DE612727C

DE612727C - Fluid change gearbox in which the fluid conveyed by piston pumps acts on a stationary impeller surrounding the piston pumps

Info

Publication number: DE612727C
Application number: DE1931612727D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-01-01
Filing date: 1931-01-01
Publication date: 1935-05-03

Description

Diese Erfindung betrifft solche Flüssigkeitswechselgetriebe, bei denen die durch Kolben bewegte Flüssigkeit auf ein Schaufelrad wirkt, dessen Schaufeln unmittelbar durch die von den Kolben getriebene Flüssigkeit beaufschlagt werden.This invention relates to such fluid change transmissions in which the piston moving liquid acts on a paddle wheel, whose blades directly through the liquid driven by the piston are acted upon.

Bei derartigen bekannten Flüssigkeitswechselgetrieben ist bereits vorgeschlagen worden, durch Veränderung des Hubes der die Flüssigkeit bewegenden Kolben die Menge der durch jeden Kolbenhub geförderten, die Schaufeln beaufschlagenden Flüssigkeit und dadurch die treibende Kraft des Schaufelrades zu verändern.In the case of such known fluid change-speed transmissions, it has already been proposed by changing the stroke of the piston moving the liquid, the amount the liquid conveyed by each piston stroke and acting on the blades and thereby changing the driving force of the paddle wheel.

Es ist klar, daß bei einer bestimmten Hubeinstellung der Pumpenkolben bei derartigen bekannten Flüssigkeitswechselgetrieben eine Änderung der Geschwindigkeit der aus den Pumpenzylinderauslässen austretenden und die Schaufeln beaufschlagenden Flüssigkeit nicht möglich ist, da der Querschnitt dieser Auslässe nicht veränderlich war.It is clear that at a certain stroke setting of the pump piston in such known fluid change gears a change in the speed of the Liquid exiting pump cylinder outlets and impinging on the blades is not possible because the cross-section of these outlets could not be changed.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, bei Flüssigkeitsgetrieben der angegebe-Art, die bei beliebiger HubeinstellungThe object of the invention is, in the case of fluid transmissions of the specified type, with any stroke setting

nennen

der Kolben geförderte, beaufschlagende Flüssigkeit mit beliebig zwischen zwei Grenzwerten veränderlicher Geschwindigkeit aus den Zylinderauslässen austreten lassen zu können, so daß die Geschwindigkeit des Schaufelrades bei jeder Kolbenhubgröße einstellbar ist.the piston delivered, acting fluid with any two limit values To be able to exit variable speed from the cylinder outlets, so that the speed of the Impeller is adjustable for each piston stroke size.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß außer dem Kolbenhube der Pumpen auch noch die von den Zylindern zum Schaufelkranz führenden Kanäle verstellbar sind.This is achieved according to the invention in that, in addition to the piston stroke of the pumps the channels leading from the cylinders to the blade ring are also adjustable.

Diese Art der Regelung ist bei Flüssigkeitskupplungen an sich bekannt. Ihre Anwendung bei der vorliegenden Getriebegattung bringt den oben dargelegten Vorteil.This type of control is known per se for fluid couplings. Your application with the present type of transmission brings the advantage set out above.

Anstatt jeden Zylinder mit nur einem einzigen verstellbaren, in bestimmter, für die einzelnen Zylinder gleichen Richtung verlaufenden Auslaß zu versehen, wobei das Getriebe nur in einer Drehrichtung läuft, kann jeder Zylinder mit zwei entgegengesetzt geneigten Auslaßkanälen versehen sein, so daß die Drehrichtung des Schaufelrades beliebig durch einstellbares öffnen entweder der in der einen oder der in der anderen Richtung geneigten Zylinderauslässe gewählt werden kann.Instead of each cylinder with just a single adjustable, in particular, for that single cylinder to provide the same direction outlet, the gearbox only runs in one direction of rotation, each cylinder can have two oppositely inclined Outlet channels be provided so that the direction of rotation of the paddle wheel can be adjusted as desired open either the one inclined in one direction or the other Cylinder outlets can be selected.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt; es zeigtThe drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention; it shows

Fig. ι in der einen Hälfte eine Endansicht des Getriebes und in der. anderen Hälfte einen Schnitt durch das Getriebe,Fig. Ι in one half an end view of the transmission and in the. other half one Section through the gearbox,

Fig. 2 einen axialen Längsschnitt des Getriebes, 2 shows an axial longitudinal section of the transmission,

Fig. 3 eine Außenansicht der an den Zylinderauslässen angeordneten Verschlüsse sowie S der Vorrichtung zu deren Einstellung,3 shows an external view of the closures arranged at the cylinder outlets and also S the device for its adjustment,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der S teuereinrichtung.4 shows a schematic representation of the control device.

Von der Welle α werden Mitnehmerscheiben a¹ in Umdrehung versetzt, auf denen je ίο eine Exzenterscheibe d radial verschoben werden kann. Durch mehr oder minder große radiale Verstellung der Exzenterscheiben d kann deren Exzentrizität vergrößert oder vermindert werden. Jede der beiden Exzenterscheiben d treibt beispielsweise drei von den vorhandenen sechs Pleuelstangen μ der sechs Kolben p an. Die von dem einen Exzenter angetriebenen drei Pleuelstangen wechseln sich mit den drei vom anderen Exzenter angetriebenen Pleuelstangen ab. Die Kolben arbeiten in den sechs sternförmig angeordneten Zylindern und treiben die Betriebsflüssigkeit, welche beim Einwärtshube der Kolben p in die Zylinder gesaugt wird, bei ihrem Auswärtshub durch Kanäle s^u oder s^2<) gegen die Schaufeln ν eines Schaufelkranzes, so daß eine gegenseitige Drehbewegung zwischen dem Zylinderblock / und dem Schaufelkranz eintritt. ^{Drive disks a 1 are set} in rotation by the shaft α, on each of which an eccentric disk d can be displaced radially. By more or less large radial adjustment of the eccentric disks d , their eccentricity can be increased or decreased. Each of the two eccentric disks d drives, for example, three of the six existing connecting rods μ of the six pistons p . The three connecting rods driven by one eccentric alternate with the three connecting rods driven by the other eccentric. The pistons work in the six cylinders arranged in a star shape and drive the operating fluid, which is sucked into the cylinder on the inward stroke of the piston p , on its outward stroke through channels s ^u or s ^{2 <)} against the blades ν of a blade ring, so that a mutual rotary movement occurs between the cylinder block / and the blade ring.

Die Geschwindigkeit dieser gegenseitigen Drehung des Schaufelkranzes und Zylinderblockes kann erfindungsgemäß dadurch vermehrt oder vermindert werden, daß der Kolbenhub der Pumpzylinder p, p¹ und auch die von den Zylindern zu dem Schaufelkranz führenden Kanäle s¹⁰, s^2a verstellbar sind. Zu diesem Zwecke sind am Umfange des Zylinderblockes / zwei Ringe angeordnet, welche mit dem Gehäuse c durch Stifte r (Fig. 2) verbunden sind. Diese Ringe tragen eine Anzahl radialer und zweckmäßig gestalteter Schaufeln v. Die Enden der Zylinder sind mit Verschlußschiebern s¹, s², s^s versehen, die dicht gegen die äußere Fläche des Zylinderblockes / und gegen die innere Fläche des mit Schaufeln ν versehenen Ringes passen. Diese Verschlüsse sind aus einem Stück mit den Ringen s*, s⁵ und j^e hergestellt. Die Verschlüsse j^l und die Ringes⁴, welche sie tragen, sind an • 50 dem Zylinderblock befestigt, indessen können die Ringe s⁵, s⁶, welche die andern Verschlüsse tragen und nebeneinander angebracht sind, teilweise gedreht werden, um so zu bewirken, daß ihre Verschlüsse sich entweder zu den Verschlüssen s¹ hin oder von ihnen fortbewegen. Wenn der Ring s⁵ im Uhrzeigersinn gedreht wird (Fig. 1), werden die Verschlüsse s^z von den Verschlüssen s¹ fortbewegt, und es werden daher Kanäle j¹⁰ zwischen den beieinanderliegenden Kanten dieser Verschlüsse s², s¹ gebildet. Durch diese Kanäle kann die Arbeitsflüssigkeit austreten oder in die Zylinder eintreten. Die genannten beieinanderliegenden Kanten der Verschlüsse sind geneigt, wie dies aus Fig. 1 erkennbar ist, so daß die aus den Zylindern tretende Arbeitsflüssigkeit in einer Richtung geführt wird, die im wesentlichen tangential zum Zylinderblock verläuft und daher auf die Schaufeln υ trifft. In gleicher Weise bewirkt die Bewegung des Ringes s⁶ entgegen der Uhrzeigerrichtung, daß entgegengesetzt zu den Kanälen s¹⁰ geneigte Kanäle J²⁰ zwischen den Verschlüssen s^a und s¹ gebildet werden. Die Kanäle s¹⁰, welche durch Bewegung des Ringes s^s bewegt werden, entsprechen der Vorwärtsdrehung des Getriebes, während die durch die Bewegung der Ringe s^e gebildeten Kanäle s²⁰ der umgekehrten Drehrichtung entsprechen.The speed of this mutual rotation of the blade ring and cylinder block can be increased or decreased according to the invention in that the piston stroke of the pump cylinders p, p ¹ and also the channels s ¹⁰ , s ^2a leading from the cylinders to the blade ring are adjustable. For this purpose, on the circumference of the cylinder block / two rings are arranged, which are connected to the housing c by pins r (Fig. 2). These rings carry a number of radial and appropriately designed blades v. The ends of the cylinders are provided with locking slides s ¹ , s ² , s ^s which fit tightly against the outer surface of the cylinder block / and against the inner surface of the ring provided with vanes ν. These closures are made in one piece with the rings s *, s ⁵ and j ^e . The locks j ¹ and the ring ⁴ which they carry are attached to the cylinder block, while the rings s ⁵ , s ⁶ , which carry the other locks and are placed side by side, can be partially rotated so as to that their closures either move towards the closures s ¹ or away from them. When the ring s ^{5 is} rotated clockwise (FIG. 1), the closures s ^{z are} moved away from the closures s ¹ , and therefore channels j ^{10 are formed} between the adjacent edges of these closures s ² , s ¹ . The working fluid can exit through these channels or enter the cylinders. The mentioned adjacent edges of the closures are inclined, as can be seen from FIG. 1, so that the working fluid emerging from the cylinders is guided in a direction which is essentially tangential to the cylinder block and therefore meets the blades υ . In the same way, the counterclockwise movement of the ring s ⁶ causes channels J ^20, inclined opposite to the channels s ¹⁰ , to be formed between the closures s ^a and s ^1. The channels s ¹⁰ , which are moved by the movement of the ring s ^s , correspond to the forward rotation of the transmission, while the channels s ²⁰ formed by the movement of the rings s ^e correspond to the reverse direction of rotation.

Die Steuerung der genannten Verschlüsse und Kanäle kann mittels des Hebels m¹ und durch weitere Hebel ni² und m^s bewirkt werden. Wenn der Hebel ni² im Uhrzeigersinne bei der in Fig. 2 dargestellten Lage gedreht wird, wird der Hebel m¹ durch eine Feder 11 veranlaßt, zu folgen und wird gegen den Anschlag t gezogen. Während des ersten Teiles der Bewegung des Hebels tu¹ und m² werden die Scheiben d eingestellt. Wenn diese Einstellung vollendet ist (d. h. wenn die Scheiben d ihre größte Exzentrizität haben), erreicht der Hebel m¹ seine am meisten nach innen gerichtete Stellung, während der Hebel nr seine Innenbewegung fortsetzen kann, wobei die Feder u gestreckt wird. Während dieser letzten Bewegungsstufe des Hebels nv legt sich das daumenartige Ende des Hebels m^s, gegen eine Scheibe w, wodurch letztere axial vorwärts bewegt und an ihr befestigte Gelenke x², x^% in Tätigkeit gesetzt werden. Die anderen Enden der Gelenke sind mit den Ringen s^s bzw. s⁶ verbunden. Durch die Bewegung der Gelenke werden die Kanäle s¹⁰ und j²⁰ geschlossen, so daß die Enden der Zylinder vollkommen abgeschlossen sind. Eine weitere Steuerung wird mittels des Hebels w³ bewirkt. Dieser Hebel besitzt ein daumenartiges Ende, welches mit einer Hülsen in Eingriff steht, die auf einer Scheibe y¹ (Fig. 2 und 3) angeordnet ist. Da der He- no bei m^s sich entgegen dem Uhrzeiger aus der in Fig. 2 dargestellten Lage dreht, so bewegt er die Scheibe y¹ vorwärts. Diese Scheibe erhält infolge der schrägen Schlitze s¹ in der Hülse y, welche mit festen Stiften ζ des Zylinderblockes / in Eingriff steht, eine Drehbewegung. Letztere wird auf den den Verschluß tragenden Rings⁵ durch Stifte ro¹ des Ringes s⁵ übertragen, welche durch Schlitze in den Ring s® treten. Von hier wird die Bewegung auf den Ring s⁶ mittels der genannten Gelenke x², x^s übertragen. Die Ringe s^s, s^B The aforementioned closures and channels can be controlled by means of the lever m ¹ and further levers ni ² and m ^s . When the lever ni ^{2 is} rotated clockwise in the position shown in Fig. 2, the lever m ^{1 is} caused by a spring 11 to follow and is pulled against the stop t. During the first part of the movement of the lever tu ¹ and m ² , the disks d are adjusted. When this adjustment is complete (ie when the disks d have their greatest eccentricity), the lever m ^{1 reaches} its most inwardly directed position, while the lever nr can continue its inward movement, the spring u being stretched. During this last stage of movement of the lever puts N, the thumb-like end of the lever m ^s, w against a disk, whereby the latter is moved axially forward and attached thereto joints x ^2, ^x% are put into operation. The other ends of the joints are connected to rings s ^s and s ⁶ , respectively. The movement of the joints closes the channels s ¹⁰ and j ²⁰ so that the ends of the cylinders are completely closed off. Another control is effected by means of the lever w ³ . This lever has a thumb-like end which is in engagement with a sleeve which is arranged on a disc y ¹ (FIGS. 2 and 3). Since the He no at m ^s rotates counterclockwise from the position shown in FIG. 2, it moves the disk y ¹ forward. As a result of the inclined slots s ¹ in the sleeve y, which is in engagement with fixed pins ζ of the cylinder block /, this disk receives a rotary movement. The latter is transferred to the ring ⁵ carrying the closure by pins ro ^{1 of} the ring s ⁵ , which pass through slots in the ring s® . From here the movement is transmitted to the ring s ⁶ by means of the joints x ² , x ^{s mentioned} . The rings s ^s , s ^B

werden vermöge der Federn w³ zurückgedreht, von denen ein Ende mit den Ringen und das andere mit dem Zylinderblock/ mittels der Stifte wⁱ verbunden ist, welche durch Schlitze in beiden Ringen s^s und s⁶ hindurchtreten.are turned back by means of the springs w ³ , one end of which is connected to the rings and the other to the cylinder block / by means of the pins w ⁱ which pass through slots in both rings s ^s and s ⁶ .

Bei der Stellung der Ringen⁵ und j⁶ nach Fig. ι und 2 sind die Kanäle j¹⁰ geöffnet. Bei dieser Stellung drehen sich die beiden Wellen α und b in gleicher Richtung. Dieser Zustand wird durch die Hebel m¹ und m² erreicht. In the position of the rings ⁵ and ⁶ according to FIGS. 1 and 2, the channels ^{10 are} open. In this position, the two shafts α and b rotate in the same direction. This state is achieved by levers m ¹ and m ² .

Der Hebel m³ bewirkt in Verbindung mit den Hebeln m¹ und m², daß die Kanäle i²⁰ geöffnet und die vorher geöffneten Kanäle s¹⁰ geschlossen werden.The lever m ³ , in conjunction with the levers m ¹ and m ² , causes the channels i ^{20 to be} opened and the previously opened channels s ^{10 to be} closed.

Bei der neutralen Stellung des Getriebes werden die Verschlüsse s² unds³ so eingestellt, daß sie alle Kanäles^w öffnen und die Scheiben d in konzentrische Stellung gebracht werden. In the neutral position of the transmission, the closures s ^{2 and} s ³ are set so that they open all channels s ^w and the disks d are brought into a concentric position.

Die Hebelvorrichtung m¹, m², m³ kann doppelt, und zwar an beiden Seiten der Welle a vorgesehen sein.The lever device m ¹ , m ² , m ³ can be provided twice, namely on both sides of the shaft a .

Bei der Arbeit des Getriebes findet, wenn die Scheiben d so eingestellt sind, daß die Exzentrizität gleich 0 und die Antriebswelle a gedreht wird, keine Bewegung der Kolben p in den Zylindern statt, und der Zylinderblock f erfährt keine Drehung. Das Getriebe befindet sich hierbei in neutraler Stellung. Wenn jedoch die Exzenter so eingestellt sind, daß sie Hub ergeben, so werden beim Drehen der Antriebswelle und unter der Voraussetzung, daß die Welle b mit einer Last verbunden ist, die Kolben in ihren Zylindern hin und her bewegt, und die Arbeitsflüssigkeit wird umlaufen. Angenommen, daß die Kanäle j¹⁰ offen sind, so wird eine Auswärtsbewegung der Kolben die Flüssigkeit durch diese Kanäle treiben, und die durch dieses Hinaustreiben der Flüssigkeit hervorgerufene Reaktion wird auf die angetriebene Welle übertragen. Die ausgetriebene Flüssigkeit trifft auf die festen Flügel v, welche bestrebt sind, die Bewegung der Flüssigkeit innerhalb des Getriebegehäuses nach dem Austritt aus den Zylindern stillzusetzen, wodurch kinetische Energie der Flüssigkeit gewonnen wird. Die so erzeugte Drehkraft, welche man als dynamische Drehkraft bezeichnen kann, ist bestrebt, den Zylinderblock in einer Richtung zu drehen, die von derjenigen abgewandt ist, in welcher die Arbeitsflüssigkeit aus den Zylindern austritt. Jeglicher Widerstand, welchen die Kanäle dem Austritt der Flüssigkeit entgegensetzen.In the operation of the transmission, when the disks d are set so that the eccentricity is 0 and the drive shaft a is rotated, the pistons p do not move in the cylinders and the cylinder block f does not rotate. The gearbox is in the neutral position. However, if the eccentrics are set so that they give stroke, so when the drive shaft is rotated and provided that the shaft b is connected to a load, the pistons are reciprocated in their cylinders and the working fluid will circulate. Assuming that the channels j ^{10 are} open, an outward movement of the pistons will force the liquid through these channels and the reaction caused by this expulsion of the liquid will be transmitted to the driven shaft. The expelled liquid hits the fixed vanes v, which endeavor to stop the movement of the liquid within the gear housing after exiting the cylinders, whereby kinetic energy of the liquid is obtained. The rotating force thus generated, which can be referred to as dynamic rotating force, tends to rotate the cylinder block in a direction which is opposite to that in which the working fluid emerges from the cylinders. Any resistance which the channels oppose to the exit of the liquid.

veranlaßt ebenfalls eine statische Drehkraft, welche bestrebt ist, den Zylinderblock als Ganzes in der Drehrichtung der Antriebswelle zu bewegen. Bei der Stellung des Vorwärtsantriebes ist die Richtung der Kanalöffnung derart, daß die dynamische Drehkraft und die statische Drehkraft sich einander ergänzen. Bei hohen Geschwindigkeitsübersetzungen werden die Kanäle um den Höchstbetrag geöffnet. Die dynamische Drehkraft hat dann ein Maximum, und die statische Drehkraft ist praktisch konstant. Wenn die Geschwindigkeitsübersetzung abnimmt, werden die Kanäle allmählich geschlossen, und die Exzentrizität der Kurbeln wird vergrößert, bis schließlich, wenn der Drehzahlenunterschied zwischen der treibenden und der getriebenen Welle gleich O ist, die Kanäle vollkommen geschlossen sind und die Drehkraft nur statisch übertragen wird und die angetriebene und treibende Welle zusammen als eine mechanische Einheit sich drehen.also causes a static torque, which tends to the cylinder block as Moving the whole in the direction of rotation of the drive shaft. At the position of the forward drive the direction of the passage opening is such that the dynamic torque and the static torque complement each other. At high speed ratios, the channels are opened by the maximum amount. The dynamic torque then has a maximum and the static torque is practically constant. If the Speed ratio decreases, the channels are gradually closed, and the eccentricity of the cranks is increased until finally, when the speed difference between the driving and the driven shaft is equal to O, the channels are completely closed and the torque is only statically transmitted and the driven and driving shaft rotate together as one mechanical unit.

Eine Umkehr des Getriebes wird durch Öffnung der Kanäle s²⁰ erreicht, deren Neigung derart ist, daß die dynamische Drehkraft der statischen Drehkraft entgegenwirkt. Hierbei ist das erzielbare Geschwindigkeitsverhältnis auf die Geschwindigkeiten und Öffnungen beschränkt, bei denen die dynamische Drehkraft die statische Drehkraft übertrifft, da, wenn sich der Antrieb in der umgekehrten Richtung bewegt, diese beiden Kräfte einander entgegengesetzt sind.A reversal of the transmission is achieved by opening the channels s ²⁰ , the inclination of which is such that the dynamic torque counteracts the static torque. Here, the achievable speed ratio is limited to the speeds and openings at which the dynamic torque exceeds the static torque, since when the drive moves in the opposite direction, these two forces are opposed to each other.

Claims

Patent claims:

1. Fluid change gear, in which the liquid conveyed by piston pumps acts on a stationary impeller surrounding the piston pumps, characterized in that for the purpose of regulating the speed, both the piston stroke of the pumps (p) and the ducts (i ¹⁰ , s ²⁰ ) are adjustable.

2. Fluid change gearbox according to claim i, characterized in that each pump cylinder (p) is provided with two oppositely inclined outlet channels, so that the direction of rotation of the driven part can be opened as desired by either the cylinder outlet channels inclined in one or the other direction (s ¹⁰ , .s ²⁰ ) can be selected ".

1 sheet of drawings