DE755935C

DE755935C - Fluid coupling according to Foettingerbauart, especially for motor vehicles

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Publication number: DE755935C
Application number: DES118798D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-11-14
Filing date: 1935-06-25
Publication date: 1953-02-02

Description

Flüssigkeitskupplung nach Föttingerbauart, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung löst die Aufgabe, bei Flüssigkeitskupplungen nach Föttingerbauart ohne Füllgradregelung, insbesondere . für Kraftfahrzeuge, die Drehmomentaufnahme im Festbremspunkt oder bei hohem Schlupf zu vermindern.Fluid coupling of the Föttinger type, in particular for motor vehicles The invention solves the problem with fluid couplings according to the Föttinger design without filling level control, in particular. for motor vehicles, the torque absorption to be reduced at the stall point or with high slip.

Bei der Verwendung einer Füllgradregelung wird die Anpassung der Drehmomentaufnahme in der Weise erreicht, daß die Menge der Arbeitsflüssigkeit im Flüssigkeitskreislauf während des Betriebes so verändert wird, daß sich bei hohem Schlupf wenig und bei geringem Schlupf viel Arbeitsflüssigkeit im Kreislauf befindet. Diese Maßnahme erfordert aber zusätzliche technische Einrichtungen, nämlich Leitungen, Pumpen und Vorratsraum, und besondere Bedienungsmaßnahmen. Fernerhin tritt bei dieser Füllgradregelung die Schwierigkeit auf, daß bei teilweise gefülltem Flüssigkeitskreislauf und hohem Schlupf der Umlauf der Arbeitsflüssigkeit unregelmäßig und unbestimmt wird und zeitweise völlig zusammenbricht, so, daß die gewünschte Drehmomentübertragung in ungeregelter Weise gestört und zeitweise unterbrochen wird. Zur Beseitigung oder Verminderung dieser Unbeständigkeit hat man bereits in der glatten Begrenzung des Flüssigheitskreislaufes eine- Unstetigkeit vorgesehen, die den ungestörten Umlauf des bei teilweiser Füllung vorhandenen flachen Flüssigkeitswirbels von hoher Geschwindigkeit verhindert, dagegen den normalen Flüssigkeitsumlauf bei geringen Schlupfwerten nur ein verhältnismäßig kleines Hindernis. bereitet.When using a degree of filling regulation, the torque absorption is adjusted in such a way that the amount of working fluid in the fluid circuit is changed during operation so that there is little working fluid in the circuit with high slip and much working fluid with low slip. However, this measure requires additional technical equipment, namely lines, pumps and storage room, and special operating measures. Furthermore, with this filling level control the problem arises that when the fluid circuit is partially full and there is high slip, the circulation of the working fluid becomes irregular and indefinite and at times completely collapses, so that the desired torque transmission is disturbed in an uncontrolled manner and temporarily interrupted. To eliminate or reduce this instability, it has already provided in the smooth boundary of the liquid unit circuit a- discontinuity which prevents the undisturbed circulation of the existing partially filled, flat liquid vortex of high speed, on the other hand the normal fluid circulation at low slip values, only a relatively small obstacle. prepares.

Diese bei Kupplungen mit regelbarem Füllgrad auftretenden Schwierigkeiten, die Drehmomentübertragung konstant zu halten, treten bei Kupplungen ohne Füllgradregelung nicht auf, weil die im Arbeitsraum vorhandene Flüssigkeitsmenge stets gleichbleibend oder nahezu gleichbleibend groß ist. An Stelle dessen zeigt sich der andersartige Nachteil, daß infolge des ständig hohen Füllgrades die Drehmomentaufnahme auch im Festbremspunkt oder bei hohem Schlupf sehr groß ist. Verwendet man daher solche Kupplungen für Fahrzeuge, die ein mechanisches Geschwindigkeitswechselgetriebe in Verbindung mit einer Hauptreibungskupplung oder einer Reibungsbremse aufweisen, die auf einen Teil eines Planetenrädergetriebes einwirkt und zwecks Gangwechsels ein- und ausgeschaltet werden kann, so sucht bei eingeschaltetem Gang und leerlaufendem Motor das übertragene Drehmoment den Wagen aus dem Stand zu bewegen, so daß die Fahrzeugbremse störenderweise selbst auf ebener Straße angezogen werden muß und außerdem eine Brennstoff verbrauchende Drehmomentbelastung im Motor auftritt, die lediglich die Kupplungsflüssigkeit erhitzt.These difficulties that occur with clutches with a controllable filling level, Keeping the torque transmission constant occurs in clutches without filling level control not because the amount of liquid in the work area is always constant or is almost the same size. Instead, the different one shows up Disadvantage that as a result of the constantly high degree of filling, the torque absorption also in the Stall point or with high slip is very large. Therefore, if you use such Clutches for vehicles that have a mechanical speed change gearbox in Have a connection to a main friction clutch or a friction brake, which acts on part of a planetary gear and for the purpose of changing gears can be switched on and off, so searches with gear engaged and idling Motor the transmitted torque to move the car from a standstill, so that the The vehicle brake has to be applied annoyingly even on a level road and in addition, a fuel consuming torque load occurs in the engine, which only heats the clutch fluid.

Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß durch Anordnung einer an oder nahe bei der radial inneren Grenzfläche des Arbeitskreislaufes in denselben hineinragenden Prallscheibe die äußersten Schichten der umlaufenden Flüssigkeit verzögert und in das Innere der Flüssigkeit hinein abgelenkt werden. Hierdurch verringert sich die Umlaufgeschwindigkeit der Arbeitsflüssigkeit im ganzen und damit weiterhin das von der abgebremsten Kupplung aufgenommene Drehmoment, da dieses nicht nur von der Menge, sondern auch in sehr starkem Maße von der Umlaufgeschwindigkeit der im Arbeitskreislauf befindlichen Flüssigkeit abhängt.The invention is based on the knowledge that by arranging a at or near the radially inner boundary surface of the working circuit in the same protruding baffle plate the outermost layers of the circulating liquid delayed and deflected into the interior of the liquid. This reduces the circulation speed of the working fluid as a whole and thus continues the torque absorbed by the braked clutch, as this is not only from the amount, but also to a very large extent on the speed of circulation of the im Liquid located in the working circuit depends.

Trotzdem stört bei passender Bemessung die Prallscheibe während der Kraftübertragung unter kleinem Schlupf nicht, da sie weder das übertragene Drehmoment verkleinert noch den Schlupf demzufolge vergrößert. Unter diesen Arbeitsbedingungen ist nämlich sowohl der Schlupf als auch die Umlaufgeschwindigkeit klein und daher die Wirkung der Prallscheibe auf die Flüssigkeit nur schwach. Außerdem kommt während der Kraftübertragung die umlaufende Flüssigkeit mit der wie ein Wehr wirkenden Prallscheibe überhaupt nicht oder nur wenig in Berührung, weil infolge der vorhandenen großen Zentrifugalkraft die Flüssigkeit an der Übergangsstelle von der Turbinenschaufelung zur Pumpenschaufelung eher dem Kernring als der äußeren Begrenzungsfläche des Kreis-Laufes folgt.Nevertheless, if dimensioned appropriately, the baffle disc interferes during the Power transmission under small slip is not, as it neither does the transmitted torque reduces the slip and consequently increases it. Under these working conditions namely, both the slip and the speed of rotation are small and therefore the effect of the baffle on the liquid is only weak. Also comes during the power transmission the circulating liquid with the baffle plate acting like a weir not at all or only a little in contact, because of the large size Centrifugal force pushes the liquid at the transition point from the turbine blades for the pump blades rather the core ring than the outer boundary surface of the circular barrel follows.

Die Anordnung eines passend bemessenen Bremsgliedes ermöglicht es daher, das Drehrnomentaufnahmevermögen einer Kupplung mit gleichbleibender Füllung oder einer Vorratskammerkupplung bei ioo°/oigem Schlupf weitgehend zu verkleinern, ohne daß gleichzeitig während der Kraftübertragung der Schlupf vergrößert wird.The arrangement of a suitably sized brake member makes it possible hence the torque capacity of a clutch with constant filling or a storage chamber clutch to largely reduce the size in the event of 100% slip, without increasing the slip at the same time during the power transmission.

Die Erfindung kennzeichnet sich also durch die Anwendung der an sich bei Flüssigkeitskupplungen mit regelbarem Füllgrad benutzten Prallscheibe bei Flüssigkeitskupplungen ohne Füllgradregelung zu dem Zweck, die Drehmomentaufnahtne im Festbremspunkt oder bei hohem Schlupf zu verringern.The invention is thus characterized by the application of the per se baffle plate used for fluid couplings with adjustable filling level for fluid couplings without filling level control for the purpose of the torque absorption in the stall point or to be reduced in the case of high slip.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Prallscheibe besteht darin, daß die Prallscheibe schalenförmig ausgebildet und an ihrer Kante mit Schlitzen für die Schaufeln des sie tragenden Kupplungsteils versehen ist, wobei der Umfang der Prallscheibe unmittelbar an der Übergangsstelle vom getriebenen zum treibenden Teil der Kupplung oder in gewissetn kurzem Abstand davon in den Kreislauf hineinragt.A preferred embodiment of the baffle plate is that the baffle plate is cup-shaped and has slots for at its edge the blades of the coupling part carrying them is provided, the circumference of the Baffle plate directly at the transition point from the driven to the driving part the coupling or at a certain short distance from it protrudes into the circuit.

Um den Füllgrad des Kreislaufes während des Betriebes möglichst gleich zu halten, kann man die Kupplung in an sich bekannter Weise mit einer mit dem getriebenen Kupplungsteil verbundenen und mitumlaufenden Vorratskammer verbinden.In order to keep the degree of filling of the circuit as equal as possible during operation to keep, you can use the clutch in a known manner with a driven Connect the coupling part and the circulating storage chamber.

Wenn die. Kupplung einem übermäßigen Drehmoment unterworfen wird, erhält sie durch das Bremsglied einen größeren Schlupf leichter als die bekannte Kupplung. Hierbei wird aber ihr Flüssigkeitsinhalt heißer als der der bekannten Kupplung. Der kleine Vorratsraum ermöglicht dann die hierbei auftretende beträchtliche Ausdehnung des in der Kupplung eingeschlossenen Flüssigkeits- und Gasinhaltes, so. daß die Stopfbuchse vom Druck entlastet wird.If the. Clutch is subjected to excessive torque, it receives a larger slip more easily than the known one due to the braking member Coupling. Here, however, their liquid content becomes hotter than that of the known ones Coupling. The small storage space then enables the considerable amount that occurs here Expansion of the liquid and gas content enclosed in the coupling, see above. that the stuffing box is relieved of pressure.

Besondere Vorteile gibt die Prallscheibe in solchen Turbokupplungen, die mit einem Mehrstufengeschwindigkeitsgetriebe verbunden sind, bei denen während der Fahrt der Gang gewechselt werden soll. Bei Planetengetrieben mit Vorwähler, beispielsweise dem im Eisenbahnverkehr viel benutzten Wilsongetrielw, kann es leicht vorkommen, daß die miteinander zu kuppelnden Wellen mit sehr großer Geschwindigkeitsdifferenz umlaufen, so daß entsprechend große Geschwindigkeitsunterschiede zwischen der treibenden und der getriebenen Welle der angeschlossenen Turbokupplung auftreten. Beim plötzlichen Umschalten vom beispielsweise dritten: auf den vierten Gang verringert sich die Geschwindigkeit des getriebenen Teils plötzlich und bewirkt eine entsprechende plötzliche Vergrößerung des Schlupfes.. Hierdurch wieder vergrößert sich plötzlich die Umlaufsgeschwindigkeit der Arbeit8flüssigkeit und bewirkt eine entsprechende Vergrößerung des übertragenen. Drehmomentes, was. vom Reisenden als unangenehmer Stoß empfunden wird und übrigens ungewöhnliche Belastungen im Getriebe erzeugt. Durch die Einführung der Prallscheihe im Sinn der Erfindung wird diese Erscheinung stark gemindert, weil die Prallscheibe durch seine verzöge rnde Wir kung das Auftreten eines, ungewöhnlich schnellen Flüssigkeitsumlaufes verhindert.The baffle plate in such turbo couplings offers particular advantages, which are connected to a multi-speed gearbox, where during the gear is to be changed during the journey. For planetary gears with preselector, For example, the Wilsongetrielw, which is widely used in rail traffic, can do it easily it happens that the waves to be coupled with one another have a very large speed difference revolve, so that correspondingly large differences in speed between the driving and the driven shaft of the connected turbo coupling occur. When suddenly switching from third gear, for example: reduced to fourth gear the speed of the driven part suddenly changes and causes a corresponding sudden increase in the slip .. This again increases suddenly the speed of circulation of the working fluid and causes a corresponding Enlargement of the transmitted. Torque what. from the traveler as more unpleasant Shock is felt and incidentally generates unusual loads in the transmission. This phenomenon becomes due to the introduction of the baffle plate in the sense of the invention greatly reduced because the impact disc slows down the occurrence an unusually fast fluid circulation is prevented.

Die Größe der Prallscheibe wird in der Hauptsache auf das gewünschte: Ausmaß der Verringerung derDrehmo,mentaufnabmefähigkeit hei gebremster Abtriebswelle abgestimmt. Je größer die Prallscheibe ist, desto. stärker wird die Drehmomentaufnahmefähigkeit verringert.The size of the baffle plate depends mainly on the required: The extent to which the torque absorption capacity is reduced when the output shaft is braked Voted. The larger the baffle plate, the more. the torque capacity becomes stronger decreased.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Flüssi.üeitskupplung nach der Erfindung dargestellt.In the drawing is an embodiment of the fluid coupling shown according to the invention.

Auf Kurbelwelle r derBrennkraftmaschine2 des, Kraftfahrzeuges sitzt der treibende Teil 3 der Flüssigkeitskupplung. Der betriebene Kupplungsteil 4 sitzt auf der Welle 5 und ist mit einer Vorratskammer 6 versehen, deren Fassungsvermögen ungefähr 1/4 oder 1/s des Rauminhaltes: des ringförmigen Arbeitskreislaufes der Flüssigkeit beträgt, und die mit dem Kreislauf .durch Kanäle 8 in Verbindung steht, die in das Innere von als Kernleitringe ausgebildeten Bestandteile 9 und ro des treibenden bzw. des getriebenen Kupplungsteils münden. Diese Anordnung sichert eine selbsttätige: Regelung dies ,Flüss.igkeitsinhaltes, wie in der deutschere Patentschrift 612 031 beschrieben ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist -eine solche Kupplung als Kupplung mit gleichbleibendem Flüssigkeitsinhalt anzusehen, da sie durch eine Stopfbuchse z r gedichtet ist und der Gesamtinhalt an Flüssigkeit innerhalb des Kreislaufes und des Vorratsbehälters während der ganzen, Betriebszeit nicht, veränderlich ist.Seated on the crankshaft r of the internal combustion engine 2 of the motor vehicle the driving part 3 of the fluid coupling. The operated coupling part 4 is seated on the shaft 5 and is provided with a storage chamber 6 whose capacity about 1/4 or 1 / s of the volume: of the annular working circuit of the Liquid, and which is in communication with the circuit .through channels 8, the inside of formed as core guide rings components 9 and ro des open the driving or the driven coupling part. This arrangement ensures a automatic: regulation of this, liquid content, as in the German patent specification 612 031 is described. In the context of the present invention, such a coupling to be regarded as a coupling with constant fluid content, as it is through a Stuffing box z r is sealed and the total content of liquid within the Circuit and the storage tank during the whole, not operating time, changeable is.

An die Welle 5 schließt sich ein Geschwindigkeits"wechselgetriebe z2 an, dessen Aufbau nicht besonders dargestellt ist.A speed change gear is connected to the shaft 5 z2, the structure of which is not specifically shown.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Prallscheibe 13 besitzt die Form einer an der Nabe des getriebenen Teils 4 befestigten Ringplatte, deren: Durchmesser so groß ist, -daß sie in den radial nach innen liegenden Bereich des Arbeitskreislaufes an: der Verbindungsstelle zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil hinein vorsteht. Diese Lage der Prallscheibe ist aus folgendem Grunde vorteilhaft: Die Flüssigkeitsmenge in der Kupplung und der Vorratskammer ist geringer als das Gesamtvolumen von Arbeitskreislauf und Kernraum. Sind der Schlupf und daher die Geschwindigkeit der umlaufenden Flüssigkeit gering, so wird der Flüssigkeitsstrom, der aus denn getriebenen Teil 4 in die Mündung des treibenden Teils 3 zurückkehrt, durch Fl:iehkraftwirkung infolge Umlaufes der Flüssigkeit um d;ie Kupplungsachse von letzterer weggelenkt. Daher sammelt sich Luft in der Nähe der Prallscheibe 13, und, die Flüssigkeit läßt den radial nach, innen liebenden Teil der Kreislaufbegrenzung frei. The baffle plate 13 provided according to the invention has the shape of an annular plate attached to the hub of the driven part 4, the diameter of which is so large that it enters the radially inward area of the working circuit at: the junction between the driving and the driven part protrudes. This position of the baffle plate is advantageous for the following reason: The amount of liquid in the coupling and the storage chamber is less than the total volume of the working circuit and core space. If the slip and therefore the speed of the circulating fluid are low, the fluid flow that returns from the driven part 4 into the mouth of the driving part 3 is deflected away from the latter by centrifugal force as a result of the fluid circulating around the coupling axis. Therefore, air collects in the vicinity of the baffle plate 13, and the liquid releases the radially inwardly loving part of the circulatory restriction.

Wenn, nun der Wagen: mit einbeschaltetem Getriebe und leerlaufendem Motor angehalten wird' oder wenn durch nachlässiges Schalten während des Laufens der Schlupf gezwungenermaßen, vergrößert wird, steigt die Umlaufsgeschwindigkeit an und die Flüssigkeit läuft nicht mehr wie vorher dicht längsseits des Kernringes 9, to auf der nach der Kupplungsachse gerichteten Seite, sondern schmiegt sich an: die Grenzfläche am radial inneren Teil des, getriebenen Teiles 4 an, so d.aß die Grenzschichten: der Flüssigkeit auf die Prallscheibe 13 aufschlagen und diadurch. nach dem Kern zu abgelenkt werden und sich mit der übrigen Flüssigkeit durcheinander mischen. Dadurch wird die Umlaufsgeschwindigkeit in ihrer Gesamtheit verringert.If so, now the car: with the gearbox engaged and idling Motor is stopped 'or if by negligent shifting while running the slip is forced to increase, the speed of rotation increases on and the liquid no longer runs tightly alongside the core ring as before 9, to on the side facing the coupling axis, but hugs: the interface on the radially inner part of the driven part 4, so d.ass the Boundary layers: hit the liquid on the baffle plate 13 and thereby. after the core to be deflected and messed up with the rest of the fluid Mix. This reduces the speed of rotation as a whole.

Die Prallscheibe 13 kann auch an einer anderen als in der Zeichnung dargestellten Stelle in den Arbeitskreislauf ragen und z. B. an dem angetriebenen. Kuppl!unigsteil 3 an-. geordnet sein. Die Praldscheibe kann fernerhin schalenförmig ausgebildet und an ihrer Kante mit Schlitzen für die Schaufeln 14 des sie tragenden Kupplungsteils 4 sein, wie dies aus zeichnerischen Vereinfachungsgründen, in dem unterhalb der Welle 5 liegenden Teil der Prallscheibee 13a dargestellt ist.The baffle plate 13 can also be on another than in the drawing point represented protrude into the working cycle and z. B. on the driven. Coupling part 3. be orderly. The baffle plate can furthermore be shell-shaped formed and at their edge with slots for the blades 14 of them supporting Coupling part 4, as shown for the sake of simplicity of the drawing, in which The part of the baffle plate 13a lying below the shaft 5 is shown.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fluid coupling according to the Föttinger type, in particular for motor vehicles, which is characterized in that the fluid couplings with adjustable filling level, preferably at or near the radially inner base area The baffle plate arranged in the working chamber for fluid couplings without filling level control in order to reduce the torque absorption at the stall point or with high slip Applies. :. Fluid coupling according to claim i, characterized characterized in that the baffle plate (13d) is shell-shaped and attached to it Edge with slots for the blades (io) of the coupling part carrying them to pass through (q.) is provided, the circumference of the baffle plate directly at the transition point from the driven part (q.) to the driving part (3) of the clutch or in conscious a short distance from it protrudes into the circulation.