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Hydrodynamischer Drehmomentwandler der Föttinger Bauart, ein- oder
mehrstufiger Drehmomentwandler Die Erfindung bezieht sich auf besondere Maßnahmen
zur Beeinflussung der Strömung bei hydrodynamischen Drehmomentwandlern.
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Es ist an Föttinger-Kupplungen mit gutem Erfolg zur Beschleunigung
der Umlaufgeschwindigkeit im Strömungskreislauf von außen her eine Teilmenge der
Gesamtfüllung mit höherer Geschwindigkeit, als sie im Füllungskreislauf der Kupplung
an der Einführungsstelle herrscht, zugeführt worden, und zwar durch die rotierenden
Teile hindurch. Dadurch wird die ganze Kupplungsfüllung in ihrer Geschwindigkeit
so gesteigert, daß sogar die Gesetze der Föttinger-Kupplung verlassen werden und
Synchronlauf der Kupplungshälften unter Umständen eintritt. Derartige Föttinger-Kupplungen
zeigen auch nach den Versuchen die Fähigkeit, ein erhöhtes Drehmoment gegenüber
einer normalen Föttinger-Kupplung übertragen zu können.
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Für erschwerte Anfahrvorgänge werden Drehmomentwandler häufig benutzt,
und auch sie lassen sich durch »eine Aktivierung« der Wirbelumlaufgeschwindigkeit
für größere Drehmomente geeignet machen. Die Aufgabenstellung betrifft die Schaffung
der hierzu erforderlichen konstruktiven Maßnahmen. Es wird zur Vereinfachung im
Text von Öl als Füllung des Wandlers gesprochen, selbstverständlich gelten die Ausführungen
auch für andere geeignete Füllmedien von Kupplungen und Wandlern. Die Füllmenge
ist dem Gewicht nach immer die gleiche. Wird Drucköl zugeführt, muß ein gleiches
Quantum als Teilstrom die Kupplung verlassen, es ändern sich lediglich die Druckverhältnisse
und zugeordnete Geschwindigkeiten, wodurch sich auch die Strömungsrichtungen gemäß
den Geschwindigkeitsdreiecken ändern. Für die Richtung der Umlaufströmung können
durch die Einführung von Drucköl von außen her durch die Richtung der Zuführungskanäle
zusätzliche Änderungen der Strömungsrichtung erzwungen werden. Das Drucköl erhält
seine Druckerhöhung nicht durch Teile des Wandlers, sondern durch besondere Maschinen,
die mit dem eigentlichen Wandlerteil nicht in Zusammenhang stehen. Es kann das Drucköl
auch aus Behältern kommen, die für den Fall eines besonders großen Anfahrdrehmomentes
bereitstehen. Es wird durch den Erfindungsgegenstand erreicht, daß der Wandler mit
oder ohne Aktivierung betrieben werden kann, und das setzt voraus, daß die normalen
Strömungswege des Wandlers durch die Zu- und Abführungen des für die Aktivierung
gebrauchten Teilstromes nicht verändert werden dürfen. Während bei Kupplungen im
Falle einer Aktivierung die Ölzufuhr immer durch Rotorteile hindurch geleitet werden
muß, kann bei Wandlern auch die zwischen den Rotoren angeordnete Leitrad-Schaufelung
oder das Leitradgehäuse direkt mitbenutzt werden. Als Beispiele sind in den Abb.
1, 2 und 3 Schnitte durch. die unteren Hälften verschiedener Wandler stark vereinfacht
dargestellt. Zu erwähnen ist noch, daß die Zuführung durch die hohlen Schaufeln
des Pumpenteils eines Wandlers das erforderliche Antriebsdrehmoment im Augenblick
des Aktivierens durch die Reaktionskraft des Drucköls entlastet. Es kann ohne Steigerung
der Drehzahl der Antriebsmaschine eine erhöhte kinetische Energie vor dem Eintritt
in den Turbinenteil bereitgestellt werden, was bei nicht aktivierten Wandlern nur
durch Drehzahlsteigerung möglich ist. Es kann zusätzlich durch die geeignete Richtung
der längs der Schaufelaustrittskante aus besonderen Düsen austretenden Drucköl=
strahlen erreicht werden, daß diese Strahlen die als Füllung des Wandlers umlaufende
Ölmenge etwas abdrängen im Sinne einer Schaufelverstellung, wie sie auf mechanischem
Wege durch Winkeländerung der Schaufeln am Pumpenkreisel bei Radialwandlern erzwungen
wird. Die Druckölversorgung kann z. B. in der Weise stattfinden, d'aß für die Anfahrvorgänge
zwei umschichtig benutzte Behälter vorhanden sind, die abwechselnd Druckgefäß oder
Aufnahmegefäß für Ablauföl werden. Die Druckerzeugung könnte jeweils durch ein Druckluftpolster
im Druckgefäß erreicht werden, wenn dieses beispielsweise bei Fahrzeugen aus der
Bremsluftleitung im Augenblick des Aktivierens auf dem Ölspiegel des Druckgefäßes
wirksam wird. Das andere Gefäß nimmt dann das verdrängte Ablauföl auf, selbstverständlich
ohne Behälterdruck. Beim nächsten Schaltvorgang wird dann
dieses
Gefäß der Druckbehälter. Wechselschaltungen sind vorzusehen. Selbstverständlich
können auch umsteuerbare besonders angetriebene Zahnradpumpen die Funktion der beiden
vorerwähnten Gefäße übernehmen.
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In der Abb. 1 ist die untere Hälfte eines Vollwandlers im Längsschnitt
dargestellt. Der Pumpenteil 1 hat normale Pumpenschaufeln und wird über eine Hohlwelle
und ein Getriebe angetrieben. Durch die Hohlwelle wird das verdrängte abzuführende
Quantum Öl zur Stelle D geleitet und kann zwischen dem Austritt aus dem Turbinenteil
4 und dem Eintritt in den Pumpenteil 1 den Füllungskreislauf verlassen. Die Zuführung
des Drucköls erfolgt bei B. Das Öl wird durch die hohle Schaufelung oder durch andere
Bohrungen im Einsatzteil 2 des Gehäuses 3 mit hoher kinetischer Energie dem Füllungskreislauf
stoßfrei zugeführt. Der Anschluß A dient zur Füllung und Entleerung des Wandlers.
An- und Abtriebsseite sind hier gegenläufig.
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Die Abb. 2 zeigt die untere Hälfte eines Teilwandlers im Längsschnitt.
Die Pumpe 5 weist bei dieser Ausführungsform hohle Schaufeln und einen mitrotierenden
Druckraum auf, in welchen Drucköl durch den Anschluß C gelangt. Die Austrittsenden
der Hohlschaufeln tragen längs ihrer Austrittskante für die Richtung des Austrittsstrahles
des Drucköles passend geformte Düsen.
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Der Turbinenteil besteht aus dem ersten Schaufelkram 6 und dem zweiten
Schaufelkranz B. Zwischen diesen Kränzen liegt das stillstehende Leitrad 7, das
ebenfalls Hohlschaufeln für die gerichtete Zuführung des Drucköles hat. Das Leitrad
7 ist im Gehäuse 3 fest gelagert, und dorthin führt auch der Zuführungskanal B für
Drucköl. Vor dem Eintritt in das Leitrad 7 und hinter dem Austritt aus dem Schaufelkranz
6 wird das Ablauföl durch einen mit dem Anschluß D versehenen Ringraum abgezogen.
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Dar Anschluß A ist für Füllung und Entleerung des Teilwandlers vorgesehen.
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In Abb. 3 ist ein anderer von der Ausführungsform der Abb. 1 abweichender
Vollwandler für den unteren Teil im Längsschnitt dargestellt. Durch die Hohlwelle
und die hohlen Schaufeln des Pumpenteils 9 wird über Stutzen B Drucköl zugeführt.
Der Turbinenteil 10 erhält dieses mit dem im Strömungskreislauf des Wandlers
umlaufenden Öl gemeinsam. Das Leitrad 11 kann ein besonderer Einsatz oder Teil des
Gehäuses 3 sein. Der Abfluß des verdrängten Öles zwischen Austritt aus 11 und Eintritt
in 9 durch Stutzen D. Die Abflußstelle kann auch zwischen 10 und 11 angeordnet sein.
bei entsprechender Verlegung von D. Der Stutzen A
dient zur Füllung
und Entleerung des Wandlers. Die Abb. 4 zeigt den abgewickelten Schaufelschnitt
des Wandlers gemäß Abb. 1.
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Die Abb. 5 zeigt den Schaufelschnitt des Teilwandlers gemäß Abb. 2.
In beiden Abbildungen sind die Zuführungs- und Ableitungsstellen durch Pfeile eingezeichnet.
Die Pfeile tragen die Bezeichnung des zugehörigen Stutzens.
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Abb. 6 zeigt das Austrittsende einer hohlen Pumpenschaufel mit den
gegebenenfalls von der Schaufelaustrittsrichtung abweichenden Düsenrichtungen. Sinngemäß
werden auch die im Leitrad gelegenen Hohlschaufeln an den Austrittskanten ausgebildet.