DE1194223B - Torque converter with automatically steplessly adjustable hydraulic power transmission - Google Patents
Torque converter with automatically steplessly adjustable hydraulic power transmissionInfo
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Description
Drehmomentenwandler mit selbsttätig stufenlos regelbarer hydraulischer Kraftübertragung Die Erfindung bezieht sich auf einen, aus einem angetriebenen, hydrostatischen Primärteil, einem Hubverdränger, und einem mit diesem verbundenen, treibenden hydrodynamischen Sekundärteil und aus einem ersteren nachgeschalteten Rotationsverdränger gebildeten hydraulischen Drehmomentenwandler, dessen stufenlos regelbare Kraftübertragung durch Hubveränderung des Primärteiles bewirkt wird.Torque converter with automatically steplessly adjustable hydraulic Power transmission The invention relates to a, from a driven, hydrostatic primary part, a lifting displacer, and a connected to this, driving hydrodynamic secondary part and a former downstream Rotary displacer formed hydraulic torque converter, its stepless controllable power transmission is effected by changing the stroke of the primary part.
Bei einem bekannten, mit veränderlichem Kolbenhub des Primärteiles ausgebildeten Drehmomentenwandler ist das hydraulische Medium im Kreislauf vom Hubverdränger über den Rotationsverdränger durch den ventilgesteuerten Pumpenzylinderraum hindurchgeleitet, so daß ein intermittierender Flüssigkeitsstrom erzeugt wird, da während des Saughubes des Kolbens der Austrittsstrom und während des Ausstoßhubes der Ansaugstrom durch Ventile unterbrochen wird. Selbst wenn man mehrzylindige Pumpen anwendet, ist hierbei ein stoßfreier Flüssigkeitsstrom nicht zu erzielen. Demgemäß weist der Abtrieb eine verhältnismäßig hohe Ungleichförinigkeit in seiner Drehung auf, die der Anwendung feinfühliger Regelautomatik entgegensteht.In a known, with variable piston stroke of the primary part trained torque converter is the hydraulic medium in the circuit of the lifting displacer passed through the valve-controlled pump cylinder chamber via the rotary displacer, so that an intermittent flow of liquid is generated, since during the suction stroke the exhaust flow through the piston and the intake flow during the exhaust stroke Valves is interrupted. Even if you use multi-cylinder pumps, here is a smooth flow of liquid cannot be achieved. Accordingly, the output has a relatively high inequality in its rotation to that of the application sensitive automatic control stands in the way.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stoßfreies, gleichförmiges Arbeiten des Drehmomentenwandlers und einen hohen Wirkungsgrad der Kraftübertragung sowie eine drehzahlabhängige Selbststeuerung zu erzielen, um eine elektrisch steuerbare und daher praktisch trägheitslose Drehmomentregelung zu erreichen. Die Lösung der Erfindungsaufgabe geht grundsätzlich von dem Gedanken aus, dies durch eine besondere Zuordnung der Pumpe zum Flüssigkeitsstrom zu bewirken.The invention is based on the object of providing a shock-free, uniform Working of the torque converter and high efficiency of power transmission as well as a speed-dependent self-control to achieve an electrically controllable and therefore to achieve practically inertia-free torque control. The solution to the The task of the invention is fundamentally based on the idea, this through a special one To effect assignment of the pump to the liquid flow.
Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung der Hubverdränger mit seinem Hubraum an die eine Nebenschlußströmung ermöglichende Druckkammer des nachgeschalteten Rotationsverdrängers offen angeschlossen und mit der mit durch federbelastete Kolben elastisch nachgiebigen Ausgleichskammem versehenen Ringkammer in Verbindung gesetzt, so daß der von der Kolbenpumpe erzeugte Flüssigkeitsdruck pulsierend dem zwischen der Druckkammer und dem Ringraum des Rotationsverdrängers umlaufenden Flüssigkeitsstrom überlagert und zeitweilig aufgespeichert wird.For this purpose, according to the invention, the lifting displacer with his Displacement to the pressure chamber of the downstream pressure chamber, which enables a bypass flow Rotary displacer openly connected and with the spring-loaded piston elastically resilient compensation chambers provided annular chamber in connection, so that the fluid pressure generated by the piston pump pulsating between the the pressure chamber and the annular space of the rotary displacer circulating fluid flow is overlaid and temporarily stored.
Zufolge dieser Ausbildung wird durch den ununterbrochenen Kreislauf und den pulsierenden Flüssigkeitsstrom eine in weiten Grenzen variable übersetzung mit hohem Gleichförmigkeitsgrad und eine verzögerungsfreie elektronische Selbststeuerung ermög ,licht, indem ein Einpendeln der Verstellung vermieden wird. In strömungsmäßiger Hinsicht ist es günstig, wenn erfindungsgemäß der Hubraum des als einzylindrige Kolbenpumpe ausgebildeten Hubverdrängers in das trommelförmige, etwa symmetrisch geteilte Gehäuse des aus einer Axialturbine bestehenden Rotationsverdrängers übergeht, wobei das Gehäuse durch eine ein zentrales Einlaßventil und eine Anzahl von Auslaßventilen aufweisende Bodenplatte in eine Druckkammer und eine unterteilte Ringkammer ausgebildet ist, an welcher an ihrer dem Turbinenrad zugewendeten Seite kranzförmig angeordnete Leitschaufeln vorgesehen sind.The result of this training is the uninterrupted cycle and the pulsating liquid flow has a variable ratio within wide limits with a high degree of uniformity and delay-free electronic self-control enables light by preventing the adjustment from fluctuating. In terms of flow With regard to it, it is advantageous if, according to the invention, the cubic capacity of the as single-cylinder Piston pump designed Hubverdrängers in the drum-shaped, approximately symmetrical the split housing of the rotary displacer consisting of an axial turbine passes over, the housing being provided with a central inlet valve and a number of outlet valves having bottom plate formed into a pressure chamber and a subdivided annular chamber is, on which on its side facing the turbine wheel arranged in a ring Guide vanes are provided.
Die elektrische Steuerung wird nun erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Abtriebswelle des Turbinenrades mit einem Regler verbunden ist, dessen über eine Wirbelstrombremse betätigter Kontaktgeber mit einem an die Ringkammer angeschlossenen Ma-netventil verbunden ist, welches die Druckflüssigkeit einem Steuerzylinder zuführt, durch den die Fördermenge des Hubverdrängers beeinflußt wird.The electrical control is now achieved according to the invention by that the output shaft of the turbine wheel is connected to a controller whose over an eddy current brake operated contactor with a connected to the annular chamber Man-net valve is connected, which supplies the pressure fluid to a control cylinder, by which the delivery rate of the displacement displacer is influenced.
Die Umsetzung der elektrischen Regelimpulse in die mechanische Betätigung wird vorteilhafterweise erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der Kolben des Steuerzylinders mit einem Bremshebel verbunden ist, der mittels eines Bremsbandes auf einen mit der Antriebswelle umlaufenden Zahnkranz einwirkt, welcher mittels abrollenden Ritzels und Spindel den Schlitten der Kurbelscheibe nebst deren auf den Hubverdrängerkolben einwirkenden Kurbelzapfen zwecks Hubänderung radial verstellt.The conversion of the electrical control impulses into mechanical actuation is advantageously achieved according to the invention in that the piston of the control cylinder is connected to a brake lever, which by means of a brake band on a with the drive shaft acts on the rotating ring gear, which by means of a rolling pinion and spindle the slide of the crank disc together with its on the displacement piston acting crank pin adjusted radially for the purpose of stroke change.
In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt, und zwar zeigt Ab b. 1 einen Längsschnitt durch einen Drehmomentenwandler mit einer einfach wirkenden Tauchkolbenpumpe und einer überdruckturbine, Ab b. 2 einen Querschnitt durch das Leitschaufelsystem der Turbine gemäß Linie A-B der A b b. 1, A b b. 3 einen Querschnitt durch das Turbinenrad gemäß Linie C-D in A b b. 1, A b b. 4 eine Außenansicht des Aggregates, wobei der Steuerzylinder im Schnitt gezeichnet ist, A b b. 5 einen Querschnitt durch den Verstellmechanismus des Kurbelzapfens gemäß Linie E-F der Abb. 1 und Ab b. 6 einen Querschnitt durch die Sicherungsvorrichtung zum Verstellmechanismus, gemäß Linie G-H der A b b. 1. In the drawing, the invention is shown in two exemplary embodiments, namely shows Ab b. 1 shows a longitudinal section through a torque converter with a single-acting plunger pump and a positive pressure turbine, from b. 2 shows a cross section through the guide vane system of the turbine along line AB of A b b. 1, A b b. 3 shows a cross section through the turbine wheel along line CD in A b b. 1, A b b. 4 shows an external view of the unit, the control cylinder being drawn in section, A b b. 5 shows a cross section through the adjusting mechanism of the crank pin according to line EF of Fig. 1 and Ab b. 6 shows a cross section through the securing device for the adjustment mechanism, according to line GH of A b b. 1.
Der dargestellte Drehmomentenwandler besteht im wesentlichen aus einem vorzugsweise mehrteiligen Gehäuse, dessen Teil 1 den Kurbelkasten, 2 den Pumpenzylinder, 3 das Leitrad und 4 das Turbinengehäuse bildet. Der Pumpenkolben 5 ist als einfachwirkender Tauchkolben im Pumpenzylinder 2 angeordnet und mittels der Pleulstange 6 mit dem Kurbelzapfen 7 verbunden. Letzterer sitzt an einem auf der Kurbelscheibe 8 radial verschieblich gelagerten Schlitten 9. Eine mit Umkehrgewinde versehene Spindel 10 durchsetzt den Schlitten 9, welcher von dem Gewinde geführt wird. Die Spindel 10 trägt auf ihrem einen Ende ein festes Zahnrad 11, welches in einen Zahnkranz 12 eingreift, der mittels eines ihn umschlingenden Bremsbandes 13 abbremsbar ist. Der Zahnkranz 12 ist zu diesem Zweck auf der Kurbelscheibe 8 drehbar gelagert, letztere sitzt fest auf der Antriebswelle 14, die in einem Lagerhaus 15 gelagert ist und eine Stellmuffe 16 träA welche mit einer auf den Schlitten 9 einwirkenden Riegelstange 17 verbunden ist. Die Druckfeder 18 drückt die Riegelstange 17 gegen die Rückenfläche des Schlittens 9 und arretiert dessen jeweilige Stellung. Mittels einer Schaltgabel 19, die mit dem Bremshebel 20 gekuppelt ist, kann die Riegelstange 17 gegen den Druck der Feder 18 ausgelöst werden.The torque converter shown consists essentially of a preferably multi-part housing, part of which 1 forms the crankcase, 2 the pump cylinder, 3 the stator and 4 the turbine housing. The pump piston 5 is arranged as a single-acting plunger piston in the pump cylinder 2 and is connected to the crank pin 7 by means of the connecting rod 6 . The latter is seated on a slide 9 mounted radially displaceably on the crank disk 8. A spindle 10 provided with a reverse thread passes through the slide 9, which is guided by the thread. The spindle 10 carries on one end a fixed gear 11 which engages in a toothed ring 12 which can be braked by means of a brake band 13 wrapped around it. For this purpose, the ring gear 12 is rotatably mounted on the crank disk 8 , the latter being firmly seated on the drive shaft 14, which is mounted in a warehouse 15 and carries an adjusting sleeve 16 which is connected to a locking rod 17 acting on the slide 9. The compression spring 18 presses the locking bar 17 against the back surface of the carriage 9 and locks its respective position. By means of a shift fork 19 which is coupled to the brake lever 20, the locking bar 17 can be triggered against the pressure of the spring 18.
Der Hubraum 2' der Kolbenpumpe geht in das Leitradgehäuse über und wird durch eine Bodenplatte 22 begrenzt, in welcher in kreisförmiger Anordnung eine Anzahl von Auslaßventilen 23 sowie vorzugsweise ein zentrales Einlaßventil 24 größerer Ab- messung als die Auslaßventile, angeordnet sind. Die Ventile 23, 24 sind als Tellerventile ausgebildet und werden durch Ventilfedern 25, 25' in Schließstellung gehalten.The displacement 2 'of the piston pump goes into the stator shell over and is delimited by a bottom plate 22, in which in a circular arrangement, a number of exhaust valves 23, and preferably a central inlet valve 24 measurement greater than the exhaust outlet valves, are arranged. The valves 23, 24 are designed as poppet valves and are held in the closed position by valve springs 25, 25 ' .
An der Bodenplatte_22 ist, von einer Ringrippe 22' gestützt, ein äußerer Kranz von Leitschaufeln 26 und ein innerer Kranz von Leitschaufeln 27 vorgesehen, wobei jeweils eine freie Ringkammer 28 bzw. 28' gebildet wird. Die äußere Ringkammer 28 des Turbinengehäuses ist über öffnungen 29 mit Ausgleichkammern 30 verbunden, deren Druckraum durch einen federbelasteten Kolben 31 elastisch nachgiebig verringert ist. An outer ring of guide vanes 26 and an inner ring of guide vanes 27 , supported by an annular rib 22 ', are provided on the base plate 22, a free annular chamber 28 and 28' being formed in each case. The outer annular chamber 28 of the turbine housing is connected via openings 29 to compensation chambers 30 , the pressure space of which is reduced in an elastically flexible manner by a spring-loaded piston 31.
Ferner ist an die Ringkammer 28 ein Magnetventil 32 angeschlossen, welches elektrisch betätigt werden kann und das mit einem über eine Wirbelstrombremse schaltbaren Kontaktgeber ausgerüsteten Regler 33 elektrisch verbunden ist. Das Magnetventil 32 steht mittels der Rohrleitungen 34, 34' mit einem Steuerzylinder 35 in Verbindung, welcher den Bremshebel 20 betätigt, durch den zufolge Kurbelhubänderung die Fördennenge des Druckmittels beeinflußt wird.Furthermore, a solenoid valve 32 is connected to the annular chamber 28 , which solenoid valve 32 can be actuated electrically and which is electrically connected to a controller 33 equipped with a contactor which can be switched via an eddy current brake. The solenoid valve 32 is connected by means of the pipelines 34, 34 'to a control cylinder 35 which actuates the brake lever 20, by means of which, as a result of the change in the crank stroke, the flow rate of the pressure medium is influenced.
Das irn Turbinengehäuse 4 angeordnete Turbinenrad 36 ist mit Schaufeln 37 bestückt und auf der Abtriebswelle 38 befestigt, welche in der Nabe 4' des Turbinengehäuses gelagert ist und eine Riemenscheibe 39 trägt. Ein auf dieser aufliegender Riemen 40 dient zum Antrieb des Reglers 33 durch die Abtriebswelle 38, der am Turbinengehäuse 4 befestigt ist. The turbine wheel 36 arranged in the turbine housing 4 is equipped with blades 37 and fastened on the output shaft 38 , which is mounted in the hub 4 'of the turbine housing and carries a belt pulley 39. A belt 40 resting on this serves to drive the controller 33 through the output shaft 38, which is fastened to the turbine housing 4.
Die Wirkungsweise dieses Drehmomentenwandlers ist folgende: Das Drehmoment wird an der Antriebswelle 14 in den Wandler eingeleitet. Der Kurbelzapfen 7 befindet sich in der Grundstellung (Halt-bzw. Leerlauf-Stellung) in Nullage, d. h., Kurbelzapfen und Antriebswelle liegen auf gleicher Achse (s. A b b. 1). The mode of operation of this torque converter is as follows: The torque is introduced into the converter on the drive shaft 14. The crank pin 7 is in the basic position (stop or idle position) in the zero position, d. This means that the crank pin and drive shaft are on the same axis (see A b b. 1).
Zum Anfahren wird der Kurbelzapfen 7 um ein geringes Maß exzentrisch ausgefahren. Da hierzu noch kein Druck des hydraulischen Mediums verfügbar ist, erfolgt von Hand oder durch besonderen elektromagnetischen Anlasser die Betätigung des Breinshebels 20. Hierbei wird die Riegelstange 17 gelöst und der Zahnkranz 12 mittels des Bremsbandes 13 aus seiner Mitdrehung mit der Kurbelscheibe 8 abgebremst, so daß er stehenbleibt. Es rollt nun das Zahnrad 11 auf der Zahnung des Zahnkranzes 12 ab und dreht die Gewindespindel 10. Diese schraubt den Schlitten 9 in seiner Führung radial nach außen. Dadurch beginnt der Kolben 5 zu pumpen, und zwar zunächst mit nur geringem Hub. Da nach dem Anlassen der Brerrishebel 20 wieder freigegeben wird, rastet bei Erreichen der Anfangsstellung die Riegelstange 17 wieder auf dem Schlitten 9 ein und arretiert denselben.To start up, the crank pin 7 is extended eccentrically by a small amount. Since this no pressure of the hydraulic medium is available, is carried out by hand or by special electromagnetic starter actuation of Breinshebels 20. Here, the locking bar 17 is released and the ring gear 12 is braked by the brake band 13 from its co-rotation with the crank disk 8, so that he stops. The gear wheel 11 now rolls on the teeth of the ring gear 12 and rotates the threaded spindle 10. This screws the slide 9 in its guide radially outward. As a result, the piston 5 begins to pump, initially with only a small stroke. Since the Brerris lever 20 is released again after starting, the locking bar 17 engages again on the carriage 9 when the initial position is reached and locks the same.
Die Pumpe arbeitet nun mit kleinem Hubvolumen und drückt das Arbeitsmedium, mit dem der Wandler ganz gefüllt ist, aus dem Hubraum 21 durch die Ventile 23 in die Ringkammer 28, über die Leitschaufeln 26 in die Turbine. Das Medium gibt seine Energie an die Turbinenschaufeln 37 ab und tritt beim Saughub des Kolbens 5 durch das Ventil 24 wieder in den Hubraum 21 ein.The pump now works with a small stroke volume and presses the working medium, with which the converter is completely filled, out of the stroke space 21 through the valves 23 into the annular chamber 28, via the guide vanes 26 into the turbine. The medium releases its energy to the turbine blades 37 and re-enters the displacement 21 through the valve 24 during the suction stroke of the piston 5.
Die beim Druckanstieg in den Ringraum 28 eingepumpte überschüssige Flüssigkeitsmenge wird unter entsprechendem Druck in den Ausgleichskammem 30 kurzzeitig gespeichert und wieder abgegeben.The excess amount of liquid pumped into the annular space 28 when the pressure rises is briefly stored in the compensation chamber 30 under corresponding pressure and released again.
Sobald sich durch die Strömungs- und Druckenergie das Turbinenrad 36 mit seiner Abtriebswelle in Drehung versetzt, wird der Regler 33 angetrieben und gibt Schaltimpulse, die an das Magnetventil 32 weitergeleitet werden. Dieses Magnetventil 32 öffnet oder schließt die beiden Druckleitungen 34, 34', welche Druckflüssigkeit in das Steuerventil 35 führen. Hierdurch wird zeitweise der Zahnkranz 12 festgehalten und dadurch die Spindel 10 gedreht, wodurch sich der Schlitten 9 mit dem Kurbelzapfen 7 verschiebt.As soon as the turbine wheel 36 with its output shaft is set in rotation by the flow and pressure energy, the controller 33 is driven and emits switching pulses which are passed on to the solenoid valve 32 . This solenoid valve 32 opens or closes the two pressure lines 34, 34 'which lead pressure fluid into the control valve 35 . As a result, the ring gear 12 is temporarily held and thereby the spindle 10 is rotated, as a result of which the slide 9 with the crank pin 7 is displaced.
Steigt die Abtriebsdrehzahl über die bisherige Drehzahl der Abtriebswelle 38 hinaus an, weil das abgenommene Drehmoment kleiner wird, so betätigt die im Regler 33 enthaltene Wirbelstrombreinse nach Art eines Tachometerwerkes einen Kontaktfinger, welcher einen oder mehrere Kontakte überfährt, so daß gemäß der dadurch erzeugten Stromimpulse das Magnetventil mehr oder weniger lang geöffnet wird. Demzufolge wird der Steuerzylinder 35 hydraulisch betätigt und der Bremshebe12 entsprechend belastet. Es erfolgt somit eine Verstellung des Kurbelzapfens 7. Dem nun größeren Kurbelradius bzw. dem größeren Hub des Pumpenkolbens 6 entspricht eine größere Strömungsgeschwindigkeit in der Turbine, und es resultiert hieraus ein kleineres Drehmoment.If the output speed increases beyond the previous speed of the output shaft 38 because the torque taken is smaller, the eddy current bushing contained in the controller 33 actuates a contact finger in the manner of a tachometer mechanism, which passes over one or more contacts, so that according to the current pulses generated thereby Solenoid valve is opened more or less long. As a result, the control cylinder 35 is actuated hydraulically and the brake lever 12 is loaded accordingly. There is thus an adjustment of the crank pin 7. The now larger crank radius or the larger stroke of the pump piston 6 corresponds to a greater flow speed in the turbine, and this results in a smaller torque.
Bei kleiner werdendem Kolbenhub steigt hingegen der Druck des Arbeitsmediums an, die Strömungsoreschwindigkeit desselben nimmt ab, und es resultiert eine geringere Drehzahl nebst einem größeren Drehmoment der Turbine.On the other hand, as the piston stroke becomes smaller, the pressure of the working medium increases suppose that the flow rate thereof decreases, and it results one lower speed in addition to a higher torque of the turbine.
Die Rücksteuerung des Kurbelzapfens auf einen kleineren Hub wird unter übersteuem des größten Kurbelradius bewirkt, wobei das Umkehrgewinde der Spindel 10 den Schlitten gegebenenfalls bis in die Nullstellung zurückbringt. Aus dieser erfolgt dann wieder die Aufwärtsregelung.The return of the crank pin to a smaller stroke is effected by overriding the largest crank radius, the reverse thread of the spindle 10 bringing the carriage back to the zero position if necessary. From this, the upward regulation then takes place again.
Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel regelt und steuert sich der Drehmomentenwandler stufenlos selbsttätig, sowie er einmal zum Anlauf gebracht ist.In the illustrated embodiment, the regulates and controls itself Torque converter steplessly automatic as soon as it is started.
Da die Anwendung von Kolbenpumpen einen pulsierenden Strom des Arbeitsmediums erzeugt, kann man in Fällen, in denen ein sehr hoher Gleichmäßigkeitsgrad verlangt wird, auch zwei parallele Pumpen mit gegenläufigem Hub anordnen.Because the application of piston pumps creates a pulsating flow of the working medium can be used in cases where a very high degree of uniformity is required will also arrange two parallel pumps with opposite strokes.
An Stelle des erwähnten Reglers kann auch eine trägheitsarme Steuerung z. B. auf elektronischer Grundlage angewendet werden.Instead of the mentioned controller, a low-inertia control can also be used z. B. be applied on an electronic basis.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEST19536A DE1194223B (en) | 1962-07-27 | 1962-07-27 | Torque converter with automatically steplessly adjustable hydraulic power transmission |
Applications Claiming Priority (1)
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| DEST19536A DE1194223B (en) | 1962-07-27 | 1962-07-27 | Torque converter with automatically steplessly adjustable hydraulic power transmission |
Publications (1)
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|---|---|
| DE1194223B true DE1194223B (en) | 1965-06-03 |
Family
ID=7458242
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DEST19536A Pending DE1194223B (en) | 1962-07-27 | 1962-07-27 | Torque converter with automatically steplessly adjustable hydraulic power transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1194223B (en) |
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1962
- 1962-07-27 DE DEST19536A patent/DE1194223B/en active Pending
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