DE557169C

DE557169C - Fluid change gearbox

Info

Publication number: DE557169C
Application number: DEE35875D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-06-21
Filing date: 1927-06-21
Publication date: 1932-11-28

Description

Um Kraftmaschinen mit gleichbleibender Drehzahl zum Antrieb von Arbeitsmaschinen mit wechselnder Drehzahl benutzen zu können, ist es bekannt, Flüssigkeitswechselgetriebe einzuschalten, bei denen der eine Teil eines Pumpenaggregates, beispielsweise das drehbare Pumpengehäuse, mit der Antriebswelle und der andere Teil, beispielsweise die Kolben bzw. Kolbenstangen, mit der Abtriebswelle verbunden sind und bei denen der Flüssigkeitsumlauf des Pumpenaggregates regelbar ist.To power machines with constant speed to drive work machines to be able to use with changing speed, it is known to switch on fluid change gear, in which one part of a pump unit, for example the rotatable pump housing, with the drive shaft and the other part, for example the pistons or piston rods, connected to the output shaft and in which the fluid circulation of the pump unit can be regulated.

Die Regelung des Flüssigkeitsumlaufes erfolgt dabei mit Hilfe von Drosseleinrichtungen, die die überschüssige Energie vernichten, derart, daß die Arbeitsmaschine mit verminderter Drehzahl, aber gleichem Drehmoment, also verringerter Leistung angetrieben wird.The regulation of the liquid circulation takes place with the help of throttling devices, which destroy the excess energy in such a way that the working machine with reduced Speed, but the same torque, so reduced power is driven.

Gemäß der Erfindung sind in die Druckleitung des Flüssigkeitswechselgetriebes eine oder mehrere Freistrahlturbinen eingeschaltet, die auf die treibende Welle zurückwirken. Hierdurch wird im Gegensatz zu den bisher bekanntgewordenen Getrieben erreicht, daß bei verminderter Umdrehungszahl der Arbeitsmaschine eine entsprechende Vergrößerung des Drehmomentes eintritt, ohne daß die Leistung der Kraftmaschine verändert wird. Infolge des nach der Freistrahlturbine gelenkten Flüssigkeitsumlaufes wird dort der Flüssigkeitsdruck in Geschwindigkeit umgesetzt und dieser durch die Freistrahlturbine in Gestalt einer Drehmomentsvergrößerung nutzbar gemacht. According to the invention, one or more are in the pressure line of the fluid change gearbox Free jet turbines switched on, which have an effect on the driving shaft. Through this is achieved in contrast to the previously known gears that with reduced Number of revolutions of the working machine a corresponding increase in torque occurs without changing the power of the engine. As a result of the after the free jet turbine directed fluid circulation there is the fluid pressure in Speed implemented and made usable by the free jet turbine in the form of a torque increase.

Umgekehrt läßt sich auch eine Übersetzung ins Schnelle erreichen, indem das Drehmoment an der Arbeitsmaschine bei gleichgehaltener Leistung der Kraftmaschine herabgesetzt wird.Conversely, a translation into high speed can also be achieved by increasing the torque is reduced on the work machine while maintaining the same power of the engine.

Es ist zwar auch ein Flüssigkeitsgetriebe bekannt, bei dem in die Druckleitung eine Kolbenmaschine eingeschaltet ist, die auf die treibende Welle zurückwirkt, aber dieses Getriebe weist alle Nachteile eines Getriebes mit Kolbenpumpen auf. Es hat u. a. viele Dichtungsstellen und bedarf vielfach verwickelter Vorrichtungen zum Verstellen des Kolbenhubes. Diese Nachteile werden durch die Ausbildung des Getriebes gemäß der Erfindung vermieden.A fluid transmission is also known in which a piston machine is inserted into the pressure line is switched on, which acts back on the driving shaft, but this gear has all the disadvantages of a gearbox with piston pumps. It has, inter alia. many sealing points and requires complex devices for adjusting the piston stroke. These disadvantages are avoided by the design of the transmission according to the invention.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel, und zwar zeigt:The drawing illustrates an embodiment, namely shows:

Abb. ι ein Flüssigkeitswechselgetriebe, bei dem zur Übersetzung ins Langsame ein Flüssigkeitsmotor eingeschaltet ist, undFig. Ι a fluid change gear, in which a fluid motor for translation into the slow speed is switched on, and

Abb. 2 ein Flüssigkeitswechselgetriebe, bei dem zur Übersetzung ins Schnelle eine Flüssigkeitspumpe eingeschaltet ist.Fig. 2 a fluid change gear, in which a fluid pump for translation into high speed is switched on.

Eine Kraftmaschine 3, beispielsweise ein Explosionsmotor, treibt die Welle 16 an, die fest mit dem Gehäuse 1 eines Pumpenaggregates verbunden ist. Die Kolben 5, die von der Kurbel 6 angetrieben werden, sitzen auf einem getrennt gelagerten Wellenstumpf 17, dessen freies Ende den Flansch 4 trägt, an welchem die nicht dargestellte Arbeitsmaschine angekuppelt wird. 11 sind die Zylinderräume der Kolben 5. Um das Pumpenaggregat I, 5, 6, 11 herum istA prime mover 3, for example an explosion engine, drives the shaft 16, which is fixed is connected to the housing 1 of a pump unit. The pistons 5 by the crank 6 are driven, sitting on a separately mounted stub shaft 17, whose free end carries the flange 4 to which the working machine, not shown, is coupled will. 11 are the cylinder chambers of the pistons 5. Around the pump unit I, 5, 6, 11 is

ein Gehäuse ίο angeordnet, das mit Saug- und Druckventilen 7 versehen ist. Die mit der Antriebsmaschine 3 und dem Pumpengehäuse 1 starr verbundene Welle 16 trägt einen Flüssigkeitsmotor, der als Freistrahlturbine ausgebildet ist. In dem Gehäuse 8 dieser Turbine sind zwei Laufräder 2 und 13 vorgesehen, deren Beschaufelungen für Beaufschlagung in entgegengesetztem Drehsinne eingerichtet sind, um bei einer Umsteuerung der Antriebsmaschine 3 eine Umsteuerung des Getriebes erreichen zu können. Die Regelglieder 9 und 14 für den Zufluß der Flüssigkeit sind dabei so im Gehäuse 8 angebracht, daß beispielsweise bei Drehung der Antriebsmaschine 3 im Uhrzeigersinn das Laufrad 2 durch das Regelglied 9 Flüssigkeit erhält, während bei umgekehrtem Lauf das Regelglied 9 geschlossen bleibt und das Rad 13 über das Regelglied 14 gespeist wird. Das Gehäuse 8 für die Laufräder 2 und 13 ist mit einer Ringleitung 15 versehen, die die Austrittskanäle. der Turbinen mit dem Eintritt für die Pumpe 5,11 verbindet. Vor der Ringleitung 15 sitzt das Regelglied 12 für die Pumpe.
Die Wirkungsweise ist folgende:a housing ίο is arranged, which is provided with suction and pressure valves 7. The shaft 16, which is rigidly connected to the drive machine 3 and the pump housing 1, carries a liquid motor which is designed as a free jet turbine. In the housing 8 of this turbine, two impellers 2 and 13 are provided, the blades of which are set up to act in opposite directions of rotation in order to be able to reverse the transmission when the drive machine 3 is reversed. The regulating elements 9 and 14 for the inflow of the liquid are mounted in the housing 8 in such a way that, for example, when the drive machine 3 is rotated clockwise, the impeller 2 receives liquid through the regulating element 9, while the regulating element 9 remains closed and the wheel 13 remains closed when running in the opposite direction is fed via the control element 14. The housing 8 for the impellers 2 and 13 is provided with a ring line 15, which the outlet channels. the turbine connects to the inlet for the pump 5, 11. The control element 12 for the pump is seated in front of the ring line 15.
The mode of action is as follows:

Die mit gleichbleibender Drehzahl umlaufende Kraftmaschine 3 treibt die Welle 16 und das Gehäuse 1 der Pumpe mit gleichbleibender Geschwindigkeit an. Wird nun das Regelglied 9 nach der Freistrahlturbine 2 geschlossen gehalten, so wird die Pumpe 5,11 daran gehindert, Flüssigkeit zu fördern. Die zwischen dem Kolben 5 und dem Zylinderraum 11 vorhandene Flüssigkeit wirkt infolgedessen als starre Kupplung, was zur Folge hat, daß der Wellenstumpf 17 und die an dem Flansch 4 angeschlossene Arbeitsmaschine mit der gleichen Drehzahl umläuft wie die Kraftmaschine.The engine 3 rotating at a constant speed drives the shaft 16 and that Housing 1 of the pump at a constant speed. If the control element 9 after the free jet turbine 2 is kept closed, the pump 5, 11 is prevented from To promote liquid. The existing between the piston 5 and the cylinder space 11 As a result, liquid acts as a rigid coupling, with the result that the stub shaft 17 and the working machine connected to the flange 4 rotates at the same speed like the prime mover.

Öffnet man dagegen das Regelglied 9 mehr oder weniger, so beginnt die Pumpe 5, n entsprechend der durch das Regelglied 9 hindurchtretenden Flüssigkeitsmenge Flüssigkeit zu fördern, wobei die Kolben 5 sich in ihren Zylindern 11 verschieben und dabei eine_ Drehung der Kurbelwelle 6 im Pumpengehäuse 1 zulassen. Hierdurch eilt die Kurbelwelle 6 mit ihrer Drehzahl der Drehzahl des Pumpengehäuses ι nach, und es kommt bei gleichbleibender Drehzahl der Kraftmaschine 3 eine Über-Setzung ins Langsame zustande. Da die an dem Flansch 4 angekuppelte Arbeitsmaschine Leistung abnimmt, so steht die geförderte Flüssigkeit unter Druck, und sie kann daher, bei geeigneter Ausbildung des Regelgliedes 9, diesen Druck in Geschwindigkeit umsetzen und ver-' mag die ihr innewohnende Energie, abzüglich der Verluste in der Pumpe und der Turbine 2, wieder in Leistung umzusetzen. Dem Pumpengehäuse ι wird daher von der Turbine 2 ein zusätzliches Drehmoment zugeführt, das sich durch den Kurbeltrieb der Pumpe auch auf die Kurbelwelle 6 überträgt. Am Flansch 4 kann daher nach wie vor die volle Leistung der Kraftmaschine 3, abgesehen von den vorgenannten Verlusten, abgenommen werden, wobei aber die Drehzahl verringert, das zugeführte Drehmoment also vergrößert worden ist.On the other hand, if the control element 9 is opened more or less, the pump 5, n begins accordingly to convey liquid to the amount of liquid passing through the control element 9, whereby the pistons 5 move in their cylinders 11 and thereby rotate allow the crankshaft 6 in the pump housing 1. As a result, the crankshaft 6 hurries with it their speed of the speed of the pump housing ι after, and it comes with the same Speed of the engine 3 a translation into the slow. Since the Flange 4 coupled working machine decreases in power, the pumped liquid stands under pressure, and it can therefore, with a suitable design of the control element 9, this Convert pressure into speed and can use the inherent energy, minus it of the losses in the pump and the turbine 2, to be converted back into power. The pump housing ι is therefore supplied by the turbine 2, an additional torque that also transmits to the crankshaft 6 through the crankshaft drive of the pump. On the flange 4 can therefore still the full power of the engine 3, apart from the aforementioned Losses are reduced, but the speed is reduced, the supplied Torque has therefore been increased.

Soll am Flansch 4 keine Leistung abgenommen, d. h. also die Welle 17 nicht gedreht werden, während die Kraftmaschine 3 weiterläuft, so wird das Ventil 12 geöffnet, das mit Hilfe der Ringleitung 15 die Saug- und Druckleitung verbindet ; die Pumpe 5 läßt dann die Flüssigkeit lediglich kreisen, ohne daß sie unter Druck kommt. Hierdurch wird ein Leerlauf der Kraftmaschine 3 ermöglicht, während die Arbeitsmaschine stillsteht.If no power is to be taken from the flange 4, i. H. so the shaft 17 cannot be rotated, while the engine 3 continues to run, the valve 12 is opened, which with the aid of the Ring line 15 connects the suction and pressure lines; the pump 5 then lets the liquid just circle around without it coming under pressure. This causes the engine to idle 3 enables while the work machine is at a standstill.

Um das Getriebe selbsttätig arbeiten zu lassen, werden die Regelglieder 9 -und 14 mit einem Steuerglied derart verbunden, daß bei Unterschreitung einer bestimmten Drehzahl der Kraftmaschine eine Öffnungsbewegung, bei Überschreiten aber eine Schließbewegung eintritt. To let the transmission work automatically, the control elements 9 and 14 with a Control member connected such that when falling below a certain speed of the Engine an opening movement, but when exceeded, a closing movement occurs.

Die Ausbildung des Getriebes ist nicht auf die dargestellte Form beschränkt. An Stelle der mit sternförmig angeordneten Zylindern versehenen Pumpe kann eine Taumelscheibenpumpe und jede andere geeignete Vorrichtung ,Verwendung finden, die der Bedingung genügt, daß ein Teil der eingeleiteten Leistung unmittelbar weitergeführt wird, während der andere Teil eine Umformung erfährt.The design of the transmission is not limited to the form shown. Instead of Pump provided with cylinders arranged in a star shape can be a swash plate pump and any other suitable device that meets the condition that part of the initiated service is continued immediately during the other part undergoes a transformation.

Zur Übersetzung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine ins Schnelle unter gleichzeitiger Verringerung des Drehmomentes an der Arbeitsmaschine kann als sinngemäße Umkehrung des Erfindungsgedankens gemäß Abb. 2 die Freistrahlturbine durch eine Zentrifugalpumpe ersetzt werden.To translate the speed of rotation of the working machine into high speed simultaneous reduction of the torque on the machine can be considered analogous Reversal of the inventive idea according to Fig. 2, the free jet turbine by a centrifugal pump be replaced.

Auf den mit der Drehzahl der Kraftmaschine 3 umlaufenden Wellenstumpf 16 sind zwei Zentrifugalpumpen aufgesetzt, deren Räder 18 und 19 im stillstehenden Gehäuse 20 umlaufen. Hiervon dient das Rad 18 dem Vorwärtsgang, Rad 19 bei umgesteuerter Kraftmaschine 3 dem Rückwärtsgang. Soll die Arbeitsmaschine mit gleicher Drehzahl laufen wie die Kraftmaschine 3, so werden die Regelglieder 21 und 24 geschlossen gehalten. Es kann dann keine Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsmotor 5, 6, 11 von der Saugseite ι zur Druckseite 10 von den Pumpen 18 bzw. 19 gedrückt werden. Das Aggregat wirkt als starre Kupplung. Zur Umsteuerung des Getriebes ist die Büchse 22 auf der Welle 16 mit dem Rade 19 axial verschiebbar angeordnet. Wird beispielsweise das Regelglied 21 geöffnet, so gelangt in der gezeichneten Lage der Büchse Flüssigkeit von der Saugseite 1 des Motors durch die Büchse 22 in das Rad 18. Beim Rückwärtsgang dagegen gelangt, sobald die Büchse bis zu den Kegelsitzen 23 nach rechts ver-On the shaft stub 16 rotating at the speed of the engine 3 are two centrifugal pumps placed, the wheels 18 and 19 of which rotate in the stationary housing 20. Of this the wheel 18 is used for the forward gear, and when the engine 3 is reversed, wheel 19 is used for the reverse gear. If the machine is to run at the same speed as the engine 3, so the control members 21 and 24 are kept closed. No liquid can then escape the liquid motor 5, 6, 11 from the suction side ι to the pressure side 10 of the pumps 18 or 19 must be pressed. The unit acts as a rigid coupling. For reversing the transmission the sleeve 22 is arranged axially displaceably on the shaft 16 with the wheel 19. If, for example, the regulating member 21 is opened, the bushing moves into the position shown Liquid from the suction side 1 of the motor through the sleeve 22 into the wheel 18. When reversing on the other hand, as soon as the bushing moves to the right as far as the conical seats 23

schoben ist, die Flüssigkeit nach Öffnung des Regelgliedes 24 außen um die Büchse 22 in das Rad 19. Je nachdem, wieweit eines der Regelglieder 21 oder 24 geöffnet wird, wird mehr oder weniger Flüssigkeit in die Druckseite 10 des Motors gefördert, so daß dessen Kolbenstern 5 die Welle 17 schneller dreht, als die Welle 16 mit dem Motorgehäuse i, 10 umläuft. Es kommt daher eine Übersetzung ins Schnelle zustande.is pushed, the liquid after opening the control member 24 outside around the sleeve 22 in the Wheel 19. Depending on how far one of the control elements 21 or 24 is opened, is more or less liquid is conveyed into the pressure side 10 of the engine, so that its piston star 5 the shaft 17 rotates faster than the shaft 16 with the motor housing i, 10 rotates. It is coming therefore a translation can be done quickly.

Die Regelglieder 21 und 24 haben in diesem Falle nicht die Aufgabe zu drosseln, sondern dienen nur zur Herbeiführung eines Druckausgleiches zwischen den Pumpen 18 bzw. ig und der Druckseite 10 des Motors. Die Höhe des Druckes ist hierbei, gleichgültig welche Drehzahl die Arbeitsmaschine erfordert, gleichbleibend, solange die abgenommene Leistung ebenfalls gleichbleibt; die unter Druck durchtretende Flüssigkeitsmenge ändert sich jedoch je nach der Drehzahl und dem damit erforderlichen Drehmoment. Die Ventile 7 des Motors müssen im vorliegenden Fall zwangsläufig gesteuert sein, damit sie in den zugehörigen Totlagen der Kolben 5 die Verbindung zur Saugseite ι bzw. Druckseite 10 herstellen. Es wird also auch hier ein Teil der Leistung der Kraftmaschine ' in Druckflüssigkeit gespeichert und diese zur Veränderung des Drehmomentes und damit der Geschwindigkeit nutzbar gemacht.In this case, the regulating elements 21 and 24 do not have the task of throttling, but rather serve only to bring about a pressure equalization between the pumps 18 or ig and the pressure side 10 of the motor. The level of pressure is here, regardless of the speed the working machine requires, constant, as long as the accepted power also remains the same; the one passing under pressure However, the amount of liquid changes depending on the speed and the required Torque. The valves 7 of the engine must necessarily be controlled in the present case so that they connect to the suction side in the associated dead positions of the piston 5 ι or print page 10 produce. So here too it becomes part of the power of the prime mover 'stored in hydraulic fluid and used to change the torque and thus harnessed the speed.

Claims

Claim:

Fluid change gear in which one part of a pump gear, for example the rotatable cylinder housing, with the drive shaft and the other part, for example the piston or piston rod is connected to the output shaft and in which the Fluid circulation of the piston gear can be regulated, characterized in that at Translation into slow speed in the pressure line of one or more free jet turbines (8, 9, 2 and 8, 14, 13) are switched on, which have an effect on the driving shaft (16), and one or more centrifugal pumps (18, 19) when speeding up are switched on, which act back on the driven shaft (17), in the first In the case of the piston gear as a pump, in the second case it works as a liquid motor.

1 sheet of drawings