DE2437675A1

DE2437675A1 - Hydraulische ein- und ausrueckbare kupplung

Info

Publication number: DE2437675A1
Application number: DE2437675A
Authority: DE
Inventors: John E Becker
Original assignee: CLUARAN ASSOCIATES Ltd
Current assignee: CLUARAN ASSOCIATES Ltd
Priority date: 1973-08-22
Filing date: 1974-08-05
Publication date: 1975-03-06
Also published as: JPS5072070A; CA1012441A; US3934687A

Description

Cluaran Associates Ltd, R.R. No. 1, Oshavm, Ontario, Kanada

Hydraulische ein- und ausrückbare Kupplung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kupplung, die als ein- und ausrückbare Flüssigkeitskupplung arbeiten kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen hydraulischen, ein- und ausrückbaren Kupplung, die ein rasches Ein- und Ausrücken ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird eine neue hydraulische, ein- und ausrückbare Kupplung vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch miteinander zusammenwirkende Pumpen- und Turbinen-Elemente, die jedes radiale ^firbelbildendc Schaufeln aufweisen und die zusammen eine Arbeitskammer bilden, durch

509810/0253

eine von dem Pumpen- oder Turbinenelement getragene Vorratskammer,durch die Flüssigkeit aus der Arbeitskammer in die Vorratskammer überführende Vorrichtungen und durch Ventile.inrichtungen, die die Flüssigkeit aus der Vorratskammer in die Arbeitskammer zurüokfuhren, sowie durch vom Bedienungspersonal überwachte Einrichtungen zum Schließen der Ventileinrichtunsen und damit zum Zurückhalten der Flüssigkeit in der Vorratskammer und zum Ausrücken der Kupplung.

Im folgenden sollen anhand der Zeichnungen bevorzugte Ausführimgsbei spiele näher beschrieben v/erden. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen Schnitt durch den oberen Teil einer ersten Ausführungsform längs ihrer Längsachse und in

Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt durch eine zweite Ausführun<rsform.

Die Kupplung ist in ein äußeres Gehäuse 10 eingebaut, das am entsprechenden Gehäuse des nicht gezeichneten Antriebs-, motors montiert v/erden kann. Der Pumpen- oder Antriebsteil der Kupplung ist mit ihr umlaufend auf einer Antriebswelle 11 montiert und umfaßt ein Pumpkammergehäuse 12 mit oen üblichen radialen Schaufeln 13, eine Vorratskammer 14 und eine sich parallel zum Gehäuse 10 erstreckende Ummantelung Die Turbine oder der Laufte.il der Kupplung ist auf einer Antriebswelle 16 montiert und umfaßt ein Turbinenkammergehäuse 17 mit den üblichen radialen Schaufeln 18.

Die Vorratskammer 14 enthält eine ringförmige Trennwand 19, die ihr Inneres in zwei getrennte Kammern 20 und 21 unterteilt. Das Innere der Kammer 21 kann mit dem Inneren der Pumpkammer über eine Reihe von über dem Umfang angeordneten

509810/0253

BAD ORIGINAL

Ventilen in Verbindung treten, von denen jede aus einem Ventilgehöuseteil 22, einer Ventilöffnung 23 und einem Ventilschließglied 24 besteht. Die Ventile v/erden durch Druckfedern 25 offen fehalten und. lassen sich durch die Betätigung eines Bedienungspedals 26 über einen federvorgesponnten Winkelhebe] 27, den Übergangsring 23, die Schubstangen 29j den Kupplungsteil 30, die Druckfeder 31, den Ventilbedienungsteil 32 und d.ie Schubstangen 33 schließen.

Das Arbeitsmedium, das in den üblichen- Wirbeln umläuft, wird von Ablenkfläohen J>k und 35 geführt und ein Teil der Flüssigkeit wird von einer .Ablenkfläche 36 unterbrochen und gelangt durch einen zwischen den Turbinenabienkflachen 36 und 37 gebildeten Turbinendurchflu.n in einen zwischen den Ablenkflächen 33 und 39 gebildeten Durchfluß und von dort über die Öffnung AO und den Richtungfigeber 41 in die Kammer 21. Die Flüssigkeit in der Kammer 21 kehrt über das offene Ventil sofort in den Arbeitskreislaxjf zurück. Die Pumpen- und die Turbinenkammern erhalten auf diese Weise die für den Normr-1-betrieb erforderliche Füllung.

Arbeitet die Kupplung unter Last bei normalen Schlupf, so werden normale Wirbel gebildet. Bei Drosselung der Turbine werden die Wirbel unterbrochen, und die Flüssigkeit fließt in einen -zyrlsehen Ablenkfläche 37 und Turbinenkammergehäuse 17 gebildeten Durchlaß, dann in den Durchfluß zwischen Ablenkfläche 39 und Pumpkammergehäuse 12 und über die Öffnung k2. und den Richtungsgeber 43 in die Kammer 20.

Die Flüssigkeit in der Kammer 20 kann relativ längs air» über Öffnungen kk in die Kammer 21 abfließen, jedoch tritt die Flüssigkeit schneller ein als über den angegebenen Weg austreten kann, so daß die Vorratskammer 20 sich schnell füllt, bis die Flüssigkeit durch die Überlauföffnungen 45 in die Kammer 21 überfließt. Die unter diesen Bedingungen in

5 0 9 8 1 0 / ü 2 5 H
BAD ORIGINAL

der Kammer 20 verbleibende Flüssigkeitsmenge reicht gerade aus, daß die Wirbel in der Arbeitskammer nur ungefähr die maximal verfügbare Kraft der Maschine übertragen können, wobei sie dafür sorgen, daß sie mit wirksamer Geschwindigkeit läuft und nicht durch die gedrosselte Kupplung zum Stillstand kommt.

Bei einem Rückfluß der Flüssigkeit in die Arbeitskammer wird diese Flüssigkeit durch Fangteile 46 aufgefangen und gelangen Öffnungen 47 in eine oder beide Kammern.

Zum Ausrücken der Kupplung wird das Pedal 26 gegen die Wirkung einer Feder 48 unterdrückt und so der Ventilschließmechanismus betätigt. Bei geschlossenem Ventil füllen sich beide Kammern 20 und 21, und der Inhalt der Arbeitskammer nimmt rasch ab. Die Öffnungen 49 im Vent.iIbedienungsteil erlauben der Flüssigkeit, frei von einer Seite auf die andere zu fließen. Nach dem Entleeren wird die Turbine gemäß ihrem Drehmoment weiterlaufen^ was zu Schwierigkeiten beim Eingriff etc. jeglicher anschließender Zahnradvorgelege führen kann. Um dies zu verhindern, bewirkt die Bewegung des zum völligen Ausrücken'erforderlichen Kupplungsteiles 30 den Eingriff der Kupplungszähne 50 und 51 mit dem Kupplungsteil 30 und einem Bremsdrehkörper 52, wobei das Kupplungsteil 30 in Nuten 53 gleitet. Das Drehteil bewegt sich in einer zwischen dem äußeren Gehäuse 10 und einem zusätzlichen ringförmigen Gehäuse 54 gebildeten Kammer und ist am ringförmigen Gehäuse 54 befestigt. Diese Kammer ist mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllt, so daß das notwendige bremsende Abfallmoment auf die Turbinen übertragen wird. Bewegt sich das Ventil in die offene Stellung, um die Kupplung wieder einzukuppelt, so wird die Turbinenbremse automatisch ausgeschaltet.

Bewegt sich das Fahrzeug mit Schiebegetriebe, so soll die

509810/0253
BAD ORIGINAL

Turbine laufen können. Dies wird dadurch erreicht, daß das Kupplungspedal genügend weit heruntergedrückt wird, um die Ventilöffnung 23 zu schließen, aber nicht so weit, daß die Kupplungszähne 50 und 51 betätigt werden, so daß die Arbeitskammer entleert, aber die Kupplung nicht betätigt wird.

In der Ausführungsform nach Fig. 2 haben ähnliche Teile die gleichen Bezugsziffern. Es ist ersichtlich, daß in dieser Ausführungsform die Vorratskammer von der Turbine und nicht von der Pumpe getragen wird, daß aber sonst ihre Wirkungsweise im wesentlichen die gleiche ist. Beim Verlangsamen oder Stoppen der'Turbine wird sich die darin befindliche Flüssigkeit am Boden sammeln und kann zurück in die Arbeitskammer fließen, wobei sie einen größeren Widerstand ausüben kann als er von der Bremse 52 übertragen wird; um dies zu verhindern, sind geschwindigkeitsabhängige Ventile 55 vorgesehen, die die Öffnung 40 schließen, sobald die Turbine eine vorgegebene Minimalgeschwindigkeit unterschreitet. ·

Patentansprüche;

50981 0/Ö2 53

BAD ORIGINAL

Claims

Patentansp r ü c h e :

1. Hydraulische, ein- und ausrückbare Kupplung mit zusammenwirkenden Pumpen- und Turbinenelementen, die mit radiale Wirbel bildenden Schaufeln versehen sind und eine Arbeitskammer bilden, mit einer von dem Pumpen- oder Turbinenelement getragenen Vorratskammer, und mit Einrichtungen zur Zufühmng der Flüssigkeit aus

der Arbeitskammer in die Vorratskammer, gekennzeichnet durch Ventileinrichtungen (24), die die Flüssigkeit aus der Vorratskammer in die Arbeitskammer zurückführen, sowie vom Bedienungspersonal kontrollierte Einrichtungen (26 bis 33) zum Schließen der Ventileinrichtungen, um die Flüssigkeit in der Vorratskammer zu halten und dadurch die Kupplung auszurücken.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß > die Vorratskammer zwei durch Öffnungen (44) verbundene, getrennte Kammern (20, 21) aufweist, die durch Zuführungsmittel verbunden sind, die bei normalen Betriebsbedingungen die Flüssigkeit der einen Kammer (21) und bei Drosselung der anderen Kammer (20) zuführen, die eine Kammer mit der Arbeitskammer durch Ventileinrichtungen verbunden ist, und daß die Öffnungen (44) zwischen den Kammern eine geringere Durchflußkapaz.vtät haben als die Mittel, die die Flüssigkeit der anderen Kammer zuführen.

509810/Ö253

BAD ORIGINAL

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratskammer vom Pumpenelemente (12) getragen ist, und die Flüssigkeitszuführungsmittel (36, 37) sich im Turbinenelement befinden und die Flüssigkeit über Durchflüsse (38, 39) im Pumpelement der Vorratskammer zuführen. · - ■

4. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsmittel erste Flüssigkeitsfangmittel (36), die bei normalen Betriebsbedingungen die Flüssigkeitswirbel in der Arbeitskammer unterbrechen und die unterbrochene Flüssigkeit der einen Kammer (21) zuführen, und zweite FlüssigkeitEfangmittel (37) umfassen, die dichter an der Rotationsachse der Kupplung befestigt sind und die die Flüssigkeit nur unter gedrosselten Betriebsbedingungen auffangen und der anderen Kammer (20) zuführen.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Bremse (52) für die Verbindung mit dem Turbinenelement und eine zwischen der Bremse und dem Turbinenelement v/irkende mechanische Kupplung (50, 51) zur Verbindung der beiden Teile und durch eine vom Bedienungspersonal betätigbare Einrichtung (26 bis 32) zur Betätigung der Kupplung, zum Schließen der Ventileinrichtung und zum Verbinden der Bremse und des Turbinenelementes.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse eine flüssirkeitsgefüllte ringförmige Kammer¹ (15, 54) in dem Kupplungsgehäuse und einen in der ringförmigen Kammer drehbaren Bremsdrehkörper (52) umfaßt, so daß das bremsende Abfallmoment durch Reibung zwischen der Flüssigkeit in der Bremskammer und dem Rotor erzeugt wird, und die mechanische Kupplung das Turbinenelement und den Rotor miteinander verbindet.

50 98 10/025 3

BADORi(BlNAl,/

7. Kupplung nach Anspruch 1, 2 und 4 bis 6, dadurch Gekennzeichnet, daß die Vorratskammer (20, 21) vom Turbinenelement (17) getragen ist und die FlussigkeitszufUhrungsmittel (36, 40) mit geschwindigkeitsabhängigen Ventilen (55) versehen sind, die dann schließen, wenn das Turbinen el ein ent eine vorgegebene Minimalgeschwindigkeit unterschreitet, so daß Flüssigkeit nicht aus der Vorratskammer in die Arbeitskammer zurückkehrt.

8. Kupplung nach einem der .Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das die Vorratskammer (1A) tragende Element (12, 17) mit Fangmitteln (46, 47) versehen ist, welche in die Arbeitskammer zurückfließende Flüssigkeit auffangen und diese Flüssigkeit der Vorratskammer zuführen.

5 0 9 8 1 0 / U 2 b
BAD ORIGINAL

L e e r s e i t e