DE1600974B1 - Entleervorrichtung fuer Stroemungskreislaeufe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entleervorrich- Der Absperring kann zur Erhöhung seiner Bietung für Strömungskreisläufe mit umlaufendem Ge- gungselastizitäten durch mehrere Lagen eines relativ häuse, insbesondere für Strömungskupplungen mit dünnen Bandes gebildet werden, wobei die Mehrani Umfang des Gehäuses angeordneten radial gerich- lagigkeit etwa durch fortlaufendes mehrfaches Herteten Entleeröffnungen mit einem diese Öffnungen 5 umwickeln erreicht werden kann,
überdeckenden, ebenfalls mit Öffnungen versehenen Nach einem besonders vorteilhaften weiteren Vorringförmigen Absperrschieber. Bekannte, zum Ab- schlag der Erfindung wird das biegeelastische Band schalten oder zur Drehmoment- bzw. Schlupfregelung mit einem größeren Spiel um das die Auslaßöffnungen dienende derartige Entleervorrichtungen sind als aufweisende Gehäuse herumgelegt als für die Versiarre Absperrschieber ausgebildet, die entsprechend io stellbarkeit an sich erforderlich wäre und das Spiel ihrer großen Masse und zum Vermeiden des Ver- zwischen Gehäuse und Band durch Gleitbacken überkantens eine robuste Führung und Betätigungs- brückt, die über den Umfang gleichmäßig verteilt enteinrichrung benötigen (deutsche Patente 422053, weder am Gehäuse oder am Band befestigt sind. 415002, 466400, 524947, 712767). Abgesehen von Solche Gleitstücke ergeben einen doppelten Vorteil, der hieraus sich ergebenden schweren und teuren 15 indem sie einerseits eine wesentliche Verringerung Ausführungsform bewirken solche starren Ringschie- des Reibungswiderstandes bei der Verstellung und ber infolge ihrer großen Masse auch erhebliche damit eine Verringerung der Verstellkraft mit sich Massenkräfte, wenn im Betrieb Ungleichförmigkeiten bringen, andererseits aber auch sicherstellen, daß sich in der Winkelgeschwindigkeit auftreten, wie dies z. B. kleine Verunreinigungen des Getriebeöles, mit dem beim Antrieb durch Verbrennungsmotoren eintreten 20 solche Strömungskreisläufe betrieben werden, nicht kann oder wenn aus anderem Anlaß mit Dreh- störend auswirken, wie es bei einer satten Auflage des momentschwankungen zu rechnen ist. Dabei sind so- Bandes der Fall wäre. Dazu kommt noch, daß hierwohl in Achsrichtung verschiebbare Absperringe be- durch der Absperring mit einer großen Passung ankannt, die radialen Auslaßöffnungen zugeordnet sind, gelegt werden kann, was zur Verringerung der Herais auch in Umfangsrichtung verschiebbare Ringe, 25 Stellungskosten beiträgt. Die Gleitstücke werden dabei die achsparallele Auslaßöffnungen steuern. Zur Ver- zweckmäßigerweise an den Rändern des entsprechend meidung der großen Massen solcher Absperrschieber breiten Bandes angeordnet, derart, daß sie bei einer ist es auch bereits bekannt (deutsches Gebrauchs- Verstellung seitlich an den zu steuernden Öffnungen muster 1 682 769), sie aus einem Material geringerer vorbeigleiten und eine breitspurige Lagerung ergeben. Wichte als Stahl herzustellen, doch müssen solche 30 Als Gleitstücke können in einfachster Weise die Köpfe Schieber an ihren Gleitflächen mit verschleißfesten von Schrauben oder Nieten dienen, die in das Band Belägen bewehrt werden, was die Anwendung einer eingesetzt werden und die bei einem mehrlagigen solchen Ausführungsform nicht gerade empfehlens- Band auch zum Verbinden der Lagen miteinander wert macht. Die bekannten derartigen Entleereinrich- dienen können.

fangen weisen außerdem den Nachteil auf, daß sie 35 Der durch die Gleitstücke bedingte Abstand zwinur relativ träge arbeiten und daß sie die Einstellung sehen Gehäuseaußenwand und Absperring kann bestimmter Teilfüllungsgrade gar nicht oder nur sehr durch einen entsprechenden Steg am Gehäuse im Beunzuverlässig gestatten. reich der Öffnungen oder durch schmale Ringstücke

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine an den Öffnungen selbst überbrückt werden. Beson-Entleervorrichtung zu schaffen, die die obenerwähn- 40 ders zweckmäßig ist es jedoch, hierfür in die Auslaßten Nachteile vermeidet. Es wird vorgeschlagen, daß Öffnungen radial verschiebbare Büchsen einzusetzen, der in Umfangsrichtung verschiebbar ausgebildete die sich unter der Wirkung der Fliehkraft dichtend Absperrschieber aus einem Band biegungselastischen an den Absperring anlegen. Notfalls kann die Anlege-Materials vorzugsweise aus Federstahl besteht und je fläche der Büchsen der Krümmung des Absperringes nach Stellung Auslaßkanäle, die vorzugsweise in ver- 45 entsprechend gekrümmt ausgebildet werden. Es hat schiedene Gruppen unterteilt sind, freilegt bzw. ab- sich jedoch gezeigt, daß dies bei Verwendung eines sperrt. Dem Kennzeichen der Verschiebbarkeit in entsprechend dünnen Bandes nicht erforderlich ist, Umfangsrichtung kommt dabei eine besondere Be- daß sich dieses vielmehr an eine ebene Außenfläche deutung zu mit Rücksicht darauf, daß sich ein biege- der Büchsen satt anlegt. Je höher die Drehzahl des elastisches Ringband mit seiner geringen Festigkeit So Strömungskreislaufes und je höher der Flüssigkeits-Jn radialer Richtung in Achsrichtung nur durch eine druck im Arbeitsraum, um so stärker preßt sich die komplizierte, an mehreren Umfangsstellen angreifende ringförmige Außenfläche der Büchsen dichtend an Axialverstelleinrichtung beherrschen lassen würde, den Absperring an.

während bei einer einfachen Verstelleinrichtung mit Die Büchsen werden ihrerseits zweckmäßigerweise

einem Verkanten und einseitigen Verschieben eines 55 mittels elastischer Dichtungsringe gegen das Gehäuse solchen Bandes gerechnet werden müßte. In Um- des Strömungskreislaufes abgedichtet. Damit die fangsrichtung dagegen läßt sich ein solches biege- Dichtung zwischen den Büchsen und dem Absperring elastisches Band zuverlässig durch eine einfache Ver- auch im Stillstand und bei niedrigen Drehzahlen erstelleinrichtung bestätigen. Bei der obenerwähnten, reicht wird, empfiehlt es sich, die Büchsen durch Fean sich bekannten Ausführungsform mit in Umfangs- 60 dern zu belasten.

richtung verschiebbarem Ring (deutsches Patent Die Erfindung läßt sich auch für Strömungskreis-

415 002) ist dieser Ring achsparallelen Auslaßöffnun- laufe anwenden, bei denen nicht nur die Betriebsgen zugeordnet und daher hochkant, also in einer zustände »voll« und »leer«, sondern auch beliebige achssenkrechten Ebene angeordnet, so daß er in Teilfüllungsgrade einstellbar sein sollen, und zwar radialer Richtung eine hohe Steifigkeit aufweist, im 65 auch dort, wo diese Teilfullungsgrade mit großer GeGegensatz zu dem Vorschlag gemäß vorliegender Er- nauigkeit eingestellt werden müssen. Hierzu werden findung, nach welchem der Absperring in radialer etwa wenigstens zwei Gruppen von Auslaßkanälen Richtung relativ weich und nachgiebig sein soll. am Gehäuse und/oder am Absperring vorgesehen, die

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bei einer Betätigung des Absperringes nacheinander dabei etwa so getroffen werden, daß wenigstens einzur Wirkung kommen, so daß außer der Schließ- zelne kleine Abspritzdüsen am Absperring bei dessen stellung noch wenigstens zwei Stellungen mit unter- Verstellung auf einen bestimmten Teilfüllungsgrad in schiedlichem offenem Auslaßquerschnitt zum Abflie- den Bereich der für die vollständige Entleerung dießen der Arbeitsflüssigkeit gegeben sind. Bei gleich- 5 nenden Auslaßöffnungen am Gehäuse kommen und bleibender Zulaufmenge stellt sich dem gewählten bei Teilfüllungszuständen dem hierbei auftretenden Ablaufquerschnitt entsprechend dann nach Erreichen stärkeren Wärmeanfall entsprechend eine zusätzliche des gewünschten Entleerungsgrades auf Grund des Abspritzmenge freigeben.

bei verringerter Füllung ebenfalls verringerten Ab- Im übrigen kann der zur Kühlung dienende Teillaufdruckes ein Gleichgewichtszustand ein. Eine io flüssigkeitsstrom natürlich auch über die anderen solche an sich naheliegende Steuerung befriedigt je- Auslaßöffnungen bzw. die Überlaufrohre geleitet doch nicht immer, da sie unter anderem temperatur- v/erden.

empfindlich ist und da sie in ihrer Genauigkeit auch Zum Betätigen des in Umfa'ngsrichtung verstell-

von einer bestimmten konstanten Zu- und Ablauf- baren, als biegungselastisches Band ausgebildeten menge abhängig ist, die nicht immer eingehalten wer- 15 Absperrings werden an wenigstens zwei gegenüberden kann. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird als liegenden, vorzugsweise aber an drei oder vier über Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, die Aus- den Umfang gleichmäßig verteilten Stellen des Strö-Iaßöffnungen im Gehäuse und im Absperring vor- mungskreisiaufes radial verlaufende Verstellwellen zugsweise alle mit gleichem Querschnitt auszubilden, gelagert, deren äußeres Ende mittels eines daran bejedoch an einzelne Auslaßöffnungen im Gehäuse im 20 festigten Hebels am Absperring angreift, während sein wesentlichen radial nach innen gehende Rohrstücke inneres Ende in kurzem Abstand voneinander zwei anzuschließen, die als Überlaufrohre wirken und mit solche Hebel trägt, die so angeordnet sind, daß die ihrer Länge jeweils einen bestimmten Flüssigkeits- Verstellwelle durch eine auf den einen in axialer Richspiegel im Arbeitsraum und damit einen bestimmten rung einwirkende Kraft in der einen und durch eine Teilfüllungsgrad garantieren. 25 auf den anderen in axialer Richtung einwirkende

Gemäß diesem Vorschlag der Erfindung soll also Kraft in der anderen Richtung verdreht wird. Durch außer den für die vollständige Entleerung des Arbeits- die Verdrehung der Verstellwelle wird dann über den raumes dienenden Auslaßöffnungen im Gehäuse, die äußeren Hebel der Absperring in der einen oder in einer bestimmten Umfangsstellung des Absperr- anderen Umfangsrichtung verschoben. Die Anordringes durch diesen verschlossen und in einer zweiten 30 nung ist also etwa so getroffen, daß die beiden Hebel Stellung freigegeben werden, noch wenigstens eine am inneren Ende einer Verstellwelle etwa spiegel-Gruppe von weiteren Auslaßöffnungen vorgesehen bildlich zu einer die Achse der Verstellwelle und die werden, an die nach innen ragende Überlaufrohre an- Achse des Strömungskreislaufes enthaltenden Ebene geschlossen sind, die in einer weiteren Stellung des nach außen stehen. Dabei ist es ferner zweckmäßig, Absperrschiebers eine der Eintauchtiefe dieser Über- 35 das Ende des einen Hebels über einen zur Verstelllaufrohre in den Arbeitskreislauf entsprechende Ent- welle parallelen Stift in eine Kuglbüchse eingreifen leerung desselben zulassen. Je nach der Anzahl von zu lassen, die an einem zum Strömungskreislauf kon-Gruppen unterschiedlicher Überlaufrohre und der zentrischen und von den entsprechenden Hebeln der entsprechenden Anzahl von Stellungen des Absperr- Verstellwelle getragenen und daher mit dem Ströschiebers können mehrere Teilfüllungsgrade ein- 40 mungskreislauf umlaufenden Schaltring befestigt ist, gestellt werden, und zwar mit geometrischer Genauig- und den jeweils anderen Hebel in gleicher Weise mit keit. Dabei ist es noch von Vorteil, wenn die offenen einem zweiten Schaltring zu kuppeln. Durch je einen Eintrittsquerschnitte der Überlauf rohre der bei unter- in axialer Richtung wirkenden ortsfesten Servomotor schiedlichen Füllungsgraden unterschiedlichen Strö- od. dgl., dessen nach außen wirkende Kolbenstange mungsform im Kreislauf entsprechend geformt, und 45 etwa mit einer Rolle versehen wird, kann nach Beliezwar etwa mit ihrer Öffnung gegen die Strömung ge- ben der eine oder andere Schaltring durch einen richtet, beispielsweise also schräg abgeschnitten sind, kurzzeitigen Anstoß gegen den Strömungskreislauf zu so daß sie nicht nur als Überlaufrohre, sondern auch verschoben und damit die Betätigung des Absperrais Staurohre wirken. ringes in der einen oder anderen Richtung bewirkt

Die bei Strömungskreisläufen übliche Kühlung des 50 werden. Bei einer Ausführung mit einer oder mehre-Arbeitsmittels durch ständiges Ableiten eines Teil- ren Mittelstellungen des Absperringes sind auch für stromes der Arbeitsflüssigkeit und Rückkühlung die- den Hub der Servomotoren eine oder mehrere entser Teilströmung in einen Kühler ist selbstverständ- sprechende Mittelstellungen vorzusehen,
lieh auch bei einer Ausführung der Entleereinrich- Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

tung gemäß der Erfindung möglich. Hierfür können 55 Zeichnungen näher erläutert.

entweder neben dem Absperrschieber liegende stan- F i g. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine Strö-

dig offene Auslaßöffnungen vorgesehen werden oder mungskupplung,

aber auch im Bereich des Absperrschiebers liegende F i g. 2 in größerem Maßstab einen Längsschnitt

und von diesem ständig offen gelassene Auslaß- durch eine Auslaßöffnung,

öffnungen. Durch den Absperrschieber kann aber 60 F i g. 3 in etwas anderem Maßstab als F i g. 2 einen auch eine Steuerung dieser zum ständigen Abführen achssenkrechten Schnitt durch mehrere Auslaßkanäle, einer Teilflüssigkeitsmenge dienenden Auslaßöffnun- F i g. 4 eine Teilansicht nach Linie IV-IV der

gen vorgesehen werden, etwa in der Weise, daß bei F i g. 1 und

einer Stellung des Absperrschiebers, die einem be- F i g. 5 eine perspektivische Skizze für das innere

stimmten Teilfüllungsgrad des Arbeitsraumes ent- 65 Ende einer Verstellwelle.

spricht, ein anderer Auslaßquerschnitt hierfür frei- Die wesentlichen Bestandteile der in Fig. 1 dargegeben wird als bei vollem Kreislauf bzw. als bei gestellten Strömungskupplung sind die Antriebseinem anderen Teilfüllungsgrad. Die Anordnung kann welle 1 und das mit dieser verbundene Pumpenrad 2,

die Abtriebswelle 3 und das mit dieser gekuppelte Turbinenrad 4 sowie eine mit dem Pumpenrad verbundene, das Turbinenrad umschließende Schale 5. Das die umlaufenden Kupplungsteile einschließende Gehäuse ist mit 6 bezeichnet, in das die Ölzufuhrleitung 7 führt.

Aus dem vom Pumpenrad und Turbinenrad gebildeten Arbeitsraum führen am äußeren Umfang Bohrungen 8 nach außen, die als Auslaßöffnungen dienen und die durch ein um den Außenumfang des Pumpenrades herumgelegtes, an seinen Enden miteinander verbundenes elastisches Band 9 aus Federstahl gesteuert werden. Das elastische Band bildet somit den in Umfangsrichtung verschiebbaren Absperrschieber bzw. Absperring.

Um eine Vorstellung von der Stärke dieses Bandes zu geben sei erwähnt, daß es bei einem Kupplungsdurchmesser von etwa 700 mm einlagig eine Stärke von 0,8 mm und eine Breite von 50 mm aufweisen mag, während man für eine Kupplung von beispielsweise 2000 mm Durchmesser vier Lagen eines 1 mm starken und 130 mm breiten Bandes übereinanderlegen wird.

Das Band 9 ist an seinen Rändern mit Nieten oder Schrauben 10 versehen, mit deren inneren Köpfen es auf dem Pumpenrad außen aufliegt. Der durch die Köpfe der Schrauben bedingte Spalt zwischen Band und Pumpenrad ist im Bereich der Auslaßkanäle durch einen am Pumpenrad angedrehten Steg 11 überbrückt. Eine andere Möglichkeit wäre die Ausführung von kreisrunden Stegen an jeder Auslaßöffnung. Am Band 9 sind — wie insbesondere aus F i g. 3 zu ersehen — an geeigneten über den Umfang verteilten Stellen Bohrungen 12, 13 und 14 vorgesehen, durch die die Arbeitsflüssigkeit ablaufen kann, wenn das Band durch Verschiebung in Umfangsrichtung so verstellt wird, daß diese Bohrungen 12 mit den Auslaßkanälen 8 in Deckung kommen.

Bei der in der Teilansicht gemäß Fi g. 2 gewählten Ausführungsform ist das Band 9 zweilagig gewickelt und der Spalt zwischen Band und Pumpengehäuse durch Büchsen 15 überbrückt, die in die Auslaßöffnungen 8 eingesetzt sind und gegen diese durch eine Dichtung 16 abgedichtet sind. Am äußeren Ende weisen die Büchsen 15 einen Bund auf, gegen den sich eine Blattfeder 17 abstützt, durch die die Büchsen radial nach außen zum Anliegen an das Band gezwungen werden.

Bei der in Fig. 3 gewählten Ausführungsform schließt an eine der dort dargestellten Auslaßöffnungen 8 ein nach innen ragendes Überlaufrohr 18 an; das innere Ende dieses Überlaufrohres ist in der Fig. 1 in zwei verschiedenen Längen 18 α und 18 b angedeutet und dazu gezeigt, daß sich der Länge 18 a entsprechend im Betrieb der Kupplung ein schematisch durch die Linie 19 und der Länge des Überlaufrohres 18 b entsprechend ein Flüssigkeitsspiegel gemäß der Linie 20 einstellt. Das Uberlaufrohr ist am inneren Ende schräg abgeschnitten, so daß die Strömung gegen die Öffnung gerichtet ist.

Die Bohrungen im Band 9 sind so angeordnet, daß sie in der einen Stellung des Bandes alle Auslaßöffnungen im Arbeitskreislauf verdecken, abgesehen von den für die Kühlung notwendigen, ständig offenen Auslaßöffnungen 13, in einer zweiten Stellung die Auslaßöffnungen für eine schnelle vollständige Entleerung freigeben. Je nach Bedarf können noch weitere Stellungen für Teilfüllungsgrade vorgesehen werden, in denen das Band diejenigen Auslaßkanäle freigibt, an die die Uberlaufrohre 18 α angeschlossen sind oder jene Auslaßkanäle, an die die Uberlaufrohre 18 b angeschlossen sind.

Wie aus der F i g. 3 ersichtlich ist, ist die Ausführung so gewählt, daß das Uberlaufrohr von außen durch die Auslaßöffnung hindurch eingesetzt werden kann. Es ist in seiner Stellung durch einen Haltering 21 und einen Stift 22 gehalten. Bei dieser Bauweise ist es möglich, das Uberlaufrohr ohne den Strömungskreislauf auseinanderbauen zu müssen, nach außen herauszunehmen und zu reinigen oder gegen ein Rohr mit anderer Länge zu ersetzen.

Zur Betätigung des durch das Band 9 gebildeten Absperringes sind im Pumpenrad über den Umfang gleichmäßig verteilt mehrere radial angeordnete Schaltwellen 23 drehbar gelagert, die an ihrem äußeren Ende über einen an ihnen befestigten Hebel 24 am Absperring angelenkt sind. Am inneren Ende der Schaltwellen sitzen nebeneinander zwei Hebel 25 und 26, die spiegelbildlich zur Zeichenebene nach vorn und hinten geneigt sind. An ihrem freien Ende tragen diese Hebel 25 und 26 je einen zur Schaltwelle paral- ' lelen Stift 27, 28, der in eine Kugelbüchse 29 bzw. 30 eingreift. Diese Kugelbüchse sitzt in einem achsparallelen Arm 31 bzw. 32 eines zur Kupplungsachse konzentrischen von den Armen 25 bzw. 26 getragenen Schaltringes 33 bzw. 34. Durch Verschieben des Ringes 33 mittels eines ortsfesten Servomotors 35 nach rechts wird die Schaltwelle 23 in der einen Richtung und das Verschieben des Ringes 24 mittels eines weiteren ortsfesten Servomotors 36 in der anderen Richtung verdreht und so der Absperrschieber gesteuert. Es empfiehlt sich, an Stelle eines Servomotors 35 bzw. 36, deren je zwei in bezug auf die Achse einander genau gegenüberliegende Servomotoren zu verwenden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Entleervorrichtung für Strömungskreisläufe mit umlaufendem Gehäuse, insbesondere Strömungskupplungen, mit am Umfang des Gehäuses angeordneten, radial gerichteten Entleeröffnungen und einem diese Öffnungen überdeckenden, ebenfalls mit Öffnungen versehenen ringförmigen Ab-Sperrschieber, dadurch gekennzeichnet, daß der in Umfangsrichtung verschiebbar ausgebildete Absperrschieber (9) aus einem Band biegungselastischen Materials, vorzugsweise Federstahl besteht und je nach Stellung Auslaßkanäle (8), die vorzugsweise in verschiedene Gruppen unterteilt sind, freilegt bzw. absperrt.

2. Entleervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrschieber (9) durch zwei oder mehrere, vorzugsweise fortlaufende Lagen eines relativ dünnen Bandes gebildet wird.

3. Entleervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit einem größeren Spiel um das die Auslaßöffnungen (8) aufweisende Gehäuse herumgelegt ist und daß zur Überbrückung des Spiels zwischen Band und Gehäuse entweder am Band oder am Gehäuse befestigte Gleitbacken und zwischen Wand und Auslaßöffnungen ein den üblichen Gehäuseumfang überragender Steg (11), Gleitbüchsen (15) od. dgl. vorgesehen sind.

4. Entleervorrichtung nach Anspruch 3 mit Gleitbüchsen in den Auslaßöffnungen, dadurch

gekennzeichnet, daß die Büchsen (15) durch Federn (17) radial nach außen belastet sind.

5. Entleervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchsen (15) in den Auslaßkanälen durch elastische Dichtringe (16) abgedichtet sind.

6. Entleervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbacken durch die Köpfe von Schrauben oder Nieten gebildet werden, die vorzugsweise auch zum Verbinden der einzelnen Lagen des Absperrschieberbandes miteinander dienen.

7. Entleervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

wenigstens zwei Gruppen von Auslaßkanälen zum Erzielen unterschiedlicher, verschiedenen Stellungen des Absperrschiebers zugeordneter Auslaßquerschnitte vorgesehen sind.

8. Entleervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einzelnen der Entleeröffnungen im Gehäuse des Arbeitskreislaufes im wesentlichen radial nach innen ragende, am inneren Ende offene Überlaufrohre (18) angeschlossen sind.

9. Entleervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Überlaufrohre (18 a, 18 b) unterschiedlicher radialer Länge vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009 525/104