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Flüssigkeitswechselgetriebe.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindunggegenstandes. Fig. 1 ist ein axialer Vertikallängsschnitt durch das ganze Getriebe nach a-b der Fig. 4. Fig. 2 zeigt im Schnitt nach c-d der Fig. 1 den Flüssigkeitsmotor von links gesehen. Fig. 3 ist ein axialer Horizontallängsschnitt durch das ganze Getriebe nach e-f der Fig. 1. Fig. 4 zeigt die Kapselpumpe im Schnitt nach g-l1 der Fig. 3 in der Richtung des Pfeiles P gesehen. Fig. 5 zeigt die Ringplatte mit den die Kapselpumpe mit dem Motor verbindenden Kanälen in Ansicht von links (Fig. 1) gesehen. Fig.
G zeigt teilweise im axialen Längsschnitt eine zweite Ausführungsform, bei welcher sowohl die Kapselpumpe als auch der Flüssigkeitsmotor durch eine Rotationskolbenpumpe mit sternförmig angeordneten Zylindern gebildet wird.
Von Fig. 7 zeigt die obere Hälfte einen Schnitt durch den Flüssigkeitrgenerator nach m-n der Fig. 6, die untere Hälfte eine Ansicht der linken Stirnfläche des Generatorgehäuses mit den Überström- kanälen. Fig. 8 zeigt einen Schnitt nach o-p durch den Flüssigkeitsmotor, die Fig. 9,10 und 11 zeigen Einzelheiten.
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seitig in gleichen Kurvennuten 5 der Gehäusetrommel mittels der Zapfen 6 geführt sind.
Die Form der Nuten J bedingt, dass beim'Umlaufen des Rotors im Sinne des Pfeiles P2 (Fig. 4) die Platte 4 sich gerade dichtend an die innere Ringwand Y des Gehäuses anlegt, während die Platte 4', welche bisher die Abdichtung bewirkt hatte, sich gerade von dieser Ringwand abzuheben beginnt und sich im Verlauf der weiteren Drehung immer mehr gegen das Trommelzentrum hineinsehiebt, bis ihr Aussenrand schliesslich. wie dies augenblicklich bei der Platte 4"zu ersehen ist, mit der Mantelfläche des Rotors abschneidet und über den Rand 8 des Hebels 9 hinwegschleift, der mit dem jeweils an der Ringwand J, dicht anliegenden Plattenkolben auf der einen Seite den Saugraum 10, auf der anderen Seite den Druckraum 11 einschliesst.
Der Flüssigkeitsmotor M besteht aus einem dreiteiligen zylindrischen Gehäuse. Die linke Stirnwand 12 des Gehäuses läuft mit ihrem zylindrischen Hals j ! 3 auf einem Kugellager 14 in der Zwischenwand ?. ? des das ganze Getriebeaggregat umschliessenden Rahmens 16, während sie bei 17 mit dem Flansch 18 des zweiten Gehäuseteiles 19 verschraubt ist, dessen abgesetzter Teil 20 auch die Kapselpumpe einschliesst. Die rechte Stirnwand 21 des Motorgehäuses geht in einen zylindrischen Teil 22 über, der den äusseren Ring der Motortrommel bildet und ist durch Stiftschrauben 23 mit der Gehäusetrommel 2 der Kapselpumpe fest verbunden.
Die rechte Abschlussstirnwand 2 der Pumpe ist mit der Trommel 2 mittels Stiftschrauben 23s verschraubt und geht unmittelbar in die getriebene Welle 1 über. Der äussere Ring 22 bildet mit dem inneren Ring 24 einen durch Rippen 25 mehrfach unterteilten Ringraum.
Die Welle 1 umschliesst ein langgestreckter Zapfenkörper 26, dessen im Bereich des Motors liegender Teil.'26, t zylindrisch ausgebildet ist und von zwei Kugellagern 2'/umfasst wird, auf welchen eine Nabe 28 läuft, von der sternförmig mehrere (im gezeichneten Ausführungsbeispiel 8) Plattenkolben 29 ausgehen, deren jeder in einen kleinen Zylinder 30 endet, durch welchen er in entsprechenden, Bohrungen der Nabe 28 verschwenkbar gelagert ist. Mit ihren freien Enden durchdringen diesePlattenkolben den inneren Ring 24, in welchem sie überdie ? in zylindrischen Segmenten 31 drehbar geführt sind.
Durch je zwei benachbarte
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Umdrehung des Flüssigkeitsmotors periodisch ihr Volumen ändern, so zwar, dass in jeder Kammer bald Saug-, bald Drucktendenz hervorgerufen wird.
Der Zapfenkörper 26 weist, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, einen horizontalen Schlitz 33 auf, der
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dadurch die Exzentrizität e der Nabe 2S gegenüber dem Mittel der Welle 1 zu verändern. In Fig. 2 ist die Nabe 28 in der äussersten Linkslage verschoben dargestellt. Um die Verschiebungen des Zapfenkörpers 26 zu ermöglichen, weist der Hals 13 der linken Stirnwand des Motorgehäuses eine Bohrung B4 auf. Um die Dimensionen dieser Bohrung zu beschränken, ist der in ihrem Bereich liegende Teil des Zapfenkörpers 26
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und Pumpe ist als einziges feststehendes. Organ die Ringplatte R angeordnet.
Diese weist an ihrer der Kapselpumpe zugekehrten Stirnfläche konzentrisch zwei vollständige Ringkanäle 43 und 44 auf, die an der pumpenseitigen Ausmündung bezüglich mittlerem Durchmesser und Breite wie aus Fig. 1 ersichtlich, mit den Mündungen 4-5 und 46 des Saugraumes.10 bzw. Druckraumes 11 der Kapselpumpe korrespondieren.
Gegen den Motor zu gehen jedoch beide Ringkanäle in je einen etwas weniger als einen Halbkreis umfassenden auf gleichem Durchmesser liegenden Kranz von (im vorliegenden Falle je 8) Mündungs- öffnungen 47 s bzw. 47 d über, die durch Rippen 48 getrennt sind und deren Durchmesser und Breite so
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pumpe erzeugte Saug-und Druckwirkung mit einen axialen Schub hervor, der durch je eine mit den beiden Ringkanälen 45 und 46 durch Bohrungen 51 ? verbundene halbkreisförmige Nut 52 a ! bzw. 52 in der motor- seitigen Stirnfläche der Ringplatte R kompensiert wird.
Die Ringplatte weist eine grosse zentrale Bohrung 53 auf, deren untere Partie durch eine 5'turk-
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In der Rippenwand 54 sind zwei federbelastete Ventile, 58 (jedes für eine Drehrichtung) vorgesehen, die dazu bestimmt sind, Flüssigkeit aus dem Raum 59 durch Kanäle 59 a rückzusaugen, falls sich im Krei- lauf des Aggregates durch unvermeidliche Verluste an irgend einer Stelle ein Vakuum und dadurch eine Saugtendenz ausbildet.
Um beim Arbeiten der Kapselpumpe das Auftreten übermässiger Flüssigkeits- pressungen zu verhindern, ist in das Trommelgehäuse der Kapselpumpe ein Ventil 60 eingebaut, dessen Kegel 61 entgegen der Wirkung der regelbar zu spannenden Feder 62 durch das Druckwasser angehoben wird, welches durch die Bohrung 63 der inneren Trommelwand und die Bohrung 64 der Rippe 65 zur Wirkung gelangt. Bei angehobenem Ventil steht dann der Druckraum 11 der Pumpe durch die Bohrung 66 der Rippe 67 und die Bohrung 68 der inneren Trommelwand mit dem Saugraum 10 der Pumpe in direkter Verbindung. Ein zweites mit umgekehrter Anhubriehtung seines Ventilkegels in das Trommelgehäuse
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falls das Aggregat mit entgegengesetzter Drehrichtung arbeitet.
Soll die Pumpe leer laufen, so genügt es, das Pedal 70 (Fig. 1) zu treten, dessen'am Rahmen bei 71 drehbar angelenkter Kniehebel 72 mit seinem gegabelten Arm 73 die Zapfen 74 des Ringes 75 umschliesst.
Dieser Ring 75 ist in eine Muffe 76 eingelassen, die sich beim Betätigen des Pedals in einer Nut 77 der Welle I verschiebt. Die Muffe ist bei 78 als Zahnstange ausgebildet und wirkt bei ihrer Verschiebung auf das Schraubenradsegment 79, das am Ende des im Trommelgehäuse gelagerten Zapfens 80 verkeilt ist, so dass der zur Trennungswand zwischen Druckraum1 uni Saugraum 10 ausgebildete Hebel 9 um diesen Zapfen im Sinne des Pfeiles L (Fig. 4) verschwenkt wird. Druckraum und Saugraum stehen nunmehr unmittelbar in Verbindung.
Zur Wirkungsweise des Getriebes sei folgendes bemerkt :
Die Welle 1 und mit ihr der Rotor der Kapselpumpe sei durch eine konstante Kraftquelle beliebiger Art angetrieben. Die Kapselpumpe erzeugt dann im Raum 11 kontinuierlich einen Druck, der durch seine Wirkung auf die rechte Seitenfläche 9a des Hebels 9 an die Trommel 2, das gemeinsame Gehäuse von Pumpe und Motor und somit an die Welle I ein Drehmoment abgibt. Ein zusätzliches Drehmoment wird zu gleicher Zeit an das Gehäuse dadurch abgegeben, dass das Druckwasser infolge der exzentrischen Einstellung der Nabe 28 am rechten gerade horizontal stehenden Plattenkolben eine bedeutend grössere Wirkungsfläche findet als am gegenüberstehenden Plattenkolben.
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Die dadurch hervorgerufene Rotation des gemeinsamen Gehäuses bedingt ein Arbeiten des Motors. der entsprechend der eingestellten Exzentrizität bei jeder Umdrehung des Gehäuses ein bestimmtes
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Exzentrizitäten von noch grösserem absolutem Wert führt zu einer Umkehr der Bewegungsriehtung. Um beim Durchschreiten des Wertes von e, für welchen die Drehzahl theoretisch unendlich gross wird, gefährliche Drehzahlsteigerungen sicher zu verhindern, ist am Drehzapfen 81 des Segmentes 41 ein Hebel 8 : 2
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Zapfens 82 gerückt ist, d. h. wenn bei der Pumpe Leerlauf eingestellt ist.
In den ein zweites Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes darstellenden Fig. 6 bis 11 bezeichnet 101 wieder die treibende im Sinne des Pfeiles Pi (Fig. 6) umlaufende Welle, die bei 102 im Rahmen 103 des Getriebes gelagert ist und deren gekröpfte Kurbel 104 fest verkeilt eine Nabe 106 trägt, in deren Nuten mittels zylindrischer Zapfen. ? 6 die Pleuelstangen 107 der Pumpenkolben 108 schwenkbar gelagert sind. Die sternförmig angeordneten Zylinder 109 der Pumpe X bilden einen einzigen Block der rechts durch die Platte 110 abgeschlossen ist und links in einen Ringilansch 111 übergeht, der mit dem analogen Ringflansch 112 des Motorzylinderblocks 113 bei 114 verschraubt ist. Diese beiden Ringflansehen umschliessen zwei Ringplatten HJ und R.
Die Ringplatte-. Ho weist zwei nach Innen ragende, gabel-
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von Pleuelstangen 129, arbeiten, die mittels zylindrischer Zapfen 130 in entsprechenden Ausnehmungen der Nabe 131 schwenkbar geführt sind. Diese Nabe j ! M läuft mit ihrer kugelförmigen Ausnehmung auf einer Lagerkugel 132, die mit dem Zapfenkörper bei 134 verkeilt ist. Dieser Zapfenkörper 133 geht links unter Vermittlung des Konus 135 in einen Zylinder 136 über, der mittels der Zapfen 137 und 138 in Armen 139 des Rahmens 103 verschwenkbar gelagert ist. Mit dem oberen Zapfen 138 ist ein Schneckenradsegment 140 verkeilt, das von einer Schnecke 141 betätigt wird, die durch das Handrad 142 gedreht wird.
Bei der so bewirkten Verschwenkung des Zapfens 131 führt sich dessen rechtes, als Flachschiene
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zelnen Pumpenzylinder ändern.
Der Motorzylinderblock. 113 ist an seiner der Pumpe abgekehrten Seite durch die Platte 146 abge-
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verkeilt ist.
Die Wirkungsweise dieses Aggregates ist analog wie bei der ersten Ausführungsform. Die von einer konstanten Kraftquelle getriebene Welle 101 versetzt die Nabe 105 in Drehung, so dass die Kolben 108 zu arbeiten beginnen und das der Pumpe und dem Motor gemeinsame Gehäuse samt der Platte 115 im Sinne des eingeleiteten Drehmomentes in Rotation versetzen. Der Motor beginnt unter dem Einfluss der die Druck-und Saugtendenz der Pumpe verteilenden Ringplatte R zu arbeiten und verbraucht Druckwasser, dessen Quantum pro Gehäuseumdrehung mit der eingestellten Exzentrizität e zunimmt.
Ist die Pumpenlieferung QJ ( (pro Umdrehung des Kolbensternes) kleiner als das pro Motorumdrehung (Gehäuseumdrehung) erforderliche Druckwasserquantum QM, so muss das Gehäuse gegenüber dem Kolbenstern
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wird Null, wenn das Mittel der Nabe 131 ins Mittel des Zylinderblockes 113 verschoben wird (direkte Kupplung mit dem Übersetzungsverhältnis l : l).
Es muss betont werden, dass die Variation des Übersetzungsverhältnisses auch dadurch erzielt werden kann, dass man statt den Wert QM in der geschilderten Weise zu ändern, eine analoge Änderung der Exzentrizität Platz greifen lässt, welche die Nabe 10 J gegenüber dem Mittel der Welle 101 aufweist.
Schliesslich kann man auch beide Exzentrizitäten gleichzeitig veränderlich machen, so dass von dem
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Übersetzungsverhältnis durch Veränderung der Exzentrizitäten zu beeinflussen, kann man auch das von der Pumpe gelieferte bzw. vom Motor verbrauchte Druckwasserquantum dadurch beeinflussen, da ss man einen oder mehrere, gegebenenfalls auch alle Saugräume der Pumpe mit einem oder mehreren, gegebenenfalls auch allen Druckräumen derselben hydraulisch kurzschliesst. Man kann naturgemäss diese hydraulische KurzsehluBregulierung mit demselben Effekt auch auf die Arbeitsräume des Motors verwenden. Man kann schliesslich auch die Arbeitsräume von Pumpe und Motor gleichzeitig im Sinne dieser hydraulischen Kurzschlussregulierung beeinfhissen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Flüssigkeitswechselgetriebe, bei welchem eine Umlaufpumpe (Primärmaschine) beliebiger Bauart mit einem umlaufenden Flüsbigkeitsmotor (Sekundärmaschine) hydraulisch gekuppelt ist, gekennzeichnet durch ein beiden Maschinen gemeinsames Gehäuse, das mit der Drehzahl des einen Rotors umläuft. während die auf das gemeinsame Gehäuse bezogene Drehzahl des anderen Rotors und damit das Über- setzungsverhältnis dadurch stetig geändert werden kann, dass man das Verhältnis der pro Umdrehung von der einen Maschine gelieferten Flüssigkeitsmenge zu der von der anderen Maschine pro Umdrehung verbrauchten Flüssigkeitsmenge änaert.