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Strömungsgetriebe mit gekühlten Turbokreisläufen
Die gegenständliche Erfindung betrifft Strömungsgetriebe, insbesondere solche für Fahrzeugantrieb, mit mehreren hydrodynamischen Kreisläufen mit Füllungssteuerung, die einzeln nacheinander gefüllt werden und bei denen die Schaufelräder der jeweils vorher entleerten Kreisläufe in Luft rotieren und die Betriebsflüssigkeit sowohl zur Drehmomentübertragung als auch zur Kühlung der hydrodynamischen Kreisläufe sowie zur Schmierung der den Turbokreisläufen vor-bzw. nachgeschalteten mechanischen Getriebe dient.
Bekanntlich wird in Strömungsgetrieben ein Teil der zugeführten Energie als Folge nicht vermeidbarer Strömungs- bzw. Reibungsverluste entsprechend dem Wirkungsgrad der hydrodynamischen Kreisläufe In Wärme umgewandelt, die zur Vermeidung einer unzulässig hohen Erwärmung durch besondere Massnahmen und Mittel abgeleitet werden muss.
Dies geschieht bei Strömungsgetrieben mit einfachem Turbokreislauf nach einem bekannten Vorschlag in der Weise, dass ein Teil der im Turboarbeitsraum befindlichen heissen Betriebsflüssigkeit durch Auslassöffnungen am Umfang des Arbeitsraumes ständig abgeführt, in einem Kühler ständig rückgekühlt und dem Arbeitsraum wieder zugeführt wird. In einem gemeinsamen Sammelbehälter vermischen sich die aus dem Turboarbeitsraum abströmende heisse Betriebsflüssigkeit und die aus dem Kühler abströmende gekühlte Betriebsflüssigkeit und die Füllpumpe fördert dann die Betriebsflüssigkeit mittlerer Temperatur wieder in den Arbeitskreislauf und den Kühler. Bei diesen Temperaturverhältnissen arbeiten jedoch weder der Arbeitsraum noch der Kühler mit ihrem grösstmöglichen Temperaturgefälle und es ergibt sich somit eine entsprechend geringere Kühlwirkung.
Diese Art der Kühlung ist jedoch bei füllungsgesteuerten Strömungsgetrieben mit mehreren Turbokreisläufen nicht anwendbar, weil die jeweils entleerten Kreisläufe überhaupt nicht mehr gekühlt werden, anderseits in den Kreisläufen als Folge der meist sogar mit höheren Drehzahlen in Luft weiter umlaufen- den Schaufelräder infolge der Ventilationsverluste und der Luftreibung erhebliche Wärmemengen anfallen.
Zum Zwecke der Kühlung hat man hiefür vorgeschlagen, den Turboarbeitsraum mit einem Kühlmantel zu umgeben, durch den die gekühlte Betriebsflüssigkeit geleitet wird, bevor sie dem Turboarbeitsraum zugeführt wird.
Diese Art der Kühlung bewirkt jedoch einen erheblichen Druckverlust der Betriebsflüssigkeit, so dass die Füllpumpe entsprechend grösser ausgelegt werden muss, wodurch wieder der Gesamtwirkungsgrad des Strömungsgetriebes ungünstig beeinflusst wird. Ausserdem wird die bereits im Kühlmantel aufgeheizte Flüssigkeit in diesem Zustand in den Arbeitsraum der Turbokreisläufe geleitet, so dass ein erhöhter Durchsatz an Betriebsflüssigkeit und damit auch eine grössere Leistung der Füllpumpe erforderlich ist.
Die Erfindung verfolgt den Zweck, den Wirkungsgrad der Strömungsgetriebe zu verbessern.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei Strömungsgetrieben, insbesondere bei solchen mit meh-
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reren Turbokreisläufen, die einzeln nacheinander gefüllt werden, wobei die Schaufelräder der jeweils vor- her entleerten Turbokreisläufe in Luft rotieren, ein unter Verwendung der Betriebsflüssigkeit als Kühl- mittel arbeitendes Kühlsystem zu schaffen, um die den bekannten Strömungsgetrieben dieser Art anhaf- tenden Mängel und Nachteile zu vermeiden.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zum Umwälzen des zur Kühlung der Turbokreisläu- fe dienenden Teiles der Betriebsflüssigkeit eine im Strömungsgetriebe vorhandene sekundärseitig ange- triebene Hilfspumpe dient, deren Fördermenge der für die Kühlung der Turboarbeitsräume erforderlichen
Kühlmittelmenge entspricht.
Als Hilfspumpe wird erfindungsgemäss vorzugsweise die Sekundärschmierpumpe des Strömungsgetrie- bes verwendet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass dem Kühlmantel der Turbokreisläu- fe vorzugsweise eine vom Fülldruck der hydrodynamischen Kreisläufe betätigte Steuervorrichtung nachge- schaltet ist, welche die Zuführung des Kühlmittels entweder zurück in den Vorratsbehälter für die Be- triebsflüssigkeit bei Leistungsübertragung (bei Fahrbetrieb) oder in ein anderes Leitungssystem, vorzugs- weise in den Schmierkreislauf (bei Abschleppfahrt) bewirkt. Als Steuervorrichtung dient erfindungsgemäss vorzugsweise ein füllungsgesteuerter Steuerkolben.
Aus den Merkmalen der Erfindung ergibt sich zunächst der Vorteil, dass das Sekundärschmieröl, das bei den bekannten Strömungsgetrieben beiAbschleppfahrten ausschliesslich der Schmierung der Lagerstel- len und Zahntriebe dient und bei Fahrbetrieb gegen geschlossenes Ventil gedrückt wird, durch die erfin- dungsgemässe Benutzung als Kühlmittel während des Fahrbetriebes ökonomisch ausgenutzt wird und damit zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Strömungsgetriebes beiträgt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Kühlmitteldurchsatz mit der Sekundärdrehzahl, d. h. mit den in den Turboarbeitsräumen anfal- lenden Wärmemengen ansteigt.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Das in der Zeichnung dargestellte Strömungsgetriebe besteht aus Drehmomentwandlern 1, 2. Um den Drehmomentwandler 1 ist ein Kühlmantel 3 gelegt. Eine Pumpe 4, die nur schematisch dargestellt ist, fördert Öl aus der nicht dargestellten Ölwanne des Strömungsgetriebes und von ihr in den
Kühlmantel 3. Diese Pumpe 4 dient üblicherweise nur zur Schmierölversorgung, wenn das Strömungsgetriebe nicht angetrieben wird. Zur Versorgung der Drehmomentwandler 1, 2 ist eine weitere, ebenfalls nur schematisch dargestellte Pumpe 5 vorgesehen, die direkt mit dem Antrieb des Getriebes verbunden ist.
Wird die Primärseite des Strömungsgetriebes angetrieben, so fördert die Pumpe 5 Arbeitsöl durch Leitungen 6, 7 in den entsprechenden Drehmomentwandler 1 oder 2 und in das Schmiersystem. Unter Primärseite des Strömungsgetriebes versteht man das Antriebssystem, das alle kraftübertragenden Getriebebauteileumfasst, die mit der Antriebswelle in kraft- oder formschlüssiger Verbindung stehen. Dabei wird gleichzeitig ein in einem Steuerventil 8 befindlicher federbelasteter Steuerkolben 9 mit Druck beaufschlagt. An das Steuerventil 8 sind ausser der Leitung 6 noch eine vom Kühlmantel 3 abgezweigte Leitung 10 und zwei weitere Leitungen 11,12 angeschlossen. Die Leitung 11 führt ebenfalls zum Schmiersystem und die Leitung 12 zur Ölwanne.
Durch die Druckbeaufschlagung des Steuerkolbens 9 werden die Öffnungen zu den Leitungen 8 und 12 freigegeben, so dass das von der Pumpe 4 durch den Kühlmantel 3 geförderte Öl durch die Leitung 12 wieder in die Ölwanne zurückfliesst.
Wird das Strömungsgetriebe nicht primärseitig angetrieben, so kann auch die Pumpe 5 kein Öl fördern. Gleichzeitig wird dann der Steuerkolben 9 druckentlastet. Er verschliesst die Öffnung zur Leitung 12 und gibt die Öffnung zur Leitung 11 frei. Die Pumpe 4 kann dann das Öl aus der Ölwanne durch den Kühlmantel 3, das Steuerventil 8 und die Leitung 11 zum Schmiersystem des Strömungsgetriebes fördern.
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