DE1160257B - Hydromechanical torque converter with centrifugal friction clutch arranged in its core space - Google Patents
Hydromechanical torque converter with centrifugal friction clutch arranged in its core spaceInfo
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Description
Hydromechanischer Drehmomentwandler mit in seinem Kernraum angeordneter Fliehkr aftreibungskupplung Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmementwandler mit in seinem Kernraum angeordneter Fliehkraftreibungskupplung mit einem Reibring, der fest mit dem Pumpenrad oder mit dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers verbunden ist.Hydromechanical torque converter with arranged in its core space Centrifugal friction clutch The invention relates to a hydrodynamic torque converter with a centrifugal friction clutch with a friction ring arranged in its core space, which is permanently connected to the pump wheel or to the turbine wheel of the torque converter is.
Es ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler bekannt, in dessen Kernraum eine Fliehkraft-Reibungskupplung angeordnet ist. Bei dieser Kupplung zur Überbrückung des Drehmomentwandlers sind die unter Einwirkung der Fliehgewichte schließenden Kupplungsteile drehfest mit dem Leitrad verbunden. Bei einer entsprechenden Drehzahl des Leitrades werden diese Kupplungsteile durch die Fliehgewichte auf Reibringe am Pumpen- und Turbinenrad gedrückt, so daß die drei Räder des Drehmomentwandlers gemeinsam ohne Drehzahldifferenz umlaufen.A hydrodynamic torque converter is known in its core space a centrifugal friction clutch is arranged. With this clutch for bridging of the torque converter are the ones that close under the action of the flyweights Coupling parts rotatably connected to the stator. At a corresponding speed of the stator, these clutch parts are placed on friction rings by the flyweights pressed on the pump and turbine wheel, so that the three wheels of the torque converter circulate together without speed difference.
Bei diesem Drehmomentwandler sind die das Schließen der Reibungskupplung veranlassenden und ausführenden Teile am Leitrad angeordnet, das bis zum Kupplungspunkt nicht umläuft und erst nach Überschreiten des Kupplungspunktes sich von seiner Abstützung mittels eines Freilaufs löst, um vom Pumpen- und Turbinenrad mitgeschleppt zu werden. DeT Drehmomentwandler wird also erst innerhalb seines Kupplungsbereiches überbrückt.In this torque converter, these are the closing of the friction clutch The initiating and executing parts are arranged on the stator, up to the coupling point does not rotate and only after crossing the coupling point of its support released by means of a freewheel in order to be dragged along by the pump and turbine wheel. DeT torque converter is only bridged within its clutch range.
Weiterhin ist vorgeschlagen worden, im Kernraum eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers am Turbinenrad oder Pumpenrad durch Fliehgewichte beei'nflußbare Kupplungsteile anzuordnen, die bei einer vorbestimmten Drehzahl des Turbinenrades oder Pumpenrades im Zusammenwirken mit einer am Leitrad angeordneten Kupplungsreibfläche das Turbinen- oder Pumpenrad mit dem Leitrad verbinden. Mittels dieser Einrichtung wird keine mechanische, sondern eine hydraulische Überbrückung des Drehmomentwandlers erzielt.Furthermore, it has been proposed in the core space of a hydrodynamic Torque converter on the turbine wheel or pump wheel can be influenced by centrifugal weights To arrange coupling parts at a predetermined speed of the turbine wheel or pump wheel in cooperation with a clutch friction surface arranged on the stator connect the turbine or pump wheel to the stator. By means of this facility is not a mechanical, but a hydraulic lockup of the torque converter achieved.
Ferner ist bekanntgeworden, zwischen eine Antriebsmaschine mit unveränderlicher Drehzahl und eine Kreiselmaschine ein Flüssigkeitsgetriebe mit einer Übersetzung ins Schnelle anzuordnen, wobei das Flüssigkeitsgetriebe mittels einer Reibungskupplung mechanisch überbrückbar ist. Hierbei ist die Reibungskupplung zur mechanischen Verbindung von Pumpen- und Turbinenrad jedoch nicht drehzahlabhängig schaltbar. wie dies bei einer Fliehkraftkupplung der Fall ist.It has also become known between a prime mover with immutable Speed and a gyroscope a fluid transmission with a translation to be arranged quickly, with the fluid transmission by means of a friction clutch can be mechanically bridged. Here the friction clutch is used for the mechanical connection the pump and turbine wheel, however, cannot be switched depending on the speed. like this at a centrifugal clutch is the case.
ZuT mechanischen Überbrückung eines hydromechanischen Drehmomentwandlers bzw. einer Flüssigkeitskupplung, bei der zwecks Regelung der Leistungsübertragung der treibende und der getriebene Getriebeteil oder einer von beiden Teilen zweiteilig ausgeführt sind, derart, daß die innere, den Kernraum umschließende Ringhälfte mit der fest angeordneten Beschaufelung als besonderer Teil getrennt von der zugehörigen Außenschale ausgeführt und axial verschiebbar angeordnet ist und daß innerhalb der den Kernraum umschließenden Ringhälften sowohl am treibenden als auch am getriebenen Teil Reibflächen angeordnet sind, die aufeinandergeschoben den Drehmomentwandler mechanisch überbrücken. Jedoch weist dieser Drehmomentwandler keine mittels Fliehkraft schließbare Reibungskupplung auf.ZuT mechanical bridging of a hydromechanical torque converter or a fluid coupling, for the purpose of regulating the power transmission the driving and the driven gear part or one of the two parts in two parts are designed in such a way that the inner ring half enclosing the core space with the fixed blading as a special part separate from the associated one Outer shell is executed and arranged to be axially displaceable and that within the the ring halves surrounding the core space on both the driving and the driven Part of the friction surfaces are arranged, which pushed together the torque converter mechanically bridge. However, this torque converter has no centrifugal force lockable friction clutch.
Es ist lediglich eine im Kernraum des Drehmomentwandlers angeordnete Formschlußkupplung bekannt, die im Stillstand Pumpen-, Turbinen- und Leitrad miteinander verbindet, wobei die Kupplungsstücke mit Fliehgewichten ausgestattet sind. Diese Kupplung ist insbesondere für hydromechanische Kraftfahrzeuggetriebe geschaffen, bei denen im Falle des Anschleppens des Kraftfahrzeuges dar hydraulische Getriebeteil zwecks Ausschaltung des Schlupfes starr überbrückt wird. Nach Anspringen des Motors wird die Überbrückungskupplung dann mittels der angeordneten Fliehgewichte wieder gelöst.It is just one located in the core space of the torque converter Positive coupling known, the pump, turbine and stator with each other at a standstill connects, whereby the coupling pieces are equipped with flyweights. These Clutch is created especially for hydromechanical motor vehicle transmissions, in which in the case of towing the motor vehicle is the hydraulic transmission part is rigidly bridged for the purpose of eliminating the slip. After the engine has started the lock-up clutch is then restored by means of the centrifugal weights arranged solved.
Hydromechanische Drehmomentwandler oder Flüssigkeitskupplungen nach Föttingerbauart mit vorzugsweise günstiger Ausbildung des unteren Drehzahlbereiches weisen bekanntlich im oberen Drehzahlbereich bzw. im Kupplungsgebiet weniger günstige Übertragungsverhältnisse bzw. einen geringeren hydraulischen Wirkungsgrad infolge der auftretenden Stoßverluste auf. Es ist daher häufig von Vorteil, den hydromechanisch.on Drehmomentwandler selbsttätig im Bereich seines Kupplungspunktes mechanisch zu überbrücken, um den funktionell bedingten Schlupf auszuschließen, z. B. bei hydromechanischen Kraftfahrzeuggetrieben oberhalb einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit.Hydromechanical torque converters or fluid couplings according to Föttinger design with preferably favorable design of the lower speed range are known to be less favorable in the upper speed range or in the clutch area Transmission ratios or a lower hydraulic efficiency as a result the occurring shock losses. It is therefore often an advantage the hydromechanisch.on torque converter automatically in the area of its coupling point to be mechanically bridged in order to exclude the functionally related slip, z. B. in hydromechanical motor vehicle transmissions above a certain driving speed.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Pumpen- und Turbinenrad eines hydromechanischen Drehmomentwandlers, dessen Beschaufelung insbesondere für den unteren Drehzahlbereich ausgelegt ist, mechanisch miteinander zu verbinden, sobald infolge Drehzahlannäherung von Pumpen- und Turbinenrad, d. h. bei Erreichen des Kupplungspunktes oder kurz vor diesem, der hydraulische Wirkungsgrad absinkt.It is the object of the invention pump and turbine wheel of a hydromechanical Torque converter, its blading especially for the lower speed range is designed to be mechanically connected to each other as soon as a result of speed convergence of pump and turbine wheel, d. H. when reaching the coupling point or briefly before this, the hydraulic efficiency drops.
Die Erfindung besteht bei einem hydrodynamischen Drehmomentwandler der eingangs beschriebenen Art darin, daß innerhalb des Reibringes angeordnete Fliehsegmente auf dem Turbinenrad bzw. dem Pumpenrad, jedoch gegen Druckfedern radial verschiebbar angeordnet sind zur zwangläufigen kraftschlüssigen Verbindung von Pumpen- und Turbinenrad in Abhängigkeit von der Abtriebs- bzw. Antriebsdrehzahl.The invention consists in a hydrodynamic torque converter of the type described at the outset in that fly segments arranged within the friction ring on the turbine wheel or the pump wheel, but radially displaceable against compression springs are arranged for the positive, non-positive connection of the pump and turbine wheel depending on the output or drive speed.
Bei einem derart ausgestatteten Drehmomentwandler wird vom Beginn der Anlage der Fliehbacken bis zur vollständigen Kupplung von Pumpen- und Turbinenrad ein sich steigernder Anteil des Drehmomentes unter Schlupf übertragen. Rein rechnerisch ergibt sich, daß durch die schlüpfende Fliehkraftkupplung keine höhere Verluftleistung entsteht als durch den Schlupf des.Drehmomentwandlers.In a so equipped torque converter of the centrifugal shoes is from the start of the system until complete K upplung of the pump and turbine log-enhancing proportion of the torque transmitted by slippage. From a purely mathematical point of view, the slipping centrifugal clutch does not result in any higher air flow than the slip of the torque converter.
Trotz einer lebhaften Entwicklung auf dem Gebiete der Flüssigkeitsgetriebe- und -kupplungen, die darauf gerichtet ist, die hydraulischen Verluste im oberen Drehzahlbereich durch Überbrückungskupplungen auszuschalten, ist bisher keine in Abhängigkeit von der Drehzahl des Pumpen- oder Turbinenrades selbsttätig schaltende und ausschließlich im Kernraum des Drehmomentwandlers angeordnete Reibungskupplung bekanntgeworden; die das Pumpen- und Turbinenrad beim Übergang vom Wancllungsbereich zum Kupplungsbereich unmittelbar miteinander mechanisch verbindet. Bisher waren derartige überbrückungskupplungen als schaltbare Reibungskupplungen im allgemeinen vor dem Drehmomentwandler oder der Flüssigkeitskupplung angeordnet oder auch im Kernraum, wobei jedoch stets noch eine besondere Einrichtung zum Zu- und Abschalten des Arbeitsmittels, z. B. Drucköl- bei hydraulisch beaufschlagten Kupplungen oder elektrischer Strom bei elektromagnetisch schaltbaren Kupplungen, erforderlich ist.Despite a brisk development in the field of fluid transmission and couplings, which is aimed at reducing the hydraulic losses in the upper Switching off the speed range using lock-up clutches is not yet an in Automatically switching depending on the speed of the pump or turbine wheel and a friction clutch arranged exclusively in the core space of the torque converter known; the pump and turbine wheel at the transition from the Wancllungsbereich directly mechanically connects to the coupling area. So far were such lock-up clutches as switchable friction clutches in general arranged in front of the torque converter or the fluid coupling or in the Core room, although there is always a special device for switching on and off of the work equipment, e.g. B. Pressure oil with hydraulically operated clutches or electric current is required for electromagnetically switchable clutches.
Während durch die Anordnung der überbrückungskupplung vor dem hydraulischen Getriebe sich ein größerer Platzbedarf ergibt, haben die bekannten im Kernraum des Drehmomentwandlers angeordneten Fliehkraftreibungskupplungen durch ihre Anordnung, die sie vom Verhalten des Leitrades abhängig machen, nur teilweise die Wirkungsgradverbesserung zur Folge, wie sie durch die Fliehkraftkopplung nach der Erfindung erzielt wird.While by the arrangement of the lock-up clutch in front of the hydraulic Gearboxes require more space than the known ones in the core area of the Centrifugal friction clutches arranged by the torque converter through their arrangement, which they make dependent on the behavior of the stator, only partially improve the efficiency result, as it is achieved by the centrifugal coupling according to the invention.
In Weiterausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, zur Verbindung von Pumpen- und Turbinenrad eine Fliehkraftreibungskupplung anzuordnen, die ausschließlich in dem Kernraum des Drehmomentwandlers unterzubringen ist und die außerdem in einfacher Weise einstellbar sein muß, um die Drehzahl, bei der die Kupplung schließen soll, bei Montage einstellen zu können. Es sind Fliehkraftkupplungen mit an Blattfedern befestigten Fliehsegmenten bekannt, die mittels weiterer Federn in Ausrückstellung gehalten werden.In a further development of the invention it is provided for connection to arrange a centrifugal friction clutch of the pump and turbine wheel, the exclusively Is to be accommodated in the core space of the torque converter and also in a simple Must be adjustable in a way that allows the speed at which the clutch is to close to be able to adjust during assembly. There are centrifugal clutches with leaf springs fastened fleece segments known, which by means of further springs in the disengaged position being held.
Bei einer dieser bekannten Kupplungen sind auf radial angeordneten Bolzen Schraubenfedern angeordnet, deren Vorspannung mittels auf den inneren Enden der Bolzen angeordneter Muttern einstellbar bar ist. Da die Schraubenfedern und die Bolzenenden mit den Einstellmuttern sich außerhalb der Fliehgewichte befinden, ist die Höhe dieser Kupplung in radialer Richtung jedoch zu groß, um sie im Kernraum eines Drehmomentwandlers unterzubringen.In one of these known clutches are arranged on radially Bolt coil springs are arranged, the pretensioning of which means on the inner ends the bolt of arranged nuts is adjustable bar. Since the coil springs and the ends of the bolts with the adjusting nuts are outside of the flyweights, however, the height of this coupling in the radial direction is too great for it to be in the core space a torque converter to accommodate.
Bei einer weiteren bekannten Fliehkraftkupplung sind die Fliehgewichte in Ausrückstellung haltende Schraubenfedern in entsprechenden Ausnehmungen der Fliehgewichte auf Bolzen angeordnet, die radial auf einem ringförmigen, das Drehmoment einleitenden Teil von innen vernietet sind. Bei dieser Kupplung ist die Vorspannung der Schraubenfedern nicht einstellbar.In another known centrifugal clutch, the flyweights are In the disengaged position holding helical springs in corresponding recesses of the flyweights arranged on bolts, which are radially on an annular, the torque introducing Part are riveted from the inside. In this coupling, the preload is the coil springs not adjustable.
Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß auf dem Turbinen- bzw. Pumpenrad Hülsen fest angeordnet sind, auf denen die Fliehgewichte radial gleitend gelagert sind, und daß innerhalb der Hülsen auf von außen durch die Fliehgewichte hindurchgesteckten Bolzen Druckfedern angeordnet sind, zu deren Vorspannungseinstellung auf den inneren Enden der Bolzen in an sich bekannter Weise je eine Mutter angeordnet ist. Auf diese Weise wird es erreicht, eine einstellbare Fliehkraftreibungskupplung im Kernraum eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers unterzubringen.It is a further feature of the invention that on the turbine or Impeller sleeves are fixedly arranged on which the flyweights slide radially are stored, and that inside the sleeves on from the outside by the flyweights inserted through bolts compression springs are arranged to adjust their preload a nut is arranged on each of the inner ends of the bolts in a manner known per se is. In this way it is achieved an adjustable centrifugal friction clutch to be accommodated in the core space of a hydrodynamic torque converter.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, an Hand dessen weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert werden.In the drawing, an embodiment is shown on hand whose further details of the invention are explained.
Fig. 1 zeigt die Anordnung in dem Kernraum des Drehmomentwandlers; Fig.2 zeigt eine Abwandlung, bei der je Fliehsegment zwei Bolzen und Hülsen angeordnet sind.Fig. 1 shows the arrangement in the core space of the torque converter; FIG. 2 shows a modification in which two bolts and sleeves are arranged for each fly segment are.
In dem Pumpenrad P des Drehmomentwandlers ist der Reibring 1 angeordnet. In dem Turbinenrad T sind Hülsen 3 fest angeordnet, auf die die Fliehsegmente 4 aufgeschoben sind, die auf ihrem äußeren Umfang mit einem Reibbelag 2 belegt sind. In den Fliehsegmenten ist je ein Bolzen 5 angeordnet, auf dem innerhalb der Hülse 3 eine Druckfeder 6 angeordnet ist, die sich auf eine auf dem unteren Ende des Bolzens 5 angeordnete Mutter 7 abstützt. Mittels der Muttern 7 können die Druckfedern 6 so vorgespannt werden, daß die Fliehsegmente 4 erst bei einer vorbestimmten Drehzahl unter dem Einfluß der Fliehkraft und unter Überwindung der Kraft der Druckfeder 6 radial nach außen wandern und allmählich gegen den Reibring 1 gedrückt werden. The friction ring 1 is arranged in the pump wheel P of the torque converter. Sleeves 3, onto which the centrifugal segments 4 are pushed, which are covered on their outer circumference with a friction lining 2, are fixedly arranged in the turbine wheel T. A bolt 5 is arranged in each of the fleecing segments, on which a compression spring 6 is arranged within the sleeve 3, which is supported on a nut 7 arranged on the lower end of the bolt 5. By means of the nuts 7, the compression springs 6 can be pretensioned in such a way that the centrifugal segments 4 move radially outward and are gradually pressed against the friction ring 1 only at a predetermined speed under the influence of the centrifugal force and overcoming the force of the compression spring 6.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt mit zwei Hülsen je Fliehsegment. Hier weist die Hülse 10 eine ausreichend lange Führung 11 für das Fliehsegment 12 auf, während die andere Hülse 13 mit Spiel in die entsprechende Bohrung des Fliehsegmentes hineinragt. Die Drehmomentübertragung übernimmt in diesem Fall die Hülse 10 durch Flächenpressung.Fig. 2 shows a cross section with two sleeves per fly segment. Here the sleeve 10 has a sufficiently long guide 11 for the fleeing segment 12, while the other sleeve 13 protrudes with play into the corresponding bore of the fleeing segment. In this case, the torque transmission is carried out by the sleeve 10 by means of surface pressure.
Es ist natürlich auch möglich, in dem Turbinenrad T den Reibring 1 anzuordnen und die Fliehsegmente 4 in dem Pumpenrad P.It is of course also possible to have the friction ring 1 in the turbine wheel T to be arranged and the fly segments 4 in the pump wheel P.
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