Flüssigkeitsgetriebe. Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeits getriebe mit einer auf der treibenden Welle achsial verschiebbaren treibenden Zentrifugal pumpe, mit mindestens einer getriebenen Tur bine, die ein- und ausschaltbare Leitschaufel- kränze hat und mit einer Reibungskupplung zur unmittelbaren Verbindung der treibenden Welle mit der getriebenen Welle.
Das Festhalten und Lösen der Verbindung ein- und ausschaltbarer Leitschaufelkränze mit einem festen Ort in bekannter Weise durch von Hand betätigte Bremsen oder Kupp lungen erfordert, je nach Grösse der von diesen Leitschaufelkränzen zu stützenden rückwirken den Drehmomente, recht erhebliche Schalt kräfte, deren Aufwendung von Hand die Be dienung des Getriebes sehr erschwert.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diesen für das Festhalten der Leitschaufel- kränze bisher erforderlichen Kraftaufwand von Hand zu vermeiden und die Bedienung des Getriebes zu erleichtern. Dieser Zweck soll nach der Erfindung dadurch erreicht werden, dass die Leitschaufelkränze der getriebenen Turbine mit einem drehbaren, durch ein selbst tätiges Reibungsgesperre feststellbaren Gehäu se der Turbine mittelst einer zwischen Tur- binengehäuse und einer Wand des Leitkranz- trägers liegenden Reibungskupplung durch den von der treibenden Zentrifugalpumpe er zeugten Flüssigkeitsdruck kuppelbar sind, in dem der Leitkranzträger mit der Innenwan dung des Turbinengehäuses einen Druckraum bildet,
der durch Kanäle mit dem Flüssigkeits weg der getriebenen Turbine in Verbindung steht, und dass ferner der vorerwähnte Druck raum durch den Förderdruck der Zentrifugal pumpe unter Druck gesetzt wird, sobald die getriebene Turbine von der treibenden Zentri fugalpumpe beaufschlagt wird.
Der Erfindungsgegenstand lässt sich an wenden bei Flüssigkeitsgetrieben, bei denen eine Änderung der Geschwindigkeit und des Drehmomentes der getriebenen Welle in nur einer Drehrichtung derselben erfolgt, und auch bei solchen Flüssigkeitsgetrieben, bei denen ausser der Geschwindigkeits- und Drehmo mentänderung der getriebenen Welle auch ein Wechsel der Drehrichtung der getriebenen Welle vorgenommen werden kann.
Die Zeichnung zeigt ein Beispiel des., Ge triebes Fig. 1 zeigt - halb im Längsschnitt und halb in Seitenansicht gezeichnet-ein Flüssig- keitsgetriebe mit einer getriebenen Turbine für den Rückwärtsgang, deren Leitschaufel- kränze hydraulisch mit dem Turbinengehäuse kuppelbar sind, mit einer getriebenen Tur bine für den Vorwärtsgang, deren Leitschau- felkranz mit dem Turbinengehäuse fest ver bunden ist, und mit einer ausrückbaren Kupp lung für den unmittelbaren Vorwärtsantrieb.
Jede der beiden wahlweise von der ge meinsamen Zentrifugalpumpe getriebenen Tur binen ist in der Zeichnung als zweistufige Turbine gezeichnet, das heisst jede der bei den getriebenen Turbinen besitzt zwei getrie bene Schaufelkränze. Ausserdem besitzt die Rückwärtsturbine zwei hydraulisch festhalt bare Leitschaufelkränze, während die Vorwärts turbine nur einen Leitschaufelkranz hat, der mit dem Turbinengehäuse fest verbunden ist.
Fig. 2 und 3 dienen zur Erläuterung des Gesperres zum Feststellen des drehbaren, gleichzeitig als Leitkranzträger dienenden Turbinengehäuses.
Die treibende Welle 1 ist in bekannter Weise vorn in dem ruhenden Gehäuseteil 2 und hinten in dem getriebenen, zur Verbin dung mit der getriebenen Welle eingerichte ten Teil 3 leicht drehbar gelagert. Auf der treibenden Welle 1 ist eine Hohlwelle 7 achsial verschiebbar gelagert. Die Drehung der treibenden Welle 1 wird durch Längs rippen oder Gleitfedern 6 auf die Hohlwelle 7 übertragen. Auf der verschiebbaren Hohl welle 7 ist eine treibende Zentrifugalpumpe 8 gegenüber der Hohlwelle 7 unverschiebbar angeordnet.
Die treibende Zentrifugalpumpe 8 besitzt zwei Schaufelkränze, von denen der in der Zeichnung linksseitig dargestellte Schaufel kranz a dazu dient, die Treibflüssigkeit von der Mitte der Pumpe zum Umfang derselben zu treiben, von wo die Flüssigkeit dann, je nach der Einstellung der Zentrifugalpumpe, die getriebenen Schaufelkränze der Vorwärts- oder der Rückwärtsturbine beaufschlagt. Der zweite in der Zeichnung rechtsseitig darge stellte Schaufelkranz b der Zentrifugalpumpe 8 dient dazu, die aus den getriebenen Schau felkränzen zurückkehrende Flüssigkeit wieder bis zur Mitte der Zentrifugalpumpe 8 zu lei ten, von wo die Flüssigkeit dann wieder den eben beschriebenen Weg nimmt.
Die achsiale Verschiebung der Hohlwelle 7 mit der Zentrifugalpumpe 8 geschieht durch einen mittelst eines Steuerhebels 4 bewegten Mitnehmerkopf 5.
Auf dem hintern Teil der treibenden Welle 1 ist eine Kupplung 9 angeordnet, mittelst der die treibende Welle 1 direkt mit dem getriebenen Teil 3 gekuppelt werden kann. Zu diesem Zweck ist die Zentrifugal pumpe 8 mit einer konischen Hülse 39 ver sehen, auf die beim Verschieben der Pumpe in ihre hintere Endstellung -- in der Zeich nung also ganz nach rechts - die Rolle 40 des Winkelhebels 41 der Kupplung 9 aufläuft. Dadurch wird die unmittelbare Kupplung zwi schen treibender Welle 1 und dem getriebe nen Teil 3 hergestellt. Selbstverständlich sind an der Kupplung 9 wegen des erforderlichen gleichmässigen Einrückens mindestens drei Winkelhebel 41 mit Rolle 40 vorgesehen. Mit dem getriebenen Teil 3 fest verbunden ist der für beide Turbinen gemeinsame Lauf radkörper mit den Schaufelkränzen 10, 11 (Rückwärtsturbine) und 12, 13 (Vorwärtstur bine).
Auf der Hohlwelle 7 ist drehbar und achsial verschiebbar ein glockenförmiger Leit- kranzträger 16 angeordnet, so genannt, weil an ihm ein Umkehrschaufelkranz 14 und ein Leitschaufelkranz 15 fest sind. Der Leitkranz- träger 16 ist mit Labyrinthdichtungen 17 ver sehen. Auf der Nabe des Leitkranzträgers 16 ist drehbar das Turbinengehäuse 18 angeord net, mit dem der Leitkranzträger 16 durch eine Kupplung 19 gekuppelt werden kann. Der Flüssigkeitskanal der Rückwärtsturbine steht zwischen den Schaufelkränzen 10 und 14 durch eine oder mehrere Bohrungen 20 mit dem zwischen dein Leitkranzträger 16 und dem Turbinengehäuse 18 befindlichen Raum 21 in Verbindung.
An dem Turbinen gehäuse 18 ist der Leitschaufelkranz 22 für die Vorwärtsturbine fest angeordnet.
Zur Kupplung des Turbinengehäuses 18 mit einem festen Ort ausserhalb des Getriebes während des Arbeitens der Turbinen dient ein selbsttätiges Reibungsgesperre, dessen Wider lager 23, 24 und 25 mit dem ruhenden Ge häuseteil 2 fest verbunden sind. Das Turbi nengehäuse 18 ist mit Zapfen 26 versehen, auf denen eine Scheibe 27 achsial verschiebbar angeordnet ist. In dem festen Teil 23 ist ein Futterring 28 drehbar und achhsial verschieb bar angeordnet. Zwischen diesem drehbaren Ring 28 und einem nicht drehbaren, aber achsial verschiebbaren Ring 29 liegen eine Anzahl Walzen 30 in einem Walzenkäfig 31, der im festen Teil 23 drehbar und achsial verschiebbar ist.
Der Ring 29, der für jede Walze eine Auflaufebene 32 und eine Auflauf ebene 32' (Fig. 2) besitzt, ist durch eine An zahl Federn 33 belastet, die in der Wand 25 ihr Widerlager haben, und die bestrebt sind, den Ring 29 gegen die Walzen 30 zu drücken. Mit dem Ring 29 steht ein Abhebe ring 34 in starrer Verbindung, der zum Zwecke der Freigabe der Walzen 30 durch Drehen eines Ringes 35 gegen Auflaufschrägen 36 abgehoben werden kann: Durch einen beweg liehen Anschlag 37 wird gleichzeitig mit dem Abheben des Ringes 34 der Walzenkäfig 31 auf Mittelstellung gedreht. Diese beiden Be wegungen werden beim Einrücken der un mittelbaren Kupplung zwischen treibender und getriebener Welle durch einen nicht gezeich neten Ausleger am Steuerhebel 4 bewirkt. Zwischen den Wänden 24 und 25 sind noch mehrere Federn 38 angeordnet, die mit Vor spannung eingesetzt sind.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Ge triebes ist nun folgende: Wird durch Einstellung der Zentrifugal pumpe 8 in ihre in der Zeichnung links in ausgezogenen Strichen dargestellte Stellung der Rückwärtsgang eingerückt, so beaufschlagt die Treibflüssigkeit den Umkehrschaufelkranz 14, die getriebenen Schaufelkränze 10 und 11 und den Leitschaufelkranz 15. Hierbei entsteht in dem Flüssigkeitskanal zischen den Schaufelkränzen 14 und 10 ein Überdruck, der durch die Bohrungen 20 in den Raum 21 zwischen 18 und 16 tritt, den glocken förmigen Leitkranzträger 16 achsial verschiebt und seine rechts des Schaufelkranzes 15 lie- gende Wand gegen die Kupplung 19 drückt. Es wird dadurch also der Leitkranzträger 16 mit dem Turbinengehäuse 18 gekuppelt.
Das Turbinengehäuse 18 hat nun unter der Wir kung der das Reaktionsdrehmoment aufneh menden Schaufelkränze 14 und 15 das Be streben, sich im Sinne der Drehrichtung der treibenden Pumpe 8 mitzudrehen, wobei die Scheibe 27 mitgedreht und auch die Scheibe 28 mitgenommen wird, da die Federn 33 die Scheibe 28 gegen die Scheibe 27 pressen. Durch die Drehung der Scheibe 28 werden die Walzen 30 gedreht und diese laufen auf eine Schräge, beispielsweise 32' des Ringes 29 auf, und drücken die Scheibe 27 mit dem Druck der Federn 38 gegen den festen Teil 23. Hierdurch wird eine Drehbewegung der Teile 18, 16, 14 und 15 verhindert.
Infolgedessen findet in dem dann festste henden Umkehrschaufelkranz 14 eine Ände rung der Richtung der Flüssigkeitsstrahlen statt, und die getriebenen Schaufelkränze 10 und 11 und damit auch der getriebene Teil 3 drehen sich in entgegengesetzter Richtung, wie die treibende Welle.
Wird nun die Zentrifugalpumpe 8 von dein Rückwärtsgang auf die in der Zeichnung strichpunktiert eingezeichnete Stellung, also auf den Turbinenvorwärtsgang umgeschaltet, so geht die Treibflüssigkeit durch die Zentrifu galpumpe 8, die beiden getriebenen Schaufel kränze 12 und 13 und durch den am Tur binengehäuse 18 befestigten Leitschaufelkranz 22. Der Leitschaufelkranz 22 hat nun das Bestreben, sich unter dem Einfluss des von ihm aufzunehmenden Reaktionsdrehmomentes entgegengesetzt der Drehrichtung der Pumpe 8 zu drehen, und nimmt infolge seiner starren Verbindung mit dem Turbinengehäuse 18 dieses und die Scheibe 27 mit.
Die Scheibe 28 dreht sich dabei etwas mit und dreht hierbei die Walzen 30, die dann an den Schrägen 32 auflaufen und die Scheibe 27 mit dem Druck der Federn 38 gegen den festen Teil 23 pressen und so eine Bewegung des Gehäuses 18 verhindern.
Beim Umstellen der Zentrifugalpumpe 8 vom Rückwärtsgang auf den Turbinen- vorwärtsgang verschwindet der Kupplungs druck im Raum 21 selbsttätig, und der Leit- kranzträger 16 kann sich wieder, ohne mit dein Turbinengehäuse 18 in Verbindung zu sein, frei drehen. Wenn die selbsttätige Kupp lung und Entkupplung durch den Förderdruck der Pumpe auch auf den Leitschaufelkranz 22 des Turbinenvorwärtsganges oder auf die Leitschaufelkränze weiterer Turbinenvorwärts gänge angewendet werden soll, so kann dies selbstverständlich in gleicher Weise, wie be schrieben, geschehen.
Wird nun die Zentrifugalpumpe 8 zur Herstellung der unmittelbaren Kupplung der treibenden Welle mit der getriebenen Welle, also zum Einrücken des sogenannten direkten Ganges in ihre äusserste Endstellung noch weiter nach rechts achsial verschoben, so wird durch den nicht gezeichneten Ausleger am Steuerhebel 4 der Ring 35 gedreht und damit der Ring 29 von den Walzen 30 ab gehoben, und ferner der Walzenkäfig 31. durch den Anschlag 37 auf Mittelstellung gedreht. Die Walzen 30 sind dadurch gegen selbst tätiges Auflaufen auf 32 geschützt, und die Sperrung des Gehäuses 18 kann im direkten Gang nicht erfolgen.
Die Federn 38 können den Ring 29 nur belasten, wenn dieser sich beim Auflaufen der Walzen 30 auf die Schrägen 32 bezw. 32' in der Zeichnung nach links bewegt hat, weil die Spannung der Federn 38 durch in der Wand 24 achsial bewegliche Federteller, die mit einem Bund sich gegen die Wand 24 legen, aufgefangen ist. Erst wenn die Rollen oder Walzen 30 etwas auf die Schrägen 32 bezw. 32' aufgelaufen sind und der Ring 29 sich dabei nach links bewegt, kommt der Ring 29 an dem rechten Federteller der Feder 38 zur Anlage und spannt dieselbe über ihre Vorspannung hinaus weiter, wodurch der Auf laufstoss des Turbinengehäuses 18 elastisch auf gefangen wird. Die Federn 38 haben hiernach nur den Zweck, ein hartes Anlegen des Rin ges nach links, und damit ein plötzliches Festlaufen des Turbinengehäuses 18 zu ver hüten.
Wenn nun beim Umschalten vom direkten Gang auf den Antrieb mittelst einer Turbine der Ring 35 den Ring 34 und damit den Ring 29 wieder frei gibt, und die Federn 33 den Ring 29 nach rechts bewegen, so wird das Gesperre wiederum in Bereitschaftstellung für selbsttätiges Funktionieren gebracht.