DE2027069C3

DE2027069C3 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit vorgeschalteter Schlupfkupplung zum Aufrechterhalten einer konstanten Getriebeausgangsdrehzahl

Info

Publication number: DE2027069C3
Application number: DE2027069A
Authority: DE
Inventors: Conrad R. Winnebago Ill. Hilpert (V.St.A.)
Original assignee: Twin Disc Inc
Current assignee: Twin Disc Inc
Priority date: 1969-06-02
Filing date: 1970-06-02
Publication date: 1979-02-15
Also published as: JPS5022300B1; GB1259058A; DE2027069B2; DE2027069A1; US3556271A

Description

Druckmittel wird der Kolben 9 (in der Zeichnung nach rechts) so bewegt, daß die ineinandergreifenden Kupplungsscheiben 6 gegeneinandergedrückt werden und Leistung vom Motor Eaui die Ausgangswelle 1 der Schlupfkupplung C übertragen wird. Durcä Veränderung des von dem Kolben 9 auf die Kupplungsscheiben 6 ausgeübten Druckes kann die Schlupfkupplung C moduliert werden.

Die Beaufschlagung der Kammer 8 mit einem unter Druck stehenden Druckmittel erfolgt über einen Kanal 10 in einem »iationären Gehäuse H des Drehmomentwandlers TC, eine Ringnut 11 in der Ausgangswelle 1, radiale Kanäle 12, eine Längsbohning 13, einen radialen Kanal 14 im Innenteil 7 und über einen Kanal 15 mit einer Drosselstelle 16. Der Kanal 14 erstreckt sich radial auswärts zum äußeren Ende eines fliehkraftabhängigen Kupplungsschlupf-Steuerventils Vim Innenteil 7. Eine Drosselstelle 18 ist im Kanal 14 knapp vor dem Steuerventil Vvorgesehen.

Das Steuerventil Vbesitzt in einer Kammer 21 einen radialverschiebbaren Kolben 20. Bei einem bestimmten Druck auf der radial äußeren Kolbenfläche wird dieser einwärts geschoben, wobei er eine Kugel 22 gegen einen Ventilsitz 23 drückt Die Kammer 21 ist mit der Druckkammer 8 über einen Kanal 24 verbunden, der sich an den Ventilsitz 23 anschließt Wenn die Kugel 22 am Sitz 23 anliegt, kann kein Druckmittel aus der Kammer 8 über eine Öffnung 26 abströmen. Bei geringem Druck auf der äußeren Kolbenfläche wird dieser unter Fliehkraftwirkung mit der Kugel 22 radial nach außen gedrückt, so daß Druckmittel aus d«;r Kammer 8 über den Kanal 26 abströmen kann. In Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung der Kolbenfläche und der Fliehkraft wird der Mitnahmegrad der Schlupfkupplung verändert

Wenn die Ausgangsdrehzahl des Getriebes höher ist als es dem am Steuerventil V eingestellten Druck entspricht, schiebt die Fliehkraft den Kolben 20 nach außen, so daß die Kugel 22 von dem Ventilsitz abgehoben wird und ein Teil des Druckmittels aus der Kammer 8 abströmt Infolgesdessen kann die Schlupf-

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35 kupplung C schlupfen; die Ausgangsdrehzahl des Getriebes wird herabgesetzt

Hierzu ist ein Fliehkraftsteuerventil G vorgesehen, das über eine Leitung 5b Vorsteuerdruck des Kolbens 20 im Steuerventil V in Abhängigkeit von der Ausgangsdrehzahl ders Turbinenrads T steuert Das Fliehkraftsteuerventil G ist mit der Turbinenanordnung T einstückig im Innern des Gehäuses H des Drehmomentwandlers TC angeordnet und bewirkt, daß die üruckmittelbeaufschlagung des Kolbens 9 in der Schlupfkupplung Cderart feinfühlig gesteuert wird, daß unabhängig von der ausgangsseitigen Belastung des Getriebes das Turbinenrad T mit einer konstanten Drehzahl läuft die vom Fahrer eingestellt werden kann.

Das vom Turbinenrad !"angetriebene Fliehkraftsteuerventil G besitzt einen Reglerkolben 50, welcher in einer radialen Kammer 51 in einer Nabe 52 verschiebbar ist Ein Verschlußstück in Form einer Kugel 53 ist einer öffnung 55 eines Ventilsitzes 54 zugeordnet der zum Kanal 56 führt

Bei Beaufschlagung der radial äußeren Stirnfläche des Reglerkolbens 50 wird dieser nach innen gedrückt und hält die Kugel 53 auf dem Sitz 54. Die Beaufschlagung erfolgt von einer Druckmittelquelle P, über einen Kanal 60 im Gehäuse, eine Ringnut 61, einen Kanal 62, eine Längsbohrung 63 und einen in der Nabe 52 ausgebildeten, radialen Kanal 64, der zum äußeren Ende der Kammer 51 führt Mit einem Steuerventil 66 kann der Fahrer den Druck für das Steuerventil G einstellen, und damit die Turbine«raddrehzahl, bei der die Schlupfkupplung Czu schlupfen beginnt

Bei abgehobener Kugel 53 kann das Druckmittel vor dem Kolben 20 des Steuerventils V über den Kanal 56, die öffnung 55 und einem Kanal 58 abströmen. Die Kugel 53 hebt sich ab, wenn die Ausgangsdrehzahl des Turbinenrads T einen bestimmten Wert überschreitet und die Fliehkraft den Kolben 50 nach außen schiebt. Das Druckmitel strömt dann vom Kolben 20 ab, bis die Schlupfkupplung schlupft und die Ausgangsdrehzahl auf den eingestellten Wert sinkt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Claims

Patentanspruch:

Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit vorgeschalteter Schlupfkupplung zum Aufrechterhalten einer konstanten Getriebeausgangsdrehzahl, mit einem fliehkraftabhängig gesteuerten Kupplungsschlupf-Steuerventil, das in der ausgangsseitigen Hälfte der Schlupfkupplung angeordnet ist und bei steigender Wandlereingangsdrehzahl den Kupplungsschlupf erhöht, wobei das Kupplungsschlupf-Steuerventil zusätzlich von einem Steuerdruck belastet ist, der von einem von der mit dem Turbinenrad im Wandler verbundenen Wandlerausgangswelle betriebenen Fliehkraft-Steuerventil moduliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehkraft-Steuerventil (G) innerhalb des Wandlergehäuses (H) angeordnet und mit dem Turbinenrad (T) baulich vereinigt ist, wobei das Fliehkraft-Steuerventil als ein an die Steuerdruckleitung (56) angeschlossenes Ablaßsteuerventil ausgebildet ist und die Steuerdruckleitung (56) über eine Drosselstelle (18) von dem Druckversorgungssystem (10 bis 13) für das Kupplungsschlupf-Steuerventil (V) gespeist wird.

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Art

Bei einem bekannten Drehmomentwandler dieser Gattung (US-PS 34 69 663) wird die Ausgangsdrehzahl über ein Winkelgetriebe mechanisch an einen getrennt angeordneten Fliehkraftregler übermittelt Dieser moduliert den Steuerdruck für das Kupplungsschlupf-Steuerventil über einen .zwischengeschalteten Druckwellendämpfer. Das Ansprechverhalten wird damit sehr träge, was die Verwendung dieses Drehmomentwandlers bei Erdbewegungsmaschinen erschwert Bei momentaner Entlastung, wie sie bei Planierarbeiten oftmals eintritt, reagiert das System mit einer unerwünschten Geschwindigkeitssteigerung. Andererseits kehrt sich der Effekt um, wenn ein Hindernis vorliegt, da auch dann das System zu träge ist um bei Aufrechterhaltung der Geschwindigkeit die volle Kapazität des Drehmomentwandlers und der Reibungskupplung schnell auszunutzen. Begründet ist dies durch den modulierten Steuerdruck, die mechanische Verbindung zwischen Drehzahlregler und Turbinenwelle und die langen Steuerleitungen und Steuerkanäle zum Kupplungsschlupf-Steuerventil. Der Drehzahlregler überwacht nur den Steuerdruck für eine fliehkraftabhängige Kugel im Ausgang der Reibungskupplung, die den Arbeitsdruck zum Kupplungskolben steuert Vor dem Kolben kann ständig über eine Drossel Druckmittel abströmen. Für eine ausreichende Ansprechempfindlichkeit muß die I -»ssel klein sein. Andererseits kann deshalb beim Druckabbau, bei LastabfaM, durch die Drossel der Zylinder vor dem Kolben nicht schnell genug entlastet werden, denn es steht zunächst noch Steuerdruck an der Kugel an, der ein Absperren des Arbeitsdruckes erst nach Hochlaufen der Kupplung und Turbinenwellen-Ausgangsdrehzahl zuläßt Umgekehrt ist Druckaufbau vor dem Kolben nur langsam möglich, da der Arbeitsdruck zum Kolben erst durchkommt, wenn der Drehzahlregler den Steuerdruck so hoch aufbaut, daß der Gegendruck den Arbeitsdruck überwinden wird. Während der Füllung des Zylinderraums läßt aber die Drossel Druckmittel ab. Diese Schwierigkeiten werden noch dadurch verstärkt, daß sich weiterhin der Reibwert der Kupplung im eingerückten Zustand verändert und das System nicht in der Lage ist, darauf ausreichend schnell zu reagieren.

Es ist zwar bereits bekannt (US-I¹S 24 04 657), das fliehkraftbetätigte Kupplungsschlupfsteuerventil zusammen mit dem Fliehkraftregler innerhalb des

to Wandlergehäuses anzuordnen; jedoch ist dabei das Ventil mit dem Turbinenrad nicht baulich vereinigt, sondern es ist eine getrennte Kupplungsplatte mit dem Turbinenrad verbunden, an der der Ventilschieber gelagert ist, der unter dem Wandlerinnendruck den Kupplungsschlupf steuert

Es ist auch bekannt, bei hydrodynamisch-mechanischen Verbundgetrieben (US-PS 33 87 508), zwei Fliehkraftsteuerventile in einem separaten Gehäuse auf der Getriebeausgangswelle anzuordnen. Diese Ventile sind jedoch für die Abgabe von geschwindigkeitsanregenden Signalen verantwortlich.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit vorgeschalteter Reibungsschlupfkupplung dahingehend zu verbessern, daß die Ausgangsdrehzahl der Turbinenwelle des Drehmomentwandlers auch bei' starken Belastungs- oder Drehmomentschwankungen im Ausgangibereich durch rasches Ansprechen der Regeleinrichtungen konstant gehalten wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Getriebe der in Rede stehenden Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruches aufgeführten Merkmale gelöst

Durch die Erfindung wird ein mechanisches Spiel zwischen dem Turbinenrad und dem Fliehkraftregler vermieden. Das Fliehkraft-Steuerventil steht über eine kurze Leitung mit der Reibungskupplung in Verbindung. Das Getriebe kann kürzer sein, als Getriebe mit außenliegenden Fliehkraft-Steuerventilen. Eine hohe Ansprechempfindlichkeit ergibt sich infolge der Ausgestaltung des Fliehkraft-Steuerventils als Ablaßventil das schon bei geringfügiger Überschreitung der eingestellten Turbinenrad-Drehzahl der Vorsteuerdruck über ein großquerschnittiges Ventil abbaut Der Druckauslaß kann groß sein, da er von der Schließkugel zur Gänze abgeschlossen wird, wenn eine hohe Kupplungsausgangsdrehzahl gebraucht wird. Eine ständige Entlastungsdrossel fällt weg. Günstig ist ferner, daß das Fliehkraft-Steuerventil dem Kupplungssteuerventil keinen Arbeitsdruck zuführen muß, denn es hat nur das Ablassen des Vorsteuerdrucks für das Kupplungsteuerventil zu überwachen.

Nachstehend wird anhand einer Figur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert
Eine hydraulisch gesteuerte Schlupfkupplung C wird von einem Motor E angetrieben und treibt über eine Abtriebswelle 1 ein Pumpenlaufrad / eines Drehmomentwandlers TC an, dessen Turbinenrad T eine Getriebeausgangswelle 2 treibt die ein Wechselgetriebe GÄbeaufschlagt

Durch Steuerung des Schlupfes kann die von der Schlupfkupplung C übertragene Leistung verändert werden. In einem vom Motor angetriebenen Gehäuse 4 sind Kupplungsscheiben 5 axial festgelegt Zwischen diesen sind Kupplungsscheiben 6 angeordnet, die auf einem Innenteil 7 axial festgelegt sind. Der Innenteil 7 begrenzt eine zylindrische Druckkammer 8, in der ein ringförmiger Kolben 9 dicht und verschiebbar angeordnet ist Bei Beaufschlagung der Kammer 8 mit einem