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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine hydrodynamische
Maschine mit wenigstens zwei umlaufenden Schaufelrädern, die
miteinander einen insbesondere torusförmigen Arbeitsraum ausbilden,
der mit einem Arbeitsmedium befüllbar
ist, um Antriebsleistung hydrodynamisch vom ersten Schaufelrad auf
das zweite Schaufelrad zu übertragen.
Speziell betrifft die vorliegende Erfindung eine hydrodynamische
Kupplung, die genau zwei umlaufende Schaufelräder, nämlich ein Pumpenrad und ein Turbinenrad,
aufweist, die miteinander den Arbeitsraum, insbesondere torusförmigen Arbeitsraum
vollständig
ausbilden beziehungsweise umschließen.
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Erfindungsgemäße hydrodynamische
Maschinen – beispielsweise
als hydrodynamischer Wandler oder als hydrodynamische Kupplung ausgeführt – sind dem
Fachmann bekannt. Sie werden insbesondere im Antriebsstrang von
Kraftfahrzeugen vorgesehen, um Antriebsleistung hydrodynamisch von
der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs auf die Antriebsräder zu übertragen.
Solche hydrodynamischen Maschinen, insbesondere hydrodynamische Kupplungen,
können
jedoch auch in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang dazu verwendet
werden, wie dies gemäß einer
vorteilhaften Ausführung
der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, Antriebsleistung hydrodynamisch
von der Antriebsmaschine, mit welcher das Kraftfahrzeug angetrieben
wird, oder einer zusätzlichen
Antriebsmaschine auf ein sogenanntes Nebenaggregat zu übertragen.
Beispielsweise ist das Nebenaggregat ein Lüfterrad des Fahrzeugkühlsystems.
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Insbesondere,
um das genannte Nebenaggregat vor einer Überdrehzahl zu schützen, hat
man vorgeschlagen, die hydrodynamische Kupplung mit einem Drehzahlbegrenzungsventil
zu versehen, welches immer dann automatisch, das heißt nicht
von außerhalb
der hydrodynamischen Kupplung beziehungsweise außerhalb des Ventils angesteuert,
betätigt
wird, wenn die Antriebsseite (das Pumpenrad) oder die Abtriebsseite
(das Turbinenrad) der hydrodynamischen Kupplung eine bestimmte Grenzdrehzahl
erreicht hat. Durch Schalten des Ventils wird der Füllungsgrad
des Arbeitsraumes automatisch reduziert, das heißt, es wird mehr Arbeitsmedium
aus dem Arbeitsraum ausgetragen als eingeleitet.
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Beispielsweise
beschreibt das Dokument
US 2
873 831 A eine hydrodynamische Kupplung mit einem am Pumpenrad
angeschlossenen Fliehkraftventil, das somit mit der Drehzahl des
Pumpenrades umläuft.
Wenn das Pumpenrad einen bestimmten kritischen Drehzahlwert erreicht, öffnet das
Fliehkraftventil und lässt
Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum austreten, wodurch der Füllungsgrad
des Arbeitsraumes reduziert wird, somit der Schlupf zwischen Pumpenrad
und Turbinenrad erhöht
wird und dadurch die Drehzahl der Abtriebsseite (des Turbinenrades)
abnimmt.
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Das
Dokument
WO 2006/061252
A1 beschreibt eine hydrodynamische Kupplung, bei welcher
ein Fliehkraftventil in einem Kupplungsgehäuse angeordnet ist, das mit
der Drehzahl des Turbinenrades und somit der Abtriebsseite umläuft. Auch
dieses Fliehkraftventil öffnet
oberhalb einer vorbestimmten Grenzdrehzahl, diesmal jedoch der Abtriebsseite,
um den Füllungsgrad
des Arbeitsraumes und somit die Drehzahl der Abtriebsseite der hydrodynamischen Kupplung
zu vermindern.
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Bei
beiden genannten Ausführungsformen wird
die auf den Ventilkörper
wirkende Fliehkraft genutzt, um zu bestimmen, ob dieses Drehzahlbegrenzungsventil
bei der aktuellen Drehzahl des Pumpenrades beziehungsweise des Turbinenrades öffnet oder
nicht. Die auf den Ventilkörper
wirkende Fliehkraft ist jedoch nicht nur von der Drehzahl, sondern auch
von der Masse des Ventilkörpers
abhängig.
Die exakte Einstellung einer gewünschten
Grenzdrehzahl ist daher verhältnismäßig komplex.
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Die
Offenlegungsschrift
DE
34 35 659 A1 beschreibt eine hydrodynamische Regelkupplung
für das
Lüfterrad
eines Fahrzeugkühlsystems,
bei welcher neben einem fliehkraftbetätigten Drehzahlbegrenzungsventil
zusätzlich
ein unabhängig
von der Drehzahl arbeitendes Überströmventil
vorgesehen ist, das einen blatt- oder
scheibenförmigen
elastisch nachgiebigen und vorgespannten Ventilkörper aufweist, der eine Vielzahl
von Auslassbohrungen aus dem Arbeitsraum überdeckt. Der Öffnungsgrad
des Überströmventils
wird durch einen Thermostaten eingestellt, welcher die Temperatur
der vom Lüfterrad durch
einen Kühlkreislauf-Kühler angesaugten
Kühlluft
und somit indirekt die Temperatur des Kühlwassers misst. Durch eine
entsprechende Verdrehung einer mit dem Thermostaten verbundenen
Scheibe in Umfangsrichtung werden Öffnungen in dem Ventilkörper mehr
oder weniger zur Deckung mit den Mündungen der Auslassbohrungen
gebracht. Eine Erhöhung
der Kühlwassertemperatur
hat ein Verstellen der Scheibe in Richtung Schließen der
Mündungen der
Auslassbohrungen zur Folge und somit eine Erhöhung des Füllungsgrades der Kupplung.
Ferner bewirkt eine plötzliche
Drehzahlerhöhung
durch das Pumpenrad einen höheren
Druck an dem Überströmventil
und führt
somit bei gleicher Ventilstellung zu einem verstärkten Ableiten von Arbeitsmedium
aus dem Arbeitsraum. Auf diese Weise wird der Füllungsgrad des Arbeitsraumes
reduziert und zwar soweit, dass das Drehmoment des Turbinenrades
trotz höherer
Drehzahl des Pumpenrades konstant gehalten wird.
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Auch
bei der zuletzt genannten Ausführungsform
wird die Drehzahlbegrenzung bei einem bestimmten kritischen Drehzahlwert
nur durch das mit dem Turbinenrad umlaufende Fliehkraftventil erreicht,
wohingegen das ebenfalls mit der Drehzahl des Turbinenrades umlaufende Überströmventil
keine Drehzahlbegrenzung auf einen bestimmten Grenzdrehzahlwert
erreicht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrodynamische Maschine,
insbesondere eine hydrodynamische Kupplung, anzugeben, bei welcher eine Drehzahlbegrenzung
der Abtriebsseite mit einem vorbestimmten Grenzwert unabhängig von
der Fliehkraft erreicht werden kann.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird durch eine hydrodynamische Maschine mit den Merkmalen von Anspruch
1 gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche beschreiben
vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
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Besonders
vorteilhaft findet eine erfindungsgemäß ausgeführte hydrodynamische Maschine
in Form einer hydrodynamischen Kupplung mit genau zwei Schaufelrädern Verwendung
beim Antrieb eines Lüfterrades
eines Fahrzeugkühlsystems.
Hierzu kann die hydrodynamische Kupplung in der Lüfterradnabe
integriert sein, und das Lüfterrad
beziehungsweise die einzelnen Lüfterradschaufeln
sind vorteilhaft starr am Gehäuse
der hydrodynamischen Kupplung, das insbesondere drehfest am Turbinenrad
angeschlossen ist beziehungsweise teilweise durch das Turbinenrad
ausgebildet wird, angeschlossen.
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Eine
erfindungsgemäße hydrodynamische Maschine,
insbesondere hydrodynamische Kupplung, weist ein beschaufeltes Pumpenrad
und ein beschaufeltes Turbinenrad auf, welche jeweils über einer
gemeinsamen Drehachse umlaufen und einen mit Arbeitsmedium befüllbaren,
insbesondere torusförmigen
Arbeitsraum ausbilden.
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In
einer Arbeitsmediumleitung, die beispielsweise mit einem Arbeitsmediumeinlass
des Arbeitsraumes oder einem Arbeitsmediumauslass des Arbeitsraumes
verbunden ist, ist ein Drehzahlbegrenzungsventil vorgesehen. Dabei
können
auch eine Vielzahl von entsprechenden Arbeitsmediumleitungen mit
einer entsprechenden Anzahl von Drehzahlbegrenzungsventilen vorgesehen
sein, wobei diese Arbeitsmediumleitungen dann hinsichtlich der Arbeitsmediumströmung in
der Regel parallel zueinander angeordnet sind und jeweils in strömungsleitender
Verbindung mit dem Arbeitsraum stehen.
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Das
Drehzahlbegrenzungsventil ist als ungesteuertes Ventil vorgesehen,
das heißt,
es ist frei von einer externen Ansteuerung. Beispielsweise ist ein mittels
einem Druckluftsystem angesteuertes Ventil, wie dies herkömmlich als
Auslassregelventil für
hydrodynamische Maschinen verwendet wird, kein ungesteuertes Ventil
im Sinne der vorliegenden Erfindung.
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Das
ungesteuerte Drehzahlbegrenzungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung
wird, je nachdem, ob es zur Drehzahlbegrenzung öffnet oder schließt, als
in Öffnungsrichtung
oder in Schließrichtung
entgegen dem Druck der Arbeitsmediumströmung in der Arbeitsmediumleitung,
in welcher es angeordnet ist, vorgespannt ausgeführt. Zur Vorspannung kommt
beispielsweise eine Druckfeder oder Zugfeder oder ein sonstiges
elastisches Element in Betracht, das eine Druckkraft, Zugkraft,
Torsionskraft oder Biegekraft auf einen Ventilkörper des Drehzahlbegrenzungsventils
ausübt,
und zwar entgegen der Strömungskraft.
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Das
Drehzahlbegrenzungsventil ist erfindungsgemäß in einem nicht umlaufenden
Bauteil der hydrodynamischen Kupplung, das heißt stationär in der hydrodynamischen Kupplung
angeordnet, so dass keine Fliehkraft auf das Drehzahlbegrenzungsventil
wirkt.
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Das
Drehzahlbegrenzungsventil schaltet vorteilhaft ausschließlich aufgrund
der durch das Arbeitsmedium auf seinen Ventilkörper wirkenden Strömungskraft,
die durch einen Rotationsdruck, Strömungsdruck und/oder Staudruck
erzeugt wird. Ein Rotationsdruck wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass
außerhalb
der Mündung
der Arbeitsmediumleitung, in welcher das Drehzahlbegrenzungsventil
vorgesehen ist und in welche das Arbeitsmedium eintritt, das Arbeitsmedium
in einer Kreislaufströmung
rotiert und somit einer Fliehkraft unterliegt, wohingegen jenes
Arbeitsmedium, das in die Mündung
der Arbeitsmediumleitung mit dem Drehzahlbegrenzungsventil eingetreten
ist, dieser Fliehkraft aufgrund der stationären Anordnung der Arbeitsmediumleitung
nicht mehr unterliegt – sozusagen
abgebremst – und
dadurch radial nach innen gefördert
wird. Die einer Fliehkraft unterliegende Kreislaufströmung des
Arbeitsmediums unmittelbar außerhalb
der Mündung der
Arbeitsmediumleitung kann entweder dadurch bewirkt werden, dass
das Arbeitsmedium von einem in Umfangsrichtung der hydrodynamischen
Kupplung über
der Drehachse umlaufenden Bauteil, beispielsweise der Schale eines
Gehäuses,
mitgerissen wird, und/oder durch eine Meridianströmung dargestellt werden,
das heißt
eine Strömung über einer
Drehachse, welche die Drehachse der hydrodynamischen Kupplung in
Umfangsrichtung umschließt,
wie sie beispielsweise durch das Zusammenwirken von Pumpenrad und
Turbinenrad erzeugt wird.
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Der
Strömungsdruck,
welcher auf den Ventilkörper
des Drehzahlbegrenzungsventils wirkt, ergibt sich durch die Geschwindigkeit
der Arbeitsmediumströmung
innerhalb der Arbeitsmediumleitung, in welcher das Drehzahlbegrenzungsventil
angeordnet ist.
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Ein
Staudruck, der auf den Ventilkörper
wirkt, kann sich dadurch ergeben, dass die Mündung der Arbeitsmediumleitung
mit dem Drehzahlbegrenzungsventil, in welche das Arbeitsmedium einströmt, der
Strömungsrichtung
des Arbeitsmediums außerhalb
dieser Mündung
entgegengerichtet ist, beispielsweise dadurch, dass die Mündung in
dem nicht umlaufenden, in welchem die Arbeitsmediumleitung mit dem
Drehzahlbegrenzungsventil ausgebildet ist, tangential zur Drehachse
der hydrodynamischen Kupplung ausgerichtet ist, um einer in Umfangsrichtung
der hydrodynamischen Kupplung ausgebildeten Strömung entgegenzustehen, oder
einer Meridianströmung
von Arbeitsmedium innerhalb der Ebene entgegensteht, in welcher
die Drehachse der hydrodynamischen Kupplung verläuft.
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Besonders
vorteilhaft weist die hydrodynamische Maschine ein umlaufendes Gehäuse auf,
innerhalb von welchem das nicht umlaufende Bauteil angeordnet ist.
Das Gehäuse
kann beispielsweise durch das Pumpenrad und eine am Pumpenrad drehfest
angeschlossene Schale gemeinsam gebildet werden, so dass das Gehäuse mit
der Drehzahl des Pumpenrades umläuft.
Alternativ kann das Gehäuse auch
durch das Turbinenrad und eine am Turbinenrad drehfest angeschlossene
Schale gebildet werden, so dass das Gehäuse mit der Drehzahl des Turbinenrades
umläuft.
Auch einstückige
Ausführungen der
Schale mit dem Pumpenrad oder dem Turbinenrad sind möglich.
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Wenn
das Gehäuse
mittels einer an einem der beiden Schaufelräder angeschlossenen Schale gebildet
wird, wird das jeweils andere der beiden Schaufelräder vorteilhaft
beidseitig von der Schale und dem mit der Schale verbundenen Schaufelrad umschlossen.
Das nicht umlaufende beziehungsweise stationäre Bauteil kann dann beispielsweise
zwischen dem nicht an der Schale angeschlossenen Schaufelrad und
der Schale positioniert sein, somit axial auf der Rückseite
des nicht an der Schale angeschlossenen Schaufelrades.
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Die
hydrodynamische Maschine kann beispielsweise als nicht durchflossene
hydrodynamische Maschine ausgeführt
sein. Das bedeutet, dass die hydrodynamische Maschine frei von einem
externen Arbeitsmediumkreislauf ist. Solche hydrodynamischen Maschinen
weisen keinen Arbeitsmediumanschluss zum Zuführen von Arbeitsmedium von außen in die
hydrodynamische Maschine auf, abgesehen von möglicherweise einem verschließbaren Einfüllstutzen
oder Einfüllanschluss,
um das Arbeitsmedium zur Inbetriebnahme oder bei einer Revision der
hydrodynamischen Mascine einzufüllen.
Insbesondere bei solchen nicht durchflossenen hydrodynamischen Maschinen
kann erfindungsgemäß ein Nebenraum
für Arbeitsmedium,
in der Regel innerhalb des Gehäuses
der hydrodynamischen Maschine, vorgesehen sein, welcher jenes Arbeitsmedium aufnimmt,
das aus dem Arbeitsraum der hydrodynamischen Maschine entleert wird,
um entweder eine hydrodynamische Antriebsleistungsübertragung
vom Pumpenrad auf das Turbinenrad zu unterbrechen oder die Antriebsleistungsübertragung
beziehungsweise Drehmomentübertragung
vom Pumpenrad auf das Turbinenrad durch eine entsprechende Steuerung
oder Regelung zu reduzieren. Ein solcher Nebenraum ist vorteilhaft
wenigstens teilweise, insbesondere zu seinem größten Teil oder vollständig radial
innerhalb des Arbeitsraums angeordnet, so dass das Arbeitsmedium
innerhalb des Nebenraums aufgrund der auf dieses wirkenden Fliehkraft
bei einem geöffneten
Arbeitsmediumeinlass des Arbeitsraumes aus dem Nebenraum in den
Arbeitsraum strömt.
Der Arbeitsmediumauslass des Arbeitsraumes kann dann im radial äußersten
Punkt oder in einem radial äußeren Bereich
des Arbeitsraumes vorgesehen sein, so dass das Arbeitsmedium wiederum
aufgrund der Fliehkraft aus dem Arbeitsraum gefördert wird. Alternativ oder
zusätzlich
kann der Arbeitsmediumauslass der Meridianströmung von Arbeitsmedium im Arbeitsraum
entgegengewandt sein. Die Mündung der
Arbeitsmediumleitung mit dem Drehzahlbegrenzungsventil, in welche
das Arbeitsmedium einströmt, nachdem
es aus dem Arbeitsraumauslass ausgetreten ist, ist vorteilhaft ebenfalls
in einem radial äußeren Bereich
der hydrodynamischen Kupplung angeordnet, insbesondere auf oder
außerhalb
des radial äußeren Durchmessers
des Arbeitsraumes der hydrodynamischen Kupplung. Im letzteren Fall
kann dann die Arbeitsmediumleitung mit dem Drehzahlbegrenzungsventil
in Strömungsrichtung
zwischen dem Arbeitsmediumauslass und dem Nebenraum in der hydrodynamischen
Maschine positioniert sein.
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Das
wenigstens eine Drehzahlbegrenzungsventil in der wenigstens einen
Arbeitsmediumleitung in dem wenigstens einen nicht umlaufenden Bauteil, wobei
insbesondere ein einziges nicht umlaufendes Bauteil vorgesehen ist,
das sämtliche
Arbeitsmediumleitungen mit Drehzahlbegrenzungsventilen aufnimmt,
ist vorteilhaft zusätzlich
zu einem Auf-/Zu-Ventil oder einem Regelventil vorgesehen, mit welchem
das Füllen
und Entleeren des Arbeitsraumes der hydrodynamischen Maschine zum
Inbetriebnehmen und Außerbetriebnehmen
der hydrodynamischen Maschine gesteuert wird oder mit welchem der
Füllungsgrad
des Arbeitsraumes der hydrodynamischen Maschine gezielt variiert
wird, um die Antriebsleistungsübertragung
beziehungsweise Drehmomentübertragung
mittels der hydrodynamischen Maschine zu steuern oder zu regeln.
Dieses wenigstens eine Auf-/Zu-Ventil oder Regelventil kann vorteilhaft
in demselben nicht umlaufenden Bauteil wie das wenigstens eine Drehzahlbegrenzungsventil vorgesehen
sein. Besonders vorteilhaft ist das wenigstens eine Auf-/Zu-Ventil
oder das wenigstens eine Regelventil hinsichtlich der Arbeitsmediumströmung parallel
zu dem wenigstens einen Drehzahlbegrenzungsventil angeordnet. Das
Drehzahlbegrenzungsventil dient dann ausschließlich dazu, zu schalten, insbesondere
zu öffnen,
wenn eine kritische Drehzahl auf der Antriebsseite und/oder der
Abtriebsseite der hydrodynamischen Maschine erreicht wird, um eine
unerwünschte Überdrehzahl
zu vermeiden. Durch das Schalten des Drehzahlbegrenzungsventils
wird entweder eine fortgesetzte Zuströmung von Arbeitsmedium in den
Arbeitsraum verhindert, insbesondere bei gleichzeitiger fortgesetzter Ableitung
von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum, oder eine verstärkte Ableitung
von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum wird bewirkt, insbesondere
bei gleichzeitig verminderter oder unterbrochener Arbeitsmediumzuführung zu
dem Arbeitsraum.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles exemplarisch
erläutert
werden.
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Es
zeigen:
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1 einen
schematischen Axialschnitt durch eine Hälfte einer erfindungsgemäß ausgeführten hydrodynamischen
Kupplung;
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2 einen
schematischen Radialschnitt durch ein nicht umlaufendes Bauteil
mit einer Vielzahl von Arbeitsmediumleitungen mit Drehzahlbegrenzungsventilen
und hinsichtlich der Arbeitsmediumströmung parallel hierzu angeordneten
Arbeitsmediumabfuhrleitungen, die Arbeitsmedium zu einem Regelventil
leiten.
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In
der 1 erkennt man das Pumpenrad 1 und das
Turbinenrad 2 einer hydrodynamischen Kupplung, die miteinander
einen torusförmigen
Arbeitsraum 3 ausbilden. Am Turbinenrad 2 ist
eine Schale 8 angeschlossen, die zusammen mit dem Turbinenrad 2 das
umlaufende Gehäuse 7 der
hydrodynamischen Kupplung ausbildet. Das Pumpenrad 1 wird
in Axialrichtung beidseitig zwischen dem Turbinenrad 2 und
der Schale 8 eingeschlossen, und in Umfangsrichtung von
der Schale 8 umgeben.
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Auf
der Rückseite
des Pumpenrades 1 ist ebenfalls innerhalb der Schale 8 beziehungsweise des
Gehäuses 7 ein
stationäres
beziehungsweise nicht umlaufendes Bauteil 6 angeordnet.
Das nicht umlaufende Bauteil 6 wird unmittelbar in Axialrichtung
auf der einen Seite durch das Pumpenrad 1 und auf der anderen
Seite durch die Schale 8 eingeschlossen.
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Innerhalb
des nicht umlaufenden Bauteils 6 sind eine Vielzahl von
in Radialrichtung der hydrodynamischen Kupplung verlaufenden Arbeitsmediumleitungen 5 vorgesehen,
von welchen jede ein Drehzahlbegrenzungsventil 4 aufweist.
Während
man in der 1 nur einen Schnitt durch eine
einzige der Arbeitsmediumleitungen 5 erkennen kann, sind
in der 2 beispielhaft vier solcher Arbeitsmediumleitungen 5 mit
jeweils einem Drehzahlbegrenzungsventil 4 dargestellt.
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Wie
schematisch in beiden Figuren angedeutet ist, weisen die Drehzahlbegrenzungsventile 4 jeweils
einen Ventilkörper
auf, der durch eine Druckfeder im Sinne eines Schließens des
Drehzahlbegrenzungsventils vorgespannt ist. Bei der gezeigten Ausführungsform
wird der Ventilkörper
jedes Drehzahlbegrenzungsventils 4 mittels der Druckfeder
in Radialrichtung der hydrodynamischen Kupplung nach außen gedrückt.
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Ferner
ist ein Nebenraum 9 vorgesehen, der bei der gezeigten Ausführungsform
ausschließlich durch
das Pumpenrad 1 beziehungsweise durch mit der Drehzahl
des Pumpenrads 1 umlaufende Bauteile begrenzt wird. Der
Nebenraum 9 ist über
einen Arbeitsmediumeinlass 10 strömungsleitend mit dem Arbeitsraum 3 verbunden,
so dass Arbeitsmedium aus dem Nebenraum 9, vorliegend allein
aufgrund einer Fliehkraftwirkung, in den Arbeitsraum 3 geleitet
wird, wenn der Arbeitsraum 3 stärker befüllt werden soll. Hierzu kann
im oder vor dem Arbeitsmediumeinlass 10 ein entsprechendes
Regelventil (nicht gezeigt) oder ein Auf-/Zu-Ventil (nicht gezeigt)
vorgesehen sein, um die Strömung
von Arbeitsmedium aus dem Nebenraum 9 in den Arbeitsraum 3 zu
steuern oder zu regeln.
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Der
Nebenraum 9 ist ferner über
einen Arbeitsmediumauslass 11 mit dem Arbeitsraum 3 verbunden,
und zwar derart, dass das Arbeitsmedium, das durch den Arbeitsmediumauslass 11 aus
dem Arbeitsraum 3 ausströmt, wieder in den Nebenraum 9 geleitet
wird. Hierzu sind Arbeitsmediumabfuhrleitungen 12 vorgesehen,
die nur in der 2 schematisch dargestellt sind.
In der vorliegenden Ausführungsform
werden die Abfuhrleitungen 12 von demselben nicht umlaufenden
Bauteil 6 gebildet, wie die Arbeitsmediumleitungen 5 mit
den Drehzahlbegrenzungsventilen 4. Beispielsweise sind
die Arbeitsmediumabfuhrleitungen 12 über dem Umfang des nicht umlaufenden
Bauteils 6 verteilt zwischen den Arbeitsmediumleitungen 5 angeordnet.
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Auch
in dem Arbeitsmediumauslass 11, hinter diesem, in den Arbeitsmediumabfuhrleitungen 12 oder
hinter diesen kann wiederum ein Regelventil oder Auf-/Zu-Ventil
(in der 2 schematisch als Regelventil 13 dargestellt)
vorgesehen sein, um zu steuern oder zu regeln, wie viel Arbeitsmedium
aus dem Arbeitsraum 3 durch den Arbeitsmediumauslass 11, die
Arbeitsmediumabfuhrleitungen 12 in den Nebenraum 9 strömt.
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Selbstverständlich ist
es möglich,
anstelle eines einzigen Arbeitsmediumeinlasses 10 und/oder eines
einzigen Arbeitsmediumauslasses 11 eine Vielzahl von Arbeitsmediumeinlässen und/oder
Arbeitsmediumauslässen
vorzusehen, die beispielsweise ebenfalls über dem Umfang der hydrodynamischen Kupplung
verteilt angeordnet sind.
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Aufgrund
dessen, dass das Arbeitsmedium, welches aus dem Arbeitsraum 3 durch
den Arbeitsmediumauslass 11 ausgetreten ist, an der inneren Oberfläche der
Schale 8 zusammen mit der Schale 8 in Umfangsrichtung
der hydrodynamischen Kupplung umläuft, wirkt eine Fliehkraft
auf dieses Arbeitsmedium. Wenn nun das nicht umlaufende Bauteil 6 in
diese Ringströmung
von Arbeitsmedium innerhalb der Schale 8 eintaucht, so
wird das Arbeitsmedium in der Eintrittsmündung der Arbeitsmediumleitungen 5 abgebremst,
so dass keine Fliehkraft mehr auf dieses wirkt. Dementsprechend
strömt
das Arbeitsmedium in den Arbeitsmediumleitungen 5 radial
nach innen und bewirkt eine Kraft im Sinne eines Öffnens auf
die Drehzahlbegrenzungsventile 4 entgegen der verschließenden Kraft,
hier der Druckfedern. Wenn die Drehzahl des Turbinenrades 2 und
damit der Schale 8 ausreichend hoch ist, steigt die in
Richtung des Öffnens
der Drehzahlventile 4 wirkende Kraft bis auf einen solchen
Wert an, dass die Druckkraft der Feder überwunden wird und das Arbeitsmedium
durch die Drehzahlbegrenzungsventile 4 hindurch in den
Nebenraum 9 strömt.
Dies geschieht unabhängig
davon, ob zugleich Arbeitsmedium durch die Arbeitsmediumabfuhrleitungen 12 in
den Nebenraum 9 strömt.
Durch das Öffnen
der Drehzahlbegrenzungsventile 4 wird der Strömungsquerschnitt
für Arbeitsmedium
in Richtung des Nebenraumes 9 vergrößert, wodurch mehr Arbeitsmedium
in den Nebenraum 9 strömt,
so dass der Füllungsgrad
des Arbeitsraumes 3 vermindert wird. Hierdurch steigt der
Schlupf zwischen dem Pumpenrad 1 und dem Turbinenrad 2, was
wiederum entweder zu einem Absinken der Drehzahl des Turbinenrades 2 oder
bei entsprechend steigender Drehzahl des Pumpenrades 1 aufgrund eines
schnelleren Antriebs desselben zu einer konstanten Drehzahl oder
in Grenzfällen
auch zu einem vergleichsweise langsameren Anstieg der Drehzahl des
Turbinenrades 2 führt.