DE699738C - Fluegelkolbenwechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitswechselgetriebe, bei dem die Drehmomentwandlung durch Einschalten eines anderen Kanals erfolgt, so daß die Kraft unter dem jeweils gewünschten kleineren oder größeren Hebelarm in Wirkung gebracht wird. Eine derartige Anordnung war bisher nur bei Turbinen möglich, bei denen der aufschlagende Flüssigkeitsstrahl ebenfalls an verschiedenen Hebelarmen angriff. Die Anwendung dieser Flüssigkeitsströmungsgetriebe ist aber nur bedingt und unter anderem für Getriebe zum Antrieb von Werkzeugmaschinen und insbesondere von Kraftfahrzeugen ausgeschlossen. Erstens bedingen diese Turbinen eine hohe Umfangsgeschwindigkeit, denn die Übertragung einer größeren Kraft ist nur bei hoher Austrittsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahles¹ möglich. Da aber gerade die Ansprüche eines Kraftfahrzeuggetriebes die Übertragung großer Kräfte bei langsamem Gang bedingen, ist die Verwendung einer Turbinenkonstruktion ungeeignet. Zweitens wird der Motor eines Kraftwagens namentlich bei Talfahrten als Bremse benutzt. Hierzu ist eine starre, d.h. eine stets vorhandene Verbindung vom Motor zu den Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges erforderlich. Diese Bedingung wird ebenfalls nicht erfüllt.

Durch den Gegenstand der Erfindung werden die Mängel behoben, denn die Übertragung einer Antriebskraft· auf eine zu treibende Welle geschieht mit Hilfe einer in eine geschlossene Kanalleitung gefüllte Flüssigkeitsmasse, beispielsweise Öl, welche durch eine pumpenartig wirkende Mitnehmereinrichtung in der jeweils angeschlossenen Kanalleitung in kreisende Bewegung gesetzt wird und dadurch kolbenartig wirkende, mit der zu treibenden Welle verbundene Vorrichtungen treibt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Getriebes dargestellt. Abb. 1 zeigt ein Schema des Getriebes, während Abb. 2 einen Schnitt nach Linie JsT-Z der Abb. 5, Abb. 3 einen Schnitt nach Linie O-V der . Abb. 5, Abb; 4 einen Schnitt nach Linie R-S der Abb. 5, Abb. 6 einen Schnitt nach Linie M-N der Abb. 5 und Abb. 5 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf die mit der anzutreibenden Welle verbundene Vorrichtung zeigen. Abb. 7 stellt einen waagerechten Schnitt durch einen Steuerschieber dar. _ ■

Nach dem Ausführungsbeispiel sitzt auf der durch eine motorische Kraft angetriebenen Welle 1 in einem kreisrunden Gehäuse 2 eine Antriebsscheibe 3, die in der Nähe des Umfangs mit "verschiebbaren Mitnehmerplatten oder Kolben 4 ausgestattet ist. Im Gehäuse 2 ist am Umfang ein Kanal 7 6 υ vorgesehen, der an den beiden Enden in Rohrleitungen 5, 6 übergeht und von der Antriebsscheibe 3 abgedeckt wird. Die Mitnehmerplatten 4 sind in der Scheibe 3 so verschiebbar, daß sie bei Drehung der Scheibe am einen Ende des Kanals 7 in diesen ge-

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senkt werden können und dann den ganzen lichten Querschnitt des Kanals ausfüllen. Die Mitnehmerplatten 4 werden am anderen Ende des Kanals 7 zwangsweise aus diesem herausgezogen und gleiten dann bei der Drehung der Scheibe, während sie also nicht in den Kanal 7 ragen, in gehobener Stellung auf den in der Höhe des Oberrandes des Kanals 7 liegenden Bo den teil des Gehäuses 2. Die beiden Rohrleitungen 5, 6 stehen unter Vermittlung eines Hahnes 8 durch ein Rohr 9¹ in Verbindung. Ferner sind diese Rohrleitungen 5, 6 nach dem Gehäuse 10 geführt, mit dessen Innerem sie einerseits durch einen Steuerschieber 11 und andererseits durch einenAnschlußstutzen 12 in Verbindung stehen. In dem kreisrunden Gehäuse 10 ist eine mit der anzutreibenden Welle 13 fest verbundene Scheibe 14 angeordnet, in" der eine Mehrzahl Kolbenplatten 15 senkrecht zur Ebene der Scheibe auf- und abwärts gleitbar angeordnet sind. Die Scheibe 14 liegt dicht auf dem Boden 16 des Gehäuses 10. In diesen Boden 16 sind in der einen Hälfte konzenirische Kanäle 17 eingearbeitet, die tiefer als die in den Abbildungen dargestellten sein können, nach oben zu offen sind und von der Scheibe 14 abgedeckt werden. Die Breite dieser Kanäle 17 entspricht der Breite der Kolbenplatten 15. Die Kolbenplatten 15. sind in Kreisen angeordnet, wobei die Radien dieser Kreise denjenigen der Kanäle 17 entsprechen.

Bei Drehung der Scheibe 14 sollen die Kolbenplatten ι S in die Kanäle 17 eintreten und dann den lichten Querschnitt -dieser Kanäle ausfüllen. Um dies zu erreichen, ist auf der Unterseite des Deckels des Gehäuses 10 eine Anlauffläche 18 angebracht, an die die Kolbenplatten mit ihren oberen Enden bei Drehung der Scheibe 14 anstoßen und dadurch in die Kanäle 17 gedruckt werden: Die Anlauffläche 18 erstreckt sich nicht über die ganze Länge der Kanäle 17, sondern nur über einen Teil derselben, so daß die Kolbenplatten an den beiden Enden der Kanäle 17 nicht nach unten in die Kanäle gedrückt werden. Die Kolbenplatten können durch an den Seitenwandungen der Kanäle vorgesehene Leitflächen 19 aufwärts aus den Kanälen 17 geführt oder durch Federn angehoben werden. In demjenigen Teil des Gehäuses 10, in dem keine Kanäle 17 vorgesehen sind, gleiten die Unterkanten der KoI-benplatten 15 auf dem Boden 16 des Gehäuses 10 und ragen hierbei oben aus der Scheibe 14 heraus. Um dies zu ermöglichen, muß das Gehäuse die nötige Höhe haben.

Wie bereits erwähnt, ist das Leitungsrohr 5 an das Gehäuse ro unter Vermittlung eines Steuerschiebers 11 angeschlossen. Um diesen Anschluß zu ermöglichen, gehen die Kanäle 17 nach dem Steuerschiebern zu in schräg abwärts führende Kanäle 20 (Abb. 6) über, die aus dem Boden 16 des Gehäuses ausge-.arbeitet sind. Der Schieber n (Abb. 6 und 7) besitzt in der Höhe der Öffnung der Kanäle 20 einen Durchgang, der an das Rohr 5 angeschlossen ist. Das Küken 21 des Schiebers besteht aus einem Hohlkörper, der den Kükenkörper umschließt und ein Loch 22 besitzt, das in der Größe dem Querschnitt des Kanals 20 entspricht. Der Hohlkörper 21 läßt sich so verstellen, daß das L0CI122 mit irgendeiner der Öffnungen der Kanäle 20 zusammenfällt. _

Die anderen Enden der Kanäle 17 sind in ähnlicher Weise mit den Kanälen 20 verbunden, die in dem allen Kanälen gemeinschaftlichen Anschlußstück 12 enden. An den Öff- So nungen dieser Kanäle 20 sind Rückschlagventile 23 angebracht, von denen dasjenige, welches den äußersten Kanal 17 absperrt, von außen durch eine Steuervorrichtung in geöffneter Stellung festgehalten werden kann, während die Rückschlagventile der übrigen Kanäle sich nur unter Druck nach dem Anschlußstück 12 zu öffnen können.

Das Gesamtgetriebe wird mit einer Flüssigkeit, zweckmäßig Öl, vollkommen so gefüllt, daß in allen Teilen des Getriebes eine zusammenhängende Flüssigkeitsmasse vorhanden ist. Wird das Ventil 8 in der aus Abb.. 1 ersichtlichen Weise und ferner der Schieber 11 so eingestellt, daß das Loch 22 (Abb. 7) eine Verbindung zwischen der Leitung 5 und dem äußersten Kanal 17 herstellt, so wird bei Drehung der Scheibe 3 das öl durch die Mitnehmerplatten 4 in das Rohr 5 gedrückt, wodurch die Ölmasse in der Rohrleitung 5 in der Pfeilrichtung A weiterbeweg.t, in den Schieber 11 und von hier in den äußersten Kanal 17 gepreßt wird. In diesen Kanal 17 ragen die Kolbenplatten 15, die unter der Anlauffläche 18 (Abb. 4) liegen. Der Druck «05 der Ölmasse wirkt auf die im Kanal 17 zuvorderst liegende "Kolbenplatte 15 und dreht dadurch die Kolbenplatte mit der Scheibe 14 in der Pfeilrichtung A, entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung. Bei dieser Drehung wird >i° die nächste Kolbenplatte 15, die in diesem Kolbenplattenkreis liegt, gegen die Anlauffläche 18 anstoßen und dadurch nach unten in den Kanal 17 gedrückt werden, so daß, sobald die Scheibe 14 sich so weit gedreht hat, daß die nächste Platte 15 in dem Kanal sich befindet, die ölmasse, welche ständig diurch die Scheibe 3 weiterbewegt wird, jetzt gegen diese nächste Kolbenplatte 15 zur Einwirkung kommt. Bei der hierdurch bewirkten Weiterdrehung der Scheibe 14 kommen allmählich alle Kolbenplatten ι S des größten Kreises

zur Wirkung. Die Scheibe wird sich demgemäß mit der Welle 13 drehen,. und zwar unter Einfluß des Hebelabstandes, der durch den Abstand der Kolbenplatten 15 von der Welle 13 bedingt ist. In dem geschilderten Beispiel wird die Welle 13 mit der langsamsten Geschwindigkeit in der Pfeilrichtung A angetrieben. Sobald die Kolben bei der Drehung der Scheibe 14 an das entgegengesetzte Ende der Anlauf fläche, 18 kommen, gleiten sie von dieser ab und werden durch ihre Hubfedern in die Höhe gehoben bzw. gleiten sie, wenn keine Federn vorgesehen sind, auf den Anlauf leisten 19 (Abb. 6) an den Seitenwandungen des Kanals in die Höhe, so daß sie in den letzten Teil des Kanals 17 nicht mehr hineinragen. Das von den ^ Platten 15 in das Ende des Kanals ununterbrochen eingedrückte Öl kann ungehindert durch das Rückschlagventil 23 in das Anschlußstück 12 und von hier durch das Rohr 6 zurück nach dem Kanal 7 des Gehäuses 2 fließen.

Soll die,Welle 13 mit einer höheren Ge-

«5 schwindigkeit angetrieben werden, so wird der Steuerschieber 11 so eingestellt, daß das Loch 22 von dem äußersten Kanal 17 zu einem in kleinerem. Radius angeordneten Kanal geleitet wird, in dem die Kolbenplatten ι S an einem kürzeren .Hebelarm an der- Welle 13 angreifen. Während dieser Verstellung des Schiebers läuft die Mitnehmer scheibe 3 ununterbrochen weiter, so daß Öl immer weiter in das Schieberküken gedruckt wird und vermöge der Verstellung des Schiebers 11 die Umleitung des Öls allmählich zu dem neueingestellten Kanal 17 stattfindet und keine Stockung in der Drehung der Scheibe 14 eintreten kann, da bei Beginn der Verstellung .40 des Schiebers ein Teil des Öls auch noch in den bisherigen Kanal 17 fließt. Sobald die gewünschte Einstellung des Steuerschiebers 11 erreicht ist, kommt das dauernd vorwärtsgedrückte Öl in diesem neuen Kanal 17 zur Wirkung auf die in diesen eintretenden Kolbenplatten ι 5. Somit wird jetzt die Welle 13 bei gleichbleibender ' Durchflußgeschwindig-¹ keit des Öls unter einem, kleineren Hebelabstand und demgemäß mit größerer Geschwindigkeit angetrieben* Bei ■ der Drehung der Scheibe 14 wird das zwischen den Kolbenplatten in dem äußersten Kanalkreis noch zwischen den Platten 15 vorhandene Öl mitgenommen upd durch Ventil 23 in den Stutzen 12 gedrückt, so daß für den Betrieb auch bei Einstellung .auf einen kleineiren Kanalkreis und umgekehrt immer eine genügende Ölmasse vorhanden ist.

Soll beim Weiterlaufen des Antriebmotors kein Antrieb der Welle 13 stattfinden, so kann das Ventil 8 so - umgestellt werden, da'ß die. durch die Mitnehmerplatten 4 geförderte .Ölmasse durch das Rohr 9 direkt wieder in den Kanal 7 zurückfließt. Man kann auch das Ventil 8. so einstellen, daß nur ein Teil der Ölmasse durph das Rohr 5 nach dem Gehäuse 10 und der Rest durch das Rohr 9 nach dem Gehäuse 2 zurückfließt. Hierdurch hat man die Möglichkeit, bei ununterbrochener Drehung "der Mitnehmerscheibe 3 die Welle 13 mit verminderter Geschwindigkeit anzutreiben. Soll die Welle 13 ⁴ rückwärts, also entgegengesetzt zur Pfeilrichtung A laufen, so werden die -Ventile 24, 2 5, welche iri die Rohre 5, 6 eingeschaltet und durch Zweigleitungen mit dem 'Schieber 11, dem Anschlußstück 12 und den Rohren 5, 6 ver -buüiden sind, in die punktierte Stellung eingestellt, wodurch dann das Öl vom Rohr 5 durch die Zweigleitung 26, den Hahn 25 und die Zweigleituing 27 in das Anschlußstück 12 gedrückt wird. Mit der Verstellung der Hähne 24,25 muß dann auch das Rückschlagventil 23 des äußersten Kanals 17 in die geöffnete Stellung gebracht werden, .so ⁸S daß dann das Öl aus dem Stutzen 12 in den äußersten Kanal 17 einströmen und die Kolbenplatten 15 dieses Kanals mit der Scheibe 14 zusammen in der Uhrzeigerrichtung, also rückwärts, drehen kann. Gleichzeitig mit der Öffnung- des Rückschlagventils 23 mußte auch der Drehschieber 11 so eingestellt werden, daß das Loch 22 mit dem äußersten Kanal in Verbindung ist, was durch ein Gestänge zwangsläufig erfolgen 'kann. Infolgedessen kann das Öl aus diesem äußersten Kanal durch die Zweigleitung 28, den Hahn 24, die Zweigleitung 29, nach dem- Rohr 6 und somit in den Kanal 7 zurückströmen.

Findet das Getriebe in Fahrzeugen oder' Flugzeugen Anwendung und will man das Fahrzeug vor- oder rückwärtsschieben, ohne ' die Welle 13 durch das Flüssigkeitsgetriebe zu betätigen, so kann man den Hahn 8 so einstellen, daß das Öl aus dem Kanal 7 bei fortlaufendem Motor durch die Leitung 9 in den Kanal 7 zurückfließt. Einer der Hähne 24 oder 25 wird dann in die punktierte Stellung gestellt, wobei gleichzeitig der Drehschieber Ii auf den äußersten Kanal 17 eingestellt und das Rückschlagventil 23 geöffnet wird. Es kann dann eine Drehung der Welle, 13 und der Scheibe 14, d.h. eine 'Vor,- oder Rückwärtsverschiebung des Fahrzeuges ohne Einfluß auf die Antriebsvorrichtung stattfinden, da dann das Öl durch die Bewegung der Kolbenplatten 15 ungehindert durch - die Rohrleitungen, nicht aber nach dem¹ Kanal 7 fließen kann.

Das auf der Welle 1 sitzende Mitnehmergetriebe könnte ebenso wie das Kolbengetriebe 10, 14, 15 ausgebildet sein, wodurch

man dann noch größere Veränderungen in. denn Antrieb der Welle 1-3 erzielen könnte. Man ist auch nicht auf die in den Zeichnungen veranschaulichten vier Kanäle beschränkt. Ferner könnte die Konstruktion der Kolbenplatten 15 eine andere sein. In den Ölgehäusena, 10 ist für die nötigen Dichtungen gesorgt.

Man könnte an Stelle der Anlaufflächen 18 auch bewegliche Rippen vorsehen (Abb. 6), die durch Nocken o. dgl. nur zeitweise die Kolbenplatten 15 in den in Betrieb zu nehmenden Kanal drücken.

An die .Kanalleitung, zweckmäßig am Rohr 6, kann ein Vorratsbehälter für die Getriebeflüssigkeit angeschlossen sein, durch den selbsttätig oder von Hand die im Gesamtgetriebe befindliche Flüssigkeitsmenge ergänzt oder nötigenfalls vermindert wird.

An Stelle der Rückschlagventile 23 könnte auch ein Drehschieber vorgesehen werden, der dem beschriebenen Drehschieber 11 entspricht und der mit dem am anderen Ende der Kanäle 17 vorgesehenen Drehschieber durch ein Hebelwerk so verbunden ist, daß er gleichzeitig mit dem Drehschieber 11 verstellt wird. In der Scheibe 14 könnten mehr oder weniger Kreise von Kolbenplatten r 5 und dementsprechend im Boden 16 des Gehäuses 10 auch mehr oder weniger Kanäle 17 vorgesehen sein. An Stelle der auf der Antriebswelle r sitzenden Mitnehmerscheibe 4 und den zügehörenden Teilen könnte auch eine Pumpe Anwendung finden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Flügelkolbenwechselgetriebe, bei dem, die radial angeordneten Flügelkolben des mehrstufigen Motorteils durch Nocken

   axial in den Arbeitsraum hinein und aus ihm heraus gesteuert werden, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelkolben (15) im Koibenrotor (14) der getriebenen Welle (13) auf konzentrischen Kreisen ineinander angeordnet sind und in entsprechenden halbkreisförmigen Kanälen (17) des Gehäuses (10) laufen, denen, die vom Pumpenteil geförderte Flüssigkeit in bekannter Weise durch einen Drehschieber zugeleitet wird, der den stufenlosen Über-Setzungswechsel durch gleichzeitiges Abschließen des einen und öffnen des anderen Kanals gestattet.
2. 2. Flügelkolbenwechselgetriebe nach Anspruch 1 mit Anlaufflächen für die im Motorteil axial gesteuerten Flügelkolben, gekennzeichnet durch eine Verstellung der an der Deckelseite des Gehäuses (10) angeordneten Anlaufflächen (18) derart, daß die Flügelkolben nur in dem Kanal (17) in S teuer stellung gebracht sind, in den die Flüssigkeit eingeleitet ,wird.
3. 3. Flügelkolbenwechselgetriebe nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (17) an ihrem dem Drehschieber (21) entgegengesetzten Ende mit Rückschlagventilen (23) versehen sind.
4. 4. Flügelkolbenwechselgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil des Kanals mit größtem Durchmesser zwecks Änderung der Drehrichtung der Antriebswelle (13) von Hand geöffnet werden und der Drehschieber (21) gleichzeitig zwangsläufig mit seiner Durchlaßöffnung (22) ebenfalls auf den Kanal mit größtem Durchmesser geschaltet werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen