DE2008456B2 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem Kühlmittelkreislauf für die Arbeitsflüssigkeit und einem Ventil zwischen der Zu- und Abflußleitung des Wandlers zur Änderung der Kühlmittelmenge in Abhängigkeit vom Übersetzungsverhältnis des Wandlers.

Bei einem bekannten Drehmomentwandler dieser Art (deutsche Auslegeschrift I 160 255) ist ein federbelastetes Kolbenventil in der Rücklaufleitung vom Wandler zum Kühler und zur Pumpe angeordnet, wobei das Ventil mit steigendem Druck in der Vorlaufleitung durch diesen Druck weiter geöffnet wird. Der Druck vor dem Wandler ändert sich in Abhängigkeit von dem im Wandler herrschenden Übersetzungsverhältnis derari, daß ein Anstieg des Übersetzungsverhältnisses (hoher Schlupf) ein Ansteigen der. Druckes bewirkt, so daß das Ventil öffnet und den zur Kühlung des Wandlers benötigten Zustrom an Kühlflüssigkeit erhöht, während andererseits bei hoher Leistung des Wandlers (geringes Übersetzungsverhältnis) ein Leersaugen des Wandlers verhindert werden soll, indem in diesem Betriebszustand das Ventil wieder schließt.

Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung beruht darin, daß die Kühlmenge schwankt und bei hohem Schlupf des Wandlers eine entsprechend große Kühlmenge benötigt wird, so daß die Pumpe für diese große Fördermenge ausgelegt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Drehmomentwandler der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß der in den Wandler eingespeiste bzw. der daraus abfließende Kühlmittelfluß im gesamten Drehzahlbereich ohne nachteilige Wirkungen auf den Betrieb des Wandlers im wesentlichen konstant bleiben kann und die Förderleistung der Kühlkreisl.i'jfpumpe im Vergleich zu bekannten Wandlern verringerbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen mit den Zu- und Abflußleitungen in Vcr'uiiiuunii stehenden Ringkammern am Ein- und Auslaß des Wandlers wenigstens ein Verbindungska nal vorgesehen ist. in dem ein vom Auslaßdruck gesteuertes und mit steigendem Auslaßdruck öifnendes Ventil zur Rückführung einer vorbestimmten Flüs-

in sigkeitsmenge in den Wandler angeordnet ist.

Die rr.it der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin. daP anstatt der bei mit hohem o^hlupf arbeitenden Wandlern bisher zur Deckung einer großen Füümenge und zur Vermeidung von Kavitationserscheinungen benötigten großen Kühlkreislaufpumpe nunmehr nur eine verhältnismäßig kleine K.ühlkreislaufpumpe nötig, ist. Der Kühlfluß bleibt unabhängig vom Drehzahlverhältnis bei jedem Betriebszustand im wesentlichen konstant, wobei trotzdem bei großem Wandlerschlupf eine hohe Füllung vorhanden ist. Die Verringerung der Förderleistung der Kühlpumpe gewinnt insbesondere in dem Zusammenhang an Bedeutung, wenn der Wandler in Verbindung mit einem Kraftfahrzeuggetriebe Veras wendung findet. D^nn nämlich versorgt die Pumpe nicht nur den Wandler, sondern zusätzlich noch die hydraulischen Kupplungen des Getriebes. Somit wird der Gesamtwirkungsgrad des automatischen Getriebes erheblich erhöht.

Um ein solches Ventil in einem Drehmomentwandler ohne Vergrößerung der äußeren Abmessungen in zweckmäßiger Weise einzubauen, weist die Leitradnabe an e>nem Ende des Verbindungskanals eine ringförmige Nut und das Ventil ein plattenartiges Ventilelement auf. wobei eine Fläche des Ventilelements den Druck der Einlaßtingkammer und die andere Fläche mit ihrem von der ringförmigen Nut begrenzten Abschnitts dem Druck der Auslaßringkammcr ausgesetzt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt den hydrodynamischen Drehmomentenwandler 10, bestehend aus einer drehbaren Antriebswelle 11, einer drehbaren Abtriebswelle 12. einer nichtdrehbaren Bodenhülse 13, sowie einem Gehäuse 14, das einen Stator 16. ein drehbares Pumpenrad 17 und ein drehbares Turbinenrad 18 einschließt. Das Pumpenrad, das Turbinenrad und der Stator besitzen Schaufelabschnicte 27, 53 und 58, die eine Ringkammer für die eigentliche Drehmomentwandlereinrichtung bilden.

Teile des Gehäuses 14 und der Bodenhülse 13 begrenzen einen Strömungsmitteleinlaßkanal 19, während Teile der Bodenhülse 13 und der Abtriebswelle 12 einen Strömungsmittelausiaßkanal 21 bilden. Die Kanäle 19 und 21 sind zu einem Strömungsmittelkreislauf miteinander verbunden, der durch die Zuflußleitung 22, die Abflußleitung 23, die Wanne 24 und die Pumpe 26 schematisch dargestellt ist. Die Größe der Pumpe 26 wird durch eine vorgewählte, durch den Wandler hindurch umzuwälzende Kühlflußmenge bestimmt.

Das drehbare Pumpenrad 17 umfaßt einen Schaufelabschnitt 27 und einen Nabenabschnitt 28, der mittels zweier Kugellager 29 und der Halteringe 32, 33 drehbar auf der Bodenhülse 13 gelagert ist. Der Pumpenradnabenabschnilt 27 ist durch Nieten, wie bei 36, an einem Kupplungselement 34 befestigt. Das

Kupplungselement 34 ist mit einer Gruppe von Kupplungsscheiben 37 verbunden, die abwechselnd mit einer Gruppe von Reibungsplattcn 38 zusammenarbeiten. Die Reibungsplatten 38 sind wiederum mit einem Nabenabschnitt 39 des Gehäuses 14 verbunden. Auf dem Nabenabschnitt 39 ist eine Druckplatte 41 so gelagert, daß sie eine axiale Bewegung in Richtung auf die Kupplungsscheiben 37 und die Reibungsplatien 38 zu und von ihnen fort ausführen kann. Eine Feder 4.2 ist so angeordnet, daß sie auf die Druckplatte 41 einwirkt und die Druckplatte 41 von den Reibungsplaaen fortdrückt. In dem Gehäuse 14 ist eine Öffnung 43 für die Λ ifnahme des äußeren Betätigungsbauteils 44 vorgesenen. der so angeordnet ist. daß er die Platte 41 mii einer außenstehenden Reibungsplatte 38 in Klemmeingriff bringt und dadurch die Reibungsplatien 38 und die Kupplungsplatten 37 zusammenklemmt, um eine Wirkverbindung zwischen dem Gehäuse 14 und dem Pumpenrad 17 aufzubauen.

Der Nabenabschnitt 39 des Gehäuses 14 ist mittels eines Kugellagers 46 drehbar auf der Bodenhülse 13 gelagert. Der Nabenabschnitt 39 schließt außerdem zwei Strömungsmittelkanäle 47, 48 ein. die mit dem Strömungsmitteleinlaßkanal 19 in Verbindung stehen. Das Kupplungselement 34 und der Gehäuseendabschnitt 39 bilden zusammen einen Strömungsmittelhohlraum 49, der mit dem Einlaßkanal 19 durch Leitungen 47, 48 und mit dem Schaufelabschnif 27 des Pumpenrades 17 durch die Einlaßöffnungen 51 und die Öffnung 52 verbunden ist.

Das Turbinenrad 18 schließt einen Schaufelabschnitt 53 und einen Nnbenabschnitt 54 ein, wobei der Nabenabschnitt 54 mittels des Kugellagers 56 drehbar in der Antriebswelle 11 gelagert und durch eine Kerbverzahnung 57 mit der Abtriebswelle 12 zum Antrieb der letzterer, verbunden ist.

Der Stator 16 schließt einen Schaufelabschnitt 58 und eine Leitradnabe 59 ein, die auf der Bodenhülse 13 mittels einer Kerbverzahnung 61 festgelegt ist. Die Leitradnabe 59 ist axial von dem Pumpenradnabenabschnitt 28 mittels einer Abstandhülse 62 auf Abstand gehalten, die eine Einlaßringkammer 63 bildet und den Schaufelabschnitt des Stators mit Bezug auf den Schaufelabschnitt des Pumpenraoes festlegt, um eine Einlaßöffnung 52 zu bilden. Die Leitradnabe 59 ist axial von dem Turbinennabenabschnitt 54 durch ein Drucklager 64 und einen Abstandshalter 66 getrennt, die eine Auslaßringkammer 68 bilden und den Schaufelabschnitt des Stators mit Bezug auf den Schaufelabschnitt der Turbine festlegen, um eine Auslaßöffnung 67 zu bilden.

Das Ventil 69 schließt einen oder mehrere Verbindungskanäle 71 ein, die sich durch die Leitradnabe 59 hindurch erstrecken und in eine ringförmige Nut 72 einmünden, sowie ein auf Druck ansprechendes bewegliches Ventilelement 73 in Form eines ringförmigen Plattenkörpers. Das Ventilelement 73 wird durch die Feder 74, die zwischen einer Stirnfläche 76 des Plattenkörpers und der Abstandshülse 62 eingespannt ist. in eine erste Stellung beaufschlagt. In dieser ersten Stellung ist die eine Stirnfläche 76 des Ventilelements 73 dem Strömungsmittel in der Einlaßringkammer 63 ausgesetzt, wahrend seine gegenüberliegende andere Fläche 77 die Verbindungskanäle 71 und die ringförmige Nut 72 dort abdeckt, wo sie dem in der Auslaßringkammer 68 vorhandenen Strömungsmittel ausgesetzt ist.

Der Betrieb des r>rehmomentenwar,dlers sei an

ίο Hand des Sirömungsrnutelflusses durch die Vorrichtung hindurch erklärt. Es wird durch die Pumpe 26 ein vorbestimmter Strömungsmittelfluß vorgesehen und durch die Leitung 22 zum Einlaßkanal 19 geführt. Von dem Einlaßkanal 19 wird das Strömungsmitte! durch die Kanäle 47 und 48 zum Strömungsmittelhohlraum 49 geführt. Es sei darauf hingewiesen, daß ein Teil des Strömungsmiuels zwischen die Platten 37. 38 geleitet und z» dem Hohlraum 49 zurückgeführt werden kann, von dem Hohlraum 49

ao wird das Strömungsmittel durch den Einlaß 51 zu der Eiu'iaßringkammer 63 und der Einlaßöffnung 52 geführt. Das Strömungsmittel strömt durch die EinlaßöPnung 52 in die Ringkammer ein und wird einem Ringfluß durch die Schaufelabschnitte des Pumpenrades, der Turbine und des Stators ausgesetzt, und tritt durch den Auslaß 67 aus und in die Auslaßringkammer 68 ein.

Das Strömungsmittel fließt von der Auslaßringkammer 68 durch den Auslaßkanal 21 zur Abflußleitung 23 und zur Pumpe 24.

Das Beschickungsströmungsmittel oder das dem Ringfluß ausgesetzte Strömungsmittel in den Schaufelabschnitten des Pumpenrades, der Turbine und des Stators ist verschiedenen Einlaß- und Auslaßdruckgefällen ausgesetzt, in Abhängigkeit von den verschiedenen Geschwindigkeitsverhäunissen des Pumprades und der Turbine. Um einen konstanten Kühlfluß durch die Vorrichtung innerhalb des gesamten Drehzahlenverhältnisbereiches aufrechtzuerhalten, ist das Ventil 69 vorgesehen. Die Feder 74, die Fläche des Ventilelements 76 und die Nut 72 sind so ausgebildet, daß sie zwischen der Einlaßringkammer 63 und der Auslaßringkammer 68 einen vorgegebenen Druckunterschied bestimmen. Das Ventil 69 regelt den zwischen dem Einlaßkanal 19 und dem Auslaßkanal 21 herrschenden Druckunterschied und stellt somit einen konstanten Kühlmittelfluß durch die Vorrichtung sicher. Wenn die Vorrichtung bei Drohzahlverhältnissen arbeitet, die höhere Ausgangsdrücke relativ zu dem Eingangsdruck erzeugen, dann wirkt der Strömungsmittelauslaßdruck auf die andere Fläche 77 des Ventilelements 73 ein und bewegt diese gegen die Feder 74, so daß ein Strömungsmittelrückfluß von der Auslaßringkammer 68 zur Einlaßringkammer erfolgt. Somit bleiben die Menge des Beschickungsströmungsmittels, das dem Ringfluß ausgesetzt wird, und die Menge des Kühlflusses innerhalb des gesamten Bereiches der Drehzahlverhältnisse im wesentlichen konstant.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einem Kühlmittelkreislauf für die Arbeitsflüssigkeit und einem \ entil zwischen der Zu- und Abflußleitung des Wandlers 'ur Änderung der Kühlmiuelmenge in Abhängigkeit vom Übersetzungsverhältnis des Wandlers, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mit den Zu- und Abfiußleitungen (22. 23) in Verbindung stehenden Ringkammern (63. 68) am Ein- und Auslaß (51. 67) des Wandlers wenigstens ein Yerbindunüskanal (71) vorgesehen ist. in dem ein vom Auslaßdruck gesteuertes und mit steigendem Auslaßdruck öffnendes Ventil (69) zur Rückführung einer vorbestimmten Flüssigkehsmenge in ilen Wandler ang< ι rdnet ist.

2. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Leitradnabe (59) an einem Ende des Verbindungskanals (71) eine ringförmige Nut (72) und das Ventil (69) ein plattenartiges Ventilelement (73) aufweist, wobei eine Fläche (76) des Ventilelements dem Druck der Einlaßnngkammer (63) und die andere Fläche (77) mil ihrem von der ringförmigen Nut (72) begrenzten Abschnitt dem Druck der Auslaßringkammer (68) ausgesetzt ist.