WO2004085882A2 - Hydrodynamischer drehmomentwandler - Google Patents

Hydrodynamischer drehmomentwandler Download PDF

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    • F16H2045/0284—Multiple disk type lock-up clutch

Definitions

  • the invention relates to a hydrodynamic torque converter according to the kind defined in the preamble of claim 1.
  • Generic hydrodynamic torque converters have a converter housing which is connected to a drive machine.
  • the drive machine or the converter housing forms the drive and drives a pump wheel.
  • the turbine wheel forms the output and is preferably connected to a power shift transmission, in particular for work machines, such as wheel loaders or forklifts.
  • the pump impeller can be connected to the drive via a coupling.
  • DE 195 21 458 AI discloses an electro-hydraulic control device for driving a machine with a hydrodynamic torque converter, in which the
  • Pump impeller can be connected to the drive via a coupling.
  • the present invention has for its object a hydrodynamic torque converter, in which the
  • Pump impeller can be connected to the drive via a clutch, in which the clutch can be controlled exactly.
  • the task comes with one, including the distinctive
  • the pump impeller can be connected to the Wand.lergeh.ause via a clutch, the actuating device of the clutch having a piston, on which on the one hand the internal pressure of the converter and on which on the other hand the actuating pressure of the clutch acts.
  • the clutch is actuated in the closing or opening direction.
  • the resulting force that acts on the piston is the differential pressure force between the actuation pressure and the pressure in the converter housing. Since the pressure in the converter housing changes depending on the operating conditions of the hydrodynamic torque converter, the clutch can only be controlled precisely if the actuation pressure takes into account the current pressure in the converter housing.
  • the pressure in the converter housing preferably at an extraction point in the
  • the signal from the pressure sensor is fed to an electronic control device which, depending on this pressure, outputs control signals for the actuation pressure of the clutch.
  • the pressure is preferably determined via a pressure sensor which is arranged in a stationary component. This stationary component is preferably connected to the interior of the converter via a rotating union and a line. The line preferably opens near the piston within the converter housing.
  • the piston can have openings, as a result of which the pressure medium, which acts directly on the piston, transmits the pressure to the pressure sensor.
  • the line for transmitting the pressure is preferably arranged within the converter housing.
  • the stationary component is connected to the stator of the hydrodynamic torque converter.
  • Fig. 1 shows a torque converter with breakthroughs in the piston and Fig. 2 shows a torque converter with a line in the converter housing.
  • Fig. 1 The converter housing 1, which is rotatably connected to a drive machine, not shown, can be connected to the pump impeller 3 via a coupling 2.
  • the turbine wheel 4 is connected in a rotationally fixed manner to a shaft 5, which forms the output and is preferably connected to a power shiftable transmission.
  • Coolant is constantly fed into the converter interior 7 via a line 6, as a result of which, depending on the quantity of the coolant and the operating state of the hydrodynamic torque converter, a pressure is established in the converter interior, which pressure acts on a first side 8 of the piston 9 of the actuating device of the clutch 2. Pressure medium reaches the second side 11 of the piston 9 via a pressure supply 10.
  • the pressure force acting on the piston 9 is determined from the difference between the pressure force acting on the first side 8 and the pressure force acting on the second side 11 of the piston 9 acts.
  • the pressure force which acts on the second side 11 must be set as a function of the constantly changing pressure force which acts on the first side 8.
  • a pressure sensor 12 which is preferably arranged in a stationary component 13, uses a first line 14 to determine a rotary feedthrough 15, a second line 16 and openings 17 in the piston 9 to determine the pressure which acts on the first side 8 of the piston 9. Since the second line 16 and the openings 17 are arranged in the immediate vicinity and thus adjacent to the first side 8, the pressure sensor 12 can exactly determine the pressure acting on the first side 8.
  • the Line 6, the pressure supply 10, the line 14 and the pressure sensor 12 are arranged within the fixed component 13.
  • the hydrodynamic torque converter according to FIG. 2 operates in an analogous manner to the torque converter according to FIG. 1, the torque converter according to FIG. 2 actuating the clutch 2 in the opening direction when the converter internal pressure which acts on the first side 8 of the piston 9 , is greater than the actuation pressure which acts on the second side 11 of the piston 9.
  • the clutch 2 according to FIG. 1 is actuated in the opening direction when the actuation pressure which acts on the second side 11 of the piston 9 exceeds the actuation pressure which acts on the first side 8 of the piston 9.
  • the piston 9 in FIG. 2 does not require a non-rotatable connection to the converter housing, since the piston 9 has the same direction of rotation when the clutch 2 is closed as the plate of the clutch 2.

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Abstract

Um eine Kupplung, welche innerhalb eines Wandlergehäuses (1) angeordnet ist und, um das Wandlergehäuse (1) mit dem Pumpenlaufrad verbindend, exakt ansteuern zu können, wird der Wandlerinnendruck, welcher auf den Kolben (9) der Betätigungseinrichtung der Kupplung (2) wirkt, von einem Drucksensor (12) ermittelt und der Betätigungsdruck, welcher in entgegengesetzter Richtung auf den Kolben (9) wirkt, entsprechend eingestellt.

Description

Hydrodynamiseher Drehmo entwandler
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrodynamischen Drehmomentwandler nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art .
Gattungsgemäße hydrodynamische Drehmomentwandler weisen ein Wandlergehäuse auf, welches mit einer Antriebsma- schine in Verbindung steht. Die Antriebsmaschine bzw. das Wandlergehäuse bildet den Antrieb und treibt ein Pumpenrad an. Das Turbinenrad bildet den Abtrieb und ist vorzugsweise mit einem lastschaltbaren Getriebe, insbesondere für Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Radlader oder Stapler, verbunden. Das Pumpenlaufrad ist über eine Kupplung mit dem Antrieb verbindbar .
Die DE 195 21 458 AI offenbart eine elektrohydrauli- sche Steuervorrichtung für den Antrieb einer Maschine mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, bei welchem das
Pumpenlaufrad über eine Kupplung mit dem Antrieb verbindbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, bei welchem das
Pumpenlaufrad über eine Kupplung mit dem Antrieb verbindbar ist, zu schaffen, bei welchem die Kupplung exakt ansteuerbar ist.
Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden
Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandler gelöst. Erfindungsgemäß ist das Pumpenlaufrad über eine Kupplung mit dem Wand.lergeh.ause verbindbar, wobei die Betätigungseinrichtung der Kupplung einen Kolben aufweist,- auf welchen einerseits der Wandlerinnendruck und auf welchen andererseits der Betätigungsdruck der Kupplung wirkt. Je nachdem, welcher Druck überwiegt, wird die Kupplung im Schließ- oder Öffnungssinne betätigt. Die resultierende Kraft, welche auf den Kolben wirkt, ist die Differenz- druckraft zwischen dem Betätigungsdruck und dem Druck im Wandlergehäuse. Da der Druck im Wandlergehäuse je nach Betriebsbedingungen des hydrodynamischen Drehmomentwandlers sich ändert, kann die Kupplung nur exakt angesteuert werden, wenn der Betätigungsdruck den aktuellen Druck im Wandlergehäuse berücksichtigt. Hierzu wird der Druck im Wand- lergehäuse, vorzugsweise an einer Entnahmestelle in der
Nähe des Kolbens der Betätigungseinrichtung der Kupplung, mit einem Drucksensor gemessen. Das Signal des Drucksensors wird einer elektronischen Steuervorrichtung zugeführt, welche in Abhängigkeit dieses Drucks Steuersignale für den Betätigungsdruck der Kupplung ausgibt. Vorzugsweise wird der Druck über einen Drucksensor ermittelt, welcher in einem ortsfesten Bauteil angeordnet ist. Vorzugsweise ist dieses ortsfeste Bauteil über eine Drehdurchführung und eine Leitung mit dem Wandlerinnenraum verbunden. Vorzugs- weise mündet die Leitung in der Nähe des Kolbens innerhalb des Wandlergehäuses.
Es besteht auch die Möglichkeit, den Druck im Wandlergehäuse über die Entnahmestelle einer hydraulischen Steuer- einheit zuzuführen, welche in Abhängigkeit des Wandlerinnendruckes den Betätigungsdruck der Kupplung ausgibt . In einer weiteren Ausgestaltungsform kann der Kolben Durchbrüche aufweisen, wodurch das Druckmittel, welches direkt auf den Kolben wirkt, den Druck an den Drucksensor übermittelt. Vorzugsweise ist die Leitung zum Übermitteln des Drucks innerhalb des Wandlergehäuses angeordnet .
In einer weiteren Ausgestaltungsform befindet sich in dem ortsfesten Bauteil, in welchem der Drucksensor angeordnet ist, zusätzlich eine Bohrung, in welcher das Druckmit- tel in den Betätigungsraum der Kupplung geleitet wird, und zusätzlich kann sich in dem ortsfesten Bauteil eine Bohrung befinden, durch welche Kühlflüssigkeit in den Raum innerhalb des Wandlergehäuses geleitet wird und den Wandler permanent zur Kühlung durchströmt.
In einer weiteren Ausgestaltungsform ist das ortsfeste Bauteil mit dem Stator des hydrodynamischen Drehmomentwandlers verbunden.
Indem mit dem Drucksensor der aktuelle Innendruck, welcher auf den Kolben wirkt, ermittelt und einer elektronischen Steuereinheit zugeführt wird, besteht die Möglichkeit, den Betätigungsdruck in Abhängigkeit des Wandlerinnendrucks zu verändern und dadurch die Kupplung präzise anzusteuern.
Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 einen Drehmomentwandler mit Durchbrüchen im Kolben und Fig. 2 einen Drehmomentwandler mit einer Leitung im Wandlergehäuse .
Fig. 1: Das Wandlergehäuse 1, welches mit einer nicht gezeigten Antriebsmaschine drehfest verbunden ist, ist über eine Kupplung 2 mit dem Pumpenlaufrad 3 verbindbar. Das Turbinenrad 4 ist mit einer Welle 5 drehfest verbunden, welche den Abtrieb bildet und vorzugsweise mit einem lastschaltba- ren Getriebe verbunden ist. Über eine Leitung 6 wird ständig Kühlflüssigkeit in den Wandlerinnenraum 7 geleitet, wodurch in Abhängigkeit der Menge der Kühlflüssigkeit und des Betriebszustands des hydrodynamischen Drehmomentwandlers sich ein Druck im Wandlerinnenraum einstellt, welcher auf eine erste Seite 8 des Kolbens 9 der Betätigungseinrichtung der Kupplung 2 wirkt. Über eine Druckzuführung 10 gelangt Druckmittel auf die zweite Seite 11 des Kolbens 9. Die Druckkraft, welche auf den Kolben 9 wirkt, ermittelt sich aus der Differenz zwischen der Druckkraft, welche auf die erste Seite 8, und der Druckkraft, welche auf die zweite Seite 11 des Kolbens 9 wirkt. Um die Kupplung 2 exakt ansteuern zu können, ist die Druckkraft, welche auf die zweite Seite 11 wirkt, in Abhängigkeit der sich ständig ändernden Druckkraft, welche auf die erste Seite 8 wirkt, einzustellen. Hierfür ermittelt ein Drucksensor 12, welcher vorzugsweise in einem ortsfesten Bauteil 13 angeordnet ist, über eine erste Leitung 14 eine Drehdurchführung 15, eine zweite Leitung 16 sowie Durchbrüche 17 im Kolben 9 den Druck, welcher auf die erste Seite 8 des Kolbens 9 wirkt. Da die zweite Leitung 16 und die Durchbrüche 17 in unmittelbarer Nähe und somit benachbart zur ersten Seite 8 angeordnet sind, kann der Drucksensor 12 den auf die erste Seite 8 wirkenden Druck exakt ermitteln. Vorzugsweise ist die Leitung 6, die Druckzuführung 10, die Leitung 14 und der Drucksensor 12 innerhalb des ortsfesten Bauteils 13 angeordnet .
Fig. 2:
Der hydrodynamische Drehmomentwandler nach Fig. 2 arbeitet in analoger Weise wie der Drehmomentwandler nach Fig. 1, wobei der Drehmomentwandler nach Fig. 2 die Kupplung 2 im Öffnungssinne dann betätigt, wenn der Wandlerin- nendruck, welcher auf die erste Seite 8 des Kolbens 9 wirkt, größer ist als der Betätigungsdruck, welcher auf die zweite Seite 11 des Kolbens 9 wirkt. Die Kupplung 2 nach Fig. l.wird im Öffnungssinne betätigt, wenn der Betätigungsdruck, welcher auf die zweite Seite 11 des Kolbens 9 wirkt, den Betätigungsdruck, welcher auf die erste Seite 8 des Kolbens 9 wirkt, übersteigt. Ebenso benötigt der Kolben 9 in der Fig. 2 keine drehfeste Verbindung zum Wandlergehäuse, da der Kolben 9 beim Schließen der Kupplung 2 gleichsinnige Drehrichtung wie die Lamelle der Kupplung 2 aufweist. Somit ist es möglich, die Leitung 16 direkt in den Druckraum, welcher auf die erste Seite 8 des Kolbens 9 wirkt, münden zu lassen, wodurch der Drucksensor 12 den Druck in diesem Raum ermitteln kann. Durchbrüche 17, wie im Kolben 9 der Fig. 1 dargestellt, werden nicht benötigt. Bezugs zeichen
1 Wandlergehäuse
2 Kupplung
3 Pumpenlaufrad
4 Turbinenrad
5 Welle
6 Leitung
7 Wandlerinnenraum
8 erste Seite
9 Kolben
10 Druckzuführung'
11 zweite Seite
12 Drucksensor
13 ortsfestes Bauteil
14 erste Leitung
15 Drehdurchführung
16 zweite Leitung
17 Durchbrüche

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler, bei welchem eine Kupplung (2) innerhalb eines Wandlergehäuses (1) angeordnet ist, welche ein Pumpenlaufrad (3) mit einem Antrieb, insbesondere einer Antriebsmaschine, verbindet und bei welchem ein Turbinenlaufrad (4) den Abtrieb bildet, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Drucksensor (12) den Druck innerhalb des Wandlergehäuse (1) ermittelt.
2. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kupplung (2) von einer Betätigungseinrichtung mit einem Kol- ben (9) betätigt wird, wobei auf den Kolben (9) einerseits der Druck innerhalb des Wandlergehäuses (1) und andererseits ein Betätigungsdruck wirkt.
3. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Wandlergehäuse (1) eine Leitung (16) aufweist, über welche der Wandlerinnendruck über eine Drehdurchführung (15) zu ortsfesten Bauteilen (13) gelangt, in welchen der Drucksensor (12) angeordnet ist.
4. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kolben (9) mindestens einen Durchbruch (17) aufweist, über welchen der Wandlerinnendruck zur Leitung (16) gelangt.
5. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Drucksensor (12) in einem ortsfesten Bauteil (13) angeordnet ist .
6. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das ortsfeste Bauteil (13) mit einem Stator des Drehmomentwandlers verbunden ist.
7. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Druckzuführung (10) zu einer Betätigungseinrichtung der Kupplung (2) sowie die Kühlflüssigkeitszuführung (6) im orts- festen Bauteil (13) angeordnet sind.
8. Hydrodynamischer Drehmomentwandler, bei welchem eine Kupplung (2) innerhalb eines Wandlergehäuses (1) angeordnet ist, welche ein Pumpenlaufrad (3) mit einem Antrieb verbindet, und bei welchem ein Turbinenlaufrad (4) den Abtrieb bildet, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Druck innerhalb des Wandlergehäuses (1) über eine Entnahmestelle einer hydraulischen Steuereinheit zugeführt wird, welche in Abhängigkeit des Druckes im Wandlergehäu- se (1) einen Betätigungsdruck der Kupplung (2) steuert.
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