DE1069977B

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Publication number: DE1069977B
Application number: DENDAT1069977D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-26

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaufelrad für Flüssigkeitsgetriebe, insbesondere Leitrad für hydrodynamische Drehmomentwandler,^fiiit einem eine Gruppe fest angebrachter Hilfsschaufeln tragenden, gegenüber dem die Hauptschaufeln tragenden Schaufelrad drehbaren Hilfsschaufelrad, wobei das Auslaßende jeder Hilfsschaufel in den Raum zwischen zwei benachbarten Hauptschaufeln ragt und durch Relativdrehung der beiden Schaufelräder zur Anlage gegen die benachbarten Hauptschaufeln bewegbar ist.The invention relates to an impeller for fluid transmissions, in particular a stator for hydrodynamic torque converters, with an auxiliary impeller bearing a group of fixed auxiliary blades and rotatable relative to the impeller carrying the main blades, the outlet end of each auxiliary blade protruding into the space between two adjacent main blades and can be moved by relative rotation of the two paddle wheels to rest against the adjacent main paddles.

Ein für. ein solches hydrodynamisches Getriebe bestimmtes Element besteht aus einer Anzahl Schaufeln und einer Einrichtung, durch die bestimmte Schaufelgruppen gegen einseitige Bewegung gesichert und zwischen anderen Schaufeln gelagert sowie als eine Einheit beweglich sind, so daß jede dieser bestimmten Schaufeln mit zwei benachbarten anderen Schaufeln in Berührung gebracht werden kann. Des weiteren besteht eine solche Einrichtung aus mit Schaufeln versehenen Antriebsorganen und getriebenen Elementen sowie aus einem mit Schaufeln .bestückten Leitelement, die um eine Achse drehbar sind und ""einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf begrenzen. Hier enthält das Leitelement zwei Gruppen von Schaufeln, eine Einrichtung zum Tragen der einen Schaufelgruppe und eine Anordnung für die Verdrehung der Trageinrichtung, so daß diese sich entsprechend den Winkeländerungen des aus dem einen Element in das andere gelangenden Flüssigkeitsstromes dreht und die Schaufeln beider Gruppen zur Anlage kommen.One for. such a hydrodynamic transmission-specific element consists of a number of blades and a device by which certain groups of blades are secured against unilateral movement and are mounted between other blades and are movable as a unit, so that each of these specific Blades can be brought into contact with two other adjacent blades. Further such a device consists of drive members provided with blades and driven elements as well as a guide element equipped with blades, which are rotatable about an axis and "" a Limit closed liquid circuit. Here the guide element contains two groups of blades, means for supporting the one set of blades and an arrangement for rotating the Carrying device, so that this is in accordance with the changes in angle of the one element in the other flowing stream of liquid rotates and the blades of both groups come to rest.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist also dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsschaufelrad gegenüber dem Hauptschaufelrad, wie an sich bekannt, durch den Druck der Betriebsflüssigkeit in beiden Richtungen frei drehbar ist und die Profile derHaupt- und Hilfsschaufeln so aufeinander abgestimmt sind, daß jede Hilfsschaufel sowohl bei Anlage an der Vorderseite als auch bei Anlage an der Rückseite der einen bzw. anderen benachbarten Hauptschaufel mit dieser eine zusammengesetzte Schaufel mit annähernd stetigem Stromlinienprofil bildet, deren Eintrittsende im wesentlichen in Richtung der ausströmenden Flüssigkeit liegt.The device according to the invention is thus characterized in that the auxiliary paddle wheel is opposite the main impeller, as is known per se, by the pressure of the operating fluid in both Directions is freely rotatable and the profiles of the main and auxiliary blades are matched to one another that each auxiliary shovel both when planted at the front and when planted at the rear of the one or other adjacent main blade with this one composite blade with approximately steady streamline profile, the inlet end of which is essentially in the direction of the outflowing liquid lies.

Mit dieser Konstruktion wird also ein für solche Drehmomentwandler bestimmtes Element geschaffen, dessen Schaufelaufbau unter dem Einfluß sich ändernder Strömungen die Einstellung veränderlicher Einlaßwinkel ermöglicht und der Hauptschaufeln mit Hilfsschaufeln enthält, die relativ zueinander um eine gemeinsame Achse drehbar sind, so daß die Hilfsschaufeln zur Anlage an den Einlaßabschnitten der Hauptschaufeln kommen und dadurch der Einlaßwinkel dieses Schaufelaufbaues sich ändert. Dieser weist Abschnitte auf, die durch WinkeländerungenWith this construction, a specific element is created for such torque converters, whose blade structure under the influence of changing currents, the setting of variable inlet angles allows and contains the main blades with auxiliary blades that are relative to each other by a common axis are rotatable, so that the auxiliary blades to rest on the inlet sections of the Main blades come and thereby the inlet angle of this blade structure changes. This has sections that are caused by changes in angle

Schaufelrad für Flüssigkeitsgetriebe,
insbesondere Leitrad für hydrodynamische DrehmomentwandlerPaddle wheel for fluid transmission,
especially stator for hydrodynamic torque converters

Anmelder:
Borg-Warner Corporation,
Chicago, III. (V.St.A.)Applicant:
Borg-Warner Corporation,
Chicago, III. (V.St.A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, und Dipl.-Ing. Κ. Grentzenberg, München 27, Pienzenauerstr. 2, PatentanwälteRepresentative: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, and Dipl.-Ing. Κ. Grentzenberg, Munich 27, Pienzenauerstr. 2, patent attorneys

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 22. Mai 1951Claimed priority: V. St. v. America May 22, 1951

Anthony C Mamo_i Detroit (V.St.A.), ist als Erfinder genannt wordenAnthony C Mamo _i Detroit (V.St.A.), has been named as the inventor

des in das Element gelangenden Flüssigkeitsstromes selbsttätig eingestellt werden, so daß der Einlaßwinkel des Schaufelaufbaues in Übereinstimmung mit dem während der Drehmomentänderung auftretenden verschiedenen Winkel des Flüssigkeitsstromes gebracht wird. Der erfindungsgemäße hydrodynamische Drehmomentwandler enthält also eine Anzahl einen Flüssigkeitskreislauf umschließender Elemente, von denen jedes gebogene Schaufeln aufweist. Das eine Element hat Hauptschaufeln mit in der Nähe ihrer Einlaßabschnitte angeordneten Hilfsschaufeln, die von einer Einrichtung getragen werden, die sich als Einheit unter dem Einfluß des unter verschiedenen Winkeln auf sie auftreffenden Flüssigkeitsstromes dreht, so daß sie sich gegen die eine oder die andere Seite von gegenüberliegenden Seiten der Einlaßabschnitte der Hauptschaufeln legt. Hierbei weisen die Hilfsschaufeln Umrißflächen auf, bei denen die an sie gelegten Tangenten einen anderen Winkel aufweisen als der Winkel des gegen sie auftreffenden Flüssigkeitsstromes, sobald sie mit der einen Seite jedes Einzelabschnittes der Hauptschaufeln zur Anlage kommen. Nach erfolgter Anlage beider Schaufelgruppen des Elementes bilden sich im wesentlichen ununterbrochen verlaufende gekrümmte Flächen, deren Einlaßabschnitte praktisch die gleiche Winkellage haben wie die Richtung der in das Element einströmenden Flüs-of the liquid flow entering the element can be adjusted automatically, so that the inlet angle of the blade structure in accordance with that occurring during the torque change different angle of the liquid flow is brought. The hydrodynamic according to the invention Torque converter thus contains a number of elements enclosing a fluid circuit, from each of which has curved blades. One element has main blades close to it Inlet sections arranged auxiliary vanes, which are carried by a device, which itself as a unit rotates under the influence of the stream of liquid hitting it at different angles, so that they are against one side or the other of opposite sides of the inlet sections of the main blades. Here, the auxiliary blades have contour areas in which those placed on them Tangents have a different angle than the angle of the stream of liquid impinging on them as soon as they are with one side of each individual section the main blades come to rest. After both blade groups of the Element are formed essentially continuously extending curved surfaces, their inlet sections have practically the same angular position as the direction of the fluid flowing into the element

909 550/284909 550/284

sigkeit während der Anfangsstufe des Drehmoment-Vervielfältigungsbereiches des Wandlers. In der Endstufe kommen die Hilfsschaufeln, da sie bei Änderungen der Winkel der in das Element einströmenden Flüssigkeit drehbar sind, mit anderen Teilen der Einlaßabschnitte der Hauptschaufeln zur Anlage und bilden andere und im wesentlichen ebenfalls ununterbrochen verlaufende gekrümmte Flächen. Weiterhin soll für einen hydraulischen Drehmomentwandler ein Element mit zwei oder mehr Gruppen von Schaufeln geschaffen werden, bei denen die eine Gruppe andere gekrümmte Oberflächen aufweist als die Schaufeln der anderen. Hierbei sind die Schaufeln der einen Gruppe als Einheit relativ zu denjenigen der zweiten Gruppe drehbar und kommen mit der einen oder anderen von deren sich gegenüberliegenden Seiten zur Anlage, so daß auf diese Weise abweichende Kombinationen der Oberflächen beider Gruppen erzielt werden.speed during the initial stage of the torque multiplication range of the converter. In the final stage come the auxiliary blades, as they change the angle of the inflowing into the element Fluid are rotatable, with other parts of the inlet sections of the main blades for contact and form other and also essentially uninterrupted curved surfaces. Farther for a hydraulic torque converter is intended to be an element with two or more groups of blades be created in which one group has different curved surfaces than the blades of the others. Here, the blades of one group are as a unit relative to those of the second group rotatable and come to rest with one or the other of their opposite sides, so that in this way different combinations of the surfaces of both groups are achieved.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines für einen hydraulischen Drehmomentwandler bestimmten Elementes mit relativ zueinander um eine gemeinsame Achse drehbaren Schaufeltragkörpern, von denen jeder eine Vielzahl Schaufeln trägt; bei jedem Element weisen diese sich senkrecht zur Drehachse der Körper erstreckende Abschnitte auf, so daß während der in entgegengesetzten Richtungen erfolgenden Drehung des einen Körpers relativ zum anderen die auf einem Körper angeordneten Schaufeln mit denjenigen des anderen Körpers zur Anlage gebracht werden können. Auch wird ein solches Element in Form eines Leitrades mit einer Vielzahl von Schaufeln bestückt, deren Einzelabschnitte so gestaltet sind, daß sie sich den verschiedenen Winkeln des aus einem anderen Wandlerelement, z. ß. dem Turbinenrad, austretenden Flüssigkeitsstromes während einer vorbestimmten Drehzahldifferenz anpassen. Hierbei hat das Leitrad andere, zu den ersterwähnten Schaufeln relativ drehbare Schaufeln, die mit dem gegenüberliegenden Seiten der Einlaßabschnitte der ersten Schaufelgruppe zur Anlage kommen können, so daß am Schaufeleintritt Einlaßwinkel entstehen, die sich den abweichenden Winkeln des aus dem Turbinenrad während anderer Drehzahlen der Pumpen- und Turbinenelemente austretenden Flüssigkeitsstromes anpassen. Des weiteren soll ein Drehmomentwandler geschaffen werden, dessen Teile aus einem Pumpenrad, einem Turbinenrad und aus einem Leitrad bestehen, die einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf bilden. Hierbei enthält das Leitrad zwei in dem Flüssigkeitskreislauf liegende Schaufelgruppen, von denen die eine über eine Freilaufkupplung und einen Träger mit einem stillstehenden Teil verbunden ist und von denen die zweite Schaufelgruppe Krümmungen aufweist, die eine Drehung des Ringes infolge Strömungsänderungen der aus der Turbine in das Leitrad einströmenden Flüssigkeit bei Änderungen der Drehzahlen von Pumpe und Turbine hervorrufen, sobald die Freilaufkupplung eine Rotation des Trägers und der einen Schaufelgruppe verhindert.Another object of the invention is to provide one for a hydraulic torque converter Element with blade support bodies rotatable relative to one another about a common axis, each of which carries a multitude of shovels; for each element, these are perpendicular to the axis of rotation the body has extending sections so that during the taking place in opposite directions Rotation of one body relative to the other, the blades arranged on one body can be brought into contact with those of the other body. Also becomes such an element in the form of a stator equipped with a large number of blades, the individual sections of which are designed in such a way that they are the different angles of the from another transducer element, z. ß. the turbine wheel, adjust exiting liquid flow during a predetermined speed difference. Here has the stator, other blades, which are relatively rotatable with respect to the blades mentioned above, and those with the opposite blades Sides of the inlet sections of the first blade group can come to rest so that At the blade inlet inlet angles arise which correspond to the deviating angles from the turbine wheel Adjust the liquid flow emerging during other speeds of the pump and turbine elements. Furthermore, a torque converter is to be created, the parts of which consist of an impeller, a turbine wheel and a stator, which form a closed fluid circuit form. Here, the stator contains two groups of blades in the fluid circuit, von one of which is connected to a stationary part via an overrunning clutch and a carrier and of which the second set of blades has curvatures that result in rotation of the ring Changes in the flow of the liquid flowing from the turbine into the stator in the event of changes of the speed of the pump and turbine as soon as the overrunning clutch causes a rotation of the carrier and which prevents a group of blades.

Fig. 1 ist ein Axialschnitt des Teiles eines hydraulischen Drehmomentwandlers mit einem mit Schaufeln bestückten Pumpenrad und einem Turbinenrad sowie einem mit Schaufeln ausgerüsteten erfindungsgemäßen Leitrad, das Haupt- und Hilfsschaufeln aufweist,Fig. 1 is an axial section of part of a hydraulic torque converter with a vaned one equipped pump wheel and a turbine wheel and equipped with blades according to the invention Stator, which has main and auxiliary blades,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Pumpen-, Turbinen- und Leitradschaufeln; außerdem sind an den Schaufelprofilen die verschiedenen Strömungswinkel während unterschiedlicher Stufen des Drehmomentvervielfachungs- und Kupp-FIG. 2 shows a schematic representation of the pump, turbine and stator blades shown in FIG. 1; FIG. in addition, the different flow angles are during different on the blade profiles Levels of torque multiplication and coupling

lungsbereichs des Wandlers vektoriell dargestellt. Fig. 2 zeigt außerdem die Hilfsschaufeln des Leitrades in den verschiedenen Stellungen, die sie mit Bezug auf die Hauptschaufeln des Leitrades unter dem Einfluß der verschiedenen Strömungswinkel der aus dem Turbinenrad strömenden Flüssigkeit einnehmen. Zum Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Leitradaufbau ist in die Fig. 2 auch eine bisher übliche Leitradschaufel eingezeichnet.area of the converter shown vectorially. Fig. 2 also shows the auxiliary vanes of the stator in the various positions it takes with respect to the main vanes of the stator assume the influence of the various flow angles of the liquid flowing out of the turbine wheel. For comparison with the stator structure according to the invention, FIG. 2 also shows a previous one Usual stator vane shown.

Fig. 3 ist ein Schnitt des in Fig. 2 dargestellten Leitradaufbaues nach Linie 3-3 der Fig. 1, gesehen in Pfeilrichtung,Fig. 3 is a section of the stator assembly shown in Fig. 2 along line 3-3 of Fig. 1, seen in Arrow direction,

Fig. 4 eine Ansicht zweier Haupt- und Hilfsschaufeln des Leitradaufbaues, gesehen nach Linie 4-4 der Fig. 1.FIG. 4 is a view of two main and auxiliary vanes of the stator assembly, viewed along line 4-4 of FIG Fig. 1.

Fig. 5 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht der Leitradschaufeln, zeigt jedoch die Schaufeln mehr im Detail und die verschiedenen Stellungen der Haupt- und Hilfsschaufeln unter derri Einfluß der Änderungen der Anströmwinkel des aus dem Turbinenrad austretenden Flüssigkeitsstromes.Figure 5 is a view of the stator vanes similar to Figure 2, but showing the vanes in more detail Detail and the various positions of the main and auxiliary blades under the influence of the changes the angle of incidence of the liquid flow emerging from the turbine wheel.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der in Fig. 5 dargestellten Schaufeln,Fig. 6 is a side view of the blades shown in Fig. 5;

Fig. 7 ein schematisch dargestelltes Vergleichsbild, das in seinem oberen Teil die üblichen feststehenden Leitradschaufeln und im unteren Teil die Haupt- und Hilfsschaufeln des erfindungsgemäßen Aufbaus zeigt; auch sind die relativen Strömungswinkel der aus dem Turbinenrad nach den Schaufeln zu strömenden Flüssigkeit beim Leerlauf und während verschiedener Abschnitte des Drehmomentwandlungsbereichs zu erkennen. Fig. 7 is a schematically shown comparative image, the conventional fixed in its upper part Shows stator blades and, in the lower part, the main and auxiliary blades of the structure according to the invention; also are the relative flow angles of the liquid to be flowed from the turbine wheel to the blades detectable at idle and during various sections of the torque conversion range.

Fig. 8 ist ein Schaubild für einen Vergleich zwischen den Drehmoment- und Leistungsverlaufkurven von hydraulischen Drehmomentwandlern, welche die üblichen Leitradschaufeln nach Fig. 7 verwenden, und den Drehmomenten- und Leistungsverlaufkurven eines Wandlers mit dem erfindungsgemäßen Leitradaufbau.Fig. 8 is a graph for a comparison between the torque and power history curves of hydraulic torque converters which use the usual stator blades according to FIG. 7, and the torque and power curves of a converter with the stator structure according to the invention.

Fig. 9 ist ein schematisches Vergleichsbild von Querschnittsformen der üblichen Leitradschaufeln und denjeigen des Leitrades nach der Erfindung,Fig. 9 is a schematic comparative diagram of cross-sectional shapes of the conventional stator blades and those of the guide wheel according to the invention,

Fig. 10 eine Abänderung der Anordnung, die zur Lagerung bzw. zum Tragen der Leitradschaufeln dient.10 shows a modification of the arrangement that is used to support or carry the stator blades serves.

In Fig. 1 bis 3 ist der mechanische Aufbau des erfindungsgemäßen hydraulischen Drehmomentwandlers wiedergegeben. Dieser umfaßt ein mit Schaufeln bestücktes treibendes Element, nämlich ein Pumpenrad/; ein mit Schaufeln versehenes getriebenes Element in Form eines Turbinenrades T und ein mit Schaufeln ausgerüstetes Element in Form eines Leitrades S. Das Pumpenrad / wird von einer mit einem Motor oder einer anderen Kraftquelle (nicht dargestellt) verbundenen Welle 10 angetrieben und überträgt die Leistung auf eine in dem Drehmomentwandler vorhandene Flüssigkeit, aus der das Turbinenrad das veränderte Drehmoment aufnimmt, während das Leitrad zur Richtungsänderung des durch die Turbine hindurchfließenden Flüssigkeitsstromes dient.1 to 3 show the mechanical structure of the hydraulic torque converter according to the invention. This comprises a driving element equipped with blades, namely an impeller /; a driven element provided with blades in the form of a turbine wheel T and a blade equipped element in the form of a stator S. The impeller / is driven by a shaft 10 connected to a motor or other power source (not shown) and transmits the power to a Liquid present in the torque converter, from which the turbine wheel absorbs the changed torque, while the stator serves to change the direction of the flow of liquid flowing through the turbine.

Das Pumpenrad / besteht aus einem äußeren halbwulstförmigen, mit der Welle 10 mittels eines hohlen trommelartigen Gehäuses 12 verbundenen Ringgehäuse 11. Dieses umgibt eine zur Aufnahme der getriebenen Welle 14 dienende feststehende Muffe 13, auf der das Gehäuse 11 drehbar gelagert ist. Das Gehäuse 12 und das Pumpengehäuse 11 bilden einen Mantel, der die Flüssigkeit enthält, in der das Turbinenrad und das Leitrad liegen. Das Pumpenrad / weist außerdem einen Ringkern 15 auf, der zusammen mit dem Gehäuse 11 einen halbwulstförmigen FlüssigkeitsraumThe impeller / consists of an outer halbwulstförmigen, with the shaft 10 by means of a hollow drum-like housing 12 connected to housing 11. This ring surrounds a chamber intended to receive the driven shaft 14 fixed sleeve 13 on which the housing is rotatably supported. 11 The housing 12 and the pump housing 11 form a jacket which contains the liquid in which the turbine wheel and the stator are located. The impeller / also has a toroidal core 15 which, together with the housing 11, forms a semi-bead-shaped liquid space

begrenzt; in diesem liegen eine Vielzahl SchaufelnIv, die sich zwischen dem Gehäuse 11 und dem Ringkern 15 erstrecken und mit diesen beiden Teilen verbunden sind.limited; in this are a plurality of blades Iv, which extend between the housing 11 and the toroidal core 15 and are connected to these two parts.

Das Turbinenrad T besteht aus einem äußeren Gehäuse 16 und einem Ringkern 17, die ebenfalls einen halbwustförmigen Flüssigkeitsraum begrenzen, in dem die Schaufeln Tv liegen, die wiederum mit dem Außengehäuse 16 und dem Ringkern 17 verbunden sind. ίο The turbine wheel T consists of an outer housing 16 and a toroidal core 17, which likewise delimit a semi-hustle-shaped liquid space in which the blades Tv are located, which in turn are connected to the outer housing 16 and the toroidal core 17 . ίο

Das Leitrad S besteht aus einer für die Hauptschaufeln bestimmte Abstützung, die eine radial nach einwärts gerichtete ringförmige Nabe 18 und einen Ringkern 19 aufweist, die durch die Hauptschaufeln Spy miteinander verbunden sind. Die" TTaBe 18" der ÄDstützung ist mittels einer Freilaufkupplung OW mit der feststehenden Muffe 13 verbunden. Die Freilaufkupplung OW besteht aus einer Vielzahl von Kippkörpern 21, die zwischen der äußeren Zylinderfläche 22 der Nabe 18 und einer inneren Zylinderfläche 23 der feststehenden Muffe 13 liegen. Die Freilaufkupplung OW verhindert eine Rotation der Leitradnabe 18 und damit der Schaufeln Spv in der durch den Pfeil in Fig. 3 dargestellten Richtung, läßt aber eine Drehung der Leitradnabe in der entgegengesetzten Richtung zu. Das Leitrad S enthält weiter eine zum Tragen von Hilfsschaufeln bestimmte ringförmige Lagerung, die aus einem Innenring 24 und einem Außenring 27 besteht, die durch die Schaufeln Say_i _m miteinander fest verbunden sind. Der Inhenring 24 liegt in unmittelbarer Nähe der Leitradnabe 18 und hat eine gebogene Außenfläche 25 gleichen Halbmessers wie die gebogene Fläche 26 der Leitradnabe 18. In radialem Abstand vom Ring 25 ist ein Ring 27 vorgesehen, der bei 28 mit der einen Stirnfläche des Ringkernes 19 in Berührung steht. Der Ring 27 besitzt mehrere seitlich sich erstreckende Leisten 29, die bei der Zylinderfläche 30 gleitend auf den Ringkern 19 aufgepaßt sind, damit der Hilfsschaufelaufbau sich relativ zum Hauptschaufelaufbau drehen kann und dadurch eine Rotation der Hilfsschaufeln Sav relativ zu den Schaufeln Spv möglich" ist! Eme^-Sxiale Bewegung der Hilfsschaufelabstützung relativ zur Hauptschaufelabstützung wird durch Keile 31 verhindert, die in eine Ringnut 32 des Ringkernes 19 der Hauptschaufelabstützung eingreifen und an den seitlich sich erstreckenden Leisten 29 des Ringes 27 mittels Schrauben 33 befestigt sind, die durch die Keile 31 hindurchtreten und in den Ring 27 eingeschraubt sind.The stator S consists of a support intended for the main blades, which has a radially inwardly directed annular hub 18 and an annular core 19 , which are connected to one another by the main blades Spy. The "TTaBe 18" of the ÄDstützung is connected to the stationary sleeve 13 by means of an overrunning clutch OW . The overrunning clutch OW consists of a multiplicity of tilting bodies 21, which lie between the outer cylindrical surface 22 of the hub 18 and an inner cylindrical surface 23 of the stationary sleeve 13. The overrunning clutch OW prevents rotation of the stator hub 18 and thus the blades Spv in the direction shown by the arrow in FIG. 3, but allows the stator hub to rotate in the opposite direction. The stator S further contains an annular bearing intended to carry auxiliary blades , which consists of an inner ring 24 and an outer ring 27 which are firmly connected to one another by the blades Say _i _m. The inner ring 24 is in the immediate vicinity of the stator hub 18 and has a curved outer surface 25 of the same radius as the curved surface 26 of the stator hub 18. At a radial distance from the ring 25 , a ring 27 is provided, which at 28 with the one end face of the toroidal core 19 in Touch stands. The ring 27 has a plurality of laterally extending ridges 29 which are slidably fitted onto the toroidal core 19 at the cylinder surface 30 so that the auxiliary vane structure can rotate relative to the main vane structure and thereby rotation of the auxiliary vanes Sav relative to the vanes Spv is possible "! Eme ^- Sxial movement of the auxiliary vane support relative to the main vane support is prevented by wedges 31 , which engage in an annular groove 32 of the toroidal core 19 of the main vane support and are attached to the laterally extending strips 29 of the ring 27 by means of screws 33 , which pass through the wedges 31 and are in the ring 27 are screwed in.

Die Hauptschaufeln Spv der Hauptschaufelabstützung werden also in der einen Richtung an einer Drehung durch die Freilaufkupplung OW gehindert, jedoch läßt der Freilauf den Umlauf der Schaufeln in der entgegengesetzten Richtung zu. Die Hilfsschaufeln Sav des Leitrades können sich in beiden Richtungen um die Achse des Wandlers sowie relativ zu den Hauptschaufeln frei drehen.The main blades Spv of the main blade support are thus prevented from rotating in one direction by the one-way clutch OW , but the one-way clutch allows the blades to rotate in the opposite direction. The auxiliary vanes Sav of the stator can rotate freely in both directions about the axis of the converter and relative to the main vanes.

DieHauptschaufel- und die Hilfsschaufelabstützung können einzeln als Gußstücke hergestellt werden.The main vane and auxiliary vane supports can be manufactured individually as castings.

Fig. 4 zeigt die Stellung der Hauptschaufeln und der Hilfsschaufeln des Leitrades nach Linie 4-4 der Fig. 1 und die Hilfsschaufeln Sav in Anlage mit den Hauptschaufeln Spv in einer der beiden Grenzstellungen der Bewegung der Hilfsschaufeln relativ zu den Hauptschaufeln, sobald diese am Umlauf durch die Freilaufkupplung OW gehindert werden. Jede Hilfsschaufel liegt zwischen zwei Hauptschaufeln. Sobald die Hilfsschaufeln sich als eine gemeinsame Einheit drehen, bewegen sie sich um einen Kreis-4 shows the position of the main blades and the auxiliary blades of the stator along line 4-4 of FIG. 1 and the auxiliary blades Sav in contact with the main blades Spv in one of the two limit positions of the movement of the auxiliary blades relative to the main blades as soon as they are in circulation be prevented by the one-way clutch OW . Each auxiliary blade lies between two main blades. As soon as the auxiliary blades rotate as a common unit, they move around a circle

bogen, der kleiner als der Abstand zwischen zwei benachbarten Hauptschaufeln ist (Fig. 5), so daß jede Hilfsschaufel mit der einen Seite oder mit der anderen Seite der zwei benachbarten Seiten der Hauptschaufeln zur Anlage kommen kann, welche die Begrenzung der Hilfsschaufel relativ zu den Hauptschaufeln bilden.arc, which is smaller than the distance between two adjacent main blades (Fig. 5), so that each Auxiliary blade with one side or with the other side of the two adjacent sides of the main blades can come to the plant, which the limitation of the auxiliary blade relative to the main blades form.

Auf der linken Seite der Fig. 2, 5 und 7 befinden sich die Hauptschaufeln Spv in Anlage mit den Hilfsschaufeln Sav₁ die alle mit Bezug auf die Hauptschaufeln die gleiche Stellung einnehmen, sobald sie sich in einer Grenzlage befinden. Die auf der rechten Seite dieser Figuren von den Hauptschaufeln und den Hilfsschaufeln eingenommenen Stellungen geben die Lage der Hilfsschaufeln relativ zu den Hauptschaufeln in der anderen möglichen Grenzlage der Hilfsschaufeln an. Sie drehen sich während der Drehmomentenwandlung in entgegengesetzten Richtungen, so daß sie mit den Hauptschaufeln des Leitrades zur Anlage kommen und den aus dem Turbinenrad austretenden Flüssigkeitsstrom stoßfrei aufnehmen und die Flüssigkeit durch das Leitrad hindurchführen. Hierdurch werden die Stoßverluste des Flüssigkeits^: kreislaufes vermindert, wie dies nachstehend ausführlich dargelegt wird. On the left-hand side of FIGS. 2, 5 and 7, the main blades Spv are in contact with the auxiliary blades Sav _1, which all assume the same position with respect to the main blades as soon as they are in a limit position. The positions assumed by the main blades and the auxiliary blades on the right-hand side of these figures indicate the position of the auxiliary blades relative to the main blades in the other possible limit position of the auxiliary blades. During the torque conversion they rotate in opposite directions, so that they come to rest with the main blades of the stator and absorb the liquid flow emerging from the turbine wheel without jerks and guide the liquid through the stator. This causes the shock losses of the ^fluid: circuit is reduced, as will be explained in detail below.

Der erfindungsgemäße Drehmomentwandler hat gewisse vorteilhafte Eigenschaften, die am besten durch Vergleich der Wirkungsweise eines mit den bisher üblichen Pumpen-, Turbinen- und Leitradschaufeln ausgerüsteten hydraulischen Drehmomentwandler mit einem Drehmomentwandler erkennbar gemacht werden können, der die gleichen Pumpen- und Turbinenschaufeln, jedoch die verbesserte erfmdungsgemäße Leitradausgestaltung enthält. In hydraulischen Drehmomentwandlern zirkuliert die Flüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf, der in Fig. 1 durch die gekrümmten Pfeile dargestellt ist. Die Pumpen- und die Turbinenschaufeln drehen sich in Richtung des PfeilesL (Fig. 2). Während verschiedener Relativdrehzahlen des Pumpen- und Turbinenrades strömt die Flüssigkeit aus dem Pumpenrad unter verschiedenen Winkeln aus, die zwischen den mit »Leerlauf« und »Kupplungspunkt« bezeichneten Winkeln liegen. Die Flüssigkeit strömt auch aus dem Turbinenrad in das Leitrad unter verschiedenen Winkeln, die zwischen den mit den Pfeilrichtungen A und C bezeichneten Winkeln beim »Leerlauf« und beim »Kupplungspunkt« liegen. Bei den üblichen Leiträdern, die nur eine einzige Gruppe feststehender Schaufeln Scv (vgl. Fig. 2 und 7) aufweisen, kann eine leistungsfähige Drehmomentwandlung nur dann erzielt werden, wenn der Drehzahlunterschied zwischen dem Pumpen- und Turbinenrad in einem vorbestimmten Bereich liegt. Zur Erläuterung sei folgendes ausgeführt: Die Turbinenschaufeln müssen Krümmungen aufweisen, um das von der durch das Pumpenrad strömenden Flüssigkeit erzeugte Moment aufzunehmen, wobei die Turbinenschaufeln den das Turbinenrad verlassenden Flüssigkeitsstrom in einem großen Bereich unter verschiedenen Winkeln dem Leitrad zuführen (Fig. 2). Bei feststehenden Leitradschaufeln sind die Einlaßwinkel der Leitradschaufeln üblicherweise so gewählt, daß nur bei mittleren Turbinendrehzahlen ein guter Wandlerwirkungsgrad erzielt wird, und zwar aus folgenden Gründen:The torque converter according to the invention has certain advantageous properties, which can best be identified by comparing the mode of operation of a hydraulic torque converter equipped with the previously customary pump, turbine and stator blades with a torque converter which has the same pump and turbine blades, but the improved according to the invention Includes idler design. In hydraulic torque converters, the fluid circulates in a closed circuit, which is shown in Fig. 1 by the curved arrows. The pump and turbine blades rotate in the direction of arrow L (Fig. 2). During different relative speeds of the pump and turbine wheel, the liquid flows out of the pump wheel at different angles, which lie between the angles marked "idle" and "coupling point". The liquid also flows out of the turbine wheel into the stator at different angles, which lie between the angles indicated by the arrows A and C for "idling" and at the "coupling point". With the usual guide wheels, which have only a single group of fixed blades Scv (cf. FIGS. 2 and 7), an efficient torque conversion can only be achieved if the speed difference between the pump and turbine wheel is in a predetermined range. The following is explained by way of explanation: The turbine blades must have curvatures in order to absorb the moment generated by the liquid flowing through the pump wheel, the turbine blades supplying the liquid flow leaving the turbine wheel in a large area at different angles to the stator (Fig. 2). In the case of stationary stator blades, the inlet angles of the stator blades are usually selected so that a good converter efficiency is only achieved at medium turbine speeds, for the following reasons:

In Fig. 7 stellen die Pfeile A, B und C die Richtung der unter verschiedenen Winkeln aus dem Turbinenrad nach den normalerweise feststehenden Leitradschaufeln Scv strömenden Flüssigkeit dar. A ist die Strömungsrichtung aus der Turbine wäh-In Fig. 7, arrows A, B and C represent the direction of the liquid flowing at different angles from the turbine wheel to the normally stationary stator blades Scv . A is the direction of flow from the turbine selected.

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rend niederer Turbinendrehzahlen, B zeigt die Strömungsrichtung bei mittleren Turbinendrehzahlen, und C gibt die Richtung des Arbeitsmittels bei hohen Turbinendrehzahlen an. Die Leistung eines Drehmomentwandlers steigt mit der Verminderung der hydraulischen Verluste. Zu diesen gehören unter anderem die Stoßverluste, die beispielsweise dann auftreten, sobald der Winkel des aus der Turbine austretenden Flüssigkeitsstromes von dem Einlaßwinkel der Leitradschaufeln wesentlich abweicht. Sobald der Winkel des aus der Turbine austretenden Flüssigkeitsstromes von dem Einlaßwinkel der Leitradschaufeln wesentlich abweicht, kann eine beträchtliche Störung in dem Flüssigkeitskreislauf des Drehmomentwandlers auf Grund der verschiedenartigen Anströmwinkel der Flüssigkeit auf die Schaufeln des Leitrades auftreten. Derartige hydraulische Verluste, insbesondere Stoßverluste, vermindern bekanntlich die Leistung des Drehmomentwandlers. Bei den üblichen Drehmomentwandlern mit einer einzigen Gruppe feststehender Leitradschaufeln wählt man den Einlaßwinkel der Leitradschaufeln Scv_j wie Fig. 7 zeigt, im allgemeinen so, daß die Flüssigkeit aus der Turbine bei mittleren Turbinendrehzahlen in Richtung des Pfeiles B austritt. Eine Vergrößerung des Einlaßwinkels des Leitrades (gestrichelte Linien bei K) eignet sich für Strömungszustände bei niederen Turbinendrehzahlen, eine Verkleinerung des Einlaßwinkels ist beim Betrieb (gestrichelte Linien bei L) mit hohen Turbinendrehzahlen angebracht.rend of low turbine speeds, B shows the direction of flow at medium turbine speeds, and C indicates the direction of the working fluid at high turbine speeds. The performance of a torque converter increases as the hydraulic losses decrease. These include, inter alia, the shock losses which occur, for example, as soon as the angle of the liquid flow emerging from the turbine deviates significantly from the inlet angle of the stator blades. As soon as the angle of the liquid flow emerging from the turbine deviates significantly from the inlet angle of the stator vanes, a considerable disturbance can occur in the fluid circuit of the torque converter due to the different angles of attack of the liquid on the vanes of the stator. Such hydraulic losses, in particular shock losses, are known to reduce the performance of the torque converter. In conventional torque converters with a single group of fixed stator blades, the inlet angle of the stator blades Scv _{j is selected} as shown in FIG. 7, generally so that the liquid exits the turbine in the direction of arrow B at medium turbine speeds. An increase in the inlet angle of the stator (dashed lines at K) is suitable for flow conditions at low turbine speeds, a reduction in the inlet angle is appropriate for operation (dashed lines at L) with high turbine speeds.

Die Kurve p in Fig. 8 zeigt das Antriebsdrehmoment eines Motors bei verschiedenen Drehzahlverhältnissen des treibenden Pumpenrades und des getriebenen Turbinenrades. Die Kurven m, η und 0 zeigen Charakteristiken von Drehmomentwandlern mit den üblichen feststehenden Schaufeln, wobei verschiedene Einlaßwinkel am Leitrad auftreten können, wie dies mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben ist. Die Kurve p zeigt die Charakteristik eines Drehmomentwandlers mit dem erfindungsgemäßen Leitradaufbau. In Fig. 8 zeigt der Drehmomentverlauf nach der Kurve η ausschließlich Strömungsverhältnisse an der Turbine bei niederen Turbinendrehzahlen, falls der Einlaßwinkel der üblichen feststehenden Leitradschaufeln die in Fig. 7 bei K dargestellte Lage einnimmt. Die Kurve 0 zeigt ausschließlich Strömungszustände an der Turbine bei hohen Turbinendrehzahlen, falls der Einlaßwinkel des Leitrades die in Fig. 7 bei L dargestellte Größe hat. Die Kurve m bezieht sich ausschließlich auf aus der Turbine aus· tretende Strömungen bei mittleren Turbinendrehzahlen, sobald die Leitradschaufel die in Fig. 7 durch volle Linien dargestellte Stellung einnehmen.The curve p in FIG. 8 shows the drive torque of a motor at different speed ratios of the driving pump wheel and the driven turbine wheel. The curves m, η and 0 show characteristics of torque converters with the usual fixed blades, it being possible for different inlet angles to occur at the stator, as is described with reference to FIG. The curve p shows the characteristics of a torque converter with the stator structure according to the invention. In FIG. 8, the torque curve according to the curve η exclusively shows flow conditions at the turbine at low turbine speeds if the inlet angle of the usual stationary stator blades assumes the position shown at K in FIG. Curve 0 shows only flow conditions at the turbine at high turbine speeds if the inlet angle of the stator has the size shown in FIG. 7 at L. The curve m relates exclusively to flows emerging from the turbine at medium turbine speeds as soon as the stator blades assume the position shown in FIG. 7 by solid lines.

Aus der Richtung des nach den Pfeilen A, B und C aus dem Turbinenrad austretenden Flüssigkeitsstromes (Fig. 7) ist ersichtlich, daß die in Richtung des Pfeiles A strömende Flüssigkeit im wesentlichen in gleicher Richtung fließt, die der Neigung der an den Leitradschaufeleinlaß gezogenen Tangente entspricht, wenn die Schaufeln die bei K wiedergegebene Stellung einnehmen, die im Schaubild (Fig. 8) durch die Kurven gekennzeichnet wird, aus der sich ergibt, daß kleine Stoßverluste auftreten und infolgedessen ein hoher Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers bei niederen Turbinendrehzahlen erzielt wird, daß jedoch bei mittleren und hohen Turbinendrehzahlen (sobald die Flüssigkeit in den Richtungen der Pfeile B und C strömt) der Flüssigkeitsstrom auf die Leitradschaufeln unter einem ungünstigen Winkel auftrifft, so daß erhebliche Stoßverluste auftreten, 977 From the direction of the liquid flow emerging from the turbine wheel according to arrows A, B and C (Fig. 7) it can be seen that the liquid flowing in the direction of arrow A flows essentially in the same direction as that of the inclination of the tangent drawn to the stator blade inlet corresponds when the blades assume the position shown at K , which is characterized in the diagram (Fig. 8) by the curves, from which it follows that small shock losses occur and consequently a high efficiency of the torque converter is achieved at low turbine speeds, but that at medium and high turbine speeds (as soon as the liquid flows in the directions of arrows B and C ) the liquid flow hits the stator blades at an unfavorable angle, so that considerable shock losses occur, 977

welche den Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers schnell herabsetzen.which quickly reduce the efficiency of the torque converter.

Nach Kurve 0 weist die in den Richtungen der Pfeile A und C strömende Flüssigkeit andere Richtungen als der Einlaßwinkel der Leitradschaufeln (die vollausgezogen dargestellt sind), so daß hohe Stoßverluste und eine Wirkungsgradminderung bei hohen und niederen Turbinendrehzahlen auftreten, daß jedoch bei mittleren Drehzahlen die Richtung B den Einlaß winkeln der Schaufeln nahekommt; hierdurch nehmen die Stoßverluste ab, und der Wirkungsgrad des Wandlers wird über einen beträchtlich größeren Bereich der Turbinendrehzahlen erhöht, als dies die Leitradschaufeln bewirken könnten, wie die Kurven m und η zeigen.According to curve 0 , the liquid flowing in the directions of arrows A and C points different directions than the inlet angle of the stator blades (which are shown in full extension), so that high shock losses and a reduction in efficiency occur at high and low turbine speeds, but that direction at medium speeds B approaches the inlet angles of the blades; this reduces the shock losses, and the efficiency of the converter is increased over a considerably larger range of turbine speeds than the stator blades could achieve, as the curves m and η show.

Fig. 7 zeigt schematisch die Leitradschaufeln Sav und Spv, Fig. 5 die Schaufeln im Detail. Die Hauptschaufeln und Hilfsschaufeln des Leitrades an der linken Seite jeder dieser Figuren zeigen die Stellung der Hilfsschaufel Sav mit Bezug auf die Hauptschaufeln Spv bei Leerlauf des Drehmomentwandlers, sobald das Pumpenrad umläuft und das Turbinenrad stillsteht. Die auf der rechten Seite der Figuren dargestellten Haupt- und Hilfsschaufeln zeigen die Stellung der Hilfsschaufeln mit Bezug auf die Hauptschaufeln während der Endstufen der Drehmomentwandlung, sobald das Pumpenrad und das Turbinenrad mit im wesentlichen der gleichen Drehzahl umlaufen, jedoch vor dem Freilauf der Leitradabstützung durch Lösen der Einwegkupplung OW. In Fig. 7 werden die in der Mitte gelegenen Schaufeln Spv und Sav in Abstand zueinander in denjenigen Stellungen gezeigt, die sie bei mittlerer Turbinendrehzahl einnehmen.FIG. 7 schematically shows the stator blades Sav and Spv, and FIG. 5 shows the blades in detail. The main vanes and auxiliary vanes of the stator on the left-hand side of each of these figures show the position of the auxiliary vane Sav with respect to the main vanes Spv when the torque converter is idling, as soon as the impeller is rotating and the turbine wheel is stationary. The main and auxiliary blades shown on the right-hand side of the figures show the position of the auxiliary blades in relation to the main blades during the final stages of the torque conversion, as soon as the pump wheel and the turbine wheel rotate at essentially the same speed, but before the stator support freewheels by loosening them the one-way clutch OW. In FIG. 7, the blades Spv and Sav located in the middle are shown at a distance from one another in those positions which they assume at the mean turbine speed.

Die durch die Pfeile A, B und C dargestellten verschiedenen Richtungen der aus dem Turbinenrad ausströmenden Flüssigkeit entsprechen denen, die mit Bezug auf die üblichen Leitradschaufeln Scv in Fig. 7 dargestellt sind. Die Richtung der aus der Turbine bei niederer Turbinendrehzahl ausströmenden Flüssigkeit ist mit dem Pfeil A, bei mittlerer Turbinendrehzahl mit dem Pfeil B und bei hoher Turbinendrehzahl mit dem Pfeil C bezeichnet. Man sieht, daß der Einlaßwinkel der Hilfsschaufel Sav des Leitrades bei niederer Turbinendrehzahl (sobald die Hilfsschaufeln mit der rechten Seite der führenden Kante der Hilfsschaufeln, wie in Fig. 7 links dargestellt, zur Anlage kommt) im wesentlichen den gleichen Winkel hat, wie die aus der Turbine ausströmende Flüssigkeit, so daß die bei niederer Turbinendrehzahl auftretenden Stoßverluste vernachlässigbar sind.The various directions of the liquid flowing out of the turbine wheel, represented by arrows A, B and C , correspond to those shown with reference to the usual stator blades Scv in FIG. The direction of the liquid flowing out of the turbine at low turbine speed is indicated by arrow A, at medium turbine speed by arrow B and at high turbine speed by arrow C. It can be seen that the inlet angle of the auxiliary vane Sav of the stator at low turbine speed (as soon as the auxiliary vanes come into contact with the right side of the leading edge of the auxiliary vanes, as shown on the left in FIG. 7) has essentially the same angle as that from the liquid flowing out of the turbine, so that the shock losses occurring at low turbine speeds are negligible.

Wird angenommen, daß jede Hilfsschaufel mit der rechtsliegenden Seite der führenden Kante einer Hauptschaufel zur Anlage kommt, wie dies auf der linken Seite der Fig. 2, 5 und 7 dargestellt ist, so fließt, wie die Fig. 5 und 7 zeigen, die aus dem Turbinenrad ausströmende Flüssigkeit aus dem Turbinenrad in Richtung des Pfeiles A und berührt die Hilfsschaufeln unter einem Winkel, wodurch diese Schaufeln in Richtung des Pfeiles R verdrängt und zur Anlage mit den Hauptschaufeln gebracht werden. Da sich die Strömungsrichtung der aus dem Turbinenrad austretenden Flüssigkeit bei zunehmenden Turbinendrehzahlen von der Richtung des Pfeiles A erst in Richtung des Pfeiles H und dann in Pfeilrichtung B ändert, werden die Hilfsschaufeln durch diese Einwirkung der Flüssigkeit in Anlage mit den Hauptschaufeln gehalten; hierbei stimmt die an den Einlaß der Hilfsschaufeln gezogenen Tangente im wesentlichen mit den verschiedenen Richtungen derAssuming that each auxiliary vane comes to rest with the right-hand side of the leading edge of a main vane, as shown on the left-hand side of FIGS. 2, 5 and 7, then, as shown in FIGS. 5 and 7, it flows out Liquid flowing out of the turbine wheel from the turbine wheel in the direction of arrow A and touches the auxiliary blades at an angle, whereby these blades are displaced in the direction of arrow R and are brought into contact with the main blades. Since the flow direction of the liquid emerging from the turbine wheel changes with increasing turbine speeds from the direction of arrow A first in the direction of arrow H and then in direction B , the auxiliary blades are kept in contact with the main blades by this action of the liquid; here the tangent drawn at the inlet of the auxiliary blades corresponds essentially to the different directions of the

aus dem Turbinenrad austretenden Flüssigkeit überein. Sobald die Turbinendrehzahl weiter ansteigt, wenn die Richtung der aus dem Turbinenrad austretenden Flüssigkeit über die Richtung des Pfeiles B weg in der Richtung des Pfeiles G wechselt, beginnt die Flüssigkeit, die Hilfsschaufeln in der Richtung des Pfeiles / zu verdrängen, um sie als Einheit von den Hauptschaufeln weg zu verschieben, so daß die Flüssigkeit nunmehr auf die rechtsliegende Seite der führenden Kante jeder Hauptschaufel auftrifft, die (Fig. 7) so gebogen ist, daß sie im wesentlichen den in den Richtungen der Pfeile B bis G aus der Turbine austretenden Flüssigkeitsströmen entspricht.liquid emerging from the turbine wheel. As soon as the turbine speed increases further, when the direction of the liquid exiting the turbine wheel changes over the direction of the arrow B away in the direction of the arrow G , the liquid begins to displace the auxiliary blades in the direction of the arrow / to make them a unit of move the main blades away so that the liquid now impinges on the right-hand side of the leading edge of each main blade, which (Fig. 7) is bent so that it substantially corresponds to the liquid flows exiting the turbine in the directions of arrows B to G is equivalent to.

Sobald die Richtung des Flüssigkeitsstromes sich von der Pfeilrichtung G nach C ändert, verdrängt die Flüssigkeit die Hilfsschaufeln in der Richtung des Pfeiles /, bis die rechtsliegenden Schaufelwände mit den linksliegenden Wänden der führenden Kanten der Hauptschaufeln fluchten (rechts in den Fig. 2, 5 und 7). Die Richtungen des zwischen den Pfeilen G und C vorhandenen Flüssigkeitsstromes verlaufen im wesentlichen unter den gleichen Winkeln wie diejenigen der auf der linksliegenden Seite der Hilfsschaufeln vorhandenen Oberfläche Y. As soon as the direction of the liquid flow changes from the direction of the arrow G to C , the liquid displaces the auxiliary blades in the direction of the arrow / until the right-hand vane walls are aligned with the left-hand walls of the leading edges of the main vanes (right in FIGS. 2, 5 and 7). The directions of the liquid flow present between arrows G and C run essentially at the same angles as those of the surface Y present on the left-hand side of the auxiliary blades.

Die Hauptschaufeln und Hilfsschaufeln des erfindungsgemäßen Leitrades bilden also veränderliche Einlaßwinkel, die mit den verschiedenen Richtungen des aus der Turbine austretenden Flüssigkeitsstromes übereinstimmen, wirksam die Stoßverluste verkleinern und infolgedessen den Wirkungsgrad über den gesamten Umwandlungsbereich eines erfindungsgemäßen Drehmomentwandlers erhöhen. In den Vergleichskurven vOn Fig. 8 stellt die Kurve ρ das Antriebsdrehmoment eines derartigen Wandlers dar. Hier ist das Drehmoment während der Drehmoment-Umwandlungsstufen hoch und sinkt nach Erreichen des Kupplungspunktes D ab. Daraus ergibt sich eine entsprechende Erhöhung der Leistung und eine Heraufsetzung des Kupplungspunktes.The main blades and auxiliary blades of the stator according to the invention thus form variable inlet angles which correspond to the different directions of the liquid flow emerging from the turbine, effectively reduce the shock losses and consequently increase the efficiency over the entire conversion range of a torque converter according to the invention. In the comparison curves of FIG. 8, curve ρ represents the drive torque of such a converter. Here, the torque is high during the torque conversion stages and drops after coupling point D is reached . This results in a corresponding increase in performance and an increase in the coupling point.

In Fig. 5 entspricht die Richtung des in der Riehtung des Pfeiles A aus der Turbine ausströmenden Flüssigkeit dem Leerlauf des Wandlers, und das Drehzahlverhältnis ist zu diesem Zeitpunkt gleich Null. Sobald die Richtung der aus der Turbine ausströmenden Flüssigkeit sich von der Richtung des Pfeiles A nach der Pfeilrichtung H bei niederer Turbinendrehzahl ändert, erhöht sich das Drehzahlverhältnis von Null auf 0,30. Sobald sich der Winkel der aus der Turbine ausströmenden Flüssigkeit von der Richtung H nach B ändert, erhöht sich das Drehzahlverhältnis von 0,30 bei Ή auf 0,60 bei B, sobald die Turbine mit einer mittleren Drehzahl umläuft. Sobald sich die Richtung des Flüssigkeitsstromes von der Pfeilrichtung B nach C ändert, erhöht sich das Drehzahlverhältnis von 0,60 auf 0,75. Dann steigt das Drehzahlverhältnis allmählich, bis ein Drehzahlverhältnis von 0.90 erreicht wird, sobald die Richtung des aus dem Turbinenrad strömenden Flüssigkeitsstromes in Richtung des Pfeiies C verläuft, die einer hohen Turbinendrehzahl und auch einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Dies ist der Kupplungspunkt, an dem die Turbine mit ungefähr der gleichen Umfangsgeschwindigkeit umläuft wie das Pumpenrad. Der Punkt X (oberhalb Fig. 6) zeigt den Drehpunkt, um den die Hilfsschaufeln gedreht werden, sobald eine entsprechende Verdrängung durch die Flüssigkeit erfolgt. Somit drehen sich die Hilfsschaufeln um einen kleineren Kreisbogen als einen Schaufelzwischenraum, bis der Kupplungspunkt bei einem Drehzahlverhältnis von ungefähr 0,90 erreichtIn Fig. 5, the direction of the liquid flowing out of the turbine in the direction of arrow A corresponds to the idling of the converter, and the speed ratio is equal to zero at this point in time. As soon as the direction of the liquid flowing out of the turbine changes from the direction of the arrow A to the arrow direction H at a low turbine speed, the speed ratio increases from zero to 0.30. As soon as the angle of the liquid flowing out of the turbine changes from direction H to B , the speed ratio increases from 0.30 at Ή to 0.60 at B as soon as the turbine rotates at a medium speed. As soon as the direction of the liquid flow changes from arrow direction B to C , the speed ratio increases from 0.60 to 0.75. Then the speed ratio increases gradually until a speed ratio of 0.90 is reached as soon as the direction of the liquid flow flowing out of the turbine wheel is in the direction of arrow C , which corresponds to a high turbine speed and also a high vehicle speed. This is the coupling point at which the turbine rotates at roughly the same circumferential speed as the pump wheel. Point X (above FIG. 6) shows the point of rotation about which the auxiliary blades are rotated as soon as a corresponding displacement by the liquid takes place. Thus, the auxiliary vanes rotate around a smaller arc than a vane gap until it reaches the coupling point at a speed ratio of approximately 0.90

ist. Zu diesem Zeitpunkt drehen sich die Hilfsschaufeln und die Hauptschaufeln gemeinsam in der Richtung des Pfeiles /, und die Freilaufkupplung OW löst aus, so daß sich das Leitrad zusammen mit dem Pumpenrad und der Turbine drehen kann, wobei diese drei Schaufelräder dann als eine gemeinsame Einheit umlaufen.is. At this point the auxiliary vanes and the main vanes rotate together in the direction of the arrow / and the overrunning clutch OW is released so that the stator can rotate together with the impeller and the turbine, these three impellers then rotating as a common unit .

Fig. 2 zeigt schematisch die Pumpenschaufeln, die Turbinenschaufeln und die Haupt- und Hilfsschaufeln des Leitrades. In ihr ist auch die Richtung des aus den Schaufeln austretenden Flüssigkeitsstromes während der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse sowie im Kupplungspunkt des Wandlers dargestellt. Die Leitradschaufeln verharren beim Leerlauf oder Stillstand in Ruhe oder drehen sich wenigstens so lange nicht, wie die aus der Turbine austretende Flüssigkeit gegen die Schaufeln strömt. Eine Prüfung des dargestellten Vektordiagramms zeigt das Verhältnis der Stoßverluste bei einem üblichen Leitrad mit feststehenden Schaufeln Scv und einem Leitradaufbau der erfindungsgemäßen Ausführung. Die Stoßverluste des üblichen Leitrades sind bei Leerlauf proportional dem Quadrat der Strecke U. Die Stoßverluste bei dem erfindungsgemäßen Leitrad sind unter den gleichen Betriebsbedingungen proportional dem Quadrat der kürzeren Linie V. Bei Verminderung der Stoßverluste der in das Leitrad eintretenden Flüssigkeit ergibt sich ohne weiteres, daß der Drall der das Leitrad verlassenden Flüssigkeit größer ist. Diese Drallzunahme wird wieder dem Pumpenrad zugeführt und steigert das Antriebsdrehmoment.Fig. 2 shows schematically the pump blades, the turbine blades and the main and auxiliary blades of the stator. It also shows the direction of the liquid flow emerging from the blades during the various transmission ratios and at the coupling point of the converter. The stator blades remain at rest when idling or at a standstill, or at least do not rotate as long as the liquid emerging from the turbine flows against the blades. An examination of the vector diagram shown shows the ratio of the shock losses in the case of a conventional stator with fixed blades Scv and a stator structure of the embodiment according to the invention. The shock losses of the usual stator are proportional to the square of the distance U when idling. The shock losses in the stator according to the invention are proportional to the square of the shorter line V under the same operating conditions the swirl of the liquid leaving the stator is greater. This increase in swirl is fed back to the pump wheel and increases the drive torque.

Im oberen Abschnitt der Fig. 9 sind zwei übliche feststehende Leitradschaufeln Scv dargestellt, die einen bestimmten Auslaßwinkel F bei einem bestimmten Abstand voneinander haben. Mit diesen in dieser Figur dargestellten üblichen Schaufeln werden zwei erfindungsgemäße Haupt- und Hilfsschaufeln verglichen, die den gleichen Auslaßwinkel H aufweisen und im gleichen Abstand voneinander aufgestellt sind. Der Flüssigkeitsstrom N zeigt, daß die üblichen Leitradschaufeln in dem dargestellten Arbeitsbereich dem Flüssigkeitsstrom eine nur ungenügende Führung geben. Aus dem Verlauf des Flüssigkeitsstromes N in den im unteren Abschnitt der Fig. 9 dargestellten erfindungsgemäßen Haupt- und Hilfsschaufeln des Leitrades ergibt sich, daß durch diese konstruktive \^orkehrung eine bessere Flüssigkeitsführung in der gewünschten Richtung erzielt wird.In the upper portion of FIG. 9, two conventional stationary stator blades Scv are shown which have a certain outlet angle F at a certain distance from one another. With these usual blades shown in this figure, two main and auxiliary blades according to the invention are compared which have the same outlet angle H and are set up at the same distance from one another. The liquid flow N shows that the usual stator blades in the working area shown give the liquid flow only inadequate guidance. From the course of the liquid flow N in the main and auxiliary blades of the stator according to the invention shown in the lower section of FIG. 9, it follows that this constructive reversal achieves better liquid guidance in the desired direction.

Man kann zwar bei den üblichen Leitradschaufeln eine gleich gute Führung durch Einbau zusätzlicher Schaufeln in das Leitrad erhalten. Dadurch wird jedoch nicht nur der Flüssigkeitsstrom eingeschnürt, sondern die Erhöhung der Schaufelzahl bedingt auch eine Erhöhung der Stoßverluste. Wie angeführt, sind die bei F und H dargestellten Auslaßwinkel gleich groß. Eine geometrische Nachprüfung des hydraulischen Auslaßwinkels (vgl. die rechtsliegende Schaufel jedes Schaufelpaares) ergibt jedoch, daß der Auslaßwinkel R größer als der Auslaßwinkel P ist. Die zugehörigen Leiträder laufen erst dann frei um, wenn der Auslaßwinkel der das Turbinenrad verlassenden Flüssigkeit an dem Kupplungspunkt so groß wie oder größer ist als der hydraulische Auslaßwinkel des Leitrades. Wie ersichtlich, gibt der erfindungsgemäße Leitradaufbau noch dann eine Drehmomentvervielfachung. wenn das übliche Leitrad frei rotiert. Es sind auch mehrteilige Leiträder bekannt, die z. B. aus zwei Leiträdern bestehen, von denen jedes einen Freilauf und Schaufeln aufweist, die nacheinander eine Drehung der Leitradschaufeln aufWith the usual stator blades, it is possible to obtain equally good guidance by installing additional blades in the stator. However, this not only constricts the flow of liquid, but the increase in the number of blades also causes an increase in the impact losses. As stated, the outlet angles shown at F and H are the same. A geometrical check of the hydraulic outlet angle (cf. the right-hand blade of each pair of blades) shows, however, that the outlet angle R is greater than the outlet angle P. The associated guide wheels only rotate freely when the outlet angle of the fluid leaving the turbine wheel at the coupling point is as large as or greater than the hydraulic outlet angle of the guide wheel. As can be seen, the stator structure according to the invention then gives a torque multiplication. when the usual idler rotates freely. There are also multi-part idlers known which, for. B. consist of two idlers, each of which has a freewheel and blades that sequentially cause a rotation of the stator blades

909 650/284909 650/284

Claims

Cause due to changes in the angle of the liquid flow emerging from the turbine wheel. Such a combination of stator blades is less effective than the stator design according to the invention, since in the multi-part stator blades one stator blade group is at a distance from the other stator blade group, so that no increase in torque can be obtained in the space between the two blade groups. Fig. 10 shows another embodiment of the stator structure according to the invention, in particular a different structure by which rotation of the auxiliary blades takes place relative to the main blades. This stator assembly has a hub 34 which supports the main blades Spv. An overrunning clutch OW is located between the hub and the stationary sleeve 35. The hub 34 ends in a laterally extending shoulder 37 on which a ring 36 is rotatably mounted, which carries the auxiliary blades Sav. The ring 36 is held against axial movement relative to the hub 34 by means of an expansion ring 38 which engages in the ring extension 37 in order to keep it in contact with an end face of the hub 34. While the invention has been described with particular reference to certain preferred embodiments of a vaned stator assembly, it can be applied to any vaned element of a hydraulic torque converter, e.g. B. a pump wheel and a turbine wheel can be used. The invention is therefore not only intended for idlers, but also includes other designs. Claim:

1. Impeller for fluid transmissions, especially stator for hydrodynamic torque converters, with a group of permanently attached auxiliary blades carrying, opposite which the Main impeller carrying impeller rotatable auxiliary impeller, with the outlet end of each Auxiliary blade protrudes into the space between two adjacent main blades and by relative rotation of the two paddle wheels can be moved to rest against the adjacent main paddles is, characterized in that the auxiliary impeller opposite the main impeller, as known per se, freely rotatable in both directions due to the pressure of the operating fluid is and the profiles of the main and auxiliary blades are coordinated so that each auxiliary shovel both when placed at the front and when placed at the rear one or the other adjacent main blade with this one composite Forms blade with an approximately constant streamline profile, the inlet end of which is essentially in Direction of the inflowing liquid.

2. paddle wheel according to claim 1, characterized in that the auxiliary paddle wheel is freely rotatable is mounted on the main impeller.

Considered publications:
German Patent Nos. 613 838, 616 042, 173;

Swiss Patent No. 192 415;
U.S. Patent Nos. 2,205,794, 2,440,825.

1 sheet of drawings

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