Kapselflüssigkeitsgetriebe. Es sind Kapselflüssigkeitsgetriebe mit Stetig veränderlichem Übersetzungsverhältnisse bekannt, bei denen ein verstellbares Lauf gehäuse, bestehend aus einem Arbeitszylinder und zwei seitlichen, mit dem Zylinder fest verbundenen Abschlussdeckeln, die zugleich die Kreisführungen für die Arbeitskolben aufnehmen (in Einfach- oder Mehrfachanord nung), angewandt wird. Diese Bauart bedingt grosse Wandstärken (beziehungsweise geringe Flüssigkeitsdrücke), grosse achsiale Längen und als deren Folgen (aus Festigkeitsrünk- sichten (stärkere Wellen und grosse Durch messer.
Die Baustoffausnützung ist also eine schlechte und die grossen Abmessungen be dingen Reibungs- und Dichtverluste.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch behoben, dass die Kolben einer oder mehreren Kapselmaschinen von je einer ver stellbaren, mit ihren offenen Stirnseiten an festen Gehäuseteilen gleitenden und mit Flüssigkeitsdurchlässen versehenen Steuer büchse umgeben sind, an der, konzentrisch zu ihrer Bohrung wenigstens eine Kreisführung abgestützt ist zur dichtenden Führung der Kolben an der Steuerbüchse. Die Flüssigkeitsdurchlässe selbst können gross bemessen werden.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungs beispiel der Erfindung mit beispielsweise je drei Kapselmaschinen auf jeder Welle. Fig. 1 zeigt das neue Getriebe im Schnitt nach I-I der Fig. 2; Fig. 2 ist ein Schnitt nach II-1I der Fig. 1; Fig. 2' zeigt die Kreisführung für die Schaufeln beziehungsweise Kolben; Fig. 3 ist ein Schnitt nach IH-III der Fig. 1; die Fig. 4 und 5 zeigen besondere Ausführungen von Dichtschuhen;
die Fig. 6, 7 und 8 ver anschaulichen einige Abänderungen der Kreis führungen für die Kolben, und Fig. 9 stellt eine Kanalanordnung für ein Getriebe mit gleichachsigen Wellen dar..
In dem den primären und sekundären Getriebeteil umschliessenden Gehäuse 1 samt dazugehörigen Abschlussdeckeln sind die Primärwelle 2 und die Sekundärwelle 3 gelagert, von denen jede drei Kolbentrom meln 4 trägt, in deren Schlitzen die Kolben 5 beweglich geführt sind. Jede der Kolben trommeln 4 auf der Welle 2 ist von<B>,</B> einer mit Durchbrechungen 6 versehenen Steuer büchse 7 umgeben, die mittelst ihrer sich über die ganze Breite der Steuerbüchse er streckenden Ansätzen 8 in einer in das Ge häuse 1 eingepassten Büchse 9 derart geführt ist, dass sie ausser der konzentrischen Lage jede beliebige zur Welle 2 exzentrische Lage einnehmen kann.
Die Steuerbewegung dieser Büchsen 7 geschieht durch eine im Gehäuse angeordnete Vorrichtung, die aus den Schrau benspindeln 10 und den Schneckengetrieben 11 besteht. Die Büchsen 7 sind seitlich durch die Trennscheiben 12 abgedichtet, . die von den Büchsen 9 gehalten werden. Die Kolben 5 sind mittelst ihrer Zapfen 13 in zwei mit der Steuerbüchse 7 zusammen verschiebbaren Kreisführungen geführt. Letztere bestehen gemäss Fig. 2' aus je einem Führungsring 14 und aus den die Zapfen 13 umschliessenden Kreisringstücken 15, die zwischen der innern Wandung der Büchse 7 und dem Führungs ring 14 gleiten.
Auf diese Weise sind die Kolben stets kornzentrisch zrär Büchse 7 ge führt, so dass die Kolbenausserrkanten immer die Steuerbüchse 7 innen berühren.
Die Ausführung des auf der Welle 3 angeordneten Sekundärteils kann die gleiche wie oben beschrieben sein; sie kann) auch entsprechend der Zeichnung vereinfacht sein, indem an Stelle der Steuerbüchsen 7 feste Büchsen 16 treten. Derartige feste Büchsen können auch im Primärteil vorhanden sein, und es kann allgemein die Zahl der ver stellbaren Steuerbüchse bis auf eine ver mindert werden.
Durch die Kolben, die Kolbentrommeln und Steuerbüchse wird das Innere des Ge häuses 1 in zwei Räume 17, 18 geteilt, von denen jeder als Druck- oder Saugraum für die Betriebsflüssigkeit dienen kann.
Bei Drehung der Primärwelle 2 ,in der Uhrzeigerrichtung (Fig. 1) wird durch die Kolben zwischen den Punkten 19 und 20 Flüssigkeit vom Raum 17 nach dem Raum 18 und zwischen den Punkten 21 und 22 vom Raum 18 zurück nach dem Raum 17 ge pumpt; bei der gezeichneten Exzentrizität ist diese zurückgeförderte Menge natürlich verschwindend klein. Schiebt man die Steuerbüchse 7 langsam herunter, so wird die Fördermenge zwischen den Punkten 19, 20 immer kleiner, schliess lich zu Null, während die Förderung zwischen den Punkten 21, 22 gleichzeitig von Null auf die Höchstrtienge steigt, woraus sich die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses und der Wechsel der Drehrichtung ergibt.
Aus dein jeweiligen Druckraum fliesst die Flüssigkeit nach dem Sekundärteil, treibt diesen an und gelangt in den jeweiligen Saugraum des Gehäuses 1 zurück, worauf der Umlauf wieder beginnt.
Im gezeichneten Beispiel werden alle Kapselmaschinen aus den gemeinsamen Räu men 17, 18 gespeist, während bei andern Getriebeanordnungen für jede einzelne Pumpe beziehungsweise Kapselmaschine besondere Saug- und Druckräume vorgesehen sein können. Die erste Anordnung ist jedoch zweckmässiger, da die Ein- und Ausström- kanäle der Kapselmaschinen so angeordnet werden können, dass der Flüssigkeitsstrom durch sämtliche Pumpen kreist, wobei er nacheinander dreimal unter Druck gesetzt und dazwischen wechselnd dreimal entlastet wird. Hierbei ist für die zu kühlende Flüssig keit nur eine Entnahme- beziehungsweise Zuführungsstelle erforderlich.
Ferner werden etwaige Ungleichheiten in den einzelnen Fördermengen durch diese Anordnung ausge glichen.
Das Gehäuse 1 kann, abgesehen von den Gehäusedeckeln, aus einem oder mehreren Teilen bestehen, die entweder zu einem Granzen vereinigt oder bei getrennter Anord nung durch Rohrleitungen untereinander ver bunden sind.
Die Anzahl der Primär- beziehungsweise Sekundärteile ist beliebig, zum Beispiel könnte ein Primärteil auf mehrere Sekundärteile oder umgekehrt arbeiten.
Ebenso ist die Zahl der Kapselmaschinen auf jeder Welle beliebig. Bei mehreren Kapselmaschinen auf einer Welle wird das Steuergestänge 10, 11 zweckmässig so ange ordnet werden, dass zwei aufeinanderfolgende Steuerbüchsen 7 in entgegengesetzten Steuer- lagen stehen (Fix. 1-2), so dass bei auf einanderfolgenden Kapselmaschinen die Saug- und Druckräume entgegengesetzt liegen. Die festen Büchsen 16 sind dementsprechend angeordnet. Hierbei gleichen sich die auf die Kolbentrommeln 4 wirkenden Flüssigkeits drücke durch die Wellen ganz oder teilweise aus, so dass Zwischenlager der Welle ent behrlich werden. (Eine Ausnahme bildet hier natürlich der Fall, wo feste und verschieb bare Büchsen auf einer Welle vorhanden sind.
Hier werden dann die verschiebbaren Büchsen zweckmässig von Lagern eingeschlossen.) Gemäss Fig. 9, in der eine gleichachsige Anordnung von Primär- und Sekundärteil im Querschnitt dargestellt ist, fördert bei spielsweise die erste, dritte, fünfte usw. Primärpumpe bei hochgezogener Steuer büchse 7 über die obere Dichtzone 23 Flüssig keit aus dem gemeinsamen Saugraum 24 in den gemeinsamen Druckraum 25 (siehe aus gezogener Pfeil), so dass die rechten Hälften dieser Kolbentrommeln unter Druck stehen, während die zweite, vierte, sechste usw. Primärpumpe entsprechend dem gestrichelten Pfeil bei unterstehender Steuerbüchse über die untere Dichtzone 26 fördert, so dass also bei diesen Pumpen die linke Hälfte der Kolbentrommeln belastet ist. Für den Sekun därteil gilt entsprechendes.
Die Erfindung lässt sich bei allen Wellen anordnungen anwenden, z. B. bei gleich achsigen Wellen (Fix. 9) bei parallelen, oder sich schneidenden und bei sich kreuzenden Wellen (Fix. 1-3). Bei Getrieben mit sich kreuzenden Wellen (Fix. 1 und 2) können zwischen den Getriebeteilen zwei Räume vorgesehen werden, mit denen jeder Rotor in zweckentsprechender- Weise verbunden wird (Fix. 3).
Der Ölkreislauf im Primärgetriebeteil, sowie dessen Zuführungskanäle sind hier strichpunktiert angedeutet. Kanäle und Öl- kreislauf im Sekundärgetriebeteil sind durch ausgezogene beziehungsweise punktierteLinien dargestellt. Die Schrägstriche deuten die kurzen Ölwege zwischen den Getriebeteilen an. Zwischen den Räumen 17, 18 kann zu deren zeitweiser Verbindung ein Ventil 27, ein Schieber oder dergleichen angeordnet sein; das sich bei Überschreiten eines Höchst druckes selbsttätig. öffnet, aber auch von aussen bedient werden kann (Fix. 1, 3).
Die Steuerbüchsen 7 werden durch die Ausschnitte 6, die in der Hauptsache für der Flüssigkeitsstrom vorgesehen sind, gleich zeitig vom Seitendruck nahezu entlastet. Diese Tatsache ist für die direkte Abstützung der frei beweglichen Kreisführungen an der Steuerbüchse von grosser Wichtigkeit, da Deformationen ein gewisses (durch die Tole ranzen bedingtes) Maximum nicht über schreiten dürfen. Die urentlastete Büchse wäre aber Formveränderungen ausgesetzt, da keine versteifenden Stirnwände mehr vor handen sind. Die Anordnung der Ausschnitte in der Steuerbüchse ist dabei derart, dass für jede Förderrichtung kraftverbrauchende Wirbel nach Möglichkeit vermieden werden.
Um ein Zittern der Steuerbüchse 7, hervor gerufen durch die schnell wechselnden Drücke innerhalb der Dichtzonen 19, 20 und 21, 22 zu vermeiden, kann das Steuergestänge ge nügend kräftig ausgebildet sein oder es können Flüssigkeitspolster 28, 29 nach Fig. 1 angewendet werden.
Zu diesem Zweck sind entweder die Ansätze 8 der Steuerbüchsen so eingepasst, dass die hinter den Ansätzen eingeschlossene Flüssigkeit gerade noch ein langsames Ver schieben der Steuerbüchsen zulässt, oder die kleinen Räume 28, 29 sind durch eine Leitung 30, die auch durch Bohrungen und Kanäle im Getriebe gebildet sein könnte, mitein ander verbunden. In diese Leitung 30 ist eine regelbare Drosselstelle 31 eingeschaltet, um während des gleichmässigen Betriebes einen zu schnellen Flüssigkeitsausgleich zwischen den Polstern 28, 29 und damit ein Zittern der Büchse 7 zu verhindern.
Die einfache Drosselstelle 31 könnte durch eine Pumpe ersetzt sein, die entweder mit dem Steuergestänge oder mit einem Schwungrad verbunden sein könnte, um beim Steuern die eingeschlossene Flüssigkeit schnell befördern zu können, während beim gleichmässigen Betrieb die Trägheit der Pumpenmasse und des Steuergestänges oder Schwungrades den Flüssigkeitsausgleich zwischen den Druck polstern 28, 29 verhindert. Die Druckpolster sämtlicher Steuerbüchsen können an eine Pumpe angeschlossen sein. Die Ausgleichs leitungen 30 werden zweckmässig zum Teil in die Trennscheiben 12 verlegt.
Die Steuerbüchse 7 kann auch um die Achse der Kolbentrommel drehbar angeordnet sein. Ihre Bohrung liegt dann exzentrisch zu dieser Achse und der Flüssigkeitsaustausch erfolgt in diesem Falle durch eine grosse Anzahl Öffnungen im Büchsenmantel. In den Dichtzonen werden diese Öffnungen durch das Gehäuse verschlossen. Dreht man nun diese Büchse im Gehäuse, so kommen stets andere Partien des sichelförmigen Arbeits raumes zur Wirkung, wodurch das Förder volumen verändert wird. Die Drehung der Biichse kann bis zur vollständigen Umkehrung der Förderrichtung fortgeführt werden.
Endlich lässt sich das Fördervolumen beeinflussen, indem zugleich Grösse und Richtung der Exzentrizität verändert werden.
Dieser Fall liegt dann vor, wenn sich die Achse der Steuerbüchse bei deren Verschie bung in einer Ebene bewegt, die seitlich der Kolbentrommelachse liegt.
Die Ausbildung der Steuerbüchsen kann in diesem Falle dieselbe sein wie in Fig. 1. Die vollen oder hohlgebohrten Kolben 5 werden zweckmässig, mit Dichtschuhen ver sehen, die mit Flächen abdichten, die aber bei hohlgebohrten Kolben den durch letztere gehenden Ausgleichsölstrom zulassen. Fig. 4 zeigt einen mit einem Dichtschuh versehenen Kolben 5, an dessen äussern Kanten zwei biegsame Streifen 32 aus Leder oder der gleichen angebracht sind, die noch durch ein Blech 33 versteift werden können. Eine weitere Ausführungsform zeigt die Fig. 5.
Hier besteht der Dichtschuh aus einem Halb zylinder, beziehungsweise Zylinderabschnitt 34, der mit seiner stärker gekrümmten Mantel fläche in einer Ausfräsung des Kolbens liegt und mit seiner andern; der Bohrung der Steuerbüchse 7 entsprechend gekrümmten Fläche gegen die Büchse 7 abdichtet.
Er besitzt auf dieser Seite für den Öl ausgleich eine Längsnut 35 und auf der andern Seite Bohrungen 36, die in die Längs nut münden und die mit den Ausgleichs bohrungen 37 des Kolbens 5 übereinstimmen.
Diese Dichtschuhe haben noch den Vor teil, dass sie nur innerhalb der Dichtzone 19, 20 und 21, 22 zur dichtenden Anlage kommen, sonst aber infolge der Exzentrizität der Drehmittelpunkte 38, 39 mit Spielraum laufen (Fig. 6). Hohlgebohrte Kolben erhalten zweckmässig nach Fig. 2 eine geschweifte innere Kante 40, da hierbei die Abdichtung nach dem Innern des Führungsringes besser wird, wenn die Kolbentrommeln 4 entsprechend ausgefräst werden. Die Kreisführung für die Kolben kann pro Rotor aus einem oder zwei Ringsystemen bestehen.
Die Kreisführung kann zum Beispiel auch die in Fig. 7 dargestellte Form erhalten, bei der sich der flanschenartige Führungsring 141 direkt an der Steuerbüchse 7 abstützt. Ferner kann die in Fig. 1 und 2 dargestellte Kreis führung auch noch in der Weise vervoll kommnet werden, dass zwischen den Ring stücken 15 und der Steuerbüchse 7 nochmals ein Ring 42 angeordnet wird, der auf seinem äussern Mantel mit einer ringförmigen Druck ausgleichsnute 41 versehen werden kann (Fig. 8).
Der Führungsring 14 kann zwecks Er möglichung einer geringen Durchfederung auch radial geschlitzt sein.
Die Wirkung der Kreisführungen besteht im wesentlichen darin, dass die Schaufeln in den Dichtzonen 19, 20 und 21, 22 zwangs läufig mit der Steuerbüchse 7 zur dichtenden Anlage gebracht werden, dass sie konzentrisch gegen die Bohrung der Steuerbüchse abge stützt sind und dass sie zwischen Saug- und Druckraum keine nennenswerten Dichtverluste verursachen. DiebeschriebenenKreisführungen wirken auch deshalb vorteilhaft, weil sie den für Lauffähigkeit und Wärmeausdehnung notwendigen Spielraum in achsialer Richtung unterteilen und dadurch die benetzte Ober- fläche vergrössern.
Die mit Sicherheit zia erwartenden achsialen Versetzungen der lose spielenden greisführungselemente 14, 42, 15 bewirken auch eine Dichtung. In jedem Falle ist es vorteilhaft, dass die Kreisführungen direkt zwischen der sich drehenden Kolben trommel 2 und einem feststehenden Gehäuse teile (Trennscheibe 12 oder Gehäusedeckel) liegen. Endlich lassen sich die scheibenförmig angeordneten Kreisführungen genau herstellen und gut zwischen die vollständig ebenen seitlichen Begrenzungsflächen einpassen.
Für besondere Fälle, in denen längere Zeit ein gleichbleibendes Übersetzungsver hältnis benutzt wird, kann es zweckmässig sein, zwischen die beiden Getriebewellen, eventuell mit Benutzung von Zahnrädern, eine mechanische Kupplung zu legen. Das Getriebe kann dann zunächst hydraulisch auf das gewünschte Übersetzungsverhältnis ge bracht werden, worauf nach erfolgter mecha nischer Kupplung das Ventil -27 zwischen Druck- und Saugraum geöffnet wird und die Steuerbüchsen in Nullage gestellt werden. Damit ist das hydraulische Getriebe voll ständig ausgeschaltet.
Im entgegengesetzten Falle, wo die- Be triebsverhältnisse oft ein schnelles, zweck entsprechendes Verändern des Übersetzungs verhältnisses erfordern, ist es notwendig, ausser über den Öldruck auch .über die Be- aufschlagungsmenge des Getriebes orientiert zu sein. Zu diesem Zweck könnte ein Zeiger mit dem Stellwerk der Getriebesteuerung derart verbunden sein, dass er die- Beauf- schlagungsmenge des Getriebes auf einer Skala anzeigt. Zur Vermeidung einer Rech nung könnte dann auf- dieser Skala neben den Beaufschlagungsmengen der dazugehörige günstige Betriebsöldruck angegeben sein.
Zur Erreichung der günstigsten Betriebsverhält nisse müsste dann also der Zeiger des Be- aufschlagungsmessers auf den Druck ein reguliert werden, auf welchen das Druck manometer weist. Besser wäre eine Anordnung dieses Zeigers über dem Druckmesser derart, dass er zur Erreichung der günstigsten Be- triebslage mit dem Druckmanometerzeiger zur Deckung gebracht werden muss.
Die Verbindung zwischen diesem Zeiger und dem Getriebestellwerk würde am besten dann durch einen zweckentsprechenden Kurven mechanismus hergestellt.
Diese Vorrichtung würde bei Getrieben ohne Umkehrung der Drehrichtung in einem Exemplar und bei Getrieben mit Drehrich- tungsumkehrung in zwei Exemplaren not wendig sein.
Wo für die Unterbringung der Leistung mehrere getrennte. Getriebe angeordnet werden müssen, ist es zweckmässig, die Saugräume, sowie die Druckräume dieser Getriebe unter einander durch Ausgleichsleitungen zu ver binden, um Differenzen in den Leistungen der Antriebsmaschinen (zum Beispiel Diesel motoren) und Ungenauigkeiten der Getriebe ausführung, wenn nur eine Antriebsmaschine (Dieselmotor) vorhanden ist, auszugleichen.
Werden in diese Ausgleichsleitungen von der Flüssigkeit bewegte Klappen oder Ven tile geschaltet, so kann (falls jedes Getriebe gesondert angetrieben wird) durch diese ent weder mittelbar. oder unmittelbar auf die zu langsame oder zu schnell laufende Antriebs maschine (Verbrennungsmotor) eingewirkt werden.