Strömungskupplung Bei Kraftübertragungen mit Strömungskupplung ist es vielfach erwünscht, in der Strömungskupplung einerseits im normalen Arbeitsbereich einen möglichst kleinen Schlupf und damit einen hohen Wirkungs grad und anderseits im Bereich grossen Schlupfes eine möglichst geringe Drehmomentübertragung zu er halten. So soll beispielsweise an Fahrzeugantrieben das von der Strömungskupplung übertragene Dreh moment bei stillstehendem Wagen und Motorleerlauf so klein sein, dass der Wagen nicht anrollt. Insbe sondere gilt diese Forderung für Strömungskupplun gen mit konstanter Füllung, d. h. also für solche ohne besondere, von aussen zu betätigende Füllungs regelung.
Es wird dort angestrebt, dass das über tragene Drehmoment bei grösstem Schlupf bis zum vollständigen Festbremsen der Abtriebswelle (Schlupf 100 %) nur wenig über das bei einem Normalschlupf von 2 bis 3 % übertragbare Normalmoment ansteigt, und zwar höchstens das 1,5- bis 3fache dieses Normal momentes beträgt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bisher im we sentlichen zwei Mittel bekanntgeworden: Erstens die Anordnung eines Drosselringes in achsnahen Be reichen des Kupplungsarbeitsraumes, der bei nor malen Betriebsdrehzahlen die Kreisringströmung nicht stört, da diese dann wegen der grossen Rota tionsgeschwindigkeit um die Kupplungsachse und des davon herrührenden grossen Fliehkraftdruckes in dem radial äusseren und mittleren Bereich des Arbeits raumes verläuft.
Bei grossem Schlupf, d. h. bei kleiner Turbinenraddrehzahl - beispielsweise beim Anfahren eines Fahrzeuges - sind dagegen die radial aus wärts gerichteten Fliehkräfte im Turbinenrad so klein, dass die Rückströmung vom Turbinenrad zum Pumpenrad in dem radial innersten Bereich des Arbeitsraumes stattfindet und dass dann durch den Drosselring die Kreisringströmung gehemmt wird und damit auch das übertragene Drehmoment nur klein ist.
Die vorgenannte Ausführung hat den Nachteil, dass je nach Grösse und Anordnung des Drossel ringes entweder dessen drehmomentverringernde Wir- kung bei grossem Schlupf zu gering ist oder aber, dass :sich die Strömung der Kreisringströmung auch bei kleinem Schlupf - dann zwar in geringem Masse, aber in unerwünschter Weise - bemerkbar macht.
Es ist daher noch eine zweite, und zwar eine kern ringlose Kupplungsausführung (d. h. ohne in den Kernringraum der Kupplung eingebaute Führungs wände) vorgeschlagen worden, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist und bei der ein zumindest zu einem wesentlichen Teil radial innerhalb des Arbeitsraumes angeordneter Stauraum 7 (Fig. 2) vorgesehen ist, der von dem im Pumpenrad befindli chen Arbeitsraumteil durch eine Trennwand abge grenzt ist und durch dem Turbinenrad zugewandte Öffnungen mit dem Arbeitsraum in Verbindung steht.
Bei grossem Schlupf gelangt hierbei die Kreisring strömung vom Turbinenrad aus in den Aufnahme raum und ,staut sich dort (daher wird dieser Raum allgemein Stauraum genannt), was eine mehr oder weniger grosse Teilentleerung des Kupplungsarbeits raumes und demzufolge eine entsprechende Ver minderung der Drzhmoment-übertragungsfähigkeit ergibt. Der zugehörige Strömungsverlauf ist in Fig. 2 durch Pfeile 6 angedeutet. Bei normalem kleinem Schlupf kreist dagegen die gesamte Flüssigkeitsmenge ungestört im Arbeitsraum gemäss den Pfeilen 5 nach Fig. 1, was der vollen Übertragungsfähigkeit der Kupplung entspricht.
Diese Bauart erfüllt sowohl die Forderung nach einer ausreichend grossen Dreh momentverminderung bei grossem Schlupf als auch die nach ungestörter Strömung und nach hohem Wir- kungsgrad im Normalbetrieb mit kleinem Schlupf.
Trotz dieser guten Eigenschaften hat sich bei der letztbeschriebenen Kupplung ein ungünstiges Be triebsverhalten insofern gezeigt, als beim Übergang von kleinem auf grossen Schlupf die Wirkung des Stauraumes plötzlich und sofort in grossem Aus masse einsetzt und hierdurch eine unerwünscht grosse Absenkung des Drehmomentes im Bereich mittlerer Schlupfwerte erfolgt, wie dies beispielsweise der punktierte Kurvenzug 13 der Fig. 3 veranschaulicht (siehe die Absenkung der Momentenkurve 13 zwi schen den Sch'lupfwerten 5 und 30 %). Eine solche Absenkung hat eine ungleiche Beschleunigung zur Folge, unter Umständen sogar ein Hängenbleiben der anzutreibenden Maschine bei bestimmten Dreh zahlen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diesen Nachteil der mit einem Stauraum versehenen Strömungskupplungen zu vermeiden. Zu diesem Zweck werden erfindungsgemäss die im radial inneren Bereich der Strömungskupplung befindlichen, der Arbeitsflüssigkeit zugänglichen Bauteile derart aus gebildet, dass bei einer Verlagerung der vom Tur binenrad zum Pumpenrad gerichteten Ringströmung aus dem mittleren Durchmesserbereich des Arbeits raumes in den Bereich des Stauraumes - d. h. also bei zunehmendem Kupplungsschlupf - eine mit die ser Strömungsverlagerung allmählich von Null an zunehmende Drosselung der Ringströmung erfolgt. Die genannten Bauteile können beispielsweise die Trennwand selbst oder/und zusätzliche, im oder nahe am Stauraum befindliche Einbauten wie etwa Dros selringe oder dergleichen umfassen.
Eine zweckmässige Ausführung kann hierbei dar in bestehen, dass die Trennwand zwischen Arbeits raum und Stauraum mit Durchbrechungen versehen wird, beispielsweise mit in bestimmter Weise an geordneten Lochreihen. Von der in den Stauraum abgedrängten Flüssigkeitsmenge kann dann laufend ein Teil durch die Durohbrechungen in den Arbeits raum zurückgelangen, so dass bei mittleren Schlupf werten vorerst nur ein entsprechendes teilweises Fül len des Stauraumes erfolgt.
Erst wenn bei grossem Kupplungsschlupf die vom Turbinenrad in den Stau raum zuströmende Flüssigkeitsmenge sehr gross ist und die durch die Durchbrechungen abfliessende Menge übersteigt, füllt sich der Stauraum vollständig und erzeugt somit erst dann eine grosse Teilent leerung des Arbeitsraumes und die maximal ge wünschte Verminderung der übertragungsfähigkeit der Kupplung.
Gemäss einer anderen Lösung mit ähnlicher Wir kung können an der dem Turbinenrad zugewandten offenen Seite des Stauraumes ein oder mehrere die Strömung drosselnde Einbauten vorgesehen werden, vorzugsweise eine Drosselwand mit Durchbrechun- gen. Auch in diesem Falle kommt der Stauraum ent- sprechend dem zunehmenden Schlupf nur allmählich zur Wirkung.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfin dung kann darin bestehen, dass nahe der Trennwand und radial ausserhalb und/oder innerhalb davon ein oder mehrere die Strömung drosselnde Einbauten vorgesehen werden. Diese Einbauten können eine ringförmige, vorzugsweise zylindrische Gestalt auf weisen und zur besseren Abstufung ihrer Wirkung ausserdem mit Durchbrechungen versehen sein.
Wie in der Einleitung bereits erwähnt wurde, sind wohl derartige Einbauten an sich schon bekannt. Sie sind aber bisher 'nur in der Weise benutzt worden, dass sie allein die gesamte Verminderung der Drehmomentübertragungsfähigkeit erzeugten und deshalb auch die eingangs erwähnten Nachteile er gaben. Bei den vorgeschlagenen Lösungen sind aber die Einbauten so ausgebildet, dass sie einen allmäh lichen Übergang vom Betriebe mit kleinem Schlupf (mit vollkommen unbehinderter Kreisringströmung im Arbeitsraum) auf Betrieb mit grossem Schlupf (mit Teilentleerung des: Arbeitsraumes in den (Stauraum) sicherstellen; die grösstmögliche Drehmomentvermin- derung wird dabei im wesentlichen durch den Stau raum bewirkt.
Unter diesen Umständen kommen überraschenderweise die eingangs genannten Nach teile der üblichen Drosselringe praktisch nicht zur Auswirkung.
Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausführungs form können die Trennwand oder/und die zusätzli chen Einbauten rotationsunsymmetrisch ausgebildet sein. Auf Grund dieser Gestaltung trifft der vom Turbinenrad zum Pumpenrad gerichtete Teil der Ringströmung bei seiner Verlagerung aus dem mitt leren Arbeitsraumbereich in den radial inneren Be reich zuerst nur in einigen Winkelbereichen - d. h. in Umfangsrichtung betrachtet nur an einigen Stellen - auf die Trennwand bzw. auf die zusätzlichen Einbauten, und zwar nur auf deren auf grösstem Durchmesser liegende Teile.
Infolgedessen erfolgt vorerst auch nur in einigen Winkelbereichen (Sekto ren) der Kupplung eine merkliche Verminderung und Drosselung der Kreisringströmung, während in den dazwischenliegenden Sektoren die Ringströmung noch ungedrosselt bleibt. Erst bei weiterer Verlagerung der Ringströmung in den achsnaben Bereich kommen auch die übrigen, auf kleineren Durchmessern liegen den Teile der Stauraumtrennwand oder der zusätzli chen Einbauten zur Wirkung, bis diese schliesslich auf ihrem gesamten Umfangsbereiche und in ihrer ge samten radialen Erstreckung strömungsmindernd wirksam sind.
Diese rotationsunsymmetrische Aus gestaltung der Trennwand und der zusätzlichen Ein bauten stellt somit ein sehr zweckmässiges Mittel da für dar, dass mit dem Übergang von grossem auf kleinen Schlupf die Verminderung und Drosselung der Kreisringströmung nur allmählich und stetig zu nimmt und dass ein unerwünschter Drehmomentab- fall im Bereich mittlerer Schlupfwerte vermieden wird.
Die vorgenannte Unsymmetrie kann zweckmässi- gerweise dadurch erzielt werden, dass die radial äussere Begrenzung der Trennwand oder/und der zusätzlichen Einbauten in verschiedenen Winkelbe reichen mit verschieden grossen Achsabständen aus geführt wird. Es ist aber statt dessen oder zu sätzlich auch möglich, die Trennwand oder/und die zusätzlichen Einbauten mit mehreren Ausnehmungen (Löchern, Schlitzen oder dergleichen) zu versehen, wobei diese vorzugsweise verschiedene Querschnitts- grössen aufweisen oder/und in unterschiedlichen Tei lungsabständen angeordnet sein können.
Mitunter ist es zweckmässig, wenn die die Un- symmetrie bildenden Teile der Trennwand oder/und der zusätzlichen Einbauten aus mehreren unterein ander je gleich ausgebildeten und gleichmässig über den Umfang verteilten Abschnitten bestehen. Ausser dem empfiehlt es sich hierbei, je zwei dieser Ab schnitte in bezug auf die Kupplungsachse gegen überliegend anzuordnen und punktsymmetrisch (zen- trisch-symmetrisch) auszubilden. Bei diesen Ausfüh rungen ergibt sich dann stets ein Ausgleich der Massen- und Strömungskräfte innerhalb der Kupp lung, und ausserdem wird die Herstellung erleichtert.
Um die Rotationsunsymmetrie der Drossel- und Stauwirkung voll zur Wirkung kommen zu lassen, wird ferner vorgeschlagen, radial innerhalb der rota tionsunsymmetrisch ausgebildeten Trennwand bzw. der zusätzlichen Einbauten etwa achsparallele und vorzugsweise ausserdem radial gerichtete Zwischen wände vorzusehen. Hierdurch wird ein Ausgleich der Strömung, insbesondere in Umfangsrichtung - der die durch die Unsymmetrie angestrebte Wirkung zum Teil wieder zunichte machen würde - verhindert.
Es ist schliesslich auch möglich, die Trennwand und/oder die Einbauten und/oder die Durchbrechun- gen einstellbar oder aber auch während des Betriebes willkürlich oder selbsttätig verstellbar auszubilden, um auf diese Weise eine optimale Anpassung an die jeweiligen Betriebserfordernisse zu erzielen.
Durch eine entsprechende Anordnung und Aus bildung der Trennwand und der vorerwähnten Ein bauten sowie durch zweckentsprechende Anordnung und Querschnittsbemessung ihrer Durchbrechungen kann bei der vorgeschlagenen Kupplung hinsichtlich der Drehmoment-Übertragungsfähigkeit nicht nur ein allmählicher 17bergang von Normalbetrieb auf Be trieb mit gefülltem Stauraum erzielt werden, sondern darüber hinaus lässt sich sogar jede beliebige Beein flussung des Drehmomentverlaufes in dem über- gangsgebiet erreichen, ohne dass dabei die Nach teile der bisherigen Kupplungsausführungen auftre ten.
So sollte es möglich sein, von einem bestimmten Schlupf an das übertragbare Drehmoment fast kon stant zu halten, wie dies die stark ausgezogene Dreh momentlinie 14 in Fig. 3 veranschaulicht.
In der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher er läutert. Hierbei stellen dar: Fig. 1 und 2 eine kernringlose Strömungskupp lung mit Stauraum und in bisher üblicher Ausfüh rung, mit durch Pfeile angedeutetem Strömungsver lauf bei kleinem Schlupf (Fig. 1) bzw.
bei grossem Schlupf (Fig. 2), Fig. 3 ein Diagramm für den Verlauf des von Strömungskupplungen alter und neuer Ausführung übertragenen Drehmomentes in Abhängigkeit vom Kupplungsschlupf, Fig. 4 eine erfindungsgemässe Strömungskupp lung, bei der die Trennwand zwischen Stauraum und Arbeitsraum Durchbrechungen aufweist, Fig. 5 und 6 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Strömungskupplung, bei der der Stauraum an der dem Turbinenrad zugewandten offenen Stirnseite durch eine durchbrochene Scheibe (Drosselwand) begrenzt ist,
Fig. 7 eine Abwandlung zu Fig. 5 und 6, wobei die Durchbrechungen der Drosselwand steuerbar sind, Fig. 8 bis 12 weitere Ausführungen von Strö mungskupplungen, bei denen radial innerhalb bzw.
ausserhalb der Trennwand die Strömung drosselnde Einbauten vorgesehen sind, Fig. 13 eine Strömungskupplung, bei der zwecks Veränderung des Stauraumvolumens innerhalb des Stauraums eine axial verschiebbare Wand vorgesehen ist, Fig. 14 und 15 einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt einer erfindungsgemässen Strömungs kupplung mit etwa dreieckförmigem Stauraum, Fig. 16 bis 18 Abwandlungen des Stauraumes mit angenähert quadratischer bzw. sternförmiger bzw.
spiralförmiger Gestalt, Fig. 19 und 20 den Längsschnitt bzw. Quer schnitt eines Ausschnittes aus einer Strömungskupp lung mit zwei ineinander angeordneten sternförmigen Stauräumen und Fig. 21 bis 25 weitere Stauraumausführungen, wobei an den zwischen Stauraum und Arbeitsraum befindlichen Zwischenwänden rotationssymmetrische Löcher, Schlitze oder sonstige Ausnehmungen vor gesehen sind.
Bei der vorbekannten Kupplungsbauart nach den Fig. 1 und 2 umschliessen das mit dem Antriebsmotor verbundene Pumpenrad 1 und das getriebene Tur binenrad 2 den Arbeitsraum 3, 4 der Kupplung. Bei kleinem Schlupf und normaler oder hoher Dreh zahl verläuft die Kreisringströmung im Arbeitsraum gemäss den Pfeilen 5 nach Fig. 1, d. h. also in dem auf mittleren und grossen Radien liegenden Bereich des Arbeitsraumes.
Bei grossem Schlupf und kleiner Turbinenraddrehzahl verläuft dagegen die Kupplungs strömung nach den Pfeilen 6 gemäss Fig. 2 und gelangt somit in den Stauraum 7, der sich von einer bestimmten Schlupfgrösse an füllt. Auf Grund dieser Teilentleerung des eigentlichen Kupplungsarbeitsrau mes 3, 4 weist dann die Kupplung eine stark vermin derte Drehmomentübertragungsfähigkeit auf.
Fig. 3 zeigt in Diagrammform den Verlauf des Kupplungsdrehmomentes (als Ordinaten des Dia- grammes) in Abhängigkeit von dem auf der Abszissen achse aufgetragenen Kupplungsschlupf in Prozenten. Die strichlierte höchste, allerdings nur theoretische Momentenkurve 11 gilt dabei für eine Kupplungs bauart nach Fig. 1, 2 und für den Fall, dass der Arbeitsraum stets gefüllt bliebe, sich .also nie in den Stauraum 7 entleert würde.
Die niedrigste, strich punktierte Momentenkurve 12 hat gleichfalls nur theoretische Bedeutung und gilt für den Fall, dass der Arbeitsraum der gleichen Kupplung immer in dem grösstmöglichen Ausmasse in den Stauraum teil entleert wäre, was ja in der Praxis ebenfalls nicht zutrifft. In Wirklichkeit stellt sich nun bei dieser vorbekannten Kupplung ein Momentenverlauf nach der punktierten Linie 13 ein, die bei kleinem Schlupf mit der Kurve 11 und bei grossem Schlupf mit der Kurve 12 übereinstimmt entsprechend der dann tat sächlich zutreffenden grössten bzw. kleinsten Füllung des Arbeitsraumes.
In dem mittleren Betriebsbereich (z.B. zwischen den Schlupfwerten 5 und<B>30%)</B> erfolgt dagegen ein ziemlich jäher Übergang zwischen den Kurven 11 und 12, derart, dass das übertragene Kupp lungsmoment mit wachsendem Schlupf plötzlich ab sinkt und z. B. erst bei über 30 % hinaus wachsendem Schlupf wieder zunimmt. Diese Einsenkung der tat sächlichen Momentenkurve 13 ist aus den eingangs geschilderten Gründen sehr unerwünscht, mitunter sogar gefährlich und wird durch die Erfindung ver mieden.
Dadurch, dass bei den erfindungsgemäss aus gebildeten Stauraumkupplungen der Übergang vom Betrieb mit ganz leerem Stauraum (kleiner Schlupf) auf Betrieb mit ganz gefülltem Stauraum (grösster Schlupf) nur mit allmählich zunehmender Drosselung der Ringströmung erfolgt und sich über einen grossen Schlupfbereich erstreckt - beispielsweise etwa von dem Schlupfwert 5 % an bis in den Bereich ziem lich hohen Schlupfes - wird die Drehmomentab- senkung vermieden und das wirklich übertragene Kupplungsmoment verläuft dann etwa nach der stark ausgezogenen Kurve 14.
Durch entsprechende Ab wandlung der erfindungsgemässen Ausbildung kann natürlich der tatsächliche Momentverlauf in verschie- den--r Weise variiert werden.
Bei der vorgeschlagenen Ausführung nach Fig. 4 treibt der Wellenstumpf 21 etwa eines hier nicht dargestellten Elektromotors oder einer Brennkraft- maschine über den Flansch 22 und die hieran be festigten Zapfen 23 mit elastischen Hülsen 24 das Pumpenrad 25 einer Strömungskupplung an. Der im Pumpenrad befindliche Teil 26 des Arbeitsraumes ist durch die Trennwand 27 von dem ebenfalls im Pumpenrad, aber auf kleinem Durchmesser ange ordneten Stauraum 28 abgegrenzt.
Der im Turbinen rad 29 befindliche Teil 30 des Arbeitsraumes er streckt sich radial einwärts bis zu einem kleineren Durchmesser als dem Innendurchmesser des im Pum penrad befindlichen Arbeitsraumteiles 26. Die Trenn wand 27 ist hier ringförmig-konisch ausgebildet, der art, dass ihr grosser Durchmesser in der Nähe des Turbinenrades 29 liegt.
Ferner ist diese Trennwand mit konzentrisch zur Kupplungsachse angeordneten Lochreihen 31, 32, 33 versehen, und zwar in der Weise, dass die auf grossem Durchmesser liegenden Löcher 31 auf Grund ihrer Anzahl und/oder Grösse einen grösseren Durchtrittsquerschnitt freigeben als die auf kleinem Durchmesser befindlichen öffnun- gen 33. Diese Ausbildung lässt nämlich die günstigste Wirkung erzielen. Die optimale Querschnittsbemes- sung der Durchbrechungen lässt sich durch Versuche ermitteln.
Auf diese Weise wird erreicht, dass in dem mittleren Schlupfbereich der Stauraum 28 nur wenig gefüllt ist, da dann die durch die Trennwand 27 angestaute Flüssigkeit zum grossen Teil durch die Löcher 31-33 wieder abfliessen kann. Erst bei grossem Schlupf, wenn also die angestaute Flüssigkeitsmenge sehr gross ist, kommt der Stauraum voll zur Wir kung, so dass sich ein Drehmomentverlauf etwa nach der Diagrammlinie 14 der Fig. 3 ergibt. - Die Pfeile 34 in Fig. 4 geben den Strömungsverlauf für einen Betriebszustand mit grossem Schlupf und maximal wirksamem Stauraum an.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine andere erfindungs gemässe Ausführung einer Strömungskupplung. Das Pumpenrad 41 und Turbinenrad 42 umschliessen auch hier den Arbeitsraum 43, und der Stauraum 44 ist durch die Trennwand 45 radial nach aussen ab- gegrenzt. Zwischen dem Stauraum 44 und dem Tur binenrad ist eine Drosselwand 46 vorgesehen, die hier am Turbinenrad befestigt ist, jedoch auch am Pumpenrad sitzen könnte.
Diese Drosselwand 46 weist beispielsweise drei konzentrisch zur Kupplungs achse angeordnete Reihen von Bohrungen 47, 48, 49 auf (siehe insbesondere Fig. 6), die auf Grund ihrer Anordnung und Grösse in dem achsnahen Be reich einen grösseren Durchgangsquerschnitt ergeben als in dem achsentfernten Bereich. Auch hierdurch wird erreicht, dass die Wirkung des Stauraumes zwar schon bei mittlerem Schlupf (etwa bei 5 % Schlupf nach Fig. 3) einsetzt, aber nur allmählich zunimmt und dass erst bei sehr hohem Schlupf der Stauraum voll zur Wirkung kommt.
Eine Abwandlung der eben beschriebenen Aus führung ist aus Fig. 7 ersichtlich. Diese zeigt in einem vergrösserten Ausschnitt einen Teil des Tur binenrades 42 und die Drosselwand 46 mit den Durchbrechungen 47-49. Unmittelbar neben der Drosselwand 46 befinden sich mehrere gleichmässig über den Umfang verteilte ringförmige Segmente 50, die unter der Wirkung ihrer Fliehkraft und entgegen der Kraft der Federn 53 radial auswärts verschieb bar sind.
Bei kleiner Turbinenraddrehzahl, demzu folge kleiner Fliehkraft und innerster Lage der Seg mente 50 korrespondieren deren Bohrungen 51, 52 mit den Bohrungen 48, 49 der Drosselwand, ausser dem sind dann auch die Öffnungen 47 frei, so dass der Stauraum 44 seine grösste Wirkung ent falten kann. Mit zunehmender Turbinenrad'drehzahl verdecken dagegen die nach aussen gleitenden Seg mente 50 mehr und mehr die Bohrungen 47-49 der Drosselwand und machen infolgedessen den Stau- raum in zunehmendem Masse unwirksam. Auf diese Art kann in schwierigen Anwendungsfällen eine zu sätzliche Anpassung an die jeweiligen Betriebser fordernisse erzielt werden.
In ähnlicher Weise ist ein Verstellen auch der Trennwand oder der anhand der Fig. 8-12 beschriebenen Einbauten möglich.
Bei den im Prinzip untereinander ähnlichen Aus führungsbeispielen nach den Fig.8 bis 12 ist mit 61 das Pumpenrad bezeichnet, mit 62 die Trenn wand mit den Durchbrechungen 67 bzw. 67, 68, ferner mit 63 der Stauraum und mit 64 das Turbinen rad. Gemäss Fig. 8 und 9 sind nahe der Trennwand 62 und radial innerhalb von dieser je ein ring förmiger zylindrischer Einbau 65 vorgesehen.
Bei Betriebszuständen mit mittleren Schlupfwerten ver lagert sich die Kreisringströmung radial einwärts, und zwar vorerst in den Bereich der durchbrochenen Trennwand 62, die dann eine drosselnde Wirkung ausübt und die Übertragungsfähigkeit der Kupplung etwas verringert.
Erst bei grossen Schlupfwerten kommt ausserdem der innerhalb des Einbaues 65 liegende Teil des Stauraums zur Wirkung und erzeugt dann die maximale Verringerung der übertragungs- fähigkeit. Die ringförmigen Einbauten 65 und die Durchbrechungen 67, 68 bewirken somit hinsichtlich des übertragenen Drehmomentes einen allmählichen übergang zwischen dem Betriebszustand mit kleinem und dem mit grossem Schlupf.
Nach Fig. 10 ist zusätzlich noch ein radial au sserhalb der Trennwand 62 befindlicher Einbau in Gestalt des zylindrischen Drosselringes 69 vorgese hen. Die Lage und Abmessungen beider ringförmiger Einbauten 65, 69, der Trennwand 62 und der Durch brechungen 67 sind so gewählt, dass mit wachsen dem Kupplungsschlupf zuerst der Drosselring 69 mit geringer Drosselwirkung tätig wird, sodann zu sätzlich die Trennwand 62 und zuletzt - bei grossem Schlupf - ausserdem der Ring 65.
Gemäss Fig. I l und 12 ist statt eines zylindrischen Drosselringes eine achssenkrechte ringartige Drossel scheibe 70 vorgesehen, die sich von der Trennwand 62 an radial auswärts in den Arbeitsraum hinein erstreckt. Damit diese Drosselscheibe 70 mit wach sendem Schlupf eine allmählich wachsende Drossel wirkung erzeugt, ist sie an ihrem äusseren Umfang sägezahnartig ausgebildet.
Zwecks Vereinfachung und Verbilligung der Her stellung sind die Trennwände 27 und 62 (nach Fig. 4 bzw. 9-12) und die ringförmigen Einbauten 65 und 69 sowie die Drosselscheibe 70 aus Blech pressteilen hergestellt und an dem Pumpenrad durch Niete 35 bzw. 71 befestigt. Anstelle der Nietung kann auch eine Punktschweissung oder dergleichen Verwendung finden. Eine besonders einfache Aus führung ergibt sich, wenn gemäss Fig. 9 die Trenn wand 62 und der ringförmige Einbau 65 aus einem einzigen Blechpressteil bestehen.
In ähnlicher Weise werden auch die Trennwand 62 und die Drossel scheibe 70 nach Fig. 11, 12 von einem einzigen Blechpressteil gebildet. Fig. 13 ,zeigt schliesslich eine Kupplungsausfüh- rung mit einem Pumpenrad 80 und einem Turbinen rad 81, wobei ausserdem innerhalb des Stauraumes 82 eine Wand 83 entgegen der Kraft der Druck feder 84 axial verschiebbar ist, derart, dass das Aufnahmevolumen des Stauraumes veränderbar ist.
Bei kleinstem Kupplungsschlupf und dann am weite sten radial ausserhalb verlaufender Kreisringströmung befindet sich diese Wand 83 in der äussersten rech ten, in der Zeichnung ausgezogen dargestellten Stel lung; hierbei ist das Stauraumvolumen praktisch gleich Null.
Mit zunehmendem Schlupf gelangt ein immer grösserer Teil der Kreisringströmung in den Bereich der Wand 83 und presst diese mehr und mehr nach links, unter anderem in die Stellungen 83' bzw. 83", so dass entsprechend dieser Ver schiebung das Aufnahmevolumen des Stauraumes zunimmt und daher dort ein demgemäss vergrösserter Raum zum Anstauen von Arbeitsflüssigkeit zur Ver fügung steht.
Gemäss Fig. 14 und 15 ist mit 91 das Pumpenrad (mit dem Antriebsmotor verbundenes Schaufelrad) und mit 92 das Turbinenrad der Strömungskupp lung bezeichnet. Radial innerhalb der Pumpenrad beschaufelung 93 ist ein Stauraum 94 vorgesehen, der durch die hier konisch ausgebildete Trennwand 95 gegen den im Pumpenrad befindlichen Strömungs- raumteil abgegrenzt ist. Bei kleinem Kupplungs schlupf verläuft die Kreisringströmung nach dem voll ausgezogenen Pfeil 96, d. h. also ausserhalb des Stauraumes und ohne Beeinträchtigung durch diesen.
Der strichlierte Pfeil 97 deutet dagegen die Strömung bei grossem Schlupf an, wobei ein Teil der Arbeitsflüssigkeit innerhalb des Stauraumes 94 angestaut und dort zurückgehalten wird.
Wie insbesondere aus der Fig. 15 ersehen wer den kann, ist die Aussenwand 95 (Trennwand) des Stauraumes in bezug auf die Kupplungsachse etwa dreieckförmig gestaltet. Infolgedessen kommen bei einer Verlagerung der Ringströmung aus dem Bereich nach Pfeil 96 (kleiner Schlupf) in den Bereich nach Pfeil 97 (grosser Schlupf) zuerst die radial äusseren Bereiche 98 der Trennwand und des Stauraumes zur Wirkung, so dass vorerst nur dort und daher in ge ringem Ausmasse eine Stauwirkung eintritt.
Erst mit weiter zunehmender Strömungsverlagerung kommen auch die übrigen, auf kleineren Halbmessern liegen den Bereiche der Trennwand und des Stauraumes zur Wirkung und erzeugen auch erst dann die volle Stauwirkung. Auf diese Weise wird der erwünschte allmähliche Übergang vom Betrieb mit kleinem Kupplungsschlupf auf Betrieb mit grossem Schlupf erzielt.
Durch in den Stauraum 94 eingebaute und etwa radial und achsparallel gerichtete Zwischenwände 99 wird ein Abfliessen in Umfangsrichtung der ange stauten Flüssigkeitsmenge vermindert und damit die angestrebte Wirkung verbessert. Die Trennwand 95 ist samt den zugehörigen Zwischenwänden 99 ge sondert von den übrigen Kupplungsteilen hergestellt und z. B. durch Niete 101 am Pumpenrad befestigt. Ferner ist der Kupplungsinnenraum im Bereich des Stauraumes so ausgebildet - nämlich durch Aus sparung der Laufradbeschaufelungen 93, 100 und durch entsprechende Formgebung der Laufrad wände -, dass sich dort verschieden dimensionierte oderkund verschieden geformte Stauräume bzw. Stau raumtrennwände oder sonstige Einbauten einbauen lassen.
Es können dann unter Verwendung gleicher übriger Kupplungsteile, also unter Benutzung gleicher Kupplungslaufräder, gleicher Gehäuseteile, Wellen usw. und lediglich durch wahlweisen Einbau verschie denartiger Stauraumtrennwände und zugehöriger Ein bauten Kupplungen mit verschiedener Charakteristik erzielt werden. Es ist dann möglich, die Kupplung mit geringem Bauaufwand an den jeweiligen Ver wendungszweck .anzupassen. Auch wird dadurch die Serienfertigung verbilligt.
Nach Fig. 15 sind ausserdem die Zwischenab stände 102, 103 und 104 zwischen den Pumpenrad schaufeln 93 verschieden gross bemessen, was an sich bereits bekannt ist. Eine solch ungleiche Schau felteilung kann in gleicher Weise am Turbinenrad 92 oder auch an beiden Laufrädern vorgesehen sein. Überdies können beide Schaufelräder 91, 92 zwecks weiterer Verminderung der Fertigungskosten mit identischer oder angenähert identischer Beschaufe- lung 93, 100 versehen sein.
Darüber hinaus ist es sogar möglich, auch noch die Radschalen 91a, 92a sowie die Befestigungsflansche 91b, 92b der Lauf räder vollständig oder zumindest angenähert identisch auszuführen, wie dies aus Fig. 14 ersichtlich ist. Der Unterschied zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad im Hinblick auf den Stauraum wird dann lediglich durch die nachträglich in das Pumpen rad 91 eingebaute - hier eingenietete - Stauraum trennwand 95 bewirkt.
Weitere Ausführungsvarianten für den Stauraum sind aus den Fig. 16 bis 18 zu ersehen. Nach Fig. 16 ist die radial äussere Wandung 111 (Trenn wand) des Stauraumes - in Achsrichtung gesehen etwa quadratisch ausgebildet, während nach den Fig. 17 und 18 die Trennwand 121 bzw. 131 an genähert sternförmig bzw. etwa nach zwei Spiral- linien geformt ist. Mit 112 bzw. 132 sind hierbei radiale und achsparallele Zwischenwände und mit 113 bzw. 123 Nieten oder Schrauben zur Befesti gung dieser Stauraumwandungen bezeichnet.
Die übrige Ausbildung dieser Stauräume kann ähnlich der nach Fig. 14 und 15 erfolgen.
Die Fig. 19 und 20 zeigen im Längsschnitt bzw. Querschnitt einen Teil einer Strömungskupplung, bei der im radial inneren Bereich des Pumpenrades 141 zwei konzentrisch ineinander angeordnete und etwa sternförmig ausgebildete Stauräume mit den Aussenwandungen (Trennwänden) 142 bzw. 143 vor gesehen sind. Die auf grösseren Halbmessern liegende Trennwand 142 hat nur eine verhältnismässig geringe axiale Erstreckung, so dass die zwischen dieser und der Trennwand 143 befindlichen äusseren Stauraum- abteilungen 144 infolge ihres kleinen Volumens auch eine nur geringe Stauwirkung erzeugen, wie dies im mittleren Schlupfbereich der Kupplung erwünscht ist.
Die auf kleinen Halbmessern liegende Trenn wand 143 hat dagegen eine wesentlich grössere Er streckung und schliesst die Stauraumabteilung 145 mit einem verhältnismässig grossen Volumen ein, so dass sich bei grossem Schlupf und dann voller Wir kung der Stauräume 144 und 145 eine entsprechend grosse Stauwirkung ergibt. Die Trennwände 142 und 143 sind untereinander beispielsweise durch Punkt schweissung und am Pumpenrad mittels Schrauben 146 befestigt.
Fig. 21 zeigt eine Ausbildung, bei der die Stau raum-Trennwand 151 rund und konzentrisch zur Kupplungsachse ausgebildet ist. Die Rotationsunsym- metrie wird hier durch verschieden gross bemessene Löcher und Schlitze 152, 153, 154 und 155 bewirkt, die etwa auf gleichem Durchmesser an der Trenn wand vorgesehen sind und die somit ein mehr oder weniger schnelles Entweichen der im Stauraum an gestauten Flüssigkeit erlauben. Ferner sind hier inner halb des Stauraumes radiale Zwischenwände 156 sowie zylindrische, zur Kupplungsachse konzentrische Zwischenwände 157 vorgesehen, um einen Ausgleich der rotationsunsymmetrischen Stauwirkung nach Möglichkeit zu verhindern.
Die Fig. 22 bis 25 zeigen schliesslich Ausfüh rungsvarianten, bei denen der eigentliche Stauraum 160 sowie seine radial äussere Wand 161 (Trenn wand) rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Die Rotationsunsymmetrie wird in diesen Fällen durch an der Stauraumeinlassöffnung angeordnete rotations unsymmetrisch ausgebildete Blendenteile bewirkt. Nach Fig.22 und 23 sind diese Blendenteile als am Turbinenrad 163 befestigter Ring 162a mit etwa auf gleichem Durchmesser liegenden, aber je ver schieden grossen Löchern 164 bis 167 ausgebildet.
Gemäss Fig. 24 kann der blendenartige Ring 162b statt der Löcher eine sägezahnartige Ausbildung mit je verschieden breiten zahnartigen Stegen 169 bis 171 aufweisen. Nach Fig. 25 besteht der blenden artige Ring schliesslich aus mehreren Segmenten 180, deren Aussenkontur 181 eine spiralförmige Gestalt besitzt. Auch hierdurch lässt sich die erwünschte Unsymmetrie hinsichtlich der Stauwirkung erreichen.