DE1136541B - Hydrodynamic coupling - Google Patents

Description

Hydrodynamische Kupplung Die Erfindung betrifft hydrodynamische Kupplungen, bei welchen außer einem vom Pumpenrad und Turbinenrad gebildeten ringförmigen Arbeitsraum für die Arbeitsflüssigkeit noch ein Flüssigkeitsauinahmebehälter vorgesehen ist, der zur Erzielung eines Umlaufs oder Austausches wenigstens eines Teiles der Arbeitsflüssigkeit zwecks Kühlung, Füllungsregelung bzw. völliger Entleerung des Arbeitsraumes mit diesem in Verbindung steht, wobei diese Verbindung eine Einrichtung zur Förderung von Flüssigkeit aus dem Aufnahmebehälter in den Arbeitsraum aufweist.Hydrodynamic coupling The invention relates to hydrodynamic couplings, in which apart from an annular working space formed by the pump wheel and the turbine wheel a fluid holding tank is provided for the working fluid, that to achieve a circulation or exchange of at least part of the working fluid for the purpose of cooling, filling control or complete emptying of the work area with this is in connection, this connection being a facility for promoting of liquid from the receptacle into the working space.

Es sind bereits derartige Strömungskupplungen bekannt, bei welchen die Verbindungskanäle zur Flüssigkeitsüberführung derart ausgebildet sind, daß nur bei großem Kupplungsschlupf Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum in den Behälter gelangen kann. Diese bekannten Strömungskupplungen weisen jedoch keinerlei Mittel auf, die auch bei kleinem Schlupf zwecks Kühlung, Füllungsregelung oder Entleerung einen dauernden bzw. beliebig regelbaren Abfluß der Arbeitsflüssigkeit aus dem Arbeitsraum in den Aufnahmebehälter bewirken oder ermöglichen.There are already such flow couplings known in which the connecting channels for liquid transfer are designed such that only if there is a large clutch slippage, liquid can enter the tank from the working area can. However, these known fluid couplings have no means that even with a small slip for the purpose of cooling, filling control or emptying permanent or freely controllable outflow of the working fluid from the working area cause or enable in the receptacle.

Außerdem sind derartige Strömungskupplungen bekanntgeworden, bei welchen in dem radial innersten Bereich des Arbeitsraumes Verbindungskanäle einmünden, die zum Aufnahmebehälter führen und einen Durchgang der Arbeitsflüssigkeit in beiden Richtungen ermöglichen.In addition, such fluid couplings have become known in which In the radially innermost area of the working space connecting channels open out, the lead to the receptacle and a passage of the working fluid in both Enable directions.

Weiterhin ist eine Strömungskupplung bekanntgeworden, bei der innerhalb des Innendurchmessers des Pumpenrades ein mit dem Arbeitsraum in unmittelbarer Verbindung stehender Behälter angeordnet ist, in den die Arbeitsflüssigkeit übertritt, sobald der in der Kupplung auftretende Schlupf groß wird und die Drehzahl des Turbinenrades unter einen bestimmten Wert abfällt. Bei dieser bekannten Bauart neigt die Flüssigkeit dazu, bei allen übrigen Betriebszuständen alsbald wieder in den Arbeitsraum zurückzuströmen; infolgedessen besteht hierbei ebenfalls keine Möglichkeit, auch bei kleinem Schlupf und großer Drehzahl des Turbinenrades etwa zwecks Kühlung oder Füllungsregelung einen Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Arbeitsraum und dem Aufnahmebehälter zu erzielen.Furthermore, a fluid coupling has become known in which within the inside diameter of the pump wheel with the working space in direct connection standing container is arranged into which the working fluid passes as soon as the slip occurring in the clutch becomes large and the speed of the turbine wheel drops below a certain value. In this known design, the liquid tends to flow back into the work area as soon as possible in all other operating states; as a result, there is no possibility here either, even with a small slip and high speed of the turbine wheel, for example for cooling or filling control a fluid exchange between the working space and the receiving container achieve.

Im Gegensatz zu diesen bekannten Kupplungen handelt es sich beim Gegenstand der Erfindung um eine Strömungskupplung, die außer einem vom Pumpenrad und Turbinenrad gebildeten ringförmigen Arbeitsraum für die Arbeitsflüssigkeit noch einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter enthält, der zur Erzielung eines Umlaufes oder Austausches wenigstens eines Teiles der Arbeitsflüssigkeit zwecks Kühlung, Füllungsregelung oder/und völliger Entleerung des Arbeitsraumes mit diesem in Verbindung steht, wobei diese Verbindung eine Einrichtung zur Rückförderung von Flüssigkeit aus dem Aufnahmebehälter in den Arbeitsraum aufweist, und welche dadurch gekennzeichnet ist, daß eine von der Rückfördereinrichtung unabhängige, in an sich bekannter Weise an dem radial innersten Bereich des Arbeitsraumes angeschlossene Auslaßeinrichtung vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, daß diese auf die nahe dem kleinsten Profildurchmesser kreisende Arbeitsflüssigkeit eine Stau- oder Schöpfwirkung ausübt und hierdurch ein Ausströmen der Arbeitsflüssigkeit nur aus dem Arbeitsraum in den Flüssigkeitsbehälter bewirkt.In contrast to these known couplings, it is the object of the invention to a fluid coupling, which apart from one of the pump wheel and turbine wheel formed annular working space for the working fluid nor a fluid receptacle contains that to achieve a circulation or exchange of at least a part the working fluid for cooling, filling control and / or complete emptying of the work space is in connection with this, this connection being a device for the return of liquid from the receptacle into the working area, and which is characterized in that a connected in a manner known per se to the radially innermost area of the working space Outlet device is provided which is designed such that this on the Working fluid circulating near the smallest profile diameter creates a back-up or Exerts scooping effect and thereby only causes the working fluid to flow out causes the working space in the liquid container.

Eine nach der Erfindung ausgebildete Strömungskupplung hat gegenüber den genannten bekannten Strömungskupplungen eine Anzahl von Vorteilen, die nachstehend kurz zusammengestellt sind: 1. Der Aufnahmebehälter gemäß der Erfindung erfüllt einen doppelten Zweck, indem er nicht nur die bei großem Schlupf durch die Auslaßeinrichtung völlig selbsttätig aus dem Arbeitsraum gedrängte Flüssigkeit, sondern auch die infolge des dauernden Kühlumlaufes und/oder auf Grund der Füllungsregelung aus dem Arbeitsraum abgeführteFlüssigkeit aufnimmt. Dabeibrauchtder Aufnahmebehälter keineswegs größer bemessen zu sein. als ein sonst üblicher Aufnahmebehälter an füllungsgeregelten oder entleerbaren Strömungskupplungen. Der Raum- und Bauaufwand für einen besonderen Behälter zur Aufnahme der bei großem Schlupf aus dem Arbeitsraum abgeführten Flüssigkeit wird somit eingespart. 2. Desgleichen erfüllt auch die Fülleinrichtung der Kupplung gemäß der Erfindung einen mehrfachen Zweck, indem sie einerseits die bei großem Kupplungsschlupf in den Aufnahmeraum abgedrängte Flüssigkeit wieder in den Arbeitsraum zurückfördert und andererseits auch noch zum Füllen des Arbeitsraumes, zur Füllungsregelung und/oder zum Erzeugen des dauernden Kühlumlaufes dient.A recess formed according to the invention fluid coupling has the advantage over the above-mentioned known hydraulic couplings, a number of advantages which are summarized briefly below: 1. The receiving container according to the invention serves a dual purpose in that it not only completely automatically when large slip through the outlet means from the The working space, but also the liquid discharged from the working space as a result of the continuous cooling circulation and / or due to the filling control. The receptacle does not need to be of any size. as an otherwise common receptacle on fill-regulated or drainable flow couplings. The space and construction costs for a special container for receiving the liquid discharged from the working space in the event of a large slip are thus saved. 2. Likewise, the filling device of the coupling according to the invention also fulfills a multiple purpose in that it on the one hand returns the liquid displaced into the receiving space in the event of large coupling slippage and on the other hand also for filling the working space, for filling control and / or for generating the continuous cooling circulation is used.

3. Die Fülleinrichtung der Kupplung gemäß der Erfindung ermöglicht es, den Kühlflüssigkeitsstrom durch eine besondere Kühleinrichtung zu leiten und dadurch jede gewünschte Kühlwirkung zu erzielen.3. The filling device of the coupling according to the invention allows it to direct the flow of cooling liquid through a special cooling device and thereby achieving any desired cooling effect.

4. Bei einer Weiterbildung der Kupplung nach der Erfindung mit steuerbarer Auslaßeinrichtung sowie auch durch eine steuerbare Fülleinrichtung (beispielsweise in Gestalt eines verstellbaren Schöpfrohres) können die Füll- und Entleerungsvorgänge und damit der Schlupf beliebig gesteuert werden.4. In a further development of the clutch according to the invention with controllable Outlet device as well as a controllable filling device (for example in the form of an adjustable scoop tube) the filling and emptying processes and thus the slip can be controlled as required.

5. Die Strömungskupplung nach der Erfindung erzielt somit bei geringstem Bauaufwand und Bauraum eine günstige Drehmomentcharakteristik (nämlich selbsttätige Verminderung des übertragbaren Moments bei großem Schlupf) bei zugleich guter Regel- und Kühlmöglichkeit. Die Erfindung erweitert somit die Anwendungsmöglichkeit von Strömungskupplungen mit Füllungsregelung oder dauerndem Kühlumfang in idealer Weise auf solche Fälle, in denen eine selbsttätige Drehmomentverminderung in Abhängigkeit vom Kupplungsschlupf erforderlich ist.5. The fluid coupling according to the invention thus achieves very little Construction effort and space a favorable torque characteristic (namely automatic Reduction of the transferable torque with large slip) with good control and cooling option. The invention thus extends the application possibilities of Fluid couplings with filling control or permanent cooling in an ideal way in those cases in which an automatic torque reduction is dependent on from clutch slip is required.

Mittels der Erfindung ist also eine hydrodynamische Strörnungskupplung geschaffen, bei welcher eine rasche Teilentleerung des Arbeitsraumes dann möglich ist, wenn die Belastung der Kupplung bzw. das übertragene Drehmoment und somit der Schlupf bestimmte Werte überschreiten. Die Kupplung nach der Erfindung eignet sich also insbesondere für solche Anwendungen, bei welchen Drehmomente von Verbrennungsmotoren oder Elektromotoren mit Kurzschlußwicklung auf Arbeitsmaschinen übertragen werden. So eignet sich beispielsweise die Erfindung besonders für Schiffsantriebsanlagen, bei welchen beispielsweise ein Diesehnotor die Schiffsschraube über ein Strömungsgetriebe oder eine Strömunizskupplung antreibt, wobei sowohl der Motor als auch das Getriebe bei plötzlich auftretenden Belastungen entlastet werden müssen, wenn der Propeller auf ein Hindernis aufschlägt, was beispielsweise bei Treibeis oder Packeis vorkommen kann.The invention thus provides a hydrodynamic flow coupling created, in which a rapid partial emptying of the work area is then possible is when the load on the clutch or the transmitted torque and thus the Slip exceed certain values. The coupling according to the invention is suitable especially for those applications in which torques from internal combustion engines or electric motors with short-circuit windings are transferred to work machines. For example, the invention is particularly suitable for ship propulsion systems, in which, for example, a diesel engine drives the propeller via a fluid transmission or a fluid coupling drives, both the motor and the gearbox in the event of suddenly occurring loads must be relieved when the propeller hits an obstacle, which happens, for example, with drift ice or pack ice can.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr unter Bezug auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es stellt dar Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Strömungskupplung nach der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt durch eine Strömungskupplung nach der Erfindung mit einem regulierbaren Ventil, mit dessen Hilfe die Auslaßeinrichtung außer Betrieb gesetzt werden kann, Fig. 3, 4, 5 und 6 weitere Ausführungsbeispiele einer Strömungskupplung nach der Erfindung.Some embodiments of the invention are now referred to described in detail on the drawings. It shows Fig. 1 a longitudinal section through a fluid coupling according to the invention, Fig. 2 is a section through a Fluid coupling according to the invention with an adjustable valve with which Help the outlet device can be put out of operation, Fig. 3, 4, 5 and 6 further embodiments of a fluid coupling according to the invention.

Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, weist die dargestellte Strömungskupplung eine treibende Hohlwelle 1 auf, die mittels einer Scheibe 2 mit einem Ring 3 verbunden ist, welcher seinerseits am Umfang eines Gehäuses angeschweißt ist. Dieses Gehäuse besteht aus einem Zylinder 4, ferner einer Wand 5, die an der Rückseite des Pumpenrades 6 angeordnet und an seinem inneren Rand mit einem Lagerring 7 verbunden ist, an den die Nabe des Pumpenrades 6 angeschraubt ist, und einer Wand 8, die an der Rückseite des Turbinenrades 9 angeordnet und an einen Lagerring 10 angeschweißt ist, der auf der getriebenen Welle 11 gelagert ist. Auch der Lagerring 7 ist auf der getriebenen Welle 11 gelagert, mit deren radialem Flansch 12 die Nabe des Turbinenrades 9 verschraubt ist.As can be seen from FIG. 1, the fluid coupling shown has a driving hollow shaft 1 which is connected by means of a disk 2 to a ring 3 , which in turn is welded to the circumference of a housing. This housing consists of a cylinder 4, also a wall 5, which is arranged on the back of the pump wheel 6 and is connected at its inner edge to a bearing ring 7 to which the hub of the pump wheel 6 is screwed, and a wall 8, which is attached to the rear of the turbine wheel 9 is arranged and welded to a bearing ring 10 which is mounted on the driven shaft 11. The bearing ring 7 is also mounted on the driven shaft 11 , with the radial flange 12 of which the hub of the turbine wheel 9 is screwed.

Die, radial innere Schalenwand 13 des Pumpenrades 6 weist in an sich bekannter Weise einen größeren Durchmesser auf als die radial innere Schalenwand des Turbinenrades 9, wodurch radial innerhalb der Schalenwand 13 des Pumpenrades 6 ein zur Arbeitskammer der Kupplung hin offener Ringraum 16 entsteht.The radially inner shell wall 13 of the pump wheel 6 has, in a manner known per se, a larger diameter than the radially inner shell wall of the turbine wheel 9, which creates an annular space 16 open to the working chamber of the clutch radially inside the shell wall 13 of the pump wheel 6 .

Der Arbeitsraum der Kupplung wird durch das mit den Schaufeln 14 versehene Pumpenrad 6 und das damit zusammenarbeitende, mit den Schaufeln 15 versehene Turbinenrad 9 gebildet. Während des normalen Betriebes der Kupplung bildet sich ein Wirbelring der Arbeitsflüssigkeit innerhalb des Arbeitsraumes radial über die Schalenwand 13 hinaus. Mehrere im gleichen Abstand voneinander um die Achse der Kupplung herum angeordnete Rohre 17 führen aus dem Ringraum 16 nach außen, wobei die äußeren Enden der Rohre 17 einen größeren radialen Ab- stand von der Kupplungsachse haben als die inneren, die in den Ringraum 16 münden.The working space of the coupling is formed by the pump wheel 6 provided with the blades 14 and the turbine wheel 9 provided with the blades 15 and cooperating therewith. During normal operation of the clutch, a vortex ring of the working fluid forms within the working space radially beyond the shell wall 13 . A plurality of spaced arranged around the axis of the clutch at the same distance tubes 17 lead from the annular space 16 to the outside, wherein the outer ends of the tubes 17 have a greater radial distance from the coupling axis than the inner opening into the annular space sixteenth

Im normalen Betrieb der Kupplung bildet die Arbeitsflüssigkeit - wie bereits erwähnt wurde - einen Wirbelring innerhalb des Arbeitsraumes, nämlich radial außerhalb der Schalenwand 13. Falls das zu übertragende Drehmoment und damit der Schlupf zunehmen, also wenn die getriebene Kupplungshälfte überlastet wird, nimmt auch die Geschwindigkeit des Umlaufes im Wirbelring zu, und die Fliehkraft im Turbinenrad, die den Wirbelring in der radial äußeren Lage hält, nimmt ab, wodurch die Arbeitsflüssigkeit das Turbinenrad 9 nicht mehr radial außerhalb der Schalenwand 13 des Pumpenrades 6, sondern radial innerhalb der Schalenwand 13 des Pumpenrades 6 verläßt, so daß die Flüssigkeit bei Verlassen des Turbinenrades 9 aus dem Arbeitskreis austritt, in den Ringraum 16 gelangt und von hier durch die Rohre 17 ausströmt. Die zur Darstellung der Erfindung in Fig. 1 ausgewählte Kupplung entspricht einer Bauart mit einstellbarem Schöpfrohr zur Regelung des Füllungsgrades im Arbeitsraum. Kupplungen dieser Art sind an sich bekannt. Bei einer wahlweisen Ausführungsform einer solchen Kupplung braucht das Schöpfrohr nicht einstellbar zu sein.In normal operation of the clutch, the working liquid forms - as already mentioned - a vortex ring within the working space, namely radially 13 outside of the shell wall, if the torque to be transmitted and thus to increase the slip, so if the driven clutch half is overloaded, so does the speed of the circulation in the vortex ring, and the centrifugal force in the turbine wheel, which holds the vortex ring in the radially outer position, decreases, whereby the working fluid the turbine wheel 9 no longer radially outside the shell wall 13 of the pump wheel 6, but radially inside the shell wall 13 of the pump wheel 6 leaves, so that the liquid exits the working circuit when it leaves the turbine wheel 9 , enters the annular space 16 and flows out from here through the pipes 17 . The coupling selected to illustrate the invention in FIG. 1 corresponds to a design with an adjustable scoop tube for regulating the degree of filling in the working space. Couplings of this type are known per se. In an optional embodiment of such a coupling, the scoop tube need not be adjustable.

Die dargestellte Kupplung ist mit einem Aufnahmeraum versehen, der durch ein Gehäuse 18 gebildet wird, das mit dem Pumpenrad drehbar ist, und weist ein ausfahrbares Schöpfrohr 19 auf, das durch einen Hebel 20 verstellt werden kann. Leckdüsen 21 im Zylinder 4 verbinden den Arbeitsraum der Kupplung mit dem Aufnahmeraum. Bekanntlich bestimmt die radiale Stellung der Mündung des Schöpfrohres 19 die Menge an Arbeitsflüssigkeit, welche sich während des Betriebes in dem Arbeitsraum der Kupplung befindet. Es findet eine dauernde Strömung von Arbeitsflüssigkeit vom Arbeitsraum über die Düsen 21 in den Aufnahmeraum und ebenso eine dauernde Strömung von Arbeitsflüssigkeit aus dem Aufnahmeraum über das Schöpfrohr 19, gegebenenfalls einen Kühler, einen Füllkanal 22, die Öffnungen 23 in der Gehäusewand 5 und in den Raum zwischen der Wand 5 und der Rückwand des Pumpenrades 6 statt. Die Flüssigkeit wird durch einen Ring 24, durch welchen die Rohre 17 hindurchgehen, zu den öffnungen 23 geleitet.The coupling shown is provided with a receiving space which is formed by a housing 18 which can be rotated with the pump wheel, and has an extendable scoop tube 19 which can be adjusted by a lever 20. Leak nozzles 21 in the cylinder 4 connect the working space of the coupling with the receiving space. As is known, the radial position of the mouth of the scoop tube 19 determines the amount of working fluid which is in the working space of the coupling during operation. There is a constant flow of working fluid from the working space via the nozzles 21 into the receiving space and also a continuous flow of working fluid from the receiving space via the scoop tube 19, possibly a cooler, a filling channel 22, the openings 23 in the housing wall 5 and into the space between the wall 5 and the rear wall of the impeller 6 instead. The liquid is passed through a ring 24 through which the tubes 17 pass to the openings 23.

Die aus dem Arbeitsraum der Kupplung durch die Rohre 17 ausströmende Flüssigkeit gelangt in den Aufnahmeraum, wo sie zusammen mit der aus den Leckdüsen 21 austretenden einen Ring bildet. Die zeitliche Menge an Flüssigkeit, welche das Schöpfrohr in den Arbeitsraum zurückfördert, wird so eingestellt, daß diese geringer ist als die Flüssigkeitsmenge, die in der Zeiteinheit aus dem Arbeitsraum durch die Rohre 17 hindurch bei überlast und erhöhtem Schlupf ausströmt.The flowing out of the working space of the coupling through the pipes 17 Liquid gets into the receiving space, where it together with that from the leak nozzles 21 exiting forms a ring. The amount of fluid over time that the The scoop tube is fed back into the working area and is set so that this is less is than the amount of liquid that flows out of the working space in the unit of time the pipes 17 flows out through overload and increased slip.

Die Erfindung kann auch bei Strömungskupplungen der bekannten Vulkan-Bauart angewendet werden, wobei die aus dem Arbeitsraum ausströmende Flüssigkeit in einem ortsfesten Gehäuse gesammelt wird, das mit einem Sumpf versehen ist, aus dem eine Purapvorrichtung die Flüssigkeit in die Kupplung zurückfördert. Während des Betriebes ist der Arbeitsraum mit Flüssigkeit angefüllt, und die durch die Pumpe geförderte überschüssige Menge wird durch die Leckdüsen und/oder die gemäß der Erfindung vorgesehene Auslaßeinrichtung abgeführt. Bei überlast wird Flüssigkeit aus dem Arbeitskreis rasch durch die Auslaßeinrichtung 17 ausgestoßen, wodurch der Arbeitsraum teilweise entleert wird. Nach Absinken der überlast wird der Arbeitsraum durch die Pumpvorrichtung selbsttätig wieder gefüllt.The invention can also be used with fluid couplings of the known Vulkan type are used, the liquid flowing out of the working space in one stationary housing is collected, which is provided with a sump from which one Purap device pumps the liquid back into the coupling. During operation the working space is filled with fluid, and the fluid conveyed by the pump Excess amount is through the leak nozzles and / or provided according to the invention Outlet device discharged. In the event of an overload, liquid is removed from the working group quickly ejected through the outlet device 17, whereby the working space partially is emptied. After the overload has dropped, the working area is filled with the pumping device refilled automatically.

Bei einer Abart der oben beschriebenen Ausführungsfonn der Erfindung kann die Wand 13 getrennt vom Pumpenrad gebildet und axial einstellbar sein, so daß die Wand in größerem oder geringerem Maße zum Turbinenrad hinragt bzw. hervorsteht. In diesem Falle können die Schaufeln des Turbinenrades an dem radial inneren Ende verkürzt sein, so daß für die erwähnte einstellbare Wand ein freier Spielraum vorhanden ist, falls dieselbe in Richtung auf das Turbinenrad voll hervorsteht.In a variant of the embodiment of the invention described above the wall 13 can be formed separately from the pump wheel and axially adjustable, so that the wall protrudes or protrudes to a greater or lesser extent towards the turbine wheel. In this case, the blades of the turbine wheel can be at the radially inner end be shortened, so that there is free space for the aforementioned adjustable wall is if it protrudes fully towards the turbine wheel.

Es wird nunmehr nochmals auf die nach Fig. 1 beschriebene Kupplung zurückgekommen. Man sieht, daß Flüssigkeit immer dann aus dem Arbeitsraum ausgestoßen wird, wenn Flüssigkeit den Arbeitsraum in einem Bereich radial innerhalb des inneren Profildurchmessers des Arbeitsraumes verläßt. Wird die Kupplung gegen eine schwere Belastung angelassen, dann ist die Flüssigkeit in dem Arbeitsraum nicht in der Lage, einen vollen Wirbelring zu bilden, und wird in den Aufnahmebehälter 18 entleert, von welchem die Flüssigkeit durch das Schöpfrohr 19 und den Füllkanal 22 in den Arbeitsraum zurückgeführt wird. Daher hängt der Grad, bis zu welchem der Arbeitsraum entleert wird, von der relativen Strömung durch die Auslaufrohre 17 und den Rückstrom durch den Kanal 22 ab.The coupling described according to FIG. 1 will now be referred to again come back. You can see that liquid is always ejected from the work space is when liquid the working space in an area radially inside the inner Profile diameter of the working area leaves. Will the clutch against a heavy one If the load is left on, the liquid in the working area is not able to to form a full vortex ring, and is emptied into the receptacle 18, from which the liquid through the scoop 19 and the filling channel 22 into the Working space is returned. Hence, the degree to which the working space depends is emptied, from the relative flow through the outlet pipes 17 and the return flow through channel 22.

Diese Form der Kupplung mag nur in Fällen geeignet sein, wo das Anlaßdrehmoment niedrig ist, wie z. B. beim Antrieb von Schiffsschrauben. Die Fig. 2, 3, 4 und 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung, welche verwendet werden können, um die Kupplung auch unter den Verhältnissen eines normalen oder hohen Lastmoments anlaufen lassen zu können, wie z. B. beim Antrieb einer Kreiselsandpumpe, wie sie für Baggerzwecke verwendet wird.This form of clutch may only be suitable in cases where the starting torque is low, such as B. when driving propellers. Figures 2, 3, 4 and 5 show various embodiments of the invention which can be used around the clutch even under the conditions of a normal or high load torque to be able to start, such as B. when driving a centrifugal sand pump, like them used for dredging purposes.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist das Pumpenrad 6 mit einem Gehäuse 25 verbunden. Das Gehäuse ist über die Rückseite des Turbinenrades 9 hinaus verlängert, so daß die Größe des Arbeitsraumes durch das Pumpenrad 6 und das Gehäuse 25 bestimmt ist. Die Rückseite des Pumpenrades 6 hat einen ringförmigen Ansatz 26 mit Austrittsöffnungen 27, die von dem Ringraum 16 nach außen führen. Die erwähnten Austrittskanäle 27 sind in gleichmäßigem Abstand voneinander um die Kupplungsachse herum angeordnet, und ein Ventil in Form eines Ringschiebers 28 ist vorgesehen, der auf dem Ansatz 26 mittels einer hier nicht dargestellten Vorrichtung axial verschiebbar ist, so daß bei Anlassen der Kupplung der Ringschieber 28 in die dargestellte Lage bewegt werden kann, in der er die Kanäle 27 verschließt und dadurch das Ausströmen von Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum verhindert. Sobald das Turbinenrad seine Betriebsdrehzahl erreicht hat, wird der Ring nach links bewegt (Fig. 2), so daß die Kanäle 27 freigegeben werden und für den Austritt von Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum bereit stehen, falls Drehmoment und Schlupf zunehmen, wie es der Fall ist, wenn das getriebene Teil, z. B. eine Kreiselsandpumpe oder eine Schiffsschraube, auf ein Hindernis stößt.As can be seen from FIG. 2, the pump wheel 6 is connected to a housing 25. The housing is extended beyond the rear of the turbine wheel 9 so that the size of the working space is determined by the pump wheel 6 and the housing 25 . The back of the pump wheel 6 has an annular extension 26 with outlet openings 27 which lead from the annular space 16 to the outside. The mentioned outlet channels 27 are arranged at an even distance from one another around the coupling axis, and a valve in the form of an annular slide 28 is provided, which is axially displaceable on the attachment 26 by means of a device not shown here, so that when the clutch is started, the annular slide 28 can be moved into the position shown, in which it closes the channels 27 and thereby prevents the outflow of liquid from the working space. As soon as the turbine wheel has reached its operating speed, the ring is moved to the left (Fig. 2), so that the channels 27 are released and are ready for the exit of liquid from the working space if the torque and slip increase, as is the case when the driven part, e.g. B. a centrifugal sand pump or a propeller, encounters an obstacle.

Die Kupplung ist mit einem ortsfesten Gehäuse 18, zu dem ein hier nicht dargestellter Sumpf gehört, versehen. In diesen Sumpf kann die Flüssigkeit in beschränktem Maße aus dem Arbeitsraum durch die Leckdüsen 21 und/oder die Auslaßkanäle 27 abfließen. Die Flüssigkeit wird in den Arbeitsraum mittels einer Pumpvorrichtung innerhalb des erwähnten Sumpfes durch einen Einlaßkanal 29 in der getriebenen Welle 11 zurückgefördert. Ein Führungsring 30 ist vorgesehen, um zu gewährleisten, daß die durch den Kanal 29 zugeführte Flüssigkeit in den Arbeitsraum eintritt, anstatt durch den Ringraum 16 und die Auslaßkanäle 27 die Arbeitskammer zu verlassen.The coupling is provided with a stationary housing 18 to which a sump (not shown here) belongs. The liquid can flow into this sump to a limited extent from the working space through the leakage nozzles 21 and / or the outlet channels 27 . The liquid is conveyed back into the working space by means of a pumping device within the mentioned sump through an inlet channel 29 in the driven shaft 11 . A guide ring 30 is provided to ensure that the liquid supplied through the channel 29 enters the working chamber instead of leaving the working chamber through the annular chamber 16 and the outlet channels 27.

In Fig. 3 ist das Turbinenrad 9 mit einem Gehäuse 31 verbunden, das sich über die Rückseite des Pumpenrades 6 hinaus erstreckt. Dieses hat ebenfalls einen ringförmigen Ansatz 26 mit Auslaßkanälen 27. Ein Ringschieber 28 dient zum Verschließen der Kanäle 27 beim Anlassen der Kupplung, wozu der Ringschieber 28 zwischen dem Ansatz 26 und dem Innenrande des Gehäuses 31 gleiten kann. Zur Betätigung des Ringschiebers 28 sind Stellmittel vorgesehen. Diese können formschlüssig mit den inneren Enden von Hebeln 32 verbunden sein, welche an einem Drehzapfen innerhalb des feststehenden Gehäuses 18 angebracht sind, wobei das äußere Ende der Hebel 32 in eine Ringnut 33 in dem Ringschieber 28 eingreift.In FIG. 3 the turbine wheel 9 is connected to a housing 31 which extends beyond the rear side of the pump wheel 6 . This also has an annular extension 26 with outlet channels 27. An annular slide 28 is used to close the channels 27 when the clutch is started, for which purpose the annular slide 28 can slide between the extension 26 and the inner edge of the housing 31. Adjusting means are provided for actuating the ring slide 28. These can be positively connected to the inner ends of levers 32 which are attached to a pivot pin inside the stationary housing 18 , the outer end of the lever 32 engaging in an annular groove 33 in the annular slide 28 .

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird das durch den Kanal 29 zugeführte Öl durch einen Ring 34 den Rohren 35 zugeleitet, welche in gleichem Ab- stand voneinander um die Kupplungsachse herum angeordnet sind und die Flüssigkeit durch den Ringraum 16 hindurch in das Pumpenrad führen. In diesem Falle soll die Kupplung im Betrieb konstante Füllung haben; Leckdüsen sind nicht vorgesehen. Die Kupplung als Ganzes enthält mehr Flüssigkeit als erforderlich ist, um den Arbeitsraum anzufüllen, so daß bei vollem Arbeitsraum die durch die Pumpvorrichtung geförderte überschüssige Flüssigkeit zu dem hier nicht dargestellten Sumpf zurückgefördert wird, und zwar über die Auslaßkanäle 27, welche während des Betriebes der Kupplung geöffnet sind, so daß sich der Arbeitsraum bei überlast teilweise durch die Auslaßöffnungen bzw. -kanäle 27 entleert.In the embodiment according to FIG. 3 , the oil supplied through the channel 29 is fed through a ring 34 to the pipes 35 , which are arranged at the same distance from one another around the coupling axis and lead the liquid through the annular space 16 into the pump wheel. In this case, the coupling should have a constant filling during operation; Leak nozzles are not provided. The coupling as a whole contains more fluid than is required to fill the working space, so that when the working space is full, the excess fluid conveyed by the pumping device is returned to the sump, not shown here, via the outlet channels 27, which during operation of the coupling are open so that the working space is partially emptied through the outlet openings or channels 27 in the event of an overload.

In Fig. 4 ist das Pumpenrad 6 mit einem Gehäuse 25 verbunden, das sich über die Rückseite des Turbinenrades 9 hinaus erstreckt. In diesem Falle befinden sich die Auslaßkanäle 36 für den Austritt der Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum unter den Verhältnissen erhöhten Drehmoments und Schlupfs im Turbinenrad 9. Ferner ist ein Leitflansch 37 vorgesehen, um die aus dem Arbeitsraum infolge erhöhten Drehmoments und Schlupfs ausströmende Flüssigkeit nach den Kanälen 36 zu abzuleiten sowie die durch den Einlaßkanal 29 zugeführte Flüssigkeit in den Arbeitsraum zu leiten. Das Turbinenrad 9 besitzt einen Ringflansch 37 a, und ein Ring 38 ist an die Turbinenradnabe 39 angeschraubt, wodurch ein Ringspalt 40 für den Abfluß der ausgestoßenen Flüssigkeit gebildet wird. Damit die Kupplung unter den Verhältnissen hohen Drehmoments und Schlupfes anlaufen kann, ist auf der getriebenen Welle 11 ein axial verschiebbarer Ring 41 vorgesehen mit einem Flansch 42, welcher in den Ringspalt 40 eintreten und ihn verschließen kann. Der Ring 41 ist so angeordnet, daß er in der Schließrichtung durch mehrere druckmittelbetätigte Kolben 43 entgegen der Kraft von Rückstellfedern 44 verstellt werden kann.In FIG. 4, the pump wheel 6 is connected to a housing 25 which extends beyond the rear side of the turbine wheel 9. In this case, there are the exhaust passages 36 for the exit of the liquid from the working chamber under the conditions of increased torque and slip in the turbine wheel 9. Furthermore, a Leitflansch 37 is provided to the flowing out of the working chamber as a result of increased torque and slip liquid to the channels 36 to derive and to direct the liquid supplied through the inlet channel 29 into the working space. The turbine wheel 9 has an annular flange 37 a, and a ring 38 is screwed to the turbine wheel hub 39, whereby an annular gap 40 is formed for the drainage of the ejected liquid. So that the clutch can start under the conditions of high torque and slip, an axially displaceable ring 41 is provided on the driven shaft 11 with a flange 42 which can enter the annular gap 40 and close it. The ring 41 is arranged in such a way that it can be adjusted in the closing direction by a plurality of pistons 43 actuated by pressure medium against the force of return springs 44.

In diesem Falle ist die Kupplung mit den Leckdüsen versehen, um den Arbeitsraum zu entleeren, wenn der Zustrom von Flüssigkeit durch den Füllkanal 29 hindurch aufhört.In this case, the coupling is provided with the leak nozzles to the To empty the working space when the inflow of liquid through the filling channel 29 through it stops.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Kupplung ist das Turbinenrad 9 mit einem Gehäuse 31 verbunden, das sich über die Rückseite des Pumpenrades 6 erstreckt. Die Auslaßkanäle 44, durch welche die Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum ausgestoßen wird, befinden sich im Turbinenrad 9, welches einen Ringflansch 45 mit Abstand von einem an der Turbinenradnabe 47 angeschraubten Ring 46 besitzt, so daß dadurch ein Ringspalt 48 für den Durchtritt der Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum gebildet wird. Der Spalt 48 kann, falls erforderlich, geschlossen werden, und zwar mittels eines Ringschiebers 49, der auf der getriebenen Welle 11 axial verschiebbar ist. Der Ringschieber 49 ist so ausgebildet, daß er zum Verschließen des Spaltes 48 mittels Druckkolben oder durch eine in eine Ringnut 50 eingreifende Schaltgabel betätigt werden kann, und zwar entgegen der Kraft von Rückstellfedern 51. Ein Leitflansch 52 dient dazu, die den Arbeitsraum verlassende Flüssigkeit zu den öffnungen 44 zu leiten sowie die durch den Einlaßkanal 29 zugeführte Flüssigkeit in den Arbeitsraum zu leiten. In diesem Falle sind keine Leckdüsen vorgesehen.In the case of the clutch shown in FIG. 5, the turbine wheel 9 is also included connected to a housing 31 which extends over the rear side of the impeller 6. The outlet channels 44 through which the liquid is expelled from the working space is located in the turbine wheel 9, which has an annular flange 45 at a distance of has a screwed to the turbine hub 47 ring 46, so that thereby a Annular gap 48 is formed for the passage of the liquid from the working space. The gap 48 can, if necessary, be closed by means of a Ring slide 49, which is axially displaceable on the driven shaft 11. The ring slide 49 is designed so that it is used to close the gap 48 by means of a pressure piston or can be operated by a shift fork engaging in an annular groove 50, against the force of return springs 51. A guide flange 52 serves to to direct the liquid leaving the working space to the openings 44 and to direct the liquid supplied through the inlet channel 29 into the working space. In this case, no leak nozzles are provided.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Strömungskupplung sind Pumpenrad und Turbinenrad innerhalb eines Gehäuses 55 angeordnet, das mit dem Flansch 56 der getriebenen Welle 1 verbunden ist. Das Pumpenrad ist mit dem Flansch 56 verschraubt, während das Turbinenrad an dem Flansch 57 der getriebenen Welle 11 angesehraubt ist. Angeschraubt an dem Gehäuse 55 ist ferner ein Gehäuse 58, welches eine Schöpfkammer 59 bildet, in die ein ausfahrbares Schöpfrohr 60 hineinragt. Die Verbindung zwischen der Schöpfkammer 59 und dem Arbeitsraum der i Kupplung ist durch Öffnungen 61 in dem Gehäuse 55 sichergestellt. Beim Betrieb der Kupplung bildet sich ein Ring von Arbeitsflüssigkeit in der Schöpfkammer 59, wobei die Stärke des Ringes durch die Einstellung des Schöpfrohres 60 bestimmt ist, das Flüssigkeit aus der Schöpfkammer herausholt und über eine Bohrung 62 und ein Rohr 63 in einen hier nicht dargestellten Sumpf fördert. Eine Pumpe fördert Flüssigkeit aus dem Sumpf zu dem Arbeitsraum der Kupplung durch einen Einlaßkanal 64. Das Schöpfrohr 60 wird in der Längsrichtung in einer festen Führung 65 geführt, welche mit einem feststehenden Gehäuse 66 verbunden ist, aus welchem das ablaufende öl durch ein Rohr 67 in den Sumpf fließt.In the fluid coupling shown in FIG. 6, the pump wheel and the turbine wheel are arranged within a housing 55 which is connected to the flange 56 of the driven shaft 1. The pump wheel is screwed to the flange 56 , while the turbine wheel is screwed to the flange 57 of the driven shaft 11. Also screwed to the housing 55 is a housing 58 which forms a scoop chamber 59 into which an extendable scoop tube 60 protrudes. The connection between the suction chamber 59 and the working space of the clutch is ensured by openings 61 in the housing 55. When the clutch is in operation, a ring of working fluid forms in the pumping chamber 59, the thickness of the ring being determined by the setting of the pumping tube 60, which draws liquid out of the pumping chamber and via a bore 62 and a tube 63 into a sump, not shown here promotes. A pump conveys liquid from the sump to the working space of the coupling through an inlet channel 64. The scoop pipe 60 is guided in the longitudinal direction in a fixed guide 65 which is connected to a fixed housing 66 , from which the draining oil through a pipe 67 in the swamp flows.

Die soweit beschriebene und in der Fig. 6 dargestellte Kupplung ist von bekannter Bauart, bei welcher das Zurückziehen des Schöpfrohres vom äußeren Umfang der Schöpfkammer eine Zunahme der Füllung des Arbeitsraumes ergibt, das Ausfahren des Schöpfrohres auf den äußeren Umfang der Schöpfkammer zu dagegen eine Abnahme der Füllung. Gemäß der Erfindung hat das Pumpenrad eine innere Schalenwand 13, durch die ein Ringraum 16 gebildet wird, von dem Auslaßrohre 68, die durch das Pumpenrad und das Gehäuse 55 hindurchgehen, nach außen führen, so daß die Flüssigkeit, die den Arbeitsraum bei erhöhtem Drehmoment und Schlupf verläßt, in einem radial innerhalb des inneren Profildurchmessers des Arbeitsraumes liegenden Bereich aus dem Arbeitsraum in das feststehende Gehäuse 66 ausgestoßen wird und über das Rohr 67 zum Sumpf abfließt.The coupling described so far and shown in FIG. 6 is of a known type, in which the withdrawal of the scoop tube from the outer periphery of the scoop chamber results in an increase in the filling of the working space, while the extension of the scoop tube to the outer periphery of the scoop chamber results in a decrease in the Filling. According to the invention, the impeller has an inner shell wall 13, through which an annular space 16 is formed, from which outlet pipes 68, which pass through the impeller and the housing 55 , lead to the outside, so that the liquid, which the working space at increased torque and Slip leaves, is ejected from the working chamber into the stationary housing 66 in an area lying radially inside the inner profile diameter of the working chamber and flows off via the pipe 67 to the sump.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hydrodynamische Kupplung, die außer einem vom Pumpenrad und Turbinenrad gebildeten ringförmigen Arbeitsraum für die Arbeitsflüssigkeit noch einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter aufweist, der zur Erzielung eines Umlaufes oder Austausches wenigstens eines Teiles der Arbeitsflüssigkeit zwecks Kühlung, Füllungsregelung oder/und völliger Entleerung des Arbeitsraumes mit diesem in Verbindung steht, wobei diese Verbindung eine Einrichtung zur Rückförderung von Flüssigkeit aus dem Aufnahmebehälter in den Arbeitsraum aufweist gekennzeichnet durch eine von der Rückfördereinrichtung (19, 22; 29; 64) unabhängige, in an sich bekannter Weise an dem radial innersten Bereich des Arbeitsraumes angeschlossene und nur ein Ausströmen der Arbeitsflüssigkeit aus dem Arbeitsraum zulassende Auslaßeinrichtung (16, 17; 16, 27; 36, 37; 44, 52; 16, 68), 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßeinrichtung aus im Pumpenrad angeordneten Auslaßöffnungen (17; 27; 68) besteht (Fig. 1 bis 3, 6). 3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die radial innere Schalenwand (13) des Pumpenrades (6) einen größeren Durchmesser aufweist als die radial innere Schalenwand des Turbinenrades (9). 4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der an sich bekannte, radial innerhalb der inneren Schalenwand (13) des Pumpenrades (6) zur Arbeitskammer hin offene Ringraum (16) durch Auslaßkanäle (17; 27; 68) mit dem Flüssigkeitsbehälter (18; 66) verbunden ist (Fig. 1 bis 3, 6). 5. Kupplung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßeinrichtung aus im Turbinenrad angeordneten Auslaßöffnungen (36; 44) besteht, denen die Arbeitsflüssigkeit durch einen Leitflansch (37; 52) zugeführt wird (Fig. 4, 5). 6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkanäle (27; 36; 44) der Auslaßeinrichtung durch eine Ventileinrichtung (28, 32; 37 a, 38, 41, 42, 43; 45, 46, 49) steuerbar sind (Fig. 2 bis 5). 7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit dauerndem Flüssigkeitsumlauf zwischen Arbeitsraum und Flüssigkeitsbehälter zwecks Kühlung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlflüssigkeitsumlauf über die Auslaßkanäle (27; 44) der Auslaßeinrichtung erfolgt (Fig. 3, 5). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 758 017, 836 718, 883 987; österreichische Patentschrift Nr. 138 543; britische Patentschrift Nr. 692 286; USA.-Patentschrift Nr. 2 570 768. PATENT CLAIMS: 1. Hydrodynamic coupling which, in addition to an annular working space for the working fluid formed by the pump wheel and turbine wheel, also has a fluid receptacle which, in order to achieve a circulation or exchange of at least a part of the working fluid for the purpose of cooling, filling control and / or complete emptying of the working space with this is in connection, this connection having a device for the return of liquid from the receptacle into the working space, characterized by an independent from the return device (19, 22; 29; 64), connected in a known manner to the radially innermost region of the working space and outlet device (16, 17; 16, 27; 36, 37; 44, 52; 16, 68) permitting only the working fluid to flow out of the working space, 2. Coupling according to claim 1, characterized in that the outlet device is arranged in the pump wheel Outlet openings (17; 27; 68) exist t (Fig. 1 to 3, 6). 3. Coupling according to claim 1 or 2, characterized in that, in a manner known per se, the radially inner shell wall (13) of the pump wheel (6) has a larger diameter than the radially inner shell wall of the turbine wheel (9). 4. Coupling according to claim 3, characterized in that the known per se, radially inside the inner shell wall (13) of the pump wheel (6) towards the working chamber open annular space (16) through outlet channels (17; 27; 68) with the liquid container ( 18; 66) is connected (Figs. 1 to 3, 6). 5. Coupling according to claim 1 or 3, characterized in that the outlet device consists of outlet openings (36; 44) arranged in the turbine wheel, to which the working fluid is fed through a guide flange (37; 52) (Figs. 4, 5). 6. Coupling according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outlet channels (27; 36; 44) of the outlet device through a valve device (28, 32; 37 a, 38, 41, 42, 43; 45, 46, 49 ) are controllable (Fig. 2 to 5). 7. Coupling according to one of claims 1 to 4 with continuous liquid circulation between the working space and the liquid container for the purpose of cooling, characterized in that the cooling liquid circulation takes place via the outlet channels (27; 44) of the outlet device (Fig. 3, 5). Considered publications: German Patent Nos. 758 017, 836 718, 883 987; Austrian Patent No. 138 543; British Patent No. 692,286; U.S. Patent No. 2,570,768.