DE612031C - Vorrichtung zum selbsttaetigen Fuellen und Entleeren von Fluessigkeitsgetrieben bzw.Fluessigkeitskupplungen nach Art der Foettingergetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Füllen und Entleeren des Kreislaufes von Flüssigkeitsgetrieben oder -kupplungen nach Art der Föttingergetriebe. Gewöhnlich leitet man diesen Kupplungen ihre Flüssigkeit an oder nahe der Welle zu, während die Auslaßöffnungen gewöhnlich im äußeren Bereich des hydraulischen Kreislaufes vorgesehen sind.

Bei Föttingerkupplungen, besonders für Kraftfahrzeuge, soll bei normalen und bei hohen Geschwindigkeiten der Arbeitsverlust möglichst gering sein, d. h. der Schlupf muß klein sein. Anderseits ist bei geringer Geschwindigkeit des Treibmotors häufig ein Schlupf bis zu 100 °/o erwünscht, damit der Motor langsam weiterlaufen kann, ohne ein übermäßiges Schleppmoment durch die Kupplung zu übertragen, wenn die getriebene

ao Welle stillsteht.

Diesen verschiedenen Bedingungen kann man mittels eines außenliegenden Flüssigkeitsbehälters sowie einer Vorrichtung zum Hinundherführen von Flüssigkeit zwischen Kupplung und Behälter gerecht werden. In gewissen Anwendungsfällen jedoch, z. B. bei Kraftwagen, würde dies eine ständige Erschwerung bedeuten, und man zieht es daher hier vor, eine Kupplung mit gleichbleibendem Flüssigkeitsinhalt zu benutzen. Damit eine ständig gefüllte Kupplung bei normalem Lauf einen guten Wirkungsgrad hat, muß sie so groß wie möglich sein; anderseits muß sie, wenn sie bei Bedarf vollen Schlupf haben soll, d. h. bei leer laufendem Motor und stillstehender getriebener Kupplungswelle nur ein geringes Schleppmoment übertragen soll, möglichst klein sein. So ist man genötigt, in der Größe der Kupplung einen Ausgleich herbeizuführen. 4<>

Zweck der Erfindung ist, bei einfacher und billiger Bauart eine Kupplung zu schaffen, deren Schlupfeigenschaften sich während des Betriebes leicht verändern lassen, indem man den Flüssigkeitsinhalt des Kreislaufes regelt, ohne jedoch dazu einen Außenbehälter, verwenden zu müssen.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die zum Überführen der Flüssigkeit dienende, mit dem getriebenen Teil des Getriebes umlaufende Leitung-gegenüber der Getriebeachse derart angeordnet ist, daß die Fliehkraft dem Entleeren der Flüssigkeit aus dem Kreislauf entgegenwirkt..

Die z. B. tangentiale Leitungsmündung kann in das Innere des Kernleitringes münden, während sich das andere Leitungsende vorzugsweise in eine Vorratskammer öffnet, die symmetrisch zur Kupplungsachse angeordnet ist und mit dem treibenden oder getriebenen Teil der Kupplung umläuft. Es kann aber auch eine besondere Leitung zum Füllen des Kreislaufes vorgesehen sein, die an einer Stelle geringen Flüssigkeitsdruckes nahe dem Kern des Kreislaufes mündet.

Die Kupplung oder das Getriebe gemäß der

612 OBl

in

Erfindung weist also die Eigenschaft auf, daß der Flüssigkeitsinhalt des Kreislaufes selbsttätig entsprechend den jeweiligen Betriebszuständen wechselt.
Auf der Zeichnung sind drei verschiedene Ausführungsbeispiele der Kupplung Längsschnitten veranschaulicht.

Nach Fig. ι und 3 sitzen der Vorratsbehälter sowie die Zu- und Ableitungen am getriebenen Teil der Kupplung; nach Fig. 2 dagegen sind Vorratsbehälter und Zuleitung am treibenden Teil, die Ableitung am getriebenen Teil angeordnet.

Gemäß Fig. 1 ist auf der treibenden Welle ι mittels eines Flansches 17 der treibende Kupplungsteil 3 und auf der getriebenen Welle 2 mittels eines Flansches 18 der getriebene Kupplungsteil 4 befestigt. Ein den getriebenen Teil 4 umgebender Deckel S ist mit dem treibenden Teil 3 durch einen Flansch 6 fest verbunden und auf der Welle 2 durch ein Lager 14 abgestützt. Die Welle 2 ist außerdem mit einer Verlängerung 19 in einem 'Kugellager 20 des treibenden Teils 3 geführt. Am getriebenen Teil 4 ist der Vorratsbehälter 12 angeordnet, dessen Deckel 16 durch einen Flansch 15 mit dem getriebenen Kupplungsteil 4 verbunden und durch eine Stopfbuchse 13 gegen die Welle 2 abgedichtet ist.

Im Innern der Kupplung befindet sich ein Kernleitring, bestehend aus der Leitringhälfte 7 am treibenden Kupplungsteil 3 und der Leitringhälfte 8 am getriebenen Kupplungsteil 4. Für die Führung der Flüssigkeit sind außerdem schaufeiförmige Rippen 22, 23 am treibenden Teil 3 und 24, 25 am getriebenen Teil 4 vorgesehen.

Rohre 11 am treibenden Teil 4 führen A¹Om Kern des Kreislaufes, d. h." von dem ringförmigen Bereich, um den herum der Flüssigkeitswirbel kreist, nach dem in radialer Richtung außen liegenden Teil des Behälters 12. Die Rohre 11 sind gegen die Getriebeachse geneigt angeordnet, und zwar liegt die Eintrittsstelle in dem Behälter 12 der Achse näher als die Mündung 10 der Rohre; dadurch wirkt die auf der Drehung des getriebenen Teils beruhende Fliehkraft dem Abführen von Flüssigkeit aus dem Kreislauf entgegen. Eine Neigung der Rohre 11 gegenüber der Getriebeachse ist für die. richtige Arbeitsweise im Sinne der Erfindung nicht unbedingt erforderlich. Denn auch wenn die Rohre parallel zur Getriebeachse liegen, wird die erste kleine Ansammlung von Flüssigkeit im äußeren Teil des Behälters 12 genügen, um auf die in den Rohren 1 r befindliche Flüssigkeit einen Fliehkraftdruck auszuüben, der sich der Entleerung des Kreislaufes widersetzt. Die Rohre 11 münden bei diesem Ausführungsbeispiel in das Innere einer aus den Kernleitungen 7 und 8 gebildeten Ringkammer. Der Ring 7 besitzt einen äußeren Fortsatz 26. Dadurch entsteht ein ringförmiger Sammelraum 9, in dem tangentiale Schöpfenden der Rohre 11 angeordnet sind. Die Arbeitsweise ist folgende: Angenommen, die Antriebsmaschine und damit Welle 1 stehe still, die getriebene Welle 2 sei unbelastet und stehe ebenfalls still; der Sammelraum 12 sei ganz und der Kreislauf der Kupplung 3, 4 teilweise gefüllt. Der Kreislauf 3, 4 der Kupplung besitzt nämlich größeren Rauminhalt als der Vorratsbehälter 12, damit stets eine wenigstens teilweise Füllung der Kreislaufes auch bei vollgefülltem Behälter 12 gewährleistet ist. Beim Stillstehen des Behälters 12 wird überdies infolge der Schwerkraft stets etwas Flüssigkeit aus dem Behälter in den Kreislauf strömen. Fängt nun die Antriebsmaschine an zu arbeiten, so wird die in dem Kreislauf 3, 4 befindliche Flüssigkeit zu kreisen beginnen und nach Beschleunigung auf eine bestimmte Drehzahl die getriebene Welle 2 je nach deren Belastung früher oder später mitnehmen. Bei weiterem Steigen der Drehzahl der treibenden Welle 1 wird auch die Drehzahl der getriebenen Welle 2 steigen. Infolge Umlaufens der getriebenen Welle 2, des getriebenen Kupplungsteiles 4 und des Behälters 12 wird nun eine Fliehkraft erzeugt, welche Flüssigkeit aus dem Behälter 12 durch die Rohre 11 in den Kreislauf hineindrückt, und zwar in den Raum 9, wo infolge des Kreisens der Flüssigkeit der geringste Druck herrscht. Durch dieses Nachströmen von Flüssigkeit wird der Schlupf fallen und damit das Übertragungsvermögen der Kupplung steigen, wodurch die Drehzahl der getriebenen Welle 2 weiter wächst; daher wird weitere Flüssigkeit in den Kreislauf gedrückt und so fort, bis die Kupplung ganz gefüllt und der günstigste Schlupf erreicht ist.

Hierbei kommen die Geschwindigkeiten des treibenden und des getriebenen Kupplungsteiles einander so nahe, daß der auf dem Umlauf um die Kupplungsachse beruhende, auf die Flüssigkeit im treibenden Teil wirkende Fliehkraftdruck nicht genügt, um eine merkliche Flüssigkeitsmenge in die Rohre 11 und die Vorratskammer 12 zu drücken. Wenn jetzt die Belastung der getriebenen Welle 2 hinreichend steigt, um eine erhebliche Vergrößerung des Kupplungsschlupfes und damit ein Absinken der Drehzahl hervorzubringen, so genügt der Fliehkraftdruck an der Mündung ίο der Leitung 11, verursacht durch den Umlauf der Flüssigkeit im treibenden Teil um die Kupplungsachse, zur Überwindung desjenigen Fliehkraftdruckes, welcher auf die

Flüssigkeit in den Rohren 11 und der Vorratskammer 12 wirkt, die ja mit dem getriebenen Teil umlaufen. Denn hier herrscht ja eine beträchtlich geringere Umlaufgeschwindigkeit. Daher wird Flüssigkeit aus dem Kreislauf in den Vorratsbehälter mit Unterstützung durch die Fangwirkung der Mündungen io gedrückt. Diese teilweise Entleerung des Flüssigkeitskreislaufes steigert den Schlupf abermals, mit dem Ergebnis, daß — falls nicht die Belastung der getriebenen Welle nachläßt — die Überführung von Flüssigkeit andauert, bis der Vorratsbehälter gefüllt ist.

Diese Anordnung bewältigt einwandfrei die verschiedenen Zwischenstufen, indem je nach dem Drehzahlunterschied zwischen der treibenden Welle ι und der getriebenen Welle 2 entweder Flüssigkeit aus dem Kreislauf 3, 4 in den Behälter 12 strömt, oder umgekehrt, so daß der Schlupf steigt oder fällt.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei welcher der Behälter 12 am treibenden Teil 3 angeordnet ist, zum Zweck, das erste Auffüllen des Kreislaufes beim Ansteigen der Geschwindigkeit des treibenden Teiles rascher zu gestalten. Es sind gesonderte Leitungen für den Eintritt und den Austritt der Flüssigkeit vorgesehen. Die Überführung der Flüssigkeit aus dem Kreislauf nach dem Behälter 12 geschieht durch das Rohr 11 und Kanäle 29, 30 und 31, die in die getriebene Welle 2 gebohrt sind. Der Zufluß aus dem Behälter 12 in den Kreislauf erfolgt durch Rohre 32 und 27; das Rohr 27 mündet in das Innere der Kernleitringe 7, 8. Die Entleerungsrohre 11 können auch in diesem Falle mit Fangenden 10 versehen sein.

Aus dem Behälter 12 wird Flüssigkeit infolge von Fliehkraft ausgetrieben, die auf dem Umlauf des treibenden Teiles beruht; bei laufender Kupplung kehrt also Flüssigkeit ständig in den Kreislauf zurück, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die mit der Menge der im Behälter 12 enthaltenen Flüssigkeit nur wenig wechselt, während die Geschwindigkeit, mit welcher Flüssigkeit aus dem Kreislauf nach dem Behälter 12 zurückkehrt, von dem Geschwindigkeitsunterschied zwischen den treibenden und getriebenen Teilen abhängt. So findet ein dauerndes Hindurchströmen von Flüssigkeit durch den Behälter 12 statt, solange der Schlupf verhältnismäßig hoch ist, und die Flüssigkeitsmenge im Kreislauf vermindert sich von selbst, sobald die Geschwindigkeit der getriebenen Welle 2 gegenüber derjenigen der treibenden Welle merklich sinkt. Die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit läßt sich durch Stellschrauben 28 regeln.

Die Anordnung nach Fig. 3 entspricht grundsätzlich derjenigen nach Fig. 1, nur entspricht der Vorratsbehälter 12 in seiner Form demjenigen nach Fig. 2.

Die Kupplungen sind zwischen dem Kreislauf und dem Vorratsbehälter vorzugsweise mit Luftauslässen 21 versehen. Die Luftauslässe können die Form von Rohren besitzen, die sich am treibenden oder getriebenen Teil befinden und vom Kreislaufkern bis zu einer Stelle nahe der Mitte des Behälters 12 führen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Füllen und Entleeren von Flüssigkeitsgetrieben bzw. Flüssigkeitskupplungen nach Art der Föttingergetriebe, bei welcher die Füllung bzw. die Entleerung des Kreislaufes durch im Innern des Kreislaufes angeordnete Rohre o. dgl. erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Überführen der Flüssigkeit dienende, mit dem getriebenen Teil des Getriebes umlaufende Rohr gegenüber der Getriebeachse derart ange- . ordnet ist, daß die Fliehkraft dem Entfernen der Flüssigkeit aus dem Kreislauf entgegenwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr im Inneren des Kernleitringes mündet.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem getriebenen Teil sitzende Rohr tangential im Innern des Kernleitringes oder in der Nähe des Kreislaufkernes mündet.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3 mit einer mit der treibenden Welle umlaufenden Vorratskammer, dadurch gekennzeichnet, daß zum Füllen der Vor- too richtung eine besondere Leitung (32, 27) vorgesehen ist, die an einer Stelle geringen Flüssigkeitsdruckes nahe dem Kern des Kreislaufes mündet.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3 mit einer mit dem getriebenen Teil umlaufenden Vorratskammer, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entfernen und zum Einführen der Flüssigkeit dieselben Rohre dienen.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Rohren zum Überführen der Flüssigkeit ein Entlüftungskanal (21) zwischen der Vorratskammer und dem Kreislauf vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen