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Hydraulische Kupplung. Bei Antrieb von Fahrzeugen durch Motore und
auch bei anderen Betrieben, wo ein großer Anlaufwiderstand zu überwinden ist, besteht
das Bedürfnis, den Motor mit der anzutreibenden Welle in der Art zu kuppeln, daß
das zu übertragende Moment von o bis zu einem Maximum allmählich gesteigert werden
kann, d. h. daß der Motor beim Anlaufen nur einen geringen Widerstand zu überwinden
hat und die Belastung erst allmählich bis zur vollen Motorleistung steigt. Man hilft
sich in solchen Fällen dadurch, daß man Reibkupplungen anfangs schleifen läßt und
erst allmählich vollständig einrückt, eine Methode, die einerseits eine gewisse
Geschicklichkeit des bedienenden Maschinisten voraussetzt und anderseits einen raschen
Verschleiß der Kupplung zur Folge hat. Für sehr große Leistungen ist ein solches
System überhaupt nicht mehr anwendbar.
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Vorliegende Erfindung stellt nun eine hydraulische Kupplung dar, bei
welcher die Bedienung ganz ausgeschaltet wird, indem die Einrückung selbsttätig
mit zunehmender Geschwindigkeit des getriebenen Teiles der Kupplung erfolgt und
ebenso die Ausrückung von selbst durch Abstellen der Antriebsmaschine geschieht.
Überdies wird der Motor durch die vorliegende Kupplung gegen plötzliche starke Belastungsstöße
geschützt. Der Erfindung gemäß wird dies dadurch erreicht, daß ihr bzw. ihre mit
der getriebenen Welle gekuppelten Pumpenzylinder mit unter Fliehkraftwirkung stehenden
Auslaßorganen ausgestattet sind, die bei zunehmender Umlaufgeschwindigkeit der mit
der treibenden Welle gekuppelten Pumpenkurbelwelle durch Drosselung und Abschluß
der Auslaßöffnunb n selbsttätig und allmählich die Mitnahme der Pumpenzylinder bzw.
der getriebenen Welle bewirken.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht, und zwar zeigt Ahb. i die Kupp- _ lang im teilweisen Durchschnitt,
Abb. 2 veranschaulicht einen Schnitt nach Linie I1-11 der Abb. i. In Abb. 3 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel der Kupplung im Längsschnitte dargestellt. Bei den
Ausführungsbeispielen sind a und b die miteinander zu kuppelnden Wellen;
hierbei ist angenommen, daß a die treibende und b die getriebene Welle darstellt.
Die Welle a kann entweder die Verlängerung der Motorwelle selbst sein oder ist mit
dieser starr oder elastisch verbunden. Das Kupplungsgehäuse c ist mittels einer
Flanschenkupplung d oder auf eine andere Art mit der getriebenen Welle b verbunden.
Das auf der Welle a drehbar gelagerte Gehäuse c trägt einen oder mehrere radiale
Pumpenzylinder e. In den gezeichneten Ausfiihrungsbeispielen weist die Kupplung
drei Zylinder in sternförmiger Anordnung auf. f sind die Kolben der Pumpen, g die
Schubstangen, «-elche an der Kröpfung der Welle a angreifen. Jeder Pumpenzylinder
besitzt ein bz«-. mehrere Saugventile h, ein Sicherheitsventil i und ein
Auslaßorgan k, welches entweder als Ventil oder, wie in der Zeichnung dargestellt,
als Schieber ausgebildet sein kann.
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Das ganze System ist mit einem dichten Umschlußgehäuse in umschlossen
und in den Lagern 1 drehbar.
Das Innere des Gehäuses c und
der Zwischenraum o sind mit Flüssigkeit vollständig gefüllt.
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Im Stillstand werden die Auslaßschieber durch die Wirkung der Federn
n offengehalten. Wird nun mit dem Motor die Welle a in Drehung versetzt, so erhalten
die Kolben zunächst nur eine hin und her gehende Bewegung. Sie saugen die Flüssigkeit
aus dem Zwischenraum o an und drücken sie wieder dahin zurück. Es wird so lange
keine drehende Bewegung der Kupplung eintreten, als es der Ausflußwiderstand der
Auslaßschieber zuläßt. Erst bei weiter zunehmender Geschwindigkeit erfolgt zunächst
eine langsame Mitnahme der Kupplung, und diese wird in dem -Maße beschleunigt, als
der Ausflußwiderstand in den Schiebern wächst. Bei größerer Umdrehungsgeschwindigkeit
wirkt die Fliehkraft der Schieber den Federn entgegen. Die Schieber bewegen sich
nach außen und drosseln zunächst die Austrittsschlitze, wodurch abermals eine energischere
Mitnahme der Kupplung erfolgt. Bei vollständigem Schluß der Schieber hört die relative
Kolbenbewegung ganz auf. Die Kupplung wirkt nunmehr als ein starres System und überträgt
die ganze Motorleistung mit der -Milderung, daß bei Überschreiten eines gewissen
Flüssigkeitsdruckes im Zylinder die Sicherheitsventile aufgedrückt werden, wodurch
'wieder ein teilweises Schleifen der Kupplung und Entlastung des Antriebsmotors
eintritt.
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Beim Übergang von der vollen Tourenzahl auf eine geringere Tourenzahl
oder auf Stillstand bleiben die Schieber noch so lange geschlossen, bis ihre Fliehkraft
den Zugfedern nicht mehr das Gleichgewicht hält. Es tritt zunächst eine teilweise,
dann bei weiterem 'Sinken der Tourenzahl vollständige Öffnung `der Auslaßschlitze
ein. Die Zylinder wirken wieder als Pumpen, die Kupplung rotiert langsamer und kommt
schließlich ganz zum Stillstand.
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Hervorzuheben ist, daß das Auskuppeln erst bei einer niederen Drehzahl
erfolgt, als ,das Einkuppeln, da beim Ausrücken das bewegte System die Schieber
durch ihre Zentrifugalkraft noch geschlossen hält, während beim Einrücken, solange
das Kupplungssystem noch keine oder nur eine langsame Drehbewegung besitzt, die
Schieber noch keinem zentrifugalen Einfluß unterworfen sind und daher die Federkraft
noch nicht überwinden können. Hierdurch wird es ermöglicht, von der vollen Tourenzahl
bis unter die Einrückungstourenzahl zurückzugehen, ohne daß ein vollständiges Auskuppeln
erfolgt.
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Dieser Vorteil wird noch verstärkt und verbessert, wenn, wie in Abb.3
dargestellt, die Auslaßschieber mit einem Zentrifugalregier p in Verbindung gebracht
werden.
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Bei Anwendung eines Reglers, der auf der treibenden Welle montiert
sein muß, wird der Unterschied zwischen der Ein- und Ausrückungstourenzahl noch
größer, weil im ersten Fall nur die Fliehkraft der Reglergewichte, im zweiten aber
auch diejenige der Auslaßschieber wirkt. Durch die Wahl der Reglerverhältnisse kann
ein bestimmtes gewünschtes Verhältnis der Einruck- und Ausrücktourenzahl erreicht
werden.
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Die Saugventile können, tun sie vom F_influß der Zentrifugalkraft
zu befreien, wie in Abb. i angedeutet, mit Ausgleichsgewichten versehen' werden.