DE1625770A1

DE1625770A1 - Hydrodynamic switching and control clutch

Info

Publication number: DE1625770A1
Application number: DE19671625770
Authority: DE
Inventors: Hans Lindenthal
Original assignee: Voith Getriebe KG
Current assignee: Voith Getriebe KG
Priority date: 1967-12-21
Filing date: 1967-12-21
Publication date: 1970-08-13

Description

H1,ydrodynamische Schalt- und Regälkupplung-Die Erfindung,betrifft eine hydrodynam-ische, füllungsveränderliehe Kupplung mit Druckluftsteuerung, mit einelü.vorzugswäioe mit einem der Schaufelräder umlaufenden Behälteri der mit dem von den Schaufelrädern gebildeten Arbeiteraum in Verbindung steht.H1, ydrodynamic switching and governing clutch-The invention relates a hydrodynamic, filling-variable coupling with compressed air control, with Einelü.vorzugswäioe with one of the paddle wheels revolving container with the is in communication with the working space formed by the paddle wheels.

Es sind bereits Kupplungen bekannt,-bei denen die Ölfüllung entweder durch Schöpfrohre entnommen. oder.daa-%Öl durch Ab-; spritzdüsen abgeführt wird oder aber der-'Ärbeiterg.iim bzw. das Profil der Kupplung mit einem-durch Düsenbohrungen verbundenen Ölbehälter kommuniziert und die-Schöpfrohrztellunß im Ölbehälter den Füllungsgrad der Kupplung bestimmt. Außerdem ist das Prinzip der Füllungsgradänderung einer hydrodynamiechen Kupplung durch Beaufschlagen des Ölbeh-älte'ra-init Druck . lüft,-bekannt, deren jeweiliger und stetiger Druck den -Füllungegrad und damit die Übertragungefähigkeit--bestimmt. There are already known couplings, -in which the oil filling removed either by pitot tubes. oder.daa-% oil by ab- ; spray nozzles is discharged or the -'Ärbeiterg.iim or the profile of the coupling communicates with an oil tank connected by nozzle bores and the scoop tube position in the oil tank determines the degree of filling of the coupling. In addition, the principle of changing the degree of filling of a hydrodynamic coupling by applying pressure to the oil container is based on it . lüft, -known, the respective and constant pressure of the degree of filling and thus the transferability - determines.

Diese bekannten Kupplungen -eignen sich zWar.zur# Regelung und Schaltung-der zu übertragenden Drehmomente... Ihnen haft-et -jedoch der Nachteil an, daß zur Füllungsveränderung komplizierteg teure und wartungsempfindliche Konetruk-t.Ionen.und-züm.tAbschaltenlange Zeiten nötig sind.These well-known clutches -suitable for # control and switching-the Torques to be transmitted ... They have the disadvantage that they change the filling Complicated, expensive and maintenance-sensitive constructions.Ions.and -to.switch-off long Times are necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen" d-h-, eine einfache billige und wartun,«o=eMpfi.ndlidhe Vorrichtung zur Regelung und Schaltung einer Strömungskupplung anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die Verbindung in Form eines U-förmigen am Außenumfang des--Arbeitsraumes beginnenden und mindestens auf die radiale Lage Innendurchmessers des Arbeiteraumes in Richtung auf die Rotationsachse zurückkehrenden und am Außenumfang des umlaufenden Behälters endenden Kanales ausgebildet ist, und daß Mittel zum wahlweisen Beaufschlagen des Arbeitsraumes oder des umlaufenden Behälters vorgesehen sind.The object of the invention is to eliminate these disadvantages "d-h-, a simple, cheap and easy to maintain device for regulation and switching specify a fluid coupling. This task is carried out by the Invention achieved in that the connection in the form of a U-shaped on the outer circumference of the working space beginning and at least to the radial position of the inner diameter of the working space returning in the direction of the axis of rotation and on the outer circumference the circumferential container ending channel is formed, and that means for optionally Acting on the work space or the surrounding container are provided.

Zur Erzielung der mit der Erfindung angestrebten Wirkung ist #ie Kupplung derart gestaltet, daß der Flüsaigkeitstransport aus dem rotierenden Behälter in den Arbeitsraum, und-in umgekehrter Richtung durch Beaufschlagen des jeweiligen Flüssigkeitespiegele, zum Beispiel öl,'mit einem gasförmigön Medium, z.B. Luft, erfolgt, Nach jedem Flüssigkeitswechsel wird hierbei die Druckluft abgeschaltet und die Füllung, z.B. Öl. bleibt dann konstant in dem zuerst bestimmten Raum, bis der nächste Schaltvorgang eingeleitet wire. Folglich treten Energie--bzw. Leckverluste und Beanspruchung,der Dichtungen nur während des Schaltens auf.In order to achieve the desired effect with the invention, the coupling is designed in such a way that the liquid is transported from the rotating container into the working area, and in the opposite direction by applying a gaseous medium, e.g. air, to the respective liquid level, for example oil, takes place, after each change of fluid, the compressed air is switched off and the filling, e.g. oil. then remains constant in the first determined space until the next switching process is initiated. As a result, energy - or. Leakage losses and stress on the seals only during switching.

Dieses Prinzip ermöglicht weiterhin ein Teilfüllen der Kupplung mit entsprechender Drehzahl- und Momentübertragung, während bei entleerter Kupplung nur das Moment durch die Luftzirkulation-, ca. 1/100 des Nennmoments, wirksam wird.This principle also enables partial filling of the clutch with corresponding speed and torque transmission, while when the clutch is empty, only the torque through the air circulation, approx. 1/100 of the nominal torque, is effective.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and described in more detail below.

Es zeigen: Fig. 1 die schematische Darstellung einer Kupplung im Längeschnittg Fig. 2, eine Alternativausführung zu Fig. 1.9 Fig. 3 eine weitere Alternative und Fig. 4 eine Kupplung der vorstehend beschriebenen Art für beispielsweise einen Ventilatorantrieb. Fig,«l ist-die Kupplung,schematisch dargestellt.- Die das Sekundärrad umschliegende Schale 2 ist mit dem-Primärrad 3 und dem Ölbehälter 4 zu leinerrotierenden Einheit verbunden, wobei dasPrimärrad 3,die Trennwand zwischen Öllehälter 4 und Profilraum-bildet. Ölbehälter und-.Profilraum sind durch ein radial angeordnetes U-förmiges Rohr 5 verbunden$ dessen Enden 6, 7 einen geringen Abstand zum Außenradius-'d,er beidenKainmeru haben. Durch zwei,axiale Bohrungen 8 in der Primärwelle 9 werden Ölbehälter 4 und ProfilrauäUber eine rotierend gelagerte Buchse 10 mit jeweils einem Druckluftanschluß 11, 12 verbunden. Je nach Beaufschlagung der Anschlüsse 11-oder 12 wird der ölin-' halt der Kupplung einmal-vom Ölhehälter 4 in den ProfilTaum, oder umgekehrt, vom Profilraum in deii Ölbehälter-'4--gefördert, wobei im ersteren Fall eine Drehmomentübertragung stattfindet, während-sie im zweiten Fall unterbrochen ist.-Zu Beginn-jeder Schaltung wIrd-durch den luftdruck-ein ge--. schlossener Ölring beaufschlagt.- Mit abnehmendem Ölvolumen in der -zu entleere-nde-n Kammer werden Öltelle mitgerissen, bis zu--letzt nur noch-Luft frei austritt. Um das verlustig--g ehende Öl wieder der Kupplung zuzuführen, werden die - Druckluftleitungen 119 12 über einen ölabscheider 13 bzw. Ölbehälter--4--geleitet. Der Ölabscheider 13-ist so gestaltet-, -daß einschwimmend gelagerter Kolben 14e-z.B. die Druckluft am Anschluß 11 anhangs drosselt und durch den ent-steh-enden Staudruck den Anschluß 12 belüftet.-Die Luft.strömt-durch das VentiL, Ölbehälter und Ölbe.hälter-E,n-tlÜ-ftÜng 18-. Nach jedem ausgeführten Schaltvorgang oder bei stillstehender Kupplung kann die,im Ölbehälter-gesammelte kleine.Ölmenge wieder über die Anschlüsse 11 und,1*2 der Kupplung zufließen. In the drawings: Figure 1 is a schematic representation of a clutch in Längeschnittg Figure 2, an alternative embodiment to Figure 1.9 Figure 3 shows another alternative, and Figure 4 is a coupling of the type described above, for example, a fan drive...... The clutch is shown schematically in FIG. 1. The shell 2 surrounding the secondary wheel is connected to the primary wheel 3 and the oil tank 4 to form a single-rotating unit, the primary wheel 3 forming the partition between the oil tank 4 and the profile space. The oil reservoir and the profile space are connected by a radially arranged U-shaped tube 5 , the ends 6, 7 of which are at a small distance from the outer radius of the two chambers. Through two axial bores 8 in the primary shaft 9 , the oil tank 4 and the profile chamber are connected via a rotatingly mounted bushing 10 , each with a compressed air connection 11, 12. Depending on the loading of the connections 11 or 12, the oil content of the clutch is conveyed once from the oil reservoir 4 into the profile space, or vice versa, from the profile space into the oil reservoir 4, whereby in the former case a torque transmission takes place during -It is interrupted in the second case. -At the beginning-of each switching-the air pressure is activated-. Closed oil ring pressurized.- As the oil volume in the chamber to be emptied decreases, oil spots are carried away until - at the end only air escapes freely. To the deprived - Air lines 119 12 via an oil separator 13 and oil tank - - supplying g ehende oil again of the coupling that are passed -. 4 The oil separator 13 is designed in such a way that the floating piston 14e, for example, throttles the compressed air at connection 11 and ventilates connection 12 due to the back pressure that occurs. The air flows through the valve, oil container and Oil container-E, n-vent-ftÜng 18-. After each shifting process or when the clutch is idle, the small amount of oil collected in the oil reservoir can flow back into the clutch via connections 11 and 1 * 2.

Eine wesentliche Schaltzeitverkürzung ergibt sichg- wie in Fig. 2. gezeigt,-durch einen von ein-er außenzentrierten(15)und einer innenzentrierten Scheibe 16 gebildet-en Ringkanal 17 anstelle des U-förmigen-Rohres 5 bzw. der Uförmigen Rohre. Gemeinsam mit dem Frimärrad 3 -entsteht eine U-förmige Verbindung . großen Querschnitte des Ölbehälters mit-dem Profilraum. Durch kon - isches Ausstellen der außenzentrierten Scheibe 15 wird trotz abnehmenden Radius der Querschnitt annähernd erhalten. Der erforderliehe große Öldurcheatz kann auch seitens der Luft beherrscht werden, da die Querschnitte für Luft nur ca. 1/1000 von denen des Öles zu betragen brauchen. Eine andere Anordnung (Fig. 3) der auf der Primärwelle 9 rotierend gelagerten Buchse 10 mit nur einem Luftdruckanschluß 19 ermöglicht das Schalt'en der Kupplung durch axiales Verschieben der Buchse. Wenn eine Axialbohrung zum Schalten mit Luftdruck beaufschlagt ist, wird die zweite entlüftet. Die austretenden Luft- und die mitgerissenen Ölteile werden wie in Ausführung nach Fig. 3 in einem, die Schaltbuchse 10 umschließenden Ölbehälter 20 aufgefangen. In mittlerer Schaltetellung kann das Öl wieder in die Kupplung zurückfließen. Um das Mitreißen von Ölteilen weitgehendst zu verhindern, sind am Frimärrad 3 flache Rippen 21 vom Zentrum bis zum Profilinnendurchmesser angeordnet. Das Öl wird bei großem Schlupf durch die rotierenden Rippen in -den Profilraum zurückgepumpt. Desgleichen schirmt ein Blechmantel die Einmündung der Verbindungebohrung zwischen Ölbehälter und Schaltbuchse vor zu großen Ölmengen ab. Bei großen Anfahrmomenten verhindert der schon bekannte Stauring 28 das Zusammen- brechen des Ölkreislaufs. Die das Sekundärrad 1 umfassende Schale 2 hat über den Profildurchmesser hinaus einen konzentrischen Ringkanal 22, der das nach jedem Schaltvorgang aus dem U-förmigen Ringkanal und aus dem Ölbehälter 4 zurückfließende Öl aufnimmt. Diese Maßnahme verhindert bei entleerter Kupplung, daß wiedeVtl von dem Primär-(3)und Sekundärrad 1 erfaßt und ein Restmoment übertragen wird. 4 Eine Kupplung der vorstehend beschriebenen Art kann im Kfz-Getriebebau, zum Antrieb schwerer Bau- und Sondermaschinen sowieg wie in Fig. 4 dargestellt, zum Antrieb von Ventilatoren Verwendung finden. Hierbei ist die Kupplung nach den Fig. 1 - 3 auf der feststehenden Hohlwelle 23 gelagert, die Vollwelle 25 treibt das Primärrad 24 mit dem umlaufenden Ölbehälter und der gleichfalle umlaufenden Schale 26 an. Erfolgt der Antrieb der Kupplung an dem umlaufenden ölbehälter 23 oder an der gleichfalls umlaufenden Schale 26 durch Keilriemen oder einen anderen Antrieb, kann die feststehende Hohlwelle als feststehender Dorn ausgebildet sein. Die zentrale Vollwelle 27 entfällt in diesem Fall.A substantial shortening of the switching time results, as shown in FIG. 2, by an annular channel 17 formed by an externally centered (15) and an internally centered disk 16 instead of the U-shaped tube 5 or the U-shaped tubes. Together with the Frimärrad 3 a U-shaped connection is created . large cross-sections of the oil container with the profile space. By con - Steam issuing outside the centered disc 15 the cross section is approximately maintained despite decreasing radius. The required large oil throughput can also be controlled by the air, since the cross-sections for air only need to be about 1/1000 of those of the oil. Another arrangement (FIG. 3) of the bushing 10 which is rotatably mounted on the primary shaft 9 and has only one air pressure connection 19 enables the clutch to be switched by axially displacing the bushing. When air pressure is applied to one axial bore for switching, the second is vented. The exiting air and the entrained oil components are collected as 10 enclosing the oil tank 20 in embodiment according to FIG. 3, in one, the switching jack. In the middle switch position, the oil can flow back into the clutch. In order to prevent the entrainment of oil parts as much as possible, flat ribs 21 are arranged on the Frimärrad 3 from the center to the inner diameter of the profile. In the event of a large slip, the oil is pumped back into the profile space through the rotating ribs. A sheet metal jacket also shields the opening of the connecting hole between the oil container and the switch socket from excessive oil quantities. In the case of large starting torques, the already known pressure ring 28 prevents the oil circuit from collapsing. The shell comprising the secondary wheel 1 2 has the profile diameter beyond a concentric annular channel 22 which receives the returning after each switching operation from the U-shaped annular channel and from the oil tank 4 oil. When the clutch is empty, this measure prevents wiedeVtl from being detected by the primary (3) and secondary wheel 1 and a residual torque being transmitted. 4 A coupling of the type described above can be used in motor vehicle gearbox construction, for driving heavy construction and special machines and, as shown in FIG. 4, for driving fans. Here, the coupling according to FIGS. 1-3 is mounted on the stationary hollow shaft 23 , the solid shaft 25 drives the primary wheel 24 with the rotating oil container and the rotating shell 26 at the same time. If the clutch is driven on the revolving oil container 23 or on the likewise revolving shell 26 by means of V-belts or another drive, the stationary hollow shaft can be designed as a stationary mandrel. The central solid shaft 27 is omitted in this case.

Claims

Claims 1. Hydrodynamic füllungsveränderliche'Kupplung with compressed air control, with a preferably-with one of the paddle wheels rotating container which is in connection with the working space formed by the paddle wheels, characterized in that the connection (5; 17) in the form of a U-shaped on the outer circumference of the working space (1/3) beginning and at least on the radial position of the inner diameter the working space in the direction of the axis of rotation returning and ending at the outer circumference of the rotating container (4) is formed KanalAs, and that means (10) for optional loading the working space (l / 3) or the surrounding container (4) are provided.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the connection from the oil reservoir (4) for Working space (l / 3) in the form of a radially arranged U-tube (5) directly in front of - the outer walls of respective spaces lying pipe leg ends (6 and 7 ) is trained. 3. Coupling according to claim 1, characterized in "that said compound in the form of a two azial was low waste disposed außen'bzw. Inside a pressure-tight fixed weir plates (15 and 16) formed extending over the entire circumference of the annular channel (17) formed The weir disk (15 ) facing the working space (l / 3) is attached on the outside and the weir disk (16) facing the surrounding container (4) is attached inside. 4. Coupling according to claim 1, characterized in that the working space (l / 3) facing, externally fastened weir disc (15) with its inner edge opposite the other weir disc (17) is designed to diverge radially inward. Coupling according to one of claims 1 to 4, characterized- .. that between the coupling housing wall and the = bordering walls an annular channel surrounding the working space - (22) is provided, into which one end of the U-shaped connection from the working space (1/3) to the surrounding container (4) opens . 6. Coupling according to one of claims 1 to 5, characterized in that radially standing ribs (21) are arranged in the annular space of the primary wheel (3) located radially inside the working space in the hub area. 7. Coupling according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the secondary wheel (1) is provided with a baffle ring (28) arranged on the inside of the working space (l / 3) . 8. Coupling according to one of claims 1 to 71, characterized in that the primary shaft (9) is axially penetrated by two lines (8), one of which opens into the working space (113) and the other into the rotating container (4) istg each via a bushing (10) surrounding the shaft, each with a line (11 and 12) that can be pressurized as required - in connection. 9. Coupling according to claim 8, characterized in that the beech (10) is arranged in a stationary, the primary shaft (9) sealingly surrounding oil container (20). 10. Coupling according to claim 9, characterized in that in the optionally pressurizable lines (11 and 12) an oil separator (13) is arranged with the circulating oil tank (4) going return line for the separated oil .