DE857720C - Fluessigkeitsreibungskupplung mit wechselseitig ineinander-greifenden Scheiben - Google Patents

Description

• Flüssigkeitsreibungskupplung mit wechselseitig ineinandergreifenden Scheiben Die Erfindung hat eine Flüssigkeitsreibungskupplung zum Gegenstand, die sich besonders für Kraftwagen, Lokomotiven, Triebwagen, Wasser-und Luftfahrzeuge, Winden, Endbohrwerke, Pumpen, Ventilatoren USW. eignet.
• Es sind Flüssigkeitsreibungskupplungen mit wechselseitig ineinandergreifeiiden Scheiben bekannt, zwischen denen sich für die Übertragung des Drehmoments eine viskose Flüssigkeit, beispielsweise 01, befindet. Die eine Scheibengruppe ist in einer Trommel befestigt, die mit einer der beiden Wellen umläuft, und das Ganze ist in einem feststehenden Gehäuse enthalten, das das 01 aus der umlaufenden Trommel aufnimmt und aus dem dieses Öl durch eine Pumpe der Kupplung wieder zugeführt wird. Das Drehmoment wird also lediglich durch die Viskosität des zwischen denScheiben befindlichen 151s mit einem gewissen Schlupf zwischen den beiden Scheibengruppen übertragen.
• Die F:findung bezweckt, diese Kupplungen in erster '.inie dahingehend zu verbessern, daB ein schne.' e s Auskuppeln möglich wird. Die den Gegenstand der Erfindung bildende Kupplung ist daher vor allem dadurch gekennzeichriet, daß die umlaufende Trommel nach dem Umfang zu zwei Arten von Öffnungen aufweist, von denen die einen einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt besitzen und ständig offen sind, um den normalen Kühlumlauf des Öls zu ermöglichen, während die anderen einen verhältnismäßig großen Querschnitt besitzen und gewöhnlich durch Ventile verschlossen sind, deren Öffnen eine fast augenblickliche Entleerung der Kupplung und damit die Unterbrechung der Übertragung, d. h. das Auskuppeln herbeiführt.
• Eine in dieser Weise ausgebildete Kupplung ermöglicht außerdem eine gewisse Reglung der Abtriebsdrehzahl durch Änderung der Füllung. Diese wird dadurch erreicht, daß die Fördermenge der Pumpe durch eine an sich bekannte Vorrichtung auf einen bestimmten Wert eingestellt wird. Es stellt sich dann ein Gleichgewichtszustand zwischen der von der Pumpe der Trommel zugeführten Flüssigkeitsmenge und der durch die Wirkung der Fliehkraft abgeführten Menge ein.
• Die Steuerung der Ventile kann mechanisch mit einer auf der Welle längs verschiebbaren Muffe erfolgen, die an zu den Ventilen führenden radial angeordneten zweiarmigen :Hebeln angreift. Statt dessen können zur Steuerung auch druckempfindliche Organe, z. B. federbelastete Kolben, dienen, die in einer mit Kupplungsflüssigkeit gespeisten umlaufenden Kammer, die sich in die Trommel entleert, angeordnet sind und sich unter der Wirkung der Fliehkraft verstellen, der die Flüssigkeit in dieser Kammer unterliegt. Unter diesen Umständen hat der Zufluß von Flüssigkeit in diese Kammer die Wirkung, daß durch Erhöhung des auf die Kolben wirkenden Fliehkraftdruckes die Ventile geschlossen werden und infolgedessen die Kupplung gefüllt und dadurch eingekuppelt wird. Umgekehrt wird durch Unterbindung der Flüssigkeitszufuhr zu der Kammer das Öffnen der Ventile unter Wirkung der Rückstellfedern und demzufolge das Auskuppeln herbeigeführt.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung der anhängenden Zeichnung zu entnehmen, in der die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht ist. Es zeigt Abb. 1 einen Schnitt durch eine Kupplung nach der Erfindung in schematischer Darstellung, Abb. 2 ein Bruchstück einer anderen Ausführungsform, ebenfalls im Schnitt in schematischer Darstellung.
• In beiden Abbildungen sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, und zwar bedeutet ja die mit der Winkelgeschwindigkeit zu' umlaufende treibendeWelle, 2a die mit derWihkelgeschwin,digkeit w2 umlaufende getriebene Welle, dl die mit der treibenden Welle ja zusammenhängenden Scheiben, d2 die mit der getriebenen Welle 2a zusammenhängenden Scheiben, a die Flüssigkeitsfüllung, P die von der treibenden Welle angetriebene Pumpe für die Förderung der Flüssig keit über eine feste Ringkammer c, Kanäle 4a, eine umlaufende Ringkammer C und die Löcher 5a, t Ausgleichslöcher in den Scheiben für die Flüssigkeitsfüllung a, g kalibrierte Düsen, durch die die Flüssigkeit unter der Einwirkung der Fliehkraft ausfließt, K ein festes Gehäuse, B3 und B4 Gleit-oder Kugellager, die die Drehung der Wellen ja und 2a in dem Gehäuse K ermöglichen, wobei nicht dargestellte Dichtungen bei I33 und B4 das Entweichen von Flüssigkeit aus dem Behälter K nach außen verhindern.
• Die Wirkungsweise ist folgende: Sobald sich die Welle ja dreht, läuft die Speisepumpe P gleichfalls und drückt Flüssigkeit zwischen die Scheiben auf dem Wege über den Anschluß 3a und die Kanäle 4a und 5a. Da die Welle 2a in Ruhe ist, sind es die Scheiben d2 ebenfalls, und es entsteht daher ein Drehmoment auf Grund der Viskosität der Flüssigkeit, die sich zwischen der Reihe der beweglichen Scheiben dl und der Reilie der unbewegten Scheiben d2 befindet. Sobald dieses Moment das Anlaufmoment der Urelle 2a erreicht, läuft diese mit. Unter der Wirkung der Fliehkraft fließt die Flüssigkeit durch die Düsen g und fällt in den Boden des Gehäuses K, der als Behälter dient, von wo sie durch die Pumpe P abgesaugt und zur Trommel zurückgeführt wird. Ein Ausstrahlungskühler, der nicht dargestellt ist, kann zwischen dem Austritt aus dem Gehäuse K und dem Wiedereintritt der Flüssigkeit in den Anschluß 3a eingefügt sein.
• Für eine bestimmte Geschwindigkeit w2 der sekundären Welle ist die Fördermenge der Düsen g um so größer, je größer die Füllung der Trommel ist; daraus folgt, daß sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, wenn die Fördermenge der Pumpe auf einen bestimmten Wert eingestellt ist; durch Änderung der Fördermenge der Pumpe P durch irgendeine an sich bekannte Vorrichtung kann man demnach die Füllung, d. 1i. die aktive Berührungsfläche zwischen Flüssigkeit und Scheiben, und damit schließlich die übertragene Drehzahl beeinflussen.
• Eine Abdichtung zwischen, den feststehenden Kanälen 4a und der umlaufenden Ringkammer C einerseits und zwischen dieser und der angetriebenen Welle 2a andererseits ist nicht notwendig.
• Die Öffnungen, G sind durch beliebige Ventile verschlossen. Ein System von Hebeln h, die um die Achsen 01 drehbar sind, werden gleichzeitig durch eine Muffe m betätigt. Wenn man die Muffe m durch eine Steuervorrichtung (in Abb. 1 nicht dargestellt) nach rechts verschiebt, drehen sich die Hebel h um ihre Achsen, wodurch die Öffnungen G geöffnet «-erden; die Kupplung wird somit schnell geleert und ausgekuppelt. Diese Steuerung der Buchse kann in Abhängigkeit gebracht werden von der Schließbewegung des Hahnes R für die Speisung der Kupplung mit Flüssigkeit durch nicht dargestellte Hebel, derart, daß durch eine einzige Bedienung der Zutritt von Flüssigkeit in die Kupplung gesperrt wird und die Öffnungen C geöffnet werden, die die Kupplung schnell leeren. Der entgegengesetzte Handgriff bewirkt (las Schließen der Öffnung G und das Öffnen des Hahnes für die Speisung mit Flüssigkeit, wenn tnan einkuppeln will.
• Bei einer Abart dieser Vorrichtung, die in Abb. 2 dargestellt ist, werden die Hebel h von einem ringförmigen Kolben in' bewegt, der sich in der umlaufenden Ringkammer axial verschiebt. In diesem lall wird durch Federn R-1 der Kolben ml nach rechts gedruckt; die Kraft dieser Federn ist so groß, daß sie die Öffnungen G geöffnet hält. Wenn man den Hahn R für den Zutritt von Flüssigkeit zur Kupplung öffnet, füllt sich die Ringkammer C mit Flüssigkeit, und der Fliehkraftdruck oder Einström(Iruck der Flüssigkeit auf den ringförmigen Kolben verschiebt diesen nach links, was zur Wirkung hat, (laß die Öffnungen G geschlossen werden, die Kupplung sich füllen kann. Wenn man umgekehrt den Zutritt von Flüssigkeit unterbindet, leert sich die umlaufende Ringkammer C, und der Kolben in' verschiebt sich unter der Wirkung der Federn R-3 nach rechts, so daß die Öffnungen G sich öffnen, was die schnelle Entleerung der Kupplung und sein Auskuppeln herbeiführt. Die Steuerung des Öffnens und Schließens der Öffnungen G durch (las Ilebelsvstem lt kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, durch eine hydraulische oder elektromagnetische Steuerung ersetzt werden, die in Abhängigkeit von der Verschiebung der Muffe in gebracht wird.
• Diese Möglichkeit des Ein- und Auskuppelns durch Entleeren bzw. Füllen des sich drehenden Gehäuses ermöglicht eine weitgehende Vereinfachung in der ITerstellung der Scheiben, denn diese sitzen fest und ohne veränderlichen Abstand auf ihren Traggliedern. Es ist somit vor allem möglich, sehr dünne und selbst verhältnismäßig nachgiebige Scheiben zu verwenden, die beispielsweise aus Blech von wenigen l\"lillimetern Stärke bestehen und deren genaue Lage senkrecht zur Achse durch die Fliehkraft gewährleistet ist. Diese Anordnung ermöglicht ohne mechanische Schwierigkeiten die Unterbringung einer beträchtlichen Anzahl von ineinandergreifenden Scheiben.. Daher kann mit einer verhältnismäßig kleinen Kupplung eine hohe Leistung übertragen werden.
• Als Kupplungsflüssigkeit kann die für die betreffende Kupplung jeweils am besten geeignete Flüssigkeit unter den Ölen oder den Siliconen ausgewählt werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: t. Flüssigkeitsreibungskupplung mit weahs-elseifig ineinandergreifeniden Scheiben, zwischen denen sich eine zähe Flüssigkeit, wie Öl, befindet, die einen Kreislauf ausführt, wobei eine Scheibengruppe in einer mit der einen Welle umlaufenden Trommel befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel ständig offene kleine Öffnungen für den Umlauf der Flüssigkeit zwecks Kühlung und verhältnismäßig große, von außen her verschließbare Üffnungen für das rasche Entleeren der Trommel aufweist.
2. 2. Kupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die großen Öffnungen durch Ventile verschließbar sind, die durch etwa radial an der Trommel angeordnete zweiarmige Hebel mit einer auf der Welle sitzenden Steuervorrichtung betätigt werden.
3. 3. Kupplung nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch eine Pumpe im Flüssigkeitskreislauf, die über einen einstellbaren Hahn in eine feststehende, die Welle umgebende Ringkammer fördert, die zum Trommelinnern offen ist. 4. Kupplung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine umlaufende Ringkammer, zwischen der feststehenden Ringkammer und der umlaufenden Trommel mit einer auf den Fliehkraftdruck der Flüssigkeit ansprechenden Steuervorrichtung für die Ventile. 5. Kupplung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen federbelasteten Ringkolben in der umlaufenden Ringkammer als Steuervorrichtung. 6. Kupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Trommel festen Scheiben aus verhältnismäßig nachgiebigem Werkstoff, z. B. dünnem Blech, bestehen und Öffnungen zum Ausgleich der zwischen den Scheiben befindlichen Flüssigkeit haben. Angezogene Druckschriften: Forsch.-Ing.-Wes., Bd. 16 (1949), Nr.
4. 4, S.97 bis 1o8.