DE1425394B2 - Power coupling, in particular for drives with electric motors - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Strömungskupplung, um z. B. bei blockierter Abtriebsseite der Kupplung insbesondere für Antriebe mit Elektromotor, vor- den weiterlaufenden Motor vor Überlastung zu schützugsweise Kurzschlußläufermotor mit einer zur zeit- zen. Schließlich hat man außer den gesteuerten Entweisen Aufnahme von Arbeitsflüssigkeit beim selbst- leeröffnungen auch noch diese Rücklaufkanäle durch tätigen Teilentleeren des Arbeitsraumes während des 5 eine Regelvorrichtung in Abhängigkeit von der Pum-Betriebes dienenden Kammer, die zumindest zu penraddrehzahl gesteuert, und zwar derart, daß die einem wesentlichen Teil von mit dem Pumpenrad Rücklaufkanäle bei unteren Drehzahlen geöffnet und umlaufenden Wänden gebildet wird und Vorzugs- bei oberen Drehzahlen geschlossen sind,
weise einen Außendurchmesser gleich dem mittleren Schließlich ist auch schon eine Strömungskupplung Durchmesser der Pumpenradbeschaufelung aufweist, ίο ähnlicher Bauart vorgeschlagen worden, bei der eine die ferner mindestens eine von ihrem radial äußeren umlaufende Kammer mit ungesteuerter Entleeröff-Bereich zum Arbeitsraum führende und zum Ent- nung sowie mit Rücklaufkanälen vorgesehen ist, woleeren der Kammer dienende Leeröffnung besitzt so- bei letztere aus dem ungesteuerten inneren Laufradwie außerdem mit mindestens einem am Arbeitsraum spalt zwischen Pumpen- und Turbinenrad sowie aus angeschlossenen, dem Staudruck der dortigen Ring- 15 zusätzlichen, mittels fliehkraftbetätigter Steuerklapströmung ausgesetzten und zum Füllen der Kammer pen verschließbaren Öffnungen bestehen. Auch hier dienenden Rücklaufkanal vorgesehen ist, der mittels kann sich die Kammer bei 100 °/o Schlupf nicht entwenigstens eines fliehkraftbetätigten Ventils bei den leeren, weil als Entleeröffnung der äußere Laufradoberen Pumpenraddrehzahlen durch die Kraft eines spalt benutzt wird, in dem aber bei großem Schlupf radialbeweglichen Fliehgewichtes geschlossen und bei 20 der hohe arbeitsraumseitige Gegendruck das Entden unteren Pumpenraddrehzahlen durch die Kraft leeren der Kammer verhindert. Außerdem bedingt einer der Fliehkraft entgegenwirkenden, wenigstens der stets offene innere Laufradspalt ein dauerndes mittelbar am Fliehgewicht angreifenden Feder ge- Rückfüllen in die Kammer, und zwar auch bei geöffnet wird. schlossenen Steuerklappen, so daß eine EntleerungThe invention relates to a fluid coupling to, for. B. If the output side of the clutch is blocked, especially for drives with an electric motor, protectively squirrel cage motor with one at the time. Finally, in addition to the controlled collection of working fluid when self-emptying openings, one also has these return ducts by partially emptying the working space during the chamber serving a control device depending on the pumping operation, which at least controls the pen wheel speed, in such a way that the A substantial part of the return ducts with the pump wheel is opened at lower speeds and circumferential walls are formed and preferably closed at higher speeds,
Finally, a fluid coupling has a diameter of the impeller blading, ίο of a similar design has been proposed, in which a further at least one of its radially outer circumferential chamber with uncontrolled Entleeröff area leading to the work space and to the discharge as well is provided with return channels, the chamber serving empty opening has the latter from the uncontrolled inner impeller and also with at least one gap in the working space between the pump and turbine wheel and connected, the dynamic pressure of the ring there 15 additional, exposed by centrifugal force-actuated control flap flow and to fill the chamber pen closable openings exist. Here, too, a return channel is provided, which cannot move the chamber at 100% slip with at least a centrifugal-force-operated valve when the pump is empty, because the outer impeller upper speed is used as the discharge opening by the force of a gap, in which, however, it can move radially with a large slip The centrifugal weight is closed and at 20 the high counterpressure on the working chamber side prevents the lower pump wheel speeds from being uncovered by the force emptying the chamber. In addition, at least one of the always open inner impeller gap, which counteracts the centrifugal force, causes a constant spring back-filling into the chamber, which indirectly acts on the centrifugal weight, even when it is opened. closed control flaps, so that a drainage

Bei Strömungskupplungen ohne ein solches dreh- 25 der Kammer sogar bei geringerem Gegendruck amIn the case of flow couplings without such a rotary valve, the chamber even has a lower counterpressure

zahlabhängiges betätigtes Rückfüllungsventil ist die äußeren Laufradspalt noch nicht möglich ist. Ausnumber-dependent actuated backfill valve is the outer impeller gap is not yet possible. the end

Rückfüllung während des Betriebes (dynamische diesem Grunde ist mit dieser Kupplung nicht jeneBackfilling during operation (dynamic for this reason is not that with this coupling

Rückfüllung) nicht möglich, sondern lediglich beim gesteigerte Drehmomentübertragungsf ähigkeit erreich-Backfilling) is not possible, but can only be achieved with increased torque transmission capability.

Stillstand (statische Rückfüllung). Es fließt hierbei bar, die in der Regel zum Überwinden des Los-Standstill (static backfilling). There is a flow of cash, which is usually used to overcome the loosing

zufolge der Schwerkraft ein Teil der Arbeitsflüssig- 30 brechmomentes der stillstehenden Arbeitsmaschinepart of the working fluid breaking moment of the stationary working machine due to gravity

keit in die Kammer, so daß sich während des nach- erforderlich ist.speed into the chamber, so that it is necessary during the after-.

folgenden Anlaufvorganges wegen der nur teilweisen Alle vorgenannten Kupplungsbauarten befriedigen Füllung des Arbeitsraumes eine geringe Kraftüber- jedoch nicht ganz. Denn bei der Ausführung mit tragungsfähigkeit der Kupplung und demzufolge eine drehzahlabhängiger Steuerung nur der Entleeröffnunnur geringe Anfahrbelastung für den Antriebsmotor 35 gen kann zumindest bei 100 % Schlupf (Anfahrergibt. Auf Grund dieses »weichen« AnI auf Vorganges punkt) auf Grund des großen Verhältnisses von ist diese Kupplungsbauart für unter Last anlaufende Rücklaufkanal-Querschnitten zu Entleeröffnungs-Antriebe, wie z. B. für elektromotorische Antriebe Querschnitten kein Entleeren der Kammer erfolgen, im Bergbau, vorzugsweise für solche mit Kurzschluß- Eine andersartige Bemessung dieses Querschnittsverläufermotor, besonders geeignet. 40 hältnisses ist dagegen infolge der dann sehr groß aus-The following start-up process because of the only partial satisfaction of all of the aforementioned coupling types Filling of the working area a little force over- but not quite. Because when running with load-bearing capacity of the coupling and consequently a speed-dependent control of only the discharge opening low start-up load for the drive motor 35 gene can at least at 100% slip (start-up results. Due to this "soft" AnI on process point) due to the large ratio of is this type of coupling for return duct cross-sections to discharge opening drives that start under load, such as B. for electric motor drives cross-sections no emptying of the chamber takes place, in mining, preferably for those with short-circuit A different dimensioning of this cross-sectional motor, particularly suitable. 40 ratio, on the other hand, is very large due to the

Während des Anlaufvorganges steigt die Drehzahl fallenden Durchgangsquerschnitte der gesteuertenDuring the start-up process, the speed increases as the passage cross-sections of the controlled

des Pumpenrades und damit der umlaufenden Kam- Entleeröffnungen technisch schwer zu verwirklichenthe impeller and thus the circumferential chimney emptying openings are technically difficult to achieve

mer an, so daß sich diese unter der Wirkung der und auch unwirtschaftlich. Die weitere Ausführungmore so that this is under the effect of and also uneconomical. The further execution

Fliehkraft über die Entleeröffnungen allmählich ganz mit Drehzahlsteuerung sowohl der EntleeröffnungenCentrifugal force over the emptying openings gradually all the way with speed control of both the emptying openings

oder größtenteils in den Arbeitsraum entleert, bis 45 als auch der Rücklaufkanäle erfordert in jedem Falleor mostly emptied into the working area, up to 45 as well as the return ducts required in any case

dieser seine für den jeweiligen Anwendungsfall ge- einen erheblichen Bauaufwand, ganz abgesehen da-this is a considerable construction effort for the respective application, quite apart from the fact that

wählte Betriebsfüllung erlangt und die Kupplung von, daß hier die zwei Steuerungen eine erhöhte Ge-selected operating filling and the coupling of that here the two controls have an increased

nunmehr ihre volle Übertragungsfähigkeit erreicht fahr für Störungen darstellen (z.B. Störungen auf Grundnow their full transmission capability has been reached for faults (e.g. faults due to

hat Um diesen Vorgang auf einen Motor-Drehzahl- von Ölverschmutzung) und sich beide SteuerungenIn order to do this on an engine speed - from oil contamination) and both controls

bereich mit günstiger Wirkung zu beschränken, hat 50 auch nur schwierig aufeinander abstimmen lassen,Restricting an area with a positive effect also made it difficult to coordinate 50,

man bereits die Entleeröffnungen mit in Abhängig- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die auf-one already has the emptying openings depending on The invention is based on the object of the

keit von der Pumpenraddrehzahl gesteuerten Venti- gezeigten Nachteile zu vermeiden, insbesondere denspeed controlled by the impeller speed valve to avoid disadvantages shown, in particular the

len versehen, die erst oberhalb einer bestimmten Bauaufwand einer Strömungskupplung, bei der sichlen provided that only above a certain construction cost of a fluid coupling in which

Pumpendrehzahl den Durchfluß durch die Entleer- eine Entleerung der Kammer auch bei großemPump speed controls the flow through the emptying - an emptying of the chamber even at large

Öffnungen freigeben. 55 Schlupf einstellt bei gleichzeitiger Erhöhung derRelease openings. 55 Slip adjusts while increasing the

Diese letztgenannte Kupplungsbauart hat man Schaltsicherheit zu vermindern, sowie eine Verringe-— wie eingangs bereits erwähnt — dadurch zu ver- rung des erforderlichen Drehzahlintervalls zum Bebessern versucht, daß die Kammer außerdem mit am tätigen der Steuerung der Arbeitsfüllung möglichst radial inneren Bereich des Arbeitsraumes angeschlos- derart zu erreichen, daß dieses Intervall kleiner ist senen, dem Staudruck der dortigen Ringströmung 60 als der Drehzahlunterschied zwischen unterster Beausgesetzten Rücklaufkanälen versehen wurde, die triebsdrehzahl und Kippdrehzahl des Elektromotors, ein Rückfüllen der Kammer auch bei laufendem Ausgehend von einer Strömungskupplung der ein-Pumpenrad und oberhalb bestimmter Schlupfwerte gangs genannten Art wird zur Lösung erfindungsbewirken. Die' dadurch erzielte Teilentleerung des gemäß die Anwendung der beiden folgenden Merk-Arbeitsraumes erfolgt — im Gegensatz zu der ein- 65 male vorgeschlagen:This last-mentioned type of clutch has to be reduced switching reliability, as well as a reduction - as already mentioned at the beginning - thereby reducing the required speed interval for improvement tries to ensure that the chamber is also active with the control of the working filling as possible radially inner area of the working space connected in such a way that this interval is smaller senen, the back pressure of the annular flow 60 there as the speed difference between the lowest exposed Return ducts, the drive speed and tilt speed of the electric motor, a backfilling of the chamber even when the one-pump wheel is running, starting from a fluid coupling and above certain slip values the aforementioned type is used to solve the invention. The partial emptying of the following two workspace is achieved as a result of this takes place - in contrast to the one suggested 65 times:

gangs beschriebenen »statischen Teilentleerung« des a) Die Entleeröffnungen sind in an sich bekannter Arbeitsraumes bei und kurz vor Kupplungsstill- Weise als ungesteuerte Drosselbohrungen ausstand — dynamisch und ist ebenfalls sehr erwünscht, gebildet;"Static partial emptying" of the a) described above, the emptying openings are known per se Working space at and shortly before the clutch shutdown as uncontrolled throttle bores - dynamic and is also very desirable, educated;

b) die Steifigkeit der Feder des Ventils ist so gewählt, daß der Fliehkraftzuwachs auf Grund der Radienzunahme an dem sich radial nach außen bewegenden Fliehgewicht größer ist als der Zuwachs an Federkraft der dabei zunehmend angespannten Feder.b) the stiffness of the spring of the valve is chosen so that the increase in centrifugal force due to the The increase in the radius of the centrifugal weight moving radially outwards is greater than the increase the spring force of the increasingly tense spring.

Die Aufgabe wird also dadurch gelöst, daß auf die bei dieser bekannten Kupplung an den Entleeröffnungen angeordneten fliehkraftbetätigten Ventilen verziehtet wird und an deren Stelle lediglich Drosselbohrungen vorgesehen werden und daß an den Rücklaufkanälen besonders schnellwirkende Ventile verwendet werden.The object is thus achieved in that in this known coupling at the drainage openings arranged centrifugally actuated valves is distorted and in their place only throttle bores are provided and that particularly fast-acting valves on the return ducts be used.

Eine solche Kupplungsausführung ist gegenüber Strömungskupplungen mit Doppelsteuerung, d. h. mit Steuerung sowohl der Entleeröffnungen als auch der Rücklaufkanäle, einfacher und billiger anzufertigen, und außerdem lassen sich die Schaltpunkte mit weniger Aufwand einstellen, zumal hier ein gegenseitiges Abstimmen der Schaltpunkte zweier Steuerungen nicht erforderlich ist. Überdies ist die Störanfälligkeit wegen der geringeren Anzahl der Steuerelemente kleiner. Ferner läßt sich mit der erfindungsgemäßen Kupplung eine vollauf befriedigende und der beschriebenen Doppelsteuerung zumindest ebenbürtige Steuerfunktion erreichen, die eine wirkungsvolle Entlastung des Motors sowohl bei wiederholtem, auch schnell aufeinanderfolgendem Anfahren des Antriebes aus dem Stillstand und unteren Drehzahlen heraus als auch bei durch Spannungsabfall geschwächtem Motor während starken Abbremsens oder Blockierens des Turbinenrades sicherstellt. Voraussetzungen für dynamisches Teilentleeren des Arbeitsraumes sind hierbei erstens ein ausreichend großer Kupplungsschlupf — da nämlich nur dann die am Arbeitsraum angeschlossenen Rücklaufkanäle mit dem erforderlichen Staudruck beaufschlagt sind — und zweitens das Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl des Pumpenrades, weil sich erst dann die Rücklaufkanäle öffnen. Sind diese beiden Bedingungen erfüllt, so wird durch die dynamische Wirkung der Ringströmung Arbeitsflüssigkeit aus dem Arbeitsraum in die Kammer gedrängt, und zwar mehr, als auf Grund der Fliehkraft aus der Kammer durch die Entleeröffnungen wieder ausströmen kann, so daß sich die Kammer trotz dauernd offener Entleeröffnung füllt.Such a coupling design is compared to fluid couplings with double control, i. H. with Control of both the emptying openings and the return channels, easier and cheaper to make, and in addition, the switching points can be set with less effort, especially since they are mutual It is not necessary to coordinate the switching points of two controls. In addition, it is susceptible to failure smaller because of the fewer number of controls. Furthermore, with the invention Coupling a completely satisfactory and at least equal to the double control described Achieve control function that effectively relieves the load on the engine, both with repeated, also rapid successive starting of the drive from standstill and lower speeds out as well as when the motor is weakened due to a voltage drop during heavy braking or locking of the turbine wheel ensures. Requirements for dynamic partial emptying of the First of all, there is a sufficiently large clutch slip in the working area - namely only then the return ducts connected to the work area are pressurized with the required dynamic pressure are - and secondly, falling below a certain speed of the pump wheel, because only then open the return channels. If these two conditions are met, the dynamic Effect of the annular flow working fluid is forced out of the working space into the chamber, namely more than can flow out of the chamber through the drainage openings due to the centrifugal force, so that the chamber fills in spite of the continuously open emptying opening.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sind beide sich gegenseitig ergänzende Merkmale a) und b) nötig, da sie beide geeignet sind, das zum Ein- und Ausrücken des Ventils gehörenden Drehzahlintervall (Hysterese) zu verkleinern. Da bei der Kupplung nach dem Stand der Technik zwei Ventilarten (Ein- und Auslaßventile) am Vorratsraum verwendet werden, die beide einen eigenen Hysteresebereich aufweisen, die sich in der Regel mindestens zum Teil addieren, da ein genaues Überdecken dieser beiden Bereiche im Drehzahlspektrum wegen der auftretenden Justierschwierigkeiten und der eintretenden Ver-Schleißerscheinungen praktisch nicht möglich ist, bedeutet es bereits eine Einschränkung des gesamten auftretenden, zur Betätigung der Ventile nötigen Drehzahlintervalls und damit eine Verbesserung der Schaltsicherheit, wenn auf eines der beiden Ventile verzichtet werden kann. Es liegt bereits ein erfinderischer, über die Gewohnheiten der Fachwelt hinausgehender Schritt darin, auf ein allgemein verwendetes Ventil zu verzichten. Das zweite Merkmal stellt dazu noch eine weitere, zusätzliche Maßnahme dar, die durch das Weglassen des Auslaßventils erzielte Wirkung im Sinne der Lösung der gestellten Aufgabe zu sichern. Das Weglassen des Auslaßventils allein würde noch nicht die angestrebte Wirkung zeigen, da der zum Einlaßventil gehörende Hysteresebereich immer noch zu breit wäre und den gestellten Forderungen nicht genügen würde. Andererseits würde Merkmal b) allein ebenfalls nicht die Lösung aufzeigen, da zu dem allerdings bereits schmaleren Hysteresebereich sich unter Umständen noch der Bereich des Auslaßventils addieren würde und der Gesamtbereich der auftretenden Drehzahlintervalle wiederum zu groß sein würde.To solve the given problem, both mutually complementary features a) and b) are necessary, since they are both suitable, the speed interval associated with engaging and disengaging the valve (Hysteresis). Since the coupling according to the state of the art has two types of valve (one and outlet valves) are used on the storage space, both of which have their own hysteresis area, which usually add up at least in part, since these two are exactly covered Ranges in the speed spectrum because of the adjustment difficulties that occur and the wear and tear that occurs is practically impossible, it already means a limitation of the whole occurring, necessary to operate the valves speed interval and thus an improvement in Switching reliability if one of the two valves can be dispensed with. There is already an inventive a step that goes beyond the habits of experts to a commonly used one Dispense valve. The second feature represents a further, additional measure, the by omitting the exhaust valve effect achieved in terms of solving the problem to back up. Leaving out the exhaust valve alone would not have the desired effect, since the hysteresis range belonging to the inlet valve would still be too wide and meet the requirements would not be enough. On the other hand, feature b) alone would also not reveal the solution, since the hysteresis area, however, which is already narrower, may still be joined by the area of the exhaust valve would add up and the total range of the occurring speed intervals again would be too big.

Für Antriebe mit Kurzschlußläufermotor, für die die erfindungsgemäße Kupplung in erster Linie in Frage kommt, wird — wie erwähnt — eine solche Auslegung der Regelvorrichtung zum Steuern der Rücklaufkanäle vorgesehen, daß die Schaltdrehzahl zum Schließen der Rücklaufkanäle — diese Schaltdrehzahl sei nachstehend als »obere Schaltdrehzahl« bezeichnet — zwischen der Motor-Kippdrehzahl und der Motor-Nenndrehzahl liegt und daß ferner die Schaltdrehzahl zum Öffnen der Rücklaufkanäle ( = untere Schaltdrehzahl) bei oder nahe bei der Motor-Kippdrehzahl liegt. Sofern zwischen Antriebsmotor und Strömungskupplung eine Über- oder Untersetzung eingebaut ist, gelten bei der vorstehenden Defination an Stelle der Motor-Kippdrehzahl und der Motor-Nenndrehzahl die hiermit proportionalen entsprechenden Werte der Pumpenraddrehzahlen. For drives with squirrel cage motors, for which the coupling according to the invention is primarily used in The question is - as mentioned - such a design of the regulating device for controlling the Return channels provided that the switching speed to close the return channels - this switching speed is hereinafter referred to as "upper shift speed" - between the engine breakdown speed and the nominal engine speed and that also the switching speed for opening the return channels (= lower switching speed) is at or near the motor stall speed. If between the drive motor and a fluid coupling a step-up or step-down ratio is installed, apply to the above Defination instead of the motor stall speed and the nominal motor speed the proportional ones corresponding values of the impeller speeds.

Die eben genannte Auslegung läßt sich beispielsweise durch eine entsprechende Bemessung und Anordnung der Fliehgewichte und der zugehörigen Rückstellfedern erreichen und ermöglicht es, daß beim Anlaufen des Antriebs der Motor entlastet bis nahe an seine Nenndrehzahl hochläuft und daß erst dann das Nachfüllen des Arbeitsraumes erfolgt. Wird später — etwa infolge zu großer Last auf der Abtriebsseite — der Motor in seiner Drehzahl bis auf den unteren Schaltpunkt in der Nähe des Motor-Kippunktes heruntergedrückt, so öffnet die Regelvorrichtung die Rücklaufkanäle wieder, der Arbeitsraum entleert sich teilweise, und der Motor wird wiederum entlastet. Auf diese Weise kann der Motor nur bis in die Nähe des Kippunktes herabgedrückt und damit nicht weiter als zulässig in das Gebiet höherer Stromaufnahme gedrängt werden. Weitere Erläuterungen dieser Arbeitsweise sind aus dem an späterer Stelle beschriebenen Betriebsdiagramm der Kupplung nach Fig. 13 ersichtlich.The design just mentioned can be achieved, for example, by appropriate dimensioning and arrangement achieve the flyweights and the associated return springs and makes it possible that when the drive starts up, the motor is relieved until it runs up close to its nominal speed and that only then the refilling of the working area takes place. Will be later - for example due to excessive load on the output side - the speed of the motor down to the lower switching point near the motor breakdown point if pressed down, the control device opens the return ducts again, the working area partially drains and the engine is relieved again. That way the engine can only pushed down to the vicinity of the tipping point and thus no further into the area than permitted higher current consumption. Further explanations of this mode of operation can be found in the Operation diagram of the clutch according to FIG. 13, described later, can be seen.

Die weitere Verbesserung gemäß Merkmal b) besteht in der Ausbildung der Regelvorrichtung und insbesondere in der Auslegung der Federsteifigkeit derart, daß beim Erreichen der Schaltdrehzahlen sofort ein vollständiges Schließen bzw. ein vollständiges Öffnen der Rücklaufkanäle erfolgt, d. h. mit anderen Worten, daß die Regelvorrichtung mit einem sogenannten Schnappeffekt arbeitet. Dieser ist beispielsweise dadurch erzielbar, daß während des Hochschaltvorganges die Fliehkraft des Fliehgewichtes zufolge des sich dabei vergrößernden Fliehgewichtsabstandes von der Kupplungsachse mehr zunimmt als der Federkraft der entsprechend weich gewählten Rückstellfeder. Bei diesem Merkmal ist bei der Auslegung der Federsteifigkeit selbstverständ-The further improvement according to feature b) consists in the design of the control device and especially in the interpretation of the spring stiffness in such a way that when the switching speeds are reached immediately a complete closing or a complete opening of the return ducts takes place, d. H. with others Words that the control device works with a so-called snap effect. This is for example achievable in that the centrifugal force of the flyweight during the upshift as a result of the increasing centrifugal weight distance from the coupling axis than the spring force of the correspondingly softly selected return spring. This feature is of course when designing the spring stiffness

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lieh zu berücksichtigen, daß im Falle eines ungleich Rückwand 10 a des Stauraumes angeordneten Drehwirksamen Hebels zwischen Fliehkraftangriffspunkt schieber 12 geöffnet sind (dies ist bei allen Pumpen- und Schwenkpunkt einerseits und Federkraftangriffs- raddrehzahlen unterhalb der entsprechenden Schaltpunkt und Schwenkpunkt andererseits einem solchen drehzahl der Fall), kann zufolge des Staudruckes im wirksamen, von eins abweichendes Hebelverhältnis 5 Stauraum 10 Flüssigkeit durch die geöffneten Dreh-Rechnung getragen wird. Eine solche Ausbildung schieber 12 hindurch in die Kammer 6 gelangen. Da läßt mit Sicherheit eine erforderliche kleine Schalt- die Durchtrittsquerschnitte aller Entleeröffnungen 8 hysterese erreichen, und zwar insbesondere auch und aller geöffneten Drehschieber 12 so gewählt sind, dann, wenn, wie nach weiteren Vorschlägen gemäß daß von einem bestimmten Schlupfwert ab mehr den Unteransprüchen vorgesehen, die Regelvorrich- io Flüssigkeit durch die Drehschieber 12 in die Kamtung zwecks Steigerung der Schaltsicherheit für ein mer 6 eintritt, als aus dieser auf Grund der Fliehkraft möglichst reibungsfreies Arbeiten ausgebildet wird, durch die Entleeröffnungen 8 entweicht, wird sich d. h. also, daß gleitende Flächen an den Bewegungs- dann die Kammer 6 füllen. Auf diese Weise wird bei elementen möglichst vermieden und/oder daß die mittlerem und großem Kupplungsschlupf und bei Reibungskräfte möglichst gering gehalten werden, 15 Pumpenraddrehzahlen unterhalb der jeweiligen z. B. durch weitgehendes gegeneinander Aufwiegen Schaltdrehzahl dem Arbeitsraum 7 ein Teil der Arder auf das bewegte Ventilstellorgan wirkenden beitsflüssigkeit entzogen und infolgedessen das Kräfte. Mit einer derartigen Regelvorrichtung ist er- Kraftübertragungsvermögen der Kupplung in erreichbar, daß der obere Schaltpunkt nur wenig von wünschter Weise vermindert. Diese bei laufender der Soll-Schaltdrehzahl abweicht. 20 Kupplung erfolgende Teilentleerung des Arbeits-borrowed to take into account that in the case of an unequal rear wall 10 a of the storage space arranged rotary effective Lever between the centrifugal force application point slide 12 are open (this is the case with all pump and pivot point on the one hand and spring force application wheel speeds below the corresponding switching point and pivot point on the other hand, such a speed the case), can be due to the back pressure in the effective lever ratio deviating from one 5 storage space 10 liquid through the opened turning calculation will be carried. Such a training slide 12 pass through into the chamber 6. There Certainly a required small switching area allows the passage cross-sections of all emptying openings 8 achieve hysteresis, and in particular also and all open rotary valves 12 are selected so that then, if, as according to further proposals, that of a certain slip value from more The dependent claims provided the control device io liquid through the rotary valve 12 in the Kamtung in order to increase the switching security for a mer 6 occurs than from this due to the centrifugal force As friction-free work as possible is formed, escapes through the drainage openings 8, will d. H. so that sliding surfaces on the movement then fill the chamber 6. This way, at elements as possible avoided and / or that the medium and large clutch slip and with Frictional forces are kept as low as possible, 15 impeller speeds below the respective z. B. by largely counterbalancing switching speed the working space 7 a part of the Arder acting on the moving valve actuator withdrawn part of the fluid and consequently the Powers. With such a control device, the power transmission capacity of the clutch can be achieved, that the upper switching point is only slightly reduced in a desirable manner. This while running the target switching speed deviates. 20 clutch partial emptying of the working

Die Erfindung ist nachstehend an Hand mehrerer raumes erfolgt somit auf dynamische Weise,
in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele Der Arbeitsraum 7 kann sich aber auch bei Stillerläutert. Hierbei stellt dar stand der Kupplung auf statische Art teilentleeren,The invention is hereinafter based on several rooms thus takes place in a dynamic way,
The working space 7 can also be explained in the case of Still. This represents the state of partially emptying the coupling in a static way,

F i g. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsge- indem dann die Kupplungsflüssigkeit auf Grund derF i g. 1 shows a longitudinal section of an inventive then the clutch fluid on the basis of the

mäßen Strömungskupplung, 25 Schwerkraft in allen miteinander in kommunizieren-moderate fluid coupling, 25 gravity in all communicating with one another

Fig. 2 und 3 je einen Ausschnitt aus Fig. 1, je- der Verbindung stehenden Räumen einen gleichFIGS. 2 and 3 each show a section from FIG. 1, and each connecting room is the same

doch mit nahe den Entleeröffnungen vorgesehenen hohen Flüssigkeitsstand einnimmt, wobei sie teilsbut occupies with a high liquid level provided near the emptying openings, with some of them

Abweiselementen sowie (F i g. 2) mit einer Leitwand durch die Entleeröffnungen 8, teils durch die offenenRejection elements and (FIG. 2) with a guide wall through the emptying openings 8, partly through the open ones

für die Rücklaufkanäle, Drehschieber 12 und gegebenenfalls auch noch durchfor the return channels, rotary valve 12 and possibly also through

Fig. 4 einen Teil der Stirnansicht des Pumpen- 30 die Belüftungsleitungen 13 (s. Fig. 6) aus dem Ar-Fig. 4 is a part of the front view of the pump 30 the ventilation lines 13 (see Fig. 6) from the Ar-

rades mit Entleeröffnung, beitsraum in die Kammer 6 gelangt. Infolgedessen istwheel with emptying opening, working space enters chamber 6. As a result is

F i g. 5 einen Zylinderschnitt durch die Pumpen- auch beim Beginn des Anfahrens der Kupplung ausF i g. 5 shows a cylinder section through the pump also when starting the clutch

radnabe mit Einbauten vor den Steuerschiebern, dem Stillstand heraus der Arbeitsraum ebenfalls nurwheel hub with fixtures in front of the control spool, the work area also only comes to a standstill

F i g. 6 und 7 einen Ausschnitt aus F i g. 1 mit teilgefüllt.F i g. 6 and 7 show an excerpt from FIG. 1 with partially filled.

Entlüftungskanälen, 35 Nach Überschreiten der oberen SchaltdrehzahlVentilation ducts, 35 after the upper switching speed has been exceeded

F i g. 8 eine Ansicht der als Fliehgewichtsschalter sind die Drehschieber 12 geschlossen, so daß sichF i g. 8 is a view of the flyweight switch, the rotary valve 12 are closed so that

ausgebildeten Regelvorrichtung mit einem hierdurch dann die Kammer 6 — da ihr keine Flüssigkeit mehrtrained control device with a thereby then the chamber 6 - since you no longer have liquid

gesteuerten Drehschieber für die Rücklaufkanäle, durch die Schieber 12 zuströmt —■ ganz oder bis aufcontrolled rotary valve for the return channels through which the valve 12 flows in - ■ all or up to

F i g. 9 den Drehschieber teils im Längsschnitt, eine geringe Restfüllung entleert, die durch den anF i g. 9 the rotary valve partly in longitudinal section, emptied a small amount of residual filling, which was caused by the an

teils in Ansicht, 40 den Entleeröffnungen 8 herrschenden Gegendruckpartly in view, 40 counterpressure prevailing in the discharge openings 8

Fig. 10 und 11 weitere Einzelheiten des Dreh- im Arbeitsraum bedingt ist. Die Pfeile 14 geben nochFig. 10 and 11 further details of the rotation in the work space is required. The arrows 14 are still giving

Schiebers, die Ringströmung bei kleinem Schlupf an, die da-Valve, the annular flow with small slip, the

F i g. 12 ein Diagramm für den Verlauf der Flieh- bei ausschließlich im eigentlichen Arbeitsraum 7 undF i g. 12 shows a diagram for the course of the fleeing in exclusively in the actual work space 7 and

kraft und der Federkraft des Fliehkraftschalters und somit außerhalb des Stauraumes 10 verläuft.force and the spring force of the centrifugal switch and thus outside of the storage space 10 runs.

Fig. 13 ein Drehmoment-Drehzahldiagramm für 45 Fig. 2 zeigt einen Teil des Pumpenrades ähnlichFig. 13 is a torque-speed diagram for 45 Fig. 2 shows a part of the impeller similarly

das Zusammenarbeiten von Motor und Strömungs- wie nach Fig. 1, jedoch mit zwei Abwandlungen,the cooperation of engine and flow as shown in Fig. 1, but with two modifications,

kupplung. - Um nämlich das Austreten der Flüssigkeit aus dencoupling. - To prevent the liquid from leaking out of the

Gemäß F i g. 1 treibt der angedeutete Kurzschluß- Entleeröffnungen 8 in den Arbeitsraum 7 zu erleichläufer-Elektromotor 1 über die elastische Kupplung 2 tern, ist im Arbeitsraum in Richtung der normalen das Pumpenrad 3 der Strömungskupplung an. Deren 50 Ringströmung betrachtet (Pfeil 14) vor jeder Ent-Turbinenrad 4 gibt das übertragene Drehmoment leeröffnung 8 je ein über die Arbeitsraumvvandung über die Abtriebswelle 5 an eine anzutreibende Ar- vorstehendes Abweiselement in Gestalt einer nockenbeitsmaschine, beispielsweise an einen Grubenketten- artigen Erhebung 15 vorgesehen, die an der Münförderer ab. Mit dem Pumpenrad 3 läuft die Kam- dung der Entleeröffnungen 8 eine Verringerung des mer 6 mit ihren Mitnehmerschaufeln 6a um, die sich 55 statischen Druckes erzeugt. Gemäß Fig. 3 können in radialer Richtung etwa bis zum mittleren Durch- die Abweiselemente auch die Form von Sogblechen messer der Pumpenradbeschaufelung 3a erstreckt. 16 erhalten. Diese Einbauten bewirken eine zeitliche Mit 7 ist der vom Pumpenrad 3 und Turbinenrad 4 Beschleunigung des Entleervorganges der Kammer 6 gebildete Arbeitsraum bezeichnet. Von dem radial sowie gegebenenfalls auch eine Kammerentleerung äußeren Bereich der Kammer 6 führen mehrere 60 bis zu einer kleineren Restfüllung, wodurch der Abachsparallele Entleeröffnungen 8 zum Arbeitsraum. stand zwischen der oberen und unteren Parabel 44 Durch den ringförmigen Ansatz 9 am Pumpenrad bzw. 42 nach Fig. 13 in erwünschter Weise verwird radial innerhalb des Arbeitsraumes 7 ein Stau- größert wird.According to FIG. 1 drives the indicated short-circuit drainage openings 8 in the working space 7 to synchronous electric motor 1 via the elastic coupling 2 tern, the pump wheel 3 of the fluid coupling is in the working space in the direction of the normal. Their 50 annular flow viewed (arrow 14) in front of each Ent turbine wheel 4 gives the transmitted torque empty opening 8 each via the work space wall via the output shaft 5 to a driven work-protruding deflection element in the form of a cam machine, for example provided on a pit chain-like elevation 15 that depend on the conveyor belt. With the impeller 3, the chamfering of the emptying openings 8 revolves around a reduction in the mer 6 with its driver blades 6 a, which generates static pressure. According to FIG. 3, the deflector elements can also take the form of suction plate blades of the impeller blading 3a in the radial direction approximately up to the middle diameter. 16 received. These internals cause a temporal 7 with the working space formed by the pump wheel 3 and turbine wheel 4 acceleration of the emptying process of the chamber 6. From the radially and possibly also a chamber emptying outer area of the chamber 6, several 60 lead to a smaller residual filling, whereby the Abach-parallel emptying openings 8 to the working space. stood between the upper and lower parabola 44. The ring-shaped projection 9 on the pump wheel or 42 according to FIG.

raum 10 gebildet, in dem sich bei mittlerem und Außerdem ist es günstig, wenn die arbeitsraum-room 10 is formed, in which there is an average and

großem Kupplungsschlupf ·—· in diesem Falle ver- 65 seitige Mündung jeder Entleeröffnung in Umfangs-large clutch slip · - · in this case, each emptying opening on each side in the circumferential

läuft die Ringströmung etwa gemäß dem strichliert richtung in der Mitte zwischen zwei benachbartenthe circular flow runs roughly according to the dashed direction in the middle between two neighboring ones

eingezeichneten Pfeil 11 —· ein Teil der zirkulieren- Schaufeln angeordnet ist, wie dies aus der teilweisendrawn arrow 11 - · a part of the circulating blades is arranged, as shown in the partial

den Flüssigkeit anstaut. Sofern außerdem die an der Stirnansicht des Pumpenrades nach F i g. 4 ersieht-the liquid accumulates. If, in addition, the front view of the pump wheel according to FIG. 4 sees-

lieh ist. Die Pumpenschaufeln sind dort mit 17 bezeichnet. Diese Anordnung erhöht nicht nur die obere Parabel 44 nach Fig. 13, sondern macht sie auch unabhängig von der Drehrichtung.is borrowed. The pump blades are labeled 17 there. This arrangement not only increases the upper parabola 44 of FIG. 13, but makes it also regardless of the direction of rotation.

Oft ist es erwünscht, auch bei gegenüber dem Pumpenrad voreilendem Turbinenrad ein dynamisches Teilentleeren des Arbeitsraumes 7 und eine Verminderung der Kraftübertragungsfähigkeit der Kupplung zu erreichen. Dies ist z. B. beim sogenannten Gegenstrombremsen der Fall, wobei der durch Umpolung auf entgegengesetzten Drehsinn geschaltete Elektromotor seine Drehrichtung möglichst schnell wenden und die in der ursprünglichen Drehrichtung zunächst weiterlaufende Arbeitsmaschine wirksam abbremsen soll. Aus diesem Grunde wird nach einer Weiterbildung der Erfindung die arbeitsraumseitige Anschlußstelle mindestens eines der Rücklaufkanäle derart angeordnet oder so ausgebildet ist, daß diese Anschlußstelle bei der der normalen Strömungsrichtung 14 entgegengesetzten Ringströmung (s. Richtungspfeil 18 nach Fig. 2) oder aber bei beiden Strömungsrichtungen dem Staudruck der Ringströmung ausgesetzt ist. Eine Ausführungsform hierfür ist in F i g. 2 dargestellt und weist zumindest eine Leitwand 19 auf, die die in Umfangsrichtung zumindest die Breite eines Drehschiebers 12 besitzt und die entgegengesetzte Ringströmung 18 so umlenkt, daß der Drehschieber 12 auch durch diese Strömung beaufschlagt wird. Durch geeignete Anordnung und Ausbildung der Leitfläche ist es außerdem möglich, einige Drehschieber nur durch die normale Ringströmung und einen oder einige andere Drehschieber nur durch die entgegengesetzte Ringströmung zu beaufschlagen.It is often desirable to have a dynamic turbine wheel, even when the turbine wheel is leading with respect to the pump wheel Partial emptying of the working space 7 and a reduction in the power transmission capacity of the Clutch to achieve. This is e.g. B. the case with so-called countercurrent braking, with the through Polarity reversal of the electric motor switched to the opposite direction of rotation, its direction of rotation as possible turn quickly and the driven machine initially continuing to run in the original direction of rotation should brake effectively. For this reason, according to a further development of the invention, the workspace-side Connection point of at least one of the return ducts arranged or designed in this way is that this connection point in the normal flow direction 14 opposite annular flow (See direction arrow 18 according to FIG. 2) or the dynamic pressure in both directions of flow is exposed to the annular flow. An embodiment for this is shown in FIG. 2 shown and has at least a guide wall 19 which is at least the width of a rotary valve 12 in the circumferential direction possesses and deflects the opposite annular flow 18 so that the rotary valve 12 also through this Flow is acted upon. It is also through a suitable arrangement and design of the guide surface possible, some rotary valves only through the normal annular flow and one or a few others The rotary valve can only be acted upon by the opposite ring flow.

Die den Drehschiebern 12 zugeleitete Ringströmung hat eine beträchtliche Umfangskomponente, die den Flüssigkeitseintritt in die Drehschieber erschwert. Es ist daher zweckmäßig, gemäß F i g. 5 (dies ist ein Zylinderschnitt nach den Linien I-I in Fig. 6) vor den Absperrorganen noch Leitwände 20 vorzusehen, die die Zuströmung zu den Absperrorganen im günstigen Sinne beeinflussen, hier also die Strömung gemäß Pfeil 21 in die Drehschieber 12 hineinlenken. Um bei beiden Kupplungs-Drehrichtungen eine möglichst gleiche Wirkung zu erreichen, kann zusätzlich noch die Leitwand 22 für die entgegengesetzte Zuströmrichtung 23 vorgesehen werden. The annular flow fed to the rotary valves 12 has a considerable circumferential component, which makes it difficult for the liquid to enter the rotary valve. It is therefore expedient, according to FIG. 5 (this is a cylinder section along the lines I-I in Fig. 6) in front of the shut-off devices still to provide guide walls 20, which the inflow to the shut-off devices influence in the favorable sense, here the flow according to arrow 21 into the rotary valve 12 steer in. In order to achieve the same effect as possible in both directions of rotation of the coupling, the guide wall 22 can also be provided for the opposite inflow direction 23.

Um das Entleeren und Füllen der Kammer 6 nicht zu verzögern, sind Belüftungskanäle erforderlich, die einen Luftaustausch zwischen flüssigkeitsfreien Stellen des Arbeitsraumes 7 und der Kammer 6 ermöglichen. Bisher war die arbeitsraumseitige Mündung der Belüftungskanäle entweder im sogenannten Kernraum des Arbeitsraumes oder in einem durch besondere Einbauten geschaffenen künstlichen Strömungsablösungsgebiet angeordnet. Als besonders zweckmäßig wurde nun die in F i g. 6 dargestellte besondere Lage der arbeitsraumseitigen Anschlußstelle 24 der Belüftungskanäle 13 gefunden. Hierbei liegt diese Anschlußstelle 24 an der Wandung des Pumpenrades 3 in dem Ablösungsgebiet 25, das sich bei normal gerichteter Ringströmung (siehe die entsprechenden Strömungspfeile 26) hinter dem Eintritt in die Pumpenradbeschaufelung 3 α ohne zusätzliche Hilfsmittel ausbildet. 'In order not to delay the emptying and filling of the chamber 6, ventilation channels are required which allow air to be exchanged between fluid-free locations in the working space 7 and the chamber 6. Up until now, the opening of the ventilation ducts on the working area side was either arranged in the so-called core area of the working area or in an artificial flow separation area created by special built-in components. The one shown in FIG. 6, the particular location of the connection point 24 of the ventilation ducts 13 on the workspace side is found. Here, this connection point 24 is on the wall of the pump wheel 3 in the separation area 25, which forms with normally directed annular flow (see the corresponding flow arrows 26) behind the entry into the pump wheel blading 3 α without additional tools. '

Nach Fig. 7 kann die arbeitsraumseitige Anschlußstelle 24 dieses Belüftungskanals 13 außerdem eine Leitfläche 27 erhalten, die bei der der normalen Strömungsrichtung entgegengesetzten Ringströmung nach Pfeil 18 diese teilweise über den Belüftungskanal 13 in die Kammer 6 ableitet. Auf diese Weise wird ebenfalls bei entgegengesetzter Ringströmung, z. B. bei Gegenstrombremsung, ein dynamisches Füllen der Kammer 6 ermöglicht bzw. beschleunigt.According to FIG. 7, the connection point on the workspace side 24 of this ventilation channel 13 also received a guide surface 27, which in the normal The annular flow in the opposite direction of flow according to arrow 18 diverts this partially through the ventilation duct 13 into the chamber 6. In this way is also in the opposite ring flow, z. B. with countercurrent braking, a dynamic filling the chamber 6 enables or accelerates.

Die F i g. 8 bis 11 zeigen Einzelheiten des Drehschiebers 12 mit der zugehörigen Fliehgewichtregelung. Der Drehschieber besteht aus der an der Stauraumrückwand 10 a befestigten, also nicht verstellbaren zylindrischen inneren Schieberhülse 30 und der hierauf drehbaren, ebenfalls zylindrischen äußeren Schieberhülse 31. In jeder der beiden Schieberhülsen 30 und 31 sind mehrere schräg zur Schieberachse verlaufende Steuerschlitze 32 bzw. 33 vorgesehen. Die äußere Schieberhülse 31 stellt einen Teil des Fliehgewichtkörpers 34 dar und bildet zugleich den Drehpunkt desselben. Zwecks Verminderung der Reibung ist etwa im Schwerpunkt des Fliehgewichtkörpers 34 ein Wälzlager 35 vorgesehen, an dessen beweglichen Außenring die Rückstellfeder 36 angreift. Die Anordnung ist überdies so getroffen, daß der Berührungspunkt 37 (Abstützpunkt) zwischen Wälzlager 35 und Rückstellfeder 36 auf oder möglichst nahe der Wirkungslinie 38 der Fliehkraft des Fliehgewichtskörpers liegt. Zur Begrenzung der Fliehgewichtbewegung sind außerdem den beiden Endstellungen entsprechende Anschläge vorgesehen, die in der Zeichnung nicht dargestellt wurden.The F i g. 8 to 11 show details of the rotary valve 12 with the associated flyweight control. The rotary valve consists of the one on the rear wall of the storage space 10 a fixed, so non-adjustable cylindrical inner slide sleeve 30 and the thereupon rotatable, likewise cylindrical, outer slide sleeve 31. In each of the two slide sleeves 30 and 31 there are several control slots 32 and 33, respectively, which run obliquely to the slide axis. The outer slide sleeve 31 is part of the flyweight body 34 and at the same time forms the Pivot point of the same. In order to reduce the friction is approximately in the center of gravity of the flyweight body 34 a roller bearing 35 is provided, on the movable outer ring of which the return spring 36 engages. The arrangement is also made so that the point of contact 37 (support point) between Rolling bearing 35 and return spring 36 on or as close as possible to the line of action 38 of the centrifugal force of the Flyweight body lies. To limit the flyweight movement are also the two End positions corresponding stops provided, which were not shown in the drawing.

Diese Ausbildung der Steuereinrichtung ergibt ein weitgehend reibungsfreies Arbeiten, da der als Schwenkgelenk dienende Drehschieber 12 von Auflagerkräften entlastet ist und die Reibung des Wälzlagers 35 unbeachtet ist. Außerdem ist der Drehschieber 12 in bezug auf den Flüssigkeitsdruck kraftmäßig ausgeglichen, so daß auch dieser praktisch keine Reibung hervorrufen kann. Während des Öflnungs- und Schließvorganges des Drehschiebers erzeugt allerdings die an den Steueröffnungen 32 undThis training of the control device results in a largely smooth operation, since the as Swivel joint serving rotary valve 12 is relieved of bearing forces and the friction of the rolling bearing 35 is ignored. In addition, the rotary valve 12 is forceful with respect to the fluid pressure balanced, so that this too can cause practically no friction. During the The opening and closing process of the rotary valve, however, generates the at the control openings 32 and

33 eingeschnürte Strömung (siehe Strömungspfeil 39 in F i g. 11) auf die äußere Schieberhülse 31 wirkende Kräfte, die den Verstellvorgang beeinflussen. Um diesen mitunter unerwünschten Einfluß auszuschalten, wird nach einem weiteren Vorschlag die bewegliche Steuerkante 40 gemäß Fig. 11 messerartig zugeschärft. 33 constricted flow (see flow arrow 39 in FIG. 11) acting on the outer slide sleeve 31 Forces that influence the adjustment process. In order to eliminate this sometimes undesirable influence, According to a further proposal, the movable control edge 40 according to FIG. 11 is sharpened like a knife.

Die Fig. 12 zeigt ein Diagramm für den Verlauf der Kraft P der Rückstellfeder 36 und der Fliehkraft P₂ des Fliehgewichtkörpers 34, und zwar in Abhängigkeit von den Radien r des Fliehgewichtkörpers12 shows a diagram for the course of the force P of the return spring 36 and the centrifugal force P _{2 of} the flyweight body 34, specifically as a function of the radii r of the flyweight body

34 in bezug auf die Kupplungsachse und außerdem für die obere Schaltdrehzahl. Wie ersichtlich, wächst mit zunehmendem Radius, ausgehend vom Radius r_h die Fliehkraft P₂ mehr an als die Kraft P₁ der Rückstellfeder, so daß sich beim Erreichen der oberen Schaltdrehzahl ein sofortiges Durchschalten bis zum vollständigen Schließen des Drehschiebers 12 und somit ein sogenannter Schnappeffekt ergibt. Sinngemäß gleiches gilt für das Rückschalten bei der unteren Schaltdrehzahl, da dann die Fliehkraft bei radialer Verlagerung des Fliehgewichtkörpers mehr abnimmt als die Federkraft.34 with respect to the clutch axis and also for the upper switching speed. As can be seen, with increasing radius, starting from the radius r _h, the centrifugal force P _{2 increases} more than the force P _{1 of} the return spring, so that when the upper switching speed is reached, an immediate switching through until the rotary valve 12 closes completely and thus a so-called snap effect results. The same applies mutatis mutandis to downshifting at the lower switching speed, since the centrifugal force then decreases more than the spring force when the centrifugal weight body is displaced radially.

Das Drehmoment-Drehzahldiagramm nach Fig. 13 veranschaulicht das Zusammenarbeiten der erfindungsgemäßen Strömungskupplung mit einem Kurzschlußläufermotor. Unter der Annahme einer übersetzungslosen Verbindung des Motors mit demThe torque-speed diagram of Fig. 13 illustrates the cooperation of the invention Fluid coupling with a squirrel cage motor. Assuming no translation Connection of the motor with the

009 583/105009 583/105

Pumpenrad stellen die Abszissenwerte sowohl die Pumpenrad-Drehzahl H₁ als auch die gleich große Motor-Drehzahl n_Mui dar. Die Kurve 41 gibt den Verlauf des Motor-Drehmomentes über der Drehzahl an, und zwar unter der Annahme konstanter Spannung (kein Spannungsabfall). Beim Anfahren des Motors aus dem Stillstand wächst auf Grund der statischen Teilentleerung und später auf Grund der zusätzlichen dynamischen Teilentleerung des Arbeitsraumes das durch die Kupplung übertragene Dreh- moment lediglich entsprechend der unteren etwa parabolischen Kurve 42 bis zum Erreichen der oberen Schaltdrehzahl o.S. im Punkt A an (stark ausgezogener Linienzug). Nunmehr schließen die Drehschieber 12, und die Kammer 6 entleert sich in den Arbeitsraum 7, so daß von nun ab das übertragene Kupplungsmoment steiler als bisher nach der Kurve 43 wächst und über Punkt B auf der Motor-Momentenlinie 41 den Punkt C erreicht. Die durch diesen Punkt C verlaufende obere Parabel 44 entspricht dabei der vollen Übertragungsfähigkeit der Kupplung nach Beendigung der Entleerung der Kammer 6. Die nachfolgenden Vorgänge während des Anfahrens der Arbeitsmaschine vollziehen sich in bekannter Weise.The pump wheel represents the abscissa values of both the pump wheel speed H ₁ and the equally large motor speed n _Mui . Curve 41 shows the course of the motor torque versus speed, assuming constant voltage (no voltage drop). When starting the engine from standstill, due to the static partial emptying and later due to the additional dynamic partial emptying of the working space, the torque transmitted by the clutch only increases according to the lower parabolic curve 42 until the upper switching speed oS is reached at point A. (strong lines). The rotary slide valves 12 now close and the chamber 6 empties into the working space 7, so that from now on the transmitted clutch torque increases more steeply than before after curve 43 and reaches point C via point B on the engine torque line 41. The upper parabola 44 running through this point C corresponds to the full transmission capacity of the clutch after the emptying of the chamber 6 has ended. The subsequent processes during the start-up of the working machine take place in a known manner.

Bei Spannungsabfall gilt eine schwächere, hier strichliert dargestellte Motorkennlinie 45. Bei Motorstart wird auch jetzt die untere Parabel 42 bis zur oberen Schaltdrehzahl im Punkte befahren. Nach Schließen der Drehschieber 12 wächst das übertragene Kuplungsdrehmoment infolge Entleerung der Kammer 6 über Punkt D auf der geschwächten Motorkennlinie bis zu Punkt E an. Damit ist infolge Motordrückung die untere Schaltdrehzahl u.S. erreicht, die Drehschieber 12 öffnen, und das Kupplungsmoment wird entlang der Linie 46 infolge Rückfüllung der Kammer 6 erniedrigt. Dadurch wird der Motor entlastet, und seine Drehzahl steigt wieder bis zur oberen Schaltdrehzahl o.S. im Punkt F an. Auf Grund der jetzt wieder einsetzenden Entleerung der Kammer 6 belastet die Kupplung den Motor erneut, so daß der beschriebene Kurvenzug F-D-E-46 periodisch befahren wird, wobei jedesmal das dem Punkt E entsprechende Kippmoment für das Losreißen der Arbeitsmaschine zur Verfügung gestellt wird, jedoch in keinem Fall eine unzulässige Drükkung des Motors auf eine Drehzahl wesentlich unterhalb des Kippunktes E erfolgen kann. Ohne diesen Entlastungseffekt würde sich ein Betriebspunkt G dauernd einstellen, der wegen seiner hohen Stromaufnahme und wegen verringertem Drehmoment unerwünscht ist.In the event of a voltage drop, a weaker motor characteristic 45, shown here with dashed lines, applies. When the motor is started, the lower parabola 42 is now also traveled up to the upper switching speed at the point. After the rotary valve 12 is closed, the transmitted coupling torque increases as a result of the emptying of the chamber 6 via point D on the weakened motor characteristic line up to point E. As a result, the lower switching speed uS is reached as a result of the engine depression, the rotary slide valves 12 open, and the clutch torque is reduced along the line 46 due to the backfilling of the chamber 6. This relieves the load on the motor and its speed increases again up to the upper switching speed oS at point F. Due to the emptying of chamber 6, which now begins again, the clutch loads the motor again, so that the curve FDE-46 described is cycled on, each time the overturning moment corresponding to point E is made available for the working machine to break loose, but not in any In the event of an impermissible pressure on the motor to a speed significantly below the tipping point E can occur. Without this relief effect, an operating point G would be set which is undesirable because of its high current consumption and because of its reduced torque.

Claims (14)

Patentansprüche: 55Claims: 55 1. Strömungskupplung insbesondere für Antriebe mit Elektromotor, vorzugsweise Kurzschlußläufermotoren, mit einer zur zeitweisen Aufnahme von Arbeitsflüssigkeit beim selbsttätigen Teilentleeren des Arbeitsraumes während des Betriebes dienenden Kammer, die mindestens zu einem wesentlichen Teil von mit dem Pumpenrad umlaufenden Wänden gebildet wird und vorzugsweise einen Außendurchmesser gleich dem mittleren Durchmesser der Pumpenradbeschaufelung aufweist, die ferner mindestens eine von ihrem radial äußeren Bereich zum Arbeitsraum führende und zum Entleeren der Kammer dienende Leeröffnung besitzt, sowie außerdem mit mindestens einem am Arbeitsraum angeschlossenen, dem Staudruck der dortigen Ringsirömung ausgesetzten und zum Füllen der Kammer dienenden Rücklaufkanal versehen ist, der mittels wenigstens eines fliehkraftbetätigten Ventils bei den oberen Pumpenraddrehzahlen durch die Kraft eines radialbeweglichen Fliehgewichtes geschlossen und bei den unteren Pumpenraddrehzahlen durch die Kraft einer der Fliehkraft entgegenwirkenden wenigstens mittelbar am Fliehgewicht angreifender Feder geöffnet wird, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:1. Fluid coupling especially for drives with electric motors, preferably squirrel cage motors, with one for the temporary uptake of working fluid during automatic partial emptying of the working area during of the operation serving chamber, which at least to a substantial extent of with the impeller circumferential walls is formed and preferably an outer diameter equal to that having mean diameter of the impeller blades, which further comprises at least one of its radially outer area leading to the working space and serving to empty the chamber Has an empty opening, as well as at least one connected to the work area, exposed to the back pressure of the local ring flow and used to fill the chamber Return channel is provided, which by means of at least one centrifugally actuated valve the upper impeller speeds closed by the force of a radially movable centrifugal weight and at the lower impeller speeds by the force of one counteracting the centrifugal force is opened at least indirectly acting on the flyweight spring, characterized by the combination of the following Characteristics: a) Die Entleeröffnungen (8) sind in an sich bekannter Weise als ungesteuerte Drosselbohrungen ausgebildet;a) The drainage openings (8) are known as uncontrolled throttle bores educated; b) die Steifigkeit der Feder (36) des Ventils (12) ist so gewählt, daß der Fliehkraftzuwachs auf Grund der Radienzunahme an dem sich radial nach außen bewegenden Fliehgewicht größer ist als der Zuwachs an Federkraft der dabei zunehmend angespannten Feder.b) the rigidity of the spring (36) of the valve (12) is chosen so that the centrifugal force increase due to the increase in radius on the centrifugal weight moving radially outwards is greater than the increase in spring force of the increasingly tense spring. 2. Strömungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (31) des zum Absperren des Rücklaufkanals (10, 12) dienenden Ventils (12, 30-33) bezüglich des Flüssigkeitsdruckes symmetrisch, d. h. kräftemäßig ausgeglichen ist, insbesondere als durch eine Drehung des bewegten Teiles zu betätigender zylindrischer Ringschieber ausgebildet ist (Fig. 8 bis 11).2. Fluid coupling according to claim 1, characterized in that the movable part (31) of the valve (12, 30-33) serving to shut off the return channel (10, 12) with respect to the Fluid pressure symmetrical, d. H. is balanced in terms of strength, especially as through a rotation of the moving part to be actuated cylindrical ring slide is formed (Figures 8 to 11). 3. Strömungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ventil (12, 30-40) exzentrisch zur Rotationsachse der Strömungskupplung angeordnet ist und mindestens einen außerhalb seines Schwerpunktes radial schwenkbar angelenkten Fliehgewichtkörpers (34) sowie eine dessen Fliehkraft entgegenwirkende Rückstellfeder (36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützpunkt (37) zwischen Rückstellfeder (36) und Fliehgewichtkörper (34) auf oder möglichst nahe der Wirkungslinie (38) der Fliehkraft des Fliehgewichtskörpers (34) liegt (Fig. 8).3. Fluid coupling according to claim 1 or 2, wherein the valve (12, 30-40) is eccentric to The axis of rotation of the fluid coupling is arranged and at least one outside of his Center of gravity radially pivotably articulated centrifugal weight body (34) and a centrifugal force thereof counteracting return spring (36), characterized in that the support point (37) between the return spring (36) and the flyweight body (34) on or as close as possible the line of action (38) of the centrifugal force of the flyweight body (34) lies (Fig. 8). 4. Strömungskupplung nach Anspruch 3, wobei das Ventil mindestens einen Fliehgewichtkörper sowie eine dessen Fliehkraft entgegenwirkende Feder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorhandener Relativbewegung an der Berührungsstelle (37) zwischen Feder (36) und Fliehgewichtkörper (34) zwecks Reibungsverminderung ein Wälzlager (35) vorgesehen ist (F i g. 8).4. Fluid coupling according to claim 3, wherein the valve has at least one flyweight body as well as having a spring counteracting its centrifugal force, characterized in that that when there is relative movement at the contact point (37) between the spring (36) and A roller bearing (35) is provided for the purpose of reducing friction (FIG. 8). 5. Strömungskupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Fliehgewichtskörpers (34), und zwar dessen Anlenkauge als steuernder Schieberteil (31) ausgebildet ist (Fig. 8 bis 11).5. Fluid coupling according to claim 3 or 4, characterized in that part of the flyweight body (34), namely its articulation eye designed as a controlling slide part (31) is (Figs. 8 to 11). 6. Strömungskupplung nach Anspruch 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnungen (32, 33) in dem beweglichen (31) und in dem festen Schieberteil (30) als Schlitze (33, 32) ausgebildet sind, die vorzugsweise in bezug auf die Schieberachse schräg angeordnet sind (Fig. 9 bis 11).6. Fluid coupling according to claim 2, 3 or 5, characterized in that the control openings (32, 33) in the movable (31) and are formed in the fixed slide part (30) as slots (33, 32), which are preferably in relation are arranged obliquely on the slide axis (Fig. 9 to 11). 7. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß7. Fluid coupling according to one of claims 2 to 6, characterized in that zum Erzielen eines kleinen Verdrehwinkels des Drehschiebers (30-33) der Steuerquerschnitt auf möglichst viele entsprechend schmale Schlitze (32, 33) verteilt ist (Fig. 9 bis 11).To achieve a small angle of rotation of the rotary slide valve (30-33), the control cross-section is distributed over as many correspondingly narrow slots (32, 33) as possible (FIGS. 9 to 11). 8. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Steuerkante (40) messerartig zugeschärft ist (Fig. 11).8. Fluid coupling according to one of claims 2 to 7, characterized in that the movable control edge (40) is sharpened like a knife (Fig. 11). 9. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Arbeitsraum (7), in Richtung der normalen Ringströmung (14) betrachtet, vor jeder Entleeröffnung (8) je ein über die Arbeitsraumwandung vorstehendes Abweiselement (Abweisnocken 15, Sogblech 16) vorgesehen ist.9. Fluid coupling according to one of claims 1 to 8, characterized in that im Working space (7), viewed in the direction of the normal annular flow (14), in front of each emptying opening (8) one deflector element (deflector cam 15, Suction plate 16) is provided. 10. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die arbeitsraumseitige Mündung jeder Entleeröffnung (8) in Umfangsrichtung in der Mitte zwischen zwei benachbarten Schaufeln (17) angeordnet ist (Fig. 4).10. Fluid coupling according to one of claims 1 to 9, characterized in that the Mouth of each discharge opening (8) on the working space side in the circumferential direction in the middle between two adjacent blades (17) is arranged (Fig. 4). 11. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung vor den Ventilen (12) feste und/oder verstellbare Leitwände (20, 22; 19) vorgesehen sind, die die Zuströmung zu den Absperrorganen beeinflussen (F i g. 5 und 2).11. Fluid coupling according to one of claims 1 to 10, characterized in that in Direction of flow in front of the valves (12), fixed and / or adjustable guide walls (20, 22; 19) are provided that influence the flow to the shut-off devices (Figs. 5 and 2). 12. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der arbeitsraumseitigen Anschlußstelle mindestens eines Rücklaufkanals (10, 12) eine sich der der normalen Strömungsrichtung (14) entgegengesetzten Ringströmung (18) entgegen öffnende Leitfläche (19) angeordnet ist, die das Arbeitsmedium bei Schlupfumkehr vor die Mündung der Regelvorrichtung (12) leitet (F i g. 2).12. Fluid coupling according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one return duct (10, 12) on the connection point on the working space side the annular flow (18) opposite to the normal flow direction (14) opens in the opposite direction Guide surface (19) is arranged, which the working medium in reverse slip in front of the mouth the control device (12) conducts (FIG. 2). 13. Strömungskupplung mit einem die Kammer mit dem Arbeitsraum verbindenden Belüftungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die arbeitsraumseitige Anschlußstelle (24) des Belüftungskanals (13) an der Pumpenradwandung dort angeordnet ist, wo die bei mittlerem und großem Schlupf auftretende Ringströmung (26) hinter dem Eintritt in die Pumpenradbeschaufelung (3 a) ein Ablösungsgebiet (25) ausbildet (F i g. 6).13. Fluid coupling with a ventilation channel connecting the chamber to the working space according to one of claims 1 to 12, characterized characterized in that the connection point (24) of the ventilation duct (13) on the workspace side the pump impeller wall is located where the medium and large slip occurs Annular flow (26) behind the entry into the impeller blading (3 a) is a separation area (25) trains (Fig. 6). 14. Strömungskupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die arbeitsraumseitige Anschlußstelle (24) des Belüftungskanals (13) eine der sich bei Schlupfumkehr ausbildenden Arbeitsraumströmung (18) entgegenöffnende Leitfläche (27) aufweist, die bei der der normalen Strömungsrichtung (14) entgegengesetzten Ringströmung (18) das Arbeitsmedium teilweise rückwärts durch den Belüftungskanal (13) in die Kammer ableitet (F i g. 7).14. A flow coupling according to claim 13, characterized in that the working space-side connection point (24) of the ventilation duct (13) has a guide surface (27) which opens opposite to the working space flow (18) forming when the slip reverses and which is opposite to the annular flow in the normal flow direction (14) (18) partially diverts the working medium backwards through the ventilation channel (13) into the chamber (FIG. 7). Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings