Flüssigkeitswechsel- lind Wendegetriebe. Vorliegende. Erfindung betrifft ein Flüs- sigkeitswe,chsel- und Wendegetriebe mit trei bender und getriebener Pumpe, mit welchem also zwischen bestimmten Grenzen jedes be liebige Drehzahlverhältnis in beiden Dreh- richtungen erzeugt werden kann.
Beim Getriebe gemäss der Erfindung sind beide Pumpen mit ihren Arbeitskammern so zusammengebaut,, da3 die Arbeitsübertrab üg von jeder einzelnen Kammer der einen Pumpe unmittelbar, ohne Zwischenschaltung festste hender Teile, auf eine entsprechende Kammer der :andern Pumpe erfolgt.
Die Pumpen können als Flügelkolben pumpen ausgebildet und ineinander gebaut sein.
Die Arbeitskammern der beiden Pumpen können .aber auch aus Arbeitszylindern in Sternanordnung bestehen, welcre in zwei ne beneinander angeordneten Rotoren vorgesehen sind, wobei zwischen den Arbeitszylindern der beiden Rotoren kurze Verbindungskanäle von .grossem Querschnitt vorgesehen sind und Zapfen, um welche die Rotoren sich drehen, verschiebbar .angeordnet sind.
Da zwischen den beiden, die Flügel oder Arbeitszylinder .aufweisenden Rotoren" der Pumpen keine feststehenden Maschinenteile angeordnet sind, und die Arbeitskammern der Rotoren - direkt miteinander in Verbindung stehen, so sind die Verbindungskanäle kürzer und die Reibungs-, LTndichtheits- und Dros selverluste wesentlich geringer als bei Getrie- ben bekannter Art.
Diese niedrigen Verluste kommen beim vorliegenden Getriebe ganz be sonders zum Ausdruck, wenn die beiden Ro toren im gleichen Drehsinn mit der .gleichen oder nahezu bleichen Drehzahl umlaufen, wo bei die mittlere Gleitgeschwindigkeit in den Abdichtungsstellen gleich 0 wird, und die Betriebsflüssigkeit von einer Kammer zur an dern dauernd hin- oder herläuft, ohne durch zwischen den Kammern angeordnete,
festste- liende Teile verzögert bezw. beschleunigt zu werden.. Bei. bekannten Konstruktionen ähn licher Art sind zwischen den beiden Rotoren feststellende Steuerteile oder Leitapparate angeordnet, so fdass je zwei Abdichtungsstellen beim Übertritt von einem Rotor zum andern vorhanden sind.
Dabei muss die Abdichtung immer zwischen der vollen Drehzahl der Ro toren gegenüber dem stillstehenden steuern den Teil hergestellt werden, was grosse Leck- und Reibungsverluste verursacht.
Dagegen werden bei vorliegendem Getriebe die Ver luste bei normalem Betriebszustand, bei dem die Drehzahl der beiden Rotoren einander an i iä, 'hernd <B>,</B> gleiah sind, so gerin-, ZD dass ein Über- tragungswirkungsgrad erreicht wird, der von den Ausführungen bekannter Art aus den an geführten Gründen nicht erreicht werden kann.
Auf beiliegender Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Flüssigkeitswech sel- und Wendegetriebes dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel des Getriebes mit Flügelkolbenpumpen, wobei die Veränderung der Drehzahl und Umkehrung der Drehrichtung durch Veränderung der Lage des Gehäuses gegenüber den die Flügel tragen den Rotoren bewirkt wird, und zwar ist in Fig. 1 die relative Lage zwischen Ge häuse und Rotoren derart,
dass beide Rotoren in gleicher Drelnzchtung sich bewegen; Fig. 2 zeigt die Leerlaufstellung, und in Fig. 3 ist die Stellung für die Drehrichtung der beider.
Rotoren entgegengesetzt zueinander; Fig. 4 bis 7 stellen ein zweites Ausfüh rungsbeispiel des Getriebes dar, mit Mehr- kolbenmaschinen als Rotoren, wobei Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Getriebe zeigt;
Fig. 5 veranschaulicht einen Querschnitt durch den einen Rotor, Fig. G einen Quer schnitt durch den andern Rotor, und Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Schieberfläche des einen Rotors, wobei die Sehieberöffnungen dieses Rotors in vollen Linien und die Sehie- heröffnungen des andern Rotors in punktier ten Linien .angedeutet sind.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 sei 1 der mit Flügel oder Schieber 4 ausgestattete Rotor der treibenden Pumpe der Primärrotor, innerhalb welchem der mit Schieber 5 versehene Rotor 2 der getriebenen Pumpe, der Sekundärrotor, eingebaut ist. Ro tor 1 ist vom Gehäuse 3 umgeben. Die Ar beitskammern 20 und. 22 des Primärrotors 1 sind durch Kanäle 7 mit den rlr:beitskammern 21 und 23 des Sekundärrotors 2 verbunden.
Die Schieberräume 11 des Primärrotors 1 sind durch Bohrungen 12 mit den Arbeits- I;ammern des Sekundärrotors verbunden und in den Schieberräumen 13 des Sekundärrotors 2 sind Nuten 14 vorgesehen, so dass die Schie- berräume dauernd mit Flüssigkeit gefüllt sind.
Im Gehäuse 3 ist auf der Drucli#seite, so -vie auf der Saugseite eine Nut 2 5 bezw. 26 vorgesehen, welche die Arbeitskammern 20 bezw. 22 unter sich verbindet und einen Drucl:aus.gleich der Druckkammern bezw. der Saugkammern unter sieh ermöglicht.
Die Wirkungsweise des Getriebes ist die folgende: 'Wird der Primärrotor 1 in Fig. 1 in Uhr zeigerrichtung gedreht. so wird das Trieb mittel in den Arbeitskammern 20 auf Drurli gebracht und strömt durch Bohrungen 7 (3) in die Arbeitslzanrmer-n 21 des Sekundärrotors und bewirkt eine Drehung des Sekundiirrotor;s ebenfalls in Uhrzeigerrichtung.
In den Ar beitskammern 22 des Primärrotors entsteht dabei ein Unterdruck, so dass das Triebmittel aus den Kammern 23 des Sekundärrotors in die Kammern 22 übertritt.
In Fig. 2 sind durch Verschieben des Ge häuses 3 die Arbeifskammern des Primär rotors 20 und 22 alle auf gleiche Grösse ge bracht, so dass bei der Drehung des letzteren keine Strömung durch die Kanäle 7 statt findet und Rotor 2 stillsteht. In Fig. 3 ist das Gehäuse in der gleichen Richtung noch weiter verschoben, so dass die Exzentrizität gegenüber Fig. 1 auf die entgegengesetzte Seite verlegt ist. Auch ist die Grösse der Ex zentrizität gegenüber Fig. 1 verkleinert.
Beim Drehen des Rotors 1 in Uhrzeigerrichtung entsteht in dieser Stellung in den Kammern \?2 Druck und es findet eine Strömung des Triebimitfels durch Kanäle 7 nach den Kam mern 23 statt, während das Triebmittel von den Kammern 21 nach den Kammern 20 zu rückströmt, -wodurch eine Drehung des Se kundärrotors in Gegenuhrzeigerrichtung er folgt.
Die Arbeitsübertragung von jeder einzel- iwn haniiner der einen Pumpe erfolgt also unmittelbar, ohne Zwischensch.altung festste hender Teile, auf eine entsprechende Kammer der andern Pumpe.
U in eine Entlastung der Schieber zu er reichen, sowie Verluste durch Bohrungen 12 und Nuten 14 zu vermeiden, können letztere weggelassen, und .die Schieberräume jedes Rotors unter sieh durch nicht gezeichnete Ausgleichskanäle verbunden werden. In Fi . 1 ist ein Verbindungslianul 8 von besonderer Form dargestellt, welche geringe Reihungs- verluste ergibt.
Um unzulässigen Druckstei gerungen in den einzelnen Kammern vorzä- lieugen, können nicht gezeichnete Sicherheits- ventile bezw. -elastische Vorrichtungen ang3- ordnet sein.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 7 sind im feststehenden zweiteiligen Ge häuse 33 die treibende Pumpe, d. 1i. .der trei bende Rotor 31 und die getriebene Pumpe, d. h. der getriebene Rotor 32 vermittelst der Kugellager 34 und 35 gelagert.
Rotor 31 wird von Zahnkranz 36 von aussen, durch ein nicht gezeichnetes Zahnrad angetrieben, während Rotor 32 die Leistung über Zahnkranz 37 auf ein nicht gezeichnetes Zahnrad nach aussen wieder abgibt. Rotor 31 weist sechs Arbeits kammern bildende Arbeitszylinder a- f in Sternanordnung .auf, mit Kolben 40, Schub stangen 41 und Lagerring 42, und im Rotor 32 sind sieben Arbeitszylinder g-n mit Kol ben 45, Schubstangen 46 und Lagerring 47 vorgesehen.
Der Zapfen 50 des Rotors 31 der treibenden Pumpe ist mit einem rechteckigen Führungsstück 51 in der Führungskulisse 52 des Gehäuses 33 verschliessbar gelagert ebenso Zapfen 60 des andern Rotors 32 der getriebenen Pumpe, mit dem Führungsstück 61 in der Führungskulisse 62.
Durch Schnecke 55, Schneckenrad 56 und S;chrau- benspindel 57, die in. d.'as Führungsstüük 51 eingreift und im Gehäuse 33 in acheialer Richtung festgehalten ist, wird der Zapfen 50 verschoben, und in gleicher Weise Zapfen 60 durch Schneckengetriebe 65 und 66 und Spindel 67.
Die Zylinder der treibenden Pumpe ste hen mit denjenigen der getriebenen durch Ka näle (Sehieberöffnungen) 58 und 68 in Ver bindung, und zwar sind die Sehieberöffnun- gen so ausgebildet und angeordnet, dass in jeder Stellung der beiden Rotoren mügliehst gleicher gesamter Sichieberquersühnitt frei ist,
was durch die Wahl der ungleichen Anzahl der Zylinder in den beiden Rotoren be@gün- stigt wird, so dass eine gleichmässige Kraft- übertr agomng zustande kommt.
Durch Kolben, Schubstangen und Lagpr- ringe führen Bohrungen 70 bezw. 71, die die Arbeitskammern mit Ausgleichsnuten 72 und 73 bezw. 74 und 75 auf den Zapfen verbin den.
Diese Nuten sind so jangeordnet, ,dass sämtliche Zylinder, die in der Druckperiodc stehen, untereinander verbunden sind, und ebenso sämtliche Zylinder, die in der Saug periode stehen, so dass ein Druckausgleich be wirkt wird und gleichzeitig eine gute SohMie- rung des Kurbelzapfens, sowie eine teilweise Entlastung des Zapfenlagers gesichert ist.
Das Gehäuse 33 ist mit 01 aufgefüllt, sämtliche Getriebeteile laufen im 01. Das 01 wird durch Bohrungen 80 und 81 der Zapfen zu-,oder abgeführt. Die Kühlung kann durch Rippen .am Gehäuse 33 oder durch Zirkula- tionskühlung mit Wasser erfolgen.
Die beiden Rotoren 31 und 32 laufen mit plangeschliffenen Flächen .als Sühieber .gegen einander und öffnen und überlaufen abwech selnd gegenseitig die Durch±lussöffnungen. Je nach:
dem Übersetzungsverhältnis, das von ider Grösse der jeweiligen Koilbenhübe abhängig ist, laufen die Rotoren mit den Sehieberöff- nungen in schneller oder langsamer Folge übereinander weg, wobei abwechselnd ver schiedene Zylinder miteinander in Wirkungs- v er bindung ZD kommen.
Die Rotoren 31 und 32 werden vermittelst der radial und achsial wirkenden Kugellager 34 und 35 durch die Schrauben 83 des Ge häuses - zusammengehalten. 'Unter den Schrau benköpfen 83 können Federn 84 unterlegt werden, die bei zu grossen Drucksteigerungea in idem Zylinder nachgeben; so dass die Röto- ren sich voneinander entfernen können, wo durch ein Druekabfall eintritt.
Die Wirkungsweise des Getriebes ist -wie folgt: Wird Rotor 31 (Fig. 5) ün Uhrz.eigersinn gedreht, so wird in den Zylindern n, <I>b</I> und c Druck erzeugt, und, da die Zylinder durch die Kanäle 58 und 60 mit den Zylindern<I>g,</I> la- und z des Rotors 32 (Fig. 6) in Verbindung stehen, so besteht in letzteren derselbe Druck,
der eine Drehbewegung von Rotor 32 eben falls im Uhrzeigersinn hervorbringt. In den gezeichneten Stellungen saugen gleichzeitig die Kolben der Zylinder<I>d,</I> e und<I>f</I> aus den Zylindern k-n.. In Fig. 7 sind die Verbiu- dun:
gs- oder Schieberöffnungen 58 des Rotors 31 mit vollen Linien umrandet dargestellt und die Schieberöffnungen 68 des Rotors 32 in einer bestimmten Lage während ihrer Dre- hiuig Jarch gestrichelte Linien umrandet dar- Die Überdeckungen sind kreuz und quer schraffiert.
Liegen die Zapfen auf entgegengesetzten Seiten der gemeinsamen Roturenachse, so zei- -'eii die Rotoren 31 und 32 gleiche Drehrieh- tung, :liegen die Zapfen auf derselben Seite der Rotorena,chse, so ist die Drehrichtung der Rotoren einander entgegengesetzt.
Je näher die Zapfenachse von Rotor 32 # - n ge die Rotorena:chse gedrückt wird, uni so @-rösser wird die Drehzahl von Rotor 32. Die Drehzahlen. von Rotoren 31 und 32 verbalten ich umgekehrt zueinander wie ihre Zapfen abstände von der Rotorenachse.
Um die Lager vom Achsialdruck, der durch die Schieberöffnungen auf die beiden Rotoren wirkt, zu entlasten, wird das<B>01</B> im Gcehä.use 33 unter Druck- gesetzt. Dieser Druck wird so bemessen, dass ein möglichst vollständiger Druckausgleich. erzielt wird. Dabei werden die treibende und die getriebene Welle, -wie auch die Antriebsweillen für die Schnecken mittelst (nicht gezeichneter) Stopf büchsen aus dem Gehäuse 33 herausgeführt.
Zur Erzeugung des Gehäusedruckes wird eine Ililfspump.e vorgesehen, die .aus einem Ül- behälter saug-.; durch ein selbsttätiges, nicht gezeichnetes Regulierventil wird der Gehäuse- druck in Abhängigkeit vom jeweiligen Zylin derdruck in bekannter Weise eingestellt, so dass dauernd Druckentlastung bewirkt wird.
An Stelle der Ausgleichsnuten in den Zapfen 50 und 51 können nicht gezeichnete Aus gleichskanäle in den Rotoren vorgesehen wer den, w elehe zum Beispiel durch Ringstirn- nacken und Ventile gesteuert, einen Druck ausgleieh bewirken.
In ider Leerla.ufstellung, die durch die zentrische Lage der Zapfen gegeniiber den Rotoren .gegeben ist, können beide Rotoren durch irgendwelche Vorrichtungen, z. B. Klauen, gekuppelt werden, so. dass die Ar beitsübertragung direkt erfolgt. Die Einrück- vorrichtung der Kupplung wird zweckmässig mit dem Zapfen so verblockt, dass nur in der Leerlaufstellung der Zapfen eingekuppelt werden kann.