DE2907470A1

DE2907470A1 - Hydraulischer drehmomentwandler

Info

Publication number: DE2907470A1
Application number: DE19792907470
Authority: DE
Inventors: Hajime Arai; Kiyoshi Oonuma
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1978-05-22
Filing date: 1979-02-26
Publication date: 1979-11-29
Also published as: JPS5737791B2; US4186557A; JPS54151772A

Description

PDipl.-Chem. G. Bühling ELLMANN - Dipl.-lng. R. Kinne

. Dipl.-lng. R Grupe

"2907470 Dipl.-lng. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 20 2403

8000 München 2

Tel.: 089-539653

Telex: 5-24 845 tipat

cable: Germaniapatent München

26. Februar 1979

B 9481/case AT-F-222

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Toyota-shi / Japan

Hydraulischer Drehmomentwandler

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Drehmomentwandler .

Hydraulische Drehmomentwandler werden als hydraulisches Element in Kraftübertragungseinrichtungen von Kraftfahrzeugen benutzt. Normalerweise ist der Drehmomentwandler zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe angeordnet. Er umfaßt ein Pumpenrad, das an der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine angebracht ist, ein Turbinenrad, das an der Eingangswelle des Getriebes angebracht ist, sowie ein Leitrad. Diese drei Räder sind in einer Arbeitsflüssigkeit angeordnet. Das Turbinenrad weist einen Eintrittsabschnitt für die zirkulierende Arbeitsflüssigkeit auf, der direkt neben dem Austrittsabschnitt des Pumpenrades angeordnet ist und der die vom Pumpenrad geförderte Arbeitsflüssigkeit aufnimmt. Die aus dem Austrittsab-

Deulsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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schnitt des Turbinenrades austretende Arbeitsflüssigkeit wird vom Eintrittsabschnitt des Leitrades aufgenommen, das die Strömung umlenkt und von dessen Austrittsabschnitt die Arbeitsflüssigkeit zurück zum Eintrittsabschnitt des Pumpenrades gelangt.

Ein solcher Drehmomentwandler ist grundsätzlich so konstruiert; daß die Zirkulation bzw. Strömung der Arbeitsflüssigkeit im wesentlichen zwischen zwei zueinander koaxialen Ringflächen bzw. Tori erfolgt, wobei sich die eine Ringfläche innerhalb der anderen befindet. Der Strömungsverlauf entspricht ungefähr dem eines Rauchringes. Um ausreichenden Wirkungsgrad zu erhalten, ist es bei einem solchen Drehmomentwandler für notwendig gehalten worden, daß die Geschwindigkeitskomponente der zirkulierenden Arbeitsflüssigkeit in einer die Achse des Drehmomentwandlers enthaltenden Ebene während der Strömung der Arbeitsflüssigkeit entlang ihrem Strömungsweg konstant ist. Um dies zu erreichen, besteht bei der Konstruktion herkömmlicher Drehmomentwandler die folgende grundlegende Bedingung. Wenn der Schnitt einer Ebene, in der sich die Achse der zwei Ringflächen befindet, (da der Drehmomentwandler achssymmetrisch ist, kann dies eine beliebige, die Achse der Ringflächen enthaltende Ebene sein) mit der inneren Ringfläche und der äußeren Ringfläche betrachtet wird, strömt die Arbeitsflüssigkeit in dieser Ebene entlang einem Ring, der von einer inneren geschlossenen Kurve, die durch den Schnitt der Ebene mit der inneren Ringfläche entsteht, und einer äußeren geschlossenen Kurve begrenzt wird, die durch den Schnitt der Ebene mit der äußeren Ringfläche entsteht. Wenn zwischen diese beiden Kurven ein Kreis einbeschrieben wird, der beide Kurven berührt, bedeutet die Forderung, daß die Geschwindigkeitskomponente der Arbeitsflüssigkeit in der Schnittebene konstant sein soll, daß das Produkt aus dem Radius dieses Kreises und dem Abstand seines Mittelpunktes von der Achse der Ringflächen für alle möglichen Posi-

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tionen des Kreises entlang dem Ring konstant sein muß. Diese Bedingung ist bisher als grundlegendes Konstruktionsprinzip bei Drehmomentwandlern angesehen und eingehalten worden.

Dagegen geht die Erfindung davon aus, daß es möglicherweise günstiger ist, wenn diese Bedingung nicht streng angewendet wird. Zu berücksichtigen nämlich ist, daß bei einem praktisch ausgeführten Drehmomentwandler die Strömung der Arbeitsflüssxgkeit nicht ausschließlich in der oben erläuterten Schnittebene erfolgt. Verursacht durch die Schaufeln erfolgt eine gewisse Ablenkung der Arbeitsflüssxgkeit um die Achse der Ringflächen herum. Wenn die tatsächlichen Zustände in den Rädern , d.h. zwischen den Schaufeln, untersucht werden, kann sich ergeben, daß die Ringform gemäß der genannten einfachen geometrischen Beziehung gewisse Abwandlungen erfahren sollte.

Im folgenden wird schon hier auf Figur 1 eingegangen. In Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine einfache Schaufelanordnung dargestellt, bei der die Schaufeln über ihre gesamte Länge gleiche Dicke haben. Es folgt daraus, daß die Breite der Strömungskanäle zwischen den Schaufeln, die durch den Durchmesser G von zwischen zwei benachbarten Schaufeln einbeschriebenen Kreisen angegeben wird, vom Eintrittsbereich der Schaufeln zu ihrem mittleren Bereich zunimmt und dann erneut in Richtung zum Austrittsbereich abnimmt. Die Breite entspricht der Krümmung der Schaufeln und ist um so größer, je größer die Krümmung ist. Wenn die Arbeitsflüssxgkeit entlang diesem Strömungsweg fließt, kann die; Arbeitsflüssxgkeit, da es sich um eine reale und nicht um eine ideale Flüssigkeit handelt, nicht die erforderlichen Geschwindigkeitsänderungen mitmachen, die notwendig sind, um genau der sich ändernden Breite der Strömungswege folgen zu können, so daß, wie dies in Figur 1 dargestellt ist, in den Bereichen des Strömungsweges, die eine stärkere Krümmung haben, Turbulenzen entstehen und eine Verringerung des Wirkungsgrades auftritt. Dieses Problem wird in

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der Regel dadurch gelöst, daß die Schaufeldicke in den verschiedenen Bereichen unterschiedlich gemacht wird, wie dies in Figur 2 gezeigt ist, so daß der zwischen den Schaufeln ausgebildete Strömungskanal annähernd konstante Breite hat. Wenn jedoch die Schaufeln des Drehmomentwandlers aus Standardstahlblech mit konstanter Dicke hergestellt werden sollen, um die Kosten niedrig zu halten und den Zusammenbau zu vereinfachen, kann'diese Lösung nicht gewählt werden.

Bei hydraulischen Drehmomentwandlern, die in der Kraftübertragung von Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen, wird eine echte Drehmomentwandlung praktisch nur dann benötigt, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand anfährt oder beschleunigt. Zu anderen Zeiten besteht keine Notwendigkeit, das Drehmoment zu wandeln bzw. zu erhöhen, und es ist sinnvoll, wenn der Drehmomentwandler so weit wie möglich als direkte Verbindung mit minimalem Schlupf arbeitet. Mit anderen Worten heißt dies, daß ein Drehmomentwandler vorzugsweise in der Weise arbeitet, daß bei niedrigen Fahrgeschwindigkexten großer Schlupf auftritt und das Drehmomentverhältnxs verhältnismäßig hoch ist und daß bei hohen Fahrgeschwindigkexten der Schlupf zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad so klein wie möglich ist und sich das Drehmomentverhältnxs dem Wert "1" nähert. Um diese zweckmäßige Charakteristik zu erreichen, ist bereits in der ÜS-PS 4 044 556 ein Drehmomentwandler vorgeschlagen und beschrieben worden, der von der üblichen Konstruktion abweicht und bei dem der Schlupf bei hohen Drehzahlen minimal ist. Bei diesem bekannten Drehmomentwandler ist der Schlupf bei hohen Drehzahlen und Geschwindigkeiten so niedrig, daß der Drehmomentwandler in seiner Funktion einer direkten Verbindung nahekommt und daß, wenn zur Anlage ferner eine überbrückungskupplung gehört, beim Einrücken und Ausrücken dieser Überbrückungskupplung nur ein sehr geringer Drehmomentstoß auftritt. Der aus dem genannten US-Patent bekannte Drehmomentwandler ist daher besonders geeignet zur Verwendung in Verbindung mit ei-

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ner überbrückungskupplung.

Die vom üblichen abweichende Konstruktion des bekannten Drehmomentwandlers besteht in folgendem. Der Ring, der bei dem Schnitt mit der die Achse der zwei Ringflächen enthaltenden Ebene entsteht und in vorstehend erläuterter Weise durch eine innere und eine äußere geschlossene Kurve begrenzt ist, ist bei dem bekannten Drehmomentwandler in Axialrichtung zusammengedrückt, so daß die Abmessung der äußeren geschlossenen Kurve in zur Achse der Ringflächen paralleler Richtung kleiner als die Abmessung der äußeren geschlossenen Kurve in Richtung senkrecht zur Achse ist. Ein Drehmomentwandler mit diesem Merkmal ist schematisch in Figur 3 dargestellt. Gemäß dem genannten US-Patent liegt das Verhältnis der axialen Abmessung zur radialen Abmessung der äußeren geschlossenen Begrenzungskurve im wesentlichen im Bereich von 0,64 bis 0,8. Ferner liegt das Verhältnis des Abstandes, des innersten Punktes der äußeren Begrenzungskurve von der Achse der Ringflächen zum Abstand des äußersten Punktes der äußeren Begrenzungskurve von der Achse der Ringflächen im wesentlichen im Bereich von 0,4 bis 0,33. Schließlich liegt das Verhältnis der Gesamtquerschnittsfläche des Austrxttsabschnitts des Pumpenrades (dabei handelt es sich um eine ringförmige Fläche in einer zur Achse der Ringflächen senkrechten Ebene) zur Fläche eines um die Achse der Ringflächen durch den äußersten Punkt der äußeren Begrenzungskurve geschlagenen Kreises im wesentlichen im Bereich von 0,18 bis 0,23. Es hat sich gezeigt, daß bei einem solchen Drehmomentwandler das Schlupfverhältnis bei hohen Drehzahlen und Geschwindigkeiten sehr niedrig ist und daß ein solcher Drehmomentwandler besonders geeignet für eine Kraftübertragung mit einer Überbrückungskupplung ist.

Es ist festgestellt worden, daß allerdings bei einem solchen Drehmomentwandler die Längen der Strömungswege der durch das Pumpenrad, das Turbinenrad und das Leitrad zirkulierenden Ar-

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beitsflüssigkeit kürzer als bei einem herkömmlichen Drehmomentwandler sind. Da der Winkel, um den die Strömungsrichtung der Arbeitsflüssigkeit geändert werden muß, der gleiche ist, bedeutet dies, daß die Krümmung der Schaufeln stärker sein muß, und zwar insbesondere an einem im folgenden erläuterten Punkt B und in seiner Nähe. Demzufolge ist das vorstehend beschriebene Problem der Turbulenz in den Bereichen des Strömungsweges, in denen die Strömungsrichtung der ArbeitsfLässigkeit stark geändert wird, noch ausgeprägter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Turbulenzproblem bei einem hydraulischen Drehmomentwandler zu beheben und einen hydraulischen Drehmomentwandler zu schaffen, bei dem die beschriebenen Turbulenzen möglichst wenig oder überhaupt nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Drehmomentwandler gelöst. Vorzugsweise liegt dabei der Minimalwert ungefähr im Bereich von 0,95 bis 0,65 mal dem Maximalwert.

Vorteile und v/eitere Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei die Beschreibung des Ausführungsbeispieles die Erfindung nicht auf dieses beschränken soll. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine

Schaufelreihe zur zweidimensionalen Erläuterung der durch die Schaufelreihe und die Änderungen der Querschnittsfläche der Strömungskanäle bestimmten Strömungswege und der dabei verursachten Wirbel und Turbulenzen;

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eine Figur 1 entsprechende schematische Draufsicht auf eine Schaufelreihe, wobei jedoch die Änderungen der Querschnittsfläche der Strömungskanäle dadurch vermieden sind, daß die mittleren Bereiche der Schaufeln dicker als die Endbereiche ausgebildet sind;

Figur 3 einen ausschnittsweisen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Drehmomentwandlers ; und

Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer ebenen Abwicklung der Schaufeln des erfindungsgemäßen Drehmomentwandlers, wobei diese Abwicklung zur vereinfachten Erläuterung des Prinzips der Erfindung dient.

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Figur 3 zeigt in einem ausschnittsweisen Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Drehmomentwandlers in Flachbauart, wie sie durch das oben, genannte US-Patent bekannt ist, wobei der Drehmomentwandler ferner die erfindungsgemäßen Merkmale aufweist. An einer Ausgangswelle 1 einer Brennkraftmaschine ist mit Hilfe von Schrauben 3 eine Antriebsscheibe 2 befestigt. Die Antriebsscheibe 2 ist mit Hilfe von Schrauben 4 an einem insgesamt mit dem Bezugszeichen 5 bezeichneten Gehäuse befestigt. Die Ausgangswelle 1 der Brennkraftmaschine, die Antriebsscheibe 2 und das Gehäuse 5 drehen sich als Einheit um eine Achse X-X. Am rechten Ende des Gehäuses 5, das im in ein Kraftfahrzeug eingebauten Zustand das hintere Ende ist, ist ein Pumpenrad 6 ausgebildet. Das Pumpenrad 6 besteht aus einem äußeren Mantel 6a, der einen Teil des Gehäuses 5 bildet, einer Anzahl von Schaufeln 6b, die auf der Innenseite des äußeren Mantels in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind und vom äußeren Mantel getragen werden, und einem inneren Mantel 6c, der von den Schaufeln getragen wird. Ein Turbinenrad 7 ist mit seinem Eintrittsabschnitt 7i dem Austrittsabschnitt 6e des Pumpenrades gegenüber vor diesem angeordnet. Das Turbinenrad 7 besteht aus einem äußeren Mantel 7a, einer Anzahl von Schaufeln 7b, die in Umfangsrichtung verteilt auf der Innenseite des äußeren Mantels angeordnet sind, und einem inneren Mantel 7c, der von den Schaufeln getragen wird. Der äußere Mantel 7a ist über eine Wabe 8 an einer Turbinenwelle 9 so befestigt, daß sich das Turbinenrad 7 um dieselbe Achse X-X wie das Pumpenrad dreht. Zwischen dem Turbinenrad 7 und dem Pumpenrad 6 ist ein Leitrad 10 angeordnet, dessen Eintrittsabschnitt 10i dem Austrittsabschnitt 7e des Turbinenrades 7 gegenüber angeordnet ist und dessen Austrittsabschnitt 1Oe dem Eintrittsabschnitt 6i des Pumpenrades 6 gegenüber angeordnet ist. Auch das Leitrad 10 besteht aus einem äußeren Mantel 10a, einer Anzahl von Schaufeln 10b, die in Umfangsrichtung verteilt auf der Innenseite des äußeren Mantels angeordnet sind, sowie einem inneren

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Mantel 10c, der von den Schaufeln getragen wird. Der äußere Mantel 10a wird von einer feststehenden Hohlwelle 12 über eine Einwegkupplung 11 so getragen, daß sich das Leitrad 10 um die Achse X-X nur in einer Richtung drehen kann. Ein weiteres Gehäuse 13 umschließt das Pumpenrad, das Leitrad und das Turbinenrad. In diesem Gehäuse 13 ist eine Ölpumpe 15 angeordnet, die von einer Hohlwelle 14 angetrieben wird, die nach hinten vom Gehäuse 15 ausgeht. Die Turbinenwelle 9 ist mit der Eingangswelle eines nicht dargestellten, hinter dem Drehmomentwandler (in Figur 3 rechts von diesem) angeordneten Getriebe verbunden. Der Antrieb wird somit von der Brennkraftmaschine zum Getriebe übertragen.

Das Pumpenrad 6, das Turbinenrad 7 und das Leitrad 10 bilden gemeinsam einen Strömungsweg für die Arbeitsflüssigkeit, die den gesamten Drehmomentwandler ausfüllt. Dabei hat die Arbeitsflüssigkeit, die sich innerhalb des von den inneren Mänteln 6c, 7c und 10c begrenzten Raumes befindet, keine wesentliche Funktion, und die Strömung dieser Arbeitsflüssigkeit bleibt im folgenden unberücksichtigt. Der Strömungsweg der Arbeitsflüssigkeit liegt zwischen einer inneren Ringfläche, die von den inneren Mänteln 6c, 7c und 10c gebildet wird, und einer äußeren Ringfläche, die von den äußeren Mänteln 6a, 7a und 10a gebildet wird. Diese Ringflächen sind zueinander koaxial und haben beide die Achse X-X. Die Zirkulation bzw. Strömung der Arbeitsflüssigkeit entlang diesem Strömungsweg entspricht weitgehend der Zirkulation eines Rauchringes und erfolgt in Figur 3, die einen ausschnittsweisen Längsschnitt der Ringflächen in einer die Achse X-X enthaltenden Ebene zeigt, im Gegenuhrzeigersinn. Dies heißt mit anderen Worten, daß die Arbeitsflüssigkeit vom Pumpenrad 6 durch dessen Austrittsabschnitt 6e und in den Eintrittsabschnitt 7i des Turbinenrades 7 gefördert wird. Nachdem die Arbeitsflüssigkeit durch das Turbinenrad 7 und an dessen Schaufeln vorbeigeströmt ist, strömt sie durch den Austrittsabschnitt 7e des

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Turbinenrades und durch den Eintrittsabschnitt 10i in das Leitrad 10. Nachdem die Arbeitsflüssigkeit durch das Leitrad und an dessen Schaufeln vorbeigeströmt ist, tritt sie durch den Austrittsabschnitt 10e des Leitrades aus und durch den Eintrittsabschnitt 6i in das Pumpenrad 6 ein. Wenn die Punkte A, B und C betrachtet werden, die die Mittelpunkte von Kreisen bilden,die einem Ring T einbeschrieben sind, der durch die Schnitte der Ringflächen mit der Zeichenebene begrenzt ist, führt bei einem herkömmlichen Drehmomentwandler die oben erläuterte herkömmliche Bedingung für kontinuierliche Strömung zu folgender Gleichung, wobei die Radien der drei Kreise mit d.., d₁ und d„ und die Abstände der Punkte A, B und C von der Achse X-X mit R₁, R₁ und R- bezeichnet sind:

R₁ χ el., = R₁ x d_1x = R₂ x d₂ = C

In der vorstehenden Gleichung ist C eine Konstante. Wie sich aus dem Unterschied zwischen d₁ und d₁ in Figur 3 ergibt, ist jedoch erfindungsgemäß eine solche Ausbildung vorgesehen, daß am Punkt B die Breite des Ringes T kleiner ist, so daß in diesem Bereich R₁ χ d.. kleiner als C ist.

Um das erfindungsgemäße Prinzip noch klarer zu machen, wird im folgenden auf Figur 4 eingegangen. In Figur 4 ist die Anordnung der Schaufeln etwas verzerrt dargestellt. Die untere X-Y-Ebene in Figur 4 entspricht der gekrümmten Oberfläche des äußeren Mantels 7a, und die obere X-Y-Ebene in Figur 4 entspricht der gekrümmten Oberfläche des inneren Mantels 7c. Eine Verzerrung besteht somit darin, daß diese zwei Oberflächen in eine Ebene umgewandelt sind. Eine weitere Verzerrung besteht darin, daß die Höhe der Turbinenschaufeln am Eintrittsabschnitt 7i des Turbinenrades in Figur 4 gleich der Höhe der Turbinenschaufeln am Austrittsabschnitt 7e des Turbinenrades ist, obwohl tatsächlich, wie sich deutlich aus Figur 3 ergibt,

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die Höhe der Turbinenschaufeln am Austrittsabschnitt 7e wesentlich größer als am Eintrittsabschnitt 7i ist. Die in Figur 4 dargestellten Schaufeln sind hinsichtlich ihrer Höhe normalisiert, wobei ihre tatsächliche Form so modifiziert ist, daß der Faktor ihres Abstandes von der Achse der Ringflächen, d.h. von der Achse X-X in Figur 3, berücksichtigt ist.

In Figur 4 verläuft somit die X-Achse parallel zum Umfang des Kreises mit dem Durchmesser D , während die Y-Achse entlang der Krümmung des Ringes T in Figur 3 verläuft und die Z-Achse senkrecht zur äußeren Begrenzungskurve des Ringes T in Figur 3 verläuft. Die Y-Z-Ebene in Figur 4 entspricht somit der Zeichenebene in Figur 3, und die Form der Schaufeln in der Y-Z-Ebene in Figur 4 entspricht ihrer Form im Ring T in Figur 3, wobei die Form der Schaufeln allerdings in vorstehend erläuterter Weise verzerrt ist.

Wenn die herkömmliche Bedingung befriedigt ist, ergibt sich für die in vorstehend beschriebener Weise verzerrten Schaufeln in Figur 4, daß sie rechtwinkelig sind und daß ihre Höhe E, d.h. ihre Abmessung in Z-Richtung über ihre gesamte Länge gleich ist. Erfindungsgemäß ist jedoch die Höhe der Schaufeln in ihren mittleren Bereichen etwas verringert, nämlich auf die Höhe Emin, die ungefähr im Bereich von 0,95 bis 0,65 mal der Höhe E am Eintrittsabschnitt 7i und am Austrittsabschnitt 7e liegt. Wenn diese schematisch ausgedrückte Idee wieder auf den in Figur 3 dargestellten tatsächlichen Drehmomentwandler übertragen wird, bedeutet sie, daß der Wert des Produktes aus dem Radius eines dem Ring T einbeschriebenen Kreises, der sowohl die innere Grenzkurve als auch die äußere Grenzkurve des Ringes berührt, und dem Abstand des Mittelpunktes des Kreises von der Achse X-X nicht wie bei herkömmlichen Drehmomentwandlern konstant bleibt, während sich der Kreis entlang dem Abschnitt des Ringes T bewegt, der dem Turbinenrad zugeordnet ist; vielmehr nimmt dieser Wert von einem Maximalwert

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am Eintrittsabschnitt des Turbinenrades auf einen Minimalwert ab, der ungefähr im Bereich von 0,95 bis 0,65 mal dem Maximalwert liegt.

Wie bereits vorstehend erläutert wurde, ist es ferner günstig, die Form der Schaufeln so festzulegen, daß an ihren Bereichen, die der stärksten Krümmung des Strömungsweges der Arbeitsflüssigkeit entsprechen, das genannte Produkt aus dem Radius des dem Ring T einbeschriebenen Kreises und dem Abstand des Mittelpunktes des Kreises von der Achse X-X am kleinsten ist, und den Wert dieses Produktes so zu bestimmen, daß er sich ungefähr mit dem Krümmungsradius des Strömungsweges ändert.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Schaufeln kann sowohl bei den Schaufeln des Pumpenrades und/oder des Leitrades als auch bei den Schaufeln des Turbinenrades vorgenommen werden. In der Regel weist jedoch das Turbinenrad eher als das Pumpenrad oder das Leitrad eine solche Form der Schaufelreihen auf, daß die Entstehung von Wirbeln und Turbulenzen wahrscheinlicher ist. Daher ist die vorliegende Erfindung primär für das Turbinenrad gedacht.

Bei dem in Figur 3 dargestellten Drehmomentwandler sind das Verhältnis L/H der axialen Länge L zur radialen Höhe H des Ringes T, das Verhältnis D./D der Innen- und. Außendurchmesser der äußeren Ringfläche und das Verhältnis a/F der Gesamtquerschnittsfläche a des Austritts des Pumpenrades zur Fläche des um die Achse der Ringflächen durch den äußersten Punkt des Ringes T geschlagenen Kreises so bestimmt, daß die in dem genannten US-Patent angegebenen Bedingungen erfüllt sind. Neuere Forschungen haben allerdings ergeben, daß der obere Grenzwert des Verhältnisses L/H vorzugsweise etwas höher liegt, so daß dieser Grenzwert nun ungefähr im Bereich von 0,64 bis 0,87 liegt. Das Verhältnis D./D liegt im wesentlichen im Be-

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reich von 0,4 bis 0,33, und das Verhältnis a/F liegt im wesentlichen im Bereich zwischen 0,18 und 0,23. Wenn zusätzlich zu diesen Bedingungen die Erfindung angewendet wird, d.h. der Wert des Produktes aus dem Radius des dem Ring T einbeschriebenen Kreises und dem Abstand des Mittelpunktes des Kreises von der Achse X-X in angegebener Weise verringert wird, ergibt sich ein Drehmomentwandler mit ungewöhnlich hohem Wirkungsgrad, der besondere Anwendungsvorteile in Verbindung mit einer überbrückungskupplung aufweist.

Beim erfindugnsgemäßen Drehmomentwandler ist somit wesentlich, daß die Höhe der Schaufeln zumindest am Turbinenrad in ihren mittleren Bereichen etwas im Vergleich zu herkömmlichen Schaufeln verringert ist, so daß die Entstehung von Wirbeln und Turbulenzen in der an diesen Bereichen, die die am stärksten gekrümmten Bereiche der Schaufeln sind, vorbeiströmenden Arbeitsflüssigkeit verhindert ist.

Vorstehend wird die Erfindung lediglich anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispxeles erläutert. Es versteht sich jedoch, daß der Fachmann zahlreiche Änderungen und Abwandlungen des Ausführungsbeispxeles vornehmen kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen und daß die Erfindung somit nicht auf die Einzelheiten des beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispxeles beschränkt ist.

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Claims

Patentansprüche

1./Hydraulischer Drehmomentwandler mit einem Pumpenrad, einem Leitrad und einem Turbinenrad, die jeweils mit Schaufeln versehen sind, wobei der Raum, durch den die Arbeitsflüssigkeit zirkuliert, von einer inneren Ringfläche und einer äusseren Ringfläche begrenzt wird, die zueinander koaxial sind, und wobei ein Schnitt der beiden Ringflächen mit einer ihre Achse enthaltenden Ebene einen Ring ergibt, der von einer inneren geschlossenen Kurve, die durch den Schnitt der Ebene mit der inneren Ringfläche entsteht, und einer äußeren geschlossenen Kurve begrenzt ist, die durch den Schnitt der Ebene mit der äußeren Ringfläche entsteht, dadurch gekennzeichnet , daß die Abmessung der äußeren geschlossenen Kurve parallel zur Achse (X-X) der Ringflächen kleiner als die Abmessung der äußeren geschlossenen Kurve in zur Achse senkrechter Richtung ist und daß der Wert des Produktes aus dem Radius (d.. , d. , d„) eines Kreises, der zwischen der inneren geschlossenen Kurve und der äußeren geschlossenen Kurve einbeschrieben ist und beide Kurven berührt und entlang dem Ring (T) verschoben wird, und dem Abstand (R₁, R₂) des Mittelpunktes des Kreises von der Achse

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der Ringflächen sich zumindest bei der Verschiebung des Mittelpunktes des Kreises entlang demjenigen Abschnitt des Ringes, der dem Turbinenrad (7) entspricht, von einem Maximalwert am Exntrxttsabschnitt (7i) des Turbinenrades zu einem Minimalwert ändert, der wesentlich kleiner als der Maximalwert ist.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert ungefähr im Bereich von 0,95 bis 0,65 mal dem Maximalwert liegt.

3. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Produktes dem Betrag des Querabstandes zwischen zwei benachbarten Schaufeln (6b, 7b, 10b) entspricht.

4. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Wert des Produktes an denjenigen Stellen kleiner ist, an denen die Krümmung der Schaufeln (6b, 7b, 10b) stärker ist, und an denjenigen Stellen größer ist, an denen die Krümmung der Schaufeln schwächer ist.

5. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis der axialen Abmessung des Ringes (T) zur radialen Abmessung des Ringes im wesentlichen im Bereich von 0,64 bis 0,87 liegt, daß das Verhältnis des inneren "Jurchmessers (D. ) zum äußeren Durchmesser (D ) der äußeren Ringfläche im wesentlichen im Bereich von 0,4 bis 0,33 liegt und daß das Verhältnis der Gesamtquerschnittsfläche (a) des Austritts des Pumpenrades zur Fläche (F) eines Kreises, der um die Achse (X-X) der Ringflächen durch den äußersten Punkt des Ringes geschlagen ist, im wesentlichen im Bereich von 0,18 bis 0,23 liegt.

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6. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaufeln (6b, 7b, 10b) über ihre gesamte Länge gleiche Dicke haben.

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