DE1425298C - Flüssigkeitskupplung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitskupplung das Schöpfrad gegenüber der Trommel nunmehr vormit einem treibenden Planetenradträger, mehreren im eilt, während es im Schlupfbereich der Kupplung Abstand von der Drehachse des Trägers radial an- unterhalb der Nenndrehzahl nacheilte. Durch diese geordneten und in eine am Umfang des Trägers oder Drehung des Schöpfrades mit umgekehrten Voreiner Trommel unter der Wirkung der Zentrifugal- 5 zeichen wird die Abtriebswelle unter Beibehaltung kraft ausgebildeten Flüssigkeitsringschicht eintau- ihrer Drehrichtung weiter beschleunigt und erhält chenden, mit Schaufeln zum Auffangen von Arbeits- eine größere Drehzahl als die Nenndrehzahl bzw. flüssigkeit aus der Ringschicht versehenen Schöpf- die Drehzahl der angetriebenen Trommel, wobei das rädern und mit einer von den Schöpfrädern getriebe- übertragbare Drehmoment entsprechend geringer nen Welle. io wird. Dadurch kann in einfacher Weise die Drehzahl

Es ist bekannt (USA.-Patentschrift 2 289 440), die der Kupplung ins Oberdrivegebiet erhöht werden. Füllung einer hydrodynamischen Kupplung bzw. Es ist vorteilhaft, den Ringkanal derart auszulegen, Wandlers mittels eines Schöpfrohres zu regeln, das in daß im Oberdrivegebiet der Kupplung von ihm die die unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in einem gesamte Arbeitsflüssigkeitsmenge aufgenommen werangetriebenen Gehäuseteil ausgebildete Flüssigkeits- 15 den kann, wenn das Schöpfrohr in die Ringschicht ringschicht eintaucht, die von der aus der Turbine eintaucht. Dann kann sich keine Ringschicht mehr austretenden Flüssigkeit gespeist wird, und das aus am Innenumfang der Trommel ausbilden, so daß das der Ringschicht entnommene Flüssigkeit der Pumpe von der Ringschicht auf das Schöpfrad beim Durchzuführt. Die Eintauchtiefe des Schöpfrohres kann treten ausgeübte Bremsmoment entfällt, von außen her eingestellt werden, so daß der Pumpe ao In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfinmehr oder weniger Flüssigkeit zugeführt und damit dung können in den Böden und/oder den Seitendie Füllung der Kupplung verändert wird. Damit wänden der Schaufeln Öffnungen vorgesehen sein, kann die Abtriebsdrehzahl innerhalb des Schlupf- Dadurch läßt sich in einfacher Weise die Drehzahlbereichs der Kupplung geregelt werden. Drehmoment-Kennlinie verändern. Die Erfindung ist Die Erfindung geht von einer in der französischen 35 nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Patentschrift 1 253 785 beschriebenen Einrichtung Es zeigt

aus, bei der im Schlupfbereich der Kupplung sich die Fig. 1 einen Seitenschnitt längs der Linie I-I in

Schöpfräder relativ zu der die Flüssigkeitsringschicht F i g. 2,

enthaltenen angetriebenen Trommel drehen, dabei Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt längs der

aus der Ringschicht Flüssigkeit aufnehmen und in 30 Linie H-II in Fig. 1,

den Bereich zwischen der Kupplungsachse und der Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer

Schöpfradachse transportieren. Dort fließt die Flüs- Schöpfradschaufel mit Öffnungen in den Seitenwän-

sigkeit aus dem Schöpfrad aus, so daß stets eine den und

Seite des Schöpfrades gefüllt und die gegenüber- F i g. 4 eine Seitenansicht im Schnitt von Schöpfliegende Seite entleert ist. Dadurch entsteht unter der 35 radschaufeln mit Öffnungen in den Böden längs der Einwirkung der Zentrifugalkraft ein Ungleichgewicht Linie IV-IV in F i g. 1.

am Schöpfrad und damit ein Drehmoment um die In der Zeichnung weist die Flüssigkeitskupplung Schöpfradachse, das zur Beschleunigung der Ab- 10 eine Antriebswelle 12 auf, die fest mit der als triebswelle dient. Je größer die Drehzahl der Ab- Planetenradträger dienenden Trommel 14 verbunden triebswelle ist, desto geringer wird die Drehzahl des 40 ist und die mit Achsen 16 versehen ist, auf denen Schöpfrades, bis schließlich beim Erreichen der Zwischenzahnräder 18 drehbar gelagert sind, die mit Nenndrehzahl der Abtriebswelle das Schöpfrad den Planetenrädern 20 kämmen, die drehbar auf den gegenüber der Trommel stillsteht. In diesem Zustand fest mit der Trommel 14 verbundenen Achsen 22 gewird Drehmoment übertragen, da die eine Seite des lagert sind. Ein koaxial zur Trommel 14 und der An-Schöpfrades noch gefüllt" und die gegenüberliegende 45 triebswelle 12 angeordnetes Sonnenrad 24 kämmt mit Seite entleert ist. Ferner ist in diesem Zustand die den Zwischenzahnrädern 18 und ist bei 26 in der Drehzahl der Abtriebswelle gleich der Drehzahl der Trommel drehbar gelagert. Eine getriebene Welle 28 angetriebenen Trommel. ist in einem Abschlußdeckel 30 drehbar gelagert. Die Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zahnzahl der Planetenräder und des Sonnenrades ist Kupplung so auszubilden, daß die Drehzahl der Ab- 50 gleich.

triebswelle nach Erreichen der Nenndrehzahl weiter Mit den Planetenrädern 20 sind Schöpfräder 32

in das Oberdrivegebiet erhöht werden kann. fest verbunden, auf deren Umfang mehrere Schau-

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, fein 34 gleichmäßig um die Planetenradachse verteilt

daß ein an sich bekanntes, in die Ringschicht ein- sind. Die Schaufeln 34 sind im Querschnitt C-förmig

tauchendes Schöpfrohr in einen am Träger angeord- 55 und sind zwischen zwei Scheiben angeordnet, von

neten Ringkanal mündet, der mit Öffnungen zum denen die eine Scheibe 36 ringförmig und die andere

Einleiten von Arbeitsflüssigkeit in die Schaufeln der Scheibe 37 fest mit dem Planetenrad 20 verbunden

Schöpfräder versehen ist. ist. Die Schaufeln dienen zum Einschöpfen von Flüs-

Bei Erreichen der Nenndrehzahl der Abtriebswelle sigkeit.

wird das Schöpfrohr in die Flüssigkeitsringschicht 60 Mit der Trommel 14 ist eine innere Trennwand 38

eingetaucht und führt über den Ringkanal den Schau- verbunden, die an ihrer Außenseite mit Öffnungen 40

fein des Schöpfrades zusätzliche Flüssigkeit zu, so versehen ist. Mit dieser Trennwand ist ein Ring 42

daß die Füllung der Schaufeln vergrößert wird, also mit einem Winkelprofil verbunden, der einen nach

bereits teilentleerte Schaufeln wieder vollständig auf- innen zu offenen, zur Trommel koaxialen Ringkanal

gefüllt werden. Dadurch wird das bei Nenndrehzahl 65 43 bildet. Die Trennwand 38 ist ferner mit öffnun-

an sich stillstehende Schöpfrad wieder angetrieben, gen 44 (Fig.2) versehen, die aus dem Ringkanal so

jedoch in einer gegenüber dem Zustand vor Erreichen ausmünden, daß Arbeitsflüssigkeit in die der Trom-

der Nenndrehzahl umgekehtten Dreh richtung, so daß mel nacheilenden Schaufeln einfließen kann. Die aus

ι 42b

dem Ringkanal 43 ausmündenden öffnungen 44 sind in den Wandungen 45 angeordnet, die sich innerhalb der Scheibe 37 in das Schöpfrad 32 erstrecken. Ein Schöpfrohr 46, dessen Einlaßende mit 48 und dessen Auslaßende mit 50 bezeichnet ist, ist mit einem Zapfen 52 fest verbunden, der schwenkbar in der Abschlußplatte 30 angeordnet ist. Mit dem Zapfen 52 ist ein Handgriff 56 verbunden, durch dessen Einstellung die Eintauchtiefe des Schöpfrohres 46 in die Flüssigkeitsringschicht 58 am Innenumfang der Trommel 14 einstellbar ist. Die bei 48 in das Schöpfrohr 46 aus der Flüssigkeitsringschicht eintretende Arbeitsflüssigkeit fließt in Pfeilrichtung 70 bei 50 aus dem Schöpfrohr 46 in den Ringkanal 43 und von dort in Pfeilrichtung 72 bzw. 74 in die Schaufeln 34 der Schöpfräder 32. Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß die Schaufeln der Drehrichtung der Trommel 14 nacheilen.

Gemäß F i g. 3 sind in den seitlichen Scheiben 36 bzw. 37 im Bereich der Schaufeln 34 öffnungen 60 *o angeordnet. Gemäß F i g. 4 sind in den Böden der Schaufeln 34 öffnungen 62 angeordnet. Die Pfeilrichtung 64 gibt die Richtung der auf die Arbeitsflüssigkeit 66 in den Schaufeln gerichteten Zentrifugalkraft an, die vom Bereich der Trommelachse as weg gerichtet ist. Infolge der öffnungen in den Schaufelböden fließt die Arbeitsflüssigkeit von einer Schaufel in die nächste usw.

Zum Inbetriebsetzen wird Arbeitsflüssigkeit in die Trommel eingefüllt, die Antriebswelle mit einer Antriebsmaschine und die getriebene Welle mit einer Arbeitsmaschine verbunden. Wird die Trommel 14 von der Antriebswelle 12 angetrieben, so wird an ihrem Innenumfang eine Flüssigkeitsringschicht 58 ausgebildet, die ein Bremsmoment auf die Schöpfräder 32 ausübt, so daß Drehmoment auf die getriebene Welle 28 übertragen wird. So lange die Drehzahl der getriebenen Welle geringer als die Trommeldrehzahl ist, drehen sich die Planetenräder 20 um ihre Achsen, so daß die Schaufeln 34 durch die Flüssigkeitsringschicht 58 hindurchtreten und Flüssigkeit einschöpfen. Die von der Trommelachse hinweggerichtete Zentrifugalkraft, die auf die Arbeitsflüssigkejtjiijien Schaufeln einwirkt, verursacht ein Drehmbment um die Schöpfradachse. Dieses Drehmoment wird auf das Sonnenrad 24 über die Zwischenzahnräder 18 übertragen und steht an der getriebenen We.He als Ausgangsmoment zur Verfügung. Bei voller J Drehzahl der getriebenen Welle gelangen die Planetenräder relativ zur Trommel zum Stillstand und drehen sich nur mehr gemeinsam mit der Trommel und der getriebenen Welle um die Trommelachse. .

Ist das Gleichgewicht zwischen dem von der Arbeitsflüssigkeit in den Schaufeln 34 erzeugten Drehmoment und dem von der Arbeitsmaschine verlangten Drehmoment erzielt, so weisen die Antriebswelle und die getriebene Welle die gleiche Drehzahl auf. Ist dieses Drehmoment nicht das maximale Drehmoment, für das die Kupplung ausgelegt ist, dann kann durch das Einfließen von Arbeitsflüssigkeit über das Schöpfrohr 46 durch die öffnungen 44 in die Schaufeln der Schöpfräder das von der Kupplung übertragene Drehmoment und die Drehzahl der getriebenen Welle 28 ins Oberdrivegebiet erhöht werden.

Mit öffnungen in den Schaufeln gemäß F i g. 3 und 4 kann ein Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebswelle und der getriebenen Welle erzielt werden, das kleiner, gleich oder größer als Eins ist, indem man die Eintauchtiefe des Einlaßendes 48 in die Flüssigkeitsringschicht 58 verändert, so daß die den Schaufeln zugeführte Arbeitsflüssigkeitsmenge kleiner, gleich oder größer als die Menge des Flüssigkeitsverlustes aus den Schaufeln ist.

Mit öffnungen 62 in den Schaufelböden kann man unabhängig vom Drehmoment eine konstante Drehzahlkennlinie erzielen, während mit öffnungen in den Seitenwänden der Schaufeln eine vom Drehmoment abhängige Drehzahlkennlinie sich einstellt.

In F i g. 4 zeigen die Pfeile 64 die Richtung der auf die in den Schaufeln befindliche Flüssigkeit 66 wirksamen und aus dem Bereich der Trägerachse 12,28 fortgelenkten Zentrifugalkraft an.

In dem Ausführungsbeispiel ist der Planetenradträger als Trommel ausgebildet. Der Planeten radträger kann aber auch mit der Antriebswelle verbunden sein, wobei eine eigene frei um die Planetenradträgerachse drehbare Trommel angeordnet ist. Wird der Planetenradträger in Pfeilrichtung 80 angetrieben, so dreht sich auch die Trommel in dieser Richtung, ob sie nun fest mit dem Planetenradträger oder frei drehbar, gegenüber diesem ist. Die Drehrichtung der Schöpfräder 32 ist in Pfeilrichtung 82, wenn die getriebene Welle eine geringere Drehzahl als die Antriebswelle hat. An Stelle der Zwischenzahnräder 18 können auch die Planetenräder mit dem Sonnenrad verbindende Antriebsketten vorgesehen sein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitskupplung mit einem treibenden Planetenradträger, mehreren im Abstand von der Drehachse des Trägers radial angeordneten und in eine am Umfang des Trägers oder einer Trommel unter der Wirkung der Zentrifugalkraft ausgebildeten Flüssigkeitsringschicht eintauchenden, mit Schaufeln zum Auffangen von Arbeitsflüssigkeit aus der Ringschicht versehenen Schöpfrädern und mit einem von den Schöpfrädern getriebenen Welle, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes, in die Ringschicht eintauchendes Schöpfrohr (46) in einen am Träger (10) angeordneten Ringkanal (43) mündet, der mit öffnungen (44) zum Einleiten von Arbeitsflüssigkeit in die Schaufeln (34) der Schöpfräder (32) versehen ist.

2. Strömungsmittelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Böden und/ oder den Seitenwänden der Schaufeln (34) öffnungen (60,62) vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen