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Kraftübertragung mit ein- und ausschaltbarem Strömungsgetriebe Es
ist bekannt, bei Kraftübertragungsanla,ge;n mit Strömungskreislauf den Antriebsmotor
bei gefülltem, also vollübertragungsfähigem Strömungskreislauf anlaufen zu lassen
oder die Füllung des StröMungskre!i,s:laufes gleichzeitig und se!lbsttäti.g mit
dem Betätigend des Breinnstoffhe@bels einzuleiten. Bei bestimmten Antrieb:sandagen,
ist es jedoch erforderlich, diaß, der Antriebsmotor erst von! einer bestimmten Drehzahl
ab belastet wird. So müssen z. B. D@i-eis@e"lmo,toren möglichst ahne Last angelassen
werden. Hierzu ist es erforderlich, den Kra.ftfluß über den Strömungskreislauf zu
unterbrechen, diesem also das Kra,ftübertragungsvermögen vorübergehend zu nehmen.
Dies geschieht nach bekannten Vorschlägen entweder durch Verdrehen der Schaufein
eines oder mehrerer Schaufelräder, durch das. Einschieben eines. Ringschiebers oder
durch Verschieben eines der Laufräder in eine, unwirksame Stellung, oder aber durch
Entleeren des Kreislaufes. Es ist auch schon vorgeschlagen wordeIn;, 1111sbesondere
bei hydromechanischen Verbundgetrieben die zum Ga.ngschalben erforderliche, Kraftfluß.unterbrechung
im Strömungskreislauf durch gleichzeitiges Anwenden mehrerer der vor:geinanaten
Mittel zu bewirken, um so völli:g,siche-r- das, Kraftühertragun;gsvermögen des Strömungskreislaufes
auf Null herabzusetzen,. Bei Strömungskreislä.ufen, mit Ringschi@eb:; r oder verschiebbarelm
Laufrad ist es auch schon bekannt, dien verschiebbaren TEil (Ringschieber oder Laufrad)
mit ko,lb"en:artig wirkenden
Flächen: auszurüsten, derart, d'aß
sie durch da;s Betätigen von Ventilen, durch die sie an Stellen hohen Druckas angeschlossen
bzw. auf deir Gegenseite entlastet werden, durch den Druck im Strömungskreislauf
selbst verschoben werden.
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Auch zur Begrenzung des Kraftübertragungsvermögens, z. B.. von Strömungskupplungen,
sind beispielsweise Ringschieber vorgeschlagen und verwendet worden. Bei eineim
besonderen Vorschlag dieser Art steht der unter dein Einfluß, einer Feder, deren
Kraft so bemessen ist, daß der Ringschieber- im normalen Betrieb, in ausgerückter
Stellung .gehalten wird, während beim überschreiten eines, bestimmten Drehmernentwertes
der Ringsch!ileber iselbsttätig durch. Fliissiiglzeitsd'rtzck in den Arbeitskreislauf
eingeischoben und dadurch der Kraftfluß abgesperrt wird.
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Nach einem weiteren Voeschlag wird ein; federbelasteter Ringschieber
durch einen beim Überschreiten eines: vorbestimmten normalen Drehmomentes auftretenden
Druckunterschied in der Flüssigkeit voir und hinter dem Ringschieber zur Begrenzung
des übertragenen Drehmomentes in den Krcislanf eiingerückt.
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Die Erfindung bezieht sich auf- die obenigenanntea Art vom; Strömungskraftübertragungens
mit einer bei voller Füllung -wirksamen seilbsitätigenl Vorrichtung zur Kraftflußunteirbreehung
im Strömungs: kreislauf und hat zum Zweck, dien Strömungskreislauf, insbesondere
einem Strömungswandler, z. B,. beim Anlassem; des Antriebismotors zunächst ausgeschaltet
zu halten und - ;ihn erst beirrt Erreichen einer bestimmten Motoirdrehzahl selbsttätig
und ohne zusätzliche B.eitätigunigseinrichtun:g, wie Vemtile, Hebel oid, d'gl.,
einzuschalten. Dien Erfindung besteht in dem Vorschlag; die als hydraulischen Kolben
ausgebildete Vorrichtung zur Unteirbrechung deis Kraftflusses einerseits unter den
Ein-Ruß einer Fedeir zu stellen;; die sie in diel Betriebsstellung drängt oder zu
drängen sucht und andererseits unter den Einfluß dies im Kreislauf durch Rotation
des Pumpenrades in Abhängigkeit von der Mo,to,rdrehz.ahl sich bildenden Flüssigkeits,duckes,
derart, daß ;sie beim Anlassen; und im Leerlauf des Antriebsmo,to,rs durch Federkraft
den Kraftfluß unterbrochen hält, während mit zunehmender Motordrehzahl durch den
Druck im Kreislauf die Fedearkr'aft überwunden und die Kraftflußunterbrechung aufgehoben,
also etwa der Ringschieber herausgezogen oder das ausgerückte Laufrad in den. Kreislauf
eingeschoben wird.
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Dieise Ausführung hat gegenüber diel, obengenanten, bekannten Vorschlägen;,
soweit diese dein gleichen Zweck dienen, den Vorteil; daß sie ohne jeden äußeren
Eingriff voll -selbsttätig wirkt, so. daß einerseits keinezusätzlicheAufmerksamkeit
auf das. Einschalten des Strömungskreislaufes gerichtet werden muß, andereireits
abeir auch keinerlei Regler o,d. dgggl. erforderlich ist.. Die anderen; obengenannten
Vorschläge sind wegen ihrer Beistimmang für einen ganz anderen; Zweck, nämlich für
die B@egremizung des größten zu üb,ertragenidienDrehmomentes- für vo,r'Irieigiend'e
Aufgabe in keiner Weise geeignet. Da dort ein Ringschieber entgegen einer Federkraft
beim Eintreten bestimmter Betrieb@sverhältnisse selbsttätig in den Kreislauf hereingezogen
werdeni soll, kann diese Ausführung auch für die vorliegende Aufgabe, wo gerade
das Gegenteil erwünscht ist, nämlich selbsttätiges Herausziehen, dies Ringschiebers
aus, dem Kreislauf beim Eintreten eines bestimmten Betriebszustandes, keimerlei
Anregung bieten:
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Blei Ausbildung der Kraftflußunterbrechungsvorrichtung als Ringschieber
wird dieser in. an sich bekannter Weise in einem vom Turbingeinira,d! gebildeten
Raum axial verschiebbar gelagert und: gemäß der Erfindung derart angeordnet, d'aß
die, eine Stirnseite. der den zwischen Pumpen- und Turbinenschaufelung einschiebbaren
Schiebering tragenden Scheibe dem Pumpenrad und die andere Stirnseite dem Turbinenrad
zugekehrt ist: Der Ausriickraum ist durch große Öffnungen, in der Radscheibe l .des
Tu:rbinenirades entlastet, d. h. an einte Stelle kleinen; Druckes, angeischlossen..
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Wird der Kraftfluß durch Herausschieben z. B. des: Pumpenrades aus
dien Kreislauf unterbrochen, dann .ist die Belastungsfender derart anzuordnen, daß
sie das Ausrückrad in die auaigerüclcteStellung drängt. Der Ausrückraum wird; dabei
vom Turbinenrad gebildet, derart, daß das Pumpenrad in das Turbinenrad hineinuerschaben
und damit die Austrittsäf'fnung dos Pumpenrades völlig abgedeckt wird. Die Rückseite
deis Pumpenrades ist mit dem Kreislauf über Öffnungen oder über de Spalt zwischen
den beiden Laufrädearn in Verb@induiig, so, d'aß der beim Hochfahren des; Pumpenrades
im Kreislauf entstehende Druck sich auf der dem Turbinenrad zuggekehrten Rückseite
Beis Pumpenrades auswirken und ,dieses bei Erreichen einer bestimmten Höhe in den
Kreislauf hiheinsch.ieiben kann. Es wirken dabei natürlich auch auf .der Saugseiite
des Pumpenrades Drücke, doch kann die Gesamta.n.-ordnung ohne weiteres deirart getroffen
werden; daß der resultierende! Druck das Laufrad in! den. Kreislauf schiebt. Ähnlich
gestaltet sich die Ausführung bei Verschiebung des Turbinenrades.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Charakteristik der Belastungsfedern,
so@ gewählt, daß der Ein- und Ausschaltvorgang verhültnismäßiig langsam abläuft,
also während einer verhältnismäßig großen Dr'ehzahländarung, sio daß der Unterschied
zwischen! derjenigen Drehzahl, bei welcher - bianspielswense ein Ringschieber gerade
noch geschlossen, und dlerjenige, bei welcher er ganz offen; ist, verhältnismäßig
groß ist. Die B,elastungsfed'eirni sollen hiernach eine steile Charakteristikhaben.
Hierdurch wird die Mögl.ichk-.it geschafen, daß, durch Festhalten der Motordrehzahl
auf einem beliebigen Wert innerhalb, der gewählten Grenzen Zwischenstellungen der
Ausschaltvoirrichtung, also z. $. des Ringschiebers, eingestellt werden können.
Unterhalb der unteren Schaltdreihzahl bleibt der Kraftfluß dann unterbro,cheri,
und zwischen dieser unterstem, Drehzahl und eiirrer frei wählbaren höheren Drehzahl
kann die Vorrichtung zur Unterbrechung des Kraftflusses- in beliebigen
Zwischenstellungen
g-haltcn werden, während si;-bei der oberen Grenzdrehzahl ihre, andere Endstellung
erreicht. Oberhalb dieser oberen Drehzahl ist der Kraftfluß durch den Strömungskreislauf
in vollem Maße hergestellt, und die Größe der übertra:gene!n Kraft. wird: zwischen
dieser Drehzahl und der Höchstdrehzahl des Motors. nur noch durch Regelung der Motordrehzahl
selbst geregelt. Auf diese! Weise wird, also-ine einfache und feiinffihlige Einstellung
des übertragenen Drehmomentes ohne beso d'e@re Gestänge, Regler, Ventile od. dgl.
lediglich durch Betü,tigung des Brennstoffhebels erreicht.
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In der Zeichnung sind, zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt eine! Kra:ftübertragungsa,nlage, mit Strömungswandler
und. Ringschieber zur Kraftflußunterbrechung,
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Abb.2 einen: Strömungswandler mit verschiebbarem Pumpenrad.
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Der Ringschieber 1, 2 nach Abb. i ist auf einem Ansatz i i der Sekund'ärwelle
des Strö,mungsl;re-is, laufes, gelagert und in einem vom Sekundärrad, 3 gebildeten
Raum d. a:xia:l verschiebbar. In. ein geriickter La:gei befindet sieh der Ringteil
des Schiebers zwischen dem Austritt der PumpenschaufeluIl,g 5 und. dem Eintritt
der Turbin.ens:chautelung 6. Der Ringschieber ist dabei mit der Rückseite seiner
als Kolben dienenden Scheibe, i dem Sekund'ü.rrad und mit der Vorderseite dem Pumpenrad
7 zuge!h ehrt. Der Ausrückraum q. ist durch die Öffnungen 9 entlastet. Beim Hochfahren
des Pumpenrades erzeugt -dies im Kreislauf einen mit der Drehzahl größer werdenden
Druck, der auf die Vordierse!ite der Ringschieberscheibe i wirkt und diese beim
Erreichen der entsprechenden Drchzabl en.tgegen! der Wirkung -der Feder 9 nach außen
schiebt.
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Sofern es erwünscht ist, mit dein Ringschi-ebzr das, Kraftübertragungsvermögen
des Strömungskreislaufes in sehr feinen Stufen. zu regeln, wird man eine! Belastungsfeder
9 mit verhältnismäßig steiler Charakteristik wählen. Die Scheibe! des Ringschiebers
ist am äußersten, Rand': in an, sich be-
kannter Weise mit einem Dichtrand
1o versehen, der sich im ausgerückten, Zustand an. eine Ringfläche des Sekundärrades
legt und das Kreislaufinnerei nach außen abdichtet. Zur Veränderung des. Betriebszustandes,
also, etwa der- Drehzahl, bei welcher die Einschaltung des, Strömungskreislaufes
erfolgeti# soll, kann die Entla.st.un!gsöffnung 8 während des Betriebes steuerbar
ausgebildet werden, etwa, derart, daß der Öffnungsquerschnitt v erschied:e!n groß
eingestellt oder ein konstanter üffn:ungsquerschnitt an Stellen verschieden hohen
Druckes angeschlossen werden: kann.
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Diese Steuerung der Entlastungsöffnung soll also nicht wie bei bekannten
Vorschlägen zur Betätigung der Kraftflußunterbrechungsvorr chtunig d@i"nen, sondern
nur zur Vorwählung der, Drehzahl, be:i welcher dann die Einschaltung selbsttätig
eintreten, soll.
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Bei dem in Abb.. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel übernimmt d'a:s Pumpenrad'
z2 die Aufgabe, des Ringschiebers der Abb.. i: Das Pumpenrad 12 ist hierzu auf der
Primärwelle 13 axial verschiebbar und durch eine Feidear 9 b@ela:s@tet, -d!ie es
im Stillstand oder Leerlauf in einen vom Turbinenrad 14 gebildeten, Raum 15 drängt.
In dieser ausgerückten Stellung sind die Austrittsöffnungen der Pumpe!n.-scha,ufelkanäle
vom Turbinenrad' abgeschlossen.
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Sobald bei: dieser Ausführung das Pumpenrad: die erforderliche!, durch
entsprechendeWahl der- Belastungsfeder einstellbare Drehzahl erreicht hat, herrschen
die in: Abb,. 2 durch Pfeile angegeibe-nen. Drücke! auf der Saugseite, und: der
dem Turbinernrad zugelehrten Rücks,-eitei des, Pumpenrades. Der hieraus resultierende
Druck verschiebt das. Pumpeinrad in den Kreislauf hinein und ermöglicht da,miit
dein Kraftfluß durch den Wand ller. Ähnlich wie! oben beim Ausführungsb,eis,piel
nach Abb. i vorgesehen, kann auch hier der Betrie bspun@ht, bei dem das Pumpenrad
selbsttätig einrücken soll, im Betrieb, oder Stillstand verändert werden. Hierzu
kann etwa: auch die Belastungsfeder 9 einstellbar gemacht werden.