DE1198618B

DE1198618B - Toothed clutch that can be engaged hydraulically against spring force

Info

Publication number: DE1198618B
Application number: DEV17583A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Theodor Merkle
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1959-11-17
Filing date: 1959-11-17
Publication date: 1965-08-12

Description

Hydraulisch gegen Federkraft einrückbare Zahnschaltkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch gegen Federkraft einrückbare Zahnschaltkupplung zum Verbinden einer treibenden und einer koaxial zu dieser angeordneten angetriebenen Welle, mit einer einrückbaren beweglichen Kupplungshälfte und mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Lösen, insbesondere für Wellen von Maschinensätzen in Wasserkraftanlagen.Toothed clutch that can be engaged hydraulically against spring force The invention refers to a toothed clutch that can be engaged hydraulically against spring force for connecting a driving and a driven coaxially to this arranged Shaft, with an engageable movable coupling half and with a device for automatic loosening, especially for shafts of machine sets in hydropower plants.

Bei Maschinensätzen von Wasserkraftanlagen ist es aus Gründen der Sicherheit für die Anlage und das Personal üblich, .den Generator nach der maximal möglichen Durchgangsdrehzahl der Turbine auszulegen. Da ,aber bei Turbinen die Durchgangsdrehzahl bis zum Dreifachen der normalen Betriebsdrehzahl und sogar darüber ansteigen kann, müssen die Generatoren sehr groß und daher teuer ausgebildet werden, wenn sie direkt mit der Turbine gekuppelt werden.In the case of machine sets of hydropower plants, it is for reasons of Safety for the plant and the staff is common, the generator after the maximum possible run-through speed of the turbine. There, but with turbines the runaway speed can increase up to three times the normal operating speed and even above, the generators must be made very large and therefore expensive if they are direct be coupled to the turbine.

Um dies zu vermeiden, sind schon Einrichtungen bekanntgeworden, die bezwecken, die Durchgangsdrehzahl der Turbine auf einen Wert zu begrenzen, der nicht wesentlich über ihrer normalen Betriebsdrehzahl liegt. Diese Einrichtungen gewährleisten zwar die Begrenzung der Durchgangsdrehzahl auf einen gewünschten Wert und geben damit die Möb lichkeit, - den Generator verhältnismäßig- klein und billig auszuführen, jedoch ist ein Stillsetzen der Turbine dann, wenn nur der Generator als Motor im sogenannten »Phasenschieberbetrieb« arbeiten soll, infolge der starren Verbindung zwischen Turbine und Generator nicht möglich. Um den Generator klein und billig ausführen zu können, ist auch schon bekanntgeworden, zwischen Turbine und Generator ein Planetengetriebe einzuschalten, so,daß .der Generator mit höheren Drehzahlen als die Turbine läuft.In order to avoid this, institutions have already become known that aim to limit the runaway speed of the turbine to a value that is not is significantly above their normal operating speed. These facilities ensure although limiting the run-through speed to a desired value and give so that the possibility - to make the generator relatively small and cheap, however, the turbine is stopped when only the generator is running as a motor so-called "phase shifter" should work, due to the rigid connection not possible between turbine and generator. To make the generator small and cheap to be able to perform has already become known, between turbine and generator to switch on a planetary gear so that .the generator with higher speeds as the turbine is running.

Hierzu ist außerdem auch schon bekanntgeworden, .das Planetengetriebe mit einer lösbaren Feststellvorrichtung zu versehen, durch die der feststehende Getriebeteil im normalen Betrieb festgehalten, beim Erreichen einer bestimmten Drehzahl des Generators aber selbststätig freigegeben wird, so daß die kraftschlüssige Verbindung zwischen Turbine und Generator unterbrochen wird. Die Aufnahme des gesamten zu übertragenden, meist sehr hohen Drehmoments durch die Bremsbacken erfordert für diese einen hohen Anpreßdruck. Das hat starke Abnutzung und daher geringe Betriebssicherheit zur Folge. Auch ist das Lösen der Bremsbacken umständlich und wenig betriebssicher. Davon abgesehen, hat diese Einrichtung vor allem den Nachteil, daß auch bei gelöster Feststellvorrichtung keine völlige Trennung zwischen Turbinen- und Generatorwelle möglich ist, so daß das Planetengetriebe immer mit umläuft, also auch dann, wenn beispielsweise@die Turbine stillgesetzt ist und nur der Generator als Motor im Phasenschieberbetrieb arbeitet. Dies hat unerwünschte Reibungsverluste und Verschleiß zur Folge und kann leicht sogar dazu führen, daß beim »Phasenschieben(c die Turbine umläuft.For this purpose it has also already become known .the planetary gear to be provided with a detachable locking device through which the fixed Transmission part held in normal operation when a certain speed is reached of the generator is released automatically, so that the positive connection between turbine and generator is interrupted. The inclusion of the entire to be transmitted, usually very high torque through the brake shoes requires a high for them Contact pressure. This results in heavy wear and tear and therefore poor operational reliability. Releasing the brake shoes is also cumbersome and not very reliable. Besides that, This device has the main disadvantage that even when the locking device is released no complete separation between turbine and generator shaft is possible, so that the planetary gear always rotates with it, even if, for example, @ die The turbine is shut down and only the generator as a motor is in phase shifter mode is working. This has undesirable frictional losses and wear and tear as a consequence can easily even lead to the turbine rotating during phase shifting (c.

Es ist auch bekannt, das selbsttätige Abschalten etwa durch Elektro-Magnet Kupplungen, die auf die Spannung des Generators und somit auf seine Drehzahl ansprechen, zu bewirken. Solche Kupplungen weisen jedoch beim Entkuppeln eine unerwünschte zeitliche Verzögerung auf. Außerdem ist bei diesen Kupplungen die Stromzuführung. und insbesondere das notwendige überwachen der beaufschlagten Laufspalte zwischen den Kupplungshälften umständlich und schwierig.It is also known to switch off automatically, for example by means of an electro-magnet Couplings that respond to the voltage of the generator and thus to its speed, to effect. However, such couplings have an undesirable temporal effect when uncoupling Delay on. In addition, the power supply is in these couplings. and particularly the necessary monitoring of the pressurized running gaps between the coupling halves awkward and difficult.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der genannten Nachteile -der bekannten Einrichtungen eine hydraulisch gegen Federkraft einrückbare Zahnschaltkupplung zum Verbinden einer treibenden und einer koaxial zu dieser angeordneten angetriebenen Welle, die mit einer einrückbaren beweglichen Kupplungshälfte und mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Lösen, insbesondere für Wellen von Maschinensätzen in Wasserkraftanlagen, ausgerüstet ist, derart auszubilden, daß das Entkuppeln bei Erreichen der vorgegebenen Drehzahl schnell und mit hoher Genauigkeit erfolgt, wodurch gefährliche überdrehzahlen sicher vermieden werden sollen. Hierbei soll der Entkupplungsvorgang so erfolgen, daß er nicht mehr selbsttätig rückgängig gemacht werden kann.The object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned -The known devices have a toothed clutch that can be engaged hydraulically against spring force for connecting a driving and a driven coaxially to this arranged Shaft with an engageable movable coupling half and with a device for automatic loosening, especially for shafts of machine sets in hydropower plants, is equipped to train such that the uncoupling when reaching the predetermined Speed is done quickly and with high accuracy, creating dangerous overspeed should certainly be avoided. The decoupling process should be carried out in such a way that that it can no longer be automatically reversed.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch die Kombination der folgenden Merkmale: a) Als Einrichtung zum selbsttätigen Lösen dient in an sich bekannter Weise wenigstens ein am Druckraum angeordnetes und auf eine vorbestimmte Drehzahl ansprechendes Entlastungsventil, dessen Verschlußstück in bezug auf seinen. Schwerpunkt exzentrisch zur Kupplungsachse angeordnet ist, so daß es unmittelbar von der Fliehkraft beaufschlagt wird.The invention achieves the object by the combination of the following Features: a) As a device for automatic loosening is used in a known per se Way at least one arranged on the pressure chamber and at a predetermined speed appealing relief valve, its closure piece in relation on his. Center of gravity is arranged eccentrically to the coupling axis, so that it is acted upon directly by the centrifugal force.

b) Das Verschlußstück des Entlastungsventils ist durch die Kraft wenigstens einer an ihm aasgelenkten, um einen seitlich seiner Verschiebungsachse angeordneten Schwenkpunkt schwenkbaren Feder beaufschlagt, wobei der Anlenkpunkt und .der Schwenkpunkt der Feder so festgelegt sind und außerdem .der Verschiebungsweg des Verschlußstückes zwischen :seinen Endstellungen so bemessen ist, daß es in der Schließstellung durch eine in Schließrichtung und in der Offenstellung durch eine in Öffnungsrichtung wirkende, mit der Verschiebungsachse zusammen@allende Komponente der Federkraft beaufschlagt ist.b) The closing piece of the relief valve is at least by the force one on it aasgelenelte, arranged around one to the side of its axis of displacement Pivot pivotable spring acted upon, the pivot point and .der pivot point the spring are set and also .der displacement of the locking piece between: its end positions is dimensioned so that it is in the closed position through one in the closing direction and one in the open position through one in the opening direction Acting component of the spring force that coincides with the axis of displacement is applied.

Es sind zwar hydraulische Kupplungen bekannt, die beliebig gegen die Kraft einer Feder eingekuppelt werden können. Diese bekannten Kupplungen sind jedoch nicht dafür geeignet, beim Überschreiten einer maximalen Drehzahl automatisch zu entkuppeln.There are hydraulic clutches known that can be used against the Can be coupled by force of a spring. However, these known couplings are not suitable for automatically closing when a maximum speed is exceeded uncouple.

Eine nach der Erfindung ausgebildete Einrichtung zeichnet sich insbesondere durch ein verzögerungsfreies Ansprechen beim Entkuppeln. aus, wodurch gewährleistet ist, daß die Unterbrechung des Kraftflusses zwischen An- und Abtrieb mit großer Genauigkeit bei der vorher bestimmten und gewünschten Drehzahl erfolgt und somit - beispielsweise am Generator bei Maschinensätzen von. Wasserkraftanlagen -- gefährliche Überdrehzahlen sicher vermieden werden.A device designed according to the invention is particularly distinguished through an instant response when uncoupling. off, thereby ensuring is that the interruption of the power flow between input and output with great Accuracy takes place at the previously determined and desired speed and thus - for example on the generator for machine sets from. Hydroelectric power plants - dangerous Overspeed can be safely avoided.

Durch geeignete Wahl der Länge des Verschiebungsweges des Versch'lußstücks des Enlastungsventils zwischen seinen beiden Endstellungen (Schließ, bzw. Offenstellung) und vor allem durch richtiges Festlegen- des Verschiebungsweges gegenüber dem Schwenkpunkt der Feder wird erreicht, daß die in Richtung der Verschiebungsachse wirkende Komponente .der Federkraft in der Schließstellung des Entlastungsventils in Schließrichtung (also gegen die öffnende Kraft) und in der Öffnungsstellung des Entlastungsventüs in Offnungsrichtung (also in gleicher Richtung wie die öffnende Kraft) wirkt. Dies hat den Vorteil, daß das Ansprechen des Entlastungsventils nicht nur sehr genau auf eine bestimmte gewünschte Drehzahl eingestellt werden kann, sondern auch, daß das Entlastungsventil nach dem Ansprechen bei der eingestellten Drehzahl sehr schnell und ganz in die Offenstellung verschoben wird, -d. h. daß sehr schnell der volle Ausflußquerschnitt freigegeben und dadurch ein schnelles Lösen »der Kupplung bewirkt wird. Darüber hinaus bleibt das einmal geöffnete Ventil auch bei nachträglichem Absinken der Drehzahl unter den maximal zulässigen Wert geöffnet, wodurch ein un--vorhergesehenes und unerwünschtes, eventuell sogar die Anlage gefährdendes erneutes Kuppeln zwischen An- und Abtrieb sicher verhindert wird.By suitable choice of the length of the displacement path of the closure piece of the relief valve between its two end positions (closed or open position) and above all by correctly defining the displacement path with respect to the pivot point the spring is achieved that the component acting in the direction of the axis of displacement .the spring force in the closed position of the relief valve in the closing direction (i.e. against the opening force) and in the opening position of the relief valve acts in the opening direction (i.e. in the same direction as the opening force). this has the advantage that the response of the relief valve is not only very accurate can be set to a certain desired speed, but also that the relief valve very quickly after responding at the set speed and is moved completely into the open position, -d. H. that very quickly the full The outlet cross-section is released and the coupling is released quickly will. In addition, the valve remains open once it is opened later Falling the speed below the maximum permissible value opens, causing an unforeseen and unwanted recoupling between them, possibly even endangering the system Drive and output is reliably prevented.

Bauliche Einzelheiten der Erfindung bzw: zweck:. mäßige Maßnahmen im Rahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Structural details of the invention or: purpose :. moderate measures within the scope of the invention emerge from the subclaims.

Nach einer besonderen Weiterbildung der Erfindung kann zur Erhöhung der Sicherheit der Anlage in der Druckmittelzufuhrleitung eine nur auf plötzliche Entlastung im Druckraum, also beim Öffnen des Entlastungsventils ansprechende Absperrvorrichtung vorgesehen werden, die einen. in der Druckmittelzufuhrleitung axial verschiebbar geführten Kolbenschieber aufweist, der im normalen Betrieb durch die Kraft einer Feder in Offenstellung gehalten ist und dabei, über eine an zwei in axialer Richtung hintereinäderliegende Stellen an die Druckmittelzufuhrleitung angeschlossene Umgehungsleitung die Verbindung zwischen einer Druckmittelquelle und dem Druckraum freigibt und dadurch den weiteren Zufluß von Druckmittel in den Druckraum verhindert, so daß das schnelle und sichere Lösen der Kupplung noch besser gewährleistet ist.According to a particular development of the invention, to increase the safety of the system in the pressure medium supply line a sudden only Relief in the pressure chamber, i.e. shut-off device responding when the relief valve is opened be provided, the one. axially displaceable in the pressure medium supply line has guided piston valve, which in normal operation by the force of a Spring is held in the open position and while doing so, via one to two in the axial direction Bypass line connected behind one another to the pressure medium supply line the connection between a pressure medium source and the pressure chamber releases and thereby prevents the further flow of pressure medium into the pressure chamber, so that the rapid and safe release of the coupling is even better guaranteed.

Die Erfindung ist in den F i g. 1 bis 4 gezeigt und in ihren Einzelheiten noch näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 in einem Ausführungsbeispiel eine Kupplung mit einseitig wirkendem Kolben und mit einer Rückholfeder, und zwar links in entkuppeltem, rechts in gekuppeltem Zustand, F i g. 2 das Entlastungsventil gemäß F i g. 1 im Schnitt in vergrößertem Maßstab, F i g. 3 in einem Schaubild den Zusammenhang zwischen der Fliehkraft und der Rückstellkraft der Federn gemäß dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1, F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Absperren der Druckmit2elzufuhr bei plötzlicher Entlastung im Druckraum.The invention is shown in FIGS. 1 to 4 shown and in detail explained in more detail. It shows F i g. 1 a clutch in one embodiment with piston acting on one side and with a return spring, namely on the left in uncoupled, on the right in the coupled state, FIG. 2 the relief valve according to FIG. 1 in Section on an enlarged scale, FIG. 3 shows the relationship between the centrifugal force and the restoring force of the springs according to the embodiment F i g. 1, Fig. 4 shows an exemplary embodiment of a device for shutting off the supply of pressurized medium in the event of sudden relief in the pressure chamber.

In F i g. 1 sind auf den benachbarten Enden der Wellen 1 und 2 die Kupplungshälften 3 und 4 fest bzw. axial verschiebbar angeordnet. Die feste Kupplungshälfte 3 ist als Zylinder für den als Schaltglied dienenden einseitig wirkenden Kolben 5 ausgebildet und weist einen Träger 6 mit einer Kupplungsverzahnung 7 auf. Am Umfang des Zylinders 3, und zwar in Höhe des zwischen Zylinder 3 und Schaltkolben 5 gebildeten Druckraumes 8 ist das Entlastungsventil 9 angeordnet, das, wie aus F ig. 2 zu ersehen ist, mit der Bohrung 31 im Gehäuse 32 an den Druckraum 8 angeschlossen ist. Von der Bohrung 31 zweigen Entlastungskanäle 33 ab, die durch den Ringkolbenschieber 34 gesteuert werden. Dieser ist durch die Kraft der Federn 35 in Schließstellung gehalten und gegen den Begrenzungsring 36 gedrückt. Die Federn 35 .sind auf den gelenkig mit dem Ringkolbenschieber 34 und dem Gehäuse 32 verbundenen Hülsen 3'7 bzw. Bolzen 38 angeordnet und stützen sich gegen die auf diesen befestigten Anschläge 39 und 40 ab, von denen die Anschläge 40 verstellbar sind.In Fig. 1, the coupling halves 3 and 4 are fixed or axially displaceable on the adjacent ends of the shafts 1 and 2. The fixed coupling half 3 is designed as a cylinder for the piston 5 acting as a switching element on one side and has a carrier 6 with coupling teeth 7. On the circumference of the cylinder 3, specifically at the level of the pressure chamber 8 formed between the cylinder 3 and the switching piston 5, the relief valve 9 is arranged, which, as shown in FIG. 2 can be seen, with the bore 31 in the housing 32 is connected to the pressure chamber 8. Relief channels 33, which are controlled by the annular piston slide 34, branch off from the bore 31. This is held in the closed position by the force of the springs 35 and is pressed against the limiting ring 36. The springs 35 are arranged on the sleeves 3'7 or bolts 38, which are articulated to the annular piston slide 34 and the housing 32, and are supported against the stops 39 and 40 attached to them, of which the stops 40 are adjustable.

Der Schaltkolben 5 stützt sich über die Druckfeder 12 gegen die Ringscheibe 11, die auf dem mit der Welle 1 verbundenen und durch den Schaltkolben hindurchgeführten Bolzen 10 befestigt ist, ab. Am Ende der Welle 2 ist -die Nabe 13 starr befestigt. Letztere weist an ihrem Umfang ein Keilwellenprofil 14 auf, das mit eitlem entsprechenden Keilwellen.-profi 14 der bewegichen Kupplungshälfte 4 im Eingriff ist und die Nabe 13 mit der beweglichen Kupplungshälfte 4 drehfest, aber axial gegeneinander verschiebbar verbindet. Die Verschiebbarkeit dieser die andere Kupplungsverzahnung 7` aufweisenden. Kupplungshälfte ist durch die Kupplungsverzahnung der festen Kupplungshälfte 3 und die Stirnfläche des Schaltkolbens 5 bzw. durch die Nabe 13 und den an der Welle 2 starr befestigten Ring 15 begrenzt. - Die in der Nabe 13 angeordneten Druckfedern 16 beaufschlagen die bewegliche Kupplungshälfte in-Richtung zur Welle 1.The switching piston 5 is supported by the compression spring 12 against the washer 11, which are connected to the shaft 1 and passed through the switching piston Bolt 10 is attached, from. At the end of the shaft 2, the hub 13 is rigidly attached. The latter has a spline 14 on its circumference, the corresponding with vain Keilwellen.-profi 14 of the movable coupling half 4 is in engagement and the hub 13 rotatably with the movable coupling half 4, but axially displaceable relative to one another connects. The displaceability of these the other coupling teeth 7 'having. Coupling half is through the coupling teeth of the fixed coupling half 3 and the end face of the switching piston 5 or through the hub 13 and the one on the shaft 2 rigidly attached ring 15 limited. - The compression springs arranged in the hub 13 16 act on the movable coupling half in the direction of the shaft 1.

Über die Bohrung 17 und den Ringspalt 18 fließt das von einer Druckquelle ständig zugeführte Druckmittel in den Druckraum B. Das Entlastungsventil 9 ist normalerweise geschlossen, d, h., der Ringkolbenschieber 34, der über die Druckausgleichsbohrung 41 beidseitig vom Druckmittel beaufschlagt ist, ist durch die in Richtung der Verschiebungsachse des Ringkolbenschiebers 34 wirkende Komponente der Kraft der Federn 35 gegen den Begrenzungsring 36 gedrückt und versperrt somit die Verbindung zwischen der Bohrung 31 und den Entlastungskanälen 33. Das zugeführte Druckmittel beaufschlagt den Schaltkolben 5 und verschiebt ihn gegen die Kraft der Feder 12 gegen die Welle 2. Dabei wird der Schaltkolben 5 gegen die bewegliche Kupplungshälfte 4 gedrückt und verschiebt somit auf dem letzten Stück seines Verschiebungsweges diese gegen die Kraft der Federn 9 auf der Nabe 13 in axialer Richtung, wodurch die Kupplungsverzahnungen 7, 7' der beiden Kupplungshälften 3, 4 miteinander in Eingriff kommen, so daß die Kupplungshälften nunmehr formschlüssig miteinander verbunden, d. h. die Wellen gekuppelt sind und mit gleicher Drehzahl umlaufen.Via the bore 17 and the annular gap 18 the flows from a pressure source constantly supplied pressure medium into pressure chamber B. The relief valve 9 is normally closed, i.e., the piston valve 34, which via the Pressure compensation bore 41 is acted upon by the pressure medium on both sides, is through the component acting in the direction of the axis of displacement of the annular piston slide 34 the force of the springs 35 pressed against the limiting ring 36 and thus blocked the connection between the bore 31 and the relief channels 33. The supplied Pressure medium acts on the switching piston 5 and moves it against the force of the Spring 12 against shaft 2. The switching piston 5 is against the movable coupling half 4 is pressed and thus moves on the last part of its displacement path this against the force of the springs 9 on the hub 13 in the axial direction, whereby the coupling teeth 7, 7 'of the two coupling halves 3, 4 with each other in Come into engagement so that the coupling halves are now positively connected to one another, d. H. the shafts are coupled and rotate at the same speed.

Solange die Drehzahl der Wellen und damit auch die des mitumlaufenden Entlastungsventils 9 unterhalb eines bestimmten Wertes bleibt, ist die am Ringkolbenschieber 34 angreifende Fliehkraft a kleiner als die Rückstellkraft b der Federn 35. Vergleiche hierzu das Schaubild gemäß F i g. 3, in dem die auf den Ringkolbenschieber 34 wirkende Fliehkraft (Kurve a) und die Rückstellkraft der Federn. 35 (Kurve b) in Abhängigkeit von der auf der Abszisse aufgetragenen Drehzahl n eingetragen sind. Letztere ist durch entsprechende Anordnung und Bemessung der Ventilteile, insbesondere der Federn. 35, des Ringkolbenschiebers 34, der Bohrung 31 und der Entlastungskanäle 33 so festgelegt, daß sie bis zu einer gewählten Drehzahl, nämlich der dem Schnittpunkt zwischen der Fliehkraftkurve a und der Rfickstellkraft (Kurve b) entsprechenden Drehzahl, mindestens nahezu konstant bleibt, danach aber schnell absinkt. Andererseits steigt die Fliehkraft mit zunehmender Drehzahl progressiv an. Dies hat zur Folge, wie aus dem Schaubild zu ersehen ist, daß das Entlastungsventil bis zu einer .dem Schnittpunkt zwischen den beiden Kurven a und b entsprechenden Drehzahl geschlossen bleibt, beim Erreichen bzw. Übersteigen dieser Drehzahl aber schnell und ganz öffnet. Es ist leicht einzusehen, daß durch Verändern des Abstandes Z des Entlastungsventils 9 zur Rotationsachse bzw. durch Verändern der wirksamen Kraft .der Federn 35 der Verlauf .der Kurven a und b beeinflußt und damit auch ihr gemeinsamer Schnittpunkt verschoben Werden kann. Demnach ist es durch Verändern einer dieser Größen oder auch beider möglich, das Ansprechen des Ventils auf eine bestimmte gewünschte Drehzahl einzustellen.As long as the speed of the shafts and thus also that of the circulating relief valve 9 remains below a certain value, the centrifugal force a acting on the annular piston slide 34 is less than the restoring force b of the springs 35.Compare the diagram in FIG. 3, in which the centrifugal force acting on the annular piston valve 34 (curve a) and the restoring force of the springs. 35 (curve b) are plotted as a function of the speed n plotted on the abscissa. The latter is achieved through the appropriate arrangement and dimensioning of the valve parts, in particular the springs. 35, the rotary piston valve 34, the bore 31 and the relief channels 33 so set that it remains at least almost constant up to a selected speed, namely the speed corresponding to the intersection between the centrifugal force curve a and the Rfickstellkraft (curve b), but then quickly sinks. On the other hand, the centrifugal force increases progressively with increasing speed. As can be seen from the diagram, this has the consequence that the relief valve remains closed up to a speed corresponding to the intersection between the two curves a and b , but opens quickly and completely when this speed is reached or exceeded. It is easy to see that by changing the distance Z of the relief valve 9 to the axis of rotation or by changing the effective force of the springs 35, the course of the curves a and b can be influenced and their common point of intersection can thus also be shifted. Accordingly, by changing one or both of these variables, it is possible to set the response of the valve to a specific desired speed.

Wird im Betrieb die eingestellte, vorzugsweise etwas über der maximalen Betriebsdrehzahl liegende Drehzahl erreicht -bzw. überschritten, so wird der Ringkolbenschieber 34 durch die nun gegenüber der auf ihn wirkenden Rückstellkraft -der Federn 35 größere an ihm angreifende Fliehkraft vom Begrenzungsring 36 abgehoben und in Öffnungsrichtung, also radial nach außen, verschoben. Dabei gibt er die Verbindung zwischen der Bohrung 31 und den Entlastungskanälen 33 frei, wodurch das Druckmittel über diese aus dem Druckraum ausfließen kann. Hierdurch wird der Druckraum drucklos, so daß der Schaltkolben 5 durch die Kraft der Federn gegen die Welle 1 in seine ursprüngliche Lage zurückgeschoben und damit die kraftschlüssige Verbindung zwischen Schaltkolben 5 und beweglicher Kupplungshälfte 4 aufgehoben, wird. Letztere wird nun durch die Kraft der Federn 16 ebenfalls in Richtung zur Welle 1 verschoben, bis sie am Begrenzungsring 15 zur Anlage kommt. Dabei kommen die Kupplungsverzahnungen 7, 7' außer Eingriff, d. h., die Kupplung ist gelöst (s. linke Hälfte der F i g. 1).If the set speed, preferably slightly above the maximum operating speed, is reached during operation -or. exceeded, the annular piston slide 34 is lifted off the limiting ring 36 by the centrifugal force acting on it, which is greater than the restoring force acting on it, the springs 35, and displaced in the opening direction, i.e. radially outward. In doing so, it releases the connection between the bore 31 and the relief channels 33, so that the pressure medium can flow out of the pressure chamber via these. As a result, the pressure chamber is depressurized, so that the switching piston 5 is pushed back into its original position by the force of the springs against the shaft 1 and thus the positive connection between the switching piston 5 and the movable coupling half 4 is canceled. The latter is now also shifted in the direction of the shaft 1 by the force of the springs 16 until it comes to rest on the limiting ring 15. The clutch toothings 7, 7 'disengage, ie the clutch is released (see left half of FIG. 1).

Selbst wenn für der Folge die Drehzahl der Welle 1 und damit auch des mit ihr umlaufenden Entlastungsventils 9 wieder unter den maximal zulässigen Wert (oder sogar bis auf Null) absinken sollte, bleibt die Kupplung gelöst, da das Entlastungsventil 9 geöffnet bleibt und sich daher im Druckraum 8 kein neuer Druck aufbauen kann. Die in der Verschiebungsachse des Ringkolbenschiebers wirkende Komponente der Kraft der Federn 35, die zunächst in schließender Richtung wirkte, also zur Rotationsachse hin gerichtet war, hat nämlich während des öffnungsvorganges, und zwar beim Durchgang des Anlenkpunktes der Feder 35 am Ringkolbenschieber 34 .durch die durch den Schwerpunkt im Gehäuse verlaufende Normale zur Verschiebungsachse ihre Richtung gewechselt und wirkt jetzt in gleicher Richtung wie die Fliehkraft, also in öffnendem Sinn, und hält damit den Ringkolbenschieber 34 in Offenstellung.Even if the speed of shaft 1 and thus also for the result of the relief valve 9 revolving with her again below the maximum permissible Value (or even to zero) should drop, the clutch remains disengaged, since the Relief valve 9 remains open and therefore there is no new pressure in pressure chamber 8 can build. The component acting in the axis of displacement of the rotary piston valve the force of the springs 35, which initially acted in the closing direction, so to The axis of rotation was directed towards, namely during the opening process, and while passing through the articulation point of the spring 35 on the annular piston slide 34 the normal to the axis of displacement running through the center of gravity in the housing changed their direction and now acts in the same direction as the centrifugal force, that is, in the opening sense, and thus holds the annular piston slide 34 in the open position.

Bei der zusätzlichen, der Erhöhung der Sicherheit der Anlage dienenden Absperrvorrichtung gemäß F i g. 4 ist in. einem Teil 100 über den die Druckmittelzufuhr erfolgt, eine Hülse 101 angeordnet. In dieser ist der die Kolben 102 und 10'3 aufweisende Kolbenschieber 104 verschiebbar geführt und durch eine Feder 105 auf der Abfluß-Seite ständig beaufschlagt. Seine Verschiebbarkeit wird durch die geschlitzte Büchse 106 bzw..die Hülse 101 begrenzt. Letztere weist eine Umgehungsleitung 107 und .der Kolben 102 eine Durchlaßöflnung 108 auf.In the case of the additional shut-off device according to FIG. 4, a sleeve 101 is arranged in a part 100 via which the pressure medium is supplied. In this the piston valve 104 having the pistons 102 and 10'3 is guided displaceably and is constantly acted upon by a spring 105 on the outflow side. Its displaceability is limited by the slotted sleeve 106 or the sleeve 101. The latter has a bypass line 107 and the piston 102 has a passage opening 108.

Das Druckmittel fließt über die geschlitzte Büchse 106, .die Umgehungsleitung 107, .die Öffnung 108 im Kolben 102 und die Bohrung 109 im Teil 100 zum Druckraum. Dabei sind sämtliche Kolbenflächen des Kolbenschiebers 104 vom Druckmittel beaufschlagt, so daß dieses keine Verschiebung bewirkt. Durch die Kraft der Feder 105 wird der Kolbenschieber 104, wie in der rechten Hälfte der F i g. 4 gezeigt ist, in Offenstellung gehalten. Tritt infolge Öffnens des Entlastungsventils imDruckraum ein plötzlicher Druckabfall ein, so bewirkt dies eine Druckdifferenz zwischen Zufluß- und Abflußseite des Kolbenschiebers 104, derart, daß durch den nun höheren Druck auf der Zuflußseite der Kolbenschieber 104 gegen die Kraft der Feder 105 verschoben und damit durch den Kolben 103 die Umgehungsleitung 107 abgesperrt wird (s. linke Hälfte der F i g. 4). Der weitere Zufluß von Druckmittel in den Druckraum ist dadurch unterbunden, so daß sich in diesem selbst bei einem eventuellen Schließen des Entlastungsventils kein Druck mehr aufbauen kann und daher die Absperrvorrichtung geschlossen bleibt, solange der Kolbenschieber 104 vom Druckmittel einseitig beaufschlagt wird.The pressure medium flows through the slotted sleeve 106, .the bypass line 107, .the opening 108 in the piston 102 and the bore 109 in the part 100 to the pressure chamber. All piston surfaces of the piston slide 104 are acted upon by the pressure medium, so that this does not cause any displacement. By the force of the spring 105 , the piston valve 104, as in the right half of FIG. 4 is held in the open position. If, as a result of the opening of the relief valve, a sudden drop in pressure occurs in the pressure chamber, this causes a pressure difference between the inflow and outflow side of the piston valve 104, such that the piston valve 104 is displaced against the force of the spring 105 by the now higher pressure on the inflow side and thus by the Piston 103, the bypass line 107 is shut off (see left half of FIG. 4). The further inflow of pressure medium into the pressure chamber is prevented so that pressure can no longer build up in this even if the relief valve closes, and the shut-off device therefore remains closed as long as the piston valve 104 is acted on on one side by the pressure medium.

Claims

Claims: 1. Toothed clutch, which can be engaged hydraulically against spring force, to connect a driving shaft and a driven shaft arranged coaxially to this, with an engageable, movable coupling half and with a device for automatic release, in particular for shafts of machine sets in water power plants, characterized by the combination of the following features: a) The device for automatic loosening serves in a known manner at least one relief valve (9) arranged on the pressure chamber (8) and responding to a predetermined speed, the closure piece (34) of which is arranged eccentrically to the coupling axis with respect to its center of gravity, so that it is acted upon directly by centrifugal force. b) The closure piece (34) of the relief valve (9) is acted upon by the force of at least one spring (35) articulated on it, pivotable about a pivot point arranged to the side of its axis of displacement, the pivot point and pivot point of the spring being determined and also the The displacement path of the closure piece between its end positions is dimensioned such that it is acted upon in the closed position by a component of the spring force which acts in the closing direction and in the open position by a component of the spring force which coincides with the axis of displacement. . _ 2. Toothed clutch according to claim 1, characterized in that the closure piece of the relief valve (9) is designed as one or more outlet opening (bores, lines or the like) connected to the pressure chamber (8) controlling the annular piston slide (34). 3. Toothed clutch according to claim 2, characterized in that the annular piston slide (34) is displaceably guided in a central bore (31) of a valve housing (32) connected to the pressure chamber (8) and controls branching outlet openings (33) from this central bore . 4. Toothed clutch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring (35) is arranged between stops (39, 40) on joint sleeves (37) and joint pins (38) guided telescopically into one another and is articulated via the joint sleeves and joint pins on the relief valve or is connected to the pivot point. 5. Toothed clutch according to claim 4, characterized in that the effective force of the spring (35) is adjustable by changing the distance between the stops (39, 40) from one another. 6. Toothed clutch according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the pressure medium supply line (100) a shut-off device responding only to sudden relief in the pressure chamber (8) is arranged, which has a piston valve (104) guided axially displaceably in the pressure medium supply line, .that is held in the open position during normal operation by the force of a spring (105) and releases the connection between a pressure medium source and the pressure chamber via a bypass line (107) connected to the pressure medium supply line at two points one behind the other in the axial direction. Documents considered: German Patent No. 726 690; British Patent Nos. 586,385, 707,313; USA: Patent Nos. 2,034,702, 2,633,218, 2,639,014, 2,806,567, 2,884,108.