DE1196441B - Hydrodynamische Kupplung mit Kuehl-vorrichtung - Google Patents

Hydrodynamische Kupplung mit Kuehl-vorrichtung

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DE1196441B
DE1196441B DER29191A DER0029191A DE1196441B DE 1196441 B DE1196441 B DE 1196441B DE R29191 A DER29191 A DE R29191A DE R0029191 A DER0029191 A DE R0029191A DE 1196441 B DE1196441 B DE 1196441B
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DE
Germany
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liquid container
liquid
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coupling
container
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Application number
DER29191A
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English (en)
Inventor
John Edward Becker
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D33/00Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type
    • F16D33/18Details

Description

  • Hydrodynamische Kupplung mit Kühlvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Kupplung mit Kühlvorrichtung mit einem umlaufenden Flüssigkeitsbehälter, der eine zur Kupplungsachse konzentrische, zylindrische Wandung und eine von der Achse ausgehende, kegelförmig zur Kupplung hin geneigte Abschlußwandung aufweist, durch den die Flüssigkeit von ihrem Durchgang zu der und von der Kupplung zirkuliert, und mit einem Gehäuse, in dem der Flüssigkeitsbehälter im Abstand angeordnet ist, so daß ein Luftdurchtrittsraum entsteht, innerhalb dessen sich der Flüssigkeitsbehälter befindet.
  • Die bekannten Kupplungen dieser Art haben den Vorteil, daß die heiße Kupplungsflüssigkeit gekühlt werden kann. Sie sind andererseits deshalb nicht frei von Nachteilen, weil verhältnismäßig kleine Wärmeübergangsflächen vorgesehen sind und weil die Kühlwirkung vergleichsweise gering ist. Das ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß diese bekannten Kupplungen keine Mittel besitzen, die heiße Flüssigkeit unmittelbar und intensiv mit der Außenwandung des Behälters in Berührung zu bringen. Die Wirkung besteht vielmehr darin, daß die gekühlte Flüssigkeit sich dauernd mit der heißen Flüssigkeit mischt, so daß ein verhältnismäßig geringes Temperaturgefälle entsteht, das für die geringe Kühlwirkung verantwortlich zu machen ist.
  • Zur Vergrößerung der Wärmeübergangsflächen ist es jedoch grundsätzlich bekannt, Kühlrippen vorzusehen. Mit dieser Maßnahme allein kann jedoch nur eine begrenzte Steigerung der Kühlwirkung erzielt werden, einerseits deshalb, weil sich die gekühlte mit der heißen Flüssigkeit dauernd mischt und andererseits, weil dadurch das Wärmegefälle an den Kühlrippen verhältnismäßig gering bleibt.
  • Nun ist es ferner nicht neu, in einer hydrodynamischen Kupplung den Flüssigkeitsstrom innerhalb des Behälters längs einer durch die Zentrifugalkraft erzeugten Bahn auf die Innenoberfläche des Behälters zu richten. Eine derartige Kupplung befriedigt im Ergebnis aber auch nicht, weil zwar eine schnelle Zirkulation der Flüssigkeit erreicht wird, gleichwohl aber das Wärmegefälle gering bleibt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kühlwirkung auf die heiße Kupplungsflüssigkeit gegenüber den bekannten Kupplungen der eingangs diskutierten Art erheblich dadurch zu verbessern, daß ein hohes Temperaturgefälle zwischen der Flüssigkeit und der Kühlluft entsteht.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung gemäß ihrem Grundgedanken dadurch, daß eine Vielzahl von in den Luftdurchtrittsraum ragenden Wärmeleitrippen außen auf der Abschlußwandung montiert sind und daß eine schalenförmige Platte parallel und mit Abstand zur Abschlußwandung im Flüssigkeitsbehälter angeordnet ist und daß zwischen dem achsfernen Rand der Platte und der Abschlußwandung ein gedrosselter Durchlaß über Öffnungen besteht und daß der Zulauf für die zu kühlende Flüssigkeit in Achsnähe zwischen Platte und Abschlußwandung mündet.
  • Durch die Erfindung wird erstmalig eine neuartiges Prinzip auf hydrodynamische Kupplungen angewendet, bei dem nämlich die unmittelbare Kühlung der heißen, dem Flüssigkeitsbehälter zulaufenden Flüssigkeit angewandt wird. Das hat zur Folge, daß das Wärmegefälle zwischen der heißen Flüssigkeit und den Kühlrippen außerordentlich hoch ist, wodurch die Kühlwirkung in der gewünschten Weise verbessert wird, weil sie erheblich intensiver als in den vorbekannten, mit Kühleinrichtungen versehenen hydrodynamischen Kupplungen ist.
  • Die Erfindung ist im übrigen praktisch auf verschiedene Weise zu verwirklichen.
  • Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind besondere Kanäle zum Einlaß der kalten und zum Auslaß der durch den Wärmeübergang von der heißen Flüssigkeit auf die zunächst kalte Luft erhitzten Luft vorgesehen, wobei außerdem für eine besonders intensive Luftströmung zwischen Gehäuse und Flüssigkeitsbehälter gesorgt wird. Das geschieht dadurch, daß das Gehäuse an einem Ende einen Lufteinlaßkanal und am anderen Ende einen Luftausla.ßkanal aufweist und die vom Behälter getragenen Wärmeleitrippen bezüglich ihrer Umlaufrichtung geneigt sind und dadurch Schaufeln bilden, die einen Luftstrom durch den Luftdurchtrittsraum im Gehäuse erzeugen.
  • Weiterhin sind gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung im Behälter Schöpfrohre vorgesehen, von denen eines am Zulauf endet, aus dem die in den Behälter eintretende Flüssigkeit in den axialen Teil des Behälters in der Nachbarschaft der Abschlußwandung des Behälters gerichtet wird. Es ist also eine zwangläufige Trennung zwischen gekühlter und heißer Flüssigkeit vorhanden, so daß die Kühlwirkung auch nicht durch Mischung beider, verschiedene Temperaturen aufweisender Flüssigkeitsteile herabgesetzt werden kann.
  • Ferner ist gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung die Abschlußwandung des Behälters nach innen geneigt, und die austretende Flüssigkeit wird über die Innenfläche dieser Wandung geleitet.
  • In der Zeichnung und in der nachfolgenden Beschreibung sind näher erläuterte Ausführungsformen der Edadung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer mit einem umlaufenden Flüssigkeitsbehälter versehen= hydrodynamischen Kupplung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, F i g,. 2 eine Ansicht eines Teiles des Flüssigkeitsbehälters zur Wiedergabe einer Reihe von wehrartigen Prallringen auf der geneigten Abschlußwandung des Flüssigkeitsbehälters zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, F i g. 3 eine vergrößerte Teilansicht des Flüssigkeitsbehälters mit den Prallplatten nach F i g. 2 und F i g. 4 eine Teilansicht des Flüssigkeitsbehälters im wesentlichen längs der Linie 4-4 der F i g. 3.
  • Die wiedergegebene hydradynamische Kupplung besitzt ein Pumpenradgehäuse 2 und einen Flüssigkeitsbeiiäiter 3, die auf einer angetriebenen Welle 8 umlaufen. Das Pumpenradgehäuse ist auf einer Antriebswelle 4 befestigt und erhält eine Vielzahl von radialen Pumpenradsthaufeln 5, die eine Vielzahl von radialen Turbinenradschaufeln 6 innerhalb einer Turtiaenradschale 7 antreiben, welche auf einer angetriebenen Welle 8 befestigt ist.
  • Die arage.rieberte Welle 8 ist innerhalb einer ortsfesten Hülse 9 drehbar, wobei das äußere Ende des Flüssigkeitsbehälters 3 im wesentlichen konisch ausgebildet ist, und sich um einen geeigneten Dichtring und ein Lager 10 dreht, das auf ziem äußeren Ende der Hülse 9 montiert ist. Eine Wandung 12 bildet eine Trennwand zwischen dem Pumpenradgehäuse 2 und dem Flüssigkeitsbehälter 3 und weist eine mittige Öffnung 13 auf, weiche die axiale Anordnung der Kupplung unigiht.
  • Das Pumpenradgehäuse 2 und der Flüssigkeitsbehätter 3 besitzen eine Einrichtung zum Entleeren der Flüssigkeit, die gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus schwenkbaren Flüssigkeitsschöpfrohren 14 und 15 besteht, welche schwenkbar auf der Hülse 9 montiert sind und durch Spindeln 16 und 17 betätigt werden, welche in beliebiger Weise, beispielsweise durch Hebel 18 und 19, gedreht werden. Das Schöpfrohr 14 entnimmt die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter 3 und fördert sie in das Pumpenradgehäuse 2, während das Schöpfrohr 15 die Flüssigkeit aus denn Pumpenradgehäuse 2 in den Flüssigkeitsbehälter 3 fördert.
  • Das Schöpfrohr 15 endet gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Zulauf 20 zur Förderung der Flüssigkeit in den Scheitelteil des Flüssigkeitsbehälters, so daß die Flüssigkeit eine Zentrifugalbewegung über die geneigte konische Abschlußwandurig 21 des Flüssigkeitsbehälters ausführt. Um zu verhindern, daß die durch die Reibung erwärmte Flüssigkeit mit der Flüssigkeit im Hauptteil des Flüssigkeitsbehälters unmittelbar in Berührung kommt und sich mit ihr vermischt, ist eine kreisrunde, schalenförmige Platte 22 im Abstand von der Abschlußwandung 21 des Flüssigkeitsbehälters vorgesehen, so daß ein Kanal 23 für den durch die Zentrifugalkraft erzeugten Flüssigkeitsstrom entsteht. Die Platte 22 ist mit einem Flansch 33 versehen, der sich bis in die Nähe der Ringwandung des Flüssigkeitsbehälters erstreckt und eine Vielzahl von Öffnungen 34 aufweist, durch die die Flüssigkeit strömt. Die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsströmung ist durch Größe und Abstand der Öffnungen gegeben. Die Platte 22 kann auf der Hülse 9 fest montiert sein, wie dies gemäß dein dargestellten Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen angegeben ist, man kann sie aber auch auf dem Behälter selbst montieren, so daß sie mit diesem umläuft.
  • Der umlaufende Flüssigkeitsbehälter 3 ist innerhalb eines ortsfesten Gehäuses 24 angeordnet, welches im wesentlichen die gleiche Form wie der Flüssigkeitsbehälter aufweist und von ihm unter Bildung eines Luftdurchtrittsraumes 25 einen Abstand aufweist. Dieser Luftdurchtrittsraum umgibt die konische Abschlußwandung und die Ringwandung des Flüssigkeitsbehälters, Das Gehäuse ist mit Lufteintrittskanälen 26 in einem Scheitelteil und im vorderen Ende seines Ringteiles mit Luftaustrittskanälen 27 versehen. Auf der Außenfläche des konischen Endes des Flüssigkeitsbehälters sitzt eine Vielzahl von aus Metall bestehenden Wärmeleitrippen 28. Eine Vielzahl entsprechender Rippen 29 befindet sich auf der Außenfläche des Ringteiles des Flüssigkeitsbehälters, wobei die beiden Rippensätze vorzugsweise so geneigt sind, daß sie eine Luftströmung induzierende Schaufeln ergeben. Dadurch wird Luft durch die Kanäle 26 in das Gehäuse 24 eingesaugt, strömt über den Flüssigkeitsbehälter und verläßt das Gehäuse durch die Kanäle 27.
  • Es ergibt sich, daß die erwärmte Flüssigkeit aus dem Zulauf 20, der das Ende des Schöpfrohres 15 bildet, austritt, über die Abschlußwandung 21 des Flüssigkeitsbehälters strömt und längs der Ringfläche des Flüssigkeitsbehälters weiterfließt und dabei durch die Wärmeableitrippen 28, 29 gekühlt wird, welche durch die Luftströmung im Luftdurchtrittsraum 25 zwischen dem umlaufenden Flüssigkeitsbehälter und dem Gehäuse 24 gekühlt gehalten werden.
  • In den F i g. 2 und 3 ist eine äbgeänderte Ausführungsform wiedergegeben, bei der die geneigte Abschlußwandung 21 des Flüssigkeitsbehälters mehrere wehrartige Prallringe 30 trägt, die die Zentrifugalflüssigkeitsströmung auf der geneigten Oberfläche nach außen verzögert. Hierbei werden Flüssigkeitstaschen 31 gebildet. Die Prallringe sind jeweils mit einer Vielzahl kleiner Öffnungen 32 versehen, so daß die Flüssigkeit unter der Wirkung der Zentrifugalkraft von einer Ringtasche in die andere bei ihrem Weg zur Ringwandung des Flüssigkeitsbehälters übertreten kann. Durch diese Anordnung wird die Bewegung der Flüssigkeit über die geneigte Abschlußwandung 21. des Flüssigkeitsbehälters verzögert und damit eine größere Wärmeableitung erzielt.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. Hydrodynamische Kupplung mit Kühlvorrichtung mit einem umlaufenden Flüssigkeitsbehälter, der eine zur Kupplungsachse konzentrische, zylindrische Wandung und eine von der Achse ausgehende, kegelförmig zur Kupplung hin geneigte Abschlußwandung aufweist, durch den die Flüssigkeit von ihrem Durchgang zu der und von der Kupplung zirkuliert, und mit einem Gehäuse, in dem der Flüssigkeitsbehälter mit Abstand angeordnet ist, so daß ein Luftdurchtrittsraum entsteht, innerhalb dessen sich der Flüssigkeitsbehälter befindet, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß eine Vielzahl von in den Luftdurchtrittsraum (25) ragenden Wärmeleitrippen (28) außen auf der Abschlußwandung (21) montiert sind und daß eine schalenförmige Platte (22) parallel und mit Abstand zur Abschlußwandung im Flüssigkeitsbehälter (3) angeordnet ist und daß zwischen dem achsfernen Rand der Platte und der Abschlußwandung ein gedrosselter Durchlaß über Öffnungen (34) besteht und daß der Zulauf (20) für die zu kühlende Flüssigkeit in Achsnähe zwischen Platte und Abschlußwandung mündet.
  2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) an einem Ende Lufteinlaßkanäle (26) und am anderen Ende Luftauslaßkanäle (27) aufweist und die vom Flüssigkeitsbehälter (3) getragenen Wärmeleitrippen (28, 29) bezüglich der Umlaufrichtung geneigt sind und dadurch Schaufeln bilden, die ein Luftstrom durch den Luftdurchtrittsraum (25) im Gehäuse erzeugen.
  3. 3. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitsbehälter (3) Schöpfrohre (14,15) vorgesehen sind, von denen eines am Zulauf (20) endet, aus dem die in den Flüssigkeitsbehälter eintretende Flüssigkeit in den axialen Teil des Flüssigkeitsbehälters in der Nachbarschaft der Abschlußwandung (21) des Flüssigkeitsbehälters gerichtet ist.
  4. 4. Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußwandung (21) des Flüssigkeitsbehälters (3) nach innen hin geneigt ist und die austretende Flüssigkeit über die Innenfläche dieser Wandung strömt.
  5. 5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der geneigten Abschlußwandung (21) des Behälters mehrere wehrartige Prallringe (30) trägt, die Flüssigkeitstaschen (31) bilden, welche mit einer Vielzahl kleiner Öffnungen (32) versehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 694 856; USA.-Patentschriften Nr. 2 627167, 2 679 728.
DER29191A 1959-12-30 1960-11-30 Hydrodynamische Kupplung mit Kuehl-vorrichtung Pending DE1196441B (de)

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GB4428459A GB863206A (en) 1959-12-30 1959-12-30 Fluid cooling device for fluid coupling reservoirs

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Cited By (2)

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GB863206A (en) 1961-03-22

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