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(äetrit@l)e mit Flüssigkeits-Servokupplung, insbesondere für Flugzeuge
mit Turbinenantrieb 1)ie l:i-fitidung bezieht sich auf eilt I ;etriebe finit flüssigkeitsbetätigter
Kupplung und einet sich besmiders für (furch chic oder mehrere Turbinen angetriebene
Luftfahrzeuge.
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Die 7?rtindung kann rum Übertragen von Kräften zwisclteit treilwuden
undgetriebenen,initgroßer Gcschwindigkcit zu Bewegenden und eine große "Cräglieit
aufweisenden "heilen dienest. Die in derartigen` orrichtungen benutzteil Kupplungen
unterliegest infolge der auftretciidenlZeibungeinergroßen 7?rwärmung und müssen
beim Erreichen der Weichen C@eschwindigkcit zwischen treibendem und getriebeIwm
Tcil leicht eillriickbar sein. 1#.iit gcin@il,i der Erfindung ausgebildetes Getriebe
enihäh eine liupplung, welche teilweise durch reiativ geringen hydraulischen Druck
kuppelbar ist, aber erst vollständig durch größere Zentrifugalkraft eingerückt avird
und darin das volle Dreltntoment iibertriigt. Falls der hydraulische Druck aufhört,
bleibt die Kupplung durch den von der Zentrifugalkraft aasgeübten Druck weiter int
Eingriff.
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Die Vorrichtung enthält ferner lfülllniittelzufültrungen zu den huppltingslamellen,
denen hierdurch bei teilweisem oder völligem (,leiten das Kühlsnittel zugeführt
wird.
Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt Fig. i eine schematische
Darstellung eines Getriebes, das eine Ausführungsform der Erfindung enthält, Fig.
2 eine weitere schematische Darstellung derselben Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil des Getriebes nach Fig. i, Fig.4eine
schaubildliche Darstellung eines Teiles einer Kupplungslamelle nach der Erfindung
und Fig.5 eine ähnliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Kupplungslamelle
nach der Erfindung.
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Die in Fig. i dargestellte Kraftübertragungsanlage enthält zwei nebeneinanderliegende
Gasturbinen A, B, die über ein Getriebe C mit zwei gegenläufigen Propellern
D gekuppelt sind. Der innere Aufbau der Maschinen ist für die Erfindung unwesentlich.
Sie können in bekannter Weise gebaut sein und einen Kompressor i i, eine Verbrennungskammer
12, eine Turbine 13 und eine Auslaßdüse 14 enthalten. Jede Maschine hat eine
Abtriebswelle 16. Die Propeller sitzen auf konzentrischen Wellen 17, 18,
die mit gleicher Geschwindigkeit, aber in entgegengesetzter Richtung über das Getriebe
C angetrieben werden.
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Das Getriebe C enthält eine Antriebswelle i9, auf der ein treibendes
Zahnrad 2i und ein Ritzel 22 sitzen. Das Ritzel 22 greift in Umlaufräder 23 ein,
die an einem sternartigen Steg 24 sitzen, der auf der Propellerwelle 17 befestigt
ist. Ein zweites Umlaufrad 26, das sich zusammen mit dem Umlaufrad 23 dreht, ist
mit einem Innenzahnkranz 27 im Gehäuse im Eingriff. Das Ritzel 23 greift in ein
mit Innenverzahnung versehenes, auf der Propellerwelle 18 sitzendes Zahnrad 28 ein.
Dieser Zahntrieb treibt die Propeller D in entgegengesetzten Richtungen zu der der
Antriebswelle i9 sowohl mit derselben Geschwindigkeit als auch mit verminderter
Geschwindigkeit an. Das Antriebszahnrad 21 greift in je ein auf jeder Welle 16 sitzendes
Abtriebszahnrad 29 ein. Die Zahnräder 29 sind durch Kupplungen 30 mit den
Wellen 16 gekuppelt. Es tritt so eine zweifache Geschwindigkeitsverminderung ein
und zwar liegt die eine Stufe in dem Getriebe 2;9, 21 und die andere in den Umlaufrädern.
Damit die Wellen 17 und 18 mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen, ist das
Verhältnis der Teilkreisradien der Zahnräder27,28 das Zweifache desjenigen derTeilkreisradien
der Zahnräder 23, 28.
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Die Welle 33 wird von einem Anlaßmotor 32 (Fig. 2) angeworfen, der
eine Freilaufkupplung enthält, und trägt eine verschiebbare Klauenkupplung 34, die
mit den Kupplungsklauen der beiden Zahnräder 36, 37 in Eingriff gebracht werden
kann, welche auf der Welle 33 drehbar gelagert sind. Die Zahnräder 36, 37 sind über
Zwischenräder 39 mit auf den Maschinenwellen 16 sitzenden Zahnrädern 38 im Eingriff.
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Die Anlasserkupplung 34 kann mittels einer verschiebbaren Gabel 41,
die in ihre beiden Endstel-Lungen abwechselnd durch Spulen 42, 43 gebracht wird,
so verschoben werden, daß sie den Anlasser mit dem Zahnrad 36 oder dem Zahnrad 37
kuppelt. Der Anker der Spule 42 ist direkt mit der Gabel 41 über die Stange 44 verbunden,
die mit dem Anker der Spule 43 über den Hebel 46 in Verbindung steht. Mittels einer
nicht dargestellten, nach jeder Seite einrückbaren Sperrvorrichtung kann die Kupplung
34 in jeder Eingriffsstellung gehalten werden.
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Die Kupplungen 3o werden hydraulisch betätigt und sind ölgekühlt.
Das öl wird mittels einer Pumpe 48 von einem nicht dargestellten Vorratsbehälter
über eine Leitung 49 zugeführt. Die Pumpe 48 pumpt ferner Schmieröl zu dem Untersetzungsgetriebe.
Sie wird von der Welle 33 oder der Propellerantriebswelle i9 angetrieben und ist
mit beiden Wellen über Freilaufkupplungen und Zahnräder verbunden. Das Getriebe
enthält Kegelräder 51, 52, die mit der Pumpenwelle 55 über Freilaufkupplungen 53,
54 verbunden sind. Das Zahnrad 51 wird durch ein auf der Anlasserwelle 33 sitzendes
Kegelrad 56 und das Zahnrad 52 über ein auf der Welle i9 sitzendes Zahnrad 57 nebst
auf einer Zwischenwelle angeordneten Zahnrädern 58, 59 angetrieben. Die Übersetzung
der Zahnräder ist vorteilhaft so gewählt, daß, wenn der Propeller mit dem Kraftantrieb
verbunden ist, er die Pumpe antreibt und die Kupplung 53 frei läuft. Die Pumpe 48
pumpt über die Leitung 61 und noch zu beschreibende Ventile und Leitungen öl zu
dem Kupplungsantriebsventil6o und dem Kupplungskühlventil7o jeder Maschine.
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Fig. 3 zeigt eine der Kupplungen 3o, die zum Kuppeln der Abtriebswelle
16 der Maschine mit dem Zahnrad 29 dient, das seinerseits das nur teilweise dargestellte
Zahnrad 21 antreibt. Die Zeichnung läßt das Anlasserzahnrad 38, das auf der Welle
16 verschiebbar ist, und einen Teil des Zwischenrades 39 erkennen.
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Die Kupplungsvorrichtung sitzt in einem Gehäuse, das nur teilweise
dargestellt ist und aus dem Kupplungsgehäuse 8o, einem Getriebegehäuse 81 und einer
zwischen beiden liegenden und durch Bolzen damit verbundenen Platte 82 besteht.
Das Zahnrad 29 bildet ein Ganzes finit einer Hohlwelle 83, die in Lagern 84, 86
läuft und in das Gehäuse 8o hineinragt. 'Der getriebene Teil 87 der Kupplung 3,o,
der als Trommel mit nach innen ragenden Rippen 88 ausgebildet ist, weist einen bei
88' mit der Welle 83 durch Feder und Nut verbundenen Flansch auf, der durch einen
Gewindering 89 gesichert ist. Das eine Ende der Welle 83 hat einen kleineren Durchmesser
und trägt ein Kugellager 9i, auf dem der treibende Kupplungsteil 92 sitzt, der zylindrische
Form hat und die einen größeren Durchmesser aufweisende Fortsetzung der Welle 16
darstellt sowie auf seinem Umfang Rippen 93 hat. Die Welle 16 ist in einem im Ende
des Gehäuses 8o sitzenden Kugellager 94 gelagert.
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Der ringförmige im Kupplungszylinder befindliche Kolben 96 sitzt mit
seiner rohrförmigen
Nabe 97 auf der Welle 16. Die Nabe 97 legt sich
dabei gegen das Ende der treibenden Kupplungstrommel 92. Gegen die Nabe 97 legt
sich eine I liilse 98, die in das Zalitirad 38 übergeht und auf der Welle durch
Feder und Nut gehalten ist. Der lrllienring- (los Kugellagers 94 stützt sich gegen
die eine Stirnseite der Hülse 98. Der ganze Aufbau ist auf der Welle 16 durch eine
Ringtntitter 99 gehalten.
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Die Kupplung 30 gehört zur Gattung der Laniellenktrpplungen
und besteht aus zwei aus ringförmigen Lamellen gebildeten Sätzen, deren Larnellen
abwechselnd zueinander angeordnetsind. Die Lamellen Toi des treibenden Satzes haben
innenliegende ]Zippen, die mit den Rippen des treibenden Ktllillltlll('st(#iles()2
im l,.ingriff sind. Diegetriebenen Ktrpplutigslaniellen io2 haben außenliegende
Ripl)rri, die init den Rippen 88 (los getriebenen Kttpplutigsteiles 1 )er arn weitesten
nach innen liegende Teil (los treibenden Kupplungsteiles liegt gegen den Ring 1o3,
der sich gegen einen Flansch ro4 stützt. Die Kupplungslamellen werden durch eilten
r-iiigf<irniigen Zylinder io6 zusammengepreßt, (Irr auf der Nabe 97 hin
und her gleiten kann. [)er Zylinder roh hat einen Kopf 107,
der mittels
der Dichtung io(9 gegenüber der Nabe ()7 abgedichtet ist. Er ist durch den feststehenden,
an :einem Umfang init Dichtungen io9 versehenen Kolben 96 in zwei Kammern i io,
r i t unterteilt. Das Hinrücken der Kupplung erfolgt durch Einlassen von Druckflüssigkeit
in die Kamnier r to des Zvlinders io6, wodurch die Lamellen zusarnrnengepreßt «-erden,
und (las Ausrücken durch Einströmen v()ri Ulüssigkeit in die Kamnier r 1 r.
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Dir eingerückte Kupplung überträgt die Kraft voll der Welle i 6 über
den treibenden Kupplung-st 11 o.2 1
e und den etriebenen Ktipplungsteil
87 so\\ 'C
die clarnit verlluir(iene Welle 83 auf das Zahnrad
2(), voll (leni (las Zahnrad 21 angetrieben wird. welches seinerseits (las Getriebe
C treibt. 'vN,'ühren(i des Fluges kann (lic 1-)religescliwirr(ligkeit der Propeller
über die Kupplung herabgesetzt werden, tun die \lascliine auf Startgeschwindigkeit
zu bringen. I)ic Druckflüssigkeit für die Kupplung wir(] über ein Anschlußstück
112 zugeführt, (las in denn Hilde der Welle 16 eingepretit ist. Von diesem .\nsclllußstiicl<
112 führen konzentrische 1tolire 113, 114 ztr einer stillstehenden Buchse 116, die
in der Stirnwand des Getriebegehäuses 8i sitzt. Das Ausclilufistiick 11.2 dreht
sich zusarnrnen mit der \\'elle 16. Die Rohre sitzen lose in der Buchse und (lern
Anschlußstück und ermöglichen so die ungehinderte Drelltlllg (Iel" Welle. l)ie Ztlil
Ausrücken der Kupplung benötigte Flüssigkeit strörnt durch (las Rohr- 113 und radiale,
in dein _\nschlußstück 112 sitzende K@irläle 117 sowie in der Welle 16 befindliche
Kanüle 118 und in der Kolbennabe 97 vorgesehene Kanäle 119. Ferner sind das _Iischlußstück
r i 2 und die Welle i6 init Utifangsuuten versollen. I )ic zurn .\trsrücl<eri
der Kupplung erforderliche Flüssigkeit strömt durch die zwischen den h@ihrell
1 13, 1 14 liegendun Ringrätrnre und die radialen Kanäle 121,
122, 123, die in dein Anschlußstück 112, der Welle 16 und der Kolbennabe
97 sitzen. Von einem der Kanäle 121 führt ein engerer Kanal 12I zwecks Schmierung
des Lagers 94 in die Hohlwelle 16.
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Das Kühlöl für die Kupplung strömt Tiber den zwischen den Rohren 114,
126 vorhandenen Ringraum. Das eine Ende der Rohre sitzt dabei lose in einer in dem
Anschlußstück 112 befindlichen Ausnehrnung und das andere Ende in einem in die Buchse
116 eingelassenen Flansch 127. Die Kühlfliissigkeit strömt über Öffnungen 129 in
dem Rohr 126 in die innerhalb des treibenden Kupplungsteiles befindliche Kammer
131, in dem das Anschlußstück 112 und eine Scheibe 132 sitzen. Zwischen der Scheibe
132 und dein Rohr 126 besteht Spielraum. Das der Kammer 131 zugeleitete
01 wird vors hier durch den Pumpendruck und die Zentrifugalkraft über die
im treibenden Kupplungsteil vorhandenen Öffnungen 133 zwischen die Lamellen Toi,
rot gedrückt und gelangt anschließend über in der getriebenen Kupplungstrommel 87
sitzende Auslässe 134 in das Gehäuse 8o. Die Kühlölleitung ist auch mit der Kammer
i i i über einen Kanal 136 verbunden, der mit einer der radialen Bohrungen 117 in
Verbindung stellt. Das 01, das all der Außenseite des Anschlußstückes 112
zwischen i den Kanälen 117 und 121 durchsickert, gelangt irr eine reit dein Innern
der Welle 16 in Verbindung stehende Ringnut 137.
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Die Kupplungsantriebs- und -kühlftüssigkeit gelangt über in im Gehäuseteil
81 befindliche Gänge j zu den Rohren 113, 114 und 126. Die die Flüssigkeit zum Ausrücken
der Kupplung führende LeitUng 113 wird über einen Einlaß
138, der in der
Zeichnung durch einen Verschluß i39 verschlossen ist, gespeist. Durch eine Abzweigung
141 und die Bohrung 142 in der Buchse 127 gelaugt zum Schmieren der Lager 84, 9i
dienendes Ö1 in die Welle 83. Über im Gehäuse befindliche 1<all:ile 143 und in
der Buchse 116 vorgesehene Bohrungen 144 gelangt das Öl in das Rohr 114. Das Kühlöl
tritt über einen im Gehäuse befindlichen Kanal 146 trnd in der Buchse befindliche
Off nungen 147 ein.
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Die Kupplungsschaltvorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die Pumpe
48 (Fig. 2), die dann arbeitet, wenn entweder der Kraftantrieb init der Alllasserwelle
33 gekuppelt ist oder die Propellerantriebswelle i9 läuft, fördert Flüssigkeit zu
dem Einriickventil6o und (iernKülilniittelvelltil 70 jeder Kupplung.
'Die Steuerungen sind für beide Kupplungen gleich. Das Leitungshetz enthält laicht
dargestellte Entlastungs- oder Überdruckventile 1>ekamiter Art. Die Pumpe 48 fördert
in bekannter Weise zusätzlich zu dein (31 für die l\'.trpplungsbetätigung Schmieröl
unter Druck ztr den Zahnrädern und den Lagern.
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Die voll der Pumpe kommende Leitung 6t stellt direkt mit den Kühlmittelsteuerventilei1
70 in Verbindung. Die Kuppltingseinrückventile 6o erhalten die Flüssigkeit
von der Leitung 61 über ein Druckregelventil 200 undZweigleitungen 201. DasDruckrege@ventil
(lieht zur Sicher-triig eines beim Kuppeln
und Entkuppeln praktisch
konstanten Öldruckes. So ist z. B. der normale Austrittsdruck der Pumpe 48 bei einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung etwa 12,65 kg/crn2. Wird Kühlöl der Kupplung
zugeführt, -dann vermindert der starke Kiililrnittelstrom den Druck auf etwa
2,81 oder 3251 kg/crn=. Der Auslaßdruck des Ventils 2oo beträgt etw -a 1,4o
kg/cm2 und ist somit praktisch von den Scliw-arrktnigen des Pumpenattslaßdruckes
trnal>hangrg.
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Das Getriebe ist in Fig. 2 in einer Stellung wiedergegebx n, bei der
ein Motor bei gelöster Kupplung 30 und rnit der Welle 16 des Kraftantriebes
A gekuppeltem Anlasser 32 startbereit ist. Der von der Pumpe kommende Flüssigkeitsstrom
ist durch die Ventile 60, 70 unterbrochen. Die Einrückkamrnern iio der Kupplungsschaltzylinder
io6 sind an die Rücklaufleitung 151 angeschlossen.
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Das Getriebe enthält Steuermittel, damit der kraftgetriebene Teil
schon mit angemessener Geschwindigkeit läuft, bevor die Kupplung eingerückt und
bei gleitender Kupplung ein kontinuierlicher Kiihlmittelstrom zugeführt wird. Diese
als Steuerungsschaltung bezeichneten Steuermittel können irn Sinne der Erfindung
in den verschiedensten :Ausführungen verwendet werden, vorausgesetzt, rlaß sie den
obigenErfordernissen errtsprecben. .Eilre einfache Steuerungsschaltung ist in Fig.
2 dargestellt.
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Das Arbeitsventil 6o und das Kühlmittelverltil 70 jeder Kupplung
30 werden durch einen gemeinsamen _\ntrieli betätigt, der eine hin und her
gehende Stange 161 enthält, die rnit einem Arni 162 verbunden ist, welcher eine
Gabel hat, die mit Spiel zwischen auf der Kolbenstange 63 des Ventils 6o sitzende
;\ischläge 61' und 62 fal3t. Der f\17111 162
greift auch an dein Ende des
Kolbens 72 des Ven-' -t11. Die Stange 161 wird Tiber einen drehbar t IIS 7o
gelagerten,
durch eine Handhabe 152 bewegten Hebel r53, der mit einem Schlitz über einen in
ihr sitzenden Stift faßt, bewegt. Der Hebel 1,33 und die Steuerungsschaltung sind
in Fig.2 nur für den Kraftantrieb _4 vollständig wiedergegeben.
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Wenn sich der Hebel 153 in der ausgezogen dargestellten Lage a befindet,
dann wird das Ventil 6o in der Kupplungsausschaltstellung gehalten. Hierbei strömt
Flüssigkeit von der Förderleitung toi über die Leitung 113 zu der Kupplungsausschaltkarnrner
iir. Die Kupplungseirisclialikaninier iio ist nach der Rücklaufleitung 151 zu geöffnet.
In dieser Stellung ist der Arm 162 von der Spindel 72 des Kühlmittelzuführungsventils
70 zurückgezogen, das durch die Feder 73 geschlossen ist.
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Soll die Kupplung des Kraftantriebes A ein geruckt werden, dann wird
der .Hebel i53 in die Stellung b verschw-enkt, in die er dabei den Arrn 162 scliielit.
Die Verbindungen zu den Kamniern i io, i i i sind jetzt umgekehrt. Die Kammer i
17o wird jetzt zwecks Einrückens der Kupplung gefüllt, wiihrend die Kammer i i i
Tiber das offene Ende des Ventils 6o, das an eine nicht dargestellte Rücklaufleitung
angeschlossen sein kann, geiittnet ist. In der Stellung b ist das Kühlmittelventil7o
entgegen der Wirkung der l@e<ler-73 geöffnet und läßt Kühlflüssigkeit zu der
1@upplung.
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Wenn die erforderliche Geschwindigkeit erreicht ist, werden der Schalthebel
153 und dadurch der Arm 162 in die Stellung c verschoben, in der die Feder
73 das Ventil 70 schließt, das die Kühlinittelzufuhr absperrt. Der Ventilkolben
f>3 wird infolge des zwischen dem Arrn 162 und den Anschlägen 61' und 62 herrschenden
Spiels und der Wirkung einer Sperrvorrichtung 66, die einet federbetätigten, mit
der kegeligen Fläche 68 des Ventilkolbens 63 zusammenarbeitenden Sperrbolzen ()7
aufweist, in Kupplungseinschaltstellung gehalten.
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Beim Entkuppeln wird vier Hebel i53 in die Anfangsstellung a zurückgebracht,
wodurch der Kolben 63 so verschoben wird, claß der Sperrteil 67 in die Nut 69 eingreift.
Dadurch wird die Kammer zum Einrücken der Kupplung entlüftet und die Druckflüssigkeit
der Kammer turn Ausrücken der Kupplung zugeleitet.
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Der Flugzeugführer kann so die Kupplung unmittelbar durch Betätigung
der Hebel 153 voll Hand oder mittelbar über eine nicht dargestellte, die Hebel i53
beeinflussende Steuerung schalten.
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Die beispielsweise in Fig. 2 dargestellte Schaltung für die Steuerurig
entli:ilt eine über die Zwischenräder 39 angetriebene, von der Geschwindigkeit abhängige
Vorrichtung 155 und eine ebenfalls in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit arbeitende,
von dein Untersetzungsgetriebe C angetriebene Vorrichtung i s(-), so dal3 ihre Geschwindigkeit
proportional der Umlaufgeschwindigkeit der Propeller D ist. Das in Alrliängigkeit
von der Geschwindigkeit arbeitende Ventil i55 kann durch Zentrifugalkraft geschaltet
werden, welche bei etwa 8o% der Maschinengeschw-indigl:eit schließt (bei etwa ii
ooo L1/niin). Das Ventil 15(i kann als Zentr-ifttgalsclialter atrs;"cliildet sein,
der- bei einer I'ropellerdrelizahl schließt, die derjenigen der -Maschine
entspricht. Die beiden Ventile sorgen dafür, daß die Kupplung nicht bei einer unterhalb
einer angemessenen \lasclrinen- oder I'ropellerdrehzähl liegenden Gescliw incligkeit
eingerückt wird und steuern auch das Schließern des Kühlrnittelventils derart, daß
das Kühlöl hinreichend lange zugeführt wird. Eine mit einem Nocken 158 versellene
Scheibe 157 dr-elrt sich rllit den, Hebel 153 und arbeitet rnit eurem durch
eine Spule betätigten Sperrzahn 159 zusammen, so daß der Hebel nicht eher aus der
Stellung c17 entfernt werden kann, als bis die Spule des Sperrzahnes 159 erregt
wird. Ein zweiter durch eine Spule betiitigter Slierrzaliri i6o ermöglicht die ungehinderte
Bewegung des Hebels in die Stellung b und hält ihn Trier fest, bis die Spule erregt
wird und den Sperrzahm zurückzieht. Die Spulen erhalten den .l?r-regerstronr von
einer Batterie 164 über die Schalter 155. 156 und je einen jeder Kupplung zugeordneten
doppelpoligen Kippschalter 165. 1\%erni der Schalter 165 geöffnet ist, können die
Spulen nicht erregt und der Kupplungshebel zum clcr Kupplung nicht bewegt werden.
\Venn ein Kraftantricb, wie z. B. .-1 arbeitet, werden die unteren Kontakte des
Schaltcrs
n(); gcsclil((sscii. s() (I;tl.'@ die Spule des St)errzaltites
t 5co erregt @@ i1-(1, tvetttt der lit-aftatttrieb auf t t ooo 1'/iinin gelangt.
hei dieser Stellung des @cltalters t(,3 \\i rd die Spule des SI)ei-rzalities t()o
über den Xon der (;cscliwiti(ligkeit abhängigen Schalter l #ü erregt.
(ler sielt bei entsprechender I'r()I)eller(Irelizalil schliel.it. Wenn so der Kraftantrieb
eilte l@escliwi»digkeit erreicht hat, die zur \ttfitahtne dct- beint Starteil sich
ergebende» J't()-1>ellerl)c@astuitg ausreicht, wird der SIwrrzahn 15" zuriickgezi)geu.
:() (11 der MM verschwenkt werden kann tutd (letz \lititehrner 1(>t in die Stellung
I) verschiebt. i» der ei- durch den Slwrrzah» So gehalten t@ ii-(I. Während
des letzten Teile: dieser 13em egung (Iriickt der Sperrzahn 1()o einen in
festest Führungen t(); laufenden Kolben i6() gegen (lie l@i-aft der Vv(ler
t()s nach intieit.
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Wenn die Propeller auf Touren kommest, woraus folgt, dal.l (lie l@ripphing
\i)llig eingerückt ist, schlietit sich der Schalter l j3() ti»d erregt
die Speile des S1)errzalinies i()(). Dadurch wird der WO 153 freigegeben
und über (lie fc<ler 1()@ titt(1 (Al KolbUti i()(1 fit die Stellung i zurückgebracht,
wodurch die Kühlrnittclzufuhr gesperrt ist. I )er I-Ul)el I)leiln bis zum 7?intl:upl>cl»
in (fieser Stellung, aus der er (lann ist die Stellung u zurückgescNilw» wird.
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hei der Sperrzahn 15S so a»sgel)il<let ist, (lall er die
Ilci@eg»»g (lcs llclwIs i»t Gegettuhrzeigersititl zulädt.
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Wenn der Schalter i b5 in seiner oberen geschlosseitett Stellung ist.
dann ist der Stromkreis zurre \ulassett eitles \(»n cineni wiii(lgetriel)enett Propeller
oder einem anderen ;ii-1)(@itettdeii Kraftantrieb aitzu(@crfc»(le» l,#raftantriches
geschlossen. In dieser Stellung tverden die litipplungen eingerückt wenn (A- Propeller
seine Geschwindigkeit hat. Die Kühliilzufuhr wird (furch Freigabe des Sperrzalitles
i(x) beendet, tv(,iiii der anzulassende Kraftatttriel) (sie gleiche (iescliwi»(ligkeit
wie der Pro-1)eller hat.
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I'inc t(-citere \I<;gliclikeit zur Sicherung einer ausmic lw»d
laugen I@iillltitittelzttftilir ergibt sich 1)e i \ttwendung einer \-erzögeru»gsvorrichtu»g.
die den \litnchnier aus der Stellung h in die Stelhing (- nach einem Zeitrautn verschiebt,
der ausreicht. ttin den (Deichlauf der einzurückenden l@itl)plungsteile zu erreichen.
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N »rh Vig. ; \\ ird. da (sie hüllltitittelleitung i z() »tit
der liupplungsausrückkamtiner i t t über den l@aWil i3() tcrl)uii(leni ist. Flüssigkeit
ist die Kaintner n t t eingeleitet, so daG sie bei eingeruckter Kupplung gefüllt
I)leibt. 1)ie in der Kammer t t i 1)efti(Iliclie UBissigkeit stellt unter
keinem andere» bedeutende» Druck außer dein der Zentrifugalkraft, der bei (letz
relativ hohen Geschwindigkeiten (über ,o ()oo U/iniii) der Vorrichtung erheblich
ist. 1)a die Kaminen] t to und t t t finit Flüssigkeit gefüllt sind, wenn
die Kupplung belastet wird, sind die Zentrifugalkräfte ausgeglichen. Die I?inriickkraftentspricht
(lern voll (fier Pumpe gelieferten und
üben- (las IZeelveintil Zoo geleiteten,
auf das (lein Innern der \ orrichtung zugelcelirte h.nide des zylinders i()()
@@irkeri(leit liv(Iraulischen Druck-1 I )ic l@aittttter r i i hat eilte iibcr
der Nabe o; licgen(le kleine :\uslaf.iötfitu»g 1()y, übet- die sie sich nach
(lein .\hschalten der hiililinittelztifiilir teilweise entleert, so dali nur hoch
in dein radial oI>er-Ii2tll) (Icr i )tfiliitig »ach (lern Umfang zu gelegene» Teil
der I@ainmei- Flüssigkeit verbleibt. Dadurch wird dir gegen den Zylinderkopf to7
gerichtete @:(ittrifugalwirku»g vernti»dert itnd s() (lie zum U.iiirückeii der litipplung
verfügbare Kraft vergriil.iert.
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lm Zylinderkopf ioj sind ein oller mehrere fe(lerlmlasmte lÜttlastu»gsve»tile
175, über (lie Hüssigkeit aus (ler Kaitrier 11 t austritt. wenn die \h
irrichtung sich der vollen Geschwirichgkeit nähert. z. 1>. ia 5oo L7ntin. l)as in
Iwkamtter Weise ausgel)ildete I?trtlastungsveritil kann in ci»etn a»i Zyli»(lerk(@1(t
sitzenden :\iisatz i7' untergebracht seilt.
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1)»s \ entöl enthält eilte Kugel 1; i, die sich gegen eitle radiale
lloIirtittg 172 int @yli»derkol>f legt und durch eilte Feder 173, die sich
gegen (in \\ ider_ Lager 1;d abstutzt, auf ihren `O gepreßt wird. Wenn die
auf die Ventilteile und (lic l@ liissigl<eit ivirl:e»<le /(,»trifttgalkraft
die gewiinschtc Größe erreicht hat, (lall» liebt sie die Kugel 173 vOtl ihre»'
Sitz, s(> daG die Flüssigkeit tiu»»iehr über dett Kaital 172 und den ini
`'entilgehäuse lwfisidlicheii Auslaß 17b austritt. Da die Kammer i io ganz und (lie
Kalitier i i i nur firn äußeren Teil mit Flüssigkeit gefüllt ist, halten die von
der Zentrifugalkraft hervorgerufenen, unausgeglichenen hv(@ro<@vnamischeu 1Cr;ifte
die Kupplung eingerückt. f)ie "heile sind-so Bernesse», daß diese Wirkung ausreicht,
rinn (1e Kulq)lung 30 sogar dann geschlossen zu haltern, weint der Druck
in den Leitungen, Tiber (lic die
Flüssigkeit zuströmt, aufhört. Wird der Kraftantrieb
stillgesetzt, dann entweicht die in der I:itirücla:annner der Kupplung befindliche
Flüssigkeit über den Kaital 124. Die Kupplung ist null ausgerückt.
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Gewöhnlich wird der Propellera»stellwitikel auf Null gestellt, wenn
die Kupplung während eines 13od enstaris eingerückt wird, damit der Uitaufwidei-stand
des Propellers gering gehalten wird. Der relativ niedrige, etwa 1,40 kg/ctn= betragende,
vom IZegelve»ti@ bewirkte Druck ermöglicht (-firn sanftes Linrücke» der Kupplung,
so daL) die l1)elastung allmählich, ohtic# L?lrcrlastiiiig (lvs Iiraftantriebes,
der Kupplung oder anderer Teile (IeiliI-aftaillage aufgenommen wird. Diesel- Druck
erzeugt einen auf die Kuppluugsla»icllen wirkenden \sialschub von etwa tSo kg. der
ausreicht. uni die I>clast»ii@@ aufzunehmen, gleich ob sie @o»n Pr()-pcller oder
(lern liraftantrich ausgeht.
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l )er geregelte I)rttcl< reicht aber nicht zur I:rzettgung eilt(-i-
ausreichenden Reibung aus. die das Gleitest der Kupplung hei normalen jielastu»gsbedintgungenn
der Kraftanlage und a» geworfenem, Schul) erzeugendem Propeller verhindert. Dieser
Schäl) entsteht infolge innausgeglichener, in den Kaininern iio. i ir herrschender
Zentrifugalkräfte, weint die Kammer i i i über die Ventile 175 teilweise
entleert ist. Die Lage und die Schließkraft (Zur \-eutile k<i»nen entsprechend
je(ler grwiinschten
Größe gewählt werden, die die unausgeglichene
Zentrifugalkraft haben soll. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Axialschub, der
auf die Lamellen bei einer Drehzahl von 12 5oo U/min bei entlüfteter Ausrückkammer
ausgeübt wird, etwa 227o kg oder über zehnmal mehr, als der über die Ölleitung zugeführten
Kraft entspricht.
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Dieser große Axialschub erzeugt, eine ausreichende Reibung, so daß
das volle Drehmoment des Kraftantriebes aufgenommen werden kann. Da er nur auftritt,
wenn die Kupplungsteile gleich schnell laufen, ist er der Kupplung nicht schädlich.
Die Zentrifugalwirkung nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit des Kraftantriebes,
und zwar im allgemeinen im gleichen Maße wie der Propellerwiderstand, zu, der ebenfalls
mit wachsender Geschwindigkeit ansteigt.
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Die Eigenschaften der Kupplung machen sie besonders für eine Gasturbine
.mit normalerweise hoher Arbeitsgeschwindigkeit geeignet, die große Zentrifugaldrücke
in einem relativ kleinen Zylinder erzeugt sowie eine große Minimal- oder Leerlaufgeschwindigkeit
aufweist, die gewöhnlich größer als die halbe Maximalgeschwindigkeit ist. Ihre Eigenschaften
machen die Kupplung ferner besonders gut zur Aufnahme einer großen Belastung, wie
sie z. B. von Propellern oder Gasturbinen verursacht werden, geeignet, bei denen
die bei einem bei niedriger Geschwindigkeit auftretenden Drehmoment zu erfüllenden
Anforderungen gering sind und die Hauptbelastung, wenn die Kupplung eingerückt wird,
von der Trägheit herrührt.
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Die Vorrichtung ist, soweit es sich um die Zufuhr von Kühlöl zur Kupplung
handelt, vorstehend beschrieben worden. Der Kühlerfolg hängt aber auch von dem Aufbau
der Kupplungslamellen ab. In Fig. 4 und 5 sind zwei bevorzugte Ausführungen dargestellt.
Die Figuren zeigen die Lacnellenform des treibenden Kupplungsteiles, die an der
innenliegenden Kupplungstrommel 92 mit Nut und Feder befestigt sind.
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Fig. 4 zeigt einen Teil einer Kupplungslamelle, die aus einer ringförmigen
Stahlplatte i8o besteht, welche am Innenrand mit Zähnen 181 zum Eingreifen in die
Rippen g3 versehen ist. Auf jeder Plattenseite sitzt eine ringförmige Platte 182
aus Reib material, vorzugsweise gesinterter Bronze. Das Reibmaterial hat eine große
Anzahl von schraubenförmigen Nuten 183, die die Oberfläche in eine Anzahl Schraubenrippen
184 aufteilen, welche die Reibungsflächen bilden. Die Lamellen 102 des getriebenen
Kupplungsteiles sind nicht näher dargestellt, da sie ebene Flächen ohne Nuten oder
Rippen haben. Vorteilhaft sind die getriebenen Kupplungslamellen leicht auf Sturz
angeordnet, damit ein sanftes Einrücken der Kupplung gewährleistet ist.
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Die Nuten 183 bilden eine Anzahl von praktisch radialen Kanälen, durch
die das Kühlöl strömt und zu den Flächen der Kupplung gelangt und sie während der
Gleitperiode schmiert.
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Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform einer treibenden Kupplungslamelle
ioi°. Die Stahlscheibe i8o kann der vorstehend beschriebenen entsprechen und mit
Rippen oder Zähnen 181 versehen sein. Die Reibfläche igo ist in eine Anzahl von
Abschnitten unterteilt, zwischen denen Kanäle 191 für die Flüssigkeitszufuhr liegen,
die sich mit Auslaßkanälen ig2 abwechseln. Diese Reibflächen weisen Nuten 193 und
Rippen 194 auf, die schraubenförmig nach außen gerichtet verlaufen und sich von
den Eintritts- igi zu den Austrittskanälen 192 erstrecken. Die Eintrittskanäle konvergieren
und die Auslaßkanäle divergieren gegen den Scheibenaußenrand. Die von 'der Pumpe
48 und durch die Zentrifugalkraft in die Kanäle igi gedrückte Flüssigkeit verteilt
sich in die Nuten 193. Die im Reibmaterial gebildetenAbscbnitte sind abwechselnd
am Außen- und am Innenrand miteinander verbunden. Die Verbindungsstreifen 196 und
197 verengen noch mehr die kleinen Durchlässe der Kanäle igi, iga, deren
Enden teilweise durch einen kleinen Querschnitt aufweisende Rippen 198, igg geschlossen
sind.
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Die Wirkungsweise ist summarisch kurz folgende: Wenn beide Maschinen
stillstehen, wird die Kupplung 34 verschoben und kuppelt den Anlasser mit einem
der Kraftantriebe. Wenn die Maschine durch den Anlasser angeworfen ist, arbeitet
sie selbsttätig weiter. Bei etwa i i ooo U/min ist die Antriebskraft so groß, daß
sie die Propellerbelastung aufnehmen kann. Fenn die unteren Kontakte des Schalters
165 geschlossen sind und der in Abhängigkeit .von der Geschwindigkeit arbeitende
Schalter 155 sich schließt, kann der Hebel 153 betätigt werden und verschiebt die
Ventile 6o, 70, wodurch das Einrücken der Kupplung und die Zufuhr von Kühlöl erfolgen.
Wenn die Propeller angeworfen sind, gibt der in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
arbeitende Schalter 156 den Hebel frei, den die Feder 168 verschiebt, wodurch das
Kühlmittel abgesperrt wird, während das Ventil 6o in der Einrückstellung der Kupplung
verbleibt.
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Wenn ein Kraftantrieb arbeitet, dann kann die Kupplung 3o durch Schließen
ihres Schalters 165 eingerückt werden, so. daß er nun über die Kupplung
30 und das Zwischengetriebe auf Touren kommt, wobei der Schalter so geschaltet
wird, daß das Kühlmittel abgesperrt wird, sowie der Motor die Geschwindigkeit hat.
Während des Fluges, wenn der Kraftbedarf geringer ist, kann ein Kraftantrieb abgeschaltet
und stillgesetzt werden, so daß die Propeller nur von dem arbeitenden Kraftantrieb
getrieben werden.
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Wenn beide Kraftantriebe während des Fluges abgeschaltet werden, laufen
die Propeller frei im Winde, bis sie eine so große Umlaufgeschwindigkeit entwickeln,
daß" wenn eine Kupplung 'eingerückt wird, ein Kraftantrieb durch die windgetriebenen
Propeller auf Zündgeschwindigkeit gebracht wird.