DE1966294C3 - Schaufelkranztragende Baueinheiten eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers . Ausscheidung aus: 1902189 - Google Patents

Description

ilfflfangsrichtung erlaubt trotzdem eine auch unter kranzes 22 der ersten Turbinenstufe mit diesen

j "π im Betrieb vorkommenden Temperaturschwan- Schaufeln einstückig ausgebildet ist.

ν neen ausreichende Zentrierung und gestattet die Wie aus Fig. 1 ersichtlich tit, sind die ^Scnauie'"

fftera-aeung aller auch unter extremen Bedingun- blauer in Längsrichtung konisch ausgeoüdet, uno ac

im Betrieb auftretende Drehmomente. Die in der 5 Querschnitt der Schaufelblätter in Ebenen normal zu

fL· erzielbare Herstellungsgenauigkeit ist, wie Ver- ihren Hauptachsen besitzt die gleiche y¹"",.·⁰""

S ergegen haben, so groß, daß die Wirkungs- und ändert sich nur in der Größe längs der Blauen

«de der in der laufenden Fertigung hergestellten Auf diese Weise ist es möglich, bsi ^Herstellung

Ctriebe innerhalb eines Toleranzbereiches von 1 °/_a der Schaufelblätter für die Massenproduktion gc^s

bleiben und zwar auch bei Drehmomentwandlern io nete Gießtechniken anzuwenden. Eine solcdc λλη

u hohem Leistungsvermögen, die sonst empfindlich struktion der Schaufelblätter hai nicht nur diejuu-

Senüber Abweichungen in der Formgenauigkeit rechterhaltung eines gleichbleibenden Wirkungsgr

⁶^nH DemRCgcnüber betragen bei den nach bisheri- des zur Folge, sondern verbessert darüber ömausi

ϊη Konstfuktions- und Fertigungsprinzipien herge- unerwarteter Weise den ^ungs^ad ate*^ ^^u

Slicn Drehmomentwandlern der in Frage stehen- 15 diesem Zwecke ist es vorteilhaft, in der W »^ ^

S Α« die Abweichungen bis zu 5»/„. Die Erfin- die Bauteile des Schaufelblattsystemsjotac.spanende

d 'ng schafft somit einen Drehmomentwandler hoher Bearbeitung auch nur eines dieser bauteile

^Z gleicher Erzielung niedriger Herste,- - ^^™^™* ^A

Ιβ» Weiterbildungen der Erfindung sind aus den F i g. 2 bis 7 hervor. Grund*_tzIirf, sind d,e

_ta den Unteransprüchen aufgeführt. Schaufelblätter einstückig mit einer Sctobe

nie Erfindung wird nachstehend an Hand einiger einem Kernnng ausgebildet, und ihre treen

-&T£L. HU» eine, Un₆- ^n SÄÄ^-S einen Drehmomentwandler nach der Erfindung, gewährleisten, ist eines der Baut eile, ™^SP' _d

^CT,2 einen Querschnitt nach Linie 11-11 in 30 der S™« ^Jre^Schaufe^a

^{F 1}F⁸Ig- 3 einen Schnitt durch den Turbinenteil des Querschnitt versehen, während ^andere Kernen

^^^Ssich^s\crnrin_gs des Turbi- ^f^^^ZX l ih d di Pfil h^ -hteck^n Ausnehmungen

^^^Ssich^s\crnrin_gs des Turbi- ^f^^^ZX

„enteil nach Fig. 3 in Richtung der dortigen Pfeile 35 chen^n -hteck^n Ausnehmungen^

^IV^.5 eine Schraubverbindung fUr ein Schale, sich imJ^^Sl

?n der weiten Turbinenstufe _im Schn.tt nach wahren dm

^i^doS. Querschnitt durch ein Sch.ufc«,l.tt . * Beispi^sweise ^{^^^^Αϊ

der zweiten Turbinenstufe in größerem Maßstab und F.g. y™*™^C^J?J£^XTg_m Kernring

F ig. 7 ausschnittsweise einen Querschnitt durch schau fc biet te ¹J ^{e n}sU»^c kife 1 ^ _dem

_die Radscheibe des Turbineutei.s und d,c s,c tr.- ausgeb-ld«.^^ahnhcher ^^ _h

DerTnng. 1 dargestellte hydrodynamische Dreh- 45 fein 26 mit ^^^^^^ momentwandler ist ein sogenannter zweistufiger rechteckigem Qucrschn.tt versehen die gsg >

Wandler. Ein rotierendes Wandlergehäuse 10 bildet chende ^ⁿ^ScSr^c^L· feste Bausein Primärglied und trägt einen Kranz Pumpen- fen ^.^a -^^er ^S die Vorlpiünge 25, wie in Fig.

der Träger der Schaufeln 18 einer zweien Turbinen- Um ^dcm8f85jyber den _zerlegbar zu ge-

stufe, de⁸ren innere Enden einstückig mit einem Kern- 1 «fbrnenschaufe^k a,„ζ 22 te». 1 ^ ^^^

ring 20 ausgebildet sind. Letzterer tragt seinerseits stalten « de AoBc,nnnfe ^ ^ _c].

die Schaufeln 22 einer ersten Turbinenstufe. 55 ^"'^"""„^

Zwischen den beiden Turbinenstufen befindet sich bla ter gegos«"· «"? J^s rechteckigem Querschnitt

ein Leitrad 24 mit einem daran angeordneten Kranz 22 /von im ^ⁿJJ^c«ⁿ _hc)_]d geformte Lö-

von Leitschaufelblättern 26, die an ,hren inneren Fn- an (F ig 2 und * .die ? _{Durch Bohrunge}n

den durch einen Ring 28 rmtc.nander verbunden ehe 23 ^imJ^J™/ ₂₂ ^S _{und den} Gußzapfen 22 ft

sind Die Schaufelkränze 12, 22, 26 befinden _S1ch in- 60 ,n f^cn ^^ch&f^^tlV^^i° _{12 a} verankerte Zug-

nerhalb des rotierenden Gehäuses 10 in einer toroid erwecken mc f ™ Au fm mB ,„,,.„„ _{22 it}

förmigen Arbeitskammer 30, in welcher die Arbe is- ^o zcn2L mittels ν, ^^ ^ _aufg{._

flüssigkeit die Schaufelkränze m der vorerwähnten dem Kern ng ζυ ^au . _d

Reihenfolge durchströmt, wobei die Arbe.tskammer dre U MuUe η ^™_{αίε SchaufelbläUe}r 18 der

30 innen von den Kernringen 14, 20 und 28 und 6₅ In ^nljher ^c _st„_{ck mU} ^ _Kem.

außen von dem Gehäuse 10, der Turb.nenradscheibe zweiten ™'ⁿcnstui ^^. ^ ^_{n freien £}

SiS? ^rSW^iSS: S^ 2?1Κώ rechteckige Vorsprünge

angeformt, die in entsprechend geformte Ausnehmungen 17 der Scheibe 16« eingreifen. Die Schaufelblätter und deren Vorsprünge sind mit Gewindelöchern zur Aufnahme von Befestigungsbolzen 31 versehen, die durch das Turbinenrad 16 α je ein Schaufelblatt 18 und den Kernring 20 hindurchgeführt und mittels Muttern 32 verschraubt sind, um die vorerwähnten Bauteile zusammenzuhalten (F i g. 3).

Das vorbeschriebene System von Vorsprüngen und Ausnehmungen wirkt dergestalt, daß die diametral mit Bezug auf die Drehachse einander gegenüberliegenden Vorsprünge und Ausnehmungen die relative Stellung der miteinander verbundenen Teile in einer Richtung senkrecht zu dieser diametralen Verbindungslinie zwischen den Vorsprüngen und Ausnehmungen bestimmt. Auf diese Weise sorgen zwei Paare von um 90° zueinander im Winkel versetzten, diametral gegenüberstehenden Vorsprünge und Ausnehmungen wechselseitig für die Bestimmung der relativen Lage der Teile, und dies wird nur durch die notwendige Toleranz zwischen den Breiten der Vorsprünge und Ausnehmungen beeinflußt, wodurch jede Abweichung von der theoretischen Gestalt zwischen den diametral gegenüberliegenden Vorsprüngen und Ausnehmungen im wesentlichen vollständig eliminiert ist.

Das Problem der Anpassung des Präzisionsgußverfahrens an die Teile des Schaufelblattsystems umfaßt auch die Lösung des Problems der Befestigung der Turbinen- und Leitschaufelteile an den entsprechenden Wellen, z.B. des Turbinenrads 16a an der Welle 16 ohne Verwendung aufwendiger Methoden. Das Problem, obgleich ähnlich dem zur Befestigung zwischen den Schaufelkränzen und Ringteilen in der oben beschriebenen Weise, hat doch den wesentlichen Unterschied, daß die Schrumpfung der Teile beim Gießen in der Form von den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen beeinflußt wird, die auftreten, wenn beispielsweise eine Aluminiumnabe auf einer Stahlwolle angeordnet wird, und unter diesen Umständen wäre es unvernünftig, Schrumpfverbindungen anzuwenden, und es würde unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten auch nicht praktikabel sein,

ίο mit eingegossenen Lagerbuchsen zu arbeiten.

F i g. 7 zeigt in diesem Zusammenhang, wie eine Verbindung zwischen einer Aluminiumnabe und einer Stahlwelle derart hergestellt werden kann, daß praktisch der Einfluß der Ausdehnung der Nabe durch Temperaturanstieg auf den Sitz zwischen Nabe und Schaft ausgeschaltet wird. Die geringe Festigkeit des Materials mit größerer Wärmeausdehnung wird dadurch kompensiert, daß der Durchmesser der Welle (Stahl) und der Durchmesser der Nabe (AIu-

ao minium) so gewählt werden, daß sie sich sowohl der Festigkeit der beiden Materialien wie auch der Anzahl der verwendeten Zähne anpassen, so daß die ineinandergreifenen Oberflächen das Material mit der geringeren Festigkeit kompensieren.

as Wie F i g. 7 zeigt, erbringt die Breite α der Zähne an der WeSIe (oder einer aus Stahl bestehenden Hülse) dieselbe Tragfähigkeit wie die Zähne der äußeren Nabe, die beispielsweise aus Aluminium besteht und eine Zahnbreite b besitzt.

Die vorerwähnten Merkmale sind bei allen Produktionseinheiten anwendbar, und die Kosten dieser Einheiten werden, weil sie nun die Anwendung des Präzisionsgußverfahrens gestatten, bis zu 50⁰O gesenkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 ^ ring (22Λ) unter Verjüngung zum Toroidkcrn , Patentansprüche: hin, die Schaufelblätter (26) eines Leitschaufel· kranzes einstückig mit einem die toroidförmige

1. Schaufelkranztragende Baueinheiten eines Arbeitskammer nach außen hin begrenzenden hydrodynamischen Drehmomentwandlers, deren 5 Radscheibe (24) unter Verjüngung ebenfalls zum Schaufelkränze jeweils mit einem der sie ein- Toroidkern hin und die Schaufelblätter (18) eines schließenden Ringelemente zu einem einzigen zweiten Turbinenschaufelkranzes entweder em-Gußteil zusammengefaßt sind, wobei eines der stückig mit einer die toroidförmige Arbeitskam-Ringelemente in der Schaufelkranzeinheit von mer nach außen begrenzenden Radscheibe (16 α) einem drehfest auf einer Wandlerwelle angeord- io oder einem einen Kernteil der toroidformigen Arneten Radscheibe gebildet ist, dadurch ge- beitskammer bildenden Seitenring (20) unter kennzeichnet, daß die eine Baueinheit bil- Verjüngung zu ihrem freien Ende hin ausgebildet denden Teile (18, 2β; 22; 16Λ; 16) ausschließ- sind.

Hch durch in Umfangsrichtung formschlüssigen

Eingriff mehrerer, paarweise diametral zur Dreh- 15
achse einander gegenüberliegender, um die Drehachse verteilter und radial zu dieser mit Spiel in- Die Herstellung von schaufelkranztragenden Baueinandergreifender Vorsprünge bzw. Ausneh- einheiten von hydrodynamischen Wandlern der im mungen (z.B. 18Λ bzw. 16£) erfolgt, deren die Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung Zentrierung bewirkende Flanken zumindest bei ao erfordert sehr hohe Werkzeugkosten, besonders dort, einem der miteinander verbundenen, in einem wo Drehmomentwandler für Kraftfahrzeuge herge-Präzisionsgußverfahren hergestellten Bauteile un- stellt werden sollen. In solchen Fällen ist eine Herabbearbeitet sind. setzung der Herstellungskosten unter dem Gesichts-

2. Wandlerbaueinheit nach Anspruch 1, da- punkt der ständigen Aufgabe, alle Kosten zu senken, durch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Paare as äußerst erwünscht. Für die Herstellung hydraulischer von Vorsprüngen und Ausnehmungen geradzah- Drehmomentwandler bestand bisher nur die Mög-Hg ist. lichkeit, entweder einen Drehmomentwandler mit

3. Wandlerbaueinheit nach Anspruch 1 oder 2, verhältnismäßig geringem Leistungsvermögen eindadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelblätter fach und billig herzustellen oder einen Hochlci-(22, 26, 18) an den vom einstückig mit ihnen aus- 30 stungswandler mit Drehmomentvervielfachung und geführten Ringclement (22 A, 24, 20) wegweisen- gutem Wirkungsgrad zu schaffen, der dann jedoch den Enden axiale Ansätze (18/1) tragen, deren in die Anwendung teurer Fertigungsmethoden erfor-Umfangsrichtung weisende Seitenflächen parallel dertc und folglich auch selbst entsprechend teuer ausgebildet sind und die in entsprechend ge- war.

formte Durchbrechungen oder Ausnehmungen 35 Die bisher für die billigen Typen von Drehmo-

(16 E) des zweiten Ringelementes (20, 28, 16 a) mentwandlern benutzten Herstellungsmethoden be-

mit Radialspiel eingreifen. stehen entweder darin, Stanzteile aus Stahl miteiman-

4. Wandlerbaueinheit nach Anspruch 3, da- der zu verschweißen oder vergleichsweise rohe, im durch gekennzeichnet, daß die Ansätze (18 A) in- Feingußverfah ren hergestellte Schaufelblattkomponerhalb der Durchbrechungen oder Ausnehmun- 40 nenten zu verwenden. Beide Herstellungsmethoden gen (16 E) mit Gleitsitz in Radialrichtung geführt erlauben nur den Bau von Wandlern mit verhältnissind, mäßig geringen wirtschaftlich ausnutzbaren Drehmo-

5. Wandlerbaueinheit nach Anspruch 1 oder 2, mentübersetzungsverhältnissen beim Anfahren und dadurch gekennzeichnet, daß die drehfeste Ver- im Betrieb.

bindung zwischen der Radscheibe und der Welle 45 Wandler mit großer Drehmomentübersetzung und

in an sich bekannter Weise mittels einer Keilwel- gutem Wirkungsgrad werden bis jetzt entweder mit

lenverbindung mit parallelen Flanken der Keile gezogenen Schaufelprofilen hergestellt, die an den sie

(16 b) bzw. Keilnuten vorgenommen ist, wobei einschließenden Ringelementen vernietet sind, oder

die radiale Keilhöhe im Verhältnis zu der über sie enthalten gefräste Profile, die beispielsweise mit

den Umfang gemessenen Keilbreite (a, b) derart 50 den Ringelementen hartverlötet sind. Es ist auch be-

bemesscn ist, daß die Keile der Welle (16) und kannt, die Schaufeln von für die Übertragung hoher

die Keile der Radscheibe (16 a) die gleiche Trag- Leistungen vorgesehenen Drehmomentwandlern, bei

fähigkeit in bezug auf das zu übertragende Dreh- denen die Kosten für die Schaufelherstellung nicht so

moment besitzen. stark ins Gewicht fallen, aus Stahlrohlingen mit Hilfe

6. Wandlerbaueinheit nach Anspruch 5, da- 55 von Profilfräsmaschinen herzustellen.

durch gekennzeichnet, daß die Welle (16) aus Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung für die. Stahl und die Radscheibe (16 A) in bekannter Herstellung von schaufelkranztragenden Baueinhei-Weise aus Aluminium hergestellt sind und daß in ten eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers bekannter Weise das Verhältnis der in Umfangs- zu schaffen, durch welchen sich ein hohes Leistungsrichtung gemessenen Keilbreite (α bzw. b) zur ra- 60 vermögen, d. h. also ein guter Wirkungsgrad, auch bei dialen Keilhöhe bei den Keilen (16 c) der Rad- Herstellung in der Großserie unter Vermeidung der scheibe (16 a) größer ist als bei den Keilen (16 b) bisher zur Erzielung dieses Ergebnisses erforderlider Welle (16). dien hohen Fertigungskosten erhalten läßt.

7. Wandlerbaueinheit nach einem der An- Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die 65 Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Schaufelblätter (22) eines ersten Turbinenschau- Durch die Erfindung werden die Herstellungskofelkranzes einstückig mit einem die toroidförmige sten wesentlich gesenkt. Der gegenseitige formschlüs-Arbeitskammer nach außen begrenzenden Seiten- sige Eingriff der Vorsprünge und Ausnehmungen in