DE1939401U

DE1939401U - FLOW CLUTCH, IN PARTICULAR FOR DRIVES WITH ELECTRIC MOTOR

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Publication number: DE1939401U
Application number: DEV15726U
Authority: DE
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1963-12-02
Filing date: 1963-12-02
Publication date: 1966-05-26

Description

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ap/ A 26₅8 Γ. A. I X^iZLrL KG Jap / A 26 ₅ 8 Γ. A. I X ^ iZLrL KG J

Kennwort: " Tf-Kupplung" CrailsheimPassword: "TF coupling" Crailsheim

Strömungskupplung, insbesondere für Antriebe mit ElektromotorFluid coupling, in particular for drives with an electric motor

Neueruns
Die :£$q&»&Kmi betrifft eine Strömungskupplung mit einerNew us
The: £ $ q &»& Kmi relates to a fluid coupling with a

zum zeitweisen selbsttätigen Entleeren des Arbeitsraumes dienenden Kammer, die zumindest zu einem wesentlichen Teil von mit dem Pumpenrad umlaufenden Wänden gebildet wird und vorzugsweise einen Außendurchmesser gleich dem mittleren Durchmesser der Pumpenradbeschaufelung besitzt. Außerdem weist diese Kammer von ihrem radial äußeren Bereich zum Arbeitsraum führende und vornehmlich zum Entleeren der Kammer dienende Entleeröffnungen auf. Im Stillstand der Kupplung fließt hierbei zufolge der Schwerkraft ein Teil der Arbeitsflüssigkeit in die Kammer, so daß sich während des nachfolgenden AnlaufVorganges wegen der nur teilweisen Füllung des Arbeitsraumes eine geringe Kraftübertragungsfähigkeit der Kupplung und demzufolge eine nur geringe Anfahrbelastung für den Antriebsmotor ergibt. Aufgrund dieses "weichen" AnlaufVorganges ist diese Kupplungsbauart für unter Last anlaufende Antriebe wie z.B. für elektromotorische Antriebe im Bergbau, vorzugsweise für solche mit Kurzschlußläufermotor, besonders geeignet.for temporary automatic emptying of the work area Chamber, which is formed at least to a substantial part by walls rotating with the pump wheel, and preferably one Has outer diameter equal to the mean diameter of the impeller blades. In addition, this chamber faces from its radial outer area leading to the work space and mainly serving to empty the chamber drainage openings. At standstill the clutch flows here due to gravity part of the working fluid into the chamber, so that during the subsequent Start-up process due to the only partial filling of the work area a low power transmission capacity of the clutch and consequently only a low starting load for the drive motor results. This type of coupling is due to this "soft" start-up process For drives that start under load, e.g. for electromotive drives in mining, preferably for those with Squirrel cage motor, particularly suitable.

Während des Anlaufvorganges steigt die Drehzahl des Pumpenrades und damit der umlaufenden Kammer an₅ so daß sich diese unter der Wirkung der Fliehkraft über die Entleeröffnungen allmählich ganz oder größtenteils in den Arbeitsraum entleert^ bis dieser seine für den jeweiligen Anwendungsfall gewählte Betriebsfüllung erlangt und die Kupplung nunmehr ihre volle Übertragungsfähigkeit erreicht hat. Um diesen Vorgang auf einen Motor-Drehzahlbereich mit günstiger Wirkung zu beschränken, hat man bereits die Entleeröffnungen mit in Abhängigkeit von der Pumpenraddrehzahl gesteuerten Ventilen versehen, die erst oberhalb einer bestimmten Pumpenraddrehzahl den Durchfluß durch die Entleeröffnungen freigeben«,During the start-up process, the speed of the pump wheel and thus the rotating chamber increases to ₅ so that, under the effect of centrifugal force, it is gradually emptied through the drainage openings through the drainage openings until it reaches the operating level selected for the respective application and the clutch is now has reached its full transferability. In order to limit this process to a motor speed range with a favorable effect, the drain openings have already been provided with valves which are controlled as a function of the pump wheel speed and which only release the flow through the drain openings above a certain pump wheel speed «,

Des weiteren hat man diese Kupplungsbauart dadurch zu verbessern versucht, daß die Kammer außerdem mit am radial inneren Bereich des Arbeitsraumes angeschlossenen, dem Staudruck der dor-Furthermore, attempts have been made to improve this type of coupling in that the chamber is also on the radially inner side Area of the work area connected to the back pressure of the dor-

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tigen Ringströmung ausgesetzten Rücklaufkanälen versehen wurde,return ducts exposed to annular flow were provided,

die ein Rückfüllen der Kammer auch bei laufendem Pumpenrad und oberhalb bestimmter Schlupfwerte bewirken. Die dadurch erzielte Teilentleerung des Arbeitsraumes erfolgt - im Gegensatz zu der eingangs beschriebenen "statischen Teilentleerung" des Arbeitsraumes bei und kurz vor Kupplungsstillstand - dynamisch und ist ebenfalls sehr erwünscht., um z.B. bei blockierter Abtriebsseite der Kupplung den weiterlaufenden Motor vor Überlastung zu schützen. Schließlich hat man außer den gesteuerten Entleeröffnungen auch noch diese Rücklaufkanäle durch eine Regelvorrichtung in Abhängigkeit von der Pumpenraddrehzahl gesteuert, und zwar derart, daß die Rücklaufkanäle bei unteren Drehzahlen geöffnet und bei oberen Drehzahlen geschlossen sind.which cause the chamber to refill even when the pump wheel is running and above certain slip values. The resulting Partial emptying of the working area takes place - in contrast to the "static partial emptying" of the working area described at the beginning with and shortly before the clutch standstill - dynamic and is also very desirable, for example when the output side is blocked the clutch to protect the running motor from overload. Finally, in addition to the controlled emptying openings, one also has nor these return channels controlled by a control device as a function of the impeller speed, in such a way that the return ducts are open at lower speeds and closed at higher speeds.

Alle vorgenannten Kupplungsbauarten befriedigen jedoch nicht ganz. Denn bei der Ausführung mit drehzahlabhängiger Steuerung nur der Entleeröff mangen kann zumindest bei 100 % Schlupf (Anfahrpunkt) aufgrund des großen Verhältnisses von Rücklaufkanal-Querschnitten zu Entleeröffnung-Querschnitten kein Entleeren der Kammer erfolgen. Eine andersartige Bemessung dieses Querschnittsverhältnisses ist dagegen infolge der dann sehr groß ausfallenden Durchgangsquerschnitte der gesteuerten Entleeröffnungen technisch schwer zu verwirklichen und auch unwirtschaftlich. Die weitere Ausführung mit Drehzahlsteuerung sowohl der Entleeröffnungen als auch der Rücklaufkanale erfordert in jedem Falle einen erheblichen Bauaufwand, ganz abgesehen davon, daß hier die zwei Steuerungen eine erhöhte Gefahr für Störungen darstellen (z.B. Störungen aufgrund von ölverschmutzung) und sich beide Steuerungen auch nur schwierig aufeinander abstimmen lassen.However, none of the aforementioned coupling types are entirely satisfactory. Because with the version with speed-dependent control only the Entleeröff mangen, at least at 100 % slip (approach point), no emptying of the chamber can take place due to the large ratio of return duct cross-sections to emptying opening cross-sections. On the other hand, a different dimensioning of this cross-sectional ratio is technically difficult to implement and also uneconomical due to the passage cross-sections of the controlled emptying openings which then turn out to be very large. The further version with speed control of both the drainage openings and the return ducts requires considerable construction effort in any case, quite apart from the fact that here the two controls represent an increased risk of malfunctions (e.g. malfunctions due to oil contamination) and the two controls only interact with each other with difficulty let vote.

Schließlich ist auch schon eine Strömungskupplung ähnlicher Bauart vorgeschlagen worden, bei der eine umlaufende Kammer mit ungesteuerter Entleeröffnung sowie mit Rücklaufkanälen vorgesehen ist, wobei letztere aus dem ungesteuerten inneren Laufradspalt zwischen Pumpen- und Turbinenrad sowie aus zusätzlichen, mittels fliehkraftbetätigter Steuerklappen verschließbaren öffnungen bestehen. Auch hier kann sich die Kammer bei 100 % Schlupf nicht entleeren, weil als Entleeröffnung der äußere Laufradspalt benutzt wird, in dem aber bei großem Schlupf der hohe arbeitsraumseitigeFinally, a fluid coupling of a similar design has already been proposed in which a circumferential chamber with an uncontrolled drainage opening and with return channels is provided, the latter consisting of the uncontrolled inner impeller gap between the pump and turbine wheel and additional openings that can be closed by means of centrifugal force-operated control flaps. Here, too, the chamber can not empty itself at 100% slip, because the outer impeller gap is used as the discharge opening, but in which the high working chamber side is used in the case of large slip

Gegendruck das Entleeren der Kammer verhindert» Außerdem bedingt der stets offene innere Laufradspalt ein dauerndes Rückfüllen in die Kammer, und zwar auch bei geschlossenen Steuerklappen _s so daß eine Entleerung der Kammer sogar bei geringerem Gegendruck am äußeren Laufradspalt noch nicht möglich ist. Aus diesem Grunde ist mit dieser Kupplung nicht jene gesteigerte Drehmomentübertragung sfähigke it erreichbar, die in der Regel zum Überwinden des Losbrechmomentes der stillstehenden Arbeitsmaschine erforderlich ist.Back pressure emptying the chamber »prevented In addition, the always open internal impeller clearance due to a continuing backfilling in the chamber, even with closed control flaps _s so that an emptying of the chamber is not possible even with a lower back pressure on the outer wheel gap. For this reason, the increased torque transmission capability cannot be achieved with this clutch that is usually required to overcome the breakaway torque of the stationary work machine.

Neuerung
Durch die WB-t-tss&wg. sollen nun die vorgenannten Nachteileinnovation
Through the WB-t-tss & wg. are now the aforementioned disadvantages

an einer Kupplungsausführung mit umlaufender Kammer, mit mindestens einer ungesteuerten Entleeröffnung sowie mit mindestens einem am Arbeitsraum angeschlossenen und dem Staudruck der dortigen Ringströmung ausgesetzten Rücklaufkanal mit in Abhängigkeit von den Pumpenraddrehzahlen arbeitender Regelvorrichtung zumon a coupling design with a circumferential chamber, with at least an uncontrolled emptying opening as well as at least one connected to the work area and the dynamic pressure of the one there Circular flow exposed return channel with a control device working as a function of the pump impeller speeds

Nach der Vermindern des Durchgangsquerschnittes vermieden werden» SgiciiSs:After reducing the passage cross-section, »SgiciiSs:

xkKigsgsiHSS geschieht dies dadurch, daß die Entleeröffnung in an sich bekannter Weise an einer solchen Stelle des Arbeitsraumes angeschlossen ist, daß zumindest bei einem Kupplungsschlupf von 100 % - doh- also bei stillstehendem Turbinenrad - ein Flüssigkeitsaustritt aus der Kammer durch die Entleeröffnung möglich ist, daß außerdem sämtliche Rücklaufkanäle bei den oberen Pumpen^ raddrehzahlen ganz geschlossen sind und daß ferner die Durchflußquerschnitte aller Entleeröffnungen und aller geöffneten Rücklaufkanäle so bemessen sind, daß zumindest bei großem Kupplungsschlupf die durch alle Rücklaufkanäle in die Kammer einströmende Flüssigkeitsmenge größer ist als die durch alle Entleeröffnungen ausströmende Flüssigkeitsmenge«, Die Anschlußstelle der Entleeröffnungen am Arbeitsraum soll also so gewählt sein, daß die bei 100-prozentigem Schlupf besonders intensive Ringströmung den Flüssigkeitsaustritt aus der Kammer in den Arbeitsraum nicht verhindert, was vorzugsweise durch eine Anordnung der Entleeröffnungen auf mittlerem Durchmesser der Pumpenradbeschaufelung erreicht wird.xkKigsgsiHSS this is done in that the emptying opening is connected in a manner known per se at such a point in the working space that at least with a clutch slip of 100% - doh- i.e. when the turbine wheel is at a standstill - a liquid exit from the chamber through the emptying opening is possible that In addition, all return ducts are completely closed at the upper pump wheel speeds and that the flow cross-sections of all drainage openings and all open return ducts are dimensioned in such a way that, at least in the case of large clutch slippage, the amount of fluid flowing into the chamber through all return ducts is greater than the amount of fluid flowing out through all drainage openings «, The connection point of the emptying openings on the work space should be chosen so that the particularly intense annular flow at 100 percent slip does not prevent the liquid from escaping from the chamber into the work space, which is preferably done by means of an arrangement of the discharge openings is reached on the mean diameter of the impeller blades.

Eine solche Kupplungsausführung ist gegenüber Strömungskupplungen mit Doppelsteuerungj, d„ho mit Steuerung sowohl der Entleeröffnungen als auch der Rücklaufkanäle» einfacher und billiger anzufertigen _s und außerdem lassen sich die SchaltpunkteSuch coupling design is "easier and cheaper to make compared to fluid couplings with Doppelsteuerungj, d" ho with control of both the discharge openings and the return channels _s and also can be the switching points

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 derhire with less effort, especially since here a mutual It is not necessary to coordinate the switching points of two controls. In addition, the susceptibility is because of the lower Number of controls smaller. Furthermore, with the

vorges chlagen.ensuggested

ti?£SfeSg§^S9§& 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 aufgrund der Fliehkraft aus der Kammer durch die Entleeröffnungen wieder ausströmen kann, so daß sich die Kammer trotz dauernd offener Entleeröffnungen füllt.ti? £ SfeSg§ ^ S9§ & coupling a fully satisfactory and the Achieve at least equal control function described above, which effectively relieves the engine both when the drive is started up repeatedly or in rapid succession from standstill and lower speeds out as well as when the motor is weakened by a voltage drop during heavy braking or blocking of the turbine wheel ensures. The prerequisites for dynamic partial emptying of the work area are firstly a sufficiently large one Clutch slippage - because only then will the return ducts connected to the working area be subjected to the required dynamic pressure are - and secondly, the speed of the pump wheel falling below a certain level, because only then are the return channels to open. If these two conditions are met, the dynamic effect of the annular flow creates working fluid pushed out of the work space into the chamber, more than due to the centrifugal force from the chamber through the drainage openings can flow out again, so that the chamber fills in spite of the continuously open drainage openings.

Für Antriebe mit Kurzschlußläufermotor, für die die vorgeschlagene
E!äK®ä;fe Kupplung in erster Linie in Frage kommt, wird nach einer Weiterbildung eine solche Auslegung der Regelvorrichtung zum Steuern der Rücklaufkanäle vorgeschlagen, 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 Definition anstelle der Motor-Kippdrehzahl und der Motor-Nenndrehzahl die hiermit proportionalen entsprechenden Werte der Pumpenraddrehzahlen.For drives with squirrel cage motors for which the proposed
E! ÄK®ä; fe clutch is primarily a question, according to a further development, such a design of the control device for controlling the return ducts is proposed that the switching speed for closing the return ducts - this switching speed is hereinafter referred to as the "upper switching speed" between the Motor tilting speed and the nominal motor speed is, and that the switching speed for opening the return channels (= lower switching speed) is at or close to the motor tilting speed. If a step-up or step-down ratio is installed between the drive motor and the fluid coupling, the corresponding values of the pump impeller speeds in proportion to the above definition apply instead of the stall speed and the nominal motor speed.

Die ebengenannte Auslegung läßt sich beispielsweise durch eine entsprechende Bemessung und Anordnung der Fliehgewichte und der zugehörigen Rückstellfedern erreichen und ermöglicht es, daß beim Anlaufen des Antriebes der Motor entlastet bis nahe si 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 Nahe 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. I3 ersichtlich. The above-mentioned design can be achieved, for example, by appropriately dimensioning and arranging the flyweights and reach the associated return springs and makes it possible that when the drive starts up, the motor is relieved to close to its si Nominal speed runs up 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 is pushed down to the lower switching point near the motor breakdown point, so the control device opens the return ducts again, the work area is partially emptied and the engine is relieved again. In this way the engine can only come close of the tipping point and thus not pushed further than permitted into the area of higher power consumption. Further explanations This mode of operation can be seen from the operating diagram of the clutch according to FIG. I3, which is described later.

Eine weitere Verbesserung besteht in der Ausbildung der Regelvorrichtung 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. Eine solche Ausbildung läßt mit Sicherheit eine erforderliche Schalthysterese erreichen, und zwar auch dann, wenn nach einem weiteren Vorschlag die Regelvorrichtung zwecks Ste^rung der Schaltsicherheit für ein möglichst reibungsfreies Arbeiten ausgebildet wird, d.h. also, daß gleitende Flächen an den Bewegungselementen möglichst vermieden und/oder daß die Reibungskräfte möglichst gering gehalten werden. Mit einer derartigen Regelvorrichtung ist erreichbar, daß der obere Schaltpunkt nur wenig von der Soll-Schaltdrehzahl abweicht,A further improvement consists in the design of the control device in such a way that when the switching speeds are reached a complete closing or a complete opening of the return channels takes place immediately, i.e. in other words that the Control device works with a so-called snap effect «, This can be achieved, for example, that during the Upshift the centrifugal force of the centrifugal weight due to the increasing centrifugal weight distance from the clutch axis increases more than the spring force of the correspondingly softly selected return spring. Such a training leaves with certainty Achieve a required switching hysteresis, even if, according to a further proposal, the control device for the purpose Control of switching reliability for as friction-free as possible Work is developed, i.e. that sliding surfaces on the movement elements are avoided as far as possible and / or that the Frictional forces are kept as low as possible. With such a Control device can be achieved that the upper switching point deviates only slightly from the target switching speed,

Neuerung
Weitere Merkmale der Äai&rK&isg seien nachstehend anhandinnovation
Further characteristics of the Äai & rK & isg are based on the following

mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Hierbei stellen darsexplained several embodiments shown in the drawing. Here represent

Fig. 1 einen Längsschnitt einer :£33£&Xiaja3Sg:^£mäto& Strömungskupplung ,Fig. 1 a longitudinal section of a: £ 33 £ & Xiaja3Sg: ^ £ mäto & fluid coupling ,

Fig. 2 und J> je einen Ausschnitt aus Fig. 1, jedoch mit nahe den Entleeröffnungen vorgesehenen Abweiselementen sowie (Fig. 2) mit einer Leitwand für die Rücklaufkanäle,Fig. 2 and J> each a section from Fig. 1, but with deflector elements provided near the emptying openings and (Fig. 2) with a guide wall for the return channels,

Fig.4 einen Teil der Stirnansicht des Pumpenrades mit Entleerö ffnung,4 shows a part of the front view of the pump wheel with Emptying opening,

Fig. 5 einen Zylinderschnitt durch die Pumpenradnabe mit Einbauten vor den Steuerschiebern,5 shows a cylinder section through the pump wheel hub Fixtures in front of the control spool,

Fig. 6 und 7 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit Entlüftungskanälen, FIGS. 6 and 7 show a detail from FIG. 1 with ventilation ducts,

Fig. 8 eine Ansicht der als Fliehgewichtschalter ausgebildeten Regelvorrichtung mit einem hierdurch gesteuerten Drehschieber für die Rücklaufkanäle,8 shows a view of the regulating device designed as a flyweight switch with a control device controlled thereby Rotary valve for the return ducts,

Fig. 9 den Drehschieber teils im Längsschnitt, teils in Ansicht,9 shows the rotary valve partly in longitudinal section, partly in Opinion,

Fig. 10 und 11 weitere Einzelheiten des Drehschiebers,10 and 11 further details of the rotary valve,

Fig. 12 ein Diagramm für den Verlauf der Fliehkraft und der Federkraft des Fliehkraftschalters, und12 shows a diagram for the course of the centrifugal force and the spring force of the centrifugal switch, and

Fig. 13 ein Drehmoment-Drehzahldiagramm für das Zusammenarbeiten von Motor und Strömungskupplung.Figure 13 is a torque-speed diagram for cooperation of motor and fluid coupling.

Gemäß Fig. 1 treibt der angedeutete Kurzschlußläufer-Elektromotor 1 über die elastische Kupplung 2 das Pumpenrad 3 der Strömungskupplung an, Deren Turbinenrad 4 gibt das übertragene Drehmoment über die Abtriebswelle 5 an eine anzutreibende Arbeitsmaschine, beispielsweise an einen Grubenkettenförderer ab. Mit dem Pumpenrad J5 läuft die Kammer 6 mit ihren Mitnehmerschaufeln 6a um, die sich in radialer Richtung etwa bis zum mittleren Durchmesser der Pumpenradbeschaufelung J>a. erstreckt. Mit 7 ist der vom Pumpenrad 3> und Turbinenrad 4 gebildete Arbeitsraum bezeichnet«, "Von dem radial äußeren Bereich der Kammer 6 führen mehrere achsparallele Entleeröffnungen 8 zum Arbeitsraum. Durch den ringförmigen Ansatz 9 amAccording to Fig. 1, the indicated squirrel cage electric motor 1 drives the pump wheel 3 of the fluid coupling via the elastic coupling 2, the turbine wheel 4 of which gives the transmitted torque via the output shaft 5 to a driven machine, for example a pit chain conveyor. With the impeller J5, the chamber 6 rotates with its driver blades 6a, which extend in the radial direction approximately up to the mean diameter of the impeller blades J> a. extends. The working space formed by the pump wheel 3> and the turbine wheel 4 is denoted by 7 "," From the radially outer region of the chamber 6, several axially parallel emptying openings 8 lead to the working space

Pumpenrad wird radial innerhalb des Arbeitsraumes 7 ein Stauraum 10 gebildet, in dem sich bei mittlerem und großem Kupplungsschlupf - in diesem Falle verläuft die Ringströmung etwa gemäß dem strichfliiert eingezeichneten Pfeil 11 - ein Teil der zirkulierenden Flüssigkeit anstaut. Sofern außerdem die an der Rückwand 10a des Stauraumes angeordneten Drehschieber 12 geöffnet sind (dies ist bei allen Pumpenraddrehzahlen unterhalb der entsprechenden Schaltdrehzahl der Fall), kann zufolge des Staudruckes im Stauraum 10 Flüssigkeit durch die geöffneten Drehschieber 12 hindurch in die Kammer 6 gelangen. Da die Durchtrittsquerschnitte aller Entleeröffnungen 8 und aller geöffneten Drehschieber 12 so gewählt sind, daß von einem bestimmten Schlupfwert ab mehr Flüssigkeit durch die Drehschieber 12 in die Kammer β eintritt als aus dieser aufgrund der Fliehkraft durch die Entleeröffnungen 8 entweicht, wird sich dann die Kammer 6 füllen. Auf diese Weise wird bei mittlerem und großem Kupplungsschlupf und bei Pumpenraddrehzahlen unterhalb der jeweiligen Schaltdrehzahl dem Arbeitsraum 7 ein Teil der Arbeitsflüssigkeit entzogen und infolgedessen das Kraftübertragungsvermögen der Kupplung in erwünschter Weise vermindert. Diese bei laufender Kupplung erfolgende Teilentleerung des Arbeitsraumes erfolgt somit auf dynamische V/eise.Pump impeller is formed radially inside the working space 7, a storage space 10, in which with medium and large clutch slip - in this case the annular flow runs approximately according to the dashed arrow 11 - accumulates part of the circulating fluid. If, in addition, the rotary valve 12 arranged on the rear wall 10a of the storage space are open (this is the case at all pump wheel speeds below the corresponding switching speed) , liquid can get through the opened rotary valve 12 into the chamber 6 due to the dynamic pressure in the storage space 10. Since the passage cross-sections of all emptying openings 8 and all opened rotary valves 12 are selected so that from a certain slip value onwards more liquid enters chamber β through rotary valve 12 than escapes from it through the emptying openings 8 due to the centrifugal force, chamber 6 will then to fill. In this way, with medium and large clutch slip and with pump impeller speeds below the respective switching speed, part of the working fluid is withdrawn from the working chamber 7 and, as a result, the power transmission capacity of the clutch is reduced in the desired manner. This partial emptying of the working space, which takes place while the clutch is running, is therefore carried out in a dynamic manner.

Der Arbeitsraum 7 kann sich aber auch bei Stillstand der Kupplung auf statische Art teilentleeren, indem dann die Kupplungsflüssigkeit aufgrund der Schwerkraft in allen miteinander in kommunizierender Verbindung stehenden Räumen einen gleichhohen Flüssigkeitsstand einnimmt, wobei sie teils durch die Entleeröffnungen 8, teils durch die offenen Drehschieber 12 und gegebenenfalls auch noch durch die Belüftungsleitungen IJ (s. Fig. 6) aus dem Arbeitsraum in die Kammer β gelangt. Infolgedessen ist auch beim Beginn des Anfahrens der Kupplung aus dem Stillstand heraus der Arbeitsraum ebenfalls nur teilgefüllt.The working space 7 can also be partially emptied in a static manner when the clutch is at a standstill, in that the Clutch fluid has the same height due to gravity in all communicating rooms Assumes liquid level, with it partly through the emptying openings 8, partly through the open rotary valve 12 and optionally also through the ventilation lines IJ (see Fig. 6) from the Working space reaches the chamber β. As a result, the clutch is also at the start of starting the clutch from standstill Work area also only partially filled.

Nach Überschreiten der oberen Schaltdrehzahl sind die Drehschieber 12 geschlossen, so daß sich dann die Kammer 6 - da ihr keine Flüssigkeit mehr durch die Schieber 12 zuströmt - ganz oder bis auf eine geringe Restfüllung entleert, die durch den an den Entleeröffnungen 8 herrschenden Gegendruck im ArbeitsraumAfter exceeding the upper switching speed, the rotary valve 12 are closed, so that the chamber 6 - there her no more liquid flows through the slide 12 - emptied completely or except for a small amount of residual filling, which through the the counterpressure prevailing at the discharge openings 8 in the working area

bedingt ist. - Die Pfeile 14 geben noch die Ringströmung bei kleinem Schlupf an, die dabei ausschließlich im eigentlichen Arbeitsraum 7 und somit außerhalb des Stauraumes 10 verläuft.-is conditional. - The arrows 14 also indicate the annular flow small slip, which runs exclusively in the actual work space 7 and thus outside of the storage space 10.

Fig. 2 zeigt einen Teil des Pumpenrades ähnlich wie nach Fig. 1, jedoch mit zwei Abwandlungen. Um nämlich das Austreten der Flüssigkeit aus den Entleeröffnungen 8 in den Arbeitsraum 7 zu erleichtern, ist im Arbeitsraum in Richtung der normalen Ringströmung betrachtet (Pfeil 14) vor jeder Entleeröffnung 8 je ein über die Arbeitsraumwandung vorstehendes Abweiselement in Gestalt einer nockenartigen Erhebung 15 vorgesehen, die an der Mündung der Entleeröffnungen 8 eine Verringerung des statischen Druckes erzeugt. Gemäß Fig. 3 können die Abweiselemente auch die Form von Sogblechen 16 erhalten» Diese Einbauten bewirken eine zeitliche Beschleunigung des Entleervorganges der Kammer 6 sowie gegebenenfalls auch eine Kammerentleerung bis zu einer kleineren Restfüllung, wodurch der Abstand zwischen der oberen und unteren Parabel %§. bzw. 42 nach Fig. IJ) in erwünschter Weise vergrößert wird. ^»Fig. 2 shows a part of the impeller similar to Fig. 1, but with two modifications. In order to facilitate the exit of the liquid from the emptying openings 8 into the working space 7, a deflector element in the form of a cam-like elevation 15 projecting over the working space wall is provided in the working space in the direction of the normal annular flow (arrow 14) in front of each emptying opening 8 at the mouth of the discharge openings 8 a reduction in the static pressure is generated. According to FIG. 3, the deflector elements can also take the form of suction plates 16. These fixtures accelerate the emptying process of the chamber 6 and, if necessary, also empty the chamber down to a smaller residual filling, whereby the distance between the upper and lower parabola % §. or 42 according to FIG. IJ) is enlarged in a desired manner. ^ »

Außerdem ist es günstig, wenn die arbeitsraumseitige Mündung -jeder Entleeröffnung in Umfangsrichtung in der Mitte zwischen zwei benachbarten Schaufeln angeordnet ist, wie dies aus der teilweisen Stirnansicht des Pumpenrades nach Fig. 4 ersichtlich ist. Die Pumpenschaufeln sind dort mit 17 bezeichnet. Diese Anordnung erhöht nicht nur die obere Parabel #5-nach Fig. 13, sondern.^v"macht sie auch unabhängig von der Drehrichtung.In addition, it is advantageous if the opening on the working space side of each emptying opening is arranged in the circumferential direction in the middle between two adjacent blades, as can be seen from the partial end view of the pump wheel according to FIG. The pump blades are labeled 17 there. This arrangement not only increases the upper parabola # 5-of FIG. 13, but. ^v "also makes it independent 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 fJmpolung auf entgegengesetzten Drehsinn geschaltete Elektromotor seipie Drehrichtung möglichst schnell wenden und die in der !ursprünglichen Drehrichtung zunächst weiterlaufende Arbeitsmaschine ■wirksam abbremsen soll. Aus diesem Grunde wird nach einerIt is often desirable to have a dynamic partial emptying of the turbine wheel, even when the turbine wheel is leading with respect to the pump wheel To achieve working space 7 and a reduction in the power transmission capacity of the clutch. This is e.g. the so-called Countercurrent braking is the case, whereby the polarity caused by polarity reversal The electric motor is switched to the opposite direction of rotation Turn the direction of rotation as quickly as possible and keep it in the! Original Direction of rotation first of all, the machine should ■ effectively brake. For this reason, after a

Neuerung
Weiterbildung der SrfxKMÖag die arbeitsraumseitige Anschlußsteil« |£Dj.in4estens eines der Rücklaufkanäle derartinnovation
Further development of the workspace-side connection part in at least one of the return ducts in this way

oder so ausgebildet ist, daß diese Anschlußstelle bei der der normalen Strömungsrichtung l4 entgegengesetzten Ringströmung (s. Richtungspfeil l8 nach Fig. 2) oder aber bei beiden Strömungsrichtungen dem Staudruck der Ringströmung ausgesetzt ist« Eine Ausführungsform hierfür ist in Fig. 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, da.ß 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. or is designed so that this connection point is in the opposite of the normal flow direction l4 annular flow (see direction arrow 18 according to FIG. 2) or, in both directions of flow, it is exposed to the dynamic pressure of the annular flow Embodiment for this is shown in Fig. 2 and has at least one guide wall 19, which in the circumferential direction at least has the width of a rotary valve 12 and deflects the opposite annular flow 18 so that the rotary valve 12 also passes through it Flow is acted upon. With a suitable arrangement and design of the guide surface, it is also possible to use only a few rotary valves through the normal ring flow and one or several other rotary valves only to 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 Fig. 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 25 vorgesehen werden»The annular flow fed to the rotary valve 12 has a considerable circumferential component, which is the entry of the liquid in the rotary valve difficult. It is therefore advisable, according to Fig. 5 (this is a cylinder section along the lines I-I in Fig. 6) still to provide baffles 20 in front of the shut-off devices, which the inflow to influence the shut-off elements in the most favorable sense, i.e. here direct the flow into the rotary valve 12 according to arrow 21. In order to achieve one possible in both directions of rotation of the clutch To achieve the same effect, the guide wall 22 can also be provided for the opposite direction of flow 25 »

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 Fig. 6 dargestellte besondere Lage der arbeitsraumseiti» gen Anschlußstelle 24 der Belüftungskanäle 15 gefunden. Hierbei liegt diese Anschlußstelle 24 an der Wandung des Pumpenrades 3 in dem Ablösusngsgebiet 25, das sich bei normal gerichteter Ringströmung - s. die entsprechenden Strömungspfeile 26 - hinter dem Eintritt in die Pumpenradbeschaufelung Ja ohne zusätzliche Hilfsmittel ausbildet.In order not to delay the emptying and filling of chamber 6, ventilation ducts are required that allow air to be exchanged between liquid-free points of the work space 7 and the Chamber 6 enable. So far the opening on the work room side was the Ventilation channels either in the so-called core area of the work space or in an artificial one created by special built-in components Arranged flow separation area. When was particularly expedient now the special position of the working area side shown in Fig. 6 » gene connection point 24 of the ventilation ducts 15 found. Here is this connection point 24 on the wall of the pump wheel 3 in the separation area 25, which with a normally directed annular flow - see the corresponding flow arrows 26 - behind the inlet in the impeller blading Yes without additional aids trains.

Nach Fig. 7 kann die arbeitsraumseitige AnschlußstelleAccording to FIG. 7, the connection point on the workspace side

- 10 - /- 10 - /

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 V/eise' wird ebenfalls bei entgegengesetzter Ringströmung, z.B. bei Gegenstrombremsung, ein dynamisches Füllen der Kammer 6 ermöglicht bzw« beschleunigt.24 of this ventilation channel 13 also received a guide surface 27, the annular flow according to arrow 18, which is opposite to the normal flow direction, partially via the ventilation duct 13 into the chamber 6. In this way it is also used for the opposite Circular flow, e.g. when braking in the opposite direction, enables or accelerates dynamic filling of the chamber 6.

Die Fig. 8 bis 11 zeigen Einzelheiten des Drehschiebers 12 mit der zugehörigen Fliehgewichtregelung. Der Drehschieber besteht aus der an der Stauraumrückwand 10a befestigten, also nicht verstellbaren zylindrischen inneren Schieberhülse J>0 und der hierauf drehbaren, ebenfalls zylindrischen äußeren Schieberhülse 31. In jeder der beiden Schieberhülsen J>0 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 J>6 auf oder möglichst nahe der Wirkungslinie 38 ^de^ Fliehkraft des Fliehgewichtkörpers liegt. Zur Begrenzung der Fliehgewichtbewegung sind außerdem den beiden Endstellungen entsprechende Anschläge vorgesehen, die in der Zeichnung nicht dargestellt wurden.8 to 11 show details of the rotary valve 12 with the associated flyweight control. The rotary valve consists of the fixed to the storage compartment rear wall 10a, ie, non-adjustable cylindrical inner sliding sleeve J> 0 and then rotatable, likewise cylindrical outer sliding sleeve 31. In each of the two slide sleeves J> 0 and 31 are more inclined to the slide axis extending control slots 32 or 33 provided »The outer slide sleeve 31 represents a part of the flyweight body 34 and at the same time forms the pivot point of the same. In order to reduce the friction, a roller bearing 35 is provided approximately in the center of gravity of the flyweight body 34, on whose movable outer ring the return spring 36 engages. The arrangement is also made so that the point of contact 37 (support point) between roller bearing 35 and restoring spring J> 6 is on or as close as possible to the line of action 38 ^de ^ centrifugal force of the flyweight body. To limit the flyweight movement, stops corresponding to the two end positions are also provided, which are 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 unbeachtlich ist. Außerdem ist der Drehschieber in Bezug auf den Flüssigkeitsdruck kraftmäßig ausgeglichen, so daß auch dieser praktisch keine Reibung hervorrufen kann. Während des Öffnungs- und Schließvorganges des Drehschiebers erzeugt allerdings die an den Steueröffnungen 32 und 33 eingeschnürte Strömung - s. Strömungspfeil 39 in Fig. 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« Il messerartig zugeschärft.This design of the control device results in largely frictionless work, since the one serving as a swivel joint Rotary valve 12 is relieved of bearing forces and the friction of the roller bearing 35 is insignificant. Also is the rotary valve In terms of force, balanced with respect to the fluid pressure, so that this too can cause practically no friction. While of the opening and closing process of the rotary valve, however the flow constricted at the control openings 32 and 33 - see flow arrow 39 in FIG. 11 - forces acting on the outer slide sleeve 31 which influence the adjustment process. To this one To eliminate the occasional undesirable influence, according to a further proposal, the movable control edge 40 according to FIG. II becomes knife-like sharpened.

- 11 -- 11 -

Die Fig. 12 zeigt ein Diagramm für den Verlauf der Kraft P der Rückstellfeder 36 und der Fliehkraft P„ des Fliehgewichtkörpers 34, und zwar in Abhängigkeit von den Radien r des Fliehgewichtkörpers 34 in Bezug auf die Kupplungsachse und außerdem für die obere Schaltdrehzahl. Wie ersichtlich wächst mit zunehmendem Radius, ausgehend vom Radius r., die Fliehkraft Pp mehr an als die Kraft P, 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.12 shows a diagram for the course of the force P of the return spring 36 and the centrifugal force P ″ of the flyweight body 34, specifically as a function of the radii r of the flyweight body 34 in relation to the clutch axis and also for the upper switching speed. As can be seen, with increasing radius, starting from radius r., The centrifugal force Pp increases more than the force P, of the return spring, so that when the upper switching speed is reached, there is immediate switching through until the rotary valve 12 closes completely and thus a so-called snap effect . The same applies analogously to downshifting at the lower gearshift speed, since the centrifugal force then decreases more than the spring force when the centrifugal weight body is displaced radially.

Das Drehmoment-Drehzahldiagamm nach Fig. I3 veranschaulicht das Zusammenarbeiten der 3gscä3aaaagsgsiaäßsH Strömungskupplung mit einem Kurzschlußläufermotor. Unter der Annahme einer übersetzungslosen Verbindung des Motors mit dem Pumpenrad stellen die Abszissenwerte sowohl die Pumpenrad-Drehzahl n.. als auch die gleichgroße Motor-Drehzahl n_Mot dar. Die Kurve 4l 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 aufgrund der statischen Teilentleerung und später aufgrund der zusätzlichen dynamischen Teilentleerung des Arbeitsraumes das durch die Kupplung übertragene Drehmoment lediglich entsprechend der unteren etwa parabolischen Kurve 42 bis zum Erreichen der oberen Schaltdrehzahl O₀S₀ 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 4l 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 V/eise«The torque / speed diagram according to FIG. I3 illustrates the cooperation of the 3gscä3aaaagsgsiaäßsH fluid coupling with a squirrel cage motor. Assuming a translation-free connection of the motor with the impeller set the abscissa both the impeller speed n .. as well as the equal engine speed n _Mot. Curve 4l represents the course of the engine torque with respect to rotational speed, and although assuming constant voltage (no voltage drop) "When starting the engine from standstill, the torque transmitted by the clutch only increases due to the static partial emptying and later due to the additional dynamic partial emptying of the working space according to the lower approximately parabolic curve 42 until the upper one is reached Switching speed O ₀ S ₀ at point A (strongly drawn lines)., Now the rotary valve 12 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 4l. 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 been completed.

Bei Spannungsabfall gilt eine schwächere _$ hier strichliertIn the event of a voltage drop, a weaker _$ applies here with a dashed line

dargestellte Motorkenn^inie 45» Bei Motorstart wird auch jetztEngine code shown 45 »When the engine is started, now

bisuntil

die untere Parabel 42/zur oberen Schaltdrehzahl im Punkt A befahren«, Nach Schließen der Drehschieber 12 wächst das übertragenedrive along the lower parabola 42 / to the upper switching speed at point A «, After closing the rotary valve 12, the transferred grows

- 12 - - 12 -

Kupplungsdrehmoment infolge Entleerung der Kammer β 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 Punkte F an. Aufgrund 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 jedes Mal das dem Punkt E ent= sprechende Kippmoment für das Losreißen der Arbeitsmaschine zur Verfügung gestellt wird, jedoch in keinem Fall eine unzulässige Drückung 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.Coupling torque as a result of emptying the chamber β via point D. on the weakened motor characteristic line up to point E «, so that the lower switching speed u, S due to the engine droop. reached ^ the Open the rotary valve 12 and the clutch torque is reduced along the line 46 as a result of the backfilling of the chamber 6 the engine is relieved and its speed increases again up to the upper switching speed o.S. at point F. Because of now As the emptying of chamber 6 begins again, the clutch loads the motor again, so that the curve F ~ D- ° E ~ 46 is driven periodically, each time the point E corresponding tilting moment for the tearing away of the machine to Provided, but in no case an impermissible one The motor can be pushed down to a speed significantly below the tipping point E. Without this relief effect it would an operating point G is set continuously, which is undesirable because of its high current consumption and because of its reduced torque is.

Heidenheim (Brenz), den 29.Nov. 1963Heidenheim (Brenz), November 29th. 1963

Claims

P.A.U8 261*18.3. |6P.A.U8 261 * 18.3. | 6

Schutz-Protection-

an s ρ r ü c hean s ρ r ü c he

1. Strömungskupplung, insbesondere für Antriebe mit Elektromotor, mit einer zum zeitweisen selbsttätigen Teilentleeren des1. Fluid coupling, especially for drives with an electric motor, with a temporary automatic partial emptying of the

Arbeitsraumes dienenden Kammer, die zumindest 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, ungesteuerte und vornehmlich zum Entleeren der Kammer dienende Entleeröffnung besitzt, sowie ausserdem mit mindestens einem am Arbeitsraum angeschlossenen, dem Staudruck der dortigen Ringströmung ausgesetzten und zum Füllen der Kammer dienenden Rücklaufkanal versehen ist, der mittels einer Regelvorrichtung bei den unteren Pumpenraddrehzahlen geöffnet und beiden oberen Pumpenraddrehzahlen auf verminderten Durchgangsquerschnitt eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleeröffnung (8) in an sich bekannter Weise an einer solchen Stelle des Arbeitsraumes (7) angeschlossen ist, dass zumindest bei einem Kupplungsschlupf von 100$ (Turbinenrad stillstehend) ein Flüssigkeitsaustritt aus der Kammer (6) durch die Entleeröffnung (8) möglich ist, vorzugsweise mit etwa auf mittlerem Durchmesser der Pumpenradbeschaufelung (3a) liegender Entleeröffnung (8), dass ausserdem sämtliche Rücklaufkanale (10,12) bei den oberen Pumpenraddrehzahlen ganz geschlossen sind und dass ferner die Durchflussquerschnitte aller Entleeröffnungen (8) und aller geöffneten Rücklaufkanale (10,12) so bemessen sind, dass zumindest bei grossem Kupplungsschlupf die durch alle Rücklaufkanale (10,12) in die Kammer (6) einströmende Flüssigkeitsmenge grosser ist als die durch alle Entleeröffnungen (8) ausströmende Flüssigkeitsmenge.Working chamber serving chamber, which is formed at least to a substantial part by walls rotating with the pump wheel is and preferably has an outer diameter equal to the mean diameter of the impeller blades, which furthermore at least one uncontrolled and primarily for emptying leading from its radially outer area to the working space the chamber serving emptying opening, and also with at least one connected to the work space, the dynamic pressure exposed to the local annular flow and used to fill the chamber return channel is provided by means of a control device open at the lower impeller speeds and both upper impeller speeds to reduced passage cross-section is set, characterized in that the emptying opening (8) in a known manner on such Position of the working space (7) is connected, that at least with a clutch slip of $ 100 (turbine wheel stationary) a liquid exit from the chamber (6) through the emptying opening (8) is possible, preferably at about medium level Diameter of the impeller blading (3a), the emptying opening (8) lying on the floor, so that all return channels (10,12) are completely closed at the upper impeller speeds and that the flow cross-sections of all emptying openings (8) and all open return ducts (10, 12) are dimensioned so that that at least with a large clutch slippage through all Return channels (10,12) into the chamber (6) flowing amount of liquid is greater than the amount of liquid flowing out through all the emptying openings (8).

2* Strömungskupplung nach Anspruch 1, für Antriebe mit Kurzschlussläufermotor, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise mit Fliehgewichtkörpern (34) versehene Regelvorrichtung2 * fluid coupling according to claim 1, for drives with squirrel cage motors, characterized in that the preferably with Control device provided with flyweight bodies (34)

zum Steuern der Rücklaufkanäle (10,12) derart ausgelegt ist, beispielsweise auf Grund entsprechender Bemessung und Anordnung der Fliehgewichtkorper (34) und von zugehörigen Rückstellfedern dass die Schaltdrehzahl zum Schliessen der Rücklaufkanäle (= obere Schaltdrehzahl o.S.) zwischen der Motor-Kippdrehzahl (n^) und der Motor-Nenndrehzahl (njj) liegt, und dass die Schaltdrehzahl zum öffnen der Rücklaufkanäle (= untere Schaltdrehzahl (u.S.) bei oder nahe bei der Motor-Kippdrehzahl (nj<[) liegt (Fig. 8-1J5)·is designed to control the return channels (10, 12) in such a way for example due to the appropriate dimensioning and arrangement of the flyweight bodies (34) and associated return springs that the switching speed for closing the return channels (= upper Switching speed o.S.) between the motor stall speed (n ^) and the Nominal engine speed (njj) and that the switching speed for open the return channels (= lower switching speed (u.S.) at or close to the engine breakdown speed (nj <[) (Fig. 8-1J5) ·

3· Strömungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Regelvorrichtung (12,30-40), beispielsweise auf Grund einer entsprechenden Bemessung der Rückstellfedern (36) und der radialen Verstellwege der Fliehgewichtkorper (34) "in Bezug auf die Kupplungsachse, dass beim Erreichen der Schaltdrehzahlen (o.S., u.S.) sofort ein vollständiges Schliessen bzw. ein vollständiges Öffnen der Rücklaufkanäle (10,12) erfolgt (Regelvorrichtung mit Schnappeffekt, Fig. 8-12).3 · Fluid coupling according to claim 1 or 2, characterized by such a design of the control device (12,30-40), for example on the basis of a corresponding dimensioning of the return springs (36) and the radial adjustment paths of the flyweight bodies (34) "in relation to the coupling axis that at When the switching speeds (o.S., u.S.) are reached, the return channels are immediately closed or opened completely (10,12) takes place (control device with snap effect, Fig. 8-12).

4. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 1-3* dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (12,30-40) für ein möglichst reibungsfreies Arbeiten ausgebildet ist, d.h., dass gleitende Flächen an den Bewegungselementen (31,34-36) möglichst vermieden und/oder die Reibungskräfte möglichst gering gehalten sind (Fig. 8-12).4. Fluid coupling according to one of claims 1-3 *, characterized in that that the control device (12,30-40) is designed for the most friction-free operation possible, i.e. that sliding Areas on the moving elements (31, 34-36) are avoided as far as possible and / or the frictional forces are kept as low as possible (Figures 8-12).

5. Strömungskupplung nach Anspruch 4, wobei die Regelvorrichtung (12,30-40) mindestens einen an seinem Schwerpunkt angelenkten Fliehgewichtkorper (3>4) sowie eine dessen Fliehkraft entgegenwirkende Rückstellfeder (36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützpunkt (37) zwischen Rückstellfeder (36) und. Fliehgewichtkorper (34) auf oder möglichst nahe der Wirkungslinie (38) der Fliehkraft des Fliehgewichtkörpers (34) liegt (Fig. 8).5. Fluid coupling according to claim 4, wherein the control device (12,30-40) is articulated at least one at its center of gravity Flyweight body (3> 4) as well as a centrifugal force counteracting it Has return spring (36), characterized in that the support point (37) between the return spring (36) and. Flyweight body (34) is on or as close as possible to the line of action (38) of the centrifugal force of the flyweight body (34) (Fig. 8).

6. Strömungskupplung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Regelvorrichtung mindestens einen Fliehgewichtkorper sowie eine dessen Flieh-6. Fluid coupling according to claim 4 or 5, wherein the control device at least one centrifugal body and one of its centrifugal

kraft 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 (Fig. 8).force counteracting spring, characterized * that when there is a relative movement at the contact point (37) between the spring (36) and the flyweight body (34) for the purpose of reducing friction a roller bearing (35) is provided (Fig. 8).

7· Strömungskupplung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Absperren des Rücklaufkanals (10,12) dienende Absperrorgan (12,30-33) bezüglich des Flüssigkeitsdruckes kräftemässig ausgeglichen ist, insbesondere als Ringschieber ausgebildet ist (Fig. 8-11).7. Fluid coupling according to claim 4, 5 or 6, characterized in that that the shut-off of the return channel (10,12) serving shut-off element (12,30-33) is balanced in terms of force with respect to the liquid pressure, in particular designed as a ring slide is (Figures 8-11).

8. Strömungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringschieber (12,30-33) ausserdem als Drehschieber ausgebildet ist (Fig. 8-11).8. Fluid coupling according to claim 7, characterized in that the ring slide (12,30-33) is also designed as a rotary slide (Fig. 8-11).

9. Strömungskupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Fliehgewichtkörpers (34) als steuernder Schieberteil (31) ausgebildet ist (Fig. 8-11).9. Fluid coupling according to claim 8, characterized in that a part of the flyweight body (34) as a controlling slide part (31) is formed (Fig. 8-11).

10. Strömungskupplung nach Anspruch ¹J, mit Ringschieber als Absperrorgan, 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-H)«10. Fluid coupling according to claim ¹ J, with a ring slide as a shut-off device, characterized in that the control openings (32 * 33) in the movable (31) and in the fixed slide part (30) are formed as slots (33, 32), which are preferably are arranged obliquely in relation to the slide axis (Fig. 9-H) «

11. Strömungskupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erzielung eines kleinen Verdrehwinkels des Drehschiebers (30-33) der Steuerquerschnitt auf möglichst viele entsprechend schmale Schlitze (32,33) verteilt ist (Fig. 9-11).11. Fluid coupling according to claim 10, characterized in that in order to achieve a small angle of rotation of the rotary slide valve (30-33), adjust the control cross-section to as many as possible narrow slots (32,33) is distributed (Fig. 9-11).

12. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 7 - 11, mit als Ringschieber ausgebildetem Absperrorgan, dadurch gekennzeichnet, dass, die bewegliche Steuerkante (4θ) messerartig zugeschärft ist (Fig. 11).12. Fluid coupling according to one of claims 7-11, with as a ring slide formed shut-off device, characterized in that the movable control edge (4θ) is sharpened like a knife (Fig. 11).

4 -4 -

13· Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Arbeitsraum (7) in Richtung der normalen Ringströmung (l4) betrachtet vor jeder Entleeröffnung (8) je ein über die Arbeitsraumwandung vorstehendes Abweiselement (Abweisnocken 15, Sogblech 16) vorgesehen ist, das an der Mündung der Entleeröffnung (8) eine Verringerung des statischen Druckes erzeugt (Fig. 2,3).13 · Fluid coupling according to one of Claims 1 to 12, characterized characterized in that in the working space (7) viewed in the direction of the normal annular flow (l4) in front of each emptying opening (8) there is one Abweiselement (Abweisnocken 15, Sogblech 16) protruding over the work space wall is provided, which is at the mouth of the Emptying opening (8) produces a reduction in the static pressure (Fig. 2,3).

14. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die arbeitsraumseitige Mündung jeder Entleeröffnung (8) in Umfangsrichtung in der Mitte zwischen zwei benachbarten Schaufeln (17) angeordnet ist (Fig. 4)»14. Fluid coupling according to one of claims 1 - 13, characterized in that that the workspace-side opening of each emptying opening (8) in the circumferential direction in the middle between two adjacent ones Blades (17) is arranged (Fig. 4) »

15. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die arbeitsraumseitige Anschlußstelle mindestens eines Rücklaufkanales (10,12) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass diese Anschlußstelle bei der der normalen Strömungsrichtung (l4) entgegengesetzten Ringströmung (18) oder aber bei beiden Strömungsrichtungen (14 und l8) dem Staudruck der Ringströmung ausgesetzt ist (Fig. 2).15. Fluid coupling according to one of claims 1 - 14, characterized in that that the connection point on the working space side of at least one return channel (10, 12) is arranged and designed in such a way is that this connection point in the normal flow direction (l4) opposite annular flow (18) or else is exposed to the dynamic pressure of the annular flow in both flow directions (14 and 18) (Fig. 2).

16. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung vor den Absperrorganen (12) feste und/oder verstellbare Leitwände (20,22;19) vorgesehen sind, die die Zuströmung zu den Absperrorganen beeinflussen (Fig. 5*2).16. Fluid coupling according to one of claims 1 - 15, characterized in that that fixed and / or adjustable guide walls (20, 22; 19) are provided in front of the shut-off devices (12) in the direction of flow, which affect the flow to the shut-off devices (Fig. 5 * 2).

17. Strömungskupplung mit einer zum zeitweisen selbsttätigen Teilentleeren des Arbeitsraumes dienenden Kammer, die zumindest -zu einem wesentlichen Teil von mit dem Pumpenrad umlaufenden Wänden gebildet wird und vorzugsweise einen Aussendurchmesser gleich dem mittleren Durchmesser der Pumpenbeschaufelung aufweist, die ferner von ihrem radial äusseren Bereich zum Arbeitsraum führende und vornehmlich zum Entleeren der Kammer dienende Entleeröffnungen besitzt, wobei ausserdem ein zum Belüften der Kammer dienender und diese mit dem Arbeitsraum verbindender Belüftungskanal vorgesehen ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - l6,17. Fluid coupling with a temporary automatic partial drainage of the working chamber serving chamber, the at least -zu a substantial part is formed by walls rotating with the pump wheel and preferably an outer diameter equal to that has mean diameter of the pump blading, which also leads from its radially outer region to the working chamber and has emptying openings mainly used to empty the chamber, with one also used to ventilate the chamber and a ventilation duct connecting this with the work space is provided is, in particular according to one of claims 1 - l6,

-5--5-

dadurch gekennzeichnet, dass die arbeitsraumseitige Anschlussstelle (24) des Belüftungskanals (13) an der Pumpenradwandung in dem Ablösungsgebiet (25) angeordnet ist, das sich bei normal gerichteter Ringströmung (26) hinter dem Eintritt in die Pumpenradbeschaufelung (3&) ohne zusätzliche Hilfsmittel ausbildet (Fig.6)characterized in that the connection point on the workspace side (24) of the ventilation channel (13) on the impeller wall is arranged in the separation area (25) which, with a normally directed annular flow (26), is located behind the entry into the impeller blading (3 &) without additional tools (Fig. 6)

l8. Strömungskupplung nach Anspruch IJ, dadurch gekennzeichnet, dass öle arbeitsraumseitige Anschlußstelle (24) des Belüftungskanals (13) eine Leitfläche (27) aufweist, die bei der der normalen Strömungsrichtung (l4) entgegengesetzten Ringströmung (l8) diese teilweise über den Belüftungskanal (13) in die Kammer ableitet (Fig. 7).l8. Flow coupling according to Claim IJ, characterized in that the oil connection point (24) of the ventilation duct (13) on the working space side has a guide surface (27) which, in the case of the annular flow (l8) opposite to the normal direction of flow (l4), partially flows it in via the ventilation duct (13) the chamber diverts (Fig. 7).

30.11.63
Li/E11/30/63
Li / E