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Antriebseinrichtung mit hydraulischem Getriebe und mechanischer Kupplung.
Dem Bestreben, Verbrennüngskraftmaschinen allen Zweigen der Technik dienstbar zu
machen, stehen insofern Schwierigkeiten entgegen, als die Verbrennungskraftmaschinen
bekanntlich nur bis zu einem gewissen Grade überlastet sind; neuere Motoren, beispielsweise
kompressorlose Dieselmotoren, zeigen nun zwar bereits eine erhebliche Elastizität
gegenüber wechselnder Belastung, ihre Drehzahlen können sich in weiten Grenzen ändern,
wo
die unteren Grenzen jedoch überschritten werden, bleibt die Gefahr des Stehenbleib--ns
der Maschine zu berücksichtigen. Bedeu@ungsvoll wird dies in allen den Fällen, wo
von dem Motor in häufigem Wechsel verschieden hohe Leistungen mit sehr verschiedenen
Umdrehungsgeschwindigkeiten der anzutreibenden Maschinen oder Vorrichtungen* aufzubringen
sind, bei Motorlokomotiven beispielsweise während des Anfahrens oder im Beginne
.einer Steigerung, in ;ähnlicher Weise auch bei Motoren zum Antrieb von Winden.
Auch dort, wo es sich um Antriebsmaschinen für Pumpen oder Pressen handelt, müssen
in die Antriebswelle stark veränderliche Umfangskräfte geleitet werden. In allen
diesen Fällen ist mit Rücksicht auf die Lebensdauer des Motors für stets nur in
geringen Grenzen auftretende Überlastung und besonders auch dafür zu sorgen, daß
die Drehzahl des Motors niemals unter ein bestimmtes Minimum herabgeht.
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Zu diesem Zwecke wird nun erfindungsgemäß auf die an sich bekannten
hydraulischen Getriebe, beispielsweise auf die von Louis Benault, Heal-Show o.dgl.,
zurückgegriffen, wobei die Einrichtung derart getroffen ist, daß an Stelle des Flüssigkeitsgetriebes
auch eine starre Ausrückkupplung die Verbindung zwischen der antreibenden und der
angetriebenen Welle herstellen kann. Das Neue besteht darin, daß die Ausrückkupplung
derart ausgebildet ist, daß sie nur geschlossen werden kann, wenn die von dem Flüssigkeitsgetriebe
mitgenommene anzutreibende Welle die gleiche oder die annähernd gleiche Drehzahl
wie die Antriebswelle erreicht hat. Es kann also bei einer derartigen Ausbildung
der Kupplung, um auf das Beispiel der Motorlokomotive zurückzugreifen, eine starre
Verbindung zwischen Motor und Treibrädern erst hergestellt werden, wenn der Vorgang
des Anfahrens beendet "bzw. die Steigung überwunden ist. Das Schließen der Ausrückkupplung
kann dabei von Hand vorgenommen werden, doch ist es zweckmäßig, die Kupplung sich
selbsttätig schließen zu lassen, und zwar derart, daß sie dann geschlossen bleibt,
bis sie entweder von Hand oder auch selbsttätig wieder ausgerückt wird. Die Verstellung
der Kupplungsteile kann in Abhängigkeit von den Drücken in der Zu- oder Ableitung
des Flüssigkeitsgetriebes erfolgen. Der Druck in der Zu- und Ableitung ist abhängig
von dem Verhältnis der Fassungsräume des Primär-und des Sekundärsatzes. Beim Anfahren
sind die Fassungsräume des Primär- und des Sekundärsatzes wesentlich voneinander
verschieden, woraus sich ein hoher überdruck in der Zuleitung ergibt. Mit zunehmender
Geschwindigkeit des Fahrzeuges wird der Fassungsraum des Primärsatzes vergrößert
(oder der des Sekundärsatzes verkleinert), wobei das Untersetzungsverhältnis und
ebenso auch der Überdruck in der Zuleitung geringer wird. Bei Unterschreitung eines
gewissen Druckes in der Zuleitung ist dabei die Kupplung zu schließen. In der Saugleitung
anderseits besteht anfangs großer Unterdruck, der ebenfalls in demselben Maße, wie
die Fassungsräume einander gleich werden, sich verringert. Bei Überschreitung eines
bestimmten Druckes in der Saugleitung muß dann die Kupplung geschlossen werden.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen Ausführungsbeispielen
schematisch veranschaulicht.
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Abb. i zeigt-im Aufriß die Anordnung beim Antrieb einer Pumpe.
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Abb. 2 veranschaulicht eine Einrichtung zur hydraulischen Verstellung
der Kupplung. Abb.3 gibt hierzu eine veränderte Anordnung wieder.
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Abb.5 läßt hierzu eine veränderte Ausführungsform erkennen.
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In Abb. i ist der Motor mit a, die anzutreibende Pumpe mit b bezeichnet.
Auf der Motorwelle c ist der Primärsatz d des Flüssigkeitsgetriebes fest angeordnet,
welcher über die Zuleitung e und die Ableitung f mit dem auf der angetriebenen Welle
g angeordneten Sekundärsatz 1i in Verbindung steht. Die Kuppltuigshälften
i, k auf den Wellen c bzw. g gestatten eine starre Verbindung zwischen diesen
beiden Wellen. Der Kupplungsteil t (vgl. Abb. 2) besitzt einen als Kolben ausgebildeten
Schaft!., welcher in einem Zylinder m verschiebbar ist. Die eine Seite dieses Kolbens
ü steht unter Atmosphärendruck. Der Zylinder m ist ferner über die Verbindungsleitung
o mit der Zuleitung (Druckleitung) e des Flüssigkeitsgetriebes verbunden, so daß
der Kolben il des Kupplungsteiles i von dem Unter- bzw. Überdruck der Atmosphäre
gegenüber dem Druck in der Zuleitung e beeinflußt wird.
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Die Wirkungsweise nach Abb. i und 2 ist folgende Vor dem Anlassen
des Motors a sind die Kupplungsteile 1,k ausgerückt, das Flüssigkeitsgetriebe
ist mit hoher Untersetzung eingeschaltet. Mit zunehmender Beschleunigung der Pumpe
b wird durch Verstellung des Handrades am Primärsatz d das Untersetzungsverhältnis
des Flüssigkeitsgetriebes verringert, so daß die Drehzahl der Welle g sich allmählich
derjenigen der Welle c nähert. Mit zunehmender Beschleunigung nimmt aber
auch der Druck in der Zuleitung e ab, -so daß wohl schließlich die Atmosphäre den
Flüssigkeitsdruck überwindet, den Kupplungsteil i nach rechts verschiebt und hier
zum Eingriff mit dem Kupplungsteil. k bringt. Der
eingerückte Kupplungsteil
i wird durch eine Sperrung in dieser Lage gehalten. Die Bewegungen der einzelnen
Teile beim Einrücken der Kupplung können gleichzeitig dazu benutzt werden, das Flüssigkeitsgetriebe
auszuschalten, indem die Zu- und Ableitungen kurz geschlossen werden.
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Die Ausbildung nach Abb.3 weicht insofern von der beschriebenen ab,
als das Einrücken des Kupplungsteiles i von Hand erfolgt. Hierbei ist aber Vorsorge
getroffen, daß ein Einrücken der Kupplung zu unrechter Zeit nicht vorgenommen werden
kann. Der Kupplungsteil i wird bei diesem Ausführungsbeispiel mittels des Handgriffes
lt, nach rechts bzw. links verschoben. Dies ist jedoch erst möglich, wenn der Riegel
Y aus der gezeichneten Stellung zurückgeschoben ist. Zu diesem Zwecke endigt der
Riegel r in einen Kolben r1, welcher in dem Zylinder ml unter dem Einfluß des in
der Ableitung (Saugleitung) f herrschenden Druckes steht.
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Eine Feder ttl sucht ferner den Riegel in Sperrlage zu schieben. Steigt
nach dem Anlassen der Pumpe die Drehzahl der Welle g über diejenige der Welle c,
so tritt in der Leitung f ein Überdruck auf, der entgegen dem Druck der Feder hl
den Riegel r nach rechts verschiebt und hiermit den Hebel lt, freigibt.- Mit der
nunmehr erfolgenden Drehung des Hebels hl wird nicht nur der Kupplungsteil i eingerückt,
sondern gleichzeitig auch ein Hahn a1 geöffnet, welcher die beiden Leitungen
e und f über die Zwischenleitung o1 kurz schließt. Hiermit ist das
Flüssigkeitsgetriebe aus- und die starre Kupplung eingeschaltet.
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Abb. q. zeigt ein Beispiel für die - Motor-und Getriebeanordnung bei
einer Motorlokomotive. Der Motor a treibt auch hier den Primärsatz d des Flüssigkeitsgetriebes
an, welcher über die Zu- und Ableitungen e, f mit dem Sekundärsatz lt in Verbindung
steht. Dieser treibt eine Blindwelle, welche die Triebkraft mittels einer Schubstange
s in die mit den Laufrädern gekuppelten Triebräder weiterleitet. Außer dem Flüssigkeitsgetriebe
ist noch die starre Kupplung i, k vorgesehen, nach deren Einrücken die Antriebskraft
über die Kegelräder f in die Triebräder geleitet wird. Auch hier wieder kann ein
selbsttätiges Einrücken der Kupplung und gegebenenfalls ein selbsttätiges Ausrücken
des Flüssigkeitsgetriebes vorgesehen sein, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach
Abb. r und ?, oder eine Einrichtung, welche im Sinne des Beispiels nach Abb. 3 zu
halten wäre. Die Wirkungsweise ist ohne weiteres verständlich.
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Auch im Ausführungsbeispiel nach Abb.5 ist der Motor zum Antrieb eines
Fahrzeuges gedacht. Um jedoch das Flüssigkeitsgetriebe, während dieses außer Wirksamkeit
ist, nicht mitlaufen lassen zu müssen, ist es auf die andere Seite des Motors gesetzt
und eine Kupplung tt zwischen Flüssigkeitsgetriebe und Motor, sowie eine weitere
Kupplung v zwischen dem Motor und dem unmittelbaren Kegelantrieb t eingeschaltet.
Die Kupplungen u
und v können zwangläufig miteinander in Verbindung stehen,
und zwar derart, daß bei dem Einrücken der einen Kupplung die andere gelöst wird.
Das Ein- bzw. Ausschalten der Kupplungen kann von Hand erfolgen, wobei eine Sperrung,
wie bei dem Beispiel nach Abb. 3, vorgesehen sein kann, oder auch selbsttätig ähnlich
der Art wie sie in der Abb. t und z dargestellt ist. Auch hierbei kann beim Einrücken
der starren Kupplung v das Flüssigkeitsgetriebe kurz geschlossen werden. Die Wirkungsweise
ist nach dem vorherigen ohne weiteres verständlich.