DE2918284B1

DE2918284B1 - Pumpvorrichtung fuer eine Fluessigkeit

Info

Publication number: DE2918284B1
Application number: DE2918284A
Authority: DE
Inventors: Anton Frank; Thomas Roegner
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1979-05-07
Filing date: 1979-05-07
Publication date: 1979-11-22
Also published as: GB2048437B; DE2918284C2; IT8067695A0; US4350011A; GB2048437A; FR2456232A1; BR6000484U; JPS55153889A; JPS5838638B2

Description

hohe Förderleistung erbringt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Pumpvorrichtung gelöst.

Durch die Kombination der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale f, g und h wird folgendes erreicht: Dadurch, daß der Förderkanal im Bereich der horizontalen Mittelebene der Schleuderscheibe endet und die bis hierhin geförderte Flüssigkeit noch mal zurück in die Ringnut der Schleuderscheibe lenkt, wird die Flüssigkeit ein zweites Mal beschleunigt. Wesentlich ist ferner, daß die nunmehr von der Schleuderscheibe abspritzende Flüssigkeit im wesentlichen entlang der sogenannten Abspritzebene ohne besondere Einbauten (Führungskanäle od. dgl.) in den oberen Bereich des Gehäuses gelangt und dort durch eine Vorzugsweise im Gehäusedeckel angeordnete Umlenkung dem Hochbehälter zugeführt wird. Hierbei besteht ein wesentlicher Unterschied der erfindungsgemäßen Bauweise gegenüber der bekannten Pumpvorrichtung (GB-PS 1064007) darin, daß nicht nur die an einem einzigen Punkt den Bereich der Schleuderscheibe verlassende Flüssigkeitsmenge aufgefangen und weitergeleitet wird, sondern daß vielmehr die auf einem verhältnismäßig großen, oberhalb der Drehachse liegenden Umfangsbereich der Schleuderscheibe abspritzende Flüssigkeitsmenge von der sich quer durch das Gehäuse erstreckenden Umlenkung erfaßt und in den Hochbehälter geführt wird. Mit anderen Worten: Es wird ein großer, in der Regel 90° übersteigender Drehwinkel der Schleuderscheibe zum Abspritzen der Flüssigkeit ausgenutzt.

Dadurch wird die Förderleistung der Schleuderscheiben-Pumpvorrichtung entscheidend verbessert. Dabei zeigte es sich überraschend, daß durch die zweifache Beschleunigung der geförderten Flüssigkeit die Schleuderscheibe nur wenige Millimeter in die im Sumpf angesammelte Flüssigkeit eintauchen muß. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn es sich bei der Flüssigkeit um Öl handelt. Denn durch die Erfindung wird erreicht, daß die bisher zu beobachtende Schaumbildung und Aufheizung des Öles weitgehend unterbunden ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine hydrodynamische Stellkupplung mit einer Schleuderscheiben-Pumpvorrichtung im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie H-II der Fig. 1.

In der Zeichnung sind die wesentlichen Teile einer in einem Gehäuse angeordneten hydrodynamischen Stellkupplung und der dazugehörenden Schleuderscheiben-Pumpvorrichtung wie folgt bezeichnet:

10 Gehäuse

11 Sumpf

12 Hochbehälter

13 Gehäusedeckel

14 Zwischenflansch

15 Motor, der mittels des Zwischenflansches 14 am Gehäuse 10 befestigt ist

16 Motorzapfen

17 Abtriebswelle (deren Lagerung im Gehäuse 10 ist nur schematisch angedeutet)

20 hydrodynamische Kupplung

ι ο

21 Primärschaufelrad, befestigt auf dem Motorradzapfen 16

22 Sekundärschaufeirad, befestigt auf der Abtriebswelle 17

23 Kupplungsschale, befestigt am Primärschaufelrad 21

24 Abspritzdüsen, eingesetzt in die Kupplungsschale 23

25 Fülleitung, ausgehend vom Hochbehälter 12 und einmündend in das Innere der Kupplungsschale 23

26 Steuerventil, eingebaut in die Fülleitung 25

30 Schleuderscheibe, die an das Primärschaufelrad 21 angeformt ist und geringfügig in den Sumpf 11 eintaucht

31 am Umfang der Schleuderscheibe 30 angeordnete, nach außen offene Ringnut, deren Querschnitt trapezförmig ist, wobei er sich von innen nach außen verbreitert

32 im Gehäuse 10 angeordneter Förderkanal, der - ausgehend von unten - etwa ein Viertel des Umf anges der Schleuderscheibe 30 umhüllt und an seinem oberen Ende zurück in die Ringnut 31 ausmündet

33 Förderkanal, der wie der Förderkanal 32 ausgebildet, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet und bei der umgekehrten Drehrichtung der Schleuderscheibe 30 wirksam ist

34 im Gehäusedeckel 13 oberhalb der Schleuderscheibe 30 angeordnete Umlenkung, die sich in der Schnittebene der Fig. 2, das ist in etwa die sogenannte Abspritzebene, über die gesamte Breite des Gehäuses 10 erstreckt

35 Seitenwand des Hochbehälters 12

36 zwischen Gehäusedeckel 13 und Oberkante der Seitenwand 35 verbleibende Eintrittsöffnung in den Hochbehälter 12

Die Pumpvorrichtung arbeitet wie folgt: Die von der rotierenden Schleuderscheibe 30 beim Eintauchen in den Sumpf 11 mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen werden zunächst in den Förderkanal 32 geschleudert (Pfeile 9). Der nach oben immer enger werdende Förderkanal 32 lenkt die nach oben transportierte Flüssigkeit zurück in die Ringnut 31 (Pfeile 8). Dort wird die Flüssigkeit durch die Schleuderscheibe 30 ein zweites Mal beschleunigt und in verschiedenen Richtungen, jedoch überwiegend innerhalb der Abspritzebene nach oben geschleudert (Pfeile 7). Der größte Teil der abgeschleuderten Flüssigkeitsmenge wird von der Umlenkrinne 34 erfaßt und durch die Eintrittsöffnung 36 in den Hochbehälter 12 gck-itet. Von dort gelangt die Arbeitsflüssigkeit in dosierter Menge (Steuerventil 26) über die Fülleitung 25 in das Innere der hydrodynamischen Kupplung 10. Aus dieser wird ständig eine gewisse Flüssigkeitsmenge über die Düsen 24 abgespritzt. Somit stellt sich - kontante Motordrehzahl angenommen - je nach dem Füllungsgrad der Kupplung eine bestimmte Drehzahl der Abtriebswelle ein.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht noch darin, daß die von der Schleuderscheibe 30 nach oben abgeschleuderte Flüssigkeit mittels der Umlenkrinne 34 derart umgelenkt wird, daß sich eine Komponente der Strömungsrichtung ergibt, die parallel zur Drehachse der Kupplung Verläuft. Dies ist ein weiterer Unterschied zu der bekannten Bauweise gemäß GBPS 1064007.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pumpvorrichtung für eine Flüssigkeit, insbesondere für die Arbeitsflüssigkeit einer hydrody- ¹J namischen Stellkupplung, umfassend die folgenden Bestandteile:

a) ein Gehäuse (10), dessen unterer Teil einen Sammelbehälter (Sumpf 11) für die Flüssigkeit bildet; ι ο

b) einen Hochbehälter (12), in den hinein die im Sumpf gesammelte Flüssigkeit gefördert werden soll;

c) eine in den Sumpf (11) eintauchende Schleuderscheibe (30), deren Drehachse im we- 1¹J sentlichen horizontal angeordnet ist;

d) einen feststehenden, in dem Gehäuse angeordneter Förderkanal (32; 33), der etwa ein Viertel des Umfanges der Schleuderscheibe (30), ausgehend von unten, umhüllt;

e) eine im oberen Bereich des Gehäuses angeordnete Umlenkung (34), welche die geförderte Flüssigkeit dem Hochbehälter (12) zuführt; dadurch gekennzeichnet,

f) daß die Schleuderscheibe (30) an ihrem Umfang eine radial nach außen offene Ringnut (31) aufweist;

g) daß der Förderkanal (32; 33) im Bereich der horizontalen Mittelebene der Schleuderscheibe (30) endet und zurück in Ringnut (31) ausmündet;

h) daß die Umlenkung (34) sich quer durch das Gehäuse (10) erstreckt, und zwar entlang einer durch die Schleuderscheibe (30) bestimmten, im wesentlichen horizontalen Γ) Ebene (»Abspritzebene«).

2. Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite des Förderkanals (32; 33) von unten nach oben abnimmt.

3. Pumpvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite des Förderkanals (32; 33) im unteren Bereich etwa das Dreibis Fünffache der Dicke der Schleuderscheibe (30) beträgt und im oberen Bereich kleiner als die Dicke der Schleuderscheibe ist. v>

4. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine symmetrische Anordnung von zwei Förderkanälen (32 und 33) für die beiden Drehrichtungen der Schleuderscheibe (30). -ίο

5. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Umlenkung (3^t) über die gesamte Breite des Gehäuses (10) erstreckt.

6. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprü- π ehe 1 bis 5, worin die Ringnut (31) durch Seitenflächen begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen gegenüber der Abspritzebene um einen höchstens 15° betragenden Winkel geneigt sind, so daß sich die Querrschnittsfläche der wi Ringnut (31) nach außen hin verbreitert.

7. Pumpvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Ringnut (31) trapezförmig ist.

Die Erfindung geht aus von einer Pumpvorrichtung für eine Flüssigkeit, insbesondere für die Arbeitsflüssigkeit einer hydrodynamischen Stellkupplung, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, bekannt aus der GB-PS 1064007. Eine solche Pumpvorrichtung dient zu dem Zweck, Flüssigkeit aus dem unteren Teil eines Maschinengehäuses (Sumpf), in dem sich die Flüssigkeit angesammelt hat, in einen Hochbehälter zu fördern. Es ist bekannt, hierzu eine in den Sumpf eintauchende Schleuderscheibe vorzusehen, deren Drehachse im wesentlichen horizontal angeordnet ist und die mit einem feststehenden, in dem Maschinengehäuse angeordneten Förderkanal zusammenarbeitet, der etwa ein Viertel des Umfanges der Schleuderscheibe (vom tiefsten Punkt bis in den Bereich der horizontalen Mittelebene) umhüllt.

Bei der bekannten Pumpvorrichtung setzt sich der Förderkanal entlang einer vertikalen Seitenwand des Maschinengehäuses nach oben fort. Am oberen Ende des Förderkanals befindet sich eine Umlenkung, weiche die geförderte Flüssigkeit dem Hochbehälter zuführt.

Bisher hat es Schwierigkeiten bereitet, eine solche Pumpvorrichtung derart zu gestalten, daß ihre Förderleistung befriedigte. Bei der bekannten Pumpvorrichtung ist versucht worden, eine ausreichende Förderleistung dadurch zu erzielen, daß entlang der äußeren Begrenzung der Schleuderscheibe seitlich ein Blechring derart angeordnet ist, daß sich zwischen diesem und der Schleuderscheibe ein ringförmiger Zwischenraum befindet, der sich in Richtung nach außen verjüngt.

Bei der bekannten Pumpvorrichtung ist es erforderlich, daß die Schleuderscheibe verhältnismäßig tief in die im Sumpf angesammelte Flüssigkeit eintaucht. Deshalb dürfte dort die erforderliche Antriebsleistung für die Schleuderscheibe verhältnismäßig hoch sein.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für Pumpvorrichtungen mit Schleuderscheiben sind hydrodynamische Stellkupplungen. Dies sind Kupplungen der Föttinger-Bauart, deren Füllungsgrad veränderbar ist. Zu diesem Zweck sind in der umlaufenden Kupplungsschale Abspritzdüsen angeordnet, durch die ständig Arbeitsflüssigkeit aus dem Kupplungs-Arbeitsraum nach außen abgeführt wird. Diese Arbeitsflüssigkeit sammelt sich in dem Sumpf des Kupplungsgehäuses; sie muß von dort in einen Hochbehälter gefördert werden, damit sie von dort über ein Steuerventil wieder dem Kupplungs-Arbeitsraum zugeführt werden kann. Wenn die Drehachse einer solchen hydrodynamischen Stellkupplung horizontal angeordnet ist, dann bietet es sich an, als Pumpvorrichtung zum Fördern der Arbeitsflüssigkeit in den Hochbehälter eine Schleuderscheibe zu benutzen, weil diese an der umlaufenden Kupplungsschale befestigt oder angeformt werden kann. Da aber bisher - wie schon erwähnt - die Förderleistung der Schleuderscheiben nicht befriedigte, war man gezwungen, andere herkömmliche Pumpen, z. B. Kreisel- oder Zahnradpumpen zu verwenden oder man müßte auf die vertikale Anordnung der Kupplungsdrehachse ausweichen. Hierbei kann bei einer bekannten hydrodynamischen Stellkupplung (DE-PS 2501708) auf eine Pumpvorrichtung verzichtet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte bekannte Schleuderscheiben-Pumpvorrichtung derart weiterzubilden, daß sie trotz möglichst geringer Eintauchtiefe eine