DE1201148B

DE1201148B - Hydrokinetic torque converter

Info

Publication number: DE1201148B
Application number: DEF41911A
Authority: DE
Inventors: Martin G Gabriel
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1963-04-03
Filing date: 1964-02-04
Publication date: 1965-09-16

Description

Hydrokinetischer Drehmomentwandler Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrokinetischen Drehmomentwandler, bestehend aus einem Pumpenteil und einem in toroidalem Strom zu diesem angeordneten Turbinenteil und einem Leitrad zwischen Turbinenaustritt und Pumpeneintritt. Bei derartigen Drehmomentwandlern werden die Pumpenschaufeln häufig in bekannter Weise mittels Laschen in dem Pumpengehäuse befestigt.Hydrokinetic Torque Converter The invention relates to a hydrokinetic torque converter, consisting of a pump part and a in toroidal flow to this arranged turbine part and a stator between Turbine outlet and pump inlet. In such torque converters, the Pump blades are often fastened in a known manner by means of tabs in the pump housing.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, in einer einfachen Weise den Bemessungsfaktor des Drehmomentwandlers an die verschiedenen Bemessungsfaktoren verschiedener Maschinen anpassen zu können, derart, daß ein und derselbe Wandlertyp bei verschiedensten Maschinen mit verschiedensten Bemessungsfaktoren verwendet werden kann. Hiermit läßt sich eine wesentliche Einsparung einerseits an konstruktiver, andererseits an herstellerischer Arbeit erzielen, denn es können Wandler für verschiedene Maschinentypen in größeren Mengen hergestellt werden, als es möglich ist, wenn jeder Wandler besondere Pumpen- und Turbinenteile erfordert, die besonders konstruiert und hergestellt werden müssen.The object of the invention is, in a simple way, the dimensioning factor to be able to adapt the torque converter to the different rating factors of different machines, in such a way that one and the same converter type can be used in different machines with different rating factors. In this way, significant savings can be achieved on the one hand in terms of design and on the other hand in manufacturing work, because converters for different types of machines can be produced in larger quantities than is possible if each converter requires special pump and turbine parts that are specially designed and manufactured have to.

Erfindungsgemäß sind zur Änderung des Bemessungsfaktors eines Drehmomentwandlers die Pumpenschaufeln an der Austrittskante für die Flüssigkeit mit mindestens je einer Öffnung versehen, durch die ein quer zum Schaufelwinkel verlaufender Strömungsvektor hervorgerufen wird, der die Richtung des absoluten Strömungsvektors aus den Pumpenkanälen ändert. Durch die Anordnung einer solchen Öffnung wird der Strömungsvektor der Flüssigkeit in Tangentialrichtung der Pumpen- und Turbinenschaufel verkürzt und damit das Pumpendrehmoment für jedes gegebene Maschinendrehmoment verringert. Nach der oben angegebenen Beziehung wird demgemäß der Bemessungsfaktor geändert. Man ist somit in der Lage, ein und denselben Wandlertyp mit verschiedenen Bemessungsfaktoren zu versehen und dadurch bei mehreren Maschinentypen mit verschiedenen Bemessungsfaktoren zu verwenden.According to the invention are to change the rating factor of a torque converter the pump blades at the outlet edge for the liquid with at least each provided an opening through which a flow vector running transversely to the blade angle which is the direction of the absolute flow vector from the pump channels changes. By arranging such an opening, the flow vector of the liquid becomes shortened in the tangential direction of the pump and turbine blades and thus the pump torque decreased for any given machine torque. According to the relationship given above the rating factor is changed accordingly. One is thus able to one and to provide the same converter type with different rating factors and thereby to be used for several machine types with different rating factors.

Zweckmäßig ist es hierbei, mehrere Öffnungen in Strömungsrichtung vor der Austrittskante der Pumpenschaufeln vorzusehen und die radial weiter innen liegenden Öffnungen mit kleinerem Querschnitt auszubilden, als die unmittelbar vor der Austrittskante liegenden Öffnungen. Es können z. B. erfindungsgemäß vor der Austrittskante der Pumpenschaufeln zwei Öffnungen vorgesehen werden, von denen die radial weiter außen liegende Öffnung einen größeren Durchmesser aufweist als die radial weiter innen liegende Öffnung. Das Anbringen von Öffnungen in den Pumpenschaufeln bietet keinerlei Schwierigkeiten und verursacht nur geringfügige zusätzliche Arbeit. Durch die Öffnungen können die Laschen, mit denen die Pumpenschaufeln im Pumpengehäuse befestigt sind, nicht beschädigt werden, so daß auch eine sachgemäße Befestigung der Pumpenschaufeln im Pumpengehäuse erhalten bleibt.It is useful here to have several openings in the direction of flow to be provided in front of the trailing edge of the pump blades and the radially further inward to form lying openings with a smaller cross-section than the one immediately before the trailing edge openings. It can e.g. B. according to the invention before Trailing edge of the pump blades two openings are provided, one of which is the Radially further outward opening has a larger diameter than that Radially further inward opening. Making openings in the pump blades poses no difficulty and only causes a small amount of additional work. The lugs with which the pump blades in the pump housing can be opened through the openings are attached, are not damaged, so that a proper attachment the pump blades are retained in the pump housing.

Ein geringer Wirkungsgradsverlust, der im Wandlerbereich auftritt, ist insbesondere bei höheren Geschwindigkeitsverhältnissen, wenn die Strömungsgeschwindigkeiten in dem toroidalen Kreislauf stark abnimmt, sehr gering. Er wird durch die Vorteile der Erfindung weitgehendst aufgehoben.A small loss of efficiency that occurs in the converter area, is particularly at higher speed ratios when the flow velocities decreases sharply in the toroidal circulation, very little. He is going through the benefits the invention largely repealed.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 im Querschnitt einen Drehmomentwandler mit der verbesserten Schaufelbildung, F i g. 2 einen Teilquerschnitt durch eine Pumpenschaufel nach Linie 2-2 der F i g. 1.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which represents an embodiment of the invention. In the drawing, F i G. 1 in cross section a torque converter with the improved blade formation, F i g. 2 shows a partial cross section through a pump blade along line 2-2 of FIG G. 1.

In der F i g.1 bezeichnet 10 eine mit einem Flansch versehene Kurbelwelle der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. Der Flansch ist mittels Bolzen 12 mit einer Antriebsplatte 14 verbunden. Diese Antriebsplatte ist durch Bolzen 16 mit einem Umfangsflansch 18 des Mantels 20 eines Drehmomentwandlers verbunden. Der Mantel 20 weist eine toroidale Gestalt auf, und seine Nabe 22 ist durch Bolzen 24 mit einem Nabenteil 26 verbunden. An dem Nabenteil 26 ist eine Hohlwelle 28 befestigt, die sich bis in eine Öffnung in einem Ölpumpengehäuse 30 erstreckt. Das Pumpengehäuse 30 ist am äußeren Umfang 32 in einer Öffnung 34 eines äußeren glockenförmigen Teiles 36 des Wandlergehäuses befestigt.In FIG. 1, 10 denotes a crankshaft, provided with a flange, of the internal combustion engine of a motor vehicle. The flange is connected to a drive plate 14 by means of bolts 12. This drive plate is connected by bolts 16 to a peripheral flange 18 of the shell 20 of a torque converter. The shell 20 has a toroidal shape and its hub 22 is connected to a hub part 26 by bolts 24. A hollow shaft 28 , which extends into an opening in an oil pump housing 30, is fastened to the hub part 26. The pump housing 30 is attached to the outer periphery 32 in an opening 34 of an outer bell-shaped portion 36 of the converter housing.

Ein Teil des Hauptgetriebegehäuses ist bei 38 dargestellt. Dieser Teil kann ein Planetengetriebe enthalten, durch welches -mehrere Drehmomentwege zwischen dem Drehmomentwandler und einer Getriebeausgangswelle geschaffen werden.Part of the main transmission housing is shown at 38. This Part can contain a planetary gear, through which multiple torque paths be created between the torque converter and a transmission output shaft.

Der äußere Umfang des glockenartigen Wandlergehäuses 36 weist einen Flansch 40 auf, der mit dem Block der Kraftfahrzeugmaschine zu verbinden ist. Der äußere Teil des Gehäuses 36 kann außerdem mit Auslaßöffnungen 42 für Kühlluft versehen sein, sofern der Wandler luftgekühlt ist. Am äußeren Umfang ist ein Leitblech 44 angenietet, welches bis ins Innere des Gehäuses 36 reicht.The outer periphery of the bell-shaped transducer housing 36 has a flange 40 which is to be connected to the block of the automotive engine. The outer part of the housing 36 can also be provided with outlet openings 42 for cooling air, provided that the converter is air-cooled. A guide plate 44, which extends into the interior of the housing 36, is riveted to the outer circumference.

Das Leitblech 44 entspricht der Form der Innenfläche des Wandlergehäuses 36. Es kann Luft aus einer radial innenliegenden Einlaßöffnung in dem Gehäuse 36 durch mittlere Öffnung 48 in dem Leitblech leiten. Die Einlaßöffnung in dem Gehäuse 36 ist in F i g. 1 nicht dargestellt.The baffle 44 corresponds to the shape of the inner surface of the converter housing 36. There can be air from a radially inner inlet opening in the housing 36 pass through central opening 48 in the baffle. The inlet port in the housing 36 is in FIG. 1 not shown.

Die äußere Fläche des Mantels 20 trägt Kühlrippen 50, die sich mit dem Mantel in dem feststehenden Leitblech 44 drehen. Diese Kühlrippen erzeugen eine zentrifugale Pumpenwirkung, und die Luft, die auf diese Weise zirkuliert, tritt über die Fläche des Mantels 20 hinweg und nimmt die Wärme auf, die innerhalb des hydrokinetischen Kreislaufes entwickelt wird. Die erhitzte Luft gelangt alsdann durch die Austrittsöffnung 42 hindurch.The outer surface of the shell 20 carries cooling fins 50 which rotate with the shell in the stationary baffle 44. These cooling fins create a centrifugal pumping action and the air which thus circulates passes over the surface of the shell 20 and absorbs the heat developed within the hydrokinetic circuit. The heated air then passes through the outlet opening 42.

Das ölpumpengehäuse 30 umgrenzt eine Pumpenkammer 52, in welcher zwei Zahnradteile 54 und 56 als Pumpenteile angeordnet sind. Diese Zahnradteile sind ineinander eingreifend exzentrisch angeordnet. Ein halbmondförmiger Separator 58 ist zwischen den auseinandergehenden Teilen der Teile 54 und 56 angeordnet.The oil pump housing 30 delimits a pump chamber 52 in which two gearwheel parts 54 and 56 are arranged as pump parts. These gear parts are arranged eccentrically engaging one another. A crescent-shaped separator 58 is disposed between the diverging portions of portions 54 and 56.

Eine Pumpenverschlußplatte 60 ist durch Schrauben mit dem Pumpengehäuse 30 verbunden. Diese Platte ist mit einem feststehenden Hohlwellenansatz 62 versehen, der innerhalb der Hohlwelle 28 verläuft.A pump closure plate 60 is screwed to the pump housing 30 connected. This plate is provided with a fixed hollow shaft extension 62, which runs inside the hollow shaft 28.

Der Pumpenmantel 20 ist am äußeren Umfang mit dem äußeren Umfang eines Mantelteiles 64 verbunden. Die Nabe des Mantelteiles 64 ist mit einem Führungsteil 66 verschweißt, der in eine Führungsaussparung 68 im Ende der Kurbelwelle 10 eingreift.The outer circumference of the pump casing 20 is connected to the outer circumference of a casing part 64. The hub of the casing part 64 is welded to a guide part 66 which engages in a guide recess 68 in the end of the crankshaft 10.

Im Inneren des Mantels 20 sind eine Anzahl Pumpenschaufeln 70 befestigt. Am äußeren Umfang der Schaufeln sind Laschen 72, 74 und 76 vorgesehen. Diese Laschen greifen in entsprechende Schlitze der inneren Fläche des Mantels 20 ein. Die Lasche 72 sitzt am äußersten Ende des Mantels 20, und die Laschen 76 sitzen am innersten Bereich. Diese Laschen halten die Schaufeln fest.A number of pump blades 70 are attached to the interior of the shell 20. Tabs 72, 74 and 76 are provided on the outer periphery of the blades. These tabs engage in corresponding slots in the inner surface of the jacket 20 . The tab 72 sits on the outermost end of the shell 20 and the tabs 76 sit on the innermost area. These tabs hold the blades in place.

Die inneren Kanten der Schaufeln 70 besitzen Laschen 78 und 80. Diese greifen in entsprechende Schlitze eines Leitwulstes 82 ein.The inner edges of the blades 70 have tabs 78 and 80. These engage in corresponding slots in a guide bead 82.

Mit der Pumpe im toroidalen Fluß befindet sich eine Turbine, die einen äußeren Turbinenmantel 84, einen inneren Leitwulst 86 und eine Anzahl Turbinenschaufeln 88 aufweist, welch letztere zwischen den Mänteln angeordnet sind. Der äußere Mantel 84 kann mit Öffnungen versehen sein, um Haltelaschen 90 an den äußeren Kanten der Schaufeln 88 aufzunehmen. In gleicher Weise besitzt der innere Mantel 86 geschlitzte Öffnungen zur Aufnahme von Laschen 92 an den Innenkanten der Schaufeln 88. Die innere Kante des Mantels 84 ist an einer Nabe 94 befestigt, welche auf die Hauptwelle 96 aufgenutet ist. Die Welle 96 ist durch eine Büchse 98 in der feststehenden Hohlwelle 62 gelagert. Außerdem ist sie durch eine Büchse 100 in einer mittleren Öffnung der Wand 102 des Getriebegehäuses 38 gelagert.With the pump in the toroidal flow, there is a turbine which has an outer turbine shell 84, an inner guide bead 86 and a number of turbine blades 88, the latter being disposed between the shells. The outer shell 84 may be apertured to receive retaining tabs 90 on the outer edges of the blades 88. In the same way, the inner shell 86 has slotted openings for receiving tabs 92 on the inner edges of the blades 88. The inner edge of the shell 84 is attached to a hub 94 which is grooved onto the main shaft 96. The shaft 96 is supported by a bushing 98 in the stationary hollow shaft 62. It is also supported by a bushing 100 in a central opening in the wall 102 of the gear housing 38.

Zwischen dem Strömungsaustrittsquerschnitt der Turbine und dem Eintrittsquerschnitt der Pumpe ist ein beschaufeltes Leitrad angeordnet, bestehend aus einem ersten Mantelteil 104 und einem zweiten Manteilteil 106 sowie einer Anzahl Leitradschaufeln 108 zwischen den Mänteln. Der Mantel 106 besitzt eine mittlere genutete Öffnung, in der eine äußere Kupplungsspur 110 angeordnet ist. Diese Spur ist außen genutet, um eine Treibverbindung mit den Innennuten der Leitradnabenöffnung herzustellen. Eine innere Kupplungsspur 112 ist fest mit der feststehenden Hohlwelle 62 vernutet. Zwischen den Spuren 110 und 112 sitzen Klemmteile 114, die eine Überholbewegung der Spur 110 gegenüber der Spur 112 zulassen und die eine Relativdrehung zwischen den Spuren in entgegengesetzter Richtung verhindern.A bladed stator is arranged between the flow outlet cross-section of the turbine and the inlet cross-section of the pump, consisting of a first casing part 104 and a second fraction part 106 and a number of stator blades 108 between the casings. The jacket 106 has a central grooved opening in which an outer coupling track 110 is arranged. This track is grooved on the outside in order to produce a driving connection with the internal grooves of the stator hub opening. An inner coupling track 112 is firmly grooved with the stationary hollow shaft 62. Clamping parts 114, which allow an overtaking movement of the track 110 with respect to the track 112 and which prevent a relative rotation between the tracks in the opposite direction, are seated between the tracks 110 and 112.

An beiden Seiten der überholkupplung sind Abstandsteile 116 und 118 angeordnet. Diese sind an der Spur 112 durch Büchsen gelagert, wodurch das beschaufelte Leitrad selbst gehalten wird.Spacers 116 and 118 are located on both sides of the overrunning clutch arranged. These are stored on the track 112 by bushings, whereby the bladed Idler is held by itself.

Zwischen dem Abstandsstück 116 und der Nabe 94 ist eine Druckscheibe 120- angeordnet. In gleicher Weise ist eine Druckscheibe 122 zwischen dem Abstandsstück 118 und der Nabe 26 des Pumpenmantels vorgesehen.A thrust washer 120- is arranged between the spacer 116 and the hub 94. In the same way, a pressure washer 122 is provided between the spacer 118 and the hub 26 of the pump jacket.

Die Pumpenschaufeln sind mit Öffnungen, wie sie in den F i g. 1 und 2 mit 124 und 126 bezeichnet sind, versehen. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform weist die Öffnung 124 einen größeren Durchmesser auf als die Öffnung 126. Fernerhin ist sie mehr an der Austrittskante 70 gelegen als die Öffnung 126. Diese Öffnungen erzeugen einen Querstrom durch die Schaufeln.The pump blades are provided with openings as shown in FIGS. 1 and 2 designated 124 and 126 are provided. With the one shown in the drawing Embodiment, the opening 124 has a larger diameter than the opening 126. Furthermore, it is located more at the trailing edge 70 than the opening 126. These openings create a cross flow through the blades.

Dieser Querstrom kann durch einen Vektor dargestellt werden, der in tangentialer Richtung außerhalb der Phase mit Bezug auf den Vektor der absoluten Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit ist, welche durch die beschaufelten Kanäle der Pumpe hindurchströmt. Die Resultierende zwischen dem Vektor der absoluten Strömungsgeschwindigkeit und dem Vektor, der den Strom durch die Öffnung 124 und 126 darstellt, ändert sich in der Richtung relativ zur Richtung des Vektors der absoluten Strömungsgeschwindigkeit. Die Tangentialkomponente des resultierenden Vektors besitzt eine andere Größe als die Tangentialkomponente des Vektors der ursprünglichen absoluten Strömungsgeschwindigkeit. Daraus ergibt sich eine Änderung des wirksamen Momentes des Momentes der Flüssigkeit, die durch die Schaufelkanäle des Pumpenteiles hindurchgeht.This cross flow can be represented by a vector that is shown in tangential direction out of phase with respect to the vector of the absolute The flow rate of the liquid is passing through the bladed channels the pump flows through. The resultant between the vector of the absolute flow velocity and the vector representing the current through opening 124 and 126 changes in the direction relative to the direction of the vector of the absolute flow velocity. The tangential component of the resulting vector has a different size than the tangential component of the vector of the original absolute flow velocity. This results in a change in the effective moment of the moment of the liquid, which passes through the vane channels of the pump part.

Es zeigt sich also, daß die Kapazität oder der Dimensionsfaktor des Wandlers in einem Ausmaß geändert wird, welches von der Stärke des Stromes durch die Öffnungen 124 und 126 abhängt. Bei niedrigem Geschwindigkeitsverhältnis wird der Strom durch die Öffnungen größer sein als der entsprechende Strom beim Betrieb unter höherem Geschwindigkeitsverhältnis. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß der toroidale Strom selbst bei einer Steigerung des Geschwindigkeitsverhältnisses geringer ist. Der Einfluß der Öffnungen 124 und 126 während des Betriebes bei hohem Geschwindigkeitsverhältnis ist also geringer als der Einfluß während des Betriebes mit niedrigem Geschwindigkeitsverhältnis.So it turns out that the capacity or the dimension factor of the Converter is changed to an extent that depends on the strength of the current through the openings 124 and 126 depends. When the speed ratio is low, the current through the openings must be greater than the corresponding current during operation under higher speed ratio. This follows from the fact that the toroidal current even with an increase in the speed ratio is less. The influence of the openings 124 and 126 during operation at high Speed ratio is therefore less than the influence during of operation at low speed ratio.

Der Durchmesser, die Zahl und die Lage der öffnungen können in Abhängigkeit von dem Ausmaß der notwendigen Veränderung abgeändert werden.The diameter, the number and the position of the openings can depend on be modified by the extent of the change required.

Claims

Claims: 1. Hydrokinetic torque converter, consisting from a pump part and a turbine part arranged in a toroidal flow to this and a stator between the turbine outlet and the pump inlet, in which the pump blades are fastened by tabs in the pump housing, characterized in that the Pump blades (70) on the outlet edge for the liquid with at least each an opening (124) are provided through which a transverse to the blade angle Flow vector is caused, which is the direction of the absolute flow vector changes from the pump channels.

2. Torque converter according to claim 1, characterized in that a plurality of openings (124, 126) are provided in the direction of flow in front of the outlet edge of the pump blades (70) and the radially inner openings have a smaller cross section than the openings immediately in front of the outlet edge.

3. Torque converter according to claim 1 and 2, characterized in that in front of the trailing edge of the pump blades (70) two openings (124, 126) are provided, of which the radially further outward opening (124) has a larger diameter than the radially further internal opening. Documents considered: German Patent No. 1138 599; U.S. Patent No. 2,924,941.