EP3519714A1 - Schaufelradkontur - Google Patents

Schaufelradkontur

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Publication number
EP3519714A1
EP3519714A1 EP17735516.1A EP17735516A EP3519714A1 EP 3519714 A1 EP3519714 A1 EP 3519714A1 EP 17735516 A EP17735516 A EP 17735516A EP 3519714 A1 EP3519714 A1 EP 3519714A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupling
blade
space
spaces
turbine wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17735516.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Hoffeld
Bernhard Schust
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP3519714A1 publication Critical patent/EP3519714A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D33/00—Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type
    • F16D33/06—Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type controlled by changing the amount of liquid in the working circuit
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D67/00—Undercarriages or frames specially adapted for harvesters or mowers; Mechanisms for adjusting the frame; Platforms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D33/00—Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type
    • F16D33/18—Details
    • F16D33/20—Shape of wheels, blades, or channels with respect to function

Definitions

  • the invention relates to a hydrodynamic coupling.
  • the invention relates to the contour of a blade space on a paddle wheel of the hydrodynamic coupling.
  • a hydrodynamic clutch is configured to transmit torque between an input side and an output side.
  • the input side and the output side are each with at least one
  • Paddle wheel wherein the impeller of the driven side (the input side) and impeller and the impeller of the driving side (the output side) is also called turbine wheel. Between the blades of the two paddle wheels, a fluid acts hydrodynamically coupling to the wheels, so that a certain slip between the input side and the
  • Output side is possible, ie different speeds of the input side and the output side.
  • a degree of coupling between the impeller and the turbine wheel may be influenced by how much fluid is in the area between the impellers.
  • a fluid system is provided or is with the
  • the coupling system can be used, for example, for transmitting torque between a drive motor and a belt conveyor (also called conveyor belt, belt conveyor or belt conveyor).
  • a belt conveyor also called conveyor belt, belt conveyor or belt conveyor.
  • To start the belt it may be necessary to increase the force acting on the belt gently or slowly to avoid overloading. The stronger the belt is loaded, the more cautiously the conveying force has to be built up on the belt. If the belt is used, for example, for conveying overburden in opencast mining, starting up from standstill to reaching a customary conveying speed may take several minutes.
  • a hydrodynamic coupling comprises an impeller and a turbine wheel, which are rotatably mounted about a common axis of rotation.
  • the impeller and the turbine wheel each carry a circumferential groove around the axis of rotation, so that the axially mutually facing grooves define a toroidal working space, which can be filled with a fluid.
  • the impeller and the turbine wheel each have radial blades, the grooves in
  • the turbine wheel comprises a first blade space and a second blade space and contours of the channel in the radial direction in the two blade spaces are different. Due to the different contours, the two blade chambers can be optimized for different purposes.
  • the first vane space can be designed to maximize the volume of the working space
  • the second vane space can have a specific vortex space profile, which in particular can influence the behavior of the hydrodynamic coupling at higher degrees of slippage.
  • maximizing the working space volume can be compared to another hydrodynamic coupling with the same outer diameter, the same blade angle (usually 90 ° for both directions), the same speed and the same specific weight of the fluid, the power density and / or the maximum transmittable torque, increased.
  • a flow behavior of the fluid can be influenced in particular in the radial direction. This flow can be influenced more intensively by means of the second contour as the degree of slip increases, so that the torque build-up can be improved when starting the clutch. Effectively, a particularly smooth start can be realized with a slow build-up of force. Torque tips can be effectively damped.
  • the first vane space has a first longitudinal sectional area and the second vane space has a second longitudinal sectional area.
  • the longitudinal sectional area lies in a plane with the axis of rotation. It is preferred that the second
  • Longitudinal sectional area is greater than the first longitudinal sectional area.
  • the size of the Longitudinal section is essentially controlled by the contour of the channel in the area concerned. With increasing size of the longitudinal sectional area increases the volume of the impeller and thus the volume of the working wheel. By maximizing the working space volume, the mass flow between the pump impeller and the turbine wheel may be increased, so that a transmittable power is increased, as described above.
  • all blade spaces of the turbine wheel correspond to either the first or the second blade space.
  • the turbine wheel comprises first and second blade spaces, wherein the first blade spaces correspond to one another and the second blade spaces correspond to one another.
  • the correspondence is preferably made with respect to the contour of the channel and thus also with respect to size and shape of the longitudinal sectional area.
  • vane spaces of the same type have the same extent in the circumferential direction, so that their volumes also correspond to each other. More preferably, all blade spaces have the same extent in the circumferential direction.
  • the second vane space can be divided into a radially inner and radially outer region.
  • a curvature of the groove or of the contour in the radial direction is preferably stronger in the outer region than in the inner region.
  • a minimum radius of curvature of the contour is smaller in the outer region than in the inner region.
  • the contour lies in the longitudinal section plane and therefore limits the longitudinal sectional area. In the inner area, the contour is round, so to speak, and more angular in the outer area.
  • the separation between the inner and outer regions is generally uncritical and can be chosen in various ways.
  • the separation is selected such that volumes of the inner and outer regions of a second vane space are substantially equal.
  • the separation runs along a cylindrical separation surface about the axis of rotation.
  • the cylindrical separating surface extends through a point which is halfway between the largest outer radius and the smallest inner radius of the blade space.
  • the separation surface extends through a centroid of the longitudinal sectional area of the respective blade space.
  • the separation surface can also extend through a centroid of a surface corresponding to a longitudinal section through the torus.
  • an inner and an outer region adjoin one another directly in the radial direction, and the curvature of the contour is stronger in the outer region than in the inner region.
  • a portion of the contour in the outer region extends in a straight line and substantially in the radial direction. Compared with a conventional, substantially continuous or uniformly curved guiding of the profile, the intended influencing of the flow of the fluid can thereby be realized.
  • a portion of the contour in the outer region extends in a straight line and substantially in the axial direction. This section can limit the vane space on the radially outer side. In a particularly preferred embodiment, this section concludes with the
  • Rotary axis a small angle in the range of about 0 to 5 °, preferably about 3 °.
  • the straight section of the contour can influence the flow of the fluid as described above.
  • a transition between the described sections may follow a predetermined radius.
  • this radius may correspond to the minimum radius of curvature described above.
  • This is a circular arc-shaped transition between the two sections, which can form a groove in the extension about the axis of rotation.
  • the contour of the channel in paddle wheels of the impeller may be substantially constant.
  • the contour can follow a known contour, for example the so-called Chrysler profile.
  • the curvature of the trough of the impeller in the radial direction substantially is constant.
  • a profile that matches this property is known as an XL profile.
  • a first increase in the working volume was achieved.
  • Blade spaces are distributed uniformly on a circumference around the axis of rotation, so that a sequence of first and second blade spaces in the circumferential direction is always the same. It is particularly preferred that the blade spaces also have the same extent in the circumferential direction.
  • more first than second blade chambers are provided on the turbine wheel.
  • one-third, one-half or one-quarter of the blade spaces may each be implemented in the manner of the second blade space described above, while the remaining blade spaces are designed in the manner of the first blade space described above.
  • a throttle disk is mounted on the turbine wheel, which is coaxial with the axis of rotation and partially covers the first and second blade spaces from radially inward.
  • the throttle plate is preferably located on an axial side facing the turbine wheel.
  • Outer diameter of the throttle disc can be adjusted. The larger this outer diameter, the smaller the maximum torque that can be transmitted via the hydrodynamic coupling.
  • a fill-controlled clutch system includes the one described above
  • Coupling and a fluid system for controlling an amount of fluid which is located in the working space.
  • the fluid is circulated between the working space and a tank, wherein the fluid preferably comprises an oily liquid.
  • the coupling is traversed by fluid, wherein fluid escaping from the working space disposed of and is not returned to the working space.
  • This embodiment will preferably operated with an aqueous liquid as a fluid.
  • the aqueous liquid can be advantageously used, in particular in explosive environments, for example underground. Water or a similar aqueous liquid may have a higher specific heat capacity than an oily liquid, so that a reduced volume flow of the fluid for heat removal may be required.
  • the above-described clutch can transmit an increased torque compared to a conventional clutch of the same size. Cavitation at flow edges, for example at high slip rates and when using water as a fluid, can occur less frequently due to the contours used.
  • Bronze is generally more resistant to cavitation than light metal, but also heavier and more complex to process.
  • Figure 1 is a coupling system with a filling-controlled hydrodynamic coupling.
  • FIG. 2 contours of different paddle wheels of the coupling of Figure 1 in longitudinal section.
  • Fig. 5 shows a belt conveyor with the coupling of Fig. 1.
  • FIG. 1 shows a coupling system 100 with a fill-controlled hydrodynamic coupling 105.
  • the coupling system 100 comprises, in addition to the coupling 105, a fluid system 110 in order to control an amount of fluid 15 located in the coupling 105.
  • the fluid system 1 10 shown causes a cyclic circulation of fluid 1 15 between the clutch 105 and a Fluid container 120.
  • the coupling 105 is designed as a flow-through coupling, wherein no circulation of fluid 15 takes place.
  • the fluid 15 can comprise an oily liquid, in particular in the case of a circulating fluid system 110, or an aqueous fluid, in particular in the case of a coupling 105 that flows through it.
  • the clutch 105 is configured to transmit a torque between an input side 125 and an output side 130.
  • the clutch 105 includes an impeller 135 connected to the input side 125 and a turbine 140 connected to the output side 130.
  • two pump wheels 135 and two turbine wheels 140 are provided with the pump wheels 135 axially between the turbine wheels 140;
  • the clutch 105 comprises only a pump impeller 135 and a turbine wheel 140.
  • the pump impeller 135 has a pump channel 145 and a turbine channel 150 formed on the turbine 140. Open sides of the grooves 145, 150 face each other in axial directions. Thus, the grooves 145, 150 define a toroidal working space 155 which can be filled with fluid.
  • On the impeller 135 are pump blades 160 and on the turbine wheel 140 turbine blades 165 are provided, wherein the blades 160, 165 each extend in the radial direction through the toroidal working space 155 to form circumferentially adjacent blade spaces.
  • the amount of transmittable torque depends on several factors.
  • the power density of the clutch 105 can be increased by increasing a mass flow of fluid 15 that is exchanged between the impeller 135 and the turbine 140. This may be the volume of the workspace 155 are maximized. This volume is dependent on how the pump blades 170 and the turbine blades 175 are formed.
  • the shape of the pump blades 170 and the turbine blades 175 can be judged by the longitudinal section through the coupling 105, wherein the longitudinal section through an axis of rotation 180, with respect to which the impeller 135 and the turbine 140 are coaxially mounted.
  • FIG. 2 shows contours of different paddle wheels of the coupling 105 of FIG. 1 in longitudinal section. Illustratively, opposing portions of an exemplary impeller 135 and an exemplary turbine wheel 140 are shown with respect to the axis of rotation 180. For comparison purposes, a known impeller 205 is additionally shown in a similar representation.
  • the turbine wheel 140 comprise differently shaped blade spaces.
  • a first vane space 210 and in the lower area a second vane space 215 of the turbine wheel 140 are shown.
  • the first vane space 210 delimits a first longitudinal sectional area 230 and the second vane space 215 has a second longitudinal sectional area 235.
  • the longitudinal sectional areas 230, 235 are those area sections which are respectively defined by the vane spaces 210, 215 in a plane which encloses the rotation axis 180.
  • the first longitudinal sectional area 230 is bounded by a first contour 240 and the second longitudinal sectional area 235 by a second contour 245.
  • the impeller 135 preferably has uniform blade spaces 220.
  • the second vane space 215 differs from the first vane space 210 primarily by the shape of the second contour 245 in comparison to the first contour 240. In its course in the radial direction, the second contour 245 undergoes a greater curvature than the first contour 240. It is generally preferred in that the second contour 245 is longer than the first contour 240. As a result, the second longitudinal sectional area 235 is thereby larger than the first longitudinal sectional area 230.
  • the blade spaces 210 and 215 can each extend into a radially inner area
  • the subdivision is defined by its distance from the rotation axis 180 such that a separation surface between the inner region 250 and the outer region 255 is cylindrical with respect to the rotation axis 180.
  • the second contour 245, which delimits the second blade space 215 is curved more strongly in the outer area 255 than in the inner area 250.
  • a minimum radius of curvature of the second contour 245 along its course in the outer region 255 is smaller than in the inner region 250.
  • the shape of the second contour 245 in the inner area 250 may correspond to the shape of the first contour 240 in the inner area 250.
  • the radial distance from the axis of rotation 180 at which the inner region 250 adjoins the outer region 255 can be determined in different ways. In one embodiment, the distance is selected such that volumes of the inner region 250 and outer region 255 in the second vane space 215 are substantially equal. Alternative ways to set the distance are detailed above.
  • the second contour 245 in the outer region 255 has a first portion 260 which extends substantially rectilinearly.
  • the direction of extent preferably extends in the radial direction, that is to say it encloses an angle of approximately 90 ° with the axis of rotation 180.
  • the second contour 245 comprises a second portion 265, which also extends substantially rectilinearly.
  • the direction of extension in this case runs at least approximately parallel to the axis of rotation 180.
  • the direction of extent with the axis of rotation 180 encloses an angle of approximately 3 °.
  • a third portion 270 of the second contour 245 is more preferably located between the first portion 260 and the second portion 265, with the third portion 270 preferably following a predetermined radius.
  • first blade spaces 210 and a plurality of identical second blade spaces 215 are formed on the turbine wheel 140.
  • more first blade spaces 210 are provided as second blade spaces 215.
  • a sequence of first and second blade spaces 210, 215 is uniform in the circumferential direction. This is possible if the total number of vane spaces 210, 215 can be divided without remainder by the number of second vane spaces 215. Can the total number of blade spaces 210, 215 of the turbine 140 For example, be divided by four, then every fourth blade space may be formed as a second blade space 215, wherein the remaining blade spaces are formed as first blade spaces 210.
  • the first contour 240 which delimits the first blade space 210, and in particular the second contour 245, which delimits the second blade space 215, are further developments of a so-called XL contour 275 (also called XL profile), which in the illustration of FIG Impeller 135 can be seen.
  • the XL contour 275 has a substantially constant curvature in its radial course.
  • a curvature is a Chrysler contour
  • the XL contour 275 was developed to optimize the Chrysler contour 280 to increase the volume of the work space 155.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through an exemplary coupling 105. It is clear that all of the blade chambers 220 of the pump impeller 135 are delimited by the same XL contour 275, while the turbine wheel 140 first blade chambers 210 with a first contour 240 and second blade chambers 215 with a second contour 245 has.
  • a throttle plate 305 is attached to the turbine 140.
  • the throttle disk 305 is coaxial with the rotation axis 180 and covers part of the blade spaces 210 and 215 from radially inside. The larger an outside diameter of the throttle disk 305, the larger the overlap and the more fluid 1 15 is exchanged between a turbine wheel side blade space 210, 215 and a impeller-side blade chamber 220 prevented.
  • the throttle plate 305 may be sized to limit the maximum torque transferable via the clutch 105. It is preferred that the throttle plate 305 be relatively small in size to allow a large maximum transmittable torque.
  • FIG. 4 shows a comparison of different contours on pump wheels 135 and turbine wheels 140.
  • FIG. 4A shows a pump wheel 135 and a turbine wheel
  • FIG. 4B shows a pump wheel 135 and a turbine wheel 140, each carrying a Chrysler contour 280.
  • FIG. 4C shows the representations of FIGS. 4A and 4B in an overlay. The representations are to be regarded as exemplary and not necessarily to scale.
  • FIG. 5 shows a belt conveyor 500 with the coupling 105 of FIG. 1.
  • the clutch 105 is disposed between an electric drive motor 505 and a transmission 510.
  • the drive motor 505, the clutch 105 and the transmission 510 together form a drive station 515, to which a conveyor belt 520 can be driven by means of a roller.
  • the drive station 515 is preferably located at one end of a track to be spanned by means of the conveyor belt 520. At the other end is a deflection roller 525.
  • a tensioning device 530 is provided to tension the conveyor belt 520 in the longitudinal direction.
  • one or more intermediate drives 535 may be provided between the ends of the route.
  • Each intermediate drive 535 may include a drive station having a drive motor 505, a transmission 510 and a clutch 105.
  • the coupling 105 described above is particularly suitable for use on the belt conveyor 500, since a particularly uniform transfer and gentle increase or control of the transmitted torque via the clutch 105 is possible by the described hydrodynamic design.

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Abstract

Eine hydrodynamische Kupplung umfasst ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, die um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind. Das Pumpenrad und das Turbinenrad tragen jeweils eine um die Drehachse umlaufende Rinne, sodass die axial einander zugewandten Rinnen einen torusförmigen Arbeitsraum begrenzen, der mit einem Fluid gefüllt werden kann. Das Pumpenrad und das Turbinenrad weisen jeweils radiale Schaufeln auf, die die Rinnen in Schaufelräume unterteilen. Dabei umfasst das Turbinenrad einen ersten Schaufelraum und einen zweiten Schaufelraum, wobei Konturen der Rinne in radialer Richtung in den beiden Schaufelräumen unterschiedlich sind.

Description

Schaufelradkontur
Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplung. Insbesondere betrifft die Erfindung die Kontur eines Schaufelraums an einem Schaufelrad der hydrodynamischen Kupplung.
Eine hydrodynamische Kupplung ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite zu übertragen. Die Eingangsseite und die Ausgangsseite ist jeweils mit mindestens einem
Schaufelrad verbunden, wobei das Schaufelrad der angetriebenen Seite (der Eingangsseite) auch Pumpenrad und das Schaufelrad der antreibenden Seite (der Ausgangsseite) auch Turbinenrad genannt wird. Zwischen den Schaufeln der beiden Schaufelräder wirkt ein Fluid hydrodynamisch koppelnd auf die Räder, sodass ein gewisser Schlupf zwischen der Eingangsseite und der
Ausgangsseite möglich ist, sich also Drehzahlen der Eingangsseite und der Ausgangsseite voneinander unterscheiden. Ein Kopplungsgrad zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad kann darüber beeinflusst werden, wie viel Fluid sich im Bereich zwischen den Schaufelrädern befindet. Zur Steuerung der Fluidmenge ist üblicherweise ein Fluidsystem vorgesehen oder wird mit der
Initialfüllung bei Inbetriebnahme festgelegt. .
Das Kupplungssystem kann beispielsweise zur Übertragung von Drehmoment zwischen einem Antriebsmotor und einem Gurtförderer (auch Förderband, Bandförderer oder Gurtbandförderer genannt) verwendet werden. Zum Anfahren des Gurts kann es erforderlich sein, die auf den Gurt wirkende Kraft sanft oder langsam zu steigern, um eine Überlastung zu vermeiden. Je stärker dabei der Gurt beladen ist, desto behutsamer muss die Förderkraft am Gurt aufgebaut werden. Wird der Gurt beispielsweise zum Fördern von Abraum im Tagebau verwendet, so kann das Anfahren vom Stillstand bis zum Erreichen einer üblichen Fördergeschwindigkeit Zeiten von mehreren Minuten in Anspruch nehmen.
Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte hydrodynamische Kupplung zur gleichmäßigen Übertragung von Drehmoment bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Kupplungssystem mit einer solchen Kupplung anzugeben. Die Erfindung löst diese Aufgaben mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. Eine hydrodynamische Kupplung umfasst ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, die um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind. Das Pumpenrad und das Turbinenrad tragen jeweils eine um die Drehachse umlaufende Rinne, sodass die axial einander zugewandten Rinnen einen torusförmigen Arbeitsraum begrenzen, der mit einem Fluid gefüllt werden kann. Das Pumpenrad und das Turbinenrad weisen jeweils radiale Schaufeln auf, die die Rinnen in
Schaufelräume unterteilen. Dabei umfasst das Turbinenrad einen ersten Schaufelraum und einen zweiten Schaufelraum und Konturen der Rinne in radialer Richtung in den beiden Schaufelräumen sind unterschiedlich. Durch die unterschiedlichen Konturen können die beiden Schaufelräume für unterschiedliche Zwecke optimiert sein. Beispielsweise kann der erste Schaufelraum zur Maximierung des Volumens des Arbeitsraums ausgebildet sein, während der zweite Schaufelraum ein spezielles Wirbelraumprofil aufweisen kann, das insbesondere das Verhalten der hydrodynamischen Kupplung bei höheren Schlupfgraden beeinflussen kann. Durch die Maximierung des Arbeitsraumvolumens kann gegenüber einer anderen hydrodynamischen Kupplung mit gleichem Außendurchmesser, gleichem Schaufelwinkel (üblicherweise 90° für beide Drehrichtungen), gleicher Drehzahl und gleichem spezifischen Gewicht des Fluids die Leistungsdichte und/oder das maximal übertragbare Drehmoment, erhöht sein. Mittels der Kontur des zweiten
Schaufelraums kann ein Strömungsverhalten des Fluids insbesondere in radialer Richtung beeinflusst werden. Diese Strömung kann mittels der zweiten Kontur bei ansteigendem Schlupfgrad verstärkt beeinflusst sein, sodass der Drehmomentaufbau beim Anfahren der Kupplung verbessert beeinflusst werden kann. Effektiv kann ein besonders sanftes Anfahren mit langsamem Kraftaufbau realisiert werden. Drehmomentspitzen können effektiv abgedämpft werden.
Der erste Schaufelraum weist eine erste Längsschnittfläche und der zweite Schaufelraum eine zweite Längsschnittfläche auf. Die Längsschnittfläche liegt in einer Ebene mit der Drehachse. Es ist bevorzugt, dass die zweite
Längsschnittfläche größer als die erste Längsschnittfläche ist. Die Größe der Längsschnittfläche wird im Wesentlichen durch die Kontur der Rinne im betreffenden Bereich gesteuert. Mit steigender Größe der Längsschnittfläche steigt das Volumen des Schaufelrads und damit das Volumen des Arbeitsrads an. Durch das Maximieren des Arbeitsraumvolumens kann der Massenstrom zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad erhöht sein, sodass eine übertragbare Leistung vergrößert ist, wie oben beschrieben wurde.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass alle Schaufelräume des Turbinenrads entweder dem ersten oder dem zweiten Schaufelraum entsprechen. Anders ausgedrückt ist bevorzugt, dass das Turbinenrad erste und zweite Schaufelräume umfasst, wobei die ersten Schaufelräume einander entsprechen und die zweiten Schaufelräume einander entsprechen. Die Entsprechung erfolgt bevorzugt bezüglich der Kontur der Rinne und damit auch bezüglich Größe und Form der Längsschnittfläche. Es ist weiterhin bevorzugt, dass Schaufelräume des gleichen Typs gleiche Erstreckungen in Umfangsrichtung aufweisen, sodass ihre Volumina ebenfalls einander entsprechen. Weiter bevorzugt weisen alle Schaufelräume gleiche Erstreckungen in Umfangsrichtung auf.
Der zweite Schaufelraum kann in einen radial inneren und radial äußeren Bereich unterteilt werden. Eine Krümmung der Rinne bzw. der Kontur in radialer Richtung ist im äußeren Bereich bevorzugt stärker als im inneren Bereich. Anders ausgedrückt ist ein minimaler Krümmungsradius der Kontur im äußeren Bereich kleiner als im inneren Bereich. Die Kontur liegt in der Längsschnittebene und begrenzt daher die Längsschnittfläche. Im inneren Bereich ist die Kontur sozusagen runder und im äußeren Bereich eckiger geformt. Dadurch können die oben beschriebenen Ziele bezüglich der Maximierung des Arbeitsraumvolumens und der Steuerung des Fluidflusses durch Verwirbelung jeweils verbessert erreicht werden.
Die Trennung zwischen dem inneren und dem äußeren Bereich ist allgemein unkritisch und kann auf verschiedene Weisen gewählt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trennung derart gewählt, dass Volumina des inneren und des äußeren Bereichs eines zweiten Schaufelraums im Wesentlichen gleich groß sind. Die Trennung verläuft dabei entlang einer zylinderförmigen Trennfläche um die Drehachse. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform verläuft die zylinderförmige Trennfläche durch einen Punkt, der auf dem halben Weg zwischen dem größten Außenradius und dem kleinsten Innenradius des Schaufelraums verläuft. In noch einer weiteren Ausführungsform verläuft die Trennfläche durch einen Flächenschwerpunkt der Längsschnittfläche des betreffenden Schaufelraums. In wieder einer weiteren Ausführungsform kann die Trennfläche auch durch einen Flächenschwerpunkt einer Fläche verlaufen, die einem Längsschnitt durch den Torus entspricht. In allen Ausführungsformen grenzt ein innerer und ein äußerer Bereich in radialer Richtung unmittelbar aneinander an und die Krümmung der Kontur ist im äußeren Bereich stärker als im inneren Bereich.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass sich ein Abschnitt der Kontur im äußeren Bereich geradlinig und im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt. Gegenüber einer üblichen, im Wesentlichen durchgehend oder gleichmäßig gekrümmten Führung des Profils kann dadurch die beabsichtigte Beeinflussung der Strömung des Fluids realisiert werden.
Es ist außerdem bevorzugt, dass sich ein Abschnitt der Kontur im äußeren Bereich geradlinig und im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt. Dieser Abschnitt kann den Schaufelraum auf der radial äußeren Seite begrenzen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform schließt dieser Abschnitt mit der
Drehachse einen kleinen Winkel im Bereich von ca. 0 bis 5°, bevorzugt ca. 3° ein. Durch den gerade geführten Abschnitt der Kontur kann die Strömung des Fluids, wie oben beschrieben wurde, beeinflusst werden. Durch das Wählen eines positiven kleinen Winkels zwischen dem Abschnitt und der Drehachse kann Material im radialen Außenbereich des Turbinenrads eingespart werden.
Ein Übergang zwischen den beschriebenen Abschnitten kann insbesondere einem vorbestimmten Radius folgen. Dieser Radius kann insbesondere dem minimalen Krümmungsradius entsprechen, der oben beschrieben wurde. Damit liegt zwischen den beiden Abschnitten ein kreisbogenförmiger Übergang, der in der Verlängerung um die Drehachse eine Hohlkehle bilden kann.
Die Kontur der Rinne in Schaufelrädern des Pumpenrads kann im Wesentlichen konstant sein. Insbesondere kann die Kontur einer bekannten Kontur folgen, beispielsweise dem sogenannten Chrysler-Profil. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Krümmung der Rinne des Pumpenrads in radialer Richtung im Wesentlichen konstant ist. Ein Profil, auf das diese Eigenschaft zutrifft, ist als XL-Profil bekannt. Gegenüber dem Chrysler-Profil wurde dabei eine erste Vergrößerung des Arbeitsraumvolumens erzielt. Allgemein ist bevorzugt, dass die ersten Schaufelräume und die zweiten
Schaufelräume jeweils gleichmäßig auf einem Umfang um die Drehachse verteilt sind, sodass eine Abfolge von ersten und zweiten Schaufelräumen in Umfangsrichtung stets gleich ist. Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Schaufelräume auch gleiche Erstreckungen in Umfangsrichtung aufweisen.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform sind mehr erste als zweite Schaufelräume am Turbinenrad vorgesehen. Beispielsweise können ein Drittel, die Hälfte oder ein Viertel der Schaufelräume jeweils nach Art des oben beschriebenen zweiten Schaufelraums ausgeführt sein, während die restlichen Schaufelräume nach Art des oben beschriebenen ersten Schaufelraums ausgeführt sind.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass am Turbinenrad eine Drosselscheibe angebracht ist, die koaxial zur Drehachse liegt und die ersten und zweiten Schaufelräume von radial innen teilweise überdeckt. Axial liegt die Drosselscheibe bevorzugt auf einer dem Turbinenrad zugewandten axialen Seite. Durch die Drosselscheibe kann die Kreisströmung des Fluids innerhalb des Torus mit zunehmendem Schlupf progressiv gestört werden, sodass das maximal übertragbare Drehmoment zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite sicher und reproduzierbar begrenzt werden kann. Die Höhe der Begrenzung kann durch den
Außendurchmesser der Drosselscheibe eingestellt werden. Je größer dieser Außendurchmesser ist, desto kleiner ist das maximal über die hydrodynamische Kupplung übertragbare Drehmoment. Ein füllungsgesteuertes Kupplungssystem umfasst die oben beschriebene
Kupplung und ein Fluidsystem zur Steuerung einer Menge an Fluid, die sich im Arbeitsraum befindet. In einer Ausführungsform wird das Fluid zwischen dem Arbeitsraum und einem Tank zirkuliert, wobei das Fluid bevorzugt eine ölige Flüssigkeit umfasst. In einer anderen Ausführungsform wird die Kupplung von Fluid durchflössen, wobei Fluid, das aus dem Arbeitsraum entweicht, entsorgt und nicht in den Arbeitsraum zurückbefördert wird. Diese Ausführungsform wird bevorzugt mit einer wässrigen Flüssigkeit als Fluid betrieben. Die wässrige Flüssigkeit kann insbesondere in explosionsgefährdeten Umgebungen, beispielsweise unter Tage, vorteilhaft verwendet werden. Wasser oder eine ähnliche wässrige Flüssigkeit können eine höhere spezifische Wärmekapazität als eine ölige Flüssigkeit aufweisen, sodass ein verringerter Volumenstrom des Fluids zum Wärmeabtransport erforderlich sein kann.
Die oben beschriebene Kupplung kann gegenüber einer gleich großen konventionellen Kupplung ein vergrößertes Drehmoment übertragen. Eine Kavitation an Strömungskanten, beispielsweise bei hohen Schlupfraten und bei der Verwendung von Wasser als Fluid, kann durch die verwendeten Konturen seltener auftreten. Der Einsatz eines gegenüber Kavitationsfraß widerstandsfähigeren Materials, beispielsweise Propellerbronze, kann dadurch nicht erforderlich sein. Bronze ist allgemein widerstandsfähiger gegen Kavitationsfraß als Leichtmetall, jedoch auch schwerer und aufwendiger in der Verarbeitung.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Kupplungssystem mit einer füllungsgesteuerten hydrodynamischen Kupplung;
Fig. 2 Konturen unterschiedlicher Schaufelräder der Kupplung von Fig. 1 im Längsschnitt;
Fig. 3 eine Kupplung im Längsschnitt;
Fig. 4 einen Vergleich von Konturen an Schaufelrädern; und
Fig. 5 einen Gurtförderer mit der Kupplung von Fig. 1 darstellt.
Figur 1 zeigt ein Kupplungssystem 100 mit einer füllungsgesteuerten hydrodynamischen Kupplung 105. Das Kupplungssystem 100 umfasst neben der Kupplung 105 ein Fluidsystem 1 10, um eine Menge Fluid 1 15, die sich in der Kupplung 105 befindet, zu steuern. Das dargestellte Fluidsystem 1 10 bewirkt einen zyklischen Umlauf von Fluid 1 15 zwischen der Kupplung 105 und einem Fluidbehälter 120. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Kupplung 105 als Durchflusskupplung ausgelegt, wobei keine Zirkulation von Fluid 1 15 stattfindet. Das Fluid 1 15 kann eine ölige Flüssigkeit umfassen, insbesondere bei einem zirkulativen Fluidsystem 1 10, oder eine wässrige Flüssigkeit, insbesondere bei einer durchflossenen Kupplung 105.
Die Kupplung 105 ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment zwischen einer Eingangsseite 125 und einer Ausgangsseite 130 zu übermitteln. Die Kupplung 105 umfasst ein Pumpenrad 135, das mit der Eingangsseite 125 verbunden ist, und ein Turbinenrad 140, das mit der Ausgangsseite 130 verbunden ist. In der Ausführungsform von Figur 1 sind zwei Pumpenräder 135 und zwei Turbinenräder 140 vorgesehen, wobei die Pumpenräder 135 axial zwischen den Turbinenrädern 140 liegen; in anderen Ausführungsformen umfasst die Kupplung 105 lediglich ein Pumpenrad 135 und ein Turbinenrad 140. Am Pumpenrad 135 ist eine Pumpenrinne 145 und am Turbinenrad 140 eine Turbinenrinne 150 gebildet. Offene Seiten der Rinnen 145, 150 weisen in axialen Richtungen aufeinander zu. So begrenzen die Rinnen 145, 150 einen torusförmigen Arbeitsraum 155, der mit Fluid 1 15 gefüllt werden kann. Am Pumpenrad 135 sind Pumpenschaufeln 160 und am Turbinenrad 140 Turbinenschaufeln 165 vorgesehen, wobei sich die Schaufeln 160, 165 jeweils in radialer Richtung durch den torusförmigen Arbeitsraum 155 erstrecken, um in Umfangsrichtung nebeneinander liegende Schaufelräume zu bilden.
Besteht zwischen der Eingangsseite 125 und der Ausgangsseite 130 ein Schlupf, so wird das Fluid 1 15 im Arbeitsraum 155 entlang des Torus schraubenförmig zwischen Schaufelräumen am Pumpenrad 135 und am Turbinenrad 140 ausgetauscht. Die Drehmomentkopplung zwischen der Eingangsseite 125 und der Ausgangsseite 130 ist umso stärker, je mehr Fluid 1 15 im Arbeitsraum 155 aufgenommen ist. Ein maximales Drehmoment kann zwischen der Eingangsseite 125 und der Ausgangsseite 130 übertragen werden, wenn der Arbeitsraum 155 vollständig mit Fluid 1 15 angefüllt ist.
Die Höhe des übertragbaren Drehmoments ist von mehreren Faktoren abhängig. Allgemein kann die Leistungsdichte der Kupplung 105 erhöht werden, indem ein Massenstrom von Fluid 1 15, der zwischen dem Pumpenrad 135 und dem Turbinenrad 140 ausgetauscht wird, vergrößert wird. Dazu kann das Volumen des Arbeitsraums 155 maximiert werden. Dieses Volumen ist davon abhängig, wie die Pumpenschaufeln 170 und die Turbinenschaufeln 175 geformt sind. Die Form der Pumpenschaufeln 170 und der Turbinenschaufeln 175 kann anhand des dargestellten Längsschnitts durch die Kupplung 105 beurteilt werden, wobei der Längsschnitt durch eine Drehachse 180 verläuft, bezüglich der das Pumpenrad 135 und das Turbinenrad 140 koaxial gelagert sind.
Figur 2 zeigt Konturen unterschiedlicher Schaufelräder der Kupplung 105 von Figur 1 im Längsschnitt. In illustrativer Weise sind bezüglich der Drehachse 180 gegenüberliegende Abschnitte eines exemplarischen Pumpenrads 135 und eines exemplarischen Turbinenrads 140 dargestellt. Zu Vergleichszwecken ist in einer ähnlichen Darstellung zusätzlich ein bekanntes Pumpenrad 205 dargestellt.
Es wird vorgeschlagen, dass das Turbinenrad 140 unterschiedlich geformte Schaufelräume umfasst. Im oberen Bereich von Figur 2 ist ein erster Schaufelraum 210 und im unteren Bereich ein zweiter Schaufelraum 215 des Turbinenrads 140 dargestellt. Der erste Schaufelraum 210 begrenzt eine erste Längsschnittfläche 230 und der zweite Schaufelraum 215 eine zweite Längsschnittfläche 235. Die Längsschnittflächen 230, 235 sind diejenigen Flächenabschnitte, die jeweils durch die Schaufelräume 210, 215 in einer Ebene, die die Drehachse 180 einschließt, definiert sind. Auf einer axialen Seite, die dem Pumpenrad 135 abgewandt ist, ist die erste Längsschnittfläche 230 durch eine erste Kontur 240 und die zweite Längsschnittfläche 235 durch eine zweite Kontur 245 begrenzt. Das Pumpenrad 135 weist bevorzugt gleichförmige Schaufelräume 220 auf.
Der zweite Schaufelraum 215 unterscheidet sich vom ersten Schaufelraum 210 in erster Linie durch die Form der zweiten Kontur 245 im Vergleich zur ersten Kontur 240. In ihrem Verlauf in radialer Richtung durchläuft die zweite Kontur 245 eine stärkere Krümmung als die erste Kontur 240. Allgemein ist bevorzugt, dass die zweite Kontur 245 länger als die erste Kontur 240 ist. Üblicherweise ist dadurch die zweite Längsschnittfläche 235 größer als die erste Längsschnittfläche 230. Die Schaufelräume 210 und 215 können jeweils in einen radial inneren Bereich
250 und einen radial äußeren Bereich 255 unterteilt werden. Die Unterteilung ist durch ihren Abstand von der Drehachse 180 definiert, sodass eine Trennfläche zwischen dem inneren Bereich 250 und dem äußeren Bereich 255 zylindrisch mit Bezug auf die Drehachse 180 ist. Es ist bevorzugt, dass die zweite Kontur 245, die den zweiten Schaufelraum 215 begrenzt, im äußeren Bereich 255 stärker als im inneren Bereich 250 gekrümmt ist. Anders ausgedrückt ist bevorzugt, dass ein minimaler Krümmungsradius der zweiten Kontur 245 entlang ihres Verlaufs im äußeren Bereich 255 kleiner als im inneren Bereich 250 ist. Die Form der zweiten Kontur 245 im inneren Bereich 250 kann der Form der ersten Kontur 240 im inneren Bereich 250 entsprechen. Der radiale Abstand von der Drehachse 180, an dem der innere Bereich 250 an den äußeren Bereich 255 angrenzt, kann auf unterschiedliche Weisen bestimmt werden. In einer Ausführungsform ist der Abstand so gewählt, dass Volumina des inneren Bereichs 250 und des äußeren Bereichs 255 im zweiten Schaufelraum 215 im Wesentlichen gleich groß sind. Alternative Möglichkeiten, den Abstand festzulegen, sind oben genauer ausgeführt.
Es ist bevorzugt, dass die zweite Kontur 245 im äußeren Bereich 255 einen ersten Abschnitt 260 aufweist, der sich im Wesentlichen geradlinig erstreckt. Die Erstreckungsrichtung verläuft dabei bevorzugt in radialer Richtung, schließt also mit der Drehachse 180 einen Winkel von ca. 90° ein. Außerdem ist bevorzugt, dass die zweite Kontur 245 einen zweiten Abschnitt 265 umfasst, der sich ebenfalls im Wesentlichen geradlinig erstreckt. Die Erstreckungsrichtung verläuft dabei zumindest annähernd parallel zur Drehachse 180. In einer bevorzugten Ausführungsform schließt die Erstreckungsrichtung mit der Drehachse 180 einen Winkel von ca. 3° ein. Ein dritter Abschnitt 270 der zweiten Kontur 245 liegt weiter bevorzugt zwischen dem ersten Abschnitt 260 und dem zweiten Abschnitt 265, wobei der dritte Abschnitt 270 bevorzugt einem vorbestimmten Radius folgt.
Es ist bevorzugt, dass am Turbinenrad 140 mehrere gleichartige erste Schaufelräume 210 und mehrere gleichartige zweite Schaufelräume 215 ausgebildet sind. Es sind bevorzugt mehr erste Schaufelräume 210 als zweite Schaufelräume 215 vorgesehen. Es ist weiter bevorzugt, dass eine Abfolge von ersten und zweiten Schaufelräumen 210, 215 in Umfangsrichtung gleichmäßig ist. Dies ist möglich, wenn die Gesamtzahl an Schaufelräumen 210, 215 ohne Rest durch die Anzahl der zweiten Schaufelräume 215 geteilt werden kann. Kann die Gesamtzahl der Schaufelräume 210, 215 des Turbinenrads 140 beispielsweise durch vier geteilt werden, so kann jeder vierte Schaufelraum als zweiter Schaufelraum 215 ausgebildet sein, wobei die restlichen Schaufelräume als erste Schaufelräume 210 ausgebildet sind. Die erste Kontur 240, die den ersten Schaufelraum 210 begrenzt, und insbesondere die zweite Kontur 245, die den zweiten Schaufelraum 215 begrenzt, sind Weiterentwicklungen einer sogenannten XL-Kontur 275 (auch XL- Profil genannt), die in der Darstellung von Figur 2 am Pumpenrad 135 zu sehen ist. Die XL-Kontur 275 weist in ihrem radialen Verlauf im Wesentlichen konstante Krümmung auf. Im Gegensatz dazu ist eine Krümmung einer Chrysler-Kontur
280, die am Pumpenrad 205 zu sehen ist, in ihrer Krümmung stärker von einem radialen Abstand von der Drehachse 180 abhängig. Die XL-Kontur 275 wurde als Optimierung der Chrysler-Kontur 280 zur Vergrößerung des Volumens des Arbeitsraums 155 entwickelt.
Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine beispielhafte Kupplung 105. Es wird deutlich, dass alle Schaufelräume 220 des Pumpenrads 135 durch die gleiche XL-Kontur 275 begrenzt sind, während das Turbinenrad 140 erste Schaufelräume 210 mit einer ersten Kontur 240 und zweite Schaufelräume 215 mit einer zweiten Kontur 245 aufweist.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist am Turbinenrad 140 eine Drosselscheibe 305 angebracht. Die Drosselscheibe 305 liegt koaxial zur Drehachse 180 und überdeckt von radial innen einen Teil der Schaufelräume 210 und 215. Je größer ein Außendurchmesser der Drosselscheibe 305 ist, desto größer ist die Überdeckung und desto stärker wird Fluid 1 15 am Austausch zwischen einem turbinenradseitigen Schaufelraum 210, 215 und einem pumpenradseitigen Schaufelraum 220 gehindert. Die Drosselscheibe 305 kann dimensioniert werden, um das maximal über die Kupplung 105 übertragbare Drehmoment zu begrenzen. Es ist bevorzugt, dass die Drosselscheibe 305 relativ klein dimensioniert ist, um ein großes maximal übertragbares Drehmoment zu erlauben.
Figur 4 zeigt einen Vergleich unterschiedlicher Konturen an Pumpenrädern 135 und Turbinenrädern 140. Figur 4A zeigt ein Pumpenrad 135 und ein Turbinenrad
140, die jeweils die XL-Kontur 275 tragen. Figur 4B zeigt ein Pumpenrad 135 und ein Turbinenrad 140, die jeweils eine Chrysler-Kontur 280 tragen. Figur 4C zeigt die Darstellungen von Figuren 4A und 4B in einer Überlagerung. Die Darstellungen sind als exemplarisch und nicht notwendigerweise maßstäblich zu betrachten.
Figur 5 zeigt einen Gurtförderer 500 mit der Kupplung 105 von Figur 1 . Die Kupplung 105 ist zwischen einem elektrischen Antriebsmotor 505 und einem Getriebe 510 angeordnet. Der Antriebsmotor 505, die Kupplung 105 und das Getriebe 510 bilden zusammen eine Antriebsstation 515, an der mittels einer Walze ein Fördergurt 520 angetrieben werden kann. Die Antriebsstation 515 liegt bevorzugt an einem Ende einer mittels des Fördergurts 520 zu überspannenden Strecke. Am anderen Ende liegt eine Umlenkrolle 525. Üblicherweise ist eine Spannvorrichtung 530 vorgesehen, um den Fördergurt 520 in Längsrichtung zu spannen. Je nach Anwendungsfall können noch einer oder mehrere Zwischenantriebe 535 zwischen den Enden der Strecke vorgesehen sein. Jeder Zwischenantrieb 535 kann eine Antriebsstation mit einem Antriebsmotor 505, einem Getriebe 510 und einer Kupplung 105 umfassen.
Die oben beschriebene Kupplung 105 eignet sich in besonderer Weise für den Einsatz am Gurtförderer 500, da durch die beschriebene hydrodynamische Auslegung ein besonders gleichmäßiges Übertragen und sanftes Steigern bzw. Steuern des über die Kupplung 105 übertragenen Drehmoments möglich ist.
Bezugszeichen
100 Kupplungssystem
105 Kupplung
1 10 Fluidsystem
1 15 Fluid
120 Fluidbehälter
125 Eingangsseite
130 Ausgangsseite
135 Pumpenrad
140 Turbinenrad
145 Pumpenrinne
150 Turbinenrinne
155 Arbeitsraum
160 Pumpenschaufel
165 Turbinenschaufel
170 Pumpenschaufel
175 Turbinenschaufel
180 Drehachse
205 Pumpenrad mit Chrysler-Profil
210 erster Schaufelraum des Turbinenrads
215 zweiter Schaufelraum des Turbinenrads
220 Schaufelraum des Pumpenrads
230 Längsschnittfläche des ersten Schaufelraums
235 Längsschnittfläche des zweiten Schaufelraums
240 erste Kontur
245 zweite Kontur
250 innerer Bereich
255 äußerer Bereich
260 erster Abschnitt
265 zweiter Abschnitt
270 dritter Abschnitt
275 XL-Kontur
280 Chrysler-Kontur 305 Drosselscheibe
500 Gurtförderer
505 Antriebsmotor
510 Getriebe
515 Antriebsstation
520 Fördergurt
525 Umlenkrolle
530 Spannvorrichtung
535 Zwischenantrieb

Claims

Patentansprüche
Hydrodynamische Kupplung (105), umfassend:
ein Pumpenrad (135) und ein Turbinenrad (140), die um eine gemeinsame Drehachse (180) drehbar gelagert sind;
wobei das Pumpenrad (135) und das Turbinenrad (140) jeweils eine um die Drehachse (180) umlaufende Rinne (145, 150) tragen,
sodass die axial einander zugewandten Rinnen (145, 150) einen torusförmigen Arbeitsraum (155) begrenzen, der mit einem Fluid (1 15) gefüllt werden kann;
wobei das Pumpenrad (135) und das Turbinenrad (140) jeweils radiale Schaufeln (160, 165) aufweisen, die die Rinnen (145, 150) in
Schaufelräume (210, 215, 220) unterteilen,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Turbinenrad (140) einen ersten Schaufelraum (210) und einen zweiten Schaufelraum (215) umfasst und Konturen (240, 245) der Rinne (150) in radialer Richtung in den beiden Schaufelräumen (210, 215) unterschiedlich sind.
Kupplung (105) nach Anspruch 1 , wobei der erste Schaufelraum (210) eine erste Längsschnittfläche (230) und der zweite Schaufelraum (215) eine zweite Längsschnittfläche (235) aufweist und die zweite Längsschnittfläche (235) größer als die erste Längsschnittfläche (230) ist.
Kupplung (105) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei alle Schaufelräume (210, 215) des Turbinenrads (140) entweder dem ersten (210) oder dem zweiten Schaufelraum (215) entsprechen.
Kupplung (105) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Schaufelraum (215) einen radial inneren (250) und einen radial äußeren Bereich (255) umfasst und eine Krümmung der Rinne (150) in radialer Richtung im äußeren Bereich (255) stärker als im inneren Bereich (250) ist.
Kupplung (105) nach Anspruch 4, wobei eine Trennung zwischen dem inneren (250) und dem äußeren Bereich (255) derart gewählt ist, dass Volumina des inneren (250) und des äußeren Bereichs (255) in einem zweiten Schaufelraum (215) im Wesentlichen gleich sind.
6. Kupplung (105) nach Anspruch 4 oder 5, wobei sich ein Abschnitt (260) der Kontur (245) im äußeren Bereich (255) geradlinig und im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt.
7. Kupplung (105) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei sich ein Abschnitt (265) der Kontur (245) im äußeren Bereich (255) geradlinig und im
Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt.
8. Kupplung (105) nach den Ansprüchen 6 und 7, wobei ein Übergang (270) zwischen den Abschnitten (260, 265) einem vorbestimmten Radius folgt. 9. Kupplung (105) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in
Schaufelräumen (220) des Pumpenrads (135) eine Krümmung der Rinne (145) in radialer Richtung im Wesentlichen konstant ist.
10. Kupplung (105) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
ersten Schaufelräume (210) und die zweiten Schaufelräume (215) jeweils gleichmäßig auf einem Umfang um die Drehachse (180) verteilt sind, sodass eine Abfolge von ersten (210) und zweiten Schaufelräumen (215) in
Umfangsrichtung stets gleich ist. 1 1 . Kupplung (105) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mehr erste (210) als zweite Schaufelräume (215) vorgesehen sind.
12. Kupplung (105) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei am
Turbinenrad (140) eine Drosselscheibe (305) angebracht ist, die koaxial zur Drehachse (180) liegt und die ersten (210) und zweiten Schaufelräume (215) von radial innen teilweise überdeckt.
13. Füllungsgesteuertes Kupplungssystem (100), umfassend eine Kupplung (105) nach einem der vorangehenden Ansprüche und ein Fluidsystem (1 10) zur Steuerung einer Menge Fluid (1 15), die sich im Arbeitsraum (155) befindet.
Kupplungssystem (100) nach Anspruch 13, wobei das Fluid (1 15) wässrige Flüssigkeit umfasst.
15. Kupplungssystem (100) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei das Turbinenrad (140) aus einem Leichtmetall herstellbar ist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019125894A1 (de) * 2019-09-26 2021-04-01 Voith Patent Gmbh Hydrodynamische Maschine, insbesondere hydrodynamische Kupplung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3426535A (en) * 1965-09-22 1969-02-11 Voith Getriebe Kg Fluid coupling with constant filling
DE102006033093A1 (de) * 2006-07-14 2008-01-17 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Füllungsgesteuerte hydrodynamische Kupplung und Verfahren zum Betrieb derselben

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB669331A (en) * 1949-01-18 1952-04-02 Harold Sinclair Improvements in hydraulic couplings
DE906872C (de) * 1949-01-18 1954-03-18 Harold Sinclair Fuellungsveraenderliche Stroemungskupplung mit radialen oder im wesentlichen radialen Schaufeln
US3260052A (en) * 1964-07-17 1966-07-12 Daimler Benz Ag Hydrodynamic coupling
DE2138110A1 (de) * 1971-07-30 1973-02-08 Daimler Benz Ag Hydrodynamische kupplung, insbesondere fuer die kraftuebertragung bei kraftfahrzeugen
US3831378A (en) * 1973-06-25 1974-08-27 Eaton Corp Hydrokinetic coupling sleeve seal
FR2525711B1 (fr) * 1982-04-22 1988-05-06 Valeo Coupleur hydraulique, notamment pour vehicule automobile
DE10353518A1 (de) * 2003-11-14 2005-06-16 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Reduzierung des aufnehmbaren Momentes einer hydrodynamischen Kupplung im Bereich hohen Schlupfes und hydrodynamische Kupplung
DE102007032212A1 (de) * 2007-07-11 2009-01-15 Voith Patent Gmbh Hydrodynamische Kupplung
JP5189942B2 (ja) * 2008-09-29 2013-04-24 アイシン・エィ・ダブリュ工業株式会社 邪魔板を備えた流体継手
DE102015225399A1 (de) * 2015-12-16 2017-06-22 Voith Patent Gmbh Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplung und ein Verfahren zum Betreiben einer hydrodynamischen Kupplung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3426535A (en) * 1965-09-22 1969-02-11 Voith Getriebe Kg Fluid coupling with constant filling
DE102006033093A1 (de) * 2006-07-14 2008-01-17 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Füllungsgesteuerte hydrodynamische Kupplung und Verfahren zum Betrieb derselben

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2018059760A1 *

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Publication number Publication date
DE102016118588A1 (de) 2018-04-05
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US20200040949A1 (en) 2020-02-06
CN109790885A (zh) 2019-05-21
KR20190064578A (ko) 2019-06-10
WO2018059760A1 (de) 2018-04-05

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