Изобретение относится к гидравлическим муфтам типа Феттингера, состоящим из ведущего и ведомого органов, обра - зующих между собою гидравлическую цепь для рабочей жидкости, и снабженным трубкгти для перемещения жидкости, расположенными во вращающейся части муфты и служащими для захвата жидкости и удаления ее из рабочей камеры путем использования кинетической энергии самой жидкости.
Известен способ .регулирования степени наполнения гидравлической муфты при помощи перегородок, устраиваемых на наружной поверхности вращающейся части для проталкивания жидкости, выделенной из муфты гидравлической передачи, радиально наружу в бак, расположенный под муф/ой, действием центробежной силы. Из бака жидкость стекает обратно в муфту под влиянием силы тяжести. Подобные устройства, использующие энергию движения передаточной жидкости для перемещения ее в рабочую камеру и из нее, требуют наличия неподвижных кожухов вокруг муфт и перегородок, благодаря чему затрудняется охлаждение муфт и появляется необходимость в особых охлаждающих устройствах, которые сложны и дороги. Для многих надобностей желательно иметь высоко расположенный бак для обеспечения надлежащего напора и это обстоя(587)
тельство вынуждает затрачивать значительное количество энергии на трение жидкости, обладающей большой окружной скоростью, о сравнительно больщую поверхность.
В другом известном типе гидравлических передач имеется, передающий,, состоящий из одной или нескольких неподвижных трубок, установленных в рабочей камере муфты, благодаря которым жидкость, переливаясь через открытые трубок, удаляется из рабочей камеры. В таких муфтах присутствие неподвижных Передающих органов в гидра.влической цепи вызывает вредное сопротивление, отражающееся на эффективности передачи. Целью изобретения является создание приспособления для наполнения и опоражнивания муфты по любой степени, которое не .имело бы выщеупомянутых недостатков. Согласно данному изобретению передающий орган расположен вне гидравлической цепи, чтобы не вызвать дополнительного трения, не вводить лищнего сопротивления и не уменьшать эффективности передачи.v
На чертеже фиг. 1 изображает вертикальное сечение муфты типа Феттингера, снабженной приспособлением для передачи жидкости, согласно данному изобретению, причем трубы, соединяющие это приспособление с наружным
резервуаром, и самый резервуар, не указаны; фиг. 2 - торцевой вид на корпус передачи и на приспособление для уДаления жидкости, причем все остальные части передачи удалены; фиг. 3 и 4 поясняют схематически расположение мотора, передачи, машины, приводимой в движение и соединения передачи с питательным резервуаром под давлением и с питательным резервуаром, действующим силой тяжести; 5- вертикальное сечение другого варианта изобретения; фиг. б - торцевой вид части механизма, изображенного на фиг. 5; фиг. 7 - вертикальное сечение варианта изобретения.
На фиг. 1,2 цифрой 7 обозначен моторный вал с неподвижно насаженной на нем -втулкой 2, к которой болтами привинчен ведущий орган 3 передачи. К последнему прикреплен внутренний орган 5 и наружный 6 и все эти части вращаются вместе с валом /. Болты на чертеже не указаны. Ведомый орган 7 передачи прикреплен болтами и гайками к фланцам втулки Р, закрепленной на ведомом валу 10. Между частями (органами) 5, 6 образуется пространство /1, служащее камерой выпуска-, в которой установлена выпускная трубка 72, предназначенная для удаления жидкости из передачи. Трубка эта установлена на неподвижной втулке 13, окружающей втулку 9 и закрепленной болтами на концевом диске 14. Трубка 72 у нижнего своего конца сообщается с каналами 75 втулки 13, которые у наружного края втулки соединяются с ниппелем для выходного канала 16, закреплённым во втулке. На противоположной .сГороне втулки 13 от каналов 75 отходит канал 77, который у наружного своего конца сообщается с ниппелем 18 для впускного канала, тоже укрепленным во втулке. Канал 77сообщается с некоторым числом каналов 19, устанавливающих сообщение между питательной трубой через ниппель 18 и рабочей камерой передачи. Между наружным концом втулки 9 и диском 14 установлено упорное кольцо 20, вращаюющееся вместе со втулкой 9. Между внутренней кромкой внешнего органа 6 и втулкой 13 тоже установлено аналогичное упорное кольцо 27. Между внутренними концами обоих валов 7 и 10
установлена спиральная пружина 22, упирающаяся в шайбу 23 и шарик 24. Пружина эта удерживает упорные кольца в положении запора, когда в передаче нет гидравлического напора, стремящегося отделить ведущую часть передачи от ведомой при не работающей передаче. Одно или несколько окон 35 соединяют выпускную камеру 77 с рабочей камерой. Большее или меньшее открытие этих окон регулируется клапаном 36 или же окна 35 могут быть открываемы и закрываемы, по желанию, соответствующим механизмом, например при помощи неподвижной втулки 13, когда передача работает.
На фиг. 3 движущая машина 25, например электродвигатель, сцеплена с машиной 26, приводимой- в движение при помощи гидравлической муфты 27 типа, изображенного на фиг. 1. Выпускная трубка 72 соединена помощью трубки 28 с резервуаром 29 жидкости под давлением, который заполняется для начала ручным насосом 29 А или какимнибудь другим лодходящим приспособлением, после чего давление поддерживается автоматически на высоте, зависящей от обстоятельств. В трубке 28 установлен обратный клапан 30 (если. желателБно), а нижний конец трубки 28 может быть опущен ниже уровня жидкости в резервуаре 29, так что передача может быть освобождена от жидкости, когда она не работает, сифонным действием этой трубки. Резервуар 29 имеет питательную трубу 57, соединенную с впускным ниппелем 18 (фиг. 1) муфты. В питательной трубке 31 установлен регулирующий скорость подачи жидкости клапан 32, который может быть вынесен из общей установки на некоторое расстояние. В питательной трубке 31 можно также установить редукционный клапан 33 для того, чтобы обеспечить клапан 32 постоянным давлением, или же резервуар может быть снабжен воздушным клапаном ЗЗА для выпуска воздуха, отрегулированным на соответствующее давление. На том же резервуаре 29 установлен выпускной клапан 34, действующий от пружины или силы тяжести и спускающий давление в резервуаре, когда машина не работает. Этот клапан при пуске передачи может быть закрываем электромагнитом, включенным в цепь мотора 25, или же давлением выхлопной трубки 28 или каким-нибудь другим подходящим способом. Когда ведущая часть 3 муфты (фиг. 1 и 3) вращается, то жидкость постоянно с определенной скоростью проходит из рабочей камеры между ведущей частью и ведомой 7 к спускной камере // через окна 55 и, благодаря своему напору через открытый конец трубки /2 и выхлопную трубку 28 выбрасывается в резервуар 29. Потеря жидкости в муфте, незначительная в общем, возмещается притоком через питательную трубку 3/. Так, например, было найдено, по опытам автора, что потеря жидкости через окна 35 при вращении ведущей части с полной скоростью и при наполненной рабочей камере, не превышала 10 галлонов в минуту. Пока регулирующий клапан 32 открыт, потеря эта беспрерывно возмещается и рабочая камера всегда полна. Если предположить, что регулирующий клапан будет частично закрыт и приход жидкости в рабочую камеру не будет превышать 8 галлонов в минуту, то рабочая камера начнет опоражниваться / и скорость вращаемой машины начнет уменьшаться благодаря возрастающему скольжению ведомой части 7 по отношению и ведущей части 3. По мере того, как рабочая камера опоражнивается, напор жидкости у окон 35 ослабевает и скоро наступает такой момент, когда потеря в спускную камеру становится равной поступлению жидкости через питательную трубу, а именно 8 галлонам в минуту, и тогда наступает устойчивое равновесие всей системы, вращающейся со скоростью, соответствующей данной степени наполнения рабочей камеры и передаваемой нагрузке. Точно так же, если приход жидкости ограничить б галлонами в минуту, то муфта опорожнится еще больше до тех пор, пока снова не наступит равновесие и система будет вращаться еще медленнее. В тех случаях, когда yжнp, чтобы изменения скорости вращения происходили без замедления, необходимо, чтобы проходные отверстия имели достаточно большое сечение; если же задержка в 30 секунд не играет роли, то сечение этих отверстий может быть выбрано довольно-малое.
Необходимо упомянуть, что трубка /2 уносит в резервуар вместе с маслом или другими жидкостями также и некоторое количество воздуха, вследствие чего увлекаемый таким образом воздух способствует поддерживанию в резервуаре нужного давления над жидкостью. Количество увлекаемого воздуха можно увеличить, если внутренность корпуса (органа) б около открытого конца трубки /2 снабдить правильно расположенными перегородками или каналами с зарубками, благодаря которым жидкость и увлекаемый ею воздух направляются, быстро следуя друг за другом против открытого конца трубки. Давление, которое развивается у выхлопной трубки, достаточно велико для нормальной работы, а так как рабочее давление в резервуаре очень невелико (несколько фунтов на 1 квадратный дюйм), то энергия, теряющаяся благодаря сопротивлению кромки трубки проходу жидкости, незначительна. Для выпуска воздуха из корпуса муфты при наполнении ее можно предусмотреть соответствующие отверстия или клапаны (на чертеже не показанные). Так как регулирование скорости происходит путем изменения скольжения, то уменьшение скорости сопровождается уменьшением коэфициента полезного действия и нагревом жидкости. Охлаждающее действие от вращения ведущей части, соприкасающейся с наружным воздухом, оказывается достаточным для большинства случаев, однако, охлаждение можно усилить прибавлением охлаждающих перегородок. Если работа муфты будет происходить долгое время при наличии большого скольжения и передачи большой мощности, то передачу следует заключить в корпус с уплотненными швами и устроить охлаждение водой.
В некоторых случаях ведомый вал можно присоединить к той части, которая несет на себе внутренний и наружный корпуса (органы) 5 и б, а мотор можно присоединить к другой части. При таком устройстве охлаждение менее действительно, когда скорость ведомого вала падает, зато с другой стороны регулирование скорости может быть улучшено, так как уменьшение темпа прохождения жидкости через окна 35 происходит под
влиянием уменьшения напора, благодаря опоражниванию рабочей камеры и также благодаря уменьшению напора от уменьшения скорости ведомого вала. В большинстве случаев, однако, предпочтительнее присоединять ведущий орган и выпускную камеру к ведущему валу. В устройстве, изображенном на фиг. 4, установлен резервуар 57, действующий силой тяжести. Выхлопная труба 28 выбрасывает воду в верхнюю часть резервуара 37, а питательная труба 5/ открывается как раз на уровне жидкости, приблизительно посредине высоты резервуара 37. Внутри резервуара расположен вытесняющий груз 38, высота подвеса которого регулируется рычагом 39. Если груз 38 поднять, опустив рычаг 39, то уровень жидкости в резервуаре понизится и станет ниже отверстия питательной трубы 3f и таким образом прервется питание муфты; в то -же время выпуск через трубу 28 продолжается, так что муфта начинает опоражниваться и резервуар начинает заполняться пока уровень жидкости не подойдет к отверстию трубки 3J и жидкость снова начнет подаваться в муфту. Таким образом устанавливается равновесие между расходом и приходом жидкости в муфту и приостанавливается дальнейшее уменьшение скорости ведомой части. Такого же результата можно добиться подниманием и опусканием конца питательной трубы 3} вместо того, чтобы изменять положение вытесняющег© груза 38.
В варианте изобретения, изображенном схематически на фиг. 5, корпус (орган) б присоединен к ведущему валу /, ведущая часть 3 снабжена фланцем 40, скрепленным болтами (непоказанными) с фланцами 41 корпуса б. Орган 42, играющий роль резервуара, также скреплен с движущейся частью 3 не показанным на рисунке способом. Ведомый орган 7 скреплен с ведомым валом JO. В промежутке // между ведущей частью 3 и корпусом 6 установлен передаточный элемент в виде трубок , к которому прикреплена скользящая втулка 44, свободно вращающаяся на валу 70 и снабженная фланцем 45.
Внутренний конец втулки 44 упирается в клапан 46, который толкается вправо пружиной . Части 44, 46, 47 и 42
вращаются вместе с ведущей частью 3 корпусом 6 и ведущим валом 7. В нормальном положении ведущая частьсвя зана с резервуаром 42 отверстиями 48, которые закрываются при перемещении влево клапана 46 при нажиме на педаль 49. Фиг. б , изображает схематически трубки 43, образованные изогнутыми стенками 50, число которых и кривизна могут изменяться смотря по надобности.
Пуск производится при наполненных маслом промежутках, между резервуарами 42; энергия передается при минимальном скольжении от ведущего вала 7 к ведомому валу W через гидравлическую передачу между ведущей частью 3 и ведомой 7. Жидкость, стремящаяся проникнуть в резервуар 42, выбрасывается наружу через отверстия #5. Трубки 43 увлекаются ведущей частью 3 течением жидкости в промежутке (камере) 7/ в направлении, указанном стрелкой на фиг. 6. Если нужно выключить муфту, то нажимают на педаль 49, благодаря чему наружная коническая часть фланца 5 входит в неподвижную часть .57. Трубки 43, соединенные со втулкой 44, останавливаются и жидкость из пространства (камеры) /7 устремляется (в направлении стрелки на фиг. 6) на стенки 50 и через отверстие 52 в движущей части проходит в резервуар /2. При нажатии педали 49 клапан 46 передвигается влево и закрывает отверстия 48, так что жидкость, попавшая в резервуар 42, не может, оттуда утечь. Жидкость в рабочей камере между органами 3 и 7 праходит через отверстия 53 в промежуток 77 и направляется трубками 43 в резервуар 42, пока вся жидкость муфты не перейдет туда. Таким образом, больщее или меньшее нажатие на педаль 49 вызывает то или другое наполнение рабочей камеры и, следовательно, скольжение может быть сделано таким, как это желательно. Когда педаль освобождена, то жидкость, под влиянием центробежной силы, входит через отверстия 48 в рабочую камеру, причем трубки 43 опять могут свободно вращаться вместе с ведущей частью и скольжение опять сводится к своей первоначальной величине.
В варианте конструкции (фиг. 5) клапан 46 и отверстия 48 отсутствуют.
зато сечение впускного отверстия 52 увеличивается до полного размера диаметра резервуара 42. В этом случае нажим педали 49 останайливает вращение трубок 43, с тем результатом, что жидкость переходит в резервуар 42 и остается в кем до тех пор, пока трубки 43 остаются неподвижными благодаря постоянному притоку жидкости из камеры 11. При освобождении трубок-/5 жидкость в резервуаре снова переходит в рабочую камеру через камеру 11 и отверстие 55. Так как в конструкции согласно фиг. 5 рабочая камера окружает резервуар и диаметр ее весьма велик, то для уменьшения всех размеров муфты предпочтительнее употреблять жидкость большой плотности, например ртуть.
В устройстве, изображенном схематически на фиг. 7, трубки 43 установлены в пространстве 11 между ведомой частью 7 и корпусом 6. К корпусу б прикреплен резервуар 54 с помещенной в нем трубкой 55, служащей для перемещения жидкости в рабочую камеру.
Трубки 43 скрепленыСО втулкой 58, вращающейся на валу 10, в то время как трубка 55 монтирована на втулке 5Р, вращающейся на втулке 55. Втулка 58 снабжена на своем наружном конце фланцем или барабаном 56, а втулка 59 также снабжена барабаном 57. Каждый из этих барабанов может быть заторможен самостоятельно.
При работе, предполагая, что вал / вращает вал 10 при посредстве гидравлической передачи между ведущей частью 5 и ведомой 7, рабочая камера наполнена жидкостью и трубки 43 и 55 вращаются вместе с валом 10. Если нужно опорожнить рабочую камеру, то барабан 56 тормозится, благодаря чему замедляется или совсем прекращается вращение трубок 43. Жидкость в пространстве // устремляется в трубки 43 и, направляемая ими, проходит через отверстие в резервуар 54. Когда скольжение доходит до нужной величины, то барабан 56 освобождается и пфедача начинает
действовать со скоростью, соответствующей уменьшенной степени наполнения рабочей камеры. Если степень наполнения желательно увеличить и уменьшить таким образом скольжение, то тормозят барабан 57, благодаря чему замедляют или прекращают вращение трубки 55, стенки которой имеют такую кривизну, что устремленная в них жидкость через отверстия вновь возвращается в рабочую камеру.
Во всех описанных вариантах энергия движения жидкости внутри муфты используется для перемещения жидкости от рабочей камеры и к ней. В устройстве согласно фиг. 4, например, энергия движения жидкости используется для удаления жидЕ ости/из рабочей камеры муфты и для поднятия ее уровня в резервуаре 37. Жидкость ь резервуаре 37 является носителем потенциальной энергии, возникшей из энергии движения и эта потенциальная энергия гонит жидкость к муфте 27 (фиг, 3).
Предмет патента.
1. Гидравлическая муфта типа Феттингера, состоящая из ведущего и ведомого органов, образующих между собою гидравлическую цепь для рабочей жидкости, и снабженная трубками для перемещения жидкости, расположенными во вращающейся части муфты и служащими для захвата жидкости и удаления ее из рабочей камеры путем использования кинетической энергии самой жидкости, отличающаяся тем, что трубки 43 (фиг. 5 и 7), служащие я перемещения жидкости и установленные В камере 7/, получают вращение вместе с этой камерой.
2.Применение в муфте по п. 1 окон 35 (фиг. 1), сообщающих камеру 7/с рабочей камерой.
3.Применение в муфте по п. 1 резервуара 54 (фиг. 7), вращающегося вместе с одним из элементов рабочей камеры, в каковом резервуаре помещена трубка 55,-служащая для перемещения жидкости в рабочую камеру.
Фиг
Фис5
WtO
ss
