage einnehmen, für diesen Fall also die Flüssigkeit aus den Ringnuten 37 und 37' nach den Zylindern 21', 22', 23' fließt, so muß die Welle 52' sich in entgegengesetzter Richtung drehen, und zwar mit der gleichen Geschwindigkeit, wenn die Abmessungen der Zylinder und die Kurbellängen einander gleich sind.

Verringert man durch Verschiebung der Stellhülse 56 den Pumpenkolbenhub und läßt den Motorkolbenhub unverändert, so laufen Motor und getriebene Welle 52' mit einer der Verminderung des Pumpenkolbenhubes entsprechend verringerten Geschwindigkeit um, denn durch die Hubverminderung wird die Förderung der Pumpe und demnach auch die Geschwindigkeit der Flüssigkeit vermindert. Nimmt aber der Pumpenkolbenhub ab, so wird das gleiche in die Welle 52 eingeleitete Drehmoment die Flüssigkeit mit einem der Hubverminderung proportional vergrößerten Druck nach dem Motor hinüberdrücken, der hier auf den ursprünglichen Motorkolbenhub wirkt, also ein entsprechend zunehmendes Drehmoment des Motors erzeugt, so daß also der Geschwindigkeitsabnahme entsprechend das Drehmoment der getriebenen Welle erhöht wird.

Steht der Pumpenkurbelzapfen 42 im Nullpunkt, findet also bei Drehung der Welle 52 eine Pumpenkolbenbewegung nicht statt, so tritt keine Flüssigkeit nach dem Motor über, die getriebene Welle 52' wird also zur Ruhe kommen,' und es tritt Bremsung des Getriebes ein, wenn eine praktisch nicht zusammendrückbare Flüssigkeit verwandt wird. Verstellt man den Kurbelzapfen 42 der Pumpenkolben über den Nullpunkt hinaus auf die entgegengesetzte ■ Seite der Mittelachse a-ä', so wird der Motor in. entgegengesetzter Richtung gedreht, wobei Geschwindigkeit und Drehmoment der getriebenen Welle 52' wieder von der Verstellung des Kurbelzapfens 42 der Pumpenkolben abhängig sind. .

Bis jetzt ist angenommen worden, daß der Motorkolbenkurbelzapfen 42' nicht verstellt wurde, der Motor kann dann sein stärkstes Drehmoment entwickeln. Um für eine bestimmte Geschwindigkeit der getriebenen Welle, beispielsweise einer Fahrzeugachse, ein geringes Drehmoment zu erzeugen, wird nun nicht nur der Kurbelzapfen. 42 der Pumpe, sondern auch der Kurbelzapfen 42' des Motors mittels des Handhebels 73' dem Nullpunkt genähert.

Stellt man die Drehung der treibenden Welle 52 ab und bringt den Kurbelzapfen 42' der Motorkolben in die Nullstellung, so kann dieser und somit die getriebene Welle 52' sich frei.und mit der gewünschten Geschwindigkeit drehen. Wünscht man keine besondere Einstellung des Kurbelzapfens 42' für den Motorkolben, so läßt :■ man die dafür nötigen Teile weg und bringt eine gewöhnliche Kurbel an mit einem vom Kurbelzapfen für die Kolbenbewegung vortretenden Zapfen, der in den Schlitz der Kurbelscheibe des Motorschiebers eingreift. Die Kurbelwelle kann dabei aus dem Gehäuse vortreten, um mit dem getriebenen Teil, z. B. einer Welle oder Achse, verbunden werden zu können.

Durch Einstellung des Kurbelzapfens der Pumpenkolben und der Motorkolben kann man also nicht nur alle Abstufungen in dem Verhältnis der Pumpenkolbengeschwindigkeit zur Motorkölbengeschwindigkeit, sondern auch der Drehmomente erzielen. Auch kann man nach Belieben die eine oder andere Seite der Vorrichtung als Motor oder Pumpe benutzen.

Je nach der durch die Flüssigkeit zu übertragenden Kraft ist das Einstellen der Stellhebel 73, 73' mehr oder minder mühsam. Um dieses Einstellen zu erleichtern, ist mit jedem Stellhebel eine hydraulische Stellhemmung verbunden, die von der unter Druck stehenden Flüssigkeit des Getriebes gespeist wird. An der Kanalplatte 36 der Pumpe sind seitlich zwei Hilfszylinder 220 (Fig. 2, 3 und 21) mittels Schrauben 229 befestigt. Die Stangen 222 der Kolben 221 dieser Zylinder sind an dem an der Stellhülse 56 angreifenden Joch 67 durch Schrauben 223 verbunden. Die Steuerung.der Hilfszylinder 220 erfolgt durch den Kolbenschieber 180 (Fig. 1 und 21), dessen-Kammer 183 mit den Hilfszylindern 220 durch Rohre 260 und 261 verbunden ist, die in Ringnuten 182 der Kammer ausmünden und nach den beiden Enden der Zylinder 220 führen. Die mittlere Entfernung der Ringnuten 182 voneinander entspricht derjenigen der beiden Kolben 181, die aber breiter sind als die Ringnuten. Die Verbindung des Stellhebels 73 mit dem Kolben-

■ ■.. schieber 180 wird durch den in einen Schlitz 188 der Kolbenschieberstange. 180 um Zapfen 177 drehbaren zweiarmigen Hebel 174 vermittelt, dessen unterer Arm durch Zapfen 178 mit einer Stange 175 verbunden ist, die mittels Zapfen 179 an die unten gegeneinander gebogenen Schenkel der Gabel des Stellhebels 73 (Fig. 1 und 17) angreift.' Um die Zapfen 74 der Stellhebel 73 sind ferner die Hilfshebel 170 drehbar, deren obere Enden an die mittels Schrauben 130 am Joch 67 befestigten Halter 131 (Fig. 17 und 18) durch Zapfen 133 angeschlossen sind, die durch Schütze 171 der Hebel 170 gehen. Durch eine Querstange 172 in einem Abstande vom Zapfen 74 gleich dem Abstande des letzteren vom Zapfen 179 sind die beiden Hebel 170 miteinander verbunden, und an diese Stange 172 greift das Gelenk 173 an, das die Stange 172 mit dem oberen Arm des Hebels 174 verbindet. . Die Speisung der Schieberkammer 183 mit Druckflüssigkeit wird durch eine an der Kanalplatte 36 befestigte senkrechte Schieberkammer 150 (Fig. ι und 21) vermittelt, die an den Enden durch Schraubdeckel 160 und 161 verschlossen ist. In dieser Kammer spielt ein

*■;■ * Schieber 151 mit einem Schaft, auf dessen Mitte ein Kolben 1,52 und von diesem etwas entfernt . unten und oben Führungsknaggen 153 vorgesehen sind. Eine Ringnut 154 in der Mitte der Kammer 150 wird für gewöhnlich mittels

.; des etwas breiter, als die Nut ausgeführten Kolbens 152 unter der Wirkung von Federn 162 verschlossen gehalten, die zwischen die Deckel 160 und 161 der Schieberkammer und den Kolben eingeschaltet sind. Von den Deckeln ragen Anschläge 163 und 164 zur Begrenzung der Bewegung des Schiebers 151 nach innen vor. Über und unter der Ringnut 154 befinden sich Öffnungen 157 und 158, die durch Kanäle 155 bzw. 156 mit den Ringnuten .37 bzw. 38 der Kanalplatte 36 verbunden sind. Die Ringnut 154 ist durch ein Rohr 159 an die mittlere Öffnung 165 der Kammer 183 angeschlossen. .

Die Enden der Kammer 183 sind bei 184 durch ein Rohr 185 miteinander verbunden, das bei 186 an das zum Vorratsbehälter 96 führende Rohr 250 angeschlossen ist (Fig. 1, 20 und 21).

Das Joch 67 wird durch Stangen 227 (Fig. 2 und 3) geführt, die einerseits am Steg 71 und anderseits mittels Bolzen 226 in einem Ansatz 225 der Deckel 224 der Hilfszylinder 220 befestigt sind.

Wie oben erläutert, steht bei der in Fig. 1 dargestellten Lage der Teile die Ringnut 37 unter Druck. Demnach wird die Druckflüssigkeit durch Kanal 155 und Öffnung 157 unter den Kolben 152 treten und diesen unter Zusammendrückung der oberen Feder 162 heben, bis der obere Führungsknaggen 153 den Anschlag 164 trifft, wie aus der Fig. 1 und 21 ersichtlich. In dieser Stellung sperrt der Kolben 152 die obere Öffnung 158 ab und gibt die Ringnut 154 frei, so daß Druckflüssigkeit aus der Öffnung 157 durch Rohr 159 und Öffnung 165 in die Mitte der Schieberkammer 183 zwischen die beiden Rollen 181. eintreten kann.

In der Ruhestellung der Stellhebel 73 überdecken also die beiden Kolben 181 des Schiebers 180 die Ringnuten 182, so daß Flüssigkeit nicht nach den Hilfszylindern 220 gelangen kann. Wird nun der Stellhebel 73, wie in Fig. 21 punktiert gezeichnet, aus der Ruhelage etwas nach links bewegt, so bleiben die Hilfshebel 170 zunächst in.Ruhe, während mittels Stange 175, Hebels 174 und Zapfens 177 der Schieber 180 so weit nach rechts verschoben wird, daß durch die rechts gelegene Ringnut 182 und Rohr 261 Druckflüssigkeit hinter die Kolben 221 der Hilfszylinder 220 treten kann, so daß diese Kolben und mit ihnen das Joch 67 und die Stellhülse 56 im Sinne des Pfeiles in Fig. 21 bewegt werden. Dabei nimmt das Joch mittels der Halter 131 auch die Hilfshebel 170 mit, die ihrerseits mittels Stange 173 auf den zweiarmigen Hebel 174 wirken und den Schieber 180 wieder in seine Mittelstellung zurückführen, in der er die Flüssigkeit durch Überdecken der Ringnuten 182 gegen die Hilfszylinder 220 absperrt. Umgekehrt wird beim Verlegen, des Stellhebels 73 in der entgegengesetzten Richtung Druckflüssigkeit durch Rohr 260 auf die vordere Seite der Kolben der Hilfszylinder 220 gelangen und Joch 67 nebst Stellhülse 56 nach rechts verschieben.

Gelangt der Stellhebel 73 mit der Stellhülse 56 in Mittelstellung, so verschwindet der Druck in der Ringnut 37; der Kolben 151 kehrt unter dem Einfluß der oberen Feder 162 in seine Mittelstellung zurück. Wird nun der Stellhebel

73 über die Mittelstellung hinaus verlegt, so tritt in der Ringnut 38 Druck auf, die Flüssigkeit gelangt dann durch Kanal 156 und Öffnung 158 in die Kammer 150 und drückt den Kolben-

.5 schieber 151 gegen den unteren Anschlag 163, so daß wieder Druckflüssigkeit in die Schieberkammer 183 gelangen kann.

Strömt Flüssigkeit unter Druck aus der Mitte der Kammer 183 nach dem einen Ende der Hilfszylinder 220, etwa durch Rohr 261 (Fig. 21), so gelangt die Flüssigkeit im anderen Ende dieser Zylinder durch Rohre 260 in das linke Ende der Kammer 183 und durch die Rohre 185 und 250 in den Vorratsbehälter 96.

Das Joch 67 und mit ihm die Stellhülse 56 folgen demnach immer der Bewegung des Stellhebels 73, und man braucht nur die geringe Kraft aufzuwenden, die zum Verstellen des Schiebers 180 nötig ist. Wünscht man die Hilfszylinder auszuschalten, so entfernt man die Bolzen aus den ihre Verbindung mit dem Stellhebel herstellenden Teilen.

Das beschriebene Getriebe gestattet demgemäß die Geschwindigkeit des getriebenen Teiles in bezug auf die Geschwindigkeit des treibenden Teiles in beiden Drehrichtungen zu verändern. Man kann das Geschwindigkeitsverhältnis leicht von einem Höchstwert auf Null bringen und umgekehrt, und dies in ganz allmählichen Übergängen. Ebenso leicht kann man die Drehrichtung des getriebenen Teiles umkehren und ganz allmählich von Null auf die größte Geschwindigkeit dabei übergehen.

Die Veränderung der Geschwindigkeit und die Umkehr der Drehrichtung kann dabei mit ■ dem einfachsten Mittel lediglich durch Umlegung der Stellhebel vorgenommen werden.

Natürlich könnten statt der drei Zylinder für Pumpe und Motor, wie dargestellt, deren auch mehr vorgesehen sein. Auch könnte die Zahl der Pumpenzylinder größer oder kleiner sein als die der Motorzylinder, mit dem Wesen der Sache hat dies nichts zu tun. Ebenso kann man je nach Bedarf die Größe der Zylinder der

4-5 Pumpe und des Motors gleich oder verschieden wählen. · .

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Flüssigkeitswechsel-und Wendegetriebe zur Kraftübertragung, bei dem eine von der treibenden Welle angetriebene mehrzylindrige (zweckmäßig dreizylindrige) Pumpe eine die getriebene Welle antreibende zweite Pumpe in Bewegung setzt und das mit einer Vorrichtung zur Änderung des Hubes der treibenden Pumpenkurbel während ihres Umlaufes versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelhub der treibenden Pumpe vom Nullpunkte nach beiden Seiten hin bis auf ein Höchstmaß verstellt werden kann, um einen Wechsel der Geschwindigkeit der getriebenen Welle von Null bis zu einem Höchstbetrage in beiden Drehrichtungen zu erzielen, wobei einer Geschwindigkeitsabnahme der getriebenen Welle eine Zunahme ihres Drehmomentes entspricht.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einfache Bewegung des die Einstellvorrichtung bedienenden Teiles in einer Richtung. Änderungen der Geschwindigkeit des getriebenen Teiles von einem Höchstmaß in der einen Richtung bis zu einem Höchstmaß in der entgegengesetzten Richtung veranlaßt. .
3. 3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle der Pumpe bzw. des Motors' in einer exzentrischen Längsbohrung einer Lagerbüchse angeordnet ist, deren geometrische Achse mit derjenigen der treibenden Welle zusammenfällt, derart, daß durch Verdrehung der Kurbelwelle und der Lagerbüchse in entgegengesetzten Richtungen eine Verstellung des Kurbelzapfens ermöglicht wird.
4. 4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß iii einem Hilfsmotor der von der Pumpe gelieferte Flüssigkeitsdruck zur Bedienung der Vorrichtung zur Hubveränderung bei der treibenden Pumpenkurbel verwertet wird.
5. 5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Hub der treibenden Pumpenkurbel als auch der Hub der getriebenen Pumpenkurbel vom Nullpunkte nach beiden Seiten hin bis zu einem Höchstmaß verstellt werden kann.
6. 6. Getriebe nach Anspruch 1, bei dem die Pumpe und der Motor von den Kurbeln für die Kolbenbewegung aus gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der .Einstellung der Pumpenkurbel und unter Umständen auch der Motorkurbel der Voreilwinkel der Steuerungen gegenüber der Lage der Maschinenkurbeln nicht geändert wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.