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Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein zum Aufladen einer Brennkraftmaschine
dienendes Gebläse Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für ein
zum Aufladen einer Brennkraftmaschine dienendes Gebläse mit einer regelbaren, zwei
Flüssigkeitskreise besitzenden Flüssigkeitskupplung. Der Zweck einer solchen Antriebsvorrichtung
mit zwei hintereinandergeschalteten Flüssigkeitskreisen ist, den Schlupf jedes einzelnen
Flüssigkeitskreises bzw. jeder Kupplung bei gleichem Gesamtschlupf geringer zu gestalten
und damit eine zu hohe Erwärmung der Kupplungen, welche mit steigendem Schlupf außerordentlich
zunimmt, zu vermeiden. Deshalb bedeutet die Anwendung dieser Antriebsvorrichtung
auf Ladegebläse einen erheblichen Fortschritt, weil die sehr hohen Drehzahlen und
der außerordentlich weite Regelbereich der Ladegebläse bei Verwendung nur eines
einzigen Flüssigkeitskreises keine ausreichende Kühlung gestatten.
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Es sind bereits Antriebsvorrichtungen mit zwei hintereinandergeschalteten
Flüssigkeitskupplungen bekanntgeworden. Sie dienen aber einem ganz anderen Zweck
als die vorliegende Erfindung, nämlich ein Drehmoment in ein anderes zu verwandeln.
Dabei ist eine Regelung im Sinne der Erfindung nicht möglich. Der vorliegende Erfindungsgedanke
kann der bekannten Vorrichtung nicht entnommen werden. Es sind ferner auch schon
Antriebsvorrichtungen bekannt, bei, denen zum Antrieb irgendeiner Maschine eine
regelbare, zwei
Flüssigkeitskreise besitzende Flüssigkeitskupplungver-:
wendet wird. Dabei sind jedoch die Flüssigkeitskreise parallel geschaltet, und der
angetriebene Teil der Kupplungen besteht aus zwei miteinander verbundenen Kupplungshälften,
denen je eine treibende Kupplungshälfte zugeordnet ist. Eine derartigeAntriebsvorrichtung
verfolgt den Zweck, durch Unterteilung der Leistungsübertragung auf zwei Kupplungen
eine Verkleinerung der einzelnen Kupplungen bzw. Flüssigkeitskreise zu erreichen.
Bei der Übertragung einer Teilleistung wirkt sich j edoch die volle Erwärmung, wie
sie bei nicht ganz gefüllten Flüssigkeitsläufen auftritt, auf die Kupplungen aus.
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Durch Hintereinanderschalten von zwei Flüssigkeitskreisen wird dieser
Nachteil vermieden,-jedoch scheint dabei zunächst die umständliche Durchführung
der Drehachse eines bewegten Teiles durch einen anderen bewegten Teil unvermeidbar.
Der Kraftfluß wird dann umgeleitet, so daß er nicht auf dem kürzesten Wege vom Motor
zum Gebläse geht.
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Gemäß der Erfindung hat aber die Flüssigkeitskupplung drei Teile,
nämlich erstens einen mechanisch angetriebenen Kupplungsteil, zweitens einen losen
Teil, der aus dem getriebenen Teil des ersten Flüssigkeitskreises und dem treibenden
Teil des zweiten Flüssigkeitskreises besteht, und drittens den getriebenen Teil
des zweiten Flüssigkeitskreises, der das Gebläserad antreibt, wobei jeder der beiden
Flüssigkeitskreise in an sich bekannter Weise eine eigene regelbare Zuleitung besitzt.
Der Schlupf der Flüssigkeitskupplungen kann entweder unabhängig oder gemeinsam regelbar
sein. Im letzteren Falle wird durch eine Schaltvorrichtung der Zutritt der Flüssigkeit
zu der einen Kupplung und hierauf zu der anderen Kupplung freigegeben, wobei die
Füllungsvorgänge der Kupplungen entweder nacheinander erfolgen oder sich gegenseitig
überschneiden.
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Der lose Mittelteil trägt ein sämtliche Kupplungshälften umschließendes
Gehäuse, das zu beiden Seiten in feststehenden Teilen oder auf den Teilen der Flüssigkeitskupplungen
gelagert ist. Im Gegensatz -zu den bekannten Anordnungen, bei welchen zur Kleinhaltung
der Kupplungen der Primärteil ins Schnelle und der Sekundärteil ins Langsame übersetzt,
werden, ist erfindungsgemäß das Gebläserad unmittelbar auf der Welle der getriebenen
Kupplungshälfte des zweiten Flüssig--. keitskreises angeordnet, so daß die Flüssigkeitskupplungen
mit der Drehzahl des von ihnen angetriebenen schnell laufenden Gebläses umlaufen.
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In der Zeichnung zeigt Fig. x die schematische Darstellung einer beispielsweisen
Anordnung der Erfindung, Fig. 2 eine gegenüber der Fig. z etwas abgeänderte Anordnung,
Fig: 3 die schematische Darstellung einer axial entlasteten Doppelkupplung.
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Es ist a eine Antriebswelle, z. B. die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
oder eine von ihr angetriebene Welle, welche mittels eines Zahnradpaares b eine
Welle c ins Schnelle übersetzt. Diese ist durch zwei hintereinandergeschaltete Flüssigkeitskupplungen
d und e mit der Gebläsewelle f und dem Gebläse g gekuppelt..
Die Flüssigkeitskupplungen sind nach- Art zier Föttinger-Kupplungen ausgebildet
und bestehen aus einer mit der Welle c fest verbundenen Antriebshälfteh, dem von
ihr angetriebenen Mittelteil i, welcher die getriebene Hälfte der ersten Kupplung
d und die treibende Hälfte der zweiten Kupplung e umfaßt und zugleich als Kupplungsgehäuse
k ausgebildet ist, und der auf der Gebläsewelle f fest angeordneten getriebenen
Kupplungshälfte l der zweiten Kupplung e.
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Die Kupplungen sind innerhalb eines Gehäuses m angeordnet, welches
durch ein Rücklaufrohr n mit einem Behälter o verbunden ist, der die Arbeitsflüssigkeit,
z. B. Öl, für die Kupplungen enthält. Eine Pumpe, z. B. eine vom Motor ständig angetriebene
Zahnradpumpe p, liefert die Flüssigkeit zu einem Umschalthahn q, welcher beliebig,
z. B. von Hand oder selbsttätig, z. B. in Abhängigkeit vom äußeren Luftdruck oder
vom Druck in der vom Gebläse belieferten Einlaßleitung der Brennkraftmaschine, verstellt
werden kann und die Flüssigkeit den Leitungen r oder s oder beiden gleichzeitig,
je nach der Stellung des Umschalthahnes, zuführen kann. Durch eine Rücklaufleitung
t kann das von der Pumpe P -gelieferte Öl unmittelbar zum Behälter o zurückgeleitet
werden.
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Von der Leitung r wird die Flüssigkeit dem Rohr z.c bzw. dem Ringkanal
v in der Welle c und durch Querbohrungen w dem Innern der Kupplung d zugeführt,
während das durch die Leitung s geförderte Öl durch das innere Rohr x und die Querbohrungen
y in die Kupplung e geleitet wird. Zum Ausfluß der Flüssigkeit aus den Kupplungen
dienen kleine Drosselbohrungen z im Kupplungsgehäuse k.
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In der gezeichneten Stellung des Schalthahnes q (Stellung II des Schalthebels)
sind beide Leitungen r und s an den Flüssigkeitskreislauf voll angeschlossen, so
daß die beiden Flüssigkeitskupplungen gefüllt sind und bei höchster Leistungsübertragung
einen geringsten Schlupf besitzen. Das Gebläse g läuft mit hoher Drehzahl um.
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Durch Verdrehen des Schalthahnes q nach links wird der Zustrom der
Flüssigkeit zur Leitung s und damit zur Kupplung e mehr oder weniger stark gedrosselt.
Die Kupplung e- läuft -infolgedessen teilweise leer, so daß zwischen den Kupplungshälften
i und l ein vergrößerter Schlupf entsteht, während die Kupplung d
noch voll gefüllt ist. Das Gebläse läuft infolgedessen im wesentlichen mit um den
Schlupf der Kupplung e verringerter Drehzahl um. Im Grenzfall (Stellung I des Schalthebels)
kann die Leitung s ganz gesperrt und die Kupplung e völlig entleert werden.
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Wird der Hahn q 'nach rechts verdreht, so wird umgekehrt der Zustrom
der Flüssigkeit zur Leitung r und damit zur Kupplung d gedrosselt, so daß letztere
teilweise leerläuft, während die Kupplung e gefüllt bleibt. Gegenüber der vollen
Drehzahl des Gebläses wird die Umlaufgeschwindigkeit desselben hierdurch irrwesentlichen
durch den Schlupf der Kupplung d verringert.
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Durch noch weiteres Verstellen des Umschalthahnes q nach rechts (Stellung
III des Schalthebels) wird zunächst die Kupplung d vollständig und hierauf auch
die Kupplung e abgeschaltet (Stellung IV), während zugleich die Rücklaufleitung
t freigegeben wird, so daß die von der Pumpe P gelieferte Flüssigkeit
unmittelbar
in den Behälter o zurückfließt. Das Gebläse läuft in diesem Falle leer mit.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung sind für jede Leitung v1,
s1 eine besondere Pumpe p1 bzw. P2 sowie ein besonderer Schalthahn q1 und q2 vorgesehen,
welche durch ein gemeinsames Gestänge q3 bedient werden.
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In der gezeichneten Stellung sind die Leitungen y1, s1 und damit die
Flüssigkeitskupplungen d und e voll an den Kreislauf angeschlossen. Durch Verschieben
des Gestänges q3 nach links wird zunächst die Leitung s1 gedrosselt und damit die
Füllung der Kupplung e verringert. Erst nach einem gewissen Verstellhub wird auch
die Kupplung d durch allmähliches Absperren der Leitung y1 abgeschaltet, bis schließlich
beide Kupplungen leerlaufen. Gleichzeitig werden in entsprechendem Maße die Rücklaufleitungen
t1 und t2 durch die Schalthähne q1, q2 freigegeben, so daß die von den Pumpen P1,
P2 gelieferte Flüssigkeit teilweise und schließlich ganz in den Behälter o zurückfließt.
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Die Schaltung kann natürlich auch in anderer Weise vorgesehen sein.
Zum Beispiel können die Schalthähne q1 und q2 jeweils für sich durch besondere Gestänge
beliebig oder selbsttätig verstellt werden. Statt der durch Steuerglieder gesteuertenRücklaufleitungen
t, t1, t2 können z. B. auch durch federbelastete Ventile abgeschlossene Rücklaufleitungen
treten, wobei sich die Ventile bei einem bestimmten Druck in den Leitungen öffnen.
Ferner können z. B. eine Pumpe und zwei Schalthähne verwendet werden, oder es können
zur Absperrung des Zuflusses zu der einen oder anderen Flüssigkeitskupplung z. B.
vom Antrieb abkuppelbare Pumpen P1, P2 vorgesehen sein.
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Ferner kann das Füllen und Entleeren der Kupplungen in beliebiger
Weise erfolgen. Letztere können auch derart ausgebildet sein, daß sie nach teilweisem
Entleeren verschieden großen Schlupf ergeben. Bei gemeinsamer gleichzeitiger Regelung
der verschiedenen Kupplungen brauchten nur eine Pumpe und eine Zuleitung zu den
Flüssigkeitskupplungen vorgesehen zu werden.
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In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei
welchem jede der beiden hintereinandergeschalteten hydraulischen- Kupplungen
d, e als axial entlastete Doppelkupplung mit gegenläufigem Flüssigkeitsumlauf
in den Flüssigkeitskreisen ausgebildet ist. Soweit es sich um gleiche Teile handelt,
sind dieselben Bezugszeichen wie bei den Fig. i und 2 gewählt. Über die Welle c
wird das Doppelrad dl der ersten Kupplung d angetrieben und die Kraft auf den Sekundärteil
d2 übertragen. Die Kupplungsschalen d2 sind über die Zwischenwelle ei mit dem Primärteil
ei der zweiten Kupplung e verbunden. Von hier wird die Kraft über das Sekundärrad
e2 auf die Welle f und damit auf das Gebläse g übertragen. Die Kupplungen d und
e sind wiederum mit Drosselbohrungen z versehen, durch die die Flüssigkeit in das
Gehäuse m austreten kann und über die Leitung ya dem Behälter o zugeleitet wird.
Der Flüssigkeitsumlauf in den Kupplungen d und e geschieht in den angegebenen Pfeilrichtungen
gegenläufig, so daß diese Kupplungen in sich axial entlastet sind und keine Drücke
auf die Lager entstehen.