CH412499A - Verfahren zur Regelung der Drehzahl in einer Strömungskupplung und Strömungskupplung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  Verfahren zur Regelung der Drehzahl     in        einer        Strömungskupplung     und     Strömungskupplung    zur Durchführung des Verfahrens    Strömungskupplungen dienen der Übertragung  eines Drehmomentes zwischen einer antreibenden  Kraftmaschine und einer angetriebenen Einrichtung.  Eine Strömungskupplung besteht z.

   B. aus einer  von der Kraftmaschine angetriebenen     Antriebsseite,     aus einem mit strahlenförmigen Rippen     versehenen     schalenförmigen Flansch und aus der im allgemeinen  gleichen     Abtriebsseite,    auf welche das Drehmoment  durch Vermittlung von in der Strömungskupplung  befindlichem flüssigem oder gasförmigem     Medium     übertragen wird. Die Drehzahl der     Abtriebsseite    der  Strömungskupplung kann durch Regelung der Menge  des in der Strömungskupplung befindlichen     Mediums     geregelt werden.

   Die     Abtriebsseite    der Strömungs  kupplung kann auch völlig gestoppt werden, wenn  das Medium aus der Strömungskupplung vollkom  men abgelassen wird; die Strömungskupplung kann  als     Anlasskupplung    so gebraucht werden, dass in die  leere Strömungskupplung ein Medium geleitet     wird.     



       Fig.    1 zeigt einen     Längsschnitt    durch eine all  gemein bekannte Strömungskupplung. Die Antriebs  welle 1 und das daran     befestigte,    den Strömungsraum  2 enthaltende     Primärradgehäuse    3 dreht sich im ge  schlossenen     Sekundärradgehäuse    4. Wenn das Ge  häuse leer ist, d. h. wenn sich Luft darin befindet, ist  die von der Luft verursachte Reibung und das Dreh  moment im allgemeinen nicht ausreichend, um das       Abtriebsrad    zu drehen. Erst wenn die Strömungs  kupplung mit schwererem flüssigem Medium, z. B.

    mit Öl, gefüllt ist,     verursacht    das     Primärrad    oder  Pumpenrad der Strömungskupplung im Medium     eine     Strömung, die in Aden Flügeln des Sekundärrades  ein Drehmoment verursacht, und das Sekundärrad  beginnt sich zu bewegen. Je nach der Belastung dreht  sich das Sekundärrad mit einem Schlupf von 2-5 %,  wenn die Strömungskupplung mit öl gefüllt ist.    Manchmal wird     idie    Strömungskupplung für die  Regelung der Drehzahl so verwendet,     @dass    der  Schlupf vergrössert wird, indem die     Flüssigkeitsmenge     ,der Strömungskupplung verkleinert wird. Es ist zu  beachten, dass hierbei auch der Leistungsverlust in  der Strömungskupplung wächst.

   Dessen ungeachtet       wird    diese Regelungsart viel verwendet, weil ander  seits diese     Strömungshupplung    sehr betriebssicher,  einfach und     billig    ist.  



  In bekannten     Ausführungen        wind    die     ölmenge     z. B. mit einem handbetätigten     oder    mit     einem        auto-          matisc':    gesteuerten     Ventil    geregelt, welches somit  die Ölströmung der Druckpumpe in die Strömungs  kupplung regelt. Eine andere bekannte Ausführungs  form verwendet ein Schöpfrohr.

   Indem man die       Schöpföffnung    des     Schöpfrohres        mechanisch    in der       Richtung    des Radius in der     Strömungskupplung    ver  stellt, verändert sich die Menge an Arbeitsflüssigkeit,  ,die sich im Arbeitskreislauf der Kupplung befindet.  Diese Ausführungsform ist jedoch mechanisch sehr  kompliziert und die Regelung deswegen oft schwierig.

    Die bekannten     pumpenbetätigten    Strömungskupplun  gen können nicht in allen Fällen gebraucht werden,       weil    in ihnen Flüssigkeit vom Aussenkreis     entzogen          wird,    so dass die     Strömungskupplung    in einem ge  schlossenen Gehäuse     sein    muss.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren bezweckt eine  besonders einfache und     betriebssichere    Regelung der  Drehzahl in der Strömungskupplung und ist dadurch  gekennzeichnet,     ,dass    die Menge des in der Strö  mungskupplung befindlichen schweren Mediums mit  einem leichten Medium einreguliert wird. Als leich  tes Medium kommt z. B. Luft in Frage.  



  Die erfindungsgemässe Strömungskupplung zeich  net sich dadurch aus, dass das Sekundärrad ein ge  schlossenes Gehäuse bildet, in welchem sich das      Primärrad dreht, und dass von dem äussersten Kreis  dieses geschlossenen Raumes ein Kanal     zum    Behälter  für das schwerere Medium führt. Hierbei werden für  die Regelung keine beweglichen Teile benötigt, son  dern nur     Kanäle,    sowie je nach der Ausführungsform  und der Drehzahl ein festes Schöpfrohr.  



  Die Erfindung ist anhand des in     Fig.2    darge  stellten     Ausführuiigsbeispieles    beschrieben.  



       Fig.    2 stellt ein Gebläse dar, das von einer Kraft  maschine angetrieben ist.     Dazwischen    ist eine     Strö-          mungskupplung    eingebaut, mit welcher die Drehzahl  .des     Gebläs        e-Flügelrades        g,-regelt        werden    kann.  



  1 ist eine von der Kraftmaschine getriebene       Welle,    deren Drehzahl unabhängig von der Belastung  annähernd konstant bleibt. An dieser Welle     ist    das  Primärrad 3 der Strömungskupplung     befestigt.    Das  Sekundärrad 4 ist als Zentrum des Gebläses     ausgc-          bildet,    auf dessen Aussenkreis die Flügel 5     ides        Ge-          bläs:    s befestigt sind.  



  Im Sekundärrad 4 ist .entsprechend dem Strö  mungsraum     d,-,s    Primärrades 2 ein Strömungsraum 6  vorhanden. Durch beide Räume strömt das schwere  Medium in der von Pfeil 6 gezeigten Richtung.  



  Vom äussersten Punkt 8 des Innenraumes der  Strömungskupplung führt ein Kanal 8-9, beginnend  im Sekundärrad 4, zum Rotationsraum 10. Dieser  Raum ist normalerweise eine geschlossene, ringför  mige Kammer, an der ein festes, stationäres     Schöpf-          rohr    11 befestigt ist, dessen Öffnung 12 sich auf der  Höhe der Innenränder der Flügel der Strömungs  kupplung befindet. Wenn die Strömungskupplung  mit Öl gefüllt ist,     berührt    der äusserste Teil des       Schöpfrohres    den Ölring um weniges.

   Vom     Schöpf-          rohr    11     führt    ein Kanal zum Ölbehälter wie folgt:  Öffnung 12, Rohr 11, Bohrungen 13 und Rohr 14,  dessen Öffnung 15 im     Unterteil    nahe beim Boden  des Ölbehälters ist.  



  Das     Druckluftrohr    17 führt zum oberen Teil des       Ölbehälters,    während ein anderes festes Druckluft  rohr und die Bohrung 18 in die Strömungskupplung  hinein führen.  



  Angenommen .die Strömungskupplung ist voll  Öl und dreht sich mit voller Drehzahl. Wenn Druck  luft mit     +p1    atü zum Rohr 18 eingelassen wird, so  drückt dieser Luftdruck den in der Strömungskupp  lung befindlichen Ölring nach aussen; im Kanal 8-9  strömt somit :das Öl zum Raum 10, von     dort    weiter  durch die Öffnung des Schöpfrohres 12, das Rohr 11,  die     Bohrungen    13 und das Rohr 14 zum Ölbehälter  16, wo sich kein     Gegendruck    befindet. Wenn das Öl  in der Strömungskupplung abnimmt, wächst gleich  zeitig die Ölsäule zwischen der Ölfläche der     .Strö-          mungsk-.cpplung    und der Öffnung des Schöpfrohres.

    Dies bedeutet, mit einer konstanten Drehzahl würde  für die Beseitigung des Öles ein ziemlich grosser  Druck     p1    benötigt. Da aber die Drehzahl der Strö  mungskupplung sofort nach Wegströmen des  Öles abnimmt, bleibt der Druck     p1    für prak  tische Regelungsaufgaben entsprechend klein. Das    Wegströmen des Öles von der Strömungskupp  lung endet, sobald     p1    = 0 ist. Die Strömungskupp  lung dreht sich also mit einer neuen konstanten Dreh  zahl, solange die Belastung des Flügelrades, also  der Luftwiderstand nicht geändert wird.  



  Wenn man die Drehzahl der Strömungskupplung  wieder vergrössern will, wird der Druck     p2    in das  Rohr 17     eingeführt;    es wirkt also auf die Oberfläche  des im     Ö1b2hältcr    befindlichen Öles jetzt ein Druck,  der die Strömung des Öles über das Rohr 14, Boh  rungen 13 und das     Schöpfrohr    11 zum Raum 10 ver  ursacht, von wo aus .die Zentrifugalkraft das<B>Öl</B> zur  Strömungskupplung führt. In diesem Falle hat der  Druck     p2    nur die Rohrwiderstände zu überwinden.  



  Natürlich kann die     Regelung    der Drücke auch  so durchgeführt werden, dass der eine Druck, z. B.  der Druck     p1    die ganze Zeit einen konstanten Wert  hat und sich der Druck     p2    ändert;     p;;        ist    entweder  grösser als     pl,    wobei die Drehzahl der Strömungs  kupplung steigt, oder er ist gleich gross wie     p1,     wobei die Drehzahl konstant bleibt, oder er ist kleiner  als     p1,    wobei die Drehzahl sinkt. Selbstverständlich  kann auch der Druck     p2    konstant gehalten werden,  wobei     p1    sich entsprechend ändert.

   Welche Rege  lungsart jeweils verwendet wird, :ergibt sich ,aus Dreh  zahl, Bauart und gewünschter Steuerung.  



  Aus dem Obigen ist also ersichtlich, dass mit  Druck     p1    und     p2    die Drehzahl :des Ventilator  flügels vom maximalen Wert bis zu Null geregelt  werden kann; gleichfalls ist die umgekehrte Regelung  von     Null    bis zur vollen Drehzahl möglich. Die be  schrieben;-, regelbare Strömungskupplung ist sehr  einfach in der Konstruktion. Als bewegliche Teile  sind z. B. mir 4 Kugellager, Antriebswelle 1, Primär  rad 3 und Sekundärrad 4, das mit den Flügeln aus  einem Guss ,ausgebildet werden kann, vorhanden,  so dass eine vollkommene, fortgesetzte Drehzahlrege  lung nicht einfacher     zustandegebracht    werden kann.  



  Im Ausführungsbeispiel sind Öl und Luft als  Medien verwendet worden.     Natürlich    kann jedes  beliebig schwere Mittel als das eine und irgendein  leichteres Medium als das andere Regelmedium  verwendet werden. In einigen Fällen kommen als  schwere Medien flüssige Metalle in Frage, deren  Menge einfach mit Gas oder Flüssigkeit geregelt  werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Regelung der Drehzahl in einer Strömungskupplung, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge ödes in der Strömungskupplung befindli chen schweren Mediums mit einem leichten Medium einreguliert wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als schweres Medium Öl und als leichtes Medium Druckluft verwendet wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des schweren Me diums durch Regelung von beiden Drücken des 1eich- ten Mediums durchgeführt wind, von denen der eine Druck das schwere Medium in die Strömungskupp lung einfüllt, während der andere Druck die<I>Menge</I> des schweren Mediums verändert. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Regelungsdruck des leichten Mediums als konstant gehalten und der andere geändert wird.

   PATENTANSPRUCH II Strömungskupplung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass Idas Sekundärrad der Strömungskupp lung ein geschlossenes Gehäuse bildet, in welchem sich das Primärrad dreht, und dass von dem äussersten Kreis dieses geschlossenen Raumes ein Kanal zum Behälter für das schwerere Medium führt. UNTERANSPRÜCHE 4.

   Strömungskupplung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass von der Peripherie des geschlossenen Sekundärradgehäuses ein Kanal zu einem Rotationsraum führt, in welchem sich ein festes Schöpfrohr befindet, Idas durch einen Kanal mit dem Behälter in Verbindung steht. 5. Strömungskupplung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenrand des Schöpfrohres annähernd in einer Entfernung der inneren Ränder der Kupplungsflügel von der Mittel linie der Achse ist.