DE10064014A1 - Pumpenradbaugruppe, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, und Verfahren zur Herstellung einer Pumpenradbaugruppe - Google Patents

Abstract

Eine Pumpenradbaugruppe, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfasst eine Pumpenradschale (20), an welcher in Umfangsrichtung um eine zentrale Achse (A) aufeinander folgend eine Mehrzahl von Pumpenradschaufeln (28) vorgesehen ist, wobei jede Pumpenradschaufel (28) eine Mehrzahl von sich in einer Schaufellängsrichtung erstreckenden Vorsprüngen (78, 80, 82) aufweist und an der Pumpenradschale (20) für jeden der Vorsprünge (78, 80, 82) eine Einsenkung vogesehen ist, in welche dieser eingreift. Dabei ist vorgesehen, dass wenigstens einer (82) der Vorsprünge (78, 80, 82) jeder Pumpenradschaufel (28) in einem seiner Erstreckungsendbereiche (84) eine Einkerbung (86) aufweist, in welche diesen Vorsprung umgebendes Material der Pumpenradschale (20) nach Durchführung eines Umformungsvorgangs eingreift.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpenradbaugruppe, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend eine Pumpen­ radschale, an welche in Umfangsrichtung um eine zentrale Achse aufein­ ander folgend eine Mehrzahl von Pumpenradschaufeln vorgesehen ist, wobei jede Pumpenradschaufel eine Mehrzahl von sich in einer Schaufel­ längsrichtung erstreckenden Vorsprüngen aufweist und an der Pumpenrad­ schale für jeden der Vorsprünge eine Einsenkung vorgesehen ist, in welche dieser eingreift.

Aus der DE-A-27 16 161 ist eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung in Form eines Drehmomentwandlers bekannt, bei welchem die Pumpenrad­ schaufeln an der Pumpenradschale durch Durchführung eines Verstemm­ vorgangs festgelegt werden. Dabei wird das Material der Pumpenradschale in dem Bereich der zur Aufnahme der Vorsprünge an den Pumpenrad­ schaufeln vorgesehenen Einsenkungen entlang der Längserstreckung der verschiedenen Pumpenradschaufeln bzw. der Vorsprünge derselben ver­ formt. Durch einen beim Verformen in Richtung auf den jeweiligen Vor­ sprung zu gepressten Materialbereich wird dieser Vorsprung an die andere die zugeordnete Einsenkung begrenzende Wandung gepresst, so dass eine Fixierung erhalten wird. Um mit diesem Vorgang eine feste Halterung der Schaufeln erhalten zu können, muss im Bereich aller Einsenkungen bzw. im Bereich aller Vorsprünge dieser Umformungsvorgang vorgenommen wer­ den.

Um die Halterung von derartigen Schaufeln an den Trägerteilen, also bei­ spielsweise an der Pumpenradschale, noch verbessern zu können, ist es des Weiteren bekannt, nach dem Einsetzen der Pumpenradschaufeln mit ihren Vorsprüngen in die Pumpenradschale einen Verlötungsvorgang durch­ zuführen, so dass zusätzlich eine materialschlüssige Verbindung erhalten wird. Hierzu ist es jedoch erforderlich, zunächst die Schaufeln mit einem Lötwerkstoff galvanisch zu überziehen und dann beispielsweise durch Eintauchen der aus Pumpenradschale und Pumpenradschaufeln dann gebil­ deten Baugruppe in ein Wärmebad oder durch sonstiges Erhitzen den Lötwerkstoff zu schmelzen. Diese Herstellung einer Lötverbindung invol­ viert eine Vielzahl an aufwendigen Arbeitsschritten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Pum­ penradbaugruppe derart auszugestalten, dass in einfacher und kosten­ günstiger Art und Weise eine zuverlässige Halterung der Pumpenradschau­ feln an der Pumpenradschale erlangt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Pumpenradbaugruppe, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungs­ einrichtung, umfassend eine Pumpenradschale, an welcher in Umfangs­ richtung um eine zentrale Achse aufeinander folgend eine Mehrzahl von Pumpenradschaufeln vorgesehen ist, wobei jede Pumpenradschaufel eine Mehrzahl von sich in einer Schaufellängsrichtung erstreckenden Vorsprün­ gen aufweist und an der Pumpenradschale für jeden der Vorsprünge eine Einsenkung vorgesehen ist, in welche dieser eingreift.

Erfindungsgemäß ist dabei weiter vorgesehen, dass wenigstens einer der Vorsprünge jeder Pumpenradschaufel in einem seiner Erstreckungsendbe­ reiche eine Einkerbung aufweist, in welche diesen Vorsprung umgebendes Material der Pumpenradschale nach Durchführung eines Umformungsvor­ gangs eingreift.

Wird bei wenigstens einem der Vorsprünge an einer Pumpenradschaufel eine derartige Einkerbung gebildet, so bildet diese Einkerbung zusammen mit dem an diese angreifenden Material der dann umgeformten Pumpenrad­ schale eine formschlüssige Halterung mit der Folge, dass ein Herauslösen der Pumpenradschale mit ihren Vorsprüngen aus, den zugeordneten Ein­ senkungen nicht mehr möglich ist. Es ist somit ohne die Durchführung von Lötvorgängen o. dgl. eine definierte und sichere Fixierung für die Pumpen­ radschaufeln an der Pumpenradschale geschaffen, wobei aufgrund der erzielbaren sehr festen formschlüssigen Halterung eine derartige Vor­ gehensweise im Bereich eines einzigen der Vorsprünge ausreicht.

Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der wenigstens eine Vorsprung der der zentralen Achse am nächsten liegende Vorsprung einer jeweiligen Pumpenradschaufel ist. Weiterhin ist es zum Erhalt einer möglichst sicheren Fixierung vorteilhaft, wenn der Erstreckungsendbereich der der zentralen Achse am nächsten liegende Endbereich des wenigstens einen Vorsprungs ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Pumpenradbaugruppe, insbeson­ dere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend die folgenden Schritte:

• a) Bereitstellen wenigstens einer Pumpenradschaufel an ihrer zur Verbindung mit einer Pumpenradschale vorgesehenen Seite mit einer Mehrzahl von in einer Schaufellängsrichtung sich erstreckenden Vorsprüngen, wobei bei wenigstens einem der Vorsprünge in wenigstens einem seiner Erstreckungsendbe­ reiche eine Einkerbung gebildet wird,
• b) Bereitstellen der Pumpenradschale mit einer Mehrzahl von zur Aufnahme der Vorsprünge an der wenigstens einen Pumpen­ radschaufel vorgesehenen Einsenkungen,
• c) Einführen der wenigstens einen Pumpenradschaufel mit ihren Vorsprüngen in die für diese vorgesehenen Einsenkungen,
• d) Umformen, vorzugsweise Verstemmen, des Materials der Pumpenradschale wenigstens in einem dem mit der Einker­ bung versehenen Erstreckungsendbereich des wenigstens einen Vorsprungs benachbarten Bereich.

Wie bereits eingangs erwähnt, ist es die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, die beispielsweise in hydrodynamischen Drehmomentwandlern einzusetzenden Pumpenradbaugruppen in möglichst einfacher Art und Weise und somit möglichst kostengünstig herstellen zu können, wobei jedoch den im Betrieb auftretenden Anforderungen an die verschiedenen Materialien bzw. die verschiedenen Verbindungsbereiche gleichwohl Rech­ nung getragen werden muss.

Gemäß einem weiteren Aspekt sieht daher die vorliegende Erfindung ferner eine Pumpenradbaugruppe vor, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend eine Pumpenradschale, welche in ihrem zentralen Bereich mit einer Pumpenradnabe verbunden ist.

Erfindungsgemäß ist dabei weiter vorgesehen, dass die Verbindung durch Materialumformung der Pumpenradschale oder/und der Pumpenradnabe gebildet ist.

Auch im Bereich der Verbindung einer Pumpenradschale mit einer Pumpen­ radnabe ist es also möglich, alleine durch Umformungsschritte eine defi­ nierte und feste, gleichwohl jedoch auch fluiddichte Verbindung herzu­ stellen, ohne beispielsweise aufwendige Schweißvorgänge o. dgl. durch­ führen zu müssen.

Bei einer derartig ausgestalteten Pumpenradbaugruppe kann vorzugsweise ferner vorgesehen sein, dass an einer Außenumfangsseite der Pumpenrad­ nabe wenigstens eine Verbindungseinsenkung vorgesehen ist, in welche nach Umformung Material der Pumpenradschale eingreift.

Um über den ganzen Umfangsbereich eine feste und insbesondere auch fluiddichte Verbindung herstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Verbindungseinsenkung eine in Umfangsrichtung um eine zentrale Achse der Pumpenradnabe umlaufende nutartige Einsenkung ist.

Der Anforderung, vor allem eine fluiddichte Verbindung zwischen der Pumpenradnabe und der Pumpenradschale herzustellen, kann in beson­ derem Maße dann Rechnung getragen werden, wenn die wenigstens eine Verbindungseinsenkung mit einem hinterschnittenen Profil, vorzugsweise Schwalbenschwanzinnenprofil, ausgebildet ist. Durch die Hinterschnei­ dungsbereiche, in welche dann letztendlich auch das Material des verform­ ten Bauteils eintritt, wird letztendlich eine labyrinthartige Dichtungsver­ bindung hergestellt, welche den Austritt von Fluid, insbesondere von Öl o. dgl. im Wesentlichen vollständig unterbindet.

Gemäß einem weiteren Aspekt sieht die vorliegende Erfindung ein Ver­ fahren vor zur Herstellung einer Pumpenradbaugruppe, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend die Schritte:

• a) Bereitstellen eines Pumpenradschalenteils mit einem halsar­ tigen Ansatz in einem zentralen Bereich desselben,
• b) Bereitstellen eines Pumpenradnabenteils mit einer derartigen Abmessung, dass dieses mit dem halsartigen Ansatz sich überlappend positionierbar ist,
  wobei an dem halsartigen Ansatz oder/und dem Pumpenradnabenteil an der dem jeweils anderen Bauteil zugewandt positionierten oder zu positionierenden Oberfläche wenigstens eine Verbindungseinsenkung vorgesehen wird,
• c) ineinander eingreifendes Positionieren des Pumpenradnaben­ teils und des halsartigen Ansatzes,
• d) Umformen des halsartigen Ansatzes oder/und des Pumpenrad­ nabenteils derart, dass Material des umgeformten Bauteils in die am jeweils anderen Bauteil vorgesehene wenigstens eine Verbindungseinsenkung eintritt.

Bei einem derartigen Verfahren ist vorzugsweise dann vorgesehen, dass die wenigstens eine Verbindungseinsenkung an dem halsartigen Ansatz oder/­ und an dem Pumpenradnabenteil mit einem hinterschnittenen Profil, vor­ zugsweise Schwalbenschwanzinnenprofil, vorgesehen wird. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Verbindungseinsenkung an einer Außenumfangsseite des Pumpenradnabenteils vorgesehen wird.

Die Verbindung zwischen dem Pumpenradschalenteil und dem Pumpenrad­ nabenteil kann in besonders einfacher Weise dadurch hergestellt werden, dass der Schritt d) einen Drückwalzvorgang umfasst.

Bei der Herstellung derartiger Pumpenradbaugruppen besteht grundsätzlich das Problem, dass der aus Pumpenradschale und Pumpenradnabe gebildete Zusammenbau zu einer Drehachse des Gesamtsystems eine hohe Sym­ metrie aufweisen muss, um Unwuchten zu vermeiden. Eine hohe Präzision beim Herstellen einer Pumpenradbaugruppe kann gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch erlangt werden, dass der Schritt a) das Umformen eines im Wesentlichen ebenen Blechrohlings im Wesentlichen nur in seinem zentralen Bereich zum Erhalt des halsartigen Ansatzes umfasst. Dabei ist vorzugsweise dann weiter vorgesehen, dass das Verfahren nach dem Schritt d) einen weiteren Umformungsschritt e) umfasst zum Umformen des Pumpenradschalenteils in seinem Bereich radial außerhalb des halsartigen Ansatzes zum Erhalt der zur Verbindung mit Pumpenradschaufeln geeigneten Form einer Pumpenradschale.

Es wird also erfindungsgemäß zunächst zum Verbinden des Pumpenrad­ schalenteils mit dem Pumpenradnabenteil das Pumpenradschalenteil nur in seinem radial inneren Bereich durch entsprechendes Umformen eines Rohlings vorbereitet. Der radial äußere an diesen zentralen Bereich anschließende Abschnitt bleibt zunächst im Wesentlichen noch unverformt. Erst dann, wenn die Verbindung zwischen dem Pumpenradschalenteil und dem Pumpenradnabenteil hergestellt ist, wird der verbleibende Bereich des Pumpenradschalenteils umgeformt und in seine Einbauform gebracht. Dieser Umformungsvorgang kann jedoch in definierter Art und Weise unter Zentrierung bezüglich des Pumpenradnabenteils und somit auch bezüglich der Systemdrehachse durchgeführt werden. Infolgedessen wird eine be­ züglich dieser Systemdrehachse hochsymmetrische Baugruppe erhalten.

Der Vorgang, in welchem in seinem Bereich radial außerhalb des zentralen Bereichs das Pumpenradschalenteil umgeformt wird, kann vorzugsweise wieder ein Drückwalzvorgang sein. Dieser Vorgang kann letztendlich in derselben Bearbeitungsmaschine durchgeführt werden, in welcher zuvor bereits das Pumpenradschalenteil mit dem Pumpenradnabenteil verbunden worden ist, so dass ein Herausnehmen dieses Zusammenbaus vor dem Umformen des radial äußeren Bereichs des Pumpenradschalenteils nicht erforderlich ist. Dies vereinfacht den Herstellungsvorgang erheblich, ins­ besondere auch deshalb, weil nicht andere Arbeitsgänge, wie beispiels­ weise eine Verschweißung o. dgl., mit eingeführt werden müssen. Die so hergestellte Pumpenradbaugruppe kann dann beispielsweise in einem Verfahren, wie es vorangehend beschrieben wurde, mit den verschiedenen Pumpenradschaufeln verbunden werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Ver­ fahren zur Herstellung einer Pumpenradbaugruppe, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend die Schritte:

• a) Verbinden eines Pumpenradschalenteils in seinem zentralen Bereich mit einem Pumpenradnabenteil, wobei das Pumpen­ radschalenteil in seinem Bereich radial außerhalb des zentralen Bereichs ein im Wesentlichen unverformter Rohling ist,
• b) nach dem Schritt a) Verformen des Pumpenradschalenteils in seinem Bereich radial außerhalb des zentralen Bereichs zum Erhalt einer zur Verbindung mit Pumpenradschaufeln geeig­ neten Form einer Pumpenradschale.

Wie bereits vorangehend ausgeführt, hat die Vorgehensweise, bei welcher zunächst das im Wesentlichen noch als Rohling vorgesehene Pumpenrad­ schalenteil mit dem Pumpenradnabenteil verbunden wird und erst dann eine Umformung des Pumpenradschalenteils stattfindet, den wesentlichen Vorteil, dass die erhaltene Baugruppe bezüglich der Systemdrehachse hochsymmetrisch ist. Dieser Vorteil stellt sich jedoch insbesondere auch dann ein, wenn die Verbindung zwischen dem Pumpenradschalenteil und dem Pumpenradnabenteil auf andere Art und Weise erfolgt als vorangehend beschrieben, also beispielsweise auch durch Verschweißung erfolgt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine hydrodynamische Kopplungs­ einrichtung, insbesondere einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder eine Fluidkupplung, bei welcher eine erfindungsgemäße Pumpenrad­ baugruppe bzw. eine nach einer erfindungsgemäßen Vorgehensweise hergestellte Pumpenradbaugruppe vorgesehen ist.

Im Folgenden wir die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert be­ schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Teil-Längsschnittansicht einer hydrodynamischen Kopp­ lungseinrichtung, bei welcher die vorliegende Erfindung ver­ wirklicht ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer bei der erfindungsgemäßen hydro­ dynamischen Kopplungseinrichtung eingesetzten Pumpenrad­ schaufel;

Fig. 3 das im Kreis III in Fig. 2 dargestellte Detail vergrößert;

Fig. 4 eine Teil-Längsschnittansicht eines Pumpenradschalenteils in einer Fertigungsstufe beim Zusammensetzen mit einem Pum­ penradnabenteil;

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Pumpenradbaugruppe.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße hydrodynamische Kopplungseinrichtung in Form eines Drehmomentwandlers 10 dargestellt. Der Drehmomentwand­ ler 10 umfasst eine allgemein mit 12 bezeichnete Gehäuseanordnung. Die Gehäuseanordnung 12 wiederum umfasst einen Gehäusedeckel 14, der in seinem zentralen, der Drehachse nahen Bereich mit einem Lagerzapfen 16 beispielsweise durch Verschweißung fest verbunden ist und der in seinem radial äußeren Bereich in Umfangsrichtung um die Drehachse A verteilt eine Mehrzahl von Kopplungselementen 18 trägt, über welche der Drehmomentwandler 10 drehfest an eine Antriebswelle, beispielsweise Kurbelwelle, angebunden werden kann.

Des Weiteren umfasst die Gehäuseanordnung 12 eine im radial äußeren Bereich mit dem Gehäusedeckel 14 beispielsweise durch Verschweißung verbundene Pumpenradschale 20. In ihrem radial inneren Bereich ist die Pumpenradschale 20, wie im Folgenden noch detailliert beschrieben, mit einer im Wesentlichen kreiszylindrischen Pumpenradnabe 22 verbunden. An ihrer dem Innenraum 24 zugewandten Oberfläche 26 ist die Pumpenrad­ schale 20 ferner mit einer Mehrzahl von Pumpenradschaufeln 28 fest verbunden. Die die Pumpenradschale 20, die Pumpenradnabe 22 und die Pumpenradschaufeln 28 im Wesentlichen umfassende Baugruppe wird im allgemeinen als Pumpenrad 30 bezeichnet.

Im Inneren 24 des Drehmomentwandlers 10 ist weiter ein Turbinenrad 32 vorgesehen. Eine Turbinenradschale 34 trägt an ihrer der Pumpenradschale 20 zugewandten Seite eine Mehrzahl von Turbinenradschaufeln 36. Im radial inneren Bereich ist die Turbinenradschale 34 mit einer Turbinenrad­ nabe 38 fest verbunden. Die Turbinenradnabe 38 kann mit einer Abtriebswelle, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle, drehfest verbunden werden.

Axial zwischen dem Pumpenrad 30 und dem Turbinenrad 32 liegt ein allgemein mit 40 bezeichnetes Leitrad. Dieses umfasst eine Mehrzahl von Leitradschaufeln 42, die auf einem Leitradring 44 getragen sind. Der Leit­ radring 44 ist über eine Freilaufanordnung 46 auf einem nicht dargestellten, zur Pumpenradnabe 22 einerseits und zu der nicht dargestellten Abtriebs­ welle andererseits im Wesentlichen konzentrisch verlaufenden Stütz­ element, beispielsweise Stützhöhlwelle, derart drehbar getragen, dass er um die Drehachse A in einer Drehrichtung drehbar, in der anderen Richtung jedoch blockiert ist. Über jeweilige Lageranordnungen 48, 50 ist das Leitrad 40 bezüglich des Pumpenrads 30 einerseits und bezüglich des Turbinenrads 32 andererseits axial abgestützt bzw. gelagert. Das Turbinenrad 32 ist an der anderen axialen Seite über eine Lagerungsanordnung 52 axial an der Gehäuseanordnung 12 bzw. dem Gehäusedeckel 14 gelagert bzw. abge­ stützt.

Der hydrodynamische Drehmomentwandler 10 umfasst ferner eine all­ gemein mit 54 bezeichnete Überbrückungskupplungsanordnung. Die Über­ brückungskupplungsanordnung 54 weist ein Kupplungselement bzw. einen Kupplungskolben 56 auf. Dieser ist in seinem radial äußeren Bereich mit dem Turbinenrad 32 zur gemeinsamen Drehung gekoppelt, bezüglich die­ sem jedoch axial verschiebbar gehalten. Im radial inneren Bereich ist eben­ falls der Kupplungskolben 56 auf der Turbinenradnabe 38 axial verschieb­ bar und unter Zwischenlagerung eines Dichtungselements 58 angeordnet. Im radial äußeren Bereich trägt der Kupplungskolben 56 einen Reibbelag 60. Bei Erhöhung des Drucks in einem im Wesentlichen zwischen dem Kupplungskolben 56 und der Pumpenradschale 20 gebildeten Raumbereich 64 bezüglich des Drucks in einem im Wesentlichen zwischen dem Kupp­ lungskolben 56 und dem Gehäusedeckel 14 gebildeten Raumbereich 60, beispielsweise durch vermehrte Arbeitsfluidzuführung in den Raumbereich 64, wird der Kupplungskolben 56 mit seinem Reibbelag 60 gegen eine entsprechende Reibfläche des Gehäusedeckels 14 gepresst, so dass eine reibschlüssige Verbindung hergestellt wird. Auf diese Art und Weise kann eine direkte Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Gehäuse­ anordnung 12 und dem Turbinenrad 38 ohne Miteinbeziehung des Fluid­ strömungskreislaufs über das Pumpenrad 30, das Turbinenrad 32 und das Leitrad 40 hergestellt werden.

Es sei darauf hingewiesen, dass vorangehend nur der grundsätzliche kon­ struktive Aufbau eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 be­ schrieben worden ist. Es ist selbstverständlich, dass in den verschieden­ sten Aspekten dieser anders ausgebildet sein könnte als vorangehend beschrieben. Dies ist für die Belange der vorliegenden Erfindung, welche im Folgenden detailliert beschrieben wird, jedoch nicht von Bedeutung.

Man erkennt in Fig. 1, dass an der Pumpenradschale 20 jeder Pumpenrad­ schaufel 28 zugeordnet eine Mehrzahl von sickenartigen Einsenkungen 70, 72, 74 vorgesehen ist. Diese sickenartigen Einsenkungen 70, 72, 74 können beispielsweise durch Prägen des im allgemeinen aus Blechmaterial gebildeten Rohlings der Pumpenradschale 20 oder der bereits verformten Pumpenradschale 20 erhalten werden.

In entsprechender Weise weist, wie insbesondere auch in Fig. 2 erkennbar, jede Pumpenradschaufel 28 an ihrer der Oberfläche 26 der Pumpenrad­ schale 20 zugewandt zu positionierenden Seite 76 eine Mehrzahl von lappenartigen Vorsprüngen 78, 80, 82 auf. Diese lappenartigen Vorsprünge 78, 80, 82 sind ebenso wie die sickenartigen Einsenkungen 70, 72, 74 in der Schaufellängsrichtung, also in der Erstreckungsrichtung der Kante oder Seite 76 einer jeweiligen Pumpenradschaufel 28, sich erstreckend bzw. langgestreckt ausgebildet. Um über diese gesamte Kontakt- oder Er­ streckungslänge eine näherungsweise gleichmäßige Halterung der Pumpen­ radschaufeln 28 an der Pumpenradschale 20 zu erlangen, sind die beiden Vorsprünge 78, 82 im radial äußeren bzw. im radial inneren Endbereich vorgesehen, während der Vorsprung 80 näherungsweise im zentralen radialen Bereich positioniert ist.

In dem in Fig. 3 vergrößert dargestellten Detail erkennt man, dass an dem radial innen liegenden lappenartigen Vorsprung 80 in seinem ebenfalls radial innen liegenden Endbereich 84 - bezogen auf seine vorangehend angesprochene Längserstreckung - eine Einkerbung bzw. Einsenkung 86 gebildet ist. Diese Einkerbung 86 liegt letztendlich an einer nach radial innen gewandt positionierten Stirnfläche oder Stirnseite 88 des Vorsprungs 82. Diese Einsenkung kann beispielsweise beim Herstellen einer derartigen Pumpenradschaufel 28 durch Ausstanzen eines Blechteils gebildet werden.

Beim Zusammenfügen der Pumpenradschale 20 mit den Pumpenradschau­ feln 28 werden die Pumpenradschaufeln 28 mit ihren Vorsprüngen 78, 80, 82 in die zugeordneten Einsenkungen 70, 72, 74 eingesetzt, wobei bei­ spielsweise derart vorgegangen werden kann, dass zunächst der Vorsprung 78 in die Einsenkung 70 eingesetzt wird und dann durch abrollende Be­ wegung der Vorsprung 80 in die Einsenkung 72 und am Ende der Vor­ sprung 82 in die Einsenkung 74 eingesetzt werden. Darauf folgend wird das die Einsenkung 74 umschließende Material der Pumpenradschale 20 beispielsweise durch Einsatz eines Verstemmwerkzeuges in dem den End­ bereich 84 des Vorsprungs 82 umgebenden Bereich verformt und auf diese Art und Weise gegen den Vorsprung 82 gepresst. Durch diesen Verfor­ mungsvorgang tritt Material der Pumpenradschale 20 in die Einkerbung 86 ein und füllt diese im Wesentlichen vollständig aus. Die Einkerbung 86, welche letztendlich nach dem Einführen des Vorsprungs 82 in die Einsen­ kung 74 eine dem Vorsprung 82 zugeordnete Hinterschneidung gebildet hat, wirkt nun mit dem in diese eingetretenen Material der Pumpenrad­ schale 20 zum Erzeugen einer formschlüssigen Halterung des Vorsprungs 82 in der Einsenkung 74 zusammen. Es ist dann nicht mehr möglich, den Vorsprung 82 aus der diesem zugeordneten Einsenkung 74 herauszubewegen mit der Folge, dass eine definierte und sichere Halterung der ge­ samten Pumpenradschaufel 28 an der Pumpenradschale 20 erlangt wird. Es ist dazu lediglich das Verformen der Pumpenradschale 20 in oder nahe dem an den Endbereich 84 angrenzenden, insbesondere an die Stirnseite 88 angrenzenden Bereich erforderlich. Insbesondere im Bereich der anderen sickenartigen Einsenkungen 70, 72 ist es nicht erforderlich, weitere Ver­ stemm- oder Umformungsvorgänge durchzuführen, um ein Herausbewegen der Pumpenradschaufel 28 mit ihren Vorsprüngen 78, 80 aus diesen Ein­ senkungen 70, 72 zu verhindern. Hierzu reicht alleine die im radial inneren Endbereich der jeweiligen Pumpenradschaufel 28 hergestellte - form­ schlüssige Verbindung aus, insbesondere auch daher, da die verschiedenen Einsenkungen 70, 72, 74 auf einer gekrümmten Linie liegen und somit ein in Richtung der Drehachse A gerichtetes Herausziehen der Pumpenrad­ schaufel 28 nicht möglich ist. Auch ein Herausdrehen der Pumpenrad­ schaufel 28 im umgekehrten Sinne, wie sie zuvor beim Zusammenfügen eingesetzt worden ist, ist aufgrund der formschlüssigen Verbindung nicht mehr möglich.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Pumpenrads 30 bzw. die Vorgehensweise zum Aufbau desselben kann zum einen die zur Verbindung der verschiedenen Pumpenradschaufeln 28 mit der Pumpenradschale 20 erforderliche Anzahl an Umformungsvorgängen deutlich gesenkt werden, da letztendlich bei jeder Pumpenradschaufel 28 nur ein einziger Umfor­ mungsvorgang stattfinden muss. Auch ist es nicht erforderlich, in einem zusätzlichen Verlötschritt eine noch festere Verbindung zu erlangen, da die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erlangte Verbindung eine sehr sichere Halterung der Pumpenradschaufeln 28 an der Pumpenradschale 20 ermöglicht.

Es sei schließlich noch darauf hingewiesen, dass in ihrem von der Pumpen­ radschale 20 abgewandt liegenden Bereich die Pumpenradschaufeln 28 durch weitere lappenartige Vorsprünge 90, 92, welche entsprechende schlitzartige Durchtrittsöffnungen in einem Pumpenradinnenring 94 durch­ setzen und in ihrem hinteren Endbereich dann umgebogen sind, an diesem Pumpenradinnenring 94 fixiert sind. Eine entsprechende Fixierung ist auch im Bereich der Turbinenradschaufeln 36 an der Turbinenradschale 34 bzw. am Turbinenradinnenring 98 möglich. Die erfindungsgemäße Art der Fixie­ rung ist insbesondere dort von Vorteil, wo aufgrund der erforderlichen Dichtigkeit keine schlitzartigen Durchtrittsöffnungen gebildet werden kön­ nen, sondern lediglich das Bereitstellen von im Bodenbereich abgeschlos­ senen Einsenkungen möglich ist. Je nach Geometrie der Pumpenradschale 20 ist es selbstverständlich auch möglich, anstelle des radial innen liegen­ den Vorsprungs 82 den radial außen liegenden Vorsprung 78 in seinem radial außen liegenden bzw. dem radial äußeren freien Ende der Pumpen­ radschaufel 28 zugewandt positionierten Endbereich eine derartige Ein­ kerbung vorzusehen. Auch ist es grundsätzlich möglich, sowohl am radial inneren Vorsprung 82 als auch am radial äußeren Vorsprung 78 eine der­ artige Maßnahme bereitzustellen.

Man erkennt in Fig. 1 ferner, dass auch im radial inneren Bereich die Pum­ penradschale 20 mit der Pumpenradnabe 22, welche in bekannter Weise eine in einer Getriebeanordnung vorgesehene Ölförderpumpe antreiben kann, durch Materialumformung verbunden ist. Dies wird im Folgenden auch mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 beschrieben. Man erkennt in Fig. 4 ein allgemein mit 100 bezeichnetes Pumpenradschalenteil. Dieses Pumpenrad­ schalenteil 100 wird beispielsweise durch Ausstanzen eines im Wesent­ lichen kreisscheibenartigen Blechrohlings erhalten, welcher dann in seinem radial inneren oder zentralen Bereich 102 derart umgeformt wird, dass ein sich im Wesentlichen in Richtung der zentralen Achse A erstreckender und zu dieser konzentrischer halsartiger, im Wesentlichen kreiszylindrischer Ansatz 104 gebildet wird. In dem radial außen an den halsartigen Ansatz 104 anschließenden Bereich 106 bleibt vorzugsweise das Pumpenradscha­ lenteil 100 noch unverformt und behält somit seine im Wesentlichen ebene Konfiguration.

Ein zum Erhalt der Pumpenradnabe 22 eingesetztes Pumpenradnabenteil 108 ist im Wesentlichen als kreiszylindrisches Bauteil ausgebildet. In dieses Pumpenradnabenteil 108 wird beispielsweise in, einem Fräsvorgang in einem Endbereich 110 desselben eine zur zentralen Achse A konzentrische Umfangsnut an der Außenumfangsseite 112 vorgesehen. Man erkennt in Fig. 4, dass diese Umfangsnut 114 ein hinterschnittenes Profil aufweist, das vorzugsweise eine schwalbenschwanzartige Konfiguration hat. Die Abmessungen des halsartigen Ansatzes 104 in seinem Innenumfangs­ bereich und des Pumpenradnabenteils 108 in seinem Außenumfangsbereich sind derart aufeinander abgestimmt, dass mit seinem Endbereich 110 das Pumpenradnabenteil 108 in den halsartigen Ansatz 104 eingeführt werden kann und in diesen passend, d. h. mit möglichst geringem, eine fluiddichte Verbindung zulassenden Bewegungsspiel, eingesetzt werden kann. Zum Verbinden des Pumpenradschalenteils 100 mit dem Pumpenradnabenteil 108 wird nunmehr die in Fig. 4 dargestellte Relativpositionierung vorge­ sehen, in welcher der halsartige Ansatz 104 des Pumpenradschalenteils 100 die Verbindungseinsenkung 114 vollständig überlappt. Nachfolgend wird dann, wie durch einen Pfeil P angedeutet, beispielsweise in einem Drückwalzvorgang von radial außen her der halsartige Anstz 104 derart beaufschlagt, dass Material dieses halsartigen Ansatzes 104 in die Ver­ bindungseinsenkung 114 eintritt und diese vorzugsweise im Wesentlichen vollständig ausfüllt. Es wird dann die insbesondere auch in den Fig. 1 und 5 erkennbare Konfiguration erhalten, bei welcher der halsartige Ansatz 104 mit einem Ausformungsbereich 116, dessen Profil im Wesentlichen dem durch die Verbindungseinsenkung 114 vorgegebenen Profil entspricht, in die Verbindungseinsenkung 114 eingreift. Es ist auf diese Art und Weise eine sehr feste und insbesondere auch fluiddichte Verbindung zwischen dem Pumpenradschalenteil 100 und dem Pumpenradnabenteil 108 vor­ gesehen. Zum Erhalt der fluiddichten Verbindung ist insbesondere die mit Hinterschneidung ausgebildete Profilierung der Verbindungseinsenkung 114 vorteilhaft, da auf diese Art und Weise letztendlich eine labyrinthartige Dichtungsverbindung geschaffen wird.

Man erkennt, dass in der vorangehend beschriebenen Art und Weise ein Pumpenrad aufgebaut werden kann, ohne dass hier sehr komplex durch­ zuführende Arbeitsvorgänge, wie z. B. ein Schweißvorgang, erforderlich sind. Gleichwohl wird eine insbesondere auch fluiddichte Verbindung hergestellt.

Ein weiterer besonders vorteilhafter Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher letztendlich jedoch von der Art und Weise der Verbindung zwi­ schen Pumpenradschalenteil 100 und Pumpenradnabenteil 108 unabhängig ist, vorzugsweise jedoch in Verbindung mit der vorangehend beschriebenen Vorgehensweise vorgesehen wird, ist das Ausbilden der zum Einbau vor­ gesehenen Form der Pumpenradschale 20, wie sie auch in Fig. 1 erkennbar ist, erst nach dem Verbinden des Pumpenradschalenteils 100 mit dem Pumpenradnabenteil 108. Die das Pumpenradschalenteil 100 und Pumpen­ radnabenteil 108 umfassende Baugruppe, also im Wesentlichen auch das Pumpenrad 30, erfordert aufgrund der im Betrieb auftretenden Zentrifugal­ kräfte eine hohe Rotationssymmetrie bezüglich der Drehachse A, um das Auftreten von Unwuchten bzw. dadurch angeregten Schwingungen zu vermeiden. Gemäß diesem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zunächst zur Verbindung des Pumpenradschalenteils 100 mit dem Pumpenradnabenteil 108 lediglich in seinem radial inneren oder zentralen Bereich 102 das Pumpenradschalenteil 100 so vorbereitet, dass diese Verbindung, also beispielsweise Umformung oder auch Verschweißung, vorgenommen werden kann. In seinem radial weiter außen liegenden Be­ reich 106 bleibt das Pumpenradschalenteil 100 noch im Wesentlichen unverformt. Erst nach dem Durchführen des vorangehend angesprochenen Verbindungsvorgangs wird dann, vorzugsweise ebenfalls in einem Drück­ walzvorgang, das Pumpenradschalenteil 100 in seinem Bereich 106 bei­ spielsweise in die in Fig. 5 erkennbare Form gebracht wird, in welcher dann letztendlich auch die Verbindung mit dem in Fig. 1 erkennbaren Gehäuse­ deckel 14 möglich ist. Dieser weitere Umformungsvorgang kann dann in einer Maschine bzw. in einem Werkzeug derart vorgenommen werden, dass eine präzise Zentrierung bezüglich der zentralen Achse A bzw. bezüglich des Pumpenradnabenteils 108 vorhanden ist. Infolgedessen ist das dann umgeformte Pumpenradschalenteil 100 mit hoher Symmetrie bezüglich der Achse A ausgebildet, und das Auftreten von Unwuchten kann weitgehend ausgeschlossen werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist, dass sowohl das Verbinden des Pumpenradschalenteils 100 mit dem Pumpen­ radnabenteil 108 als auch der Umformungsvorgang des Pumpenradschalen­ teils 100 in seinem Bereich 106 in der gleichen Maschine und unmittelbar aufeinander folgend vorgenommen werden können, so dass es beispiels­ weise nicht erforderlich ist, diese Baugruppe aus einer Maschine herauszu­ nehmen und zur weiteren Bearbeitung in eine andere Maschine zu über­ tragen. Selbstverständlich können bei dem Vorgang, in welchem der Be­ reich 106 des Pumpenradschalenteils 100 verformt wird, auch die vor­ angehend mit Bezug auf die Fig. 1 angesprochenen Einsenkungen 70, 72, 74 für die Pumpenradschaufeln 28 vorgesehen werden. Dies ist jedoch auch in einem separaten nachfolgenden Arbeitsgang möglich.

Es sei darauf hingewiesen, dass insbesondere auch die Art der Verbindung zwischen dem Pumpenradschalenteil 100 und dem Pumpenradnabenteil 108 in anderer Art und Weise vorgenommen werden kann. So könnte beispielsweise der halsartige Ansatz 104 an seinem Außenumfangsbereich mit einer Verbindungseinsenkung versehen werden und dann in den Innen­ bereich des Pumpenradnabenteils 108 eingeführt werden, so dass nach­ folgend dann das Pumpenradnabenteil 108 zum Erhalt der Verbindung umzuformen ist. Aus strömungstechnischen Gründen ist jedoch die in Fig. 4 dargestellte Variante bevorzugt. Des Weiteren könnte selbstverständlich die Verbindungseinsenkung 114 auch am Innenumfangsbereich des hals­ artigen Ansatzes 104 vorgesehen sein und dann das Pumpenradnabenteil 108 von radial innen her verformt werden. Hier ist jedoch die in Fig. 4 erkennbare Konfiguration aufgrund des deutlich einfacher durchzuführenden Umformungsvorgangs vorteilhaft. Auch ist es nicht zwingendermaßen erforderlich, die Verbindungseinsenkung 114 mit einem hinterschnittenen Profil auszugestalten, auch ein rechteckiges Einsenkungsprofil wäre hier grundsätzlich möglich.

Zu der an wenigstens einem der Vorsprünge 78, 80, 82 vorgesehenen Einkerbung sei noch ausgeführt, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung eine derartige Einkerbung nicht nur die in der Fig. 3 erkennbare mulden­ artige oder einsenkungsartige Konfiguration aufweisen kann, sondern beispielsweise auch gebildet sein kann durch ein schwalbenschwanzartiges Profil des entsprechenden Vorsprungs. Das heißt, eine derartige Einkerbung kann beispielsweise auch gebildet werden durch eine den Vorsprung in der Schaufellängsrichtung dann begrenzende Kante oder Stirnfläche (88 in Fig. 3), welche bezüglich einer den Vorsprung in seinem freien Endbereich begrenzenden Kante oder Fläche einen Winkel von weniger als 90° ein­ schließt.

Claims (18)

1. Pumpenradbaugruppe, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend eine Pumpenradschale (20), an welcher in Umfangsrichtung um eine zentrale Achse (A) aufeinander folgend eine Mehrzahl von Pumpenradschaufeln (28) vorgesehen ist, wobei jede Pumpenradschaufel (28) eine Mehrzahl von sich in einer Schaufellängsrichtung erstreckenden Vorsprüngen (78, 80, 82) aufweist und an der Pumpenradschale (20) für jeden der Vorsprünge (78, 80, 82) eine Einsenkung (70, 72, 74) vorgesehen ist, in welche dieser eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer (82) der Vorsprünge (78, 80, 82) jeder Pumpenradschaufel (28) in einem seiner Er­ streckungsendbereiche (84) eine Einkerbung (86) aufweist, in welche diesen Vorsprung (82) umgebendes Material der Pumpenrad­ schale (20) nach Durchführung eines Umformungsvorgangs eingreift.

2. Pumpenradbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorsprung (82) der der zentralen Achse (A) am nächsten liegende Vorsprung einer jeweiligen Pumpenradschaufel (28) ist.

3. Pumpenradbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Erstreckungsendbereich (84) der der zentralen Achse (A) am nächsten liegende Endbereich des we­ nigstens einen Vorsprungs (82) ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Pumpenradbaugruppe, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend die folgenden Schritte:

• a) Bereitstellen wenigstens einer Pumpenradschaufel (28) an ihrer zur Verbindung mit einer Pumpenradschale (20) vorgese­ henen Seite (76) mit einer Mehrzahl von in einer Schaufel­ längsrichtung sich erstreckenden Vorsprüngen (78, 80, 82), wobei bei wenigstens einem (82) der Vorsprünge (78, 80, 82) in wenigstens einem seiner Erstreckungsendbereiche (84) eine Einkerbung (86) gebildet wird,
• b) Bereitstellen der Pumpenradschale (20) mit einer Mehrzahl von zur Aufnahme der Vorsprünge (78, 80, 82) an der wenigstens einen Pumpenradschaufel (28) vorgesehenen Einsenkungen (70, 72, 74),
• c) Einführen der wenigstens einen Pumpenradschaufel (28) mit ihren Vorsprüngen (78, 80, 82) in die für diese vorgesehenen Einsenkungen (70, 72, 74),
• d) Umformen, vorzugsweise Verstemmen, des Materials der Pumpenradschale (20) wenigstens in einem dem mit der Ein­ kerbung (86) versehenen Erstreckungsendbereich (84) des wenigstens einen Vorsprungs (82) benachbarten Bereich.

5. Pumpenradbaugruppe, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend eine Pumpenradschale (20), wel­ che in ihrem zentralen Bereich mit einer Pumpenradnabe (22) ver­ bunden ist, vorzugsweise in Verbindung mit einem oder mehreren der Merkmale der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch Materialumfor­ mung der Pumpenradschale (20) oder/und der Pumpenradnabe (22) gebildet ist.

6. Pumpenradbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenumfangsseite (112) der Pumpenradnabe (22) wenigstens eine Verbindungseinsenkung (114) vorgesehen ist, in welche nach Umformung Material der Pum­ penradschale (20) eingreift.

7. Pumpenradbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindungsein­ senkung (114) eine in Umfangsrichtung um eine zentrale Achse (A) der Pumpenradnabe (22) umlaufende nutartige Einsenkung ist.

8. Pumpenradbaugruppe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindungsein­ senkung (114) mit einem hinterschnittenen Profil, vorzugsweise Schwalbenschwanzinnenprofil, ausgebildet ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Pumpenradbaugruppe, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend die Schritte:

• a) Bereitstellen eines Pumpenradschalenteils (100) mit einem halsartigen Ansatz (104) in einem zentralen Bereich (102) desselben,
• b) Bereitstellen eines Pumpenradnabenteils (108) mit einer der­ artigen Abmessung, dass dieses mit dem halsartigen Ansatz (104) sich überlappend positionierbar ist,
  wobei an dem halsartigen Ansatz (104) oder/und dem Pumpenrad­ nabenteil (108) an der dem jeweils anderen Bauteil zugewandt posi­ tionierten oder zu positionierenden Oberfläche (112) wenigstens eine Verbindungseinsenkung (114) vorgesehen wird,
• c) ineinander eingreifendes Positionieren des Pumpenradnaben­ teils (108) und des halsartigen Ansatzes (104),
• d) Umformen des halsartigen Ansatzes (104) oder/und des Pum­ penradnabenteils (108) derart, dass Material des umgeformten Bauteils in die am jeweils anderen Bauteil vorgesehene wenig­ stens eine Verbindungseinsenkung (114) eintritt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindungsein­ senkung (114) an dem halsartigen Ansatz (104) oder/und an dem Pumpenradnabenteil (108) mit einem hinterschnittenen Profil, vor­ zugsweise Schwalbenschwanzinnenprofil, vorgesehen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindungsein­ senkung (114) an einer Außenumfangsseite (112) des Pumpenrad­ nabenteils (108) vorgesehen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt d) einen Drückwalzvor­ gang umfasst.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) das Umformen eines im Wesentlichen ebenen Blechrohlings im Wesentlichen nur in seinem zentralen Bereich (102) zum Erhalt des halsartigen Ansatzes (104) umfasst.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach dem Schritt d) einen weiteren Umformungsschritt e) umfasst zum Umformen des Pumpenradschalenteils (100) in seinem Bereich (106) radial außer­ halb des halsartigen Ansatzes (104) zum Erhalt der zur Verbindung mit Pumpenradschaufeln (28) geeigneten Form einer Pumpenrad­ schale (20).

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt e) einen Drückwalzvorgang umfasst.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt e) ein Verfahren nach Anspruch 4 durchgeführt wird.

17. Verfahren zur Herstellung einer Pumpenradbaugruppe, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend die Schritte:

• a) Verbinden eines Pumpenradschalenteils (100) in seinem zentralen Bereich (102) mit einem Pumpenradnabenteil (108), wobei das Pumpenradschalenteil (100) in seinem Bereich (106) radial außerhalb des zentralen Bereichs (102) ein im Wesentlichen unverformter Rohling ist,
• b) nach dem Schritt a) Verformen des Pumpenradschalenteils (100) in seinem Bereich (106) radial außerhalb des zentralen Bereichs (102) zum Erhalt einer zur Verbindung mit Pumpen­ radschaufeln (28) geeigneten Form einer Pumpenradschale (20).

18. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrody­ namischer Drehmomentwandler oder Fluidkupplung, umfassend eine Pumpenradbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder/und nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei vorzugsweise die Pumpen­ radbaugruppe nach einem Verfahren gemäß Anspruch 4 oder/und gemäß einem der Ansprüche 9 bis 17 hergestellt ist.