DE2364168A1 - Fluegelrad fuer drehmomentwandler, fluessigkeitskupplungen od. dgl - Google Patents

Description

Dipl,-!rig. Hemz le'.sar, PotentG.iAj;!: D - -1 M'T.dicn S1, Co«h.iait'C.r~ 61 · Tek-ion: (OEi 1} 95 3£ 70

Kabushiki Kaisha Daikin Seisakusho

250, 1-chome, Kida-Motomiya,

Neyagawa-Shi

Osaka/JAPAN L 10.263/L/ost

Flügelrad für Drehmomentwandler t Flüssigkeitskupplungen od.dgl. "j

Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiterentwicklung von Flügelrädern, die als Treibräder in einer Turbine, .einem Drehmomentwandler, in einer Flüssigkeitskupplung od.dgl. eingesetzt werden können.

Bekannte.Flügelräder (US-PS 2 855 852) sind derart ausgebildet, daß sie viele gestanzte Flügel mit vorbestimmten äußeren Profi- ; len aufweisen, wobei jedes Flügelblatt zwischen einem runden, die äußere Wand des Arbeitsflüssigkeitsweges bildenden Gehäuse und einem die innere Wand bildenden Kernring festgelegt ist. Bei diesen bekannten Flügelrädern ,war die Haltefestigkeit der Flügel verhältnismäßig niedrig, da jeder Flügel einige Nasen bzw. Vorsprünge längs seines inneren und äußeren Umfangsbereiches aufweist und die Nasen in die entsprechenden Nuten oder Schlitze des Gehäuses und des Kernringes eingefügt und gesichert! wurden. Daher ergibt sich ein umso höherer Grad an Verformung, Vibration und Ablösung der Flügel, je höher der Druck der Flüssigkeit um die Flügel herum ansteigt.

Wie bekannt ist, beträgt der Druck im Gehäuse eines herkömmlichen Drehmomentwandlers oder einer herkömmlichen Flüssigkeitskupplung für ein Fahrzeug 3 oder 4 kg/cm^ oder darunter, und es ist ebenfalls bekannt, daß ein höherer Druck die schlimme

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ORIGINAL IHSPEGTED

Dipl.-lng. Heinz Leaser, Potentc.i-.-jÜ ·"! — '■ M'-.dien. -31, Cos.!; !Cstrcße 81 · Telefon: (0311) 95 3ü 20

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Wirkung von Luft oder Gas in der Flüssigkeit verringert, wie z.B. Blasen oder Hohlraumbildung, was eine schlechte Leistung des Gerätes zur Folge hat.

Nichtsdestoweniger kann bei dem oben genannten zusammengesetzten Typ eines Flügelrades ein höherer Druck als der vorher benannte nicht angewendet werden, und zwar aufgrund der niedrigen Festigkeit der Struktur. Insbesondere die im Gehäuse bzw. im Kernring vorgesehenen Schlitze können leicht ein Bersten des Drehmomentwandlers verursachen. Auch wird die Leistung des Flügelrades der bisherigen Bauweise allmählich schlechter, da sich die Lage und der Winkel der Verbindungspunkte zwischen den Flügeln und den jeweiligen Teilen, und die Flügelform leicht verändern können.

Andererseits benötigt ein gestanztes Flügelradgehäuse im allgemeinen an seinem äußeren und/oder inneren Umfangsbereich einen ringförmigen Stützteil, wie z.B. einen Stützring, der mit einem Ringteil verbunden ist, welcher an einem drehbaren Gehäuse festgelegt ist oder eine Flügelradnabe, welche in einem ortsfesten Gehäuse festgelegt ist. Der ringförmige Stützteil dient dazu, eine flüssigkeitsdichte Verbindung mit dem Ringteil oder dem ortsfesten Gehäuse vorzusehen. Bei Drehmomentwandlern für Kraftfahrzeuge ist der äußere Umfangsbereich des Flügelradgehäuses oft direkt an ein drehbares Gehäuse angeschweißt. Ein gestanztes Gehäuse für ein Turbinenrad umfaßt eine Keilnabe, an der das Gehäuse mittels Nieten festgelegt ist. Wie oben schon erwähnt, erfordert jedes Flügelrad für eine Pumpe oder Turbine bei der Herstellung einen Schweiß- oder Nietvorgang, und zv/ar zusätzlich zu den Vorgängen beim Festlegen der Flügel an dem runden Gehäuse, um einen ringförmigen Stützteil oder Teile festzulegen.

Die Herstellungskosten von Flügelrädern bekannter Art sind hoch,

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da viele Arbeitsvorgänge erforderlich sind.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß jedes Gehäuse wenigstens einen ringförmigen Stützteil aufweist, der an seinem äußeren oder inneren ümfangsbereich festgelegt wird, wobei dieser Pestlegungsvorgang dazu verwendet wird, die Flügel am Gehäuse festzulegen. Eine Hauptaufgabe der Erfindung ist es, ein Flügelrad zur Verfügung zu stellen, welches eine Entwurfsgestaltung aufweist, die im Hinblick auf j niedrige Herstellungskosten günstig ist. Das Flügelrad besteht ;

aus einem runden Gehäuse, vielen Flügeln und einem Kernring; jeder Flügel weist im gleichen Körper wenigstens am äußeren ümfangsbereich eine Rippe auf, und jeder Flügel ist an der inneren Oberfläche des runden Gehäuses mittels dieser Rippe festgesetzt. Jeder Flügel ist an der Rippe am Gehäuse mittels Nasen, Vorsprüngen od.dgl., die an jedem Ende der Rippe vorgesehen sind, durch einen Schweiß-, Löt-oder gleichwertigen Vorgang festgelegt und zwar zusammen mit dem ringförmigen Stützr teil, wodurch die Festigkeit und Dauerhaftigkeit der Flügel und! des Rades überhaupt erhöht wird und die Arbeitsvorgänge,■die für die Montage der Teile erforderlich sind, verringert v/erden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Flügelrad zur Verfügung zu stellen, bei welchem der Abstand zwischen den Flügeln sich im Laufe der Zeit nicht verändert, und bei welchem sich auch das Profil der Flügel nicht verändert, da jeder Flügel durch eine Rippe oder Rippen gestärkt ist und vorzugsweise in einem Stück mit der Rippe oder den Rippen aus Blech gestanzt wird, wodurch eine hohe Leistung des Flügelrades erzielt wird.

Eine weiters erfindungsgemäße Aufgabe ist es, ein Flügelrad vorzusehen, bei welchem jeder Flügel genau in einem runden Gehäuse und einem Kernring mittels Flügel-Lageeinstell-Vorrich-

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tungen (Nasen) festgelegt sind, die an der Rippe vorgesehen sind, wodurch die Montage der Flügel mit dem Gehäuse und dem Kernring vereinfacht wird.

Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen nachstehend näher erläutert.

Es zeigt:

Fig.l einen Querschnitt durch die obere Hälfte eines erfindungsgemäß ausgebildeten Drehmomentwandlers?

Fig.2 eine Teilansicht entlang der Linie II-IT der Fig. 1;

Fig.3 eine perspektivische Ansicht eines Flügels nach Fig.l und

Fig.4 und 5 Teilschnitte eines weiteren Flügelrades, das die Prinzipien der Erfindung verkörpert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist der Drehmomentwandler 10 ein Antriebs-Flügelrad 11 auf, welches durch einen Motor antreibbar ist, der als Pumpe dient; und ein angetriebenes Flügelrad 12, das als Turbine dient, sowie ein Leitrad 13. Das umlaufende Pumpenrad 11 überträgt Energie auf eine Arbeitsflüssigkeit, welche wiederum Energie auf ein Turbinenrad 12 überträgt und dieses antreibt, wobei das Turbinenrad 12 an eine Ausgangswelle 14 angeschlossen ist.

Das mit Flügeln versehene Leitrad 13, welches zwischen den einander zugewandten Pumpen- und Turbinenrädern 11,12 vorgesehen ist, bleibt ortsfest unterhalb eines vorbestimmten Eingangs-Ausgangs-Geschwindigkeitsverhältnisses des Turbinen- und Pumpenrades, um die Richtung der Flüssigkeit zur Energieübertra-

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gung zu ändern.

Das Pumpenrad 11 ist mit einem Schwungrad 16 eines nicht gezeigten Motors verbunden und zwar mittels einer Vorrichtung, die eine ringförmige Antriebsplatte 17 aufweist, welche an ihrem äußeren ümfangsbereich an der Vorderseite des Schwungrades 16 durch kreisförmig beabstandet angeordnete Bolzen 18 festgelegt ist« Der innere Umfangsbereich der Antriebsplatte ist an einer Nabe 19 durch einen ähnlichen Ring aus Bolzen 20 festgelegt, wobei die Nabe 19 einen Achsstummel 21 aufweist, der im Schwungrad 16 durch ein Wälzlager 22 gelagert ist. Die Nabe 19 ist ihrerseits an einer Nabe 23 durch den gleichen Ring aus Bolzen 20 festgelegt, wobei die Nabe 23 am inneren Bereich des drehbaren Gehäuses 24 durch eine Schweißnaht 25 festgelegt ist. Durch eine Schweißnaht 26 am äußeren umfangsbereich des drehbaren Gehäuses 24 ist ein Stützring 27 festgelegt. Mit dem Stützring 27 ist ein Stützring 28 durch Bolzen 29 verbunden und es ist durch einen Dichtungsring 30 eine flüssigkeitsdichte Abdichtung vorgesehen.

Das Flügelrad 11 besteht aus dem Stützring 28, einem gestanzten runden Gehäuse 32, einer Flügelradnabe 33, einem Kernring 34 und einer Vielzahl von gerippten Flügeln 35. Jeder gerippte Flügel 35 hat Rippen 36 und 37 entlang seinem äußeren und inneren Umfangsbereich. Die Rippe 36 sorgt für gute Passung an der inneren Oberfläche des Gehäuses 32. Die Rippe 37 liegt am Kernring 34 in gleicher Weise an, wie die Rippe 36 am Gehäuse 32. Nasen, Vorsprünge od.dgl. 38, 39, die an beiden Enden jeder Rippe 36 vorgesehen sind, sind auf die äußere Oberfläche des Gehäuses 32 nach außen umgebogen. Daher liegen der Stützring 28 und das Gehäuse 32 aneinander an, und weisen eine Vielzahl von zwischengeschalteten Nasen 38 auf, die in eine ringförmige Ausnehmung 40 (Fig. 2) eingreifen, die gleich der Dicke "d" der Nasen 38 ist. Die vorhandenen Spalten

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Dip'.-hg. Ηεϊηζ Lesser, Potente--* λ'Ι C/--8 Kin.-Jini: ρ,Ί, Ccrev.cutidie 81 · Telefon: (OSI1} 95 38 20

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zwischen der Ausnehmung 40 und den Nasen 38 sind durch eine Schweißnaht 41 geschlossen. Die Nasen 39 greifen zwischen das Gehäuse 32 und die Flügelradnabe 33 ein , sind ebenfalls nach außen abgebogen und die Spalten sind durch eine Schweißnaht geschlossen.

Die Rippen 36 können zusätzlich an der äußeren Oberfläche des Gehäuses 32 durch Löten, Punktschweißen oder durch eine andere sichere Art und Weise festgelegt werden, falls dies erforderten ist.

Die Nasen, Vorsprünge od.dgl. 44, 45 , die an den beiden Enden der Rippe 37 ausgebildet sind, sind an der äußeren Oberfläche des Kernringes 34 ebenfalls nach außen abgebogen, und z.B. durch Lötstellen oder -nähte festgelegt.

Zusammengefaßt - das neuartige Konzept auf dem die vorliegende Erfindung basiert, wird auf die Abschnitte, die durch die Kreise "A", "B" im Flügelrad 11 bezeichnet sind, angewendet. Die Flügelradnabe 33 ist im ortsfesten Gehäuse 15 festgelegt unc eine flüssigkeitsdichte Abdichtung dazwischen ist durch eine Lippenringdichtung 31 sichergestellt. Das Turbinenrad 12 ist gebildet aus einem runden Gehäuse'49, einer Keilnabe 50/ einem Kernring 51 und einer Vielzahl gerippter Flügel 52. Die Erfindung wird auch auf den Abschnitt "C" angewendet, bei dem die Nasen, Vorsprünge od.dgl., die an den Enden der Rippen 54 ausgebildet sind, in einer ringförmigen Ausnehmung liegen, die sich zwischen dem Gehäuse 49 und der Keilnabe 50 ergibt, welche einander gegenüber liegen.

Die Spalte zwischen der Ausnehmung und den abgebogenen Nasen, od.dgl. 53 werden gefüllt und abgedichtet durch eine Schweißnaht 55.

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Dipf.-Ing. Heinz Lesser, Patentar.vait D —8 ViGno:en ^1, G.sir. cstroße B1 · Telefon: (0811) 95 38 20

Die Keilnabe 50 ist in Eingriff mit einem Keil 57 auf der schon j erwähnten Ausgangswelle 14. Die Welle 14 ist durch ein Lager 58 ! gelagert, welches im Inneren der Nabe 19 und des Stützringes 23 j angebracht ist. Ein Ring 59 verhindert, daß sich die Welle 14 axial verschiebt.

Das Leitrad 13 wird vorzugsweise in einem Stück gegossen, und ist an einer festliegenden Hülse 61 über eine Einweg-Kupplung 62 festgelegt, welche aus einem äußeren Laufring 63 besteht, der mit dem Leitrad 13 durch einen Keil 64 in Eingriff ist. Auf diese Weise ist, wie dies in der Technik wohl bekannt ist, während des Beschleunigungsvorganges beim Wandeln des Drehmomentes auf ein vorbestimmtes Ausgangs-Eingangs-Geschwindigkeits-· verhältnis, das Leitrad 13 an der festliegenden Hülse 61 festgelegt, während bei einer Geschwindigkeit, die über diesem Geschv/indigkeitsverhältnis liegt, das Leitrad freigesetzt wird, um in der gleichen Richtung wie das angetriebene Flügelrad oder Turbinenrad 12 umzulaufen, um so den Drehmomentwandler als eine Flüssigkeitskupplung wirken zu lassen.

Bei der Montage des Flügelrades 11 werden zunächst eine Vielzahl von gerippten Flügeln 35 von der Form, wie sie Fig. 3 zeigt, auf die innere ringförmige.Oberfläche des Gehäuses 32 in regelmäßigen Abständen mit Hilfe einer Montagevorrichtung, die nicht gezeigt ist, aufgesetzt und die Nasen, Vorsprünge od.dgl. 38,39 werden nach außen abgebogen, wie dies die Pfeile in Fig. 3 zeigen und auf die äußere Oberfläche des Gehäuses

32 gepreßt. Dann werden der Stützring 28 und die Flügelradnabe

33 an den äußeren und inneren Umfangsbereichen des Gehäuses 32 angeordnet bzw. in ein anliegendes Verhältnis mit ihren Endflächen gebracht. Daraufhin wird der Kernring 34 den Rippen 37 zugeordnet und auf die äußere Oberfläche (linke Seite in Fig.1) werden die Vorsprünge od.dgl. 44,45 abgebogen. Schließlich wer-] den Schweißnähte 41, 42 und Lötnähte 46,47 vorgesehen. Zwischen

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Dip!.-!r.g. Heinz Lesser, Polentvn-v-sli ■> —3 München Si, CcrJ.;iCitrc:n& SI · Te'efon: (0511) ii> 3E 20

dem Gehäuse 32 und den Rippen 36 und zwischen dem Kernring und den Rippen 37 können Punktschweiß- und Lötstellen oder andere sichere Festlegungen vorgesehen werden.

Bei den bekannten Flügelrädern wurden die Flügel unabhängig von der Verbindung zwischen dem runden Gehäuse und den Stützteilen, wie dem Stützring, der dem Stützring 28 entspricht, der Flügelradnabe 33 und der Keilnabe j>0 festgelegt. Daher waren viele Arbeitsgänge erforderlich und es war schwierig eine starke Konstruktion, die dem Druck standhielt, zu erzielen

Nach der Erfindung werden beispielsweise das Gehäuse 32, die Vorsprünge od.dgl. 38 und der Stützring 28 zu gleicher Zeit geschweißt, um eine einheitliche Konstruktion zu bilden. Daher ist diese Ausbildung nicht nur einfach herzustellen, sondern hält auch hohem Druck stand. In den Verbindungsabschnitten B,C sind die gleichen Vorteile vorhanden.

Im Fall des Ausführungsbeispieles der Fig. 4 überdeckt der Stützring 28' die auf die äußere Oberfläche des Gehäuses 32 umgebogenen Nasen, Vorsprünge od.dgl. 38'. Darüberhinaus sind die Nasen od.dgl. 38' in Eingriff mit Ausnehmungen 66, die regelmäßig beabstandet kreisförmig angeordnet sind und als Lageeinstellmittel dienen.

Die äußersten rechten Enden der Nasen od.dgl. 38' sind ausgerichtet im Einklang mit der äußersten rechten Endfläche des Stützringes 28* und es wird eine ringförmige Schweißnaht 41' gelegt. Auf diese Weise werden drei Teile, d.h. die Nasen, od. dgl. 38', der Stützring 28' und das Gehäuse 32' durch eine Schweißnaht verbunden. Um eine Verstärkung zu erzielen_; kann eine zusätzliche Schweißnaht 67 gelegt werden.

Im Kreis B¹ in Fig. 4 wird ungefähr die gleiche Konstruktion angewandt. Die Fitigelradnabe 33' hat eine ringförmige Ausneh-

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Dipf.-ir.g. Heinz Lesäer, Pcte-ntcT-nl» D —8 Münch&ri 01, ^ro5ircst'ci"So 81 - Te!=fon: (OSII) 95 38 20

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mung 69, in die der innere Abschnitt des Gehäuses 32' eingreift,; wobei die Vorsprünge 39' dazwischen eingeschoben sind und in regelmäßig beabstandeten Aussparungen 70 gehalten sind, die am inneren ümfangsbereich des Gehäuses 32' vorgesehen sind.

Weitere Nähte 42' und 71 können , falls erforderlich, vorgesehen werden.

In dem in Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiel, ist die Festigkeit der Konstruktion erhöht und ein genaues Zentrieren zwischen dem Gehäuse 32' und seinen Stützteilen, wie dem Stützring 28' und der Flügelradnabe 33' leicht erreichbar.

Im Kreis C der Fig. 4 sind Aussparungen 73 am inneren Umfangsbereich des Gehäuses 49' ausgebildet. Die Aussparungen 73 tragen dazu bei, daß die Flügel 52' in regelmäßigen Abständen angeordnet werden können. Man erkennt, daß das im Kreis C¹ gezeigte Merkmal in Verbindung mit den in Fig. 1 veranschaulichter Kreisen A,B,C anwendbar ist.

Bei der Ausführungsform der Fig. 5 überlappt das drehbare Gehäuse 24' das Gehäuse 32' und es wird eine ringförmige Schweißnaht 41' gelegt. Diese einheitliche Ausbildung wird zweckmäßig bei Drehmomentwandlern von Kraftfahrzeugen angewandt, Es können die gleichen Vorteile erreicht v/erden.

ANSPRÜCHE

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Claims (3)

DipL-ing. H-Anz Lesser, Patentanwalt b — I - ϊ.'.ί ichen 31, Cr'-~.ostic3?· £1 - lelefon: (0?11) 95 35 20 -10- PATENTANSPRÜCHE

1.) Flügelrad für Drehmomentwandler, Flüssigkeitskupplungen

,dgl. bestehend aus einem Gehäuse, einem Kernring und einer kreisförmigen Anordnung von beabstandet angeordneten Flügeln, gekennzeichnet durch einen Stützring, der an wenigstens einem der inneren und äußeren Umfangsbereiche des Gehäuses angeschlossen ist und dadurch, daß jeder Flügel (35,52) wenigstens eine Rippe (36,54) aufweist, mit einer Konfiguration, welche der inneren Oberfläche des Gehäuses (32,49) angepaßt ist,

U wobei die Rippe (36, 54) eine Nase, Vorsprung od.dgl. (38,39,$ an wenigstens- einem der gegenüberliegenden Enden der Rippen (36,54) aufweist und das Gehäuse (32) und der Stützring (28) ringförmig mit den Vorsprüngen (38,39 ,J55) , die dazwischen angeordnet sind, verschweißt ist.

2. Flügelrad für Drehmomentwandler, Flüssigkeitskupplungen od.dgl.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stützring (28') den äußeren Umfangsbereich des runden Gehäuses (32 ') überlappt.

3. Flügelrad für Drehmomentwandler, Flüssigkeitskupplungen od.dgl. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Vorsprünge (38') mit Aussparungen (66) in Eingriff ist, die in regelmäßigen Abständen am Urafangsbereich des Gehäuses (32') ausgebildet sind.