DE2505640B2

DE2505640B2 - Wärmetauscher-Kühlvorrichtung für hydrodynamisch-mechanische Verbundgetriebe

Info

Publication number: DE2505640B2
Application number: DE19752505640
Authority: DE
Inventors: Karl Gustav Bromma Aahlen (Schweden)
Original assignee: Srm Hydromekanik Stockholm AB
Current assignee: Srm Hydromekanik Stockholm AB
Priority date: 1974-02-14
Filing date: 1975-02-11
Publication date: 1978-05-03
Also published as: IT1028885B; IT1033861B; DE2505640A1; CA1011329A; DE2505640C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscher-Kühlvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung.

Es bereitet keine besonderen Schwierigkeiten, die Arbeitsflüssigkeit des Drehmomentwandlers eines hydrodynamisch-mechanischen Verbundgetriebes unter normalen Antriebsbedingungen ausreichend zu kühlen, auch wenn derartige Getriebe in Lokomotiven, schweren Lastkraftwagen und Omnibussen eingesetzt werden. Zu diesem Zwecke ist es bekannt und allgemein üblich, in den von einer Wandlerfüllpumpe bewirkten Kreislauf die Arbeitsflüssigkeit des hydrodynamischen Drehmomentwandlers einen Wärmetauscher einzufügen, der als getrennte Einheit außerhalb, und zwar meist seitlich vom Getriebegehäuse angeordnet und über besondere Leitungen mit dem Getriebesumpf und der Füllpumpe verbunden ist (Technische Rundschau Nr. 48 vom 17. November

jo 1961, Seite 13ff., Ziff. 6.223). Wenn jedoch das Schaufelbiattsystem des Drehmomentwandlers als Getriebebremse verwendet wird und wenn insbesondere zur Umwandlung der von der Abtriebswelle des Wandlers aufgenommenen mechanischen Energie in Wärme das Leitrad des Wandlers im Verhältnis zu dessen Turbine rückwärts dreht, werden die Anforderungen an die Kühlleistung des Wärmetauschers vervielfacht, was zu außerordentlich großen Abmessungen der Wärmetauscher bei den vorgenannten

■ίο bekannten Kühlvorrichtungen führt. Der Wärmetauscher muß nämlich in der Lage sein, genug Kalorien pro Sekunde von dem öl, das für gewöhnlich als Arbeitsflüssigkeit im Drehmomentwandler dient, an das Kühlmedium abzugeben, um eine annehmbare Temperatur im Drehmomentwandler auch dann aufrechtzuerhalten, wenn das Fahrzeug mit ausgeglichener Geschwindigkeit eine lange Gefällstrecke befährt.

Beispielsweise muß ein 40-t-Lastzug, der sich mit einer Spitzengeschwindigkeit von 80 km/h bewegt, beim Befahren eines Gefälles von 6% in der Lage sein, Wärme vom Drehmomentwandler in der Größenordnung von 250 PS abzuführen, d. h. er muß den gleichen Betrag an Gesamtleistung, wie sie die Antriebsmaschine hat, abführen, während 20%, d. h. ein Fünftel der Kühlleistung ausreichen würde, wenn keine Getriebebremsung zur Anwendung kommt.

Mit gegenwärtig verfügbaren ölen sind zwar hohe öltemperaturen zulässig; es steht jedoch eine verhältnismäßig geringe Menge zirkulierenden Öls als Arbeitsflüssigkeit zur Verfügung, und weiterhin darf der Druckabfall im Ölumlaufsystem nicht zu groß sein. Ein hoher Druckabfall auf der ölseite des Wärmetauschers kommt somit nicht in Betracht. Auf der Kühlwasserseite ist der Wärmetauscher normalerweise in Reihe mit der Antriebsmaschine innerhalb des Motorkühlsylstems geschaltet. Da der Motor nicht zur gleichen Zeit gekühlt werden muß, während Kühlung für das Bremsen benötigt wird, und da ferner bei nor-

malem Antrieb durch den Motor nur ein kleiner Prozentsatz der Eingangsleistung des Getriebes als Getriebeverlust durch Kühlung unter Bedingungen abgeführt werden muß, unter denen der Antriebsmotor maximale Kühlung erfordert, reicht das normale Kühlwassersystem des Motors auch für ciie Abführung der Bremswärme im Bremsbetrieb des Wandlers aus. Das einzige Erfordernis für die Kühlwasserseite besteht darin, daß der dort auftretende Druckabfall, den der Wärmetauscher hervorruft, nicht so grüß sein darf, daß er die Wandlerumlaufmenge in größerem Ausmaß beeinflußt. Eine gewisse Erhöhung des Druckabfalls ist in der Praxis immer zulässig, ohne daß dadurch der Kühlwasserumlauf entsprechend der Charakteristik der zentralen Kühlwasserpumpe merklich vermindert würde.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärmetauscher-Kühlvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem Raumbedarf unter zweckmäßiger Formgebung eine hohe Kühlleistung erbringt, während gleichzeitig der Druckabfall sowohl auf Seiten der Arbeitsflüssigkeit als auch auf Seiten der Kühlflüssigkeit gegenüber der bekannten Wärmetauscher-Kühlvorrichtung wesentlich vermindert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination der im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale a, b und c gelöst.

Die Ausbildung des Wärmetauschers als einen Teil des Flüssigkeitssumpfes im undrehbaren Getriebegehäuse ist als solche in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Bei einer bekannten Ausführung (Technische Rundschau Nr. 48, v. 17. 11. 61, S. 13 Ziff. 6.221) ist eine vom Wasser durchflossene Kühlschlange unmittelbar im ölsumpf des hydrodynamischen Antriebs eingebaut, und der ölsumpf ist zur Vergrößerung der Selbstkühlung mit außenliegenden Kühlrippen versehen. Diese Kühlart ist jedoch nur für stationäre Anlagen anwendbar, bei denen keine Wandlerbremsung in Betracht kommt, und dem geringen Aufwand steht als Nachteil gegenüber, daß bei undichter Rohrschlange Kühlwasser in das ölsystem eindringt und zu Korosionen führt. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich auch bei zwei weiteren bekannten Kühlvorrichtungen, bei denen der Wärmetauscher radial am Umfang der Füllpumpe angeordnet ist (US-PS 3299738) bzw. im Gußständer der hydrodynamischen Einheit unter Verwendung darin eingesetzter offener Rohre ausgebildet ist (DT-PS 406325).

Auch ist die erfindungsgemäße Ausbildung des Wärmetauschers nach dem Kennzeichenmerkmal a als solche nicht mehr neu (CH-PS 245491), und es ist auch bei einem hydrodynamisch-mechanischen Verbundgetriebe der eingangs genannten Art bekannt (DT-PS 2021543), den Wärmetauscher unmittelbar in den Hauptkreis der Füllpumpe einzuschließen, wobei er sich jedoch in der Förderleitung der Füllpumpe befindet und dort einen unerwünschten Druckabfall mit sich bringt, der zur Aufrechterhaltung eines ausreichenden Drucks im hydrodynamischen Drehmomentwandler einen entsprechend höheren Förderdruck der Pumpe erfordert.

Demgegenüber gestattet der unmittelbare Anschluß des Wärmetauschers an die Saugseite der Füllpumpe in Verbindung mit seiner Ausbildung als Teil des Sumpfes für die Arbeitsflüssigkeit im undrehbaren Getriebegehäuse als geschlossener Plattenfühler eine Auslegung der Füllpumpe auf einen nur gerinafüeie höheren Druck, als er in der Arbeitskammer des Drehmomentwandlers benötigt wird, wobei gleichzeitig der Strömungswiderstand sowohl im Kreislauf der Arbeitsflüssigkeit als auch im Kreislauf der Kühlflüssigkeit durch die Wärmetauscherkon- ·> struktion und die sich aus seiner Anordnung ergebenden kurzen Verbindungswege äußerst gering sind. Als Ergebnis hiervon läßt sich bei vergleichsweise nur geringen Abmessungen eine hohe Kühlleistung, wie sie bei der Getriebebremsung erforderlich ist, erzielen,

HJ und gleichzeitig ist die Empfindlichkeit des Wärmetauschers gegenüber schnellen Temperaturänderungen, wie sie im Wechsel zwischen Antrieb und Bremsen auftreten, gering.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung (An-

spruch 2) besteht ein jedes Plattenelement in an sich bekannter Weise (CH-PS 245491) aus zwei einen Strömungspfad zwischen sich bildenden Blechen, die an ihrem Umfang durchgehend und im übrigen in geeigneten Abständen miteinander verbunden und auf der Innenseite mit Rippen zum Lenken des Flüssigkeitsstroms im Bereich zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßkanal versehen sind. Derartige Plattenelemente lassen sich standardisieren und ermöglichen eine Anpassung des Wärmetauschers an unterschiedliehe Anwendungsbedingungen durch Verwendung einer entsprechenden Anzahl von Plattenelementen. Zweckmäßig ist die die Plattenelemente durchströmende Flüssigkeit die Arbeitsflüssigkeit des Wandlers, was es ermöglicht, die Plattenelemente innerhalb

jo eines den Boden des Getriebegehäuses bildenden und mit Anschlüssen für die Zu- und Abfuhr der Kühlflüssigkeit versehenen wannenförmigen Behälters übereinander zu schichten (Anspruch 3). Dabei ist es in Hinblick auf die Montage und Wartung von Vorteil, wenn der Behälter mit Flanschen zum Befestigen am unten offenen Getriebegehäuse versehen ist (Anspruch 4).

Auf Grund der vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 lassen sich die Plattenelemente in beliebiger Höhe aufeinanderschichten, und die doppelte Abdichtung mit Hilfe der konzentrischen Dichtringe in Verbindung mit den dazwischen angeordneten Bohrungen verhindert im Falle von Undichtigkeiten eine Vermischung der wärmetauschenden Flüssigkeiten und sorgt für eine ungefährliche Ableitung der Leckflüssigkeit.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einem in der Zeichnung dargestellten hydrodynamisch-mechanischen

so Verbundgetriebe näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, der zur Verwendung als hydraulische Bremse mit Umwandlung von mechanischer Energie in Wärme mit einer Wärmetauscher-Kühlvorrichtung versehen ist,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Verbundgetriebe in der Ebene H-II in Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm mit den Betriebskennlinien eines Verbundgetriebes nach Fig. 1 und 2 bei Verwendung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers als hydraulische Getriebebremse,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Plattenelement des bei der Kühlvorrichtung nach Fig. 1 und 2 verwendeten Wärmetauschers,

Fig. 5 in größerem Maßstab einen Vertikalschnitt durch die dichtende Verbindung der Plattenelemente des den GetriebesumDf abschließenden Wärmetau-

schers im Bereich der Zuleitung für die Arbeitsflüssigkeit, und

Fig. 6 eine Seitenansicht zu Fig. 4.

Das in Fig. 1 gezeigte hydrodynamisch-mechanische Getriebe kann als eine Vereinigung von drei Hauptteilen, nämlich einem hydrodynamischen Drehmomentwandler TC mit rotierendem Wandlergehäuse, einem zentralen mechanischen Getriebe CA und einem rückwärtigen mechanichen Getriebe RA angesehen werden, die im Betrieb zusammenwirken.

Die zum zentralen mechanischen Getriebe CA gehörenden Komponenten sind von einem zentralen Block 4 getragen, der innerhalb des undrehbaren Gehäuses 2 befestigt ist und durch den sich die Leitradwelle 6 mit einem Kugellager 8 darin erstreckt, welche außerdem mittels eines Gleitlagers 10 innerhalb des Turbinenrades des Drehmomentwandlers gelagert ist.

In dem zentralen Block 4 sind ferner eine Leitradbremse 12 und eine weitere Bremse 14 für den Planetenradträger 16 eines Planetenradgetriebes angeordnet, dessen Sonnenrad auf der Leitradwelle 6 befestigt ist und dessen Ringrad mit der Turbinenradwelle 18, die eine Axialbohrung 19 aufweist, fest verbunden ist.

Eine Speisedruckpumpe 20 weist zwei stirnseitig miteinander kämmende Zahnräder 21, 23 (Fig. 2) auf, von denen das eine durch einen Zahnkranz am rotierenden Gehäuse 22 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers angetrieben wird, welches seinen Antrieb von dem in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten Schwungrad 32 einer Antriebsmaschine wie beispielsweise eines Dieselmotors über Gummikissen erhält.

Die Turbinenwelle 118 ist in dem rotierenden Wandlergehäuse 22 mittels eines Gleitlagers 26 gelagert. Das Wandlergehäuse 22 ist an seinem rückwärtigen Ende in dem zentralen Block 4 mitteis eines Wälzlagers 28 und an seinem vorderen Ende mittels eines Wälzlagers 30 innerhalb des Schwungrades 32 gelagert. Die Turbinenradwslle 18 ist an ihrem rückwärtigen Ende mittels eines Gleitlagers 34 in einer Abtriebswelle 36 gelagert, die ihrerseits in dem rückwärtigen Getriebedeckel 38 mittels eines Kugellagers 40 und eines Gleitlagers 42 ihre Lagerung erfährt.

Zwischen der Turbinenradwelle 18 und der Abtriebswelle 36 befindet sich ein als Planetenradgetriebe ausgebildetes Reversiergetriebe 44, das eine Direktverbindung zwischen der Turbinenwelle 18 und der Abtriebswelle 36 herstellt, wenn eine Kupplung 46 eingerückt ist, und die Drehrichtung der Abtriebswelle 36 gegenüber der Turbinenradwelle 18 umkehrt, wenn eine Bremse 48 bei ausgerückter Kupplung 46 eingerückt ist.

Innerhalb des Wandlergehäuses 22 sind ein Leitschaufelkranz 50 auf der Leitradwelle 6 und ein zwei Schaufelkränze aufweisendes Turbinenglied 52 auf der Turbinenwelle 18 befestigt. Das Wandlergehäuse 22 enthält ferner ein Pumpenglied 54, das mit dem Wandlergehäuse 22 wahlweise über eine Kupplung 56 kuppelbar oder freilegbar ist. Außerdem ist noch eine Direktkupplung 58 zur unmittelbaren Verbindung der Turbinenwelle 18 mit dem Wandlergehäuse 22 vorhanden.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das hydrodynamisch-mechanische Getriebe gemäß Linie 11-11 in Fig. 1 im Bereich des zentralen Blocks 4 und veranschaulicht zusammen mill Fig. 1, wie die Speisedruckpumpe 20 Druckflüssigkeit zu einem an der Außenseite des undrehbaren Gehäuses 2 angebrachten Ventilsystem V liefert. Die Druckflüssigkeit strömt von der Speisedruckpumpe 20 durch eine Speisedruckleitung 64 zu der einen oder anderen von zwei Verbindungsleitungen 66 und 68, die alternativ durch ein 5/3-Wegeventil 112 innerhalb des Ventilsystems V mit der Speisedruckleitung 64 verbindbar sind, während die verbleibende Verbindungsleitung 68 bzw. 66 die Druckflüssigkeit, nämlic Öl, nach dem Durchströmen des Schaufelblattsystems in der Wandlerkammer 22 zurückleitet. Fig. 2 zeigt ferner in einem wannenförmigen Behälter 61 am Boden des undrehbaren Getriebegehäuses 2 einen Rückführkanal 84 vom Ventilsystem zu einem Wärmetauscher 62 und eine Rohrverbindung 60 von der Auslaßseite des Wärmetauschers zur Speisedruckpumpe 20. Der Strömungspfad zwischen den Verbindungsleitungen 66 und 68 über den hydrodynamischen Drehmomentwandler verläuft durch den zentralen Block 4 zu einer Kammer 88 und weiter durch Radialbohrungen 86 in der Leitradwelle 6 in einen axialen Ringkanal zwischen dieser und der Turbinenwelle 18 und durch axial gerichtete Bohrungen 90 im Turbinenrad zur Wandlerkammer 92 und den Schaufelringen 50, 52 und 54 und von dort durch axial gerichtete Bohrungen 94 mit darin angeordneten Maximaldruckventilen 96, eine Bohrung 98 und ein Rückschlagventil 100 in dei Kupplungsscheibe der Direktkupplung 58, durch eine Radialbohrung 102, durch die Zentralbohrung 19 dei Turbinenwelle 18 sowie schließlich durch Radialboh-

JO rungen 104, 106 und 108 zurück zu einer Kammei 110 innerhalb des zentralen Blocks 4, in welcher die Rohrleitung 66 mit der obenerwähnten Kammer 88 und die Rohrleitung 68 mit der Kammer 110 verbi nden sind.

j5 Der Druckflüssigkeitsstrom verläuft in der vorbeschriebenen Richtung, wenn sich der hydrodynamische Drehmomentwandler im Hydraulikantrieb befindet und das 5/3-Wegeventil hierzu seine obere Stellung eingenommen hat. In dieser Stellung ströml der Druckflüssigkeitsstrom von der Druckleitung 64 zur Leitung 66 und kehrt über die Leitung 68 aus dem Wandler zurück, wodurch das Pumpenglied 54 mil dem Wandlergehäuse 22 durch die Kupplung 56 untei der von der Druckdifferenz an den Maximaldruckventilen 96 erzeugten Kraft gekuppelt ist. Bei Direktantrieb hingegen nimmt das Ventil seine untere Stellung ein, und der Druckflüssigkeitsstrom zwischer den Verbindungsleitungen 66 und 68 ist derart umgekehrt, daß er durch die Leitung 68 zur Wandlerkammer gelangt und durch die Leitung 66 aus dieser zurückkehrt. An Stelle des Durchtritts durch das Rückschlagventil 100 strömt in diesem Fall die durch die Radialbohrung 102 eintretende Druckflüssigkeil weiter durch ein Maximaldruckventil 114 in dei Kupplungsscheibe der Direktkupplung 46 und wirki auf Grund des Druckabfalls dann dergestalt auf der Servokolben 116 dieser Kupplung, daß diese eingerückt wird. Nach Passieren des Maximaldruckventih 114 strömt die Druckflüssigkeit dann weiter zwischer

_b0 den Kupplungsflächen der Reibungskupplung 56 hindurch, legt das Pumpcnglied 54 frei, verläßt die Wandlerkammer 92 durch die axial gerichteten Bohrungen 90 und strömt von dort zurück auf dem ober beschriebenen Wege zur Rohrleitung 66 und zum 5/3

(,5 Wegeventil 112. In beiden Fällen erfolgt der Rück fluß über das Ventil 112 und von dort zurück durch den Kanal 84 im undrehbaren Gehäuse 2 zum Wärmetauscher 62 und durch diesen über den Kanal 6f

erneut zur Speisedruckpumpe 20.

Der Querschnitt nach Fig. 2 verläuft durch die Längsachse des 5/3-Wegeventils 112, das, wie beschrieben, die Aufgabe hat, die Speisedruckleitung 64 alternativ an eine der Verbindungsleitungen 66, 68 und die nicht damit verbundene Verbindungsleitung an eine zum Rückführkanal 84 führende Entlüftungsöffnung 85 anzuschließen.

Das 5/3-Wegeventil 112 hat eine dritte Stellung (Mittelstellung), in welcher die Speisedruckleitung 64 κι weder mit der Leitung 66 noch der Leitung 68 verbunden ist. Statt dessen ist die Speisedruckleitung 64 dann unmittelbar zum Wärmetauscher 62 über ein (nicht gezeigtes) Maximaldruckventil entlüftet. In Fig. 1 ist jedoch ein Kanal 118 gezeigt, welcher die Speise- r> druckpumpe 20 über Radialbohrungen 120, 121 und 122, einen axial verlaufenden Kanal 124 in der Turbinenwelle sowie über weitere Radialbohrungen 126 und 128 in dieser Welle mit der Arbeitskammer 92 verbindet. Die durch diese Bohrungen und Kanäle strömende Arbeitsflüssigkeit, die von begrenzter Menge ist, verläßt die Arbeitskammer 92 durch das Rückschlagventil 100, das hierbei als Niederdruckdiffcrcnz-Maximaldruckventil wirkt, und fließt durch die Leitung 68 und ein im Ventilsystem V angeordne- ιί tes Nicderdruckdiffereiiz-Maximaldruckventil 132 (Fig. 2) zum Rückführkanal 84. Ein entsprechendes Maximaldruckventil 130, das an die Leitung 68 angeschlossen ist, ist für einen verhältnismäßig hohen Öffnungsdruck ausgelegt, um einen genügend hohen jo Druck in der Wandlerkammer 92 beim hydraulischen Bremsen sicherzustellen. Dieses Ventil ist in der Neutralstellung geschlossen. Die Kammern 134 und 136 im 5/3-Wegeventil stehen mit dem Rückführkanal 84 im feststehenden Gehäuse in Verbindung. r>

Das 5/3-Wegeventil 112 ist derart ausgebildet, daß alle seine Teile, nämlich die Ventilteller, Ventilschäfte und Ventilsitze koaxial angeordnet sind, wobei die Ventile durch Axialbewegung öffnen bzw. durch axialen Andruck gegen ihre Sitze schließen. w

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die Kennlinien für das hydraulische Bremsen mit einem Getriebe nach Fig. I und 2, das in einen 40-Tonnen-Lastzug eingebaut ist, dessen Antriebsmaschine eine Leistung von 240 PS bei 2200 U/Min, entwickelt. Dieses hydrody- v, namisch-mechanische Getriebe ist außerdem mit einem schaltbaren Zusatzgetriebe versehen, das in einem unteren Geschwindigkeitsbereich eine zusätzliche Untersetzung von 1 : 1,87 schafft, während es bei Geschwindigkeiten oberhalb 48 km/h auf 1: 1 um- vi schaltet.

Die Geraden Ll, LI, L3 und L4 geben die Leistungen wieder, die der Lastzug bei Gefällen von 2%, 4%, 6% und 8% entwickelt. Die beiden Kurven /V_1n und N_lh sind die Kennlinien für die Brcmslcistungen y_} des Drehmomentwandler mit bzw. ohne eingeschaltetem Zusatzgetriebe. /V_{(1 + 2},„ und /V_{(1 + 2)/}, sind die Kennlinien für die gesamte Bremslcistung des Lastzugs einschließlich der vom Antriebsmotor entwickelten Bremslcistung, der Brcmsleistung der Hinter- _H, achse, dem Rollwiderstand und dem Luftwiderstand, und zwar ebenfalls wieder mit bzw. ohne eingeschaltetem Zusatzgetriebe, ri, ist die Drehzahl des Antriebsmotor und damit die Eingangsdrehzahl des Drehmomentwandlers in U/niin. n_z ist schließlich die Drehzahl _hr, der Turbinenwelle als Abtriebswelle des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes vor dem Zusiitzgc-Das Diagramm zeigt bei eingeschaltetem Zusatzgetriebe und einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 40 km/h bei einem Gefälle von 8% (LA), wie groß hierbei als Beispiel die vom Getriebe erzeugte hydraulische Bremsleistung /V₁ und die zusätzlich vom Antriebsmotor, der Hinterachse, dem Rollwiderstand und dem Luftwiderstand entwickelte Bremsleistung N₂ ist. Dasselbe ist außerdem noch einmal bei 70 km/h und direkt durchgeschaltetem Zusatzgetriebe für ein Gefälle von etwa 5% gezeigt. Schließlich ist noch bei (i2 km/h und direkt durchgeschaltetem Zusatzgetriebe mit einem Gefälle von 4% gezeigt, daß in diesem Fall die vom hydrodynamischen Drehmomentwandler aulgebrachte Bremslcistung /V₁ mit 240 PS gerade der obenangegebenen Leistung des Antriebsmotors bei 2200 U/min entspricht. Diese Leistung muß in Form von Wärme aus dem Drehmomentwandler abgeführt werden, d. h. auch der Wärmetauscher muß eine entsprechende Kühlleistung besitzen. Wie eingangs bereits erwähnt, wäre für ein Getriebe ohne hydraulische Bremsung demgegenüber nur etwa '/, der Kühlleistung, also weniger als 50 PS erforderlich.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine Kühlzelle in Gestalt eines Plattenclemcntes von außen in Draufsicht bzw. Seitenansicht. Jedes Plattenelement besteht aus zwei mit Abstand zueinander angeordneten Blechen 402 und 404, die an ihrem Umfang miteinander verschweißt oder verlötet sind. Zwischen den beiden Blechen 402 und 404 ist ein mit radialen Kanälen 408 versehener Ring 406 eingeschweißt oder auf andere Weise dichtend eingesetzt, und die Radialkanäle 408 dienen zum Durchlaß von Flüssigkeit von oder zu der zentralen Bohrung des Rings. Jedes Plattenelement hat zwei solche Ringe, und zwar einen zur Zufuhr von Flüssigkeit in die Kühlzelle und den anderen zur Ableitung von Flüssigkeit aus der Kühlzelle. Diese Zufuhr bzw. Abfuhröffnungen sind in Fig. 4 mit / und O bezeichnet. Jeder Ring hat außerdem ein oder mehrere Löcher410,die mit entsprechenden Löchern in den Blechen 402, 404 sich decken. Eines der Bleche, wie beispielsweise das Blech 402 weist konzentrische Ringnuten zur Aufnahme von O-Ringcn 412 auf, welche gegen das nächste Plattenelement oder eine Seitenwand 411 dichten. Eine Anzahl solcher Plattenelemente oder Kühlzcllen sind übereinander innerhalb einer Mulde am Boden des undrehbaren Gctriebegehäuscs 2 aufgeschichtet. Die Kühlung der die Plattenelemente oder Kühlzcllen vom Einlaß / zum Auslaß O durchströmenden erwärmten Arbeitsflüssigkeit erfolgt unter Verwendung von Kühlwasser, das an den Außenseiten der Kühlzcllen entlangströmt. Die Bleche 402, 404 sind außerdem beispielsweise entlang Rippen 413 miteinander verschweißt, die beim Pressen an mindestens einem der Bleche in gceigneten Abständen ausgebildet sind, um den Aufbau des erforderlichen Öldrucks innerhalb der Kiihlzcllcn zu gestatten. Die Rippen dienen außerdem zur Lenkung des Flüssigkeitsstroms innerhalb der Kühlzcllen und zur Aufrcchtcrhaltung der erforderlichen Strömungsgcschwindigkeit darin, so daß eine im wesentlichen gleichmäßige Strömungsverteilung über die Blcchobcrflächc erhalten wird.

Die Anordnung und/oder Richtung der Rippen 4113 ermöglicht außerdem die erforderliche Einstellung der Länge und Richtung des Strömungspfades durch die Plattcnelemcntc oder Kühlzcllen. Die Kühlzcllen werden durch Hohlglicder 414, welche sich durch die Einlaß- und Auslaßlöeher / und O erstrecken, in ei-

nein Paket zusammengehalten. Die Löcher / und O sind von den Räumen zwischen den Zellen durch die O-Ringe 412 abgedichtet, und zwischen den inneren und äußeren O-Ringen 412 bzw. 412' stehen die Entlül'tungslöcher 410 mit der Atmosphäre in Verbindung, um das Eindringen von Wasser in Öl oder Öl in Wasser zu verhindern. Auf diese Weise wird jede und werden alle Leckströmungen, die auch immer auftreten mögen, zur Atmosphäre abgeleitet, und es wird ein Vermischen der Arbeitsflüssigkeit und der Kühlflüssigkeit innerhalb des Wärmetauschers ausgeschlossen. Durch Veränderung des Abstandes zwischen den Blechen 402 und 404 und der Lage und

10

Höhe der Rippen 413 ist es möglich, die Strömungsverhältnisse und den für einen Drehmomentwandler annehmbaren Druckabfall zu regeln. Durch Verwendung einer unterschiedlichen Anzahl von Kühlzellen ist es auch möglich, eine so große Kühlfläche zu schaffen, wie sie für den jeweiligen Anwendungsfall erforderlich ist. Die Rippen 413, die innerhalb der Plattenelemente oder Kühlzellen die Arbeitsflüssigkeit lenken, bilden auf der Außenseite der Kühlzellen in Form von Nuten Kanäle für das zwischen den Kühlzellen hindurchströmende Wasser, und es können demgemäß auch für das Kühlwasser entsprechende Strömungsbedingungen erhalten werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmetauscher-Kühlvorrichtung für hydrodynamisch-mechanische Verbundgetriebe mit hydraulischer Getriebebremsung, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem von den beiden wärmetauschenden Flüssigkeiten durchströmten Flüssigkeits-Wärmetauscher, der in einem geschlossenen Kühlgehäuse angeordnet und in den Kreislauf einer - innerhalb eines undrehbaren Getriebegehäuses angeordneten - Füllpumpe für die Arbeitsflüssigkeit des Wandlers eingefügt ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) der Wärmetauscher (62) ist als geschlossener Plattenkühler mit einem Satz übereinandergeschichteter doppelwandiger Plattenelemente (402, 404) ausgebildet, die innerhalb des - von der einen wärmetauschenden Flüssigkeit durchströmten - Kühlgehäuses mit Abstand übereinander angeordnet und mittels gruppenweise miteinander fluchtender Querlöcher (410) unter Ausbildung eines Einlaßkanals (/) und eines Auslaßkanals (O) für die andere wärmetauschende Flüssigkeit miteinander verbunden sind;

b) der Wärmetauscher (62) bildet einen Teil des Sumpfes für die Arbeitsflüssigkeit im undrehbaren Getriebegehäuse (2);

c) der Wärmetauscher (62) ist unmittelbar an die Saugseite (60) der Füllpumpe (20) angeschlossen.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Plattenelement in an sich bekannter Weise aus zwei einen Strömungspfad zwischen sich bildenden Blechen (402, 404) besteht, die an ihrem Umfang durchgehend und im übrigen in geeigneten Abständen miteinander verbunden und auf der Innenseite mit Rippen (413) zum Lenken des Flüssigkeitsstroms im Bereich zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßkanal (/ bzw. O) versehen sind.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Plattenelemente (402, 404) durchströmende Flüssigkeit die Arbeitsflüssigkeit des Wandlers (TC) ist und daß die Plattenelemente (402, 404) innerhalb eines den Boden des Getriebegehäuses (2) bildenden und mit Anschlüssen für die Zu- und Abfuhr von Kühlwasser versehenen wannenförmigen Behälters (61) übereinandergeschichtet sind.

4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (61) mit Flanschen zum Befestigen am unten offenen Getriebegehäuse (2) versehen ist.

5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Einlaß- bzw. Auslaßkanal (/ bzw. O) bildenden Querlöcher (410) innerhalb eines jeden Plattenelements (402, 404) von radiale Durchlässe (408) bildenden Distanzgliedern (406) eingefaßt sind und die benachbarten Plattenelemente zueinander und zum Behälterboden im radialen Erstreckungsbereich der Distanzelemente (406) von je zwei zu den Querlöchern konzentrischen Dichtringen (412, 412') verschiedenen Durchmessers auf Abstand gehalten sind, zwischen denen die Bleche (402,

404) und die Distanzglieder (406) mit von den radialen Durchlässen (408) der letzteren getrennten, gruppenweise miteinander und mit Auslaßöffnungen im Behälterboden verbundenen Bohrungen (410) zum Abführen von Leckflüssigkeit versehen sind.