DE519686C

DE519686C - Fluid change gearbox

Info

Publication number: DE519686C
Application number: DEST40800D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-03-31
Filing date: 1926-03-31
Publication date: 1931-03-03

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Flüssigkeitswechselgetriebe, bei dem der Pumpenoder der Motorensatz oder beide in einem Gehäuse umlaufende Flügelkolben aufweisen. Diese Getriebegattung hat bisher den Nachteil, daß durch das Vorbeiströmen der Flüssigkeit an den Gehäusewandungen die hydraulischen Reibungsverluste, die mit dem Quadrate der Geschwindigkeit zunehmen, soThe invention is a fluid change transmission in which the pump or the motor set or both have rotating vane pistons in a housing. This type of gearbox has so far had the disadvantage that by flowing past the liquid on the housing walls, the hydraulic Friction losses, which increase with the square of the speed, like this

ίο groß werden, daß bei den meistens geforderten hohen Drehzahlen die Wirtschaftlichkeit des hydraulischen Antriebes gegenüber dem von mechanischen Getrieben zurückbleibt. Durch Versuche hat sich gezeigt, daß die Grenze eines wirtschaftlichen Betriebes schon bei ungefähr 6 m sekundlicher Geschwindigkeit erreicht ist. Bei Beibehaltung dieser niedrigen Geschwindigkeitsgrenzen werden jedoch die Getriebe in baulicher Hinsicht sehr groß und schwer. Will man, wie es für einen wirtschaftlichen Antrieb erforderlich ist, kleine Getriebe erhalten, so ist dies nur möglich, wenn man dementsprechend die ölgeschwindigkeiten bis zu 30 m in der Sekünde und noch mehr erhöht. Der Anwendung solcher hohen Geschwindigkeiten haben sich die gesamten Reibungsverluste bisher als ein unübersteigbares Hindernis entgegengestellt. ίο become big that with the mostly demanded high speeds the economic efficiency of the hydraulic drive compared to the left behind by mechanical gears. Experiments have shown that the Limit of economic operation at about 6 m second speed is reached. However, if these low speed limits are maintained, the transmissions are structurally improved very big and heavy. If one wants, as is necessary for an economic drive If small gears are obtained, this is only possible if the oil speeds are adjusted accordingly up to 30 m per second and even more. The application Such high speeds have hitherto been opposed to the total frictional losses as an insurmountable obstacle.

Die Erfindung bezweckt nun, die Reibungsverluste, die durch Vorbeiströmen des Treibmittels an der Gehäusewandung entstehen, so zu vermindern, daß sie selbst bei sehr hohen ölgeschwindigkeiten vernachlässigt werden können. Erreicht wird dies dadurch, daß das den Arbeitsraum der Pumpe, des Motors oder beider begrenzende verstellbare Gehäuse umlaufbeweglich gelagert ist, so daß es durch die Flüssigkeitsreibung mitgenommen wird und für die Größe des Reibungsverlustes nur noch die sehr geringe Relativgeschwindigkeit des Treibmittels gegenüber dem Gehäuse in Frage kommt. Das gleiche kann auch dadurch erreicht werden, daß man das Laufgehäuse mit der Kolbentrommel umlaufen läßt. In beiden Fällen ist jedoch das Laufgehäuse so zu legen, daß auch bei einer Drehung dieses Gehäuses die Arbeitsräume an Ort und Stelle bleiben. Es ist zwar bei Flüssigkeitsgetrieben mit in zylindrischen Bohrungen hin und her beweglichen Kolben bekannt, die Kolben außen durch einen umlaufbeweglichen Ring abzustützen. Eine solche Einrichtung vermag lediglich die mechanische Reibung, nicht aber die hydraulische Reibung zu verringern. Dies ist nur bei Flüssigkeitsgetrieben mit Flügelkolben bei Anordnung eines den Arbeitsraum begrenzenden umlaufenden Gehäuses möglich. The invention now aims to reduce the friction losses caused by the propellant flowing past arise on the housing wall, so to reduce that they even at very high oil speeds can be neglected. This is achieved in that the adjustable housing delimiting the working space of the pump, the motor or both is mounted so that it can rotate so that it is carried along by the fluid friction and only the very low relative speed for the size of the friction loss of the propellant against the housing comes into question. The same can be done by this too can be achieved that you can rotate the barrel housing with the piston drum. In both cases, however, the barrel case is to be laid in such a way that the working spaces remain in place even when this housing is rotated. Although it is at Liquid-driven with pistons moving back and forth in cylindrical bores known to support the piston on the outside by a rotating ring. Such a facility is only capable of reduce mechanical friction, but not hydraulic friction. This is just possible in the case of liquid drives with vane pistons with the arrangement of a circumferential housing delimiting the working space.

Auf der Zeichnung ist ein nach der Erfindung ausgebildetes Flüssigkeitswechselgetriebe beispielsweise dargestellt. Hierbei zeigtIn the drawing is a fluid change gear designed according to the invention for example shown. Here shows

Abb. ι einen Längsschnitt nach Linie A-B der Abb. 3,Fig. Ι a longitudinal section along line AB of Fig. 3,

Abb. 2 einen Längsschnitt nach Linie C-D der Abb. 3,Fig. 2 is a longitudinal section along line CD in Fig. 3,

Abb. 3 einen Querschnitt durch die Pumpe des Getriebes nach Linie E-F der Abb. i,Fig. 3 shows a cross section through the pump of the gearbox along line EF in Fig. I,

Abb. 4 einen Querschnitt durch den Motor des Getriebes nach Linie G-H der Aibb. i, Abb. 5 eine Ansicht des eingebauten Pumpengehäuses und dessen Führungen.Fig. 4 shows a cross section through the motor of the gearbox along line GH of Aibb. i, Fig. 5 is a view of the built-in pump housing and its guides.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist em Flüssigkeitswechselgetriebe dargestellt, das aus einer Pumpe und einem ihr völlig »o gleichen Motor besteht. Hierbei sind die gleichen Teile der Pumpe und des Motors mit den gleichen Bezugszedchen versehen, nur mit dem Unterschied, daß die Bezügszeichen des Motors einen Beistrich erhalten haben. Selbstverständlich wird die Erfindung auch dann verwirklicht, wenn nur die Pumpe oder der Motor in der eingangs erwähnten Weise ausgebildet sind.In the embodiment shown, a fluid change gear is shown, which consists of a pump and a motor completely identical to it. Here are the the same parts of the pump and the motor have the same reference numbers, only with the difference that the reference marks of the engine have been given a comma. Of course, the invention is also implemented when only the pump or the motor are designed in the manner mentioned at the outset.

In einem Gehäuse i, das beiderseits durch Deckel 2, 2' abgeschlossen ist, ist ein hohles Zwischenstück 3 eingesetzt, das den Innenraum des Gehäuses 1 in zwei Räume 4 und 4' unterteilt. Der erste Raum 4 nimmt die Flüssigkeitspumpe, der zweite Raum 4' den Flüssigkeitsmotor auf. Die Kolbentrommeln 5 und 5' der Pumpe bzw. des Motors sind durch Kugellager 6 und 6' in den Dekkeln 2 und 2' und in dem Zwischenstück 3 drehbar gelagert. Sie sind mit radialen Schlitzen 7 und 7' versehen, in welchen sich Flügelkolben 8 und 8' bewegen. Jede der Kolbentrommeln 5 und 5' läuft innerhalb eines ringförmigen Gehäuses 9 und 9', das seitlich durch Deckel 10 und 10' abgeschlossen ist.In a housing i that goes through on both sides Lid 2, 2 'is completed, a hollow intermediate piece 3 is used, which the interior of the housing 1 is divided into two rooms 4 and 4 '. The first room 4 takes the Liquid pump, the second space 4 'on the liquid motor. The piston drums 5 and 5 'of the pump and the motor are through ball bearings 6 and 6' in the covers 2 and 2 'and rotatably mounted in the intermediate piece 3. They are with radial Slits 7 and 7 'are provided in which wing pistons 8 and 8' move. Each of the Piston drums 5 and 5 'runs within an annular housing 9 and 9', the is closed laterally by cover 10 and 10 '.

Ferner sind konzentrisch zur Innenbohrung der Gehäuse 9 und 9' in den Deckeln 10 und 10' Ringnuten 11 und 11.' gebildet, in welche die Enden von Lauf bolzen 12 und 12' eingreifen, die lose drehbar in dem äußeren Ende der Flügelkolben 8 und 8' eingesetzt sind. Es ist auf diese Weise eine zwangsläufige Führung für die Flügelkolben geschaffen. Die Gehäuse 9 und 9' sind nun durch Kugel- oder Rollenlager 13 und 13' in den Deckeln 2 und 2' bzw. dem Zwischenstück 3 drehbar gelagert. Die Drehachsen der Kolbentrommeln 5 und 5' liegen exzentrisch zu den Drehachsen der Gehäuse 9 und 9'. Die Kolbentrommeln schließen mit den Gehäusen Arbeitsräume 14 und 14' ein, deren Scheitelpunkte in der horizontalen Ebene bei α und 6 bzw. a' und V liegen. Diese Scheitelpunkte bestimmen die Trenuungsstellen zwischen dem Saug- und Druckraum der Pumpe bzw. des Motors. Die Drehachsen der Gehäuse 9 und 9' fallen hierbei mit der Achse der Innenbohrung dieser Gehäuse zusammen, so daß auch bei einer Drehung der Gehäuse 9 und 9' relativ zu den Trommeln 5 und .5' diese Scheitelpunkte in "- der horizontalen Ebene und demzufolge die Arbeitsräume 14 und 14' unverändert bleiben. Die Kolbentrommeln 5 und 5' haben axiale Bohrungen 15 und 15', in die ein am Zwischenstück 3 sitzender zylindrischer Hohlkörper ιό hineinragt, der dazu dient, die Flüssigkeitsströmung zwischen Pumpe und Motor zu vermitteln.Furthermore, concentric to the inner bore of the housing 9 and 9 'in the covers 10 and 10' are annular grooves 11 and 11. ' formed, in which the ends of barrel bolts 12 and 12 'engage, which are loosely rotatably inserted in the outer end of the vane pistons 8 and 8'. In this way, an inevitable guide for the wing pistons is created. The housings 9 and 9 'are now rotatably supported by ball or roller bearings 13 and 13' in the covers 2 and 2 'or the intermediate piece 3. The axes of rotation of the piston drums 5 and 5 'are eccentric to the axes of rotation of the housings 9 and 9'. The piston drums with the housings enclose working spaces 14 and 14 ', the vertices of which lie in the horizontal plane at α and 6 or a' and V. These vertices determine the separation points between the suction and pressure chambers of the pump or motor. The axes of rotation of the housing 9 and 9 'coincide with the axis of the inner bore of this housing, so that even when the housing 9 and 9' rotates relative to the drums 5 and .5 'these vertices in "- the horizontal plane and consequently the working spaces 14 and 14 'remain unchanged. The piston drums 5 and 5' have axial bores 15 and 15 'into which a cylindrical hollow body protrudes on the intermediate piece 3 and serves to convey the flow of liquid between the pump and motor.

Zu diesem Zweck ist sein Hohlraum durch eine in Richtung der beiden Scheitelpunkte α und b 'der Arbeitsräume 14 und 14' liegende Querwand 17 in zwei Räume 18 und 19 unterteilt, von denen der eine Raum 18 durch Ausschnitte 20 und 20' und durch in den Kolbentrommeln 5 und S' zwischen den einzelnen Flügelkolben 8 und 8' vorgesehene radiale Kanäle 22 und 22' mit den über den Scheitelpunkten gelegenen Teilen der Arbeitsräume und der Raum 1.9 durch Ausschnitte 21 und 21' und die Kanäle 22 und 22' mit dem unterhalb der Scheitelpunkte gelegenen Teil der Arbeitsräume 14 und 14' in Verbindung steht. Die Flügelkolben 8 und 8' werden durch die Fliehkraft oder auch noch durch in die 85 ■ Schlitze 7 und 7' eingelegte Federn (nicht dargestellt) in Berührung mit dem Gehäuse 9 und 9' gehalten. Außerdem werden sie durch den Flüssigkeitsdruck so gesteuert, daß sie vor und hinter den Scheitelpunkten, also beim Übertritt von der Druck- auf die Saugseite von hinten unter einseitigen Überdruck gesetzt werden, der sie dicht gegen das Gehäuse preßt. Während des übrigen Arbeitsweges wird ihre Rückseite dem Drucke aus- gesetzt, der gerade in den Arbeitsräumen herrscht, den sie durchlaufen. Sie sind also während dieses Teiles ihres Weges zum größten Teil entlastet, weil auf ihre Stirnfläche unter Abzug der durch die Lauf bolzen 12 geschaffenen Berührungsflächen derselbe Druck lastet wie auf ihrer Rückseite. Der kleine, durch die Anlage der Laufbolzen vorhandene Überdruck genügt, um sie leicht in Berührung mit der Gehäusewand zu halten. Auf diese Weise ist es möglich, die Kolbentrömmeln 5 und 5' mit geringem Spiel in dem einen der Scheitelpunkte an den Gehäusen vorbeiläufen zu lassen.For this purpose, its cavity is divided into two spaces 18 and 19 by a transverse wall 17 lying in the direction of the two vertices α and b 'of the working spaces 14 and 14', one space 18 of which by cutouts 20 and 20 'and through into the Piston drums 5 and S 'between the individual vane pistons 8 and 8' provided radial channels 22 and 22 'with the parts of the working spaces located above the apexes and the space 1.9 through cutouts 21 and 21' and the channels 22 and 22 'with the one below the Vertices located part of the working spaces 14 and 14 'is connected. The vane pistons 8 and 8 'are held in contact with the housing 9 and 9' by centrifugal force or also by springs (not shown) inserted into the slots 7 and 7 '. In addition, they are controlled by the fluid pressure in such a way that they are placed under overpressure on one side in front of and behind the vertices, i.e. when passing from the pressure side to the suction side from behind, which presses them tightly against the housing. During the rest of the way to work, the reverse side is exposed to the pressure currently prevailing in the work rooms through which they pass. So you are relieved for the most part during this part of their way, because the same pressure is applied to their end face with deduction of the contact surfaces created by the barrel bolts 12 as on their rear side. The small excess pressure created by the contact between the running pins is sufficient to keep them lightly in contact with the housing wall. In this way it is possible to let the piston drums 5 and 5 'run past the housings with little play in one of the vertices.

Um die Fördermenge der Pumpe bzw. die Aufnahmefähigkeit des Motors verändern zu können, sind die drehbaren Gehäuse in Richtung der Scheitelpunkte α und b bzw. a' und b' verstellbar angeordnet. Zu diesem Zwecke sind beispielsweise die Lager 13 und 13' der Drehgehäuse 9 und 9' in Gleitstücken 40 und 40' eingesetzt, die oben und unten abgeflacht mit parallel zueinanderliegenden Führungsflächen 41 bzw. 41' versehen sind (Abb. 5). Mit diesen Führungsflächen sind die Gleitstücke zwischen zwei an den Deckeln 2 und 2' bzw. an dem Zwischenstück 3 befestigtenIn order to be able to change the delivery rate of the pump or the capacity of the motor, the rotatable housings are arranged to be adjustable in the direction of the vertices α and b or a ' and b'. For this purpose, for example, the bearings 13 and 13 'of the rotary housings 9 and 9' are inserted in sliders 40 and 40 'which are flattened at the top and bottom with guide surfaces 41 and 41' lying parallel to one another (Fig. 5). With these guide surfaces, the sliding pieces are fastened between two on the covers 2 and 2 'or on the intermediate piece 3

510686510686

Führungsstücken 42 und 42' senkrecht zu den Drehachsen der Kolbentrommeln 5 und 5' verschiebbar. Durch diese Verstellung der Drehgehäuse 9 und 9' kann die Exzentrizitat der Kolbentrommeln in bezug auf die Drehachsen der Gehäuse und dadurch die Größe und Lage der Arbeitsräume 14 und 14' geändert werden.Guide pieces 42 and 42 'perpendicular to the The axes of rotation of the piston drums 5 and 5 'are displaceable. This adjustment of the Rotary housing 9 and 9 ', the eccentricity of the piston drums with respect to the axes of rotation of the housing and thereby the The size and location of the work spaces 14 and 14 'can be changed.

Die Verstellung der Drehgehäuse 9 und 9' kann in beliebiger Weise erfolgen. Im vorliegenden Falle geschieht sie durch eine Stellschiene 43. Zu diesem Zwecke greifen an den Gleitstücken 40 und 40' Bolzen 44 und 44' an, die durch das Außengehäuse 1 hindurchgeführt und durch Querbalken 45 und 45' miteinander verbunden sind. In der Mitte dieser Querbalken sind Bolzen 46 und 46' eingesetzt, an denen Rollen 47 und 47' sitzen, die in kulissenartige Nuten eines auf der Stellschiene 43 befestigten Kulissenstückes 48 eingreifen. Diese Nuten haben einen in Richtung der Stellschiene verlaufenden Teil 49 und 49' sowie einen etwas schräg dazu verlaufenden Teil 50 und 50'.The rotary housing 9 and 9 'can be adjusted in any way. In the present The case occurs through an adjusting rail 43. For this purpose, bolts 44 grip the slides 40 and 40 ' and 44 ', which are passed through the outer housing 1 and through crossbars 45 and 45 'are connected to each other. In the middle of these crossbars are bolts 46 and 46 'used, on which rollers 47 and 47' are seated, the in link-like grooves on a the setting rail 43 attached link piece 48 engage. Have these grooves one running in the direction of the adjusting rail part 49 and 49 'and one something part 50 and 50 'running obliquely to it.

Bewegen sich die Rollen 47 und 47' in den Nuten 49 und 49', so tritt keine Verschiebung der Laufgehäuse 9 und 9' ein, wohl aber, wenn die Rollen 47 und 47' in die schräg gerichteten Teile 50 und 50' der Nuten eintreten. Durch Verstellung der Schiene 48 kann daher sowohl die Fördermenge der Pumpe als auch die Aufnahmefähigkeit des Motors .geregelt werden.If the rollers 47 and 47 'move in the grooves 49 and 49', no displacement occurs the barrel housing 9 and 9 ', but probably when the rollers 47 and 47' in the inclined directed parts 50 and 50 'of the grooves enter. By adjusting the rail 48 Therefore, both the delivery rate of the pump and the capacity of the motor can be .regulated.

Das in das Außengehäuse 1 eingesetzte hohle Zwischenstück 3 schließt mit diesem einen Hohlraum 53 ein, der als Treibmittelbehälter dient. Dieser Hohlraum 53 ist durch Kanäle 54 und 55 mit den Räumen 18 und 19 des Überleitstückes 16 verbunden. In diese Kanäle sind Rückschlagventile 56 und 57 so eingebaut, daß jeweils der Saugraum des Überleitstückes mit dem Treibmittelbehälter 53 verbunden, der Druckraum aber abgesperrt ist und nur nach der Saugseite Treibmittel zuströmen kann.The hollow intermediate piece 3 inserted into the outer housing 1 closes with it a cavity 53 which serves as a propellant container. This cavity 53 is connected to the spaces 18 and 19 of the transition piece 16 by channels 54 and 55. In these channels are check valves 56 and 57 installed so that each of the suction chamber of the transition piece is connected to the propellant container 53, but the pressure chamber is shut off and propellant can only flow in to the suction side.

Da die Laufgehäuse 9 und 9', in denen die Kolbentrommeln 5 und 5' laufen, frei drehbar gelagert sind, so laufen diese Gehäuse zusammen mit den Trommeln um, sobald die Reibung des Fördermittels an den Gehausen 9 und 9' größer ist als deren Lagerreibung. Da als Lager zweckmäßig Wälzlager gewählt werden und außerdem die Treibmittelführung durch die Kolbentrommeln hindurch erfolgt, die Drehgehäuse 5 und 5' also in Lufträumen 4 und 4' laufen, so werden diese Gehäuse schon bei geringen Drehzahlen mitgenommen. Die Folge hiervon ist, daß als Reibungsgeschwindigkeit für die Kolbentrommeln, die Flügelkolben und das Treibmittel an den Gehäusen 9 und 9' nicht mehr wie bei den bisher üblichen Drehkolbenpumpen die hohe, absolute Umfangsgeschwindigkeit in Rechnung zu setzen ist, sondern nur noch die Relativgeschwindigkeit, welche sich aus der Exzentrizität der Drehachsen der Gehäuse und der Kolbentrommeln ergibt. Da diese Relativgeschwindigkeit nur etwa 3 °/o der Umfangsgeschwindigkeit beträgt, so beträgt die mechanische Reibung des neuen Getriebes ebenfalls nur wenige Prozent derjenigen der bisher bekannten Getriebe mit Flügelkolbenpumpen. Die äußerst geringe Reibungsgeschwindigkeit erlaubt auch, die Kolbentrommel und die Flügelkolben mit wesentlich geringerem Spiel einzupassen, so daß auch hierdurch ein höherer Betriebsdruck zulässig ist, als bisher bei Flügelkolbenpumpen möglich war.Since the barrel housing 9 and 9 ', in which the piston drums 5 and 5' run, are freely rotatable are stored, these housings run together with the drums as soon as the friction of the conveyor means on the housings 9 and 9 'is greater than their bearing friction. Since roller bearings are expediently selected as a bearing and also the Propellant is guided through the piston drums, the rotary housings 5 and 5 'run in air spaces 4 and 4', so these housings are taken along even at low speeds. The consequence of this is that as the friction speed for the piston drums, the vane pistons and the propellant on the housings 9 and 9 'no longer as in the case of the rotary lobe pumps customary up to now the high, absolute circumferential speed has to be taken into account, but only the relative speed, which results from the eccentricity of the axes of rotation of the housing and the piston drums results. Since this relative speed is only about 3% of the circumferential speed, the mechanical friction of the new gearbox is also only a few percent of that of the previously known gearboxes with vane pumps. The extremely low friction speed also allows the piston barrel and the vane pistons to fit with much less play, so that also a higher one Operating pressure is permissible than was previously possible with vane pumps.

Die drehbare Anordnung der Gehäuse 9 und 9' bewirkt ferner eine kräftige Kühlung des Treibmittels an der umlaufenden Gehäusewand. Um die Kühlwirkung zu steigern, sind in den Kolbentrommeln 5 und 5' zwischen den Schaufeln taschenförmige Ausnehmungen 51 und 51' angeordnet, durch die der Treibmittelraum vergrößert wird.The rotatable arrangement of the housings 9 and 9 'also provides powerful cooling of the propellant on the circumferential housing wall. To increase the cooling effect, are pocket-shaped recesses in the piston drums 5 and 5 'between the blades 51 and 51 'arranged, through which the propellant space is enlarged.

Claims

Claim:

Fluid change gearbox with a pump piston equipped with a vane piston and motor set, characterized in that the adjustable one delimiting the working space of the pump, the motor or both Housing is mounted such that it can rotate.

For this purpose ι sheet of drawings

iii υ fen