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Umsteuerbares Strömungsgetriebe Die Erfindung betrifft ein Strömungsgetriebe
mit bei gleichbleibender Drehrichtung der Primärseite umstenerbarer Drehrichtung
der Sekund#ärseite. Derartige, Str51nungsgetriebe, die in beiden Drehrichtungen
als Wandler oder in der einen Drührichtung als Wandler und in der anderen als Kupplung
arbeiten, sind an sich bekannt. Die Erfindung besteht in einer besonders einfachen
und zweckmäßigenAusbildung eines solchen Getriebes.
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Bei einem bekannten Vorschlag ist ein axial verschiebbares Umkehrleitrad
vorgesehen, das für den Vorwärts;betrieb aus dem Kreislauf herausgezogen wird, während
es für den Rückwärtsbetrieb zwischen die Schaufe-lungen des Pumpen-und Turbinenrades
eingeschoben wird.
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Nach einem weiteren Vorschlag sollen verschiedene Turbinenschaufelkränze
angeordnet werden, die abwechselungsweise in den Kreislauf eingerückt werden,
je nachdem ob Vorwäxts- oder Rückwärtsbetrieb erwünscht ist. Ein weiterer
Schaufelkranz dient hierbei entweder als Verlängerung der Pumpenschaufelung oder
als Umkehrleitschaufelkranz.
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Eine andere bekannte Anregung geht -dahin, den bei Vor\värtsbetrie-,b
als Turbine wirkenden Schaufelkranz für Rückwärtsdrehrichtung fest-,gebremst als
Umkehrleitschaufelkranz zu verwenden und außerdem bei Rückwärtsdrehrichtung einen
besonderen, als Turbine wirkenden Schaufelkranz einzurücken. Nach einer anderen
Lösung soll gleichzeitig mit dem Einrücken eines Umkehrleitschaufelkranzes die Turbinenschaufelung
ausgewechselt werden, so daß für vorwärts und rückwärts je eine besondere,
mit geeigneten Profilen
verseheneTurbinenschaufelung vorhanden ist.
Auch das Auswechseln nur eines Teiles der Turbinenschaufelung ist bei einem solchen
in der einen Betriebsweise als Kupplung und in der anderen Betriebsweise als Wandler
arbeitenden Getriebe bereits vorgeschlagen worden.
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Alle diese älteren Lösungen für- Ürnsteuerbare Strömungsgetriebe bedingen
einenverhältnismäßig großen Aufwand, der nur dann gerechtfertigt ist, wenn dem Rückwärtsbetriebeine
große Bedeutung zukommt. In vielen Fällen wird das Strömungsgetriehe aber in der
Rückwärtsdrehrichtung nur für einen untergeordneten Zweck verwendet. Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere für solcheVerwendungsfälle ein einfaches
und billiges umsteuerbares Strömungsgetriebe zu schaffen. Sie besteht darin, -daß
außer einem sowohl bei Vorwa*:rtsdrehri-cht-u#ng als auch bei Rückwärtsdrehrichtung
der Sekundärseite wirksam-en Pumpen-, Turbinen- -und Leitschaufelkranz ein für Rückwärtsdrehrichtung
in Strömungsrichtung hinter der Turbinenschaufelung einschiebbarer, wenigstens im
eingerückten Zustand mit der Sekundärwelle gekuppelter Hilfsschaufelkranz vorm gesehen
ist, dessen Schaufeln so angeordnet und-. in ihren Ein- und Austrittwinkeln derart
gewählt sind, daß sich im eingerückten Zustand zusammen mit der stets wirksamen
Turbinenschaufelung eine der Drehrichtung des Pumpenrades entgegengesetzte Rückwärts,drehrichtung
der- Sekundärwelle er-gibt.
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Gemäß der Erfindung bleiben also die bei Vorwärtsbetrieb wirksamen
Schattfelkränze auch he; Rückwäxtsbetrieb im Kreislauf, so daß für diese Schaufelkranze
keinerlei Bewegungsmechanismus erforderlich ist. Sie können in der für Vorwärtsbetrieb
günstigsten Form ausgeführt werden, Für Rückwärtsbetrieb aber wird die Schaufelung
des Turbinenrades durch ein-en Hilfsschaufelkranz derart ergänzt, daß sie zusammen
eine solche Umlen,kung der Flüssigkeit bewirken, daß die SekundäTseite in entgegengesetzterRichtungangetrieben
wird. Der- Hilfsschaufellkranz wird dadurch zur Wirkung gebracht, daß er in axialer
Richtung verschoben und der Wirkung des von -der Pumpe in Umlauf gesetzten Flüssigkeitsstromes
ausgesetzt wird. Er wird dabei in den -Spalt zwischen der bei Vorwärtsbetrieb allein
wirksamen Turbinenschaufelung und der Leitra:dschaufelung eingeschoben, also an-einer
Stelle, wo ein bei Vo#r-#värtsbetrieb frei bleibender unbeschaufelter Raum nicht
stört. Die Erfindung gibt also eine Lösung an, bei der die Betriebsverhältnisse
im normalen Vorwärtsbetrieb in keiner Weise ungünstig beeinflußt werden. Wenn die
Schraufelung auch bei Rückwärtsbetri-eb mit einem schlechten Wirkungsgrad arbeitet,
so ist das unerheblich, weil dochder Rückwärtsbetrieb im Durchschnitt nur einen
geringen Prozentteil der gesamten Betrielbszeit ausmacht. Wie schon erwähnt, ist
das Getriebe besonders für solche Anwendungsfälle geeignet, wo dem Rückwärtsbetrieb
nicht die gleiche Bedeutung zukommt wiedem Vorwärtsbetrieb. Der ein- und ausrückbare
Hilfsschaufelkranz soll, wie oben angegeben, wenigstens im eingerückten Zustand
zusammen mit -dem Turbinenrad umlaufen, also mit der Sekundärwelle gekuppelt sein.
Es kann nämlich zweckmäßig sein, den Hilfsschaufelkranz im ausgerückten Zustand
frei umla;ufen zu lassen, um den Radreibungsverlust zu verringern. Für -diesen Fall
wird die Anordnung so getroffen, daß gleichzeitig und möglichst auch selbsttätig
mit dL-m Einschieben des Hilfsschaufelkranzes in den Strömungskreislauf eine starre
I,',upplung zwischen Hilfsschaufelkranz und Sekundärwelle hergestellt wird.
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In der Zeichnung ist die Erfindung heispielsw:.eise dargestellt, und
zwar zeigt Abb. i einen Strömungswandler gemäß dier Erfindung mit aus,-gerücktem
Hilfsschaufelkranz, Abb. 2 eine etwas geänderteAusführung mit eingerücktem Hilfsschaufelkranz,
Abb. 3 einen Schnitt durch einen Teil dier Beschaufelung eines solchen Wandlers;
Abb. 4 zeigt noch eine weitere Ausfü#hrung. Auf der mit der Antriebs-welle gekuppelteii
Primärwelle i des Wandlers ist das Pumpenrad 2 befestigt und auf -der Sekundärwelle
3 das Turbinenrad 4. Auf der Sekundärwelle bzw. auf der Ngbe des Turbinenrades
ist das Hilfsschaufelrad 5
axial verschiebbar gelagert und nach Abb. i durch
Keile -6 gegen Verdrehung relativ zur Sekundärw#II.e gesichert. Zum Verschieben
des Hilfsschaufelrades -dient bei dem dargestellten Ausführung.gbeispiel ein Hebel
7, von dem das eine Ende in eine Ringnut der Nabe des Hilfsschaufelrades
.eingreift. Es versteht sich aber von selbst, daß hier auch irgendeine andere Verschi-ebemöglichkeit
vorg#sehen werden kann. Die Leitradschaufelung des Wandlers ist mit 8 und
das Gehäuse mit 9 bezeichnet.
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Während bei dem in Abb. i gezeigten Ausführungsheispiel das Hilfsschaufelrad
stets drehschlüssig mit dem Turbinenrad verbunden ist, ist bei der in Abb. 2 angedeuteten
Ausführung eine Reibungskupplunig #io zwischen den beiden Rädern vorgesehen, die
nur im eingerückten Zustand des Hilfsschaufelrades wirksam ist, während dieses im
ausgerückten Zustand sich selbst überlassen ist.
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Die Abb. --2 zeigt, daß die Deckscheibe ri für den Schaufelkraniz
12 des Hilfsschaufelrades innerhalb der Bahn des rotierend-en Flüssigkeitsringes
liegt. Diese Ausführung ist zwar für den Rückwärtsbetrieb nachteilig, bringt aber
für den Vorwärtsbetrieb -den Vorteil, daß dort die äußeren Begrenzungsflächen für
den rotierenden Flüssigkeitsring vollständig glatt sind, also keine 'Unterbrezhung
aufweisen.
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In Abb. 3 sind die Schaufeln 13 des Pumpenrades :2,_ die Schaufeln
14 des Turbinenrades 4 und die Schaufeln ie des Hilfsschaufelrades , im Schnitt
dargestellt. Der Pfeil 15 zeigt die Dreh-ZD richtung des Pumpenrades und der Pfeil
16 die Drehrichtung des Turbinenrades bei Vorwärtsbetrieb und Pfeil 17 bei
Rückwärtsbetrieb an. Die Abbildung läßt erk-enneii, daß die von den Schaufeln
14
entgegen der Drehrichtung des Turbinenrades umgelenkte Flüssigkeit in den Schaufelkanälen
des Hilfsschaufelrades in die entgegengesetzte Richtung umgelenkt wird, derart,
daß die beiden miteinander gekuppelten Schaufelkränze 14 und 12 entgegen dem Pumpenrad
umlaufen und damit die mit ihnen verbundene Sekundärwelle in umgekehrter Drehrichtung
antreiben.
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4 zeigt: noch eine weitere Ausführungsmöglichkeit, bei welcher der
zu Abb. 2 genannte Nachteil vermieden wird. Die Radscheibe 18 des Turbinenrades
ist hierbei in radialer Richtung über den Bereich der Hiilfsschanfelung verlängert
und ist in diesem Bereich ig mit Schlitzen versehen, !durch welche die Schaufeln2o
des Hilfsschaufelrades, das in diesem Falle ohne äußere Deckscheibe ausgeführtist,hindurchgleiten.können.
Die Scheibe #i8 bildet mit ihrem Teil ig im Bereich der Hilfsschaufeln zusammen
mit den bei ausgerücktem Hilfss-ch(aufelra(d bünidig abschließenden Seitenflächen
2u der Hilfsschaufeln 2o die äußere Begrenzungsfläche für den Flüssigkeitsstrom.
Auch bei einglerücktem Hilfsschaufelrad sind bei dieser Ausführung durchaus glatte
Wände- für den Flüssigkeitsstrom vorhanden.