DE1284245B

DE1284245B - Hydrokinetic torque converter

Info

Publication number: DE1284245B
Application number: DE1964F0042288
Authority: DE
Inventors: Gabriel Martin G
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1963-05-27
Filing date: 1964-03-12
Publication date: 1968-11-28
Also published as: GB990910A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrokinetischen Drehmomentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem im toroidalen Strömungskreislauf einer Pumpe mehrere Turbinen und Leiträder folgen.The invention relates to a hydrokinetic torque converter, especially for motor vehicles, in which one in the toroidal flow circuit Pump several turbines and idlers follow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Drehmomentwandler so auszugestalten, daß über einen größeren Drehzahlbereich eine erhöhte Drehmomentvervielfachung vorhanden ist.The invention is based on the object of such a torque converter designed so that an increased torque multiplication over a larger speed range is available.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeweils zwischen zwei Turbinen eine weitere Pumpe angeordnet ist, die die Strömung aus einem der Turbinen folgenden Leitrad übernimmt, Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Hauptpumpe und eine erste Turbine vorgesehen, die am Pumpenaustritt liegt. Am Austritt der ersten Turbine liegt ein Leitrad, und diesem folgt eine Hilfspumpe, die mit der Hauptpumpe verbunden ist. Der Hilfspumpe folgt eine zweite Turbine, auf die dann ein zweites Leitrad folgt. In dem Strömungskreis liegt außerdem eine dritte Turbine, und zwar vor dem Eintritt der Hauptpumpe. Es sind also zwei hydrokinetische Drehmomentwandler in einem gemeinsamen Strömungskreis in Reihe geschaltet, von denen ein jeder eine Pumpe, ein Leitrad und mindestens eine Turbine aufweist.This object is achieved in that in each case between two turbines another pump is arranged, following the flow from one of the turbines Idler takes over, In a preferred embodiment of the invention, a Main pump and a first turbine are provided, which is located at the pump outlet. At the exit the first turbine is a stator, and this is followed by an auxiliary pump, which with connected to the main pump. The auxiliary pump is followed by a second turbine on which then a second idler follows. There is also a third one in the flow circuit Turbine, in front of the main pump inlet. So there are two hydrokinetic ones Torque converters connected in series in a common flow circuit, of which each has a pump, a stator and at least one turbine.

Bei einem derartigen hydrokinetischen Wandler steigert jede Pumpe den Impuls (Bewegungsgröße) der Flüssigkeit im Strömungskreislauf. Wenn die Flüssigkeit eine Turbine durchquert, sinkt der Impuls der Flüssigkeit, wobei an der Turbine ein Drehmoment entwickelt wird. Aus diesem Grunde wird die Strömung nach Verlassen der Turbine -über ein Leitrad geleitet, das im Strömungsaustrittsbereich angeordnet ist.With such a hydrokinetic converter, each pump increases the momentum (quantity of movement) of the liquid in the flow circuit. When the liquid Crossing a turbine, the momentum of the liquid drops, taking on the turbine a torque is developed. Because of this, the flow is after leaving the turbine - passed through a stator, which is arranged in the flow outlet area is.

Weiterhin ist eine zweite Pumpe vorgesehen, die zwischen dem Strömungsaustritt des ersten Leitrades und dem Eintritt der zweiten Turbine liegt. Hierdurch entsteht eine Impulssteigerung der Flüssigkeit, bevor sie in die zweite Turbine eintritt. Dadurch ergibt sich ein höherer Betriebswirkungsgrad und ein höheres Drehmomentverhältnis sowie eine bessere Charakteristik des K-Faktors (Kennwert) des Drehmomentwandlers. Der K-Faktor ist definiert durch die Pumpengeschwindigkeit, geteilt durch die Quadratwurzel des Pumpendrehmomentes. Dabei steigt die Motordrehzahl beim Beschleunigen verhältnismäßig rasch an.A second pump is also provided, which is located between the flow outlet of the first stator and the inlet of the second turbine. This creates an increase in momentum of the liquid before it enters the second turbine. This results in a higher operating efficiency and a higher torque ratio as well as a better characteristic of the K-factor (characteristic value) of the torque converter. The K-factor is defined by the pump speed divided by the square root of the pump torque. The engine speed increases proportionally when you accelerate quickly.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist eine dritte Turbine vorgesehen, die im Flüssigkeitseintrittsbereich der Hauptpumpe liegt. Der Schaufelwinkel dieser dritten Turbine ist einstellbar, so daß er immer dem Anströmwinkel der Flüssigkeit entspricht.In an advantageous further development of the invention, there is a third turbine provided, which is located in the liquid inlet area of the main pump. The blade angle this third turbine is adjustable so that it always matches the angle of attack of the liquid is equivalent to.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfinding werden die Winkelstellungen der zweiten Pumpe einstellbar gemacht, so daß die Schaufelwinkel sich besser an die Geschwindigkeitsvektorenwinkel der absoluten Flüssigkeitsströmung bei verschiedenen Geschwindigkeitsverhältnissen anpassen.In a second embodiment of the invention, the angular positions the second pump is made adjustable so that the blade angle better adjusts itself the velocity vector angles of the absolute liquid flow at different Adjust speed conditions.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Drehmomentwandler mit den Merkmalen der Erfindung, F i g. 2 eine schematische Schaufel- und Vektorendarstellung der Strömungsvektoren innerhalb des Strömungskreislaufes, F i g. 3 und 3 A schematisch einen Drehmomentwandler mit den Merkmalen der Erfindung, bei dem die Winkelstellung des zweiten Pumpenteiles einstellbar ist.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows F i g. 1 shows a cross section through a torque converter with the features of the invention, FIG. 2 shows a schematic vane and vector illustration of the flow vectors within the flow circuit, FIG. 3 and 3 A schematically shows a torque converter having the features of the invention in which the angular position of the second pump part is adjustable.

In F i g. 1 bezeichnet 10 den Flansch einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeuges. Dieser Flansch ist durch Bolzen 12 mit der Nabe einer Platte 14 verbunden. Die Platte ihrerseits ist durch Bolzen 16 mit dem äußeren Umfang 18 eines Gehäuseteiles 20 des Pumpenteiles verbunden. Ein zweiter Gehäuseteil 22 des Pumpenteiles ist am Umfang 24 mit dem Umfang 18 und dem Umfang der Platte, 14 verbunden. Der Gehäuseteil 22 kann ein Ringzahnrad 24 für den Anlasser der Maschine tragen.In Fig. 1 denotes 10 the flange of a crankshaft of an internal combustion engine of a vehicle. This flange is connected to the hub of a plate 14 by bolts 12. The plate in turn is connected by bolts 16 to the outer periphery 18 of a housing part 20 of the pump part. A second housing part 22 of the pump part is connected at the periphery 24 to the periphery 18 and the periphery of the plate 14. The housing part 22 can carry a ring gear 24 for the starter of the machine.

Der Gehäuseteil 22 weist die Form eines Strömungskreislaufes auf und ist mit einer Nabe 26 versehen, die in üblicher Weise in einer Öffnung des Getriebegehäuses gelagert sein kann. Die Nabe des Gehäuseteiles 20 ist mit einer Führungsnabe 28 verschweißt, die ihrerseits in eine Öffnung 30 in dem Flansch 10 der Kurbelwelle eingreift.The housing part 22 is in the form of a flow circuit and is provided with a hub 26 which can be mounted in a conventional manner in an opening in the transmission housing. The hub of the housing part 20 is welded to a guide hub 28 , which in turn engages in an opening 30 in the flange 10 of the crankshaft.

Am Innendurchmesser des Gehäuseteiles 22 ist der Innenring 32 eines Pumpenmantels 34 befestigt. Der Außenring des Mantels 34 ist durch Punktschweißung am äußeren Teil der Innenfläche des Gehäuseteiles 22 bei 36 befestigt. The inner ring 32 of a pump jacket 34 is fastened to the inner diameter of the housing part 22. The outer ring of the shell 34 is attached by spot welding to the outer part of the inner surface of the housing part 22 at 36.

Die Pumpenschaufeln 40 werden nach innen von einem inneren Pumpenmantel 38 begrenzt und weisen radiale Ausflußkanäle auf. Ein erster Turbinenteil ist mit 42 bezeichnet. Er besitzt Schaufeln 44, die am Austritt der Schaufeln 40 angeordnet sind. Die Schaufeln 44 liegen zwischen einem inneren Mantel 46 und einem äußeren Mantel 48. Der innere Mantel 46 ist durch Schrauben 50 mit einer einen Drehmoment übertragenden Scheibe 52 verbunden. Diese Scheibe 52 ihrerseits ist mit einem ersten Mantel 54 für eine dritte Turbine 56 verbunden. Diese Turbine besitzt Schaufeki 58, die schwenkbar mit Wellen 60 verbunden sind.The pump blades 40 are delimited inwardly by an inner pump casing 38 and have radial outflow channels. A first turbine part is designated by 42. It has blades 44 which are arranged at the outlet of the blades 40. The blades 44 lie between an inner jacket 46 and an outer jacket 48. The inner jacket 46 is connected by screws 50 to a disk 52 which transmits a torque. This disk 52 in turn is connected to a first casing 54 for a third turbine 56 . This turbine has blades 58 which are pivotally connected to shafts 60 .

Ein zweiter Mantel 62 der dritten Turbine, besteht aus einem Zylinder 64 und einem Teil 66. Der Ringzylinder und der Teil 66 sind durch Schrauben 68 miteinander verbunden. Die Wellen 60 sind in Bohrungen 70 zwischen den Trennflächen des Zylinders und des Teiles 66 gelagert.A second jacket 62 of the third turbine consists of a cylinder 64 and a part 66. The ring cylinder and the part 66 are connected to one another by screws 68. The shafts 60 are mounted in bores 70 between the separating surfaces of the cylinder and the part 66.

Der Teil 66 besitzt eine Nabe 72, die über eine Büchse 74 auf einer feststehenden Leitradachse 76 gelagert ist. Diese Achse kann in der üblichen Weise mit dem Getriebegehäuse, welches nicht dargestellt ist, verbunden sein.The part 66 has a hub 72 which is mounted on a stationary stator shaft 76 via a bushing 74. This axis can be connected to the gear housing, which is not shown, in the usual way.

Die Teile 64 und 66 bilden zusammen einen Ringzylinder 78, in dem ein Ringkolben 80 verschiebbar ist. Dieser Kolben 80 und der Zylinder 78 bilden zusammen die Druckkammer 82, Die Druckkammer 82 ist über eine Öffnung 84 mit einem radial angeordneten Kanal 86 in der Leitradachse 76 verbunden. Der Kanal 86 steht mit einem Ringkanal 88 im Inneren der Leitradachse 76 in Verbindung. Dem Kanal 88 kann Flüssigkeitsdruck aus irgendeinem geeigneten Steuersystem, welches nicht dargestellt ist, zur Steuerung des Druckes in der Kammer 82 zugeführt werden.The parts 64 and 66 together form an annular cylinder 78 in which an annular piston 80 is displaceable. This piston 80 and the cylinder 78 together form the pressure chamber 82. The pressure chamber 82 is connected via an opening 84 to a radially arranged channel 86 in the stator axle 76 . The channel 86 is connected to an annular channel 88 in the interior of the stator axle 76 . The channel 88 may be supplied with fluid pressure from any suitable control system, not shown, to control the pressure in the chamber 82.

Mittels eines Sicherungsringes 92 ist ein Verschlußteil 90 am offenen Ende des Zylinders 78 befestigt. Der Verschlußteil besitzt, wie bei 94 gezeigt, eine Öffnung, so daß der Druck aus dem Strömungskreislauf auf den Kolben 80 drücken kann, und zwar nach links in der F i g. 1. Durch Steuerung des Druckes am Kolben 80 kann die Stellung des Kolbens 80 je nach Wunsch geändert werden.A closure part 90 is fastened to the open end of the cylinder 78 by means of a securing ring 92. The closure member has an opening, as shown at 94, so that the pressure from the flow circuit can push the piston 80 , to the left in FIG. 1. By controlling the pressure on piston 80 , the position of piston 80 can be changed as desired.

Die inneren Enden der Wellen 60 sind abgekröpft und greifen in eine Ringnut 96 des Kolbens 80 ein. Wird der Kolben 80 axial verschoben, so schwenken die Wellen 60 um ihre radialen Achsen und verstellen die Schaufeln 58, Zwischen dem Verschlußteil 90 und dem Nabenteil des Gehäuseteiles 22 des Pumpenteiles ist eine Lagerscheibe 98 angeordnet.The inner ends of the shafts 60 are bent and engage in an annular groove 96 of the piston 80 . If the piston 80 is axially displaced, the shafts 60 pivot about their radial axes and adjust the blades 58. A bearing disk 98 is arranged between the closure part 90 and the hub part of the housing part 22 of the pump part.

Der Mantel 48 des ersten Turbinenteiles 44 ist mit einem das Drehmoment übertragenden Teil 100 verbunden. Dieser Teil ist mit Stegteilen 102 verbunden, die den Strömungskreislauf durchqueren. Die inneren Enden der Teile 102 sind mit einem Vorsprung 104 durch Stützteile 106 verbunden. Der Stützteil ist an dem Vorsprung 104 durch Bolzen 108 befestigt.The jacket 48 of the first turbine part 44 is connected to a part 100 which transmits the torque. This part is connected to web parts 102 which traverse the flow circuit. The inner ends of the parts 102 are connected to a protrusion 104 by support parts 106 . The support part is attached to the protrusion 104 by bolts 108 .

Die Stegteile 102 besitzen einen aerodynamisch günstigen Querschnitt, um den Widerstand in dem Strömungskreislauf auf ein Minimum zu reduzieren.The web parts 102 have an aerodynamically favorable cross-section, in order to reduce the resistance in the flow circuit to a minimum.

Der Vorsprung 104 wird von dem inneren Mantel einer zweiten Turbine 112 getragen. Seine Schaufeln 114 sind mit ihren inneren Kanten an dem Mantelteil 110 und mit den äußeren Kanten an einem äußeren Mantel 116 befestigt, Die Mäntel 110 und 116 bilden zusammen mit den Schaufeln 114 radiale Einströmkanäle. Die Innenscheibe 118 des Mantels 116 ist durch Bolzen 120 mit einer Nabe 122 und einer zweiten Nabe 124 verbunden. Die Nabe 124 ist über eine Keilverzahnung mit dem Teil 126 einer Turbinenwelle 128 verbunden. Eine Scheibe 130 ist mittels einer Schraube 132 auf dem Ende der Welle 128 befestigt. Die Welle 128 ist in der feststehenden Leitradachse 76 durch Büchsen gelagert, von denen eine mit 134 bezeichnet ist.The protrusion 104 is carried by the inner shell of a second turbine 112. Its blades 114 are fastened with their inner edges to the casing part 110 and with their outer edges to an outer casing 116. The casings 110 and 116 together with the vanes 114 form radial inflow channels. The inner disk 118 of the shell 116 is connected to a hub 122 and a second hub 124 by bolts 120. The hub 124 is connected to the part 126 of a turbine shaft 128 via a spline. A washer 130 is attached to the end of the shaft 128 by a screw 132. The shaft 128 is supported in the stationary stator shaft 76 by bushings, one of which is designated 134.

Ein erstes Leitrad 136 sitzt am Austritt der ersten Turbine 44. Seine Schaufeln 138, die innerhalb des das Drehmoment übertragenden Teiles 100 angeordnet sind, sind mit einem inneren ringförmigen Mantel 140 verbunden. Der Mantel 140 sitzt an einem Steg 142, der am Ring 144 befestigt ist. Dieser Ring 144 seinerseits ist an den äußeren Enden von Stegen 146 befestigt.A first stator 136 is seated at the outlet of the first turbine 44. Its blades 138, which are arranged inside the part 100 transmitting the torque, are connected to an inner annular jacket 140. The jacket 140 is seated on a web 142 which is attached to the ring 144. This ring 144 in turn is attached to the outer ends of webs 146.

Die Stege 146 besitzen einen Mantel in der Form eines Ringes 150, der durch Niete 152 mit der äußeren Spur 154 einer Freilaufkupplung 156 verbunden ist. Ein Außenring der Kupplung 156 bildet die Außenfläche der Leitradachse 76. Die Kupplung hat Rollen oder Klemmtelle 158. Der Außenring kann mit Nocken versehen sein, sofern die Teile 158 Rollen sind.The webs 146 have a jacket in the form of a ring 150, which is connected by rivets 152 to the outer track 154 of a one-way clutch 156 . An outer ring of the clutch 156 forms the outer surface of the stator axle 76. The clutch has rollers or clamping points 158. The outer ring can be provided with cams, provided that the parts 158 are rollers.

Am Ausgang der zweiten Turbine 112 liegt ein zweites Leitrad 160, das Schaufeln 162 besitzt. Diese sind zwischen einem ersten Mantel 164 und einem Mantel 166 angeordnet. Die Schaufeln 162 sitzen auf Stellwellen 168, die in Öffnungen der Mantelteile 164 und 166 gelagert sind. Der Mantel 166 besteht aus einem ersten Teil in Form eines Ringes 170 und einem zweiten Teil 172, die durch Bolzen 174 zusammengehalten sind. Die Stellwellen 168 sitzen in Öffnungen, die von den aneinander anstoßenden Flächen der Teile 172 und 170 frei gelassen sind. A second stator 160, which has blades 162 , is located at the outlet of the second turbine 112. These are arranged between a first jacket 164 and a jacket 166 . The blades 162 sit on adjusting shafts 168 which are mounted in openings in the casing parts 164 and 166. The jacket 166 consists of a first part in the form of a ring 170 and a second part 172, which are held together by bolts 174. The adjusting shafts 168 sit in openings which are left free from the abutting surfaces of the parts 172 and 170.

Der Teil 1.72 bildet einen Außenring für eine zweite Freilaufkupplung 176. Diese Kupplung 176 kann Klemmteile oder Rollen 178 besitzen, die zwischen der Außenfläche der Hülse 76 und der Innenfläche des Außenringes angeordnet sind.The part 1.72 forms an outer ring for a second one-way clutch 176. This clutch 176 can have clamping parts or rollers 178 which are arranged between the outer surface of the sleeve 76 and the inner surface of the outer ring.

Die Freilaufkupplungen 156 und 176 verhindern eine Drehung der Leiträder in der einen Richtung und ermöglichen eine freie Drehung in der anderen Richtung, die der Richtung der Drehrichtung der Pumpe entspricht.The overrunning clutches 156 and 176 prevent rotation of the idlers in one direction and allow free rotation in the other direction, which corresponds to the direction of rotation of the pump.

Die Pumpe besteht aus zwei Teilen 180 und 182. Der Teil 182 ist bei 184 mit der Innenwand des Pumpengebäuses 22 durch Bolzen 187 oder in anderer Weise verbunden.The pump consists of two parts 180 and 182. The part 182 is connected at 184 to the inner wall of the pump housing 22 by bolts 187 or in some other way.

Die Pumpenschaufeln 186 werden von dem Mantel 184 getragen und tragen ihrerseits einen inneren Mantel 188. Sie liegen direkt am Eintritt der Turbine 122.The pump blades 186 are carried by the jacket 184 and in turn carry an inner jacket 188. They are located directly at the inlet of the turbine 122.

Die F i g. 2 zeigt schematisch die Schaufeln eines Drehmomentwandlers nach F i g. 1. Sie sind in der Form eines Schaufelgitters durch Abwicklung des Strömungskreislaufes dargestellt. Der Flüssigkeitsstrom ist durch Vektoren dargestellt, die im Sinne der F i g. 2 nach rechts verlaufen, während die Drehrichtung der Pumpenteile und der Turbinenteile durch Vektoren dargestellt ist, die im Sinne der F i g. 2 abwärts verlaufen.The F i g. FIG. 2 schematically shows the blades of a torque converter according to FIG. 1. They are shown in the form of a blade grille by unwinding the flow circuit. The flow of liquid is represented by vectors, which in the sense of FIG. 2 run to the right, while the direction of rotation of the pump parts and the turbine parts is represented by vectors, which in the sense of FIG. 2 run downwards.

Die Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Flüssigkeitsströmung am Eintritt des zweiten Pumpenteiles verändert sich abhängig von dem relativen Geschwindigkeitsverhältnis Pumpe zu Turbine. Bei Stillstand oder einem Geschwindigkeitsverhältnis Null wird dieser Vektor durch das Symbol A gemäß F i g. 2 dargestellt. Bei relativ hohem Geschwindigkeitsverhältnis dagegen ändert sich die Richtung des Vektors, wie es durch das Symbol B in F i g. 2 angegeben ist. Die optimalen Schaufelwinkel für minimale Stoßverluste liegen zwischen dem Winkel der Vektoren bei Stillstand und dem Winkel der Vektoren unter Fahrtbedingungen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Schaufelwinkel etwa 900. The direction of the speed vector of the absolute liquid flow at the inlet of the second pump part changes depending on the relative speed ratio of the pump to the turbine. At standstill or at a speed ratio of zero, this vector is represented by the symbol A according to FIG. 2 shown. At a relatively high speed ratio, on the other hand, the direction of the vector changes, as indicated by the symbol B in FIG. 2 is specified. The optimal blade angles for minimal impact losses lie between the angle of the vectors at standstill and the angle of the vectors under driving conditions. In the exemplary embodiment shown, the blade angle is approximately 900.

Der Impuls der Flüssigkeit ändert sich, wenn diese die zweite Turbine durchquert, und er ist seinerseits eine Funktion des Drehmomentes, das auf die zweite Pumpe einwirkt. Die Änderung des Impulses ist gleich der Differenz zwischen dem Impuls der Flüssigkeit, die die zweite Pumpe verläßt, und dem Impuls der Flüssigkeit am Austritt des vorhergehenden ersten Leitrades.The momentum of the liquid changes when it enters the second turbine crossed, and it is in turn a function of the torque applied to the second Pump acts. The change in momentum is equal to the difference between that Momentum of the liquid leaving the second pump and the momentum of the liquid at the exit of the preceding first stator.

Die F i g. 2 zeigt weiterhin ein Vektordiagramm für die Geschwindigkeit eines Flüssigkeitsteilchens am Austritt des ersten Leitrades sowie am Austritt des zweiten Pumpenrades. Das Symbol F zeigt den Vektor für die Meridiangeschwindigkeit am Leitradaustritt. Der Vektor der relativen Flüssigkeitsgeschwindigkeit, bezogen auf die Leitradschaufel, wird durch den Vektor W dargestellt. Dieser ist außerdem gleich dem Vektor V' der absoluten Strömungsgeschwindigkeit, weil das Leitrad während des Betriebes als Drehmomentwandler bei niedrigen Geschwindigkeitsverhältnissen feststeht. Die senkrechte Komponente der Vektorsumme ist gleich dem bei S' dargestellten Vektor. Dieser Vektor stellt den Vektor der tangentialen Strömungsgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) am Leitradausgang dar.The F i g. 2 furthermore shows a vector diagram for the speed of a liquid particle at the outlet of the first guide wheel and at the outlet of the second pump wheel. The symbol F shows the vector for the meridian velocity at the diffuser outlet. The vector of the relative fluid velocity with respect to the stator vane is represented by the vector W. This is also equal to the vector V 'of the absolute flow speed, because the stator is fixed during operation as a torque converter at low speed conditions. The vertical component of the vector sum is equal to the vector shown at S '. This vector represents the vector of the tangential flow velocity (circumferential velocity) at the diffuser outlet.

Die entsprechenden Vektoren für den Austritt aus der zweiten Pumpe sind in F i g. 2 ebenfalls dargestellt. Der Vektor der Meridianströmung ist mit f bezeichnet. Da der Schaufelwinkel selbst etwa 900 beträgt, stellt dieser Vektor außerdem den Vektor für die relative Flüssigkeitsgeschwindigkeit w längs der Schaufel dar.The corresponding vectors for the exit from the second pump are shown in FIG. 2 also shown. The vector of the meridional flow is denoted by f. Since the blade angle itself is about 900 , this vector also represents the vector for the relative liquid velocity w along the blade.

Der Vektor für die Umfangsgeschwindigkeit ist mit u bezeichnet. Die Vektorensumme ist mit v bezeichnet, der Austrittssehaufelwinkel ist mit 7 angegeben.The vector for the peripheral speed is denoted by u. The vector sum is denoted by v, the exit blade angle is given by 7.

Die Umfangskomponente des Vektors der absoluten Strömungsgeschwindigkeit ist mit s dargestellt. Aus einem Vergleich der beiden Vektorendiagramme ergibt sich, daß die Umfangskomponente des Vektors der absoluten Strömungsgeschwindigkeit gesteigert wird, was für die zweite Turbine eine Drehmomentsteigerung ergibt. Hieraus folgt, daß der Eintrittsimpuls der Flüssigkeit, der am zweiten Turbinenteil größer ist, als es der Fall wäre, wenn der zweite Turbinenteil nicht in dieser Weise innerhalb des Strömungskreislaufs angeordnet wäre. Das Turbinendrehmoment wird also gesteigert, da die Impulsänderung der Flüssigkeit beira Durchqueren der zweiten Turbine infolge des gesteigerten Eingangsimpulses verstärkt wird.The circumferential component of the vector of the absolute flow velocity is represented by s . A comparison of the two vector diagrams shows that the circumferential component of the vector of the absolute flow velocity is increased, which results in an increase in torque for the second turbine. It follows from this that the entry momentum of the liquid, which is greater at the second turbine part than would be the case if the second turbine part were not arranged in this way within the flow circuit. The turbine torque is thus increased because the change in momentum of the liquid when it passes through the second turbine is increased as a result of the increased input momentum.

Entsprechende Vektoren für das zweite Leitrad und die dritte Turbine sind in der F i g. 2 zusätzlich angegeben.Corresponding vectors for the second stator and the third turbine are shown in FIG. 2 also indicated.

Am Austritt des zweiten Leitrades ist die Meridianströmung durch den Vektor F" dargestellt. Die Strömung in der Schaufelrichtung ist durch den Vektor W veranschaulicht. Die Vektorsumme ist gleich P",.At the outlet of the second diffuser, the meridional flow is through the Vector F ". The flow in the vane direction is represented by the vector W illustrates. The vector sum is equal to P ",.

Die Umfangskomponente der absoluten Strömungsgeschwindigkeit ist mit S" bezeichnet.The circumferential component of the absolute flow velocity is denoted by S ″.

Der Schaufelwinkel am Austritt des zweiten Leitrades ist mit 7' bezeichnet. Der entsprechende Winkel für das erste Leitrad ist mit 7' bezeichnet.The blade angle at the outlet of the second stator is denoted by 7 ' . The corresponding angle for the first stator is denoted by 7 '.

Wenn die Schaufeln des dritten Turbinenteiles die in der F i g. 2 gestrichelt dargestellte Stellung einnehmen, so kann die Umfangskomponente des Vektors der absoluten Strömungsgeschwindigkeit mit S dargestellt werden. Bei Stillstand und sehr niedrigen Geschwindigkeitsverhältnissen ist der Vektor S kleiner als der Vektor S". Hieraus folgt, daß auf die dritte Turbine ein positives Drehmoment abgegeben wird. Dieses Drehmoment ergänzt das Drehmoment der ersten Turbine, und das kombinierte Drehmoment der Turbine gelangt auf die Turbinenwelle 128. If the blades of the third turbine part are as shown in FIG. 2 occupy the position shown in dashed lines, the circumferential component of the vector of the absolute flow velocity can be represented by S. At standstill and at very low speeds, the vector S is smaller than the vector S ". It follows that a positive torque is output to the third turbine. This torque supplements the torque of the first turbine, and the combined torque of the turbine is applied to the turbine shaft 128.

Sobald das Geschwindigkeitsverhältnis steigt, verschiebt sich der Strömungseintrittsvektor am Einlaß der dritten Turbine zwischen zwei Extremwerten, die durch die Buchstaben C und D gekennzeichnet sind. Daraus erklärt sich, daß bei steigendem Geschwindigkeitsverhältnis der Impuls der Flüssigkeit, die die dritte Turbine durchquert, abnimmt. Wenn die Schaufeln festgehalten werden, würde ein negatives Drehmoment erzeugt, welches vom Turbinendrehmoment an der Welle 128 abgezogen werden müßte. Um das zu vermeiden, sind die Schaufeln der dritten Turbine einstellbar. Bei höheren Geschwindigkeitsverhältnissen können die Schaufeln in die in der F i g. 2 voll ausgezogene Winkeleinstellung verstellt werden.As soon as the speed ratio increases, the flow inlet vector at the inlet of the third turbine shifts between two extreme values, which are identified by the letters C and D. This explains why, as the speed ratio increases, the momentum of the liquid passing through the third turbine decreases. Holding the blades would create negative torque which would have to be subtracted from the turbine torque on shaft 128. To avoid this, the blades of the third turbine are adjustable. At higher speed ratios, the blades can move into the position shown in FIG. 2 fully extended angle adjustment can be adjusted.

Es können Vorkehrungen getroffen sein, um eine stufenlos veränderliche Verstellung der Schaufeln 58 der dritten Turbine zu erreichen. Auf diese Weise können optimale Verhältnisse über den gesamten Betriebsbereich erreicht werden, und die Notwendigkeit, konstruktive Kompromisse zu machen, wird vermieden. Die stufenlose Veränderung der Winkelstellung kann dadurch erreicht werden, daß ein gesteuerter Druck auf die Kammer 82 der die Schaufeln verstellenden Servovorrichtung gegeben wird. Dieser Druck kann durch ein Ventilsystem erzeugt werden, das auf die Dröhmomentanforderung der Maschine sowie auf die Geschwindigkeit des angetriebenen Teiles anspricht.Provisions can be made to achieve a continuously variable adjustment of the blades 58 of the third turbine. In this way, optimal conditions can be achieved over the entire operating range, and the need to make constructive compromises is avoided. The stepless change in the angular position can be achieved in that a controlled pressure is applied to the chamber 82 of the servo device which adjusts the blades. This pressure can be generated by a valve system that responds to the torque demand of the machine and the speed of the driven part.

Durch Verwendung einer dritten Turbine, die am Eintritt der Pumpe liegt, wird die Pumpendrehzahl bei stehender Turbine (Bremspunkt des Drehmomentwandlers) auf irgendeinen gewünschten Wert verringert, der abhängig von der gewählten Geometrie der Schaufeln ist. Die Geschwindigkeit des Pumpenteiles steigt dagegen rasch, wenn das Geschwindigkeitsverhältnis ansteigt, und es ergibt sich ein verhältnismäßig rascher Anstieg der Charakteristik des K-Faktors (Kennwert).By using a third turbine at the inlet of the pump is, the pump speed is with the turbine stopped (braking point of the torque converter) reduced to any desired value depending on the geometry chosen the shoveling is. The speed of the pump part, on the other hand, increases rapidly when the speed ratio increases, and there is a proportional rapid increase in the characteristic of the K-factor (parameter).

Jede Drehmomenterhöhung, die durch den dritten Turbinenteil erzeugt wird, ergibt eine Senkung des Impulses der Flüssigkeit, die die dritte Turbine durchquert. Dies bedeutet, daß die Umfangskomponente des Vektors der absoluten Strömungsgeschwindigkeit in Richtung der Pumpendrehrichtung kleiner wird. Aus diesem Grunde wird die Geschwindigkeit der Pumpe in Richtung Null reduziert. Der Drehmomentzusatz der dritten Turbine schwindet indessen, wenn das Geschwindigkeitsverhältnis steigt. Der Einfluß des dritten Turbinenteiles auf die Größe des Vektors der absoluten Strömungsgeschwindigkeit am Eintritt des ersten Pumpenteiles vermindert sich progressiv. Der K-Faktor steigt bei gesteigerten Geschwindigkeitsverhältnissen rasch und bleibt nicht relativ gleichmäßig, wie bei üblichen Anordnungen, bevor der Kupplungspunkt erreicht ist. So kann das Spitzendrehmoment der Maschine während der Beschleunigung rasch erreicht werden.Any torque increase generated by the third turbine part results in a decrease in the momentum of the liquid passing through the third turbine. This means that the circumferential component of the vector of the absolute flow velocity becomes smaller in the direction of the pump rotation. Because of this, the speed the pump is reduced towards zero. The additional torque of the third turbine disappears meanwhile, as the speed ratio increases. The influence of the third turbine part on the size of the vector of the absolute flow velocity at the entrance of the first part of the pump decreases progressively. The K-factor increases with increased Speed ratios quickly and does not stay relatively steady, as with usual arrangements before the coupling point is reached. So can the peak torque of the machine can be reached quickly during acceleration.

In F i g. 2 stellt U den Umfangsvektor der Drehgeschwindigkeit des dritten Turbinenteiles dar. Der Schaufelwinkel ist mit dem Buchstaben T und die Vektorensumme des Drehvektors und der Strömung W in Schaufelrichtung ist mit Y bezeichnet. Der Meridianstrom hat das Symbol F.In Fig. 2, U represents the circumferential vector of the rotational speed of the third turbine part. The blade angle is indicated by the letter T and the vector sum of the rotational vector and the flow W in the blade direction is indicated by Y. The meridional flow has the symbol F.

In F i g. 3 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform ist derjenigen der F i g. 1 ähnlich, indessen kann die Winkelstellung der Schaufeln der zweiten Pumpe verändert werden. Die Einzelteile der Ausbildung nach F i g. 3 haben die gleichen Konstruktionselemente wie die F i g. 1 und sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, obgleich Zusätze verwendet wurden.In Fig. 3 shows another embodiment of the invention. This embodiment is that of FIG. 1 , but the angular position of the blades of the second pump can be changed. The individual parts of the training according to F i g. 3 have the same constructional elements as FIG. 1 and are denoted by the same reference numerals, although additions have been used.

Die Schaufeln 182' der zweiten Pumpe sitzen auf einzelnen Wellen 200, die von dem Gebäuseteil 22' der Pumpe getragen werden. Der Gehäuseteil 22' trägt außerdem einen Servozylinder 202, der mit der inneren Fläche des Gehäuseteiles 22' zusammenwirkt sowie mit dem Ringkolben 204, um einen Druckraum 206 zu bilden. Der Kolben 204 ist mit einer gekröpften Kurbel 208 verbunden, die mit der Welle 200 verbunden ist. Es kann für jede Welle 200 eine besondere Kurbel 208 vorgesehen sein, die jeweils mit dem Kolben 204 verbunden ist. Diese Verbindung ist schematisch in der F i g. 3 mit 210 bezeichnet.The blades 182 'of the second pump sit on individual shafts 200 which are carried by the housing part 22' of the pump. The housing part 22 ′ also carries a servo cylinder 202 which cooperates with the inner surface of the housing part 22 ′ and with the annular piston 204 in order to form a pressure chamber 206. The piston 204 is connected to a cranked crank 208 which is connected to the shaft 200. A special crank 208 , which is connected to the piston 204 in each case, can be provided for each shaft 200. This connection is shown schematically in FIG. 3 labeled 210.

Die Kammer 206 kann in irgendeiner geeigneten Weise unter Flüssigkeitsdruck gesetzt werden.The chamber 206 can be pressurized with liquid in any suitable manner.

F i g. 3 A zeigt zwei Stellungen der Schaufeln 186'. Diese Schaufeln können in die gestrichelt dargestellte Lage nach F i g. 3 A bei niedrigem Geschwindigkeitsverhältnis gestellt werden sowie bei Beschleunigungen, um ein maximales Startdrehmoment zu erzeugen. Wenn die Schaufeln 186' in die gestrichelte Lage nach F i g. 3 A eingestellt sind, werden die Vektoren relativ zu dem entsprechenden Vektor der Umfangsgeschwindigkeit am Eintritt der zweiten Pumpe vergrößert. Dies ergibt sich infolge der Steigerung des Impulses der Flüssigkeit beim Durchqueren der Pumpe.F i g. 3A shows two positions of the paddles 186 '. These blades can be moved into the position shown in dashed lines according to FIG. 3 A at a low speed ratio as well as during acceleration in order to generate a maximum starting torque. When the blades 186 'are in the dashed position shown in FIG. 3 A are set, the vectors are increased relative to the corresponding vector of the circumferential speed at the inlet of the second pump. This is due to the increase in the momentum of the liquid as it traverses the pump.

Um den Kupplungswirkungsgrad aufrechtzuerhalten und um den Wirkungsgrad während des Betriebes bei höheren Geschwindigkeitsverhältnissen zu verbessern, müssen die Schaufeln 182' durch Veränderung des Druckes in der Kammer 206 in die voll ausgezeichnete Lage nach F i g. 3 A gestellt werden.In order to maintain clutch efficiency and to improve efficiency during operation at higher speed ratios, the vanes 182 ' must be brought into the fully highlighted position of FIG. 1 by changing the pressure in the chamber 206 . 3 A.

Claims

Claims: 1. A hydrokinetic torque converter, in particular for motor vehicles, follow in which in the toroidal flow circuit a pump more turbines and diffusers, d a d u rch g e - denotes that in each case an additional pump is arranged between two turbines, the flow from one of the Turbines following stator takes over.

2. Torque converter according to claim 1, characterized in that when the first pump (180) is arranged in the radially outwardly directed flow of the toroidal circuit and when the second turbine (112) is arranged in the radially inwardly directed flow region, the first turbine (42) , the first stator (136) and the second pump (182) are located in the radially outer region of the flow circuit. 3. Torque converter according to claim 1 and 2, characterized in that the two pumps (180, 182) are connected to one another. 4. Torque converter according to claim 1 to 3, characterized in that one overrunning clutch (156, 176) is provided for each of the first and second stator wheels (136, 160). 5. Torque converter according to claim 1 to 4, characterized in that the angular position of the blades (182 ') of the second pump is adjustable relative to the angular position of the blades of the other parts of the torque converter.