DE4100638A1

DE4100638A1 - Einrichtung zum fuellen hydrodynamischer drehmomentwandler

Info

Publication number: DE4100638A1
Application number: DE19914100638
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl Ing Heisig
Original assignee: STROEMUNGSMASCHINEN GmbH
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1991-01-11
Filing date: 1991-01-11
Publication date: 1992-07-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Füllen hydrody namischer Drehmomentwandler mit einer rotierenden Gehäuse schale, einem radial durchströmten Pumpen- und einem zentri petal durchströmten Turbinen- und Leitschaufelkranz. Zwischen dem Pumpen- und dem Leitschaufelkranz erstreckt sich ein relativ großer schaufelloser Raum mit einem relativ großen Vordrall der Arbeitsflüssigkeit im Kreislauf. Am kleinsten Durchmesser des schaufellosen Raumes befinden sich Öffnungen zur Zuführung von Arbeitsflüssigkeit.

Einrichtungen zum Füllen hydrodynamischer Drehmomentwandler sind in verschiedensten Formen bekannt. So ist eine Füllei tung für den Vorspanndruck eines hydrodynamischen Drehmoment wandlers auf einen solchen größeren als den kleinsten Radius des Kreislaufes in dem schaufellosen Raum angeordnet (DE-OS 12 66 089). Dadurch entsteht bei einem vorgegebenen Last moment am kleinsten Radius Unterdruck, wodurch die Gehäuse wandstärke vermindert werden kann.

Bei einem hydrodynamischen Drehmomentwandler nach der DE-OS 26 05 800 ist der Einlaß zum Füllen des Arbeitsraumes des Drehmomentwandlers zwischen dem Leitrad und der Turbinen radnabe, d. h. am kleinsten Radius des Kreislaufes vorgesehen Nach der DE-OS 29 09 968 erfolgt die Zufuhr der Wandlerflüs sigkeit nahe am Pumpenrad über Kanäle im Leitrad, wobei die zugeführte Wandlerflüssigkeit erst im Torusraum die Rotation des Pumpenrades aufnimmt.

Den beschriebenen Einrichtungen zum Füllen hydrodynamischer Drehmomentwandler haftet der gemeinsame Nachteil an, daß der mit der Füllpumpe zu erzeugende Druck relativ groß ist. Dieser Nachteil wird dann um so größer, wenn ein mindestens zwei hydrodynamische Drehmomentwandler aufweisendes Strö mungsgetriebe mit unterschiedlichen Überlagerungsdrücken arbeitet. Die Füllpumpe ist dann nach dem größten Überlage rungsdruck auszulegen, der aber nur für einen geringen Anteil der Betriebszustände benötigt wird, wodurch relativ hohe Wirkungsgradverluste auftreten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Ein richtung zum Füllen hydrodynamischer Drehmomentwandler zu schaffen, die einen relativ geringen Füllpumpendruck erfor dert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an der Stirnfläche der Radnabe des Pumpenrades ein mit dieser rotierender, einen Teil der äußeren Kanalwand bis zum Leit rad bildendes Konturstück angeordnet ist, das nahezu radial verlaufende Bohrungen zur Zuführung von Arbeitsflüssigkeit aufweist und das mit der Stirnfläche der Pumpenradnabe einen Ringkanal bildet, der mit den Bohrungen und dem Kreislauf verbunden ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Füllen eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers besteht darin, daß infolge der bei Füllen des Kreislaufes mit Arbeitsflüs sigkeit erzeugten Fliehkraftdruckerhöhung die Füllpumpe wesentlich geringer dimensioniert werden kann, da selbige diese Druckerhöhung nicht aufbringen muß und damit mit ge ringerem Leistungsanteil ausgebildet werden kann.

Außerdem ergibt sich durch das rotierende Konturstück bei einem hydrodynamischen Drehmomentwandler der eingangs genann ten Bauart noch der Vorteil einer Verringerung der Kanalrei bungsverluste und damit einer weiteren Wirkungsgraderhöhung.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung ist ein Drehmomentwandler dar gestellt, der Teil eines nicht dargestellten mit mindestens zwei Drehmomentwandlern versehenen Strömungsgetriebes ist.

Der dargestellte Drehmomentwandler ist der Marschwandler dieses Strömungsgetriebes.

Der Marschwandler besteht im wesentlichen aus einem Pumpenrad 1, einem Turbinenrad 2 und einem Leitschafelrad 3. Das Pum penrad 1 ist radial durchströmt, das Turbinenrad 2 und das Leitschaufelrad 3 ist zentripetal durchströmt. Zwischen dem Leitschaufelrad 3 und dem Pumpenrad 1 befindet sich ein rela tiv großer schaufelloser Raum 5. Das Turbinenrad 2 rotiert gemeinsam mit einem Gehäuse 4. Der schaufellose Raum 5 wird z. T. durch ein Konturstück 7 begrenzt. Das Konturstück 7 ist an der Radnabe des Pumpenrades 1 befestigt und rotiert dem nach gemeinsam mit dem Pumpenrad 1. Eine Zuführeinrichtung 6 ist am kleinsten Durchmesser des Arbeitsraumes im Kontur stück 7 angeordnet.

Die Zuführeinrichtung 6 wird durch eine Anzahl nahezu radial verlaufender Bohrungen 8 sowie einem Ringkanal 9 gebildet. Der Ringspalt 9 befindet sich zwischen der Radnabe des Pum penrades 1 und dem Konturstück 7 und verbindet die Bohrun gen 8 über einen Hohlraum 10 mit dem Arbeitsraum des hydrody namischen Drehmomentwandlers.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich ein deutig beispielsweise bei einem Marschwandler mit einer Vordrallzahl ε₀ von 0,175 bis 0,25.

Die Vordrallzahl ist definiert durch

wobei r₁ bzw. r₂ den Pumpeneintritts- bzw. Pumpenaustritts radius auf der mittleren Meridianstromlinie, C_u1 die Umfangs komponente der Absolutgeschwindigkeit am Pumpeneintritt auf der mittleren Meridianstromlinie und u₁ bzw. u₂ die Umfangs geschwindigkeit am Pumpeneintritt bzw. -austritt auf der mittleren Meridianstromlinie darstellt.

Hierbei wurde eine Verbesserung des Verhältnisses der Füll pumpenleistung zur Getriebenennleistung von ca. 2% auf ca. 1,3% erreicht, wobei gleichzeitig eine Verkleinerung der Wandreibung des Marschwandlers zu verzeichnen ist, das insgesamt eine weitere Wirkungsgradverbesserung des Marsch wandlers und damit des Getriebewirkungsgrades bedeutet.

Aufstellung der Bezugszeichen

1 Pumpenrad
2 Turbinenrad
3 Leitschaufelrad
4 Gehäuse
5 schaufelloser Raum
6 Zuführeinrichtung
7 Konturstück
8 Bohrung
9 Ringkanal
10 Hohlraum

Claims

Einrichtung zum Füllen eines hydrodynamischen Drehmoment wandlers mit rotierender Gehäuseschale und einem radial durchströmten Pumpenrad sowie einem zentripetal durchström ten Leitschaufel- und Turbinenrad, einem relativ großen sich zwischen Leitschaufel- und Pumpenrad erstreckenden schaufellosen Raum und einen relativ großen Vordrall der Arbeitsflüssigkeit in Kreislauf sowie Öffnungen zur Zuführung von Arbeitsflüssigkeit in dem schaufellosen Raum am kleinsten Durchmesser des Arbeitsraumes, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnfläche der Radnabe des Pumpenrades (1) ein mit dieser rotierendes, einen Teil der äußeren Kanalwand bis zum Leitschaufelrad (3) bildendes Konturstück (7) angeordnet ist, das nahezu radial verlaufende Bohrungen (8) zur Zufüh rung von Arbeitsflüssigkeit aufweist und das mit der Stirn fläche der Radnabe des Pumpenrades (1) einen Ringkanal (9) bildet, der mit den Bohrungen (8) und dem Kreislauf ver bunden ist.