DE594106C - Fluessigkeitskupplung mit Behaelter zur Aufnahme der zeitweilig nicht benutzten Arbeitsfluessigkeit - Google Patents

Description

Bekannt sind Flüssigkeitskupplungen, bestehend aus treibender Schale (Pumpenteil) und getriebener Schale (Turbinenteil), die den Kupplungskreislauf, in welchem die Betriebsflüssigkeit umläuft, bilden und die mit einem mit der treibenden Schale umlaufenden Aufnehmer zur zeitweiligen Aufnahme der Betriebsflüssigkeit versehen sind. Bekannt ist ferner die Beförderung der Betriebsflüssigkeit aus einem ruhenden Behälter in den Kupplungskreislauf vermittels Preßluft.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine rasche Förderung der Betriebsflüssigkeit aus dem mit der treibenden Schale umlaufenden Aufnehmer in den Kupplungskreislauf und umgekehrt aus dem Kupplungskreislauf in den Aufnehmer vermittels eines gasförmigen Mediums, beispielsweise Druckluft, zu ermöglichen und somit ein schnelles Kuppeln und Entkuppeln bzw. eine schnelle Slipregulierung zu erzielen.

Hierzu wird die Tatsache benutzt, daß ein in einem rotierenden Flüssigkeitsring befindlicher spezifisch leichterer Körper nach der Innenperipherie, also der Stelle kleinsten Druckes des Flüssigkeitringes, wandert. Da aber während des Umlaufens des Kupplungskreislaufes die in demselben arbeitende Flüssigkeit einen rotierenden Flüssigkeitsring bildet und ebenso die in dem Aufnehmer befindliche Betriebsflüssigkeit, so wird ein in den Kupplungskreislauf oder in den Aufnehmer eingeführtes gasförmiges Medium sich an der Innenperipherie des Flüssigkeitsringes sammeln und bei entsprechendem Druck und Menge von dort aus die Flüssigkeit verdrängen.

Demgemäß gibt es eine ganze Reihe von Stellen, wo das unter Druck stehende gasförmige Medium in den Kupplungskreislauf oder in den Aufnehmer eingeführt werden könnte. Jedoch müßte ein an einer anderen Stelle als die Stelle des kleinsten Druckes in den Kuplungskreislauf oder den Aufnehmer eingeführtes gasförmiges Medium erst an diese Stelle gelangen, urn seine Verdrängertätigkeit ausüben zu können. Dies würde aber sowohl unerwünschte zeitweilige Vermischung des gasförmigen Mediums mit der Betriebsflüssigkeit hervorrufen als auch Zeit beanspruchen.

Infolgedessen wird gemäß der Erfindung die Einführung des gasförmigen Mediums an den Stellen des kleinsten Flüssigkeitsdruckes vorgenommen. Diese sind aber im Kupplungskreislauf der Flüssigkeitskern bzw. der Kupplungskern oder eine Stelle innerhalb oder nahe der Peripherie des den Kupplungskern umgebenden Leitringes, im Aufnehmer die Innenperipherie der in demselben rotierenden Flüssigkeit oder eine Stelle kleineren Durchmessers als die dieser Innenperipherie. Als gasförmige Medien können irgendwelche geeigneten Stoffe verwendet werden,

beispielsweise außer Luft, Gas oder Dampf, die vom Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine abgezapften Verbrennungsgase.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand in einigen Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine Einfachkupplung mit Kernring ohne Trennwand zwischen Aufnehmer und getriebener Schale,

Fig. 2 eine Einfachkupplung mit Kernring mit Trennwand zwischen Aufnehmer und getriebener Schale,

Fig. β eine Einfachkupplung ohne Kernring, Fig. 4 eine Einfachkupplung mit Kernring und Leitring,

Fig. S eine Doppelkupplung mit innenliegender treibender Schale und

Fig. 6 eine Doppelkupplung mit außenliegender treibender Schale.

Bei dem Kupplungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist mit ι die treibende Welle und mit 2 die getriebene Welle bezeichnet. Auf der treibenden Welle sitzt die treibende Schale 3 und auf der getriebenen Welle 2 die getriebene Schale 4. Mit der treibenden Schale 3 ist durch Flansch 31 der Aufnehmer 8 verbunden. Neben dem Aufnehmer 8 sitzt auf der hohlen Nabe 28 des Aufnehmermantels 7, die über Welle 2 geschoben ist, eine stillstehende Ringkammer 17, welche durch die Kanäle 16 mit dem Aufnehmer 8 in Verbindung· steht. An die Kammer 17 ist ein Rohr 10 angeschlossen mit den zwei Abzweigungen io^a und io^b, von denen io^a zur Einführung des gasförmigen Mediums in die Ringkammer 17 und damit in den Aufnehmer 8 und io⁶ zur Abführung des gasförmigen Mediums aus der Kammer 17 dienen. Die Steuerung der Rohre io« und io⁶ wird durch die Ventile

o. dgl. 12" und 12⁶ bewirkt. Neben der treibenden Schale 3 sitzt auf Welle 1 eine zweite stillstehende Ringkammer 25, die durch Bohrung 21, 22, 23 und 24 mit dem Inneren des Leitringes 5, 6 in Verbindung steht. An die

+5 Ringkammer 25 ist bei 26 ein Rohr 11 angeschlossen mit den beiden Abzweigungen ii« und ir⁶, von denen n^a zur Einführung des gasförmigen Mediums in die Ringkammer 25 und damit in das Innere des Leitringes 5, 6 und 33 zur Ausführung des gasförmigen Mediums aus der Ringkammer 25 dienen. Mit 18 ist das Traglager für Welle 2 und mit 17 das Traglager für Welle 1 bezeichnet.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist wie folgt:

Wird während des Umlaufs der treibenden Schale 3 ein unter Druck stehendes gasförmiges Medium durch das Rohr 11 in das Innere des Leitringes 5, 6 der mit Betriebsflüssigkeit gefüllten Kupplung'3, 4 eingeführt, j so wird aus den oben geschilderten Gründen die Betriebsflüssigkeit durch das gasförmige Medium allmählich aus dem Kupplungskreislauf 3,4 heraus und über den an der Peripherie befindlichen Kanal 30 in den Aufnehmer 8 gedruckt, bis der Kupplungskreislauf 3,4 ganz oder nahezu völlig von Betriebsflüssigkeit entleert ist.

Umgekehrt drückt ein durch das Rohr 10 und den Kanal 17 in den Aufnehmer 8 während dessen Rotation eingeführtes, unter Druck stehendes gasförmiges Medium die Betriebsflüssigkeit aus dem Aufnehmer 8 in den vorher von Betriebsflüssigkeit entleerten Kupplungskreislauf 3, 4 zurück. Man kann also durch abwechselndes Einführen eines unter Drude stehenden gasförmigen Mediums in der gekennzeichneten Weise in das Innere des Kreislaufes 3, 4 oder in den Aufnehmer 6 den Flüssigkeitsinhalt des Kupplungskreislaufes 3, 4 so beeinflussen, daß jeder gewünschte Drehzahlenunterschied zwischen treibender Schale 3 und getriebener Schale 4 erreicht wird.

Auch ohne Einführung von unter Druck stehendem gasförmigem Medium in das Innere des Leitringes 5, 6 wird eine Entleerung des Kupplungskreislaufes 3, 4 bewirkt, sobald der auf der Innenperipherie 9 des Flüssigkeitsringes in den Aufnehmer 8 lastende Druck des gasförmigen Mediums, beispielsweise durch Freigabe der Leitung io⁶, beseitigt wird, weil die Behälterflüssigkeit nur unter dem Zentrifugaldruck, die Kupplungsflüssigkeit aber noch unter dem zusätzlichen Umlaufsdruck steht. Zudem begünstigt die Umlauf srichtung der Kupplungsflüssigkeit, welche durch den Pfeil α gekennzeichnet ist, das Entleeren der Kupplung unter den oben gekenn- ioo zeichneten Bedingungen. Bekanntlich ist die Umlaufsgeschwindigkeit der Betriebsflüssigkejt im Kreislauf einer Kupplung um so höher, je höher der Kupplungsslip ist, also je größer der Drehzahlenunterschied zwischen treibender und getriebener Schale, so daß sie bei Stillstand der getriebenen Schale am höchsten ist,

Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist noch für die Bildung des Aufnehmers 8 eine Zwi- no schenwand 7° vorgesehen, um eine Beeinflussung der im Aufnehmer 8 befindlichen Flüssigkeit durch die treibende Schale 4 auszuschließen.

Fig. 3 zeigt eine Flüssigkeitskupplung ohne Leitring, bei welcher die Einführung des gasförmigen Mediums im Flüssigkeitskern 29 erfolgt. Im übrigen arbeitet diese Kupplung genau so, wie bereits für die Kupplung 1 beschrieben.

Die Anordnung der Kupplung nach Fig. 4 entspricht der nach Fig. 1, nur sind hier

mehrere Leitringe S, 6 und $^a, 6" und 5^;', 6^b zur Führung der Betriebsflüssigkeit im Kupplungskreislauf vorgesehen.

Bei der Doppelkupplung gemäß Fig. 5 sind die treibenden Teile 3 nach innen und die getriebenen Teile 4 nach außen zu angeordnet. Dabei sind die treibenden Teile 3 durch Flansch 41 miteinander verbunden. Die Verbindung der getriebenen Teile 4 erfolgt durch das Ringstüek 32, in welchem eine Öffnung 42 zum Einführen der Betriebsflüssigkeit vorgesehen ist, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die Öffnung durch eine Verschlußschraube abgeschlossen wird. Als Behälter für die Aufnahme der Betriebsflüssigkeit dient hierbei der freie Raum zwischen den beiden treibenden Kupplungsschalen 3. Ferner ist hier für beide Kreisläufe eine gemeinsame Leitung zur Zuführung des gasförmigen Mediums angenommen, wobei für den linken Kreislauf die Zufuhr nach dem Kern erfolgt. Von diesem nach dem Kern des rechten Kreislaufes führt die Leitung 40. Die Zufuhr des gasförmigen Mediums in den gemeinsamen Aufnehmer erfolgt durch Bohrung 16 in der Welle i. Im übrigen arbeitet diese Kupplung genau so, wie bereits für die Kupplung Fig. 1 beschrieben. Bei der Doppelkupplung gemäß Fig. 6 ist für jeden Kreislauf ein besonderer Aufnehmer an der treibenden Schale vorgesehen. Hierbei haben beide Kreisläufe eine gemeinsame ' Leitung zur Beförderung des gasförmigen Mediums, und zwar die Bohrungen 23,24 in der Welle 2, der freie Raum zwischen den beiden Kupplungsschalen 4, und die Bohrung 21 in den beiden Kupplungsschalen 4, die zu den Kernen beider Kupplungskreisläufe führen. Im übrigen arbeitet diese Kupplung genau so, wie bereits für die Kupplung Fig. 1 beschrieben. Des ferneren ist für jeden Aufnehmer 8 eine besondere Zuführung des gasförmigen Mediums vorgesehen, die ebenfalls, wie in Fig. 1 beschrieben, erfolgt. Es kann natürlich statt der gemeinsamen Zuführung des Gases in den Kreislauf für beide Kupplungen auch für jeden Kreislauf eine besondere Zuführung vorgesehen werden.

Wenn auch die vorstehenden Ausführungen sich beschränken auf Flüssigkeitskupplungen, d. h. solchen Flüssigkeitsgetrieben, bei denen die Betriebsflüssigkeit unmittelbar aus der treibenden in die getriebene Schale übertritt und von der getriebenen Schale unmittelbar in die treibende, also Flüssigkeitsgetrieben mit Übersetzungsverhältnis von treibender zu getriebener Schale von 1 : 1, so gilt die Erfindung auch für Flüssigkeitsgetriebe, bei denen zwischen treibender und getriebener Schale ein Leitkanal eingeschaltet ist zwecks Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen beiden, die also ein Übersetzungsverhältnis von ι : χ besitzen.

Im Sinne der Erfindung kann das gasförmige Medium ersetzt werden durch irgendeinen in die Betriebsflüssigkeit eingeführten Stoff, welcher entweder durch die chemische Reaktion zwischen ihm und der Betriebsflüssigkeit ein Gas bildet oder durch irgendwelche andere Mittel zur Gaserzeugung gebracht wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitskupplung mit Behälter zur Aufnahme der zeitweilig im Kupplungskreislauf nicht benutzten Arbeitsflüssigkeit, bei der die Flüssigkeit durch ein in den Kupplungskreislauf eingeführtes gasförmiges Medium, beispielsweise Druckgas oder Preßluft, in den Behälter gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung des Druckgases an der Stelle kleinsten Flüssigkeitsdruckes im Kupplungskreislauf (3, 4) erfolgt, beispielsweise im oder am Flüssigkeitskern (29).

2. Flüssigkeitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung des gasförmigen Mediums, z. B. Preßluft o. dgl., in den Kupplungskreislauf (3, 4) innerhalb des den Kupplungskern umgebenden Leitringes (5, 6) erfolgt.

3. Flüssigkeitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung des gasförmigen Mediums, z. B. Preßluft o. dgl., in den Kupplungskreislauf (3, 4) an oder in der Höhe der Außenperipherie des den Kupplungskern umgebenden Leitringes (5> 6) erfolgt.

4. Flüssigkeitskupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführung der während des Füllvorganges sich ansammelnden Luft, Gas o. dgl. durch die Kanäle (21, 22, 23, 24), welche zum Zuführen des gasförmigen Mediums

(z. B. Preßluft) verwendet werden, erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen