DE621413C

DE621413C - Hydraulic flow coupling

Info

Publication number: DE621413C
Application number: DEV30573A
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1934-03-26
Filing date: 1934-03-27
Publication date: 1935-11-08
Also published as: AT145729B

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Strömungskupplung und bezweckt die Verminderung des größten Schlupfmomentes.The invention relates to a hydraulic fluid coupling and aims to reduce it of the greatest slip torque.

Strömungskupplungen nach Art der Föttinger-Vulcan-Kupplung sind bekannt, bei welchen beim Überschreiten einer bestimmten Leistung die sekundlich umlaufende Flüssigkeitsmenge selbsttätig verringert und beim Zurückgehen auf die Normalleistung selbsttätig wieder vergrößert wird, indem eine Steuerung in Abhängigkeit von auf eine bestimmte Leistung einstellbaren Federn vorgesehen ist, die das Drehmoment von einem Kupplungsteil auf die zugehörige Welle übertragen. Es ist ferner bekannt, zur Erreichung dieser Ziele im Strömungskreislauf drehbar oder verschiebbar Klappen oder Schieber einzubauen, die unter der Fliehkraftwirkung der sich drehenden Sekundärteile stehen.Fluid couplings based on the Föttinger-Vulcan coupling are known in which, when a certain power is exceeded, the amount of liquid circulating secondarily is automatically reduced and automatically increased again when returning to normal performance by adding a Control provided as a function of springs that can be adjusted to a specific output is that transmit the torque from a coupling part to the associated shaft. It is also known to be rotatable in the flow circuit in order to achieve these goals or to install slidable flaps or slides under the centrifugal force of the rotating secondary parts.

Die Erfindung besteht darin, daß, sobald das normale Drehmoment und damit auch die Vorspannung der Federn überschritten wird, womit eine Relativverdrehung zwischen dem einen Kupplungsteil und der zugehörigen Welle verbunden ist, eine in an sich bekannter Weise im Strömungskreislauf drehbar angeordnete Drosselklappe oder ein in an sich bekannter Weise im Strömungskreislauf quer zur Strömung verschiebbar angeordneter Flachschieber den Strömungskreislauf teilweise oder ganz abriegelt und beim Zurückgehen auf den Normalbetrieb entsprechend wieder öffnet. Zur Entleerung des Strömungskreislaufs kann der Kupplungskernraum durch Kanäle mit einem um die Nabe des Sekundärlaufrads herum angeordneten Auffangraum verbunden sein.The invention consists in that as soon as the normal torque and thus also the Bias of the springs is exceeded, so that a relative rotation between the a coupling part and the associated shaft is connected, a known per se Way in the flow circuit rotatably arranged throttle valve or in itself known manner in the flow circuit arranged displaceably transversely to the flow Flat slide partially or completely blocks the flow circuit and when going back opens again accordingly to normal operation. The coupling core chamber can be used to drain the flow circuit through channels with a collecting space arranged around the hub of the secondary impeller be connected.

Die Abb. 1 und 2 zeigen eine solche Kupplung gemäß der Erfindung im Querschnitt und im Längsschnitt.Figs. 1 and 2 show such a coupling according to the invention in cross section and in longitudinal section.

Das auf der treibenden Welle α sitzende Primärlaufrad b umschließt mit seiner Gehäuseschale c die übrigen Teile der Kupplung und ist mit einer Stopfbüchse d gegen die getriebene Welle e abgedichtet. Auf der getriebenen Welle e sitzt, mittelbar mit ihr verbunden, das Sekundärlaufrad-/". The primary impeller b, sitting on the driving shaft α, encloses the remaining parts of the coupling with its housing shell c and is sealed against the driven shaft e with a stuffing box d. The secondary impeller / ″ sits on the driven shaft e , indirectly connected to it.

Wird der Primärteil b der gefüllten Kupplung in Umdrehung versetzt, so wird infolge der entstehenden Fliehkräfte Flüssigkeit im Kreislauf im Sinne der Pfeile g¹, g^% gegen das Sekundärlaufrad/ geschleudert und zwingt dieses zum Mitdrehen. Mit zunehmender Drehzahl des Sekundärlaufrades / entwickeln sich auch in diesem Fliehkräfte, die denjenigen des Primärlaufrades b entgegenwirken, bis bei Synchronlauf die Fliehkräfte sich aufheben und damit der Flüssigkeitskreislauf im Sinne der Pfeile g¹, g² und die Energieübertragung aufhört. 'If the primary part b of the filled clutch is set in rotation, liquid is thrown in the circuit in the direction of the arrows g ¹ , g ^% against the secondary impeller / as a result of the resulting centrifugal forces and forces it to rotate with it. With increasing speed of the secondary impeller /, centrifugal forces develop in this too, which counteract those of the primary impeller b , until the centrifugal forces cancel each other out in synchronism and the fluid circulation in the sense of arrows g ¹ , g ² and the energy transfer cease. '

Wird nun der sich bei vorhandenem Schlupf einstellende Flüssigkeitskreislauf durch irgendein in die Schaufelkanäle eingebautes Drosselorgan eingeschränkt oder unterbrochen, so tritt auch eine Verminderung der übertragenen Energie ein. In den Abb. ι und 2 sind als Drosselorgane Drehklappen h eingebaut, die in NormalstellungIf the fluid circuit that occurs when there is slip is restricted or interrupted by some throttle device built into the blade channels, the energy transferred is also reduced. In Figs. Ι and 2 rotary flaps h are installed as throttle elements, which are in the normal position

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einen Teil der Schaufeln des Sekundärlaufrades/ bilden und in verdrehter Stellung je zwei der Schaufelkanäle abschließen. Die Drehklappen h sind mit ihren Zapfen h¹ und h² im Sekundär teil / gelagert. Auf dem freien Ende des Zapfens h? sind Zahnrädchen i angeordnet, in welche ein großes Zahnrad k eingreift, das fest mit der getriebenen Wellee, auf der das Sekundärlaufrad/ lose ίο sitzt, verbunden ist. Bei einer Verdrehung des Sekundärlaufrades/ relativ zur Wellee bzw. zum Zahnrad k werden die Klappen h verdreht. Am Sekundärteil / sind Augen I und am Zahnrad k Augen m angeordnet, die mittels einer Feder η aufeinandergepreßt werden. Das vom Primärlaufrad b durch die Flüssigkeit auf das Sekundär lauf rad f ausgeübte Moment wird über die Feder η auf das Zahnrad k und auf die treibende Welle e übertragen. Sobald dieses Moment die Vorspannung der Feder η überschreitet, heben sich die beiden Augen I und m voneinander ab, und es tritt infolge der Relativdrehung zwischen dem Sekundärlaufrad / und dem Zahnrad k ein Verdrehen der Klappen h bis · zum völligen Abschließen der Kanäle ein. Durch Veränderung der Vorspannung der Feder η 'kann das Rutschmoment beliebig verändert werden. 'form part of the blades of the secondary impeller / and close off two of the blade channels in a rotated position. The rotary flaps h are part / mounted with their pins h ¹ and h ² in the secondary. On the free end of the peg h? gears i are arranged, in which a large gear k engages, which is firmly connected to the driven shaft e on which the secondary impeller / loose ίο sits. When the secondary impeller / relative to the shaft e or to the gear k is rotated, the flaps h are rotated. On the secondary part / eyes I and on the gear k eyes m are arranged, which are pressed onto one another by means of a spring η. The moment exerted by the primary impeller b through the liquid on the secondary impeller f is transmitted via the spring η to the gear k and to the driving shaft e . As soon as this moment exceeds the preload of the spring η , the two eyes I and m lift from one another, and as a result of the relative rotation between the secondary impeller / and the gear k, the flaps h rotate until the channels are completely closed. By changing the preload of the spring η ', the slipping torque can be changed as required. '

Der Antrieb der Klappen/1 kann anstatt mit Zahnrädern auch mit Hebeln, Lenkern 0. dgl·, erfolgen, etwa in ähnlicher Weise, wie dies beim Antrieb der Drehleitschaufeln (Finksche Leitschaufeln) bei Wasserturbinen bekannt ist.The drive of the flaps / 1 can instead with gear wheels also with levers, handlebars, etc. this when driving the rotating guide vanes (Fink's guide vanes) in water turbines is known.

Im geschlossenen Zustand der in den Abb. ι und 2 dargestellten Klappen h wird der Durchfluß durch die Schaufelkanäle vollständig unterbunden. Dagegen stellen sich 4P am Anfang und am Ende der Schaufelkanäle noch die strichpunktierten Kreisläufe o¹ bzw. ö² ein, die noch eine geringe Energieübertragung bewirken. Um diese restliche Energieübertragung noch weiter zu vermindern, müßten dia Drehklappen am Anfang der Schaufeln bei^¹ und gegebenenfalls auch noch am Ende der Schaufeln bei p² so angeordnet werden, daß in geschlossener Stellung ein möglichst glatter Abschluß gegen das Primärrad b erzielt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist in der Abb. 3 dargestellt. Die Bezugszeichen dieser Abbildung entsprechen denen der Abb. 1 und 2.In the closed state of the flaps h shown in Figs. Ι and 2 , the flow through the blade channels is completely prevented. On the other hand, at the beginning and at the end of the vane channels, the dash-dotted circuits o ¹ and ö ² , which still bring about a low energy transfer, are set at 4P. In order to reduce this remaining energy transfer even further, the rotary flaps at the beginning of the blades at ^ ¹ and possibly also at the end of the blades at p ^{2 would have to} be arranged in such a way that the smoothest possible seal against the primary wheel b is achieved in the closed position. An exemplary embodiment is shown in FIG. 3. The reference symbols in this figure correspond to those in figures 1 and 2.

An Stelle der Drehklappen h können beispielsweise auch Ringschieber q als Drosselorgane verwendet werden. Eine solche Ausführung ist beispielsweise in der Abb. 4 dargestellt. Die Bezugszeichen dieser Abbildung entsprechen ebenfalls denen der Abb. 1 und 2. Die Sekundärwelle e ist mit einem steilgängigen Gewinde e¹ versehen, in welches die j Mutter r eingreift, die sich gegenüber dem lose auf der getriebenen Welle e sitzenden Sekundärteil / in axialer Richtung verschieben, jedoch nicht verdrehen kann, da sie mit dem'Teil s am Sekundärrad / mittels Feder und Nut verbunden ist. - Die Mutter r wird mittels einer Feder t gegen einen Anschlag u am Teil J gedrückt. Die Übertragung des Drehmomentes geschieht vom Sekundärrad/ über den Teil ί auf die Mutter r und von dieser über die Gewindegänge e¹ an die Welle e. Infolge der Neigung der Gewindegänge zum Umfang hat die zwischen getriebener Welle e und Mutter r wirkende Umfangskraft das Bestreben, die Mutter r in Achsrichtung nach dem Sekundärteil/ zu drücken. Dieser Bewegung setzt sich die Feder t entgegen. Sobald ein gewisses Drehmoment überschritten ist, wird die Federkraft überwunden und die Mutter r in Achsrichtung verschoben, wobei mittels der Stangen ν und der Hebel w der Ringschieber q ebenfalls verschoben wird und die Schaufelkanäle ganz oder teilweise abschließt. Gleichzeitig findet eine Relativdrehung der Welle e gegen den Sekundärteil / statt.Instead of the rotary flaps h , for example, ring slides q can also be used as throttle elements. Such a design is shown in Fig. 4, for example. The reference numerals of this figure also correspond to those of Figs. 1 and 2. The secondary shaft e is provided with a steep thread e ¹ , in which the j nut r engages, which is opposite the secondary part sitting loosely on the driven shaft e / in the axial direction move, but not twist, because it is connected to the part s on the secondary wheel / by means of a tongue and groove. - The nut r is pressed against a stop u on part J by means of a spring t. The torque is transmitted from the secondary wheel / via part ί to the nut r and from this via the threads e ¹ to the shaft e. As a result of the inclination of the thread turns to the circumference, the circumferential force acting between the driven shaft e and nut r tends to push the nut r in the axial direction towards the secondary part /. The spring t opposes this movement. As soon as a certain torque is exceeded, the spring force is overcome and the nut r is moved in the axial direction, the ring slide q is also moved by means of the rods ν and the lever w and completely or partially closes the blade channels. At the same time, the shaft e rotates relative to the secondary part /.

Eine sehr vorteilhafte Ausführung der Erfindung, die eine besonders starke'Herabsetzung des Schlupfmomentes ermöglicht, zeigt die Abb. 5. Die durch die Klappe oder den Ringschieber erzeugte Stauwirkung wird erfindungsgemäß dazu benutzt, eine teilweise Entleerung der Kupplung und damit eine weitere Verringerung der Übertragungsfähigkeit herbeizuführen. Hierzu sind Kanäle χ angeordnet, die vom Kernraum y der Kupplung in einen mit dem Sekundärrad f umlaufenden Auffangraum ζ führen. Sobald das durch die Feder p eingestellte Moment überschritten ist und durch die Kanaldrosselung ein großer Schlupf eintritt, wird infolge der geringer werdenden Fliehkräfte im Sekundärrad / bzw. im Auffangraum 2 die Flüssigkeit durch die Kanäle χ nach dem Auffangraum ζ getrieben und damit eine teilweise Entleerung der Energie übertragenden Teile b, f der Kupplung herbeigeführt. Ist die Störung beseitigt, so öffnen sich die Drehklappen h wieder, das Sekundärrad / wird beschleunigt, und unter no der Wirkung der wachsenden Fliehkräfte wird die Flüssigkeit aus dem Auffangraum ζ durch die Kanäle χ in den Kernraum y zurüekgedrückt und die volle Übertragungsfähigkeit der Kupplung wiederhergestellt.A very advantageous embodiment of the invention, which enables a particularly strong reduction in the slip torque, is shown in Fig. 5 . For this purpose, channels χ are arranged, which lead from the core space y of the clutch into a collecting space ζ rotating with the secondary wheel f . As soon as the torque set by the spring p is exceeded and a large slippage occurs due to the decreasing centrifugal forces in the secondary wheel / or in the collecting chamber 2, the liquid is driven through the channels χ to the collecting chamber ζ and thus a partial emptying of the Energy-transmitting parts b, f brought about the coupling. Once the fault has been eliminated, the rotary flaps h open again, the secondary wheel / is accelerated, and under the effect of the increasing centrifugal forces, the liquid is pushed back from the collecting space ζ through the channels χ into the core space y and the full transmission capacity of the clutch is restored .

Claims

Patent claims:

i. Hydraulic fluid coupling, in which when a certain Performance automatically reduces the amount of fluid circulating in seconds and when going back to the

Normal power is automatically increased again by providing a control as a function of springs which can be set to a certain power and which transmit the torque from a coupling part to the associated shaft, characterized in that when the preload of the springs (n or t) and the associated relative rotation between the one coupling part (/) and the associated shaft (e) a throttle valve (h) rotatably arranged in the flow circuit in a manner known per se or a flat slide valve (q) arranged in a manner known per se in the flow circuit so as to be displaceable transversely to the flow partially or completely blocks the flow circuit and opens it again when returning to normal operation.

2. Hydraulic fluid coupling according to claim 1, characterized in that the coupling core space (y) is connected by channels (x) to a collecting space (z) arranged around the hub of the secondary impeller (/).

1 sheet of drawings