DE1775654C3 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler - Google Patents
Hydrodynamischer DrehmomentwandlerInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H41/00—Rotary fluid gearing of the hydrokinetic type
- F16H41/04—Combined pump-turbine units
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Bei hydrodynamischen Drehmomentwändlern der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung ist
das Wandlerpumpenlaufrad mit dem Elektromotor und das Wandlerturbinenlaufrad mit der Speicherpumpe
gekoppelt. Zum Einschalten des Wandlers wird sein Ringgehäuse mit einem hydraulischen Übertragungsmittel,
meist Wasser gefüllt, und das Wandlerpumpenlaufrad mit Hilfe des Elektromotors in Drehung versetzt.
Das hydraulische Übertragungsmittel strömt AußerdemHochfahren auf Synchrondrehzahl werden
Drehmomentwandler bei hydroelektrischen Maschinensätze:, auch dazu verwendet fen Rotor der
elektrischen Maschine nach dem Abstellen des Masch.-nensatzes möglichst rasch abzubremsen, damit die Lager
der elektrischen Maschine geschont werden. Dazu wird der Ringraum des Drehmomentwandlers mit
Wasser gefüllt Das Abbremsen des Wandlerpumpenlaufrades durch Wasser ist jedoch nur im oberen Drehzahlbereich
wirksam, weil die Bremswirkung mit abfallender Drehzahl verhältnismäßig rasch nach einem parabolischen
Gesetz abnimmt Die bekannten Drehmomentwandler sind also für das vollständige Abbremsen
des Rotors der elektrischen Maschine nicht geeignet.
Aus diesem Grunde wird bisher in der Praxis die elektrische Maschine im unteren Drehzahlbereich auf
elektrischem Wege bis zum Stillstand abgebremst. Bei sehr leistungsstarken elektrischen Maschinen werden
aber die notwendigen elektrischen Einrichtungen zum Bremsen im unteren Drehzahlbereich sehr aufwendig
und groß.
Die dem Anmeldungsgegenstand zugrunde liegende Aufgabenstellung besteht darin, einen hydrodynamischen
Drehmomentwandler zu schaffen, der sowohl zum Hochfahren der Speicherpumpe aus dem Stillstand
bis zur Arbeitsdrehzahl, wie auch zum Abbremsen des Elektromotors von der Normaldrehzahl bis herunter
zum Stillstand geeignet ist. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten
Maßnahmen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Durch die Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 2 und 3 wird eine einfache Zu- bzw. Ableitung des hydraulischen
Übertragungsmittels erreicht. Die Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 4 und 5 ergeben eine gut regelbare
Drosselung. Durch die Maßnahme gemäß Anspruch 6 wird das Innengehäuse des Wandlers verstärkt
und trotzdem ein in Umfangsrichtung des Wandlers durchgehender Kanal aufrechterhalten. Die Maßnahme
gemäß Anspruch 7 verhindert eine Drehrichtungsumkehr nach Abbremsen der getriebenen Maschine
bis zum Stillstand.
3 4
erläutert Es stellt dar Innengehäuse 5. Das Innengehäu&e ist über weitere
beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemä- Außengehäuse 1 führenden Kanäle 28 mit einer Ab-
ßen Vorrichtung, 5 wasserleitung 29 verbunden. Die Druckwasserleitung
F i g. 2 einen schematischen Querschnitt entlang der 25 führt über ein oder mehrere Absperrventile 30, beiLinie
A-A der F i g. 1. spielsweise zum Oberwasser der hydraulischen Anlage,
In dem in F i g. 1 dargestellten Längsschnitt durch und die Abwasserleitung 29 führt über ein oder mehreeinen
Drehmomentenwandler ist das äußere Ringge- re Absperrventile 31, beispielsweise zum Unterwasser,
häuse mit 1 bezeichnet in diesem Gehäuse sind in io Infolge dieser Ausgestaltung des Wandlers ist es
Achsrichtung einander gegenüberstehend das Pumpen- möglich, zum Abbremsen des Pumpenlaufrades 2, bzw.
laufrad 2 und das Turbinenlaufrad 3 angeordnet Zwi- der mit diesem über die Welle 9 verbundenen elektrischen
ihnen befindet sich der Leitapparat 4. dessen nur sehen Maschine durch die Leitung 25 Druckwasser in
in F i g. 2 dargestellte Leitschaufeln 4' einerseits am au- die Räume 24 einzuleiten, welches dann, da die Strößeren
Ringgehäuse 1 und andererseits an einem inne- »5 mung entlang des Pfeiles 22 durch den eingefahrenen
ren Ringgehäuse 5 befestigt sind. Ringschieber 23 gesperrt ist, entlang des Strömungs-
fieren Umfang verteilt angeordneten Pumpenschaufeln diese infolge der nun umgekehrten Strömungsrichtung
6 besetzt und mit der Laufradnabe 7 auf dem Ende 8 wie eine Francisturbine wirken und ein Bremsmoment
der Antriebswelle 9 befestigt. Die Antriebsweife 9 ist »o auf das Laufrad 2 ausüben. Das Druckwasser strömt
im Betriebsfall mit einem Elektromotor kraftschlüssig nach dem Verlassen des Pumpenlaufrades entlang des
verbunden. Pfeiles 33 durch den Kanal 27, von dort in das Innere
stück 10 über, welches strömungsgünstig geformt ist in die Abwasserleitung 29. Sobald das Pumpenlaufrad 2
und die Umlenkung der Ringströmung im inneren Teil as und damit die Welle 9 und der daran gekuppelte Elek-
des Ringgehäuses 1 übernimmt. Das Kopfstück 10 ist tromotor so weit abgebremst sind, daß sie stillstehen,
weiter mit einem Abschluß-Stück 11 verbunden, wel- werden die Absperrventile 30 und 31 geschlossen, wor-
ches den von der Antriebswelle 9 angetriebenen Teil 12 auf die Vorrichtung durch Entleeren völlig außer Be-
der Zahnradkupplung 13 trägt. trieb gesetzt werden kann.
besetzt, und es geht zur Abtriebswelle hin in das bei- möglichst optimal in die Vorrichtung eintreten zu las-
spielsweise halbkugelförmige Zwischenstück 15 über, sen, wird vorgeschlagen, daß jeweils zwischen zwei be-
das seinerseits mit der air Speicherpumpe führenden nachbarten Leitschaufeln 4' je eine Druckwasserzulei-
trägt im Innern das Kupplungsteil 17, welches ebenso 35 migen, an das Oberwasser anzuschließenden Verteiler-
wie das Kupplungsteil 12 mit einer Innenverzahnung 18 leitung 25" in Verbindung stehen. Die Verteilerleitung
ausgerüstet ist. Im Innern des Kupplungsteiles 17 ist 25" wird vorteilhafterweise an das Gehäuse 1 der Vor-
axialverschiebbar das mit einer Außenverzahnung 19 richtung angegossen oder angeschweißt Entsprechend
ausgerüstete Zahnrad 20 angeordnet welches mit Hilfe sollte auch jede Leitschaufel 4' einen mit dem Innenge-
der Kupplungsstange 21, die zentral durch die Ab- 40 häuse 5 in Verbindung stehenden Kanal 28 aufweisen,
triebswelle 16 nach außen geführt ist, verschoben wer- wobei sämtliche Kanäle 28 außerhalb des Außengehäu-
den kann. Hierdurch ist es möglich, die beiden Kupp- ses 1 in eine an das Unterwasser anzuschließende Ring-
lungshälften 12 und 17 bei Stillstand oder bei synchro- leitung 29' einmünden.
nem Umlauf miteinander zu verbinden und so die WeI- Zur Einleitung des Bremsvorganges ist es wesentlich,
len 9 und 16 unmittelbar miteinander zu kuppeln. 45 daß der normale Strom des Arbeitsmittels, der in der
Zum Hochfahren der mit der Welle 16 verbundenen Zeichnung durch die Pfeile 22 dargestellt ist unterbro-.
Speicherpumpe wird zunächst der Elektromotor in Be- chen wird. Im dargestellten Beispiel geschieht dies
trieb gesetzt und auf diese Weise die Welle 9 angetrie- durch vollständiges Einfahren der Ringschütze 23. In
ben. Hiernach wird das Ringgehäuse 1 mit Wasser ge- Abweichung hiervon ist es aber auch möglich, den Leitfüllt,
worauf sich infolge der Pumpwirkung der Pum- 50 apparat 4 mit verstellbaren Leitschaufeln 4' auszurüpenschaufeln
6 eine Strömung einstellt, deren Richtung sten, welche so weit verstellbar sind, daß der Leitappadurch
die gestrichelten Pfeile 22 angedeutet ist. Die rat vollständig geschlossen werden kann. Leitapparate
Strömung des Arbeitsmittels wird durch den Leitappa- dieser Art sind an sich bekannt; sie sind jedoch bei
rat 4 auf die Turbinenschaufeln 14 gelenkt und treibt Drehmomentenwandlern der bisher bekannten Art
diese an. Im dargestellten Beispiel ist kurz vor den Tür- 55 nicht erforderlich, da bei diesen kein Anlaß zum vollbinenschaufeln
ein ringförmiger Drosselschieber 23 an- ständigen Schließen besteht und die Drosselvorrichtungeordnet,
der zur Einstellung der Strömung auf einen gen lediglich zur Begrenzung des zu übertragenden
gewünschten Wert und damit zur Begrenzung des ma- Momentes dienen,
ximal übertragbaren Momentes dient. Anstatt den gesamten Leitapparat 4 mit verstellba-
dem Stillstand auf Synchrondrehzahl dienen, sondern rer, kleinerer Leitapparat mit verstellbaren Schaufeln
auch zum Abbremsen des mit der Antriebswelle 9 ver- als Drosselglied vorgeschaltet sein. Die Leitschaufeln
bundenen Elektromotors bei abgekuppelter Pumpe. dieses vorgeschalteten Apparates müssen ebenfalls
hinter den Pumpenschaufeln 6 gelegenen Räume 24 mit Im Innern des Innengehäuses 5 sind vorzugsweise
einer Druckwasserleitung 25 verbunden und die im Ar- Verstärkungsrippen 34 angeordnet, welche dem Innen-
beitsfall in Strömungsrichtung vor den Pumpenschau- gehäuse die erforderliche Festigkeit verleihen. Damit
die Verstärkungsrippen 34 das Innengehäuse nicht in eine Vielzahl von Kammern unterteilen, wird vorgeschlagen,
im Bereich der Einströmöffnungeri 35 und der Ausströmöffnungen 36 Ausschnitte 37 anzuordnen.
Um das Abfangen der Vorrichtung bei Stillstand des Pumpenlaufrades 2 bzw. der Welle 9 zu erleichtern,
wird weiter vorgeschlagen, auf der Welle 9 eine Rücklaufsperre 38 anzuordnen, die beispielsweis
feststehenden Teilen des Gehäuses t verbu im Fundament verankert ist Eine derartige
sperre, deren Aufbau bekannt ist, verhindei kehr der Drehrichtung der Welle und mac
naues Beobachten der Vorrichtung beim ι überflüssig.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler zum Hochfahren einer von einem Elektromotor getriebenen
Speicherpumpe, mit einem an den Elektromotor gekoppelten Wandlerpumpenlaufrad, einem
die Speicherpumpe treibenden Wandlerturbinenlaufrad sowie mit einem zwischen diesen im selben
Ringgehäuse angeordneten, nicht umlaufenden Leitapparat, wobei Drosselvorrichtungen für das im
Ringgehäuse umlaufende hydraulische Übertragungsmittel vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die — im Wandlerbetrieb — in Strömungsrichtung gesehen hinter den Wandlerpumpenschaufeln
(6) gelegenen Räume (24) des Ringgehäuses mit einer Druckwacserleitung (25),
und die in Strömungsrichtung vor den Wandlerpumpenschaufeln (6) gelegenen Räume (26) über
Kanäle (27) mit einem Innengehäuse (5) und dieses ao über weitere, durch die Wandlerleitschaufeln (4')
und das Außengehäuse (1) führende Kanäle (28) mit einer Abwasserleitung (29) verbindbar sind.
2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen zwei benachbarten as
Leitschaufeln (4') je eine Druckwasserzuleitung (25) angeordnet ist, die ihrerseits mit einer ringförmigen.
an das Oberwasser anzuschließenden Verteilerleitung (25') in Verbindung stehen.
3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitschaufel (4') einen mit dem
Innengehäuse (5) in Verbindung stehenden Kanal (28) aufweist und daß mehrere oder sämtliche Kanäle
(28) außerhalb des Außengehäuses (1) in eine an das Unterwasser anzuschließende Ringleitung
(29') einmünden.
4. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung in bekannter
Weise ein verstellbarer und vollständig schließbarer Leitapparat ist, der zusätzlich zum Leitapparat (4)
oder an dessen Stelle im Strömungsweg des Übertragungsmittels angeordnet ist
5. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung in bekannter
Weise eine bis zum Anschlag gegen das Innengehause (S) einfahrbare Ringschütze (23) ist
6. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Innengehäuses (5) Verstärkungsrippen
(34) angeordnet sind, die im Bereich der Einströmöffnungen (35) und der Aus-Strömöffnungen
(36) Ausschnitte (37) aufweisen.
7. Wandler nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebswelle (9) eine an den
ruhenden Teilen der Vorrichtung oder im Fundament verankerte Rücklaufsperre (38) verbunden ist.
hierbei, von einem Leitapparat gefuhrtzum Wandier-Snenlaufrad
und treibt dieses. Es b,ldet sich demgemäß eine Strömung des Übertragungsm.ttels aus, weiche
ta UagsschnJtt der Vorrichtung betrachtet. ln
Umfirkhfung des Ringgehäuses verlauft
DuS Drosselung des Ubertragungsmutelstromes
kann das maximal übertragbare Drehmoment auf esnen
geTünschten Grenzwert eingestellt werden. D.e DrosfeluWwird
bei den bekannten Wandlern entweder durch mehr oder weniger starke öffnung des einstellbaren
Leitapparats bewirkt oder dadurch daß in den ühe^ungsmittelstrom ein Drosselsch,eber. der
meist die Form eines Ringschiebers aufweist, mehr oder weniger weit eingeführt wird. ....
Hydrodynamische Drehmomentwandler der beschriebenen Art werden dazu benutzt, den Laufer der
Speicherpumpe aus dem Stillstand so wen hochzufahren
daß der Läufer der Speicherpumpe synchron mit dem Rotor des treibenden Elektromotors umlauft Ist
dieser Zustand erreicht, so wird eine Zahnradkupplung eingekuppelt und durch diese das Antriebsdrehmoment
übertragen. Der Drehmomentwandler kann dann ausgeschaltet
werden, was durch Entleeren des Ringge-
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681775654 DE1775654C3 (de) | 1968-09-06 | 1968-09-06 | Hydrodynamischer Drehmomentwandler |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1775654A1 DE1775654A1 (de) | 1971-08-12 |
DE1775654B2 DE1775654B2 (de) | 1974-08-15 |
DE1775654C3 true DE1775654C3 (de) | 1975-04-30 |
Family
ID=5702662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681775654 Expired DE1775654C3 (de) | 1968-09-06 | 1968-09-06 | Hydrodynamischer Drehmomentwandler |
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AT (1) | AT298920B (de) |
CH (1) | CH505320A (de) |
DE (1) | DE1775654C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007020615A1 (de) * | 2007-04-30 | 2008-11-06 | Voith Patent Gmbh | Antriebsstrang für eine tauchende Energieerzeugungsanlage |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
DE2553884C2 (de) * | 1975-11-29 | 1985-09-12 | J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim | Hydrodynamischer Drehmomentwandler |
-
1968
- 1968-09-06 DE DE19681775654 patent/DE1775654C3/de not_active Expired
-
1969
- 1969-08-28 CH CH1302169A patent/CH505320A/de not_active IP Right Cessation
- 1969-09-05 AT AT847469A patent/AT298920B/de not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007020615A1 (de) * | 2007-04-30 | 2008-11-06 | Voith Patent Gmbh | Antriebsstrang für eine tauchende Energieerzeugungsanlage |
Also Published As
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DE1775654A1 (de) | 1971-08-12 |
CH505320A (de) | 1971-03-31 |
AT298920B (de) | 1972-05-25 |
DE1775654B2 (de) | 1974-08-15 |
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