DE102004015653A1

DE102004015653A1 - Flüssigkeitskupplung

Info

Publication number: DE102004015653A1
Application number: DE200410015653
Authority: DE
Inventors: Ernst Horlacher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-27

Abstract

Verschleißfreie Flüssigkeitskupplung, Flüssigkeitsbremse variables Getriebe, welche in alle Fahrzeuge eingesetzt werden kann zum Beispiel Fahrrad, Rasentraktor, Motorrad, Personenkraftwagen, Traktoren und Lastkraftwagen. Derzeit werden auf dem Markt verschiedene Fahrzeugkupplungen eingesetzt, die bei nicht voller Kraftschlüssigkeit starken Verschleiß aufweisen. Zur Minderung des Kupplungsverschleißes zum Anfahren setzen derzeit die Firmen FENDT und ZAHNRADWERKE FRIEDRICHSHAFEN (ZF) eine Ölkupplung vor die Fahrkupplung ein, um ein verschleißfreies, stoßfreies und ruhiges Anfahren im Speziellen bei Traktoren zu ermöglichen (siehe beigelegtem Verkaufsprospekt der Firma FENDT, Seite 10). Diese oben angeführte Ölkupplung - auch unter dem Begriff "Turbomatik" definiert - besitzt eine konstante Ölfüllung, die ausschließlich in einem begrenzten Drehzahlbereich elastisch wirkt. DOLLAR A Die Neuerung der Flüssigkeitskupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels (1) Befüllring das (4) Pumpenrad und (3) Turbinenrad in kürzester Zeit mit Flüssigkeit befüllt und entleert werden können, die Befüllung erfolgt durch das Verschieben des (1) Befüllrings, dadurch wird die Flüssigkeit zwischen (3) Turbinenrad und (4) Pumpenrad gedrückt, zum Entleeren wird der (1) Befüllring verschoben, durch die Fliehkraft wird die Flüssigkeit in den (2) Hohlraum, der durch das Verschieben des (1) Befüllrings entsteht, entweichen, die Flüssigkeitsbremse kann auch als Bremse verwendet werden.

Description

Derzeit werden auf dem Markt verschiedenen Fahrzeugkupplungen eingesetzt, die bei nicht voller Kraftschlüssigkeit starken Verschleiß aufweisen. Zur Minderung des Kupplungsverschleißes zum Anfahren setzen derzeit die Firmen FENDT und ZAHNRADWERKE FRIEDRICHSHAFEN (ZF) eine Olkupplung vor die Fahrkupplung ein, um ein verschleißfreies, stoßfreies und ruhiges Anfahren im speziellen bei Traktoren zu ermöglichen (siehe beigelegtem Verkaufsprospekt der Firma FENDT, Seite 10). Diese oben angeführte Ölkupplung – auch unter dem Begriff „Turbomatik" definiert – besitzt eine konstante Ölfüllung, die ausschließlich in einem begrenzten Drehzahlbereich elastisch wirkt.

Bei den derzeitig auf dem Markt üblichen Ölkupplungen ist die Steuerung der Ölmenge in der Kupplung nur durch eine Ölablass- und Öleinfüllschraube möglich. Somit ist nur in einem bestimmten Drehzahlbereich – ölfüllungsabhängig – die Kupplung elastisch.

Auf Grundlage meiner 20 jährigen Erfahrung/Einsatz (>8.000 Betriebsstunden) als Landwirt mit dem SCHLÜTER-Traktor mit ZF-Turbokupplung ist festzustellen, dass die Turbokupplung keinerlei Verschleiß/Beanstandungen aufweist.

Die von mir zum Patent anzumeldende verschleißfreie Flüssigkeitskupplung ist nahezu nachdem dem selben Prinzip wie oben beschrieben aufgebaut. Die Neuerung besteht darin, dass die Flüssigkeitsfüllung während des Betriebes in kürzesten Zeitmomenten durch verschieben des (1) Befüllrings in Richtung (2) Turbinenrad und zurück erfolgt. Dadurch kann das (3) Turbinenrad und das (2) Pumpenrad mit der dafür notwendig Ölmenge befüllt werden, um die entsprechende Kraft auf das (3) Turbinenrad zu übertragen. Damit ist eine optimalsten Ausnutzung des Drehemomentes eines Motors erreichbar und ein stufenloses Fahren mit sehr hohem Wirkungsgrad ohne Schaltgetriebe gewährleistet. Wird der (1) Befüllring bis zum (8) Bremsscheibe verschoben, stellt sich die Kupplung fest, auch wenn keine Rotation besteht. Der (1) Befüllring kann sowohl hydraulisch, als auch mechanisch, pneumatisch oder elektronisch oder mit Federkraft gesteuert werden. Der (1) Befüllring kann hohl sein, damit dieser durch die (10) Bohrung beim auftreten hoher Kräfte durch das vorhandene Kühlsystem eines Fahrzeuges gekühlt werden kann. Bei gleicher Teilung der Turbinenradschaufeln wirkt die Kupplung härter als im Vergleich zur ungleichen Teilung. Die (11) Kühlrippen am (12) Gehäuse werden durch die Umgebungsluft gekühlt, wobei wahlweise die Unterstützung eines Ventilators eingesetzt wird. Um ein schnelleres Abbrechen des Kraftschlusses – je nach Einsatzart der Kupplung – durchzuführen, wird der (13) Befüllring mit dem (14) Turbinenrad verbunden.

Um sehr hohe Kräfte zu übertragen, können mehrere verschließfreie Kupplungen in Reihe montiert werden.

Es zeigen:
1: Die verschleißfreie Flüssigkeitskupplung, die mit dem (4) Pumpenrad am Gehäuse verbunden ist.
2: Die verschleißfreie Flüssigkeitskupplung, die mit dem (4) Pumpenrad am (1) Befüllring verbunden ist.
Um sehr hohe Motorendrehzahlen zu reduzieren, kann das (12) Kupplungsgehäuse mit einem Planetengetnebe versehen werden. Die Drehzahl kann mit dem Einbau eines Planetengetriebes im (3) Turbinenrad nochmals reduziert werden. Die Flüssigkeitskupplung ist sehr vielseitig einsetzbar. Bei Fahrzeugen, die schwere Lasten transportieren, können mehrere Flüssigkeitskupplungen mit verschiedenen Planetengetriebeübersetzungen eingebaut werden. Beispielsweise kann die Flüssigkeitskupplung bei Lastkraftwagen von 0-40 km/h und zum rangieren verwendet werden; währenddessen eine zweite Flüssigkeitskupplung von 40-80km/h verwendet werden kann. Die Umkehrrichtung kann kurz vor dem Differenzial (Hinterachse) eingebaut werden. Es kann auf ein Getriebegehäuse verzichtet werden, das die verschließfreie Flüssigkeitskupplung sowohl auf die Kurbelwelle des Motors als auch mit einer Gelenkwelle vom Motor kommend angetrieben wird. Bei mehreren hintereinandergeflanschten Kupplungen, die nicht mit der Kurbelwelle des Motors verbunden sind, werden an der (6) Kupplungsgehäusewelle und (7) Turbinenradwelle Lagerungen angebracht. Um Verletzungsgefahren auszuschließen, reicht es aus, die verschleißfreie Flüssigkeitskupplung mit einem Blechgehäuse (Lochblech) zu umgeben. Bei der Einzelradbremse kann das (12) Kupplungsgehäuse als Bremstrommel verwendet. Somit rotiert das (12) Kupplungsgehäuse (Bremstrommel). Dadurch entsteht der selbe Effekt, wie oben genannt. Das (3) Turbinenrad wird fest mit dem Achskörper verbunden. Wird die Bremse mit einer Flüssigkeit befüllt, entsteht eine Bremswirkung. Besteht keine Rotation mehr, wird der (1) Befüllring bis zur (8) Bremsscheibe verschoben. Somit stellt sich die Bremse fest. Die verschleißfreie Flüssigkeitskupplung ist universell einsetzbar. Beispielsweise kann dies bei Fahrrädern, Rasentraktoren, Motorrädern, Personenkraftfahrzeugen, Traktoren und Lastkraftwagen als Kupplung oder variables Getriebe sowie als Einzelradbremse an den o.g. Fahrzeugen eingesetzt werden.

Claims

Flüssigkeitskupplung, Flüssigkeitsbremse, variables Getriebe, welche in alle Fahrzeuge eingesetzt werden kann zum Beispiel Fahrrad, Rasentraktor, Motorrad, Personenkraftwagen, Traktoren und Lastkraftwagen. Derzeit werden auf dem Markt verschiedenen Fahrzeugkupplungen eingesetzt, die bei nicht voller Kraftschlüssigkeit starken Verschließ aufweisen. Zur Minderung des Kupplungsverschleißes zum Anfahren setzen derzeit die Firmen FENDT Und ZAHNRADWERKE FRIEDRICHSHAFEN (ZF) eine Ölkupplung vor die Fahrkupplung ein, um ein verschleißfreies, stoßfreies und ruhiges Anfahren im speziellen bei Traktoren zu ermöglichen (siehe beigelegtem Verkaufsprospekt der Firma FENDT, Seite 10). Diese oben angeführte Ölkupplung – auch unter dem Begriff „Turbomatik" definiert – besitzt eine konstante Ölfüllung, die ausschließlich in einem begrenzten Drehzahlbereich elastisch wirkt. Die Neuerung der Flüssigkeitskupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels (1) Befüllring das (4) Pumpenrad und (3) Turbinenrad in kürzester Zeit mit Flüssigkeit befüllt und entleert werden kann, die Befüllung erfolgt durch das Verschieben des (1) Befüllrings, dadurch wird die Flüssigkeit zwischen (3) Turbinenrad und (4) Pumpenrad gedrückt, zum Entleeren wird der (1) Befüllring zurückbewegt, durch die Fliegkraft wird die Flüssigkeit in den (2) Hohlraum, der durch das Verschieben des (1) Befüllrings entsteht, gedrückt, die Flüssigkeitskupplung kann auch als Bremse verwendet werden.
Flüssigkeitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der (1) Befüllring aus mehreren Einzelsegmenten besteht.
Flüssigkeitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der (1) Befüllring aus einzelnen oder mehreren Kolben besteht.
Flüssigkeitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der (1) Befüllring hohl sein kann und durch die (10) Bohrungen gekühlt werden kann.
Flüssigkeitskupplung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die (5) Steuerungswellen hydraulisch gesteuert werden kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die (5) Steuerungswellen pneumatisch gesteuert werden kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die (5) Steuerungswellen elektronisch gesteuert werden kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vohergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die (5) Steuerungswellen mechanisch gesteuert werden kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die (5) Steuerungswellen magnetisch oder elektromagnetisch gesteuert werden kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der (1) Befüllring mit einer Federkraft in eine geöffnete oder geschlossene Position gebracht werden kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am (3) Turbinenrad eine (9) Bremsscheibe angebracht werden kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das (3) Turbinenrad und (4) Pumpenrad gleiche Teilung der Turbinenschaufeln aufweisen kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das (3) Turbinenrad und (4) Pumpenrad ungleiche Teilung der Turbinenschaufeln aufweisen kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das (12) Kupplungsgehäuse mit (11) Kühlrippen versehen werden kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der (13) Befüllring mit dem (14) Turbinenrad verbunden werden kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der (13) Befüllring und Kupplungsinnengehäuse eine (15) Verzahnung erhalten kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das (3) Turbinenrad ein Planetengetriebe erhalten kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das (12) Kupplungsgehäuse [(2) Pumpenrad] ein Planetengetriebe erhalten kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Flüssigkeitskupplungen in Reihe hintereinandergeflanscht werden können.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die (12) Flüssigkeitskupplung auch als Einzelradbremse verwendet werden kann.
Flüssigkeitskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die (12) Flüssigkeitskupplung auch als Bremse verwendet werden kann.