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Flüssigkeitsgetriebe. Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsgetriebe,
dessen Antrieb mittels in einer Trommel drehbar angeordneter Schaufeln geschieht.
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Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, daß eine Mehrzahl von Schaufelrädern
vorhanden ist, die sich auf im Kreise um die Trommelwelle angeordneten Achsen drehen.
Durch diese eigenartige Anordnung wird bei niedrigen Geschwindigkeiten ein wesentlich
erhöhtes Drehmoment erzielt, und zwar dadurch, daß bei erhöhtem Geschwindigkeitsunterschied
zwischen dem treibenden und dem getriebenen Element ein verstärkter Widerstand gegenüber
der antreibenden Flüssigkeit auftritt. Es ist somit möglich, daß das atif die angetriebene
Welle übertragene Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit erheblich größer sein
kann als das von der treibenden Welle ausgeübte, eine Wirkung, die lediglich durch
die der Erfindung zugrunde liegende Konstruktion zu erreichen ist. Diese Wirkung
kann noch erhöht werden, wenn man die Trommel mit einem auf der gleichen Achse angeordneten
Sonnenrad ausstattet, das mit Planetenrädern in Eingriff kommt, die auf den Spindeln
sitzen. Wird z. B. der Drehwiderstand des angetriebenen Elements größer als der
Drehwiderstand der Schaufeln, so werden diese, während sie noch das angetriebene
Element herumnehmen, auch eine Rollbewegung um das Sonnenrad ausführen, und das
angetriebene Element wird hinsichtlich der Geschwindigkeit hinter dem treibenden
Element nacheilen. Der Grad dieses Nachedens wird von der auf dem angetriebenen
Element ruhenden Belastung abhängen, und so wird eine selbsttätige, von der Belastung
abhängige Geschwindigkeitsänderung erzielt.
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Auf der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigen: Abb. i und a senkrechte Schnitte
einer Ausführungsform, bei der die Schaufeln nicht durch Getriebe miteinander verbunden
sind,
Abb. 3 und 4 entsprechende Darstellungen, bei denen die Schaufeln
mittels eines Sonnen-und Planetengetriebes miteinander verbunden sind, -Abb. 5 abgeänderte
Ausführungsform nach Abb.3 und 4.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i und a besteht das treibende Element
aus einer Trommel i, die frei auf der Welle z drehen kann und eine Flüssigkeitsmenge,
etwa Glycerin, enthält. Das angetriebeneElement isst innerhalb der Trommel angeordnet
und enthält vier Spindeln 3, von denen jede mit einer Anzahl Scheiben 4 ausgestattet
ist, die in Ebenen, radial zu den Spindelachsen angeordnet sind. Die Spindeln und
ihre Scheiben bildete die obenerwähnten Schaufeln. Sie sind um die Drehachse der
Trommel herum angeordnet, wobei ihre Achsen parallel dazu nach Art eines Kurzschlußankers
verlaufen. Die Enden der Spindeln ruhen in Lagern, die in. Scheiben 5, 6 untergebracht
sind. Diese sind auf die Welle z aufgekeilt und innerhalb der Trommel i frei drehbar.
Die äußeren Seiten dieser Scheiben liegen mit Arbeitsflächen an den Innenseiten
der Trommelenden ia an, und am Umfange liegen sie mit Arbeitsflächen an der inneren
zylindrischen Fläche der Trommel an. Die Schaufeln sind: so angeordnet und haben
solche Abmessungen, daß sie sich frei und umabhängig drehen können, wobei die Kanten
der Scheiben gerade an der inneren Wandung der Trommel vorbeigehen.
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Wie oben dargelegt, wird beim Trommelantrieb von einem Antriebsmotor
aus der darin befindlichen Flüssigkeit eine rotierende Bewegung mitgeteilt, wobei
die Flüssigkeit infolge der Zentrifugalwirkung die Form einer sich über die innere
zylindrische Fläche legenden Schicht annimmt. Durch die Wirkung auf die Schaufeln
werden die Scheiben und mit ihnen die angetriebene Welle in Drehung versetzt, wobei
die Drehgeschwindigkeit verschieden und abhängig ist von der Belastung, die auf
das angetriebene Glied wirkt. Wenn man so annimmt, daß sich die, Trommel mit gleichbleibender
Geschwindigkeit dreht, wenn die Last, die auf das angetriebene Glied wirkt, klein
ist, so wird sie mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit gedreht werden
bei kleiner Drehung der Schaufeln. Wenn. dagegen die Belastung exhöht wird, so wird
der Drehwiderstand, der an den Schaufelspindeln wirkt, auch vergrößert werden, und
es ergibt sich eine langsamere Bewegurig des angetriebenen Elements als Ganzes bei
einer schnelleren Drehung der Schaufeln.
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Die Abb. 3 und 4 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform, wobei die
Schaufeln mittels eines Sonnen- und Planetengetriebes ineinandergreifen. Das Sonnenrad
9 ist auf der Trommel befestigt und die Planetenräder 9 auf den Schaufelspindeln.
In diesem Falle wird angenommen, daß die Scheiben und Schaufeln das treibende Glied
darstellen und die Trommel das angetriebene Glied. Die Scheiben sind hierbei auf
die Welle a aufgekeilt und :die Trommel frei um diese Welle drehbar. Wenn man eine
Belastung auf dem angetriebenen Glied und keinen Drehwiderstand der Schaufeln annimmt,
so würden bei Drehung des treibenden Gliedes die Planetenräder 9 einfach um das
Sonnenrad 8 ablaufen, so daß die Schaufeln sich drehen und das Sonnenrad und die
Trommel feststehen würden. Die Flüssigkeit in der Trommel leistet aber der Schaufeldrehung
Widerstand, und wenn dieser Drehwiderstand dem Drehwiderstand des Sonnenrades 8
und der Trommel gleich ist, so werden sich .die Schaufeln nicht um ihre eigenen
Spindeln drehen, sondern das Sonnenrad und die Trommel mit derselben Winkelgeschwindigkeit
herumnehmen wie das treibende Element als Ganzes. Wenn jedoch der Drehwiderstand
des angetriebenen Elements größer ist als der Drehwiderstand der Schaufeln, so werden
letztere, während sie noch das angetriebene Element herumnehmen, auch eine Rollbewegung
um das Sonnenrad ausführen, und das angetriebene Element wird hinsichtlich der Geschwindigkeit
hinter'dem treibenden Element nacheilen. Der Grad dieses Nachedens wird von der
auf dem angetriebenen Element ruhenden Belastung abhängen, und so wird eine selbst-
! tätige, von :der Belastung abhängige Geschwindigkeitsänderung erzielt. Zweckmäßig
werden die Scheiben !der Schaufeln, die in der Nähe der Achse der Vorrichtung liegen,
mittels einer sternförmigen Platte io begrenzt, die an der Welle befestigt ist und
als Teil des treibenden Elements `damit rotiert. Es ist auch zweckmäßig, Aussparungen
i i an der inneren zylindrischen Fläche der Trommel vorzusehen, um die Wirkung von
nach innen vorragenden Scheiben zu erzielen. Wenn es gewünscht wird, kann auch die
Trommel zum antreibenden Element und die Scheiben und Schaufeln zum angetriebenen
Element gemacht werden. Wenn man in diesem Falle annimmt, daß das treibende Element
(Trommel und Sonnenrad) mit einer Belastung auf dem angetriebenen Element (Scheiben,
Schaufeln und Planetenräder) sich dreht und kein Widerstand gegenüber der Schaufeldrehung
vorhanden ist, so würde die letztere auf ihren eigenen Spindeln gedreht werden,
.und zwar entgegengesetzt der Drehrichtung des treibenden Elements, während das
angetriebene Ele ment als Ganzes sich nicht drehen würde. 12 Da aber die Flüssigkeit
in der Trommel herumgeschleudert wird, wie es oben bei Besprechung
der
Abb. i und z beschrieben wurde, so bietet sie der Drehung der Schaufeln Widerstand
und bewirkt so, daß das angetriebene Element als Ganzes durch das Sonnenrad herumgeführt
wird. Das angetriebene Element wird indessen hinsichtlich der Geschwindigkeit hinter
dem antreibenden Element entsprechend der Belastung des ersteren nacheilen.
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Bei der abgeänderten Ausführungsform der in den Abb. 3 und .l geschilderten
Bauart kann die Trommel feststehen, und das Sonnenrad 8 kann anstatt an der Trommel
an einem Arm befestigt sein, der nach rechts vorragt. Dieser Arm kann sich frei
auf der Welle z und innerhalb "der Seitenwand ia der Trommel drehen. Dieser Arm
bildet dann an Stelle der Trommel eines der Elemente, sei @es das treibende oder
das angetriebene Element. Wenn die Trommel so festgestellt ist, werden die Aussparungen
i i bzw. alle nach innen vorspringenden Scheiben o. dgl. im Innern der Trommel zweckmäßig
fortgelassen.
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Abb. 5 zeigt im Schnitt eine andere Ausführungsform, wobei ein zweiter
Satz von Sonnen-und Planetenrädern vorgesehen ist, zum Zwecke, einen bestimmten
und in positiver Richtung wirkenden Getriebeantrieb zu schaffen, der selbsttätig
zur Wirkung kommt, wenn der Drehwiderstand des angetriebenen Elements derart ist,
daß sonst bei der Konstruktion nach den Abb.3 und q. die Schaufeln rotieren und
die Planetenräder 9 um das Sonnenrad 8 herumlaufen würden, ohne letztere in Drehung
zu versetzen. Der zweite Radsatz enthält ein Sonnenrad 14 von kleinerem Durchmesser
als das Sonnenrad 8, das frei auf der Welle a drehen kann und einen Arm 16 besitzt,
an dessen äußerem Ende ein Sperr-1 ad 17 fest angeordnet ist mit einer Klinke
18, die die Drehung des Rades 17 nur in einer Richtung zuläßt. Auf den Spindeln
3 der Schaufeln sind fest Planetenräder 15 aufgekeilt, die mit dem Sonnenrad 14
in Eingriff kommen und deshalb einen größeren Durchmesser haben als die Planetenräder
g. Wenn man nun den Fall annimmt, der auch oben bei den Abb.3 und q. vorausgesetzt
war, daß nämlich der Drehwiderstand der Schaufeln durch den Drehwiderstand des Sonnenrades
aufgehoben wird, dann werden die Planetenräder 9, ohne sich zu drehen, das Sonnenrad
8 mit der gleichen Geschwindigkeit mitnehmen wie das antreibende Element, und die
Planetenräder 15 werden auch das Sonnenrad 14 herumführen, weil das Sperrad 17 und
die Klinke 18 die Bewegung in dieser Richtung zulassen. Wenn indessen der Drehwiderstand
, des Sonnenrades 8 wächst und der Grad der Rollbewegung der Planetenräder 9 um
das Sonnenrad 8 in gleicher Weise zunimmt, wird ein Zeitpunkt eintreten, bei dem
die Planetenräder 15, die einen größeren Durchmesser als die Planetenräder 9 haben,
das Sonnenrad 1 4. in der entgegengesetzten Richtung zu drehen versuchen. Letzteres
kann jedoch nicht in dieser Richtung drehen, da es durch die Klinke 18 festgehalten
wird. Es ergibt sich daher, daß unter diesen Voraussetzungen infolge der verschiedenen
Lbertragungsverhältnisse der Getriebe 8, 9 und 14, 15 das Sonnenrad 8 positiv angetrieben
wird, allerdings mit geringerer Winkelgeschwindigkeit als derjenigen des treibenden
Elements, das die Scheiben, Schaufeln und die Planetenräder umfaßt. Als eine weitere
Abänderungsart kann die Trommel auch in Ruhe gehalten werden, in welchem Falle das
Sonnenrad 8 fest auf einem Flansch ig befestigt sein kann, der durch.,einen Arm
iga gehalten wird. Dieser kann sich frei um die Welle 2 und innerhalb der Seitenwand
ia der Trommel drehen, und der Antrieb kann vom Arm iga in irgendeiner geeigneten
Weise abgenommen werden. Bei der Zeichnung ist der Flansch und der Arm in gestrichelten
Linien gekennzeichnet. Bei der letztgenannten Ausführungsform kann, da die Trommel
i feststeht, das Sperrad 17 und die Klaue 18 fortgelassen werden, und das Rad 1
¢ kann, wie durch gestrichelte Linien 2o angedeutet ist, in einen äußeren gezahnten
Ring und einen inneren Teil geteilt werden, welch letzterer starr mit der Seite
i der Trommel verbunden ist, während die beiden Seiten bei 2o durch irgendeine geeignete
Vorrichtung verbunden sein können. Wenn die Trommel so, wie eben beschrieben wurde,
befestigt ist, werden zweckmäßig die Aussparungen i i und überhaupt alle nach innen
vorspringenden Scheiben o. dgl. an der Trommel fortgelassen.