NO116354B

NO116354B -

Info

Publication number: NO116354B
Application number: NO157559A
Authority: NO
Inventors: Andre Albert Filleul
Original assignee: Andre Albert Filleul
Priority date: 1963-08-03
Filing date: 1965-04-07
Publication date: 1969-03-10
Also published as: OA00278A; US3229840A; GB1073177A; DE1294250B; CH426526A; NL6408685A; IL21811A; AT256653B; LU46658A1; BE651229A; MC474A1

Description

Hydraulisk kobling. Hydraulic coupling.

Foreliggende oppfinnelse angår hydrauliske koblinger, spesielt hydrauliske vendere, henholdsvis hastighetsvariatorer som omfatter minst ett pumpehjul og minst et turbinhjul som er aksialt festet i forhold til hverandre. The present invention relates to hydraulic couplings, in particular hydraulic turners, respectively speed variators which comprise at least one pump wheel and at least one turbine wheel which are axially fixed in relation to each other.

Det er tidligere kjent hydrauliske kob-lingsanordninger som tillater regulering av koblingen ved hjelp av fordelere i form av f. eks. ringformete hylser. Slike fordelere virker enten på retningen for arbeidsvæsken mellom pumpehjulet og turbinhjulet, eller på strømningshastigheten, samt på den væskemengde som er i omløp. There are previously known hydraulic coupling devices which allow regulation of the coupling by means of distributors in the form of e.g. annular sleeves. Such distributors act either on the direction of the working fluid between the pump wheel and the turbine wheel, or on the flow rate, as well as on the amount of fluid in circulation.

I visse tilfelle har disse ringformete fordelere form av' sylinder-legemer som f. eks. er anordnet i mellomrommet mellom pumpehjulet på den ene side og retnings-ringen på den annen side, eller mellom pumpehjulet og turbinhjulet. Reguleringen av det dreiemoment som overføres foregår ved aksial forskyvning av det sylindriske legeme som utgjør denne fordeler. In certain cases, these annular distributors have the form of cylinder bodies such as, for example, is arranged in the space between the pump wheel on one side and the guide ring on the other side, or between the pump wheel and the turbine wheel. The regulation of the torque that is transmitted takes place by axial displacement of the cylindrical body that makes up this distributor.

Selv om denne regulering er forholds-vis enkel og gjør det lett å bygge den hydrauliske koblingsanordning, har den be-tydelige ulemper. Mellomrommet som fo-religger ved utløpet fra pumpen er utsatt for et høyt trykk. Følgen er uunngåelige tap i ytelse når hylsen eller skuffen for reguleringen er anbrakt på dette sted. Det blir dessuten et kraftig trykk på regule-ringshylsen ved delvis åpning. Når regu-leringshylsen er i stilling for delvis åpning blir dessuten væskestrømmen sterkt urolig, noe som selvsagt er ugunstig sett fra et hydrodynamisk synspunkt. Although this regulation is relatively simple and makes it easy to build the hydraulic coupling device, it has significant disadvantages. The space that lies at the outlet from the pump is exposed to a high pressure. The consequence is inevitable losses in performance when the sleeve or tray for the regulation is placed in this location. There is also a strong pressure on the regulating sleeve when partially opened. Furthermore, when the regulating sleeve is in position for partial opening, the liquid flow becomes highly disturbed, which is of course unfavorable from a hydrodynamic point of view.

Oppfinnelsen søker å overvinne disse mangler. Den går ut på en hydraulisk kobling som er karakterisert ved at det mellom pumpehjulet og turbinhjulet er anordnet en ytre koaksialt anbrakt ledevegg i form av et omdreinings-hullegeme som kan forskyves aksialt for i større eller mindre grad å innsnevre kanalen for væsken mellom pumpen og turbinen og derved gjøre det mulig å regulere det dreiemoment som overføres ved hjelp av koblingen. The invention seeks to overcome these shortcomings. It results in a hydraulic coupling which is characterized by the fact that between the pump wheel and the turbine wheel there is an outer coaxially placed guide wall in the form of a revolving hollow body which can be displaced axially to narrow the channel for the liquid between the pump and the turbine to a greater or lesser extent thereby making it possible to regulate the torque transmitted by means of the coupling.

På vedføyete tegning er det som ek-sempel vist flere utførelsesformer for den hydrauliske kobling i henhold til oppfinnelsen. The attached drawing shows, as an example, several embodiments of the hydraulic coupling according to the invention.

Fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom koblingen i en første utførelsesform, mens fig. 2—5 viser fire mulige utførelsesformer. Fig. 1 shows an axial section through the coupling in a first embodiment, while Fig. 2-5 show four possible embodiments.

Den hydrauliske kobling som er vist i fig. 1 omfatter et pumpehjul 1 og et turbinhjul 2. Pumpehjulet 1 er fast forbundet med et rørformet stykke 3 som igjen er stivt forbundet med en drivaksel 4 ved hjelp av en kile 5 og en skrue 6 som kan skrus inn i et gjenget hull 7 i enden av drivakselen 4. The hydraulic coupling shown in fig. 1 comprises a pump wheel 1 and a turbine wheel 2. The pump wheel 1 is firmly connected to a tubular piece 3 which in turn is rigidly connected to a drive shaft 4 by means of a wedge 5 and a screw 6 which can be screwed into a threaded hole 7 at the end of the drive shaft 4.

Turbinhjulet 2 er lagret på det rør-formete stykke 3 ved hjelp av et kule-lager 8 og et rullelager 9. Disse lagre 8 og 9, samt en avstandshylse 10 holdes på plass på det rør formete stykke 3 ved hjelp av skruen 6 under mellomlegg av en skive 11. En hette 12 dekker hodet på skruen 6 og er festet til turbinhjulet, 2 ved hjelp av skruer 13. Den drevne aksel 14 har på enden en flens 15 som gjør det mulig å feste den til hetten 12 ved hjelp av skruer 16. The turbine wheel 2 is supported on the tubular piece 3 by means of a ball bearing 8 and a roller bearing 9. These bearings 8 and 9, as well as a spacer sleeve 10 are held in place on the tubular piece 3 by means of the screw 6 under the spacer of a disc 11. A cap 12 covers the head of the screw 6 and is fixed to the turbine wheel, 2 by means of screws 13. The driven shaft 14 has at the end a flange 15 which makes it possible to attach it to the cap 12 by means of screws 16.

Det ytre hus for denne kobling er ut-ført i to deler 17 og 18 som er forbundet med hverandre ved hjelp av skruer 19. En del 20 av dette hus danner en ytre mel-lomliggende ledevegg for arbeidsvæsken mellom pumpehjulet 1 og turbinhjulet 2. Denne ledevegg 20 kan forskyves aksialt for i større eller mindre grad å innsnevre løpet for væsken fra pumpen 1 til turbinen 2 og derved gjøre det mulig å regulere det dreiemoment som overføres ved hjelp av koblingen. The outer housing for this coupling is made up of two parts 17 and 18 which are connected to each other by means of screws 19. A part 20 of this housing forms an outer intermediate guide wall for the working fluid between the pump wheel 1 and the turbine wheel 2. This guide wall 20 can be shifted axially to narrow the flow of the liquid from the pump 1 to the turbine 2 to a greater or lesser extent and thereby make it possible to regulate the torque transmitted by means of the coupling.

I denne første utførelsesform, hvor ledeveggen 20 utgjør en integrerende del av det ytre hus 17, 18 for koblingen, er det selve dette ytre hus 17, 18 som kan forskyves aksialt i forhold til pumpe- og turbinhjulene. Ved hjelp av en propp 18a kan fylleåpningen lukkes. Dessuten har delen 18 en åpning 22 for gjennomføring av et langstrakt sylindrisk rør 23 som er fast forbundet med turbinhjulet 2. I dette ek-sempel er det anordnet kiler 24 for at huset 17, 18 skal bli vinkelfast med delen 3 og dermed med pumpehjulet 1 og drivakselen 4. Huset 17, 18 kan dog forskyves aksialt på de to rørformete stykker 3 og 23, ved hjelp av en mekanisme som ikke er vist og som skal påvirke, forlengelsen 21 på huset 17. Pakninger 25 er anordnet mellom delen 17 og det rørformete stykke 3, og mellom delen 18 og den rørformete forlengelse 23. In this first embodiment, where the guide wall 20 forms an integral part of the outer housing 17, 18 for the coupling, it is this outer housing 17, 18 itself that can be displaced axially in relation to the pump and turbine wheels. With the help of a plug 18a, the filling opening can be closed. In addition, the part 18 has an opening 22 for the passage of an elongated cylindrical tube 23 which is firmly connected to the turbine wheel 2. In this example, wedges 24 are arranged so that the housing 17, 18 will be angularly fixed with the part 3 and thus with the pump wheel 1 and the drive shaft 4. The housing 17, 18 can, however, be displaced axially on the two tubular pieces 3 and 23, by means of a mechanism that is not shown and which will affect the extension 21 of the housing 17. Gaskets 25 are arranged between the part 17 and the tubular piece 3, and between the part 18 and the tubular extension 23.

I den stilling som er vist i fig. 1, gjør ledeveggen 20 det mulig å overføre det maksimale dreiemoment ved hjelp av koblingen. Det er imidlertid klart at hvis huset 17, 18 forskyves mot venstre i forhold til hjulene 1 og 2, vil kanten 26 mere og mere innsnevre løpet for væsken fra pumpen til turbinen. Væsken kan følgelig ikke lenger påvirke skovlene på turbinhjulet 2 på hele deres overflate og det dreiemoment som overføres til den drevne aksel 4 avtar. I fig. 1 er det med strekete linjer vist en reguleringsstilling for ledeveggen 20. In the position shown in fig. 1, the guide wall 20 makes it possible to transmit the maximum torque by means of the coupling. It is clear, however, that if the housing 17, 18 is displaced to the left in relation to the wheels 1 and 2, the edge 26 will more and more narrow the course for the liquid from the pump to the turbine. Consequently, the liquid can no longer affect the vanes of the turbine wheel 2 on their entire surface and the torque transmitted to the driven shaft 4 decreases. In fig. 1, an adjustment position for the guide wall 20 is shown in dashed lines.

Det er klart at denne første utførel-sesform kan endres slik at huset 17, 18 ikke nødvendigvis er vinkelfast i forhold til drivakselen 4. Dette hus 17, 18 kan være vinkelfast i forhold til den drevne aksel 14 eller endog være vinkeluavhengig av akslene 4 og 14. På den annen side kan ledeveggen 20, i stedet for å påvirke inn-løpet til kanalene i turbinhjulet 2 være ut-ført slik at den påvirker utløpet av kanalene i pumpehjulet 1, eller endog even-tuelt samtidig utløpskanalene fra hjulet 1 og innløpskanalene for hjulet 2. It is clear that this first embodiment can be changed so that the housing 17, 18 is not necessarily angularly fixed in relation to the drive shaft 4. This housing 17, 18 can be angularly fixed in relation to the driven shaft 14 or even be angularly independent of the shafts 4 and 14. On the other hand, the guide wall 20, instead of affecting the inlet to the channels in the turbine wheel 2, can be designed so that it affects the outlet of the channels in the pump wheel 1, or even possibly simultaneously the outlet channels from the wheel 1 and the inlet channels for wheel 2.

I de fire endrete utførelser som er vist i fig. 2—5 omfatter koblingen stadig et pumpehjul 1 som er fast forbundet med en drivaksel 4, og et turbinhjul 2 som er fast forbundet med en drevet aksel 14. I disse utførelsesformer utgjør imidlertid ledeveggen 20 en del av et mellomhus 27 som er anordnet mellom pumpehjulet 1 og turbinhjulet 2 og det ytre hovedhus 28 for koblingen. I den utførelsesform som er vist i fig. 2 er dette ytre hus 28 fast forbundet med turbinhjulet 2. Mellomhuset 27 er fast forbundet med en hylse 29 som kan gli aksialt mellom drivakselen 4 og en midtre åpning i en bunn 30 som utgjør en del av huset 28. Reguleringen ved aksial forskyvning av veggen 20 mellom den stilling som er vist helt opptrukket og den som er vist med strekete linjer, foregår altså på samme måte som i den første utførelsesform ved hjelp av en mekanisme som ikke er vist og som påvirker en krave 31 som av-slutter hylsen 29 utenfor koblingen. In the four modified embodiments shown in fig. 2-5, the coupling always comprises a pump wheel 1 which is fixedly connected to a drive shaft 4, and a turbine wheel 2 which is fixedly connected to a driven shaft 14. In these embodiments, however, the guide wall 20 forms part of an intermediate housing 27 which is arranged between the pump wheel 1 and the turbine wheel 2 and the outer main housing 28 for the coupling. In the embodiment shown in fig. 2, this outer housing 28 is firmly connected to the turbine wheel 2. The intermediate housing 27 is firmly connected with a sleeve 29 which can slide axially between the drive shaft 4 and a central opening in a bottom 30 which forms part of the housing 28. The regulation by axial displacement of the wall 20 between the position which is shown fully extended and that which is shown with dashed lines, thus takes place in the same way as in the first embodiment by means of a mechanism which is not shown and which affects a collar 31 which terminates the sleeve 29 outside the link.

Den utførelsesform som er vist i fig. 3 ligner den foregående. Her er imidlertid ledeveggen 20 for arbeidsvæsken forlenget med en sylindrisk hylse 32 som er styrt i et tilsvarende spor 33 i huset 28, og den mulige aksiale forskyvning er antydet med strekete linjer. The embodiment shown in fig. 3 is similar to the previous one. Here, however, the guide wall 20 for the working fluid is extended with a cylindrical sleeve 32 which is guided in a corresponding groove 33 in the housing 28, and the possible axial displacement is indicated by dashed lines.

Den utførelsesform som er vist i fig. The embodiment shown in fig.

4 omfatter de samme elementer som den 4 includes the same elements as it

som er vist i fig. 3. Som det fremgår av fig. which is shown in fig. 3. As can be seen from fig.

4 strekker imidlertid ledeveggen 20 seg 4, however, the guide wall 20 extends

ikke bare over en del av løpet for arbeidsvæsken mellom pumpehjulet og innløpet til turbinhjulet, men også over en del av dette løp i pumpehjulet 1. Delen 20a av veggen 20 danner på en måte en del av den ytre vegg for kanalene i pumpehjulet 1. Når således mellomhuset 27 forskyves mot venstre vil kanten 26 mere eller mindre innsnevre innløpskanalene for væsken i turbinhjulet 2. Det væskevolum som sky-ves tilbake ved hjelp av veggen 20 i nær-heten av kanten 26 kan dog bre seg ut i det volum som er frigjort ved forskyv-ningen mot venstre av delen 20a av ledeveggen 20 inntil den stilling som er vist med strekete linjer. not only over a part of the run for the working fluid between the pump wheel and the inlet to the turbine wheel, but also over a part of this run in the pump wheel 1. The part 20a of the wall 20 in a way forms part of the outer wall for the channels in the pump wheel 1. When thus, if the intermediate housing 27 is displaced to the left, the edge 26 will more or less narrow the inlet channels for the liquid in the turbine wheel 2. The volume of liquid that is pushed back by means of the wall 20 in the vicinity of the edge 26 can, however, expand into the volume that is freed by the displacement to the left of the part 20a of the guide wall 20 up to the position shown with dashed lines.

I den siste utførelsesform som er vist i fig. 5 omfatter koblingen de samme elementer som i den som er vist i fig. 4. I dette siste tilfelle har pumpehjulet dog minst en avledningskanal 34 som gjør det mulig å trekke ut en del av væskestrøm-men fra sitt normale arbeidskretsløp for å føre den til denne avledningskanal 34. Som det vil ses i fig. 5, er innløpsåpningen 35 for denne avledningskanal 34 styrt ved hjelp av en del 36 som er fast forbundet med mellomhuset 27 og dermed med ledeveggen 20. Det hele er anordnet slik at jo mere væskekanalen mellom pumpen og turbinen innsnevres, desto mere blir inn-gangsåpningen 35 for denne kanal 34 åp-net slik at strømmen gjennom denne avledningskanal 34 blir lettere. Den effekt som overføres fra drivakselen 4 til turbinhjulet 2 blir følgelig desto sterkere nedsatt jo betydeligere væskestrømmen som In the last embodiment shown in fig. 5, the coupling comprises the same elements as in the one shown in fig. 4. In this last case, however, the impeller has at least one diversion channel 34 which makes it possible to extract part of the liquid flow from its normal working circuit in order to lead it to this diversion channel 34. As will be seen in fig. 5, the inlet opening 35 for this diversion channel 34 is controlled by means of a part 36 which is firmly connected to the intermediate housing 27 and thus to the guide wall 20. The whole thing is arranged so that the more the liquid channel between the pump and the turbine is narrowed, the larger the inlet opening becomes 35 for this channel 34 opens so that the flow through this diversion channel 34 becomes easier. The power that is transmitted from the drive shaft 4 to the turbine wheel 2 is consequently reduced the more the more significant the fluid flow that

avledes gjennom kanalen 34 blir. Den yt-terste forskyvningsstilling som er mulig for is diverted through the channel 34 becomes. The outermost offset position possible for

ledeveggen 20 er antydet med strekete linjer. Skovlkanten for hjulet 1 kan også, i the guide wall 20 is indicated by dashed lines. The blade edge for wheel 1 can also, i

stedet for å være rettlinjet, være krum slik instead of being straight, be crooked like that

som antydet med streket linje. as indicated by dashed line.

I alle de utførelsesformer som er vist In all the embodiments shown

er ledeveggen 20 alltid anordnet for å rette the guide wall 20 is always arranged to straighten

strømmen av overføringsvæske på den del the flow of transmission fluid on that part

av kretsløpet som ligger radialt lengst fra of the circuit which is radially furthest from

omdreiningsaksen for koblingen. Dessuten axis of rotation of the coupling. Furthermore

er den del av ledeveggen 20 som skal frem-kalle den kraftigste innsnevring av væskekanalen fra pumpen til turbinen, nemlig is the part of the guide wall 20 which will cause the strongest narrowing of the liquid channel from the pump to the turbine, namely

kanten 26 i de eksempler som er vist, anordnet slik at den arbeider i det område the edge 26 in the examples shown is arranged to work in that area

hvor avstanden 37 mellom de indre og ytre where the distance 37 between the inner and outer

konturer for det tilsvarende hjul, turbinhjulet, er minst, hvorved amplituden for contours for the corresponding wheel, the turbine wheel, are least, whereby the amplitude for

de aksiale forskyvninger av ledeveggen blir the axial displacements of the guide wall become

nedsatt til den minst mulige. reduced to the minimum possible.

Claims

1. Hydraulic coupling consisting of

pump and turbine wheel, with an axially displaceable guide device, characterized in that between the outlet from the pump wheel and the inlet to the turbine wheel, in extension of the outer wall of the pump wheel and the turbine wheel respectively, there is arranged an externally coaxially arranged axially displaceable guide wall (20) in the form of a revolving hole body.

2. Coupling as stated in claim 1, characterized in that the guide wall (20) forms an integral part of the outer housing (17, 18) for the coupling and encloses the pump wheel (1) and the turbine wheel (2), which housing can be displaced axially in relation to the pump and turbine wheels.

3. Coupling as stated in claim 1, characterized in that the guide wall (20) forms part of an intermediate housing (27) which is arranged between the pump and turbine wheels and the outer main housing (28), for the coupling.

4. Coupling as stated in claim 1, characterized in that the guide wall (20) is fixed at an angle with one of the wheels, the pump wheel (1) or the turbine wheel (2).

5. Coupling as stated in claim 1, characterized in that the guide wall (20) directs the flow of transmission fluid to the part of the circuit which is radially furthest from the axis of rotation (4, 14) of the coupling.

6. Coupling as stated in claim 1, characterized in that the pump impeller (1) has at least one diversion channel i(34) which makes it possible to extract part of the liquid flow from its normal working circuit in order to direct it to this diversion, the inlet to this channel is controlled by means of a part (36) which is firmly connected to the guide wall (20), so that the more the flow of liquid between the pump (1) and the turbine (2) is narrowed, the more the inlet to the diversion channel (34) is opened ).

7. Coupling as stated in claim 1, characterized in that the part (26) of the guide wall (20) which should cause the strongest narrowing of the liquid flow from the pump (1) to the turbine (2) is arranged so that it works in the area where the axial displacements are the least.