DE519277C - Verfahren zur Verbesserung des Wirkungsgrades an Fluessigkeitsgetrieben - Google Patents

Description

Der bei den Flüssigkeitswechselgetrieben besonders mit zunehmender Untersetzung verstärkt auftretende Schlupf kann nicht unmittelbar (z. B. durch flüssigkeitsdichte Verlötung oder Abdichtung der Spalten) unterbunden werden, weil die Teile ineinander und untereinander beweglich bleiben müssen, wie es die Wirkungsweise solcher Getriebe erfordert. Dem neuen Verfahren liegt das Prinzip zugrunde, mit der Wirkungsweise des Getriebes als Teil des Verfahrens, und zwar unter Anwendung der vorhandenen Flüssigkeitsenergien, eine Gegenwirkung zu schaffen, wodurch die schlupfbedingenden Erscheinungen zwar nicht ursächlich beseitigt, aber praktisch unwirksam gemacht werden.

Nach dem neuen Verfahren werden die Spaltverluste, durch welche Ursachen sie auch entstehen mögen, restlos erfaßt und be-

ao hoben. Daher wird insbesondere auch der in dem Getriebe z. B. nach Patent 507 719 durch die Wirkungsweise der hierbei angewandten Gegenkolben bedingte Schlupf dadurch beseitigt, daß die links und rechts drehenden Kräfte an den Gegenkolben hierdurch gleichzeitig ausgeglichen werden.

Bei diesem Getriebe wird die Flüssigkeit des Druckringraumes 13 während der Untersetzung durch die geöffneten Mitnehmer 4 auf die Gegenkolben 25 und 26 zur Wirkung gebracht, um sowohl den Druck als auch den Stoß der Flüssigkeit auf die Zapfen der Gegenkolben in Drehrichtung des Abtriebes zwecks Erhöhung des Drehmomentes anzuwenden.

Es wirkt hierbei aber nur ein Teil der Flüssigkeitsenergien der durch die Gegenkolben durchtretenden Flüssigkeit auf die Drehzapfen der Gegenkolben in diesem Sinne ein, weil das durch die Druckflüssigkeit bewirkte Drehmoment an den Gegenkolben selbst zu groß ist, so daß sie sich zu leicht drehen und die Flüssigkeit zum großen Teile schlupfartig durchtreten lassen, obwohl der Flüssigkeitsdruck nicht von dem Raum 27 in den Raum 28 in gleicher Weise übertreten kann;

Aus Abb. 2 der genannten Patentschrift ist ersichtlich, daß in der gezeichneten Stellung der Antrieb der Gegenkolben durch die Druckflüssigkeit unmittelbar an dem Gegenkolben 26 bewirkt wird, da der Hebelarm 31 der Druckflüssigkeit ganz, der Hebelarm 32 dagegen nur zur Hälfte ausgesetzt ist. Um so viel größer ist aber auch die Druckfläche, welche an dem Hebelarm 31 wirkt. Dieser zu große Teil an dem Hebelarm und der Druckfläche findet an der Seite des Gegenkolbens mit dem Hebelarm 32, welcher zur Hälfte durch den Gegenkolben 25 verdeckt ist, keine genügende Gegenbelastung, so daß sich die durch größeren Hebelarm und größere Druckfläche bedingte Kraft nicht als Zapfendruck in Richtung des Abtriebdrehmomentes, sondern im Drehmoment an den Gegenkolben um ihre Drehzapfen als Leer-

lauf oder Schlupf auswirkt. Der hierdurch bedingte Schlupf vermindert den Wirkungsgrad des Getriebes bei entsprechender Untersetzung demnach beträchtlich. Dieser Verlust gleicht etwa dem, welcher eintritt, wenn der Kolben oder Zylinderboden; einer hydraulischen Presse entsprechend große Löcher erhält.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ίο zur Beseitigung des an den Gegenkolben auftretenden Schlupfes wird gleichzeitig dem an allen anderen Stellen, z. B. durch die Spaltverluste zwischen den schwenkbaren Mitnehmern und dem Triebkörper ι oder letzterem und dem Abtriebgehäuse 3, bedingten Schlupf entgegenwirkt, so daß dieser sich praktisch nicht mehr schädlich bzw. als Kraftverlüst auswirkt.

Das nach dem neuen Verfahren arbeitende Flüssigkeitswechselgetriebe ist in den Abb. 1 bis 3 beispielsweise dargestellt.

In Abb. ι ist der Querschnitt eines Flüssigkeitswechselgetriebes z. B. nach Patent 507 719 dargestellt. Die Gegemkolben sind hierbei in der Richtung A-B (s. Abb. 2) geschnitten,

Abb. 2 zeigt einen Gegenkolben mit Ausgleichkolben freigelegt in Ansicht.

In Abb. 3 werden die verschieden stark auftretenden Drehmomente an den Gegenkolben und der Ausgleich' derselben dargestellt.

Wird mit der mit dem Getriebe gekuppelten Kraftmaschine der Triebkörper 1 mit seinen Schaufelkolben 2 im Gehäuse 3 mit einer der jeweiligen Untersetzung entsprechenden Geschwindigkeit gedreht, so tritt die Druckflüssigkeit, wie durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet, durch die drehbaren Mitnehmer 4 hindurch und wirkt auf die Gegenkolben 5 und 6, um dann drucklos wieder in den Ringraum 7 durch die Getriebeschaufelkolben gesaugt zu werden.

Die Zapfen der Gegenkolben 5, 6 sind an dem einen Ende in axialer Richtung durch den Gehäuseboden 9 hindurchgeführt. Auf der anderen Seite des Bodens ist ein kleines besonderes Gehäuse vorgesehen* in welchem punktiert eingezeichnete Ausgleichkolben 10 und 11 flüssigkeitsdicht untergebracht sind. Da die Ausgleichkolben 10 und 11 auf der gleichen Drehachse der Gegenkolbens und 6 drehfest angeordnet sind, werden sie durch die Gegenkolben in gleicher Richtung gedreht. Die Saugseite der Ausgleichkolben ist durch einen Kanal 12 mit dem drucklosen Getrieberaum 8 verbunden. Die Druckseite der Ausgleichkolben steht durch einen Kanal 13 mit dem Druckraum 7 in Verbindung. Es wird also durch die im Getriebe umlaufende Flüssigkeit mit den Gegenkolben eine Art Zahnradpumpe 10, 11 zur Wirkung gebracht, so daß an den Ausgleichkolben auf der einen Seite von der Drehachse ein Druck lastet und auf der anderen Seite eine entgegengesetzt gerichtete Saugkraft wirkt, wodurch jeweilig die zu große Drehkraft, welche an den Gegenkolben 5 und 6 abwechselnd wirkt, aufgehoben wird.

Wie in Abb. 3 dargestellt ist, wirken in diesem Augenblick am Kolben 5 die links und rechts drehenden Kräfte gleichmäßig. Beim Gegenkolben 6 ist dagegen, wenn an der linken Seite z.B. eine Kraft von 100kg wirkt, an der rechten Seite an dem verkürzten Hebelarm 14 und der entsprechend kleineren Druckfläche nur eine solche von etwa'5okg-wirksam. Es entsteht also ein Zapfendruck in der Pfeilrichtung von 100 kg, und die überwiegende Kraft von 50 kg, welche in der Drehrichtung 'des Pfeiles auf den Kolben wirkt, würde in Schlupf verloren gehen, da sie nicht auf den Abtrieb 3 übertragen wird. Weil aber durch die an der gleichen Welle wirkenden Ausgleichkolben an der rechten Seite an idem mit der linkenSeite gleich großen Hebelarm 15 und der gleich großen Fläche je nach der Länge dieser Kolben eine Saugkraft von z. B. 50 kg in gleicher Richtung wirkt, erhöht sich der Zapfendfuck in bisheriger Richtung von 100 kg auf 200 kg, da die in Pfeilrichtung als Drehmoment am Gegenkolben wirkende Kraft von 50 kg die ausgleichende Gegenkraft erhalten hat. In gleicher Weise kann entweder nur oder außerdem auch die Druckkraft der Ausgleichkolben benutzt werden, um dem überschießenden Drehmoment von 50 kg an der linken Seite eine in entgegengesetzter Richtung wirkende Gegenkraft von 50 kg zu geben.

Weil die ungünstigen bzw. zu großen Drehmomente an den Gegenkolben 5 und 6 nicht ununterbrochen gleichmäßig, sondern unterbrochen abwechselnd, die Ausgleichkolben dagegen ständig saugend und drückend wirken, können die Ausgleichkolben, wie Abb. 2 zeigt, in axialer Richtung bedeutend kürzer sein als die Gegenkolben. Durch die genaue Einstellung dieser Länge können die an den Gegenkolben drehend wirkenden Kräfte an beiden Seiten der Drehachse untereinander so weit ausgeglichen werden, daß der höchste Zapfendruck in Richtung des Abtriebdrehmomentes erreicht wird, aber ein geringes überwiegendes Drehmoment an den Gegenkolben erhalten bleibt, welches der sehr geringen Krafc entspricht, die für die Drehung der Gegenkolben zwecks Durchlaß der Druckflüssigkeit überhaupt notwendig ist.

Es wird die Menge Flüssigkeit, welche zwisehen zwei Schaufeln der Gegenkolben eingeschlossen ist, um diese herum durchgelassen,

während die zwischen zwei Schaufeln der Ausgleichkolben befindliche Flüssigkeit gefördert wird. Ein gleichmäßiges Hindurchfließen wird bei beiden Kolbenarten dadurch erreicht, daß die Schaufeln gewunden um ihre Drehachse verlaufen, und zwar ähnlich wie Schrägverzahnung bei Zahnrädern.

Auf diesem Wege wird die um die Gegenkolben sonst schlupfartig durchtretende Flüssigkeit durch die hintereinander einsetzenden Vorgänge und die hierdurch bedingte kombinierte Arbeitsweise, nämlich

i. des Getriebes mit seinen Teilen in Verbindung mit der Kraftmaschine,

2. der hierdurch bewegten Gegenkolben,

3. der von diesen wieder angetriebenen Ausgleichkolben, wodurch die Gegenkolben zwangläufig gesteuert werden, und

4. der schwenkbaren sowie der drehbaren Mitnehmer, gezwungen, Arbeit zu verrichten, welche sich im Sinne der Kraftübertragung auswirkt.

Da durch diese Vorgänge'gleichzeitig einerseits die Räume 8, aus welchen die Ausgleichkolben saugen, durcklos erhalten werden und somit 'die Saugkraft der Schaufelkoliben 2 erhöht wird und andererseits die durch Spaltverluste verdrängte Flüssigkeit in den Räumen 7, weil die Ausgleichkolben in die hiermit in Verbindung stehenden Räume 9 drücken, ausgeglichen und dadurch die Druckkraft der Kolben 2 erhöht wird, äst der Schlupf an allen in Frage kommenden Stellen praktisch aufgehoben.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung des Wirkungsgrades an Flüssigkeitsgetrieben, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf an allen in Frage kommenden Stellen infolge Gegenwirkung mittels der durch die Getriebefunktionen gebildeten Druckflüssigkeitsenergien beseitigt wird, indem die den drucklosen Kammern schlupfartig zuströmende Flüssigkeit diesen entnommen und die aus den Druckkammern verdrängte Flüssigkeit in diese in gleichem Maße hineingedrückt wird.

2. Flüssigkeitswechselgetriebe z. B. nach Patent 507 719 zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgleichkolben (10, 11) vorgesehen sind, die beispielsweise mit den Gegenkolben (6 bzw. 5) starr verbunden sind oder in drehfester Verbindung stehen und so mit den Saug- und Druckkammern verbunden sind, daß sie als Pumpe wirken und gleichzeitig die an beiden miteinander in Eingriff stehenden Gegenkolben wirkenden, links und rechts drehenden Kräfte ununterbrochen nahezu gleich groß machen, so daß die Gegenkolben fast ohne Schlupf arbeiten und sich das Drehmoment entsprechend erhöht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen