E_1949_Zeitung_Nr.011

Nr 11. - Mirnrocff. i«. M\RZ M« AUTOMOBIL REVUE 21
SALONNEUHEITEN 1949
Die Saurer-Flüssigkeitskupplung
Eine Verfeinerung der Kraftübertragung für den Autobasbetrieb
Der Stadtommbusbetrieb mit seinem ständigen
Wechsel zwischen Anfahren, Durchschalten,
Beschleunigen, Bremsen und Anhalten bei
grossen täglichen Fahrleistungen bis gegen 300
km stellt eine schwere Beanspruchung eines
Strassenfahrzeuges dar. Die Suche nach konstruktiven
Lösungen, die dieser Beanspruchung
auch auf die Dauer genügen bei stetig gesteigerten
Ansprüchen an Betriebssicherheit und Einfachheit
in Wartung und Bedienung ist keine
leichte Aufgabe. Die hydrodynamische Kupplung
ist dank ihrer Eigenschaft, Drehschwingungen,
Stösse und kurzzeitige Drehzahlschwankungen
nicht weiterzuleiten oder mindestens abzuschwächen
ist besonders geeignet als dämpfendes
Zwischenglied im Antrieb von Stadtomnibussen.
Ihre Verwendung bringt aber ausser der
Schonung des Antriebes vor Ungleichförmigkeiten
auch den Vorteil einer Verbesserung des
Fahrkomfortes, da weniger oft geschaltet werden
muss und der Anfahrvorgang weicher und stetiger
gemacht werden kann, als dies mit einer
Schaltkupplung allein möglich wäre.
Diese Gründe bewogen die AG. Adolph Saurer
in Arbon, in Zukunft ihre neuen Stadtomnibusse,
mit im Heck oder seitlich angeordneten
Nombre de tours en % des tours max.
Nenndrehzahl %
Drehmoment-Schlupfcharakteristik der Saurer-Flüssigkeitskupplung
für Stadtomnibusse mit CT1DL.
Motoren, mit Flüssigkeitskupplungen auszurüsten.
An und für sich ist das Arbeitsprinzip
einer hydrodynamischen Kupplung ja schon
lange bekannt und geht auf ein Patent von Föttinger
aus dem Jahre 1906 zurück. Die besonderen
Einbauverhältnisse und Betriebsanforderungen
konnten aber nur mit einer diesen Bedingungen
angepassten Konstruktion erfüllt
werden. Mehrjährige Versuche mit einer Modellkupplung,
einer Kupplung für praktische Fahrversuche
und einer Prototypausführung, die im
Laufe des letzten Jahres in zwei der neuen
Stadtomnibusse für die Autobusbetriebe der
Stadt Zürich eingebaut wurden, lieferten die für
eine Seriekonstruktion benötigten Unterlagen.
Bekanntlich überträgt eine Flüssigkeitskupplung
das ihr aufgedrückte Drehmoment durch
Ablenkung und Verzögerung des vom Pumpenteil
in den Turbinenteil geförderten Arbeitsmediums.
Je nach dem jeweiligen zu übertragenden
Drehmoment und der Antriebsdrehzahl
verläuft der ständige Kreislauf der Antriebsflüssigkeit
vom Pumpenrad zum Turbinenrad
und wieder zurück ins Pumpenrad schneller oder
langsamer, wobei sich zwischen den beiden
Schaufelrädern ein Drehzahlunterschied so einstellt,
dass die resultierende Förderhöhe mit den
Strömungsverlusten im Gleichgewicht ist Die
umlaufende Füllung, gewöhnlich ein dünnflüssiges
Mineralöl, besitzt aber eine gewisse Trägheit
und vermag kurzzeitigen Belastungsänderungen
mit entsprechenden Beschleunigungen und Verzögerungen
des antreibenden Schaufelrades
nicht sofort zu folgen und überträgt nur eine
mittlere Leistung. So erklärt sich die dämpfende
Wirkung einer Flüssigkeitskupplung. Bei rasch
umlaufendem Arbeitsmittel und im allgemeinen
entsprechend hohem Drehzahlunterschied oder
Schlupf zwischen angetriebenem und getriebenem
Teil ist folglich die dämpfende Wirkung
grösser als bei langsam umlaufender Arbeitsflüssigkeit
und kleinem zugehörigen Drehzahlunterschied
oder Schlupf der Kupplung. Das
vom Pumpenrad aufgenommene Drehmoment
ist, abgesehen von Ventilationsverlusten der
Kupplung, gleich dem an das Turbinenrad abgegebenen
Drehmoment, da ja die Betriebsflüssigkeit
nur im Turbinenrad abgelenkt wird. Der
Drehzahlunterschied oder Schlupf der Kupplung
hängt also direkt mit ihrem Leistungsverlust
zusammen. Mithin entspricht einer grossen
Dämpfung der Kupplung auch ein grosser Leistungsverlust;
der Konstrukteur muss daher
einen tragbaren Kompromiss zwischen c Weichheit
» der Kupplung (gutes Auffangen von
Schlägen und Stössen) einerseits und Leistungsverlust
anderseits finden. Praktisch auftretende
Torsionsschwingungen sind im allgemeinen so
schnell, dass sie auch noch bei sehr kleinen
Schlupfwerten der Kupplung unterdrückt werden.
' i
Di« Saurer • Flüssigkeitskupplung,
angebaut an einen CT1DL-
Motor.
Ersatz des Schwungrades.
Die von Saurer entwickelte Flüssigkeitskupplung
musste wenn irgend möglich zwischen Motor
und Getriebe an Stelle des normalen
Dampfung von Drehschwingunaen und Ungleichförmigkeiten
durch eine Flüssigkeitskupplung.
Darstellung auf den Torsiogrammen:
Obere Kurve Zeitmaßstob 50 Schwingungen pro Sekunde.
Mittlere Kurve Drehschwingungen vor der Flüssigkeitskupplung.
Untere Kurve: Drehschwingungen nach der Flüssigkeitskupplung.
Oberes Diagramm; Motordrehzahl 1800 T/min, Schlupf 1,4%.
Unteres Diagramm: Motordrehzahl 900 T/min, Schlupf 4%.
Schwungrades direkt an die Kurbelwelle anflanschbar
sein. Der maximal zulässige Aussendurchmesser
war daher durch die Grosse der
Schwungradschüssel vorgeschrieben. Nun zeigt
die hydrodynamische Theorie einer Flüssigkeitskupplung,
dass für gegebene Antriebs- und Abtriebsdrehzahl
das übertragbare Drehmoment
proportional der Dichte der Arbeitsflüssigkeit
und der 5. Potenz ihres Durchmessers ist Eine
Vergrösserung des Durchmessers um 10 % beispielsweise
steigert das übertragbare Drehmoment
um mehr als 60 %, ist also eine ausserordentlich
wirksame Massnahme. Der baulich
mögliche Aussendurchmesser schien aber bei
dem zu bewältigenden Drehmoment auf der
Grundlage der Versuche mit der Modellkupplung
trotzdem sehr knapp, um tragbare Schlupfwerte
im ganzen Drehzahlbereich zu erreichen. Noch
schwieriger wurde die Situation bei einer Leistungssteigerung
des in Frage kommenden Motors
durch Aufladung. Ein teilweiser Ausweg
war durch Vermehren der Schaufelzahl von
Pumpen- und Turbinenrad in gewissen Grenzen
möglich. Die Versuche mit der Modellkupplung
hatten nämlich die bekannte Tatsache bestätigt,
dass bei relativ kleiner Belastung der Kupplung
(kleine Schlupfwerte) das übertragbare
Drehmoment bei fester An- und Abtriebsdrehzahl
proportional der Schaufelzahl ist. Dieser
Zusammenhang ist folgendermassen begründet:
Bei kleiner Belastung der Kupplung fliesst
das Arbeitsmittel relativ langsam durch die Zellen
der beiden Schaufelräder, und Strömungsverluste
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