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