DE919449C

DE919449C - Outlet control for flow circuits

Info

Publication number: DE919449C
Application number: DEV3980D
Authority: DE
Inventors: Fritz Kugel
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1942-08-06
Filing date: 1942-08-06
Publication date: 1954-10-21

Description

Auslaßsteuerung für Strömungskreisläufe Zum Abführen der im Betrieb von Strömungsgetrieben (Wandlern oder Kupplungen) im Kreislauf entstehenden Wärme werden bei Getrieben mit umlaufendem Behälter an dessen äußerem Umfang eine Reihe kleiner Bohrungen oder besonders eingesetzte Düsen angeordnet, durch die während des Betriebes stets eine gewisse Flüssigkeitsmenge abspritzt. Die Menge der durch solche Öffnungen konstanten Querschnittes abspritzenden Flüssigkeit ist in erster Linie von der Drehzahl des meist mit dem Primärrad verbundenen umlaufenden Gehäuses abhängig, außerdem aber von der Drehzahl des anderen Schaufelrades und vom Füllungsgrad des Kreislaufes, der besonders bei Regelkupplungen mit Füllungsänderung in weiten Grenzen schwankt. Da die Antriebsdrehzahl des wie erwähnt meist mit dem Primärrad verbundenen Gehäuses und damit seine Umfangsgeschwindigkeit im allgemeinen konstant ist, ändert sich die Ausflußmenge in erster Linie in Abhängigkeit vom Schlupf, und zwar nimmt sie mit zunehmendem Schlupf ab. Die Ursache für das Abnehmen der Ausflußmenge mit zunehmendem Schlupf besteht darin, daß bei Verringerung der Sekundärdrehzahl und in gleicher Weise bei Verringerung der Füllung der Fliehkraftdruck kleiner wird, unter dem die Flüssigkeit an den Auslaßöffnungen steht.Outlet control for flow circuits To discharge the in operation heat generated by fluid drives (converters or clutches) in the circuit a row on the outer circumference of gearboxes with a rotating container small bores or specially inserted nozzles arranged through the during the company always hoses a certain amount of liquid. The amount of through such openings of constant cross-section ejecting liquid is primarily Line from the speed of the rotating housing, which is usually connected to the primary wheel dependent, but also on the speed of the other paddle wheel and the degree of filling of the circuit, which is particularly important in the case of variable-speed clutches with a change in charge Boundaries fluctuates. Since the drive speed of the as mentioned mostly with the primary wheel connected housing and thus its peripheral speed is generally constant is, the flow rate changes primarily as a function of the slip, and although it decreases with increasing slip. The cause of the decrease in the amount of discharge with increasing slip is that when the secondary speed is reduced and in the same way when the filling is reduced, the centrifugal force pressure becomes smaller, under which the liquid is at the outlet openings.

Diese Erscheinung ist dadurch unerwünscht, da gerade bei größerem Schlupf im Kreislauf eine größere Wärmemenge anfällt und daher auch ein größerer Flüssigkeitsdurchsatz oder wenigstens kein kleinerer erforderlich wäre.This phenomenon is undesirable because it is especially large Slippage in the circuit generates a greater amount of heat and therefore a greater amount Liquid throughput or at least no smaller would be required.

Bei Strömungskupplungen mit Schlupfregelung tritt noch ein weiterer Nachteil hinzu, nämlich der Umstand, daß sich mit der Verringerung der Füllung auch die Regelempfindlichkeit zier Kupplung verschlechtert, denn durch das dem Schlupf umgekehrt proportionale Abnehmen der sekundlichen Durchflußmenge werden auch die Regelzeiten größer.In the case of fluid couplings with slip control, there is another one There is also a disadvantage, namely the fact that with the reduction in the filling, too the control sensitivity zier clutch deteriorated because through the decrease in the secondary flow rate inversely proportional to the slip the control times also increase.

Zur teilweisen Beseitigung dieser nachteiligen Erscheinungen ist es bereits vorgeschlagen worden, die Austrittsdüsen in ihrem Offnungsquerschnitt steuerbar zu machen oder außer ständig offenen Auslaßdüsen noch zusätzlich steuerbare Auslaßöffnungen anzuordnen und die Steuerung selbsttätig in Abhängigkeit von der Belastung, vom Schlupf, von der Temperatur der Getriebeflüssigkeit od. dgl. auszubilden. Nach einem anderen neueren Vorschlag werden zusätzliche Auslaßventile durch eine der konstanten Primärdrehzahl proportionale Kraft im öffnenden Sinn und durch eine im umgekehrten Verhältnis wie der Schlupf sich ändernde Kraft z. B. den Druck im Strömungskreislauf im schließenden Sinn beaufschlagt, so daß bei zunehmendem Schlupf diese schließende Kraft nachläßt und beim Erreichen eines bestimmten Schlupfwertes die Ventile sich öffnen.It is to partially eliminate these adverse phenomena it has already been proposed that the outlet nozzles be controllable in their opening cross-section to make or, in addition to constantly open outlet nozzles, additionally controllable outlet openings to be arranged and the control automatically depending on the load, from Slip, od from the temperature of the transmission fluid. The like. Form. After a Another recent proposal is adding additional exhaust valves through one of the constant Primary speed proportional force in the opening sense and by one in the opposite Ratio as the slip changing force z. B. the pressure in the flow circuit applied in the closing sense, so that with increasing slip this closing Force decreases and when a certain slip value is reached, the valves close to open.

Die zuerst genannte Lösung gibt zwar die Möglichkeit, die Betriebsflüssigkeit annähernd konstant zu halten, aber diese Ausführung benötigt einen nicht immer gerechtfertigten Aufwand, wie besondere Thermostaten und Steuerventile oder Schlupfmeßeinrichtungen od. dgl. Die an zweiter Stelle genannte Lösung eignet sich zwar in solchen Fällen gut, wo beim Erreichen eines bestimmten maximalen Schlupfes eine einmalige Vergrößerung der Durchflußmenge geboten oder ausreichend erscheint, aber nicht für solche Fälle, bei denen die Durchflußmenge durch die zusätzliche Auslaßöffnung kontinuierlich verändert, also beispielsweise die gesamte Durchflußmenge konstant gehalten oder allmählich vergrößert werden soll.The first-mentioned solution gives the possibility of using the operating fluid to keep approximately constant, but this execution does not always need a justified one Effort, such as special thermostats and control valves or slip measuring devices or the like. The solution mentioned in the second place is suitable in such cases well, where a one-time increase when a certain maximum slip is reached the flow rate seems necessary or sufficient, but not for such cases, in which the flow rate through the additional outlet opening is continuous changed, so for example the total flow rate kept constant or should be gradually enlarged.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, die beschriebenen Mängel der bisher allgemein üblichen Ausführung mit Auslaßdüsen konstanten Querschnittes zu beseitigen, und gibt hierfür einen Weg an, der nicht nur in seiner Ausführungsform einfacher als die genannten Lösungsvorschläge ist, sondern darüber hinaus auch noch eine mit dem Schlupf sich kontinuierlich ändernde zusätzliche Durchflußmenge, also beispielsweise eine konstante oder mit dem Schlupf ansteigende Gesamtdurchflußmenge ergibt.The inventor set himself the task of eliminating the deficiencies described the hitherto generally usual design with outlet nozzles of constant cross-section to eliminate, and gives a way to do this, not only in its embodiment is simpler than the proposed solutions, but also beyond that an additional flow rate that changes continuously with the slip, ie for example a constant total flow rate or a total flow rate that increases with the slip results.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Strömungsgetriebe mit umlaufendem Gehäuse (Strömungswandler oder Strömungskupplung) zum Abführen eines Teiles der Getriebeflüssigkeit zwecks Wärmeabfuhr sowohl ständig offene, aus dem Arbeitsraum in einen Behälter führende Auslaßöffnungen am äußeren Umfang des Kreislaufes als auch bei Schlupf wirksam werdende Schöpfeinrichtungen nach Art der sogenannten Schälpumpen im sekundären Schaufelrad angeordnet sind. Diese Schöpfeinrichtungen werden zweckmäßig als kleine, am äußersten Umfang des Sekundärrades angeordnete, an sich für das Abschöpfen von Betriebsflüssigkeit aus Strömungskreisläufen zwecks Veränderung der Füllung oder gänzlicher Entleerung bekannte Schöpfrohre oder als kleine Schaufeln ausgebildet, an die sich bis in die Nähe der führende Leitungen oder Bohrungen anschließen. Von dort kann die abgeschöpfte Betriebsflüssigkeit nach außen abgeführt und beispielsweise mit der durch die normalen Auslaßdüsen austretenden Flüssigkeitsmenge vereinigt werden, um gemeinsam mit dieser einer Kühleinrichtung zugeführt zu werden. Bei Strömungskreisläufen mit umlaufendem Behälter, bei denen die aus den normalen Austrittsdüsen abspritzende Flüssigkeit in den mit dem Primärteil gekuppelten Behälter eintritt und von dort etwa durch feststehende Schöpfrohre abgeschöpft wird, kann die durch die zusätzliche Schöpfeinrichtung gemäß der Erfindung aus dem Kreislauf abgeschöpfte Flüssigkeit von der aus ebenfalls in diesen Behälter abspritzen.The invention consists in that in a fluid transmission with a rotating Housing (flow converter or fluid coupling) for discharging part of the Transmission fluid for the purpose of heat dissipation, both constantly open and from the work area Outlet openings leading into a container on the outer circumference of the circuit as scooping devices of the type of so-called peeling pumps that become effective even in the event of slippage are arranged in the secondary paddle wheel. These scoops become useful as small ones, arranged on the outermost circumference of the secondary wheel, for skimming of operating fluid from flow circuits for the purpose of changing the filling or complete emptying known scoop tubes or designed as small shovels, to which are connected up to the vicinity of the leading lines or bores. from there the skimmed operating fluid can be discharged to the outside and, for example combined with the amount of liquid exiting through the normal outlet nozzles to be fed together with this to a cooling device. With flow cycles with a surrounding container, in which the spray from the normal outlet nozzles Liquid enters the container coupled to the primary part and from there is skimmed off by fixed scoop tubes, which can be done by the additional Liquid scooped up from the circuit according to the invention from which also spray into this container.

Eine solche Ausführung ist äußerst betriebssicher und einfach und läßt sich ohne weiteres so ausbilden, die durch die Düsen und die Schöpfeinrichtung abgeführte Flüssigkeitsmenge in Abhängigkeit von der Sekundärdrehzahl bzw. in Abhängigkeit vom Schlupf einen beliebigen Verlauf annimmt. Die Anordnung kann durch entsprechende Bemessung der schlupfabhängigen Schöpfeinrichtung, also durch die Wahl einer geeigneten Anzahl und Größe der Schöpfrohre oder Schöpföffnungen sowie durch die Wahl des Ein- und Austrittsdurchmessers der Schöpfeinrichtung etwa so getroffen werden, die Ausflußmenge mit zunehmendem Schlupf nur leicht abnimmt, annähernd gleichbleibt oder aber in beliebigem Maße zunimmt.Such a design is extremely reliable and simple and can easily be formed by the nozzles and the scoop Amount of liquid discharged as a function of the secondary speed or as a function assumes any course of the slip. The arrangement can be made by appropriate Dimensioning of the slip-dependent scooping device, i.e. by choosing a suitable one Number and size of the scoop tubes or scoop openings as well as the choice of the inlet and the outlet diameter of the scooping device can be made about the same as the outflow decreases only slightly with increasing slip, remains approximately the same or in increases to any degree.

An Stelle von ausgeprägten Schöpfrohren können auch kleine Schaufeln, Lappen oder Ausbuchtungen am Umfang des Sekundärrades angebracht sein, die bei zunehmendem Schlupf zwischen Sekundärrad und Flüssigkeit im Kreislauf eine Schöpfwirkung ausüben. Unter Umständen kann es aber auch genügen, kleine Öffnungen im äußeren Bereich. des Sekundärrades vorzusehen, die durch Leitungen oder Bohrungen mit einem Raum außerhalb des Kreislaufes, und zwar einem Raum geringen Druckes etwa in Achsnähe in Verbindung stehen, so bei abnehmender und damit abnehmender kraftwirkung des Sekundärteiles in die an Stellen hohen Druckes angeordneten um so mehr Flüssigkeit eintritt, je kleiner die Sekundärdrehzahl ist.Instead of pronounced scoop tubes, small scoops, Flaps or bulges on the circumference of the secondary wheel be attached, which with increasing Slippage between the secondary wheel and the liquid in the circuit exert a scooping effect. Under certain circumstances, however, it may also be sufficient to have small openings in the outer area. of the secondary wheel to be provided through lines or bores with a space outside of the circuit, namely in a room with low pressure approximately near the axis are connected, so with decreasing and thus decreasing force of the Secondary part in the arranged at points of high pressure, the more liquid occurs the lower the secondary speed is.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Mit der Antriebswelle i ist das Pumpenrad 2 verbunden, an dessen äußerstem Umfang eine Gehäuseschale 3 für das Turbinenrad q. und eine weitere, als umlaufender Behälter dienende Schale 5 angeflanscht sind. In der Gehäuseschale 3 sind die bekannten AuslaB-öffnungen 6 vorgesehen, durch die eine etwa konstante Flüssigkeitsmenge aus dem Kreislauf in den Raum zwischen den Schalen 3 und 5 eintritt, um von dort mittels eines Schöpfrohres 7 zu werden. Außerdem sind nun gemäß der Erfindung am äußeren Umfang des Turbinenrades 4 eine Reihe kleiner Schöpfer 8 angebracht, an die Bohrungen 9 in den Schaufeln und in der Rückwand des Turbinenrades angeschlossen sind. Die durch die Bohrungen 9 abgeführte Flüssigkeitsmenge spritzt in den Sammelraum zwischen den Schalen 3 und 5 und wird von dort zusammen mit der aus den Düsen 6 abgespritzten Flüssigkeitsmenge durch das Schöpfrohr 7 abgeführt.In the drawing, an embodiment according to the invention is shown. The pump wheel 2 is connected to the drive shaft i, on its extreme circumference a housing shell 3 for the turbine wheel q. and another, as a circulating container serving shell 5 are flanged. The known outlet openings are in the housing shell 3 6 provided, through which an approximately constant amount of liquid from the circuit enters the space between the shells 3 and 5, from there by means of a scoop tube To become 7. Also are now in accordance with the invention on the outer circumference of the turbine wheel 4, a number of small scoops 8 are attached to the bores 9 are connected in the blades and in the rear wall of the turbine wheel. By the amount of liquid discharged from the bores 9 splashes into the collecting space between the shells 3 and 5 and is sprayed from there together with the from the nozzles 6 Amount of liquid discharged through the scoop tube 7.

Bei normalem Betrieb mit sehr kleinem Schlupf oder mit dem Mindestschlupf läuft das Sekundärrad annähernd mit gleicher Geschwindigkeit wie das Primärrad und damit auch mit annähernd gleicher Geschwindigkeit wie die Flüssigkeit im Kreislauf in Umfangsrichtung um, so daß durch die Schöpfer 8 keine oder nur eine kleine Flüssigkeitsmenge abgespritzt wird. Mit zunehmendem Schlupf nimmt dagegen die gegen die Nabe zu abgeführte Flüssigkeitsmenge ebenfalls zu. Auf diese Weise wird bei solchen Strömungsgetrieben gegenüber bekannten Ausführungen bei zunehmendem Schlupf eine vermehrte Flüssigkeitsmenge abgeführt und die bei zunehmendem Schlupf erwünschte größere Wärmeabfuhr erreicht.In normal operation with very little slip or with the minimum slip the secondary wheel runs at approximately the same speed as the primary wheel and thus also at approximately the same speed as the liquid in the circuit in the circumferential direction so that no or only a small amount of liquid through the scoop 8 is hosed. With increasing slip, on the other hand, the amount discharged against the hub increases Amount of liquid also increases. In this way, with such flow drives compared to known designs, an increased amount of liquid with increasing slip dissipated and achieved the greater heat dissipation desired with increasing slip.

Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung auch bei Strömungskreisläufen Anwendung finden kann, bei denen außer ständig offenen Auslaßöffnungen konstanten Querschnittes etwa noch temperaturgesteuerte zusätzliche Auslaßventile oder überhaupt nur in ihrem Auslaßquerschnitt gesteuerte Ventile angeordnet sind.It goes without saying that the invention also applies to flow cycles Can be used in which, in addition to constantly open outlet openings, constant Cross-section about still temperature-controlled additional exhaust valves or at all only controlled valves are arranged in their outlet cross-section.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Outlet control for flow circuits (converters or clutches) with circumferential housing and constantly open outlet nozzles on the outer circumference of the housing leading from the working space into a container for discharging part of the transmission fluid for the purpose of heat dissipation, characterized in that in addition to the constantly open outlet openings still at Scooping devices which become effective slip are arranged on the secondary impeller in the manner of so-called peeling pumps.

2. Outlet control according to claim I, characterized by a number of small blades on the outermost circumference of the secondary wheel, which is through holes or lines the blades and the rear wall of the secondary wheel through to an unpressurized space are connected outside the circuit near the axis.

3. Exhaust control according to claims I and 2 for flow circuits with a circumferential collecting space for the amount of liquid and scoop sprayed from the constantly open nozzles