DE10011237A1

DE10011237A1 - Baugruppe mit Freilauf und Leitrad eines hydrodynamischen Wandlers

Info

Publication number: DE10011237A1
Application number: DE10011237A
Authority: DE
Inventors: Juergen Kroll; Rolf Koestel
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: KR100728357B1; DE60128280T2; DE10011237C2; EP1132652B1; US20010023805A1; US6481549B2; KR20010089202A; JP2001295910A; JP4610761B2; DE60128280D1; EP1132652A2; EP1132652A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe, umfassend einen Freilauf mit Lagerringer, das Leitrad eines hydrodynamischen Wandlers mit integriertem Freilauf-Außenring sowie zwei Axiallager. DOLLAR A Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: DOLLAR A - der Freilauf weist einen oder zwei Käfige und zwei Lagerringe auf; DOLLAR A - der Freilauf weist einen Freilauf-Innenring auf; DOLLAR A - der Freilauf weist einen Freilauf-Außenring auf; DOLLAR A - das Leitrad besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff und ist im Spritzgußverfahren hergestellt; DOLLAR A - das Leitrad umspritzt beim Spritzgußvorgang den Freilauf-Außenring, so daß es diesen - in einem Axialschnitt gesehen - U-förmig umgreift; DOLLAR A - im Bereich des den Fleilauf-Außenring auf beiden Seiten stirnseitig umschließende Material ist jeweils eines der Axiallager angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einem Freilauf, dem Leitrad eines hydrodynamischen Wandlers sowie Axiallagern.

Es sind zahlreiche Vorrichtungen bekannt, bei denen ein hydrodynamischer Wandler mit wenigstens einem Freilauf versehen ist. Dabei ist der Freilauf dem Leitrad eines solchen Wandlers zugeordnet. Nur beispielsweise wird auf DE 36 04 393 C2 verwiesen.

In der Automobilindustrie besteht ein ständiges Verlangen nach Verringerung des Gewichtes von Bauteilen sowie des Bauraumes. Gleichzeitig strebt man eine Kostensenkung an sowie eine Erleichterung und Rationalisierung der Handhabung, insbesondere bei Montage und Demontage solcher Bauteile.

Es ist bekannt, die Leiträder hydrodynamischer Wandler aus Aluminium- Spritzguß herzustellen und mit dem Freilauf baulich zu vereinigen. Dabei ist der Freilauf-Außenring mit dem Leitrad formschlüssig verbunden. Der Freilauf- Außenring muß gehärtet und auf seiner Oberfläche bei Einhaltung sehr enger Toleranzen bearbeitet werden.

Eine solche Baugruppe bekannter Art hat zahlreiche Nachteile. Die Bearbeitung des im Leitrad integrierten Freilauf-Außenringes ist zeitaufwendig und teuer. Das Gewicht der Baugruppe wird trotz Einsatzes von Aluminium als Leichtmetall noch nicht als optimal empfunden. Die Unwuchteigenschaften lassen zu wünschen übrig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baugruppe der genannten Art derart zu gestalten, daß die Herstellungskosten gesenkt werden, daß die Zahl der Bauteile verringert wird, und daß die Baugruppe leichter handhabbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Die Erfinder haben demgemäß als Material für das Leitrad (den Stator) eines hydrodynamischen Wandlers einen Werkstoff ausgesucht, der die notwendige Festigkeit, Zähigkeit und Wärmebeständigkeit aufweist, nämlich einen glasfaser-verstärkten Kunststoff. Dabei bevorzugen sie ein teilkristallines Polyamid mit einer Temperaturbeständigkeit bei Dauergebrauch von 170°C oder mehr und einer Spitzen-Temperaturbeständigkeit von 200°C oder mehr.

Der komplett bearbeitete Freilauf-Außenring ist in dem Leitrad integriert, in den er von dem genannten Material umspritzt ist. Eine Nacharbeit des Freilauf-Außenringes ist bei dem genannten Material nicht notwendig, da die Spritztemperaturen nicht derart hoch sein müssen, daß der Effekt des Härtens des Außenringes wieder verloren ginge. Demgegenüber ist bei einem Leitrad aus Aluminium eine Nacharbeit in jedem Fall erforderlich, da die Spritztemperaturen dabei wesentlich höher sind.

Das genannte Material hält auch den mechanischen Anforderungen stand. Es hat sich zum Übertragen der erheblichen Drehmomente bestens bewährt.

Das Leitrad ist über den Freilauf-Außenring zum Feilauf-Innenring durch zwei am Freilauf integrierte U-förmige Scheiben aus bronzebeschichtetem Stahlblech radial gelagert. Die Baugruppe weist weiterhin zwei Axiallager auf. Das eine Lager nimmt dabei im Wandlerbetrieb eine relativ hohe Axiallast auf. Zweckmäßigerweise ist deshalb dieses Lager ein Nadellager. Das Nadellager kann sowohl form- als auch kraftschlüssig mit dem Leitrad verbunden sein. Dabei wird gleichzeitig der Freilauf durch die eine Lagerschale des Nadellagers axial fixiert. Das andere Lager, das sich auf der gegenüberliegenden Seite der Baugruppe befindet, ist weniger beansprucht. Es kann als Gleitlager ausgeführt werden und ist somit zweckmäßigerweise Bestandteil des Spritzgußteiles und damit des Leitrades. Durch diese Konstruktion kann die Leitrad-Baugruppe als geschlossene, vormontierte Einheit ohne lose Einzelteile ausgeführt werden.

Die wesentlichen Vorteile bestehen in folgendem:

Die Baugruppe kann kostengünstiger hergestellt werden, da eine Bearbeitung des Freilauf-Außenringes nach der Integration in das Leitrad nicht mehr notwendig ist. Die Kosten des Leitrades werden durch das gewählte Kunststoff-Material gegenüber dem Stand der Technik reduziert. Das Gewicht ist gegenüber der bekannten Ausführungsform mit Aluminium wesentlich verringert. Die Unwucht der Leitrad-Baugruppe ist gegenüber dem Stand der Technik reduziert. Die Baugruppe kann als geschlossene Einheit ohne lose Einzelteile geliefert und montiert werden.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Baugruppe in einem Axialschnitt.

Fig. 2 zeigt die Baugruppe von Fig. 1 in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie II-II.

Fig. 3 zeigt den Gegenstand von Fig. 1 in einer Draufsicht in Richtung des Pfeiles A.

Fig. 4 zeigt den Gegenstand von Fig. 1 in einer Draufsicht in Richtung des Pfeiles B.

Fig. 5 zeigt den Gegenstand von Fig. 1 ohne den Innenring 1.3, ohne das Nadellager 4.2.

Die Baugruppe weist einen Freilauf 1 auf. Dieser umfaßt seinerseits einen Innenkäfig 1.1, einen Außenkäfig 1.5, eine Mehrzahl von Klemmkörpern 1.2, zwei Lagerringe 1.6, einen Freilauf-Innenring 1.3 und einen Freilauf-Außenring 1.4. Der Freilauf-Außenring hat an seinem Außenbereich eine von einer Zylinderfläche abweichende Kontur. Der Freilauf-Innenring ist wie dargestellt Teil einer Welle. Er kann aber auch als separates Teil ausgeführt und mit einer solchen Welle drehfest verbunden sein.

Das Leitrad 2 des Wandlers, das komplett aus dem Kunststoff-Material besteht, umfaßt einen Ring 2.1 mit einem Kranz von Schaufeln 2.2. Durch das Umspritzen ist dieser Ring 2.1 formschlüssig mit der nicht-zylindrischen Kontur des Freilauf-Außenringes 1.4 verbunden. Durch diesen Formschluß wird eine drehfeste Verbindung sichergestellt. Gleichzeitig wird dadurch auch ein axiales Herauswandern des Freilauf-Außenringes aus dem Leitrad unterbunden.

Die kraftschlüssige Anbindung des Axial-Nadellagers 4.2 zum Leitrad 2 wird durch die Gestaltung des Ringes 2.1 realisiert. Durch diesen hier geschilderten Aufbau läßt sich eine sehr exakte Zentrierung aller entscheidenden Bauteile erzielen.

Wie man aus den Fig. 1 und 4 erkennt, befindet sich auf der angeströmten Seite der Baugruppe ein Gleitlager 4.1. Dieses ist einteilig mit dem Leitrad 2. Es ist somit zusammen mit dem übrigen Leitrad 2 beim Spritzen hergestellt. Siehe die Segmente 4.1.1 mit den dazwischen befindlichen Nuten, in denen beim Betrieb Öl zum Zwecke der Kühlung strömt.

Die Lagerringe 1.6 sind mit Bohrungen 5.1 versehen, durch welche Öl strömt, um den Freilauf 1 zu schmieren.

Statt der hier dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, den Ring 2.1 beim Spritzvorgang um das Nadellager 4.2 herumzuspritzen, so daß dieses auf diese Weise zum festen Bestandteil der Baugruppe wird.

Die Figuren beziehen sich auf einen Klemmkörper-Freilauf. Die Erfindung ist jedoch auch anwendbar auf andere Freilauf-Bauarten, zum Beispiel Rollen- oder Ratschen-Freiläufe.

Claims

1. Baugruppe, umfassend einen Freilauf (1), das Leitrad (2) eines hydrodynamischen Wandlers sowie zwei Axiallager;

1. 1.1 der Freilauf (1) weist einen Innenkäfig (1.1), einen Außenkäfig und zwei Lagerringe (1.6) auf;
2. 1.2 der Freilauf (1) weist einen Freilauf-Innenring (1.3) auf;
3. 1.3 der Freilauf (1) weist einen Freilauf-Außenring (1.4) auf;
4. 1.4 das Leitrad (2) besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff und ist im Spritzgußverfahren hergestellt;
5. 1.5 das Leitrad (2) ist beim Spritzgußvorgang auf den Freilauf-Außenring (1.4) aufgespritzt, so daß es diesen - in einem Axialschnitt gesehen - U- förmig umgreift;
6. 1.6 im stirnseitigen Bereich des den Freilauf-Außenring (1.4) umgreifenden Materials ist jeweils eines der Axiallager (4.1, 4.2) angeordnet.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Anströmseite des Leitrades (2) befindliche Lager (4.1) ein mit dem Leitrad (2) einteiliges Segmentlager ist.

3. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Anströmseite des Leitrades (2) befindliche Lager (4.1) ein mit dem Leitrad (2) drehfest verbundenes Segmentlager ist.

4. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Abströmseite des Leitrades (2) befindliche Lager (4.2) ein Nadellager ist.

5. Baugruppe nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1. 5.1 das den Freilauf-Außenring (1.4) auf der einen Seite stirnseitig umschließende Material (2.4) reicht in radialer Richtung nach innen bis in den Bereich des Freilauf-Lageringes (1.6);
2. 5.2 das den Freilauf-Außenring (1.4) auf der anderen Seite stirnseitig umschließende Material (2.3) reicht in radialer Richtung bis in den Bereich des Freilauf-Außenringes (1.3).

6. Baugruppe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1. 6.1 das den Freilauf-Außenring (1.4) auf der einen Seite stirnseitig umschließende Material (2.3), das in radialer Richtung nach innen bis in den Bereich des Freilauf-Außenringes (1.3) reicht (2.3), befindet sich auf der Abströmseite des Leitrades (2);
2. 6.2 das den Freilauf-Außenring (1.4) auf der einen Seite stirnseitig umschließende Material (2.3), umfaßt - in Draufsicht gesehen - eine Anzahl von Klauen (2.3.1), zwischen denen sich Aussparungen befinden;
3. 6.3 die Klauen (2.3.1) erstrecken sich in radialer Richtung nur bis zum Außenring (1.4) des Freilaufes (1.1) und überdecken dessen diesbezügliche Stirnfläche nur zu einem Teil.

7. Baugruppe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Nadellager (4.2) und dem Freilauf (1) eine zusätzliche Stahlscheibe (5) angeordnet ist.

8. Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadellager (4.2) beim Spritzgußvorgang mit eingespritzt und somit von dem den Freilauf-Außenring (1.4) auf der einen Seite stirnseitig umschließende Material (2.3) umhüllt ist.

9. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenring (1.4) des Freilaufes 1 und dem Leitrad 2 eine formschlüssige Verbindung hergestellt ist.

10. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein teilkristallines Polyamid ist.