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Title:
TORQUE HYDRODYNAMIC CONVERTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/085888
Kind Code:
A2
Abstract:
The aim of the invention is to accurately determine the torque of a turbine wheel (7) even when a clutch (3) is slipping. The aim is achieved by a rotational speed sensor (13) which determines the rotational speed of the pump wheel (2) and a rotational speed sensor which determines the rotational speed of the turbine wheel (7), the rotational speed signals being transmitted to an electronic control unit which determines the torque of the turbine wheel on the basis of recorded data of the torque converter.

Inventors:
LEBER FRITZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/002946
Publication Date:
October 07, 2004
Filing Date:
March 20, 2004
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
LEBER FRITZ (DE)
International Classes:
F16H59/14; F16H45/00; F16H45/02; F16H59/38; F16H59/46; (IPC1-7): F16H61/48
Foreign References:
DE19521458A11995-12-21
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler, bei welchem eine Kupplung (3) einem Pumpenlaufrad (2) vorgeschaltet angeordnet und mit einem Antrieb verbunden ist, und bei welchem ein Turbinenlaufrad (7) den Abtrieb bildet, wobei zur Bestimmung des Drehmoments des Turbinenlaufrades (7) eine Drehzahl des Turbinenlaufrades (7) über einen Dreh zahlsensor einer elektronischen Steuereinheit zugeführt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Drehzahl des Pumpenlaufrades (2) über einen Drehzahlsen sor (13) der elektronischen Steuereinheit zugeführt wird.
2. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplung im Schlupfbetrieb betrieben werden kann.
3. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass in der elektronischen Steuereinheit ein Kennfeld des Drehmoment wandlers abgelegt ist, aus welchem die elektronische Steu ereinheit aus der Drehzahl des Pumpenlaufrades (2) und der Drehzahl des Turbinenlaufrades (7) das Drehmoment des Tur binenlaufrades (7) ermittelt.
4. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Dreh zahlsensor (13) in einem drehfesten Bauteil angeordnet ist, welches mit einem Stator (8) des Drehmomentwandlers dreh fest verbunden ist.
5. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Pumpen laufrad (2) an seinem radial inneren Ende einen Flansch (10) aufweist, an dessen axialem Ende Mittel zum Abgriff der Drehzahl angeordnet sind.
6. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Mittel zum Abgriff der Drehzahl eine Nockenform aufweisen, welche parallel zu einer Drehachse des Drehmomentwandlers angeord net sind.
7. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Dreh zahlsensor (13) des Pumpenlaufrades innerhalb eines Wand lergehäuses (1) parallel zu einer Drehachse des Drehmoment wandlers angeordnet ist.
8. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch g e. k e n n z e i c h n e t, dass der Dreh zahlsensor (13) des Pumpenlaufrades (2) rechtwinklig zu einer Drehachse (21) des Drehmomentwandlers angeordnet ist.
9. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Dreh zahlsensor (13) des Pumpenlaufrades (2) außerhalb eines Wandlergehäuses (1) angeordnet ist.
10. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach An spruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplung (3) innerhalb des Wandlergehäuses (1) oder innerhalb eines, dem Drehmomentwandler nachgeschalteten Getriebegehäuses (16) angeordnet ist.
Description:
Hydrodynamischer Drehmomentwandler Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrodynamischen Drehmomentwandler nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Hydrodynamische Drehmomentwandler werden häufig zwi- schen einer Antriebsmaschine und einem schaltbaren Getrie- be, insbesondere für Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Radlader, Stapler oder Grader, eingesetzt. Hierbei ist für die Ansteuerung, vorzugsweise des schaltbaren Getriebes, das aktuelle Drehmoment des Abtriebs des Drehmomentwandlers von großer Bedeutung.

Die DE 195 21 458 AI offenbart eine elektrohydrauli- sche Steuervorrichtung für den Antrieb einer Maschine mit einem Drehmomentwandler, welcher eine Kupplung zwischen dem Pumpenlaufrad und der Antriebsmaschine aufweist und bei welchem die Drehzahl der Antriebsmaschine und die Drehzahl des Getriebes über Drehzahlsensoren ermittelt und einer elektronischen Steuereinheit zugeführt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Abtriebsdrehmoment eines hydrodynamischen Drehmoment- wandlers, bei welchem eine Kupplung das Pumpenlaufrad des Drehmomentwandlers mit einer Antriebsmaschine verbindet, in jedem Betriebspunkt exakt zu bestimmen.

Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandler gelöst.

Erfindungsgemäß wird der hydrodynamische Wandler über eine Kupplung von einer Antriebsmaschine angetrieben, wobei die Kupplung dem Pumpenlaufrad des hydrodynamischen Drehmo- mentwandlers vorgeschaltet angeordnet ist. Es besteht die Möglichkeit, die Kupplung innerhalb des Wandlergehäuses oder außerhalb des Wandlergehäuses anzuordnen. Ebenso be- steht die Möglichkeit, die Kupplung innerhalb des nachge- schaltet angeordneten Lastschaltgetriebes anzuordnen. Ein Drehzahlsensor erfaßt die Drehzahl des Turbinenlaufrades oder eines Bauteils, welches mit dem Turbinenlaufrad in drehfester Verbindung steht, wie beispielsweise Bauteile im Antrieb des Schaltgetriebes, und ein Drehzahlsensor erfaßt die Drehzahl des Pumpenlaufrades und beide Drehzahlsignale werden einer elektronischen Steuereinheit zugeführt. Indem die Drehzahl des Pumpenlaufrades erfaßt wird, ist es der elektronischen Steuereinheit möglich, aus abgelegten Werten des hydrodynamischen Drehmomentwandlers das Drehmoment des Turbinenlaufrades zu ermitteln. Indem direkt die Drehzahl des Pumpenlaufrades ermittelt wird, kann das Drehmoment des Turbinenlaufrades auch bei rutschender Kupplung zwischen der Antriebsmaschine und dem Pumpenlaufrad von der elektro- nischen Steuereinheit ermittelt werden, was beim aus- schließlichen Erfassen der Drehzahl der Antriebsmaschine und der Drehzahl des Turbinenlaufrades nicht möglich wäre.

Vorzugsweise weist das Pumpenlaufrad an seinem radial inneren Bereich einen Flansch auf, an dessen axialem Ende Mittel zum Abgriff der Drehzahl angeordnet sind. Vorzug- weise sind diese als Nocken ausgebildet. Ein Drehzahl-oder Hall-Sensor kann somit bei Drehung des Pumpenlaufrades die Drehzahlsignale erzeugen.

In einer weiteren Ausgestaltungsform ist der Drehzahl- sensor in einem drehfest gehaltenen Bauteil, welches mit dem Stator verbunden ist, axial oder radial angeordnet.

In einer weiteren Ausgestaltungsform erstreckt sich der Flansch, welcher mit dem Pumpenlaufrad verbunden ist, bis in ein nachgeschaltet angeordnetes Lastschaltgetriebe- gehäuse, in welchem sich auch die Kupplung befinden kann.

Der Drehzahlsensor ist bei dieser Ausgestaltungsform eben- falls im Getriebegehäuse in einem drehfest gehaltenen Bau- teil angeordnet.

Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu ent- nehmen.

Es zeigen : Fig. 1 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Primärkupplung und einer Wandlerüber- brückungskupplung ; Fig. 2 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Primärkupplung, welche benachbart zum Turbinenrad angeordnet ist und Fig. 3 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Primärkupplung, welche in einem Getriebegehäuse angeordnet ist.

Fig. 1 : Ein Wandlergehäuse 1 ist mit einer nicht dargestellten Antriebsmaschine drehfest verbunden. Das Pumpenlaufrad 2 ist über eine Kupplung 3, eine sogenannte Primärkupplung, mit dem Wandlergehäuse 1 verbindbar. Je nach Betätigungs-

druck im Raum 4 und Wandlergehäusedruck im Raum 5 erzeugt die Kupplung 3 ein übertragbares Drehmoment, wodurch der hydrodynamische Drehmomentwandler auch mit schlupfender Kupplung 3 betrieben werden kann. Mit einer Wandlerüber- brückungskupplung 6 kann das Wandlergehäuse 1 direkt mit dem Turbinenlaufrad 7 verbunden werden. Der Stator 8 ist drehfest mit einem ortsfesten Bauteil 9 verbunden. Das Tur- binenlaufrad 2 weist an seinem radial inneren Bereich einen Flansch 10 auf, welcher einerseits zur Lagerung des Turbi- nenlaufrades 2 dient und andererseits an seiner inneren axialen Erstreckung 11 Nocken 12 zum Abgriff der Drehzahl über einen Drehzahlsensor 13 aufweist. Der Drehzahlsen- sor 13 ist in dem ortsfesten Bautei 9 angeordnet, wodurch die Signalleitungen statisch zuführbar sind. Ein weiterer, nicht gezeigter Drehzahlsensor ermittelt die Drehzahl des Turbinenlaufrades 7 und die Signale der Drehzahl des Turbi- nenlaufrades 7 und der Drehzahl des Pumpenlaufrades 2 wer- den einer nicht gezeigten elektronischen Steuereinheit zugeführt, in welcher Kennwerte des hydrodynamischen Drehmomentwandlers abgelegt sind, und welche hieraus das Drehmoment des Turbinenlaufrades ermitteln kann. Ebenso besteht die Möglichkeit, weitere Signale von Temperatur- und Drucksensoren der elektronischen Steuereinheit zu- zuführen, um die Berechnung des Drehmoments noch zu präzisieren.

Fig. 2 : Ein Wandlergehäuse 1 ist mit einer nicht gezeigten Antriebsmaschine verbunden. Ein Pumpenlaufrad 2 ist über die Kupplung 3 mit dem Wandlergehäuse 1 verbindbar, wobei die Kupplung 3 benachbart zum Turbinenlaufrad 7 angeordnet ist. In Abhängigkeit des Drucks des Raumes 4 und des Rau- mes 5 wird die Kupplung 3 betätigt. Das Pumpenlaufrad 2

weist an seinem radial inneren Bereich einen Flansch 10 auf, welcher gleichzeitig über ein Lager 14 das Pumpenlauf- rad lagert, und der Flansch 10 weist an seiner axialen Er- streckung 11 Nocken 12 auf, über welche ein Drehzahlsen- sor 13, welcher axial oder radial im ortsfesten Bauteil 9 angeordnet sein kann, die Drehzahl des Pumpenlaufrades 2 ermittelt.

Fig. 3 : Ein Wandlergehäuse 1 ist mit einer nicht dargestellten Antriebsmaschine drehfest verbunden. Ein Flansch 15 des Wandlergehäuses 1 erstreckt sich in ein Getriebegehäuse 16 und ist mit einem Lamellenträger 17 der Kupplung 3 drehfest verbunden. Das Pumpenlaufrad 2 weist an seinem radial in- neren Bereich einen Flansch 10 auf, welcher sich bis in das Getriebegehäuse 16 erstreckt und welcher drehfest mit einem Lamellenträger 18 der Kupplung 3 verbunden ist. Über die Kupplung 3 kann das Pumpenlaufrad 2 mit dem Wandlerge- häuse 1 und somit mit der Antriebsmaschine verbunden wer- den. In einem ortsfesten Bauteil des Getriebegehäuses, in welchem auch die Druckzuführung 19 für die Kupplung 3 angeordnet sein kann, befindet sich ein Drehzahlsensor 13, welcher über Nocken 12 die Drehzahl des Pumpenlaufrades 2 ermittelt. Die Nocken 12 befinden sich am axialen Ende des Flansches 10. Das Turbinenlaufrad 7 ist mit einer Welle 20 drehfest verbunden, welche den Antrieb des nicht gezeigten, nachgeschalteten Lastschaltgetriebes bildet. Die Drehzahl der Turbine 7 kann von einem Drehzahlsensor über die Welle 20 ermittelt werden. Die Nocken 12 sind parallel zu einer Drehachse 21 angeordnet. Der Drehzahlsensor 13 kann parallel oder im rechten Winkel zu der Drehachse 21 ange- ordnet sein.

Bezugszeichen 1 Wandlergehäuse 2 Pumpenlaufrad 3 Kupplung 4 Raum 5 Raum 6 Überbrückungskupplung 7 Turbinenlaufrad 8 Stator 9 ortsfestes Bauteil 10 Flansch 11 axiale Erstreckung 12 Nocken 13 Drehzahlsensor 14 Lager 15 Flansch 16 Getriebegehäuse 17 Lamellenträger 18 Lamellenträger 19 Druckzuführung 20 Welle 21. Drehachse