DE1083614B - Single-stage hydrodynamic torque converter - Google Patents

Description

Einstufiger hydrodynamischer Momentwandler Die Erfindung bezieht sich auf einen einstufigen hydrodynamiscben Radialwandler mit je einem Pumpen-, Turbinen- und Leitschaufelkranz, bei dem die Turbinenschaufeln eine dicke, gut abgerundete Eintrittskante, eine stark gekrümmte Skelettlinie so-09wie ein Teilungsverhältnis von etwa 1 : 1 haben, während die Leitschaufeln eine schlankere Einlaßkante, ein dünneres Profil und eine schwächer gekrümmte Skelettlinie aufweisen.Single-stage hydrodynamic torque converter The invention relates to a single-stage hydrodynamic radial converter with a pump, turbine and guide vane ring each , in which the turbine blades have a thick, well-rounded leading edge, a strongly curved skeleton line and a division ratio of about 1: 1 , while the guide vanes have a slimmer inlet edge, a thinner profile and a less curved skeleton line.

Mit bekannten Wandlern dieser Bauart lassen sich Startmomente erzielen, die etwa das Fünffache des Motormomentes betragen. Wird der Wandler mit einem Differentialgetriebe vereinigt, welches das Moment von einem Motor auf eine getriebene Welle sowohl unmittelbar als auch über den Wandler überträgt, so ergibt sich zwar ein höherer Wirkungsgrad, dagegen ein noch geringeres Startmoment, weil nur ein Teil des Motormomentes im Wandler übersetzt wird.With known converters of this type, starting moments can be achieved which amount to about five times the engine torque. Will the converter with a differential gear united, which directs the moment from a motor to a driven shaft as well as via the converter, this results in a higher degree of efficiency, on the other hand, an even lower starting torque because only part of the engine torque is im Converter is translated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wandler der eingangs genannten Bauart so zu verbessern, daß er ein Startmoment von etwa dem 6- bis 7,5fachen des Motormamentes aufweist bei gleichzeitig hohen Wirkungsgraden im optimalen Betriebspunkt sowie im Kupplungspunkt, d. h. in demjenigen Betriebspunkt, in dem die vom Wandler aufgenommenen und abgegebenen Momente einander gleich sind.The invention is based on the object of improving a converter of the type mentioned at the outset so that it has a starting torque of about 6 to 7.5 times the motor torque while at the same time having high efficiencies at the optimal operating point and at the coupling point, i.e. H. at the operating point at which the torques recorded and emitted by the converter are equal to one another.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Seitenverhältnis der Turbinenschaufeln, wie an sich bekannt, größer als 1,5, vorzugsweise etwa gleich 2,5 ist und daß, wenn die Pumpen- und die Turbinenschaufeln auf derselben Seite des Strömungskreislaufes liegen, das Seiten- und Teilungsverhältnis der Leitschaufeln geringer als 0,8 ist, während bei Anordnung der Turbinen- und der Leitschaufeln auf derselben Seite des Strömungskreislaufes die Werte des Seiten- und des Teilungsverhältnisses der Leitschaufeln gleich den entsprechenden Werten für die Turbinenschaufeln sind.According to the invention, this object is achieved in that the aspect ratio of the turbine blades, as known per se, is greater than 1.5, preferably approximately equal to 2.5 and that, when the pump and turbine blades are on the same side of the flow circuit, the aspect and division ratio of the guide vanes is less than 0.8 , while when the turbine and guide vanes are arranged on the same side of the flow circuit, the values of the aspect and division ratio of the guide vanes are equal to the corresponding values for the turbine blades.

Die so gekennzeichnete Erfindung gründet sich auf folgende Ergebnisse von theoretischen und praktischen Untersuchungen: Bei Tragflügeln für Flugzeuge ist es allgemein bekannt, daß eine Erhöhung des Seitenverhältnisses der Flügel eine Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften ergibt. Bei Turbinenschaufeln sind die Verhältnisse erheblich verwickelter, da in diesem Falle Endwände vorhanden sind, die den Strömungsverlauf wesentlich beeinflussen. An jeder Endwand tritt ein sogenannter Sekundärwirbel auf, der eine beträchtliche Erhöhung des Verlustes in der Schaufel verursacht, in der Regel auf den doppelten Wert.The invention thus characterized is based on the following findings of theoretical and practical investigations: in the case of wings for airplanes It is well known that increasing the aspect ratio of the wings is a Improvement of the aerodynamic properties results. When turbine blades are the situation is considerably more complicated, since there are end walls in this case, which significantly influence the course of the flow. There is a so-called one at each end wall Secondary eddy, causing a considerable increase in the loss in the shovel caused, as a rule, to double the value.

Wenn diese »Endverluste« konstant wären, würde auch hier eine Erhöhung des Seitenverhältnisses stets eine Verminderung der Verluste mit sich bringen. Dies ist auch oft der Fall bei Schaufeln, die mit geringen Umlenkungen und in der Nähe des günstigsten Eintrittswinkels arbeiten. Bei Turbinenschaufeln für hydrodynamische Momentwandler, bei denen der Eintrittswinkel sich vom Start bis zur Durchlanfdrehzahl um bis zu 150' ändert, ergibt sich dagegen ein kritisches Gebiet mit einem Maximalverlust bei einem Seitenverhältnis zwischen 0,8 und 1,5, je nach der Schaufelform. Unterhalb 0,8 werden nämlich die Endwirbel so groß, daß sie einander entgegenwirken und die Verluste verringern, und oberhalb 1,5 nehmen sie zunächst schnell und dann langsamer ab. Geeignete Werte des Seitenverhältnisses der Turbinenschaufeln für hydrodynamische Momentwandler sind 0,7 und 2,5. If these "end losses" were constant, an increase in the aspect ratio would always result in a reduction in the losses. This is also often the case with blades that work with small deflections and in the vicinity of the most favorable entry angle. In the case of turbine blades for hydrodynamic torque converters, in which the entry angle changes by up to 150 ' from the start to the run-through speed, on the other hand, there is a critical area with a maximum loss with an aspect ratio between 0.8 and 1.5, depending on the blade shape. Below 0.8 the end vortices become so large that they counteract each other and reduce losses, and above 1.5 they decrease first quickly and then more slowly. Suitable values of the aspect ratio of the turbine blades for hydrodynamic torque converters are 0.7 and 2.5.

Was die für die Leitschaufeln angegebenen Seiten-und Teilungsverhältnisse betrifft, so haben Untersuchungen ergeben, daß der Austrittswinkel beim Start durch Ablösung um etwa 181 größer wird und dadurch den Einlaßdrall in der Pumpe vermindert. Dies hat wiederum zur Folge, daß der Einlaßwinkel an den Pumpenschaufeln nach den Versuchen trotz einer stark erhöhten Umlaufmen-ge (etwa 30%t) beim Start nur um etwa 40 größer wird, so daß die Pumpenradverluste auch beim Start gering sind.As far as the side and division ratios specified for the guide vanes are concerned, investigations have shown that the exit angle at start-up increases by about 181 due to detachment and thereby reduces the inlet swirl in the pump. This in turn has the consequence that the inlet angle on the pump blades after the tests only increases by about 40% at start-up despite a greatly increased circulation volume (about 30% t), so that the pump impeller losses are also low at start-up.

Die Schaufelteilung für die Leitschaufeln mit einem Seitenverhältnis 1 muß gering und beträchtlich kleiner als 1 gewählt werden, vorzugsweise etwa 0,5; anderenfalls würde eine starke Ablösung beim Start wie auch beim Durchgehen entstehen. Zwar ergeben sich dadurch zunächst erhöhte Verluste beim besten Wirkungsgrad; da jedoch die Leitschaufeln dünner und weniger stark gekrümmt sind als die Turbinenschaufeln und radial nach innen durchströmt werden, ist dies bedeutungslos, wie auch die Versuche gezeigt haben.The blade pitch for the guide blades with an aspect ratio of 1 must be selected to be small and considerably smaller than 1 , preferably about 0.5; otherwise there would be a strong detachment at the start as well as at the runaway. It is true that this initially results in increased losses with the best efficiency; However, since the guide vanes are thinner and less curved than the turbine blades and the flow is radially inward, this is meaningless, as the tests have shown.

Bezüglich des Teilungsverhältnisses der Turbinenschaufeln ist zu beachten, daß der Eintrittswinkel von einstufigen Wandlern weniger stark schwankt als bei mehrstufigen Wandlern. Das Teilungsverhältnis kann daher im letzteren Fall etwas größer gewählt werden. Ein optimaler Wert ergibt'sich für 1,1. Aus der Turbinentechnik ist es bekannt,'daß die Teilung um 10% ohne wesentliche Herabsetzung des Wirkungsgrades verringert werden kann, wobei die Wirkungsgradkurve flacher wird. Bei einer Erhöhung der Teilung um 100/& entsteht dagegen die Gefahr der Ablösung.With regard to the division ratio of the turbine blades, it should be noted that the entry angle of single-stage converters fluctuates less than that of multi-stage converters. The division ratio can therefore be selected somewhat larger in the latter case. An optimal value is found for 1.1. It is known from turbine technology that the division can be reduced by 10% without a significant reduction in efficiency, the efficiency curve becoming flatter. If the division is increased by 100 / &, on the other hand, there is a risk of detachment.

Weiter ist zu berücksichtigen, daß bei einer Zentrifugaltur'bine ein kleines Seitenverhältnis der Turbinenschaufeln außer erhöhten Schaufelverlusten auch einen größeren Außendurchmesser des Kreislaufs bedingt. Das ergäbe nicht nur eine Erhöhung der Ventilationsarbeit, sondern auch eine - auf den Außendurchmesser des Kreislaufs bezogene - verminderte Primärleistung des hydraulischen Wandlers. Die letztere erhöht sich bekanntlich (bei ähnlicher Vergrößerung aller Dimensionen) mit der fünften Potenz des Durchmessers, wobei aber der Durchmesser des Pumpenrades maßgebend ist.It should also be taken into account that, in a centrifugal turbine, a small aspect ratio of the turbine blades, in addition to increased blade losses, also results in a larger outside diameter of the circuit. This would not only result in an increase in ventilation work, but also - in relation to the outside diameter of the circuit - reduced primary power of the hydraulic converter. As is well known, the latter increases (with a similar increase in all dimensions) to the fifth power of the diameter, but the diameter of the pump wheel is decisive.

Die Leitschaufeln haben nach der Erfindung ungefähr dieselbe radiale Erstreckung wie Pumpen- und Turbinenschaufeln zusammen. Dadurch werden unnötige radiale schaufellose Kanäle vermieden; ferner kann man einfach gekrümmte Profilschaufeln mit be- kannten hydrodynamischen Eigenschaften verwenden, wodurch einerseits geringe Verluste erhalten und andererseits die erforderlichen Versuchsarbeiten vereinfacht werden. Auch die Herstellungskosten und die erforderliche Herstellungsgenauigkeit werden geringer.According to the invention, the guide vanes have approximately the same radial extension as the pump and turbine vanes together. This avoids unnecessary radial vane-less channels; also can be single-curved profile blades with known hydrodynamic properties of use, whereby the one hand obtain low losses and on the other hand the required test work will be simplified. The manufacturing costs and the required manufacturing accuracy are also lower.

Bei der Anwendung eines Momentwandlers gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem vorgeschalteten Antriebsmotor und Differentialgetriebe zur Aufteilung des Motormornentes auf den Wandler und unmittelbar auf die Abtriebswelle ist das Differentialgetriebe zweckmäßig so ausgebildet, daß es bei großen Motormomentverhältnissen, vorzugsweise über 1,2, einen geringeren Teil des Motormomentes, vorzugsweise etwa ein Drittel, auf den Wandler überträgt, während es bei kleinen Motormornentverhältnissen einen größeren Teil, vorzugsweise etwa zwei Drittel des Motormomentes, auf defi Wandler überträgt. Als Motormomentverhältnis wird dabei das Verhältnis zwischen dem maximalen -Moment des Motors und dem Motormoment bei der höchsten Drehzahl des Motors bezeichnet.When using a torque converter according to the invention in conjunction with an upstream drive motor and differential gear for division of the engine torque on the converter and directly on the output shaft Differential gear suitably designed so that with large engine torque ratios, preferably over 1.2, a smaller part of the engine torque, preferably about a third, transmits to the converter, while it is with small engine torque ratios a larger part, preferably about two thirds of the engine torque, to defi Converter transmits. The ratio between the maximum torque of the motor and the motor torque at the highest speed of the Engine.

Dieser Vorschlag geht von nachstehender Überlegung aus: Bei langsam laufenden Motoren mit einem niedrigen Motormomentverhältnis, beispielsweise gleich 1,1, würde die Drehzahl beim Start zu stark abfallen, wenn durch das Differentialgetriebe nur ein verhältnismäßig kleiner Anteil, z. B. ein Drittel des Motormomentes, auf den 'hydrodynamischen Wandler übertragen werden würde. Die mittlere Leistung des Motors über das gesamte Sekundärdrehzahlgebiet und damit auch die mittlere Sekundärleistung würde daher zu gering werden. Ist dagegen das Motormomentverhältnis groß, z. B. gleich 1,25, so sinkt die Drehzahl beim Start nicht so stark. Man erhält also eine zu friedenstellende mittlere Leistung -und auch einen guten Wirkungsgrad.This proposal is based on the following consideration: In slow-running engines with a low engine torque ratio, for example equal to 1.1, the speed at start would drop too much if only a relatively small proportion, e.g. B. a third of the engine torque would be transmitted to the 'hydrodynamic converter. The mean power of the motor over the entire secondary speed range and thus also the mean secondary power would therefore be too low. On the other hand, if the engine torque ratio is large, e.g. B. equals 1.25, the speed does not decrease so much at the start. So you get a satisfactory average performance - and also a good degree of efficiency.

Hieraus ergibt sich, daß man bei einem kleinen Motormomentverhältnis im allgemeinen mit einem geringen Anteil des Momentes für den Antrieb des Wandlers nicht auskommt und daher einen größeren Anteil des Momentes auf den Wandler übertragen muß. Dabei fällt zwar der maximale Wirkungsgrad unter 90%, die durchschnittliche Sekundärleistung ist jedoch gut, da die Motordrehzahl bei geringen Sekundärdrehzahlen nicht so stark abfällt.It follows from this that with a small engine torque ratio generally with a small proportion of the torque for driving the converter does not get along and therefore transfer a larger proportion of the torque to the converter got to. The maximum efficiency falls below 90%, the average However, secondary performance is good because the engine speed is at low secondary speeds does not drop off as much.

Bei großem Motormomentverhältnis wird außerdem der Wandler zur Erzielung guter Betriebseigenschaften so bemessen, daß die Drehzahl der getriebenen Welle bei Vollgas höher ist als die Motordrehzahl. Hierbei ergibt sich eine einfache Kombination, wobei das Differentialgetriebe eine erhöhte Drehzahl der getriebenen Welle ermöglicht, wenn sein Sonnenrad festgebremst wird. Da nur ein Teil der Leistung durch den Monientwandler geht, ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad und auch eine größere Zugkraft außer beim Start und bei geringen Geschwindigkeiten.With a large engine torque ratio, the converter is also used to achieve this good operating characteristics such that the speed of the driven shaft at full throttle is higher than the engine speed. This results in a simple combination, wherein the differential gear allows an increased speed of the driven shaft, when its sun gear is braked. Because only part of the performance is provided by the Monient converter goes, there is a high degree of efficiency and also a greater pulling force except for Start and at low speeds.

Bei kleinen Motormomentverhältnissen ist der Mornentwandler zweckmäßig mit einer, Reibungskupplung für das Pumpenrad und einer starren Kupplung im Differentialgetriebe versehen, die beide für das größere, durch den Momentwandler gehende Moment bemessen sind.The torque converter is useful for small engine torque ratios with a friction clutch for the pump wheel and a rigid clutch in the differential gear provided, both of which are dimensioned for the larger moment going through the torque converter are.

Schließlich kann der Momentwandler in einem normalen Direktkupplungsgetriebe verwendet werden, durch welches das gesamte Motormoment auf die getriebene Welle entweder über den Wandler oder rein mechanisch übertragen wird. Mit einem derartigen Getriebe erhält man allerdings bei Vollgas die volle Motordrehzahl beim Start, was in gewissen Fällen unerwünscht ist. Infolge des hohen Startmomentes bei einem Wandler gemäß der Erfindung braucht man je- doch in diesem Falle beim Start nicht Vollgas anzuwenden, und der Motor braucht daher nicht mit seiner Höchstdrehzahl zu laufen. Die zuletzt genannte Ausführung eignet sich am besten für geringe Motormomentverhältnisse.Finally, the torque converter can be used in a normal direct clutch transmission, through which the entire engine torque is transmitted to the driven shaft either via the converter or purely mechanically. With such a transmission, however, you get the full engine speed at start at full throttle, which is undesirable in certain cases. As a result of the high starting torque in a converter according to the invention, however, in this case it is not necessary to use full throttle when starting, and the engine therefore does not need to run at its maximum speed. The last-mentioned version is best suited for low engine torque ratios.

Die Erfindung ist an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele und Schaubilder näher erläutert.The invention is based on some embodiments shown in the drawing and graphs explained in more detail.

Fig. 1 zeigt im axialen Längsschnitt die eine Hälfte eines Getriebes gemäß der Erfindung; . Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab einen Schnitt durch die Pumpen- und Turbinenschaufeln nach der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 zeigt in ähnlicher Weise einen Schnitt durch einen Teil des Leitschaufelkranzes nach der Linie III-III in Fig. 1; _ Fig. 4 stellt ein Schaubild dar, -und Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführung.Fig. 1 shows in axial longitudinal section one half of a transmission according to the invention; . FIG. 2 shows, on a larger scale, a section through the pump and turbine blades along the line II-II in FIG. 1; FIG. 3 shows, in a similar manner, a section through part of the guide vane ring along the line III-III in FIG. 1; _ Fig. 4 a diagram illustrates, -and Fig. 5 shows a section through a modified embodiment.

Gemäß den Ausführungsbeispielen ist das Differentialgetriebe als Planetenradgetriebe ausgebildet.According to the exemplary embodiments, the differential gear is a planetary gear educated.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel ist für große Motormornentverhältnisse bestimmt und in der Weise ausgebildet, daß etwa ein Drittel des Motormomentes über den Wandler und zwei Drittel unmittelbar auf die angetriebene Welle übertragen werden. Diese Ausführung eignet sich für schnelllaufende Motoren und arbeitet mit sehr gutem Wirkungsgrad.The embodiment shown in Fig. 1 is intended for large engine torque ratios and designed in such a way that about one third of the engine torque is transmitted via the converter and two thirds directly to the driven shaft. This version is suitable for high-speed motors and works with very good efficiency.

Mit 1 ist die Motorwelle und mit 2 das mit dieser verbundene Schwungrad bezeichnet, dessen Drehung durch eine nachgiebige Kupplung 3 auf eine Scheibe 4 übertragen wird. Diese Scheibe ist fest auf einer mittleren Welle 5 gelagert, die an ihrem anderen Ende auf einem Flansch 6 eine Anzahl Wellen 7 für Planetenräder 8 trägt. Diese greifen in- ein. inneres Sonnenrad 9 und in einen Zahnkranz 10 auf einer Trommel 11 ein, die in einem Stück mit einer Welle 12 ausgebildet ist. Das Sonnenrad 9 ist fest auf einer Hohlwelle 13 gelagert, die über einen Flansch 14 mittels einer Lamellenkupplung 15 entgegen der Wirkung einer Feder 16 mit einer Hohlwelle 17 gekuppelt werden kann, auf welcher das Pumpenrad 18 des hydrodynamischen Momentwandlers fest angebracht ist. Hinter dessen Pumpenschaufeln 20 sind die Turbinenschaufeln 21 angeordnet, die vorn Turbinenläufer 22 getragen werden, der unter Vermittlung eines Freilaufes 23 auf der Welle 12 gelagert ist. Die festen Leitschaufeln des Wandlers sind mit 19 bezeichnet. Mit Hilfe einer Bremse 24 kann die Welle 13 mit dem Sonnenrad 9 und damit auch die Welle 17 und das Pumpenrad 18 festgebremst werden. Die Welle 12 ist fest mit einer Welle 25 verbunden, welche die getriebene Welle bildet und beispielsweise die Antriebswelle eines Zusatz- oder Rückwärtsganggetriebes ist, von dem lediglich ein Teil bei 26 gezeigt ist. 1 designates the motor shaft and 2 designates the flywheel connected to it, the rotation of which is transmitted to a disk 4 by a flexible coupling 3. This disk is firmly mounted on a central shaft 5 , which at its other end carries a number of shafts 7 for planetary gears 8 on a flange 6. These intervene. inner sun gear 9 and into a ring gear 10 on a drum 11 which is formed in one piece with a shaft 12. The sun gear 9 is fixedly mounted on a hollow shaft 13 , which can be coupled via a flange 14 by means of a multi-plate clutch 15 against the action of a spring 16 to a hollow shaft 17 on which the pump wheel 18 of the hydrodynamic torque converter is firmly attached. Behind its pump blades 20, the turbine blades 21 are arranged, which are carried in front of the turbine rotor 22, which is mounted on the shaft 12 by means of a freewheel 23. The fixed guide vanes of the converter are denoted by 19. With the aid of a brake 24, the shaft 13 with the sun gear 9 and thus also the shaft 17 and the pump wheel 18 can be braked. The shaft 12 is firmly connected to a shaft 25 which forms the driven shaft and is, for example, the drive shaft of an auxiliary or reverse gear transmission, only part of which is shown at 26.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, haben die Turbinenschaufeln21 eine gut abgerundete Eintrittskante27 und eine stark gekrümmte Skelettlinie 28. Das Seitenverhältnis der Turbinenschaufeln, d. h. das Verhältnis zwischen Schaufellänge a und Schaufelbreite b, ist gemäß dem Ausführungsbeispiel gleich 2,3. Das Teilungsverhältnis, also das Verhältnis zwischen Schaufelteilung c und Schaufelbreite b (Fig. 2), ist gleich 1,15. As can be seen from Fig. 2, the turbine blades 21 have a well rounded leading edge 27 and a strongly curved skeleton line 28. The aspect ratio of the turbine blades, i. H. the ratio between blade length a and blade width b is equal to 2.3 according to the exemplary embodiment. The division ratio, that is to say the ratio between the blade pitch c and the blade width b (FIG. 2), is equal to 1.15.

Auch die Leitschaufeln 19 haben gut abgerundete Eintrittskanten 29 (Fig. 3), aber ein dünneres Profil als die Turbinenschaufeln und eine weniger stark gekrümmte Skelettlinie30. Das Seitenverhältnis der Leitschaufeln hängt von der Strömungsrichtung in der Turbine ab. Im Ausführungsbeispiel, wo die Strömung in der Turbine nach außen gerichtet ist, ist das Seitenverhältnis der Leitschaufeln gleich 0,65 und jedenfalls kleiner als 0,8, während das Teilungsverhältnis beträchtlich kleiner als 1 ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel gleich 0,45. Ist dagegen die Turbine für Strömung nach innen ausgebildet, so soll das Seitenverhältnis der Leitschaufeln größer als 1,5 und das Teilungsverhältnis etwa 1, beispielsweise gleich 1,1 sein. Die Leitschaufeln sind vorzugsweise derart verwunden, daß der Austrittswinkel nach der Innenwand 31 hin kleiner wird.The guide vanes 19 also have well-rounded leading edges 29 (FIG. 3), but a thinner profile than the turbine vanes and a less strongly curved skeleton line 30. The aspect ratio of the guide vanes depends on the direction of flow in the turbine. In the exemplary embodiment, where the flow in the turbine is directed outwards, the aspect ratio of the guide vanes is equal to 0.65 and in any case less than 0.8, while the division ratio is considerably less than 1 , according to the exemplary embodiment equal to 0.45. If, on the other hand, the turbine is designed for inward flow, the aspect ratio of the guide vanes should be greater than 1.5 and the division ratio should be approximately 1, for example equal to 1.1 . The guide vanes are preferably twisted in such a way that the exit angle becomes smaller towards the inner wall 31.

Die Pumpenschaufeln 20 haben ein nahezu gerades Profil und ein Seitenverhältnis von etwa 1. Sie sind vorzugsweise derart verwunden, daß der Eintrittswinkel nach der Innenwand 32 hin größer wird.The pump blades 20 have an almost straight profile and an aspect ratio of about 1. They are preferably twisted in such a way that the entry angle becomes larger towards the inner wall 32.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Getriebes ist folgende: Das im Motor erzeugte Moment wird im Planetenradgetriebe derart aufgeteilt, daß ein Drittel über die Welle 13, die Kupplung 15, den Mornentwandler sowie die Welle 12 zur getriebenen Welle 25 geht, während zwei Drittel unmittelbar durch den Zahnradkranz 10 auf die getriebene Welle übertragen werden. Die Kupplung 15 ist somit für ein Drittel des maximalen Motormomentes zu bemessen. Sie ist normalerweise eingerückt und wird lediglich beim Umschalten les Zusatzgetriebes 26 ausgerückt, um dabei ein Mitchleppen des Wandlers zu verhindern.The mode of operation of the described gearbox is as follows: The torque generated in the motor is divided in the planetary gearbox in such a way that one third goes through the shaft 13, the clutch 15, the torque converter and the shaft 12 to the driven shaft 25 , while two thirds go directly through the ring gear 10 can be transmitted to the driven shaft. The clutch 15 is therefore dimensioned for a third of the maximum engine torque. It is normally engaged and is only disengaged when switching the auxiliary gear 26 to prevent dragging of the converter.

Werden das Sonnenrad 9 und das Pumpenrad 18 lurch die Bremse 24 festgehalten, so wird der Wander durch den Freilauf 23 ausgeschaltet. Die angetrie-)ene Welle läuft dabei schneller als die Motorwelle, ind zwar ist gemäß dem Ausführungsbeispiel das Übersetzungsverhältnis gleich 1,5 - 1, wobei natürlich das gesamte Moment unmittelbar auf die Welle 25 übertragen wird.If the sun gear 9 and the pump wheel 18 are held by the brake 24, the wander is switched off by the freewheel 23 . The angetrie-) ene shaft then runs faster than the motor shaft, ind Namely, according to the embodiment, the gear ratio is 1.5 - 1, where, of course, the entire torque is transmitted directly to the shaft 25th

Das Schaubild der Fig. 4 zeigt einige durch ausgeführte Versuche erhaltene Vergleichswerte für verschiedene hydrodynamische Momentwandler, wobei die Abszisse das Verhältnis zwischen Turbinendrehzahl nt und Pumpendrehza:hl np beim besten Wirkungsgrad angibt. Die Kurve 33 zeigt Startmomentverhältnisse für bekannte, in Personenkraftwagen verwendete einstufige Wandler. Es ist ersichtlich, daß das Startmomentverhältnis äußerst gering ist. Die Kurve 34 zeigt die Vergrößerung des Startmomentverhältnisses bei Verwendung von zwei- oder dreistufigen Wandlern mit Schaufeln mit abgerundeten Eintrittskanten. Im Vergleich mit diesen Bauarten ergibt der Wandler gemäß der Erfindung trotz seiner baulichen Einfachheit eine äußerst kräftige weitere Erhöhung des Startmornentes um über 30"/o" wie dies die Kurve 35 zeigt. Die Kurve 36 veranschaulicht den maximalen Wirkungsgrad, der bei den verschiedenen Bauarten ungefähr gleich groß ist, während die Kurve 37 den Wirkungsgrad in den Kupplungspunkten bei bekannten Bauarten zeigt. Die Kurve 38 schließlich zeigt den Wirkungsgrad im Kupplungspunkt für den Wandler gemäß der Erfindung.The diagram in FIG. 4 shows some comparison values obtained through tests carried out for various hydrodynamic torque converters, the abscissa indicating the ratio between turbine speed nt and pump speed: hl np at the best efficiency. Curve 33 shows starting torque ratios for known single-stage converters used in passenger cars. It can be seen that the starting torque ratio is extremely low. Curve 34 shows the increase in the starting torque ratio when using two- or three-stage converters with blades with rounded leading edges. In comparison with these types of construction, the converter according to the invention, in spite of its structural simplicity, results in an extremely strong further increase in the starting torque by more than 30 "/ o", as curve 35 shows. The curve 36 illustrates the maximum efficiency, which is approximately the same in the various types, while the curve 37 shows the efficiency in the coupling points in known types. Finally, curve 38 shows the efficiency at the coupling point for the converter according to the invention.

Das in Fig. 5 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eignet sich für verhältnismäßig langsam, laufende Motoren mit einem Motormomentverhältnis unter 1,2. Die Aufteilung des im Motor erzeugten Momentes erfolgt auch hier im Planetenradgetriebe 8, 9, 10, das je- doch so ausgebildet ist, daß zwei Drittel des Motormomentes über den Wandler und ein Drittel unmittelbar auf die angetriebene Welle 40 übertragen werden, auf der jetzt das Sonnenrad 9 angebracht ist. Der Zahnkranz 10 des Planetenradgetriebes ist auf einer Scheibe 41 angeordnet, die auf einer Hohlwelle 42 befestigt ist, die mit Hilfe einer Lamellenkupplung 43 mit dem Pumpenrad 18 gekuppelt werden kann. Das Turbinenrad 22 ist unter Vermittlung eines Freilauf es 23 auf einer Welle 44 gelagert, die bei 45 an die angetriebene Welle 40 angeflanscht ist. Eine zweite Lamellenkupplung 46 verbindet die Scheibe 41 mit der Welle 40.The second embodiment shown in Fig. 5 is suitable for relatively slow, running engines with an engine torque ratio below 1.2. The distribution of the torque generated in the motor takes place here in the planetary gear 8, 9, 10, which, however, is designed in such a way that two thirds of the motor torque is transmitted via the converter and one third is transmitted directly to the driven shaft 40, on which the Sun gear 9 is attached. The ring gear 10 of the planetary gear is arranged on a disk 41 which is fastened to a hollow shaft 42 which can be coupled to the pump wheel 18 with the aid of a multi-plate clutch 43. The turbine wheel 22 is mounted through the intermediary of a free wheel 23 on a shaft 44 which is flanged to the driven shaft 40 at the 45th A second multi-plate clutch 46 connects the disk 41 to the shaft 40.

Die Kupplungen 43 und 46, die für die Übertragung von zwei Dritteln des maximalen Motormomentes bemessen sein müssen, sind nicht gleichzeitig eingerückt. Ist die Kupplung 43 eingerückt und die Kupplung 46 ausgeschaltet, so wird das Motormoment einerseits vom Sonnenrad 9 unmittelbar auf die Welle 40 und andererseits über den Zahnkranz 10, die Scheibe 41, Welle 42, Kupplung 43, das Flüssigkeitsgetriebe 20, 21, 19 sowie die Welle 44 auf die Welle 40 übertragen. Soll der Wandler ausgeschaltet werden, so wird die Kupplung 43 ausgerückt und die Kupplung 46 eingeschaltet, wodurch die Zahnräder des Planetenradgetriebes aneinander festgehalten werden und das gesamte Motormoment unmittelbar auf die Welle 40 übertragen wird.The clutches 43 and 46, which must be dimensioned for the transmission of two thirds of the maximum engine torque, are not engaged at the same time. If the clutch 43 is engaged and the clutch 46 is switched off, the engine torque on the one hand from the sun gear 9 directly to the shaft 40 and on the other hand via the ring gear 10, the disc 41, shaft 42, clutch 43, the fluid transmission 20, 21, 19 and the Transfer shaft 44 to shaft 40. If the converter is to be switched off, the clutch 43 is disengaged and the clutch 46 is switched on, whereby the gears of the planetary gear are held together and the entire engine torque is transmitted directly to the shaft 40.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einstufiger hydrodynamischer Radialwandler mit je einem Pumpen-, Turbinen- und Leitschaufelkranz, bei dem die Turbinenschaufeln eine dicke, gut abgerundete Eintrittskante, eine stark gekrümmte Skelettlinie sowie ein Teilungsverhältnis von etwa 1,1 haben, während die Leitschaufeln eine schlankere Einlaßkante, ein dünneres Profil -und eine schwächer gekrümmte Skelettlinie aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenverhältnis a. b der Türbinenschaufeln (21), wie an sich bekannt, größer als 1,5, vorzugsweise etwa 2,5 ist und daß, wenn die Pumpen- und die Turbinenschaufeln auf derselben Seite des Strömungskreislaufes liegen, das Seiten- und Teilungsverhältnis der Leitschaufeln (19) geringer als 0,8 ist, während bei Anordnung der Turbinen- und der Leitschaufeln auf derselben Seite des Strömungskreislaufes die Werte des Seiten- und des Teilungsverhältnisses der Leitschaufeln (19) gleich den entsprechenden Werten a: b bzw. c : d für die Turbinenschaufeln (21) sind. PATENT CLAIMS: 1. Single-stage hydrodynamic radial converter with a pump, turbine and guide vane ring each , in which the turbine blades have a thick, well-rounded leading edge, a strongly curved skeleton line and a division ratio of around 1.1 , while the guide vanes have a slimmer inlet edge, have a thinner profile and a less curved skeleton line, characterized in that the aspect ratio a. b of the door bin blades (21), as is known per se, is greater than 1.5, preferably about 2.5 , and that, when the pump and turbine blades are on the same side of the flow circuit, the side and division ratio of the guide blades (19 ) is less than 0.8 , while when the turbine and the guide vanes are arranged on the same side of the flow circuit, the values of the side and the division ratio of the guide vanes (19) are equal to the corresponding values a: b and c : d for the turbine blades (21) are. 2. Momentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenschaufeln (20) nahezu gerade sind und ein Seitenverhältnis von etwa 1 haben. 3. Momentwandler nach Anspruch 1 mit teilweise verwundenen Schaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (19) derart verwunden sind, daß der Austrittswinkel zur Innenwand (31) hin abnimmt. 4. Momentwandler nach Anspruch 1 mit teilweise verwundenen Schaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenschaufeln (20) derart verwunden sind, daß der Eintrittswinkel zur Innenwand (32) hin zunimmt. 5. Anwendung eines Momentwandlers nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem vorgeschalteten Antriebsmotor und Differentialgetriebe zur Aufteilung des Moto-rmomentes auf den Wandler und unmittelbar auf die Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe (6, 7, 8, 9) bei großen Motormomentverhäftnissen, vorzugsweise über 1,2, einen geringeren Teil des Motormomentes, vorzugsweise etwa ein Drittel, auf den Wandler überträgt, während es bei kleinen Motormomentverhältnissen einen größeren Teil, vorzugsweise etwa zwei Drittel des Motormornentes, auf den Wandler überträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 875 897, 739 402; französische Patentschrift Nr. 771271; USA.-Patentschriften Nr. 2 393 862, 2 351517, 2293768. 2. Torque converter according to claim 1, characterized in that the pump blades (20) are almost straight and have an aspect ratio of about 1 . 3. Torque converter according to claim 1 with partially twisted blades, characterized in that the guide blades (19) are twisted in such a way that the exit angle decreases towards the inner wall (31). 4. Torque converter according to claim 1 with partially twisted blades, characterized in that the pump blades (20) are twisted in such a way that the entry angle to the inner wall (32) increases. 5. Application of a torque converter according to claim 1 in connection with an upstream drive motor and differential gear for dividing the motor torque on the converter and directly on the output shaft, characterized in that the differential gear (6, 7, 8, 9) with large engine torque ratios, preferably more than 1.2, a smaller part of the engine torque, preferably about a third, is transmitted to the converter, while with low engine torque ratios a larger part, preferably about two thirds of the engine torque, is transmitted to the converter. Considered publications: German Patent Nos. 875 897, 739 402; French Patent No. 771271; USA. Patent Nos. 2,393,862, 2 351 517, the 2,293,768th