DE1450085B1

DE1450085B1 - UEberbrueckungskupplung fuer einen hydrodynamischen Kreislauf

Info

Publication number: DE1450085B1
Application number: DE1964B0078252
Authority: DE
Inventors: Waclawek Myczyslaw J; Smirl Richard L
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1963-08-26
Filing date: 1964-08-25
Publication date: 1970-01-29
Also published as: US3213983A; GB1042818A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Überbrückungskupp- der Ausrückstellung der Kupplung der von der Strö-

lung für einen hydrodynamischen Kreislauf, be- mungsmittelringschicht in der die Kupplungsscheibe

stehend aus einem durch einen Betätigungskolben in enthaltenden Kammer auf den Betätigungskolben

wenigstens zwei Kammern unterteilten und mit der ausgeübte Druck mindestens gleich dem von der

treibenden Welle verbundenen Gehäuse, einer in der 5 Strömungsmittelringschicht in der anderen Kammer

einen Kammer angeordneten, mit der getriebenen herrührenden Druck ist.

Welle verbundenen Kupplungsscheibe und aus in die Mit dieser Maßnahme wird in der Ausrückstellung

Kammern mündenden, mit einer Steuereinrichtung der Kupplung ein unbeabsichtigtes Schleifen der

verbundenen Strömungsmittelleitungen sowie min- Kupplung, das die Ursache für den verschlechterten

destens einer die Kammern verbindenden Öffnung im io Wirkungsgrad bildet, wirksam vermieden. Dieser

Betätigungskolben, wobei in den Kammern unter der erfindungsgemäße Vorteil wird durch eine sehr ein-

Wirkung der Zentrifugalkraft Strömungsmittelring- fache Maßnahme erzielt. Es wurde festgestellt, daß

schichten ausgebildet werden. der Betätigungskolben auch in der der Ausrück-

Bei einer bekannten Überbrückungskupplung ahn- stellung der Kupplung entsprechenden Lage der licher Bauweise (französische Patentschrift 1246261) 15 Steuereinrichtung bestrebt ist, in Reibungseingriff mit sind die Öffnungen im Betätigungskolben nahe an der Kupplungsscheibe zu gelangen, und zwar infolge seinem Außenumfang angeordnet. Es kann somit ein der auf die beiden Seiten des Kolbens wirkenden Druckausgleich zwischen den Kammern zu beiden Druckkräfte der Strömungsmittelringschichten, die auf Seiten des Kolbens erfolgen. Zum Einrücken der Grund der Zentrifugalkraft ausgebildet werden. Diese Kupplung wird eine Abflußleitung in der Kammer, in zo Druckkräfte sind von der Geschwindigkeit der Ströwelcher die Kupplungsscheibe angeordnet ist, ge- mungsmittelringschichten und damit von der Drehöffnet, so daß der Kolben durch den vom Wandler zahl der Bauteile, die die Drehzahl der Strömungsgelieferten Betriebsdruck in Reibungseingriff mit der mittelringschichten verursachen, also des Gehäuses, Kupplungsscheibe gebracht wird, wobei eine verhält- der Kupplungsscheibe und des Betätigungskolbens nismäßig große Strömungsmittelmenge durch die Öff- 25 abhängig. Diese von den rotierenden Strömungsnungen im Kolben fließt. Zum Ausrücken der Kupp- mittelringschichten in den Kammern herrührenden lung wird die Ablaufleitung geschlossen, so daß der Drücke werden im folgenden als dynamische Drücke Druck in der Kammer, in der die Kupplungsscheibe bezeichnet, während der Druck zum Betätigen des angeordnet ist, ansteigt, wobei nur ein geringer Strö- Kolbens in die Einrückstellüng und gegebenenfalls mungsmitteldurchfluß durch die Öffnungen im 30 auch in die Ausrückstellung als statischer Druck Kolben stattfindet und die Drücke in den beiden bezeichnet ist.

Kammern an ihrem Außenumfang ausgeglichen In weiterer Ausgestaltung der Erfindung beträgt

werden, wodurch der Druck in der Kammer, in der das Verhältnis des Abstandes zwischen der Dreh-

die Kupplungsscheibe angeordnet ist, größer als in · achse und der Öffnung zum Abstand zwischen der

der anderen Kammer ist. Dadurch wird der Kolben 35 Drehachse und dem Außenumfang der Flüssigkeits-

in die Ausrückstellung verbracht. ringschichten etwa 0,707. Dies trifft für den Fall zu,

Bei den bekannten Überbrückungskupplungen ist daß die Außendurchmesser der Kammern zu beiden festgestellt worden, daß in der Ausrückstellung der Seiten des Betätigungskolbens gleich sind.
Überbrückungskupplung der Gesamtwirkungsgrad In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfinder Vorrichtung verschlechtert ist. Insbesondere bei 40 dung kann die Öffnung im Bereich von dem Reibniedrigen Abtriebsdrehzahlen ist die Verschlech- belag der Kupplungsscheibe angeordneten, die Öffterung des Wirkungsgrades wesentlich und kann bis nung mit der Kammer verbindenden Nuten liegen, zu 20% betragen. Dann kann die Öffnung auch in der Einrückstellung

Andererseits sind auch Überbrückungskupplungen der Kupplung von Strömungsmittel durchflossen

mit Öffnungen im Betätigungskolben bekannt 45 werden.

(deutsche Patentschrift 965 982, französische Patent- Ändern sich die Abmessungen der Kupplung, sind schrift 1 320 771), bei denen sich jedoch in der Kam- also insbesondere die Außendurchmesser der beiden mer auf der der Kupplungsscheibe abgekehrten Seite Kammern nicht gleich oder soll die Viskosität des des Betätigungskolbens keine Strömungsmittelring- Strömungsmittels oder andere physikalische Eigenschichten ausbilden können, da diese Kammern an 5° schäften noch Berücksichtigung finden, so muß demihrem Außenumfang mit radial nach außen gerich- entsprechend ein von dem Wert 0,707 abweichender teten Bohrungen bzw. Leitungen versehen sind, durch Abstand berechnet werden.

welche das Strömungsmittel ausfließen kann, so daß Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeich-

sich in dieser Kammer keine Strömungsmittelring- nung näher erläutert. Es zeigen

schicht unter der Wirkung der Zentrifugalkraft aus- 55 Fig. 1, la, Ib eine schematische Darstellung einer

bildet. hydraulischen Kupplung bekannter Bauweise sowie

Ausgehend von der vorgenannten Überbrückungs- eine Darstellung der auf die Kupplung ausgeübten

kupplung liegt daher der Erfindung die Aufgabe zu- Druckkräfte in der Ein- bzw. Ausrückstellung,

gründe, in einfacher und zweckmäßiger Weise den Fig. 2, 2a, 2b eine Darstellung einer erfmdungs-

Wirkungsgrad des hydrodynamischen Kreislaufes in 60 gemäßen Kupplung sowie der Drücke auf den

der Ausrückstellung der Überbrückungskupplung zu Kolben in der Ausrückstellung und eine Darstellung

verbessern. der Steuerungsweise,

Diese Aufgabe ist bei der Überbrückungskupplung F i g. 3, 3 a, 3 b eine Darstellung ähnlich F i g. 2, der eingangs geschilderten Bauweise gemäß der Erfin- jedoch mit einer anderen Steuerungsweise,
dung dadurch gelöst, daß die die Kammern verbin- 65 Fig. 4, 4a, 4b eine Darstellung ähnlich Fig. 2, dende Öffnung im Betätigungskolben in einem Ab- jedoch mit einer abgeänderten Steuerungsweise,
stand vom Außenumfang der Strömungsmittelring- F i g. 5 eine schematische Darstellung einer Überschichten in den Kammern angeordnet ist, in dem in brückungskupplung bekannter Bauweise mit einem

Drehmomentwandler sowie eine Darstellung der Drücke in der Ausrückstellung,

Fig. 6 einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Überbrückungskupplung mit einem Drehmomentwandler, S

Fig. 6a eine Teilansicht der in Fig. 6 dargestellten Kupplungsscheibe,

Fig. 7 bis 7c eine schematische Darstellung der Kupplung und des Wandlers nach Fig. 6, nebst einer Steuereinrichtung und einer Darstellung der Drücke in der Aus- bzw. Einrückstellung,

F i g. 8 a, 8 b, 8 c eine schematische Darstellung einer Überbrückungskupplung anderer Bauweise und eines Wandlers sowie eine Darstellung der Drücke in der Einrückstellung ohne und mit Nuten in der Kupplungsscheibe,

Fig. 9a, 9b eine schematische Darstellung gemäß F i g. 8 für die Ausrückstellung einer Überbrückungskupplung.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Kupplung bekannter Bauweise, die aus einer treibenden Welle A, einem mit dieser verbundenen Gehäuse C, einer mit einer getriebenen Welle B verbundenen Kupplungsscheibe!) und einem Kolben E besteht, der das Gehäuse in zwei KammernF und G unterteilt, die beide an ihrem Innenumfang rnit einer Steuereinrichtung verbunden sind. Die auf den Kolben E wirkenden Drücke in den beiden Kammern F und G sind in Fig. la für die Einrückstellung der Kupplungauf der Abszisse in Abhängigkeit von der Entfernung von der Drehachse auf der Ordinate dargestellt. Zum Einrücken der Kupplung ist die KammerF mit dem statischen DruckPe beaufschlagt. In beiden Kammern bilden sich Strömungsmittelringschichten aus, wenn die Welle A mit der Drehzahl η umläuft, so daß sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in der Kammer 7 die Druckverteilung Fl einstellt, während in der Kammer G der Druckverlauf F2 anzutreffen ist, der von dem Strömungsmittel herrührt, das an den Kölbendichtungen vorbei in die Kammer G gelangt.

Zum Ausrücken der Kupplung wird die KammerF durchentlastet, so daß sich gemäß Fig. Ib für die Ausrückstellung in der Kammer F ebenfalls nur ein dynamischer Druck Fi einstellt. Die Kupplungsscheibe D hat eine geringere Drehzahl als die Welle A und kann die Drehzahl 0 erreichen. Das in den Kammern befindliche Strömungsmittel wird jedoch umgewälzt, wobei bei stillstehender Kupplungsscheibe D die Umwälzgeschwindigkeit des Strömungsmittels in der Kammer G halb so groß wie die des Strömungsmittels in der Kammer F ist. Dadurch ist der dynamische DruckFl in der KammerF bei der Drehzahl« größer als der Druck F2 in der Kammer G mit der Drehzahl N2. Dadurch kann der Kolben E in Reibungseingriff mit der Kupplungsscheibe D treten, so daß die Kupplung schleift.

,Zur Vermeidung dieses Nachteils wird davon ausgegangen, daß der Mittelwert des Druckes auf den Kolben stets in einem bestimmten radialen Abstand von der Drehachse des Kolbens auftritt. Dies läßt sich berechnen, indem der Druckverlauf in der KammerG gemäß der schraffierten Fläche in Fig. la integriert wird. Die gesamte auf den Kolben wirkende Kraft ergibt sich aus dem Produkt von Druck und Fläche gemäß folgender Gleichung:

dF = 2πΦ (0,424) dF = 0, F= 0,848

»4

F= 0,848 π n*-^- F= 0,212πηΉ* 0,667

Der von der Zentrifugalkraft herrührende Druck ist gleich 0,424 r²n². Wenn empirisch abgeleitet wird, daß der Mittelwert des Druckes bei 0,707 des Radius des umlaufenden Körpers auftritt und dieser Wert in die Gleichung eingesetzt wird, so stellt man fest, daß das mit einem Beiwert versehene Produkt gleich dem Ergebnis der durch die Integration abgeleiteten Gesamtkraft ist:

ρ -mi? 2P2

F — A P_A

F —π R² (0,212 n²R²)

F=

0 667 n²R^l

Auf Grund dieser Gleichung steht fest, daß dieser Wert mal der Gesamtfläche, auf welcher der Druck wirksam ist, die Gesamtkraft ergibt, gleichgültig, welcher Druck im Abstand 0,707 zwischen der Drehachse und dem Außenumfang der Flüssigkeitsringschichten vorherrscht. Außerdem ist die unterhalb des Abstandes-0,7 liegende schraffierte Fläche in Fig. la stets gleich der oberhalb des Abstandes 0,707 schraffierten Fläche, wenn die gesamte Fläche, auf der der Druck wirksam ist, betrachtet wird.

In den Fig. 2, 3 und 4 ist nun jeweils in dem Kolben £ im Abstand 0,707 von der Drehachse der umlaufenden Strömungsmittelringschicht mindestens eine Öffnung O vorgesehen. Somit ist im Abstand 0,707 der Druck in den beiden Kammern F und G gleich und demzufolge auch der Verlauf des dynamisehen Druckes. Dadurch wird vermieden, daß der Kolben unbeabsichtigt in Reibungseingriff mit der Kupplungsscheibe gelangt und die Kupplung schleift. Gemäß F ig. 2 ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, weiche die KammerF mit dem DruckPe beaufschlagt während die Kammer G in der Einrückstellung der Kupplung offen und druckentlastet ist. In der Ausrückstellung ist die KammerF druckentlastet und die Kammer G abgesperrt. Die Druckverteilung in der Ausrückstellung ist in Fig.-2a dargestellt. Unabhängig von der Drehzahl der Kupplungsscheibe und der Geschwindigkeit des Strömungsmittels in der Kammer G ist der Mittelwert des Druckes in der Kammer G immer gleich-dem in der Kammer F, .auch wenn dabei Strömungsmittel in die KammerF gelangt. Da die KammerF offen ist, herrscht an dieser Stelle stets der Druck gleich NuIL Gemäß Fig. 3 sind in der Ausrückstellung der

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Kupplung beide Kammern am Innenumfang geöffnet, einen Stator oder Leitkörper 20, welcher durch eine

so daß sich die Druckverteilung gemäß Fig. 3a ein- Einwegkupplung, vorzugsweise eine Klemmkörper-

stellt. Infolge der Öffnung O verschiebt sich der kupplung 22 auf einer Hohlwelle 21 gelagert ist. Die

Druckverlauf in der Kammer F gemäß F1 g. 3 a. Hohlwelle 21 ist mit Teilen des Gehäuses 25 (nicht

Gemäß Fig. 4 wird zum Ein- und Ausrücken die 5 gezeigt) verbunden. Der Abschnitt 15^4. des Dreh-Kammer F mit zwei verschiedenen Drücken Pel und momentenwandlers ist in bekannter Weise mit einer Pe2 beaufschlagt. Der Druck Pe 2 während des Aus- Ölpumpe verbunden.

rückens beträgt nur etwa ein Zehntel des Druckes Die Überbrückungskupplung umfaßt ein ringför-PeI zum Einrücken. Die Kammer G ist in der Ein- miges Gehäuseteil 30, das mit der Antriebswelle ver- und Ausrückstellung der Kupplung offen. Damit io bunden ist und einen mittleren Abschnitt 30« aufstellt sich ein ununterbrochener Durchfluß durch die weist, in welchem ein Ende 12 a der Welle 12 gelagert Öffnung O ein, so daß die Öffnung O verhältnismäßig ist und der selbst in dem mittleren Abschnitt des groß ist, so daß zwischen den Kammern kern wesent^ Flansches 16 der Antriebswelle 11 gelagert ist. Die Iicher Druckabfall auftritt, während die Öffnung der Verbindung des Gehäuseteils 30 mit der Antriebs-Kammer G verhältnismäßig klein ist. 15 welle ist durch den Flansch 16 hergestellt, welcher

Der Druckverlauf ist in Fig. 4a für die Ausrück- durch Antriebsbänder31 mit einem nach außen reistellung dargestellt. Der statische Druck Pe 2 in der chenden Flanschabschnitt 30 & des Gehäuseteils 30 Kammer F ist verhältnismäßig gering, und zwar in- verbunden ist. Der Gehäuseteil 30 weist eine innere folge des verminderten Leitungsdruckes, während das ringförmige Druckfläche 32 auf, die von einer Kuppdynamische Druckgefälle verhältnismäßig groß in- ao lungsscheibe 33 bekannter Bauart erfaßt werden folge der Antriebsdrehzahl η ist. Durch die Öffnung O kann. Die Kupplungsscheibe 33 besitzt einen mittgelangt Strömungsmittel aus der Kammer jF in die leren Nabenabschnitt 33 a, der in einem Stück mit Kammer G mit dem mittleren Wert PO des Druckes, dem Nabenabschnitt 19 der Turbine gebildet und auf so daß sich die Druckverteilung F 2 einstellt. Da die die Abtriebswelle 12 aufgekeilt ist. Die Kupplungs-Geschwindigkeit des Strömungsmittels in der Kam- 23 scheibe 33 ist mit Drehschwingungsdämpfern 34 vermer G infolge der Kupplungsscheibe geringer ist, sehen und weist eine Scheibe 35 auf, die mit der wird der dynamische Druckverlauf viel steiler, und Nabe 33 α verbunden ist und an ihrem Außenumfang der Druck am Innenumfang ist größer als der in der einen Reibbelag 35 α aufweist. Die Kupplung umfaßt Kammer F. ferner einen ringförmigen Betätigungskolben 36 mit

In all den Fällen der Fig. 2 bis 4 stellt sich infolge 30 einem Innenumfang 36a, der auf einer Hülse 38 gleider Öffnung O ein ausgeglichener Strömungsmittel- tet, die einstückig mit den Naben 19 und 33 α auszustand in den beiden Kammern ein. gebildet ist. Der Außenumfang 366 des Kolbens

In F i g. 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform ge- gleitet an einer zylindrischen Innenfläche 39 des Gemäß der Erfindung dargestellt. Für die F i g. 5 und 7 häuseteils 30. Der Kolben 36 weist eine mittlere gelten die gleichen Bezugszeichen. In Fig. 6, die 35 Fläche 40 zum Eingriff mit der Kupplungsscheibe einen axialen Schnitt durch eine Uberbrückungskupp- auf. Ein Ring 41 in einer Nut 42 bildet einen Anlung und einen hydrodynamischen Wandler zeigt, ist schlag für den Kolben, Stifte 43 in fluchtenden Boheine Antriebs- und Abtriebswelle 11 bzw. 12, ein rangen 44 und 45 verhindern ein Drehen des Wandler 13 und eine Überbrückungskupplung 14 Kolbens.

innerhalb eines Gehäuses 25 dargestellt. Eine Steuer- 40 Der Kolben 36 teilt das Gehäuse 15 in zwei Kameinrichtung 26 ist in F i g. 7 dargestellt. Die getriebe- mern46, 47 auf. In der Fig. 5, welche die Strönen Teile des Wandlers und der Kupplung sind je- mungsmittelzustände zeigt, welche bei den bekannten weils mit der Welle 12 verbunden. Vorrichtungen auftreten, wird der Leitungsdruck P₁

Die Ausführungsform umfaßt eine Kraftübertra- in die Kammer 46 eingeführt, um den Kolben 36 und gungseinrichtung 10, die Antriebs- und Abtriebswel- 45 damit die Kupplung zwangläufig außer Eingriff zu len 11 bzw. 12 sowie ein Getriebe (nicht gezeigt) auf- bringen. Während der Ausrückstellung der Kupplung weist, das am hinteren Ende der Einrichtung an- wird dem Wandler an dem Pumpenradeinlaß norgeordnet ist, einen Drehmomentenwandler 13 sowie malerweise ein unabhängiger Beschickungsdruck P₀ eine Verriegelungskupplung 14, die in einem Ge- zugeführt und an dem Abgabeauslaß X aus der Turhäuse 25 eingeschlossen sind. Eine hydraulische 50 binenkammer 47 abgenommen. Diese Anlage erfor-Steuerung für den Drehmomentenwandler und die dert die Aufrechterhaltung getrennter Drucksysteme strömungsmittelbetätigte Verriegelungskupplung sind sowohl für die Kupplungskammer als auch für den in Fig.7 gezeigt und sind mit 26 bezeichnet. Der Wandlerbetrieb. Das Einrücken wird durch Abtren-Drehmomentenwandler und die Verriegelungskupp- nen des Leitungsdruckes zur Kupplungskammer 46 lung sind derart einander zugeordnet, daß ihre an- 55 und Zufuhr von Leitungsdruck zu dem Wandler, der getriebenen Teile jeweils mit derselben Welle 12 der dann den Kolben voll beaufschlagt, begünstigt.
Übertragungseinrichtung verbunden sind. Die radiale Druckverteilung an den beiden Kolben-

Der Drehmomentenwandler 13 umfaßt ein Ge- Seiten ist in F i g. 5 für die Ausrückstellung gezeigt, häuse 15 mit einem halbringförmigen Abschnitt 15^4 Dabei ist keine Öffnung im Kolben vorgesehen. In und einem etwa zylindrischen Abschnitt 15B. Der 60 der Pumpenradkammer weist die Strömungsmittel· Abschnitt 15^4 ist zum Antrieb mit einem Flansch 16 verteilung einen statischen Druck und einen ververbunden, der einen Teil der Antriebswelle 11 bildet. änderlichen dynamischen Druck auf, der durch die Der Drehmomentenwandler umfaßt ferner die üb- Umlaufgeschwindigkeit des Strömungsmittels in der liehen Elemente eines hydraulischen Wandlers nach Pumpenradkammer entsteht. Da die Turbinenkam-Schneider, bei welchem ein Pumpenrad 17 mit 65 mer mit Strömungsmittel von dem Pumpenradauslaß dem Abschnitt 15 verbunden und angetrieben ist, eine gespeist wird, der am Außenumfang des Gehäuses 25 Turbine 18, die auf einer Nabe 19 gelagert ist, welche angeordnet ist, entsteht ein Drucksteuerpunkt an dem wieder auf der Abtriebswelle 12 verkeilt ist, sowie Außenumfang, welcher bestimmt, daß der Druck in

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der 'Turbinenkammer in diesem radialen Abstand oder ein Ausgleich zwischen der Drehzahl des KpI-gleich dem. Druck in der PümpeMädkämmer ist. beris 36, des Gehäuseteils 30 und der Küpplungs-Wenn somit die Turbine mit der gleichen Drehzahl scheibe 33, cfie darin frei bei einer anderen Drehzahl wie das Pumpenrad umläuft, ist die Strömungsmittel- umlaufen kann '(in diesem Fall derjenigen der Turverteilung in der Kammer 47 gleich derjenigen, die 5 b'ine). Insbesondere wird die Drehzahl in der Kamin voll ausgezogenen Linien für die Pumpenradkam- nier''4.6 durch die Reibungshemmkräfte bestimmt, die mer gezeigt'ist. * * '' ' auf das Strömungsmittel" einwirken. Die Gegenwart

In der Kammer 46 wird ein hoher statischer Lei- anderer Körper, die in diesen Kammern bei untertungsdruck zugeführt, und der dynamische Druck ist schiedlichen Drehzahlen umlaufen, ist nicht berückder gleiche wie derjenige in den Turbinen- und Pum- ίο sichtigt. In gleicher Weise wird die Umlaufgeschwinpenfädkämmern, vorausgesetzt, daß die Turbine, digkeit des Strömungsmittels in der Kammer 47 welche mit der Kupplungsscheibe verbunden ist, mit durch den Gehäuseabschnitt 155 und den Kolben 36 der gleichen Drehzahl umläuft wie das Pumpenrad. Bestimmt, welcher dem Strömungsmittel eine pri-Unter diesen Umständen ist der gesamte Strömungs- märe Drehung und der Turbine 18 eine sekundäre mitteidruck, welcher auf den Kolben in der Kammer 15 'Drehung erteilt, die mit einer unabhängigen Drehzahl 46 einwirkt, immer größer als derjenige in der Kam- umlauft, bis der 'Kupplungsbereich des Wandlers ermer47. Wenn jedoch die Turbine eine geringere reicht ist. Aus^: Fig.'S ist ersichtlich, daß bei der Drehzahl annimmt" als das Pumpenrad und dem- Überbrückungskupplung mit umgekehrter Wirkung zufolge die Kupplungsscheibe, die mit der Turbine bei niedriger "Drehzahl der Kupplungsscheibe und bei gekuppelt ist,* einelentsprechend niedrigere Dlehzähl 20 'Stillstand der Turbine die hydraulische Kraft in der annimmt, dann schwankt das dynainische Druck- Kammer 47 sehr viel größer werden kann als die gefälle'in jeder Kammer 46, 47, so daß es jnöglich Kraft in der Kammer 46. Unter diesen Bedingungen ist, einen höheren Druck in der Kammer 47 zu er- neigt die Kupplung zum Einkuppeln,
reichen, auch wenn sich die Kupplung in der beab/ "In *!J7ig."6a sind mehrere Öffnungen 70a inner^ sichtigten A'usrückstellung befindet, was ein uner- 25 halb einer ringförmigen Nut 75 in.dem 'Reibbelag wünschfes Schleifen verursacht. Der höhere D'ruck in 3Sa angeordnet." Diese" Nut steht mit""Nuten75a in der Kammer 47 wird durch den Ausgleich in der Verbindung, welche sich quer erstrecken. Die Nuten Drehzahl zwischen dem Gehäuse25 und der lang- 75"und'75a gestatten es dem.Strömungsmittel zwisamer umlaufenden Turbine 18 verursacnt. seilen 'den'!Kamme'rn46' ünä 47·ζιί stfomen,* auch

Da der Druck an dem Außenumfäng'immer gleich 30 wenn die Kupplung" im Eingriff ist' und die Kuppdem Pumpenrädkammerdruclc an dem'Außenumfang lungsscneiBe'die Öfinungen 70 ά überdeckt,
sein muß, wird das dynamische DruckgefäUe, wie iii ' Die Steuereinrichtung26 gemäß Fig. 7 umfaßt gestrichelten Linien gezeigt, so geändert, daß es den Leitungen 48 und 49, die jeweils wahlweise/mit einer 'genannten Drucksteüerpunkt schneidet, so daß Strö- p'ruckquelle^ Μ^νεΓΒιηαϋ^* g'eBfacht werden TcOnmungsmittel von der Pumpenradkammer abgezogen 35 nen, wöBei" die "andere Leitung* mit einer Wanne 37 wird; wodurch in der Turbinenkammer bzw. Kam- iti Verbindung steht, aas welcher die Strömungsmer 47 ein höherer©r»<& yprgesenen wird.*'--' '" mitteKüfurir erfolgt. Die Leitung 48 umfaßt eiiie

Gemäß F i g. 7 ist nun eine Öffnung 70 in dem Hülse5Ö"(F i g. 6),^cwelche an der'Honlwelie 21"durch KolBenMim Abstand 0,70f vonfAuBeaumfang""^ denSfiftS? verkeilt ist; fnit'einer^^ Bohrung 48«. Ein rotierenden Strömungsmittelschichten angeordnet. 40 Ende'52^r der Leitung 48 steht mit einem'Veätil 51 in Die Steuereifirichtung "umfaßt eine motprgetriebene Verbindung, "und" das andere Ende 53 mündet in Pumpe (nicht gezeigt) .und beaufschlagt wahlweise eine JCamnier 48 b zwischen dem Lager 57 und einer den Wandler 'einschließlich der Kammer 47 mit AntrieBsnäbe 55. Die^ Kämmer"48*ß^: Steht' ufVerbineinem verminderten Druck, wenn sich der Wandler dung mit dem Einlaß zu dem Pumpenrad des Wänd-■in dem Zustand befindet, in dem kein Drehmoment 45 lers und dadurcn init der Kammer 47, und'zwar über verstärkt wird, während die Kupplung eingerückt ist. eine in' radialer Richtung verlaufende Bohrung 48 c Das Strömungsmittel* gelangt durch* die öffnung «70 interner Nabe 56. Die Leitung49 umfaßt eine Bohvon der Kammer 47 in die"⁵Kammer 46 und' zurück rung 49a, welche sich parallel zur Welle 12 erstreckt zu einem Behälter. Die Einrückstellüng wird durch und mit "dem"Ventil 51 in^; Verbindung steht." Eine den Druckunterschied bewirkt, welcher auf die rechte 50 Bolirung 49 δ verbindet die Bohrung 49 a mit dem Seite .des Kolbens 36 infolge" des Druckgefalles durch Irmenumfang der Hülse 50. Die Hülse 50 bildet rhit die Öffnung 70 einwirkt. Zum Ausrücken der Kupp- der Abtriebswelle 12 eine innere Kammer 49c. Eiiie ■lung und Drenmomentvervieifachung durch den Bohrung 49.^ die'in der Abtriebswelle 12'angeord-Wandlerl3 wird das Strömungsmittel wahlweise zu- net ist, steht rat der Kammer 49 c in Verbindung, nächst der. Kammer ,46 —$&} einem höheren Druck 55 und die in Längsrichtung verlaufende Bohrung49e zugeführt und kann durch die Öffnung 70 in die verBindet die Käinmer49d mit der"Kämmet46 der Kammer 47 strömen und somit φη Wanäier füllen. Kupplung.

Das 5trömungsmfttel strömt daher von den! Wandler * Das" Ventil 51 hat zwei Endstellungen und umfaßt zurück zum'"Behälter.^ Der KolBen 36 "wird infolge einen Schieber 59, die gleitend in einer Bohrüng"60 •eines pfuckünterschiedes wieder äußer Eingriff ge- 60 des Ventilgehäüses 61 angeordnet ist. Die Bohrung bracht, wodurch eine" größere -Kraft auf die linke 60 -besitzt" vier mit axialem Abstand'^angeordnete Seite des KolBens in den Fig. 6 und 7 zur Eiriwir- ringförmige 'Ausnehmungen. "-Die A^siiehmiiiig'öi küng gebracht wird. - * - ■ steht init d.er Lfeitung 49 'Und dadurch mit der Kam-

©as dynamische DruckgefäUe in den Kammern mer^4*6, die Ausnehmung 63 mit der Druckqüelle 27, wird durch die iUmlaufgeschwindigkeit des* Strö- 65 die^Ausnehmung 64 mit'^der -Leitung 48 und dadurch mungsmittels darin 'Bestimmt und nimmt mit größe- init def-KämmSr'47 des* Wandler^" und die Ausnehrem Radius zu. Jedoch ist dieUmlaufgeschwindigkeit mung 65 mit' der Kärnmer 66 in 'Verbindung, die Ses Strömungsmittels ein 'annähernder -Durchschnitt durch eine Öffnung-67 in dem .Gehäuse 61 gebildet

Claims

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ist. Die Kammer 66 steht mit einem Kühler 68 und gesteuert, wie es durch die Leitungsdruckregelung daher mit der Wanne in Verbindung. Der Druck in bei Überlauf von dem Pumpenrad begünstigt wird, der Kammer 66 wird durch ein Ventil 69 geregelt, so daß der Druck, wie in den gestrichelten Außenso daß während des Füllens des Wandlers von der linien in der graphischen Darstellung der Turbinen-Kupplung her ein ausreichender Gegendruck vor- 5 kammer gezeigt ist, veränderlich ist. Gleichgültig, ob handen ist. Der Schieber 59 ist mit drei Bunden 71, die Kammer 46 mit einem Durchfluß von der Kam-72 und 73 versehen. Die Bunde 72 und 73 sind in mer 47 über Nuten 75 versehen ist oder ob die Kam-Längsrichtung voneinander auf Abstand, so daß der mer 46 abgedichtet ist, ist kein statischer Druck vorRaum zwischen den Bunden sowohl mit einem Ein- handen, während die Fliehkräfte des Strömungsmitlaß 74 und der Leitung 49 in Verbindung steht, io tels weiterhin einen Einfluß ausüben. So zeigt F ig. 7 c, wenn der Schieber in eine Stellung zum Ausrücken daß die Kupplung trotz der Öffnung 70 eingerückt der Kupplung (Fig. 7) bewegt ist. In dieser Stellung werden kann.

ist die Leitung 48 mit dem Auslaß 67 verbunden, der In F i g. 8 a und 9 a ist der Kolben 36 in bekann-

mit der Wanne in Verbindung steht. Wenn der ter Bauweise auf der dem Wandler abgekehrten'Seite

Schieber 59 in eine Stellung zum Einrücken der 15 angeordnet und die Kammer 46 durch eine Trenn-

Kupplung bewegt ist (gestrichelte Linie in Fig. 7), wand 80 gebildet, die mit einer Öffnung 83 zur Tur-

dann gelangt Leitungsdruck in die Leitung 48. binenkammer hin offen ist. In Fig. 8b, die keine

Der Druck an der linken Seite des Kolbens 36 ist Nuten in den Kupplungsplattenbelägen aufweist, ist bei einer Drehung der Kupplungsscheibe mit im der Druck für die Einrückstellung der Kupplung wesentlichen gleicher Drehzahl wie das Gehäuse 20 ohne Nuten im Reibbelag dargestellt. Hier wird (wobei die Kupplungsscheibe mit der Turbine ge- eine kleine Öffnung 83 am Innenumfang der Kamkuppelt ist) in Fig. 7a für die Ausrückstellung dar- mer 46 benutzt; der Druck, der in dieser Kammer gestellt. Der Druck wird durch die Öffnung 70 auf vorhanden ist, ist auf die Fliehkräfte des restlichen die Kammer 47 übertragen. Da die Öffnung 70 ver- Strömungsmittels zurückzuführen, das nicht durch hältnismäßig klein ist, findet ein leichter Druck- 35 die kleine Öffnung 83 abgegeben wurde. Somit ist abfall statt, so daß der abgeglichene Druck in der diese Anlage vorteilhaft, da während der Einrück-Kammer 47 nicht gleich dem Druck in der Kammer stellung kein übermäßiger hoher Leitungsdruck er-46 ist. Der Druck in der Kammer 47 wird ebenfalls forderlich ist. In der Fig. 8c ist der Druck für die am Außenumfang gesteuert, da die Pumpenrad- Einrückstellung dargestellt, wobei jedoch der Reibkammer eine Verbindung dazu aufweist, welche 30 belag Nuten 75 α aufweist. An dem Innenumfang der durch ein Entlastungsventil gesteuert wird, das dazu Kammer 46 ist die Öffnung 83 vorgesehen, und die neigt, den Druck in dem Wandler auf einen bestimm- öffnung 70 in dem Kolben 36 ist klein, so daß ein ten Wert zu halten. Somit muß eine Schwankung des Druckabfall tatsächlich zwischen den beiden Kamdynamischen Druckes in der Kammer 47 diesen mern auftritt. Fig. 8c unterscheidet sich von der Steuerwerten entsprechen. Sollte die Turbine und 35 Fig. 8b darin, daß ein ununterbrochener Durchfluß damit die Kupplungsscheibe mit einer erheblich durch den Kolben während des betätigten Zustandes geringeren Drehzahl umlaufen als das Gehäuse oder stattfindet, um die Kupplung und den Wandler zu die Antriebswelle, dann stellt sich ein Druck in der füllen.

Kammer47 ein, der in Fig.7a in gestrichelten In den Fig. 9a und 9b ist die Ausrückstellung Linien gezeigt ist. Da jedoch die durchschnittliche 40 gezeigt. Dabei ist die Öffnung 70 so klein, daß tat-Druckkraft in der Kammer 46 mindestens gleich der sächlich ein Druckabfall an ihr auftritt. Gemäß Durchschnittsdruckkraft in der Kammer 47 ist, Fig. 9b wird das Strömungsmittel in beiden Kamkann die Kupplungsscheibe niemals unbeabsichtigt mern abgelassen, so daß kein statischer Druck zuschleifen. rückbleibt und auf das restliche Strömungsmittel nur

Die Öffnung 70 hat außerdem den Vorteil, daß 45 Fliehkräfte einwirken können. Ungeachtet dessen,

ein Kreislauf sowohl durch die Kammer 46 als auch welche Geschwindigkeit das umlaufende Strömungs-

durch den Wandler aufrechterhalten wird, ohne daß mittel in der Kammer 46 auf Grund anderer frei

hierzu besondere Einrichtungen notwendig sind, so darin umlaufender Körper erreicht, stellt sich die

daß die Herstellungskosten vermindert werden. Die durchschnittliche Druckkraft auch in der anderen

Pfeile / deuten den Fluß des Strömungsmittels durch 50 Kammer ein, und zwar infolge der Öffnung 70, so

die Kammern in den graphischen Darstellungen 7 a daß ein unerwünschtes Schleifen der Kupplung ver-

und 7 c an. hindert ist. Andererseits kann die öffnung 83 auch

Für die Einrückstellung der Kupplung (Fig.7b am Außenumfang der Trennwand 80 angeordnet

und 7c) ist der Durchfluß gegenüber dem in Fig. 7 sein.

gezeigten umgekehrt, wobei der Leitungsdruck zu 55 Patentansprüche*

dem Wandler und schließlich zur Turbinenkammer ^v

geführt wird und durch die Öffnung 70 und die Nuten 1. Überbrückungskupplung für einen hydro-

strömt, um an dem Innenumfang der Kammer 46 dynamischen Kreislauf, bestehend aus einem

wieder an die Wanne abgegeben zu werden. Wenn durch einen Betätigungskolben in wenigstens

der Durchfluß von der Pumpenradkammer zur Tür- 60 zwei Kammern unterteilten und mit der treiben-

binenkammer fortschreitet, dann ist das statische den Welle verbundenen Gehäuse, einer in der

und dynamische Druckgefälle im wesentlichen in einen Kammer angeordneten mit der getriebenen

jeder Kammer gleich, wenn die Turbine mit der Welle verbundenen Kupplungsscheibe und aus in

gleichen Drehzahl umläuft wie das Gehäuse. Sollte die Kammern mündenden, mit einer Steuerein-

jedoch die Turbine mit einer geringeren Drehzahl 65 richtung verbundenen Strömungsmittelleitungen

umlaufen, dann wird das dynamische Druckgefälle sowie mindestens einer die Kammern verbinden-

in der Turbinenkammer wieder durch die Druck- den Öffnung im Betätigungskolben, wobei in den

regelung an dem Außenumfang der Turbinenkammer Kammern unter der Wirkung der Zentrifugalkraft

Strömungsmittelringschiehten ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kammern (FG; 46, 47) verbindende Öffnung (0, 70) im Betätigungskolben (E, 36) in einem Abstand vom Außenumfang der Strömungsmittelringschichten in den Kammern angeordnet ist, in dem in der Ausrückstellung der Kupplung der von der Strömungsmittehringschicht in der die Kupplungsscheibe enthaltenden Kammer (G, 47) auf den Betätigungskolben ausgeübte Druck mindestens gleich dem von der Strömungsmittelringschicht in der anderen Kammer (F, 46) herrührenden Druck ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1 mit einem Betätigungskolben, dessen den Kammern zugekehrte Stirnflächen gleiche Durchmesser aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Abstandes zwischen der Drehachse und der Öffnung (O, 70) zum Abstand zwischen der Drehachse und dem Außenumfang der Flüssigkeitsringschichten etwa 0,707 beträgt.
3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (O, 70) im Bereich von im Reibbelag der Kupplungsscheibe angeordneten, die Öffnung mit der Kammer verbindenden Nuten (75, 75 a) liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen