DE883987C - Stroemungskupplung, insbesondere fuer Kraftfahrzeugantrieb mit Verbrennungsmotor und fuer elektrische UEbertragung mit Kurzschlusslaeufermotor - Google Patents

Description

• StrömungskuppIung/ insbesondere für Kraftfahrzeugantrieb mit Verbrennungsmotor und für elektrische Ubertragung mit Kurzschlußläufermotor Zus.atz zum Patent 836718 Nach dem Patent 836 718 werden Strömungskupplungen zur Verkleinerung des Festbremsmomentes und zur Verringerung des Drehmomentübertragungsvermögens der Kupplung im Bereich sehr großen Schlupfes mit einem besonders großen Verhältnis des Innendurchmessers zum Außendurchmesser im Pumpenrad. bzw. im Pumpen- und Turhinenrad ausgeführt und außerdem der beschaufelte Innenraum des Turbinenrades durch Öffnungen, die auf einem dem Innendurchmesser des Pumpenrades entsprechenden Durchmesser angeordnet sind, mit einem innenliegenden Aufnahmeraum verbunden, derart, daß bei großem Schlupf ein Teil der von der Begrenzungswand der Turbinenradbeschaufelung geführten Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum der Strömungskupplung abgeleitet wird. Durch diese Maßnahme wird die Kupplung bei großem Schlupf selbsttätig teilweise entleert und so ihr Kraftübertragungsvermögen verringert.
• Nach der Zusatzerfindung wird der Aufnahmeraum derart ausgebildet, daß die während des Betriebes in. ihn abgedrängte oder etwa im Stillstand sich doTt ansammelnde Flüssigkeit gänzlich oder größtenteils bei rotierender Kupplung nicht unmittelbar über die Einlaßöffnungen wieder in den Arbeitsraum der Kupplung zurücktreten kann. Hierfür werden vielmehr besondere, im Verhältnis zu den Einlaßöffnungen kleine steuerbare Öffnungen vorgesehen, die vom Aufnahmeraum in den Pumpenschaufeiraum führen. Der Aufnahmeraum wird vorzugsweise von Wänden gebildet, die mit dem Pumpenrad verbunden sind, und mit einem größten Durchmesser ausgeführt, der etwa dem mittleren Pumpenschaufeldurchmesser entspricht. In seiner axialen Erstreckung kann der Behälter etwa der axialen Abmessung des Strömungskreislaufes angepaßt werden.
• Nach einem besonderen Vorschlag der Erfindung dient als Mittel zum Verhindern des Zurückfließens der Flüssigkeit aus dem Aufnahmeraum unmittelbar in das Turbinenrad eine mit dem Pumpenrad verbundene, in einer achsnormalen Ebene liegende Wand, die zwischen sich und der Welle eine ringförmige Öffnung frei läßt. Diese Wand wirkt bei umlaufender Kupplung gleichsam als Stauwehr, über das die Flüssigkeit bei kleinem Schlupf wohl vom Turbinenrad her in den Aufnahmebehälter eintreten, aber infolge der im Aufuahmebehälter herrschenden Fliehkraft nicht wieder zurücktreten kann. Die Flüssigkeit muß vielmehr durch am äußersten Umfang des Aufnahmeraumes angeordnete Öffnungen in den Arbeitsraum der Kupplung zurückgelangen. Die Öffnungen werden mit willkürlich oder selbsttätig gesteuerten Ventilen versehen, derart, daß die Öffnungen bei hohen Drehzahlen offen sind, während sie beim Unterschreiten einer bestimmten Motordrehzahl geschlossen werden. Das in diesem Betriebszustand durch die Öffnungen im Turbinenrad in den Aufnahmerawlm abgedrängte Flüssigkeitsvolumen kann nunmehr nicht mehr in den Arbeitsraum der Kupplung zurücgelangen, was eine Teilentleerung der Kupplung und eine starke Verringerung des Schleppmomentes bei kleinen Motordrehzahlen bedeutet.
• Für eine selbsttätige Steuerung werden die Ventile etwa so angeordnet, daß sie unter der Wirkung der Fliehkraft beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl gegen die Kraft von Belastungsfedern selbsttätig öffnen. Die Einstellung wird dabei beispielsweise so getroffen, daß die Ventile von der Drehzahl Null bis zur unteren Leerlaufdrehzahl des Antriebsdieselmotors geschlossen bleiben, beim Überschreiten dieser Drehzahl aber öffnen.
• Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird der Aufnahmeraum in zwei Teile unterteilt, von denen der eine, vorzugsweise kleinere Raum unmittelbar an die Öffnungen im Turbinenrad anschließt, während; der andere mit dem ersteren durch auf kleinem Durchmesser liegende Öffnungen in Verbindung stehende zweite Behälter durch die gesteuerten Auslaßöffnungen mit dem Arbeitsraum der Kupplung verbunden ist. Die beiden Behälterteile können durch eine mit dem Pumpenrad verbundene und, wie oben beschrieben, als Stauwehr dienende Wand voneinander getrennt werden. Der an die Auslaßöffnungen im Turbinenrad anschließende Behälterteil wirkt ständig wie der Aufnahm.eraum nach dem Hauptpatent, während der zweite Behälterteil nur oberhalb einer bestimmten Drehzahl die an ihn abgedrängte Flüssigkeit wieder in den Arbeitsraum der Kupplung zurücktreten läßt.
• Bei einer solchen Ausführung mit unterteiltem Behälter kann es vorteilhaft sein, auch die Einlaßöffnungen in den zweiten Behälterteil mit gesteuerten Ventilen zu versehen, wobei die willkürlich. oder selbsttätige Steuerung der Einlaß- und der Auslaßventile miteinander gekuppelt werden kann.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.
• In Abb. I ist zunächst über der Motordrehzahl sLm das Motormoment Mm aufgetragen. Die normale Schleppmomentkurve ist durch die Parabel Ms angegeben, welche die Motordrehmomentkurve im Punkte A bei einer Drehzahl nA schneidet, d. h. daß bei stillstehendem Fahrzeug und Vollgasdrehmoment der Motor bis auf die Drehzahl nA heruntergedrückt würde. Die untere Leerlaufdrehzahl des Motors YlLu wird im Falle eines Dieselmotors meist nur wenig unter dem Wert nu liegen, so daß dem Wert nu immer noch ein verhältnismäßig großes Schleppmoment entspri.cht,das durch die imPunkte B endende Ordinate gekennzeichnet ist. Mit einer gemäß der Erfindung ausgeführten Strömungskupplung, bei der vorübergehend, und zwar in dem Drehzahlbereich von o bis nA nur eine Teilfüllung wirksam ist, ergibt sich nun eine Schleppmomentkurve nach der Parabel Ms und dementsprechend ein erheblich geringeres Schleppmoment bei der unteren Leerlauf drehzahl im Punkte B'. Außer bei Dieselmotoren ist diese Eigenschaft der Strömungskupplung auch bei Vergasermotoren und in gleicher Weise bei einem Antrieb mit Kurzschlußmotoren erwünscht, und zwar um den Anlauf der Motoren zu,erleichtern und bei Überlastung ein zu starkes Drücken des Motors in seiner Drehzahl, beim Kurzschlußmotor etwa unter die Kippmoment drehzahl, zu verhindern.
• Abb. 2 zeigt eine Strömungskupplung, deren Pumpenrad 10 und Turbinenrad ii mit einem großen Verhältnis des Innendurchmessers zum Außendurchmesser ausgeführt sind. Am Innendurchmesser ist bei 12 die Führungswand für die Strömung von den Turbinenschaufeln weggelassen, so daß die Strömung bei großem Schlupf aus dem Arbeitsraum I3 der Kupplung radial gegen die Welle herausgedrängt wird und über die zwischen der Wand 22 und der Welle 19 frei gelassene ringförmige Öffnung 14 in den Aufnahmebehälter I5 gelangt. Dieser ist im wesentlichen innerhalb der axialen Erstreckung des Arbeitsraumes I3 der Kupplung untergebracht und ist an seinem größten Durchmesser mit Auslaßöffnungen I6 versehen, die in den Arbeitsraum der Strömungskupplung führen.
• Die Öffnungen I6 werden durch kleine Kugelventile I7 bei niedrigen Drehzahlen unter der Wirkung der Belastungsfedern 18 geschlossen gehalten. Beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl aber heben sich die Kugelventile ab und geben die Öftnungen I6 frei, so daß sich der Aufnehmer nunmehr allmählich in den Arbeitsraum der Kupplung entleeren kann. Bis zu der genannten Drehzahl arbeitet die Strömungskupplung nur mit einer Teil- füllung, während sie für den Betrieb mit kleinem und kleinstem Schlupf mit voller Füllung arbeitet.
• Bei dem in Abb. 3 gezeigten Ausführungs beispiel ist das Pumpenrad 10 wiederum mit großem Verhältnis des Innen- zum Außendurchmesser der Beschaufelung ausgeführt, während das Turbinenrad 11' ein normales Durchmesserverhältnis aufweist. Bei großem Schlupf wird ein Teil der Kupplungsfüllung über die inneren Enden der Turbinenschaufeln in den zwischen dem Arbeitsraum der Kupplung und der Welle 19 liegenden Teil 20 des Aufnahmeraumes gedrängt und nach Anfüllen desselben über die Trennwand hinweg durch die ringförmige Öffnung 21 in den Aufnahmebehälter 25, der in gleicher Weise wie bei dem in Abb. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel an seinem größten Durchmesser über gesteuerte Ventile 17 mit dem Arbeitsraum der Kupplung in. Verbindung steht.
• Abib. 4 zeigt eine Ausführung, die sich von der nach Abb. 3 dadurch unterscheidet, daß auch die Einlaßöffnung 2I' in den Behälterteil 25' mit einem fliehkraftgesteuerten Ventil 23 versehen ist.
• Das in Abb. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt, wie das Einlaßventil 23 und das Auslaßventil I7' des Aufnahmebehälters zu gemeinsamer Betätigung starr miteinander gekuppelt werden können.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Strömungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeugantrieb mit Verbrennungsmotor und für elektrische Übertragung mit Kurzschlußläufermotor, mit einem Verhältnis des Innentdurchmessers zum Außendurchmesser der Beschaufelung des Pumpenrades bzw. des Pumpen- und Turbinenrades größer als 0,4 und mit einem mit dem Arbeitsraum durch der Strömung im Turbinenrad bei großem Schlupf ausgesetzte Öffnungen verbundenen Aufnahmeraum nach Patent 83.6 718, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Aufnahmeraum abgedrängte Flüssigkeit ganz oder teilweise nur über durch Ventile od. dgl. gesteuerte Öffnungen in der Wand des Pumpenrades in den Schaufelraum des Pumpenrades zurücktreten kann.
2. 2. Kupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum vorwiegend von Wänden gebildet wird, die mit dem Pumpenrad verbunden sind, und daß er mit seinem größten Durchmesser bis an den mittleren Durchmesser der Pumpenradbeschaufelung reicht.
3. 3. Kupplung nach Anspruch I oder 2, gekBennzeichnet durch eine mit dem Pumpenrad verbundene, in einer achsnormalen Ebene liegende Wand (22), die zwischen sich und der Welle (I9) eine ringförmige Öffnung (I4 bzw. 2I) frei läßt.
4. 4. Kupplung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum durch eine mit dem Pumpenrad verbundene Trennwand (26) in zwei Teile (20, 25) unterteilt ist, von denen sich der eine, vorzugsweise kleinere Teil unmittelbar an die Öffnungen im Turbinenrad anschließt, während der andere mit dem ersteren durch auf kleinem Durchmesser liegende Öffnungen (2I) in Verbindung stehende zweite Behälterteil (25) durch ventilgesteuerte Auslaßöffnungen (I6, I7) mit dem Arbeitsraum (I3) der Kupplung in V,erbindung steht.
5. 5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurchE gekennzeichnet, daß auch die Einlaßöffnungen (2I) mit gesteuerten Ventilen (23) versehen sind.
6. 6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (I7 bzw. 23) fliehkraftgesteuert sind.
7. 7. Kupplung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaßventile (23, I7) des Aufnahmebehälters (25) miteinander gekuppelt sind.