DE2612133A1

DE2612133A1 - Steuer- und regelbare druckmittelkupplung

Info

Publication number: DE2612133A1
Application number: DE19762612133
Authority: DE
Inventors: Warren Gerald Bopp
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1975-03-31
Filing date: 1976-03-22
Publication date: 1976-10-14
Also published as: USRE29928E; FR2306369A1; GB1547398A; CA1052651A; IT1058690B; GB1547399A; JPS51132368A; BR7601974A; US3952508A

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. GERHARD SCHWAN

8000 MÜNCHEN 83 · ELFENSTRAS5E 32

2612133 ⁷^""¹³⁸ 2 2. Maß 1976

EATON CORPORATION
1OO Erieview Plaza, Cleveland, Ohio 44114, V.St.A.

Steuer- und regelbare Druckmittelkupplung

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einer Drehzahlsteuerung oder -regelung von Druckmittelkupplungen und betrifft
insbesondere eine Drehzahlsteuerung oder -regelung in Abhängigkeit von der Temperatur und der Drehzahl.

Es ist bekannt, die Drehzahl eines von einer Maschine angetriebenen Lüfters entsprechend dem Kühlbedarf zu regeln. Es ist ferner bekannt, zum Antrieb solcher Lüfter Druckmittelkupplungen in Form von Viskositätskupplungen und hydrokinetischen Kupplungen zu verwenden.

Des weiteren ist es bekannt, die Abtriebsdrehzahl derartiger Kupplungen in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder der
Drehzahl zu regeln. Für eine temperaturabhängige Regelung
wird bei vielen Viskositätskupplungssteuerungen mittels einer Bimetallfeder gesorgt. Dabei rotiert die Feder mit der
Kupplung; sie liefert eine Kraft zur Verstellung eines Ventilelements, indem sie sich in Abhängigkeit von Temperaturänderungen biegt oder streckt. Die von solchen Federn je Grad

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FERNSPRECHER: 089/6012039 · KABEL: ELECTR1CPATENT MÜNCHEN

Temperaturänderung erzeugte Kraft ist jedoch verhältnismäßig klein. Infolgedessen neigen die bekannten Regelvorrichtungen zu einem unregelmäßigen Arbeiten infolge von Rotationskräften, die auf die Feder und/oder bewegbare Teile der Regelvorrichtung einwirken. Außerdem kann es leicht vorkommen, daß die Regelvorrichtung infolge von Fremdstoffen, die in die Regelvorrichtung eindringen, oder auf Grund einer Korrosion der bewegbaren Teile vollständig ausfällt.

Soll eine Viskositätskupplung in Abhängigkeit von der außerhalb der Kupplung herrschenden Außentemperatur geregelt werden, muß die Feder notwendigerweise an der Außenseite der Kupplung angeordnet sein. Bei Anbringung außerhalb der Kupplung muß die Feder zusätzlich einen Zwischenmechanismus verstellen, der durch eine Wand der Kupplung hindurchreicht. Die Kraft, die erforderlich ist, um den Zwischenmechanismus und das Ventilelement verläßlich zu verstellen, entspricht nahezu der Höchstkraft, die von der Feder aufgebracht werden kann. Infolgedessen muß die Feder auf der Kupplung in einer solchen Stellung angeordnet werden, daß sie durch Rotationskräfte möglichst wenig beeinflußt wird. AuSen sitzende Federn werden normalerweise an einer mit der Drehachse der Kupplung zusammenfallenden Stelle angebracht, um Rotationskräfte zu vermeiden. Diese Lage ist jedoch für einen Temperaturfühler ungünstig, weil ein besseres Temperaturansprechver halten an einem.radial auSen liegenden End« der Kupplung er-

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zielt werden kann, wo der Luftstrom stärker ist.

Die Gefahr eines unregelmäßigen Arbeitens der Regelvorrichtung durch Hängenbleiben ist noch größer, wenn eine Bimetallfeder in Verbindung mit einem Zentrifugalgewicht vorgesehen wird, um die Höchstdrehzahl der Kupplung zu begrenzen, weil die von dem Gewicht erzeugten Kräfte so gering sein müssen, daß sie in geeigneter Relation zu der kleinen Kraft stehen, die die Feder abgibt.

Mit der Erfindung soll eine Druckmittelkupplung geschaffen werden, die gegenüber Zentrifugalkräften unempfindlich ist, die durch Drehen der Kupplung entstehen. Es soll ein verbessertes Temperaturansprechverhalten erzielt werden. Es soll ferner möglich sein, Temperatur- und Drehzahlsignale derart zu erzeugen und miteinander zu kombinieren, daß für ein genaues und verläßliches Arbeiten der Kupplung gesorgt ist. Di· Kupplung soll verbesserte Regeleigenschaften aufweisen und gleichwohl einfacher und kompakter als bekannte Kupplungen aufgebaut sein.

Die erfindungsgemäße Kupplung weist ein drehbares Gehäuseteil und ein weiteres Bauteil auf, das in dem Gehäuse sitzt und gegenüber dem Gehäuseteil drehbar gelagert ist. Das Gehäuseteil und das weitere Bauteil bilden eine Arbeitskammer, die einen Vorrat an Druckmittel aufnimmtf, um Drehmoment von dem

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einen auf das andere Bauteil zu übertragen. Mit Hilfe der
Steuerung wird das von dem Druckmittel übertragene Drehmoment geändert.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung sitzt auf der Außenseite des Gehäuseteils eine Temperaturmeßeinrichtung an einer gegenüber der Drehachse des Bauteils in Radialrichtung versetzten Lage; das von dem Druckmittel übertragene Drehmoment wird in Abhängigkeit von erfaßten Temperaturänderungen an der Außenseite des Gehäuseteils geändert.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt eine Steuerung oder Regelung des von dem Druckmittel übertragenen Drehmoments mit Hilfe eines Ventilelements, das auf die durch
Drehen der Kupplung erzeugte Zentrifugalkraft anspricht, sowie einer Temperaturmeßeinrichtung, welche die zum Verstellen des Ventilelements erforderliche Kraft in Abhängigkeit von
Temperaturänderungen an der Außenseite der Kupplung beeinfiußt.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 einen Aufriß der Kupplung, von vorne gesehen;

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Fig. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt der Kupplung nach Fig. 1 in Blickrichtung entsprechend den Pfeilen H-II;

Fig. 3 eine Teilansicht der Turbine nach Fig. 2 in Blickrichtung gemäß den Pfeilen HI-III; und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Figur 2.

In Fig. 1 ist eine Regeleinrichtung in Verbindung mit einer hydrokinetischen Kupplung 10 veranschaulicht. Ein Teil der Regeleinrichtung läßt sich jedoch auch bei anderen Geräten verwenden, insbesondere bei Viskositätskupplungen. Die Kupplung 10 kann mittels einer flüssigkeitsgekühlten Maschine angetrieben werden und treibt ihrerseits einen Lüfter 12 (Fig.2) an, um aus dem Kühlmittel der Maschine Wärme abzuführen.

Die Kupplung 10 weist ein Metallgußgehäuse 14 auf, das aus einem vorderen Gehäuseteil 16 (Fig. 1) und einem hinteren Gehäuseteil 18 (Fig. 2) besteht. An dem vorderen Gehäuseteil sind sechs radial gerichtete Ansätze 20, eine Gruppe von Kühlrippen 22 und zwei vorstehende Teile 24 und 26 angegossen. Die Ansätze 20 sind mit durchgehenden Bohrungen 28 versehen, um den Lüfter 12 über Muttern und Schrauben 30 (Fig.2) an dem Gehäuse anzubringen. Der vorstehende Teil 24 dient

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der Aufnahme eines Teils einer Regelanordnung 32, die die Abtriebsdrehzahl der Kupplung 10 in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Temperatur beeinflußt. Eine Temperaturmeßeinrichtung 34 der Regelanordnung ist an einem Stirnwandteil 24a des vorstehenden Teils 24 mittels Schrauben 36 befestigt. Aus Gleichgewichtsgründen sitzen die vorstehenden Teile 24 und 26 symmetrisch zur Drehachse der Kupplung. Eine Stirnwand 26a des vorstehenden Teils 26 ist mit einer Verschlußschraube 38 versehen, um Druckmittel in die Kupplung einzufüllen und den Druckmittelstand kontrollieren zu können.

Das vordere und das hintere Gehäuseteil werden unabhängig von den Montageschrauben für den Lüfter über sechs Schrauben 40 zusammengehalten, die in Umfangsrichtung zwischen den Lüftermontageschrauben verteilt angeordnet sind.

Die Kupplung 10 ist ferner mit einer treibenden Laufradanordnung 42 (Fig. 2), einer getriebenen Turbinenanordnung 44 und einer sich nicht drehenden Welle 46 versehen, auf der die Laufradanordnung und die Turbinenanordnung drehbar abgestützt sind. Die Welle 46 kann an ihrem linken Ende von einem Aufhängebügel 48 gehalten werden, der seinerseits an einer nicht veranschaulichten Maschine anbringbar ist.

Die treibende Laufradanordnung 42 weist eine Hülse 50, ein Laufrad 52 und eine Keilriemenscheibe 54 auf. Die Hülse 5O

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ist auf der Welle 46 mittels zweier Kegelrollenlager 56 und 58 abgestützt, zwischen denen sich eine Abstandshülse 60 befindet. Der die Lager 56 und 58 umgebende Raum ist an seinem linken Ende mittels einer Dichtung 62 abgedichtet. Das Laufrad 52 ist auf dem linken Ende der Hülse 5O mittels eines Keils 64 und eines Schnapprings 66 befestigt. Die Keilriemenscheibe 54 ist mit dem linken Ende der Hülse 50 über eine Gruppe von Schrauben 68 verschraubt.

Zu der getriebenen Anordnung 44 gehören die Gehäuseteile 16 und 18, die eine Ringkammer 70 begrenzen, die an ihrem radial außen liegenden Teil mittels einer Dichtung 72 dicht verschlossen ist. Das Gehäuseteil 16 bildet ferner mit seinen konzentrischen Wandteilen 74a und 74b sowie einer radial verlaufenden Stirnwand 74c eine ringförmige Kammer 74. Das hin tere Gehäuseteil 18 ist auf der Hülse 5O über ein Rollenlager 76 drehbar abgestützt. Eine Dichtung 78 verhindert, daß Öl Über das Lager 76 austritt. Das vordere Gehäuseteil 16 ist auf der Welle 46 mittels eines Kugellagers 80 drehbar gelagert. Eine Scheibe 82 und eine Hülse 84 sorgen für den richtigen Abstand zwischen den Lagern 80 und 58. Der Innenring des Lagers 80 ist mittels einer Mutter 86 mit der Welle 46 verbunden. Die Mutter 86 sorgt ferner für eine Vorspannung . der. Lager 56 und 58. Der Außenring des Lagers 80 ist mittels eines Schnapprings 88 gegenüber dem Gehäuseteil 16 festgelegt. Eine Kappe 90 und eine Dichtung 92 verhindern den Aus-

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tritt von Druckmittel aus dem die Welle 46 umgebenden Raum. Die Kappe 90 wird mittels eines Schnapprings 94 gehalten.

Das Laufrad 52 sitzt in der einen Hälfte der Ringkammer 70 und dreht sich mit Bezug auf die Kammer 70. Eine Turbine 96 ist in der anderen Hälfte der Kammer 70 angeordnet. Die Turbine 96 ist mit dem vorderen Gehäuseteil 16 über eine Gruppe von Schrauben 97 verbunden und dreht sich zusammen mit der Kammer 70.

Das Laufrad 52 weist einen Wandteil 52a auf, der eine zur Achse der Welle 46 konzentrische, ringförmige Wanne 52b bildet. Die Turbine 96 ist mit einem Wandteil 96a versehen, der eine ringförmige Wanne 96b begrenzt, die zur Achse der Welle 46 konzentrisch ist und der Wanne 52b gegenübersteht. Mehrere Schaufelgruppen 52c und 96c sind in den Wannen 52b bzw. 56b in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Beide Schaufelgruppen können gemeinsam mit den Wänden gegossen oder gesondert hergestellt und dann an den Wänden befestigt sein. Die Turbine 96 weist ferner einen mit der Schaufelgruppe 96c verbundenen Kernführungsring 96d und einen ringförmigen Schlitz 96e auf. Der Schlitz 96e reicht durch den Wandteil 96a und die Schaufelgruppe 96c hindurch und endet an dem Kernführungsring. Der Abschnitt der Wand 96a, der sich vom Schlitz 96e aus radial nach innen erstreckt, bildet die eine Stirnwand der ringförmigen Kammer 74.

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Die Wannen 52b und 96b bilden eine ringförmige Arbeitskammer, die mit einem Fluid,beispielsweise einem Transmissionsmittel, gefüllt ist. Wenn das Laufrad 52 gedreht wird, beschleunigen die Schaufeln 52c das Fluid radial nach außen mit Bezug auf
die Drehachse der Wanne 52b. Infolge der Krümmung der Wanne
52b wird das Fluid in die Wanne 96b hineingelenkt. Das Fluid trifft auf die Schaufelgruppe 96c und überträgt auf die Turbine 96 ein Drehmoment. Infolge der Krümmung der Wanne 96b
wird das Fluid radial nach innen und zurück zur Wanne 52b
gelenkt. Bei fortgesetzter Drehung des Laufrades wird das
Fluid erneut beschleunigt, so daß sich in der Arbeitskammer
ein ringförmiger Fluidstrom ausbildet.

Im allgemeinen nimmt die Drehmomentübertragung über eine hydrokinetische Kupplung mit steigender Fluidzirkulation in der Arbeitskammer zu. Der Fluidumlauf und die Drehmomentübertragung erreichen für eine vorgegebene Kupplungsgröße und Laufraddrehzahl einen Höchstwert, wenn die Turbine 96 angehalten wird. Der Fluidumlauf und die Drehmomentübertragung über die Kupplung lassen sich regulieren, indem die Laufraddrehzahl
mit Bezug auf die Turbinendrehzahl oder die Größe der Fluidzirkulation in der Arbeitskammer unabhängig von der Laufraddrehzahl beeinflußt werden. Die Größe der Fluidzirkulation
läßt sich steuern, indem Fluid aus der Arbeitskammer abgeleitet oder der Umlauf beschränkt wird. Vorliegend wird mit einer Beschränkung der Fluidzirkulation gearbeitet; die Regel-, anordnung 32 kann jedoch auch so angepaßt werden, daß sie

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die Fluidzirkulation durch Ableiten von F^uid beeinflußt.

Die Regelanordnung 32 umfaßt eine in der ringförmigen Kammer 74 sitzende, hin- und herbewegbare Hülsenanordnung 98, die Temperaturmeßeinrichtung 34, ein Kolbenventil 1OO und eine Druckmittelquelle 102 zum Beeinflussen der Lage der Hülsenanordnung 98.

Entsprechend den Figuren 2 und 3 weist die Druckmittelquelle einen Raum 104 und einen Durchlaß 106 auf. Der Raum 104 wird von einem Abschnitt der Turbinenwand 96a, zwei nebeneinanderliegenden Schaufeln der Schaufelgruppe 96c und einer Abtrennplatte 96f begrenzt. Die Abtrennplatte 96f sperrt den Fluidstrom zwischen den benachbarten Schaufeln, wodurch der statische Druck des Fluids innerhalb des Raums 104 über den statischen Druck des umlaufenden Fluids angehoben wird, indem die Geschwindigkeitskomponente des Fluids in Druck umgesetzt wird.

Zu der Hülsenanordnung 98 gehören zylindrische Teile 98a und 98b sowie ein radial verlaufender Steg 98c, der die Teile 98a und 98b starr miteinander verbindet und die ringförmige Kammer 74 in zwei Kammern 74d und 74e von änderbarem Volumen unterteilt. Der zylindrische Teil 98a steht in dichtendem Gleiteingriff mit der Wand 74a und verhindert ein Verkanten der Hülsenanordnung 98 in der Kammer 74. Der zylindrische

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Teil 98b und die Wand 74b liegen in Abstand voneinander und bilden einen ringförmigen Durchlaß 108, durch den hindurch Fluid über einen oder mehrere Durchlässe 110 im Teil 98b von der Wanne 96b zur Kammer 74d, bzw. umgekehrt, gelangen kann. Eine Dichtung 112 verhindert eine Druckmittelverbindung' zwischen dem ringförmigen Durchlaß 108 und der Kammer 74e. Eine

Dichtung 114 sperrt die unmittelbare Druckmittelverbindung zwischen der Wanne 96b und der Kammer 74d ab.

Der zylindrische Teil 98b kann sich in den ringförmigen Schlitz 96e hinein- und aus diesem herausbewegen, um die Fluidzirkulation in der von den Wannen 52b und 96b gebildeten Arbeitskammer zu beeinflussen. Wenn der Teil 98b in den Schlitz 96e voll eingeführt ist, legt sich das linke Ende des Teils 98b gegen den Kernführungsring 96d an, wodurch praktisch jede Fluidzirkulation in der Arbeitskammer verhindert wird. Auf diese Weise wird die Drehmomentübertragung von dem Laufrad auf die Turbine auf einen niedrigen Wert herabgesetzt. Dieser niedrige Wert des übertragenen Drehmoments ist auf Scherkräfte im Fluid auf Grund der relativen Drehbewegung zwischen den betreffenden Bauteilen und auf Wirbelströme zurückzuführen, die zwischen den Wannen an Stellen auftreten, die radial außerhalb und radial innerhalb des . Kernführungsringes liegen. Wenn der Teil 98b aus dem Schlitz 96e voll herausgezogen ist, wird die maximale Fluidzirkulation in der Arbeitskammer möglich. Vom Laufrad auf die Turbi-

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ne kann das höchste Drehmoment übertragen werden.

In Fig. 2 ist die Hülsenanordnung 98 in einer Zwischenstellung veranschaulicht, in welcher die Kammern 74d und 74e ungefähr das gleiche Volumen haben und das linke Ende des Hülsenteils 98b ungefähr über die halbe Länge in den Schlitz 96e hineinreicht. Auf diese Weise wird ungefähr die halbe Fluidzirkulation in der Arbeitskammer abgesperrt; die Drehmomentübertragung vom Laufrad auf die Turbine wird um ungefähr 50 % verringert. Die Verstellung des Teils 98b in den Schlitz 96e hinein und aus diesem heraus erfolgt, indem die Fluiddruckdifferenz variiert wird, die auf den radial verlaufenden Steg 98c einwirkt. Zu diesem Zweck wird der in der Kammer 74e herrschende Druck über die Temperaturmeßeinrichtung 34 und das Kolbenventil 100 gesteuert.

Entsprechend den Figuren 2 und 4 wirken die Temperaturmeßeinrichtung und das Kolbenventil zusammen, um für eine Regelung zu sorgen, die von der Drehzahl des getriebenen Teils der Kupplung (d. h. des Gehäuses 14) und der außerhalb des Gehäuses herrschenden Temperatur abhängt. Das Kolbenventil 100 sitzt in dem vorstehenden Teil 24 und umfaßt eine abgestufte Bohrung 116, die bezüglich der Drehachse der Kupplung radial nach außen reicht, ein zylindrisches Ventilelement 118 und eine Schraubendruckfeder 120, die das Ventilelement entgegen den auf das Ventilelement 118 einwirkenden Zentrifugalkräften

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radial nach innen vorspannt. Die Bohrung 116 weist eine ringförmige EinlaSnut 116a, die mit dem Durchlaß 106 in Verbindung steht, sowie eine ringförmige Rücklaufnut 116b auf, die mit einem Rückstromdurchlaß 122 verbunden ist. Über den Durchlaß 122 und einen Durchlaß 90b der Kappe 90 gelangt zurückströmendes Fluid in einen von der Kappe 90 begrenzten Raum 90a. Das in dem Raum 90a befindliche Fluid wird zum Schmieren der Lager 80, 58 und 56 herangezogen. Ein Teil des Fluids im Raum 90a kehrt über das Lager 80 und einen verengten ringförmigen Durchlaß 124 zur Arbeitskammer zurück. Der Rest des Fluids strömt über einen T-förmigen Durchlaß 46a in der Welle 46 zur Arbeitskammer zurück. Ein Durchlaß 126 verbindet die Bohrung 116 mit der Kammer 74e. Das Ventilelement 118 weist zwei ringförmige Bunde 118a und 118b auf, die durch eine Ringnut 118c voneinander getrennt sind. Die Lage des Ventilelements 118 in der Bohrung 116 wird durch die Vorspannkraft der Feder 120 und die auf das Ventilelement einwirkende Zentrifugalkraft bestimmt. Für Zwischenstellungen des Ventilelements gleichen sich diese Kräfte aus. Fig. 2 zeigt das Ventilelement in einer Zwischenstellung. In dieser Lage ist die Rücklaufnut 116b abgesperrt, während die Einlaßnut 116a teilweise freigegeben ist, so daß Druckmittel vom Durchlaß 106 aus in die Kammer 74e gelangen und den Hülsenteil 98b weiter in den Schlitz 96e hineindrücken kann, um die Fluidzirkulation in der Arbeitskammer zusätzlich zu beschränken. Bei der in Fig. 4 dargestellten Lage sitzt das Ventilelement 118 am unteren Ende der Boh-

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rung 116 auf. In dieser Stellung ist die Einlaßnut 116a ab- gesperrt, während die Rücklaufnut 116b freigegeben ist. Das in der Kammer 74e befindliche Druckmittel kann daher zurückströmen; über den ringförmigen Durchlaß 108 und den Durchlaß 110 kann der Druck in der Kammer 74d über den in der Kammer 74e herrschenden Druck angehoben werden. Der Hülsenteil 98b bewegt sich infolgedessen aus dem Schlitz 96e heraus; die Druckmittelzirkulation in der Arbeitskammer nimmt zu.

Die Temperaturmeßeinrichtung weist ein Gehäuseteil 128, einen wärmeisolierenden Kolben 130, einen mit Wachs gefüllten Temperaturfühler 132 und eine Schraubendruckfeder 134 auf. Das Gehäuseteil 128 ist mit einem Flansch 128a, der Wärmeübertragung dienenden Rippen 128b und einer abgestuften Bohrung 128c versehen, die mit der Bohrung 116 axial ausgerichtet ist'. Der Flansch 128a ist mit der Stirnwand 24a des vorstehenden Teils 24 über die Schrauben 36 verbunden. Eine Dichtung 36 sorgt für eine Wärmeisolation zwischen dem Gehäuseteil 128 und dem vorstehenden Teil 24, verhindert den Austritt von Druckmittel und bildet ein Widerlager für die Feder 134. Der Kolben 13O weist einen becherförmigen Teil 13Oa, der das eine Ende des Temperaturfühlers 132 umgibt, sowie einen Schaft 13Ob mit einem Ende 13Oc auf, das in das Ventilelement 118 hineinreicht und ein verstellbares Widerlager für die Feder 120 bildet. Die Feder 134 legt sich gegen die Unterseite des becherförmigen Teils 13Oa an und spannt den Kolben

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130 in Richtung auf den Temperaturfühler 132 vor.

Das Gehäuseteil 128 und der Temperaturfühler 132 sind gegen metallischen Kontakt mit dem Kupplungsgehäuse wärmeisoliert, so daß der Temperaturfühler 132 auf die außerhalb der Kupplung herrschende Temperatur ansprechen kann. Die von dem Kolben 130 und der Dichtung 136 bewirkte Wärmeisolation wird
nicht durch Öl zunichte gemacht, das mit dem Gehäuseteil und dem Temperaturfühler 132 in Berührung kommen kann, weil dieses Öl mehr oder weniger stillsteht und einen niedrigen Wärmeleitwert hat. Die Fähigkeit des Temperaturfühlers, auf die außerhalb der Kupplung herrschende Temperatur anzusprechen, wird dadurch weiter begünstigt, daß die Temperatursteuerung radial in Abstand von der Drehachse der Kupplung an einer Stelle angeordnet wird, wo ein stärkerer Außenluftstrom über den Temperaturfühler hinwegstreichen kann.

Mit Wachs gefüllte Temperaturfühler sind bei Thermostatventilen für Maschinenkühlsysteme bekannt. Der Temperaturfühler 132 wird in das Gehäuseteil 128 eingepreßt, um den Wärmeübergang von dem Gehäuse auf das im Temperaturfühler befindliche Wachs zu verbessern. Der Temperaturfühler 132 weist eine
Schubstange 132a auf, die von dem Temperaturfühler 132 absteht und sich gegen den Kolben 130 (Fig. 4) anlegt. Das im Temperaturfühler 132 befindliche Wachs hat bei der Temperatur für den Übergang von der flüssigen in die feste Phase einen

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hohen Ausdehnungskoeffizienten. Das Wachsvolumen nimmt bei dem Verflüssigen zu, wodurch die Schubstange 132a des Temperaturfühlers 132 nach außen geschoben wird. Auf diese Weise wird der Kolben 130 radial nach innen bewegt; die auf das Ventilelement 118 ausgeübte Vorspannkraft nimmt zu; es wird für einen höheren Drehzahigrenzwert der Kupplung gesorgt. Beim Erstarren des Wachses nimmt sein Volumen ab; die Feder 134 verstellt den Kolben und die Schubstange in Richtung auf den Temperaturfühler 132. Dadurch wird die auf das Ventilelement ausgeübte Vorspannkraft vermindert; der Drehzqhlgrenzwert für die Kupplung wird abgesenkt.

Es wurde vorliegend eine bevorzugte Ausführungsform veranschaulicht und erläutert, bei der die Abtriebsdrehzahl einer hydrokinetischen Kupplung durch eine temperatur- und drehzahlabhängige Einrichtung beeinflußt wird, die das Drehmoment ändert, das innerhalb der Kupplung mittels des Fluids übertragen wird. Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird eine zylindrische Hülse in die Kupplung hinein- oder aus dieser herausbewegt, um die Fluidzirkulation innerhalb der Arbeitskammer in Abhängigkeit sowohl von der außerhalb der Kupplung herrschenden Temperatur als auch von der Abtriebsdrehzahl der Kupplung zu variieren. Es sind jedoch zahlreiche Abwandlungen möglich. Beispielsweise kann die Verstellung der Hülse nur durch eine temperaturabhängige Einrichtung oder nur durch eine drehzahlabhängige Einrichtung gesteuert werden. Die Hülse

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kann auch weggelassen werden; statt dessen kann mittels der temperatur- und/oder drehzahlabhängigen Einrichtung die Druckmittelmenge in der Arbeitskammer der gezeigten hydrokinetischen Kupplung oder einer Viskositätskupplung beeinflußt werden. Es ist weiterhin möglich, die Hülse 98 durch die temperatur- und/oder drehzahlabhängige Einrichtung auf mechanische Weise zu steuern; die Hülse kann auch in der einen Richtung mittels des vom Druckmittel ausgeübten Druckes verstellt werden, während die Verstellung der Hülse in der anderen Richtung über eine Federanordnung erfolgt.

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Claims

Ansprüche

\ Druckmittelkupplung, gekennzeichnet durch ein erstes drehbares Bauteil, das ein um eine Achse drehbares Gehäuse bildet, ein im Inneren des Gehäuses angeordnetes, um die Achse drehbares zweites Bauteil, eine von den Bauteilen gebildete Arbeitskammer, die einen Druckmittelvorrat zum Übertragen von Drehmoment von einem der Bauteile über das Druckmittel auf das andere Bauteil auf Grund einer relativen Drehbewegung zwischen den Bauteilen enthält, eine Steuereinrichtung mit einem zwecks Steigerung des von dem Druckmittel übertragenen Drehmoments von einer ersten in eine zweite Stellung bewegbaren Organ, und einer Temperaturmeßeinrichtung, die gegenüber der Achse radial versetzt an der Außenseite des Gehäuses angeordnet ist und ein Element aufweist, mittels dessen das bewegbare Organ in Abhängigkeit von Temperaturänderungen an der Außenseite des Gehäuses zwischen der ersten und der zweiten Stellung verstellbar ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung mittels der Temperaturmeßeinrichtung bei steigender Außentemperatur in Richtung auf die zweite Stellung verstellbar ist.

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3. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf die Gehäusedrehzahl ansprechende Drehzahlmeßeinrichtung, mittels deren das bewegbare Organ bei steigender Gehäusedrehzahl in Richtung auf die erste Stellung verstellbar ist.
4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung einen Temperaturfühler aufweist, der eine Substanz mit hohem Ausdehnungskoeffizienten für einen Flüssigkeits-Feststoff-Phasehübergang enthält und mittels dessen die Steuereinrichtung auf Grund eines innerhalb eines vorbestimmten Außentemperaturbereichs auftretenden Phasenübergangs der Substanz zwischen der ersten und der zweiten Stellung verstellbar ist.
5. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von dem Gehäuseteil gebildete zweite Kammer, einen ersten Durchlas, über den Druckmittel von der Arbeitskammer zu der zweiten Kammer gelangen kann, und einen zweiten Durchlaß, über den Druckmittel von der zweiten Kammer.zur Arbeitskammer leitbar ist, wobei mittels des bewegbaren Organs irv der zweiten Stellung der Druckmittelstrom im ersten Durchlas und in der ersten Stellung der Druckmittelstrom im zweiten Durchlaß absperrbar ist.

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6. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen dem Ableiten von Druckmittel aus der Arbeitskammer dienenden Durchlaß aufweist, der mittels des in der zweiten Stellung befindlichen bewegbaren Organs absperrbar ist, während das bewegbare Organ in der ersten Stellung Druckmittel aus der Arbeitskammer abströmen läßt.
7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Temperaturmeßeinrichtung und dem bewegbaren Organ eine Federanordnung sitzt, und daß bei Ansteigen der erfaßten Temperatur die Temperaturmeßeinrichtung durch Erhöhen der Vorspannkraft der Federanordnung das bewegbare Organ zunehmend in Richtung auf die zweite Stellung drückt,
8. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Organ auf die Gehäusedrehzahl anspricht und sich bei steigender Gehäusedrehzahl entgegen der Vorspannkraft zunehmend in Richtung auf die erste Stellung verstellt.
9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung einen Temperaturfühler aufweist, der eine Substanz mit hohem Ausdehnungskoeffizienten für einen Flüssig-Fest-Phasenübergang enthält und mittels dessen die Steuereinrichtung auf Grund eines innerhalb eines vorbestimmten Außentemperaturbereichs auftretenden Phasenübergangs der Substanz zwischen der zweiten und der ersten Stellung verstellbar ist.

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10. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine in dem Gehäuse ausgebildete und im wesentlichen parallel zu einem von der Drehachse ausgehenden Radius verlaufende Bohrung und einen die Arbeitskammer mit der Bohrung verbindenden Durchlaß zum Ableiten von Druckmittel aus der Arbeitskammer aufweist, daß das beweg-: bare Organ ein in der Bohrung verschiebbares Kolbenventil ist, das in der zweiten Stellung den Durchlaß absperrt und in der ersten Stellung Druckmittel über den Durchlaß strömen läßt, daß radial außerhalb des Kolbenventils eine Federanordnung sitzt, mittels deren eine Kraft aufbringbar ist, die das Kolbenventil radial nach innen in Richtung auf die zweite Stellung vorspannt, und daß mittels der Temperaturmeßeinrichtung bei einem Anstieg der Außentemperatur die Vorspannkraft vergrößerbar ist.
11. Druckmittelkupplung, gekennzeichnet durch ein erstes drehbares Bauteil, das ein um eine Achse drehbares Gehäuse bildet, ein im Inneren des Gehäuses angeordnetes, um die Achse drehbares zweites Bauteil, eine von den Bauteilen gebildete Arbeitskammer, die einen Druckmittelvorrat zum Übertragen von Drehmoment von einem der Bauteile über das Druckmittel auf das andere Bauteil auf Grund einer relativen Drehbewegung zwischen den Bauteilen enthält, eine Steuereinrichtung, die ein in Richtung auf eine erste Stellung vorgespanntes und in Abhängigkeit von der Gehäusedrehzahl ■

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entgegen der Vorspannkraft in Richtung auf eine zweite Stellung bewegbares Organ aufweist, mittels dessen in Abhängigkeit von der Lage des bewegbaren Organs zwischen der ersten und der zweiten Stellung das von dem Druckmittel übertragene Drehmoment änderbar ist, und eine TemperaturmeSeinrichtung zum Beeinflussen der Vorspannkraft in Abhängigkeit von erfaßten Temperaturänderungen.
12. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Druckmittel übertragene Drehmoment durch Verstellen der Steuereinrichtung in Richtung auf die erste Stellung erhöht sowie durch Verstellen der Steuereinrichtung in Richtung auf die zweite Stellung vermindert wird, und daß die Temperaturmeßeinrichtung die Vorspannkraft bei einem Anstieg der erfaßten Temperatur erhöht, so daß die zum Vermindern des von dem Druckmittel übertragenen Drehmoments erforderliche Drehzahl ansteigt.
13. Steuereinrichtung zum Ändern der Abtriebsdrehzahl einer Druckmittelkupplung mit einem drehbaren Laufrad und einer Turbine, die eine ringförmige Arbeitskammer zur Aufnahme eines Vorrats an Druckmittel bilden, um Drehmoment vom Laufrad auf die Turbine durch ringförmiges Umwälzen des Druckmittels in der Kammer bei Drehung des Laufrades zu übertragen, wobei ein Anstieg der Laufraddrehzahl gegenüber der Turbihendrehzahl die Druckmittelumwalzung und das

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vom Druckmittel übertragene Moment erhöht, gekennzeichnet durch ein zwecks Ändern der ringförmigen Druckmittelumwälzung unabhängig von der Relativdrehzahl von Laufrad und Turbine zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbares Organ sowie eine von Laufrad oder Turbine getragene Temperaturmeßeinrichtung, mittels deren die Lage des bewegbaren Organs zwischen der ersten und der zweiten Stellung in Abhängigkeit von erfaßten Temperaturänderungen beeinflußbar ist.
14. Steuereinrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine in die Arbeitskammer hineinbewegbare Sperre zum Drosseln der Druckmittelumwälzung in der Arbeitskammer in Abhängigkeit von einer durch die Temperaturmeßeinrichtung bewirkten Verstellung des bewegbaren Organs in Richtung auf die zweite Stellung.
15. Steuereinrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine in die Arbeitskammer hineinbewegbare zylindrische Hülse zum Drosseln der Druckmittelumwälzung in der Arbeitskammer in Abhängigkeit von einer durch die Temperaturmeßeinrichtung bewirkten Verstellung des bewegbaren Organs in Richtung auf die zweite Stellung.
16. Steuereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse eine zwecks Versteifen der Hülse auf Fiuid-

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druck ansprechende Anordnung aufweist, eine Fluiddruckquelle und ein erster Durchlaß vorgesehen sind, der die auf Fluiddruck ansprechende Anordnung mit der Fluiddruckquelle verbindet, und daß das bewegbare Organ ein Ventilelement aufweist, das in der ersten Stellung den Durchlaß absperrt und in der zweiten Stellung den Durchlaß freigibt, so aaß der Fluiddruck die Hülse in die Arbeitskammer hineinbewegt, wenn das Ventilelement in der zweiten Stellung steht.
17. Steuereinrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Verschiebeeinrichtung zum Herausdrücken der Hülse aus der Arbeitskammer, die die Hülse nur aus der Kammer herausbewegt, wenn das Ventilelement in der ersten Stellung steht.
18. Steuereinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse und die auf Fluiddruck ansprechende Anordnung in einer ringförmigen Kammer hin- und herbewegbar gelagert sind, deren konzentrische Wände von der Turbine gebildet sind, und daß die auf Fluiddruck ansprechende Anordnung ein mit den konzentrischen Wänden in dichtem Gleitkontakt stehendes Bauteil aufweist, das die ringförmige Kammer in zwei Teilkammern von veränderlichem Volumen unterteilt, von denen die eine über den ersten Durchlaß mit der Fluiddruckquelle verbunden ist, wenn das Ven-

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tilelement in der zweiten Stellung steht, so daß die Hülse bei einem Verstellen des Ventilelements in die zweite Stellung in die Arbeitskammer eintritt.
19. Steuereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Durchlaß zur Aufnahme von Druckmittel von der einen Teilkammer vorgesehen ist und das Ventilelement Mittel zum Absperren des zweiten Durchlasses bei in der zweiten Stellung stehendem Ventilelement sowie zum Entsperren des zweiten Durchlasses bei in der ersten Stellung stehendem Ventilelement aufweist.
20. Steuereinrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine der anderen Teilkammer zugeordnete Verschiebeeinrichtung zum Herausdrücken der Hülse aus der Arbeitskammer, die die Hülse nur aus der Kammer herausbewegt, wenn das Ventilelement in der ersten Stellung steht.
21. Steuereinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung einen dritten Durchlaß aufweist, über den die andere Teilkammer mit der Arbeitskammer ständig derart verbunden ist, daß der der anderen Teilkammer zugeführte Fluiddruck kleiner als der Fluiddruck ist, mit dem die eine Teilkammer beaufschlagt ist, so daß Druckmittel von der anderen Teilkammer in die Arbeitskammer strömt, wenn die eine Teilkammer mit der Fluid-

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druckquelle verbunden ist, und Druckmittel in die andere Teilkammer strömt, wenn die eine Teilkammer mit dem zweiten Durchlaß in Verbindung steht.
22. Steuereinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement ein Kolbenventil ist, das in einer Bohrung der Turbine sitzt, die im wesentlichen parallel zu einem von der Drehachse ausgehenden Radius verläuft, daß eine Federanordnung vorgesehen ist, die eine Kraft aufbringt, die das Kolbenventil radial einwärts in die Durchlaßsperrstellung vorspannt, und daß mittels der Temperaturmeßeinrichtung die Vorspannkraft vergrößerbar ist, wenn die erfaßte Temperatur von einer zweiten vorbestimmten Temperatur auf eine erste vorbestimmte Temperatur ansteigt.
23. Steuereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad und die Turbine mit Taschen versehen sind, in einer der Taschen Mittel zum Stauen der Druckmittelumwälzung unter Steigerung des statischen Druckes des gestauten Druckmittels mit Bezug auf den statischen Druck des umgewälzten Druckmittels angeordnet sind, die Turbine eine zweite Kammer bildet, in die über einen ersten Durchlaß Druckmittel von der einen Tasche aus einströmt und die über einen zweiten Durchlaß mit der ringförmigen Kammer verbunden ist, ein Ventilelement vorge-

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sehen ist, das zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verstellbar ist und das in der ersten Stellung den Druckmittelstrom in dem ersten Durchlaß absperrt sowie Druckmittel über den zweiten Durchlaß strömen läßt, während es in der zweiten Stellung Druckmittel durch den ersten Durchlaß hindurchtreten läßt und den Druckmittelstrom in dem zweiten Durchlaß absperrt, sowie daß eine Meßeinrichtung vorhanden ist, die auf einen Arbeitszustand der Kupplung ansprechend das Ventilelement bei Änderungen des Arbeitszustandes zwischen der ersten und' der zweiten Stellung verstellt.

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