Pump- oder Kompressorstation

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplung, wie sie beispielsweise bei Anwendungen in Materialflusssystemen (zum Beispiel für Gurtförderer), Prozessanlagen zur Materialaufbereitung (zum Beispiel für Brecher) oder für eine Pump- oder Kompressorstation zur Förderung eines Wasser-, Öl- oder Gasstromes eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft dabei insbesondere Anwendungen mit niedrigen Umgebungstemperaturen, die ein Erwärmen des Betriebsmediums für den regulären Anlagenbetrieb erfordern.

Hydrodynamische Kupplungen werden mit einem Arbeitsmedium betrieben, in der Regel einer Flüssigkeit, beispielsweise Hydrauliköl. Das Arbeitsmedium wird im Arbeitsraum der hydrodynamischen Kupplung im beschaufeiten Pumpenrad beschleunigt, in den Bereich der Schaufeln des Turbinenrades gefördert, dort abgebremst und wieder in den Bereich der Beschaufelung des Pumpenrades gefördert. Damit entsteht ein Arbeitsmediumkreislauf im Arbeitsraum, der hydrodynamisch Drehmoment beziehungsweise Antriebsleistung vom Pumpenrad auf das Turbinenrad überträgt. Hierbei erwärmt sich das Arbeitsmedium.

Um die im Arbeitsraum in das Arbeitsmedium eingebrachte Wärme wieder aus dem Arbeitsmedium abzuführen, ist bei gattungsgemäßen hydrodynamischen Kupplungen ein externer Arbeitsmediumkreislauf vorgesehen, in dem ein

Arbeitsmediumkühler zur Kühlung des Arbeitsmediums angeordnet ist. Baubedingt tritt im Kühler ein Strömungswiderstand für das Arbeitsmedium auf, sodass die Durchströmung des Arbeitsmediumkühlers mit dem Arbeitsmedium mit einem Druckverlust verbunden ist. Wenn nicht die Strömungsverhältnisse des

Arbeitsmediums in der hydrodynamischen Kupplung durch Antreiben des beschaufeiten Pumpenrades bereits einen ausreichenden Arbeitsmediumdruck erzeugen, so muss eine weitere Pumpe vorgesehen sein, die die Arbeitsmediumströmung durch den Arbeitsmediumkühler beziehungsweise den gesamten externen Arbeitsmediumkreislauf aufrechterhält. Bei einer solchen Pumpe kann es sich beispielsweise um eine Staudruckpumpe handeln, mit welcher das Arbeitsmedium zumindest mittelbar aus dem Arbeitsraum der hydrodynamischen Kupplung in den externen Arbeitsmediumkreislauf gefördert wird.

Wenn jedoch die hydrodynamische Kupplung, insbesondere der externe

Arbeitsmediumkreislauf, einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen ausgesetzt ist, so führen die geringen Temperaturen dazu, dass die Fließfähigkeit des

Arbeitsmediums bei sinkenden Temperaturen abnimmt, wenn die

hydrodynamische Maschine außer Betrieb genommen wird und damit der

Wärmeeintrag in das Arbeitsmedium unterbrochen wird. Dies kann bis zu einer Erstarrung des Arbeitsmediums führen, besonders in den in der Regel engen Kanälen des Arbeitsmediumkühlers. Diese engen Kanäle sind beispielsweise in einem Wärmeabfuhrabschnitt des Arbeitsmediumkühlers vorgesehen, um eine große Wärmeabfuhrfläche zu erhalten, über die die Wärme aus dem

Arbeitsmedium an die Umgebung abgegeben wird. Durch die genannte reduzierte Fließfähigkeit beziehungsweise Erstarrung des Arbeitsmediums wird der im

Arbeitsmediumkühler erzeugte Druckverlust bei der Durchströmung mit dem Arbeitsmediums vergrößert, wenn die hydrodynamische Kupplung wieder in Betrieb genommen wird.

Bei einer erfolgten weitgehenden Erstarrung des Arbeitsmediums muss dieses bei der Wiederinbetriebnahme der hydrodynamischen Kupplung zunächst durch Wärmezufuhr sozusagen aufgetaut werden, beispielsweise durch in einem

Arbeitsmediumtank eingebrachte Fleizelemente. Aber selbst in einem bereits wieder fließfähigen Zustand des Arbeitsmediums muss aufgrund der Zähigkeit des Arbeitsmediums im kalten Zustand und möglicherweise noch vorhandenen

Arbeitsmediumanlagerungen besonders in den engen Kanälen im Arbeitsmediumkühler unterhalb gewisser Umgebungstemperaturen eine weitere Pumpe, in der Regel Hochdruckpumpe, vorgesehen sein, um das Arbeitsmedium durch den Arbeitsmediumkühler zu fördern, zumindest so lange wie die

Pumpleistung des Pumpenrades oder einer gegebenenfalls zusätzlich

vorgesehenen Betriebspumpe, beispielsweise Staudruckpumpe, nicht ausreicht, die erhöhten Strömungswiderstände im externen Kreislauf, besonders im

Arbeitsmediumkühler zu überwinden.

Wenn anschließend die notwendige Arbeitsmediumtemperatur erreicht wird, sodass sich der im Nennbetrieb übliche Druckverlust im Arbeitsmediumkühler ausbildet, so kann die Hochdruckpumpe und insbesondere die elektrischen Heizelemente im Arbeitsmediumtank ausgeschaltet werden und die

hydrodynamische Kupplung kann angefahren werden.

Je nach Außentemperatur kann dieser Vorgang des Vorbereitens des

Arbeitsmediums beziehungsweise des Arbeitsmediumkühlers mehrere Stunden dauern oder es muss eine sehr große Heizleistung vorgesehen sein.

In der Praxis gibt es ferner Lösungen, bei denen alle Teile des externen

Arbeitsmediumkreislaufes, die kalten Umgebungstemperaturen ausgesetzt sind, bei einer Außerbetriebnahme der hydrodynamischen Kupplung vom

Arbeitsmedium entleert werden und das Arbeitsmedium an einem wärmeren Ort „verwahrt“ wird. Damit wird insbesondere vermieden, dass das Arbeitsmedium im Arbeitsmediumkühler aufgrund der niedrigen Umgebungstemperaturen erstarrt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrodynamische Kupplung, insbesondere für ein Materialflusssystem, zum Beispiel Gurtförderer, für eine Prozessanlage zur Materialaufbereitung, zum Beispiel Brecher, oder für eine Pump- oder Kompressorstation zur Förderung eines Wasser-, Öl- oder

Gasstromes anzugeben, die einen externen Arbeitsmediumkreislauf aufweist und bei welcher das Anfahren der hydrodynamischen Kupplung auch bei kalten

Umgebungstemperaturen und einem möglichen Erstarren des Arbeitsmediums im externen Kreislauf, insbesondere im Arbeitsmediumkühler, mit weniger Aufwand als bisher und schneller möglich ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine hydrodynamische Kupplung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie eine Pump- oder Kompressorstation mit einer erfindungsgemäßen

hydrodynamischen Kupplung angegeben. Ferner werden ein Gurtförderer und ein Brecher mit einer erfindungsgemäßen hydrodynamischen Kupplung angegeben.

Die erfindungsgemäße hydrodynamische Kupplung weist ein beschaufeltes Pumpenrad und ein beschaufeltes Turbinenrad auf, die gemeinsam einen mit einem Arbeitsmedium befüllbaren Arbeitsraum ausbilden, um Antriebsleistung hydrodynamisch vom Pumpenrad auf das Turbinenrad, wie eingangs erläutert, zu übertragen. Entsprechend ist ein externer Arbeitsmediumkreislauf vorgesehen, der an einem Arbeitsmediumeinlass und an einem Arbeitsmediumauslass des

Arbeitsraumes angeschlossen ist und in dem ein Arbeitsmediumkühler zur

Kühlung des Arbeitsmediums vorgesehen ist.

Der Arbeitsmediumkühler weist einen Kühlereinlass für das zu kühlende

Arbeitsmedium und einen Kühlerauslass für das im Arbeitsmediumkühler gekühlte Arbeitsmedium auf. Ferner ist im Arbeitsmediumkühler ein Wärmeabfuhrabschnitt vorgesehen, der den Kühlereinlass arbeitsmediumleitend mit dem Kühlerauslass verbindet und eine Wärmeabfuhrfläche aufweist, über welche Wärme aus dem Arbeitsmedium abgeführt wird, zumindest im Nennbetrieb der hydrodynamischen Kupplung, wenn die Temperatur des Arbeitsmediums dies erfordert. Das

Arbeitsmedium strömt entsprechend aus dem Kühlereinlass entlang der

Wärmeabfuhrfläche zum Kühlerauslass. Erfindungsgemäß weist der Arbeitsmediumkühler wenigstens einen Bypass zum Wärmeabfuhrabschnitt auf, und es ist im Arbeitsmediumkühler oder außerhalb dessen, insbesondere in dem wenigstens einen Bypass selbst, wenigstens ein Bypassventil vorgesehen, mit dem der Bypass wahlweise zur Durchströmung mit Arbeitsmedium freigebbar oder absperrbar ist. Im letzteren Fall strömt somit kein Arbeitsmedium durch den Bypass, wobei prinzipiell jedoch nicht ausgeschlossen ist, dass das Bypassventil den wenigstens einen Bypass nicht vollständig absperrt, sodass eine Restströmung von Arbeitsmedium durch den Bypass auch bei abgesperrtem Bypass durch diesen strömt.

Erfindungsgemäß ist der Bypass derart am Arbeitsmediumkühler angeschlossen und vom Arbeitsmedium durch ström bar, dass bei vom Arbeitsmedium

durchströmten Bypass Wärme des Arbeitsmediums in den Wärmeabfuhrabschnitt übertragen wird.

Die Übertragung von Wärme des Arbeitsmediums in den Wärmeabfuhrabschnitt kann dadurch erreicht werden, dass das Arbeitsmedium, bevor es in den Bypass eintritt, und/oder nachdem es wieder aus dem Bypass austritt, nahe dem

Wärmeabfuhrabschnitt derart geführt wird, dass die Wärme entsprechend in diesem das Arbeitsmedium führenden Abschnitt vor dem Bypass und/oder hinter dem Bypass aus dem Arbeitsmedium in den Wärmeabfuhrabschnitt übertragen wird. Zusätzlich oder alternativ kann auch der Bypass selbst derart entlang des Wärmeabfuhrabschnitts geführt sein, dass Wärme aus dem im Bypass

befindlichen Arbeitsmediums auf den Wärmeabfuhrabschnitt übertragen wird.

Das wenigstens eine Bypassventil kann am Eingang und/oder am Ausgang des Bypasses oder in einem Abschnitt des Bypasses zwischen dem Eingang und dem Ausgang positioniert sein. Lediglich die gewünschte Freigabe und Absperrung des Bypasses muss mit dem wenigstens einen Bypassventil erreicht werden können. Das Bypassventil kann grundsätzlich als Auf-Zu-Ventil ausgeführt sein, das in seiner geöffneten Stellung den wenigsten einen Bypass freigibt und in seiner geschlossenen Stellung den wenigstens einen Bypass absperrt, zumindest im Wesentlichen absperrt. Jedoch sind auch andere Ausführungsformen vorstellbar, beispielsweise die Ausführungsform des wenigstens einen Bypassventils als Wegeventil und/oder Umschaltventil, das in einer Stellung die

Arbeitsmediumströmung in Richtung des Wärmeabfuhrabschnittes leitet und zugleich den Bypass absperrt und in einer anderen Stellung die

Arbeitsmediumströmung in den Bypass leitet und die arbeitsmediumleitende

Verbindung zum Wärmeabfuhrabschnitt unterbricht. Auch ist es prinzipiell möglich, das Bypassventil als Regelventil mit Zwischenstellungen auszuführen.

Ferner ist es möglich, dass das Bypassventil die arbeitsmediumleitende

Verbindung auch bei geöffnetem Bypass nicht unterbricht.

Bevorzugt ist der wenigstens eine Bypass arbeitsmediumleitend mit dem

Kühlereinlass und dem Kühlerauslass verbunden, sodass das Arbeitsmedium zunächst über den Kühlereinlass in den Arbeitsmediumkühler eintritt, dann durch den wenigstens einen Bypass strömt, wenn dieser geöffnet ist, und aus dem

Bypass zum Kühlerauslass strömt. Wenn der Bypass geschlossen ist, strömt das Arbeitsmedium durch denselben Kühlereinlass, durch den Wärmeabfuhrabschnitt und zum selben Kühlerauslass. Der Bypass selbst kann dabei innerhalb oder außerhalb oder außen am Arbeitsmediumkühler verlaufen. Alternativ kann der Bypass jedoch auch vor dem Kühlereinlass oder im Kühlereinlass abzweigen und in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums hinter dem Kühlerauslass oder im Kühlerauslass einmünden. Beispielsweise ist im Bereich des Kühlereinlasses ein Bypassventil vorgesehen, das mit dem Bypass und dem Kühlereinlass verbunden ist oder den Kühlereinlass ausbildet und/oder im Bereich des Kühlerauslasses ist ein Bypassventil vorgesehen, das mit dem Bypass und dem Kühlerauslass verbunden ist oder den Kühlerauslass ausbildet.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, bei kalten

Umgebungstemperaturen, beziehungsweise allgemein bei Zuständen, in denen ein hoher Druckverlust bei der Durchströmung des Wärmeabfuhrabschnittes des Arbeitsmediumkühlers mit dem Arbeitsmedium droht, den Bypass zu öffnen (dies kann zum Beispiel aktiv, insbesondere über ein Wegeventil, oder passiv, insbesondere über ein Überdruckventil beziehungsweise Rückschlagventil erfolgen) um so den unerwünschten Druckverlust zu vermeiden. Damit ist es erfindungsgemäß möglich, beispielsweise bei der Inbetriebnahme der

hydrodynamischen Kupplung, insbesondere bei kalten Umgebungstemperaturen, zunächst die hydrodynamische Kupplung mit dem Arbeitsmedium, insbesondere dem noch kalten Arbeitsmedium, zu betreiben und das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum der hydrodynamischen Kupplung über den Bypass am

Wärmeabfuhrabschnitt des Arbeitsmediumkühlers vorbei zu leiten, um es dann zurück in den Arbeitsraum der hydrodynamischen Kupplung zu führen. Im

Arbeitsraum der hydrodynamischen Kupplung wird das Arbeitsmedium dann bei einem solchen Betrieb nach und nach erwärmt, sodass, wenn eine ausreichende Arbeitsmediumtemperatur erreicht ist und insbesondere der Arbeitsmediumkühler eine vorgegebene Temperatur erreicht hat, der Bypass geschlossen werden kann und das Arbeitsmedium ab dann durch den Wärmeabfuhrabschnitt des

Arbeitsmediumkühlers geleitet werden kann.

Gegebenenfalls kann bei diesem Vorbereitungs- beziehungsweise Anfahrvorgang der hydrodynamischen Kupplung, während welchem das Arbeitsmedium durch den Bypass geleitet wird, das Turbinenrad der hydrodynamischen Kupplung festgesetzt sein, um einen größeren Wärmeeintrag im Arbeitsraum der

hydrodynamischen Kupplung in das Arbeitsmedium zu erreichen. Erst wenn die gewünschte Betriebstemperatur erreicht ist, kann dann das Turbinenrad freigegeben werden und insbesondere eine Arbeitsmaschine mit dem Turbinenrad angetrieben werden.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung können insbesondere Heizelemente in einem Arbeitsmediumtank im externen Arbeitsmediumkreislauf vermieden oder deren Anzahl oder Leistung reduziert werden. Auch kann der Anfahrvorgang der hydrodynamischen Kupplung, insbesondere der mit der hydrodynamischen Kupplung angetriebenen Arbeitsmaschine, beschleunigt werden. Bevorzugt kann eine zusätzliche Pumpe im externen Arbeitsmediumkreislauf, die bisher nur für einen solchen Anfahrvorgang erforderlich war, eingespart werden. Dies betrifft auch bisher notwendige Steuerelemente, beispielsweise Ventile in Verbindung mit der zusätzlichen Pumpe.

Schließlich kann Energie eingespart werden, da die Heizleistung der

hydrodynamischen Kupplung verwendet wird. Insbesondere übersteigt die

Heizleistung der hydrodynamischen Kupplung die Heizleistung herkömmlicher Heizelemente deutlich, sodass die erforderliche Aufheizzeit deutlich reduziert werden kann.

Bevorzugt weist der wenigstens eine Bypass oder alle Bypässe gemeinsam einen größeren Strömungsquerschnitt für das Arbeitsmedium auf als der

Wärmeabfuhrabschnitt des Arbeitsmediumkühlers und/oder der

Strömungswiderstand des Bypasses beziehungsweise der gemeinsame

Strömungswiderstand aller Bypässe für das Arbeitsmedium ist kleiner als der des Wärmeabfuhrabschnittes. Damit wird der Druckverlust für das Arbeitsmedium reduziert.

Prinzipiell ist es möglich, die Arbeitsmediumströmung bei einem Öffnen des wenigstens einen Bypasses, beispielsweise frei, auf den Wärmeabfuhrabschnitt und den wenigstens einen Bypass aufzuteilen, sodass der Strömungsquerschnitt des Wärmeabfuhrabschnittes und des wenigstens einen Bypasses für die

Durchströmung des Arbeitsmediumkühlers mit dem Arbeitsmedium zur Verfügung stehen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Arbeitsmediumkühler einen in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums hinter dem Kühlereinlass vorgesehenen Arbeitsmediumverteiler und einen in Strömungsrichtung des

Arbeitsmediums vor dem Kühlerauslass angeordneten Arbeitsmediumsammler auf. Der Wärmeabfuhrabschnitt weist eine Vielzahl von Arbeitsmediumkanälen auf, die hinsichtlich der Arbeitsmediumströmung parallel zueinander am

Arbeitsmediumverteiler und am Arbeitsmediumsammler arbeitsmediumleitend angeschlossen sind. Der wenigstens eine Bypass zweigt aus dem

Arbeitsmediumverteiler ab und mündet in den Arbeitsmediumsammler ein.

Der Arbeitsmediumkühler ist insbesondere als Flüssigkeits-Luft-Kühler ausgeführt und wird mit Luft oder allgemein einem gasförmigen Kühlmedium betrieben, wobei das Arbeitsmedium eine Flüssigkeit ist. Prinzipiell ist jedoch auch ein Flüssigkeits- Flüssigkeits-Kühler vorstellbar, wenn das Arbeitsmedium eine Flüssigkeit ist, also eine Kühlung des Arbeitsmediums mit einer Kühlflüssigkeit.

Beispielsweise werden der Wärmeabfuhrabschnitt und die Arbeitsmediumkanäle des Arbeitsmediumkühlers durch ein Lamellenpaket gebildet.

Insbesondere wird das Lamellenpaket bei vom Arbeitsmedium durchströmtem Bypass mit Wärme aus dem Arbeitsmedium aufgeheizt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Bypassventil als

Rückschlagventil ausgeführt, das bei einem vergleichsweise größeren

Arbeitsmediumdruck in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums vor dem Bypass oder in einem Eintrittsbereich des Bypasses öffnet und bei einem vergleichsweise größeren Arbeitsmediumdruck an dieser Stelle schließt. Damit kann das

gewünschte Öffnungs- und Schließverhalten des Bypassventils ohne externe Ansteuerung erreicht werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Temperatursensor zur Erfassung der Arbeitsmediumtemperatur und/oder der

Arbeitsmediumkühlertemperatur vorgesehen. Eine Steuereinrichtung kann dann auf den Temperatursensor zugreifen und das wenigstens eine Bypassventil in Abhängigkeit der mit dem Temperatursensor erfassten Temperatur ansteuern, um dieses zu öffnen und zu schließen.

Gemäß einer andere Ausführungsform, die prinzipiell jedoch auch zusammen mit einer entsprechenden Steuereinrichtung verwendet werden kann, ist das wenigstens eine Bypassventil als Thermostatventil ausgeführt, das eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Temperatur des an ihm anliegenden Arbeitsmediums zu öffnen und zu schließen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist im externen

Arbeitsmediumkreislauf ein Arbeitsmediumtank vorgesehen. Dieser kann nicht im Arbeitsraum befindliches Arbeitsmedium aufnehmen. Der Tank kann wenigstens ein Heizelement, beispielsweise elektrisches Heizelement, aufweisen, jedoch auch frei von einem solchen Heizelement sein.

Bevorzugt ist eine Staudruckpumpe vorgesehen, die derart am Arbeitsraum und/oder einem arbeitsmediumführenden Nebenraum innerhalb eines Gehäuses der hydrodynamischen Kupplung angeschlossen ist, dass sie Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum und/oder dem Nebenraum in den externen

Arbeitsmediumkreislauf fördert. Insbesondere in diesem Fall kann der externe Arbeitsmediumkreislauf frei von einer zusätzlichen Pumpe sein, zumindest frei von einer Pumpe, die nur für den Anfahrvorgang der hydrodynamischen Kupplung und/oder während eines gezielten Aufheizprozesses des Arbeitsmediums verwendet wird.

Um die Aufheizung des Arbeitsmediums zu beschleunigen, kann im Arbeitsraum und/oder in einem arbeitsmediumführenden Nebenraum innerhalb eines

Gehäuses der hydrodynamischen Kupplung, wobei dies der Nebenraum sein kann, an dem die Staudruckpumpe gemäß einer Ausführungsform angeschlossen ist, wenigstens ein Heizelement zum Aufheizen des Arbeitsmediums vorgesehen sein. Auch hier ist ein elektrisches Heizelement, beispielsweise in Form einer Heizpatrone, möglich.

Wenn ein Heizelement im Arbeitsraum und/oder Nebenraum oder auch im externen Arbeitsmediumkreislauf vorgesehen ist, so kann dies insbesondere verwendet werden, um das Arbeitsmedium vor dem Start der hydrodynamischen Kupplung auf eine Mindesttemperatur, beispielsweise zwischen 0° und 5° C zu erwärmen. Die folgende Erwärmung erfolgt dann, wie dargelegt, durch Antreiben zumindest des Pumpenrades der hydrodynamischen Kupplung und Leiten des Arbeitsmediums durch den Bypass, bis eine zweite vorgegebene Temperatur des Arbeitsmediums und/oder des Arbeitsmediumkühlers erreicht wird.

Beispielsweise kann das Arbeitsmedium bei einem sogenannten Kaltstart eine Temperatur von weniger als 0° C, insbesondere zwischen -1 ° C und -50° C aufweisen. Nach dem Erwärmen des Arbeitsmediums, insbesondere des im Arbeitsraum und/oder Nebenraum befindlichen Arbeitsmediums auf die

vorgegebene erste Temperatur, beispielsweise zwischen 0° und 5° C, kann mit der hydrodynamischen Kupplung und/oder der Staudruckpumpe ein

Arbeitsmediumstrom, beispielsweise mit maximal 6 bar erzeugt werden, der durch den Arbeitsmediumkühler, genauer durch den Bypass geleitet wird. Beispielsweise kann hierbei ein Arbeitsmediumstrom von 90 Liter pro Minute oder mehr erreicht werden. Erst am Ende des Aufheizvorganges kann dann eine Arbeitsmediumumlaufmenge erreicht werden, die ein Vielfaches hiervon beträgt, beispielsweise zwischen 284 Liter pro Minute und 300 Liter pro Minute.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist im externen

Arbeitsmediumkreislauf ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen, um den

Arbeitsmediumkühler, das Bypassventil und/oder die Staudruckpumpe vor einem Überdruck zu schützen.

Ein Teil des Arbeitsmediumkühlers wird bevorzugt auch bei geöffnetem Bypass durchströmt, um den Kühler möglichst schnell aufzuheizen. Beispielsweise handelt es sich hierbei um einen unteren Teil des Arbeitsmediumkühlers, insbesondere in Form des Arbeitsmediumverteilers.

Das Bypassventil kann beispielsweise bei einer Arbeitsmediumtemperatur zwischen 20° und 40° C, insbesondere bei 30° C, geschaltet werden, um die Durchströmung des Bypasses mit Arbeitsmedium, zumindest im Wesentlichen, zu unterbinden. Damit wird sichergestellt, dass bei hohen Umgebungstemperaturen keine Schaltzeit des Bypassventiles die Kühlfähigkeit des Arbeitsmediumkühlers beeinträchtigt. Auf der anderen Seite soll durch diese angesetzte Schalttemperatur ermöglicht werden, dass der Bypass nicht zu früh geschlossen wird und sich dadurch ein Druck im Arbeitsmediumkühler unerwünscht aufbaut.

Falls bei einem Anfahrvorgang mangels einer ausreichenden Kühlung des

Arbeitsmediums im Arbeitsmediumkühler eine Systemabschaltung wegen einer Übertemperatur erfolgt, so kann eine Stillstands-Kühlung durchgeführt werden, bis die Arbeitsmediumtemperatur wieder einen zulässigen geringeren Wert erreicht hat. Dabei kann der Kühler bevorzugt mit heißem Arbeitsmedium durchströmt werden. Es ist davon auszugehen, dass anschließend der Wärmeabschnitt des Arbeitsmediumkühlers ausreichend frei für einen zweiten Anfahrvorgang ist. Wenn ein Arbeitsmediumtank vorgesehen ist, so kann dieser erfindungsgemäß vergleichsweise klein ausgeführt werden. Die notwendige externe Heizleistung zum Anfahren ist minimal. Der Anfahrvorgang beziehungsweise das Starten der hydrodynamischen Kupplung kann vergleichsweise schneller erfolgen, auf eine komplexe Regelung kann verzichtet werden und der externe Kreislauf

beziehungsweise der Arbeitsmediumkühler werden schneller erwärmt.

Eine erfindungsgemäße Pump- oder Kompressorstation zur Förderung eines Wasser-, Öl- oder Gasstromes weist eine Antriebsmaschine und eine von dieser angetriebene Arbeitsmaschine sowie eine hydrodynamische Kupplung im

Antriebsleistungsfluss von der Antriebsmaschine zur Arbeitsmaschine auf. Bei einem erfindungsgemäßen Gurtförderer oder Brecher ist die hydrodynamische Kupplung im Antriebsleistungsfluss von einer Antriebsmaschine zu einer

Antriebseinrichtung angeordnet. Die Antriebseinrichtung ist beispielsweise der Förderantrieb des Gurtförderers, wie Zahnrad oder Riemenscheibe,

beziehungsweise ein Leistungseingang in ein Getriebe für einen Brecher oder eine andere Arbeitsmaschine, wobei alternativ die hydrodynamische Kupplung auch im Getriebe für einen Brecher oder eine andere Arbeitsmaschine vorgesehen werden kann.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.

Es zeigen:

Figur 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen hydrodynamischen

Kupplung, beispielsweise in einer Pump- oder Kompressorstation;

Figur 2 eine Prinzipskizze für die Anordnung eines Bypasses im oder am

Arbeitsmediumkühler bei geöffnetem Bypass; Figur 3 die Anordnung gemäß der Figur 2 mit geschlossenem Bypass; Figur 4 eine weitere Variante bei geöffnetem Bypass;

Figur 5 die Variante aus der Figur 4 bei geschlossenem Bypass;

Figur 6 eine weitere Variante bei geöffnetem Bypass;

Figur 7 die Variante aus der Figur 6 bei geschlossenem Bypass;

Figur 8 eine weitere Variante mit geöffnetem Bypass;

Figur 9 die Variante aus der Figur 8 mit geschlossenem Bypass.

In der Figur 1 ist eine mögliche Anwendung einer erfindungsgemäßen

hydrodynamischen Kupplung 1 im Antriebsleistungsfluss zwischen einer

Antriebsmaschine 23 und einer Arbeitsmaschine 24 dargestellt. Bei der

Arbeitsmaschine handelt es sich beispielsweise um einen Gurtförderer, Brecher, Pumpe, Kompressor oder einen Lüfter, die Anwendung kann beispielsweise in einem Materialflusssystem, einer Prozessanlage zur Aufbereitung von Mineralien, einem Zementwerk, oder in einer Pump- oder Kompressorstation vorgesehen sein.

Die hydrodynamische Kupplung 1 weist ein Pumpenrad 2 und ein Turbinenrad 3 auf, die gemeinsam den Arbeitsraum 4 ausbilden. In einem am Arbeitsraum 4 zumindest mittelbar angeschlossenen externen Arbeitsmediumkreislauf 5 sind ein Arbeitsmediumkühler 8 und insbesondere ein Arbeitsmediumtank 19 vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die hydrodynamische Kupplung 1 innerhalb des Gehäuses 22 einen Nebenraum 21 mit einer Staudruckpumpe 20 auf. Der Füllungsgrad des Nebenraumes 21 mit Arbeitsmedium und der

Füllungsgrad des Arbeitsraumes 4 mit Arbeitsmedium korrelieren miteinander, sodass durch Entleeren des Nebenraumes 21 von Arbeitsmedium auch der Arbeitsraum 4 entleert wird. Damit lässt sich über die Staudruckpumpe 20 der Füllungsgrad des Arbeitsraumes 4 einstellen.

Der externe Arbeitsmediumkreislauf 5 ist über einen Arbeitsmediumeinlass 6 und über einen Arbeitsmediumauslass 7 am Arbeitsraum 4 angeschlossen. Hier ist der Arbeitsmediumauslass 7 in Strömungsrichtung des Arbeitsraumes hinter dem Nebenraum 21 vorgesehen.

Der Arbeitsmediumkühler 8 weist einen Kühlereinlass 9 und einen Kühlerauslass 10 für das Arbeitsmedium auf. Ferner ist im Arbeitsmediumkühler 8 ein

Wärmeabfuhrabschnitt 11 , hier mit einer Vielzahl von parallel vom Arbeitsmedium durchströmbaren Arbeitsmediumkanälen 16, vorgesehen, die von einem

Arbeitsmediumverteiler 14 abzweigen und in einen Arbeitsmediumsammler 15 einmünden. Jeder Arbeitsmediumkanal 16 weist einen kleineren

Strömungsquerschnitt als der Arbeitsmediumverteiler 14 und der

Arbeitsmediumsammler 15 auf. Erfindungsgemäß ist ein Bypass 12 zum

Wärmeabfuhrabschnitt 11 des Arbeitsmediumkühlers 8 vorgesehen. Dieser zweigt hier in einem vor oder am Kühlereinlass 9 angeordneten Bypassventil 13 ab und mündet in eine Leitung oder eine Ventileinrichtung hinter oder am Kühlerauslass

10 ein.

Mit dem Bypassventil 13 kann die Arbeitsmediumströmung umgeschaltet werden, entweder zwischen einer Strömungsrichtung zum Kühlereinlass 9

beziehungsweise zum Arbeitsmediumverteiler 14 und/oder Wärmeabfuhrabschnitt

11 einerseits oder in den Bypass 12 andererseits. Auch ist es möglich, das Bypassventil 13 derart zu gestalten, dass einerseits der Bypass 12 für die

Arbeitsmediumströmung geöffnet wird, sodass das Arbeitsmedium in Richtung Wärmeabfuhrabschnitt 11 und in den Bypass 12 strömen kann, und andererseits der Bypass 12 geschlossen wird.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft der Bypass 12 außerhalb des

Arbeitsmediumkühlers 8 beziehungsweise außen am Arbeitsmediumkühler 8. Prinzipiell könnte dieser jedoch auch innerhalb eines Gehäuses des

Arbeitsmediumkühlers 8 vorgesehen sein.

Beispielsweise ist im Arbeitsmediumkühler 8 ein Temperatursensor 17

vorgesehen, der zum Schalten des Bypassventils 13 herangezogen wird.

Alternativ kann das Bypassventil 13 als Thermostatventil ausgeführt sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist jedoch eine Steuereinrichtung 18 vorgesehen, die die Messwerte des Temperatursensors 17 verarbeitet und das Bypassventil 13 entsprechend in Abhängigkeit der erfassten Messwerte schaltet. Gemäß einer weiteren Alternative kann das Bypassventil 13 als Rückschlagventil ausgeführt sein, das in Richtung des Bypasses 12 öffnet, wenn der Arbeitsmediumdruck vor dem Bypass 12 beziehungsweise im Arbeitsmediumverteiler 14 vergleichsweise groß ist, weil nämlich der Strömungswiderstand des Wärmeabfuhrabschnitts 11 groß ist, und welches schließt, wenn der Arbeitsmediumdruck entsprechend geringer ist.

In der Figur 2 ist schematisch ein Arbeitsmediumkühler 8 mit einem Bypass 12 gezeigt, der vom Arbeitsmediumverteiler abzweigt und im Arbeitsmediumsammler 15 einmündet, hier auf der Seite des Kühlerauslasses 10 im

Arbeitsmediumsammler 15. In der Figur 2 ist dabei die Durchströmung des Bypasses 12 dargestellt, in der Figur 3 die Durchströmung des

Wärmeabfuhrabschnitts 11 bei geschlossenem Bypass. In der Figur 3 ist ferner eine mögliche Position für den Temperatursensor 17 dargestellt. Bei der Gestaltung gemäß den Figuren 4 und 5 ist der Bypass 12 wiederum extern am Arbeitsmediumkühler 8 geführt. Dabei ist am Arbeitsmediumverteiler 14 ein zusätzlicher Auslass 25 vorgesehen, aus welchem der Bypass 12 abzweigt. Der Bypass 12 kann dann im Bereich des Arbeitsmediumauslasses 10 einmünden. Die Figur 4 zeigt die Strömungsverhältnisse bei geöffnetem Bypass 12, die Figur 5 bei geschlossenem Bypass 12.

Bei den Gestaltungen gemäß der Figuren 2, 3, 4 und 5 wird der

Arbeitsmediumverteiler 14 auch bei geöffnetem Bypass 12 durchströmt, sodass der Arbeitsmediumkühler 8 und damit auch der Wärmeabfuhrabschnitt 11 desselben rasch aufgewärmt wird, sodass möglicherweise vorhandenes erstarrtes Arbeitsmedium im Wärmeabfuhrabschnitt 11 verflüssigt wird.

Bei der Variante gemäß den Figuren 6 und 7 ist der Arbeitsmediumsammler 15 mit einem zusätzlichen Eingang 26 für das Arbeitsmedium versehen, in welchen der Bypass 12 einmündet. Damit wird bei geöffnetem Bypass 12 der

Arbeitsmediumverteiler 14 und der Arbeitsmediumsammler 15 jeweils im

Wesentlichen vollständig vom Arbeitsmedium durchströmt, was zu einer schnelleren Aufheizung des Arbeitsmediumkühlers 8 beziehungsweise des

Wärmeabfuhrabschnitts 11 führt.

Bei der Variante gemäß den Figuren 8 und 9 sind zwei Bypässe 12 vorgesehen, welche den Arbeitsmediumverteiler 14 und den Arbeitsmediumsammler 15 bei geöffnetem Bypassventil 13 arbeitsmediumleitend parallel zueinander miteinander verbinden. Selbstverständlich könnten solche Bypässe auch extern am

Arbeitsmediumkühler 8 angeschlossen sein, im Unterschied zu der hier gezeigten internen Führung. Bezugszeichenliste

1 hydrodynamische Kupplung

2 Pumpenrad

3 Turbinenrad

4 Arbeitsraum

5 Arbeitsmediumkreislauf

6 Arbeitsmediumeinlass

7 Arbeitsmediumauslass

8 Arbeitsmediumkühler

9 Kühlereinlass

10 Kühlerauslass

1 1 Wärmeabfuhrabschnitt

12 Bypass

13 Bypassventil

14 Arbeitsmediumverteiler

15 Arbeitsmediumsammler

16 Arbeitsmediumkanäle

17 Temperatursensor

18 Steuereinrichtung

19 Arbeitsmediumtank

20 Staudruckpumpe

21 Nebenraum

22 Gehäuse

23 Antriebsmaschine

24 Arbeitsmaschine

25 zusätzlicher Auslass

26 zusätzlicher Einlass