DE1121888B

DE1121888B - Hydrodynamic coupling

Info

Publication number: DE1121888B
Application number: DES36114A
Authority: DE
Inventors: Harold Sinclair
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-11-06
Filing date: 1953-10-30
Publication date: 1962-01-11

Description

Hydrodynamische Kupplung Die Erfindung bezieht sich auf hydrodynamische bzw. Föttingerkupplungen mit ständigem Flüssigkeitsumlauf durch die umlaufende Arbeitskammer und zwecks Änderung des Füllungsgrades dieser Kammer und damit der Drehmomentübertragungsfähigkeit der Kupplung verstellbarem Schöpfrohr.Hydrodynamic Coupling The invention relates to hydrodynamic or Föttinger couplings with constant fluid circulation through the rotating working chamber and for the purpose of changing the degree of filling of this chamber and thus the torque transmission capacity the coupling adjustable scoop tube.

Bei Kupplungen mit Füllschöpfrohren führt das verstellbare Schöpfrohr der Arbeitskammer Flüssigkeit aus einer mit dieser umlaufenden Vorratskammer zu, und zwar gegebenenfalls über einen äußeren Umlauf, der beispielsweise einen Kühler enthalten kann. Die Arbeitskammer ist mit Auslaufdüsen versehen, durch welche Flüssigkeit aus dem Arbeitsumlauf in Pumpen- und Turbinenrad in die Vorratskammer abläuft. Bei Kupplungen mit Entleerungsschöpfrohr ragt das verstellbare Schöpfrohr in eine vergrößerte Arbeitskammer oder in eine besondere, dieser benachbarten Schöpfrohrkammer hinein, die mit der Arbeitskammer an deren Umfang mit verhältnismäßig großen Öffnungen in Verbindung steht. Das verstellbare Schöpfrohr fördert die Flüssigkeit aus dem Arbeitsumlauf in einen Sumpf, von wo die Flüssigkeit mittels einer Pumpe in die Arbeitskammer zurückgeleitet wird. Bei den Kupplungen der erstgenannten Bauart wächst der Füllungsgrad des Arbeitsumlaufs mit dem Einbringen des Schöpfrohres in den in der umlaufenden Vorratskammer gebildeten Flüssigkeitsring. Bei den Kupplungen der zweiten Bauart wächst der Füllungsgrad des Arbeitsumlaufs mit dem Zurückziehen des Schöpfrohres aus dem Flüssigkeitsring in der Schöpfkammer.In the case of couplings with filling scoop tubes, the adjustable scoop tube leads the working chamber is supplied with liquid from a storage chamber that rotates with it, and possibly via an external circuit, for example a cooler may contain. The working chamber is provided with outlet nozzles through which liquid runs from the working circulation in the pump and turbine wheel into the storage chamber. at Couplings with emptying scoop tube, the adjustable scoop tube protrudes into an enlarged Working chamber or into a special scoop tube chamber adjacent to it, with the working chamber on its periphery with relatively large openings in Connection. The adjustable scoop tube pumps the liquid out of the working circuit into a sump, from where the liquid is pumped into the working chamber is returned. In the case of the first-mentioned type of coupling, the degree of filling increases of the working cycle with the introduction of the scoop tube into the circulating Storage chamber formed liquid ring. With the couplings of the second type the degree of filling of the working circuit increases as the scoop tube is withdrawn from the liquid ring in the pumping chamber.

Bei beiden vorgenannten Arten von hydrodynamischen Kupplungen besteht ein ständiger Umlauf von Arbeitsflüssigkeit durch die Arbeitskammer hindurch. Bei normalem Betrieb solcher hydrodynamischer Kupplungen wird der Antriebsmotor (in der Regel ein Käfig-Induktionsmotor) angelassen und auf volle Drehzahl gebracht, während die Schöpfrohre so eingestellt sind, daß der Arbeitsraum der Kupplung praktisch leer ist; sodann werden die Schöpfrohre von Hand oder mittels einer Servo-Steuervorrichtung so verstellt, daß der Arbeitsraum sich füllt, wodurch die getriebene Maschine beschleunigt wird. Will man das Schöpfrohr nicht von Hand betätigen, so kann man das Schöpfrohr in die Normallage für das Füllen des Arbeitsraumes einstellen, derart, daß der Arbeitsraum sich beim Beschleunigen des Antriebsmotors füllt und die getriebene Maschine dadurch beschleunigt wird. Während der Zeit, in der das Turbinenrad beschleunigt wird, besteht in der Leitung oder den Leitungen, durch welche der Arbeitskammer Flüssigkeit zugeführt wird -nachstehend kurz Füllkanal genannt-, ein verhältnismäßig hoher Druck, einmal wegen der schnellen Überführung von Flüssigkeit in die Arbeitskammer und damit in den Umlauf und zum anderen wegen des Rückdrucks, der sich in der Arbeitskammer ausbildet, während diese gefüllt und das Turbinenrad beschleunigt wird und den Widerstand der Last überwindet. Der Druck in dem Füllkanal ist also hoch, wenn bei belastetem stillstehendem Turbinenrad der Arbeitsraum teilweise gefüllt ist, und ändert sich, wenn das Turbinenrad beschleunigt wird. Wenn die Turbinenraddrehzahl der Pumpenraddrehzahl nahekommt, kann der Druck unter Umständen auf einen niedrigen Wert sinken.With both of the aforementioned types of hydrodynamic couplings, there is a constant circulation of working fluid through the working chamber. During normal operation of such hydrodynamic couplings, the drive motor (usually a cage induction motor) is started and brought to full speed, while the scoop pipes are set so that the working space of the coupling is practically empty; then the scoop tubes are adjusted by hand or by means of a servo control device so that the working space is filled, whereby the driven machine is accelerated. If you do not want to operate the scoop tube by hand, you can set the scoop tube in the normal position for filling the work space, so that the work space fills when the drive motor accelerates and the driven machine is thereby accelerated. During the time in which the turbine wheel is accelerated, there is a relatively high pressure in the line or lines through which liquid is supplied to the working chamber - hereinafter referred to as the filling channel for short - due to the rapid transfer of liquid into the working chamber and thus into the circulation and on the other hand because of the back pressure that forms in the working chamber while it is filled and the turbine wheel is accelerated and the resistance of the load is overcome. The pressure in the filling channel is high when the working space is partially filled when the turbine wheel is loaded and stationary, and changes when the turbine wheel is accelerated. When the turbine speed approaches the impeller speed, the pressure may drop to a low level.

Wird der Antriebsmotor angelassen oder erneut angelassen, während der Arbeitsraum der hydrodynamischen Kupplung mehr als etwa zur Hälfte gefüllt ist, so steigt der Druck in dem Füllkanal sofort auf einen hohen Wert und sinkt dann wieder, wenn das Turbinenrad gegen den Widerstand der Last beschleunigt wird.If the drive motor is started or restarted while the working space of the hydrodynamic coupling is more than about half full, so the pressure in the filling channel immediately rises to a high value and then falls again when the turbine wheel is accelerated against the resistance of the load.

In der Regel wird das Füllen bei den hier in Frage stehenden Kupplungen schnell ausgeführt; die Kupplung kann dann innerhalb weniger Sekunden ein hohes Drehmoment übertragen. In manchen Fällen ist es aber unerwünscht, daß die Kupplung während der Beschleunigung der getriebenen Maschine mehr als ein vorbestimmtes Drehmoment überträgt. Beispielsweise kann die Kupplung zwischen einer Kraftmaschine und einem Förderband liegen, und es kann gefordert sein, daß die Bandspannung einen vorgegebenen Höchstwert nicht überschreiten soll.As a rule, filling is used for the couplings in question here executed quickly; the clutch can then go high within a few seconds Transmit torque. In some cases, however, it is undesirable that the coupling more than a predetermined torque during acceleration of the driven machine transmits. For example can be the clutch between an engine and a conveyor belt, and it may be required that the belt tension a should not exceed the specified maximum value.

Zweck der Erfindung ist es, eine hydrodynamische Kupplung der beschriebenen Bauart mit einer Einrichtung zu schaffen, welche die Drehmomenttragungsfähigkeit der Kupplung während der Beschleunigung des Läufers selbsttätig begrenzt.The purpose of the invention is to provide a hydrodynamic coupling of the type described To create a design with a device that has the torque-bearing capacity the clutch is automatically limited during the acceleration of the rotor.

Bei den bekannten Föttingerkupplungen wird das bzw. jedes Schöpfrohr direkt oder über einen Servomotor von Hand verstellt, um den Füllungsgrad und damit die Drehmomentübertragungsfähigkeit der Kupplung zu ändern. Es ist auch bereits bekannt, die Lage des Schöpfrohres selbsttätig unmittelbar durch einen Thermostaten zu ändern.In the known Föttinger couplings, the or each scoop tube Adjusted directly or by hand via a servomotor to the degree of filling and thus to change the torque transmission capacity of the clutch. It is already known, the position of the scoop tube automatically directly by a thermostat to change.

Bei der hydrodynamischen Kupplung nach der Erfindung dient als Impulsgeber für die selbsttätige Verstellung des Schöpfrohres der in dem der Arbeitskammer Flüssigkeit zuführenden Füllkanal oder der in einem Teil dieses Kanals herrschende Druck. Vorteilhafterweise verstellt dieser Druck selbst das Schöpfrohr.The hydrodynamic coupling according to the invention serves as a pulse generator for the automatic adjustment of the scoop tube of the liquid in the working chamber feeding filling channel or the pressure prevailing in a part of this channel. Advantageously this pressure adjusts the scoop tube itself.

Der Druck in dem Füllkanal bzw. in dessen Teil ist ein Maß für den Schlupf und damit des übertragenden Drehmoments der Kupplung, so daß durch Verwendung des Drucks als Impulsgeber eine einfache selbsttätige Regelung der Kupplung auf eine gewünschte Anlaufcharakteristik bzw. im Betrieb auf eine gewünschte Drehzahl der Kraftabgabewelle erhalten wird. Weitere Vorteile sind, daß dieser als Impulsgeber verwendete Druck in der Kupplung selbst zur Verfügung steht und daß er außerdem auch direkt als Betätigungskraft verwendbar ist.The pressure in the filling channel or in its part is a measure of the Slip and thus the transmitted torque of the clutch, so that by using of the pressure as a pulse generator on a simple automatic control of the clutch a desired start-up characteristic or a desired speed during operation the power output shaft is obtained. Other advantages are that it acts as a pulse generator used pressure is available in the clutch itself and that he also can also be used directly as an actuating force.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben.The invention will be described with reference to schematic drawings of several exemplary embodiments.

Fig. 1 ist der Grundriß, teilweise im Schnitt, einer hydrodynamischen Kupplung mit Füllschöpfrohren nach der Erfindung; Fig. 2 ist eine Ansicht der Kupplung nach Fig. 1; Fig. 3 ist ein Schaubild, welches die Veränderung der Turbinenraddrehzahl und des übertragenen Drehmoments beim Anfahren aus der Ruhestellung veranschaulicht; Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Kupplung nach Fig. 1 und 2; Fig. 5 ist der Grundriß einer Kupplung mit Endleerungsschöpfrohr nach der Erfindung; Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5, und Fig. 7 ist eine Einzelansicht in größerem Maßstab eines Teils der in Fig. 5 und 6 dargestellten Kupplung. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Kupplung mit Füllschöpfrohr besitzt eine umlaufende Vorratskammer 1, Düsen 2 zum Auslassen von Arbeitsflüssigkeit aus der Arbeitskammer in die Vorratskammer 1 und ein in der Vorratskammer angeordnetes Schöpfrohr 3, welches Flüssigkeit von der Vorratskammer 1 zur Arbeitskammer überführt, in welcher das Pumpenrad 4 und das Turbinenrad 5 angeordnet sind. Das Schöpfrohr 3, welches hier in Längsrichtung verschiebbar ist, ist mittels eines Steuerhebels 7 zwischen der voll ausgeschobenen und der voll eingezogenen Stellung bewegbar. Bei der in Fig. 2 gezeigten Stellung des Hebels 7 ist das Schöpfrohr 3 voll ausgeschoben.Fig. 1 is the plan, partly in section, of a hydrodynamic coupling with filling scoop tubes according to the invention; Figure 2 is a view of the coupling of Figure 1; 3 is a graph illustrating the change in turbine speed and transmitted torque when starting from rest; Fig. 4 shows a modification of the coupling according to Figs. 1 and 2; Fig. 5 is a plan view of an end evacuation scoop coupling according to the invention; Fig. 6 is a section along line VI-VI of Fig. 5 and Fig. 7 is an enlarged detail view of part of the coupling shown in Figs. The coupling shown in Fig. 1 and 2 with filling scoop tube has a circumferential storage chamber 1, nozzles 2 for discharging working fluid from the working chamber into the storage chamber 1 and a scoop tube 3 arranged in the storage chamber, which transfers liquid from the storage chamber 1 to the working chamber, in which the pump wheel 4 and the turbine wheel 5 are arranged. The scoop tube 3, which is displaceable in the longitudinal direction here, can be moved between the fully extended and fully retracted positions by means of a control lever 7. In the position of the lever 7 shown in FIG. 2, the scoop tube 3 is fully extended.

Der Steuerhebel ? ist mittels eines Verbindungsstücks 9 mit der Kolbenstange 10 eines Kolbens 11 verbunden. Der Kolben ist in einem Zylinder 12 geführt, der an einer an einem feststehenden Teil der Kupplung vorgesehenen Konsole 13 befestigt ist. Ein Gewicht 14 ist bestrebt, den Steuerhebel 7 und damit den Kolben 11 nach rechts zu verschieben. Das Gewicht wird von einem an einem Kettenrad 16 befestigten Arm 15 getragen. Das Kettenrad ist mit einer Welle 17 drehbar, die von Armen 18 auf der Stütze 13 getragen wird. Das Kettenrad ist durch eine Kette 19 über ein Verbindungsstück 20 mit dem Steuerhebel 7 verbunden.The joystick? is connected to the piston rod 10 of a piston 11 by means of a connecting piece 9 . The piston is guided in a cylinder 12 which is attached to a bracket 13 provided on a stationary part of the coupling. A weight 14 tries to move the control lever 7 and thus the piston 11 to the right. The weight is carried by an arm 15 attached to a sprocket 16 . The sprocket is rotatable with a shaft 17 carried by arms 18 on the support 13 . The chain wheel is connected to the control lever 7 by a chain 19 via a connecting piece 20 .

Die von dem Schöpfrohr 3 aufgenommene Arbeitsflüssigkeit wird über eine Leitung 23 einem nicht gezeigten Kühler zugeleitet und kehrt von dem Kühler über die Leitung 22 zu der Kupplung zurück. Das rechts vom Kolben 11 liegende Ende des Zylinders 12 ist über den Kanal 21 an die Leitung 23 angeschlossen.The working fluid taken up by the scoop tube 3 is fed via a line 23 to a cooler (not shown) and returns from the cooler via the line 22 to the coupling. The end of the cylinder 12 lying to the right of the piston 11 is connected to the line 23 via the channel 21.

Es sei angenommen, daß die hydrodynamische Kupplung für den Antrieb eines Bandförderes dient. Die Pumpenradwelle der Kupplung sei an einen Wechselstrom-Käfigmotor angeschlossen, während die Turbinenradwelle 24 das Band antreibt. Es möge beispielsweise gefordert werden, daß das Band höchstens einer Spannung ausgesetzt wird, die 40% über der normalen Betriebsspannung liegt, und diese Höchstspannung möge so wenig oberhalb der Spannung liegen, die zum Überwinden der Belastung und der Reibung erforderlich ist, daß eine Beschleunigungszeit von etwa 30 Sekunden eingeräumt werden muß, um den Förderer auf volle Geschwindigkeit zu bringen, wenn eine übermäßige Spannung des Riemens während der Beschleunigungszeit vermieden werden soll.It is assumed that the hydrodynamic coupling is used to drive a belt conveyor. The impeller shaft of the coupling is connected to an alternating current squirrel cage motor, while the turbine wheel shaft 24 drives the belt. For example, it may be required that the belt is subjected to a maximum tension that is 40% above the normal operating tension, and this maximum tension is so little above the tension required to overcome the load and friction that an acceleration time of approximately 30 seconds must be allowed to bring the conveyor to full speed if excessive tension on the belt is to be avoided during the acceleration time.

Anfangs, wenn der Antriebsmotor und die hydrodynamische Kupplung stillstehen, befindet sich der größere Teil des Öls der Kupplung in der unteren Hälfte der mit der treibenden Welle umlaufenden Vorratskammer 1, und das Schöpfrohr 3 befindet sich in voll ausgeschobener Stellung. Wenn der Motor eingeschaltet wird, erreicht er in wenigen Sekunden seine volle Drehzahl, da er anfangs - abgesehen von der Trägheit der umlaufenden Teile - lastfrei läuft. Das Öl in der umlaufenden Vorratskammer 1 nimmt dabei die Form eines dicken Flüssigkeitsringes an, und durch das Schöpfrohr 3 wird sofort Flüssigkeit aus der Vorratskammer 1 über den Kühler in den Arbeitsraum der Kupplung übergeleitet. Bei voll ausgeschobenem Schöpfrohr würde die Überführung so schnell erfolgen, daß der Arbeitsraum zu schnell gefüllt und die zulässige Spannung im Förderband überschritten würde. Nun wird aber, sobald genügend Flüssigkeit in den Arbeitsraum übergetreten ist, durch den Widerstand in dem Flüssigkeitsumlauf zusammen mit dem Gegendruck in der Arbeitskammer ein Druck von beispielsweise 3,5 bis 4 kg/cmz in der Leitung 23 aufgebaut. Dieser Druck wirkt auf die rechte Seite des Kolbens 11, der daraufhin entgegen der Wirkung des Gewichts 14 den Steuerhebel 7 in Fig. 2 nach links bewegt und damit das Schöpfrohr 3 so weit zurückzieht, bis der Steuerhebel an einen Begrenzungsanschlag 25 schlägt. Weil das Schöpfrohr .3 teilweise zurückgezogen ist, füllt sich nun die Arbeitskammer langsamer als bei ursprünglich voll vorgeschobenem Schöpfrohr.Initially, when the drive motor and the hydrodynamic coupling are at a standstill, the greater part of the oil in the coupling is in the lower half of the storage chamber 1 rotating with the driving shaft, and the scoop tube 3 is in the fully extended position. When the motor is switched on, it reaches its full speed in a few seconds, because initially - apart from the inertia of the rotating parts - it runs load-free. The oil in the revolving storage chamber 1 takes on the form of a thick liquid ring, and through the scoop tube 3, liquid is immediately transferred from the storage chamber 1 via the cooler into the working space of the coupling. With the scoop tube fully extended, the transfer would take place so quickly that the working space would be filled too quickly and the permissible tension in the conveyor belt would be exceeded. Now, however, as soon as enough liquid has passed into the working space, a pressure of, for example, 3.5 to 4 kg / cm 2 is built up in the line 23 due to the resistance in the liquid circulation together with the counter pressure in the working chamber. This pressure acts on the right side of the piston 11 which then moves against the action of the weight 14 the control lever 7 in Fig. 2 to the left and thus the suction pipe 3 so far retracts until the control lever on a limit stop 25 strikes. Because the scoop tube .3 is partially withdrawn, the working chamber now fills more slowly than when the scoop tube was originally fully advanced.

Während der Beschleunigungsperiode des Turbinenrades, während welcher der Schlupf in der Kupplung allmählich von 100% auf annähernd 5% sinkt, verzögert also der Druck in der Fülleitung 23 den Füllvorgang und dient daher, wie gewünscht, zum Verlängern der Beschleunigungsperiode. Während der verlängerten Beschleunigungszeit wird das Schöpfrohr 3 durch den auf dem Kolben 11 lastenden Druck teilweise zurückgezogen gehalten, jedoch in allmählich abnehmendem Ausmaß, so daß das von der Kupplung übertragene Drehmoment beim Beschleunigen des Förderers auf einen sicheren Wert begrenzt bleibt.During the acceleration period of the turbine wheel, during which the slip in the clutch gradually decreases from 100% to approximately 5%, the pressure in the filling line 23 thus delays the filling process and therefore serves, as desired, to lengthen the acceleration period. During the extended acceleration time the scoop tube 3 is kept partially retracted by the pressure on the piston 11 , but to a gradually decreasing extent, so that the torque transmitted by the clutch remains limited to a safe value when the conveyor is accelerating.

In Fig. 3 veranschaulicht die ausgezogene Kurve den Zusammenhang von Zeit in Sekunden (Abszisse) und Ausgangsdrehmoment in kw (Ordinate) für eine Kupplung gemäß der Erfindung beim Anfahren aus der Ruhe unter Last. Die gestrichelte Kurve zeigt die Beziehung zwischen der Zeit in Sekunden (Abszisse) und der Turbinenrad- bzw. Ausgangsdrehzahl in U/min (Ordinate). Durch entsprechende Veränderung des Gewichts 14 und der Winkelstellung des Arms 15 und damit seiner wirksamen Länge kann die Charakteristik, welche die Vorspannung und die Stellung des Kolbens 11 mit dem in der Fülleitung 23 herrschenden Druck in Beziehung setzt, verändert werden.In FIG. 3, the solid curve illustrates the relationship between time in seconds (abscissa) and output torque in kw (ordinate) for a clutch according to the invention when starting from rest under load. The dashed curve shows the relationship between the time in seconds (abscissa) and the turbine wheel or output speed in rpm (ordinate). By correspondingly changing the weight 14 and the angular position of the arm 15 and thus its effective length, the characteristic which relates the preload and the position of the piston 11 to the pressure prevailing in the filling line 23 can be changed.

Gegebenenfalls können an Stelle des Gewichts 14 ein oder mehrere Federn verwendet werden, welche eine Verstellkraft auf den Kolben 11 ausüben. Eine solche abgeänderte Ausführungsform ist in Fig. 4 veranschaulicht. Hier ist hinter dem Kolben 11 im Zylinder 12 eine Druckfeder 35 angeordnet, die bestrebt ist, den Kolben 11 und damit den Steuerhebel 7 in die rechte Endstellung zu bringen, die der voll ausgeschobenen Stellung des Schöpfrohres entspricht.If necessary, instead of the weight 14, one or more springs can be used which exert an adjusting force on the piston 11. Such a modified embodiment is illustrated in FIG. Here, behind the piston 11 in the cylinder 12, a compression spring 35 is arranged, which tries to bring the piston 11 and thus the control lever 7 into the right end position, which corresponds to the fully extended position of the scoop tube.

Die selbsttätige Regelung der Stellung des Hebels 7 in Abhängigkeit von dem in der Leitung 23 herrschenden Druck kann auch benutzt werden, um eine Last, die eine entsprechende Drehmoment-Drehzahl-Charakteristik besitzt, bei veränderlicher Eingangs- oder Pumpenraddrehzahl mit im wesentlichen konstanter Drehzahl anzutreiben. Es sei beispielsweise angenommen, daß die Drehzahl des Pumpenrades zwischen einer Leerlaufdrehzahl von 500 U/min und einer der vollen Belastung entsprechenden Drehzahl von 1500 U/min schwankt. Bei der Leerlaufgeschwindigkeit ist der Ölumlauf durch die Auslaßdüsen 2, die Vorratskammer 1, über das Schöpfrohr 3 und den Kühler zurück in den Arbeitsraum der Kupplung gering und steigt mit der Drehzahl allmählich an. Bei 1500 U/min sei der Ölumlauf beispielsweise auf das Dreifache des Umlaufs bei Leerlauf angestiegen. Der Druck in der Leitung 23 steigt mit dem Ölumlauf und damit die Drehzahl an der treibenden Welle der Kupplung. Beim Leerlauf der treibenden Welle ist das Schöpfrohr 3 wegen des niedrigen Öldrucks voll ausgeschoben. Wächst die Drehzahl der treibenden Welle, so wird wegen des steigenden Öldrucks das Schöpfrohr 3 etwas zurückgezogen. Bei weiterem Ansteigen der Drehzahl erfolgt ein weiteres Zurückziehen des Schöpfrohres 3 mit dem Ergebnis, daß der Schlupf in der Kupplung steigt, während die Drehzahl an der treibenden Welle wächst.The automatic control of the position of the lever 7 as a function of the pressure prevailing in the line 23 can also be used to drive a load which has a corresponding torque-speed characteristic at a variable input or impeller speed at an essentially constant speed. It is assumed, for example, that the speed of the pump impeller fluctuates between an idling speed of 500 rpm and a speed of 1500 rpm corresponding to the full load. At idling speed, the oil circulation through the outlet nozzles 2, the storage chamber 1, via the scoop 3 and the cooler back into the working space of the clutch is low and gradually increases with the speed. At 1500 rpm, for example, the oil circulation has increased to three times the circulation when idling. The pressure in the line 23 increases with the oil circulation and thus the speed on the driving shaft of the clutch. When the driving shaft is idling, the scoop tube 3 is fully extended because of the low oil pressure. If the speed of the driving shaft increases, the scoop tube 3 is retracted somewhat because of the increasing oil pressure. If the speed increases further, the scoop tube 3 is withdrawn further, with the result that the slip in the clutch increases while the speed on the driving shaft increases.

Man kann durch entsprechende Bemessung des Gewichts 14 sowie der Länge und Stellung des Arms 15 oder der Bemessung der statt dessen vorgesehenen Feder 35 (Fig. 4) die Kupplung also so ausbilden, daß sich bei sich ändernder Drehzahl der treibenden Welle eine im wesentlichen konstante Ausgangsdrehzahlcharakteristik ergibt.By appropriate dimensioning of the weight 14 and the length and position of the arm 15 or the dimensioning of the instead provided spring 35 (Fig. 4), the clutch can be designed so that an essentially constant output speed characteristic changes when the speed of the driving shaft changes results.

Jedoch darf sich wegen der zeitlichen Verzögerung beim Leeren und Füllen des Arbeitsraumes die Drehzahl der treibenden Welle nicht zu schnell ändern. Für die Änderung von 500 auf 1500 U/min soll beispielsweise ein Zeitraum von 15 bis 20 Sekunden zur Verfügung stehen. Eine so ausgebildete Kupplung läßt sich z. B. für den Antrieb des Generators einer Zugbeleuchtung verwenden, bei der die Generatordrehzahl ungeachtet der sich erheblich ändernden Zuggeschwindigkeit konstant bleiben soll.However, because of the time delay when emptying and When filling the working space, do not change the speed of the driving shaft too quickly. For the change from 500 to 1500 rpm, for example, a period of 15 up to 20 seconds are available. A coupling designed in this way can be used, for. B. use a train lighting to drive the generator at which the generator speed should remain constant regardless of the significantly changing train speed.

Die Bemessung des Gewichts 14 sowie der Länge und Stellung des Arms 15 oder die Bemessung der Feder 35 kann aber auch so erfolgen, daß die Drehzahl der getriebenen Welle der Kupplung mit steigender Drehzahl der treibenden Welle nach einem vorbestimmten Gesetz fällt oder steigt. Ein Beispiel ist der Antrieb des Kompressors oder Exhaustors der Luftdruckbremse bei einer Diesellokomotive. Bei diesem Antrieb ist eine inverse Drehzahlkennlinie erwünscht. Beim Leerlauf des Dieselmotors soll der Kompressor beispielsweise mit 1000 U/min und bei einer Dieselmotordrehzahl von 1500 U/min, beispielsweise mit 700 U/min, laufen. Man braucht beim Leerlauf des Motors die volle Kompressordrehzahl, damit die geringstmögliche Verzögerung beim Öffnen der Bremsen auftritt, ehe der Zug anläuft. Andererseits ist es nicht erforderlich, die volle Kompressordrehzahl zu haben, wenn der Dieselmotor normale oder hohe Drehzahl hat, im Gegenteil, dann sollte die Kompressordrehzahl geringer sein, um die Abnutzung zu verringern.The dimensioning of the weight 14 and the length and position of the arm 15 or the dimensioning of the spring 35 can also be done so that the speed of the driven shaft of the clutch falls or increases with increasing speed of the driving shaft according to a predetermined law. An example is the drive of the compressor or exhaustor of the air brake on a diesel locomotive. An inverse speed characteristic is required for this drive. When the diesel engine is idling, the compressor should run at 1000 rpm, for example, and at a diesel engine speed of 1500 rpm, for example at 700 rpm. Full compressor speed is required when the engine is idling so that there is the least possible delay in opening the brakes before the train starts up. On the other hand, it is not necessary to have the full compressor speed when the diesel engine is running at normal or high speed, on the contrary, the compressor speed should be lower in order to reduce wear.

Ein weiteres Beispiel ist der Antrieb des Kühlerventilators auf einer Lokomotive mit Antrieb durch einen Dieselmotor mit Aufladung, der mit einem effektiven Mitteldruck arbeitet, der in dem Maß ansteigt, wie die Drehzahl infolge der Belastung abnimmt. Bei diesem Beispiel kann es wünschenswert sein, die Belastungscharakteristik des Kolbens 11 auf eine ansteigende Ausgangsdrehzahlcharakteristik einzustellen. Es kann beispielsweise wünschenswert sein, eine Ventilatordrehzahl von etwa 500 U/min beim Leerlauf der Kraftmaschine zu haben und die Ventilatordrehzahl auf etwa 700 U/min zu erhöhen, wenn die Kraftmaschine mit 1000 U/min läuft, und auf 800 U/min zu bringen und dementsprechend die höchste Kühlwirkung am Kühler zu erreichen, wenn die Maschine bei 1500 U/min auf vollen Touren läuft, was der Maximalgeschwindigkeit der Lokomotive bei hoher Übersetzung entspricht.Another example is driving the cooling fan on a locomotive powered by a supercharged diesel engine operating at an effective mean pressure that increases as the speed decreases as the load decreases. In this example, it may be desirable to set the load characteristic of the piston 11 to an increasing output speed characteristic. For example, it may be desirable to have a fan speed of about 500 RPM when the engine is idling and increase the fan speed to about 700 RPM when the engine is running at 1000 RPM and bring it to 800 RPM and accordingly to achieve the highest cooling effect on the radiator when the engine is running at 1500 rpm at full speed, which corresponds to the maximum speed of the locomotive at a high gear ratio.

Die in Fig. 5, 6 und 7 dargestellte Kupplung mit Entleerungsschöpfrohr umfaßt ein Pumpenrad 40 und ein Turbinenrad 41, die in einer Arbeitskammer angeordnet sind, welche durch Öffnungen, von denen eine bei 42 gezeigt ist, in ungedrosselter Verbindung mit einer Schöpfkammer 43 steht, in der ein Schöpfrohr 44 verschiebbar ist. Eine der Einstellung des Schöpfrohres 44 entsprechende Menge der Arbeitsflüssigkeit wird durch Öffnungen 45 und einen Auslaßkanal 46 zu einem Sumpf 47 geführt. Eine von einem Motor angetriebene Verdrängerpumpe 48, beispielsweise eine Zahnradpumpe, fördert die Arbeitsflüssigkeit aus dem Sumpf 47 über einen Einlaßkanal, der ein Rohr 49 und eine Zuleitung 50 umfaßt, kontinuierlich zu der Kupplung zurück.The coupling shown in FIGS. 5, 6 and 7 with the evacuation scoop tube comprises a pump wheel 40 and a turbine wheel 41 which are arranged in a working chamber which is in unthrottled communication with a scoop chamber 43 through openings, one of which is shown at 42 , in which a scoop tube 44 is displaceable. An amount of the working fluid corresponding to the setting of the scoop tube 44 is fed through openings 45 and an outlet channel 46 to a sump 47 . A positive displacement pump 48 driven by a motor, for example a gear pump, continuously conveys the working fluid back to the coupling from the sump 47 via an inlet channel which comprises a pipe 49 and a supply line 50.

Der Druck im Rohr 49 wird über ein Rohr 51 einem feststehenden Zylinder 52 zugeleitet, in dem ein Kolben 53 spielt. Der Kolben ist mit einer Betätigungsstange 54 verbunden, welche das Schöpfrohr 44 in Längsrichtung verschiebt. Bei der Anordnung gemäß Fig. 5 und 6 steht der Kolben 53 ebenso wie bei der Vorrichtung nach Fig. 4 unter der Wirkung einer vorgespannten Feder. Es kann jedoch auch gemäß Fig. 1 und 2 ein gewichtsbelasteter Hebel verwendet werden. Die Feder oder das Gewicht verschieben den Kolben 53 in Richtung auf volles Zurückziehen des Schöpfrohres 44 (voller Arbeitsraum), und der in dem Füllrohr 49 herrschende Druck wirkt über Rohr 51 auf den Kolben 53 ein und ist bestrebt, den Kolben 53 und die Betätigungsstange 54 in Richtung eines Verschiebens des Schöpfrohres 44 in die Kammer 43 zu verschieben (Arbeitsraum zumindest teilweise leer).The pressure in the pipe 49 is fed via a pipe 51 to a stationary cylinder 52 in which a piston 53 plays. The piston is connected to an actuating rod 54 which displaces the scoop tube 44 in the longitudinal direction. In the arrangement according to FIGS. 5 and 6, as in the device according to FIG. 4 , the piston 53 is under the action of a pretensioned spring. However, as shown in FIGS. 1 and 2, a weight-loaded lever can also be used. The spring or the weight move the piston 53 in the direction of full retraction of the scoop tube 44 (full working space), and the pressure prevailing in the filling tube 49 acts on the piston 53 via tube 51 and strives to move the piston 53 and the actuating rod 54 in the direction of moving the scoop tube 44 into the chamber 43 (working space at least partially empty).

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Hydrodynamic coupling with constant fluid circulation through the working chamber and through a filling channel that supplies working fluid to this chamber and with a scoop tube which can be adjusted to change the degree of filling of this chamber, the position of which is automatically set by a pulse generator, characterized in that as a pulse generator for the automatic Adjustment of the scoop tube (3 or 44) which is used in the filling channel (49, 50) or the pressure prevailing in its part (23).

2. Hydrodynamic coupling according to claim 1, characterized in that the pressure in the filling channel (49, 50) or in its part (23) itself adjusts the scoop tube (3 or 44) .

3. A hydrodynamic coupling according to claim 1, characterized in that the pressure-responsive device is a cylinder (12) which is connected to the filling channel and whose spring-loaded or weight-loaded piston (11) is coupled to the adjustable scoop tube (3). Documents considered: German Patent No. 820 660; Swiss Patent No. 204 025; British Patent No. 569,515; U.S. Patent No. 2187,656.