Flüssigkeitswechselgetriebe. Das Getriebe besteht aus einem Kreiselpumpenrad,
das mit gleichbleibender Drehzahl angetrieben wird, und einer Radialturbine, deren
Schaufelkranz durch radiales Verschieben der einzelnen Schaufeln auf verschiedene
Durchmesser eingestellt «-erden kann, zu dein Zweck, Drehzahl und Drehmoment der
Turbinenkelle während des Betriebes in weiten Grenzen ohne wesentliche Verschlechterung
des Wirkungsgrades zu verändern und auf beliebige Zwischenwerte einzustellen.Fluid change gear. The gearbox consists of a centrifugal pump wheel,
which is driven at a constant speed, and a radial turbine whose
Blade ring by moving the individual blades radially to different ones
Diameter set «- can, for your purpose, speed and torque of the
Turbine blade during operation within wide limits without any significant deterioration
change the efficiency and set it to any intermediate value.
Durch die nahezu verlustlose Regelbarkeit
der Übersetzung
unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand vorteilhaft von bekannten Getrieben
ähnlicher Art.Due to the almost lossless controllability
the translation
the subject of the invention differs advantageously from known transmissions
of a similar kind.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Getriebes nach der Erfindung
dargestellt. Die antreibende Welle i ist durch eine Stopfbüchse 2 in das Turbinengehäuse
3 eingeführt und trägt am Ende das fliegend aufgesetzte Kreiselpumpenrad q.. Auf
diesem ist ein Kugellager 5 befestigt, das den hohlen Ringkörper 6 trägt. Das Turbinengehäuse
3 ist mit seiner Welle 7 im Lager 8 gelagert. Die Turbinenschaufeln 9 sind in Schlitzen
io verschiebbar angeordnet. Die Verschiebung erfolgt z. B. durch Schraubenspindeln
ii; auf deren durch das Gehäuse herausragenden Enden Reibräder 12 aufgesetzt sind,
gegen die wahlweise die Flanschen einer- nicht mit umlaufenden, achsial verschiebbaren
Muffe 13
gepreßt werden können, wodurch bei umlaufendem Gehäuse !die Schraubenspindeln
in der einen oder anderen Richtung gedreht und damit die Turbinenschaufeln auf größere
oder kleinere Entfernung von der Achse eingestellt werden. Um alle Schaufeln völlig
gleichmäßig verschieben zu können, sind die Schraubenspindeln durch Kegelräder 14
miteinander gekuppelt und dementsprechend abwechselnd mit Rechts- und Linksgewinde
versehen. Reibräder sind nur auf jeder zweiten Spindel vorhanden.In the drawing, an embodiment of the transmission according to the invention is shown. The driving shaft i is inserted through a stuffing box 2 into the turbine housing 3 and at the end carries the centrifugal pump impeller q. The turbine housing 3 is mounted with its shaft 7 in the bearing 8. The turbine blades 9 are arranged displaceably in slots io. The shift takes place z. B. by screw spindles ii; on whose ends protruding through the housing friction wheels 12 are placed, against which the flanges of an axially displaceable sleeve 13 that is not rotating can be pressed, whereby the screw spindles rotated in one direction or the other and thus the turbine blades open greater or lesser distance from the axis can be set. In order to be able to move all the blades completely evenly, the screw spindles are coupled to one another by bevel gears 14 and accordingly alternately provided with right-hand and left-hand threads. Friction wheels are only available on every second spindle.
Die Schaufeln können- auch durch zahlreiche andere Hilfsmittel verstellt
werden, z. B. dur,h Hebelgestänge, durch Seilzug oder relativ zum Gehäuse drehbare
Stellscheiben mit Führungsschlitzen.The blades can also be adjusted by numerous other aids
be e.g. B. dur, h lever linkage, rotatable by cable or relative to the housing
Adjusting discs with guide slots.
Bei sehr weitgehender Veränderung des Schaufelkranzdurchmessers können
die Schaufeln in den Führungsschlitzen noch derartig drehbar gelagert werden, daß
sie beim Verschieben in radialer Richtung gleichzeitig in an sich bekannter Weise
auf den der jewei ligen Uirtf atigsgescliwi#- digkeit entsprechenden günstigsten
Eintrittsneigungswinkel eingestellt werden.With a very substantial change in the blade ring diameter,
the blades are still rotatably mounted in the guide slots in such a way that
when moving in the radial direction at the same time in a manner known per se
to the most favorable one for the respective Uirtf atigsgescliwi # - age
Entrance inclination angle can be adjusted.
Bei größeren Leistungen kann auch ein räumlich feststehendes Leitrad,
das. am Lager des Kreiselrades befestigt und mit dem Ringkörper 6 fest verbunden
ist, verwendet werden. Bei dieser Anordnung fällt die Führung der freien Enden der
Turbinenschaufeln in dem Ringkörper 6 fort, ebenso das Kugellager 5. Die Kreiselpumpe
kann ein-oder mehrstufig ausgeführt werden. Der Vorgang im Getriebe ist folgender:
Das vom Kreiselpumpenrad beschleunigte Treibmittel erhält die höchste Geschwindigkeit
am Austritt des Kreiselrades. Die Geschwindigkeit nimmt entsprechend dem größer
werdenden Durchgangsquerschnitt mit zunehmender Entfernung des Treibmittels von
der Achse ab. Der Druck steigt im umgekehrten Verhältnis an. Ist der Schaufelkranz
der Turbine auf seinen größten Durchmesser eingestellt, so wird er daher von dem
Treibmittel unter kleinster Eintrittsgeschwindigkeit und unter höchstem Druck beaufschlagt.
Die Turbinenwelle erhält somit niedrigste Drehzahl und höchstes Drehmoment. Die
Höhe der Drehzahl hängt somit vom Durchmesser des Schaufelrades und von der freien
Querschnittfläche für den Durchgang des Treibmittels, also von der Länge der Turbinenschiaufeln,
ab.For larger outputs, a spatially fixed guide wheel,
that. Attached to the bearing of the impeller and firmly connected to the ring body 6
is to be used. In this arrangement, the free ends of the guide fall
Turbine blades continue in the ring body 6, as well as the ball bearing 5. The centrifugal pump
can be carried out in one or more stages. The process in the transmission is as follows:
The propellant accelerated by the centrifugal pump impeller receives the highest speed
at the exit of the impeller. The speed increases accordingly
increasing passage cross-section with increasing removal of the propellant from
the axis. The pressure increases in inverse proportion. Is the shovel ring
the turbine is set to its largest diameter, so it is therefore of the
Propellant applied at the lowest entry speed and under the highest pressure.
The turbine shaft thus receives the lowest speed and the highest torque. the
The speed depends on the diameter of the paddle wheel and on the free one
Cross-sectional area for the passage of the propellant, i.e. the length of the turbine blades,
away.
Wird der Schaufelkranzdurchmesser verkleinert, so steigt die Drehzahl
der Turbine, auch wenn die Eintrittsgeschwindigkeit des Treibmittels unverändert
bleibt. Diese steigt jedoch ebenfalls im Verhältnis der Querschnittsv erkleinerung
an, so daß die Drehzahl der Turbine mit Verkleinerung des Schaufelkranzdurchmessers
sehr rasch zunimmt. Bei kleinstem Durchmesser erreicht sie ihren Höchstwert, der
sogar über der Drehzahl der Kreiselpumpe liegen kann. Das Treibmittel wird kurz
nach seinem Austritt aus dem Schaufelkranz der Turbine wieder von der Kreiselpumpe
erfaßt und erneut umgetrieben, ohne irgendwelche Energieverluste durch Absperrglieder
oder Rohrleitungen zu erleiden.If the blade ring diameter is reduced, the speed increases
of the turbine, even if the entry velocity of the propellant remains unchanged
remain. However, this also increases in proportion to the reduction in cross-section
so that the speed of the turbine decreases with the reduction of the blade ring diameter
increases very rapidly. With the smallest diameter it reaches its maximum value, the
can even be above the speed of the centrifugal pump. The propellant becomes short
after its exit from the blade ring of the turbine again from the centrifugal pump
detected and driven again without any loss of energy through shut-off elements
or pipelines.