DE734295C - Turboumsteuergetriebe - Google Patents

Description

• Turboumsteuergetriebe Man hat in vielfacher Weise versucht, Turboumsteuergetriebe zu schaffen, welche beim Manövrieren nicht gefüllt und entleert zu werden brauchen. Das vom Patentinhaber angegebene Mittel des Austausches der Leitapparate durch Axialverschiebung ist dann auf Verschiebung der Pumpen oder Turbinen oder ihrer ganzen Wellen ausgedehnt worden. Mit letzteren Mitteln ist es aber nicht gelungen, brauchbare Umsteuergetriebe zu schaffen. Teils war die Konstruktion zu unsolide und wacklig, teils zu verwickelt und teuer.
• Die Erfindung beseitigt die bisherigen Nachteile und schafft ein einfaches, leichtes und betriebssicheres Turboumsteuergetriebe, das als Vorwärtskupplung oder als Rück: wärtswandler arbeiten kann. Die schnell laufende und daher empfindliche Pumpe bleibt stets fest. Ebenso ist der Rückwärtsturbinenkranz unverschiebbar auf der Welle befestigt und dauernd in den Kreislauf eingeschaltet. Dieser Kranz kann durch einen Zusatzkranz verlängert werden, der nur für Vorwärtsgang beschaufelt und im Kupplungsgang an die Stelle des Rückwärtsleitkranzes in den Kreislauf axial einschiebbar ist.
• Diese Bauart eines Turboumsteuergetriebes macht es möglich, die gesamte Schaufelung aller Räder so aufeinander abzustimmen, daß der Ausgleich zwischen Vorwärtskupplung und Rückwärtswandler itn gleichen Kreislauf wesentlich verbessert wird. Außerdem wird die bei den bisherigen Bauarten festzustellende große Flüssigkeitsreibung untätiger Turbinenkränze wesentlich vermindert und damit eine der Hauptursachen für den Mißerfolg der bisherigen Bauarten weitgehend ausgeschaltet.
• Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Nach Fig. i ist auf der mit dem Antrieb, z. B. einem Verbrennungsmotor, gekuppelten Pumpenwelle io das Pumpenrad i i befestigt. Dieses Pumpenrad i i sitzt unmittelbar neben dem Schwungr2id 12 und bildet mit seinem Teil 13 gleichzeitig das umlaufende Getriebegehäuse. i.1 ist die Turbinenwelle, auf der ein Rückwärtsturhinenrad 15 unterschiebbar befestigt ist: Dieses Turbinenrad 15 wird im Vorwärtsgang:: durch den ringförmigen, axial verschiebbaren; und nurcorwärtsbeschaufeltenTurl>menkranz 16 verlängert. lin Rückwärtsgang ist dieser Verlängerungskranz 16 in die punktierte Stellung nach links verschoben und dadurch außer Tätigkeit gesetzt. An seine Stelle wird der Rückwärtsleitkranz 17 mit seiner Tragscheibe 18 axial geschoben. Der Drall der Strömung aus dem Pumpenrad i i wird umgekehrt. mithin in einen Rückwärtsdrall verwandelt. Bei Rückwärtsgang wird also nur der innere Turbinenkranz 15 beaufschlagt, dessen Schaufeln für Rückwärtsgang gestaltet sind. Ein günstiger Vorwärtsgang wird durch die Freiheit <der Formgebung für den äußeren Turbinenkranz 16 verbürgt. Zwischen Vorwärts- und Rückwär tsstellung der Kränze 16 und 17 kann ein Drosselring icg angeordnet sein, welcher vorzugsweise am äußeren Turbinenkranz. 16 sitzt. Die gleichzeitige Verschiebung des Turbinenkranzes 16, des Drosselringes i9 und :des Rückwärtsleitkranzes 17 kann in verschiedener Weise erfolgen. Eine besonders günstige Anordnung ist in Fig. i dargestellt und durch Anordnung einer zentralen Hilfsscheibe 2o gekennzeichnet, die z. B. mittels einiger Verbindungsanker 21 an dein Tragring 22 des Zusatzturbinenkranzes 16 angreift. Der Tragring 22 wird auf dem Kernteil 23 des festen Turbinenkranzes 15 axial :geführt. Der Kernteil 23 kann dabei mit Nuten oder Federkeilen versehen sein, um die Umfangskräfte aufzunehmen, die auf den Zusatzkranz 16 bei Vorwärtsgang ausgeübt werden.
• Die Hilfsscheibe 2o ist über ein Wälzlager 2.1 mit der Nabe der Leitkranzscheibe 18 gekuppelt. Diese Nabe ist mit der nichtumlaufenden, aber axial verschiebbaren Hohlwelle 25 verbunden, die durch den Ring 26 von außen verschoben wird. Beispielsweise kann dies nach Fig. i durch mehrere Arme 27 mit Gleitbacken 28 und Zapfen -29 erfolgen, die vom Auge eines Steuerhebels 30 o. dgl. bewegt «-erden. Die Gleitbacken 28 übertragen das auf den Leitkranz 17 ausgeübte Drehinoment, z. B. auf die Gleitflächen 31 des feststehenden Getriebegehäuses 32.
• Statt dessen kann nach Fig.6 das axiale Verschieben der Hohlwelle -25 und damit auch der Kränze16 und 17 auch mit Hilfe einer Kraftsteuerung erfolgen. Diese bestellt bei dem Beispiel aus dem Kolben 33, der mit der Hohlwelle 25 verbunden ist und in dein Zylinder 34 durch Flüssigkeitsdruck nach Wunsch. etwa mit Hilfe eines nichtgezeichneten Steuerschiebers, hin und her bewegt wird. Die Einrichtung zur Aufnahme des Drehmomentes des Leitkranzes 17 kann dabei innerhalb des Kraftzylinders 3.1 liegen und z-. B. aus mehreren Führungsbolzen oder Federn 35 bestehen, die in gewissen Fällen auch an der Zylinderwand 3.1 sitzen können.
• Die Axialbewegung des Zusatzturbinenkranzes 16 kann statt durch die beschriebenen Verbindungsanker 21 auch durch die in Fig.2 dargestellten Verbindungsglieder 36 erfolgen, die zwischen dem inneren Turbinenkranz 15 und dem Leitkranz 17 liegen. Sowohl die Verbindungsanker 2i als auch die letztbeschriebenen Verbindungsglieder 36 können als Teile oder als Verlängerungsteile der Schaufeln der Kränze 15 und 16 strömungstechnisch g1instig ausgebildet werden, indem sie z. B. mit besonderen Strömungsführungen 37 versehen «-erden. Nach Fig. 3 erhält der Leitkranz 17 einen kleineren Außendurchmesser als der bei Vorwärtsgang an seine Stelle tretende Zusatzturbinenkranz 16. Hierdurch wird erreicht, daß die schädliche Flüssigkeitsreibung zwischen dein stillstehenden,- für Rückwärtsgang beschaufelten Leitkranz 17 und dem schnell umlaufenden Kreislaufgehäuse vermindert und dadurch der Wirkungsgrad bei Vorwärtsgang verbessert wird. Ein anderes Mittel, das gegebenenfalls zusätzlich zur Verminderung dieser Flüssigkeitsreibung dienen kann, besteht nach Fig. 4 in der Anordnung eines frei umlaufenden, den Leitkranz 17 umgebenden Ringes 38. Dieser Ring 38 kann innerhalb der Kammer 39 des Gehäuses 13 liegen und gegebenenfalls durch eine Scheibe ,1o auf dem mittleren Teil der Leitkranzscheibe 18 durch ein Wälz- oder Gleitlager zentriert sein. Ein ähnlicher Ring kann gegebenenfalls zur Verminderung der Reibung zwischen dem untätigen Turbinenkranz 16 und dem Pumpenrad i i angebracht sein. Die Zentrierung dieses Ringes durch eine Nabenscheibe müßte in dieseln Falle all der Nabe des Pumpenrades i i erfolgen.
• Ein weiteres :Mittel zur Verringerung der Reibung der untätigen Kränze 16 oder 17 gegenüber ihren schnell umlaufenden Gegenflächen kann ganz allgemein darin bestehen, daß die an diese Flächen angrenzenden Schaufelenden der Kränze ausnahmsweise, entgegen ihrer sonstigen Bestimmung bei Beaufschla-;ung, mit besonders starken Abrundungen. etwa wie bei 41 in Fig. 5, ausgeführt werden. Derartige Schaufeln für Rückwärtsgang nüssen an sich zum Zweck günstiger Beaufichlagung etwa in der Form .42 ausgeführt werden. Zur Vermeidung der dann aber ent-;tehenden besonders großen Reibung bei Leerlauf soll die bisher für andere Zwecke verwendete ungewöhnliche Abrundung der Schaufeln ausgeführt werden.
• Die Axialbewegung ,der Kränze 16 und 17 mit Hilfe der Hohlwelle 25 kann auch so erfolgen, daß die Welle sich gegenüber dem festen Gehäuse längs einer Schraubenfläche bewegt. Dies gewährt den Vorteil, - daß das Einleiten der Axialbewegungdurch ein sich in der Umfangsrichtung bewegendes Steuerglied erfolgen kann.
• Der Inhalt der Unteransprüche soll nur in Verbindung mit dem Inhalt des Hauptanspruches Schutz genießen.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Turboumsteuergetriebe, bei dem zwecks Arbeitens als Vorwärtskupplung oder als Rückwärtswandler einzelne Schaufelkränze wechselseitig axial in den Kreislauf einschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Turbinenwelle (14) unverschiebbar befestigte Rückwärtsturbinenkranz (15) dauernd in den Kreislauf eingeschaltet ist und während des Betriebes als Vorwärtskupplung an seinem äußeren Umfang durch einen Vo,rwärtsturbinenkranz (16) verlängert ist, der an die Stelle des Rückwärtsleitkranzes (17) in den Kreislauf axial eingeschoben ist.
2. 2. Turboumsteuergetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß die Axi.alverschiebung des Vorwärtsturbinenkranzes (16) und des Rückwärtsleitkranzes (17) gemeinsam über ein zwischen den Naben der beiden Kränze gelegenes Wälz-oder Gleitlager (24) erfolgt.
3. 3. Turboumsteuergetriebe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärtsturbinenkranz (16) im Kreislaufkern axial .geführt ist. ,..
4. Turboumsteuergetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbindung des Vorwärtsturbinenkranzes (16) mit einer auf der Turbinenwelle (14) axial verschiebbaren Hilfsscheibe (20) dienenden Bauteile (Anker 21) durch den Rückwärtsturbinenkranz-(17) hindurchgeführt sind und, vom Kreis-Laufkern aus rückgreifend, am Vorwärtsturbinenkranz (16) angreifen (Fig. i und 3).
5. 5. Turboumsteuergetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbindung des Vorwärtsturbinenkranzes (16) mit einer auf der Turbinenwelle (14) axial verschiebbaren Hilfsscheibe (2o) ,dienenden Bauteile (Ring 36) mit Strömungsführungen (37) versehen sind, die nach dem Einschieben des Vorwärtsturbinenkranzes (16) in den Kreis-Laufkern nach außen gerichtete Verlängerungen desRückwärtsturbinerikranzes (15) bilden (Fig. 2).
6. 6. Turboumsteuergetriebe nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsradius des Rückwärtsleitkranzes (17) kleiner ist als der Außendurchmesser des Vorwärtsturbinenkranzes (16) (Fig.3).
7. 7. Turboumsteuergetriebe nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwärtsleitkranz (17) in der Ausschaltstellung von einem frei beweglichen, gegebenenfalls mit Seitenscheiben versehenen Ring (38) umgeben ist (Fig.4). B.
8. Turboumsteuergetriebe nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Ausschaltstellung des Rückwärtsleitkranzes (17) von einem umlaufenden Gehäuse (13) umgebenen Eintrittskanten der Schaufeln (41) des Rückwärtsleitkranzes mit größerem Radius als für andere Zwecke erforderlich abgerundet sind (Fig. 5).
9. 9. Turboumsteuergetriebe nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Verschieben des Rückwärtsleitkranzes. (17) dienenden Bauteile (Nabe 25) durch eine Schraubenfläche in dem das Getriebe umgebenden festen Gehäuse (32) geführt sind. io.
10. Turboumsteuergetriebe nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben des Rückwärtsleitkranzes (17) ein außerhalb des Kreislaufes liegender, durch Flüssigkeitsdruck betätigter Kraftkolben (33) dient (Fig. 6). i i.
11. Turboumsteuergetriebe nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftkolben (33) gleichachsig zur Hauptgetriebeachse angeordnet ist.
12. 12. Turboumsteuergetriebe nach Anspruch io und i i, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment des Rückwärtsleitkranzes (17) aufnehmenden Bauteile (35) innerhalb des Zylinders (34) des Kraftkolbens (33) angeordnet sind.