NL1011150C2 - Hydraulische koppeling. - Google Patents

Description

Hydraulische koppeling

De uitvinding heeft betrekking op een hydraulische koppeling als aangegeven in de kop van conclusie 1.

Een dergelijke koppeling is bekend uit DE 3939802. In een aldaar beschreven koppeling wordt vloeistofvulling van de werkkamer sliponafhankelijk geregeld vanuit een 5 primaire voorraadkamer. De vulling verloopt daarbij vaak niet optimaal.

De uitvinding beoogt beperkingen van bekende koppelingen te vermijden en daartoe heeft een in de aanhef genoemde hydraulische koppeling volgens de uitvinding het in conclusie 1 aangegeven kenmerk. Doordat in een koppeling volgens de uitvinding gebruik wordt gemaakt van een automatisch zelf regelend systeem voor de 1 o vloeistofvulling van de werkkamer kan voor elk toerental een optimale vloeistofvulling in de werkkamer en daarmede een optimale slip in de koppeling worden gerealiseerd. De reservekamer in een dergelijk hydraulische koppeling toont een gedeelte met een relatief grote axiale breedte en een gedeelte met een relatief kleine axiale breedte. Het relatief brede gedeelte is verbonden met de werkkamer door middel van reservekamer - 1 5 werkkamer kanalen. Deze kanalen zijn gelegen ter plaatse van de grootse radiale afmeting van het brede gedeelte van de reservekamer en deze radiale afmeting bedraagt bijvoorbeeld ongeveer 0,6 a 0,7 maal de diameter van de werkkamer omdat aldaar de rotatie stuwdruk tegen de kamerwand in de werkkamer minimaal is. Het gedeelte van de reservekamer met de relatief kleine axiale afmeting is via spleten 20 verbonden met de werkkamer. In de spleet heerst bij grote slip een grote stuwdruk vanuit de werkkamer. Het verschil in rotatiesnelheid tussen het schoepenwiel en het deksel van de koppeling is in het relatief smalle gedeelte van de spleet maximaal. Bij relatief grote slip zoals die optreedt bij het starten van de koppeling zal de vloeistof door de relatief kleine reservekamer-werkkamer kanalen uit de reservekamer in de 2 5 werkkamer stromen waardoor een soepele aanloop wordt gerealiseerd. Eerst nadat de slip is afgenomen stroomt de vloeistof door de genoemde spleet in de werkkamer waardoor de bedrijfsslip tot een minimum wordt beperkt en over het gehele sliptraject een optimale werkkamer vulling is verzekerd. Door de slip tussen het schoepenwiel en het schoependeksel ontstaat een rotatiesnelheid van de vloeistof vanuit het 3 0 schoepenwiel in het schoependeksel. Bij toenemende slip verplaatst het rotatiepunt van de stroming zich naar de systemëem-as toe en wordt de vloeistof in de stuwruimte gedrukt. Daardoor vermindert het door de koppeling overgedragen koppel. Toepassing van een stuwruimte op zich is bekend uit DE 836718. De aldaar toegepaste stuwruimte heeft als nadeel dat slechts een klein gedeelte van de vloeistof uit de werkkamer 3 5 afgevoerd wordt. De resterende vloeistof in de werkkamer stroomt over de afgevoerde vloeistof in de stuwruimte die daarbij als 10 1 1 ito 2 hydraulische wand fungeert. De koppelbegrenzing is op deze wijze beperkt. Om de koppelbegrenzing te vergroten staat de stuwruimte volgens de uitvinding in verbinding met de reservekamer door middel van stuwkamer-werkkamer kanalen, hierdoor vormt de vloeistof in de stuwruimte niet langer een hydraulische wand maar blijft, door het 5 steeds afvoeren van vloeistof uit de stuwruimte, het stuweffect in de stuwruimte behouden. Bij overbelasting ontstaat een secundaire stroming achter het schoepenwiel om. De stroming door de eerder genoemde reservekamer-werkkamer kanalen is hier verwaarloosbaar klein te opzichte van de stuwing door de eerst genoemde speet en de i stroming in de stuwruimte. Deze secundaire stroming neemt niet deel aan de ' 1 o koppeloverdracht in de koppeling en aangezien de reservekamer gevormd wordt door een primaire wand en een secundaire wand is zowel het terugstromen in de reservekamer als het uitstromen uit de reservekamer bepaald door de momentaan optredende slip in de koppeling en is de koppelbegrenzing bij overbelasting zeer . effectief.

1 5 In een voorkeursuitvoering zijn stuwruimte-reservekamers kanalen van een, over een aangepaste lengte in de stuwkamers stekend nokkendeel voorzien.

I Aldus wordt voorkomen dat bij geringe sliptoename de in de stuwkamer stromende vloeistof direkt via reservekamer-stuwkamer kanalen in de reservekamer zou stromen. De lengte van de nokken is optimaliseerbaar en kan daartoe eenvoudig , 2 o instelbaar zijn uitgevoerd. Door toepassing van de nokken wordt bereikt dat bij stroming in de stuwkamer eerst de ruimte over een eerste afstand met vloeistof wordt gevuld en eerst nadat deze ruimte vol is de vloeistof vanuit de stuwruimte in de reservekamer stroomt via de met nokken uitgeruste kanalen. Door de lengte van de nokken aan te passen kan het volumedeel dat in de stuwruimte blijft en het volumedeel dat in de 2 5 reservekamer overstroomt aan de omstandigheden van de belastingtoename worden aangepast. Stroming door de kanalen voordat het eerste gedeelte van de stuwruimte is gevuld is verwaarloosbaar klein omdat de nokken met het primaire toerental roteren en de instromende vloeistof in de stuwruimte uit de met secundaire toerental roterende schoependeksel stroomt. De roterende nokken voorkomen een stroming door de 3 o kanalen tijdens het vullen van het eerste stuwruimte gedeelte.

Een verdere voorkeursuitvoering volgens de uitvinding heeft het in conclusie 3 genoemde kenmerk.

Een wand van de subreserve kamer is vast verbonden met het schoepenwiel, bijvoorbeeld door een lasverbinding. Een dergelijke verbinding is solide en duurzaam.

3 5 De subreserve kamer is hier naar de naaf toe volledig open en de afstand van het uiteinde van de wand tot de syteem-as is variabel. Bij stilstand heeft het vloeistofniveau een bepaalde locatie. Bij starten bevindt een gedeelte van de vloeistof zich in de subreserve kamer en kan 1011150 3 het resterende gedeelte buiten de reservekamer om in de werkkamer stromen via de daarvoor relevante kanalen. Hetzelfde gebeurt bij toenemende slip; de vloeistof verdeelt zich over de subreserve kamer en de ruimte achter die kamer en het deksel via de stuwruimte en de al dan niet van nokken voorziene kanalen. De afstand van het 5 subreserve kamerwand tot de systeem-as bepaalt daarbij de vloeistof verdeling. De vloeistof in de subreserve kamer stroomt onder invloed van de optredende centrifugale druk door de kanalen in de werkkamer, de resterende vloeistof stroomt via de spleten in de werkkamer. De stroming door de kanalen wordt bepaald door het primaire toerental 1 o en vindt bij gevolg onmiddellijk plaats bij de start. De stroming door de spleten vindt eerst plaats bij een toenemend secundair toerental en afnemende slip. Door de afstand van het wand uiteinde tot de systeem-as te wijzigen kan aldus het startkoppel en het koppelverloop tijdens het aanlopen worden beïnvloed.

Een verdere voorkeursuitvoering heeft het in conclusie 4 genoemde kenmerk. Bij 1 5 gebruik van de koppeling, bijvoorbeeld voor een draaistroomelectromotor heeft de koppeling de functie om de motor onbelast te laten aanlopen onafhankelijk van het lastmoment en deze te beschermen tegen overbelasting bijvoorbeeld bij het bereiken van het kipkoppel van de electromotor. Om deze beide doelstellingen te bereiken moet bij een bepaald primair toerental gedurende korte tijd een hoeveelheid vloeistof vanuit 20 de stuwruimte in de reservekamer stromen. Een daartoe te gebruiken kleppenmechanisme is uitgevoerd als een schijfklep met een aantal gleuven die corresponderen met gleuven in de flens van het schoepenwiel. De schijf is draaibaar gelagerd op de naaf van de koppeling bijvoorbeeld door middel van een kogellager of een glijlager terwijl een veerring de schijf in axiale richting fixeert. Een 2 5 centrifugaalgewicht is bijvoorbeeld door middel van een pen verbonden met de schijf en is draaibaar gelagerd om een pen in de flens van het schoepenwiel. Door de centrifugaalkracht zal het gewicht boven een instelbaar primair toerental de schijf door middel van de pen verdraaienjegen de veerdruk van de spiraalveer in. Gleuven in de schijf en in de flens van het schoepenwiel corresponderen dan niet met elkaar en er 30 vindt geen vloeistroming plaats. Onder een bepaald primair toerental zal de veerdruk tegen de centrifugaalkracht van het gewicht in de schijf door middel van de pen in tegengestelde richting roteren zodat de respectievelijke gleuven wel met elkaar corresponderen en een vloeistofstroming daardoor vanuit de stuwruimte naar de reserve kamer mogelijk is. De gleuven zijn bijvoorbeeld axiaal gericht uitgevoerd waardoor een 3 5 korte doorstroomtijd is gerealiseerd. Door toepassing van een kleppenschijf met een relatief groot aantal gleuven kan in korte tijd veel vloeistof uit de stuwruimte in de reservekamers stromen. De kleppen 10 1 1 i > n 4 kunnen ook zodanig zijn uitgevoerd dat ze met uitsluiting van de centrifugaalkracht extern bijvoorbeeld met behulp van een electromagnetisch systeem instelbaar zijn.

In het navolgende zullen enkele voorkeursuitvoeringen volgens de uitvinding nader worden beschreven. De enkele figuur van de tekening toont een hydraulische 5 koppeling volgen de uitvinding.

Een koppeling als weergegeven in de figuur toont een systeem-as 1 een naaf 2 die door een aandrijfmotor kan worden aangedreven en waaraan een schoepenwiel 6 is verbonden, een door een schoependeksel 10 aan te drijven werktuig, een werkkamer 12, een keerzijde 11 van het schoepenwiel 6, een dekseldeel 14, een reserve kamer 16, 1 q verbindingskanalen 18 en 20 een stuwkamer 22 en kanalen 24 en 26. De kanalen 18 en 20 verzorgen een doorstroomverbinding tussen de werkkamer 12 en de reservekamer 16, de kanalen 24 vormen een verbinding tussen de stuwkamer 22 en de reserve kamer 16 en kanalen 26 een verbinding tussen de reservekamer 16 en de werkkamer 12. Opgemerkt wordt nog dat in de figuur aan weerszijden van de systeem-as 1 1 5 verschillende uitvoeringsvormen zijn aangegeven die in de praktijk uiteraard allen cirkelsymmetrisch zijn. Kanalen 24 tussen de reserve kamer 16 en de stuwkamer 22 zijn in de voorkeursuitvoering uitgerust met nokken 28 waarvan de in de stuwkamer stekende afmeting voor een optimaal functioneren kan worden aangepast, waartoe de nokken ook in lengte instelbaar kunnen zijn uitgevoerd. In de reservekamer 16 is verder 2o nabij een eventueel aanwezig reservekamer-werkkamer kanaal 34 een met het schoepenwiel 6 verbonden dekseldeel 30 aangegeven dat van de reservekamer een subreserve kamer 32 afscheidt en zich in de reservekamer tot op een te kiezen afstand x van systeem-as uitsteekt. Voor het realiseren van een snelle en afsluitbare vloeistofstroming tussen de stuwkamer en de reservekamer is daartussen een 25 kleppensysteem 36 opgenomen. Een dergelijk kleppensysteem is bijvoorbeeld uitgevoerd als schijfklep 38 met een aantal, bij voorkeur langwerpige gleuven die corresponderen met overeenkomstige gleuven in de flens van het schoepenwiel. De schijf 38 is draaibaar gelagerd op de naaf 2 van het koppel, bijvoorbeeld via een kogellager of glijlager waarbij een veer 40 de schijf in axiale richting fixeert. Een 3 o centrifugaal gewicht 42 dat door middel van een pen 44 is verbonden met de schijf 38 is tegen veerdruk van een veerring 46 in verplaatsbaar gelagerd om een pen 48 in de flens van het schoepenwiel. De gleuvenstelsels kunnen aldus enkel door de koppelrotatie in gesloten op geopende stand worden gebracht.

Met axiaal gerichte gleuven wordt een relatief korte doorstroomtijd gerealiseerd terwijl 3 5 met radiale gleuven juist een relatief lange doorstroomtijd wordt gerealiseerd.

1011150 i

Claims (5)

1 Hydraulische koppeling voorzien van een, via een naaf (2) met een aandrijfmotor te verbinden schoepenwiel (6) en van een met een aan te drijven werktuig te verbinden schoependeksel (10), waarbij het schoepenwiel en het schoependeksel een werkkamer (12) vormen, welke koppeling verder is voorzien van een reservekamer (16) en van een 5 kanaal (18,20) voor vloeistofvulling van de werkkamer vanuit de reservekamer en van een, via open schoepen van het schoependeksel met de werkkamer in verbinding staande stuwkamer (22) met het kenmerk, dat de stuwkamer via kanalen (24) met een door een keerzijde (11) van het schoepenwiel en een dekseldeel (14) gevormde reservekamer in verbinding staat en de reservekamer door middel van kanalen (26) met 1. de werkkamer in verbinding staat, welke kanalen (26) in de werkkamer uitmonden op een plaats waar de reactiestuwdruk optredende ten gevolgen van vloeistofrotatie stroming in de werkkamer relatief laag is.

2 Hydraulische koppeling volgens conclusie 1 met het kenmerk, dan kanalen (24) van een, over een aangepaste lengte (a) in de stuwkamer stekend nokkendeel (28) zijn 15 voorzien.

3 Hydraulische koppeling volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat een met een schoepenwiel verbonden dekseldeel (30) een reserve kamerkanaal (32) vormt, welk reserve kanaal naar de naaf toegekeerde zijde open is over een variabele lengte (x), waardoor afhankelijk van de optredende slip in de koppeling, de vulling van de 2. werkkamer vanuit de reservekamer realiseerbaar is via een opening (34) en via een door de afstand (x) bepaalde opening.

4 Hydraulische koppeling volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat voor openen en sluiten van de doorstroomkanalen van de kanalen (24) een kleppensysteem (36) met een van de door middel van veerdruk en 25 centrifugaalkracht bedienbare diafragmaschijf (38) met boringen die corresponderen met overeenkomstige gleuven in de flens van het schoepenwiel is opgenomen.

5 Hydraulische koppeling volgens een der conclusies 1,2 of 3 met het kenmerk, dat rotatie van de diafragmaschijf wordt gerealiseerd door uitwendig bedienbare, onafhankelijk van de vingerende centrifugaalkracht en veerdruk werkende 30 electromagneet. 1011150