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Hydraulische Strömungskupplung.
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Strömungskupplung und bezweckt die Verminderung des grössten Schlupfmomentes.
Strömungskupplungen nach Art der Föttinger-Vulean-Kupplung werden mit Rücksicht auf einen guten Wirkungsgrad in der Regel so gebaut, dass sie bei normalem Drehmoment einen geringen Schlupf in der Grössenordnung von etwa 2% aufweisen. Bei voller Drehzahl der Antriebsmaschine und stillstehender Arbeitsmaschine, also bei 100% Schlupf, wie es bei einer plötzlichen Störung der Fall sein kann, überträgt eine solche Kupplung ein Drehmoment bis zum Zwanzigfachen des normalen Momentes.
Eine derartige Momentensteigerung führt aber in der Regel entweder zu einem Ausserbetriebfallen der
Antriebsmaschine oder sogar zu einer Zerstörung der Antriebs-oder der Arbeitsmaschine.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung an solchen hydraulischen Kupplungen, die es ermöglicht, das grösste Schlupfmoment auf einen Bruchteil des bei den bisherigen Ausführungen auftretenden herabzusetzen.
Bekannt sind Vorrichtungen, bei denen die Übertragung des Drehmomentes durch Änderung der Füllung der Kreisläufe geändert wird und beim Überschreiten einer bestimmten Leistung die Füllung des oder der Kreisläufe selbsttätig verringert und nach erfolgter Abnahme der Leistung selbsttätig wieder vergrössert wird. Es ist ferner bekanntgeworden, Strömungshindernisse in den Kreislauf einzuschieben, die unter der Fliehkraftwirkung des sich drehenden Sekundärteiles stehen.
Erfindungsgemäss soll die gestellte Aufgabe dadurch gelöst werden, dass die sekundlich umlaufende Flüssigkeitsmenge in der Strömungskupplung selbsttätig eingeschränkt oder unterbrochen wird, sobald eine bestimmte einstellbare Leistung überschritten ist, und beim Zurückgehen auf die Normalleistung wieder vergrössert wird, indem eine Steuerung in Abhängigkeit von auf eine bestimmte Leistung einstellbaren Federn vorgesehen ist, die das Drehmoment von einem Kupplungsteil auf die zugehörige Welle übertragen.
Erreicht wird dies dadurch, dass beim Überschreiten der Vorspannung von Federn und der damit verbundenen Relativverdrehung zwischen dem einen Kupplungsteil und der zugehörigen Welle eine im Strömungskreislauf drehbar angeordnete Drosselklappe oder ein im Strömungskreislauf quer zur Strömung verschiebbar angeordneter Flachschieber den Strömungskreislauf teilweise oder ganz abriegelt und beim Zurückgehen auf den Normalbetrieb entsprechend wieder öffnet.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine solche Kupplung gemäss der Erfindung im Querschnitt und im Längsschnitt.
Das auf der treibenden Welle a sitzende Primärlaufrad b umschliesst mit seiner Gehäuseschale c die übrigen Teile der Kupplung und ist mit einer Stopfbüchse d gegen die getriebene Welle e abgedichtet.
Auf der getriebenen Welle e sitzt, mittelbar mit ihr verbunden, das Sekundärlaufrad f.
Wird der Primärteil b der gefüllten Kupplung in Umdrehung versetzt, so wird infolge der entstehenden Fliehkräfte Flüssigkeit im Kreislauf im Sinne der Pfeile gl, g2 gegen das Sekundärlaufrad f geschleudert und zwingt dieses zum Mitdrehen. Mit zunehmender Drehzahl des Sekundärlaufrades f entwickeln sich auch in diesem Fliehkräfte, die denjenigen des Primärlaufrades b entgegenwirken, bis bei Synchronlauf die Fliehkräfte sich aufheben und damit der Flüssigkeitskreislauf im Sinne der Pfeile gl, und die Energieübertragung aufhört.
Wird nun der sich bei vorhandenem Schlupf einstellende Flüssigkeitskreislauf durch irgendein in die Schaufelkanäle eingebautes Drosselorgan eingeschränkt oder unterbrochen, so tritt auch eine
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Verminderung der übertragenen Energie ein. In den Fig. 1 und 2 sind als Drosselorgane Drehklappen h eingebaut, die in Normalstellung einen Teil der Schaufeln des Sckundärlaufrades f bilden und in verdrehter Stellung je zwei der Schaufelkanäle abschliessen. Die Drehklappen h sind mit ihren Zapfen hl und h2 im Sekundärteil y gelagert. Auf dem freien.
Ende des Zapfens ? sind Zahnrädchen t angeordnet, in welche ein grosses Zahnrad k eingreift, das fest mit der getriebenen Welle e, auf der das Sekundärlaufrad flose sitzt, verbunden ist. Bei einer Verdrehung des Sekundärlaufrades f relativ zur Welle e bzw. zum Zahnrad k werden die Klappen h verdreht. Am Sekundärteil f sind Augen I und am Zahnrad k Augen m angeordnet, die mittels-einer Feder n aufeinandergepresst werden. Das vom Primärlaufrad b durch die Flüssigkeit auf das Sekundärlaufrad f ausgeübte Moment wird über die Feder n auf das Zahnrad k
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Der Antrieb der Klappen h kann anstatt mit Zahnrädern auch mit Hebeln, Lenkern od. dgl. erfolgen, etwa in ähnlicher Weise, wie dies beim Antrieb der Drehleitschaufeln (Finksche Leitschaufeln) bei Wasserturbinen bekannt ist.
Im geschlossenen Zustand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Klappen h wird der Durchfluss
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tragung bewirken. Um diese restliche Energieübertragung noch weiter zu vermindern, müssten die Drehklappen, wie dies das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt, am Anfang der Schaufeln bei p1 und gegebenenfalls auch noch am Ende der Schaufeln bei p2 so angeordnet werden, dass in geschlossener Stellung ein möglichst glatter Abschluss gegen das Primärrad b erzielt wird. Im übrigen entsprechen die Bezugszeichen dieser Figur denen der Fig. 1 und 2.
An Stelle der Drehklappen h können, wie dies die Ausführungsform nach Fig. 4 zeigt, beispielsweise auch Ringschieber q als Drosselorgane verwendet werden. Die Bezugszeichen dieser Figur entsprechen ebenfalls denen der Fig. 1 und 2. Die Sekundärwelle e ist mit einem steilgängigen Gewinde versehen, in welches die Mutter r eingreift, die sich gegenüber dem lose auf der getriebenen Welle e sitzenden Sekundärteil f in axialer Richtung verschieben, jedoch nicht verdrehen kann, da sie mit dem Teil s am Sekundärrad f mittels Feder und Nut verbunden ist. Die Mutter r wird mittels einer Feder t gegen einen Anschlag u am Teil s gedrückt.
Die Übertragung des Drehmomentes geschieht vom Sekundärrad f über den Teil s auf die Mutter r und von dieser über die Gewindegänge e1 an die Welle e. Infolge der Neigung der Gewindegänge zum Umfang hat die zwischen getriebener Welle e und Mutter r wirkende Umfangskraft das Bestreben, die Mutter r in Achsrichtung nach dem Sekundärteil f zu drücken. Dieser Bewegung setzt sich die Feder t entgegen. Sobald ein gewisses Drehmoment überschritten ist, wird die Federkraft überwunden und die Mutter r in Achsrichtung verschoben, wobei mittels der Stangen v und der Hebel w der Ringschieber q ebenfalls verschoben wird und die Schaufelkanäle ganz oder teilweise abschliesst. Gleichzeitig findet eine Relativdrehung der Welle e gegen den Sekundärteil f statt.
Eine sehr vorteilhafte Ausführung der Erfindung, die eine besonders starke Herabsetzung des Schlupfmomentes ermöglicht, zeigt die Fig. 5. Die durch die Klappe oder den Ringschieber erzeugte Stauwirkung wird erfindungsgemäss dazu benutzt, eine teilweise Entleerung der Kupplung und damit eine weitere Verringerung der Übertragungsfähigkeit herbeizuführen. Hiezu sind Kanäle x angeordnet, die vom Kernraum y der Kupplung in einen mit dem Sekundärrad f umlaufenden Auffangraum z führen.
Sobald das durch die Feder p eingestellte Moment überschritten ist und durch die Kanaldrosselung ein grosser Schlupf eintritt, wird infolge der geringer werdenden Fliehkräfte im Sekundärrad f bzw. im Auffangraum z die Flüssigkeit durch die Kanäle x nach dem Auffangraum z getrieben und damit eine teil-
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verbunden ist, und die durch eine Verstellmuffe 5, die durch einen Regulierhebel 6 betätigt wird, verschoben werden kann.
Der Regelungsvorgang bei dieser Ausführungsform wird durch den Regulierhebel 6 eingeleitet, der in die Verstellmuffe 5 eingreift und diese zusammen mit der Gegenkulisse 3 axial auf der Welle e verschiebt. Durch die Verschiebung verdreht sich die Kulisse 1 im Steilgewinde 2 der Gegenkulisse 3
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und damit das Zahnrad k, das seinerseits die Zahnrädchen i und damit die Drehklappen h verstellt, d. h. die Drehklappen h öffnen oder schliessen die Schaufelkanäle im Sekundärrad f.
Für den Umfang der Erfindung ist es ohne Belang, wie die Bewegung der Drehklappen eingeleitet und ausgeführt wird, ob die Drehklappen im Primär-oder im Sekundärlaufrad und an welcher Stelle (am Eintritt oder im Innern des Primärrades, zwischen Primär- und 8ekundärrad, im Innern, oder am Austritt aus dem Sekundärrad) und in welcher Anzahl die Drehklappen angeordnet sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Strömungskupplung, bei welcher beim Überschreiten einer bestimmten Leistung die sekundlich umlaufende Flüssigkeitsmenge selbsttätig verringert und beim Zurückgehen auf die Normalleistung selbsttätig wieder vergrössert wird, indem eine Steuerung in Abhängigkeit von auf eine bestimmte Leistung einstellbaren Federn vorgesehen ist, die das Drehmoment von einem Kupplungsteil auf die zugehörige Welle übsrtragen, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten der Vorspannung der Federn (n bzw.
t) und der damit verbundenen Relativverdrehung zwischen dem einen Kupplungsteil (f) und der zugehörigen Welle (e) eine in an sich bekannter Weise im Strömungskreislauf drehbar angeordnete Drosselklappe (h) oder ein in an sich bekannter Weise im Strömungskreislauf quer zur Strömung verschiebbar angeordneter Flachschieber (q) den Strömungskreislauf teilweise oder ganz abriegelt und beim Zurückgehen auf den Normalbetrieb entsprechend wieder öffnet.