DE4203322C2 - Hydraulic torque converter - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Drehmomentwandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydraulic torque converter according to the preamble of claim 1.
Hydraulische Drehmomentwandler werden insbesondere in Kraft fahrzeugen in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine und einem nachgeschalteten mehrstufigen Getriebe verwendet. So ist aus der DE 31 03 838 C2 ein Wandler mit einer zugeordneten Steuerungseinrichtung bekannt, bei dem wahl weise einem Wandlergehäuse über eine erste Leitung oder aber einer im Wandlergehäuse angeordneten Überbrückungskupplung zum Öffnen derselben über eine weitere Leitung Hydraulikflüssigkeit mit Systemdruck zuführbar ist. Weiterhin wird ein Teil der Hy draulikflüssigkeit über eine Schmiermittelleitung abgeführt. Zu diesem Zweck ist bei geöffneter Überbrückungskupplung eine schaltbare Verbindung zwischen der ersten Leitung und der Schmiermittelleitung vorgesehen. Hydraulic torque converters are particularly effective vehicles in connection with an internal combustion engine and downstream multi-stage gearbox used. So that's it DE 31 03 838 C2 a converter with an associated control device known in the choice assign a converter housing via a first line or a lockup clutch arranged in the converter housing for Open the same via another line of hydraulic fluid can be fed with system pressure. Furthermore, part of the Hy draulic fluid discharged through a lubricant line. To this purpose is when the lock-up clutch is open switchable connection between the first line and the Lubricant line provided.
Es ist ein hydraulischer Drehmomentwandler bekannt (DE 40 23 160 A1), bei dem über eine erste Leitung die Versorgung des Wandlergehäuses mit einer unter einem bestimmten Systemdruck stehenden Hydraulikflüssigkeit gewährleistet ist. Über eine zweite Leitung kann Hydraulikflüssigkeit aus dem vor der Überbrückungskupplung liegenden Raum zu einem Ölkühler abgeführt werden, wobei innerhalb der Leitung ein Druckhalteventil vorgesehen ist. Schließlich ist eine dritte Leitung vorgesehen, mit deren Hilfe ebenfalls Hydraulikflüssigkeit dem Raum vor der Überbrückungskupplung zugeführt und auch abgeführt werden kann, um das Öffnen bzw. Schließen der Überbrückungskupplung zu realisieren. Soll nun die Überbrückungskupplung geöffnet werden, so wird die hier vorgesehene erste Leitung strömungstechnisch mit einem Ölkühler verbunden, so daß die Hydraulikflüssigkeit "ablaufen", nämlich in den Ölkühler ablaufen kann. Zwar ist im Stand der Technik ein weiterer hydraulischer Drehmomentwandler bekannt (DE 39 37 939 A1), hier steht der Drehmomentwandler allerdings mit zwei Schmiermittelleitungen in Strömungsverbindung, wobei hier keine Schmiermittelleitung für ein nachgeordnetes Getriebe vorgesehen ist.A hydraulic torque converter is known (DE 40 23 160 A1), in which a first line the supply of the converter housing with a below a certain System pressure standing hydraulic fluid is guaranteed. Via a second line Hydraulic fluid from the space in front of the lock-up clutch to one Oil cooler are discharged, a pressure maintaining valve being provided within the line. Finally, a third line is provided, by means of which hydraulic fluid is also used the space in front of the lock-up clutch and can also be discharged to to realize the opening or closing of the lock-up clutch. Should now Bridging clutch are opened, the first line provided here fluidly connected to an oil cooler, so that the hydraulic fluid "drain", namely can drain into the oil cooler. Although is in the prior art further hydraulic torque converter known (DE 39 37 939 A1), here is the Torque converter, however, with two lubricant lines in flow connection, where no lubricant line is provided for a downstream transmission.
Der bekannte Hydraulikkreislauf, von dem die Erfindung ausgeht (DE 40 23 160 A1), ist bei dem hier beschriebenen bekannten hydraulischen Drehmomentenwandler ebenfalls noch nicht optimal, insbesondere für ein nachgeordnetes Getriebe sehr komplex und damit kostenintensiv. Weiterhin ist problematisch, daß aufgrund des Ablaufens der Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Leitung der Druck im Raum vor der Überbrückungskupplung entsprechend abfällt, so daß es hier im Raum vor der Überbrückungskupplung, also innerhalb des Drehmomentenwandlers zu entsprechenden Druckschwankungen kommen kann.The known hydraulic circuit from which the invention is based (DE 40 23 160 A1) is in the known hydraulic torque converter described here also not yet optimal, especially for a downstream gearbox very complex and therefore expensive. Another problem is that due to the expiration of the Hydraulic fluid from the first line of pressure in the room before Lockup clutch drops accordingly, so that it is here in the room in front of the Lockup clutch, i.e. within the torque converter to corresponding Pressure fluctuations can come.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den bekannten hydraulischen Drehmomentenwandler der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, daß der Hydraulikkreislauf unter Berücksichtigung eines vorgesehenen nachgeordneten Getriebes vereinfacht ist, wobei Druckschwankungen innerhalb des Drehmomentwandlers weitestgehend vermieden werden sollen. The invention is therefore based on the object, the known hydraulic To design and develop torque converters of the type mentioned at the outset, that the hydraulic circuit taking into account a provided subordinate Transmission is simplified, with pressure fluctuations within the torque converter should be avoided as far as possible.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruches 1 gelöst. Aufgrund der vorgesehenen separaten zweiten Leitung, die direkt mit einem nachgeordneten Getriebe verbunden ist, ist der Hydraulikkreislauf vereinfacht und die damit einhergehenden Kosten sind verringert. Es ist kein kompliziertes Hydrauliksystem mit entsprechenden Leitungen und entsprechenden Schaltventilen erforderlich, um die Versorgung des nachgeordneten Getriebes mit Hydraulikflüssigkeit zu gewährleisten. Gleichzeitig ist der Hydraulikkreislauf hier nunmehr so ausgeführt, daß Druckschwankungen innerhalb des Drehmomentenwandlers weitestgehend vermieden sind, da in der zweiten Leitung ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, so daß - bei geschlossenem Zustand der Überbrückungskupplung - der Druck im Wandlergehäuse von dem die abströmende Hydraulikflüssigkeit regulierenden Druckbegrenzungsventil abhängt. Im Ergebnis sind die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt. The task outlined above is now due to the features of the labeling part of the Claim 1 solved. Due to the provided separate second line, which is direct is connected to a downstream transmission, the hydraulic circuit is simplified and the associated costs are reduced. It is not a complicated hydraulic system with appropriate lines and corresponding switching valves required to To ensure supply of the downstream transmission with hydraulic fluid. At the same time, the hydraulic circuit is now designed so that pressure fluctuations are largely avoided within the torque converter, since in the second Line a pressure relief valve is arranged so that - when the Lockup clutch - the pressure in the converter housing from which the outflow Hydraulic fluid regulating pressure relief valve depends. As a result, they are Disadvantages described above avoided and corresponding advantages achieved.
Vorteilhafterweise ist ein Schaltventil vorgesehen, durch daß in einer Schaltstellung der ersten Leitung Systemdruck zuführ bar und die dritte Leitung an einen Ablauf anlegbar ist, und durch das in einer anderen Schaltstellung die erste Leitung sperrbar und der dritten Leitung Systemdruck zuführbar ist. Die Funktion der Überbrückungskupplung kann auf diese Weise beson ders einfach gesteuert werden. Zugleich wird ein für die Wand lerfunktion wichtiger, nahezu unveränderbarer Druck im Wandler erzielt.A switching valve is advantageously provided by Supply system pressure to the first line in a switch position bar and the third line can be applied to an outlet, and by the first line in a different switch position lockable and the third line system pressure can be supplied. The Function of the lock-up clutch can be special in this way easily controlled. At the same time, one for the wall important, almost unchangeable pressure in the converter achieved.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteran sprüchen zu entnehmen. Ausführungsbeispiele der Erfindung wer den im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Advantageous developments of the invention are the Unteran to take sayings. Embodiments of the invention who which are explained in more detail below with the aid of drawings. It demonstrate:
Fig. 1 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen hy draulischen Drehmomentwandlers mit geöffne ter Überbrückungskupplung und Fig. 1 is a circuit diagram of a hy draulic torque converter according to the invention with open lock-up clutch and
Fig. 2 wie Fig. 1, jedoch mit geschlossener Über brückungskupplung. Fig. 2 as in Fig. 1, but with the lock-up clutch closed.
Ein hydraulischer Drehmomentwandler 10 ist mit einer Über brückungskupplung 11 zur Verbindung eines Pumpenrades 12 mit einem Turbinenrad 13 versehen. Die Überbrückungskupplung 11 ist in Fig. 1 in geöffneter Stellung gezeigt und liegt im ge schlossenen Zustand, gemäß Fig. 2, mit einem Reibbelag 14 an einem mit dem Pumpenrad 12 verbundenen Teil eines Wandlergehäu ses 15 an. Innerhalb der Überbrückungskupplung 11 ist eine Dämpfungsvorrichtung 16 vorgesehen. Weiterhin ist mit einem Freilauf 17 ein Leitrad 18 auf einer nur durch ihre Mittelachse 19 dargestellten Getriebewelle angeordnet. A hydraulic torque converter 10 is provided with a lockup clutch 11 for connecting a pump wheel 12 to a turbine wheel 13 . The lock-up clutch 11 is shown in FIG. 1 in the open position and is in the closed state, according to FIG. 2, with a friction lining 14 on a part connected to the impeller 12 of a converter housing 15 . A damping device 16 is provided within the lockup clutch 11 . Furthermore, a idler wheel 18 is arranged with a freewheel 17 on a gear shaft shown only by its central axis 19 .
Bestandteile des Wandlers sind weiterhin zum hydraulischen Flüssigkeitskreislauf gehörende Leitungen und Steuereinrichtun gen, die im folgenden beschrieben werden. Die Zufuhr von Hy draulikflüssigkeit zum Wandlergehäuse ist möglich über eine er ste Leitung 20, die in einen Bereich nahe dem Leitrad 18 mün det. Einem nicht gezeigten, nachgeordneten Getriebe ist über eine zweite Leitung 21 Hydraulikflüssigkeit aus dem Wandlerge häuse 15 zuführbar. Die zweite Leitung 21 verläuft im Inneren der Getriebewelle (Mittelachse 19) und führt die Flüssigkeit so auf kürzestem Wege den im nachgeordneten Getriebe vorgesehenen Schmierstellen zu. Im Bereich der Leitung 21, d. h. vor Errei chen des Getriebes, ist ein den Druck in dieser Leitung und da mit mittelbar auch im Wandlergehäuse 15 einstellendes Druckbe grenzungsventil 22 oder eine bzw. mehrere Drosselstellen vorge sehen.Components of the converter are also part of the hydraulic fluid circuit lines and Steuereinrichtun conditions, which are described below. The supply of hy draulic liquid to the converter housing is possible via a ste line 20 which detects into an area near the stator 18 . A downstream transmission, not shown, can be supplied with hydraulic fluid from the converter housing 15 via a second line 21 . The second line 21 runs inside the transmission shaft (central axis 19 ) and thus feeds the liquid in the shortest possible way to the lubrication points provided in the downstream transmission. In the area of line 21 , ie before reaching the gearbox, a pressure in this line and there with pressure regulator valve 22 or one or more throttling points, which also indirectly adjusts in the converter housing 15 , can be seen.
Eine dritte Leitung 23 ermöglicht eine Zufuhr der Hydraulik flüssigkeit über die Überbrückungskupplung 11 in das Wandlerge häuse 15. Zur Steuerung der Flüssigkeitszufuhr ist ein Schalt ventil 24 vorgesehen, welches wahlweise entweder die erste Lei tung 20 oder die dritte Leitung 23 mit einer unter einem Sy stemdruck stehenden Flüssigkeit beaufschlagen kann. Letzterer wird beispielsweise erzeugt über eine nicht gezeigte Kombina tion aus Hydropumpe und Druckregelventil. Die Zufuhr der unter Systemdruck stehenden Hydraulikflüssigkeit erfolgt im Bereich des Pfeils 25. Diesem nachgeordnet sind zunächst ein Kühler 26 und ein Filter 27.A third line 23 allows the hydraulic fluid to be supplied via the lockup clutch 11 into the converter housing 15 . To control the supply of liquid, a switching valve 24 is provided, which can either act on either the first line 20 or the third line 23 with a liquid under a system pressure. The latter is generated, for example, by a combination of hydraulic pump and pressure control valve, not shown. The hydraulic fluid under system pressure is supplied in the region of arrow 25 . This is initially followed by a cooler 26 and a filter 27 .
Das Schaltventil 24 ist als 4/2-Wege-Ventil ausgebildet und wird durch ein Modulierventil 28 angesteuert. Letzteres wird von einem elektronischen Steuergerät 29 betätigt, welches au ßerdem die Steuerung eines automatischen Getriebes durchführt und zu diesem Zweck Signale über angedeutete Leitungen 30, z. B. Dreh zahl- und Geschwindigkeitssignale, empfängt und verarbeitet.The switching valve 24 is designed as a 4/2-way valve and is controlled by a modulating valve 28 . The latter is actuated by an electronic control device 29 , which also carries out the control of an automatic transmission and for this purpose signals via indicated lines 30 , for. B. speed and speed signals, received and processed.
Im folgenden wird der Betriebszustand des Wandlers 10 bei ge öffneter Überbrückungskupplung 11 anhand der Fig. 1 erläutert. Das Modulierventil 28 ist auf Durchgang geschaltet, so daß der Druck in einer zum Schaltventil 24 hinführenden Steuerleitung 31 gering ist und das Schaltventil 24 durch den Gegendruck ei ner Feder 31a in der in Fig. 1 gezeigten Position steht. Hier bei liegt an der dritten Leitung 23 Systemdruck an. Zugleich strömt die Hydraulikflüssigkeit über dieselbe Leitung in einen Bereich zwischen dem Wandlergehäuse 15 und der Überbrückungs kupplung 11 zum Öffnen der letzteren. Ein Austritt der Hydrau likflüssigkeit aus dem Wandlergehäuse 15 ist jetzt nur möglich über die zweite Leitung 21 in Verbindung mit dem Druckbegren zungsventil 22 oder die bereits genannten Drosselstellen in Richtung auf das nicht gezeigte, nachgeordnete Getriebe. Die erste Leitung 20 ist durch das Schaltventil 24 abgesperrt. Fig. 1 zeigt zugleich den Zustand des vorzugsweise als Propor tionalventil ausgebildeten Modulierventils 28, der sich durch den Druck in der Steuerleitung 32 bei Stromausfall einstellt. Damit ist sichergestellt, daß die Überbrückungskupplung 11 in einem derartigen Notfall stets geöffnet ist.In the following the operating state of the converter 10 is explained with GE opened lockup clutch 11 with reference to FIG. 1. The modulating valve 28 is switched to passage, so that the pressure is low in a afferent to the switching valve 24 control line 31 and the switching valve 24 ei ner by the counter pressure spring 31 a is in the position shown in Fig. 1 position. Here, system pressure is present on the third line 23 . At the same time, the hydraulic fluid flows through the same line in an area between the converter housing 15 and the lockup clutch 11 to open the latter. An exit of the hydraulic fluid from the converter housing 15 is now only possible via the second line 21 in connection with the pressure limiting valve 22 or the throttle points already mentioned in the direction of the downstream transmission, not shown. The first line 20 is blocked by the switching valve 24 . Fig. 1 also shows the state of the modulating valve 28 , which is preferably designed as a proportional valve and which is established by the pressure in the control line 32 in the event of a power failure. This ensures that the lock-up clutch 11 is always open in such an emergency.
Fig. 2 zeigt den Betriebszustand des Wandlers 10 bei geschlos sener Überbrückungskupplung 11. Das Steuergerät 29 schließt das Modulierventil 28. Der Druckaufbau in der Steuerleitung 31 be wirkt jetzt eine Veränderung der Position des Schaltventils 24 gegen die Feder 31a, wie in der Fig. 2 dargestellt. Die erste Leitung 20 wird über das Schaltventil 24 mit Systemdruck beauf schlagt und das Wandlergehäuse im Bereich des Leitrades 18 bzw. des Pumpen- und des Turbinenrades 12, 13 mit Hydraulikflüssig keit versorgt. Zugleich ist die dritte Leitung 23 drucklos ge stellt, d. h. die Hydraulikflüssigkeit kann in diesem Bereich in einen Hydrauliktank 33 abfließen. Durch die entstehende Druckdifferenz im Wandlergehäuse 15 im Bereich des Reibbelages 14 schließt die Überbrückungskupplung 11 und verbleibt in die sem Zustand. Die Überbrückungskupplung 11 ist so ausgelegt, daß im geschlossenen Zustand nur wenig Hydraulikflüssigkeit in Richtung auf die dritte Leitung 23 passieren kann, so daß der Druck im Wandlergehäuse 15 in erster Linie von dem die in Rich tung auf das nachgeordnete Getriebe abströmende Hydraulikflüs sigkeit regulierenden Druckbegrenzungsventil 22 abhängt. Zur Druckanpassung ist eine Verbindungsleitung 34 zwischen dem Filter 27 und dem Schaltventil 24 jeweils über Drosseln 35, 36 mit dem Modulierventil 28 und der dritten Leitung 23 verbunden. Da bei ist die Drossel 36 vor der dritten Leitung 23 nur vorzugs weise angeordnet, nicht jedoch zwingend erforderlich. Fig. 2 shows the operation state of the transducer 10 in closed-lock-up clutch 11. The control unit 29 closes the modulating valve 28 . The pressure build-up in the control line 31 now acts a change in the position of the switching valve 24 against the spring 31 a, as shown in FIG. 2. The first line 20 is supplied with system pressure via the switching valve 24 and the converter housing is supplied with hydraulic fluid in the area of the stator 18 or the pump and turbine wheel 12 , 13 . At the same time, the third line 23 is depressurized, ie the hydraulic fluid can flow into a hydraulic tank 33 in this area. Due to the resulting pressure difference in the converter housing 15 in the area of the friction lining 14 , the lock-up clutch 11 closes and remains in this state. The lock-up clutch 11 is designed so that in the closed state only a little hydraulic fluid can pass in the direction of the third line 23 , so that the pressure in the converter housing 15 primarily from the hydraulic fluid flowing out in the direction of the downstream transmission regulating pressure relief valve 22nd depends. To adjust the pressure, a connecting line 34 is connected between the filter 27 and the switching valve 24 via throttles 35 , 36 to the modulating valve 28 and the third line 23 . Since the throttle 36 is arranged in front of the third line 23 only preference, but not absolutely necessary.
Zur Dämpfung der Schließbewegung und/oder zur Reduzierung des Einschaltruckes der Überbrückungskupplung 11 ist in einer wei teren Ausführungsform eine Gegenkopplung vorgesehen. Diese be steht aus den im folgenden beschriebenen gestrichelt gezeichne ten Teilen: In der Leitung 31 ist eine Drossel 37 angeordnet. Zugleich besteht eine Verbindung 38 zwischen der Leitung 23 und der Steuerleitung 31 zum Schaltventil 24. In dieser Verbindung ist ebenfalls eine Drossel 39 vorgesehen. Zum Schließen der Überbrückungskupplung 11 aus dem Zustand gemäß Fig. 1 wird das Modulierventil 28 auf einen bestimmten Druckwert eingestellt, der zugleich einem an der Überbrückungskupplung übertragbaren Moment, insbesondere Einschaltmoment entspricht. Der Druck in der Steuerleitung 31 ist damit relativ groß, so daß der Schalt schieber des Schaltventils 24 schnell in die Position gemäß Fig. 2 bewegt wird. Durch das Abfließen der Hydraulikflüssigkeit über die Drossel 39 in die Leitung 23 bleibt einerseits in der selben ein gewisser Druck erhalten und andererseits wird der Schaltschieber nicht bis zum Anschlag gegen die Kraft der Feder 31a in die Position gemäß Fig. 2 bewegt. Die Feder 31a wirkt auch in der Ausführungsform ohne Gegenkopplung als den Schalt schieber des Schaltventils 24 rückstellendes Element. To dampen the closing movement and / or to reduce the switch-on jerk of the lockup clutch 11 , a negative feedback is provided in a further embodiment. This consists of the parts shown in dashed lines below: In line 31 , a throttle 37 is arranged. At the same time, there is a connection 38 between line 23 and control line 31 to switching valve 24 . A throttle 39 is also provided in this connection. To close the lock-up clutch 11 from the state according to FIG. 1, the modulating valve 28 is set to a specific pressure value which at the same time corresponds to a torque which can be transmitted to the lock-up clutch, in particular a starting torque. The pressure in the control line 31 is thus relatively high, so that the switching slide of the switching valve 24 is quickly moved into the position shown in FIG. 2. As a result of the hydraulic fluid flowing out via the throttle 39 into the line 23 , a certain pressure is maintained in the same on the one hand, and on the other hand the slide valve is not moved as far as the stop against the force of the spring 31 a into the position according to FIG. 2. The spring 31 a also acts in the embodiment without negative feedback as the switching slide of the switching valve 24 restoring element.
1010
Wandler
converter
1111
Überbrückungskupplung
lock-up clutch
1212
Pumpenrad
impeller
1313
Turbinenrad
turbine
1414
Reibbelag
friction lining
1515
Wandlergehäuse
converter housing
1616
Dämpfungsvorrichtung
damping device
1717
Freilauf
freewheel
1818
Leitrad
stator
1919
Mittelachse
central axis
2020
erste Leitung
first line
2121
zweite Leitung
second line
2222
Druckbegrenzungsventil
Pressure relief valve
2323
dritte Leitung
third line
2424
Schaltventil
switching valve
2525
Pfeil
arrow
2626
Kühler
cooler
2727
Filter
filter
2828
Modulierventil
modulating
2929
Steuergerät
control unit
3030
Leitungen
cables
3131
Steuerleitung
control line
3131
a Feder
a feather
3232
Steuerleitung
control line
3333
Hydrauliktank
hydraulic tank
3434
Verbindungsleitung
connecting line
3535
Drossel
throttle
3636
Drossel
throttle
3737
Drossel
throttle
3838
Verbindungsleitung
connecting line
3939
Drossel
throttle
Claims (5)
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DE4203322A DE4203322C2 (en) | 1991-02-18 | 1992-02-06 | Hydraulic torque converter |
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Family Applications (1)
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