DE1986283U - Hydraulische kraftuebertragungsvorrichtung. - Google Patents

Description

Bekannt sind bereits hydraulische Kraftübertragungsvorrichtungen wie Flüssigkeitskupplung oder Drehmomentwandler der Bauart mit Riemenscheibe und/oder konstanter Füllung zum Kuppeln zweier Wellen, einer treibenden und einer angetriebenen, wobei zwei Gehäuse vorhanden sind, die jeweils zur Drehung mit den Wellen verbunden und eines dem anderen gegenüber angeordnet sind und so zusammen einen Arbeitskreis für ein Kupplungsmedium bilden; und zwar in Kombination mit einer Schöpfschaufel, die dauernd Kupplungsflüssigkeit während des Betriebs der Kraftübertragungsvorrichtung entnimmt und die entnommene Flüssigkeit in einen außen gelegenen Wärmeaustauscher leitet. Hier erfolgt die Abkühlung der Flüssigkeit, bevor sie kontinuierlich in den Arbeitskreis zurückgeführt wird.

Diese Anordnung findet insbesondere zum Antrieb bei Schleudermaschinen, insbesondere Abquetschwalzen ihre Anwendung, von denen bekannt ist, dass aufgrund ihres ganz besonders rauen Betriebes eine merkliche Erwärmung der Kupplungsflüssigkeit hervorgerufen wird.

In bestimmten Fällen und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und einer leichteren Konstruktion ist die Entnahmeanordnung starr und in einen Raum eingebaut, der bei Drehung mit dem angetriebenen Gehäuse verbunden ist. Hat das Gehäuse seinen vollen Drehzahlbereich erreicht, so reicht die entnommene, gekühlte und rückgeführte Flüssigkeitsmenge aus, um für eine zufriedenstellende Abkühlung der gesamten Kupplungsflüssigkeit zu sorgen; dagegen werden die Verhältnisse schwierig, da die entnommene oder abgeschöpfte Flüssigkeitsmenge beim Start nur gering ist und gerade in dieser Arbeitsphase die Kupplungsflüssigkeit sich am stärksten aufgrund des "Schlupfes" zwischen den führenden, dem sogenannten motorischen Gehäuse und dem geführten, dem sogenannten aufnehmenden Gehäuse erwärmt.

Dieser Nachteil soll erfindungsgemäß vermieden werden.

Die Erfindung geht dabei aus von einer hydraulischen Kraftübertragungsvorrichtung, Flüssigkeitskupplung oder Drehmomentwandler, der Bauart mit Riemenscheibe und/oder konstanter Füllung, zum Kuppeln einer antreibenden Welle mit einer getriebenen Welle, mit zwei jeweils bei Drehung mit den Wellen verbundenen Gehäusen, die einander gegenüber angeordnet sind und zusammen einen Arbeitskreis für ein Kupplungsmedium bilden, in Kombination mit einer Schöpfanordnung, die permanent Kupplungsflüssigkeit während der Arbeitsperiode der Kraftübertragungsvorrichtung entnimmt und die entnommene Flüssigkeit einem außen gelegenen Wärmeaustauscher zur Abkühlung zuführt, bevor die Flüssigkeit kontinuierlich in den Arbeitskreis zurückgeführt wird. Die Erfindung zeichnet sich dabei aus durch eine Pumpe, eine sogenannte Beschleunigerpumpe, die auf die treibende Welle sogar innerhalb des Arbeitsraumes der Kupplung aufgekeilt und in den für die entnommene Flüssigkeit vorgesehenen Umwälzkreis eingebaut ist.

Durch diese Anordnung wird sichergestellt, und zwar von dem Augenblick an, wo die treibende Welle in Drehung versetzt wird, dass ein Teil der Kupplungsflüssigkeit zur Rückkühlung in Zirkulation versetzt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Rotorwelle der Beschleunigungspumpe drehbar in einem fest mit einem festen Träger verbundenen Lager gelagert und weist an einem ihrer Enden ein Verbindungsmittel unter freiem Ineinandergreifen in die führende Welle auf, ein Verbindungsmittel, bei dem es sich beispielsweise um einen frei in eine komplementäre Vertiefung einfassenden Vorsprung handeln kann, wobei die Vertiefung am Kopf der Schraube ausgespart sein kann, die mit der treibenden Welle die der angetriebenen Welle zugeordnete tragende Muffe oder Hülse des Gehäuses festlegt.

Nach dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung bildet der Rotor der Beschleunigungspumpe eine Gesamtanordnung mit dem zugeordneten Lager, wobei das Verbindungsmittel mit der treibenden Welle so aufgebaute Zonen aufweist, dass eine Abstützung gegen das Lager gegen die Zone von dessen Lagerflächen, die gegenüber der des Rotors liegt, möglich wird und dass diese Anordnung in einem im festen Träger ausgesparten Raum angeordnet ist, wobei das Lager der Beschleunigerpumpe diesen Raum schließt und mit ihr den Pumpenkörper bildet.

Vorteilhaft handelt es sich bei der Beschleunigerpumpe um eine Kreiselpumpe, deren Rotor Radialbeschaufelung besitzt.

Die Zirkulation der entnommenen Flüssigkeit erfolgt also immer in gleicher Richtung, selbst wenn die treibende Welle mit entgegengesetztem Drehsinn angetrieben wird, beispielsweise beim Abbremsen der angetriebenen Maschine.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen Figur 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Kupplung zeigt; Figur 2 zeigt in größerer Darstellung einen Axialschnitt durch die Pumpenanordnung der Kupplung; Figur 3 ist ein anderer Axialschnitt durch die Pumpenanordnung längs der Linie III-III in Figur 2; Figur 4 zeigt perspektivisch eine Ausführungsform des Rotors dieser Pumpe, der durch Gießen herstellbar ist; Figur 5 zeigt perspektivisch eine abgewandelte Ausführungsform des Rotors, der sich durch Tiefziehen herstellen lässt.

Die in Figur 1 dargestellte Kupplung (Drehmomentwandler) weist in an sich bekannter Weise ein antreibendes Gehäuse 10 auf, das durch eine Tragmuffe 60 getragen wird und gegenüber einem Aufnahmegehäuse 12 angeordnet ist, welches am Umfang mit einer Riemenscheibe 13 über ein äußeres Gehäuse 14 verbunden ist, das eine Ummantelung für das antreibende Gehäuse 10 dargestellt; die tragende Muffe 60 ist zur Drehbewegung über eine (Keil)feder 61 mit einer treibenden Welle 11 verbunden, die ihrerseits drehbar über einen nicht-dargestellten Motor angetrieben wird und stirnseitig zu dieser antreibenden Welle 11 über eine Axialschraube 62 gehalten ist; die Riemenscheibe 13 bildet die angetriebene Welle; ein Lager 63 ist zwischen Riemenscheibe und Trägermuffe 60 zwischengeschaltet.

Die Art und Weise der Blockierung der Welle 11 auf der Muffe 60 ist nicht kritisch; diese Blockierung kann durch eine radial angeordnete Nadelschraube erfolgen, wobei die Muffe 60 konisch, geschlitzt etc. sein kann.

Die Gehäuse 10 und 12 sind durch Radialschaufeln 15 unterteilt; ein Lager 16 ist zwischen Tragmuffe 60 und aufnehmendes Gehäuse 12 zwischengeschaltet. Die Schraube 62 sorgt für einen Halt des Lagers 16; ihr ist eine Innenausdehnungsbremse 64 zugeordnet. Im Kopf 65 dieser Schraube 62 ist eine Vertiefung 66 eingefräst, oder eingeformt, deren Rolle weiter unten ersichtlich werden wird. Nach der dargestellten Ausführungsform bildet diese Vertiefung einen schmalen Ablauf, der diametral ausgespart bzw. ausgearbeitet ist und seitlich zu beiden Seiten ein zylindrisches Lager 66A begrenzt.

Die Außenfläche des aufnehmenden Gehäuses 12 bildet zusammen mit einem Flansch 17 einen Entnahmeraum 18, der mit dem Arbeitskreis zwischen den beiden Gehäusen über kalibrierte Öffnungen 19 in Verbindung steht, welche in dem aufnehmenden Gehäuse 12 ausgespart sind. In einer zentralen Bohrung 20 des Flansches 17 ist ein Axialträger 21 gelagert, der in die zentrale Bohrung des Aufnahmegehäuses 12 eindringt, wobei ein Losrad 22 zwischen dem Träger 21 und einer zweckmäßig behandelten Basis 42 gebildet wird, wobei letztere fest mit dem Flansch 17 verbunden ist.

Der Träger 21 weist zwei axiale Innenbohrungen 27 und 28 auf, die seitlich an ihren außen gelegenen Enden in seitlichen Lagern münden, mit denen jeweils eine nachgiebige Austrittsleitung 29 und eine nachgiebige Rückführleitung 31 verbunden sind, welche jeweils mit Eintritt und Austritt eines nicht-dargestellten Kühlers verbunden sind.

Am innengelegenen Ende mündet die Bohrung 27 seitlich in einem Radiallager 33, in dem eine Schöpfanordnung bzw. -schaufel 34 in ihrer Lage eingestellt ist, welche durch ein Radialrohr 35 mit einem Krümmer 36 in einer Richtung entgegengesetzt zur normalen Richtung des aufnehmenden Gehäuses gebildet wird.

Am innen gelegenen Ende mündet die Bohrung 28 in der Mitte eines am Stirnende des Trägers 21 gebildeten Lagers 37, wobei dieses Lager 37 mit dem Arbeitskreis nacheinander über Kanäle 68 und 38 sowie über das Lager 16 in Verbindung steht. Ein Segment

39 sorgt für die Abdichtung zwischen dem Raum der Entnahme 18 und dem Lager 37.

Erfindungsgemäß ist im Lager 37 eine Pumpe 70 angeordnet, die sogenannte Beschleunigerpumpe. Nach der dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht diese Pumpe 70 - siehe Figur 2 und 3 - aus einem durch einen Flansch 72 und eine Radialbeschaufelung 73 gebildeten Rotor 71, wobei die Schaufeln von einer mittigen freigelassenen Zone 94 ausgehen; ein solcher Rotor ist allein in Figur 4 dargestellt und kann beispielsweise durch Gießen hergestellt sein.

Der Flansch 72 des Rotors 71 ist mittig von einer quadratischen Öffnung zum Aufstecken auf eine Achse 74 durchbohrt, die hierzu einen quadratischen Kopf 75 aufweist. Der Flansch 72 ist so in Drehung gegen die Achse 74 verkeilt, welche ihrerseits frei drehbar in einem Lager 76 angeordnet ist, welches durch eine kreisförmige Platte gebildet wird, die in der mittleren Zone verdickt und axial von einer Öffnung 77 durchbohrt ist.

Auf der anderen Seite des quadratischen Kopfes 75 weist die Achse 74 hinter einem zylindrischen Stützflansch 79 einen Mitnehmervorsprung 78 auf. Nach der dargestellten Ausführungsform besitzt dieser Vorsprung die Form eines Parallelepipeds eines Schraubenkopfes; ihre Querabmessung ist nur geringfügig kleiner wie die Vertiefung oder der Abzug 66, die im Kopf 65 der Schraube 62 ausgespart sind.

Zur Herstellung aus einem einzigen Teil lässt man die Achse 74 in das Lager 76 eingreifen, bis der Stützflansch 79 gegen das Lager anliegt und steckt dann den Rotor 71 auf diese Achse 74 auf. Der quadratische Kopf 75 letzterer ist über den Umfang zur Bildung eines Wulstes 81 verstemmt, um die Kohäsion der so hergestellten einheitlichen Anordnung zu gewährleisten.

Diese einheitliche Anordnung wird dann im Lager 37 bis zum Anschlag in Umfangsrichtung des Lagers 76 gegen einen Absatz 82 dieses Lagers eingebracht und wird dann durch einen Seegerring 83 an ihrem Ort gehalten. Das Lager 76 schließt dann den Raum 37, mit Ausnahme der Kanäle 68 und bildet so mit dem Raum 37 den Körper der Beschleunigerpumpe 70.

Bei der Anbringung des Flansches 17 auf dem äußeren Gehäuse 14 greift der Mitnehmervorsprung 78 in die Vertiefung 66 der Schraube 62 und legt damit den Rotor 71 der Pumpe 70 mit der treibenden Welle 11 bei Drehung fest.

Im Folgenden soll angenommen werden, dass der Arbeitskreis voll von Kupplungsflüssigkeit ist; wenn bei Steuerung durch den Benützer die treibende Welle 11 durch den zugeordneten Rotor in Drehung versetzt wird, so ruft ein Durchrühren bzw. eine Verwirbelung der Kupplungsflüssigkeit - hervorgerufen durch das antreibende Gehäuse 10, das auf dieser Welle aufgekeilt ist, - das allmähliche in Drehung-Kommen des Aufnehmergehäuses 12 und damit der Riemenscheibe 13 hervor.

Während der gesamten Anlaufperiode existiert ein erheblicher Schlupf zwischen den beiden Gehäusen und dieser Schlupf bewirkt bekanntlich eine zunehmende Erwärmung der Kupplungsflüssigkeit. Gemeinsam mit dem in Drehbewegung-Kommen der treibenden Welle 11 sichert die Pumpe 70 durch Ansaugung, die sie am Eintritt der Bohrung 28 hervorruft, die Zirkulation in Richtung des zugeordneten äußeren Kühlers eines Teiles der Kupplungsflüssigkeit, und zwar entsprechend den Pfeilen 90 in Figur 1; die Entnahme eines Teiles der Kupplungsflüssigkeit wird durch die Schöpfschaufel 34 im Anzapfraum 18 sichergestellt; die entnommene Menge wird dann zum außen gelegenen Kühler über die Kanäle 33, 27 und 29 geführt; nach Abkühlung erfolgt die Rückführung zum Arbeitskreis kontinuierlich über die Bohrungen 31 und 28, bevor sie von der Pumpe 70 erfaßt wird und durch diese in den Arbeitsraum über die Kanäle 68 und 38 gefördert wird.

In dem Maße, wie die Geschwindigkeit des aufnehmenden Gehäuses 12 steigt, überlagert sich die natürliche Umwälzung aufgrund der Tangentialgeschwindigkeit der Kupplungsflüssigkeit im Raum 18 an der Stelle des Eintrittes 36 der Schöpfanordnung 34 mit ihren Auswirkungen der durch die Umwälzpumpe 70 induzierten zwangsweisen Umwälzung.

Die Umwälzung wird also stärker, was es ermöglicht, erheblich die Temperatur der Kupplungsflüssigkeit während der Periode geringen Schlupfes abzusenken.

Wird die Drehrichtung der treibenden Welle 11 umgesteuert, um die angetriebene Maschine abzubremsen, so reicht die durch die Pumpe 70 hervorgerufene Ansaugung aus, um die Zirkulation in gleicher Richtung sicherzustellen, d.h. - entsprechend den Pfeilen 90 in Figur 1 - die Zirkulation der durch die Schöpfschaufel 34 entnommenen Kupplungsflüssigkeit, selbst während der Periode der Verzögerung der Maschine; die Schaufeln 73 der Pumpe 70 sind, wie gezeigt wurde, Radialschaufeln oder allgemeiner gesagt symmetrisch zur entsprechenden mittleren Radialrichtung, derart, dass ihre Auswirkung indifferent bezüglich ihrer Drehrichtung ist.

Nach einer anderen in Figur 3 dargestellten Ausführungsform besteht die Pumpe nach der Erfindung aus einem kreisförmigen Element 171, in dem durch Tiefziehen gebildete Ausbuchtungen

173 die Radialschaufeln des Rotors bilden.

In Figur 1 ist die Kupplung mit vertikaler Achse dargestellt. Die Achse kann selbstverständlich auch horizontal liegen; vorzugsweise jedoch soll die Schöpfanordnung in die Kupplungsflüssigkeit eintauchen, wenn die Anordnung sich in Ruhestellung befindet.

Die Erfindung ist aber nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen begrenzt.

Insbesondere kann der Mitnehmervorsprung und die entsprechende Vertiefung zur Kupplung des Rotors der Beschleunigerpumpe an die treibende Welle beliebige Form aufweisen; der Vorsprung kann fest mit der treibenden Welle verbunden sein, während der komplementäre Vorsprung fest mit dem Rotor der Beschleunigerpumpe verbunden wäre. Im übrigen kann der Stützflansch 79 der Achse dieses Rotors durch eine Unterlegscheibe ersetzt werden, die gegen die Abstützzonen oder Abstützmittel anliegt, welche zu diesem Zweck am Mitnehmervorsprung vorgesehen sind.

Claims (7)

1.) Hydraulische Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere Flüssigkeitskupplung oder Drehmomentwandler, mit Riemenscheibe und/oder konstanter Füllung zum Ankuppeln einer angetriebenen Welle an eine antreibende Welle; mit zwei in Drehung jeweils mit den Wellen verbundenen Gehäusen, die einander gegenüber angeordnet sind und zusammen einen Strömungskreis für eine Kupplungsflüssigkeit bilden; und mit einer Schöpfanordnung, die dauernd Kupplungsflüssigkeit während der Arbeitsperiode der Kraftübertragungseinrichtung entnimmt und das entnommene Arbeitsmedium einem außen gelegenen Wärmeaustauscher zur Rückkühlung vor dessen kontinuierlicher Rückführung in den Arbeitskreis zuführt gekennzeichnet durch eine Pumpe (70), eine sogenannte Beschleunigerpumpe, die auf die treibende Welle (11) noch innerhalb des Arbeitsraumes der Kraftübertragungseinrichtung aufgekeilt ist und in den für das entnommene Medium vorgesehenen Umwälzkreis eingeschaltet ist.

2.) Hydraulische Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (74) des Rotors (71) der Pumpe (70) drehbar in einem fest mit einem festen Träger (82) verbundenen Lager (76) gelagert ist und an einem ihrer Enden ein Verbindungsmittel (78) zum freien Einstecken in die treibende Welle aufweist.

3.) Hydraulische Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (78) aus einem Mitnehmervorsprung bestehen, der durch die Achse (74) des Rotors der Beschleunigerpumpe (70) getragen ist und frei in eine komplementäre Vertiefung (66) im Kopf der Schraube (62) eingreift, die die treibende Welle (11) gegen die Trägermuffe (60) des der treibenden Welle (11) zugeordneten Gehäuses festlegt.

4.) Hydraulische Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (71) der Pumpe (70) eine Einheit mit dem zugeordneten Lager (76) bildet, wobei der Mitnehmervorsprung (78) der Achse des Rotors seitlich Zonen oder Mittel aufweist, die so eingerichtet sind, dass sie sich gegen das Lager (76) gegen diejenige seiner Flächen, die dem Rotor gegenüberliegt, abstützen.

5.) Hydraulische Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung in einem im festen Träger (21) angeordneten Lager vorgesehen ist, wobei das Lager (76) der Beschleunigerpumpe diesen Raum abschließt und mit diesem den Pumpenkörper bildet.

6.) Hydraulische Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigerpumpe

(70) eine Kreiselpumpe ist und dass ihr Rotor Radialschaufeln (73) trägt.

7.) Hydraulische Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (73) des Beschleunigerpumpenrotors sowie der sie tragende Flansch (72) zusammen aus einem Stück bestehen.