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Strömungskreislauf mit Ringschieber Die Erfindung bezieht sich auf
einen Strömungskreislauf (z. B. Strömungswandler oder Strömungskupplung) mit einem
in seinen Strömungsraum axial einschiebbaren, außerhalb des Strömungsraumes geführten,
vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigten Ringschieber zur Unterbrechung
oder Drosselung des Kraftflusses, wobei Schaufeleintritts-oder Schaufelaustrittskanten,
die der inneren bzw. der äußeren Mantelfläche des in den Strömungsraum einschiebbaren
Teiles des Ringschiebers benachbart sind und stets zusammen mit der außerhalb des
Strömungsraums gelegenen Führung umlaufen, einander gleichen Abstand von der Kreislaufachse
aufweisen. Der Ringschieber wird hierbei in Öffnungsstellung auf seiner gesamten
Breite, in Schließ-Stellung jedoch nur auf einem Restteil seiner Breite geführt.
Wenn nur ein Teil der Führung wirksam ist, insbesondere aber, wenn der Ringschieber
aus der Schließstellung wieder geöffnet werden soll, tritt leicht ein Verecken des
Ringschiebers ein, so daß ein ordnungsgemäßes Betätigen in Frage gestellt ist. Die
Ursache für diesen Mangel ist das für eine gute Führung äußerst ungünstige Verhältnis
von Führungsbreite zu Führungsdurchmesser, das bei Ringschiebern in Strömungskreisläufen
aber aus Gründen des Platzbedarfs und des Gewichts bedingt ist.
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Man hat daher bereits die Führung des Ringschiebers auf eine der Kreislaufwellen
verlegt. Dadurch war eine Engführung entstanden, die eine Betätigung des Ringschiebers
ohne Verecken gewährleistete. Diese Maßnahme ist jedoch in der Herstellung aufwendig
und nimmt viel Platz in Anspruch.
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Eine einwandfreie Führung hat sich insbesondere bei hydraulisch oder
pneumatisch betätigten Ringschiebern als unbedingt erforderlich erwiesen, da hierbei
keine direkte Kontrolle über die erfolgte Verschiebung des Ringschiebers vorhanden
ist und da ferner das Öffnen des Ringschiebers vielfach nur mit den verhältnismäßig
kleinen Kräften des Kreislaufinnendrucks bewerkstelligt wird. Bei druckmittelbetätigten
Ringschiebern kommt noch hinzu, daß bisher das Druckmittel nur an einer einzigen
Stelle dem Ringschieberkanal zugeführt wurde, und daß an dieser Stelle auf den Ringschieber
bereits eine Verschiebekraft ausgeübt wurde, während an den anderen Stellen auf
dem Umfang des Ringkolbens sich erst allmählich - nämlich mit Ausbreitung der Druckwelle
- der Verschiebedruck einstellte. Durch diese Verschiebekraft an einer einzigen
Stelle des Ringkolbens trat ein Verecken ein, das die Verschiebung des Ringschiebers
völlig in Frage stellte.
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Zum sicheren und vereckungsfreien Betätigen des Ringschiebers ohne
großen Bau- und Platzaufwand wird vorgeschlagen, daß der Abstand der Schaufelkanten
von der Kreislaufachse mit dem der inneren bzw. äußeren Mantelfläche des in den
Strömungsraum einschiebbaren Ringschieberteiles übereinstimmt, derart, daß diese
Schaufelkanten eine Führung des Ringschiebers im Strömungsraum bilden. Im günstigsten
Fall ist also der Ringschieber in Schließ- und Öffnungsstellung auf seiner gesamten
Breite gelagert und ist damit in Schließstellung ebenso gut geführt wie bisher nur
in Öffnungsstellung. Der Aufwand für diese Maßnahme besteht lediglich darin, daß
die Führungskanten durch Drehen und Schleifen hergestellt werden.
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Vorteilhafterweise wird die Ringschieberführung außerhalb des Strömungsraums
auf demselben Durchmesser wie die Führungskanten der Schaufeln angeordnet und an
der nicht geführten Mantelfläche mit Spiel (Luft) versehen. Diese Anordnung ergibt
eine leicht herzustellende, nicht überbestimmte Führung. Ferner wird zweckmäßigerweise
zur überbrückung des Spiels zwischen der von der vorgenannten Führungsfläche abgewandten
Mantelfläche des Ringschiebers und der ihr benachbarten Gehäusewand eine Dichtung
vorgesehen. Bei einem Strömungskreislauf, der als Wandler mit einem dem Ringschieber
benachbarten 1 eitschaufelkranz ausgebildet ist, werden mit Vorteil dessen Ein-
oder Austrittskanten derart bearbeitet, daß sie die zusätzliche Führung bilden.
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Um schließlich ein einwandfreies Verschieben des erfindungsgemäßen
Ringschiebers auch bei hydraulischer oder pneumatischer Betätigung mittels eines
zur
Kreislaufachse konzentrischen Ringkolbens sicherzustellen, wird vorgeschlagen, daß
die Druckmittel-Anschlußstellen des Ringkolbens über dem Umfang gleichmäßig verteilt
angeordnet, und daß die Druckmittelzuleitungen zu diesen Anschlußstellen vom Verteilpunkt
der Hauptzuleitung aus zumindest annähernd gleich lang ausgebildet wurden. Dabei
ist der Ringkolben vorzugsweise unmittelbar mit dem Ringschieber verbunden. Die
einfachste Anordnung besteht darin, daß die Anschlußstellen um 180' versetzt sind,
der Verzweigungspunkt um 90" von jeder Anschlußstelle versetzt ist. Von diesem Verzweigungspunkt
ist der Weg zu den zwei Anschlußstellen gleich lang, d. h., die Druckwelle des Druckmittels
beaufschlagt den Ringkolben an zwei um 180° versetzten Stellen zum gleichen Zeitpunkt,
so daß ein Verecken vermieden wird.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen an einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt. Dabei zeigt F i g. 1 einen Wandlerkreislauf im Teil-Längsschnitt mit
einem von außen einschiebbaren Ringschieber, F i g. 2 einen Kupplungskreislauf im
Teil-Längsschnitt mit einem von außen einschiebbaren Ringschieber, F i g. 3 einen
W andlerkreislauf im Teil-Längsschnitt mit einem von innen einschiebbaren Ringschieber
und F i g. 4 ein Anordnungsschema für die Druckmittelzuführung zum Ringschieber.
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In F i g . 1 ist das Primärrad 1, das Sekundärrad 2 und das Gehäuse
3 mit der Leitradbeschaufelung 4 eines Strömungswandlers dargestellt. Im Gehäuse
3 ist eine Führung 6 für einen Ringschieber 5 vorgesehen, zu dessen hydraulischer
Betätigung ein Druckmittel über eine Leitung 7 in einen Ringkanal 8 gedrückt wird.
Der Ringschieber weist zwei Führungsflächen 9 und 10 an seiner äußeren Mantelfläche
und ferner eine Ausnehmung 11 an dieser Mantelfläche auf. Wird der Ringschieber
in den Strömungsraum eingerückt, so gleitet die Führung 10 auf auf demselben
Durchmesser wie die Führung 6 liegenden Leitschaufelaustrittskanten 12 bis zur gestrichelt
eingezeichneten Endstellung. Der Ringschieber ist also in seinen beiden Endstellungen
auf seiner gesamten Breite geführt. An der inneren Mantelfläche des Ringschiebers
5 ist keine Führung, sondern ein Spielraum 13 zum Gehäuse 3 hin vorgesehen. Ein
Dichtring 14 übernimmt hierbei die Abdichtung an dieser Stelle.
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F i g. 2 zeigt eine Strömungskupplung mit Primärteil 15 und Sekundärteil
16. Ein Ringschieber 17 liegt mit seiner inneren Mantelfläche an einer Führungsfläche
18 des Primärteils 15 an. Das Druckmittel zur hydraulischen Verschiebung des Ringschiebers
17 wird über Leitungen 19 und 20 herangeführt. Die Primärbeschaufelung 15 a weist
Kanten 21 und 22 auf. Schaufelkante 21 dient als Führung des Ringschiebers im Strömungsraum.
Dadurch ist eine gute Führung des Ringschiebers gewährleistet. Zwischen Schaufelkante
22 und ihrer Verlängerung außerhalb des Strömungsraumes einerseits und der äußeren
Mantelfläche des Ringschiebers 17 andererseits ist ein Spielraum 23 vorhanden. Ein
Dichtring 24 sorgt für die Abdichtung zwischen dem Strömungsraum und dem Druckraum
des Ringschiebers.
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Bei dem Strömungswandler gemäß F i g. 3 mit Primärteil 25, Sekundärteil
26, Gehäuse 27 und Leitschaufeln 28 wird ein Ringschieber 29 vom Kernringraum 30
aus in den Kreislauf geschoben. Das Druckmittel zu seiner Betätigung tritt über
Leitungen 31, 32 a und 32 in einen Ringraum 33 ein. Das Leitungsstück
32 a verläuft in einer der Leitschaufeln 28. Die Führungsflächen 34 und 35
an der äußeren Mantelfläche des Ringschiebers 29 gleiten an einer zylindrischen
Innenfläche 36 eines zum Leitrad gehörenden Kernringstückes 37 und an Leitschaufelkanten
38.
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F i g. 4 stellt einen Strömungswandler dar (etwa einen solchen gemäß
F i g. 1), von dem ein Teil des Primärrades 55 und des Gehäuses 56 im Schnitt, im
übrigen aber eine Ansicht des Gehäuses gezeichnet ist. Dabei wird in einem Teil
57 des Gehäuses 56 ein Ringschieber geführt. Das Druckmittel zur Betätigung des
Ringschiebers tritt an zwei Anschlußstellen 58 und 59, die um 180 gegeneinander
versetzt sind. in einen nicht dargestellten Ringkanal ein. Ein Verteilerstück 60,
das über eine Zuleitung 61 gespeist wird, leitet das Druckmittel über Leitungen
62 und 63 zu den Anschlußstellen 58 und 59. Dabei liegt das Verteilerstück
zu diesen Anschlußstellen um 90J versetzt, so daß die Leitungen 62 und 63 gleich
lang sind. Die Druckwelle des Druckmittels erreicht vom Verteilerstück
60 her den Ringschieber stets zur gleichen Zeit an zwei gegenüberliegenden
Stellen, so daß ein Verecken nicht möglich ist.
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Die Ansprüche 2 bis 4 sind reine Unteransprüche und gelten lediglich
im Zusammenhang mit Anspruch 1.