DE694856C

DE694856C -

Info

Publication number: DE694856C
Application number: DE1935V0032053
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1935-08-13
Filing date: 1935-08-13
Publication date: 1940-08-09

Description

-ί?-ί?

10 OCT. 194010 OCT. 1940

V32053V32053

Die Erfindung· bezieht sich auf eine besondere Kühleinrichtung für Flüssigkeitsgetriebe, die sowohl aus .einer Turbokupplung¹ als auch aus einem Turbowandler oder aus einer Vereinigung von beiden bestehen können, und hat den Zweck, bei allen Betriebszuständen eine möglichst wirksame Kühlung der zufolge des Schlupfverlustes erwärmten Betriebsflüssigkeit und der Getriebeteile zu erreichen. Außer einer gewissen Selbsiküh,-lung des Kreislaufes durch Wärmeaustausch an seinen Oberflächen an die umgebende Luft kann bei Getrieben, die vom -Betriebsmittel dauernd im Kreislauf durchflossen werden, die Verlustwärme durch einen in diesen Kreis- · lauf eingeschalteten Kühler erfolgen. In gewissen Fällen ist jedoch die Verwirklichung eines durch einen außerhalb des Turbokreislaufs liegenden Kühler gehenden Kreislaufes nicht möglich, auch genügt die Wärmeabführung durch die Oberflächen nicht, um den Temperaturanstieg in zulässigen Grenzen zu halten. Dieser Fall tritt beispielsweise ein, wenn das Getriebe längere Zeit in abgeschaltetem Zustand betrieben wird, d.hf. wenn der treibende Teil mit voller" Drehzahl rotiert, während der ge-rLebene Teil stillsteht oder nur mit ganz geringer Drehzahl umläuft. Die hierbei auftretende Erwärmung durch die Ventilationsarbeit innerhalb des Kreislaufs kann sehr hohe, die Konstruktion gefährdende Werte annehmen, besonders· dann, wenn dije Laufradoberflächen im' Verhältnis zur übertragenen Leistung sehr klein sind, was insbesondere stets bei sehr hoher Umfangsgeschwindigkeit der Fall ist. Für diese Fälle ist bisher versucht worden, eine gewisse Kühlung dadurch zu erreichen, daß auch in ausgerücktem und somit leerem Zustand eine kleine Flüssigkeitsmenge in den Kreislauf eingeführt wird, die durch Auslaßöffnungen am äußeren Umfang abgespritzt wird und so die Verlustwärme abführen kann. Um jedoch zu verhindern, daß bei dieser Betriebsweise eine Stauung der Flüssigkeit in dem Kreislauf eintritt, welche die erforderliche Erniedrigung des übertragbaren Drehmoments im ausgerückten Zustand unmöglich machen würde, sind erfahrungsgemäß diese Abspritzlöcher sehr groß auszuführen, was jedoch beim Betrieb mit vollgefülltem Kreislauf einen unzulässig großen Flüssigkeitsumlauf mit sich bringt, der den Wirkungsgrad sehr ungünstig beeinflussen würde. Es ist daher in diesem Fall erforderlich, die Auslaßöffhungen mit einer Steuerung zu versehen, die es gestattet, diese beim Normalbetrieb auf das erforderliche Maß zu verkleinern und im ausgerückten Zustand so zu vergrößern, daß keine Flüssigkeitsstauung eintreten kann. Diese Steuerung bedeutet eine unliebsame Beigabe, da neben den höheren Anschaffungskosten ein weiterer Bedienungsvorgang bei der Betätigung der Kupplung oder des Wandlers hinzukommt und außerdem auch konstruktive Schwierigkeiten bei den hohenThe invention relates to a special cooling device for fluid transmissions, which can consist of a turbo coupling ¹ as well as a turbo converter or a combination of the two, and has the purpose of heating as effective a cooling as possible in all operating states as a result of the slip loss To achieve operating fluid and the gear parts. In addition to a certain self-cooling of the circuit through heat exchange on its surfaces to the surrounding air, in the case of gears through which the operating medium flows continuously in the circuit, the heat loss can be effected by a cooler connected to this circuit. In certain cases, however, it is not possible to implement a circuit passing through a cooler located outside the turbo circuit, and the heat dissipation through the surfaces is not sufficient to keep the temperature rise within permissible limits. This case occurs, for example, if the transmission is operated in the switched-off state for a long time, i.e. when the driving part rotates at full "speed, while the level part is stationary or only rotates at a very low speed. The heating that occurs here due to the ventilation work within the circuit can take on very high values that endanger the construction, especially if The impeller surfaces are very small in relation to the transmitted power, which is always the case at very high circumferential speeds The circuit is introduced, which is sprayed off through outlet openings on the outer circumference and can thus dissipate the heat loss, but in order to prevent the liquid from accumulating in the circuit in this mode of operation, which makes the required lowering of the transmittable torque impossible in the disengaged state would be he According to experience, these spray holes should be made very large, which, however, results in an impermissibly large liquid circulation when operating with a fully filled circuit, which would have a very unfavorable effect on the efficiency. It is therefore necessary in this case to provide the outlet openings with a control which allows them to be reduced in size to the required level during normal operation and to be enlarged in the disengaged state so that no fluid stagnation can occur. This control means an unpleasant addition, since, in addition to the higher acquisition costs, there is an additional operating process when actuating the clutch or the converter and also structural difficulties with the high ones

Umfangsgeschwindigkeiten bestehen, mit denen, gerade in dem obenerwähnten Fall zu rechnen ist.Circumferential speeds exist with which, is to be expected precisely in the above-mentioned case.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden eine Turbokupplung durch eine besondere, von der Betriebsflüssigkeit unabhängige Kühlflüssigkeit zu kühlen, die auf der An- und Abtriebseite in Achsennähe einem die Kuppelung umschließenden Gehäuse zugeführt und to am äußersten Umfang wieder abgeführt wurde.It has also been suggested a turbo coupling using a special coolant that is independent of the operating fluid to cool, which is fed to a housing enclosing the coupling on the input and output side near the axis and to was discharged again at the outermost extent.

Die Erfindung betrifft eine deratige Kühleinrichtung mit einem in dem Getriebe umlaufenden Kühlmantel und einer diesem Kühlt5 mantel zugeführten, von. der Arbeitsflüssigkeit unabhängigen Kühlflüssigkeit und besteht darin, daß die auf einer Seite der Kreisläufe in Achsnähe zugeführte Kühlflüssigkeit auf* der anderen Seite ebenfalls in Achsnähe, aber auf einem etwas größeren Durchmesser, abgeführt wird. Durch diese Ausführung wird erreicht, daß bei Zuführung der Kühlflüssigkeit auf nur einer Seite des Kreislaufs durch, die mitgeteilte Energie die Kühlfläche auf beide Seiten des Kreislaufs ausgedehnt wird. Bei der obengenannten bekannten Ausführung mit der von der Arbeitsflüssigkeit unabhängigen Kühlflüssigkeit wird diese auf beiden Seiten des· Getriebes zugeführt, und sie verläßt mit hoher Energie am äußersten Umfang die· Kühlräume. Dies hat zunächst den Nachteil zur Folge, daß zwei Zuleitungen erforderlich sind, außerdem aber noch, den weiteren Nachteil eines erheblichen Energiever-]ustes infolge der hohen, der am äußersten Umfang abgeführten Kühlflüssigkeit innewohnenden Energie. Diese Nachteile vermeidet die erfindungsgemäße Ausführung, bei . welcher lediglich die Energieverluste zu decken sind, die zur Überwindung der Reibung · der Flüssigkeit an den Wänden des Kühlraumes dienen. Durch die erfindungsgemäße Kühleinrichtung kann unabhängig vom Füllungsgrad, also sowohl bei vollkommen entleertem als auch bei vollgefülltem Kreislauf, eine wirksame Kühlung erzielt werden. Zweckmäßigerweise wird die den Kreislauf umschließende Schale, also die Außenwand des Kühlraums, mit dem Primärrad desKreielaufs verbunden, so daß es· mit diesem umläuft. Außerdem, können die den Kühlraum bildenden Wände mit vergrößerter wirksamer Oberfläche, und zwar mit Rippen, mit Kühlrohren oder Kühlschlangen,· ausgerüstet werden. Zur Zu- und Abführung der Kühlflüssigkeit können Schöpfrohre verwendet werden, wie sie* zum Füllen und Leeren der Kreisläufe an. sich bekannt sind. The invention relates to such a cooling device with a rotating in the transmission Cooling jacket and a cooling jacket supplied to this by. the working fluid independent cooling liquid and consists in that on one side of the circuits coolant supplied near the axle on the other side also near the axle, but on a slightly larger diameter. By doing this, achieves that when the cooling liquid is supplied on only one side of the circuit through, the communicated energy expands the cooling surface on both sides of the circuit. In the above known embodiment with the coolant, which is independent of the working fluid, this is on both Sides of the gearbox, and it leaves with high energy at the outermost circumference the · cold rooms. This initially has the disadvantage that two supply lines are required are, but also still, the further disadvantage of a considerable loss of energy due to the high level of coolant inherent in the outermost circumference Energy. The embodiment according to the invention avoids these disadvantages . which only has to cover the energy losses necessary to overcome the friction · Serve the liquid on the walls of the refrigerator compartment. By the invention Cooling device can be independent of the degree of filling, so both when completely Effective cooling can be achieved when the circuit is emptied or fully filled. The shell surrounding the circuit, that is to say the outer wall, is expediently used of the cold room, with the primary wheel of the circular run connected so that it revolves around it. In addition, they can use the refrigerator forming walls with increased effective surface, namely with ribs, with cooling tubes or cooling coils. For supplying and removing the coolant Scoop tubes can be used as they are * for filling and emptying the circuits. are known.

In den Zeichnungen sind Aüsführuingsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigenThe drawings show examples of execution of the invention shown schematically, namely show

Abb. ι den Schnitt durch eine Turbokupp^ lung mit besonderen Gehäusewandungen für die Kühlräume,Fig. Ι the section through a Turbokupp ^ with special housing walls for the cold rooms,

Abb. 2 und 3 Teilschnitte einer Turbokupplung mit besonders ausgebildeten Kühlräumen, ■■■'.'Fig. 2 and 3 partial sections of a turbo coupling with specially designed cooling chambers, ■■■ '.'

Abb. 4 den Schnitt durch eine Turbokupplung mit oberflächenvergrößernder Rippung, Abb. 5 und 6 Schöpfrohranordnungen.Fig. 4 the section through a turbo coupling with surface-enlarging ribs, Fig. 5 and 6 scoop tube arrangements.

In Abb. ι ist die einfachste Form einer Turbokupplung dargestellt, wobeidas treibende Schaufelrad α auf der Antriebswelle a¹, das getriebene Radö auf der Antriebswelle δ¹ befestigt ist. An dem Schaufelrad^ ist die Kupplungsschale a^z angebracht, welche das getriebene Schaufelrad b umgreift und so zusammen mit dem treibendien Schaufelrad α ein geschlossenes Gehäuse bildet, das gegen die Abtriebswelle b¹ durch eine Stopfbüchse/ o. dgl. abgedichtet ist. Die Zufuhr der eigentlichen Betriebsflüssigkeit kann in bekannter Weise z. B. durch eine Bohrung in einer der beiden Wellen ω ¹J 6^l und die Abführung durch Bohrungen am äußeren Umfang der Kupplungsgehäuse erfolgen. Der Gegenstand der Erfindung läßt sich jedoch unabhängig von der Bau- und Betriebsart der eigentlichen Kuppr lung anwenden, also auch beispielsweise in dem Fall, wo es sich um eine Kupplung handelt, die stets mit derselben Betriebsflüssigkeit gefüllt bleibt.In Fig. Ι the simplest form of a turbo coupling is shown, whereby the driving impeller α is attached to the drive shaft a ¹ , the driven gear is attached to the drive shaft δ ¹ . On the paddle wheel ^ the coupling shell a ^{z is} attached, which engages around the driven paddle wheel b and thus together with the driving paddle wheel α forms a closed housing which is sealed against the output shaft b ¹ by a stuffing box / o. The supply of the actual operating fluid can be carried out in a known manner, for. B. through a hole in one of the two shafts ω ¹ J 6 ^l and the discharge through holes on the outer circumference of the clutch housing. The object of the invention can, however, be used independently of the construction and mode of operation of the actual Kuppr ment, so also, for example, in the case where it is a clutch that always remains filled with the same operating fluid.

Um die Kupplung herum sind nun zwei weitere Kupplungsschalen c und d angeordnet, so daß zwischen der eigentlichen Kupplung und diesen Schalen ein Raum k zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit gebildet wird. In Abb. 1 erfolgt die Zufuhr der Kühlflüssigkeit durch ein Rohre in dem Raum& zwischen den Kupplungsschalen. Per Austritt erfolgt auf der too andern Seite in ein besonderes Auffanggehäuse g. Durch irgendeine Fördereinrichtung wird ein dauernder, der gewünschten Kühlwirkung angepaßter KüUflüssigkeitsumlauf aufrechterhalten. · ·Two further coupling shells c and d are now arranged around the coupling, so that a space k for receiving the cooling liquid is formed between the actual coupling and these shells. In Fig. 1, the cooling liquid is supplied through a pipe in the space & between the coupling shells. The exit takes place on the other side in a special collecting housing g. A continuous cooling liquid circulation adapted to the desired cooling effect is maintained by any conveying device. · ·

Abb. 2 und 3 zeigt eine etwas geänderte Ausführung, bei welcher durch eine besondere Ausbildung der Laufradsdhaufeln m des trimärradesÄ, a³ die an der Wärmeübertra:- gung teilnehmenden Kühlflächen vergrößert werden. Ähnliche Vergrößerungen der Kühlfläche des Gehäuses usw. können in der aus Abb. 4 ersichtlichen Weise verwirklicht werden. Die Abstände zwischen den Oberflächen, die den Durchflußraum, für die Kühlflüssigkeit bilden, sind hierbei genügend klein zu halten, um die für eine intensive Kühlung ^forderliche Geschwindigkeit und Durchwirbelung der Strömung zu erhalten.Fig. 2 and 3 show a slightly modified design, in which the cooling surfaces participating in the heat transfer are enlarged by a special design of the impeller blades m of the trimary wheel Ä, a ^3. Similar enlargements of the cooling surface of the housing etc. can be achieved in the manner shown in FIG. The distances between the surfaces that form the flow space for the cooling liquid are to be kept sufficiently small in order to maintain the speed and turbulence of the flow required for intensive cooling.

An Stelle der in Abb. 3 dargestellten Ausr führung der Schaufeln'können in letztere auch Rohre oder Kanäle eingegossen wer-Instead of the design of the blades shown in Fig. 3, the latter Pipes or ducts can also be cast in

den, die von der Kühlflüssigkeit durchflossen werden.the ones through which the coolant flows.

Abb. 5 zeigt eine Einrichtung zur Abführung der Kühlflüssigkeit mit Hilfe eines sog. Schöpf rohres/z. Hierbei wird die Kühlflüssigkeit zufolge ihrer Rotation gegen- die Öffnung des Schopfrohres h getrieben-, wobei die Kühlflüssigkeit unter Ausnutzung des hierbei wirksamen Staudruckes beispielsweise in einen über der Kupplung befindlichen Behälter usw. hochgepumpt werden kann.Fig. 5 shows a device for discharging the cooling liquid with the help of a so-called. Scoop tube / z. In this case, the cooling liquid is driven against the opening of the scoop tube h due to its rotation, whereby the cooling liquid can be pumped up, for example, into a container located above the coupling, using the dynamic pressure that is effective here.

Abb. 6 zeigt eine ähnliche Einrichtung, bei welcher jedoch durch die Biegung des Rohres ζ in Umlauf richtung der Kühlflüssigkeit eine Saugwirkung entsteht, so daß hiermit die Kühlflüssigkeit aus einem unterhalb der Kupplung liegenden Behälter angesaugt werden kann.Fig. 6 shows a similar device, but in which by the bend of the pipe ζ In the direction of circulation of the coolant there is a suction effect, so that this the coolant can be sucked in from a container located below the coupling can.

Bei Verwendung einer Kühlflüssigkeit, die gleichzeitig Schmier wirkung besitzt, kann die Kühlflüssigkeit auch gleichzeitig zur Schmierung der Lagerungen für die Kupplung bzw. der zu kuppelnden Maschinen verwendet werden.When using a coolant that also has a lubricating effect, the Coolant also simultaneously lubricates the bearings for the clutch or of the machines to be coupled.

Claims

Patent claims:

I, cooling device for fluid transmission using the flow principle a cooling jacket attached to the driving or driven shaft, one of which is independent of the working fluid and, if necessary, various coolants are supplied in the vicinity of the axle by 'a coolant drainage also close to the axis on the side of the circuit opposite the feed, but on a slightly larger one Diameter, so that when the cooling liquid is supplied on only one side of the The cooling surface is expanded on both sides through the circulated energy will.

■ 2. Cooling device according to Claim 1, characterized in that the walls (a, a ² , C, d) 'forming the cooling spaces (k) are designed with an effective surface enlarged in a manner known per se, for example ribbed or provided with special cooling pipes or cooling coils are.

3. Cooling device according to claims ι and 2, characterized in that the supply and discharge of the cooling liquid takes place automatically through known scoop tubes (/ or h) run for filling and emptying flow circuits.

4. Cooling device according to claims ι to 3, characterized in that that the coolant also acts as a lubricant for the shaft bearings serves.

·· In addition 1 sheet of drawings