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Flüssigkeitsgetriebe mit durch den Flüssigkeitsdruck angetriebenen
Rotoren, insbesondere für motorgetriebene Fahrzeuge Die Erfindiung bezieht sich
auf ein Flüssigkeitsgetriebe mit durch den Flüssigkeitsdruck angetriebenen Rotoren,
die in getrennten Kammern angeordnet sind und denen die Druckflüssigkeit in Abhängigkeit
von der Belastung durch vorm Flüssigkeitsdruck gesteuerte Ventile zugeführt wird.
Ein derartiges Getriebe ist insbesondere für motorgetriebene Fahrzeuge geeignet.
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Bei einem bekannten, mit Rotoren ausgestatteten Getriebe wirkt der
eine von der Motorwelle angetriebene Rotor als Pumpe. Bei geringer Belastung nimmt
diese Pumpe :die angetriebene Welle unmittelbar über das Drehgehäuse mit, während
bei höherer Belastung die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit zusätzlich einen
weiteren Rotor beaufschlagt, wodurch eine Untersetzung zwischen Motorwelle und angetriebener
Welle herbeigeführt wird. Die Steuerung erfolgt dabei nicht unmittelbar durch den
von der Belastung abhängigen Flüssigkeitsdruck, sondern über ein von der Fliehkraft
beeinflußtes Ventil, also in Abhängigkeit von der Drehzahl der angetriebenen Welle.
Eine Differentialwirkung, wie sie für Kraftfahrzeuge unerläßlich ist, kann mit der
bekannten Anordnung nicht erzielt werden. Ähnliche mit Drehschiebersteuerung ausgerüstete
Rotorgetriebe sind ebenfalls bekannt.
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Die Erfindung bezweckt die Verbesserung eines derartigen Flüssigkeitsgetriebes,
welches sich den jeweiligen Betriebsbedingungen automatisch anpaßt.
Erfindungsgemäß
ist eine Reihe von Rotoreinheiten vorgesehen, die sämtlich unmittelbar über einzelne,
je für sich vom Flüssigkeitsdruck gesteuerte Ventile mittels getrennt beaufschlagter
Druckleitungen an eine Pumpe angeschlossen sind und mit der gleichen Arbeitswelle
in Verbindung stehen, so daß bei niedrigem Arbeitsdruck weniger Rotoren beaufschlagt
sind als bei hohem Arbeitsdruck der Flüssigkeit. Hierdurch kann eine Übersetzung
ins Schnelle oder Langsame erfolgen.
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Bei hoher Drehmomentbelastung des Getriebes ist demnach eine größere
Kolben- bzw. Flügel-(usw.) Fläche der Rotoren dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt,
bei niedrigerer Belastung eine kleinere Kolben- (usw.) Fläche.
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Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Getriebes auf Fahrzeuge kann dieses
gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken derart ausgestaltet werden, daß zwei voneinander
unabhängige Antriebswellen vorgesehen sind, deren jede gemäß dem Hauptgedanken der
Erfindung von einer Anzahl in getrennten Kammern arbeitender, auf die nämliche Antriebswelle
wirkender Rotoren angetrieben, wird. Auf diese Weise wird ein besonderes Differentialgetriebe
entbehrlich, da die beiden Antriebswellen ohne weiteres mit verschiedenen Drehzahlen
angetrieben. werden können.
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Weitere Merkmale der Erfindung lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung
der Zeichnungen ersehen, .in welchen das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Flüssigkeitsgetriebes in schematischer Form dargestellt ist.
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Fig. I zeigt einen Längsschnitt nach der Linie I-I der EFg. 4 ,durch
das neue Flüssigkeitsgetriebe; Fig. 2 zeigt den geschnittenen Drehschieber des Getriebes
in Rückwärtsgangstellung; Fig. 3 zeigt einen. Schnitt durch ein durch den Flüssigkeitsdruck
automatisch betätigtes Steuerventil in gegenüber Fig. I vergrößerter Darstellung;
Fig.4 zeigt einen Schnitt durch das Getriebe längs der Linie 4-4 der Fig. I; Fig.
5 zeigt einen Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. I durch den Flüssigkeitsauslaßkanal
(bzw. Flüssigkeitseinlaßkanal bei Rückwärtsgang) ; Fig. 6 zeigt einen Schnitt längs
der Linie 6-6 der Fig. 4; Fig. 7 zeigt das Unterdruckausgleichventil (Schnitt längs
der Linie 7-7 der Fig. I) Fig. 8 zeigt den gesamten Getriebesatz in Außenansicht
einschließlich :der Druckpumpe; Fig.9 zeigt einen Schnitt durch den- Drehschieber
in Leerlaufstellung.
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Das Flüssigkeitsgetriebe besteht im wesentlichen aus drei verschiedenen
Einheiten, und zwar aus der Drehschiebereinheit I zum Regeln des Flüssigkeitsweges
(Schaltung von Vorwärtsgang auf Rückwärtsgang oder Leerlauf), aus der Einheit 2,
welche die Leitungen zwischen dem Drehschieber und den Rotoren umfaßt und aus der
Rotoreinheit 3.
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Die Rotoreinheit 3 besitzt mehrere Rotoren. 4, 5, 6, 7, 8 und 9. Beispielsweise
kommen Rotoren des bekannten Flügelradtyps zur Anwendung, welche mit in Schlitzen
I2 gleitenden Flügeln II versehen sind und in den Rotorkammern I3 arbeiten. Es können
natürlich auch Rotoren jeder anderen, geeigneten Ausführung zur Anwendung kommen.
Die Rotoren 4 bis 9 sitzen drehkraftschlüssig auf den Treibwellen I4 und I5, und
zwar die Rotoren 4 bis 6 auf der Welle I4 und die Rotoren 7 bis 9 auf der Welle
15; in bezug auf die Mittelachse des Gehäuses I6 sind die Wellen I4 und I5 und damit
die Rotoren 4 bis 9 exzentrisch gelagert.
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Wie aus Fig. 8 zu ersehen ist, fördert die Pumpe I8 die Flüssigkeit
durch die Leitung I8' in die Drehschiebereinheit I. Letztere besitzt einen Drehschieber
I9 mit Hauptkanal 2o in seinem Innern. In Fig. I befindet sich dieser Drehschieber
I9 in derjenigen Stellung, in welcher er die Druckflüssigkeit von der Leitung I8'
in das Leitungssystem 2I der Einheit :2 lenkt. Die Flüssiglzeit tritt über die Einlaßkanäle
22 in die Rotoreinheit 3 ein und drückt die Rotorflügel II und damit die Rotoren
4 und 9 :in Richtung des Pfeiles. Die Rotoren 4 und 9 werden, dadurch gleichzeitig
beaufschlagt und treiben die Wellen I4 und I5 entweder gleich schnell, oder wenn,
zwischen letzteren eine Differentialwirkung bestehen soll, mit unterschiedlicher
Drehzahl an..
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Wenn nur das Leitungssystems 2I beaufschlagt ist, so befinden sich
lediglich die Rotoren 4 und 9 unter Druck, und das Flüssigkeitsgetriebe arbeitet
mit hoher Übersetzung, da die beiden Rotoren 4 und 9 die gesamte umlaufende Flüssigkeit
über den Drehschieber I9 zugeführt eralten und nur ein verhältnismäßig kleiner Teil
der Arbeitsflügel sämtlicher Rotoren .der Rotoreinheit 3 dem Flüssigkeitsstrom ausgesetzt
ist. Daher müssen -die Rotoren 4 und 9, wenn sie als einzige angetrieben werden,
einerseits mit hoher Drehzahl umlaufen, um :den gesamten Flüssigkeitsstrom durchzulassen,
können dann aber andererseits nur ein verhältnismäßig geringes Drehmoment übertragen.
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Wenn die Belastung der Wellen 14 und 15 ansteigt, so müssen zwecks
Erhöhung des Drehmoments weitere Rotoren, z. B. die Rotoren 5 und 8, zur Arbeit
herangezogen, werden. Wenn dieser Fall eintritt, so steigt -der Flüssigkeitsdruck
innerhalb des Leitungssystems 21 infolge des angewachsenen Drehwiderstandes der
Rotoren 4 und 9 an. Der erhöhte Flüssigkeitsdruck wirkt auf die durch die Kraft
einer Feder 27 belastete Membran 23 und öffnet :dadurch über den abwärts gehenden
Flachschieber 25 die Öffnung 26, so daß die Flüssigkeit nun auch in das Leitungssystem
27 eintreten und die Rotoren 5 und 8 zusätzlich antreiben kann. Dadurch wird die
dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzte Rotorflügelfläche vergrößert und bei Herabminderung
der Drehzahl der Wellen 14 und 15 auf letztere ein stärkeres Drehmoment übertragen.
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Falls noch ein größeres Drehmoment benötigt wird, so spielt sich der
gleiche Vorgang auch in Bezug auf die Rotoren 6 und 7 ab. Der im Leitungssystem
27 ansteigende Flüssigkeitsdruck drückt die Membran 28 entgegen der Wirkung der
Feder 29
nach unten, öffnet dadurch den Flachschieber 30 zwischen
den Leitungen 27 und 31 und ermöglicht dadurch der Flüssigkeit den Zutritt zu den
Kanälen 32 und damit zu den Rotoren 6 und 7. In diesem Zustand überträgt das Flüssigkeitsgetriebe
bei niedriger Drehzahl :das größte Drehmoment.
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Wenn die Belastung des Flüssigkeitsgetriebes absinkt, d. h. wenn der
Drehwiderstand der Wellen 14 und 15 sich mindert, so schließt die Feder 29 der Membran
28 mittels des aufwärts gehenden Flachschiebers 3o die Flüssigkeitszufuhr zu den
Rotoren 6 und 7 ab, wodurch die Drehzahl der Rotoreinheit 3 wieder ansteigt. Dieses
Flüssigkeitsgetriebe arbeitet demnach vollkommen automatisch, indem allein durch
den Flüssigkeitsdruck die selbständige Anpassung .des Getriebes an. die jeweiligen
Betriebsverhältnisse (hohes Drehmoment bei kleiner Drehzahl, und umgekehrt) bewirkt
wird.
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Wenn das Flüssigkeitsgetriebe mit hoher Drehzahl arbeitet und die
Rotoren 5 bis 8 leer mitlaufen, so öffnen sich automatische Unterdruckventile 33
und 34 und verhindern das Aufkommen eines Vakuums innerhalb dieser Rotoren. Diese
Ventile schaffen alsdann eine Verbindung zwischen dem Flüssigkeitsreservoir 35 und
den frei laufenden Rotoren. Dieses Flüssigkeitsreservoir 35 umgibt die Drehschieber-
und Leitungssystemeinheit und nimmt die von :den Rotoren 4 bis 9 kommende Flüssigkeit
über die Leitungen 37 und die Öffnung 44 (neben dem Drehschieber I9) auf.
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Wenn das Flüssigkeitsgetriebe rückwärts arbeiten soll, so wird der
Drehschieber I9 mittels des Hebels 36 in die Stellung gemäß Fig. 2 gebracht. Dadurch
wird der Druckflüssigkeit der Weg aus der Druckleitung 18' über den Drehschieberhauptkanal
2o und über die Leitungen 37 zu den Kanälen 38 frei gemacht, so, daß sämtliche Rotoren
in entgegengesetzter Richtung zu dem Pfeil angetrieben werden. Dabei verläßt die
Flüssigkeit die Rotoren. über die Leitungen 31, 27 und 21. Die Flüssigkeit, welche
durch die Leitung 31 strömt, muß an dem Flachschieber 30 vorbeiströmen, welcher
um den Punkt 4o gelenkig beweglich am Schaft 39 der Membran 28 befestigt ist. In
Fig.3 ist durch den gestrichelten Pfeil die Richtung der abströmenden Flüssigkeit
angedeutet, die :den Flachschieber 30 entgegen der Kraft der Feder 41 in
die gestrichelt gezeichnete Stellung drückt und so in die Leitung 27 gelangt und
in ähnlicher Weise aus der Leitung 27 am Flachschieber 25 vorbei in. die Leitung
2I strömt und dann durch :die Öffnung 42 (unter dem Drehschieber I9) an der Stelle
43 in das Reservoir 35 eintritt (Fig. 9).
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Aus der vorangegangenen Beschreibung kann demnach ersehen werden,
daß gemäß der Erfindung bei ansteigender Belastung und damit ansteigendem Drehmoment
zusätzliche Rotoren in den Flüssigkeitsstrom eingeschaltet werden, welche bei fallenderBelastung
selbsttätig wieder abgeschaltet werden. Die Erfindung gewährleistet demnach einen
vollkommen automatischen Übergang von höchstem zu niedrigstem Übersetzungsverhältnis
und umgekehrt in Abhängigkeit von dem durch die jeweilige Belastung sich ändernden
Arbeitsdruck der Flüssigkeit.