DE102007030281A1 - Hydrodynamische Kupplung - Google Patents

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DE102007030281A1
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Werner Adams
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Voith Patent GmbH
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D33/00Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type
    • F16D33/06Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type controlled by changing the amount of liquid in the working circuit
    • F16D33/08Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type controlled by changing the amount of liquid in the working circuit by devices incorporated in the fluid coupling, with or without remote control
    • F16D33/10Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type controlled by changing the amount of liquid in the working circuit by devices incorporated in the fluid coupling, with or without remote control consisting of controllable supply and discharge openings

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplung - mit einem drehbaren Pumpenrad und einem drehbaren Turbinenrad, welche sich derart axial gegenüberstehend angeordnet sind, dass sie miteinander einen torusförmigen, mit einem Arbeitsmedium befüllbaren Arbeitsraum ausbilden; - mit einem Gehäuse, welches den Arbeitsraum umschließt; - am Arbeitsraum sind ein Zulaufkanal zum Zuführen von Arbeitsmedium in den Arbeitsraum und ein Rücklaufkanal zum Abführen von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum angeschlossen; - innerhalb des Gehäuses und/oder am Gehäuse ist ein Nebenraum angeordnet, welcher über den Zulaufkanal und den Rücklaufkanal arbeitsmediumleitend mit dem Arbeitsraum verbunden ist, so dass Arbeitsmedium in einer Kreislaufströmung aus dem Nebenraum über den Zulaufkanal in den Arbeitsraum und aus dem Arbeitsraum über den Rücklaufkanal in den Nebenraum förderbar ist; - der Strömungsquerschnitt für das Arbeitsmedium im Zulaufkanal und/oder im Rücklaufkanal ist gezielt veränderbar. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - Der Rücklaufkanal erstreckt sich durch das Pumpenrad oder entlang an dem Pumpenrad bis auf einen äußeren Durchmesser, der wenigstens das 1,05-fache des äußersten Durchmessers des Arbeitsraums beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplung, das heißt eine Strömungsmaschine die nach dem Föttinger-Prinzip arbeitet und ein antreibbares Pumpenrad sowie ein über einen Strömungskreislauf vom Pumpenrad angetriebenes Turbinenrad aufweist.
  • Die Erfindung betrifft dabei eine sogenannte füllungsgesteuerte hydrodynamische Kupplung, das heißt der Arbeitsraum der hydrodynamischen Kupplung, welcher durch das Pumpenrad und das Turbinenrad, die sich axial gegenüberstehen, gebildet wird, ist gezielt mit Arbeitsmedium befüllbar und entleerbar, wobei verschiedene Füllungsgrade des Arbeitsraums einstellbar sind. Die hydrodynamische Kupplung ist daher nicht nur im vollgefüllten Zustand und im entleerten oder weitgehend entleerten Zustand des Arbeitsraums betreibbar, sondern auch mit einem gezielt einstellbaren Teilfüllungszustand.
  • Unter einem Füllungsgrad von 100 Prozent versteht man jenen Betriebszustand, bei dem die maximal mögliche Arbeitsmediummenge in den Arbeitsraum eingebracht ist. Die Angaben von Teilfüllungszuständen in Prozent ergeben sich somit in Abhängigkeit der maximal möglichen Arbeitsmediummenge im Arbeitsraum, beispielsweise befindet sich bei einem Teilfüllungszustand von 10 Prozent ein Zehntel der maximal in den Arbeitsraum einbringbaren Arbeitsmediummenge im Arbeitsraum.
  • Bei der erfindungsgemäßen hydrodynamischen Kupplung handelt es sich insbesondere um eine hydrodynamische Kupplung ohne einen externen Arbeitsmediumkreislauf, das heißt es wird kein Arbeitsmedium aus der hydrodynamischen Kupplung heraus und in diese hinein geleitet, sondern sämtliches Arbeitsmedium befindet sich stets innerhalb der hydrodynamischen Kupplung, entweder im Arbeitsraum oder in einem zusätzlich zum Arbeitsraum vorgesehenen Nebenraum oder in strömungsleitenden Verbindungen zwischen diesen beiden Räumen. Bisher sind solche hydrodynamischen Kupplungen ohne externem Arbeitsmediumkreislauf, welche auch als geschlossene hydrodynamische Kupplungen bezeichnet werden, stets ohne eine Füllungssteuerung verwendet worden. Somit war es nicht möglich, gezielt und variabel eine bestimmte Arbeitsmediummenge in den Arbeitsraum einzubringen und auch Teilfüllungszustände einzustellen.
  • Die Patentschrift DE 39 39 802 C1 beschreibt eine solche hydrodynamische Kupplung, die ohne einen externen Arbeitsmediumkreislauf auskommt, auch Konstantfüllungskupplung genannt. Um unabhängig von der Funktion von vorgesehenen Fliehkraftventilen den Arbeitsraum bei beliebiger Drehzahl entleeren zu können, können mittels einem magnetbetätigten Drehschieber Steuerschlitze aufeinander geschoben werden, um eine Verbindung vom Arbeitsraum über Kanäle und über einen Ringkanal zu einem Nebenraum, auch Verzögerungskammer genannt, zu schaffen.
  • Die Patentschrift DE 33 18 462 C2 beschreibt ebenfalls eine konstantgefüllte hydrodynamische Kupplung mit regelbaren Stellgliedern in einer Verbindung zwischen einer Verzögerungskammer und dem Arbeitsraum.
  • Mit den Kupplungen gemäß den genannten Dokumenten ist zwar ein gewisser Eingriff von außerhalb der Kupplung im Betrieb möglich, um das Strömen von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum in den Nebenraum oder aus dem Nebenraum in den Arbeitsraum zu ermöglichen. Das gezielte Einstellen von Teilfüllungszuständen des Arbeitsraums bei den bekannten Ausführungsformen ist jedoch noch nicht in zufriedenstellendem Maße möglich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrodynamische Kupplung anzugeben, welche insbesondere als geschlossene hydrodynamische Kupplung ohne externen Arbeitsmediumkreislauf ausgeführt ist, welche gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist, und bei der insbesondere eine Füllungssteuerung derart möglich ist, dass neben dem vollgefüllten Zustand und dem entleerten Zustand des Arbeitsraums auch Teilfüllungszustände des Arbeitsraums einstellbar sind.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine hydrodynamische Kupplung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße hydrodynamische Kupplung weist neben dem Arbeitsraum, welcher durch ein drehbares Pumpenrad und ein drehbares Turbinenrad gebildet wird, einen Nebenraum für Arbeitsmedium auf. Der Arbeitsraum und der Nebenraum sind miteinander über einen Zulaufkanal und über einen Rücklaufkanal strömungsleitend beziehungsweise arbeitsmediumleitend verbunden. Somit kann sich eine Kreislaufströmung zwischen dem Arbeitsraum und dem Nebenraum einstellen. Bei einer solchen Kreislaufströmung strömt das Arbeitsmedium aus dem Nebenraum über den Zulaufkanal in den Arbeitsraum, und aus dem Arbeitsraum über den Rücklaufkanal wieder zurück in den Nebenraum.
  • Um den Füllungsgrad des Arbeitsraums, das heißt eine bestimmte Menge von Arbeitsmedium im Arbeitsraum einzustellen, ist der Strömungsquerschnitt für das Arbeitsmedium im Zulaufkanal und/oder im Rücklaufkanal gezielt veränderbar.
  • Wenn beispielsweise der Querschnitt des Zulaufkanals stets konstant gehalten wird und der Querschnitt des Rücklaufkanals regelbar ist, strömt Arbeitsmedium aus dem Nebenraum allein aufgrund des Druckunterschieds zwischen der Austrittsstelle des Arbeitsmediums aus dem Nebenraum und der Eintrittsstelle des Arbeitsmediums in den Arbeitsraum vom Nebenraum in den Arbeitsraum. Der Druckabfall über den Rücklaufkanal ist hingegen durch Veränderung des Strömungsquerschnitts des Rücklaufkanals einstellbar, so dass durch Vergrößern des Strömungsquerschnitts der Arbeitsmediumstrom aus dem Arbeitsraum in den Nebenraum erhöht wird, wohingegen er durch Vermindern des Strömungsquerschnitts verringert wird.
  • Wenn bei einem stets konstanten Querschnitt des Rücklaufkanals der Querschnitt des Zulaufkanals regelbar ist, kann die Menge von Arbeitsmedium im Arbeitsraum, das heißt der Füllungsgrad des Arbeitsraums, durch gezieltes Verändern der Größe des aus dem Nebenraum in den Arbeitsraum einströmenden Arbeitsmediumstroms eingestellt werden. Ein Vergrößern des Querschnitts führt zu einer Zunahme des Arbeitsmediumstroms, wohingegen eine Verminderung des Querschnitts zu einer Verringerung des Arbeitsmediumstroms führt.
  • Die arbeitsmediumleitenden Verbindungen und insbesondere die Position des Nebenraums, welcher erfindungsgemäß innerhalb des Gehäuses und/oder am Gehäuse der hydrodynamischen Kupplung angeordnet ist und vorteilhaft mit der Drehzahl des Pumpenrads und/oder des Turbinenrads umläuft, sind vorteilhaft derart gewählt, dass stets ein Austausch von Arbeitsmedium zwischen dem Arbeitsraum und dem Nebenraum erfolgt. Diese arbeitsmediumaustauschende Kreislaufströmung liegt vorteilhaft in jedem vorkommenden Schlupfbereich von einem Schlupf von 100 Prozent bis zum vorgegebenen Mindestschlupf der hydrodynamischen Kupplung vor. Der Schlupf beschreibt dabei das Verhältnis von der Drehzahl des Turbinenrads zur Drehzahl des Pumpenrads. 100 Prozent Schlupf beschreibt den Zustand, dass das Turbinenrad steht und das Pumpenrad umläuft, wohingegen 0 Prozent Schlupf vorliegt, wenn Pumpenrad und Turbinenrad mit derselben Drehzahl umlaufen.
  • Um eine exakte Regelung beziehungsweise Steuerung des Füllungsgrads des Arbeitsraums mit Hilfe der gezielten Änderung des Strömungsquerschnitts für das Arbeitsmedium im Zulaufkanal beziehungsweise Rücklaufkanal zu ermöglichen, sind erfindungsgemäß Maßnahmen getroffen, welche die Strömung von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum über den Rücklaufkanal in den Nebenraum unterstützen. So erstreckt sich der Rücklaufkanal ausgehend vom Arbeitsraum durch das Pumpenrad, welches mit der vergleichsweise größeren Drehzahl umläuft, da das Turbinenrad eine schlupfbedingte kleinere Drehzahl aufweist, oder entlang an dem Pumpenrad bis auf einen vorgegebenen äußeren Durchmesser bezogen auf einen Radialschnitt durch die hydrodynamische Kupplung, wobei dieser äußere Durchmesser weiter außen liegt als das äußere Ende des Arbeitsraums. Im Einzelnen beträgt der äußere Durchmesser, bis auf welchen sich der Rücklaufkanal erstreckt, wenigstens das 1,05-fache des äußersten Durchmessers des Arbeitsraumes, vorteilhaft das 1,1-fache beziehungsweise das 1,15-fache oder mehr.
  • Der Rücklaufkanal kann derart im Arbeitsraum mündend angeordnet sein, dass Arbeitsmedium aus der sich im Arbeitsraum aufbauenden Kreislaufströmung gerade beziehungsweise im Wesentlichen oder vollständig frei von einer Umlenkung in ihn beziehungsweise in diese Mündung einströmt. Hierzu verläuft der Rücklaufkanal vorteilhaft tangential zum äußeren Umfang des Arbeitsraums in einem Axialschnitt, also einem Schnitt entlang der Drehachse der hydrodynamischen Kupplung gesehen. Man könnte auch sagen, die Mündung des Rücklaufkanals im Arbeitsraum steht der Kreislaufströmung entgegen oder gegenüber.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform mündet der Rücklaufkanal in der Mitte des Arbeitsraums beziehungsweise im Mittelpunkt des Arbeitsraums oder im radial inneren Bereich des Arbeitsraums, wiederum in einem Axialschnitt durch die hydrodynamische Kupplung gesehen. Selbstverständlich ist es zusätzlich oder alternativ auch möglich, den Zulaufkanal in dieser Mitte oder im radial inneren Bereich mündend anzuordnen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind genau ein einziger Zulaufkanal und ein einziger Rücklaufkanal zwischen dem Arbeitsraum und dem Nebenraum vorgesehen. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Zulaufkanälen und/oder eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Rücklaufkanälen zwischen dem Arbeitsraum und dem Nebenraum vorgesehen.
  • Der Strömungsquerschnitt für Arbeitsmedium im Zulaufkanal und/oder im Rücklaufkanal kann beispielsweise dadurch veränderbar sein, dass ein Regelventil im Zulaufkanal und/oder im Rücklaufkanal vorgesehen ist. Das Regelventil kann beispielsweise als Magnetventil ausgeführt sein, das heißt einen durch Magnetkraft betätigbaren Ventilkörper oder Kolben aufweisen, der mit einem Ventilsitz zusammenarbeitet, um durch eine Bewegung des Ventilkolbens relativ gegenüber dem Ventilsitz den Querschnitt für die Arbeitsmediumströmung zu vergrößern oder zu verringern.
  • Der Nebenraum kann vollständig oder teilweise radial innerhalb des Arbeitsraums positioniert sein. Es ist jedoch auch möglich, den Nebenraum – auf die Radialrichtung der hydrodynamischen Kupplung bezogen – vollständig innerhalb des Bereiches zwischen dem Innenradius und dem Außenradius des Arbeitsraums zu positionieren.
  • Gemäß einer Ausführung der Erfindung ist der Nebenraum teilweise oder vollständig axial außerhalb des Arbeitsraums angeordnet. Es ist jedoch auch hier möglich, den Nebenraum vollständig innerhalb jenes axialen Bereiches zu positionieren, der an seinen beiden entgegengesetzten axialen Enden durch die Stirnseiten des Arbeitsraums, das heißt durch den Schaufelradboden des Pumpenrads und den Schaufelradboden des Turbinenrads begrenzt wird.
  • Im Zulaufkanal und/oder im Rücklaufkanal kann zur Unterstützung der Kreislaufströmung von Arbeitsmedium aus dem Nebenraum in den Arbeitsraum und zurück eine Pumpe vorgesehen werden, welche insbesondere als Rotationspumpe ausgebildet ist. Unter Rotationspumpe ist dabei jede Pumpe zu verstehen, welche durch das Umlaufen eines Pumpenkörpers insbesondere einer oder mehrerer Pumpenschaufeln eine Pumpwirkung auf das Arbeitsmedium auswirkt. Die Rotationspumpe ist insbesondere in Form einer sogenannten Seitenkanalpumpe ausgeführt, das heißt sie weist ein erstes Schaufelrad und ein zweites Schaufelrad beziehungsweise einen neben dem ersten Schaufelrad angeordneten Kanal, insbesondere mit einer Unterbrechung in Umfangsrichtung zwischen einem Einlass und einem Auslass, auf, welche miteinander einen Pumpenarbeitsraum ausbilden und mit einer Relativdrehzahl zueinander umlaufen. Auch der Pumpenarbeitsraum kann, wie der Arbeitsraum der hydrodynamischen Kupplung, eine Torusform beziehungsweise Ringform aufweisen. Das erste Schaufelrad pumpt das Arbeitsmedium durch den Kanal, von dessen Einlass bis zu dessen Auslass. Anstelle eines einseitigen Kanals neben dem ersten Schaufelrad kann sich der Kanal auch beidseitig neben dem ersten Schaufelrad erstrecken. Besonders im letzteren Fall kann das Schaufelrad sternförmig ausgeführt sein.
  • Das erste Schaufelrad der Rotationspumpe kann beispielsweise am Pumpenrad angeschlossen oder integral mit diesem ausgebildet sein, und das zweite Schaufelrad beziehungsweise der Kanal der Rotationspumpe kann am Turbinenrad angeschlossen oder integral mit diesem ausgebildet sein. In diesem Fall läuft somit das erste Schaufelrad der Rotationspumpe mit der Pumpenraddrehzahl um, und das zweite Schaufelrad beziehungsweise der Kanal der Rotationspumpe läuft mit der Turbinenraddrehzahl um.
  • Das Turbinenrad der hydrodynamischen Kupplung kann einen Teil des Kupplungsgehäuses ausbilden und beispielsweise zusammen mit einem weiteren Teil des Kupplungsgehäuses das Pumpenrad in Axialrichtung beidseitig und in Umfangsrichtung vollständig umschließen. Hierbei ist es ferner möglich, dass das zweite Schaufelrad der Rotationspumpe im Kupplungsgehäuse angeordnet ist, das heißt entweder drehfest an diesem angeschlossen oder integral mit diesem ausgebildet ist beziehungsweise der Kanal im Kupplungsgehäuse angeordnet ist.
  • Zusätzlich oder alternativ kann im Zulaufkanal und/oder im Rücklaufkanal zur Unterstützung der Kreislaufströmung von Arbeitsmedium aus dem Nebenraum in den Arbeitsraum und zurück ein Schöpfrohr vorgesehen sein. Ein solches Schöpfrohr ist auf dem Gebiet von hydrodynamischen Kupplungen bekannt. Beispielsweise ist das Schöpfrohr derart in Radialrichtung der hydrodynamischen Kupplung beweglich, dass es in das Arbeitsmedium eingetaucht werden kann und hierdurch, entweder aufgrund einer Drehbewegung des Schöpfrohrs oder – und das ist die Regel – aufgrund der Rotation des Arbeitsmediums in Umfangsrichtung bei stehendem Schöpfrohr Arbeitsmedium abgreift und aus dem Arbeitsraum herausbefördert. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Schöpfrohr in einem Betriebszustand frei mit dem Arbeitsmedium im Arbeitsraum in Umfangsrichtung der Kupplung umlaufen, so dass kein oder im wesentlichen kein Arbeitsmedium mittels des Schöpfrohrs abgeschöpft wird, und in einem anderen Betriebszustand feststellbar oder entgegen dem umlaufenden Arbeitsmediumstrom antreibbar, sein, so dass Arbeitsmedium abgeschöpft wird.
  • Das Schöpfrohr kann derart angeordnet sein, dass es Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum abschöpft. Alternativ oder zusätzlich kann es oder ein weiteres Schöpfrohr jedoch auch derart angeordnet sein, dass es Arbeitsmedium aus dem Nebenraum abschöpft. Dementsprechend kann das Schöpfrohr dem Zulaufkanal und/oder dem Rücklaufkanal zugeordnet werden.
  • Um einen möglichst geringen Gegendruck für das Arbeitsmedium, welches aus dem Nebenraum in den Arbeitsraum strömt, auszubilden, mündet der Zulaufkanal vorteilhaft im Bereich der radialen und/oder axialen Mitte des Arbeitsraums im Arbeitsraum. Die radiale Mitte ist dabei die Mitte im Ringraum in Radialrichtung gesehen zwischen dem Innenradius und dem Außenradius des Arbeitsraums. Anstelle dieser radialen Mitte kann der Zulaufkanal (oder auch der Rücklaufkanal) auch auf dem Durchmesser der Flächenhalbierenden münden, welche den Querschnitt des Arbeitsraums bei einer axialen Draufsicht auf die Schaufelräder vom Trennspalt aus in zwei gleichgroße Kreisringflächen unterteilt. Die axiale Mitte liegt mittig zwischen den beiden in Axialrichtung entgegengesetzten Stirnseiten des Arbeitsraums, das heißt zwischen dem Schaufelradboden des Pumpenrads und dem Schaufelradboden des Turbinenrads. Bei in Axialrichtung gleich großen Schaufelrädern (Pumpenrad und Turbinenrad) liegt somit die axiale Mitte im Bereich des Trennspaltes zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad. Der Trennspalt ist jener Spalt, welcher in Umfangsrichtung und über der radialen Erstreckung des Arbeitsraums zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad in der Ebene verläuft, in welcher sich das Pumpenrad und das Turbinenrad relativ zueinander in Umfangsrichtung der hydrodynamischen Kupplung bewegen.
  • Der Rücklaufkanal ist vorteilhaft mit seiner Mündung, in welche das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum eintritt, im Bereich des Außenradius des Arbeitsraums insbesondere im Trennspalt zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad angeschlossen. Unter Außenradius ist dabei der Radius bezogen auf einen Radialschnitt durch die hydrodynamische Kupplung, insbesondere in der Ebene des Trennspaltes gemeint. Somit mündet der Rücklaufkanal vorteilhaft im Bereich des größten Durchmessers des Arbeitsraums in dem Arbeitsraum.
  • Insbesondere in Betriebszuständen, in welchen der Arbeitsraum der hydrodynamischen Kupplung nur teilweise mit Arbeitsmedium gefüllt ist, das heißt im sogenannten Teilfüllungszustand, ist – in Umfangsrichtung der hydrodynamischen Kupplung betrachtet – eine Seite des Raumes zwischen zwei Schaufeln mit mehr Arbeitsmedium befüllt als die andere entgegengesetzt hierzu angeordnete Seite. Dementsprechend ist der Druck auf jener mit Arbeitsmedium befüllten beziehungsweise stärker befüllten Seite größer als auf der weniger befüllten Seite, wobei die letztere beispielsweise nur mit Luft beaufschlagt ist. Vorteilhaft mündet der Zulaufkanal auf der weniger befüllten Seite, da hier der Druck geringer ist, und der Rücklaufkanal mündet auf der stärker befüllten Seite, da hier der Druck höher ist.
  • Der Zulaufkanal und/oder der Rücklaufkanal können derart im Arbeitsraum münden, dass sie mit ihrer Mündung in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums im Arbeitsraum gerichtet sind. Hierdurch wird das Arbeitsmedium aus dem Zulaufkanal durch die Wirkung der Strömung im Arbeitsraum sozusagen herausgezogen. Die Ausrichtung des Rücklaufkanals bewirkt, dass das Arbeitsmedium direkt in die Mündung des Rücklaufkanals gedrückt wird.
  • Das Ventil, welches im Zulaufkanal und/oder im Rücklaufkanal angeordnet sein kann, kann nicht nur als Regelventil, sondern gemäß einer weiteren möglichen Ausführung auch als getaktetes Auf-Zu-Ventil ausgeführt sein. Durch eine vorgegebene zeitliche Abfolge von geöffneten und geschlossenen Zuständen (Taktung) des Ventils kann der Strom von Arbeitsmedium, welcher durch das Ventil strömt, geregelt werden.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch erläutert werden.
  • Es zeigen:
  • 1 einen schematisch dargestellten Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydrodynamischen Kupplung mit einem Regelventil im Rücklaufkanal, jedoch noch ohne die erfindungsgemäß vorgesehene Verlängerung des Rücklaufkanals auf einen wenigstens 5 Prozent größeren Durchmesser als der äußere Durchmesser des Arbeitsraums;
  • 2 einen schematisch dargestellten Axialschnitt entsprechend der 1 einer hydrodynamischen Kupplung, jedoch mit einem Regelventil im Zulaufkanal;
  • 3 eine erste mögliche Positionierung des Nebenraums vollständig radial innerhalb des Arbeitsraums;
  • 4 eine Positionierung des Nebenraums im wesentlichen axial außerhalb und nur teilweise radial innerhalb des Arbeitsraums;
  • 5 eine erfindungsgemäße Verlängerung des Rücklaufkanals radial nach außen um wenigstens 5 Prozent über den äußeren Durchmesser des Arbeitsraums DP hinweg;
  • 6 eine Ausführungsform entsprechend der 5, jedoch mit einem Rücklaufkanal, der vollständig innerhalb des Pumpenrads bis zu seinem äußeren Durchmesser DA im Pumpenrad verläuft;
  • 7 eine Ausführungsform gemäß der 6, wobei sich jedoch der Rücklaufkanal beginnend im Zentrum des Arbeitsraums nach außen erstreckt.
  • In der 1 erkennt man in einem Axialschnitt das Pumpenrad 1 und das Turbinenrad 2 der hydrodynamischen Kupplung. Das Turbinenrad 2 bildet zusammen mit einer das Pumpenrad 1 umschließenden Schale das Gehäuse 3 der hydrodynamischen Kupplung aus.
  • Innerhalb von diesem Gehäuse 3 ist auch der Nebenraum 6 der hydrodynamischen Kupplung angeordnet.
  • Das Pumpenrad 1 wird über eine Eingangwelle 4 von einer Antriebsmaschine (nicht dargestellt), beispielsweise dem Motor eines Kraftfahrzeugs, angetrieben. Hierzu wird das Pumpenrad 1 drehfest von der Antriebswelle 4 getragen.
  • Das Pumpenrad 1 beschleunigt das Arbeitsmedium im Arbeitsraum 10 radial nach außen, so dass das Arbeitsmedium radial außen in das Turbinenrad 2 eintritt und im Turbinenrad 2 radial nach innen verzögert wird, so dass es auf dem Innendurchmesser des Arbeitsraums 10 wieder in das Pumpenrad 1 eintritt. Als Arbeitsmedium kann beispielsweise Öl, Wasser oder ein Wassergemisch dienen. Beispielsweise kann das Kühlmedium beziehungsweise das Kühlwasser eines Fahrzeugkühlkreislaufs als Arbeitsmedium für die hydrodynamische Kupplung verwendet werden.
  • Die Kreislaufströmung von Arbeitsmedium im Arbeitsraum 10 führt zu einer Leistungsübertragung der Antriebsleistung vom Pumpenrad 1 auf das Turbinenrad 2. Das Turbinenrad 2 ist wiederum mit einer Abtriebswelle 5 drehstarr gekoppelt, so dass die hydrodynamisch übertragene Antriebsleistung über die Abtriebswelle 5 auf eine Arbeitsmaschine oder auf Antriebsräder weitergeleitet werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle einer radial innenliegenden Abtriebswelle 5 und/oder Antriebswelle 4 leistungsübertragende Elemente auf einem größeren Durchmesser, insbesondere außerhalb des Arbeitsraums 10, vorzusehen, beispielsweise in Form einer Riemenscheibe oder einer Verzahnung.
  • Der Begriff der Arbeitsmaschine ist weit zu verstehen. So kommt beispielsweise auch der Antrieb eines Lüfterrads eines Kraftfahrzeugslüfters über die hydrodynamische Kupplung in Betracht. Beispielsweise kann das Lüfterrad die hydrodynamische Kupplung in Umfangsrichtung umschließen und insbesondere auf dem Kupplungsgehäuse 3, beispielsweise drehstarr, gelagert sein.
  • Der Nebenraum 6 dient zur Aufnahme jener Menge von Arbeitsmedium, welche zu einem vorgegebenen Zeitpunkt sich nicht im Arbeitsraum 10 befinden soll, um einen Teilfüllungszustand des Arbeitsraums 10 einzustellen, oder um den Arbeitsraum 10 zu entleeren beziehungsweise entleert oder im wesentlichen entleert zu halten. Hierzu ist der Nebenraum 6 über einen Zulaufkanal 9, über welchen das Arbeitsmedium aus dem Nebenraum 6 in den Arbeitsraum 10 strömt, mit dem Arbeitsraum 10 strömungsleitend beziehungsweise arbeitsmediumleitend verbunden. Wenn man in dem gezeigten Axialschnitt den Arbeitsraum 10 in vier gleich große Kreissektoren (Quadranten) einteilt, beginnend radial innen im Pumpenrad und angeordnet entgegen dem Uhrzeigersinn, so mündet der Zulaufkanal 9 im ersten Quadranten im Arbeitsraum 10.
  • Im Bereich des äußeren Umfangs des Arbeitsraums 10 ist ein Rücklaufkanal 8 am Arbeitsraum 10 derart angeschlossen, dass Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 10 über den Rücklaufkanal 8 in den Nebenraum 6 strömt. Der Rücklaufkanal 8 mündet dabei bei der gezeigten Ausführung im Bereich des Trennspaltes zwischen dem Pumpenrad 1 und dem Turbinenrad 2.
  • Im Rücklaufkanal 8 ist ein Regelventil 7 vorgesehen, um den Strömungsquerschnitt des Rücklaufkanals 8 variabel einzustellen und somit die Menge von Arbeitsmedium zu regeln, die aus dem Arbeitsraum 10 in den Nebenraum 6 strömt.
  • Die in der 2 gezeigte Ausführung entspricht weitgehend jener aus der 1. Allerdings ist hier der Rücklaufkanal 8 frei von einer Regeleinrichtung, wohingegen gemäß der 1 der Zulaufkanal 9 frei von einer Regeleinrichtung war. Stattdessen ist bei der Ausführung gemäß der 2 im Zulaufkanal 9 eine Regeleinrichtung in Form eines Regelventils 7 vorgesehen.
  • Der Nebenraum 6 kann mit der Geschwindigkeit des Pumpenrads 1 oder der Geschwindigkeit des Turbinenrads 2 umlaufen. Insofern der Nebenraum 6 von Bauteilen des Pumpenrads 1 und zugleich von Bauteilen des Turbinenrads 2 begrenzt wird, läuft ein Teil seiner Wandung mit der Drehzahl des Pumpenrads 1 und ein anderer Teil seiner Wandung mit der Drehzahl des Turbinenrads 2 um. Prinzipiell ist es auch möglich, den Nebenraum 6 stationär anzuordnen. Vorteilhaft ist der Nebenraum 6 jedoch derart gestaltet, dass sich ein in ihm mit dem Arbeitsraum 10 mitrotierender Flüssigkeitsring des Arbeitsmediums einstellt, wobei ein dauerhafter Austausch zwischen dem Arbeitsmedium des Arbeitsraums 10 und dem Arbeitsmedium im Nebenraum 6 stattfindet.
  • Besonders vorteilhaft wird der Nebenraum 6 derart gestaltet, dass sich bei einem Schlupf von Null, das heißt das Pumpenrad 1 und das Turbinenrad 2 laufen mit derselben Drehzahl um, ein Flüssigkeitsspiegel im Nebenraum 6 einstellt, der radial zwischen dem Innenradius und der radialen Mitte des Arbeitsraums 10 liegt. Es ist jedoch auch möglich, den Nebenraum 6 derart zu gestalten, dass bei einem Schlupf von Null der Flüssigkeitsspiegel von Arbeitsmedium im Nebenraum 6 zwischen der radialen Mitte und dem äußeren Umfang des Arbeitsraums 10 liegt, oder radial innerhalb des inneren Umfangs des Arbeitsraums 10.
  • Das Umlaufen des Arbeitsmediums im Nebenraum 6 in Umfangsrichtung der hydrodynamischen Kupplung kann durch mitnehmende Elemente an der Wandung des Arbeitsraums 6 gefördert werden. Wenn beispielsweise der Arbeitsraum 6 teilweise von mit der Drehzahl des Pumpenrads 1 umlaufenden Bauteilen und teilweise von mit der Drehzahl des Turbinenrads 2 umlaufenden Bauteilen begrenzt wird, so können an ausgewählten Bauteilen entsprechende Mitnahmeelemente für das Arbeitsmedium vorgesehen sein, zum Beispiel Rippen, um die antreibende Wirkung dieser Bauteile auf das Arbeitsmedium im Nebenraum 6 gegenüber den übrigen Bauteilen zu verbessern und hierdurch die Geschwindigkeit beziehungsweise die Drehzahl einzustellen, mit welcher das Arbeitsmedium im Nebenraum 6 in Umfangsrichtung umläuft.
  • Die 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer hydrodynamischen Kupplung, bei welcher der Nebenraum 6 vollständig radial innerhalb des Arbeitsraums 10 angeordnet ist.
  • Im Rücklaufkanal 8 ist ferner eine Rotationspumpe 12 angeordnet, welche eine strömungsfördernde Wirkung auf das Arbeitsmedium im Rücklaufkanal 8 in Richtung vom Arbeitsraum 10 zum Nebenraum 6 ausübt. Die Rotationspumpe 12 weist ein erstes Schaufelrad auf, das integral mit dem Pumpenrad 1 ausgebildet ist, und zwar vorliegend auf der in Axialrichtung entgegengesetzten Seite des Pumpenrads 1 wie die Beschaufelung im Arbeitsraum 10. Dabei kann das erste Schaufelrad der Rotationspumpe 12 und/oder das zweite Schaufelrad der Rotationspumpe 12 auch nur sehr wenige oder nur eine einzige Schaufel aufweisen beziehungsweise einen Kanal in Umfangsrichtung mit einer oder mehreren Unterbrechung(en) ausbilden.
  • Das zweite Schaufelrad der Rotationspumpe 12 ist integral mit dem Gehäuse 3 ausgeführt und läuft somit mit der Drehzahl des Turbinenrads 2 um, da das Gehäuse 3 teilweise vom Turbinenrad 2 ausgebildet wird beziehungsweise an diesem angeschlossen ist. Das erste Schaufelrad und das zweite Schaufelrad der Rotationspumpe 12 sind derart axial gegenüberstehend angeordnet, dass sie einen torusförmigen Pumpenarbeitsraum ausbilden. Die Rotationspumpe 12 in der gezeigten Form wird auch als Seitenkanalpumpe bezeichnet, wobei man dann in der Regel von einem Schaufelrad und einem zugeordneten Kanal, der sonst üblicherweise in einem stehenden Bauteil angeordnet ist, spricht.
  • Im Rücklaufkanal 8 ist ferner der Kolben 7.1 eines Regelventils 7, das in Form eines Magnetventils ausgeführt ist, angeordnet. Der Kolben 7.1 kann durch Bestromung eines Spulenkörpers 7.2 entgegen der Kraft einer Feder 11, hier einer Tellerfeder, in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung verschoben werden, so dass er den Strömungsquerschnitt im Rücklaufkanal 8 mehr oder minder freigibt. Je weiter der Kolben 7.1 entgegen der Kraft der Feder 11 aufgrund einer auf ihn aufgebrachten Magnetkraft verschoben wird, desto größer ist der Strömungsquerschnitt im Rücklaufkanal 8, über welchen das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 10 in den Nebenraum 6 strömen kann.
  • Die Ausführung der 4 entspricht prinzipiell jener der 3. Bei dieser Ausführung ist jedoch der Nebenraum 6 axial neben dem Arbeitsraum 10 positioniert, und das erste und das zweite Schaufelrad beziehungsweise der Kanal der Rotationspumpe 12 (Seitenkanalpumpe) stehen sich in Radialrichtung derart gegenüber, dass sie einen torusförmigen Pumpenarbeitsraum ausbilden. Ferner wird der Kolben 7.1 entgegen der Kraft einer Feder 11, die als Druckfeder ausgeführt ist, verschoben, um den Strömungsquerschnitt im Rücklaufkanal 8 zu vergrößern.
  • Bei beiden Ausführungen, der Ausführung gemäß der 3 und der Ausführung gemäß der 4, stehen das beziehungsweise die Lager, mit welchen das Turbinenrad 2 gegenüber dem Pumpenrad 1 beziehungsweise gegenüber der Antriebswelle 4 gelagert ist, in einer strömungsleitenden Verbindung mit dem Arbeitsraum 10 beziehungsweise dem Nebenraum 6, so dass die Lager vom Arbeitsmedium umspült werden, um diese zu kühlen und/oder zu schmieren.
  • Gemäß der Ausführung der 3 verläuft der Zulaufkanal 9 in etwa oder vollständig in Tangentialrichtung des äußeren Umfangs des Arbeitsraums 10, und zwar von radial innen nach radial außen. Gemäß der 4 verläuft der Zulaufkanal 9 hingegen in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zu dem äußeren Umfang (beides mal im Axialschnitt gesehen) des Arbeitsraums 10.
  • In den 5 bis 7 ist nochmals die erfindungsgemäß vorgesehene „Verlängerung" des Rücklaufkanals 8 vom Arbeitsraum 10 ausgehend nach außen auf einen größeren Durchmesser als den maximalen Durchmesser DP des Arbeitsraums 10 schematisch dargestellt. Im Einzelnen verläuft der Rücklaufkanal 8 entlang des Pumpenrads (5) oder innerhalb des Pumpenrads (6, 7) in Radialrichtung (senkrecht oder schräg nach außen) bis zu einem äußeren Durchmesser DA des Pumpenrads 1. Ausgehend von diesem äußeren Durchmesser DA verläuft der Rücklaufkanal 8 dann innerhalb eines Raumes, der von dem Gehäuse 3 zunächst teilweise und dann vollständig umschlossen wird.
  • Hierdurch wird Folgendes erreicht: Ausgehend vom Arbeitsraum 10 strömt das Arbeitsmedium zunächst im Rücklaufkanal 8 radial nach außen mit einer Umfangskomponente, die sich aus dem arithmetischen Mittel der Drehgeschwindigkeiten des Pumpenrads 1 und des Turbinenrads 2 ergibt (5) oder mit einer Umfangskomponente, welche der Drehgeschwindigkeit des Pumpenrads 1 entspricht (6 und 7). Je größer die Umfangskomponente ist, desto größer ist die auf die Strömung wirkende Fliehkraft und somit der Staudruck in der Mündung des Rücklaufkanals 8 auf dem Durchmesser DA. Nachdem das Arbeitsmedium dann in Axialrichtung innen entlang dem Gehäuse 3 geströmt ist, strömt es in Radialrichtung wieder nach innen, und zwar durch einen Kanal innerhalb des Gehäuses 3. Somit weist das Arbeitsmedium innerhalb dieses Kanals in dem Gehäuse 3 eine Umfangskomponente auf (bezogen auf die Drehrichtung der hydrodynamischen Kupplung), welche der Drehgeschwindigkeit des Turbinenrads 2 entspricht, an welchem das Gehäuse 3 drehfest angeschlossen ist oder mit welchem es einteilig ausgeführt ist. Die Umfangskomponente, die durch die Drehgeschwindigkeit des Turbinenrads 2 bestimmt ist, ist kleiner als die Umfangskomponente, die durch die Drehgeschwindigkeit des Pumpenrads 1 bestimmt ist beziehungsweise aus dem arithmetischen Mittel der Drehgeschwindigkeiten des Pumpenrads 1 und des Turbinenrads 2 hervorgeht, der Staudruck im Rücklaufkanal 8 radial außen im Gehäuse 3 ist entsprechend kleiner. Je größer der äußere Durchmesser DA des Pumpenrads 1 beziehungsweise der Mündung des Rücklaufkanals 8 außen im Pumpenrad 1 ist, desto ausgeprägter ist die Geschwindigkeitsdifferenz und die Differenz im Staudruck. Hierdurch wird ein Druckunterschied innerhalb des Rücklaufkanals, ausgehend von der Stelle der höchsten Umfangsgeschwindigkeit in Richtung der Stelle mit kleinerer Umfangsgeschwindigkeit erzeugt, die die Durchströmung des Arbeitsmediums durch den Rücklaufkanal 8 unterstützt.
  • Gemäß der 5 wird die Durchströmung des Rücklaufkanals 8 in der gewünschten Richtung ferner durch die im Bereich des äußeren Umfangs des Pumpenrads 1 ausgeführten Beschaufelungen 14 und 15 unterstützt. Die Beschaufelung 14, die dem Teilstück des Rücklaufkanals 8 zugeordnet ist, welches eine Verlängerung in Radialrichtung des Trennspaltes zwischen dem Pumpenrad 1 und dem Turbinenrad 2 darstellt, bewirkt ein Fördern des Arbeitsmediums im Rücklaufkanal 8 in Radialrichtung nach außen. Die Beschaufelung 15 hingegen bewirkt ein Fördern des Arbeitsmediums im Rücklaufkanal 8 in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung, und zwar weggerichtet vom Arbeitsraum 10 hin zu dem vollständig innerhalb des Gehäuses 3 verlaufenden Teilstück des Rücklaufkanals 8.
  • Gemäß den 6 und 7 wird somit im Vergleich zu einer Ausführungsform ohne Verlängerung des Rücklaufkanals auf einen größeren Durchmesser der Kupplung die Druckdifferenz zwischen den aufgrund des Umlaufens der in Radialrichtung verlaufenden Abschnitte des Rücklaufkanals 8 auftretenden Staudrücken, das heißt zwischen dem Punkt des Rücklaufkanals 8, in welchem der radial nach außen führende Abschnitt des Rücklaufkanals 8 mündet und dem Punkt im Rücklaufkanal 8, von welchem aus das Arbeitsmedium wieder radial nach innen strömt, vergrößert. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß der 5, bei welcher sich die Drehzahl des Turbinenrads 2 beziehungsweise des Gehäuses 3 n2 und die Hälfte der Summe aus den Drehzahlen des Pumpenrads 1 n1 und des Turbinenrads 2 n2 gegenüberstehen, stehen sich bei den Ausführungsformen gemäß der 6 und 7 die Drehzahl des Turbinenrads 2 beziehungsweise des Gehäuses 3 n2 und die Drehzahl des Pumpenrads 1 n1 gegenüber. Der Drehzahlunterschied ist demnach bei den 6 und 7 im Vergleich zu der 5 größer, da sich das Turbinenrad 2 wegen des Schlupfes in der hydrodynamischen Kupplung stets mit einer kleineren Drehzahl als das Pumpenrad 1 über seiner Drehachse dreht.
  • Auch bei den Ausführungsformen gemäß der 6 und 7 kann, wie angedeutet, eine Beschaufelung 15 im Pumpenrad 1 vorgesehen sein, um die auf das Arbeitsmedium im Rücklaufkanal 8 aufgebrachte Förderwirkung zu vergrößern. Die vorliegend dargestellte Beschaufelung 15 bewirkt wiederum eine Förderung in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung weg von dem Arbeitsraum 10.
  • Gemäß der Ausführungsform, die in der 6 dargestellt ist, mit einem tangential im Arbeitsraum 10 mündenden Rücklaufkanal 8, wird die Meridianstromrichtung des Arbeitsmediums im Arbeitsraum 10 ausgenutzt. Der Arbeitsmediumkreislauf im Arbeitsraum 10 fördert das Arbeitsmedium sozusagen unmittelbar in den Rücklaufkanal 8 hinein, ohne dass dieses zuvor umgelenkt werden müsste.
  • Gemäß der 7 ist der mit der Drehzahl des Pumpenrads 1 umlaufende Abschnitt des Rücklaufkanals 8 in seiner Erstreckung in Radialrichtung der hydrodynamischen Kupplung dadurch verlängert, dass er in dem gezeigten Axialschnitt durch die hydrodynamische Kupplung in der Mitte des Arbeitsraums 10 beginnt und sich von dort, vorliegend linear, bis zum größten Durchmesser DA des Pumpenrads 1 erstreckt.
  • Bei den in den 5 bis 7 gezeigten Ausführungsformen ist das Regelventil 7 als regelbares Wegeventil mit zwei Stellungen und drei Anschlüssen ausgeführt. In einer ersten Stellung strömt Arbeitsmedium aus dem Rücklaufkanal 8 und dem Nebenraum 6 in das Regelventil 7 ein und von dort gemeinsam aus dem Regelventil 7 aus und in den Arbeitsraum 10. In einer zweiten Stellung strömt Arbeitsmedium aus dem Rücklaufkanal 8 in den Nebenraum 6. Der Anschluss des als Wegeventil ausgebildeten Regelventils 7 zum Arbeitsraum 10 ist versperrt. Bei dieser Ausführungsform ist es somit möglich, dass der Nebenraum 6 einen einzigen Anschluss aufweist, der sowohl zum Zuführen von Arbeitsmedium in den Nebenraum 6 in einer ersten Stellung des Regelventils 7 als auch zum Abführen von Arbeitsmedium aus dem Nebenraum 6 und in den Arbeitsraum 10 bei einer zweiten Stellung des Regelventils 7 dient. Selbstverständlich ist es auch möglich, das in den 5 bis 7 gezeigte Ventil als nicht regelbares Wegeventil auszuführen, und den Füllungsgrad des Arbeitsraumes 10 über die Zeitdauer zu regeln, mit welcher das Ventil 7 in jeder seiner beiden Stellungen – die Stellung, innerhalb von welcher Arbeitsmedium aus dem Nebenraum in den Arbeitsraum gefördert wird, und die Stellung, in welcher Arbeitsmedium ausschließlich aus dem Arbeitsraum in den Nebenraum gefördert wird – verbleibt. Die erfindungsgemäße Veränderung des Strömungsquerschnittes findet demnach zwischen einer ersten Stellung mit verschlossenem Querschnitt und einer zweiten Stellung mit vollständig geöffnetem Querschnitt und über die Zeitdauer der jeweiligen Position statt.
  • Bei jenen Ausführungsformen, in welchen der Rücklaufkanal 8 bis zu dem wenigstens 5 Prozent größeren Durchmesser DA als der äußere Durchmesser DP des Arbeitsraumes 10 vollständig innerhalb des Pumpenrads 1 verläuft, wie dies beispielsweise in den 6 und 7 dargestellt ist, ist vorteilhaft das Pumpenrad 1 zwischen dem Trennspalt zwischen dem Pumpenrad 1 und dem Turbinenrad 2 und jener Stelle, an welcher der vollständig im Pumpenrad 1 verlaufende Abschnitt des Rücklaufkanals 8 in einem Raum innerhalb des Gehäuses 3 mündet, durch eine Dichtung abgedichtet, beispielsweise eine Wellendichtung 13, wie sie in den 6 und 7 schematisch dargestellt ist. Diese Wellendichtung 13 kann beispielsweise als Spitze-Spitze-Dichtung, als einseitige Spitzen-Dichtung oder als Labyrinth-Dichtung oder auch als Kolbenring-Dichtung ausgeführt sein.

Claims (17)

  1. Hydrodynamische Kupplung 1.1 mit einem drehbaren Pumpenrad (1) und einem drehbaren Turbinenrad (2), welche sich derart axial gegenüberstehend angeordnet sind, dass sie miteinander einen torusförmigen, mit einem Arbeitsmedium befüllbaren Arbeitsraum (10) ausbilden; 1.2 mit einem Gehäuse (3), welches den Arbeitsraum (10) umschließt; 1.3 am Arbeitsraum (10) sind ein Zulaufkanal (9) zum Zuführen von Arbeitsmedium in den Arbeitsraum (10) und ein Rücklaufkanal (8) zum Abführen von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum (10) angeschlossen; 1.4 innerhalb des Gehäuses (3) und/oder am Gehäuse (3) ist ein Nebenraum (6) angeordnet, welcher über den Zulaufkanal (9) und den Rücklaufkanal (8) arbeitsmediumleitend mit dem Arbeitsraum (10) verbunden ist, so dass Arbeitsmedium in einer Kreislaufströmung aus dem Nebenraum (6) über den Zulaufkanal (9) in den Arbeitsraum (10) und aus dem Arbeitsraum (10) über den Rücklaufkanal (8) in den Nebenraum (6) förderbar ist; 1.5 der Strömungsquerschnitt für das Arbeitsmedium im Zulaufkanal (9) und/oder im Rücklaufkanal (8) ist gezielt veränderbar; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.6 der Rücklaufkanal (8) erstreckt sich durch das Pumpenrad (1) oder entlang an dem Pumpenrad (1) bis auf einen äußeren Durchmesser, der wenigstens das 1,05-fache des äußersten Durchmessers des Arbeitsraums (10) beträgt.
  2. Hydrodynamische Kupplung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Zulaufkanal (9) und/oder im Rücklaufkanal (8) ein Regelventil (7), insbesondere in Form eines Magnetventils, angeordnet ist.
  3. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenraum (6) teilweise oder vollständig radial innerhalb des Arbeitsraums (10) positioniert ist.
  4. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenraum (6) teilweise oder vollständig axial außerhalb des Arbeitsraums (10) angeordnet ist.
  5. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (7) einen in Axialrichtung und/oder Radialrichtung der hydrodynamischen Kupplung verschiebbaren Kolben (7.1) aufweist, der durch eine Magnetkraft aus einem Spulenkörper (7.2) gegen die Kraft einer Feder (11), insbesondere Druckfeder oder Blattfeder, verschiebbar ist, um den Strömungsquerschnitt des Rücklaufkanals (8) oder des Zulaufkanals (9) zu ändern.
  6. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Rücklaufkanal (8) und/oder im Zulaufkanal (9) eine Rotationspumpe (12) und/oder ein Schöpfrohr angeordnet ist, um eine Pumpwirkung auf das Arbeitsmedium auszuüben.
  7. Hydrodynamische Kupplung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationspumpe (12) ein erstes Schaufelrad und ein zweites Schaufelrad oder ein neben dem ersten Schaufelrad angeordneten Kanal aufweist, welche miteinander einen insbesondere torusförmigen Pumpenarbeitsraum ausbilden.
  8. Hydrodynamische Kupplung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaufelrad am Pumpenrad (1) angeschlossen oder integral in diesem ausgebildet ist, und das zweite Schaufelrad beziehungsweise der Kanal am Turbinenrad (2) angeschlossen oder integral in diesem ausgebildet ist.
  9. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad (2) drehfest an dem Gehäuse (3) angeschlossen oder integral mit diesem ausgeführt ist und das Pumpenrad (1) gemeinsam mit dem Gehäuse (3) umschließt.
  10. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaufelrad beziehungsweise der Kanal am Gehäuse (3) angeschlossen oder integral in diesem ausgebildet ist.
  11. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (9) im Bereich der radialen Mitte zwischen dem Innenradius des Arbeitsraums (10) und dem Außenradius des Arbeitsraums (10) mündet, oder im Bereich zwischen dem Innenradius und der radialen Mitte.
  12. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Zulaufkanälen (9) und/oder Rücklaufkanälen (8) vorgesehen ist.
  13. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal (8) in einer Ebene gesehen, auf welcher die Drehachse der hydrodynamischen Kupplung senkrecht steht, am Außenradius oder im Bereich des Außenradius des Arbeitsraums (10) im Arbeitsraum (10) mündet, und insbesondere in einem Trennspalt zwischen dem Pumpenrad (1) und dem Turbinenrad (2).
  14. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal (8) in einem Axialschnitt durch die hydrodynamische Kupplung gesehen in Tangentialrichtung im Arbeitsraum (10) mündet, insbesondere derart, dass er einer Kreislaufströmung von Arbeitsmedium im Arbeitsraum (10) unmittelbar gegenübersteht.
  15. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal (8) in einem Axialschnitt durch die hydrodynamische Kupplung gesehen im Mittelpunkt oder im Bereich der Mitte des Arbeitsraums (10) mündet.
  16. Hydrodynamische Kupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal (8) vom Arbeitsraum (10) bis zu dem äußeren Durchmesser, bis auf welchen der Rücklaufkanal (8) nach außen verläuft, vollständig innerhalb des Pumpenrads (1), insbesondere innerhalb einer Bohrung im Pumpenrad (1) verläuft, und in einem von dem Gehäuse (3), welches insbesondere drehfest am Turbinenrad (2) angeschlossen oder einteilig mit diesem ausgebildet ist, umschlossenen Raum mündet.
  17. Hydrodynamische Kupplung, gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenrad (1) im Bereich zwischen einem Trennspalt zwischen dem Pumpenrad (1) und dem Turbinenrad (2) und der Mündung des Rücklaufkanals (8) in dem von dem Gehäuse (3) umschlossenen Raum gegen das Gehäuse (3) abgedichtet ist, insbesondere mittels einer Wellendichtung (13).
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