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Flüssigkeitsströmungskupplung mit Schöpfrohrfüllung Die Erfindung
bezieht sich auf Flüssigkeitsströmungskupplungen mit Schöpfrohrfüllung, bei welchen
ein mit dem Pumpen- oder Turbinenrad verbundenes, jeweils das andere Laufrad umgreifendes
Kupplungsgehäuse am äußeren Umfang stets geöffnete Drosselbohrungen aufweist, durch
die bei arbeitender Kupplung ständig Flüssigkeit von der Arbeitskammer in einen
mit dem Kupplungsgehäuse verbundenen Vorratsbehälter fließt, in dem ein verstellbares
Schöpfrohr angeordnet ist, welches die Arbeitsflüssigkeit über einen Kühler in die
Arbeitskammer zurückführt.
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Durch entsprechende Einstellung des Schöpfrohres innerhalb der Vorratskammer
ist es möglich, die Dicke des innerhalb der Vorratskammer umlaufenden Flüssigkeitsringes
und somit den Füllungsgrad der Arbeitskammer zu verändern, wodurch sich dementsprechend
das Drehmomentübertragungsvermögen der Kupplung ändert.
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Bei einer bekannten Ausführungsform von Flüssigkeitsströmungskupplungen
der soeben dargelegten Art, welche insbesondere zum Antrieb von Diesellokomotiven
bestimmt ist, wird die vom Schöpfrohr aus der Vorratskammer entnommene Arbeitsflüssigkeit
unmittelbar über eine im Schöpfrohr angeordnete Öffnung und eine, in einem feststehend
angeordneten Schöpfrohrgehäuse befindliche längliche Öffnung in die Arbeitskammer
der Kupplung zurückgeführt. Diese Anordnung bezweckt eine besonders schnelle Auffüllung
der Arbeitskammer bei in den Flüssigkeitsring der Vorratskammer eingetauchtem Schöpfrohr.
Die zur unmittelbaren Füllung der Arbeitskammer dienende Schöpfrohröffnung ist in
allen Sehöpfrohrstellungen mit Ausnahme derjenigen Schöpfrohrstellung geöffnet,
in welcher das Schöpfrohr vollständig bzw. nahezu vollständig vom Umfang der Vorratskammer
zurückgezogen ist. Die Schließung der Schöpfrohröffnung in dieser Schöpfrohrstellung
wird dadurch erreicht, daß sich diese öffnung in der genannten Schöpfrohrstellung
nicht mehr mit der im Schöpfrohrgehäuse angeordneten länglichen Öffnung zur unmittelbaren
Füllung der Arbeitskammer überdeckt.
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Bei dieser bekannten Bauart von Flüssigkeitsströmungskupplungen ist
in den Flüssigkeitskreislauf kein Ölkühler geschaltet, da ein solcher Ölkühler kaum
zur Wirkung kommen könnte, weil die bei Normalbetrieb vom Schöpfrohr aus der Vorratskammer
entnommene Arbeitsflüssigkeit sofort über die genannte Öffnung zur unmittelbaren
Füllung der Arbeitskammer auf kürzestem Wege in die Arbeitskammer zurückkehren würde
und weil infolgedessen praktisch keine Arbeitsflüssigkeit durch den äußeren Flüssigkeitskreislauf
über den Kühler strömen würde. Ist andererseits bei derartigen Kupplungen ein solcher
Kühler notwendig, was stets dann der Fall ist, wenn solche Kupplungen für Schiffsantriebszwecke
verwendet werden sollen, dann kann aus den genannten Gründen eine derartige Öffnung
zur unmittelbaren Füllung der Arbeitskammer nicht angewandt werden, was wiederum
zur Folge hat, daß die über den Kühler und das zugehörige Rohrleitungssystem erfolgende
Auffüllung der Arbeitskammer mit Arbeitsflüssigkeit sich sehr langsam vollzieht.
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Durch die Erfindung soll bei Flüssigkeitsströmungskupplungen mit äußerem
Kühlkreislauf die Aufgabe gelöst werden, bei leerer oder nur teilweise gefüllter
Arbeitskammer eine rasche Auffüllung der Arbeitskammer über das Schöpfrohr ohne
Unterbrechung des Kühlkreislaufes zu ermöglichen.
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Dies geschieht gemäß der Erfindung durch die Anordnung eines zusätzlichen
Kanals in dem Schöpfrohrgehäuse, der vom Schöpfrohraustritt zur Arbeitskammer führt
und zur direkten Zuführung der Schöpfrohrflüssigkeit zur Arbeitskammer dient und
dessen Durchfluß durch ein bei einem bestimmten Druck der Schöpfrohrflüssigkeit
öffnendes, federbelastetes Ventil gesteuert wird, so daß die Arbeitsflüssigkeit
außer über den Kühler von einem bestimmten Druck ab auch unmittelbar zugeführt wird.
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Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an
Hand einer bevorzugten Ausführungsform beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen
stellt dar
F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine Flüssigkeitsströmungskupplung
nach der Erfindung und F i g. 2 einen schematischen Axialschnitt durch die Kupplung,
welcher im einzelnen das obenerwähnte Ventil und die dazugehörigen Rohrleitungen
sowie das Schöpfrohr der Kupplung zeigt.
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Die in den Zeichnungen beispielsweise dargestellte Kupplung nach der
Erfindung weist ein schaufelbewehrtes umlaufendes Pumpenrad 1 und ein schaufelbewehrtes
umlaufendes Turbinenrad 2 auf, welche zusammen eine ringförmige Arbeitskammer bilden.
Ein zusammen mit dem Pumpenrad 1 umlaufendes inneres Gehäuse 3, 3 a, 3 b begrenzt
die Arbeitskammer nach außen. Ein ebenfalls zusammen mit dein Pumpenrad 1 umlaufendes
äußeres Gehäuse 4 bildet eine Vorratskammer, welcher die Arbeitsflüssigkeit aus
der Arbeitskammer bei umlaufender Kupplung über am Außenumfang der Arbeitskammer
angeordnete Austrittsdüsen, von welchen eine bei 5 an der Wandung 3 b des Innengehäuses
angedeutet ist, in begrenztem Maße zuströmt. Ein Schöpfrohr 6 ist verschiebbar in
einem Schöpfrohrgehäuse 7 angeordnet, wobei die Schöpfrohrverstellung in an sich
bekannter Weise mittels eines verschwenkbaren Steuerhebels 8, eines daran befestigten
Übertragungszapfens 9 und eines am Schöpfrohr angelenkten Hebels 10 erfolgt. Die
durch die Austrittsdüsen 5 aus der Arbeitskammer der Kupplung austretende und in
den Vorratsbehälter 4 strömende Arbeitsflüssigkeit bildet innerhalb des Vorratsbehälters
einen umlaufenden Flüssigkeitsring, aus welchem während des Normalbetriebes der
Kupplung über die Entnahmeöffnung 11 des Schöpfrohrs Flüssigkeit entnommen und über
eine im Schöpfrohr angeordnete Austrittsöffnung 12, einen Kanal 13 und eine Rohrleitung
14 einem Kühler 15 (F i g. 2) zugeführt wird, von wo die Arbeitsflüssigkeit über
eine Rohrleitung 16 und einen im Schöpfrohrgehäuse 7 angeordneten Kanal
17 zu einer ringförmigen Sammelkammer 18 zurückströmt, von welcher ,sie über
im Teil 3 des inneren Kupplungsgehäuses angeordnete Durchtrittsöffnungen 19 in die
Arbeitskammer zurückgelangt.
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Das Turbinenrad 2 ist an der getriebenen Welle 20 befestigt, die ihrerseits
innerhalb einer Nabe 21 des inneren Kupplungsgehäuses drehbar angeordnet ist. Die
treibende Welle 22 ist über eine Antriebsscheibe 23 mit dem Innengehäuse der Kupplung
gekuppelt. Eine Nabe 24 des inneren Kupplungsgehäuses umfaßt drehbar die getriebene
Welle 20 der Kupplung, die ihrerseits durch das Schöpfrohrgehäuse 7 hindurchragt,
welch letzteres von einem Stützbock 25 gehalten wird.
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Wie aus F i g. 2 der Zeichnungen ersichtlich ist, ist im Schöpfrohrgehäuse
7 ein Ventilkolben 26 angeordnet, der mittels einer Belastungsfeder 27 in eine Richtung
gedrängt wird, in welcher er das Bestreben hat, die Verbindung zwischen einem im
Schöpfrohrgehäuse angeordneten und mit der Austrittsöffnung 12 des Schöpfrohres
6 in Verbindung stehenden Kanal 28 und einem ebenfalls im Schöpfrohrgehäuse
angeordneten, zur ringförmigen Sammelkammer 18 führenden Kanal 29 zur unmittelbaren
Auffüllung der Arbeitskammer zu unterbrechen. Während des normalen Kupplungsbetriebes,
bei welchem das Schöpfrohr 6 so eingestellt ist, daß die Arbeitskammer ganz oder
teilweise gefüllt ist, ist der an der Austrittsöffnung 12 des Schöpfrohrs und im
Kanal 28 herrschende Flüssigkeitsdruck verhältnismäßig niedrig und das Ventil
26, 29 ist infolgedessen geschlossen, d. h. der Ventilkolben 26 befindet sich unter
der Wirkung der Druckfeder 27 in einer Stellung, in welcher er die Verbindung zwischen
den Kanälen 28 und 29 absperrt. Infolgedessen kann die gesamte, vom Schöpfrohr 6
entnommene Arbeitsflüssigkeit über den Kühler 15 zur Arbeitskammer zurückströmen.
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Wird jedoch bei leerer oder teilweise gefüllter Arbeitskammer das
Schöpfrohr 6 schnell in eine Stellung gebracht, in welcher die Schöpfrohr-Entnahmeöffnung
11 tief in den in der Vorratskammer befindlichen umlaufenden Flüssigkeitsring eintaucht,
um eine möglichst rasche Auffüllung der Arbeitskammer zu erzielen, so öffnet sich
das Ventil 26, 29 infolge des Druckanstieges an derAustrittsöffnung 12 und im Kanal
28 auf einen relativ hohen Wert selbsttätig entgegen dem Druck der Belastungsfeder
27, und die Arbeitsflüssigkeit kann nunmehr schnell aus der Vorratskammer 4 unmittelbar
über das Schöpfrohr 6, dessen Austrittsöffnung 12, den Kanal 28 und den Kanal 29
zur unmittelbaren Füllung der Arbeitskammer sowie über die ringförmige Sammelkammer
18 und die Durchtrittsöffnungen 19 in die Arbeitskammer eintreten, wobei außerdem
auch noch ein Teil der Arbeitsflüssigkeit zum Schöpfrohr 6 über dessen Austrittsöffnung
12, den Kanal 13, die Rohrleitung 14, den Kühler 15, die Rohrleitung 16, den Kanal
17 und die ringförmige Sammelkammer 18 sowie durch deren Durchtrittsöffnungen 19
zurück in die Arbeitskammer gelangt.