DE1027941B

DE1027941B - Foettinger coupling

Info

Publication number: DE1027941B
Application number: DED17343A
Authority: DE
Inventors: Carlton A Chamberlain
Original assignee: Dresser Operations Inc
Current assignee: Dresser Operations Inc
Priority date: 1953-03-20
Filing date: 1954-03-19
Publication date: 1958-04-10

Description

Föttinger-Kupplung Die Erfindung betrifft eine Föttinger-Kupplung mit kleinen Entleerungsöffnungen und mit einem den Füllungsgrad und daher die Schlupfcharakteristik selbsttätig über einen Kanal innerhalb der Welle ändernden Zufluß.Föttinger coupling The invention relates to a Föttinger coupling with small emptying openings and with one the degree of filling and therefore the slip characteristic automatically changing inflow via a channel within the wave.

Einseitig gerichtete Antriebe mit hydrodynamischen Kupplungen, die einen treibenden Teil mit einem getriebenen Teil verbinden, sind an sich bekannt; bisher ist aber noch nicht die Aufgabe gelöst worden, die Kupplung bei Bedarf mit einer einfachen Vorrichtung geringen Trägheitsmomentes zu entkuppeln. Es ist z. B. eine hydrodynamische Kupplung bekannt, die mittels einer Anordnung gelöst wird, welche die Ölzufuhr zu der Kupplung nur dann sperrt, wenn die getriebene Welle schneller zu laufen beginnt als die treibende Welle. Es ist auch eine Föttinger-Kupplung bekannt, bei der eine Gegendruckpumpe mit allmählich zunehmender Kraft dem in die Kupplung gerichteten Flüssigkeitsstrom entgegenwirkt, wenn die getriebene Welle unabhängig schneller und schneller zu laufen beginnt.Unidirectional drives with hydrodynamic couplings that connecting a driving part with a driven part are known per se; So far, however, the task has not yet been solved, using the clutch if necessary to decouple a simple device with a low moment of inertia. It is Z. B. a hydrodynamic coupling known, which is released by means of an arrangement, which blocks the oil supply to the clutch only when the driven shaft is faster begins to run as the driving wave. A Föttinger coupling is also known, in which a counter-pressure pump with gradually increasing force is used in the clutch directed fluid flow counteracts when the driven shaft is independent starts to run faster and faster.

Im allgemeinen enthält der Erfindungsgegenstand eine hydrodynamische Kupplung üblicher Bauart, welche eine treibende und eine getriebene Welle verbindet und mit einer durch eine der Wellen führende Ölzufuhr versehen ist, wobei die Fortleitung des Öls von der Kupplung durch Öffnungen in dem Gehäuse erfolgt. Die Erfindung dient zur Verbesserung einer Steuervorrichtung, die auf einer der Wellen angebracht ist, wobei diese Steuervorrichtung den Ölzufluß zu der Kupplung öffnet oder verschließt, wenn die treibende Welle schneller oder langsamer umläuft als die getriebene Welle.In general, the subject matter of the invention includes a hydrodynamic one Coupling of conventional design, which connects a driving and a driven shaft and is provided with an oil supply leading through one of the shafts, the forwarding of the oil from the clutch takes place through openings in the housing. The invention serves to improve a control device that is mounted on one of the shafts, this control device opens or closes the oil flow to the clutch, when the driving shaft rotates faster or slower than the driven shaft.

Gemäß der Erfindung ist eine Föttinger-Kupplung mit kleinen Entleerungsöffnungen und mit einem den Füllungsgrad und daher die Schlupfcharakteristik selbsttätig über einen Kanal innerhalb der Welle ändernden Zufluß dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung den Flüssigkeitszufluß regelt, wobei die Steuereinrichtung einen Schieber enthält, der hydrostatisch durch eine Pumpe gesteuert wird, die in der einen oder anderen Richtung durch relative Drehung der Wellen gedreht wird.According to the invention is a Föttinger coupling with small drainage openings and with one the degree of filling and therefore the slip characteristics automatically a channel within the wave changing inflow characterized in that a Control device regulates the flow of liquid, the control device a Includes slide valve that is hydrostatically controlled by a pump installed in the is rotated in one direction or another by relative rotation of the shafts.

Diese Föttinger-Kupplung hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber den bekannten Ausführungen. Die Kupplung mit der zugehörigen Steuereinrichtung zur selbsttätigen Änderung der Schlupfcharakteristik bildet eine in sich geschlossene und betriebssichere Baueinheit. Sie kann dauernd mit Überdrehzahlen betrieben werden, ohne daß Abnutzungen auftreten, die bei bekannten Kupplungen mit Reibungseingriff: unvermeidlich sind. Bei derartigen hydrodynamischen Kupplungen sind bisher keine Möglichkeiten bekannt, im Bedarfsfall oder willkürlich die Kupplung mit einer Einrichtung geringer Trägheit zu lösen. Erfindungsgemäß wird dies durch eine besonders einfache Einrichtung bewerkstelligt, die den Flüssigkeitszufluß zur Kupplung regelt. Der mit der Pumpe in Verbindung stehende Schieber hat kein schädliches Spiel, wie die bekannten Einrichtungen, deren Teile leicht verschleißen. Die Steuervorrichtung enthält vorzugsweise einen Schieber und eine Pumpe, welche das Öl in der einen Richtung in Umlauf versetzt, um den Schieber für den Zufluß des Öls zur Kupplung zu öffnen. Bei entgegengesetzter Richtung der Pumpe wird der Schieber geschlossen, so daß der Ölzufluß zur Kupplung gesperrt wird. Das Pumpengehäuse läuft mit einer der beiden Wellen um, die mit der hydrodynamischen Kupplung verbunden sind, während der Pumpenrotor sich mit der anderen Welle zusammen dreht. Wenn daher das Pumpengehäuse schneller läuft als sein Rotor, dann wird der Schieber in die eine seiner Endlagen bewegt. Wenn jedoch der Rotor schneller umläuft als das Gehäuse, wird der Schieber zwangläufig in die entgegengesetzte Endlage gebracht.This Föttinger coupling has a number of advantages over the known designs. The clutch with the associated control device for automatic Change in the slip characteristic forms a self-contained and operationally safe one Unit. It can be operated continuously at overspeed without any wear and tear occur which in known clutches with frictional engagement: are inevitable. With such hydrodynamic couplings, no possibilities are known so far if necessary or at will, the coupling with a device of low inertia to solve. According to the invention, this is achieved by a particularly simple device, which regulates the flow of fluid to the clutch. The one in connection with the pump standing slide has no harmful play, like the well-known bodies whose Parts wear out easily. The control device preferably contains a slide and a pump which circulates the oil in one direction around the spool to allow the oil to flow into the clutch. In the opposite direction of the The valve is closed by the pump, so that the flow of oil to the clutch is blocked. The pump housing rotates with one of the two shafts, which are connected to the hydrodynamic Coupling are connected, while the pump rotor is connected to the other shaft turns. Therefore, if the pump housing is running faster than its rotor, then the Slide moves into one of its end positions. However, if the rotor rotates faster than the housing, the slide is inevitably brought into the opposite end position.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch die Achse einer Kupplung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des rechten Endes der Fig. 1, Fig.3 eine Draufsicht eines zylindrischen Körpers 26, der aus der Anordnung der Fig. 2 herausgenommen ist; Fig. 4 ist ein Schnitt des Körpers 26 nach der Linie 4-4 der Fig. 2; Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die die Verwendung der Kupplung der Erfindung in Verbindung mit einem Turbokompressor einer Zweitakt-Gasmaschine zeigt, und Fig.6 ist ein vergrößerter Schnitt des Pumpenrotors 78 nach der Linie 6-6 der Fig. 1.In the drawings is an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown, namely Fig. 1 shows a section through the axis of a coupling according to the invention, FIG. 2 is an enlarged view of the right end of FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of a cylindrical body 26, which results from the arrangement of Fig. 2 is taken out; 4 is a section of the body 26 along the line 4-4 of FIG. 2; Fig. 5 is a schematic view illustrating the use the clutch of the invention in connection with a turbo compressor of a two-stroke gas engine and Fig. 6 is an enlarged section of the pump rotor 78 along the line 6-6 of Fig. 1.

Eine hydrodynamische Kupplung 10 enthält eine Kammer 12, die von drehbaren Kupplungselementen 14 begrenzt ist. Im Innern der Kammer 12 ist das andere drehbare Kupplungsglied 16 angeordnet, wobei beide Kupplungsteile 14 und 16 Gruppen von Flügeln 18 haben, die sich in die Kammer 12 erstrecken, durch die das Drehmoment zwischen den Teilen 14 und 16 übertragen werden kann, wenn die Kammer 12 mit einer geeigneten Kupplungsflüssigkeit gefüllt ist. Der Teil 14 der hydrodynamischen Kupplung ist mit der Welle 20 durch Bolzen oder auf andere Weise verbunden, während der Kupplungsteil 16 an der Welle 22 befestigt ist.A hydrodynamic coupling 10 includes a chamber 12 which is rotatable by Coupling elements 14 is limited. Inside the chamber 12, the other is rotatable Coupling member 16 arranged, both coupling parts 14 and 16 groups of wings 18 that extend into the chamber 12 through which the torque between the parts 14 and 16 can be transferred if the chamber 12 with a suitable Clutch fluid is full. The part 14 of the hydrodynamic coupling is connected to the shaft 20 by bolts or otherwise, while the coupling part 16 is attached to the shaft 22.

Mit der soweit beschriebenen Anordnung kann ein Drehmoment von der Welle 20 auf die Welle 22 oder in umgekehrter Richtung übertragen werden, wenn die Kupplungskammer 12 mit Flüssigkeit gefüllt ist.With the arrangement described so far, a torque of the Shaft 20 can be transferred to shaft 22 or in the opposite direction if the Clutch chamber 12 is filled with liquid.

Die Flüssigkeit wird der Kupplung 10 durch einen zentralen Kanal 21 der hohlen Welle 20 zugeführt und aus der Kupplung 10 durch eine Anzahl von radialen, an der Peripherie verteilten Öffnungen 24 in dem Kupplungsteil 14 abgeleitet; überschüssige Flüssigkeit kann durch eine zentrale Entlastungsöffnung 25 entweichen. Die Zahl der radialen Öffnungen 24 und ihre Größe ist einander angepaßt, um einen Abfluß der Kupplungsflüssigkeit zu erzielen, der ungefähr gleich der Hälfte des Zuflusses der Kupplungsflüssigkeit durch den Kanal 21 der hohlen Welle 20 ist, während der Überschuß der Flüssigkeit aus der Entlastungsöffnung 25 austritt.The fluid is supplied to the coupling 10 through a central channel 21 the hollow shaft 20 and fed out of the coupling 10 by a number of radial, openings 24 distributed around the periphery in the coupling part 14; excess Liquid can escape through a central relief opening 25. The number of the radial openings 24 and their size is adapted to each other to provide a drain to achieve the clutch fluid, which is approximately equal to half of the inflow of the clutch fluid is through the channel 21 of the hollow shaft 20, during the Excess of the liquid emerges from the relief opening 25.

Die Kupplungsflüssigkeit wird dem Kanal 21 der Welle 20 über eine Anzahl von radialen Öffnungen 36 in der hohlen Welle 20 zugeführt, die auf die periphere Nut 34 an der Innenfläche eines Lagers 30 ausgerichtet sind. Die Kupplungsflüssigkeit wird über eine Leitung 32, die das Lager 30 durchsetzt, zugeführt, und diese steht mit der Nut 34 in Verbindung.The clutch fluid is the channel 21 of the shaft 20 via a Number of radial openings 36 in the hollow shaft 20 fed to the peripheral Groove 34 on the inner surface of a bearing 30 are aligned. The clutch fluid is supplied via a line 32 which passes through the bearing 30, and this is at a standstill with the groove 34 in connection.

Zwischen den Einlaßöffnungen 36 für die Flüssigkeit und dem Kanal 21 der hohlen Welle 20 befindet sich eine Steuereinrichtung 23, die in. das offene Ende der hohlen Welle 20 eingesetzt und durch eine oder mehrere iVIadenschrauben 31 gesichert ist.Between the inlet openings 36 for the liquid and the channel 21 of the hollow shaft 20 is a control device 23, which in. The open End of the hollow shaft 20 and inserted through one or more internal screws 31 is secured.

Die Steuervorrichtung 23 weist einen äußeren hohlen zylindrischen Körper 26 mit einem Flansch 28 auf, der sich gegen das- Ende der hohlen Welle 20 anlegt, sowie einen inneren hohlen Zylinderkörper 38 mit einem Flansch 40, der sich gegen den Flansch 28 legt. Der Flansch 40 hat einen abgesetzten Teil 41, der auf die innere Oberfläche des zylindrischen Körpers 26 genau paßt und einen ringförmigen Raum 42 zwischen der inneren Oberfläche des zylindrischen Körpers 26 und der äußeren Oberfläche des zylindrischen Körpers 38 bildet. Ein gebohrter Durchgang 44 erstreckt sich von der äußeren Oberfläche des Flansches 28 durch -den zylindrischen Körper 26 parallel zu dessen Achse bis zu der radialen Bohrung 46. Eine radiale Bohrung 48 kreuzt den Durchgang 44 an einer Stelle zwischen seinen beiden Endpunkten. Ein kürzerer gebohrter =Durchgang 50, der von dem Durchgang 44 um 180°. versetzt ist, erstreckt sich von der äußeren Fläche des Flansches 28 durch den zylindrischen Körper 26 parallel zu dessen Achse, bis zu einem Schlitz 52 in der äußeren Fläche des Körpers 26. Das Ende des Schlitzes 52 steht mit dem Durchgang 50 in Verbindung sowie mit einer radialen Bohrung 54, während das gegenüberliegende Ende in eine größere radiale Bohrung 56 mündet. Zwei andere ähnliche Schlitze 52 und radiale Bohrungen 56 sind um 120° gegenüber dem erstgenannten Schlitz 52 und der radialen Bohrung 56 sowie gegeneinander versetzt. In gleicher Flucht mit der Bohrung 44 liegt ein Schlitz 58 in der äußeren Fläche des Körpers 26, der an dem dem Flansch 28 gegenüberliegenden Ende beginnt und in einer radialen Bohrung 60 endet. Zwei weitere ähnliche Schlitze 58 und Bohrungen 60 sind um 120° gegenüber dem erstgenannten Schlitz 58 und der Bohrung 60 sowie gegeneinander um den gleichen Winkel versetzt.The control device 23 has an outer hollow cylindrical Body 26 with a flange 28 which extends against the end of the hollow shaft 20 applies, and an inner hollow cylinder body 38 with a flange 40, which against the flange 28. The flange 40 has a stepped portion 41 that on the inner surface of the cylindrical body 26 fits snugly and has an annular shape Space 42 between the inner surface of the cylindrical body 26 and the outer Surface of the cylindrical body 38 forms. A drilled passage 44 extends extends from the outer surface of flange 28 through the cylindrical body 26 parallel to its axis up to the radial bore 46. A radial bore 48 crosses the passage 44 at a point between its two end points. A shorter drilled = passage 50, that of passage 44 by 180 °. is offset, extends from the outer surface of flange 28 through the cylindrical body 26 parallel to its axis, up to a slot 52 in the outer surface of the body 26. The end of slot 52 communicates with passage 50 as well as with a radial bore 54, while the opposite end in a larger radial Bore 56 opens. Two other similar slots 52 and radial bores 56 are there by 120 ° with respect to the first-mentioned slot 52 and the radial bore 56 as well offset against each other. In the same alignment with the bore 44 is a slot 58 in the outer surface of the body 26, which is on the opposite to the flange 28 The end begins and ends in a radial bore 60. Two more similar slots 58 and bores 60 are at 120 ° with respect to the first-mentioned slot 58 and the Bore 60 and offset from one another by the same angle.

Ein Zylinderring oder Schieber 62 ist in dem ringförmigen Raum 42 frei verschiebbar angeordnet. Eine Schraubenfeder 64 befindet sich zwischen dem Absatz 41 des Körpers 38, und eine durchbohrte Scheibe 66 liegt gegen einen Ansatz 67 an der Innenseite des Körpers 26. Eine weitere Schraubenfeder 68 wird an dem gegenüberliegenden Ende des ringförmigen Raumes 42 zwischen einer durchbohrten Scheibe 70, die sich gegen einen Ansatz 71 des Körpers 26 legt, und einem Abstandsring 72 gehalten, der mit dem Körper 26 verbunden ist. Auf diese Weise werden die freien Enden der Körper 26 und 38 in konzentrischem Abstand voneinander gehalten.A cylinder ring or slide 62 is in the annular space 42 arranged freely movable. A coil spring 64 is located between the Shoulder 41 of body 38, and a pierced washer 66 rests against a shoulder 67 on the inside of the body 26. Another coil spring 68 is attached to the opposite end of the annular space 42 between a pierced disc 70, which rests against a shoulder 71 of the body 26, and a spacer ring 72 which is connected to the body 26. That way, the free ones Ends of bodies 26 and 38 are held concentrically spaced from one another.

In dem äußeren Ende der Steuervorrichtung 23 ist eine innere Zahnradpumpe angeordnet. Das Pumpengehäuse wird von dem Flanschende 40 des zylindrischen Körpers 38, einem Abstandsring 74 und einer Endplatte 76 gebildet, die alle durch Bolzen dicht miteinander und mit dem Flansch 28 des Körpers 26 verbunden sind. Der Pumpenrotor 78 ist so angeordnet, daß er frei in diesem Gehäuse umläuft, wenn eine relative Drehung zwischen seiner Welle 80 und den übrigen Teilen der Steuervorrichtung 23 stattfindet. Die Welle 80 der Zahnradpumpe ist über eine Gummikupplung 82 mit der Welle 22 verbunden. Eine Drehung der Welle 22 verursacht auf diese Weise eine Drehung der Welle 80 und des Pumpenrotors 78, während die übrigen Teile der Steuervorrichtung 23 einschließlich des Pumpengehäuses mit der hohlen Welle 20 umlaufen.In the outer end of the control device 23 is an internal gear pump arranged. The pump housing is supported by the flange end 40 of the cylindrical body 38, a spacer ring 74 and an end plate 76, all formed by bolts are tightly connected to one another and to the flange 28 of the body 26. The pump rotor 78 is arranged so that it rotates freely in this housing when a relative Rotation between its shaft 80 and the remaining parts of the control device 23 takes place. The shaft 80 of the gear pump is via a rubber coupling 82 with the Shaft 22 connected. Rotation of shaft 22 in this way causes rotation the shaft 80 and the pump rotor 78, while the remaining parts of the control device 23 including the pump housing with the hollow shaft 20 rotate.

Die Teile im Innern des Rotors 78 der Zahnradpumpe sind in Fig.6 dargestellt. Die Zähne eines Zahnrades 90 stehen mit den Schlitzen des Rotors 78 im Eingriff und berühren den festen Führungskörper 92. Das Zahnrad 90 ist mit einer Buchse 94 versehen und läuft auf der ortsfesten Welle 96 um, die ebenso wie der Führungskörper 92 an der Endplatte 76 befestigt ist.The parts inside the rotor 78 of the gear pump are shown in FIG. The teeth of a gear 90 mesh with the slots of the rotor 78 and contact the fixed guide body 92. The gear 90 is provided with a bush 94 provided and runs on the stationary shaft 96, which, like the guide body 92 is attached to the end plate 76.

Wenn der treibenden Welle 20 über das Zahnrad 84 Kraft zugeführt wird, dreht sich der Kupplungsteil 14 und die ganze Steuereinrichtung 23 mit Ausnahme des Pumpenrotors 78 und der Welle 80 mit: Während des Anlaufs haben die getriebene Welle 22 und die damit zusammenhängenden Teile, nämlich der Kupplungsteil 16, die Gummikupplung 82, die Welle 80 und der Pumpenrotor 78, Schlupf gegenüber der treibenden Welle 20 und drehen sich daher mit niedrigerer Geschwindigkeit. Das durch die Leitung 32 in die Nut 34 gepumpte Öl gelangt durch die Bohrungen 36 in der Welle 20 in Schlitze 52 des zylindrischen Körpers 26. Wenn die treibende Welle 20 schneller läuft als die getriebene Welle 22, wird durch die relative Drehung zwischen Pumpengehäuse und Rotor 78 das Öl von dem Durchgang 44 und einer in gleicher Richtung liegenden Öffnung 44a im Flansch 40 und durch den Gehäuseraum 86 in den Gehäuseraum 88 sowie den Durchgang 50a im Flansch 40 und den Durchgang 50 im Körper 26 zwangläufig gefördert. Die Pumpwirkung im Innern der Steuervorrichtung 23 hat die Folge, daß der zylindrische Ring 62 sich in Fig. 1 nach rechts bewegt. Wenn der Ring 62 sich in dieser Stellung befindet, fließt das Öl nun von den Schlitzen 52 durch die Öffnungen 56, den ringförmigen Raum 42, die Öffnungen 60, Schlitze 58 und den Kanal 21 in den Kupplungsteil 14. Das Öl tritt aus dem Kupplungsteil 14 durch die Öffnungen 24 aus, aber zu einem kleineren Teil, als es zugeführt wird. Der Kupplungsteil 14 ist daher bald so weit mit Öl gefüllt, daß das überschüssige Öl an der Öffnung 25 austritt. Um zu vermeiden, daß ein übermäßiger Druckunterschied an der Zahnradpumpe auftritt, kann der Ring 62 sich weiterbewegen, nachdem er die Öffnungen 56 und 60 freigegeben hat, indem er die Feder 64 zusammendrückt, so daß die Entlastungsöffnung 46 freigegeben wird und das Öl in die Leitung 44 eintreten kann, um den Saugdruck zu vermindern.When power is supplied to the driving shaft 20 via the gear 84, the coupling part 14 and the entire control device 23 rotates with the exception of the pump rotor 78 and the shaft 80 with: During the start-up, the driven Shaft 22 and related parts, namely the coupling part 16, the Rubber coupling 82, the shaft 80 and the pump rotor 78, slip against the driving Shaft 20 and therefore rotate at a lower speed. That through the line 32 oil pumped into the groove 34 passes through the bores 36 in the shaft 20 into slots 52 of the cylindrical body 26. When the driving shaft 20 is running faster than the driven shaft 22 is driven by the relative rotation between the pump housing and Rotor 78 removes the oil from passage 44 and an orifice in the same direction 44a in the flange 40 and through the housing space 86 into the housing space 88 and the passage 50a in the flange 40 and the passage 50 in the body 26 inevitably promoted. The pumping action inside the control device 23 has the consequence that the cylindrical ring 62 is in Fig. 1 moved to the right. When the ring 62 is in this position, the oil now flows from the slots 52 through the openings 56, the annular Space 42, the openings 60, slots 58 and the channel 21 in the coupling part 14. The oil exits the coupling part 14 through the openings 24, but to one smaller part than it is supplied. The coupling part 14 is therefore soon ready filled with oil that the excess oil emerges at the opening 25. In order to avoid, that there is an excessive pressure differential across the gear pump, the ring 62 continue to move after clearing openings 56 and 60 by he compresses the spring 64 so that the relief opening 46 is exposed and the oil can enter line 44 to reduce suction pressure.

Wenn der Schlupf der getriebenen Welle 22 auf Null abnimmt, d. h. wenn die Wellen 20 und 22 mit der gleichen Geschwindigkeit umlaufen, hört der Ölzufluß an den Leitungen 44 und 50 auf, so daß sich der Druck auf die Enden des Ringes 62 ausgleicht. Die Feder 64 bewirkt dann, daß der Ring 62 die Entlastungsöffnung 46 bedeckt. Wenn die getriebene Welle 22 schneller umläuft als die treibende Welle 20, dann ist die relative Bewegung zwischen Pumpengehäuse und Rotorgehäuse 78 umgekehrt, wie während des Anlaufs, mit dem Ergebnis, daß nun das Öl von der Leitung 50 in die Leitung 44 gepumpt wird. Der Ring 62 wird dann zwangläufig nach links bewegt, bis er die Öffnungen 56 und 60 bedeckt, so daß der Ölzufluß zu der hydrodynamischen Kupplung abgesperrt wird. Unter diesen Verhältnissen fließt das Öl rasch aus dem Kupplungsteil 14 ab. Ein Druck auf die rechte Seite des Ringes 62 bewirkt, daß der Ring gegen die Feder 68 weiterwandert und eine Entlastungsöffnung 54 öffnet, so daß der Druck hinter dem Ring 62 herabgesetzt wird.When the slip of the driven shaft 22 decreases to zero, i. H. when the shafts 20 and 22 rotate at the same speed, the flow of oil ceases on lines 44 and 50, so that the pressure on the ends of the ring 62 compensates. The spring 64 then causes the ring 62 to open the relief port 46 covered. When the driven shaft 22 rotates faster than the driving shaft 20, then the relative movement between pump housing and rotor housing 78 is reversed, as during start-up, with the result that now the oil from line 50 in the line 44 is pumped. The ring 62 is then forced to move to the left, until it covers the openings 56 and 60 so that the oil flow to the hydrodynamic Coupling is locked. Under these conditions, the oil flows out of the quickly Coupling part 14 from. Pressing the right side of the ring 62 causes the Ring moves on against the spring 68 and a relief opening 54 opens, so that the pressure behind the ring 62 is reduced.

Es sei darauf hingewiesen, daß Fig. 1 die Stellung des Ringes 62 zeigt, wenn die treibende Welle 20 schneller umläuft als die getriebene Welle 22, während die Lage des Ringes 62 bei einer schnelleren Drehung der getriebenen Welle 22 im Vergleich zur treibenden Welle in Fig. 2 dargestellt ist.It should be noted that Fig. 1 shows the position of the ring 62, when the driving shaft 20 rotates faster than the driven shaft 22 while the position of the ring 62 with a faster rotation of the driven shaft 22 in the Comparison to the driving shaft in Fig. 2 is shown.

Durch eine geeignete Anordnung der Federn 64 und 68 kann die Steuervorrichtung 23 in dem Augenblick betätigt werden, wenn die Wellen 20 und 22 von der synchronen Drehzahl abweichen. Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform wird die Ausdehnungsbewegung der Feder 64 durch eine gelochte Scheibe 66 behindert, wenn diese sich gegen die Schulter 67 an der Innenseite des zylindrischen Körpers 26 legt, und in ähnlicher Weise wird die Ausdehnung der Feder 68 durch eine gelochte Scheibe 70 und den Ansatz 71 begrenzt. Die Bewegung der Federn 64 und 68 ist daher auf denjenigen Teil des Weges des Ringes 62 begrenzt, der oben als Weiterbewegung bezeichnet wurde. Wie bereits erwähnt, bewirkt diese Weiter- oder Übersteuerungsbewegung des Ringes 62 ein Öffnen der Entlastungsöffnung 46 (Fig. 1), wenn die Welle 20 schneller läuft als die Welle 22, sowie das Öffnen einer Entlastungsöffnung 54 (Fig. 2), wenn die Umlaufgeschwindigkeit der Welle 22 die der Welle 20 übertrifft. Bei dieser Anordnung ist das Öffnen oder Schließen der Bohrungen 60 durch die Bewegung des Ringes 62 unabhängig von den Federn 64 und 68, so daß keine Pumpenleistung erforderlich ist, um den Ring 62 zu bewegen. Bei der leichtesten Richtungsumkehr der Drehmomentübertragung bewegt sich daher der Ring 62, und der Betrag der Relativbewegung der beiden Wellen beeinflußt nur den Zeitraum, der erforderlich ist, um das Öffnen oder Schließen der Bohrungen 60 zu bewirken.By a suitable arrangement of the springs 64 and 68, the control device 23 can be actuated at the moment when the shafts 20 and 22 deviate from the synchronous speed. In the embodiment shown in the drawings, the expansion movement of the spring 64 is hindered by a perforated washer 66 when it rests against the shoulder 67 on the inside of the cylindrical body 26, and similarly the expansion of the spring 68 is prevented by a perforated washer 70 and approach 71 limited. The movement of the springs 64 and 68 is therefore limited to that part of the path of the ring 62 which was referred to above as further movement. As already mentioned, this further or oversteering movement of the ring 62 causes the relief opening 46 (FIG. 1) to open when the shaft 20 is running faster than the shaft 22, as well as the opening of a relief opening 54 (FIG. 2) when the rotational speed of shaft 22 exceeds that of shaft 20. With this arrangement, the opening or closing of the bores 60 by the movement of the ring 62 is independent of the springs 64 and 68, so that no pump power is required to move the ring 62. At the slightest reversal of direction of the torque transmission, the ring 62 therefore moves, and the amount of relative movement of the two shafts only affects the period of time which is required to cause the bores 60 to open or close.

Wenn andererseits die Federn 64 und 68 sich unmittelbar gegen die Seiten des Ringes 62 legen und Kräfte auf den Ring 62 über den ganzen Weg ausüben, dann kann die Steuervorrichtung 23 bei irgendeiner gewünschten relativen Drehung der beiden Wellen zueinander ausgelöst werden, indem die Federn entsprechend bemessen werden. Wenn die Feder 68 stärker ist, dann bleiben die Bohrungen 60 offen, wenn die Welle 22 schneller läuft als die Welle 20, bis die eingebaute Zahnradpumpe genügend Gegendruck erzeugt, um die Feder 68 zusammenzudrücken. Wenn die Feder 64 stärker ist, dann ist der Vorgang umgekehrt, und der Ring 62 wird die Bohrungen 60 verschließen, bevor die Umlaufgeschwindigkeit der Welle 22 gleich der der Welle 20 ist. Auch hier bestimmt die absolute Steifheit der beiden Federn die Ansprechempfindlichkeit des Ringes 62 bei der gewünschten Relativgeschwindigkeit.On the other hand, if the springs 64 and 68 are directly against the Lay sides of ring 62 and apply forces to ring 62 all the way through, then the control device 23 can rotate at any desired relative rotation of the two waves to each other can be triggered by dimensioning the springs accordingly will. If the spring 68 is stronger, then the bores 60 remain open when the shaft 22 runs faster than the shaft 20 until the built-in gear pump is sufficient Back pressure is created to compress the spring 68. When the spring 64 is stronger then the process is reversed and the ring 62 will close the bores 60, before the rotational speed of shaft 22 is equal to that of shaft 20. Here too the absolute stiffness of the two springs determines the responsiveness of the Ring 62 at the desired relative speed.

Ein anderer bestimmender Faktor für die Betriebsempfindlichkeit liegt in dem Ring 62 selbst. Die Fläche der Seiten des Ringes 62, die dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt sind, bestimmen die zur Bewegung des Ringes 62 verfügbare Kraft. Es sei darauf hingewiesen, daß der Ring 62 auf der einen Seite dem Überdruck und gleichzeitig auf der anderen Seite dem Unterdruck ausgesetzt ist. Die gesamte Druckdifferenz, die von der Zahnradpumpe herrührt, wird daher an dem Ring 62 zur Wirkung gebracht. Die Druck-Saug-Charakteristik der betreffenden Pumpe ist daher ein weiterer bestimmender Faktor für die Betriebsempfindlichkeit.Another determining factor for operational sensitivity lies in the ring 62 itself. The area of the sides of the ring 62 exposed to the fluid pressure are exposed to determine the force available to move the ring 62. Be it pointed out that the ring 62 on the one hand the positive pressure and at the same time on the other hand is exposed to the negative pressure. The total pressure difference, which originates from the gear pump is therefore brought into action on the ring 62. The pressure-suction characteristic of the pump in question is therefore another determining factor Factor for the operational sensitivity.

Die Möglichkeit, die Betriebscharakteristik der Steuervorrichtung 23 einzustellen, ist von allgemeinem Interesse. Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Übertragungseinrichtung kann z. B. zur Steuerung der Geschwindigkeit benutzt werden. In einem solchen Falle treibt die Welle 20 die Welle 22 an, und die Feder 64 ist stärker als die Feder 68. Solange eine genügende Belastung an der Welle 22 vorhanden ist, um einen ausgesprochenen Schlupf zwischen den Teilen 14 und 16 der hydraulischen Kupplung 10 zu erzeugen, laufen die beiden Wellen mit genügend verschiedenen Geschwindigkeiten um, so daß die Zahnradpumpe den Ring 62 gegen die Feder 64 zurückdrückt und die Bohrungen 60 für den Zufluß des Öles zur Kupplung 10 öffnet. Wenn die Belastung der Welle 22 abnimmt, dann- vermindert sich auch der Schlupf in der Kupplung 10, und die Welle 22 nähert sich der Umlaufgeschwindigkeit der Welle 20. Bei einem vorgeschriebenen Wert sind die Druckkräfte der Pumpe geringer als die Stärke der Feder 64, so daß der Ring 62 sich nach links bewegt und die Bohrung 60 schließt, wodurch die Ölzufuhr zur Kupplung 10 abgesperrt wird. Die Kupplung 10 wird dann sich zumindest teilweiseentleeren. Die Welle 22 muß sich dann verlangsamen, bis die umgekehrten Verhältnisse eintreten. Der Unterschied der gesteuerten Geschwindigkeit zu der Eingangsgeschwindigkeit der Welle 20 kann ein bestimmtes Verhältnis, z. B. 850/o, je nach der Stärke der Feder 64 und den Druckeigenschaften der Zahnradpumpe haben.The possibility of the operating characteristics of the control device 23 is of general interest. The one shown in Figs Transmission device can, for. B. used to control the speed. In such a case, the shaft 20 drives the shaft 22 and the spring 64 is stronger than the spring 68. As long as there is sufficient load on the shaft 22 is to a pronounced slip between the parts 14 and 16 of the hydraulic To produce clutch 10, the two shafts run at sufficiently different speeds around, so that the gear pump presses the ring 62 back against the spring 64 and the Bores 60 for the inflow of the oil to the clutch 10 opens. When the burden the shaft 22 decreases, then the slip in the clutch 10 also decreases, and the shaft 22 approaches the rotational speed of the shaft 20. At a prescribed Value, the pressure forces of the pump are less than the strength of the spring 64, so that the ring 62 moves to the left and closes the bore 60, causing the oil supply to clutch 10 is shut off. The clutch 10 will then at least partially drain. The shaft 22 must then slow down until the opposite occurs. The difference between the controlled speed and the input speed of the Wave 20 can have a certain ratio, e.g. B. 850 / o, depending on the The strength of the spring 64 and the pressure characteristics of the gear pump.

Die Übertragung gemäß der Erfindung kann auch als ein Lastbegrenzer benutzt werden, um eine Entkupplung zu bewirken, wenn die Belastung einen bestimmten Betrag überschreitet. Bei dieser Anwendung treibt die Welle 22 die Welle 20, und die Feder 68 wird stärker als die Feder 64 gemacht. Solange die Belastung der Welle 20 nicht genügend groß ist, um einen nennenswerten Schlupf in der Kupplung 10, z. B. von weniger als 100/o, zu bewirken, ist die Feder 68 genügend stark, um die Bohrungen 60 gegen den Druck der Zahnradpumpe auf den Ring 62 offenzuhalten. Eine Zunahme der Belastung, die eine nennenswerte Erhöhung des Schlupfes in der Kupplung 10 und demzufolge eine Abnahme der Geschwindigkeit der Welle 20 verursacht, bewirkt, daß die Pumpe einen Druck ausübt, der größer ist als der Grenzwiderstand der Feder 68. Der Ring 62 bewegt sich nach links und sperrt die Öffnungen 60 für den Öldurchtritt, so daß sich die Kupplung 10 entleert und die Wellen 20 und 22 entkuppelt werden. Der genaue Lösungspunkt hängt von der Stärke der Feder 68 und den Druckeigenschaften der Pumpe ab.The transmission according to the invention can also be used as a rate limiter be used to effect a decoupling when the load is a certain Amount exceeds. In this application, the shaft 22 drives the shaft 20, 13 and 14 the spring 68 is made stronger than the spring 64. As long as the load on the shaft 20 is not large enough to prevent significant slip in the clutch 10, e.g. B. less than 100 / o, the spring 68 is strong enough to the holes 60 to hold open against the pressure of the gear pump on the ring 62. An increase the load, which is a significant increase in the slip in the clutch 10 and consequently causes a decrease in the speed of the shaft 20, causes the pump exerts a pressure which is greater than the limit resistance of the spring 68. The ring 62 moves to the left and blocks the openings 60 for the passage of oil, so that the coupling 10 is emptied and the shafts 20 and 22 are decoupled. The exact point of resolution depends on the strength of the spring 68 and the compressive properties the pump.

Diese Anwendung des Übertragungselementes als Übersteuerungsflüssigkeitskupplung ist in Fig.5 im Zusammenhang mit einem Turbokompressor einer Brennkraftmaschine dargestellt. Das Zahnrad 84 ist auf der Welle 20 und ein Zahnrad 102 auf der Welle 22 gelagert. Das Zahnrad 84 ist über ein Zahnrad 104 mit einer Kurbelwelle 106 einer Zweitakt-Gasmaschine verbunden. Ein Teil der Maschine, nämlich ein Zylinder 110 und ein Kolben mit Stange 108, ist in Verbindung mit dem Turbokompressor dargestellt. Die Welle 22 mit ihrem Zahnrad 102 ist über ein Zahnrad 112 mit der gemeinsamen Welle 114 einer Turbine 116 und eines Kompressors 118 verbunden.This application of the transmission element as an override fluid coupling is in Figure 5 in connection with a turbo compressor of an internal combustion engine shown. Gear 84 is on shaft 20 and gear 102 is on the shaft 22 stored. The gear 84 is connected to a crankshaft 106 via a gear 104 Connected two-stroke gas engine. Part of the machine, namely a cylinder 110 and a piston and rod 108, is shown in connection with the turbo compressor. The shaft 22 with its gear 102 is via a gear 112 with the common Shaft 114 of a turbine 116 and a compressor 118 connected.

Beim Anlauf der Maschine wird die Kraft von der Kurbelwelle 106 über die Zahnräder 104 und 84 auf die Welle 20 übertragen. Die Drehung der Welle 20 betätigt die Zahnradpumpe der Steuervorrichtung 23, wodurch der Ring 62 in Fig. 1 nach rechts bewegt wird. Die Öffnungen 60 sind dann für den Ölzufluß zur hydrodynamischen Kupplung 10 geöffnet. Die Kupplung 10 überträgt das Drehmoment von der Welle 20 auf die Welle 22, so daß die letztere umläuft und ihrerseits die Zahnräder 102 und 112 und die Welle 114 antreibt. Der Kompressor 118 auf der Welle 114 saugt Luft durch die Einlaßöffnung 120 an, komprimiert sie und drückt sie durch die Leitung 122 zur Verbrennung in den Kraftzylinder 110 der Maschine. Die heißen Verbrennungsgase strömen aus dem Zylinder 110, fließen durch die Leitung 124, expandieren in der Turbine 116 und strömen am Auslaß 126 aus. Wenn die Belastung der Brennkraftmaschine erhöht wird und die Auslaßtemperaturen ansteigen, nimmt die an der Turbine 116 verfügbare Kraft so weit zu, daß sie eine Umdrehung des Kompressors 118 erzeugt, die schneller ist als die von dem Zahnrad 112 bewirkte Umdrehung. Hierdurch findet eine Umkehr des Drehmomentes in dem gesamten Turbokompressorantrieb statt, und infolge des Schlupfes der hydraulischen Kupplung 10 wird die relative Drehgeschwindigkeit der Wellen 20 und 22 umgekehrt. Diese Umkehr bewirkt, wie oben auseinandergesetzt wurde, daß die Zahnradpumpe den Ring 62 in Fig. 2 nach links bewegt und dadurch die Ölzufuhr zur hydrodynamischen Kupplung 10 absperrt. Die Kupplung 10 entleert sich, wobei die Welle 22 mit der durch die Turbine 116 vorgeschriebenen Geschwindigkeit frei läuft.When the engine starts, the power from the crankshaft 106 is over the gears 104 and 84 are transmitted to the shaft 20. The rotation of the shaft 20 actuates the gear pump of the control device 23, whereby the ring 62 in Fig. 1 to the right is moved. The openings 60 are then for the flow of oil to the hydrodynamic coupling 10 open. The clutch 10 transmits the torque from the shaft 20 to the shaft 22, so that the latter revolves and in turn the gears 102 and 112 and the Shaft 114 drives. The compressor 118 on shaft 114 draws air through the inlet port 120, compresses and pushes it in through line 122 for combustion the power cylinder 110 of the machine. The hot combustion gases flow out of the Cylinders 110, flowing through conduit 124, expand in turbine 116 and flow out at outlet 126. When the load on the internal combustion engine is increased and the outlet temperatures increase, the power available at turbine 116 decreases so far that it produces one revolution of the compressor 118 that is faster than the rotation caused by gear 112. This reverses the Torque in the entire turbo compressor drive instead, and as a result of the slip of the hydraulic clutch 10 becomes the relative rotational speed of the shafts 20 and 22 vice versa. This reversal has the effect, as discussed above, that the Gear pump moved the ring 62 in Fig. 2 to the left and thereby the oil supply to hydrodynamic coupling 10 shuts off. The clutch 10 deflates, the Shaft 22 rotates freely at the speed prescribed by turbine 116.

Bei einer Ausführung, bei der eine Brennkraftmaschine mit normalerweise konstanter Geschwindigkeit verwendet wurde, treibt die Welle 20 die Wellen 22 und 114, bis die Welle 114 eine Drehzahl von 6700 Umdrehungen pro Minute erreicht. Wenn der mittlere Bremsdruck der Maschine ungefähr 4,2kg/cm2 erreicht, dann genügt die Wärmeenergie der Auspuffgase, welche in der Turbine 116 expandieren, um das Drehmoment umzukehren. Die Ölzufuhr zur Kupplung 10 wird abgesperrt, und die Welle 22 läuft frei um.In an embodiment in which an internal combustion engine with normally constant speed was used, the shaft 20 drives the shafts 22 and 114 until the shaft 114 reaches a speed of 6700 revolutions per minute. if the mean brake pressure of the machine reaches about 4.2kg / cm2, then that is sufficient Thermal energy of the exhaust gases expanding in the turbine 116 to generate the torque to reverse. The oil supply to the clutch 10 is shut off and the shaft 22 runs free around.

Beim Betrieb mit niedriger Belastung, d. h. beim Leerlauf, wenn die Auspuffgase verhältnismäßig wenig Wärmeenergie haben, nimmt das von der Turbine 116 an die Welle 114 abgegebene Drehmoment bis zu einem Punkt ab, an dem die Kupplung wieder wirksam wird und die Kurbelwelle 106 die erforderliche Leistung an den Kompressor 118 überträgt.When operating with a low load, i. H. at idle when the Exhaust gases have relatively little thermal energy, this is taken from the turbine 116 torque delivered to the shaft 114 to a point at which the clutch becomes effective again and the crankshaft 106 provides the required power to the compressor 118 transmits.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Föttinger coupling with small drainage openings and with one the degree of filling and therefore the slip characteristics automatically a channel within the wave changing inflow, characterized in that a Control device (62, 56, 60) regulates the flow of liquid, the control device contains a slide (62) which is hydrostatically controlled by a pump (fi8, 90, 92) is rotated in one direction or another by relative rotation of the shafts will.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the control device (62, 56, 60) is arranged in the inflow channel of one of the shafts.

3. Coupling after Claim 1 or 2, characterized in that the pump (78, 90, 92) is a gear pump is.

4. Coupling according to claim 3, characterized in that the pump consists of one a housing having internal teeth (40, 74, 76), which is directly connected to a hollow shaft (20) is coupled, which the other coupled directly to the rotor (78) Surrounding shaft (22, 82, 80).

5. Coupling according to claims 1 to 4, characterized in that that the control slide consists of a displaceable ring (62), one end of which the pump pressure and the other end the pump vacuum during the rotation of the Pump exposed in one direction, with rotation of the pump in the the other direction reverses the effect of pressure and negative pressure.

6. Coupling according to claim 5, characterized by a spring (68 or 64), the strength of which offers resistance to the movement of the displaceable ring (62) and thereby influences the characteristics of the coupling. References considered: U.S. Patent Nos. 1938 357, 2,521,117.