Antriebsanlage für Einrichtungen mit häufigem Wechsel der Betriebsgeschwindigkeit. Die Erfindung betrifft eine Antriebsan lage für Einrichtungen mit häufigem Wech sel der Betriebsgeschwindigkeit, bei der eine Schwungmasse so angeordnet ist, dass wenigstens eine mit einer Kraftmaschine der Anlage verbundene Antriebswelle eines Cse- triebes zur Drehzahl- und Drehmomentwand- lung mit der Schwungmasse gekuppelt oder von ihr gelöst werden kann.
Die Zeichnung zeigt den Erfindungs gegenstand beispielsweise.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungs gemässe Anlage, bei welcher der Antrieb von der. Kraftmaschine auf die Getriebevorrich tung über ein gewöhnliches Stirnradgetriebe erfolgt; Fig. 2. zeigt eine Anlage, bei der unter anderem statt des gewöhnlichen Stirnrad getriebes ein Pl anetenrädergetriebe ange ordnet ist;
Fig. '$ zeigt eine Anordnung mit ge trennten und gegenläufig umlaufenden Teil- sehwungmassen; Fig. .1 zeigt eine Anordnung mit ge trennten und gegenläufig umlaufenden Teil schwungmassen und mehreren Turbogetrie ben; Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der die getrennten Teilschwungmassen und Turbo getriebe von beiden Wellenenden der Kraft- maschine aus angetrieben sind;
Fig. 6 zeigt schematisch ein als Planeten getriebe ausgeführtes Getriebe auf der Ab triebsseite der Anlage; Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform einer Einzelheit, bei der die Schwungmasse einen baulichen Bestandteil einer Kupplung bildet; Fig. 8 zeigt eine Anordnung, bei der die ganze Getriebevorrichtung von 'einem Ge häuse umschlossen ist.
In F'ig. 1 bedeutet A eine Kraftmaschine, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, die über eine Primärwelle B einen hydraulischen Momentenwandler C, bestehend aus Primär rad cl, Sekundärrad c-. und festem Leitrad c3, bezw. über ein Zahnradgetriebe D eine Sekundärwelle E antreiben, kann.
Auf der Primärwelle B ist lose eine Schwungmasse F angeordnet, die über eine Kupplung bekann ter Art, beispielsweise eine Flüssigkeits kupplung G mit Schaufelrädern g1, g2, mit der Primärwelle B gekuppelt werden kann.
Wird beim Anfahren bei ausgeschalte tem Momentenwandler C die .Schwungmas- senkupplung G durch Füllen der Kupplung mit der Betriebsflüssigkeit eingeschaltet und die Antriebsmaschine A auf ihre Höchst drehzahl gebracht, so kann in der Schwung- masse F eine gewisse, in bekannter Weise zu errechnende Energiemenge aufgespeichert werden.
Wird jetzt bei immer noch einge schalteter Schwungmassenkupplung G der Momentenwandler C durch mehr oder weni ger starkes Füllen ganz oder teilweise ein geschaltet, so ist für das Anfahren nicht nur die Maschinenleistung, sondern auch in der Schwungmasse F aufgespeicherte Energie verfügbar, und es ergibt sich daraus in vor teilhafter Weise eine erhebliche Steigerung der Anfahrbeschleunigung.
Soll anderseits eine im Beharrungszu stand befindliche Anlage der beschriebenen Art verzögert bezw. abgebremst werden, so wird hierzu die Schwungmassenkupplung G eingeschaltet und von der Abtriebseite her bei ausgeschaltetem Wandler C über das nunmehr auf Schnellauf der Primärwelle B eingestellte Getriebe D die Schwungmasse F beschleunigt, wodurch ein gewisser Betrag an Energie zurückgewonnen und für auf die Bremsung folgendes Anfahren aufgespeichert wird,
und wobei ausserdem das Abbremsen der angetriebenen. Einrichtung beim Ein- und Ausschalten des Planetengetriebes D in wirk samer Weise geschieht.
Für den Umfang der Erfindung ist es ohne Belang, ob der Drehmomentwandler C ein Flüssigkeitsturbowandler, wie nach Fig. 1, oder irgend ein Flüssigkeitswechsel getriebe oder ein elektrisches Getriebe oder ein rein mechanisches Wechselgetriebe ist, entscheidend ist nur, dass, es ein Getriebe für Drehzahl- und Drehmomentwandlung ist.
Ebenso ist es für den Umfang der Erfin dung ohne Belang, ob der Antrieb von der Kraftmaschine über zum Beispiel ins Schnelle übersetzende Stirnradgetriebe, wie im Bei spiel nach Fig. 1, oder über zum Beispiel ins Schnelle übersetzende Planetengetriebe, wie bei der Ausführung nach Fig. 2, oder direkt, wie nach Fig. -5, erfolgt; ferner ist es belang los, ob dem Wandler eine Kupplung, wie im Beispiel nach Fig. 2, beigefügt ist.
Eine Ausführungsform des zwischen Momentenwandler C und Abtriebs- bezw. Sekundärwelle E sitzenden Getriebes D zeigt Fig. 6. Dasselbe besitzt ein auf der Pri märwelle<I>B</I> angebrachtes Sonnenrad d,, meh rere Planetenräder d" und einen Aussenkranz d3, welcher entweder frei drehen oder durch ein Bremsorgan d4 bekannter Art festgehal ten werden kann.
Die Planetenräder sind am Sekundärteil c2 des Drehmomentenwandlers C gehalten. Beim Wandlerbetrieb ist das Bremsorgan d4 gelöst, so dass der Aussen kranz d3 frei drehen kann; die Leistungs übertragung geht dann von der Primärwelle B über .den Wandlerprimärteil c,. und den Wandlersekundärteil c2 zur Sekundärwelle E.
Bei Brems- oder Verzögerungsbetrieb, bei dem die Schwungmasse F mit der Primär welle gekuppelt ist, erfolgt der Antrieb von der Sekundärwelle E aus. Die Leistungs- übertragung geht dann bei festgehaltenem Aussenkranz d3 und ausgeschaltetem Wand ler C von der Sekundärwelle E über die Planetenräder d2 auf das Sonnenrad d, und die damit verbundene Primärwelle B, wobei letztere übersetzt angetrieben wird.
Zum Ausgleich, insbesondere der Kreisel wirkung der Schwungmasse ist es vorteil haft, diese Masse gemäss: Fig. 3 in zwei Teil massen F1 und F, zu trennen: und diese Teil massen in gegenläufiger Drehriehtung um laufen zu lassen.
Für besondere Verhältnisse, insbesondere für wirtschaftlichen Teillastbetrieb, ist es vorteilhaft, wie in Fig. 4 gezeigt, mehrere Drehmomentenwandler C, und C2, beispiels weise Flüssigkeitsturbogetriebe, vorzusehen, die im Betrieb einzeln zu- oder abschaltbar sind;
das Zu- bezw. Abschalten wird vorteil- hafterweise selbsttätig durch eine Steuervor richtung bewirkt, welche entweder von der Drehzahl der angetriebenen Einrichtung oder von der Drehzahl der Antriebsmaschine oder von beiden beeinflusst ist. Es kann auch die anzutreibende Einrichtung nicht nur von einem Wellenende der Antriebs maschine A aus, sondern, wie in Fig. 5 ge zeigt, von beiden Wellenenden der Antriebs maschine A aus angetrieben sein, wobei dann jedes Wellenende nur für die halbe Leistung bemessen sein muss.
Die Schwungmasse F wird nach Fig. 7 zw eekmä.ssig so ausgebildet, dass sie einen baulichen Bestandteil der Kupplung G bildet.
Alle bisher .genannten Hauptteile mit Ausnahme der Kraftmaschine A (Schwung- masse F, Kupplung G, Drehmomentenwand- ler C, Getriebe <I>H,</I> Bremsgetriebe <I>D,</I> sowie zugehörige Steuerelemente) können in einem gemeinsamen Gehäuse J angeordnet sein, wie dies in Fig. 8 an einem Beispiel gezeigt ist. Die Getriebe <I>H,</I> die Bremsgetriebe <I>D</I> oder beide werden zweckmässig als an sich bekannte Planetengetriebe ausgeführt.
Bei der Antriebsanlage können Mittel vorgesehen sein, um den Verlauf der Ver zögerung der angetriebenen Einrichtung durch vollständige oder teilweise Füllung des Kupplungsströmungskreislaufes der Flüs- sigkeitsturbokupplung G zwischen der Schwungmasse F und der Antriebswelle B bezw. den Verlauf der Beschleunigung der Schwungmasse F zu beeinflussen.
Ferner können Mittel vorgesehen sein, um während des Verzögerungsbetriebes nach Erreichen des Gleichlaufes zwischen Schwungmasse F und Antriebswelle B die Verbindung zwischen Antriebswelle B und Abtriebswelle E zu lösen, wobei nach dem Lösen der Verbindung zwischen Antriebs welle B und Abtriebswelle E eine weitere Verzögerung der abtrie#bsseitigen Einrich tung durch andere Mittel und eine weitere Beschleunigung der Schwungmasse F vom Antriebsmotor A aus eingeleitet werden kann.
Der ganze Verlauf der Verzögerung der anzutreibenden Einrichtung und auch der ganze Verlauf der Beschleunigung der Schwungmassen kann. durch geeignete Mit tel selbsttätig gesteuert werden.
Ferner können Mittel vorgesehen sein, die von .der Drehzahl der angetriebenen Einrichtung bezw. der Abtriebswellen oder von der Dreh zahl der Antriebsmaschine oder von beiden beeinflusst sind, um die Schwungmasse selbsttätig von der Antriebswelle abzukup peln und einen oder mehrere Drehmoment- wandler selbsttätig .durch eine Steuervor richtung zu- und abzuschalten.
Als anzutreibende Einrichtungen kommen zum Beispiel Fahrzeuge und Hebezeuge in" Frage.
Drive system for facilities with frequent changes in operating speed. The invention relates to a drive system for devices with frequent changes in operating speed, in which a flywheel is arranged so that at least one drive shaft of a Cse- drive connected to an engine of the system is coupled to or from the flywheel for speed and torque conversion her can be resolved.
The drawing shows the subject invention, for example.
Fig. 1 shows schematically a system according to the Invention, in which the drive of the. Engine on the Getriebevorrich device takes place via an ordinary spur gear; Fig. 2. shows a system in which, among other things, instead of the usual spur gear, a planetary gear is arranged;
FIG. 1 shows an arrangement with separate centrifugal masses rotating in opposite directions; Fig. 1 shows an arrangement with ge separate and counter rotating part flywheels and several turbo transmissions ben; 5 shows an arrangement in which the separate partial centrifugal masses and turbo transmissions are driven from both shaft ends of the engine;
Fig. 6 shows schematically a transmission designed as a planetary gear on the drive side from the system; Fig. 7 shows an embodiment of a detail in which the flywheel forms a structural part of a coupling; Fig. 8 shows an arrangement in which the entire transmission device is enclosed by a housing.
In Fig. 1, A denotes an engine, for example an internal combustion engine, which via a primary shaft B has a hydraulic torque converter C, consisting of primary wheel cl, secondary wheel c-. and fixed stator c3, respectively. Drive a secondary shaft E via a gear drive D can.
On the primary shaft B, a flywheel F is loosely arranged, which can be coupled to the primary shaft B via a coupling known ter type, for example a fluid coupling G with paddle wheels g1, g2.
If the flywheel clutch G is switched on by filling the clutch with the operating fluid and the drive machine A is brought to its maximum speed when starting with the torque converter C switched off, a certain amount of energy, which can be calculated in a known manner, can be stored in the flywheel mass F will.
If the torque converter C is now fully or partially switched on with the flywheel clutch G still switched on by more or less intense filling, not only the machine power but also the energy stored in the flywheel F is available for starting, and this results from this in front of geous way a considerable increase in the starting acceleration.
If, on the other hand, a system of the type described is in the state of persistence delayed or are braked, for this purpose the flywheel clutch G is switched on and, with the converter C switched off, the flywheel mass F is accelerated from the output side with the converter C now set to high speed on the primary shaft B, whereby a certain amount of energy is recovered and stored for starting up following braking becomes,
and, in addition, the braking of the driven. Facility when switching on and off the planetary gear D happens in an effective manner.
For the scope of the invention it is irrelevant whether the torque converter C is a fluid turbo converter, as shown in FIG. 1, or any fluid change gear or an electric gear or a purely mechanical change gear, it is only decisive that it is a gear for speed - and torque conversion is.
It is also irrelevant for the scope of the inven tion whether the drive from the engine is via, for example, spur gears that translate into high speed, as in the example of FIG 2, or directly, as shown in FIG. Furthermore, it is irrelevant whether a clutch, as in the example according to FIG. 2, is attached to the converter.
An embodiment of the BEZ between torque converter C and output. Secondary shaft E seated transmission D is shown in Fig. 6. The same has a mounted on the primary shaft <I> B </I> sun gear d ,, several planet gears d "and an outer ring d3, which either rotate freely or by a braking member d4 known Art can be held.
The planet gears are held on the secondary part c2 of the torque converter C. During converter operation, the braking element d4 is released so that the outer ring d3 can rotate freely; the power transmission then goes from the primary shaft B via .den converter primary part c ,. and the converter secondary part c2 to the secondary shaft E.
In braking or deceleration mode, in which the flywheel F is coupled to the primary shaft, the drive is from the secondary shaft E. With the outer ring d3 held and the converter C switched off, the power is transmitted from the secondary shaft E via the planet gears d2 to the sun gear d and the primary shaft B connected to it, the latter being driven in a geared manner.
To compensate, in particular the gyroscopic effect of the flywheel, it is advantageous to separate this mass according to: Fig. 3 into two parts of masses F1 and F: and to let these part of masses run in opposite directions of rotation.
For special conditions, in particular for economical partial load operation, it is advantageous, as shown in Fig. 4, to provide several torque converters C and C2, for example fluid turbo transmissions, which can be individually switched on or off during operation;
the Zu- respectively. Shutdown is advantageously effected automatically by a control device which is influenced either by the speed of the driven device or by the speed of the drive machine or by both. The device to be driven can also be driven not only from one shaft end of the drive machine A, but, as shown in FIG. 5, from both shaft ends of the drive machine A, in which case each shaft end only has to be rated for half the power .
The flywheel F is designed according to FIG. 7 in such a way that it forms a structural component of the clutch G.
All of the main parts mentioned so far, with the exception of the engine A (centrifugal mass F, clutch G, torque converter C, transmission <I> H, </I> brake transmission <I> D, </I> and associated control elements) can be used in be arranged in a common housing J, as shown in FIG. 8 by way of an example. The gears <I> H, </I> the brake gears <I> D </I> or both are expediently designed as planetary gears known per se.
In the drive system, means can be provided to determine the course of the delay of the driven device by complete or partial filling of the coupling flow circuit of the fluid turbo coupling G between the flywheel F and the drive shaft B respectively. to influence the course of the acceleration of the flywheel F.
Furthermore, means can be provided in order to release the connection between drive shaft B and output shaft E during the deceleration operation after synchronism between flywheel F and drive shaft B has been reached, with a further deceleration of the abtrie after releasing the connection between drive shaft B and output shaft E On the side Einrich device by other means and a further acceleration of the flywheel mass F from the drive motor A can be initiated.
The entire course of the deceleration of the device to be driven and also the entire course of the acceleration of the centrifugal masses can. can be controlled automatically by suitable means.
Furthermore, means can be provided which respectively of the speed of the driven device. the output shafts or the speed of the drive machine or both are influenced in order to automatically decouple the flywheel from the drive shaft and to switch one or more torque converters on and off automatically .by a control device.
Vehicles and hoists, for example, come into question as devices to be driven.