DE243619C

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Publication number: DE243619C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Jig 243619 — KLASSE AIh. GRUPPE

Pumpwerk für Flüssigkeitswechselgetriebe. Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Juni 1910 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Übertragung von Kraft mittels Flüssigkeitsdruck und umfaßt eine Pumpeinrichtung zur Lieferung von Flüssigkeit bei einem veränderlichen Strombetrag und von Druck zwecks Antriebs eines Flüssigkeitsmotors, welcher mit der Treibanordnung verbunden sein kann. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Pumpeinrichtung, welche

ίο eine Anzahl von Pumpabschnitten und eine hiermit verbundene Schieberanordnung umfaßt, um den Flüssigkeitsumlauf weg durch die Pumpeinrichtung zu regeln und letzterer zu ermöglichen, Flüssigkeit von verschiedenem Volumen und von verschiedenem Druck zu liefern.

Wie bekannt, enthält ein Geschwindigkeitswechselgetriebe dieser Art gewöhnlich eine Pumpeinrichtung, welche durch den Motor getrieben wird, der Flüssigkeit zu den Flüssigkeitsmotoren liefert, welch letztere den getriebenen Teil des Werkes treiben. Bei solchen Anlagen ist bisher vorgeschlagen worden, die gewünschten Änderungen im Volumen und Druck der Flüssigkeit dadurch zu bewirken, daß die Flüssigkeit, welche nicht zur Kraftübertragung benützt wird, durch Nebenrohre getrieben wird. Bei derartigen Anordnungen wird ein großer Teil Kraft dadurch verloren, daß das Übermaß an Flüssigkeit durch Nebenrohre getrieben wird, während bei der Reihenparallelanordnung gemäß der Erfindung dieser Nachteil vermieden ist. Bei Anordnungen aber, wo eine Mehrzahl von Pumpen benutzt ist, wird aller Druck in die eine der Pumpen gebracht, um den höchstmöglichen Druck zu erzielen, indem die anderen Pumpen die Flüssigkeit durch Nebenrohre nur in Umlauf bringen. Hierdurch wird notwendigerweise eine ungebührliche Beanspruchung auf diese eine Pumpe ausgeübt, während bei der vorliegenden Anordnung alle pumpenden Teile einen gleichmäßigen Anteil bei Erzeugung eines hohen Drucks nehmen.

Fig. ι ist eine Schnittansicht der Pumpeinrichtung.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht rechtwinklig zu derjenigen der Fig. 1 zwecks Veranschaulichung der Pumpeinrichtung und eines von dieser getriebenen Flüssigkeitsmotors.

Fig. 3 ist eine Schnittoberansicht der Druckkammer der Pumpe.

Fig. 4 ist eine einzelne Vorderansicht de,r Vorrichtung zur Bewegung der Pumpenschieber.

Fig. 5 ist eine Teilseitenansicht zu Fig. 4.

Fig. 6 ist eine bruchstückweise Ansicht des Rückschlagventils.

Fig. 7 bis 10 sind Schnittansichten durch einen Teil der Pumpeinrichtungen zwecks Veranschaulichung der Ventile in ihren verschiedenen Einstellagen zur Sicherung der bezugliehen Verhältnisse der Pumpenabschnitte.

Die Pumpeinrichtung befindet sich in einem äußeren Gehäuse A, welches auf einem Grundgestell B angeordnet ist. In dem Gehäuse A befindet sich die eigentliche Pumpe, welche ein mit dem Gehäuse A starr verbundenes Teilgehäuse C (Fig. 2) umfaßt. Die dargestellte Pumpe besteht aus vier Abschnitten bzw. Abteilungen ι bis 4, welche ähnlich an Bauart sind. Durch das Gehäuse C erstreckt sich eine Antriebswelle 5, welche mittels einer Kupplung 6 mit einer Welle 7 verbunden

werden kann; letztere kann die Antriebswelle eines elektrischen Motors, einer Verbrennungskraftmaschine oder einer anderen entsprechenden Kraftquelle sein. Die Welle 8 erstreckt sich parallel mit der Welle 5 durch das Pumpengehäuse C und wird von der Welle 5 mittels Schrägzahnräder 9 oder anderer Treibvorrichtungen angetrieben. In jeder Pumpenabteilung befindet sich ein Paar Kapselpumpenräder 10, welche auf den Wellen 5 und 8 verkeilt sind.

Diese Pumpenräder 10 sind mit abgerundeten Triebzähnen versehen, deren Kopfteile im wesentlichen halbkreisförmig und durch halbkreisförmige Aussparungen getrennt sind. Diese Triebzahnform verhindert die Einsperrung der Flüssigkeit zwischen den Zwischenzähnen. Die Pumpenräder 10 werden in einer Richtung in Umdrehung versetzt und fördern die Flüssigkeit aufwärts nach Art der bekannten Kapselwerke. Das Gehäuse A wird gänzlich oder teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt, welche entweder Wasser oder Öl oder eine andere Flüssigkeit sein kann, aber vorzugsweise Öl, da letzteres alle bewegbaren Teile der Pumpe und des Flüssigkeitsmotors gut geschmiert hält und auch niedriger Temperatur ohne einzufrieren standhält.

Das Pumpengehäuse C ist unter den Pumpenrädern 10 mit einer Schieberkammer 15 versehen, in welcher sich ein Drehschieberglied V befindet, das eine Schieberstange a-e (Fig. 7 bis 10) aufweist. Über den Pumpenrädern 10 befindet sich eine ähnliche Schieberkammer 16, in welcher das Schieberglied F¹ mit den Schiebern al-e¹ angeordnet ist. Über dieser Schieberkammer 16 befindet sich eine Druckkammer 17, in welcher selbsttätige Federventile τ^α-/\^α angeordnet sind; letztere steuern die Kanäle 20, welche von der Schieberkammer 16 zu der Druckkammer 17 führen. Ein Druckkanal 21 (Fig. 2 und 3) erstreckt sich von der Druckkammer 17 zu der Schieberkammer des Umkehrventils 22, welches von bekannter Bauart sein kann und in der üblichen Weise wirkt, um die Umlaufrichtung der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsmotor oder der Maschine M zu regeln, die durch die von der Pumpeinrichtung gelieferte Flüssigkeit getrieben wird.

Wie ersichtlich, enthält der Motor M (Fig. 2) die Zylinder 23, in welchen die Kolben 24 sich hin und her bewegen; letztere sind durch Kolbenstangen 25 mit der Kurbelwelle 26 verbunden, welche in der üblichen Weise mit der getriebenen Vorrichtung verbunden wird. Die Flüssigkeit zum Treiben der Kolben 24 wird den Zylindern 23 durch Kanäle 27 zugeführt, welche von den äußeren Enden der Zylinder 23 zu der Ventilkammer des Motorventils 28 führen, indem die Motorkammer durch die Kanäle 29 mit der Umkehrventilkammer in Verbindung steht. Das Motorventil 28 wird in Übereinstimmung mit der Motorwelle in Umdrehung versetzt, um jeden Motorzylinder abwechselnd mit dem Druck und Zufluß zu verbinden. Die Einrichtung zur Bewegung der Pumpenschieber V, V¹ ergibt sich aus einer Betrachtung der Fig. 1, 4, 5. Die äußeren Enden der Schieber V, V¹ sind durch Lenker 30, 31 mit den gegenüberliegenden Enden eines Hebels 32 verbunden, welcher an einer schwingbaren Welle 33 drehbar angeordnet ist.

Eine senkrechte Daumenplatte 34 ist mit ⁼ einer senkrecht bewegbaren Stange 35 verbunden, welche sich in ein Gehäuse 36 erstreckt, das am Gehäuse A vorgesehen ist. Ein Stirnrad 37, welches ,in Eingriff mit der Zahnstange 35 steht, wird mittels einer Schnecke 38 bewegt, welche durch Handrad 39 in Umdrehung versetzt wird. Die Daumenplatte 34 ist an einer Seite mit einem Daumenschlitz 40 versehen, in welchen ein Ohr oder eine Reibungsverminderungsrolle 41 des Hebels 32 greift. Die Daumenplatte 34 ist ferner mit einem senkrechten Schlitz 42 versehen, durch welchen sich die Schwingwelle 33 erstreckt und welcher eine senkrechte Bewegung der Daumenplatte 34 ermöglicht. Auf der Schwingwelle 33 ist ein kurzer Arm 44 verkeilt, dessen äußeres Ende eine Reibungsverminderungsrolle 45 trägt; letztere erstreckt sich in einen Daumenschlitz 46, welcher in der Seite der Daumenplatte 34 gegenüber dem Daumenschlitz 40 angeordnet ist. Ein Schwingarm 47 ist auf der Welle 33 verkeilt, und das äußere Ende dieses Schwingarmes 47 ist durch einen Lenker 48 mit dem Umkehrventil 22 verbunden. Die Teile sind in Fig. 4 in derjenigen Stellung angegeben, welche sie einnehmen, wenn die Pumpeinrichtung sich in Ruhe befindet, indem der Schieber V in seiner äußersten Rechtsstellung und der Schieber V¹ in seiner äußersten Linksstellung ist. Diese Stellung der Teile ist auch in Fig. 7 ersichtlich.

Die Arbeitsweise der Pumpeinrichtung ergibt sich aus der folgenden Darstellung:

Fig. 2 und 7. Wenn die Antriebswelle 5 in Umdrehung versetzt ist, so daß die Pumpenräder 10 Flüssigkeit aufwärts von der Schieberkammer 15 zu der Schieberkammer 16 bringen, so entsteht ein örtlicher Flüssigkeitsumlauf durch nachstehende Räume: die Flüssigkeit von dem Speisebehälter A tritt in einen Kanal 50 und wird durch die Pumpenräder 10 ug des Abschnitts 4 in der rechtsseitigen Abteilung der Schieberkammer 16 aufwärts gedrückt; alsdann fließt sie abwärts durch einen Kanal 51 . zu der nächsten Abteilung der Schieberkammer 15; von dort wird sie durch die Pumpenräder 10 im Abschnitt 3 aufwärts gedrückt und gelangt alsdann abwärts durch den Ka-

nal 52 zu der nächsten Abteilung in den Schieber F; von dort wird sie wiederum aufwärts durch die Pumpenräder 10 in die Abteilung 2 gefördert und gelangt von dort abwärts durch den Kanal 53 zu der linksseitigeu Abteilung der Schieberkammer 15 und aufwärts durch die linksseitigen Pumpenräder 10, bis sie schließlich durch einen Kanal 54 in die Speisekammer A entweicht, wodurch der örtliche Umlauf vollendet ist.

Der Motor M verbleibt folglich in Ruhe. Die Rolle 45 (Fig. 4 und 5) befindet sich in dem geneigten Teil des Daumenschlitzes 46, so daß — wenn das Handrad 39 zur Anhebung der Daumenplatte 34 in Umdrehung versetzt wird ■— die Rolle 45 nach links (Fig. 4) bewegt wird, wodurch das Umkehrventil 22 einwärts bewegt wird. Wenn das Handrad 30 in der umgekehrten Richtung zwecks Senkens der Daumenplatte 34 in Umdrehung versetzt wird, so wird das Umkehryen til 22 in der entgegengesetzten Richtung bewegt. Die Anfangsbewegung der Steuervorrichtnng bestimmt mithin die Stellung des Umkehrventils 22 und folgeweise die Richtung, in welcher der Flüssigkeitsmotor M in Umdrehung versetzt wird. Während der Einstellung des Umkehrventils 22 wird die Rolle 41 in dem senkrechten Teil ihres Daumenschlitzes bewegt, so daß die Schieber V, F¹ zuerst ortsfest bleiben. Die fortgesetzte Bewegung der Daumenplatte 34 in einer von beiden Richtungen jedoch bewirkt eine Drehung des Hebels 32 um die Schwingwelle 33 in einer Richtung zwecks Bewegung des Schiebers F nach links und des Schiebers F¹ nach rechts.

Diese Bewegung bringt zuvörderst die Schieber V, F¹ aus ihren Anfangsstellungen in diejenigen der Fig. 8. Der Flüssigkeitsumlauf wird nunmehr durch die Pumpenabschnitte in Reihen wie vorher erfolgen; aber das Ventil a¹ hat sich in die Stellung zum Absperren des Kanales 54 bewegt, so daß die Flüssigkeit nicht unmittelbar zurück in die Speisekammer A strömen kann, sondern aufwärts durch den Kanal 20 und an dem Ventil i^a vorbei in die Druckkamer 17 gepumpt wird. Von dort wird die Flüssigkeit durch den Druckkanal 2i, Umkehrventil 22, Motorventil 28 und alsdann zu den Motorzylindern 23 gefördert, wo der Druck der Flüssigkeit das Speisen des Motors bewirkt und die Auslaßflüssigkeit von dem Motor zu dem Speisebehälter A zurückkehrt. Da die Flüssigkeit zu dieser Zeit durch die vier Pumpenabschnitte in Reihe umläuft, so wird das Volumen gelieferter Flüssigkeit vergleichsweise klein, aber der Druck sehr groß.

Eine fernere Bewegung der Schieber F, F¹ bringt dieselben in die Stellungen der Fig. 9. Der Schieber C¹ versperrt nunmehr den Kanal 52, so daß die in den Kanal 50 tretende Flüssigkeit nur durch die Pumpenabschnitte 4, 3 umlaufen kann. Von dort strömt sie an dem Ventil 3^a vorbei in die Druckkammer 17. Der Schieber α in dieser Figur hat sich nach der linken Seite eines Kanales 55 bewegt, wodurch ermöglicht ist, daß Flüssigkeit in die Schieberkammer 15 an dieser Stelle eintritt und durch die Pumpenabschnitte 2, 1 hintereinander und durch das Ventil i^a in die Druckkammer 17 läuft. Diese Stellung der Ventile sieht also eine vereinigte Reihen- und Parallelanordnung der Pumpenabschnitte vor, so daß das Volumen der zum Motor geleiteten Flüssigkeit im wesentlichen das Doppelte des vorherigen ist, aber mit einer ensprechenden Verminderung im Druck der Flüssigkeit.

Der Motor M kann infolgedessen mit einer höheren Geschwindigkeit, aber mit einer verminderten Drehkraft arbeiten. Die Schlußstellung der Ventile ist in Fig. 10 veranschaulicht. In dieser Stellung ist jeder Abschnitt der Pumpe unmittelbar zur Speisekammer A offen, indem die Kanäle 57, 55, 56, 50 bezuglieh mit den Abschnitten 1-4 in Verbindung stehen. Jeder Abschnitt fördert seine Flüssigkeit unmittelbar in die Druckkammer 17, da alle Ventile τ^α-^^α offen sind, d. h. die vier Pumpenabschnitte liefern die Flüssigkeit in Parallelanordnung, wodurch sich ein großes Volumen von Flüssigkeit bei einem vergleichsweise niedrigen Druck ergibt, so daß der Motor M mit seiner höchsten Geschwindigkeit betätigt werden kann. Es folgt hieraus, daß — während die Antriebswelle 5 forgesetzt mit einer stetigen Geschwindigkeit gedreht wird — der Motor M in jeder von beiden Richtungen angelassen und mit jeder gewünschten Geschwindigkeit umlaufen sowie auch angehalten und umgekehrt werden kann, während die Antriebswelle 5 sich in Umdrehung befindet.

Ein selbsttätiges Federventil 60 (Fig. 3) ist mit der Druckkammer 17 verbunden und kann sich öffnen, wenn der Druck in der Druckkammer 17 übermäßig wird; hierdurch wird der Flüssigkeit ermöglicht, aus der Druckkammer 17 unmittelbar in die Speisekammer A zwecks Verminderung des Drucks zu fließen. Ein Rückschlagventil 61 (Fig. 3 und 6) ist no auch mit der Druckkammer 17 verbunden; aber dieses Ventil 61 öffnet sich gegen die Druckkammer 47 und öffnet sich nur, wenn der Druck in letzterer unter denjenigen der Zuflußkammer A sinkt. Das Rohr 62 erstreckt sich von dem Ventil 61 abwärts, so daß sein unteres Ende stets unter dem Flüssigkeitsspiegel der Zuflußkammer A sich befindet.

Der Motor M hat eine bestimmte Normalgeschwindigkeit für einen gegebenen Strömungsbetrag der Flüssigkeit von der Pumpeinrichtung. Wenn der Motor versucht, mit

einer höheren Geschwindigkeit zu laufen, so wird der Druck in der Kammer 17 sofort vermindert, und wenn dieser Druck unter denjenigen der Zuflußkammer A fällt, so wird der Motor M anstatt als Motor als Pumpe wirken. Das Ventil 61 dient dazu, um eine unzulässige Verminderung des Drucks oder eine Leere in den Motorzylindern 23 zu verhindern.

Claims

Patent-Ansprüche:

■ i. Pumpwerk für Flüssigkeitswechselgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß Änderungen im Volumen und Druck der durch die Pumpen gelieferten Flüssigkeit mittels

Schiebersteuerung erfolgen, welche die Pumpen entweder in Reihen, Mehrfachreihen oder parallel verbinden kann.
2. Pumpwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberglieder (V, V¹) längswärts in Kammern (15, 16) mittels eines Hebels (32) bewegt werden, welcher die Schieberglieder (V, V¹) verbindet und von einer Daumenvorrichtung (34) gesteuert wird.
3. Pumpwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daumenvorrichtung (34) auch ein Umkehrventil (28) beeinflußt, welches einen mit dem Pumpwerk verbundenen Motor (M) steuern kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.