DE1112411B - Shut-off device for controlling the flow of fluid in a hydrodynamic torque converter, especially for motor vehicles - Google Patents

Description

Absperrvorrichtung zum Steuern des Flüssigkeitsumlaufes in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Absperrvorrichtung zum Steuern des Flüssigkeitsumlaufes in einem aus Pumpe, Turbine und Leitapparat gebildeten hydrodynamischen Drehmomentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in Schlitzen der Pumpenschaufeln geführten ringförmigen Absperrschieber, der bei Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors unter Wirkung von Rückholfedern in den von innerer und äußerer Pumpenmantelfläche gebildeten Raum in Richtung der Drehachse bzw. parallel hierzu bewegbar und bei steigender Drehzahl durch eine von mindestens einem im inneren Torusraum des Drehmomentwandlers angeordneten Fliehgewicht hervorgerufene Kraft aus diesem Raum herausziehbar ist, wobei die auf das Fliehgewicht wirkende Fliehkraft mittels Kupplungsgliedern auf den Absperrschieber übertragen wird und die mit dem Fliehgewicht zusammenwirkende Rückholfeder sich einerends an der inneren Pumpenmantelfläche abstützt.Shut-off device for controlling the fluid circulation in a hydrodynamic Torque converters, particularly for motor vehicles The invention relates to a shut-off device for controlling the liquid circulation in a pump, Turbine and diffuser formed hydrodynamic torque converter, in particular for motor vehicles, with an annular shape guided in slots in the pump blades Gate valve that operates at idle speed of the drive motor under the action of return springs in the space formed by the inner and outer surface of the pump in the direction of the Axis of rotation or movable parallel to it and with increasing speed by one of at least one centrifugal weight arranged in the inner toroidal space of the torque converter evoked force can be pulled out of this space, with the on the flyweight Transferring the acting centrifugal force to the gate valve by means of coupling elements is and the return spring interacting with the flyweight at one end the inner pump surface.

Es ist bekannt, daß bei selbsttätigen Kraftfahrzeuggetrieben mit einem hydrodynamisch arbeitenden Wandler bzw. Kupplungsaggregat für den Leerlauf keine absolute Entkupplung von Turbinen- und Pumpenteilen möglich ist, da trotz niedriger Drehzahl nach wie vor zwischen den Schaufelkränzen eine Flüssigkeitszirkulation erfolgt. Wenn auch das übertragene Drehmoment gering ist, neigen die Fahrzeuge mit einem hydrodynamischen Wandler doch zum Kriechen, d. h., das Fahrzeug bewegt sich langsam vorwärts, obgleich es eigentlich stehen sollte. Ein derartiges Kriechen ist insbesondere vor Verkehrsampeln mit Sperrzeichen sehr unerwünscht.It is known that in automatic motor vehicle transmissions with a hydrodynamically operating converter or clutch assembly for idling no absolute decoupling of turbine and pump parts is possible, since fluid circulation still takes place between the blade rings despite the low speed. Even if the transmitted torque is low, the vehicles with a hydrodynamic converter tend to creep, i. That is, the vehicle is moving slowly forward when it should be stationary. Such creeping is very undesirable, especially in front of traffic lights with blocking signs.

Es ist bereits bekannt, zur Vermeidung dieses Nachteiles den Flüssigkeitsumlauf in einer hydrodynamischen Kupplung bzw. einem Drehmomentwandler durch einen ringförmigen Absperrschieber zu unterbinden, der unterhalb einer vorbestimmten Motordrehzahl in die Strömungskanäle des Pumpenrades hineinschiebbar und oberhalb dieser Drehzahl durch eine von mindestens einem Fliehgewicht aufgebrachte Kraft aus den Kanälen herausziehbar ist. Es ist ferner bekannt, einen solchen Ringschieber durch Drucköl oder Schraubenfedem zu bewegen. Eine bekannte Lösung sieht vor, den Ringschieber durch den äußeren Gehäusemantel in den Strömungsraum hineinzuführen. Hierbei ist allerdings das Dichtungsproblem nur schwer zu lösen, wenn kein Öl aus dem Strömungskreislauf in den die Fliehgewichtseinrichtung zur Betätigung des Ringschiebers aufnehmenden Raum ausströmen soll. Hierdurch würde der Strömungskreislauf mindestens teilweise entleert, der Wirkungsgrad würde stark abfallen und die Kupplung schließlich nicht mehr in der Lage sein, Leistung zu übertragen. Wird, um dies zu vermeiden, -der die Fliehgewichtseinrichtung enthaltende Raum von vornherein mit öl gefüllt, so entsteht der Nachteil eines sehr hohen Totgewichts. Außerdem erhöhen sich die Verluste durch Wandreibung und Wirbelung.In order to avoid this disadvantage, it is already known to prevent the flow of fluid in a hydrodynamic coupling or a torque converter by means of an annular gate valve which can be pushed into the flow channels of the pump wheel below a predetermined engine speed and above this speed by a force exerted by at least one centrifugal weight the channels can be pulled out. It is also known to move such a ring slide by pressure oil or coil springs. One known solution provides for the ring slide to be guided through the outer housing jacket into the flow space. In this case, however, the sealing problem can only be solved with difficulty if no oil is to flow out of the flow circuit into the space accommodating the flyweight device for actuating the ring slide. This would at least partially empty the flow circuit, the efficiency would drop sharply and the clutch would ultimately no longer be able to transmit power. If, in order to avoid this, the space containing the flyweight device is filled with oil from the start, the disadvantage of a very high dead weight arises. In addition, the losses due to wall friction and turbulence increase.

Es ist weiterhin bekannt, den in dem Flüssigkeits-Kreislauf herrschenden Druck dazu zu verwenden, einen den Ringschieber tragenden Kolben gegen die Wirkung einer Schraubenfeder axial zu verschieben, wodurch der Strömungsquerschnitt freigegeben wird. Bei dieser Bauweise ist unvorteilhaft, daß größere Räume mit öl gefüllt werden müssen. Außerdem wird die axiale Baulänge der gesamten Wandlereinheit erheblich größer, und das Gewicht steigt an.It is also known to use the pressure prevailing in the liquid circuit to axially displace a piston carrying the ring slide against the action of a helical spring, thereby releasing the flow cross-section. The disadvantage of this type of construction is that larger spaces have to be filled with oil. In addition, the overall axial length of the entire transducer unit is considerably greater, and the weight increases.

Es ist ferner eine hydrodynamische Kupplung bekanntgeworden, die zwei Ringschieber aufweist, die beide an der inneren Mantelfläche des Pumpenrades gelagert sind und ständig mit dessen Drehzahl umlaufen. Die Drehzahlen von Pumpenrad und Turbinenrad sind aber über den ganzen Arbeitsbereich verschieden. Es ergibt sich daher, daß der in die Kanäle des Turbinenrades bewegbare Schieber niemals in metallische Berührung mit den Turbinenschaufeln kommen darf. Die Folge wäre eine vermut-]ich sehr schnelle Zerstörung, wahrscheinlich der gesamten Kupplung. Dieser Gefahr kann zwar durch besonders steife Ausbildung des Schiebers sowie durch eine Vergrößerung der Schlitze in den Turbinenschaufeln begegnet werden. Im ersten Fall tritt aber eine erhebliche Gewichtserhöhung ein, im zweiten Fall wird der Wirkungsgrad der gesamten Strömungsmaschine absinken, weil dir, Flüssigkeitsströmung durch zu breite Schlitze in den Schaufeln empfindlich gestört wird. Bei dieser bekannten Ausführung ist die Herstellung der inneren Pumpenmantelfläche äußerst schwierig, das Turbinenrad weist zudem keine innere Mantelfläche auf. Es hat sich aber gezeigt, daß bei aus Blechpreßteilen hergestellten Turbinenrädern eine innere Mantelfläche erforderlich ist, um zu vermeiden, daß die Turbinenschaufeln unter dem Einfluß der von der durchströmenden Flüssigkeit auf sie ausgeübten Corioliskräfte verwunden werden. Die Montage von Druckfedern gestaltet sich zudem sehr schwierig, da der innere Torusraum einer Kupplung bzw. eines Wandlers erfahrungsgemäß sehr klein ist.It has also become known a hydrodynamic coupling, the two Has ring slide, both of which are mounted on the inner circumferential surface of the pump wheel and are constantly rotating at its speed. The speeds of the impeller and Turbine wheels are different over the whole working area. It surrenders therefore that the slide, which can be moved into the channels of the turbine wheel, is never made of metal Contact with the turbine blades. The consequence would be one I suspect very quick destruction, probably the entire clutch. This danger can due to the particularly stiff design of the slide and an enlargement the slots in the turbine blades to be encountered. In the first In this case, however, there is a considerable increase in weight; in the second case, the efficiency the entire fluid flow machine will sink because you, fluid flow through too wide slots in the blades is delicately disturbed. With this well-known Execution, the production of the inner pump surface is extremely difficult, the turbine wheel also has no inner circumferential surface. But it has been shown that in turbine wheels made from pressed sheet metal parts, an inner jacket surface is necessary to avoid that the turbine blades under the influence of the Coriolis forces exerted on them by the flowing liquid will. The assembly of compression springs is also very difficult because the experience has shown that the inner torus space of a clutch or a converter is very small.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die als Bügel ausgebildeten Kupplungsglieder zwischen Ringschieber und Fliehgewicht unmittelbar am Fliehgewicht angelenkt sind und die als Zugfeder ausgebildete, mit dem einen Ende an der inneren Pumpenmantelfläche befestigte Rückholfeder mit dem anderen Ende mit dem Fliehgewicht verbunden ist, wobei der radiale Abstand der Schlitze in den Pumpenschaufelri und einer Einhängeöse an der inneren Pu.mpenmantelfiäche so bemessen ist, daß die Einhängeöse im Bereich der radial inneren Ränder der Pumpenschaufeln liegt.To avoid these disadvantages, it is proposed according to the invention that that the coupling members designed as a bracket between the ring slide and the flyweight are hinged directly to the flyweight and designed as a tension spring with one end of the return spring attached to the inner pump surface area with the the other end is connected to the flyweight, the radial distance between the slots into the pump scoop ring and a suspension eyelet on the inner pump jacket surface is dimensioned so that the suspension eyelet is in the area of the radially inner edges of the pump blades lies.

Diese gesamte Einrichtung ist an dem Pumpenrad befestigt, dessen innere Mantelfläche nicht vergrößert zu werden braucht. Eine Berührung des Ringschiebers mit den Pumpenschaufeln ist zulässig, ohne daß die Einrichtung beschädigt wird. Die Montage ist zudem sehr einfach, denn das Pumpenrad kann mit der Ab- sperreinrichtung zusammen bei guter Zugänglichkeit der Einzelteile montiert werden, wobei die Differenzen in der Herstellungsgenauigkeit ohne schädlichen Einfluß sind. Die Absperreinrichtung gemäß der Erfindung ist deshalb besonders vorteilhaft in Drehmomentwandlern anwendbar, die nach modernen Serienfertigungsmethoden aus Blechpreßteilen hergestellt werden.This entire device is attached to the pump wheel, the inner surface area of which does not need to be enlarged. Contact between the ring slide and the pump blades is permitted without damaging the device. The assembly is also very simple, because the pump wheel can be assembled together with the shut-off device with good accessibility of the individual parts, the differences in the manufacturing accuracy without any harmful influence. The shut-off device according to the invention can therefore be used particularly advantageously in torque converters which are manufactured from pressed sheet metal parts using modern mass production methods.

Zur Erzielung einer exakten, spielfreien Führung des Ringschiebers und zum Vermeiden jeglichen Verklemmens wird weiterhin die Absperrvorrichtung so ausgebildet, daß der Bügel eine Schulter bildet, die an einer an der inneren Pumpenmantelfläche mittels eines Flansches befestigten Gleitfläche anliegt, um welche sie bei einer Bewegung des Fliehgewichts schwenkbar ist. Die Gleitfläche weist seitliche Stege auf, die vorzugsweise einen solchen seitlichen Ab- stand zueinander aufweisen, daß sie das Kupplungsglied spielfrei umfassen und führen.To achieve an exact, play-free guidance of the ring slide and to avoid any jamming, the shut-off device is also designed so that the bracket forms a shoulder that rests on a sliding surface attached to the inner pump surface by means of a flange, around which it is when the flyweight moves is pivotable. The sliding surface has lateral webs which preferably have such a lateral spacing from one another that they encompass and guide the coupling member without play.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen Fig. 1 und 2 erläutert, welche schematische Ausführungsbeispiele darstellen.The invention is explained with reference to the drawings, FIGS. 1 and 2, which represent schematic exemplary embodiments.

Fig. 1 ist eine Ansicht auf einen Teil des Torusraumes mit der Absperrvorrichtung; Fig. 2 ist eine Draufsicht auf Fig. 1, bei der die Gehäuseteile des Wandlers weggelassen sind.Fig. 1 is a view of part of the toroidal space with the shut-off device; Fig. 2 is a top plan view of Fig. 1 with the housing parts of the transducer removed.

Die Pumpenschaufeln 10 sind zwischen den inneren und äußeren Pumpenmantelflächen 12 und 13 eingeschlossen und mit Schlitzen 14 versehen. In diesen Schlitzen 14 ist ein Absperrschieber 15 bewegbar, welcher am Umfang mit schlitzförmigen Führungen 17 versehen ist. An dem Absperrschieber sind zwei gegenüberliegende Lageraugen 16 befestigt, in welchen die abgewinkelten Enden eines Kupplungsgliedes, z. B. eines Bügels 18, aufgenommen sind. Das bügelförrnige Kupplungsglied ist mit einer Ausprägung in Form einer Schulter 18' ausgebildet. Das z. B. aus Drahtmaterial bestehende Kupplungsglied umfaßt ein oder mehrmals ein stabförmiges Fliehgewicht 19. Am Pumpengehäuse ist noch eine Einhängeöse 21 vorhanden, in welche das eine Ende einer als Rückholfeder dienenden Zugfeder 20 eingehängt ist. Das andere Ende der Zugfeder ist, am Fliehgewicht 19 befestigt. Die Schulter 18' gleitet an einer Gleitfläche 22 entlang, die über einen Flansch 22' am Innenmantel des Pumpengehäuses befestigt ist. Ferner sind noch ortsfeste Stege 23 am Pumpengehäuse derart vorgesehen, daß sie Führungen für den Bügel 18 bilden. Die Stege 23 sind zweckmäßig seitlich vom Kupplungsglied angeordnet und können diese teilweise umfassen.The pump blades 10 are enclosed between the inner and outer pump jacket surfaces 12 and 13 and are provided with slots 14. A gate valve 15 , which is provided with slot-shaped guides 17 on the circumference, can be moved in these slots 14. Two opposite bearing eyes 16 are attached to the gate valve, in which the angled ends of a coupling member, for. B. a bracket 18, are added. The bow-shaped coupling member is designed with an expression in the form of a shoulder 18 ' . The Z. B. made of wire material coupling member comprises one or more times a rod-shaped flyweight 19. On the pump housing there is also a suspension eyelet 21 in which one end of a tension spring 20 serving as a return spring is suspended. The other end of the tension spring is attached to the flyweight 19. The shoulder 18 ' slides along a sliding surface 22 which is attached to the inner casing of the pump housing via a flange 22'. Furthermore, fixed webs 23 are provided on the pump housing in such a way that they form guides for the bracket 18 . The webs 23 are expediently arranged to the side of the coupling member and can partially encompass them.

Bei der niedrigen Leerlaufdrehzahl wird nur ein niedriges Zentrifugahnoment auf die Flieligewichte 19 ausgeübt, die infolgedessen eine in Fig. 1 dargestellte Lage einnehmen. Das Kupplungsglied gleitet hierbei an der Gleitfläche 22 entlang und nimmt mit seinem Ende den Absperrschieber 15 in das Pumpeninnere mit. Dadurch wird eine Zirkulation der Wandlerflüssigkeit überwiegend oder ganz unterbunden. Sofern die Drehzahl des Motors jedoch ansteigt# gehen die Fliehgewichte 19 im Torusraum gegen die Wirkung der Rückholfeder nach außen (in der Teildarstellung der Fig. 1 mit vertikaler Komponente nach oben), der Absperrschieber wird aus den Schlitzen 14 in den Pumpenschaufeln herausgezogen und eine Kupplung von Pumpe, Turbine 24 und Leitapparat 25 in normaler Weise bewirkt.At the low idle speed, only a low Zentrifugahnoment is exerted on the Flieligewichte 19, which as a result take up a position shown in FIG. 1. The coupling member slides along the sliding surface 22 and takes the gate valve 15 with its end into the interior of the pump. As a result, circulation of the converter fluid is predominantly or entirely prevented. If the speed of the motor increases, however, the centrifugal weights 19 in the toroidal space go outwards against the action of the return spring (in the partial illustration of FIG. 1 with the vertical component upwards), the gate valve is pulled out of the slots 14 in the pump blades and a coupling effected by pump, turbine 24 and diffuser 25 in the normal way.

Durch entsprechende Formgebung der Gleitfläche 22 und Ausbildung des Kupplungsgliedes mit entsprechender Gegenfläche (Schulter 18') ist es in einfacher Weise möglich, die Kriecheharakteristik des Wandlers mit dem Absperrschieber 15 zu steuern. Diese Führungsflächen können als billige Blechpreßteile hergestellt werden. Die Wirkung der Absperrvorrichtung nach der Erfindung kann mit einem oder mehreren Fliehgewichten und Kupplungsgliedern erreicht werden.By appropriately shaping the sliding surface 22 and designing the coupling member with a corresponding mating surface (shoulder 18 ′) , it is possible in a simple manner to control the creep characteristics of the converter with the gate valve 15. These guide surfaces can be manufactured as cheap pressed sheet metal parts. The effect of the shut-off device according to the invention can be achieved with one or more flyweights and coupling members.

Der ringförmige Absperrschieber ist zweckmäßig an dem dem Tortisraum abgewandten Umfang mit Schlitzen 17 versehen, welche etwas breiter als die Schaufelstärke sind, so daß sie die Schaufeln links und rechts beim eingerückten Schieber umgreifen. Hierdurch wird eine gute Halterung des aus dünnem Blechband hergestellten Absperrschiebers unabhän-gig vom Flüssigkeitsdruck erreicht. Ferner sind die Lageraugen 16 für die abgewinkelten Enden des Kupplungsteiles entweder unmittelbar aus einem Blechband des Absperrschiebers ausgestanzt und umgebogen oder in an sich bekannter Weise angeschweißt.The ring-shaped gate valve is expediently provided on the circumference facing away from the tortis chamber with slots 17 which are slightly wider than the blade thickness so that they grip around the blades on the left and right when the slide is engaged. This results in a good retention of the gate valve made of thin sheet metal strip is achieved regardless the liquid pressure. Furthermore, the bearing eyes 16 for the angled ends of the coupling part are either punched out directly from a sheet metal strip of the gate valve and bent or welded on in a manner known per se.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Absperrvorrichtung zum Steuern des Flüssigkeitsumlaufes in einem aus Pumpe, Turbine und Leitapparat gebildeten hydrodynamischen Drehmomentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in Schlitzen der Pumpenschaufeln geführten ringförinigen Absperrschieber, der bei Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors unter Wirkung von Rückholfedern in den von innerer und äußerer Pumpenmantelfläche gebildeten Raum in Richtung der Drehachse bzw. parallel hierzu bewegbar und bei steigender Drehzahl durch eine von mindestens einem im inneren Torusraum des Drehmomentenwandlers angeordneten Fliehgewicht hervorgerufene Kraft aus diesem Raum herausziehbar ist, wobei die auf das Fliehgewicht wirkende Fliehkraft mittels Kupplungsgliedern auf den Absperrschieber übertragen wird und die mit dem Fliehgewicht zusammenwirkende Rückholfeder sich einerends an der inneren Pumpenmantelfläche abstätzt, dadurch gekennzeichnet, daß die als Bügel (18) ausgebildeten Kupplungsglieder unmittelbar am Fliehgewicht (19) angelenkt sind und die als Zugfeder (20) ausgebildete, mit dem einen Ende an der inneren Pumpenmantelfläche (12) befestigte Rückholfeder mit dem anderen Ende mit dem Fliehgewicht verbunden ist, wobei der radiale Abstand der Schlitze (14) in den Pumpenschaufeln (10) und einer Einhängeöse (21) an der inneren Pumpenmantelfläche (12) so bemessen ist, daß die Einhängeöse (21) im Bereich der radial inneren Ränder der Pumpenschaufel (10) liegt. PATENT CLAIMS: 1. Shut-off device for controlling the fluid circulation in a hydrodynamic torque converter formed from a pump, turbine and diffuser, especially for motor vehicles, with an annular gate valve guided in slots in the pump blades, which at idle speed of the drive motor under the action of return springs in the inner and outer The space formed by the pump jacket can be moved in the direction of the axis of rotation or parallel to it and, with increasing speed, can be pulled out of this space by a force caused by at least one centrifugal weight arranged in the inner toroidal space of the torque converter, the centrifugal force acting on the centrifugal weight being transmitted to the gate valve by means of coupling members and the return spring cooperating with the flyweight is etched off at one end on the inner pump jacket surface, characterized in that the coupling members, which are designed as brackets (18) , are located directly on the cylinder The weight (19) is articulated and the return spring, which is designed as a tension spring (20) and is attached to the inner pump surface (12) at one end, is connected to the flyweight at the other end, the radial distance between the slots (14) in the pump blades (10) and a suspension eyelet (21) on the inner pump surface (12) is dimensioned so that the suspension eyelet (21) lies in the region of the radially inner edges of the pump blade (10). 2. Absperrvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem an dem Absperrschieber in Lageraugen drehbar gelagerten, an seinem freien Ende mit dem Fliehgewicht verbundenen Bügel, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (18) eine Schulter (18') bildet, die an einer an der inneren Pumpenmantelfläche (12) mittels eines Flansches (22') befestigten Gleittläche (22) anliegt, um welche sie bei einerBewegung des Fliehgewichts (19) schwenkbar ist. 3. Absperrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (22) seitliche Stege (23) aufweist, die vorzugsweise einen solchen seitlichen Abstand zueinander aufweisen, daß sie das Kupplungsglied spielfrei umfassen und führen. 2. Shut-off device according to claim 1 with one on the gate valve rotatably mounted in bearing eyes, at its free end connected to the flyweight bracket, characterized in that the bracket (18) forms a shoulder (18 ') which is attached to one of the inner pump jacket surface (12) by means of a flange (22 ') attached sliding surface (22), about which it is pivotable when the flyweight (19) moves. 3. Shut-off device according to claims 1 or 2, characterized in that the sliding surface (22) has lateral webs (23) which preferably have such a lateral distance from one another that they encompass and guide the coupling member without play. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 884 141; französische Patentschrift Nr. 726 232; USA.-Patentschrift Nr. 2 358 473.Documents considered: German Patent No. 884 141; French Patent No. 726 232; USA. Pat. No. 2,358,473.