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Vorrichtung zum Kühlender zwischen dem Motor und demUberse-tzungsgetriebe
von Kraftfahrzeugen eingeschalteten Flüssigkeitskupplung nach Föttinger-Bauart Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen der zwischen dem Motor und
dem übersetzungsgetriebe von Kraftfahrzeugen eingeschalteten Flüssigkeitskupplung
nach Föttinger-Bauart. Sie besteht darin, daß die Kupplung in einem vom Motor angetriebenen
luftgekühlten Gehäuse angeordnet ist, in das die dauernd umlaufende Arbeitsflüssigkeit
in der Nähe der Achse eintritt, dann zwischen dem äußeren Mantel .des Laufrades
und der dicht danebenliegenden gekühlten Gehäusewand in dünner Schicht bis zum Eintritt
zwischen die Laufräder an der Stelle ihres größten Umfanges geführt wird und. nach
Durchtritt zwischen beiden Laufrädern in der Nähe der Achse aus dem Spalt zwischen
den Laufrädern wieder abgesaugt wird.
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Die Umlaufkühlung durch die Betriebsflüssigkeit ist an sich bekannt.
So wird z. B. die Arbeitsflüssigkeit bei einem bekanntenFlüssigkeitswechsel-, zwar
zwischen den Laufrädern ,der Turbine getriebe hindurchgeführt, sie umspült diese
aber nicht zwischen dem Gehäuse und einem äußeren Mantel der Laufräder. Durch die
erfindungsgemäße Umspülung mit der Arbeitsflüssigkeit in dünner Schicht kann die
Wärme einerseits von dem Laufrad
gut abgeführt und andererseits-
an Üas-Gehäuse gut abgegeben werden, zumal wenn dieses, und hierin liegt ein weiteres
Merkmal der Erfindung, von außen her noch eine besondere Luftkühlung hat.
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Die Luftkühlung ist bei Flüssigkeitsgetrieben ebenfalls ansich bekannt.
Ein sä gekühltes Getriebe arbeitet mit einer der Turbine angepaßten Ölmenge. Nur
zum Ausgleich ;gewisser Ölverluste, mit denen selbst bei sorgfältigster Herstellung
der Schieber gerechnet werden muß, kann: das Flüssigkeitsgetriebe durch eine Leitung
mit dem Ölkreislauf der Ölpumpe des Kraftwagenmotors verbunden werden. Zwecks Kühlung
des - Getriebes ist der Primärläufer als umlaufendes Getriebegehäuse ausgebildet,
das mit Kühlrippen versehen und von einem feststehenden, nach Art eines Gebläses
aus-,gebildeten Mantel umgeben ist. Es fehlt also hierbeider ständige Umlauf der
Arbeitsflüssigkeit.
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Demgemäß besteht .das für die Erfindung besonders wichtige Merkmal
darin, daß die gleichzeitig als wärmeentziehendes Mittel dienende Arbeitsflüssigkeit
in: dünner Schicht zwischen der Luftgekühlten Wand des Kupplungsgehäuses und dein
Außenmantel des Läuferrades hindurch geführt wird mit der Wirkung; daß ein Höchstmaß
von Wärme aus der Arbeitsflüssigkeit herausgeholt wird. Die bei ungleichem Lauf
der Kupplung .und des Motors auftretenden Druckschwankungen -,werden mit Hilfe eines
in den Kreislauf der Arbeitsflüssigkeit eingeschalteten federbelasteten Überdruckventils
zu einer Spülwirkung ausgenutzt.
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Das bei dem oben an zweiter Stelle genannten Flüssigkeitsgetriebe
vorgesehene Rückschlagventäl soll lediglich verhindern, -,daß bei Stillstand das
Getriebe teilweise entleert wird.
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Die Zeichnungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Fig. i ist ein senkrechter Schnitt durch das Getriebe; Fig. 2 ist
ein Schnitt nach Linie 2-2 der Fig: z ; Fig. 3 ist eine Ansicht des Kupplungsgehäuses
von unten; .
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Fig. 4 ist ein Teilschnitt durch eine Gehäuseöffnung für :den Eintritt
von Frischluft.
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Die in. Fig. i und 2 erkennbare Kapsel io ist am unteren Teil des
feststehenden Mantels 5 befestigt und auf der Vorderseite mit Luftschlitzen i i
in radialer Anordnung versehen. Die durch die Schlitze i z eintretende Luft bestreicht
den Raum F, der ras umlaufende Kupplungsgehäuse g umgibt, kreisförmig.
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Fig. 2 zeigt, wie die radialen Schlitze i i aus der Wandung der Kapsel
io ausgeschnitten sind. Hierbei ist angenommen, dä,ß -das vom Motor angetriebene
Kupplungsgehäuse 9 sich; von .der Stirnseite des Fahrzeuges aus gesehen; normal
im Sinn des Uhrzeigers dreht, wie,der Pfeil an der Nabe 2 andeutet.
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Die Rückseite der Kapsel io ist in gleicher Weise mit Schlitzen 12,
versehen (Fig. i; 3) wie der vordere Teil mit den Schlitzen i i. Die Schlitze 12
bewirken, daß der im Raum F kreisende Luftstrom nahezu gradlinig wieder austritt.
An der Vorderseite der Kapsel io wird die Außenluft immer einen Druck und an der
Rückseite einen Unterdruck erfahren. Dieser Druckunterschied unterstützt das Bestreben
des sich drehenden Gehäuses 9, mit Hilfe- der Schlitze i i und z2 einen Luftstrom
durch den Mantel 5 und die Kapsel io zu treiben und dabei die Wärme von dem Kupplungsgehäuse
9 abzuziehen.
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Bei stillstehendem Fahrzeug werden die Schlitze i i, i2 auch ein Strömen
der Luft bewirken, wenn der Motor das Gehäuse 9 dreht und dieses dann die Luftmasse
vermöge der Oberflächenreibung mitnimmt. Die Verstärkung der Luftbewegung durch
den äußeren Luftdruck (Fahrwind) fällt dann allerdings fort. Die in :der Kapsel
ia und im Mantel 5 umlaufende Luftmasse übt an den Schlitzen, i i eine Saugwirkung
auf die Außenluft aus. Ebenso unterstützen die Schlitze 12 das Entweichen der Luft
aus dem Raum F.
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Fig. i zeigt die mit dem Schwungrad i des Motors verb,undeneTurbine
mit den Läuferrädern3 und 4. An; .dem Schwungrad i ist das Kupplungsgehäuse 9 befestigt,
dessen Nabe mit der Nabe des Zahnrades 2o verbunden ist.
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Das Laufrad 3 der Turbine ist mit dem vorderen Ende der Hohlwelle
6 verbunden, die ihrerseits mit dem Rahmen 2i des Planetengetriebes in Verbindung
steht. Das Sonnenrad 22, das mit den von dem Rahmen 21 getragenen Planetenrädern,
23 in Eingriff steht, ist fest verbunden mit der Bremstrommel 24, die durch die
Scheiben 25, 26 mit dem Träger 2i' ausrückbar gekuppelt ist. Diese Kupplung wird
zur Wirkung gebracht .durch Kolben 27, die unter dem Druck der von der Ölpumpe P
gelieferten Flüssigkeit ;stehen. Das Laufrad 4 ist mit der Hauptwelle 7 verbunden,.
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Die Nabe 2 des Kupplungsgehäuses ist mit dem die Zahnräder 35, 36
.der Pumpe P antreibenden Zahnrad 31 gekuppelt, das mit dem Rad 32 auf der lotrechten
Welle 3-3 in Eingriff steht. Die Welle 33 trägt auch das Zahnrad 35 der Pumpe P,
die in den Ölsumpf S des Behälters 5, eintaucht. Der Druckraum 37 der Pumpe
steht -durch das Rohr 39 mit dem Ringraum 41 in Verbindung, der sich an den Spalt
4:2 zwischen der Nabe des Kupplungsgehäuses 9 und Ansatzteilen am Mantel anschließt.
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Wie die Pfeile in Fig,. i andeuten, dringt auf diesem Weg das Öl aus
dem Druckraum 37 der Pumpe :in den Raum G innerhalb des Gehäuses 9 und um die Laufräder
3 und 4 ein.
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Solange dieser I'#aum G unter Öldruck erhalten wird, dringt das
Öl durch der Spalt zwischen. den Laufrädern weiter in deren Innenräume ein.
Die Nabe 4a des Laufrades 4 ist bei 44 radial und bei 4.5 axial ausgespart und nimmt
in diesen Aussparungen ein Kugelventil 46 mit der Feder 47 auf. Die Kugel 46 steht
auf dem Sitz 48 unter dem Druck des Öls im Raum 49, der mit dem von den Laufrädern
3 und 4 gebildeten Hohlraum in Verbindung steht.
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Die Hauptwelle 7 ist hei 5 1 ausgebohrt, und diese Ausbohrung
ist bei 51a mit dem Ringraum 51, verbunden, wodurch eine Schmierung entlang der
Welle
7 ermäglicht wird. Von. hieraus kann das Öl auch zu den verschiedenen Lagern der
Hohlwelle 6 und dann zurück zu -dem Öllsu mpf S der Pumpe P geführt werden.
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Wenn der Druck des Öls innerhalb der Kupplung die Spannkraft der Feder
47 übersteigt, wird die Kugel 46 von ihrem Sitz 48 abgehoben und das Öl in den Sumpf
S zurückgedrückt.
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Die Geschwindigkeitsänderungen des Motors haben entsprechende Änderungen
der Umlaufgeschwindigkeit der Pumpe und damit auch des Öldruckes, zur Folge. Ferner
folgt aus der Änderung der Umlaufgeschwindigkeit des Zahnradgetriebes durch mehr
oder weniger großes Anziehen des Bremsbandes auf der Trommel 24 und Wirkung der
Kupplung 25, 26 eine Änderung der Umlaufgeschwindigkeit des Laufrades 3.
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Solange die vom Motor angetriebene Pumpe P. die Turbine mit Öl angefüllt
erhält, und solange die Arbeit der Turbine in dhrem Hohlraum Änderungen des Öldruckes
hervorruft, arbeitet das Ventil 46 fortwährend, vorausgesetzt, daß die Federkraft
47 und die Abmessung seines Sitzes 48 dem mittleren Druck auf der Einlaßseite des
Ventils und dem von der Pumpe erzeugten Druck entsprechend gewählt sind. Dann ergibt
sich ein fortgesetzter Wechsel ,des Öls, in der Turbine.
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Die Zahnräder des Getriebes 20, 22, 23 und 31 mit den dazugehörigen
Lagern werden über die Bohrung 53 geschmiert. Das überschüssige Öl fließt in den
Ölsumpf S zurück. ,Die in diesem Teil des Getriebes erzeugte Wärme wird , durch
das Öl in den Ölsumpf überführt und dort von dem Behälter 5" durch Ausstrahlung,
ferner :durch den Luftstrom, der durch die Luftschlitze i i, 12 über das,Gehäuse.9
verläuft, abgeleitet. Die große Oberfläche des Gehäuses 9 unterstützt die Wärmeableitung,
und der enge Raum G in dem Gehäuse bewirkt die Bildung einer dünnen Ölschicht und
einen ständigen Wärmeaustausch zwischen Gehäuse und Öl. Bei fortgesetztem Umlauf
des Öls, ausgehend von der Pumpe P und zu ihr zurückkehrend, ist es zweckmäßig,
den Behälter 5" und den Mantel 5 mit Kühlrippen zu versehen.
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Wenn der Ölumlauf die Ableitung der Wärme nicht genügend unterstützt,
kann man insofern eine Änderung der in den Zeichnungen vorgeschlagenen Bauart vornehmen,
als man. auch den Mantel 5a, wo er an die Maschine angeschlossen ist, mit Luftschlitzen
versieht, so daß die Maschine selbst von Außenluft bestrichen wird.
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Bei der üblichen Anordnung des Schwungrades zur Maschine ist :der
Strom der Luft so gerichtet, !, ,daß die Luft selbst dann, wenn sie durch die Maschine
erwärmt wird, noch genügend Fähigkeit zur Abführung der Wärme besitzt. Es besteht
aber auch die Möglichkeit, die die Maschine kühlende Luft über das Schwungrad- und
Getriebegehäuse zu leiten, bevor sie die Anordnung zur Abführung ,der Wärme durchströmt,
z. B. bei Anlagen mit am Heck des Fahrzeuges angeordnetem Motor. In diesem Fall
wird die Luft zuerst dem Raum neben der Turbine zugeführt.
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Bei .der Anordnung nach :den Zeichnungen erhält das Kupplungsgehäuse
g einen ununterbrochenen Zulauf von Öl von der Pumpe P. Dieses Öl wird zwischen
der inneren Gehäusewand und dem dicht danebenliegenden äußeren Mantel des Laufrades
3 in dünner Schicht bis zum Eintritt zwischen die Laufräder an der Stelle ihres
größten Umfanges geführt und nach Durchtritt zwischen beiden Laufrädern in der Nähe
der Achse aus dem Spalt zwischen den Laufrädern wieder abgesaugt. Es fließt durch
das Ventil 46, 48 zu. dem Ölsumpf zurück, wo es die aufgenommene Wärme an das Öl
des Sumpfes abgibt.