DE252316C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 252316 KLASSE 47h. GRUPPE

in NEW YORK, V. St. A.

Flüssigkeitswechselgetriebe.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Dezember 1910 ab.

Die Erfindung betrifft die Übertragung einer drehenden Bewegung von einer treibenden Welle auf eine andere angetriebene Welle durch eine dazwischengeschaltete Flüssigkeit, so daß die getriebene Welle mit jeder Geschwindigkeit umlaufen kann, und zwar von der vollen Geschwindigkeit der treibenden Welle an bis zur Geschwindigkeit null und in jeder Richtung, wobei die treibende Welle mit gleichbleibender

ίο Geschwindigkeit dauernd in einer Richtung läuft. Die Vorrichtung hierfür umfaßt eine nachfolgend mit »Pumpeneinheit« bezeichnete und mit der treibenden Welle verbundene Einheit sowie eine andere Einheit, welche nachfolgend »Motoreinheit« genannt werden wird und mit der an-' getriebenen Welle verbunden ist. Zwischen den beiden Einheiten sind Leitungen vorgesehen für den Durchfluß und die Rückleitung der Flüssigkeit, welche Leitungen von jeder beliebigen Länge, Gestalt oder Ausbildung je nach den besonderen Bedingungen sein können. Jede Einheit umfaßt ein Gehäuse, welches eine fest mit der Welle verbundene drehbare Scheibe und eine drehbare Trommel enthält, die eine ringförmige Reihe länglicher Zylinder besitzt, in welchen Kolben angeordnet sind, deren Stangen drehbar mit der umlaufenden Scheibe verbunden sind. Das Gehäuse bildet einen Sitz für die Trommel, welcher mit Ein- und Auslaß-Öffnungen versehen ist, die durch das Gehäuse hindurch nach den Zylindern. führen.

Die Erfindung bezweckt, die Umdrehungen der umlaufenden Scheibe und der Trommel einer Einheit gleichzumachen, während sie gleichzeitig eine Änderung der gegenseitigen Winkelstellung der beiden Achsen gestattet. Die Erfindung bezweckt ferner die Sicherung eines zwangläufigen Gleichlaufes, beispielsweise durch Zahnräder, und die Schaffung einer aus zwei Einheiten bestehenden Übertragungsvorrichtung, in deren einer die Winkelstellung der Achsen der beiden Drehkörper festliegt, und zwar unter dem Winkel des größten Wirkungsgrades, während die Winkelstellung der Achsen der Drehkörper der anderen Einheit nach Belieben geändert werden kann. Die Erfindung bezweckt endlich die Erzielung einer gedrungenen Bauart, welche gleichzeitig eine große Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit besitzt.

In den Zeichnungen bedeutet:

Fig. ι eine Draufsicht auf eine beispielsweise Ausführung einer Übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Pumpeneinheit, wobei zwecks größerer Klarheit die Kolbenzylinder einander gegenüberliegend dargestellt sind,

Fig. 3 einen Schnitt des Getriebes für die Umdrehung der Zylindertrommel, und zwar nach Linie A-A der Fig. 2, in Richtung des Pfeiles gesehen, wobei der Trommelträger und das Gehäuse in der Mitte geschnitten sind,

Fig. 4 einen weiteren Schnitt durch ,das Getriebe zwecks Veranschaulichung, des zwischen den Linien A-A und B-B der Fig. 2 liegenden Teiles, in Richtung des Pfeiles an der Linie B-B gesehen,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Träger, und zwar in Richtung des Pfeiles der Linie C-C in Fig. 2 gesehen, wobei die Zylindertrommel sich in ihrer Stellung befindet, während die Kolben entfernt, sind,

Fig. 6 einen mittleren Längsschnitt durch die Motoreinheit und eine Draufsicht auf den Ober-

teil des Gehäuses, wobei die Kolbenzylinder zwecks größerer Klarheit einander gegenüberstehend dargestellt sind,

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie D-D der Fig. 6, in Richtung des Pfeiles gesehen, und

Fig. 8 einen Längsschnitt nach Linie E-E der Fig. 7, wobei zwecks größerer Klarheit die Kolbenzylinder einander gegenüberstehend dargestellt sind.

ίο In den Zeichnungen bedeutet ι die Pumpeneinheit, 2 die Motoreinheit, 3 und 4 die Leitungsröhren, welche die beiden Einheiten verbinden. Eine treibende Welle 5, welche von irgendeiner nicht gezeichneten Kraftquelle Kraft empfängt, ragt in die Pumpeneinheit 1, während die getriebene Welle 6 aus der Motoreinheit 2 vorsteht. Die Pumpeneinheit, welche besonders in den Fig. 1 bis einschließlich 5 dargestellt ist, umfaßt ein Gehäuse 7, welches an dem der Triebwelle 5 abgewandten Ende kugelförmig ausgebildet ist und an seinen gegenüberliegenden Seiten Lager für die wagerecht angeordneten Zapfen 9 und 10 eines senkrecht schwingenden Trägers 8 bildet. Einer der Zapfen, beispielsweise der Zapfen 9, ist durch sein Lager hindurch weitergeführt zwecks Aufnahme eines Hebels 11, mittels dessen der Träger geschwungen werden kann. Die Zapfen sind von Kappen 12, 13 umgeben, welche an das Gehäuse 7 angeschraubt sind. Die Leitungsröhren 3, 4 münden in diese Kappen, die Zapfen sind hohl und stehen mit den Kappen durch seitliche öffnungen 14 in Verbindung. Der Träger 8 besitzt in seiner Mitte einen Zapfen 15, welcher gegen die treibende Welle 5 hin vorsteht und in deren achsiale Verlängerung gebracht werden kann. Auf dem Zapfen sitzt drehbar eine zylindrische Trommel 16, welche eine ringförmige Reihe von länglichen Zylindergehäusen 17 besitzt. Die Trommel stützt sich um den Zapfen 15 herum gegen den Träger 8. An einander gegenüberliegenden Seiten des Zapfens sind in dem Trommelsitz Mündungsöffnungen 18, 19 vorgesehen, zu welchen die Leitungen der hohlen Zapfen 9, 10 führen. Jeder der Zylinder 17 besitzt am Ende eine öffnung 20, welche mit den Trägeröffnungen 18 und 19 bei der Umdrehung der Trommel nacheinander zur Überdeckung gelangt. Die öffnungen 18 und 19 sind verlängert ausgebildet, so daß sie gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Zylindern in Verbindung stehen, obgleich die Wände, welche die öffnungen trennen, natürlich dick genug sind, um jede Zylinderöffnung von einer Trägeröffnung abzuschneiden, bevor sie mit der anderen in Verbindung tritt. In den Zylindern 17 sind Kolben 21, deren Stangen 22 durch Kugelzapfenverbindungen mit einem scheibenähnlichen Kopf 23 verbunden sind, welcher fest auf der treibenden Welle 5 sitzt. Die treibende Welle sitzt auf seitlichen und Achsialdrucklagcrn in einer ringförmigen Konsole 24 und einer Verschlußkappe 25, welche an das Gehäuse 7 angeschraubt sind. Das Gehäuse ist geschlossen und mit öl oder einer anderen Pumpflüssigkeit angefüllt. fij

Die mittlere achsiale Linie der Zapfen 9 und 10, um welche der Träger 8 schwingt, geht durch die Ebene der Drehpunkte der Kolbenstangen an dem umlaufenden Kopf 23 hindurch. Infolgedessen kann der Neigungswinkel zwischen Zylindertrommel und der treibenden Welle während der Drehung beider geändert werden. Die Vorrichtung, welche bewirkt, daß die Trommel gleich schnell mit der treibenden Welle umläuft, ist wie folgt ausgebildet. Der umlaufende Kopf 23 besitzt am Umfang ein Kegelrad 26, welches mit einem Kegelrad 27 am Ende einer Buchse 28 in Eingriff steht; diese ist drehbar auf einem Zapfen 29 gelagert, der an dem benachbarten Zapfen 10 des Trägers 8 vorsteht. Die Büchse 28 besitzt am anderen Ende ein Zahnrad 30, welches Planetenräder 31 antreibt, die mit einem gewöhnlich feststehenden Innenzahnrad 32 in Eingriff stehen. Die Planetenräder 31 sind auf einem großen Zahnrad 33 befestigt, welches lose auf der Büchse 28 sitzt, so daß also durch Umdrehung der treibenden Welle 5 das große Zahnrad 33 gedreht wird. Das große Zahnrad 33 steht mit einem Zahnrad 34 in Eingriff, welches auf einem zweiten Zapfen 35 des Trägers 8 sitzt und mit einem Zahnrad 36 fest verbunden ist, das mit einem am Umfang der Zylindertrommel 16 vorgesehenen Kegelrad 37 in Eingriff steht. Die Zahnradübersetzung dieses Getriebes ist eine solche, daß die Zylindertrommel zwangläufig und genau gleich schnell mit dem Kopf der treibenden Welle in Umdrehung versetzt wird, wenn die treibende Welle umläuft.

Das oben beschriebene Zahnradgetriebe hält die Zylindertrommel und die treibende Welle in gleich schneller Drehbewegung, solange ihre gegenseitige Winkelstellung nicht geändert wird. Natürlich aber läuft, wenn der Träger 8 zwecks Verstellung der Kraft- oder Geschwindigkeitsübertragung gedreht wird, das Zahnrad 34 um das große Zahnrad 33 herum und dreht sich mit Bezug auf dasselbe, so daß die gegenseitigen Beziehungen der Zahnräder geändert werden. Zur Sicherheit gegen diese Schwierigkeit ist ein Zahnbogen 38 vorgesehen, welcher fest auf dem Träger oder seinem benachbarten Zapfen 10 sitzt und mit einem Zahnbogen 39 in Eingriff steht, der auf einem an dem Gehäuse 7 vorstehenden Zapfen 40 sitzt. Der Zahnbogen 39 ist auf dem Zapfen 40 zusammen mit einem zweiten Zahnbogen 41 befestigt, der mit einem Zahnbogen 42 in Eingriff steht; dieser sitzt auf dem Zapfen 29 und ist mit dem Innenzahnrad 32 verbunden. Infolgedessen wird das Innenzahnrad durch die Ausschwingung des Trägers bewegt. Wenn nun angenommen wird, daß die treibende Welle feststeht, so wird selbstverständlich eine Drehung des Innenzahnrades 32 durch die Planetenräder 31 in eine Drehung des großen Zahnrades 33

übertragen, wobei das Zahnrad 30 auf der Büchse 28 als Drehpunkt dient. Das Zahnradübersetzungsverhältnis dieses Getriebes ist so bemessen, daß das große Zahnrad 33 zwangläufig und genau gleich schnell mit dem Träger 8 gedreht wird, wenn der Zylinderträger geschwungen wird, so daß keine Relativbewegung des großen Zahnrades 33 gegen das Zahnrad 39 eintritt und die gegenseitige Lage der Zylindertrommel und der treibenden Welle nicht gestört wird.

Die Motoreinheit 2 der Vorrichtung besitzt ein Gehäuse 43, welches an einem Ende die Lager für die angetriebene Welle trägt. Letztere besitzt innerhalb des Gehäuses einen festen Kopf 44. Das der Welle 6 abgewandte Ende des Gehäuses 43 bildet einen inneren Sitz für eine Zylindertrommel 45, welche drehbar auf einem Zapfen 46 sitzt, der von dem Sitz vorsteht und eine ringförmige Reihe länglicher Zylinder- ·· kammern 47 besitzt. In den Zylindern gleiten Kolben 48, deren Kolbenstangen 49 an den äußeren Enden mit dem Kopf der Welle 44 in ringförmiger Reihe durch Kugelzapfenverbindüngen verbunden sind. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, wird die Zylindertrommel ■ mit ihrer Achsiallinie in .festem Winkel zu der getriebenen Welle, nämlich dem Winkel des größten Wirkungsgrades, gehalten. Deshalb sind die Trommel und der Kopf 44 der Welle 46 an ihren benachbarten Enden durch Kegelräder 50, 51 verbunden, so daß sie sich gemeinsam umdrehen. Einlaß- und Auslaß Öffnungen 52 und 53 (Fig. 7) gehen an entgegengesetzten Seiten des Zapfens 46 durch den Trommelsitz hindurch. Die Öffnungen 54 der Trommelzylinder 47 stehen abwechselnd mit diesen während der Umdrehung des Zylinders in Verbindung. Leitungen 55 und 56 führen von den Öffnungen 52, 53 durch das Gehäuse und stehen mit den Stromleitungsröhren 3 und 4 in Verbindung. Gemäß den Zeichnungen besteht die Trommel 45 aus zwei Stücken, welche durch Schrauben mit versenkten Köpfen 57 miteinander verbunden sind, so daß sie leicht mit den gedrosselten Öffnungen 54 hergestellt werden kann; jedoch ist dieses nicht wesentlich.

Im Betrieb werden die Zylinder der Trommeln der Pumpen- und der Motoreinheiten, wie auch die Leitungen 3, 4 und sämtliche Verbindungsleitungen mit Flüssigkeit gefüllt. Vorzugsweise werden auch die Gehäuse beider Einheiten gleichfalls angefüllt. Dann wird die Trommelwelle 5 stetig in einer Richtung gedreht, und die in der Leitung befindliche Flüssigkeit überträgt die Umdrehung auf die angetriebene Welle je

• nach der Stellung des schwingenden Trägers.

Wenn der Träger seine Zylindertrommel in achsialer Verlängerung mit der Welle hält, findet kein Kolbenhub und keine Übertragung statt. Je weiter aber der Träger von dieser mittleren Stellung herausgeschwungen wird, desto größer ist der Kolbenhub, desto schneller wird die treibende Welle in Umdrehung versetzt und je nach der Richtung, in welcher der Träger geschwungen wird, dreht sich die angetriebene Welle in derselben oder in der entgegengesetzten Richtung, wie die treibende Welle.

Der Ausdruck »Flüssigkeit«, welcher vorstehend gebraucht wurde, umfaßt sowohl Flüssigkeiten als auch Gase, denn obgleich im allgemeinen öl verwandt wird, können nicht nur andere Flüssigkeiten, sondern auch für gewisse Zwecke Gase verwendet werden.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Flüssigkeitswechselgetriebe mit getrennter Pumpeneinheit und Motoreneinheit und veränderlicher Winkelstellung zwischen Zylindertrommel und Kolbenantriebsscheibe, dadurch ■ gekennzeichnet, daß die Zylindertrommel (16) und die umlaufende Scheibe (23) der Pumpeneinheit durch ein Zwischengetriebe (26 — 42) zwangläufig miteinander verbunden sind, welches die Teile (16 und 23) in gleich schnellem Umlauf bei allen Winkelstellungen ihrer Drehachsen hält und die bei Änderung der Winkelstellung sich ergebenden Relativbewegungen beider umlaufender Teile (16, 23) selbsttätig ausgleicht.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (16) und die umlaufende Scheibe (23) durch ein Zahnradgetriebe (27—36) miteinander verbunden sind, welches außerdem mit einem Ausgleichgetriebe (37—42) in Eingriff steht, ■ das bei Änderung der Winkelstellung der Drehachsen (5, 15) den Ausgleich der Relativbewegungen der beiden umlaufenden Teile (16, 23) bewirkt.

3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengetriebe zwischen Trommel (16) und Scheibe

■ (23) von einem Planetenzahnradgetriebe gebildet wird, dessen eines gewöhnlich feststehendes Zahnrad (32) bei Änderung des Achsenwinkels von Trommel und Scheibe selbsttätig durch zusätzliche Zahnräder (38—42) so verstellt wird, daß der Gleichlauf zwischen Trommel (16) und Scheibe (23) erhalten bleibt und ihre gegenseitigen Verdrehungen ausgeglichen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.