DE1272672B

DE1272672B - Hydrodynamic torque converter

Info

Publication number: DE1272672B
Application number: DEK39489A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Sven-Olof Kronogard
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1958-12-23
Filing date: 1959-12-21
Publication date: 1968-07-11

Description

Hydrodynamischer, Drehmomentwandler Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem zweistufigen, radial einwärts durchströmten Turbinenteil und einem zwischen dessen Turbinenstufen angeordneten gegenläufig umlaufenden Leitrad sowie einem vom umlaufenden Gehäuse des Drehmomentwandlers getragenen Pumpenteil, der in der der Antriebswelle abgewandten Seite des toroidalen Kreislaufs angeordnet ist, während das Leitrad in dem der genannten Welle benachbarten Bereich vorgesehen ist, und der Schaufelkranz der ersten Turbinenstufe von einer mit der Abtriebswelle des Wandlers verbundenen Läuferscheibe getragen wird und mittels einer zum Kreislaufkern gehörenden Scheibe den Schaufelkranz der zweiten Turbinenstufe trägt.Hydrodynamic Torque Converter The invention relates to a hydrodynamic torque converter with a two-stage, radially inward flowed through turbine part and one arranged between its turbine stages opposite rotating stator and one of the rotating housing of the torque converter carried pump part, the in the side facing away from the drive shaft of the toroidal Circuit is arranged, while the stator in the adjacent shaft mentioned Area is provided, and the blade ring of the first turbine stage of one with the output shaft of the transducer connected carrier plate is carried and by means of A disk belonging to the circulation core forms the blade ring of the second turbine stage wearing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem solchen Wandler Vorkehrungen zu treffen, daß ohne Verschlechterung des Wirkungsgrades vollkommener Axialschubausgleich erreicht wird, so daß auch bei klein bemessenen oder sogar fehlenden Axiallagern eine hohe Lebensdauer des Aggregats erzielt wird.The invention is based on the object of such a converter Take precautions to be more perfect without degrading the efficiency Axial thrust compensation is achieved, so that even with small sized or even missing Axial bearings a long service life of the unit is achieved.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein radial nach innen gerichteter, frei tragender Schirm mit dem Schaufelkranz der zweiten Turbinenstufe verbunden ist und die äußere Begrenzungswand des Kreislaufs in dessen radial gesehen innerem Teil bildet.This object is achieved in that a radially inwardly directed, Cantilever screen connected to the blade ring of the second turbine stage and the outer boundary wall of the circuit in its radially inner one Part forms.

Es ist bereits bekannt, bei Wandlern die zweite Turbinenstufe über einen als Schirm ausgebildeten Wandteil des Strömungskanals mit der Abtriebswelle zu verbinden, wobei diese zweite Turbinenstufe über ein scheibenförmiges, zum Kreislaufkern gehörendes Glied den Schaufelkranz der ersten Turbinenstufe trägt (britische Patentschrift 700 443 und französische Patentschrift 1050 241). Bei der Ausführung nach der britischen Patentschrift werden die auf die Turbinenstufe ausgeübten Axialkräfte von den Wellenlagern aufgenommen. Bei der französischen Patentschrift ist mit der ersten Turbinenstufe eine Scheibe verbunden, die ausschließlich zum Ausgleich des Axialschubs dient. Dabei sind aber infolge der zusätzlich in der Arbeitsflüssigkeit bewegten Ausgleichsscheibe Reibungsverluste in Kauf zu nehmen.It is already known to use the second turbine stage in converters a wall part of the flow channel formed as a screen with the output shaft to connect, this second turbine stage via a disk-shaped, to the circulation core belonging link carries the blade ring of the first turbine stage (British patent specification 700 443 and French patent specification 1050 241). When running according to the British Patent specification is the axial forces exerted on the turbine stage by the shaft bearings recorded. The French patent is with the first turbine stage connected to a washer, which is used exclusively to compensate for the axial thrust. However, as a result of the compensating disk also moved in the working fluid To accept frictional losses.

Beim Erfindungsgegenstand nehmen der freitragende Schirm, die die äußere (erste) Turbinenstufe tragende. Scheibe sowie das scheibenförmige Glied des Kreislaufkerns resultierende Druckkräfte auf, deren Summe in einfacher Weise durch entsprechende Bemessung dieser Glieder ohne zusätzliche Ausgleichsscheiben zu null gemacht werden kann. Weiterhin wird das Drehmoment der nicht unmittelbar mit der Abtriebswelle verbundenen zweiten Turbinenstufe durch die Schaufeln der ersten Turbinenstufe auf einem größeren Radius zur Abtriebswelle. übergeleitet, wo die Schaufelzähl wie auch das Profil der einzelnen Schaufeln größer als bei der auf kleinerem Radius liegenden Turbinenstufe isst, - so daß die erste Turbinenstufe in stärkerem Maße zur Hindurchleitung des Drehmoments geeignet ist. Neben besonders einfacher und gedrängter Bauweise, wie sie insbesondere bei Kraftfahrzeugen erwünscht ist, ist bei gleicher Lebensdauer und bei gleichem Materialaufwand eine höhere Festigkeit und Steifigkeit vorhanden, wodurch die Spaltverluste besonders klein gemacht werden können.In the subject matter of the invention, take the cantilever umbrella that the outer (first) turbine stage bearing. Disc as well as the disc-shaped member of the Circulatory core resulting pressure forces, the sum of which in a simple manner corresponding dimensioning of these links without additional shims to zero can be made. Furthermore, the torque of the is not directly related to the Output shaft connected to the second turbine stage through the blades of the first turbine stage on a larger radius to the output shaft. transferred where the shovel count like the profile of the individual blades is also larger than that of the smaller radius lying turbine stage eats, - so that the first turbine stage to a greater extent is suitable for passing the torque through. In addition to particularly simple and compact design, as is particularly desirable in motor vehicles with the same service life and with the same material expenditure, a higher strength and stiffness present, whereby the gap losses are made particularly small can.

Die einzige Figur zeigt in einem abgebrochenen Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das mit 1 bezeichnete Gehäuse des hydraulischen Drehmomentwandlers ist mit der Antriebswelle verbunden. Der toroidale Flüssigkeitskreislauf des Wandlers enthält eine Pumpenbeschaufelung 2, in Strömungsrichtung darauffolgend eine erste Turbinenstufe 3, ein Leitrad 4 und eine zweite Turbinenstufe 5. Das Leitrad ist drehbar und wird von einer hohlen Welle 6 getragen. Der Schaufelkranz der ersten Turbinenstufe 3 trägt die zweite Turbinenstufe 5 mittels eines ringförmigen, zum Kern des Kreislaufs gehörenden Gliedes 9, das am Leitrad 4 vorbeigeht. Die zweite Turbinenstufe 5 trägt ihrerseits einen sich radial nach innen erstreckenden Schirm 10, der einen Teil der äußeren Begrenzungswand für den Kreislauf bildet. Zum Kern des Kreislaufs gehört weiterhin ein mit den Pumpenschaufeln 2 verbundenes Glied 11 mit einem gleichbleibenden Krümmungshalbmesser am radial außenliegenden Bereich des Kreislaufs. Die Scheibe 7 der ersten Turbinenstufe 3 erstreckt sich über den Schaufelkranz dieser letzteren hinaus und bildet eine äußere Begrenzungswand 7 a des Kreislaufs unmittelbar vor dem Einlaß zur ersten Turbinenstufe.The single figure shows an exemplary embodiment in a broken longitudinal section the invention. The housing, designated 1, of the hydraulic torque converter is connected to the drive shaft. The toroidal fluid circuit of the transducer contains a pump blading 2, followed by a first in the direction of flow Turbine stage 3, a stator 4 and a second turbine stage 5. The stator is rotatable and carried by a hollow shaft 6. The shovel ring of the first Turbine stage 3 carries the second turbine stage 5 by means of an annular, for Element 9 belonging to the core of the circuit, which passes the stator 4. The second Turbine stage 5 in turn carries a screen extending radially inward 10, which forms part of the outer boundary wall for the circuit. To the core of the cycle still belongs connected to the pump blades 2 Link 11 with a constant radius of curvature on the radially outer Area of the circulatory system. The disk 7 of the first turbine stage 3 extends beyond the blade ring of the latter and forms an outer boundary wall 7 a of the circuit immediately before the inlet to the first turbine stage.

Die, in radialer Richtung äußere Begrenzung des Kreislaufs ist mit einer Verengung von 5 bis 10 % ausgeführt. Die Kanalbreite in den drei Schaufelgrenzen 3, 4, 5 nimmt fortlaufend zu, wobei sich die Sehnenlänge der Schaufeln ebenfalls erhöht. Weiterhin ist, in radialer Richtung betrachtet, die innere Begrenzung des Kreislaufs mit einer Verengung ausgeführt.The outer limit of the circuit in the radial direction is with a narrowing of 5 to 10%. The channel width in the three blade boundaries 3, 4, 5 increases continuously, with the chord length of the blades also increasing elevated. Furthermore, viewed in the radial direction, the inner limitation of the Circulatory system with a constriction.

Wie aus der Figur ersichtlich, ist das Glied 9 des Kernes an der zweiten Turbinenstufe vorbei verlängert, wodurch derjenige Teil des radial inneren, gekrümmten Begrenzungsteiles des Kreislaufs unmittelbar nach dieser zweiten Turbinenstufe durch Wände begrenzt wird, die zusammen mit dem Schaufelkranz umlaufen. Dieser Teil ist mit geringer oder gar keiner Verengung ausgeführt, während die gesamte Verengung dann in den nachfolgenden Teil des Kreislaufs vor dem Eintritt in die Pumpenbeschaufelung 2 verlegt wird.As can be seen from the figure, the link 9 of the core is on the second Turbine stage lengthened over, creating that part of the radially inner, curved one Limiting part of the circuit immediately after this second turbine stage Walls is limited, which rotate together with the blade ring. This part is with little or no constriction performed throughout the constriction then into the subsequent part of the circuit before entering the pump blading 2 is relocated.

Wegen des Druckunterschiedes zwischen den radial äußeren und inneren Bereichen des Kreislaufs findet ständig ein gewisser Leckverlust der Arbeitsflüssigkeit durch übertritt von dem radial äußeren zu dem radial inneren Bereich durch die Spalte zwischen den Glieder 9 und 11 des Kernes statt. Der im radial innenliegenden Teil liegende Spalt ist in bekannter Weise so gerichtet, daß der aus ihm in den Kreislauf austretende Strom im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung im Kreislauf fließt.Because of the pressure difference between the radially outer and inner A certain leakage of the working fluid is constantly found in areas of the circuit through passes from the radially outer to the radially inner area through the gap between the links 9 and 11 of the core. The one in the radially inner part lying gap is directed in a known manner so that the out of it in the circuit exiting stream flows essentially parallel to the direction of flow in the circuit.

In dem Wandler findet weiterhin eine ständige Umwälzung der gewöhnlich aus C51 bestehenden Arbeitsflüssigkeit statt, in dem diese durch den zwischen der Scheibe 7 der ersten Turbinenstufe und der Scheibe des Leitrades 4 befindlichen Spalt abfließt und dabei eine zwischen den Naben dieser beiden Scheiben vorgesehene Druckzwischenlage 12 wirksam schmiert. Ferner tritt die Arbeitsflüssigkeit durch den Spalt 14 im Anschluß an den Schirm 10 auch an das Axiallager 13 heran.In the converter there continues to be a constant circulation of the usual from C51 existing working fluid instead, in which this by the between the Disk 7 of the first turbine stage and the disk of the stator 4 are located Gap flows away and one is provided between the hubs of these two disks Pressure pad 12 effectively lubricates. The working fluid also passes through the gap 14, following the screen 10, also approaches the axial bearing 13.

Weiterhin ist eine aus und einrückbare Kupplung zwischen der Turbine und der Motorwelle vorgesehen. Die Nabe der Scheibe 7 trägt eine lamellenartige Scheibe 15, die unter der -Einwirkung eines ringförmigen Kolbens 16 steht. Das Druckmittel zum Einrücken der Kupplung ist durch eine Bohrung in der Welle 6 zuführbar. Im Raum rechts vom Kolben 16 nach der Figur herrscht derselbe Druck wie im Drehmomentwandler. Dieser Druck dient zum Ausrücken der Kupplung, wenn die linke Seite des Kolbens entlastet ist. Da der Druck im Drehmomentwandler beim Einrücken der Kupplung der Kolbenkraft entgegenwirkt, erscheint es besonders bei großen Leistungen zweckmäßig, daß der überdruck im Drehmomentwandler auf null abgesenkt wird, sobald dem Kolben 16 Druckmittel zwecks Einrücken der Kupplung zugeführt wird.There is also a clutch between the turbine that can be disengaged and engaged and the motor shaft. The hub of the disc 7 carries a lamellar Disc 15 which is under the action of an annular piston 16. The pressure medium for engaging the clutch 6 can be fed through a bore in the shaft. In the room to the right of piston 16 in the figure, the pressure is the same as in the torque converter. This pressure is used to disengage the clutch when the left side of the piston is relieved. Since the pressure in the torque converter when the clutch is engaged is the Counteracts the piston force, it seems to be particularly useful for high performance that the excess pressure in the torque converter is lowered to zero as soon as the piston 16 pressure medium is supplied for the purpose of engaging the clutch.

Das Drehmoment der zweiten Turbinenstufe 5 wird über den Schaufelkranz der ersten Turbinenstufe 3 auf die Welle 8 übertragen.The torque of the second turbine stage 5 is via the blade ring the first turbine stage 3 is transferred to the shaft 8.

Claims

Claim: hydrodynamic torque converter with a two-stage, Turbine part with radially inward flow and one between its turbine stages arranged opposite rotating stator and one from the rotating housing the pump part carried by the torque converter, the one facing away from the drive shaft Side of the toroidal circuit is arranged, while the stator in that of the said Shaft adjacent area is provided, and the blade ring of the first turbine stage carried by a carrier plate connected to the output shaft of the converter and by means of a disk belonging to the circulatory core the blade ring of the second turbine stage, characterized in that a radially inwardly directed, cantilevered screen (10) connected to the blade ring (5) of the second turbine stage and the outer boundary wall of the circuit in its radially inner one Part forms. Documents considered: German Patent Specifications No. 664 854, 1008,590; German patent application S 2 (593 XII / 47h (published on 2.1.1955); French Patent No. 1050 241; British Patent Specification No. 700 443, 703,473; U.S. Patent No. 2,580,072.