DE765827C - Turbowandler, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Turbowandler, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

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DE765827C
DE765827C DEM149301D DEM0149301D DE765827C DE 765827 C DE765827 C DE 765827C DE M149301 D DEM149301 D DE M149301D DE M0149301 D DEM0149301 D DE M0149301D DE 765827 C DE765827 C DE 765827C
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DE
Germany
Prior art keywords
turbine wheel
space
turbine
turbo
motor vehicles
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Expired
Application number
DEM149301D
Other languages
English (en)
Inventor
Hermann Dipl-Ing Gros
Richard Dipl-Ing Lang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce Solutions GmbH
Original Assignee
Maybach Motorenbau GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority to DEM149301D priority Critical patent/DE765827C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE765827C publication Critical patent/DE765827C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/48Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic
    • F16H61/50Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic controlled by changing the flow, force, or reaction of the liquid in the working circuit, while maintaining a completely filled working circuit
    • F16H61/52Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic controlled by changing the flow, force, or reaction of the liquid in the working circuit, while maintaining a completely filled working circuit by altering the position of blades
    • F16H61/54Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic controlled by changing the flow, force, or reaction of the liquid in the working circuit, while maintaining a completely filled working circuit by altering the position of blades by means of axially-shiftable blade runners

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  • Turbowandler; insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen Turbowandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dessen Turbinenrad zwecks Trennung von dem Antrieb aus den-1, Kreislauf herausschiebbar angeordnet ist. Derartige Ausführungen werden insbesondere bei Kraftübertragungen verwendet, bei denen ein hydraulisches Strömungsgetriebe als Drehmomentwandler zusammen mit einem mechanischen Wechselgetriebe verwendet wird. Sie werden vor allem bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Schienentriebwagen, benutzt, die durch schnell laufende Brennkraftmaschinen angetrieben werden.
  • Diese Anordnungen bieten insbesondere bei höheren - Drehzahlen Schwierigkeiten, vor allem wegen der auf die Seitenflächen des Turbinenrades wirkenden hohen Flüssigkeitsdrücke und wegen der- beträchtlichen Spalt-und Reibungsverluste.
  • Nach der Erfindung werden diese Schwierigkeiten behoben und eine vorteilhafte und eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Strömungsgetriebes ergebende Anordnung geschaffen dadurch, daß mit den Turbinenschaufeln eine sich in den der Achse zu gelegenen Teil des Kernraumes erstreckende Scheibe verbunden ist, deren innere Umrandung als Dichtung ausgebildet ist, wodurch eine Druckverteilung auf das Turbinenrad bewirkt wird, die seine Verschiebbarkeit erleichtert. Insbesondere wird dadurch die Abdichtung an einen möglichst kleinen Durchmesser verlegt.
  • Im weiteren Ausbau der Erfindung wird ein mit dem Turbinenrad auf Drehung verbundenes, jedoch dessen Verschiebung nicht mitmachendes Ringstück vorgesehen, durch welches die Durchlaßöffnungen am größten Durchmesser des Turbinenradträgers im eingerückten Zustand des Turbinenrades abgedeckt sind.
  • Weiterhin wird nach der Erfindung an dein Ringstück seitlich eine Dichtungsfläche vorgesehen, an welcher das Turbinenrad im eingerückten Zustand anliegt, so daß an dieser Stelle kein Spaltverlust auftritt.
  • Durch die angegebene Ausführung nach der Erfindung wird infolge der ganz wesentlichen Herabsetzung der Spalt- und Reibungsverluste gegenüber den bisherigen Ausführungen von aus dem Kreislauf ausrückbaren Turbinenrädern der Wirkungsgrad des Strömungsgetriebes erhöht und dabei gleichzeitig ein einwandfreies, leichtes und rasches Verschieben des Turbinenrades aus dem Kreislauf heraus und in diesen hinein ermöglicht.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch im Längsschnitt gezeigt, und zwar in der oberen Hälfte mit in den Kreislauf eingerückten Turbinenschaufeln, während diese im unteren Teil der Abbildung als in das Kernstück verschoben wiedergegeben sind.
  • Es bedeutet i die treibende Welle, .2 die getriebene Welle des Strömungsgetriebes, 3 ein Lager, durch welches die getriebene Welle -2 in der treibenden Welle i gelagert ist. .I ist das Pumpenrad, 5 das Turbinenrad, 6 die eine, 7 die andere Gehäusehälfte des Strömungsgetriebes, 8 sind die Leitschaufeln, 9 ist der Kernteil des Getriebes, io ein an den Gehäuseteil 7 anschließender zylindrischer Teil. i i ist ein auf der Welle -; befestigter Mitnehmer mit einer Verzahnung 12, «-elche in eine außen an einem Zylinder 14 angeordnete Verzahnung 13 eingreift, welche über eine Scheibe 15 mit dein Kranz des Turbinenrades j verbunden ist. Mit dem Mitnehmer i i ist eine Scheibe 16 verbunden, an deren äußeren Umfang ein Ring 17 angeordnet ist. 18 ist eine seitliche Dichtungsfläche an dem Ring 1,~, 2o die Außenwand des Schaufelkranzes des Turbinenrades 5. ig ist ein Lager, durch welches die Welle i in dem Gehäuse 6 gelagert ist.
  • Der Zylinder 1.1 ist auf der Welle 2 verschiebbar, jedoch ihr gegenüber nicht vierdrehbar. In seinem Innern befindet sich ein mit der WeIle 2 verbundener Kolben 21. Links von dem Kolben 21 münden Bohrungen 22 in den linken Zylinderraum, rechts 'von dem Kolben 21 Bohrungen 23 in den rechten Zylinderraum. Die Welle 2 enthält in ihrem linken Teil eine Längsbohrung 24., in welcher ein Rohr 25 befestigt ist. In den Ringraum 26 zwischen der Bohrung 24. und dein Rohr 23 münden die Bohrungen -22. Die Bohrungen 23 münden in den Innenraum des Rohres 25. In der Scheibe 15 des Turbinenrades 5 sind Bohrungen 2;, in der Scheibe 16 des Mitnehmers i i Bohrungen 28 vorgesehen, durch welche Flüssigkeit hindurchtreten kann. 29 sind Bohrungen in dem Gehäuseteil 7.
  • Durch den Ratten 26 und die Bohrungen 22 einerseits sowie den Innenraum des Rohres 25 und die Bohrungen 23 andererseits, wird von einer nicht besonders dargestellten Steuereinrichtung, die von beliebiger bekannter Art sein und willkürlich durch den Fahrzeugführer oder durch eine Regeleinrichtung betätigt werden kann, abwechselnd Druckmittel zu dein einen oder anderen Raum des Zylinders i.[ der Verschiebeeinrichtung für das Turbinenrad 5 zugeführt.
  • 3,1 ist ein zwischen dem Turbinenrad und der Scheibe 15 vorgesehener Ring mit Durchlaßduerschnitten.
  • Der Antrieb der treibenden Welle i geht über das Zahnrad d2.
  • Durch den Ring 17 sind die Durchlässe des Ringes 31 während des normalen Betriebes, also bei in den Kreislauf eingerücktem Turbinenrad, abgedeckt, wobei gleichzeitig die Flächen 18 und 2o aneinander anliegen und den Flüssigkeitsdurchtritt an dieser Stelle verhindern, so daß nach Möglichkeit keine Verluste entstehen.
  • In dem Kernstück 9 des Getriebes ist ein Raum 51 vorgesehen. -Mit dem Turbinenrad 5 ist eine Scheibe 52 verbunden, welche bei Ein- und Ausrücktewegungen des Turbinenrades in dem Raum 51 verschiebbar ist und in diesem Raum eine Abdichtungsstelle 53 gegenüber dein Raum 54. zwischen dem Pumpenrad d. und der Scheibe 52 bildet. 55 ist der Raum zwischen dein Pumpenrad und der Scheite 15 bzw. dein init dieser verbundenen Zylinder 1.4. 56 ist der Raum zwischen den Scheiben 15 und 16, 57 und 58 sind Dichtungsflächen an diesen Teilen. 59 ist der Raum zwischen der Scheibe 16 und dem Gehäuse 7, 6o der Raum zwischen der Außenfläche des rechten Bodens des Zylinders 14 und dem -'#litneliiner i i. Durch strichpunktierte Linien sind Zylinderflächen von verschiedenem Durchmesser angedeutet. Dabei entspricht die Linie I dem äußeren Umfang. des Turbinenrades 5', die Linie II dem übertritti zwischen Pumpenrad 4 und Turbinenrad 5, und die Linie III den Dichtungsstellen 53 sowie 57 und 58.
  • Während des Ausrückens des Turbinenrades und ebenso in der in dem unteren Teil der Abbildung gezeigten ganz ausgerückten Stellung desselben -wird der Verschiebeeinrichtung (Zylinder 14) durch den Ringraum 26 und die Bohrungen 22 von der nicht besonders dargestellten Steuerung her Öldruck in den Raum des Zylinders 14 links von dem Kolben 21 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt gelangt in den rechts. von dem, - Kolben 21 gelegenen Raum des Zylinders 14- kein Öldruck, da die zugehörige Steuerung der Verschiebeeinrichtutig diesen Raum über die Bohrungen 23 und das Rohr 25 mit der Außenluft verbindet.
  • Wenn das Turbinenrad 5 eingerückt werden soll, wird der Raum des Zylinders 14 links von dem Kolben 21 über die Bohrungen 22 und den Raum 26 vermittels der nicht besonders dargestellten Steuerung der Verschiebeeinrichtung mit der Außenluft verbunden. Gleichzeitig wird durch diese Steuerung durch das Innere des Rohres 25 und die Bohrungen 23 in den Raum des Zylinders 14 rechts von dem Kolben 21 Überdruck zugeführt. Der Zylinder 14 und damit das Turbinenrad 5 werden nun aus der in dem unteren Teil der Abbildung gezeigten Stellung nach rechts in die in dem oberen Teil der Abbildung gezeigte, in den Kreislauf eingerückte Stellung verschoben.
  • Die Steuerung der Aus- und Einrückbewegung des Turbinenrades kann vermittels einer selbsttätigen Regeleinrichtung bekannter Art erfolgen.
  • An der in der Fläche II gelegenen Austrittsstelle der Flüssigkeit aus dem Pumpenrad 4 herrscht der höchste Flüssigkeitsdruck. In dem Raum 54c nimmt der Druck von diesem höchsten. Wert aus nach den kleineren Dur ch-1nessern hin während des Betriebes entsprechend der Fliehkraft in bekannter Weise ab. Die Dichtungsstelle 53 befindet sich an dem kleinsten Durchmesser des Kernraumes 51, die Spalt- und Reibungsverluste an dieser Stelle sind deshalb infolge des dort herrschenden geringen Druckes nur gering. Außerdem ist auch die Relativdrehzahl der Teile und 52 während des Hauptteils des Betriebes sehr klein.
  • Nach rechts hin pflanzt sich der erwähnte Höchstdruck in den Raum 55:; fort. In diesem Raum nimmt der Druck ebenfalls von den äußeren zu den inneren Durchmessern hin entsprechend ab. Der höchste Pümheildrück kann sich über den Ring 31 hinaus nicht weiter fortpflanzen, da dies einerseits die Dichtungsflächen 18, 2o verhindern und andererseits zwischen dem Ring 17 und dem Ring 31 nur ein sehr kleiner Spalt vorgesehen ist, was dadurch möglich ist, daß diese beiden Teile miteinander umlaufen. Reibungsverluste ergeben sich an dieser Stelle nicht. Durch die Öffnungen 28 wird verhindert, daß sich zwischen den Scheiben 15 und 1ö ein Überdruck bilden kann. Die Drücke auf der Vorder- und Rückseite der Scheibe 16 werden durch die Öffnungen 28 ausgeglichen. Zwischen den Flächen I und II herrscht demnach über die Seitenflächen des Turbinenrades 5 im eingerückten Zustand desselben die gleiche durch die Fliehkraft bedingte Druckverteilung. Zwischen den Flächen II und III wirkt auf die Seitenflächen des Turbinenrades 5 bzw. der mit ihm verbundenen Scheiben 16 und 52 (in den Räumen 54 und 56) ebenfalls der gleiche Druck mit der Fliehkraft entsprechender Verteilung. An der Austrittsstelle des Turbinenrades wird dieser Druck eingeleitet und pflanzt sich durch die Öffnungen 28 in den Raum 56 fort. Die Dichtungsflächen 57 und 58 an den Scheiben 15 und 16 liegen auf dem gleichen oder nahezu. gleichen Durchmesser wie die Dichtungsstelle 53.
  • In ähnlicher Weise ist auch der Druck in dem weiter der Welle zu liegenden Teil des Raumes 55 einerseits und in dem- Raum 6o andererseits durch die Öffnungen 27 und die Lücken der Verzahnungen 13 und 12 ausgeglichen, so' daß auf die Endflächen des Zylinders 14 der gleiche Druck wirkt und auch die Verschiebung dieses Teiles nicht durch . entgegenstehende Flüssigkeitsdrücke gehemmt wird.
  • Wie sich aus vorstehendem ergibt, sind durch die angegebene Ausführung die Drücke an dem verschiebbaren Turbinenrad sowie seiner Betätigungsvorrichtung ausgeglichen und die einzelnen Druckräume so abgedichtet, daß keine wesentlichen Spalt- und Reibungsverluste entstehen.
  • Zum leichteren Verschieben des Turbinenrades wurde schon bei anderen Ausführungen beim Ausrücken aus dem Kreislauf Vorsorge getroffen, daß der Druck in einzelnen Räumen entspannt wird. In diesem Fall sinken die Drücke in den anderen Getrieberäumen; der Druck vor dem Pumpenrad wird infölgedessen so niedrig, daß der Kreislauf durch Luft- und Schaumbildung gestört wird. Dadurch war beim Wiedereinrücken des Turbinenrades die Wiederaufnahme der Leistungsübertragung sehr gehemmt, ja sogar unmöglich. Demgegenüber hat die Ausführung nach der Erfindung vor allem den Vorteil, daß keinerlei Störung des Kreislaufs auftritt und beim Wiedereinrücken des Turbinenrades das Getriebe sofort anspricht und die Leistung ohne weiteres wieder einwandfrei übertragen wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Turbowandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit in das Kernstück des Kreislaufes einschiebbaren Turbinenschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Turbinenschaufeln (5) eine sich in den der Achse zugelegenen Teil des Kernraumes erstreckende Scheibe (5a) verbunden ist, deren innere Umrandung als Dichtung ausgebildet ist, wodurch eine Druckverteilung auf das Turbinenrad bewirkt wird, die seine Verschiebbarkeit erleichtert. a. Turbowandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Turbinenrad (5) auf Drehung verbundenes, jedoch dessen Z'erschiebung nicht mitmachendes Ringstück (17) vorgesehen ist, durch welches die Durchlaßöffnungen (31) am größten Durchmesser des Turbinenradträgers (15) im eingerückten Zustand des Turbinenrades abgedeckt sind. 3. Turbowandler nach Anspruch Z, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ringstück (17) seitlich eine Dichtungsfläche (18) vorgesehen ist, an welcher das. Turbinenrad im eingerückten Zustand anliegt. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen -,worden: Deutsche Patentschrift 1 r. 457 882; USA.-Patentschrift -Tr. 1 298 ggo.
DEM149301D 1940-12-03 1940-12-03 Turbowandler, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge Expired DE765827C (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1298990A (en) * 1917-04-12 1919-04-01 William H Mason Gearless power transmission.
DE457882C (de) * 1925-05-26 1928-03-26 James Fraser Fluessigkeitsgetriebe fuer Kraftfahrzeuge

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1298990A (en) * 1917-04-12 1919-04-01 William H Mason Gearless power transmission.
DE457882C (de) * 1925-05-26 1928-03-26 James Fraser Fluessigkeitsgetriebe fuer Kraftfahrzeuge

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