DE614142C

DE614142C - Fluid coupling or transmission

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Publication number: DE614142C
Application number: DES110049D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-08-03
Filing date: 1933-07-07
Publication date: 1935-06-03

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Flüssigkeitskupplung oder ein Flüssigkeitsgetriebe nach Art der Föttingergetriebe mit einem treibenden und einem getriebenen Teil und einer zwischen diesen umlaufenden Flüssigkeit, durch welche sie gekuppelt werden.The invention is directed to a fluid coupling or fluid transmission like the Föttinger gear with a driving and a driven part and a fluid circulating between them through which they are coupled.

Sogenannte Vulkankupplungen dieser Gattung baut man häufig derart, daß eine gewisse Relativbewegung, seitlich sowie im Winkel, zwischen der treibenden und der getriebenen Welle möglich ist. Somit ist ohne Gefahr des Festsetzens der Wellen in ihren Lagern eine Fehlausrichtung zulässig. Die Mehrzahl derartig gebauter Vulkankupplungen ist von derjenigen Gattung, welche sich während des Betriebes füllen und entleeren läßt. Die Kupplung ist in einem festen Blechgehäuse untergebracht, und die treibende sowie die getriebene Welle laufen in unabhängigen Außenlagern, die den beim Kuppeln auftretenden Flüssigkeitsdruck aufnehmen. Man kann daher Labyrinth-Wellendichtungen verwenden, welche die erforderlichen Relativbewegungen zwischen der treibenden und der getriebenen Welle zulassen.So-called volcanic couplings of this type are often built in such a way that a certain Relative movement, laterally and at an angle, between the driving and the driven Wave is possible. Thus there is no risk of the shafts getting stuck in their bearings misalignment allowed. The majority of volcanic couplings built in this way are from of the type that can be filled and emptied during operation. the The clutch is housed in a solid sheet metal housing, and the driving as well as the driven Shafts run in independent outer bearings that absorb the fluid pressure that occurs during coupling. One can therefore use labyrinth shaft seals that allow the necessary relative movements allow between the driving and the driven shaft.

Bei anderen Beispielen, etwa der Vulkan-Sinclair-Kupplung, von der sogenannten Fangrohrgattung für veränderlichen Flüssigkeitsinhalt sind die sämtlichen Laufspielräume groß genug, um eine gewisse Fehlausrichtung zwischen den Wellen, seitlich und im Winkel, zu gestatten, und die inneren Drucklager sind so gebaut, daß sie unter solchen Arbeitsbedingungen den Flüssigkeitsdruck, aufnehmen.In other examples, such as the Vulkan-Sinclair coupling, from the so-called The catchpipe type for variable liquid content is all the running leeway large enough to have some misalignment between the shafts, laterally and in the Angles, to allow, and the inner thrust bearings are built so that they are under such Working conditions the fluid pressure.

Bei Vulkankupplungen, die mit ständiger Flüssigkeitsmenge arbeiten, z. B. dem sogenannten Flüssigkeitsschwungrad, die im folgenden als die Gattung mit ständiger Füllung bezeichnet sind, weicht die Aufgabe erheblich von der bei veränderlicher Füllung auftretenden ab, weil die Wellendichtung im wesentlichen öldicht sowohl beim Umlauf als auch beim Stillstand sein muß.For volcanic couplings that work with a constant amount of liquid, e.g. B. the so-called Liquid flywheel, hereinafter referred to as the type with permanent filling are marked, the task differs considerably from that which occurs with variable filling because the shaft seal is essentially oil-tight both during circulation and must be at standstill.

Der Zweck der Erfindung ist nun, eine verbesserte Einrichtung zu schaffen, welche die Relativbewegung zwischen den Wellen ermöglicht, sowohl seitlich als auch im Winkel, die aber dennoch die relative Axialverschiebung begrenzt und allen Flüssigkeitsdruck innerhalb der Kupplung aufnimmt. Die Erfindung ist besonders, aber nicht ausschließlich, bei Flüssigkeitskupplungen mit ständiger Füllung verwendbar.The purpose of the invention is now to provide an improved device which the Allows relative movement between the shafts, both laterally and at an angle, but which nevertheless limits the relative axial displacement and all fluid pressure receives within the coupling. The invention is particularly, but not exclusively, Can be used with fluid couplings with permanent filling.

Bei Flüssigfceitskupplungen, die ohne Mö_:glichkeit einer Verlagerung der Wellen winklig und seitlich zueinander gebaut sind, ist es bereits bekannt, innerhalb derKupplurLg eine Vorrichtung zur Übertragung des Axialdrucks zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil in der einen Richtung vorzusehen. Demgegenüber besteht die ErfindungIn Flüssigfceitskupplungen that without _{Mo: The} possibility of a displacement of the shafts angularly and laterally assembled to one another, it is already known in the derKupplurLg provide, within a device for transmitting the axial force between the driving and the driven part in one direction. In contrast, there is the invention

darin, daß eine innerhalb der Kupplung bzw. des Getriebes verformbare Verbindung zwischen dem treibenden Teil und dem getriebenen Teil vorgesehen ist, die den Axialdruck zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil in beiden Richtungen überträgt, jedoch eine Verlagerung der Wellen winklig und seitlich zueinander gestattet.in that a deformable connection within the clutch or the transmission between the driving part and the driven part is provided, the axial pressure between the driving and the driven Part transmits in both directions, but allows a shift of the shafts at an angle and sideways to each other.

Die Verbindung kann aus einer biegsamen, ι ο ans dem einen Kupplungsteil befestigten Stange bestehen, die an dem anderen Kupplungsteil durch ein zur Aufnahme des Axialdruckes in beiden Richtungen fähiges Lager angeschlossen ist.The connection can consist of a flexible rod attached to one coupling part exist, which on the other coupling part by a to absorb the axial pressure in bearing capable of both directions is connected.

Somit wird bei der Anordnung gemäß der Erfindung der gesamte Flüssigkeitsdruck in beiden Richtungen innerhalb der Kupplung aufgenommen. Es ist daher möglich, eine befriedigend ölfeste Wellendichtung von einfächern und zuverlässigem Aufbau vorzusehen. In vielen Fällen, z. B. bei Diesellokomotiven usw., ist es möglich, eines oder mehrere äußere Universalgelenke oder biegsame Kupplungen entbehrlich zu machen, da durch die erfindungsgemäß verbesserte Flüssigkeitskupplung selbst eine, genügende Biegsamkeit gewährleistet ist.Thus, in the arrangement according to the invention, the total liquid pressure in included in both directions within the coupling. It is therefore possible to use a Provide satisfactory oil-proof shaft seal of simple and reliable structure. In many cases, e.g. B. diesel locomotives, etc., it is possible to have one or more outer universal joints or flexible To make couplings dispensable, because of the improved fluid coupling according to the invention even a sufficient flexibility is guaranteed.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es sind: Fig. ι Längsschnitt durch einen Teil der Kupplung, .;"■-.The invention is illustrated by way of example in the drawing; there are: Fig. Ι longitudinal section through part of the coupling,.; "■ -.

Fig. 2 schematische Teilansicht der Kraftübertragung bei einer durch Brennkraftmaschine getriebenen Lokomotive mit einer Flüssigkeitskupplung ohne die durch die Erfindung dargebotene Verbesserung, teilweise im Schnitt,Fig. 2 is a schematic partial view of the power transmission in an internal combustion engine-driven locomotive with a fluid coupling without that provided by the invention presented improvement, partly on average,

Fig. 3 schematische Seitenansicht, ähnlich Fig. 2, jedoch mit der erfindungsgemäß verbesserten Kupplung.Fig. 3 is a schematic side view, similar 2, but with the coupling improved according to the invention.

Fig. ι zeigt eine Kupplung für ständige Füllung mit einem inneren Vorratsbehälter und einer Vorrichtung zum selbsttätigen Hinundherführen von Flüssigkeit zwischen dem Arbeitskreislauf und dem Behälter entsprechend den Betriebsbedingungen.Fig. Ι shows a coupling for constant filling with an inner storage container and a device for automatically reciprocating liquid between the Working circuit and the container according to the operating conditions.

Auf der treibenden Welle 1 ist ein mit Schaufeln versehener Treiber2 festgeschraubt, und an dessen Umfang sitzt, gleichfalls angeschraubt, eine Gehäuseschale 3, die einen beschaufelten Läufer 4 umschließt. Eine Vorratskammer S, die als Teil des Läufers 4 ausgebildet ist, stellt zusammen mit diesem den getriebenen Teil dar. Dieser Teil ist mit einer Nabe 6 versehen, die durch eine Mutter 7 und einen Keil 8 auf einer kurzen, durch ein Loch 10 des Gehäuses eintretenden und in einen Kuppelflansch 11 endenden getriebenen Hohlwelle 9 befestigt ist. Zwischen der Welle 9 und dem Gehäuse 3 ist so viel Spielraum vorgesehen, daß eine begrenzte Abweichung der Läufer- und der Treiberachse voneinander seitlich und im Winkel möglich ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Kupplung einen Gesamtdurchmesser von ungefähr 600 mm. Dabei wird der Spielraum in der Größenordnung von ungefähr anderthalb Millimeter liegen.A driver 2 provided with blades is screwed onto the driving shaft 1, and on its circumference sits, also screwed, a housing shell 3, which is bladed Runner 4 encloses. A storage chamber S, which is designed as part of the rotor 4 is, together with this represents the driven part. This part is provided with a hub 6, which is supported by a nut 7 and a wedge 8 on a short one, entering through a hole 10 in the housing and is attached in a coupling flange 11 ending driven hollow shaft 9. Between the shaft 9 and the housing 3 so much clearance is provided that a limited Deviation of the rotor and the driver axis from each other laterally and at an angle is possible. In the illustrated embodiment the coupling has an overall diameter of approximately 600 mm. Included the margin will be on the order of approximately one and a half millimeters.

Die Bohrung der getriebenen Welle 9 ist am Außenende enger und mit Gewinde zur Aufnahme des Gewindeendes einer Stange 12 aus Federstahl versehen, welche in die Kupplung hineinragt und durch eine Sperrmutter 13 festgelegt ist. Das Innenende der Stange 12 ist durch ein mit Gewinde versehenes Paßstück 14 und eine Mutter 15 an dem Innenlaufring 16 eines für axialen Schub in beiden Richtungen eingerichteten KugellagersThe bore of the driven shaft 9 is narrower at the outer end and threaded to Receiving the threaded end of a rod 12 made of spring steel, which in the coupling protrudes and is fixed by a locking nut 13. The inside end of the rod 12 is through a threaded fitting 14 and a nut 15 to the Inner race 16 of a ball bearing set up for axial thrust in both directions

17 befestigt. Der äußere zweiteilige Laufring17 attached. The outer two-piece race

18 dieses Lagers ist seinerseits durch eine Verschraubung 19 in der Nabe 20 des Treibers 2 festgelegt.18 of this bearing is in turn by a screw 19 in the hub 20 of the driver 2 established.

Ein Ring 21, vorzugsweise aus gehärtetem Stahl, ist rings um das Loch 10 an dem Gehäuse 3 angebracht. Die Ringaußenfiäche ist beil 22 senkrecht zur Treiberachse geschliffen. Die dem Gehäuse 3 zugekehrte Seite des Flansches 11 weist eine Aussparung 23 auf, in der eine biegsame Ringmembran 24, z. B. aus Stahlblech von ungefähr 0,25 mm Stärke, befestigt ist. Eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen der Membran und dem Flansch ist dadurch erreicht, daß eine Lippe 25 am Flansch über einen gegen die Membran gelegten Packring gewalzt ist. An der inneren Membrankante ist durch eine gleichartige Walzverbindung ein Ring 27 befestigt, z, B. aus Rotguß, mit einer geschliffenen Fläche 28, die sich satt gegen die geschliffene Fläche 22 · des Ringes 21 am Gehäuse 3 zu legt. Druck in der Kupplung wirkt auf die dem Gehäuse abgekehrte Membranseite und führt daher dazu, die geschliffene Fläche 28 gegen die Fläche 22 zu pressen und so den Widerstand gegen Lecken aufrechtzuerhalten oder zu steigern, wenn der Innendruck wächst.A ring 21, preferably made of hardened steel, is around the hole 10 on the housing 3 attached. The outer ring surface is ground at 22 perpendicular to the driver axis. The side of the flange 11 facing the housing 3 has a recess 23 in which a flexible annular diaphragm 24, e.g. B. made of sheet steel of about 0.25 mm thick attached is. A liquid-tight connection between the membrane and the flange is achieved in that a lip 25 on Flange is rolled over a packing ring placed against the membrane. At the inner A ring 27 is attached to the membrane edge by a similar roller connection, e.g. made of gunmetal, with a ground surface 28, which fits snugly against the ground surface 22 of the ring 21 on the housing 3 too. Pressure in the clutch acts on that of the housing facing away from the membrane side and therefore leads to the ground surface 28 against the To press surface 22 and thus maintain or increase the resistance to leakage, when the internal pressure increases.

Die biegsame Stange 12, welche den Läufer 4 mit dem Kugellager am Treiber 2 verbindet, gestattet eine Relativbewegung der getriebenen Welle 9 gegenüber der treibenden uo Welle ι sowohl im Winkel als auch seitlich, nimmt dabei alle Flüssigkeitsdruckbelastungen innerhalb der Kupplung auf und ist so nachgiebig, daß eine Übertragung merklicher radialer Kräfte zwischen der treibenden und der getriebenen Welle nicht stattfindet. Die erforderlichen Bewegungen sind in Wirklichkeit geringfügig, und die biegsame Membrandichtung stellt sicher, daß bei solchen Bewegungen die geschliffenen Flächen in guter Berührung miteinander bleiben und somit als fiüssigkeitsfeste Dichtung dienen. Eine Dich-The flexible rod 12, which connects the rotor 4 to the ball bearing on the driver 2, allows a relative movement of the driven shaft 9 with respect to the driving uo Wave ι both at an angle and laterally, takes all the fluid pressure loads inside the clutch and is so resilient that a transmission is more noticeable radial forces between the driving and the driven shaft does not take place. the required movements are in reality slight, and the flexible diaphragm seal ensures that the ground surfaces are in good contact with such movements stay together and thus serve as a liquid-proof seal. A you-

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tung dieser Art bleibt jedoch nicht flüssigkeitsdicht, wenn übermäßige Axialverschiebungen z. B. um mehr als 0,25 mm zwischen den getriebenen und den treibenden Teilen auftreten. Wird also diese Art von Dichtungen verwendet, so sollte die nachgiebige Verbindung derart angeordnet sein, daß "relative Axialverschiebungen zwischen Treiber und Läufer oberhalb des eben angegebenen Betrages verhindert werden.However, this type of device does not remain liquid-tight if there is excessive axial displacement z. B. occur by more than 0.25 mm between the driven and the driving parts. So will these types of seals is used, the resilient connection should be arranged so that "relative Axial displacements between driver and rotor above the amount just given are prevented.

Wünscht man stärkere zulässige Axialverschiebungen, so kann man eine andere geeignete Dichtungsgattung verwenden, etwa Balgendichtungen.If you want greater permissible axial displacements, you can use another suitable one Use type of seal, such as bellows seals.

Im Bedarfsfalle kann die biegsame Stange 12 am Treiber 2 befestigt sein. Dann ist das Drucklager am Läufer oder an der getriebenen Welle anzuordnen.If necessary, the flexible rod 12 can be attached to the driver 2. Then this is To arrange thrust bearings on the rotor or on the driven shaft.

Sonst kann man auch eine verhältnismäßig steife Stange an die Stelle der biegsamen Stange setzen und sie an den getriebenen und den treibenden Teilen durch Mittel, wie etwa sich selbst ausrichtende Kugellager, anbringen, welche Druck in beiden Richtungen übertragen, jedoch Winkelabweichungen der Stange gegenüber dem treibenden und dem getriebenen Gliede zulassen.Otherwise you can use a relatively stiff rod in place of the flexible one Put the rod and attach it to the driven and driving parts by means such as install self-aligning ball bearings that transmit pressure in both directions, however, allow angular deviations of the rod relative to the driving and driven links.

Die Kupplung nach Fig. 1 ist besonders für die Verwendung zwischen Brennkraftmaschinen und Geschwindigkeitswechselgetrieben auf Lokomotiven, Triebwagen, Kraftwagen und Kranen geeignet, ferner zwischen tragbaren Motoren und Luftverdichtern und überhaupt bei allen Arten von Maschinen, bei denen im Betriebe Fehlausrichtungen zwischen den Wellen vorkommen können.The clutch of Fig. 1 is particularly suitable for use between internal combustion engines and speed change transmissions suitable for locomotives, railcars, motor vehicles and cranes, furthermore between portable ones Motors and air compressors and in general in all types of machines misalignments between the shafts can occur in the company.

Bei der Lokomotivanlage nach Fig. 2 z. B. ist der Motor 30 mit einem Geschwindigkeitswechselgetriebe 31 durch eine Flüssigkeits- kupplung 32 verbunden, welche mit Innenlagern 33 und' 33' dem Läufer 4' seine Lage gegenüber dem Treiber 2' anweist. Die Abdichtung erfolgt durch eine Stopfbüchse 34, und die Eintrittswelle 35 des Wechselgetrie-In the locomotive system according to FIG. 2 z. B. is the motor 30 with a speed change gear 31 through a fluid Coupling 32 connected, which with inner bearings 33 and '33' the rotor 4 'its position to the driver 2 '. The seal is made by a stuffing box 34, and the input shaft 35 of the change gear

*5 bes 31 ist mehrfach gelagert, also für sich abgestützt. Bei einer solchen Anordnung hat es sich als erwünscht herausgestellt, ein Lager 36 anzuordnen, das dazu dient, die getriebene Welle 9' der Flüssigkeitskupplung in genauer Ausrichtung mit der treibenden Welle 1 zu erhalten.* 5 bes 31 is supported several times, i.e. supported by itself. In such an arrangement, it has been found desirable to arrange a bearing 36 which serves to support the driven Shaft 9 'of the fluid coupling in precise alignment with the driving shaft 1 to obtain.

Das Lager 36 sitzt in einem Gehäuse 37 an einem Hilfsrahmen 38, der den Motor 30 trägt. Ferner sieht man eine oder mehrere mechanische, nachgiebige Kupplungen 39 vor, welche eine Abweichung zwischen der Getriebeeintrittswelle und der Achse der Kupplung 32 zulassen. Wird die Flüssigkeitskupplung gemäß der Erfindung bei einer solchen Anordnung verwendet, so ist das zusätzliche Lager 36, der Hilfsrahmen ^8 und die mechanische, nachgiebige Kupplung 39 ohne weiteres vermeidbar, Fig. 3. Bei dieser verbesserten Anordnung ist die getriebene Welle der Flüssigkeitskupplung starr, ζ. B. durch den Kupplungsflansch 11, an die Eintrittswelle 25' des Wechselgetriebes 31 angeschlossen. Trotzdem gestattet die Flüssigkeitskupplung selbst Relativbewegungen zwischen Motor- und Getriebegehäuse, wie sie beispielsweise infolge von Verwindungen des Lokomotivrahmens vorkommen können. Die neuartige . Verbindung innerhalb der Kupplung stellt sicher, daß Treiber und Läufer nicht durch Druckbeanspruchungen, die auf der Wirkung der Kupplungsflüssigkeit oder dem Verhalten des Motors oder des Wechselgetriebes beruhen, aus ihrer richtigen Längslage zueinander verdrängt werden.The bearing 36 is seated in a housing 37 on an auxiliary frame 38, which the motor 30 wearing. Furthermore, one or more mechanical, flexible couplings 39 are provided, which is a deviation between the transmission input shaft and the axis of the clutch 32 allow. If the fluid coupling according to the invention is such Arrangement used so is the additional bearing 36, the subframe ^ 8 and the mechanical, yielding coupling 39 can be avoided without further ado, FIG. 3. In this improved Arrangement, the driven shaft of the fluid coupling is rigid, ζ. B. by the coupling flange 11, connected to the input shaft 25 'of the gearbox 31. Nevertheless, the fluid coupling even allows relative movements between the motor and gear boxes, such as those caused by twisting of the locomotive frame can occur. The novel. Connection within the coupling ensures that drivers and runners are not exposed to compressive stresses on the Effect of the clutch fluid or the behavior of the engine or the gearbox are based, are displaced from their correct longitudinal position to each other.

Claims

Patent claims:

1. Fluid coupling or transmission in the manner of the Föttinger transmission with a Device located within the clutch for transmitting the axial pressure between the driving and the driven part, the driving part on the shaft of a prime mover and the driven part are to be attached to the shaft of a driven machine, characterized in that for To compensate for misalignments within the coupling or the gear unit, a deformable connection (12) is required the driving part (2) and the driven part (4, 9) is provided, the axial pressure between the driving and transmits the driven part in both directions, but a ver ioo Storage of the shafts at an angle and sideways to each other is permitted.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the connection consists of a flexible rod (12) attached to a coupling part (4, 9), on the other coupling part (2) by a bearing (17) capable of absorbing the axial pressure in both directions connected.

For this purpose ι sheet of drawings