DE677927C - Vereinigte Fluessigkeitsstroemungs-, Reibungs- und Klauenkupplung - Google Patents

Description

Es sind viele Ausführungen bekannt, bei denen die hydraulische Strömungskupplung entweder durch eine Reibungskupplung oder durch eine Klauenkupplung überbrückt wird zur verlustlosen Leistungsübertragung während des normalen Betriebes. Die an sich . bekannten Ausführungen mit Reibungskupplung allein, bei denen der in der Flüssigkeit sich drehende Kupplungsläufer als axial verschiebbarer Reibungsteil ausgebildet ist, haben den Nachteil, daß ein Rutschen der Kupplungsteile bei längerer Betriebsdauer kaum vermeidbar ist. Für volle Betriebsleistung bemessen, würde die Reibungskupplung zu groß werden, und außerdem könnte die Wärmeentwicklung bei starkem Rutschen innerhalb der Betriebsflüssigkeit unvorhersehbare schädliche Folgen haben.

Eine mit der Flüssigkeitskupplung zusammengebaute Klauenkupplung erfordert zum stoßfreien und lautlosen Einrücken der Klauen vollkommenen Gleichlauf beider zu kuppelnder Teile. Dieser Gleichlauf ist aber ohne eine besondere Vorrichtung, nur mit der Flüssigkeitskupplung allein, kaum oder gar nicht erreichbar.

Bekannt ist ferner, auf einer den Kupplungsläufer tragenden Zwischenwelle außerhalb des Kupplungsgehäuses eine Reibungsund eine Klauenkupplung je für sich getrennt anzuordnen. Im Regelbetrieb bleibt hierbei die Flüssigkeitsschlupfkupplung eingeschaltet. Die Kupplung kann also nur mit kleinem Schlupf arbeiten. Die Klauenkupplung rückt nicht selbsttätig ein, sondern wird in Sonderfällen willkürlich eingeschaltet.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine Vereinigung von Flüssigkeitsschlupfkupplung, Reibungskupplung und Klauenkupplung zur Verwendung als sog. Anfahrkupplung mit

verhältnismäßig großem Schlupf (beispielsweise 30 %) bei Betriebsdrehzahlen der Antriebsmaschine. Die von der Flüssigkeitskupplung übertragene Leistung beträgt in diesem Falle anfänglich nur einen kleineren Teil der maximalen Betriebsleistung. Erst nach Überbrückung der Flüssigkeitskupplung durch Einrücken der Klauenkupplung, wodurch der Schlupf zum Nullwert wird, wird die Antriebsleistung auf den maximalen Wert gesteigert. Hierdurch kann der Durchmesser der Kupplung bedeutend kleiner gehalten werden als bei normalen Abmessungen für etwa 2 bis 3 % Schlupf. Im wesentlichen ist der Erfindungsgegenstand dadurch gekennzeichnet, daß die an sich bekannten Kupplungselemente, Flüssigkeitskupplung, Reibungskupplung zwischen Kupplungsläufer und Deckel sowie Klauenkupplung zwischen Läuferwelle und Kupplungsdeckel, eine bauliche Einheit bilden, in der das Einschalten der Reibungskupplung willkürlich, das Einschalten der Klauenkupplung dagegen selbsttätig beim Gleiten der Reibungskupplung erfolgt. Die bauliche Ausbildung ist eine solche, daß ein sehr enger Zusammenbau erreicht, die Kupplung im ganzen also trotz der Vereinigung dreier Kupplungsarten besonders kurz wird.

Folgerides Zahlenbeispiel möge den Vorteil dieser zusammengesetzten Kupplung klarstellen. Es sei angenommen, daß bei einer minutlichen Drehzahl der Antriebsmaschine von 2000 eine Leistung von etwa 400 PS übertragen werden soll. Eine Flüssigkeitskupplung allein würde hierzu einen äußeren Profildurchmesser von etwa 475 mm erfordern. Einen Kupplungssatz gemäß der Erfindung würde man dagegen so auslegen können, daß die Flüssigkeitskupplung bei 2000 Umdrehungen der Antriebswelle und einem Schlupf von 30 % ^z· B- ⁿu^r 200 PS zu übertragen braucht. Der äußere Profildurchmesser beträgt dann nur etwa 325 mm, Bei eingerückter Klauenkupplung kann das Kupplungsganze dann die volle Leistung von 400 PS verlustlos übertragen.

Diese zusammengesetzte Kupplung ist insbesondere dann geeignet, wenn schwere Massen mit großem Trägheitsmoment in Drehung versetzt werden sollen, wie z. B. bei Walzwerken, Stanzen, Pressen und ähnlichen Anlagen. Außerdem erreicht man mit der sehr weichen Anlaufkupplung, daß kritische Drehzahlen von Wellenleitungen für Schiffsantrieb, Flugzeugen usw. während des Anlaufens der Antriebsmaschine stark gedämpft werden. Bei Schienenfahrzeugen mit Dieselmotorenantrieb (Triebwagen) gewährleistet eine solche für großen Schlupf bemessene Flüssigkeitskupplung ein sehr weiches Anfahren. Während des Regelbetriebes ist die Klauenkupplung stets eingerückt, der Schlupf also vollständig ausgeschaltet.

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 bis 4 in Längenschnitten eine Ausführungsform in vier verschiedenen Stellungen.

Der Flüssigkeitskupplungsteil besteht, wie üblich, aus dem Treiber A, dem Läufer B und dem Treiberdeckel C.

Die Reibungskupplung D wird einerseits von dem äußeren Umfangsteil des Läufers B und andererseits von einem inneren Umfangsteil des Treiberdeckels C gebildet. Diese Reibungskupplung wird durch eine in der hohlen und axial verschiebbaren Läuferwelle E untergebrachte Feder F eingerückt.

Die Klauenkupplung besteht aus den Klauen /, die einerseits am Treiberdeckel C und anderseits an einer auf der Läuferwelle E verschiebbar angeordneten, jedoch mit ihr sich drehenden Muffe H sitzen. Letztere ist mit einem Innenrand R versehen, der sich gegen die Schulter Q der Lauf er welle legt und diese dadurch entgegen der Wirkung ihrer Feder F in der Anfangsstellung hält.

Reibungskupplung und Klauenkupplung arbeiten in der Betriebsflüssigkeit der Flüssigkeitskupplung.

Die axialen Verschiebungen der Muffe H go erfolgen beispielsweise durch eine auf der Zeichnung angedeutete Bewegungsvorrichtung, bestehend aus Handrad L, Gewindespindel M, Spindelmutter N₁ Feder K, Federhülse O und um einen festen Punkt G schwenkbaren Hebel P. Die axialen Bewegungen der Läuferwelle E und der Muffe H sind vollständig voneinander getrennt. Hierdurch wird erreicht, daß bei einer Bewegung der Muffe H nach rechts das Einkuppeln der Reibungskupplung vollständig selbsttätig durch die Feder F erfolgt.

Fig. ι zeigt die Stellung von Reibungsund Klauenkupplung sowie des Bewegungsgestänges, wenn die Flüssigkeitskupplung während des Anfahrens eingeschaltet, also allein wirksam ist. Mittels des vorbeschriebenen Bewegungsgestänges ist die Bewegungsmuffe H bis zum äußersten Anschlag nach links bewegt. Reibungs- und Klauenkupplung sind ausgerückt. Die Feder F steht unter Spannung. Die Leistung wird von dem Läufer B direkt über die Läuferwelle E auf die Arbeitsmaschine übertragen.

Durch entsprechendes Drehen des Handrades L und der Gewindespindel M werden Mutter N, Federhülse O nach rechts bewegt und der Hebel P um seinen Drehpunkt G gedreht. Hierdurch wird die Bewegung der Muffe H nach rechts eingeleitet. Die Feder F 12c entspannt sich nun und drückt Läuferwelle E und Läufer B langsam nach rechts herüber

und rückt die Reibungskupplung D ein (Fig. 2). Die Feder F ist so stark, daß das zum Anfahren erforderliche kleinere Drehmoment von der Reibungskupplung übertragen wird. Hierdurch wird ein Synchronlauf zwischen Treiber A und Treiberdeckel C einerseits und Läufer B andererseits erreicht. In seiner axialen Verschiebung hat der Läufer B nun seine äußerste rechte Lage erreicht. Die Leistung wird vom Treiber A über Reibungskupplung D und Läufer B unmittelbar über die Läuferwelle E auf die Arbeitsmaschine übertragen.

Durch die Trennung von Läuferwelle E und MuffeH ist eine weitere Verschiebung der Muffe H in derselben Richtung möglich, wenn nach Einrücken der Reibungskupplung und eingetretenem Synchronismus bei weiterer Verschiebung der Muffe H die Klauenkupplung nicht gleich fassen kann, da die Klauen nicht genau gegenüber den Lücken zu stehen kommen, so wird die Muffe H mit den Klauen I vorübergehend die in Fig. 3 gezeigte Stellung erhalten. Handrad L und Gewindespindel M können jedoch trotz Festhaltens der Hülse O durch den Hebel P bis in die Endstellung gedreht werden. Hierbei wird die Feder /C gespannt, und die Federkraft wird den Hebel P sofort weiter nach rechts schwenken, wenn bei leichter Drehung der Teile B und C bzw. A gegeneinander die Klauen auf Klauenlücken zu stehen kommen. Die erwähnte Verdrehung der gekuppelten Teile gegeneinander tritt von selbst ein durch ein geringes Rutschen in der Reibungskupplung, verursacht beispielsweise durch Leistungssteigerung oder Schwäche der Reibungskupplung.

Die Stellung von Reibungskupplung, Klauenkupplung und Bewegungsgestänge, wenn die Klauenkupplung eingerückt und die Flüssigkeitskupplung überbrückt bzw. ausgeschaltet ist, zeigt Fig. 4. Die Leistung der Antriebsmaschine kann nun gesteigert und verlustlos übertragen werden. Der Kraftschluß ist nun über Treiber A, Treiberdekkel C, Klauen /, Muffe H und Läuferwelle E Arbeitsmaschine.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsschlupf- und Festkupp»- lung, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich bekannten Kupplungselemente, Flüssigkeitskupplung, Reibungskupplung zwisehen Kupplungsläufer und Deckel sowie Klauenkupplung zwischen Läuferwelle und Kupplungsdeckel, eine bauliche Einheit bilden, in der das Einschalten der Reibungskupplung (D) willkürlich, das Einschalten der Klauenkupplung (/) dagegen selbsttätig beim Gleiten der Reibungskupplung erfolgt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Reibungskupplung (D) und Klauenkupplung (/) in dem Gehäuse der Flüssigkeitskupplung untergebracht sind.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der durch Federwirkung (F) axial verschiebbaren Läuferwelle (E) eine mit dieser sich drehende, aber selbständig axial verstellbare Hülse (H) angeordnet ist, die die Läuferwelle (E) in der Anfangsstellung hält und Klauen (/) trägt, die durch Verschieben der Hülse und nach dadurch eingeleitetem Einrücken der Reibungskupplung (D) durch Axialverschiebung des Läufers (JS) in Eingriff mit Klauen (/) am Kupplungsdeckel (Q gebracht werden.

4. Ausführungsform nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung der Hülse (H) ein federbelastetes (K) Gestänge (P, M, N, O) dient, das nach Einrücken der Reibungskupplung und Synchronisierung der Kupplungshälften (A, B) die Klauenkupplung (/) bei auf Lücken stehenden Klauen selbsttätig einrückt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen