DE1031600B

DE1031600B - Hydraulischer Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE1031600B
Application number: DEK24701A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Albert Finsterwalder
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1955-01-26
Filing date: 1955-01-26
Publication date: 1958-06-04

Description

Hydraulischer Drehmomentwandler Hydraulische Drehmomentwandler üblicher Bauweise, beispielsweise mit radial an die Pumpe anschließend angeordneter Turbine und einem stromabwärts von der Turbine liegenden Leitapparat, haben den Nachteil, daß sie im Drehzahlbereich oberhalb des günstigsten Wirkungsgrades trotz gleichbleibender oder steigender Leistungsaufnahme rasch abfallende Drehmomente abgeben. Bei den Drehmomentwandlern, die nach dem sogenannten Trilokverfahren arbeiten, d. h. bei welchen sich der Leitapparat löst, sobald das eingeleitete Drehmoment gleich dem abgegebenen Drehmoment ist, wurde bisher nur eine ungenügende Drehmomentwandlung erreicht, weil Pumpe und Turbine mit gleichen hydraulischen Durchmessern ausgeführt werden.
Bei der Gestaltung und Dimensionierung hydraulischer Drehmomentwandler sind zwei Aufgaben zu lösen: Der Wandler soll beim Anfahren ein hohes Anfahrdrehmoment abgeben, und der Schlupf im Kupplungsbetrieb, also bei lose mitlaufendem Leitapparat, soll möglichst gering sein, damit man einen hohen Wirkungsgrad erreicht. Die meisten Maßnahmen, die eine Verbesserung in der einen Beziehung bewirken, haben eine Verschlechterung bezüglich der zweiten Forderung zur Folge. Meistens muß daher ein Kompromiß nach Maßgabe der am häufigsten vorliegenden Betriebsverhältnisse eingegangen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wandler zu schaffen, der sowohl ein hohes Anfahrdrehmoment als auch einen hohen Wirkungsgrad im Kupplungsbereich aufweist.
Diese Aufgabe wird durch folgende Kombination dreier bekannter Merkmale gelöst: a) Es wird eine Pumpe mit stark rückwärts gekrümmten Schaufeln, die vorzugsweise relativ flach stehend angeordnet sind und einen Austrittswinkel von 35 bis 45° besitzen, verwendet; b) es findet eine Turbine Verwendung, deren Eintrittsbreite um 10 bis 20% schmaler ist als der Pumpenaustritt; cl es wird ein Leitapparat mit einer für die Aufnahme des Anfahrdralles günstigen Beschaufelung verwendet, der auf einem Freilauf gelagert ist. Die Querschnittsverringerung zwischen dem Pumpenauslaß und dem Turbineneinlaß führt zu einer höheren Turbinendrehzahl, also zu einem geringeren Schlupf im Kupplungsbetrieb. Die Verwendung einer Pumpe mit stark rückwärts gekrümmten Schaufeln sorgt für die Erzeugung eines hohen Druckes, der trotz der Querschnittsverringerung zur Turbine hin den notwendigen Durchsatz und das erforderliche Anfahrmoment erzeugt. Diese beiden Maßnahmen ermöglichen die Verwendung eines Leitapparats, der ohne Kompromiß nur auf den stark rückwärts gerichteten Anfahrdrall, der geradegerichtet werden muß, abgestimmt ist und ein hohes Anfahrdrehmoment gewährleistet. Durch seinen Freilauf kommt der Leitapparat im oberen Fahrtgeschwindigkeitsbereich, in dem er nicht die richtige Schaufelform aufweisen und zu einem schlechten Wirkungsgrad führen würde, nicht mehr zur Wirkung.
Die erfindungsgemäße Kombination führt also zu einem hydraulischen Wandler, der sowohl die Forderung nach einem hohen Anfahrmoment als auch die Forderung nach einem guten Wirkungsgrad im Kupplungsbereich in vollem Umfange erfüllt.
Es empfiehlt sich, die Turbinenbeschaufelung derart zu gestalten, daß bei einer Turbinendrehzahl von 80'0/o der Pumpendrehzahl der stoßfreie Eintritt erreicht wird. Die Gestaltung, insbesondere der Eintrittswinkel der Beschaufelung des auf einem Freilauf gelagerten Leitapparats wird zweckmäßig derart gewählt, daß für den bei einer Turbinendrehzahl von 40 bis 500/o der Pumpendrehzahl auftretenden Drall ein stoßfreier Eintritt erreicht wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
Die Motorleistung wird über die Welle 1 eingeleitet, die über die Zahnräder 2 und 3 die Pumpenwelle 4 mit der Pumpe 5 antreibt. Die Welle 4 ist in Lagern 6 und 7 gelagert. Durch die Pumpe 5 wird die Turbine 8 angetrieben, die radial anschließend an die Pumpe 5 angeordnet und in den Lagern 9 und 10 gelagert ist. Auf der die Turbine 8 tragenden Hohlwelle 11 ist das Zahnrad 12 befestigt, welches das Abtriebszahnrad 13 auf der Abtriebswelle 14 antreibt. Diese Welle 14 ist in den Lagern 15 und 16 gelagert. Das im Kreislauf des Wandlers umlaufende Öl tritt aus der Turbine 8 in den Kanal 17 und von da über den Leitapparat 18 wieder in die Pumpe 5 ein. Der Leitapparat 18 ist auf einem Freilauf 20 angeordnet. Eine Ölpumpe 19 fördert Öl durch die Leitung 21 in den Kreislauf und saugt es aus dem Ölsumpf 22 durch die Leitung 23 ab. Die Beschaufelung der Pumpe 5 ist rückwärts gekrümmt, um bei kleinerer Fördermenge größeren Druck zu erreichen. Die Turbine ist schmaler als die Pumpe, um bei günstigem Austrittswinkel den Austrittsquerschnitt zu verringern und um dadurch eine hohe Turbinendrehzahl zu erreichen. Durch diese Maßnahmen wird ein hohes Anfahrmoment und gleichzeitig eine günstige Drehzahl mit gleichem Eintritts- und Austrittsmoment erreicht. Der Leitapparat begünstigt durch seine Einströmform - stoßfreier Eintritt für den Drall bei einer Turbinendrehzahl von 40 bis 500/a der Pumpendrehzahl -ein hohes Anfahrdrehmoment und bewirkt infolge des Loslösens bei etwa 80% der Pumpendrehzahl keinen zu großen Widerstand, der bei feststehendem Leitapparat unvermeidlich wäre.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hydraulischer Drehmomentwandler, bei dem die Turbine radial anschließend an die Pumpe und ein Leitapparat stromabwärts von der Turbine angeordnet sind, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender einzeln bekannter Merkmale: a) Verwendung einer Pumpe (5) mit stark rückwärts gekrümmten Schaufeln; b) Verwendung einer Turbine (8), deren Eintrittsbreite um 10 bis 200/o schmaler als der Pumpenaustritt ist; c) Verwendung eines Leitapparates mit einer für die Aufnahme des Anfahrdralles günstigen Beschaufelung, der auf einem Freilauf gelagert ist.
2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärts gekrümmten Pumpenschaufeln relativ flach stehend angeordnet sind und einen Austrittswinkel von 35 bis 45° besitzen.
3. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine solche Gestaltung der Turbinenbeschaufelung, daß bei einer Turbinendrehzahl von 800/o der Pumpendrehzahl der stoßfreie Eintritt erreicht wird.
4. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine solche Gestaltung, insbesondere durch eine solche Wahl des Eintrittswinkels der Beschaufelung des auf einem Freilauf gelagerten Leitapparates, daß für den Drall bei einer Turbinendrehzahl von 40 bis 50°/a der Pumpendrehzahl stoßfreier Eintritt erreicht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 724 263, 557 774, 610177, 628 545, 634 881; britische Patentschriften Nr. 480 858, 431659; USA.-Patentschrift Nr. 2 313 645.