DE3828316A1 - Hydrodynamischer drehmomentwandler mit integrierter kupplung - Google Patents

Description

Der hydrodynamische Drehmomentwandler mit integrierter Kupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 baut sich wie die aus der DE 36 28 946 A1 be­ kannten Querstromströmungsmaschinen, bei denen das Arbeitsmedium zunächst das Laufradschaufelgitter radial von außen nach innen durchströmt und dann nach Durchqueren des Radinneren über das Schaufelgitter radial von innen nach außen abströmt, auf, indem ein Querstrompumpenmodul mit einem Querstromturbinenmodul zu einer Einheit verbunden ist.

Die aus DE 36 28 946 bekannte Brennkraftquerstrommaschine mit im Kanal zwischen Verdichter und Turbine angeordneter Brennkammer mit Kraftstoffzufuhr und Zündeinrichtung ist in Drehzahl und Leistung nur über die Kraftstoffzu­ fuhr steuerbar. Sie ist wie andere Kraftmaschinen vom Abtrieb entkoppelt auf Betriebsdrehzahl zu bringen, bevor Nennleistung abgegeben werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist die einfache Trennung von Kraft- und Arbeitsma­ schine und die elastische Drehmomentübertragung zwischen diesen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, wobei die Regelklappe 3, die turbinenseitig angeordnet ist, die Funktion der Kupplung übernimmt, da sie dicht zum Gehäusemantel schließt, also den Wirkmedienfluß zwischen Pumpen- und Turbinenlaufrad im Leerlauf unterbricht. Die mit Regelklappe 3 geringfügig winkelversetzt fest verbundene Regelklappe 1, die dem Pumpenrad zugeordnet ist, dient der Verlustreduzierung bei Leerlauf, da sie dann nur den zur Wärmeabfuhr benötigten Teilvolumenstrom zur Zirkulation über die Bypaßklappe 2 frei­ gibt.

Wie bei bekannten hydrodynamischen Drehmomentwandlern besteht auch dieser aus den Hauptkomponenten: Pumpen- und Turbinenrad sowie feststehendem Leitapparat. Hier wird jedoch der Vielschaufelapparat durch die zwei Teil­ gehäuse zur schraubenförmigen Wirkmedienführung ersetzt. Es ist also nur ein im Gehäuse integrierter Umlenkkanal vorhanden, der mit der Bypaßklappe 2 bestückt ist.

Die Regelklappen 1 + 3 sind auf der Laufradachse gelagert und mittels Hebel um ca. 90° vor oder hinter das Laufrad in Strömungsrichtung gesehen schwenk­ bar. Sie bestehen jeweils aus einer Zylindermantelfläche und zwei Kreis­ scheiben und sind zum Bypaßsteg und Gehäuse abgedichtet.

Damit der Arbeitsmedienkreislauf geschlossen ist, sind die beiden Wandler­ stutzen über den Kühler zu verbinden. Ein Vorratsbehälter mit Entgasungs­ einrichtung ist Zubehör. Mehrstufige Ausführung auf beiden Seiten ist denkbar.

Die Zeichnungen Fig. 1-4 stellen ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung dar, bei dem Pumpen- und Turbinenteil einstufig sind.

Es zeigt

Fig. 1 den Drehmomentwandler in Ansicht mit angedeutetem Über­ strömkanal; die Pfeile geben die Fließrichtung des Arbeitsmediums an. Aus

Fig. 2 = Schnitt A-B sind die Regelklappen 1 + 3 sowie die Bypaß­ klappe 2 ersichtlich. Auch ihre Anordnung zueinander und Antriebsaus­ führung sind erkennbar.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Pumpenteil, Schaufelform und -krümmung sowie die Drehrichtung der Antriebswelle.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch den Turbinenteil mit Schaufelform und -krümmung sowie die Abtriebsdrehrichtung.

Betriebszustände

Im Anfahrzustand bei fast geschlossener Pumpenregelklappe 1 und geschlos­ sener Turbinenregelklappe 3 wird nur der Kühlung dienende Flüssigkeits­ menge über Bypaßklappe 2 im Kreislauf gefördert (geringster Leerlauf­ verlust).

Mit Öffnung der Klappe 3 wird ein Moment auf der Abtriebswelle wirksam, das sein Maximum bei voll geöffneten Klappen 1 + 3 erreicht. Die Bypaß­ klappe wird geschlossen, sobald die Klappe 3 öffnet.

Das Kräftespiel bekannter hydrodynamischer Momentwandler ist jetzt gegeben.

Um bei Antriebsblockade Abtriebsverluste klein zu halten und Wärmeabfuhr über Kühler zu sichern, ist für diesen Fall Regelklappe 3 nur fast zu schließen.

Claims (6)

1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit integrierter Kupplung bestehend aus Querstrompumpe und Querstromturbine, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Laufräder koaxial nebeneinander, exzentrisch im Gehäuse angeordnet, in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums gesehen jedoch hintereinander geschaltet sind und das Arbeitsmedium im Gehäuse schraubenförmig ge­ führt wird,
• b) die Laufräder koaxial auf verschiedenen Wellen angeordnet sind,
• c) eine Regelklappe für Turbinen- und Pumpenrad vorgesehen ist und diese geringfügig winkelversetzt miteinander fest verbunden sind,
• d) die Regelklappen aus je einer Zylindermantelfläche und zwei Kreisschei­ ben bestehen, als Einheit das jeweilige Laufrad umschließen und koaxial um das Laufrad geschwenkt werden können,
• e) eine Bypaßklappe im Überströmkanal vorgesehen ist und
• f) die Teilgehäuse mit Ein- und Ausgangsstutzen versehen durch Zuganker, Lagerscheibe und Gehäusedichtungen zu einer Einheit verbunden sind.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelklappen (1, 3 gegenüber den Gehäuseseitenwänden und dem Bypaßsteg dicht schließen und je nach Bedarf vor oder hinter das Laufrad ge­ schwenkt werden können.

3. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelklappe zusammen mit dem Bypaßsteg als feststehendem Teil eine Halbschale bildet, die im Turbinenteil gegen die Gehäusemantel­ fläche dicht schließt und so den Wirkmedientransport zwischen Pumpe und Turbine völlig unterbricht.

4. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Überströmkanal angeordnete Bypaßklappe (2) bei geschlossener Regelklappe (3) öffnet und so bei Drehmomentkopplung = Leerlauf die Wärmeabfuhr über Kühler sichert.

5. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradschaufeln nach innen zur Achse gerichtet sind, am Außen­ umfang fast tangential auslaufen und dazwischen einen Kreisbogen be­ schreiben.

6. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Laufräder mit den zugeordneten Teilgehäusen gleich groß sind.