DE1043728B

DE1043728B - Foettinger coupling

Info

Publication number: DE1043728B
Application number: DEH24879A
Authority: DE
Inventors: Jozef Geurt De Groot
Original assignee: HANDELSONDERNEMING IAOCEANAIA
Current assignee: HANDELSONDERNEMING IAOCEANAIA
Priority date: 1953-03-13
Filing date: 1954-03-11
Publication date: 1958-11-13

Description

Föttinger-Kupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine Föttinger-Kupplung. Eine solche Kupplung besteht aus einem mit einer Antriebsvorrichtung verbundenen Pumpenteil in Form eines die Kupplung umschließenden Gehäuses mit einem damit fest verbundenen ersten Schaufelrad und einem ebenfalls als Schaufelrad ausgebildeten Turbinenteil, der mit einem getriebenen Werkzeug verbunden ist. In dem Kupplungsgehäuse ist ein Hilfsraum vorgesehen, der mit dem durch die Schaufelräder gebildeten Arbeitsraum in Verbindung steht. Der Arbeitsraum ist beim Stillstand und auch beim Anlaufen der Kupplung nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, so daß ein erwünschter großer Schlupf der Kupplung besteht. Das ist besonders vorteilhaft, wenn ein Drehstromasynchronmotor mit Kurzschlußanker für den Antrieb benutzt wird. Sobald der Antriebsenotor die Betriebsdrehzahl nahezu erreicht hat, öffnet sich ein Ventil, welches den Hilfsraum mit dem Arbeitsraum der Kupplung verbindet, so däß die Flüssigkeit aus dem Hilfsraum in den Arbeitsraum übertritt und der Schlupf der Kupplung fortschreitend verringert wird, bis das maximale Drehmoment erreicht ist.Föttinger coupling The invention relates to a Föttinger coupling. Such a coupling consists of one connected to a drive device Pump part in the form of a housing enclosing the coupling with a fixed thereto connected first paddle wheel and one also designed as a paddle wheel Turbine part that is connected to a power tool. In the clutch housing an auxiliary space is provided, which corresponds to the working space formed by the paddle wheels communicates. The working area is at standstill and also when starting up the coupling is only partially filled with liquid, so that a desired large The clutch is slipping. This is particularly advantageous when using a three-phase asynchronous motor with short-circuit armature is used for the drive. As soon as the drive motor Has almost reached operating speed, a valve opens, which opens the auxiliary space connects with the working space of the clutch, so that the fluid from the auxiliary space passes into the working area and the slip of the clutch is progressively reduced until the maximum torque is reached.

Es ist bei solchen Kupplungen bekannt, zwischen Arbeitsraum und Hilfsraum einen zusätzlichen Kanal anzuordnen, dessen Öffnung von einem unter dem Einfluß der Fliehkraft stehenden Ventil gesteuert wird und welcher die Rückführung von Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum in den Hilfsraum ermöglicht.It is known in such couplings between the working space and the auxiliary space to arrange an additional channel, the opening of which is under the influence of one the centrifugal valve is controlled and which the return of liquid from the work area into the auxiliary area.

Bei der bekannten Anordnung sind die auf das Ventil in dem Rückführkanal einwirkenden Kräfte, d. h. die Zentrifugalkraft und der Öldruck, nicht in günstigster Weise aufeinander abgestimmt. Wenn der Antrieb abgeschaltet wird, bleiben der Öldruck in der Arbeitskammer und die Zentrifugalkraft in gleichem Sinne wirksam und halten das Rücklaufventil in der Schließstellung. Eine Öffnung des Ventils ist demgemäß erst möglich, wenn die Drehzahl der Kupplung weit abgefallen ist. Demgegenüber ist es im Interesse einer raschen Betätigungsfolge und insbesondere einer Umkehr der Kupplungsdrehbewegung erwünscht, daß die Rückführung der Kupplungsflüssigkeit in die Hilfskammer unmittelbar bzw. kurz nach Abschaltung des Antriebs einsetzt.In the known arrangement, they are on the valve in the return channel acting forces, d. H. the centrifugal force and the oil pressure, not in the most favorable Way coordinated. When the drive is switched off, the oil pressure remains in the working chamber and the centrifugal force in the same sense effective and hold the return valve in the closed position. An opening of the valve is accordingly only possible when the speed of the clutch has dropped significantly. In contrast is it in the interest of a rapid operating sequence and in particular a reversal of the Coupling rotary movement is desired that the return of the clutch fluid in the auxiliary chamber starts immediately or shortly after the drive is switched off.

Letzteres will die Erfindung ermöglichen und empfiehlt dazu, daß der von dem Arbeitsraum in den Hilfsraum zurückführende Kanal von der Kupplungsachse einen Abstand hat, der kleiner ist als der größte Durchmesser des Arbeitsraumes und ein sich in Richtung zum Hilfsraum öffnendes Kugelventil enthält, dessen Abrollbahn in der Öffnungsrichtung einen von der Kupplungsachse kleiner werdenden Abstand aufweist.The latter wants to make the invention possible and recommends that the Channel from the coupling axis leading back from the working space into the auxiliary space has a distance that is smaller than the largest diameter of the working space and contains a ball valve opening in the direction of the auxiliary space, the rolling path of which in the opening direction has a distance that is decreasing from the coupling axis.

Das Rückführungsventil ist dabei durch die Fliehkraft und durch den Öldruck in der Arbeitskammer in entgegengesetztem Sinn belastet, wobei aber während des Betriebes für ein zuverlässiges Übergewicht der Fliehkraft gesorgt ist. Andererseits kann aber bei abnehmender Drehzahl der Öldruck rasch überwiegen und die Öffnung des Rückführungsventils bewirken.The recirculation valve is by the centrifugal force and by the Oil pressure in the working chamber is loaded in the opposite sense, but while of the company ensures a reliable preponderance of centrifugal force. on the other hand but the oil pressure can quickly outweigh the opening as the speed decreases effect of the recirculation valve.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Zeichnung veranschaulicht zwei durch die Kupplungsachse verlaufende Teilschnitte, und zwar in Fig. 1 einen Schnitt durch den die Flüssigkeitszufuhr regelnden Kanal und in Fig. 2 einen Schnitt durch den die Flüssigkeitsrückführung regelnden Kanal.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained. The drawing illustrates two through the coupling axis extending partial sections, namely in Fig. 1 a section through the liquid supply regulating channel and in Fig. 2 a section through the liquid return regulating channel.

Der die Umhüllung der Flüssigkeitskupplung bildende Primärteil 1, der z. B. aus Leichtmetall bestehen kann, ist auf der Welle einer Antriebsvorrichtung, z. B. eines asynchronen Drehstrommotors, mit Kurzschlußanker befestigt. In diesem Primärteil 1 ist das aus Schaufeln zusammengesetzte Föttinger-Pumpenrad angeordnet. Gegenüber dem Pumpenrad liegt das mit Schaufeln ausgestattete Turbinenrad 3, welches zusammen mit dem Pumpenrad den Arbeitsraum 2 begrenzt. Der Turbinenteil ist mittel- oder unmittelbar mit der Welle eines getriebenen Werkzeuges, z. B. eines Förderes oder einer Kohlegewinnungsmaschine, verbunden. Der Pumpenteil 1 ist mit einem ringförmigen Hilfsraum 4 ausgestattet, in welchem sich beim Anlaufen der Kupplung ein wesentlicher Teil der gesamten Kupplungsflüssigkeit befindet. Der größte Durchmesser des Hilfsraumes 4 ist erheblich kleiner als der größte Durchmesser des Arbeitsraumes 2. Die Räume 2 und 4 stehen miteinander in Verbindung, so daß Flüssigkeit von dem einen Raum in den anderen strömen kann. Wenn bei stillstehender Kupplung der Flüssigkeitsspiegel in beiden Räumen annähernd gleiche Höhe hat, befinden sich etwa 400/o der gesamten Flüssigkeitsmenge in dem Raum 4.The primary part 1, which forms the envelope of the fluid coupling, the z. B. can consist of light metal, is on the shaft of a drive device, z. B. an asynchronous three-phase motor, attached with short-circuit armature. In this Primary part 1 is the Föttinger pump impeller composed of blades. Opposite the pump wheel is the turbine wheel 3, which is equipped with blades and which together with the pump wheel, limits the working space 2. The turbine part is medium or directly with the shaft of a driven tool, e.g. B. a funding or a coal mining machine. The pump part 1 has an annular shape Auxiliary space 4 equipped, in which a substantial when starting the clutch Part of the entire clutch fluid is located. The biggest diameter the auxiliary space 4 is considerably smaller than the largest diameter of the working space 2. The spaces 2 and 4 are in communication, so that liquid from the one room can flow into the other. If, with the clutch at a standstill, the fluid level has approximately the same height in both rooms, there are about 400 / o of the total Amount of liquid in the room 4.

Eine Verbindung zwischen den Räumen 2 und 4 besteht aus dem Kanals, der nahezu parallel zu der Kupplungsachse am Umfang des Hilfsraumes 4 angeordnet und mit einem Ventil ausgestattet ist. Dieses Ventil besteht aus einer Kugel 7, die mit Hilfe einer Feder 9 auf den Sitz 8 gedrückt wird. Die Spannung der Feder 9 läßt sich mit Hilfe einer Schraube 10 einstellen.A connection between the spaces 2 and 4 consists of the channel, which is arranged almost parallel to the coupling axis on the circumference of the auxiliary space 4 and is equipped with a valve. This valve consists of a ball 7 which is pressed onto the seat 8 with the aid of a spring 9. The tension of the spring 9 can be adjusted with the aid of a screw 10.

Wenn das Gehäuse 1 in Umlauf versetzt wird, so kann wegen der Aufteilung der Flüssigkeit auf die Räume 2 und 4 nur ein kleiner Teil des Antriebsdrehmomentes auf den Teil 3 übertragen werden. Die Kupplung hat demgemäß einen großen Schlupf. Bei zunehmender Drehzahl des Gehäuses 1 wird die auf die Kugel 7 wirkende Fliehkraft immer größer; sie überwindet bei einer bestimmten Drehzahl den Druck der Feder 9 und hebt sich dann längs der Bahn 16 von ihrem Sitz 8 ab. Die Bahn 16 verläuft unter einem spitzen Winkel zur Achse der Kupplung derart, daß mit zunehmender Entfernung der Kugel von dem Sitz der Abstand von der Kupplungsachse gleichfalls größer wird. Sobald die Kugel 7 ihren Sitz 8 verlassen hat, tritt Flüssigkeit aus dem Hilfsraum 4 in den Arbeitsraum 2 über, und zwar bis zur vollständigen Entleerung des Raumes 4. Infolge des zunehmenden Füllungsgrades des Arbeitsraumes 2 überträgt die Kupplung ein immer größer werdendes Drehmoment, während gleichzeitig der Schlupf abnimmt, bis der konstruktiv vorgesehene Schlupf von 2 bis 3 % erreicht ist.When the housing 1 is set in circulation, only a small part of the drive torque can be transmitted to the part 3 because of the distribution of the liquid to the spaces 2 and 4. The clutch accordingly has a large amount of slippage. As the speed of the housing 1 increases, the centrifugal force acting on the ball 7 becomes greater and greater; at a certain speed it overcomes the pressure of the spring 9 and then lifts itself off its seat 8 along the path 16 . The path 16 extends at an acute angle to the axis of the coupling in such a way that the distance from the coupling axis also increases with increasing distance of the ball from the seat. As soon as the ball 7 has left its seat 8, liquid passes from the auxiliary space 4 into the work space 2 , until the space 4 is completely emptied the slip decreases until the design slip of 2 to 3% is reached.

Wenn dann der Motor ausgeschaltet wird, ist der Arbeitsraum 2 der Kupplung anfangs noch mit Flüssigkeit gefüllt. Mit sinkender Drehzahl nimmt auch die auf die Kugel 7 ausgeübte Fliehkraft ab, so daß die Kugel unter dem Einfluß der Feder 9 den Kanal 5 wieder schließt und die Räume 2 und 4 voneinander trennt. Damit bei stillstehender Kupplung wieder 40 % der gesamten Flüssigkeitsmenge in den Hilfsraum 4 zurückfließen können, ist ein zweiter Kanal 11 vorgesehen, der von dem Hilfsraum 4 zu einer Stell des Arbeitsraumes 2 führt, deren Abstand von der Kupplungsachse beinahe so groß ist wie der maximale Durchmesser des Raumes 2.When the engine is then switched off, the working space 2 is the Coupling initially still filled with liquid. With decreasing speed also increases the centrifugal force exerted on the ball 7, so that the ball is under the influence the spring 9 closes the channel 5 again and separates the spaces 2 and 4 from one another. This means that when the clutch is at a standstill, 40% of the total amount of fluid in the auxiliary space 4 can flow back, a second channel 11 is provided from the auxiliary space 4 leads to a position of the work space 2, the distance of which from the Coupling axis is almost as large as the maximum diameter of space 2.

In dem Kanal 11 ist ein Kugelventil 12 eingebaut, dessen Kugel 13 von dem Sitz 14 aus längs einer Bahn 15 abrollen kann, welche in der Öffnungsrichtung einen von der Kupplungsachse kleiner werdenden Abstand aufweist. Wenn die Kupplung mit einer hohen Drehzahl umläuft, wird die Kugel 13 durch den Einfluß der Fliehkraft auf den Sitz 14 gedrückt, so daß die Flüssigkeit nicht aus dem Arbeitsraum 2 in den Hilfsraum 4 übertreten kann. Sobald die Drehzahl abfällt und die Kupplung schließlich zum Stillstand kommt, wird der Einfluß der Fliehkraft auf die Kugel 13 immer kleiner und verschwindet schließlich ganz, und dann strömt die Flüssigkeit nach dem Gesetz der kommunizierenden Gefäße aus dem Arbeitsraum 2 in den Hilfsraum 4, bis schließlich wieder etwa 40 % der gesamten Flüssigkeitsmenge. in dem Hilfsraum 4 enthalten sind.A ball valve 12 is installed in the channel 11, the ball 13 of which can roll from the seat 14 along a path 15 which, in the opening direction, is at a distance that is decreasing from the coupling axis. When the clutch rotates at a high speed, the ball 13 is pressed onto the seat 14 by the influence of centrifugal force, so that the liquid cannot pass from the working chamber 2 into the auxiliary chamber 4. As soon as the speed drops and the clutch finally comes to a standstill, the influence of centrifugal force on the ball 13 becomes smaller and smaller and finally disappears completely, and then the liquid flows according to the law of communicating vessels from the working space 2 into the auxiliary space 4 until finally again about 40% of the total amount of liquid. are contained in the auxiliary space 4.

Damit eine möglichst gute dynamische Ausbalancierung erhalten wird, ist die Kupplung mit wenigstens zwei Kanälen 5 und zwei Kanälen 11 versehen, welche sich jeweils diametral gegenüberliegen. Vorzugsweise werden vier. Kanäle jeder Art angeordnet.So that the best possible dynamic balance is obtained, the coupling is provided with at least two channels 5 and two channels 11, which each diametrically opposed. Preferably four. Channels of all kinds arranged.

Claims

PATENT CLAIM: _ Föttinger coupling with a working space and with a circumferential auxiliary space that absorbs part of the working fluid when the machine is at a standstill and a channel connecting the two spaces, serving to drain the working space, the opening of which is controlled by a valve under the influence of centrifugal force, characterized that the channel (11) leading back from the working space (2) into the auxiliary space (4) is at a distance from the coupling axis which is smaller than the largest diameter of the working space (2) and. contains a ball valve (12, 13) opening in the direction of the auxiliary space (4), the discharge of which. roller track (15) in the opening direction has a distance that is decreasing from the coupling axis. Considered publications: _ German Patent No. 867 030.