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Strömungsgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Strömungsgetriebe,
das aus einem umlaufenden Pumpenrad und einem oder mehreren Leit- und/oder Turbinenräder
besteht, die im Kreislauf von einer durch das Pumpenrad geförderten, der Drehmomentwandlung
dienenden Betriebsflüssigkeit beaufschlagt werden, welche durch eine Flüssigkeitspumpe
in den Wandlerraum, insbesondere unter überdruck, eingebracht wird.
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Um einen günstigen Wirkungsgrad bei Strömungsgetrieben zu erhalten
und Leckverluste im Strömungskreislauf auszugleichen, ist es bekannt, den der Drehmomentwandlung
dienenden Pumpen-, Leit- und Turbinenräder durch eine unabhängig angetriebene Pumpe
Flüssigkeit zuzuführen. Der Antrieb wird dabei entweder unmittelbar von der Brennkraftrnaschine
oder dem Pumpenrad des Wandlers abgeleitet. Die Pumpen bei den bekannten Ausführungen
sind als Zahnrad- oder Zahnringpumpen ausgeführt und derartig bemessen, daß bei
genügend großer Fördermenge der Flüssigkeitsdruck im Wandlerraum etwa 2,5 bis 6,5
atü beträgt. Da dieser Druck nach Erreichen des sogenannten Kupplungspunktes, d.
h. der Wandung nahe eins nicht mehr benötigt wird und im wesentlichen noch Leckverluste
auszugleichen sind, fördern diese Pumpen mit konstantem Liefergrad in der zuletzt
genannten Betriebsphase zu große Mengen, so daß die Flüssigkeit über Ventilsätze
in den Saugraum der Pumpe zurückgeführt werden muß. Der erhebliche Leistungsaufwand
für die Pumpe wird somit über einen großen Arbeitsbereich des Getriebes nutzlos
in eine unerwünschte Erwärmung der Flüssigkeit umgesetzt, die durch einen besonderen
Kühler kompensiert werden muß. Um diese Mängel zu vermeiden, wurde schon die Verwendung
von Mehrstufenpumpen vorgeschlagen, welche in Abhängigkeit der Drehmomentwandlung
mit einer abnehmenden Anzahl von Pumpenelementen fördert. Die Verwendung derartiger
Pumpen verteuert infolge ihres komplizierten und vielteiligen Aufbaues das Getriebe
beträchtlich.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, für die Füllpumpe
des Wandlers eine Antriebsverbindung zu schaffen, welche bei Wandlungsbeginn einen
hohen Anfangsdruck bei genügend , großer Fördermenge liefert und bei Erreichen des
Kupplungspunktes im wesentlichen nur noch Leckverluste ausgleicht, d. h. eine leistungsabhängige
Anordnung, welche die Vorsehung gebräuchlicher Pumpenelemente ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein Teil der Förderglieder
der Flüssigkeitspumpe mit dem Pumpenrad des Strömungsgetriebes und ein anderer Teil
der Förderglieder der Pumpe mit einem der Leit- oder Turbinenräder verbunden ist,
so daß die Betriebsflüssigkeit ausschließlich bei abweichenden Drehzahlen vom Pumpenrad
und einem der Leit-oder Turbinenräder in den Wandlerraum gefördert wird. Durch diese
Vorkehrung wird mit einfachen Mitteln die Pumpenförderung proportional dem jeweiligen
Leistungsbedarf angepaßt, so daß jede Verlustleistung und eine unerwünschte Erwärmung
des Arbeitsmittels vermieden wird. Wird die Flüssigkeitspumpe durch eine an sich
bekannte Zahnringpumpe gebildet, welche vorzugsweise zwischen einer Wandung des
Pumpenrades und einer Wandung des Leitrades angeordnet ist, so erfährt der Wandler
in axialer Richtung keine bauliche Vergrößerung. Ein einfacher, wenige Teile beanspruchender
Aufbau der Pumpe wird dadurch erhalten, daß der Außenring der an sich bekannten
Zahnringpumpe in der Drehachse des Strömungsgetriebes fest mit dessen Pumpenrad
verbunden ist und der außermittig zum Außenring gehaltene Innenring frei drehbar
zwischen dem Pumpenrad und dem Leitrad geführt ist. Eine weitere Vereinfachung ergibt
sich dadurch, daß der Innenring über einen Teil seines Umfanges formschlüssig mit
dem Außenring unter der Wirkung eines Füllkörpers im Eingriff steht, welcher am
Leitrad befestigt ist. Besondere Führungen und Leitungen für die Flüssigkeit auf
der Druckseite der Pumpe werden gespart, wenn die Flüssigkeitszufuhr von der Zahnringpumpe
in den Strömungskreislauf durch eine Ausnehmung in der Wandung des Leitrades erfolgt.
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In den Zeichnungen, welche eine beispielsweise Ausführungsform der
Erfindung veranschaulichen, ist F i g. 1 ein senkrechter Mittellängsschnitt durch
einen Teil eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers für ein Kraftfahrzeug mit dem
erfindungsgemäßen Antrieb der Füllpumpe und
F i g. 2 ein Querschnitt
nach der Linie II-11 der F i g. 1 durch die Füllpumpe.
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Mit der angedeuteten Kurbelwelle 1 einer Brennkraftmaschine ist die
Antriebswelle 2 eines Drehmomentwandlers 3 verbunden, welche ein zweiteiliges Gehäuse
umfaßt, dessen Hälften 4 und 5 durch am Umfang verteilt angeordnete Schrauben 6
verbunden sind, an welchen zugleich der Anlaßzahnkranz 7 der Maschine befestigt
ist. Die Gehäusehälfte 4 ist an der Antriebswelle 2 befestigt, während die Gehäusehälfte
5 das mit Schaufeln 8 besetzte Pumpenrad des Wandlers bildet. Das Turbinenrad 9
des Wandlers ist an einem Flansch 10 einer Hohlwelle 11 befestigt, die sich koaxial
zur Antriebswelle 2 erstreckt. Auf der Hohlwelle 11 ist das Sonnenrad 12 eines im
einzelnen nicht näher gezeigten Planetenrädergetriebes 13 angeordnet, das dem Wandler
nachgeschaltet ist und von welchem der Antrieb des Fahrzeuges abgeleitet wird. Der
Wandler weist ferner einen Leitapparat 14 mit Schaufelsätzen 15 und 16 auf, welche
mit einer gemeinsamen Hülse 17 unter Vermittlung eines Freilaufgesperres
18 auf einer feststehenden hohlen Trägerwelle 19 abgestützt sind. Die Trägerwelle
19 ist mit dem den Wandler 3 und das Planetengetriebe 13 aufnehmenden Getriebegehäuse
20 verbunden. Die Trägerwelle 19 dient mit ihrer Innenfläche 21 zur Führung der
Hohlwelle 11, während auf ihrer Außenseite 22 die Nabe 23 des Pumpenrades 5 frei
drehbar gehalten ist.
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Zur Förderung von Flüssigkeit in den Wandlerraum 24 ist eine Zahnringpumpe
25 vorgesehen, welche aus einem Außenring 26, einem Innenring 27 sowie einem Füllkörper
28 (F i g. 2) besteht. Der Außenring 26 ist drehfest in eine zylindrische Ausnehmung
29 des Pumpenrades 5 eingesetzt und stützt sich mit einer Seitenfläche 30 auf einer
Wandung 31 des den Schaufelsatz 15 tragenden Leitrades 14 ab. Der Innenring 27 ist
frei drehbar zwischen der Ausnehrnung 29 und der Wandung 31 des Leitrades 14 angeordnet
und durch den Füllkörper 28 exzentrisch zur Drehachse X-X des Wandlers derart gehalten,
daß seine Zähne 32 über einen Teil des Umfanges mit den Zähnen 33 des Außenringes
26 im Eingriff sind. Der Füllkörper 28 ist mit Stiften 34 am Leitrad
14 befestigt. Der Raum zwischen den Wandungen 29
und 31 bildet einen
Ringkanal 35, der durch einen federnden Dichtring 36 gegen die Nabe 23 des
Pumpenrades 5 zu abgedichtet ist und über eine Ausnehmung 37 in der Nabe 23 mit
dem Saugkanal 38 der Pumpe in Verbindung steht. Der Saugkanal 38
durchsetzt
die Wandung des Getriebegehäuses 20 und endet in dem nicht gezeigten Ölsumpf des
Wandlers. Der Ringkanal 35 steht über eine Nut 39 in der Wandung 31 des Leitrades
mit der in F i g. 2 angedeuteten Saugzone 40 der Pumpe in Verbindung. Von
der der Saugzone 40 gegenüberliegenden Druckzone 41 der Pumpe tritt die Flüssigkeit
durch eine Öffnung 42 im Leitrad 14 unmittelbar in den Raum 24 des Wandlers. Der
Rückfluß der Flüssigkeit erfolgt durch einen Spalt 43 zwischen dem Turbinenrad 9
und der Gehäusehälfte 4 entgegen der Wirkung eines Rückschlagventils 44, das in
der Drehachse X-X zwischen der Trägerwelle 11 des Turbinenrades 9 und der Antriebswelle
2 des Wandlers angeordnet ist. Das Rückschlagventil 44 besteht aus einer den Spalt
43 abschließenden Scheibe 45? welche durch eine Druckfeder 46 in Lage gehalten wird,
die sich an der Welle 11 abstützt. Wird das Pumpenrad 5, 8 des Wandlers durch
die Antriebswelle 2 und damit der Außenring 26 der Pumpe 25 in Umlauf versetzt,
so wird der Innenring 27 gleichfalls in Umfangsrichtung mitgenommen. Die
beim Umlauf aus dem Saugkanal 38 in den Ringraum 35 eintretende Flüssigkeit gelangt
durch die Nut 39 in dem zunächst feststehenden Leitrad 14 zur Saugzone
40 der Pumpe und wird in den einzelnen Zahnlücken zur Druckzone
41 gepreßt, von wo sie über die Öffnung 42 in den Wandlerraum 24 gelangt,
um im Kreislauf die Schaufeln 8 des Pumpenrades, das Turbinenrad 29 sowie die Schaufelsätze
15,16 des Leitrades 14 zu durchströmen. Die Pumpe ist derart ausgelegt, daß der
Flüssigkeitsdruck in Raum 24 im höchsten Wandelbereich annähernd 2,5 atü beträgt.
Hat die Drehmomentwandlung den Kupplungspunkt erreicht, so wird das Leitrad
14 von seinem Gesperre 18 freigegeben und läuft mit dem Pumpenrad 5 um. Damit
ist die Relativdrehzahl zwischen dem Pumpenrad und dem Leitrad aufgehoben, so daß
sowohl der Außenring 26 und der Innenring 27 der Pumpe wie auch der Füllkörper 28
derselben mit den genannten Teilen 5, 9, 14 des Wandlers umlaufen, wodurch die Förderleistung
der Pumpe nahezu auf Null absinkt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Pumpe
nur dann arbeitet, wenn ein vom Wandler abhängiger Leistungsbedarf vorliegt. Dieselbe
Wirkungsweise wird auch dann erhalten, wenn die Glieder der Pumpe zwischen dem Pumpenrad
und dem Turbinenrad angeordnet sind.