DE1026580B - Foettinger-Kupplung mit Mitteln zur zusaetzlichen Beschleunigung der Umlaufgeschwindigkeit im Stroemungskreislauf - Google Patents

Description

• Föttinger-Kupplung mit Mitteln zur zusätzlichen Beschleunigung der Umlaufgeschwindigkeit im Strömungskreislauf Die Erfindung bezieht sich auf eine Föttinger-Kupplung mit Mitteln zur zusätzlichen Beschleunigung der Umlaufgeschwindigkeit im Strömungskreislauf der beiden Kupplungshälften.
• Es ist bekannt, daß bei Föttinger-Kupplungen zwischen der Primär- und der Sekundärwelle sich ein Schlupf einstellen muß, wenn die Kupplung wirksam werden soll. Mit steigendem Schlupf sinkt der Wirkungsgrad der Kupplung. Es erfordern nun manche Arbeitsmaschinen, die durch eine solche Kupplung mit der Kraftmaschine verbunden sind, für eine bestimmte Teillast eine verringerte Drehzahl; beispielsweise muß bei reduzierter Fahrstufe der Schiffspropeller langsamer laufen, und somit muß auch die Hauptmaschine, welche die Primärwelle antreibt, mit geringerer Drehzahl fahren. Bei dieser geringeren Drehzahl stellt sich dann in der für die Maximaldrehzahl bemessenen Kupplung ein größerer Schlupf ein, also die Übertragung erleidet eine Einbuße am Wirkungsgrad.
• Bei Föttinger-Kupplungen gibt es auch die Möglichkeit, den Schlupf zu beeinflussen. Wenn eine Strömungskupplung der vorgenannten Art arbeitet, bildet sich ein in dem Primär- und Sekundärteil in sich rotierender, von einem zum anderen Kupplungsteil übertretender Wirbelring aus. Sollten bei geringerer Drehzahl der Wellen die gleichen Verhältnisse wie bei Volldrehzahl herrschen, müßte diese Kupplung bei Drehzahlminderung im Durchmesser vergrößert werden, was sich konstruktiv nicht ohne weiteres ausführen läßt. Mit der Vergrößerung des Durchmessers der Kupplung würde man die Intensität des von einem zum anderen Kupplungsteil übertretenden Wirbelringes verändern. Hier ist also die Möglichkeit gegeben, auf die Größe des Schlupfes einer Föttinger-Kupplung Einfluß zu nehmen. Bekannt ist z. B. eine Anordnung. bei welcher auf das unmittelbare Übertreten des Wirbelringes von einem zum anderen Kupplungsteil auf der Ablaufseite des Sekundär- und der Zulaufseite des Primärkreisels verzichtet wird und diese beiden Teile als Turbine und Pumpe durch eine Rohrleitung verbunden sind. In dieser Rohrleitung arbeitet eine zusätzliche Pumpe, welche den ganzen Flüssigkeitsstrahl, der sich auf die Wirbelringe aufteilt, beschleunigt und damit den Schlupf der beiden Kupplungshälften gegeneinander verkleinert. Eine durch diese Maßnahme beeinflußte Kupplung kann man aber nur dann ohne zusätzliche Beschleunigung des Strömungskreislaufs betreiben, wenn man für diesen Betriebsfall die zwischen den beiden Kupplungshälften arbeitende Beschleunigerpumpe wenigstens so weit antreibt, daß sie den Umlauf der Kupplungsflüssigkeit zwischen Primär- und Sekundärkreisel nicht stört, oder es müßte für diesen Betriebsfall eine andere Umgehungsleitung vorgesehen sein, in welcher die Kupplungsflüssigkeit mit der Geschwindigkeit strömt, die sich aus dem sich einstellenden Schlupf ergibt.
• Bei einem derartigen System ist aber der Grundgedanke der Föttinger-Kupplung, der unmittelbare Ein- und Austritt von Zelle zu Gegenzelle wenigstens für den Sekundärkreisel Austritt bis Primärkreisel Eintritt auf Kosten des Wirkungsgrades verlassen. Bei dem Erfindungsgegenstand ist deshalb ein anderer Weg verfolgt: nicht der ganze Flüssigkeitsstrom der Kupplung wird zusätzlich beschleunigt, sondern nur ein Teilstrom. Erfindungsgemäß wird zur zusätzlichen Beschleunigung der Geschwindigkeit im Strömungskreislauf diesem ein Teilstrom vermittels einer Pumpe entnommen und mit gesteigertem Druck nahe dem Austritt des Primärrades wieder zugeführt. Die ursprüngliche Anordnung der Föttinger-Kupplung wird beibehalten, und an den Kreiseln der Kupplung werden keine Änderungen vorgenommen, welche den Betrieb ohne zusätzliche Beschleunigung stören könnten. Es ist bekannt, eine Beschleunigungspumpe für den Kreislauf der Kupplungsflüssigkeit direkt gleichachsig mit dem Primär- und Sekundärrad zwischen Austritt Sekundär- und Eintritt Primärrad -einzubauen, wodurch die Umgehungsleitung dann fortfällt. Durch die axiale Baulänge der Beschleunigungspumpe folgen aber Primär- und Sekundärrad innen nicht direkt aufeinander,, sondern das Pumpenrad der axialen Beschleunigerpumpe sitzt dazwischen. Das bedeutet aber schon eine Abweichung von der Idee der Föttinger-Kupplung; denn auch dieses Axialrad könnte, wenn die Kupplung ohne zusätzliche Beschleunigung betrieben werden soll, nicht einfach stillstehen, sondern müßte auch als leer mitlaufend angetrieben werden. Würde man das Rad einfach mit dem Rad mitlaufen lassen, also gewissermaßen zum Bestandteil dieses Rades machen, so wären trotzdem, durch die Steigung der Pumpenflügel bedingt, die Einströmverhältnisse am Primärrad andere als bei der üblichen Föttinger-Kupplung. Daran würde auch eine Verstellbarkeit der Pumpenflügel nach Art der Kaplan-Schaufeln nichts ändern, denn die Flügel haben in sich eine Steigung; ein Drall würde durch die auch nur auf Durchgang gestellten Kaplanflügel der Pumpe trotzdem in das umlaufende Flüssigkeitssystem hineinkommen. Wenn also eine zusätzliche Strömungsbeschleunigung einer Föttinger-Kupplung möglich wird, ohne deren Form, die den besten Wirkungsgrad ergibt, zu ändern, so ist damit ein Fortschritt gegeben. Die ursprüngliche Form der Kupplungsräder in den vom Wirbelring durchflossenen Teilen völlig unverändert zu lassen, führt erfindungsgemäß dazu, nur mit einem Teilstrom die zusätzliche Strömungsbeschleunigung zu erreichen, der ohne Störung den strömenden Wirbelringen zu- und abgeführt wird. Dieser Teilstrom beschleunigt dann, von der Außenbahn des Wirbels auf die Innenbahn fortschreitend, durch Mitreißen der im Wirbel rotierenden Flüssigkeitmenge die Gesamtmenge so weit, daß sich der Schlupf der Sekundärwelle nicht mehr vergrößert.
• Es ist auch denkbar, daß von einem Hoch- oder Drucktank aus bei stärkerer Drehzahlabsenkung im Bedarfsfall die Einleitung des die Intensität des Wirbels steigernden Füllmediums vorgenommen wird, während eine gleiche Menge der Kupplungsfüllung an geeigneter Stelle abläuft. Die Rückförderung dieser Ablaufmenge in den Drucktank wäre dann Aufgabe einer besonderen Pumpe.
• In der zum Teil schematischen Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Längsschnitt durch eine Föttinger-Kupplung dargestellt, deren Strömungskreislauf durch eine zusätzliche Pumpe beschleunigt werden kann. Der einfacheren Darstellung wegen sind die Zu- und Abfuhr des Teilstromes an der Primär-und Sekundärseite getrennt vorgenommen. Es besteht auch die Möglichkeit, nur eine der Seiten für beide Leitungen zu benutzen.
• Die Bezugszeichen verweisen auf folgende Einzelteile 1 Primär-Kupplungshälfte mit Welle und Lagerung.
• 2 Sekundär-Kupplungshälfte einschließlich Deckel mit Welle und Lagerung.
• 3 Ringkanal als Druckraum auf dem Schalenrücken von 1.
• 4 Ringkanal als Saugraum auf dem Schalenrücken von 2.
• 5 Radiale Zubringerrohre für den Druckraum 3. 6 Radiale Zubringerrohre für den Saugraum 4.
• 7 Druckraum für den Anschluß des Zubringerrohres.
• 8 Saugraum für den Anschluß des Saugrohres. 9 Einlaßöffnung für das Drucköl.
• 10 Ablauföffnungen zum Saugraum.
• 11 Antrieb der Beschleunigungspumpe von der Primärwelle aus. 12 Regelbare Beschleunigungspumpe. 13 Druckrohr von 12 nach 7.
• 14 Saugrohr von 8 nach 12.
• 15 Federnde Abdeckung als Verschluß für 9.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Föttinger-Kupplung mit Mitteln zur zusätzlichen Beschleunigung der Umlaufgeschwindigkeit im Strömungskreislauf der beiden Kupplungshälften und dadurch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Beschleunigung der Geschwindigkeit im Strömungskreislauf diesem ein Teilstrom (14) vermittels einer Pumpe (12) entnommen und mit gesteigertem Druck nahe dem Austritt des Primärrades (1) wieder zugeführt wird.
2. 2. Föttinger-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Druckstutzen (13) oder aus dem Druckkessel der Pumpe (12) kommende, die Umlaufgeschwindigkeit im Strömungskreislauf der beiden Kupplungshälften beschleunigende Teilstrom durch in Umfangsrichtung verlaufende Öffnungen (9) längs der Schaufeln des Primärrades oder an ihrem Austrittsende wieder zugeführt wird.
3. 3. Föttinger-Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (9) durch unter Federdruck stehende Abdeckungen (15) verschließbar sind.
4. 4. Föttinger-Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (12) eine Kolbenpumpencharakteristik hat und in ihrer Liefermenge bei konstanter Antriebsdrehzahl variierbar ist.
5. 5. Föttinger-Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle der Pumpe (12) mit der Welle des Primärrades so verbunden ist, daß sie nur in einer Drehrichtung desselben angetrieben wird.
6. 6. Föttinger-Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (12) einen gesonderten Antrieb erhält, welcher selbsttätig oder von Hand angestellt wird, wenn die Drehzahl der Welle des Primärrades unter ein bestimmtes Maß absinkt.
7. 7. Föttinger-Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Liefermenge und der Druckhöhe selbsttätig oder von Hand nach der Größe des Schlupfes zwischen der Primär- und der Sekundärwelle dergestalt geregelt wird, daß bei Schlupfvergrößerung die Umlaufgeschwindigkeit im Strömungskreislauf durch die Pumpe stärker erhöht wird. B. Föttinger-Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (12) auch zur Entleerung der Kupplung mitbenutzbar ist, wobei zur Entleerung die Schaltung an der Pumpe selbsttätig oder von Hand erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift 442 389, 578 786 deutsche Patentanmeldung V 1186 XII/47 h.