DE694856C - - Google Patents

Description

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10 OCT. 1940

V32053

Die Erfindung· bezieht sich auf eine besondere Kühleinrichtung für Flüssigkeitsgetriebe, die sowohl aus .einer Turbokupplung¹ als auch aus einem Turbowandler oder aus einer Vereinigung von beiden bestehen können, und hat den Zweck, bei allen Betriebszuständen eine möglichst wirksame Kühlung der zufolge des Schlupfverlustes erwärmten Betriebsflüssigkeit und der Getriebeteile zu erreichen. Außer einer gewissen Selbsiküh,-lung des Kreislaufes durch Wärmeaustausch an seinen Oberflächen an die umgebende Luft kann bei Getrieben, die vom -Betriebsmittel dauernd im Kreislauf durchflossen werden, die Verlustwärme durch einen in diesen Kreis- · lauf eingeschalteten Kühler erfolgen. In gewissen Fällen ist jedoch die Verwirklichung eines durch einen außerhalb des Turbokreislaufs liegenden Kühler gehenden Kreislaufes nicht möglich, auch genügt die Wärmeabführung durch die Oberflächen nicht, um den Temperaturanstieg in zulässigen Grenzen zu halten. Dieser Fall tritt beispielsweise ein, wenn das Getriebe längere Zeit in abgeschaltetem Zustand betrieben wird, d.hf. wenn der treibende Teil mit voller" Drehzahl rotiert, während der ge-rLebene Teil stillsteht oder nur mit ganz geringer Drehzahl umläuft. Die hierbei auftretende Erwärmung durch die Ventilationsarbeit innerhalb des Kreislaufs kann sehr hohe, die Konstruktion gefährdende Werte annehmen, besonders· dann, wenn dije Laufradoberflächen im' Verhältnis zur übertragenen Leistung sehr klein sind, was insbesondere stets bei sehr hoher Umfangsgeschwindigkeit der Fall ist. Für diese Fälle ist bisher versucht worden, eine gewisse Kühlung dadurch zu erreichen, daß auch in ausgerücktem und somit leerem Zustand eine kleine Flüssigkeitsmenge in den Kreislauf eingeführt wird, die durch Auslaßöffnungen am äußeren Umfang abgespritzt wird und so die Verlustwärme abführen kann. Um jedoch zu verhindern, daß bei dieser Betriebsweise eine Stauung der Flüssigkeit in dem Kreislauf eintritt, welche die erforderliche Erniedrigung des übertragbaren Drehmoments im ausgerückten Zustand unmöglich machen würde, sind erfahrungsgemäß diese Abspritzlöcher sehr groß auszuführen, was jedoch beim Betrieb mit vollgefülltem Kreislauf einen unzulässig großen Flüssigkeitsumlauf mit sich bringt, der den Wirkungsgrad sehr ungünstig beeinflussen würde. Es ist daher in diesem Fall erforderlich, die Auslaßöffhungen mit einer Steuerung zu versehen, die es gestattet, diese beim Normalbetrieb auf das erforderliche Maß zu verkleinern und im ausgerückten Zustand so zu vergrößern, daß keine Flüssigkeitsstauung eintreten kann. Diese Steuerung bedeutet eine unliebsame Beigabe, da neben den höheren Anschaffungskosten ein weiterer Bedienungsvorgang bei der Betätigung der Kupplung oder des Wandlers hinzukommt und außerdem auch konstruktive Schwierigkeiten bei den hohen

Umfangsgeschwindigkeiten bestehen, mit denen, gerade in dem obenerwähnten Fall zu rechnen ist.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden eine Turbokupplung durch eine besondere, von der Betriebsflüssigkeit unabhängige Kühlflüssigkeit zu kühlen, die auf der An- und Abtriebseite in Achsennähe einem die Kuppelung umschließenden Gehäuse zugeführt und to am äußersten Umfang wieder abgeführt wurde.

Die Erfindung betrifft eine deratige Kühleinrichtung mit einem in dem Getriebe umlaufenden Kühlmantel und einer diesem Kühlt5 mantel zugeführten, von. der Arbeitsflüssigkeit unabhängigen Kühlflüssigkeit und besteht darin, daß die auf einer Seite der Kreisläufe in Achsnähe zugeführte Kühlflüssigkeit auf* der anderen Seite ebenfalls in Achsnähe, aber auf einem etwas größeren Durchmesser, abgeführt wird. Durch diese Ausführung wird erreicht, daß bei Zuführung der Kühlflüssigkeit auf nur einer Seite des Kreislaufs durch, die mitgeteilte Energie die Kühlfläche auf beide Seiten des Kreislaufs ausgedehnt wird. Bei der obengenannten bekannten Ausführung mit der von der Arbeitsflüssigkeit unabhängigen Kühlflüssigkeit wird diese auf beiden Seiten des· Getriebes zugeführt, und sie verläßt mit hoher Energie am äußersten Umfang die· Kühlräume. Dies hat zunächst den Nachteil zur Folge, daß zwei Zuleitungen erforderlich sind, außerdem aber noch, den weiteren Nachteil eines erheblichen Energiever-]ustes infolge der hohen, der am äußersten Umfang abgeführten Kühlflüssigkeit innewohnenden Energie. Diese Nachteile vermeidet die erfindungsgemäße Ausführung, bei . welcher lediglich die Energieverluste zu decken sind, die zur Überwindung der Reibung · der Flüssigkeit an den Wänden des Kühlraumes dienen. Durch die erfindungsgemäße Kühleinrichtung kann unabhängig vom Füllungsgrad, also sowohl bei vollkommen entleertem als auch bei vollgefülltem Kreislauf, eine wirksame Kühlung erzielt werden. Zweckmäßigerweise wird die den Kreislauf umschließende Schale, also die Außenwand des Kühlraums, mit dem Primärrad desKreielaufs verbunden, so daß es· mit diesem umläuft. Außerdem, können die den Kühlraum bildenden Wände mit vergrößerter wirksamer Oberfläche, und zwar mit Rippen, mit Kühlrohren oder Kühlschlangen,· ausgerüstet werden. Zur Zu- und Abführung der Kühlflüssigkeit können Schöpfrohre verwendet werden, wie sie* zum Füllen und Leeren der Kreisläufe an. sich bekannt sind.

In den Zeichnungen sind Aüsführuingsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen

Abb. ι den Schnitt durch eine Turbokupp^ lung mit besonderen Gehäusewandungen für die Kühlräume,

Abb. 2 und 3 Teilschnitte einer Turbokupplung mit besonders ausgebildeten Kühlräumen, ■■■'.'

Abb. 4 den Schnitt durch eine Turbokupplung mit oberflächenvergrößernder Rippung, Abb. 5 und 6 Schöpfrohranordnungen.

In Abb. ι ist die einfachste Form einer Turbokupplung dargestellt, wobeidas treibende Schaufelrad α auf der Antriebswelle a¹, das getriebene Radö auf der Antriebswelle δ¹ befestigt ist. An dem Schaufelrad^ ist die Kupplungsschale a^z angebracht, welche das getriebene Schaufelrad b umgreift und so zusammen mit dem treibendien Schaufelrad α ein geschlossenes Gehäuse bildet, das gegen die Abtriebswelle b¹ durch eine Stopfbüchse/ o. dgl. abgedichtet ist. Die Zufuhr der eigentlichen Betriebsflüssigkeit kann in bekannter Weise z. B. durch eine Bohrung in einer der beiden Wellen ω ¹J 6^l und die Abführung durch Bohrungen am äußeren Umfang der Kupplungsgehäuse erfolgen. Der Gegenstand der Erfindung läßt sich jedoch unabhängig von der Bau- und Betriebsart der eigentlichen Kuppr lung anwenden, also auch beispielsweise in dem Fall, wo es sich um eine Kupplung handelt, die stets mit derselben Betriebsflüssigkeit gefüllt bleibt.

Um die Kupplung herum sind nun zwei weitere Kupplungsschalen c und d angeordnet, so daß zwischen der eigentlichen Kupplung und diesen Schalen ein Raum k zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit gebildet wird. In Abb. 1 erfolgt die Zufuhr der Kühlflüssigkeit durch ein Rohre in dem Raum& zwischen den Kupplungsschalen. Per Austritt erfolgt auf der too andern Seite in ein besonderes Auffanggehäuse g. Durch irgendeine Fördereinrichtung wird ein dauernder, der gewünschten Kühlwirkung angepaßter KüUflüssigkeitsumlauf aufrechterhalten. · ·

Abb. 2 und 3 zeigt eine etwas geänderte Ausführung, bei welcher durch eine besondere Ausbildung der Laufradsdhaufeln m des trimärradesÄ, a³ die an der Wärmeübertra:- gung teilnehmenden Kühlflächen vergrößert werden. Ähnliche Vergrößerungen der Kühlfläche des Gehäuses usw. können in der aus Abb. 4 ersichtlichen Weise verwirklicht werden. Die Abstände zwischen den Oberflächen, die den Durchflußraum, für die Kühlflüssigkeit bilden, sind hierbei genügend klein zu halten, um die für eine intensive Kühlung ^forderliche Geschwindigkeit und Durchwirbelung der Strömung zu erhalten.

An Stelle der in Abb. 3 dargestellten Ausr führung der Schaufeln'können in letztere auch Rohre oder Kanäle eingegossen wer-

den, die von der Kühlflüssigkeit durchflossen werden.

Abb. 5 zeigt eine Einrichtung zur Abführung der Kühlflüssigkeit mit Hilfe eines sog. Schöpf rohres/z. Hierbei wird die Kühlflüssigkeit zufolge ihrer Rotation gegen- die Öffnung des Schopfrohres h getrieben-, wobei die Kühlflüssigkeit unter Ausnutzung des hierbei wirksamen Staudruckes beispielsweise in einen über der Kupplung befindlichen Behälter usw. hochgepumpt werden kann.

Abb. 6 zeigt eine ähnliche Einrichtung, bei welcher jedoch durch die Biegung des Rohres ζ in Umlauf richtung der Kühlflüssigkeit eine Saugwirkung entsteht, so daß hiermit die Kühlflüssigkeit aus einem unterhalb der Kupplung liegenden Behälter angesaugt werden kann.

Bei Verwendung einer Kühlflüssigkeit, die gleichzeitig Schmier wirkung besitzt, kann die Kühlflüssigkeit auch gleichzeitig zur Schmierung der Lagerungen für die Kupplung bzw. der zu kuppelnden Maschinen verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I, Kühleinrichtung für Flüssigkeitsgetriebe nach dem Strömungsprinzip mit einem an der treibenden oder getriebenen Welle befestigten Kühlmantel, dem eine von der Arbeitsflüssigkeit unabhängige und gegebenenfalls verschiedene Kühlflüssigkeit in Achsnähe zugeführt wird, gekennzeichnet durch 'eine Kühlflüssigkeitsableitung ebenfalls in Achsnähe auf der der Zuführung gegenüberliegenden Seite des Kreislaufs, aber auf einem etwas größeren Durchmesser, so· daß bei Zuführungder Kühlflüssigkeit auf nur einer Seite des Kreislaufs durch die -mitgeteilte Energie die Kühlfläche auf beiden Seiten ausgedehnt wird.

   ■2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kühlräume (k) bildenden Wände (a, a², C, d) ' mit in an sich bekannter Weise vergrößerter wirksamer Oberfläche, z.B. gerippt oder mit besonderen Kühlrohren oder ■Kühlschlangen versehen, ausgeführt sind.

   3. Kühleinrichtung nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Abführung der Kühlflüssigkeit selbsttätig durch an sich zum Füllen und Entleeren von StrömungskreisV laufen bekannte Schöpfrohre (/ bzw. h) erfolgt.

   4. Kühleinrichtung nach den Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit gleichzeitig auch als Schmierflüssigkeit für die Wellenlagerungen dient.

   ·· Hierzu 1 Blatt Zeichnungen