DE279655C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Jill 279655 KLASSE 47h. GRUPPE

HANS MAURER in FREIBURG, Schweiz.

Steuervorrichtung für Flüssigkeitswechsel- und -wendegetriebe.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. November 1911 ab.

Gegenstand der Erfindung ist eine .Steuervorrichtung für Flüssigkeitswechsel- und -wendegetriebe mit einer treibenden und einer getriebenen Gruppe, welche Leerlauf des treibenden sowie Vorwärts- und Rückwärtsgang des getriebenen Teils ermöglicht.

Flüssigkeitswechsel- und -wendegetriebe, bei denen stufenweise mehr oder weniger Motoren oder Motorteile in Tätigkeit gesetzt werden können, sind bekannt. Auch ist es nicht mehr neu, den Flüssigkeitsstrom so Umzusteuern, daß ein Rückwärtsfahren, aber nur mit einer Geschwindigkeit, möglich ist. Diese bekannten Vorrichtungen besitzen entweder ein achsial verschiebbares Steuerglied oder zwei drehbare Steuerglieder, sofern sie das Rückwärtsfahren gestatten; alle diese bekannten Steuervorrichtungen sind überdies von verwickelter Bauart.

Demgegenüber ist es nach der Erfindung möglich, mit Hilfe eines einfachen Steuergliedes den Flüssigkeitsstrom in der Schließstellung des Steuergliedes in zwei in sich geschlossene, \roneinander unabhängige Leerlaufkreise (Primär- und Sekundärstromkreis) zu treiben und beim Übergang in die Arbeitsstellung diese Stromkreise so miteinander zu verbinden, daß von der Flüssigkeit des Primärstromkreises immer mehr in den Sekundärstromkreis übertreten kann, die beiden Leerkreise im umgekehrten Verhältnis der Verbindung jedoch bis zur vollständigen Verbindung derselben aufrechterhalten werden, wodurch vom Leerlauf aus ein stoßfreier Übergang bis zum Höchstwert sowohl beim Vorwärtsfahren als auch beim Rückwärtsfahren erzielt wird.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht die Zeichnung.

Fig. ι zeigt das Steuerglied in senkrechtem Schnitt;

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-II von Fig. ι;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des gesamten Übertragungsgetriebes,

Fig. 4 ein Schnitt nach Linie IV-IV von Fig. 3;

die Fig. 5 bis 8 zeigen das Steuerglied in verschiedenen Stellungen und

Fig. 9 ein Ausgleichsventil in senkrechtem Schnitt.

In Fig. 3 ist 1 das Gehäuse derjenigen Flügelpumpe, die mit dem antreibenden Teil des Getriebes verbunden ist. 2 ist das auf die Motorwelle aufgekeilte Kernstück mit den Schlitzen 3 für die Flügel 4, die durch eine Kurvennut 5, in welche an ihnen angeordnete Zapfen hineinragen, gesteuert werden. Der zwischen dem Gehäuse 1 und dem Kernstück 2 befindliche Ringraum 6 ist an einer Stelle durch einen über seine ganze Breite sich erstreckenden Anschlag 7, der im Gehäuse 1 verkeilt ist und sich dicht an das Kernstück 2 anlegt, unterbrochen. 8 ist ein die inneren Enden der Schlitze 3 untereinander verbindender, ringförmig verlaufender Kanal, der den Zweck hat, etwa in die Schlitze 3 eingedrungene Flüssigkeit beim Zurücktreten eines Flügels auf diejenigen anderen Schlitze zu verteilen, deren Flügel im gleichen Zeitpunkt in den Ringraum hinausragen. Der Kanal 3 könnte auch in der Mittelebene des Flügelkörpers verlaufen.

Zu beiden Seiten des Anschlages 7 ist in der Wandung des Gehäuses 1 je eine Öffnung 9

angebracht; an diese Öffnungen schließen sich Rohre ίο und ii an, welche an entgegengesetzten Seiten in das zylindrische Gehäuse 12 des in Fig. 1 und 2 dargestellten Steuergliedes einmünden. An zwei andere gegenüberliegende Seiten des Gehäuses 12, die senkrecht zu den Rohranschlüssen 10 und 11 liegen, setzen sich dann zwei Rohre 13 und 14 an, die durch T-Stücke mit einem Rohr 15 bzw. 16 verbunden sind.

Jedes der beiden letzteren mündet in die Gehäuse 17 und 18 von zwei Flüssigkeitsmotoren mit Flügelkolben ein, die mit den angetriebenen Maschinenteilen in Verbindung stehen.

In das Rohr 14 ist ein Hahn 19 eingesetzt.

Das Steuerglied ist als vereinigter Kreuz- und Umlenk-Vierweghahn ausgebildet, indem sein Hahnküken 20 vier Kanäle aufweist (Fig. 1 und 2), von denen zwei, nämlich die Kanäle 21 und 22, übereinander und senkrecht zueinander so verlaufen, daß ihre Mündungen sich in derselben Mittelebene befinden. Zwischen diesen Kanälen liegen dann die beiden anderen 23 und 24, die ebenfalls in der erwähnten Mittelebene ausmünden. Zum Einstellen des Hahnkükens 20 dient ein Hebel 25, mit dem ein Zeiger 26 verbunden ist, der über einer mit dem Gehäuse 12 fest verbundenen Skala 27 spielt. Von den die Rohre 13 und. 14 mit den Rohren 15 und 16 verbindenden T-Stücken gehen Rohre 28 und 29 nach einem Flüssigkeitsbehälter 30. Die Rohre 28 und 29 tragen an ihren freien Enden je ein Rückschlagventil, welche einen Flüssigkeitseintritt aus dem Behälter 30 in die Rohre 28 und 29 gestatten, einen Flüssigkeitsaustritt ■ aus diesen Rohren in den Behälter aber verhindern. Von jedem der Rohre28 und 29 zweigt eine, Leitung 31 bzw. 32 ab, die zu einem Ausglcichsyentil (Fig. 9) führt. Das Rohr 31 mündet in eine mittlere, zylindrische Kammer 33 ein, die von einer Kammer 34 umgeben ist, an die das Rohr 32 angeschlossen ist. Die Querschnittsflächen der beiden .Kammern 33 und 34 sind genau gleich groß, die Wandungen der beiden Kammern erstrecken sich genau bis auf die gleiche Höhe. Mittels des Deckels 35 sind die beiden Kammern oben dicht verschlossen; eine Schraubenfeder 36, deren Spannung verändert werden kann, drückt den Deckel auf die Kammerwandungen. Die Schale. 37 ist bestimmt, etwa austretende Flüssigkeit aufzunehmen und durch das Rohr 38, das mit dem Behälter 30 verbunden gedacht ist, abzuleiten.

Nimmt das Steuerglied die in Fig. 3 gezeichnete Stellung ein, und wird beim Ingangsetzen des Motors der Flügelkolben im Sinne des Pfeiles in Umdrehung versetzt, so wird die Flüssigkeit durch Rohr 10 und. Kanal 21 in das Rohr 11 und von diesem wieder in den Ringraum 6 zurückgedrückt. Der Flüssigkeitskreislauf des antreibenden. Flügelkolbens ist also in sich selbst geschlossen und vermag keinerlei Wirkung auf die Flüssigkeitsmotoren 17 und 18 auszuüben. Bringt man nun das Steuerglied in die Stellung von Fig. 5, so geht ein Teil der Flüssigkeit aus dem Rohr 10 durch den Kanal 21 ins Rohr ti und wieder zurück zum antreibenden Flügelkolben 5, ein anderer Teil der Flüssigkeit aber geht durch den Kanal 23 in das Rohr 14, gelangt von da in das Rohr 16 und tritt dann in die Gehäuse der Motoren 17 und 18 ein, wo sie auf letztere eine ihrer Menge entsprechende Wirkung ausübt. Dann tritt sie in das Rohr 15 aus und gelangt durch das Rohr 13 teilweise in den Kanal 22 und von da zurück ins Rohr 14 und teilweise in den Kanal 24 und von da ins Rohr 11 und ins Gehäuse 1 zurück. Es ist klar, daß man die durch Kanal 22 in das Rohr 14 übertretende Flüssigkeitsmenge anfangs durch entsprechende Einstellung des Hahnkükens 20 beliebig klein machen und drosseln kann, so daß also auf die Flügelkolben 17 und 18 eine nur geringe Wirkung ausgeübt wird. Dreht man dann das Hahnküken 20 in der gleichen Richtung weiter, so-vergrößert sich allmählich die in das Rohr 14 übertretende Menge der Flüssigkeit unter Verringerung der Drosselung und damit auch die Wirkung auf die Motoren 17 und 18, bis endlich beide ihren Höchstwert erreichen, wenn das Hahnküken 20 die Stellung von Fig. 6 einnimmt. Dann tritt die ganze von dem Gehäuse 1 durch das Rohr 10 kommende Flüssigkeit in den Kanal 23, das Rohr 14 und endlich in die Gehäuse der Motoren 17 und 18 ein, so daß also das gesamte Triebwerk unter Vollbetrieb steht. Der Übergang aus dem Leerlauf des Motors in den Vollbetrieb findet also ganz allmählich statt und kann durch langsames Öffnen des Steuergliedes und dadurch veränderte Drosselung, wie ohne weiteres ersichtlich, so geregelt werden, daß sich die Schaufelräder 17 und 18 stoßfrei in Vorwärtsgang setzen.

Dreht man dagegen das Steuerglied aus der Stellung von Fig. 3 in die von Fig. 7, so tritt ein Teil der aus dem Rohr 10 kommenden Flüssigkeit durch Kanal 21 in das Rohr 11 und gelangt wieder ins Gehäuse 1 zurück, ein anderer Teil dagegen tritt durch Kanal 23 in das Rohr 13 ein und gelangt dann durch Rohr 15 zu den Motoren 17 und 18, die dabei . allmählich in dem zu der Stellung gemäß Fig. 5 und 6 entgegengesetzten Sinne in Umdrehung versetzt werden. Vollbetrieb und Höchstgeschwindigkeit für die Motoren 17 und 18 sind bei Drehung in diesem Sinne erreicht, wenn das Steuerglied die Stellung von Fig. 8 einnimmt. Das vorliegende Übertragungsgetriebe erlaubt also Vorwärts- und Rückwärtslaufenlassen der angetriebenen Maschinenteile, wo-

bei das Ingangsetzen derselben nach der einen oder anderen Richtung stoßfrei erfolgt. Da ferner beim Rückwärtsgang das Steuerglied jedesmal erst in die Leerlaufstellung übergeführt wird, so muß sich auch die Richtungsumkehr stoßfrei vollziehen. Endlich ist es möglich, mit diesem Übertragungsgetriebe, z. B. wenn dasselbe an einem Automobil angeordnet ist, mit beliebig abstufbaren Geschwindigkeiten nicht nur nach vorwärts, sondern auch, was bisher nur durch Rädervorgelege möglich war, nach rückwärts zu fahren. Es ist ohne weiteres klar, daß, wenn die Drehung des Motors 17 z. B. durch Bremsung verlangsamt oder ganz aufgehalten wird, der Motor 18 dementsprechend schneller geht und bei Stillstand von 17 die doppelte Umdrehungszahl erhält, weil er allein den gesamten, von der Pumpe 1 hergeleiteten Flüssigkeitsstrom durchlassen muß. Damit ist also gleichzeitig ein Differentialgetriebe geschaffen.

Des weiteren bietet der Erfindungsgegenstand den Vorteil, daß, wenn man bei abgestelltem Motor bergabwärts fährt, man durch Einstellen des Steuergliedes erreichen kann, daß die Flüssigkeit durch die Motoren in das Gehäuse 1 gedrückt wird und dort den Flügelkolben und die mit ihm verbundene Motorwelle in gleichem oder auch zur Antriebsrich- tung umgekehrtem Sinne in Drehung versetzt, so daß z. B. von elektrischen Lokomotiven während einer Talfahrt unter gewissen Bedin-

. gungen Strom in das Kraftwerk zurückgeschickt werden kann.

Durch Schließen des Hahnes 19 kann die Maschine stillgelegt oder abgebremst werden, ohne daß der Motor abgestellt zu werden braucht.

Da bei den hydraulischen Übertragungsgetrieben Flüssigkeitsverluste nicht ausgeschlossen sind, so ist möglichst an tiefster Stelle des Getriebes ein Flüssigkeit enthaltender Behälter 30 angeordnet, in welchem sämtliche Spaltverluste durch geeignete Röhren gesammelt werden können, und in welchen zwei weitere Rohre 28 und 29 eintauchen, die an der Mündung, wie beschrieben, mit Rückschlagventilen versehen sind, und von denen je eines mit der jeweiligen Uberdruck- oder Unterdruckzone verbunden ist. Entsteht in einem Teile des Getriebes Unterdruck durch Flüssigkeitsverlust, so wird sofort durch die in den Behälter tauchenden Rohre Flüssigkeit angesaugt und der entsprechenden Rohrleitung zugeführt.

Zwischen den Rohren 28 und 29 ist das Ausgleichsventil (Fig. 9) angebracht, welches das Auftreten gefährlicher Druckhöhen ohne Verlust nach außen zu verhindern bestimmt ist Tritt nämlich in einem der beiden Rohre 15 und 16 z. B. infolge plötzlichen Schließens des Hahnes 19, das selbstverständlich nur nach Zurückführen des Steuergliedes in die in Fig. 3 gezeichnete Stellung erfolgen darf, ein ungewöhnlich hoher Flüssigkeitsdruck auf, der die Anlage gefährden könnte, so wird, entsprechende Einstellung und Stärke der Feder 36 vorausgesetzt, infolge des Druckes in der Kammer 33 oder 34 der Deckel 35 etwas angehoben, und Flüssigkeit tritt aus der Überdruckzone in die Unterdruckzone, also je nach der Drehrichtung der Flügelkolben der Motoren 17 und 18 von der Kammer 33 nach der Kammer 34 über, oder umgekehrt.

Durch ein nur teilweises Schließen des Hahnes 19 kann auch, wenn das Steuerglied die in Fig. 3 gezeichnete Stellung einnimmt, z. B. beim Abwärtsfahren, eine Bremsung der Motoren 17 und 18 bewirkt werden.

Das vorliegende Übertragungsgetriebe ist in allen den Fällen anwendbar, wo es sich um die Übertragung der Bewegung einer antreibenden Welle auf anzutreibende Maschinenteile handelt. Mit besonderem Vorteil läßt es sich aber verwenden bei schnellaufenden Motoren, also z. B. bei elektrischen Lokomotiven, bei Treib wagen von elektrischen Straßenbahnen, bei Automobilen und auch bei Motorrädern, sowie als einfaches Übersetzungsgetriebe im allgemeinen. Statt der Flügelkolben könnten go auch Pumpen und Kompressoren Verwendung finden.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Steuervorrichtung für Flüssigkeitswechsel- und -wendegetriebe mit einem treibenden und einem getriebenen Pumpenteil, welche Leerlauf des treibenden und Vorwärts- und Rückwärtsgang des getriebenen Teiles ermöglicht, gekennzeichnet durch ein Steuerglied, welches in Schließstellung einen vollständig in sich geschlossenen Primärstromkreis und einen von demselben unabhängigen, ebenfalls vollständig in sich geschlossenen Sekundär-Stromkreis herstellt und beim Übergang.

in die Arbeitsstellung ermöglicht, die beiden Stromkreise so miteinander zu verbinden, daß von der Flüssigkeit des Primärstromkreises unter Drosselung allmählich immer mehr in den Sekundärstromkreis übertreten kann, die beiden Leerkreise jedoch im umgekehrten Verhältnis der Verbindung bis zur vollständigen Verbindung derselben aufrechterhalten werden, wodurch vom Leerlauf aus ein stoßfreier Übergang bis zum Höchstwert sowohl beim Vorwärtsfähren als auch beim Rückwärtsfahren erzielt wird.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied vier nicht miteinander verbundene

Kanäle besitzt, durch welche jede an das Gehäuse des Steuergliedes angeschlossene Leitungsabzweigung des Primär- und Sekundärstromkreises mit allen drei andern Leitungsabzweigungen verbunden werden kann, und zwar vollständig mit je einer derselben und teilweise gleichzeitig mit zwei der andern.

3. Steuervorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsabzweigungen der Primär- und Sekundärleitungen in der gleichen Ebene um 90° zueinander versetzt am Gehäuse des Steuergliedes einmünden und alle vier Kanäle des Steuergliedes in derselben Ebene ein- und ausmünden.

4. Steuervorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kanäle (23, 24) derart gebogen sind, daß ihre Mündungen um 90 ° zueinander versetzt sind, und daß die beiden anderen Kanäle (21, 22) rechtwinklig zueinander verlaufen und auseinandergebogen sind, so daß sie die erstgenannten Kanäle umgehen und zwischen deren Mündungen ein- und ausmünden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.