DE3231368C1 - Hydrodynamische Kupplung - Google Patents

Hydrodynamische Kupplung

Info

Publication number
DE3231368C1
DE3231368C1 DE19823231368 DE3231368A DE3231368C1 DE 3231368 C1 DE3231368 C1 DE 3231368C1 DE 19823231368 DE19823231368 DE 19823231368 DE 3231368 A DE3231368 A DE 3231368A DE 3231368 C1 DE3231368 C1 DE 3231368C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wheel
storage space
primary
coupling according
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19823231368
Other languages
English (en)
Inventor
Werner 7080 Aalen Adams
Heinz 7180 Crailsheim Höller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Turbo GmbH and Co KG
Original Assignee
Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Turbo GmbH and Co KG filed Critical Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority to DE19823231368 priority Critical patent/DE3231368C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3231368C1 publication Critical patent/DE3231368C1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D33/00Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type
    • F16D33/06Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type controlled by changing the amount of liquid in the working circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Description

  • Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplung mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Eine solche Kupplung dient zur Kraftübertragung von einem Antriebsmotor zu einer Arbeitsmaschine. Vorzugsweise handelt es sich um Arbeitsmaschinen, die eine große Masse aufweisen oder die große Massen fördern, z. B. Förderbänder. Mit der hydrodynamischen Kupplung wird erreicht, daß der Antriebsmotor unter nur geringer Last anlaufen kann. Erst während der Antriebsmotor seine Nenndrehzahl erreicht - oder sogar erst nachdem er diese erreicht hat wird die Arbeitsmaschine in Bewegung gesetzt. Während des Anlaufvorganges der Arbeitsmaschine begrenzt die hydrodynamische Kupplung das durch sie übertragene Drehmoment selbsttätig auf einen bestimmten Wert, so daß der Antriebsmotor und die Arbeitsmaschine geschont werden. Die Erfindung betrifft ausschließlich hydrodynamische Kupplungen derjenigen Bauart, welche mit einer gleichbleibenden Menge an Arbeitsflüssigkeit betrieben werden. Das heißt im Stillstand der Kupplung wird ihr Innenraum mit einer bestimmten Arbeitsflüssigkeitsmenge gefüllt, die während des Betriebes unverändert bleibt. Jedoch hat die Kupplung außer dem beschaufelten Arbeitsraum radial innerhalb der Beschaufelung einen schaufelfreien Stauraum, der bei großem Kupplungsschlupf einen Teil der Arbeitsflüssigkeit aufnimmt. Außerdem ist am Primärrad eine Verzögerungskammer angeordnet. In dieser sammelt sich insbesondere beim Stillstand der Kupplung ein Teil der Arbeitsflüssigkeit. Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß der beschaufelte Arbeitsraum zu Beginn des Anfahrvorganges nur teilweise mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt ist und daß der Füllungsgrad im Arbeitsraum nur allmählich den höchstmöglichen Wert annimmt Man könnte sagen, es handelt sich um Kupplungen mit innerer Beeinflussung des Arbeitsraum-Füllungsgrades. Daneben gibt es hydrodynamische Kupplungen mit äußerer Beeinflussung des Arbeitsraum-Füllungsgrades, z. B. mit Hilfe eines Schöpfrohres. Kupplungen dieser Art können ähnliche Eigenschaften aufweisen. Der zusätzliche Aufwand für den äußeren Flüssigkeits-Kreislauf lohnt sich jedoch nur im Falle sehr hoher Leistungsdichte.
  • Stand der Technik 1. CH-PS 3 05 509 (ähnlich US-PS 28 75 581) 2. AT-PS 2 29 725 (= US-PS 31 73 260) 3. DE-OS 20 33 817 4. DE-OS 21 62 480 5. DE-PS 22 02 927 6. DE-OS 26 06 615 7. DE-OS 30 02 804 8. AT-PS 248189 Die umfangreiche Literatur über hydrodynamische Kupplungen der eingangs genannten Art zeigt, daß man sich seit langem bemüht, diese Kupplungen derart zu gestalten, daß die Drehmoment-Schlupf-Kennlinie einen bestimmten Verlauf annimmt: Einerseits soll erreicht werden, daß die Kupplung im normalen Betrieb das Nenn-Moment bei einem möglichst kleinen Schlupf überträgt Andererseits ist erwünscht, daß das von der Kupplung übertragene Moment bei größeren Schlupfwerten einen bestimmten Wert, z. B. das 2fache oder auch nur das 1,3fache des Nenn-Momentes nicht übersteigt. Häufig wird gefordert, daß das Drehmoment während des Anfahr-Vorganges ungefähr konstant bleibt (horizontale Drehmoment-Schlupf-Kennlinie).
  • Bisweilen wird jedoch auch gewünscht, daß die Drehmoment-Kennlinie, ausgehend von Anfahrpunkt bei 100% Schlupf, bis zu einem Maximalmoment ansteigt, um sodann auf das Nenn-Moment zurückzugehen.
  • Im einzelnen ist aus dem Stand der Technik folgendes bekannt: Zum Reduzieren des von der Kupplung übertragenden Drehmoments bei hohen Schlupf-Werten muß an der Beschaufelung des Primärrades das Verhältnis zwischen Innen- und Außendurchmesser einen Wert zwischen 0,4 und 0,6 aufweisen. Außerdem muß radial innerhalb der Beschaufelung des Primärrades ein schaufelfreier Stauraum angeordnet sein, in den bei großem Schlupf ein Teil der Arbeitsflüssigkeit aus den Schaufelkanälen des Sekundärrades einströmen kann (Druckschrift 1).
  • Um eine möglichst gerade Drehmoment-Schlupf-Kennlinie zu erzielen, muß zwischen dem Sekundärrad und dem vorgenannten Stauraum eine sogenannte Drosselscheibe angeordnet sein, die einerseits die normale Meridian-Strömung um so mehr stört je höher der Schlupf ist und die andererseits Öffnungen aufweist, durch die bei hohen Schlupf-Werten Arbeitsflüssigkeit in den Stauraum einströmen kann (Druckschrift 2, Fig. 5).
  • Um ein besonders niedriges Anfahr-Moment zu erhalten und dementsprechend ein sanftes Beschleunigen der Arbeitsmaschine, muß (vorzugsweise am Primärrad) eine Verzögerungskammer angeordnet sein, die über Kanäle mit dem Arbeitsraum verbunden ist (Druckschrift 1). Je größer man die Verzögerungskammer macht, um so weiter kann das Anfahr-Drehmoment erniedrigt werden.
  • Viele der bekannten Kupplungs-Bauarten haben sich in der Praxis bewährt. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie sich nicht (oder nicht in ausreichendem Maße) ohne Eingriff von außen (also selbsttätig) an unterschiedliche Betriebszustände der anzutreibenden Arbeitsmaschine anpassen können. Solche unterschiedliehen Betriebszustände liegen z. B. dann vor, wenn ein Förderband manchmal im leeren und manchmal im beladenen Zustand aus dem Stillstand angefahren werden muß. Es versteht sich, daß man die Kupplung für den verhältnismäßig hohen Drehmomentbedarf beim Anfahren des beladenen Förderbandes bemessen muß.
  • Dann ist aber ihr maximales Drehmoment verhältnismäßig groß, verglichen mit dem Drehmomentbedarf beim Anfahren des leeren Förderbandes. Das leere Förderband wird deshalb zu rasch beschleunigt, so daß seine Lebensdauer unnötig verringert wird. Ein ähnlicher Fall liegt vor, wenn ein Förderband bei gleichbleibendem Antrieb verlängert wird.
  • Die Druckschriften 7. und 8. offenbaren hydrodynamische Kupplungen ähnlich der Kupplung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Hierbei fehlt es jedoch u. a. an der Drosselscheibe, die im Strömungsweg der Arbeitsflüssigkeit vom Sekundärrad zum Stauraum sonst vorgesehen ist. Deshalb haben diese Kupplungen auch keine geradlinige Drehmoment-Schlupf- Kennlinie.
  • Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebene hydrodynamische Kupplung dahingehend zu verbessern, daß sich das von ihr übertragene Drehmoment bei verschiedenen Anfahr-Vorgängen möglichst weitgehend an den jeweiligen Drehmoment-Bedarf selbsttätig anpaßt.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung geht aus von der aus Druckschrift 5, Fig. 4 bekannte Konstruktion, welche die Merkmale a bis e des Anspruches 1 aufweist Gegenüber diesem Stand der Technik hat die erfindungsgemäße Kupplung einen Stauraum von nur geringer axialer Länge. Er ist seitlich begrenzt einerseits durch die den Stauraum von der Verzögerungskammer trennende Zwischenwand (die die Radscheibe des Primärrades oder eine zusätzliche Scheibe sein kann) und andererseits durch die Drosselscheibe.
  • Wesentlich ist auch, daß der (die radial äußere Begrenzung des Stauraumes bildende) Bund nur einen geringen Abstand von der Drosselscheibe hat, so daß dort ein ringförmiger Austrittsspalt vorhanden ist, durch den die Flüssigkeit den Stauraum verläßt. Hierbei findet eine gewisse Drosselung der Austrittsströmung statt.
  • Die Anordnung des Stauraumes entlang der (zwischen den beiden Schaufelrädern liegenden) radialen Mittelebene und seine kurze axiale Länge ermöglicht es, die Verzögerungskammer in Richtung zu der genannten Mittelebene hin zu vergrößern, ohne daß die Verzögerungskammer in Richtung nach außen mehr Platz als bisher in Anspruch nimmt.
  • Bei Versuchen zeigte sich überraschend, daß eine Kupplung durch die beschriebene Form des Stauraumes und mit einer vergrößerten Verzögerungskammer außerordentlich anpassungsfähig geworden ist an unter- schiedliche Belastungen während verschiedener Anfahrvorgänge. Sie kann sich insbesondere an unterschiedliche Massen, die zu beschleunigen sind, sehr gut anpassen. So kann sie z. B. ein Förderband nicht nur im voll beladenen Zustand, sondern - ohne Eingriff von außen - auch im leeren Zustand sehr sanft beschleunigen, wobei sich das durch die Kupplung übertragene Drehmoment selbsttätig auf den jeweiligen Drehmoment-Bedarf einstellt. Wenn die Kupplung eine relativ kleine Masse beschleunigen muß, dann ist das während des Beschleunigungsvorganges auftretende maximale Drehmoment deutlich niedriger als wenn sie eine große Masse beschleunigen muß. Dies ist von besonderer Bedeutung, weil in beiden Fällen während des Beschleunigungsvorganges das Drehmoment leicht ansteigt, bis es kurz vor dem Ende des Beschleunigungsvorganges den Maximalwert erreicht. Dieser allmähliche Drehmoment-Anstieg ist durchaus erwünscht und konnte auch schon mit bekannten Kupplungen erzielt werden. Diese hatten aber den Nachteil, daß während des Beschleunigens bei geringer Last das maximale Drehmoment nahezu gleich hoch war wie bei hoher Last.
  • Das Anordnen der Drosselscheiben in der Mittelebene der Kupplung ist zwar schon bekannt aus der Fig. 5 der Druckschrift 2. Dort hat jedoch der Stauraum eine ziemlich große axiale Länge; außerdem ist eine Verzögerungskammer überhaupt nicht vorhanden.
  • Die Kupplungen gemäß den Druckschriften 7) und 8) weisen zwar das Merkmal f) des Hauptanspruches auf.
  • Sie lassen jedoch, wie bereits oben erwähnt, das Merkmald) vermissen. Außerdem haben sie nicht Merkmal g). Es kommt aber gerade auf die gemeinsame Wirkung der Maßnahmen nach den Merkmalen f) und g) an, um die gestellte Aufgabe zu lösen.
  • Weitere Gedanken der Erfindung bzw. vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Besondere Bedeutung haben die Merkmale der Ansprüche 3 bis 5, weil durch sie die axiale Länge des Stauraumes besonders klein ausgeführt werden kann.
  • Das Merkmal des Anspruches 2 ist zwar für sich allein.
  • ebenfalls aus Druckschrift 5. bekannt; in der beanspruchten Kombination kam es bisher jedoch noch nicht vor.
  • Das Merkmal des Anspruches 6 ist für sich allein bekannt aus den Figuren 6 und 7 der Druckschrift 1. Durch die flüssigkeitsdichte Abtrennung des Stauraumes von der Verzögerungskammer wird vermieden, daß während des Beschleunigungsvorganges Arbeitsflüssigkeit aus dem Stauraum in die Verzögerungskammer übertritt. Hierdurch wird die Tendenz verstärkt, daß das Drehmoment während des Beschleunigungsvorganges allmählich ansteigt.
  • Eine Drosselscheibe, die Durchtrittsöffnungen aufweist, ist schon bekannt aus den Figuren 5 bis 7 der Druckschrift 2. Gemäß Anspruch 7 ist jedoch der Flächenanteil der Durchtrittsöffnungen wesentlich geringer als bei der bekannten Konstruktion. Hierdurch wird die in den Stauraum eintretende Strömung gedrosselt.
  • Besonders günstig ist die Kombination eines extrem kleinen Flächen anteils der Durchtrittsöffnungen mit dem Merkmal des Anspruches 8, wonach zwischen der Innenkante der Drosselscheibe und der benachbarten Schaufelrad-Nabe ein Ringspalt oder einige Ausnehmungen vorgesehen sind. Eine weitere Verbesserung ist dadurch erzielbar, daß die Drosselscheibe gemäß Anspruch 9 mit dem Primärrad rotiert. Offenbar nimmt hierdurch bei größer werdendem Schlupf die Drosselwirkung der Durchtrittsöffnungen der Drosselscheibe zu. Jedoch kann es auch sein, daß konstruktive Gründe eher dafür sprechen, daß die Drosselscheibe am Sekundärrad befestigt wird.
  • Falls die Radscheibe des Primärrades in einem verhältnismäßig großen Abstand von der Mittelebene der Kupplung angeordnet ist, wird man als Zwischenwand, die den Stauraum von der Verzögerungskammer trennt, eine zusätzliche Scheibe vorsehen, die von der Mittelebene her auf das Primärrad aufgesetzt ist Hierdurch entsteht zwischen der Radscheibe des Primärrades und der vorgenannten zusätzlichen Scheibe ein Ringraum, der zur Vergrößerung der Verzögerungskammer genutzt wird. Man erreicht dies dadurch, daß in der Radscheibe des Primärrades eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen vorgesehen werden (Anspruch 10). Die hier beschriebene Anordnung kann vor allem dann gewählt werden, wenn vorhandene Kupplungen herkömmlicher Bauart (mit einem Stauraum von großer axialer Länge) in die erfindungsgemäße Bauform umgewandelt werden soll. Eine gemäß der Erfindung neu herzustellende Kupplung wird man jedoch eher mit den Merkmalen des Anspruches 11 ausführen. Diese Merkmale sind an sich bereits aus Druckschrift 7) bekannt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die F i g. listein Kupplungsschnitt durch eine hydrodynamische Kupplung gemäß der Erfindung. Die F i g. 2-4 sind Teil-Längsschnitte durch Kupplungen, die gegenüber der F i g. 1 abgewandelt sind, wobei die F i g. 4 ein Ausschnitt aus der F i g. 3 ist. Die F i g. 5 zeigt in Diagramm-Form die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Kupplung.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung Die in F i g. 1 dargestellte hydrodynamische Kupplung hat eine Abtriebswelle 10, auf der die Nabe 11 des Sekundär-Schaufelrades 12 befestigt ist. Das Primär-Schaufelrad 13 ist gemeinsam mit der daran befestigten Kupplungsschale 14 mit Hilfe von Wälzlagern 15 und 16 auf der Nabe 11 drehbar gelagert. An der Außenseite des Primär-Schaufelrades 13 ist eine Antriebsschale 17 befestigt, die eine Verzögerungskammer 18 begrenzt.
  • Die Antriebsschale 17 kann mit einer nicht dargestellten Antriebswelle verbunden werden.
  • Der (für beide Schaufelräder 12 und 13 gleich große) Außendurchmesser der Beschaufelung ist mit A bezeichnet, der Innendurchmesser der Beschaufelung des Primärrades mit B und der Innendurchmesser der Beschaufelung des Sekundärrades mit C. Das Verhältnis B/A beträgt etwa 0,55, das Verhältnis C/A dagegen etwa 0,42. Die radiale Mittelebene der Kupplung, die entlang dem Spalt zwischen den Schaufelrädern verläuft, ist mit Ebezeichnet.
  • Das Primär-Schaufelrad 13 hat eine Radscheibe 19 mit einer daran angeformten Radnabe 20. Die Radscheibe 19 befindet sich in einem verhältnismäßig großen Abstand von der Mittelebene E Am Primär-Schaufelrad 13 ist im radial inneren Bereich der Beschaufelung von der Mittelebene E her eine Ausnehmung 21 eingearbeitet. An dieser Stelle ist an dem Primärrad 13 eine Scheibe 22 befestigt. Deren Außendurchmesser. D ist um etwa 3 bis 10% größer als der Innendurchmesser B der Beschaufelung des Primärrades. An ihrem Außenumfang trägt die Scheibe 22 einen sich in axialer Richtung zum Sekundärrad 12 hin erstreckenden Bund 23.
  • Unmittelbar neben der Mittelebene Ebefindet sich eine Drosselscheibe 24, die zusammen mit der Scheibe 22am Primär-Schaufelrad befestigt ist und deren Außendurchmesser ungefähr gleich dem Außendurchmesser D der Scheibe 22 ist.
  • Die Scheibe 22 mit ihrem Bund 23 und die Drosselscheibe 24 begrenzen den sogenannten Stauraum 25.
  • Damit bei großem Schlupf Arbeitsflüssigkeit aus dem Sekundär-Schaufelrad 12 in den Stauraum 25 eindringen kann, hat die Drosselscheibe 24 einige Durchtrittsöffnungen 26. Zusätzlich kann zwischen der Drosselscheibe 24 und der Sekundär-Nabe 11 ein Ringspalt vorgesehen sein. Zwischen dem Bund 23 und der Drosselscheibe 24 ist ein nur verhältnismäßig kleiner Abstand a vorgesehen. Dieser beträgt etwa 5 bis l0% der axialen Tiefe b der Primär-Beschaufelung.
  • In der Radscheibe 19 des Primär-Schaufelrades 13 befinden sich zahlreiche weite Durchtrittskanäle 27, von denen in der F i g. 1 nur zwei sichtbar sind. Durch diese Kanäle ist der zwischen der Radscheibe 19 und der Scheibe 22 befindliche Zwischenraum 39 ein Bestandteil der Verzögerungskammer 18.
  • Der von den beiden Schaufelrädern 12 und 13 gebildete Arbeitsraum ist mit 9 bezeichnet. Sein radialer innerer Bereich steht über Kanäle 28, die durch die Radscheibe 19 hindurchgeführt sind, mit dem radial inneren Bereich der Verzögerungskammer i8 in Verbindung.
  • Hierdurch wird erreicht, daß durch diese Kanäle 28 nur ein Übertritt von Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum -9 in die Verzögerungskammer 18 stattfindet, und zwar beim Stillstand der Kupplung. Die Flüssigkeit kann dann beim Wieder-Anfahren nur über Drosselbohrungen 29 aus der Verzögerungskammer in den Arbeitsraum zurückströmen.
  • Im normalen Betrieb, d. h. wenn die anzutreibende Arbeitsmaschine mit ihrer normalen Geschwindigkeit läuft, arbeitet die Kupplung mit nur geringem Schlupf.
  • Die sich hierbei einstellende Torusströmung ist durch die Pfeile 8 gekennzeichnet. Die Pfeile 7 stellen dagegen die Strömung dar, die sich bei großem Schlupf im Sekundär-Schaufelrad 12 einstellt.
  • Zur Abdichtung des Kupplungs-Innenraumes nach außen sind auf der Außenseite der Wälzlager 15 und 16 Dichtungsringe 30, 31 vorgesehen. Falls es erforderlich ist, daß als Arbeitsflüssigkeit, anstelle des- in der Regel üblichen Öles, Wasser verwendet wird, dann werden auch noch an der Innenseite der Wälzlager 15 und 16 Dichtringe 32,33 angeordnet.
  • Das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in der F i g. 1 gezeigten durch die folgenden Merkmale: Das Primär-Schaufelrad 13' hat eine nunrnehr in ziemlich geringem Abstand von der Mittelebene Eangeordnete Radscheibe 19', so daß diese die -Zwischenwand zwischen dem- Stauraum 25 und der Verzögerungskammer 18 bilden kann. Deshalb ist anstelle der in F i g 1 dargestellten Zwischenwand 22 nur noch ein Winkelring 22' erforderlich, um den Stauraum 25 gegen den Arbeitsraum 9 abzugrenzen. Die Drosselscheibe 24' ist in diesem Beispiel an der Sekundär-Nabe 11 befestigt. Bezüglich ihrer Größe und ihrer Lage stimmt sie jedoch mit der Drosselscheibe 24 der F i g, 1 überein. Dem Kanal 28 der F ig. 1 (zwecks Verbindung des Arbeitsraumes 9 mit der Vorratskammer 18) entspricht das Rohrleitungsstück 28'.
  • Die Bauweise gemäß F i g. 3 weicht von derjenigen gemäß F i g. 1 dadurch ab, daß das Sekundär-Schaufelrad 12' einen Beschaufelungs-lnnendurchmesser C' hat, der ungefähr gleich groß ist wie der Beschaufelungs-lnnendurchmesser B des Primär-Schaufelrades 13. Außerdem ist die Flanschverbindung zwischen Sekundärrad 12' und Nabe 11' in geringerer Entfernung vom Lager 15 angeordnet als in Fig. 1. Somit entsteht radial innerhalb der Beschaufelung des Sekundärrades 12' ein schaufelfreier Raum 40, der über Kanäle 41 mit den Schaufelkanälen des Sekundärrades 12' und über die Öffnungen 26 in der Drosselscheibe 24 mit dem Stauraum 25 in Verbindung steht. Die Form der Scheibe 22 und der Drosselscheibe 24 ist gegenüber F i g. 1 unverändert. In Fig.4 ist dagegen die Drosselscheibe 24" tellerförmig ausgebildet, wobei ihr radial innerer Bereich in den vorgenannten schaufelfreien Raum 40 hineinragt Dadurch kann auch die Zwischenwand 22" in Richtung zum Sekundärrad 12' hin ausgebaucht werden, wenn man eine Vergrößerung des Zwischenraumes 39' und hierdurch eine weitere Vergrößerung der Verzögerungskammer 18 erreichen möchte.
  • Die in F i g. 5 dargestellten Diagramme zeigen das Verhalten der erfindungsgemäßen Kupplung während unterschiedlicher Anfahrgänge. Im oberen Teil der F i g. 5 ist zunächst die Primär-Drehzahl ni über der Zeit t aufgetragen. Es ist angenommen, daß die Antriebsmaschine bei t = 0 in Gang gesetzt wird. Man sieht, daß die Primär-Drehzahl sehr rasch (im Zeitpunkt t1) ihren vollen Wert erreicht.
  • Im mittleren Diagramm ist das Kupplungsmoment M über der Zeit t aufgetragen. Man sieht, daß nach dem Ingangsetzen der Antriebsmaschine das Kupplungsmoment zunächst auf einer parabelförmigen Kurve ziemlich steil ansteigt, und zwar wiederum bis zum Zeitpunkt t1. Der weitere Verlauf der Drehmoment-Kennlinien hängt davon ab, ob die anzutreibende Arbeitsmaschine mit Voll-Last (z. B. voll beladenes Förderband) oder mit Teillast (z. B. leeres oder nur teilweise beladenes Förderband) betrieben wird.
  • Zunächst wird der Anlaufvorgang bei Voll-Last beschrieben: Vom Zeitpunkt t1 an steigt das von der Kupplung übertragene Drehmoment allmählich an, bis im Zeitpunkt t2 das Losreißmoment MLV erreicht ist. Man sieht aus dem unteren Diagramm, in dem die Sekundär-Drehzahl n11 über der Zeit aufgetragen ist, daß erst im Zeitpunkt t2 die Sekundär-Drehzahl von Null an zu steigen beginnt Das Kupplungsmoment steigt von diesem Zeitpunkt an noch langsamer als zuvor. Nach dem Erreichen des Maximalwertes MMV geht es rasch zurück und erreicht im Zeitpunkt t3 den Wert MNV. Dies ist dasjenige Antriebsmoment, das die Arbeitsmaschine bei ihrer Nenn-Geschwindigkeit benötigt, die sie ungefähr im Zeitpunkt t3 erreichthat.
  • Für den Teillast-Betrieb ist in F i g. 5 der folgende, für ein leeres Förderband typische Fall angenommen worden: Das Losreißmoment MLT wird schon vor dem Zeitpunkt T1(also schon während des parabelförmigen Momenten-Anstieges) im Zeitpunkt t4 erreicht. Dank der erfindungsgemäßen Merkmale der Kupplung erhöht sich das Moment vom Zeitpunkt t1 an nur noch sehr schwach. Nach dem Erreichen des maximalen Momentes MMT fällt die-Momenten-Kennlinie wieder ziemlich stark ab, um im Zeitpunkt ts (Ende des Beschleunigungsvorganges) den Wert MNT ZU erreichen. Dies ist das erforderliche Antriebsmoment für das leere Förderband bei Nenn-Geschwindigkeit. Man sieht, daß im Teillast-Betrieb das maximale Moment MMT nur etwa so groß ist wie im Voll-Last-Betrieb das Moment MNV für die Nenn-Geschwindigkeit. Zwar ist im Teillast-Betrieb die Beschleunigungszeit von t4 bis t5 verhältnismäßig kurz, verglichen mit der Beschleunigungszeit bei Voll-Last.
  • Sie ist jedoch wesentlich länger als bei Verwendung bekannter hydrodynamischer Kupplungen. Dort entsprach bei Teillast (bei leerem Förderband) der Verlauf des Drehmomentes und der Anstieg der Sekundär-Drehzahl den in F i g. 5 eingetragenen strichpunktierten Linien.

Claims (11)

  1. Patentansprüche: 1. Hydrodynamische Kupplung mit einem beschaufelten Primärrad (13) und einem beschaufelten Sekundärrad (12), die miteinander einen Arbeitsraum (9) begrenzen, sowie mit den folgenden Merkmalen: a) An der Beschaufelung des Primärrades (13) ist das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser (B) und dem Außendurchmesser (A) größer als 0,4 vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,6; b) radial innerhalb der Beschaufelung des Primärrades (13) befindet sich ein schaufelfreier Stauraum (25), der bei großem Schlupf einen Teil der Arbeitsflüssigkeit aus dem Sekundärrad (12) aufnehmen kann; c) eine vom Stauraum (25) durch eine Zwischenwand (22; 19') getrennte Verzögerungskammer (18) ist über Kanäle (28, 29) mit dem Arbeitsraum (9) verbunden; d) im Strömungsweg der Arbeitsflüssigkeit vom Sekundärrad (12) zum Stauraum (25) ist eine Drosselscheibe (24) vorgesehen; e) der Stauraum (25) ist von den Schaufelkanälen des Primärrades (13) durch einen ringförmigen, von der Zwischenwand (22) sich etwa in axialer Richtung zum Sekundärrad (12) hin erstreckenden Bund (23) abgegrenzt; gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale: f) die den Stauraum (25) von der Verzögerungskammer (18) trennende Zwischenwand (22; 19') ist derart angeordnet, daß die axiale Länge (e) des Stauraumes nur etwa 20 bis 50%, vorzugsweise etwa 30% der axialen Tiefe (b) der Schaufelkanäle des Primärrades (13) beträgt; g) die Drosselscheibe (24) befindet sich in der (oder im unmittelbaren Bereich der) zwischen den Schaufelrädern (12,13) liegenden radialen Mittelebene (E)der Kupplung, so daß der axiale lichte Abstand (a) zwischen dem vorgenannten Bund (23) und der Drosselscheibe (24) nur etwa 5 bis 15% der axialen Tiefe (b) der Primärbeschaufelung beträgt.
  2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, an der Beschaufelung des Sekundärrades (12) das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser (C) und dem Außendurchmesser (A)zwischen 0,4 und 0,5 beträgt.
  3. 3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stauraum (25) von der Verzögerungskammer (18) trennende Zwischenwand (22; 19') eine in radialer Richtung in den Arbeitsraum (9) hineinragende Verlängerung aufweist, an deren äußerstem Umfang der genannte Bund (23) angeordnet ist
  4. 4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drosselscheibe (24) etwa in gleichem Maße wie die Verlängerung der Zwischenwand (22; 19') in den Arbeitsraum (9) hinein erstreckt.
  5. 5. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D) der den Bund (23) tragenden Verlängerung um 3 bis 10% größer als der Innendurchmesser (B) der Beschaufelung des Primärrades (13) ist.
  6. 6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauraum (25) gegen die Verzögerungskammer (18) flüssigkeitsdicht abgetrennt ist.
  7. 7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Drosselscheibe (24) vorhandene Durchtrittsöffnungen (26) für die Arbeitsflüssigkeit nur 1,5 bis 8%, vorzugsweise 2 bis 4%, der Scheibenfläche einnehmen.
  8. 8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem radial inneren Rand der Drosselscheibe (24) und der benachbarten Schaufelrad-Nabe (11) eine zusätzliche Durchtrittsöffnung für Arbeitsflüssigkeit vorgesehen ist.
  9. 9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselscheibe (24) am Primärrad (13) befestigt ist.
  10. 10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stauraum (25) von der Verzögerungskammer (18) trennende Zwischenwand die Form einer auf das Primärrad (13) aufgesetzten Scheibe (22) hat, und daß die Radscheibe (19) des Primärrades (13) eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen (27) aufweist.
  11. 11. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stauraum (25) von der Verzögerungskammer (18) trennende Zwischenwand (19') ein Teil der das Primärrad (13') tragenden Nabe ist, d. h. sie ist zugleich die Radscheibe (19') des Primärrades (13').
DE19823231368 1982-08-24 1982-08-24 Hydrodynamische Kupplung Expired DE3231368C1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823231368 DE3231368C1 (de) 1982-08-24 1982-08-24 Hydrodynamische Kupplung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823231368 DE3231368C1 (de) 1982-08-24 1982-08-24 Hydrodynamische Kupplung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3231368C1 true DE3231368C1 (de) 1984-05-24

Family

ID=6171545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823231368 Expired DE3231368C1 (de) 1982-08-24 1982-08-24 Hydrodynamische Kupplung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3231368C1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3522174C1 (de) * 1985-06-21 1986-05-22 Voith-Turbo Gmbh & Co Kg, 7180 Crailsheim Hydrodynamische Kupplung
DE19809598A1 (de) * 1998-03-06 1999-09-23 Voith Turbo Kg Hydrodynamische Kupplung für Windkraftanlagen
DE19811252A1 (de) * 1998-03-14 1999-10-07 Voith Turbo Kg Hydrodynamische Kupplung
EP1013954A2 (de) 1998-12-22 2000-06-28 Voith Turbo GmbH & Co. KG Hydrodynamische Kupplung
NL1011150C2 (nl) * 1999-01-27 2000-08-03 Frencken Mechatronics Hydraulische koppeling.
WO2007020037A1 (de) * 2005-08-16 2007-02-22 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Antriebssystem für den einsatz in fahrzeugen und verfahren zur optimierung des anfahrvorganges in fahrzeugen

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH305509A (de) * 1948-10-01 1955-02-28 Gmbh J M Voith Strömungskupplung.
AT229725B (de) * 1961-07-22 1963-10-10 Voith Getriebe Kg Kernringlose Strömungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge
AT248189B (de) * 1963-12-17 1966-07-11 Voith Turbo Kg Strömungskupplung mit Belüftungskanal
DE2033817A1 (de) * 1970-07-08 1972-01-20 Inst Gornowo Dela Im Aa Skochi Hydrodynamische Kupplung
DE2162480A1 (de) * 1970-12-16 1972-07-06 Ferodo Sa Hydraulische Kupplung
DE2606615A1 (de) * 1975-03-11 1976-09-23 Impulsa Veb K Stroemungskupplung
DE3002804A1 (de) * 1980-01-26 1981-07-30 K. Schumacher GmbH & Co KG, 4300 Essen Hydromechanische kupplung, z.b. fuer foerderer und gewinnungsmaschinen des untertagebergbaus
DE2202927C2 (de) * 1971-01-21 1982-06-16 Valeo, 75017 Paris Hydrodynamische Kupplung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH305509A (de) * 1948-10-01 1955-02-28 Gmbh J M Voith Strömungskupplung.
AT229725B (de) * 1961-07-22 1963-10-10 Voith Getriebe Kg Kernringlose Strömungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge
AT248189B (de) * 1963-12-17 1966-07-11 Voith Turbo Kg Strömungskupplung mit Belüftungskanal
DE2033817A1 (de) * 1970-07-08 1972-01-20 Inst Gornowo Dela Im Aa Skochi Hydrodynamische Kupplung
DE2162480A1 (de) * 1970-12-16 1972-07-06 Ferodo Sa Hydraulische Kupplung
DE2202927C2 (de) * 1971-01-21 1982-06-16 Valeo, 75017 Paris Hydrodynamische Kupplung
DE2606615A1 (de) * 1975-03-11 1976-09-23 Impulsa Veb K Stroemungskupplung
DE3002804A1 (de) * 1980-01-26 1981-07-30 K. Schumacher GmbH & Co KG, 4300 Essen Hydromechanische kupplung, z.b. fuer foerderer und gewinnungsmaschinen des untertagebergbaus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3522174C1 (de) * 1985-06-21 1986-05-22 Voith-Turbo Gmbh & Co Kg, 7180 Crailsheim Hydrodynamische Kupplung
EP0206122A1 (de) * 1985-06-21 1986-12-30 VOITH TURBO GMBH & CO. KG Hydrodynamische Kupplung
DE19809598A1 (de) * 1998-03-06 1999-09-23 Voith Turbo Kg Hydrodynamische Kupplung für Windkraftanlagen
DE19811252A1 (de) * 1998-03-14 1999-10-07 Voith Turbo Kg Hydrodynamische Kupplung
EP1013954A2 (de) 1998-12-22 2000-06-28 Voith Turbo GmbH & Co. KG Hydrodynamische Kupplung
DE19859428A1 (de) * 1998-12-22 2000-07-06 Voith Turbo Kg Hydrodynamische Kupplung
NL1011150C2 (nl) * 1999-01-27 2000-08-03 Frencken Mechatronics Hydraulische koppeling.
WO2007020037A1 (de) * 2005-08-16 2007-02-22 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Antriebssystem für den einsatz in fahrzeugen und verfahren zur optimierung des anfahrvorganges in fahrzeugen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1819932B1 (de) Verfahren zum regeln der maximalen drehzahl einer arbeitsmaschine und hydrodynamische kupplung hierfür
CH620746A5 (de)
DE1140595B (de) Fuellungsgeregelte Stroemungskupplung, vorzugsweise fuer den Antrieb eines Bremsluft-kompressors in einem Schienenfahrzeug
DE3240334C2 (de) Hydrodynamische Kupplung
DE3231368C1 (de) Hydrodynamische Kupplung
DD202198A5 (de) Hydraulisch gesteuerter kraftuebertragungsmechanismus mit um eine achse drehbarem gehaeuse
EP0206122B1 (de) Hydrodynamische Kupplung
DE2803975C2 (de) Flüssigkeitsreibungskupplung
EP0090807B1 (de) Schaltkupplung, die durch einen fliehkraftabhängigen flüssigkeitsdruck betätigbar ist
DE4311350C2 (de) Hydrodynamische Kupplung
DE2639683C3 (de) Hydrodynamische Kupplung
DE3840658C1 (de)
AT224411B (de) Hydrodynamische Kupplung mit Freilaufwirkung sowie Getriebe und Mehrmotorenantrieb mit einer solchen Kupplung
DE1425394C3 (de) Strömungskupplung, insbesondere für Antriebe mit Elektromotor
DE977211C (de) Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit vier staendig im Fluessig-keitskreislauf befindlichen Schaufelkraenzen und umlaufendem Gehaeuse, insbesondere fuer Personenkraftfahrzeuge
DE1575842A1 (de) Belueftete Fluessigkeitskupplung
DE496111C (de) Fluessigkeitswechselgetriebe
AT339743B (de) Hydrodynamischer drehmomentwandler
DE1475468B1 (de) Hydrodynamische Kupplung
EP2479448B1 (de) Hydrodynamische Kupplung mit mehrstufiger Vorkammer
DE1505693B2 (de)
DE1475468C (de) Hydrodynamische Kupplung
DE3914634A1 (de) Kupplungsanordnung in einem antrieb fuer nutzfahrzeuge
DE2050427A1 (de) Druckmitteleinheit (Motor oder Pumpe)
DE1525394C3 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee