DE969481C

DE969481C - Stroemungskupplung mit umlaufendem Behaelter

Info

Publication number: DE969481C
Application number: DEV3219A
Authority: DE
Inventors: Fritz Kugel; Dipl-Ing Heinrich Seibt
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1951-03-25
Filing date: 1951-03-25
Publication date: 1958-06-04

Description

Strömungskupplung mit umlaufendem Behälter Das Patent 836 718 betrifft eine Strömungskupplung, die innerhalb des mit großem Verhältnis des kleinsten zum größten Durchmesser ausgeführten Pumpenrades einen zentralen Behälter aufweist. Dieser Behälter ist mit dem Arbeitsraum der Kupplung durch Öffnungen verbunden, die auf einem dem inneren Durchmesser der Pumpenradbeschaufelung entsprechenden Durchmesser so angeordnet sind, daß sie der Strömung im Turbinenrad bei großem Schlupf voll ausgesetzt sind, während bei kleinem Schlupf keine oder nur wenig Arbeitsflüssigkeit durch sie abströmt. Im besonderen Fall ist sowohl das Pumpenrad als auch das Turbinenrad mit großem Durchmesserverhältnis ausgeführt, wobei sich dann der Aufnahmeraum innerhalb des Innendurchmessers der beiden Schaufelräder befindet. Gemäß der Zusatzerfindung wird innerhalb der beiden Schaufelräder außer einem Aufnahmeraum ausreichender Größe noch eine mechanische Kupplung zum An- und Abkuppeln des Pumpen- oder Turbinenrades j e einer Welle bzw. zum Durchkuppeln der beiden Kupplungslaufräder angeordnet. Die mechanische Kupplung kann dabei so ausgebildet werden, daß sie wenigstens teilweise im Aufnahmeraum liegt. Bei Ausbildung der Kupplung als federbelastete Lamellenkupplung wird das den ringzylindrischen Raum zwischen Arbeitsraum der Kupplung und Wellen ausfüllende Lamellenpaket vorzugsweise innerhalb der axialen Erstreckung des Turbinenrades untergebracht, während sich die Belastungsfeder gegen einen Korb abstützt, der in den innerhalb der Pumpenradbeschaufelung liegenden Aufnahmeraum hineinragt. Auf diese Weise steht die für die Feder erforderliche axiale Baulänge zu einem wesentlichen Teil für den Aufnahmeraum zur Verfügung. Der Aufnahmebehälter kann etwa so bemessen sein, daß er 15 bis 2o °/a des Volumens des Arbeitsraumes der Kupplung aufzunehmen vermag.
Es ist bei Strömungskupplungen an sich bekannt, innerhalb des Innendurchmessers der beiden Schaufelräder eine mechanische Kupplung anzuordnen, und zwar entweder als Überbrückungskupplung für die beiden Schaufelräder oder als Unterbrechungskupplung zwischen Turbinenrad und Abtriebswelle. Es wird daher nur für die Anwendung der an sich bekannten Merkmale bei einer Stauraumkupplung nach dem Hauptpatent Schutz beansprucht.
Zur Betätigung einer solchen Kupplung dient etwa eine durch eine der beiden Wellen der Kupplung, also durch die An- oder Abtriebswelle hindurchgeführte Steuerstange, die auf den Federteller der Belastungsfeder der Kupplung einwirkt.
Es ist an sich bekannt, innerhalb der axialen Erstreckung einer Strömungskupplung in diese eine mechanische Kupplung einzubauen. Bei diesen bekannten Vorschlägen liegen jedoch in räumlicher Hinsicht wegen des Fehlens eines Aufnahmeraumes innerhalb des Arbeitsraumes der Kupplung andere Verhältnisse vor.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Nach Abb. i ist innerhalb der Strömungskupplung eine Lamellenkupplung angeordnet, die zum An- und Abkuppeln des Turbinenrades von der Abtriebswelle dient. Nach Abb. 2 ist die Lamellenkupplung zwischen An- und Abtriebswelle vorgesehen.
Nach Abb. i sitzt auf der Antriebswelle i das Pumpenrad 2, dessen Beschaufelung ein Durchmesserverhältnis Dz/Da von 0,49 hat. Die mit dem Pumpenrad verbundene Schale 3 schließt das Turbinenrad 4 ein und stützt sich mittels eines Lagers 5 gegen die Abtriebswelle 6 ab. Zwischen dem Turbinenrad und der Abtriebswelle ist das Lamellenpaket 7 einer Lamellenkupplung angeordnet, das unter Zwischenschaltung eines Federtellers 8 von der Belastungsfeder 9 zusammengedrückt wird. Die Feder 9 stützt sich gegen einen mit der Nabe des Turbinenrades verbundenen Korb io ab, der über ein Lager ii auf der Antriebswelle gelagert ist. Der innere Raum des Korbes io ist über das Lager ii und besondere Verbindungsöffnungen 12 mit dem Aufnahmeraum 13 innerhalb des Pumpenrades in Verbindung, so daß auch der vom Korb umschlossene Raum als Teil des Aufnahmeraums dient.
Der Federteller 8 greift mit einem zentralen Zapfen 14 in die Bohrung 15 der Abtriebswelle 6 ein, in der ein Steuerstift 16' gleitend gelagert ist. Die Berührungsflächen des zentralen Zapfens 14 und des Steuerstiftes 16' sind abgerundet. Zwischen den beiden könnte auch ein kugeliges Zwischenglied angeordnet werden. Aus Herstellungsgründen ist die Abtriebswelle nur zu einem Teil als durchbohrte Welle ausgebildet und dann durch ein in eine entsprechend große Bohrung eingesetztes und eingeschweißtes Rohr 17 verlängert. Der Steuerstift i6' ist unter Zwischenschaltung einer Kugel 18 ;mit dem Steuerstift 16" verbunden. Die An- und Abtriebswellen sind mittels der Lager i9 und 2o in dem feststehenden Gehäuse 21 gelagert, das zur Belüftung der Kupplung mit Luftein-und -austrittsöffnungen 22 und 23 versehen ist.
Abb. 2 zeigt eine ähnliche Ausführung, bei der die in die Strömungskupplung eingebaute Lamellenkupplung mit dem Lamellenpaket 24 zum starren Durchkuppeln von Pumpenrad 25 und Turbinenrad 26 bzw. der An- und Abtriebswelle 27 und 28 dient. Der innere Lamellensatz ist mit der Abtriebswelle und der äußere Lamellensatz mit dem korbförmigen Teil 29 verbunden, der zusammen mit dem Pumpenrad auf der Antriebswelle 27 befestigt ist. Der Korb 29 greift wiederum in den Aufnahmeraum 3o hinein, der durch Öffnungen 31 mit dem vom Korb eingeschlossenen Raum in Verbindung steht. Zum Anpressen des Lamellenpaketes dient wiederum eine Feder 32 mit Federteller 33, die durch einen zentralen Steuerstift 3q." abgehoben werden können.
Ähnlich wie die gezeigte Lamellenkupplung könnte auch eine geeignete andere mechanische Kupplung in den Aufnahmeraum eingebaut werden. Außerdem könnte statt der mechanischen Betätigung dieser Kupplung auch eine hydraulische oder elektrische Steuerung vorgesehen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Strömungskupplung nach Patent 836 718, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Innendurchmessers der beiden Schaufelräder (2 und 4 bzw. 25 und 26) außer dem Aufnahmeraum (i3 bzw. 3o) noch in an sich bekannter Weise eine schlupflos übertragende Kupplung (7, 8, 9 bzw. 23, 32, 33) zum Kuppeln der beiden Schaufelräder miteinander oder eines der Schaufelräder mit seiner Welle angeordnet ist.
2. Strömungskupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die schlupflos übertragende Kupplung in den Aufnahmeraum hineingreift.
3. Strömungskupplung nach Anspruch i oder 2 mit federbelasteter Lamellenkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß das Lamellenpaket (7 bzw. 24) innerhalb der axialen Erstreckung des Turbinenrades (4 bzw. 26) angeordnet ist und daß sich seine Belastungsfeder (9 bzw. 32) gegen einen in den Aufnahmeraum (z3 bzw. 30) innerhalb des Innendurchmessers der Pumpenradbeschaufelung (a bzw. 25) sich erstreckenden Korb (io bzw. 29) abstützt.
4. Strömungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (8 bzw. 33) der Belastungsfeder (9 bzw. 32) von einer in der hohlen An- oder Abtriebswelle gleitend angeordneten Steuerstange (i6 bzw. 34) betätigt wird.
5. Strömungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (8 bzw. 33) mit einem zentralen Zapfen (i4) mit hohlkugeliger Stirnfläche in die Bohrung (i5) der An-bzw. Abtriebswelle (6) eingreift und daß das mit dieser hohlkugeligen Stirnfläche in Berührung stehende Ende der Schaltstange kugelig abgerundet ist.
6. Strömungskupplung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Unterbrechung der Schaltstange und durch die Einfügung einer Kugel (I8) an der Unterbrechungsstelle.
7. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die An- bzw. Abtriebswelle kupplungsseitig aus einem durchbohrten Wellenstück (6) und einem daran angeschweißten Rohr (I7) besteht. B. Strömungskupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (I6 bzw. 34) aus einem kurzen, in dem durchbohrten Wellenstück gleitenden Teil (I6' bzw. 34') und einem vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Kugel (I8) damit bewegungsschlüssig verbundenen, in dem an das Wellenstück angeschweißten Rohr (I7) gleitenden Teil (I6" bzw. 34") besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 734 378, 836 718; USA.-Patentschriften Nr. 1689 244, 2 267 334, 2355709.