DE1141148B

DE1141148B - Hydrodynamic torque converter, especially for power transmission in motor vehicles

Info

Publication number: DE1141148B
Application number: DED35495A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Manfred Burckhardt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1961-02-25
Filing date: 1961-02-25
Publication date: 1962-12-13

Description

Hydrodynamischer Drehmomentwandler, insbesondere für die Kraftübertragung bei Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, der insbesondere für die Kraftübertragung bei Kraftfahrzeugen geeignet ist. Sie beschäftigt sich mit dem Problem, einen Wandler auch für die Übertragung des Bremsmomentes geeignet zu machen. Bekanntlich ist bei schiebendem Abtrieb, d. h. also dann, wenn der Antriebsmotor von dem z. B. talwärts rollenden Fahrzeug her getrieben wird, die Übertragungsfähigkeit eines normalen hydrodynamischen Wandlers außerordentlich gering. Infolgedessen kann mit einem solchen normalen Wandler die Bremswirkung des Motors nicht ausgenutzt und keine Dauerbremsung erzielt werden. Es kommt also der Erfindung darauf an, die übertrag ungsfähigkeit des Wandlers im Schub zu erhöhen.Hydrodynamic torque converter, especially for power transmission in motor vehicles The invention relates to a hydrodynamic torque converter, which is particularly suitable for power transmission in motor vehicles. she deals with the problem of a converter also for the transmission of the braking torque to make suitable. It is known that with a pushing output, d. H. so then if the drive motor from the z. B. downhill rolling vehicle is driven, the transmission capacity of a normal hydrodynamic converter is extraordinary small amount. As a result, the braking effect of the Motor not used and no continuous braking can be achieved. So there comes the Invention to increase the transmission capacity of the converter in thrust.

Zur Lösung dieses Problems wird am Pumpen-und am Turbinenrad des Wandlers außer den Wandlerschaufeln noch je eine weitere Beschaufelung angeordnet, die zusammen eine hydrodynamische Kupplung bilden, und erfindungsgemäß dient nun diese Kupplung für eine Bremsung, und ihre Schalen sind derart ausgebildet, daß die hydrodynamische Kupplung bei treibendem Turbinenrad eine um ein Mehrfaches größere Momentaufnahme aufweist als bei treibendem Pumpenrad.To solve this problem, the converter is mounted on the pump wheel and on the turbine wheel in addition to the converter blades, a further blading is arranged, which together form a hydrodynamic coupling, and according to the invention, this coupling is now used for braking, and their shells are designed in such a way that the hydrodynamic Coupling with the turbine wheel driving a multiple times larger snapshot than when the impeller is driving.

Es gibt zwar bereits Wandler, denen eine hydrodynamische Kupplung zugeordnet, d. h. unmittelbar reit ihm zusammengebaut ist. Dabei wird aber stets nur entweder der Wandler oder die Kupplung zur Kraftübertragung herangezogen, was durch axiale Verschiebung der Räder erfolgt. Dort ist also das Problem ein ganz anderes. Es wird dort stets nach Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit der Wandler aus- und an seiner Stelle die Kupplung eingeschaltet. Eine Bremswirkung der Kupplung ist weder beabsichtigt, noch kann sie erreicht werden.There are already converters that have a hydrodynamic coupling assigned, d. H. immediately riding him is assembled. But it is always only either the converter or the clutch is used for power transmission, what takes place by axial displacement of the wheels. So there the problem is quite a whole other. It is there always after reaching a certain speed of the The converter is switched off and the clutch is switched on in its place. A braking effect the coupling is neither intended nor can it be achieved.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich der Vorteil, daß bei schiebendem Fahrzeug das Moment nicht oder nur zum geringen Teil durch den Wandler, sondern vielmehr durch die Kupplung übertragen wird. Der Wandler braucht also in seiner Beschaufelung auf diesen Fahrzustand keine große Rücksicht zu nehmen, mit Ausnahme kleiner, später noch zu beschreibender Korrekturen. Die. Kupplung wiederum beeinflußt infolge ihrer speziellen Ausbildung im Zug, d. h. bei treibendem Motor, die Kraftübertragung durch den Wandler nicht oder nur geringfügig, und sie übernimmt dagegen fast das gesamte Drehmoment im Schub.The inventive design has the advantage that When the vehicle is pushing, the torque is not or only partially due to the converter, but rather is transmitted through the clutch. So the converter needs in his blading to take no great care in this driving condition with Except for small corrections to be described later. The. Clutch in turn influenced as a result of their special training in the train, d. H. with the engine running, the power transmission through the converter is not or only slightly, and it takes over in contrast, almost all of the torque in thrust.

Es wird vorgesehen, die Kupplungsbeschaufelung, bezogen auf die Vorwärtsdrehrichtung des Pumpenrades des Wandlers, an der Primärschale nach vorn und an der Sekundärschale nach rückwärts zu neigen bzw. zu krümmen. Bevorzugt wird eine Ausbildung, bei der die hydrodynamische Kupplung in an sich bekannter Weise innerhalb des Kernringes des Wandlers angeordnet ist, wobei aber erfindungsgemäß das Turbinenrad des Wandlers die Primär- und das Pumpenrad des Wandlers die Sekundärbeschaufelung der Kupplung bildet oder trägt. Dadurch entsteht für die Kupplung kein zusätzlicher Platzaufwand, und der »Brernswandler« nach der Erfindung baut praktisch nicht größer als ein normaler Wandler derselben Leistung. Bei einem Wandler mit mehreren Turbinenrädern ist die Primärbeschaufelung der Kupplung an dem Turbinenrad vorgesehen, das bei überholendem Abtrieb die höchste Drehzahl aufweist.Provision is made for the clutch blading, based on the forward direction of rotation the impeller of the converter, on the primary shell to the front and on the secondary shell to incline or curve backwards. Preference is given to training in which the hydrodynamic coupling in a manner known per se within the core ring of the converter is arranged, but according to the invention the turbine wheel of the converter the primary and the impeller of the converter the secondary blades of the clutch forms or carries. This means that no additional space is required for the coupling, and the "Brernswandler" according to the invention is practically no bigger than a normal one Converter of the same power. In the case of a converter with multiple turbine wheels, this is Primary blading of the clutch is provided on the turbine wheel, which when overtaking Output has the highest speed.

Für die Merkmale der Unteransprüche wird Schutz nur im Zusammenhang mit denen des Hauptanspruches begehrt.For the features of the subclaims, protection is only given in connection coveted with those of the main claim.

Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der Zeichnung, und zwar zeigt Fig. 1 einen Wandler im Schnitt und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie Il-II in Fig. 1. Nach den Figuren ist in einem Gehäuse 10 -welches in nicht dargestellter Weise an den Motorblock angeflanscht sein kann -ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 11 angeordnet. Dieser besteht - wie an sich bekannt - aus einem Pumpenrad 12, welches mit seinem Gehäuseteil 13 das Turbinenrad 14 umgreift und mit diesem Gehäuseteil '.3 über ein elastisches Zwischenglied 15 mit der Antriebswelle 16 in Verbindung steht. Das Turbinenrad 14 ist mit der Abtriebswelle 17 verbunden. Das Leitrad 18 des Wandlers ist in ebenfalls an sich bekannter Weise durch einen Freilauf 19 auf einer gehäusefesten Hohlwelle 20 abgestützt. Gegen diese Hohlwelle 20 ist auch das Pumpenrad 12 durch einen Flanschteil 21 abgedichtet und gegebenenfalls noch einmal gelagert.Details of the invention are shown in the exemplary embodiment of the drawing, namely FIG. 1 shows a transducer in section and FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1. According to the figures, in a housing 10 -which is not shown Can be flanged to the engine block -a hydrodynamic torque converter 11 is arranged. As is known per se, this consists of a pump wheel 12, which with its housing part 13 engages around the turbine wheel 14 and is connected to this housing part 3 via an elastic intermediate member 15 with the drive shaft 16. The turbine wheel 14 is connected to the output shaft 17. The stator 18 of the converter is supported in a manner known per se by a freewheel 19 on a hollow shaft 20 fixed to the housing. The pump wheel 12 is also sealed against this hollow shaft 20 by a flange part 21 and, if necessary, is supported again.

Diese drei Räder des Wandlers tragen die normale Wandlerbeschaufelung. Innerhalb des Kernringes 22 ist eine hydrodynamische Kupplung 23 angeordnet, welche aus einer Primärschale 24 und einer Sekundärschale 25 besteht. Die erstere wird von dem Turbinenrad 14 des Wandlers und die letztere von dem Pumpenrad 12 des Wandlers gebildet.These three wheels of the converter carry the normal converter blades. A hydrodynamic coupling 23 is arranged within the core ring 22, which consists of a primary shell 24 and a secondary shell 25. The former will from the turbine wheel 14 of the converter and the latter from the impeller 12 of the converter educated.

Die Beschaufelung der beiden Kupplungsschalen 24 und 25 ist nach der Fig. 2 gegenüber der Achsparallelen geneigt. Diese Neigung erfolgt so, daß die hydrodynamische Kupplung praktisch erst bei überholendem Abtrieb wirksam wird. Bezogen auf die Vorwürtsdrehrichtung - Pfeil A - des Wandlers, ist die Beschaufelung an der Primärschale 24 vorwärts und die an der Sekundärschale 25 rückwärts geneigt. Die Schaufeln 26 der vom Pumpenrad 12 gebildeten Sekundärschale 25 liegen also mit ihren Schaufelkanten 27, bezogen auf die normale Drehrichtung - Pfeil A -, hinter dem Schaufelgrund 28. An der vom Turbinenrad 14 gebildeten Primärschale 24 sind die Schaufeln 29 in der gleichen Richtung - im Schnitt gesehen - geneigt, d. h., die Kanten liegen, bezogen auf die Drehrichtung, vordem Schaufelgrund.The blading of the two coupling shells 24 and 25 is after Fig. 2 inclined with respect to the axis parallel. This inclination takes place in such a way that the hydrodynamic The clutch only becomes effective when the output is overtaking. In relation to the direction of pre-turn - Arrow A - of the converter, the blading on the primary shell 24 is forward and that on the secondary shell 25 is inclined backwards. The blades 26 of the impeller 12 formed secondary shell 25 are so with their blade edges 27, related in the normal direction of rotation - arrow A -, behind the blade base 28. On the from Turbine wheel 14 formed primary shell 24 are the blades 29 in the same Direction - seen in section - inclined, d. i.e., the edges are based on the Direction of rotation, in front of the blade base.

in der normalen Vorwärtsdrehrichtung werden bei ziehendem Pumpenrad 12 - d. h. beim normalen Antrieb - die Kupplungsschaufeln 29 der Primärschale 24 von hinten angeströmt. Dabei ist das übertragene Drehmoment außerordentlich klein. Im Zug wird also das Drehmoment praktisch allein vom Wandler aufgenommen. Die Auslegung kann so erfolgen, daß die Leistungsaufnahme der hydrodynamischen Kupplung bei ziehendem Motor nicht mehr als höchstens 101/o ihrer Leistungsaufnahme bei schiebendem Fahrzeug beträgt.in the normal forward direction of rotation when the pump wheel is pulled 12 - d. H. with normal drive - the clutch blades 29 of the primary shell 24 streamed from behind. The transmitted torque is extremely small. In the train, the torque is practically absorbed by the converter alone. The interpretation can be done so that the power consumption of the hydrodynamic coupling when pulling Motor not more than a maximum of 101 / o of its power consumption when the vehicle is pushing amounts to.

Bei schiebendem Fahrzeug - d. h. wenn das Turbinenrad 14 mit der Primärschale 24 der hydrodynamischen Kupplung in. Drehrichtung des Pfeiles A das Pumpenrad 12 überholt - werden die Kupplungsschaufeln 26 der Sekundärschale von vorn angeströmt. Dabei hat die Kupplung eine große Momenaufnahme. Sie überträgt infolgedessen fast das gesamte Schubmoment, während der Wandler nur einen verschwindenden Rest aufnimmt.When the vehicle is pushing - d. H. when the turbine wheel 14 with the primary shell 24 of the hydrodynamic coupling in the direction of rotation of arrow A, the pump wheel 12 overtaken - the clutch blades 26 of the secondary shell are approached from the front. The clutch has a large torque capacity. As a result, it almost broadcasts the entire thrust torque, while the converter only absorbs a negligible remainder.

Im Zuglind der Wandler 11 und die Zusatzkupplung 23 parallel geschaltet. Wenn also der Motor seine Festbremsdrehzahl behalten soll, so muß die Leistungsaufnahme des Wandlers entsprechend herabgesetzt werden. Die Wandlung der Gesamtanordnung ist etwas geringer als die des Wandlers allein, da ja das von der Kupplung aufgenommene Moment ohne Wandlung hindurchgeht. Bezeichnet man mit a den Anteil der Momentenaufnahme des Wandlers, b den Anteil der Momentenaufnahrne der Kupplung, i"" die Wandlung des Wandlers allein, il. ges die Wandlung des Gesamtsystems, so gilt il. ges - irre ' a + b = in, # a -i- (1 -- Cl) =(i",-1)a-f-1, da ja a-,-b=list.In the Zuglind the converter 11 and the additional clutch 23 are connected in parallel. So if the motor is to maintain its stall speed, the power consumption of the converter must be reduced accordingly. The conversion of the overall arrangement is somewhat less than that of the converter alone, since the torque absorbed by the clutch passes through without conversion. If a denotes the portion of the torque absorption of the converter, b the portion of the torque absorption of the clutch, i "" the conversion of the converter alone, il. ges is the transformation of the overall system, then il applies. ges - crazy 'a + b = in, # a -i- (1 - Cl) = (i ", - 1) af-1, since a -, - b = list.

Man wird in der Regel die Kupplung 23 etwa so auslegen; daß sie im Zug etwa 10% des Gesamtmomentes überträgt. Dann wird der Schlupf im Schub angenähert etwa gleich dem Schlupf im Zug bei gleichem Moment. Der Wandler darf in diesem Fall nur etwa 9011/o des Gesamtmomentes. aufnehmen. Dies kann durch Zurückdrehen der Pumpenbeschaufelung oder Rückwärtskrümmen erreicht werden. Dabei steigt gewöhnlich die Wandlung etwas an, so daß die Wandlung des Gesamtsystems nur wenig unter der des Wandlers ohne Zusatzkupplung liegt.As a rule, the coupling 23 will be interpreted as follows; that they im Train transmits about 10% of the total torque. Then the slip in thrust is approximated roughly equal to the slip in the train at the same moment. The converter may in this case only about 9011 / o of the total torque. take up. This can be done by turning back the Pump blading or backward curving can be achieved. Usually increases the change to something, so that the change of the overall system is only slightly below the of the converter lies without an additional clutch.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Hydrodynamic torque converter, in particular for power transmission in motor vehicles, on the pump and turbine wheel in addition to its converter blades, each has a further blade that together form a hydrodynamic coupling, characterized in that the hydrodynamic Clutch (23) is used for braking when the turbine wheel (14) is overtaking and its Shells are formed in such a way; that they have a driving turbine wheel (14) have a multiple, larger snapshot than with the driving pump wheel (12).

2. A transducer according to claim 1 and having one arranged within the core ring of the transducer hydrodynamic coupling, characterized in that the turbine wheel (14) of the Converter (11) the primary (24) and the impeller (12) of the converter (11) the secondary shell (25) of the coupling (23) forms or carries.

3. Converter according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the clutch blading (26; 29), based on the forward direction of rotation of the impeller (12) of the converter, on the primary shell (24) to the front and on the Secondary shell (25) is inclined or curved backwards.

4. Converter with multiple Turbine wheels and according to one of the preceding claims, characterized in that that the primary blading of the coupling is assigned to that turbine wheel, which has the highest speed when the output is overtaking. Considered References: U.S. Patent No. 2179 149.