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Flüssigkeitswechsel- und -wendegetriebe. Gegenstand der Erfindung
ist ein Flüssigkeitswechsel- und -wendegetri°be. Bei derarrigen Getrieben ist es
bekannt, den treibenden Pumpensatz aus Kolbenpumpen finit verstellbarein Hub und
Alen getriebenen Putnpensatz aus Kolbenpumpen mit unveränderlichem Hub herzustellen
und die Saug- und Druckr iiutne beider Pumpensätze durch Cberströ mkanäle unmittelbar
miteinander zu verbinden. Diese Getriebe haben jedoch den Nachteil, daß die Flüssigkeitsströmung
eine pulsierende ist, die bei der endlichen Länge der Kurbeltriebe und besonders
bei hohen Drehzahlen in dem treibenden Pumpensatz Schwingungen erzeugen, die aus
den gleichen Gründen in dem getriebenen Pumpensatz verstärkt werden und so die Ursache
einer stets wechselnden Beanspruchung der Teile, einer ungleichförmigen Abnutzung,
einer Verminderung des Wirkungsgrades und eines unangenehmen Geräusches sind.
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Es ist auch bekannt, für den treibenden Pumpensatz Kolbenpumpen mit
verstellbarem Hub und für den getriebenen Pumpensatz eine Flügelkolbenpumpe zu verwenden.
Bei der bekannten Anordnung sind jedoch beide Pumpensätze räumlich getrennt und
durch besondere Leitungen mit eingeschalteten Ventilen miteinander verbunden. Diese
Anordnung beseitigt die oben erwähnten Nachteile nicht, weil die Schwingungsamplituden
der pulsierenden Flüssigkeitsströme sich nicht sofort in dem Flüssigkeitsmotor ausgleichen
können und in den Leitungen sich auswirken.
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Der Erfindung gemäß werden diese Schwingnmgen durch sofortige Möglichkeit
ihres Ausgleiches dadurch unterdrückt, claß die oben erwähnten Merkmale zu einer
neuen Anordnung vereinigt sind, bei der der treibende Pumpensatz aus Kolbenpumpen
mit verstellbarem Hub, der getriebene Pumpenratz aus Flügelpumpen besteht und bei
der die Bohrungen der Kolbenpumpen in gemeinsame Druck- und Saugräume münden, die
mit dein entsprechenden Arbeitsraum der Flügelkolbenpumpen unmittelbar in Verbindung
stehen. Es wird dadurch die von dein Flüssigkeitsmotor erzeugte pulsierende Flüssigkeitsströmung
in dem Flüssigkeitsmotor sofort in eine gleichmäßige Strömung tungewandelt, innerhalb
der sich jede ungleichmäßige Förderung des Flüssigkeitsmotors sofort und vollständig
ausgleichen kann. Es werden dadurch auch bei hohen Drehzahlen Schwingungserscheinungen
unterdrückt und im Zusammenbange damit die Leistungsfähigkeit und der Wirkungsgrad
des Getriebes erhöht.
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Die gleichen Vorteile lassen sich bei Flüssigkeitsgetrieben erreichen,
deren Flüssigkeitsmotor aus feststehenden Pumpenzylindern besteht, es ist dann nur
erforderlich, in den gemeinsamen Druck- und Saugräumen umlaufende Steuerschieber
anzuordnen.
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Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Im besonderen ist: Abb. i ein Längsschnitt durch ein Getriebe mit in
gleicher Achse liegender treibender und getriebener Welle, Abb. 2 ein Schnitt durch
den Flüssigkeitsmotor nach Linie 2-2 der Abb. i, Abb. 3 ein Schnitt durch die Flüssigkeitspumpen
nach Linie 3-3 der Abb. i und Abb. :1. ein -Schnitt nach Linie 4-4 der Abb.i mit
Draufsicht auf die Stellvorrichtung, Abb. 5 und 6 zeigen den Querschnitt und Längsschnitt
eines Getriebes mit parallel zueinander liegenden Triebwerkswellen, Abb. 7 zeigt
zur Hälfte eine zu Abb. 6 gehörige Draufsicht und zur Hälfte einen Schnitt durch
einen der Steuerschieber nach Linie 7-7 der Abb. 5, Abb. 8 und 9 zeigen den Querschnitt
und Längsschnitt eines Getriebes mit übereinanderliegenden und senkrecht zueinander
stehenden Triebwerkswellen.
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Bei dein Getri; be nach Abb. i bis 4. ist in dein beiderseits durch
Deckel a abgeschlossenen Gehä tisc A ein Einsatzstück B gelagert, welches das Innere
des Gehäuses i4 in z--sei Räume unterteilt. Auf der einen Seile ;fieses Einsatzstückes
B ist in einer durch den vorstehenden Rand b seitlich begrenzten Ausnehmung der
Motorensatz eingebaut. Dieser besteht aus einer Flü.-elpuinpe C, die auf der anzutreibenden
`'Felle c sitzt. Letztere ist einerseits iv den Boden des Einsatzstückes B und andererseits
in dem Deckel a gelagert. Die Fliigelpumpe c besteht in bekannter Weise
aus
einer Trommel mit in ihr gelagerten Schaufeln c", die durch eine Nutenführung c'
in radialer Richtung verstellt werden.
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Der zugehörige Pumpensatz ist auf der anderen Seite des Einsatzstückes
B in dem Gehäuse A eingebaut. Er wird im wesentlichen aus einem Pumpenträger D gebildet,
der an dem Ende der im Deckel a gelagerten Antriebswelle d befestigt ist und zwischen
dem vorstehenden Rand h' des Einsatzstückes B und (lem Deckel a. liegt. Dieser Pumpenträger
D ist in der Mitte ausgehöhlt, und in diese Aushöhlung F mündet eine Anzahl radial
gerichteter und durchgehender Bohrungen f. In letzteren sind die Pumpenkolben G
gelagert, deren Kolbenstangen g an einer in der Höhlung F gelagerten Scheibe g'
angreifen, die ihrerseits auf einem Zapfen h sitzt. Dieser Zapfen ist an einem Gleitstück
H befestigt, (las durch entsprechende Haltestücke h' in dem Einsatzstück B gehalten,
darin in radiali:r Richtung verschiebbar ist. Die Verstellung des Gleitstückes H
erfolgt durch eine Spindel I. Dadurch kann auch der Zapfen 1a nach beiden Seiten
hin exzeeitrisch zur Wellenmitte d eingestellt werden.
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Zwischen dem Pumpen- und dem Motorensatz sind folgende Kanalverbieidungen
vorgesehen Zunächst sind in dem Pumpenträger D über den einzelnen Pumpenkolben G
über dessen ganze Breite sich erstreckende Ausnehinnigen h angeordnet. Die dadurch
gebildeten Kanäle münden seitlich in einen I: ingrauin ein, der durch das Gehäuse
A und dem von ihm abstehenden Einsatzstück B begrenzt wird. Dieser Ringraum ist
an zwei diametralen Stellen durch Rippen L in zwei Idä lften I_ und L' (Abb.
3 und 4.) unterteilt. Die Breite der Rippen L ist etwas größer als der Durchmesser
der Bohrungen f, so daß bei einer Drehung des Pumpenträgers D die beiden Räume L
und L' nicht durch die Bohrungen f in Verbindung treten können. Auf diese Weise
sind die oberhalb der Mittellinie liegenden Pumpen an den Raum L und die unterhalb
der Mittellinie liegenden Pumpen an den Raum L' angeschlossen.
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Der Ringraum L steht mit den aus Abb. 2 ersichtlichen, um die Flügelpumpe
C herumgeführten Ringkanälen -1T und N in Verbindung. Diese Kanäle münden unter
V er mitth?ng von Ausschnitten in und ai, die in dem zZand 1) des Einsatzstückes
II vorgesehen sind, all zwei dianietr alen Stellen in den Treibrauen der Flügelpumpe
C ein, so daß diese doppelt beaufschlag-t ist. Am Ende der zugehörigen Treibrauinhälften
sind wiederum in denn Rand h Ausschnitte eia' und ii' vorgesehen, die zu den Kanälen
II' und N' führen. Diese liegen eieben den erstgenannten Kanälen II und N und stehen
mit dem unteren Ringraum L' in Verbindung. Die Verbindung wird durch am Gehäuse
sitzende Rippen L' vermittelt, die schraubenförmig verlaufend die entsprechenden
Überströmkanäle in den Ringräumen L und L' einschließen.
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Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Einrichtung ist folgende:
Nimmt das Gleitstück H die in Abb. z und 4 gezeichnete Lage ein, in der die Achsen
des Zapfens h und der Welle d zusammenfallen, so bleiben auch bei
einer Drehung des Pumpenträgers D die Pumpenkolben relativ in Ruhe und es tritt
keine Förderung von Flüssigkeit ein. Der Motorensatz wird daher auch nicht in Bewegung
versetzt.
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Verstellt man nun den Zapfen h: vermittels der Spindel I nach rechts
(Abb. 4), so werden damit gleichzeitig sämtliche Pumpenkolben exzentrisch so verschoben,
daß der von der Mittellinie rechts gelegene Kolben seine äußerste Stellung und der
von der Mittellinie links gelegene Kolben seine innerste Stellung einnimmt. Bei
einer Drehung der Antriebswelle d im Sinne des eingezeichneten Pfeiles I (Abb.3)
werden daher alle in den oberen Raum I_ einmündenden Pumpen eine drückende Wirkung
und alle in de i unteren Raum L' einmündenden Pumpen eine saugende Wirkung ausüben.
Es wird dadurch der Raum I. zum Druckraum und der Raum I_' zum Saugraum. Dadurch
wird Druckflüssigkeit durch (lie Kanäle h, L, 31
und N zu dem Motorensatz
C gebracht, der dadurch an diamentralen Stellen beaufschlagt im Sinne des eingezeichneten
Pfeiles 1I (Abb. 2) angetrieben wird. Die entspannte Flüssigkeit gelangt dann durch
die Kanäle iTF und ?V' zum Saugraum I_' der Pumpen zurück.
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Die Geschwindigkeit des Motorensatzes läßt sich gleichmäßig ändern,
indem man den Zapfen IL mehr oder weniger weit aus der :Titte nach rechts hin verstellt
und dadurch die Fördermenge der Pumpen ändert.
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Die entgegengesetzte Drehrichtung wird erhalten, indem man den Zapfen
1i nach der anderen Seite, also nach links hin verstellt, wodurch bei der gleichen
Drehrichtung der `'Felle d die .an den Raum I_' angeschlossenen Pumpen drücken und
die an den Raum I. angeschlossenen Pumpen saugen, d. h. die Beaufschlagung des lotorensatzes
in unigekehrter Richtung erfolgt. Auch bei Rückwärtsgang -läßt sich die Geschwindigkeit
durch Verstellung des Zapfens h gleichmäßig ändern.
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Der Motorensatz C ist durch die gewählte doppelte Beaufschlagung entlastet.
L m nun auch den Pumpensatz möglichst zu entlasten, sind einerseits die Bohrungen
der Pumpen-
Kolben G bis zur Gehäusewandung A durchgeführt und anderseits
in dem Deckel rx zwei Ringnuten d' eingeschnitten, die sich mit dem auf der anderen
Seite angeordneten und aus Abb.3 ersichtlichen Kanälen L' und L decken und wie diese
dort, wo die Rippen L sich befinden, unterbrochen sind, damit keine Verbindung zwischen
den jeweiligen Saug- und Druckräumen eintreten kann. Diese Unterschneidungen können
selbstverständlich auch an dem Pumpenträger D selbst angebracht sein.
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Bei dem in Abb. 5 bis 7 gezeigten Getriebe liegen die Triebwerkswellen
parallel und übereinander. Die Kolbenpumpen G des Pumpensatzes sind hier nebeneinander
in das Getriebegehäuse A eingebaut. Es sind sechs Kolbenpumpen angenommen, die auf
den unter ihnen liegenden Motorensatz einwirkt, der aus einer auf der anzutreibenden
Welle c sitzenden Flügelkolbenpumpe besteht. In dem gezeigten Fall ist die Flügelkolbenpumpe
einfach beäufschlagt. Es geht daher der durch die Backe o unterteilte Arbeitsraum
0 an der höchsten Stelle in die GTherströmkanäle P und P' über, die in die Pumpenräume
0_ einmünden. In diese gemeinsamen Saug- und Druckräume sind umlaufende Steuerschieber
p und p' eingeschaltet. In Abb. 5 ist der linke Schieber p offen und der rechte
Schieber p' geschlossen. Der zugehörige Pumpenkolben G geht nach unten und drückt
die Flüssigkeit in den Arbeitsraum 0 der Flügelpumpe C, wodurch diese im Sinne des
Pfeiles II angetrieben wird. Das entspannte Treibmittel gelangt durch den Kanal
p' und einem unter dem Regelschieber p' verlaufenden Kanal q' zu
den Pumpenkolben,
die sich nach oben bewegen, also eine saugende Wirkung haben. Demzufolge sind auch
die in den Steuerschiebern p und p' angeordneten ÜberstrÖmkanäle entsprechend den
Kolbenlagen versetzt zueinander angeordnet. Der Antrieb der Regelschieber p und
p' erfolgt von der Antriebswelle (f aus mittels eines am Gehäuse gelagerten Zahn-
und Schneckenradgetriebes T, T' t (Abb. 6 und 7).
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Die sechs nebeneinanderliegenden Pumpenkolben werden in senkrechten
Bohrungen f des Gehäuses A geführt, die in die Räume 0 einmünden. Die Kolbenstangen
b sind an Bügeln R befestigt, die auf Exzenterscheiben R' lagern. Letztere sind
finit einem Längsschlitz r versehen, tnit dem sie über den antreibenden Wellenstummel
d greifen, der zu diesem Zwecke an den Stellen, wo diese Exzenterscheiben R' sitzen,
mit parallelen Ab-1
flachungen r' versehen ist. Durch diese Stell-1
exzenteranordnung kann somit der Hub der Druckpumpen verändert werden.
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Die Verstellung der Pumpen erfolgt durch eine in dem hohlen Wellenstummel
d gelagerte Stellspindel S, die mit schräg geschnittenen Zähnen s versehen ist.
Diese greifen in Zähne s' eines in die Exzenter-Scheibe eingesetzten Zahnstückes
S' ein. Diese Einrichtung ist für jeden der sechs Pumpenkolben getroffen, nur mit
dem Unterschied, daß die Schlitze r, die zugehörigen Abflachungen r' und die Verzahnungen
s', s jedesmal um i2o° gegeneinander versetzt sind. Durch achsiale Verschiebung
der Stehspindel S' werden somit die Exzenterscheiben R' aus ihrer Mitte nach rechts
oder links verschoben, wodurch die Flügelkolbenpumpe in dem einen oder anderen Sinne
angetrieben oder in der Mittelstellung in Stillstand versetzt wird.
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Die achsiale Verschiebung der Stell-Spindel S erfolgt durch ein im
Gehäuse gelagertes Schneckengetriebe s". Zur Sicherheit gegen unzulässige Drucksteigungen
ist ein Entlastungsventil U eingebaut, das bei zu hohem Druck einen Teil des Treibmittels
t vom Druckraum in den Saugraum übertreten läßt.
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Bei dem Getriebe nach Abb. 8 und 9 liegen die Trieb-,v erkswellen
c und c1 senkrecht zueinander. Dadurch ergibt sich eine geringe Verschränkung des
Treibinittelstromes in der Saugleitung, da dieselbe in diesem Falle nur nach hinten
etwas abgebogen sein muß. Im übrigen sind aber die Bauart und die Wirkungsweise
die gleichen wie bei dem vorbeschriebenen Getriebe.