DE10120477A1 - Hydrodynamische Kupplung - Google Patents
Hydrodynamische KupplungInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16D33/00—Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type
- F16D33/06—Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type controlled by changing the amount of liquid in the working circuit
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16D33/00—Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type
- F16D33/18—Details
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H41/00—Rotary fluid gearing of the hydrokinetic type
- F16H41/24—Details
- F16H41/30—Details relating to venting, lubrication, cooling, circulation of the cooling medium
Abstract
Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplungseinheit mit einem Primärrad und einem Sekundärrad, mit einer mit dem Primärrad drehfest verbundenen Schale, die das Sekundärrad in axialer Richtung und wenigstens teilweise in radialer Richtung umschließt; DOLLAR A Primärrad mit Schale und Sekundärrad sind jeweils in einem ortsfesten oder mit Relativdrehzahl rotierenden Bauelement beidseitig des torusförmigen Arbeitsraumes in jeweils einer Lagerstelle gelagert; DOLLAR A gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: DOLLAR A Jede Lagerstelle umfaßt mindestens ein kombiniertes Axial- und Radiallager, die kombinierten Axial- und Radiallager sind als Gleitlager mit Flüssigkeitsreibung ausgeführt, wobei jeweils die für die Funktion des Axial- oder Radiallagers erforderliche Gleitpaarung vom jeweiligen Rad - Primärrad und Sekundärrad - oder einem mit diesem drehfest verbundenen Element und die andere zweite Gleitfläche vom ortsfesten oder mit Relativdrehzahl rotierenden Bauelement gebildet wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplung, im einzelnen mit
den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hydrodynamische Kupplungen sind in verschiedenen Ausführungen aus
einer Vielzahl von Druckschriften bekannt. Stellvertretend wird auf den
Voith-Druck Nr. CR 277d5.00 1090 verwiesen. Dieser offenbart eine
hydrodynamische Kupplung mit integrierter Ölversorgungsanlage. Die
hydrodynamische Kupplung umfaßt dabei ein als Pumpenrad fungierendes
Primärrad und ein Sekundärrad, wobei dem Primärrad eine sogenannte
Kupplungs- oder Pumpenradschale zugeordnet ist, die drehfest mit dem
Primärrad verbunden ist und das Sekundärrad in axialer Richtung und
wenigstens über einen Teil der radialen Erstreckung umschließt. Die
Lagerung der einzelnen Elemente erfolgt dabei fliegend und in der Regel
über Wälzlager. Um entsprechende Verschmutzungen von den Lagern
fernzuhalten, sind Filtereinrichtungen in der Ölversorgungsanlage
vorgesehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydrodynamische
Kupplung derart weiterzuentwickeln, daß diese durch eine möglichst
einfach gestaltete Lagerunganordnung charakterisiert ist, die zudem
gegenüber Verschmutzungen relativ unempfindlich ist und eine hohe
Lebensdauer aufweist. Des weiteren ist die Anzahl der Lagerstellen gering
zu hatten und nach Möglichkeit eine einfache Versorgung dieser mit
Schmiermittel zu gewährleisten.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruches 1
charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
Die hydrodynamische Kupplung umfaßt ein, in der Regel als Pumpenrad
fungierendes Primärrad und ein als Turbinenrad fungierendes Sekundärrad.
Dem Primärrad ist eine Schale zugeordnet, welche mit diesem drehfest
verbunden ist und das Sekundärrad in axialer Richtung und wenigstens
teilweise auch in radialer Richtung umschließt. Erfindungsgemäß werden
das Primärrad und das Sekundärrad jeweils zweifach gelagert, das heißt
die einzelnen Schaufelräder - Primärrad oder Sekundärrad - sind nicht
fliegend gelagert und die Lagerungen, insbesondere die Lagerung zur
Abstützung von Axial- und Radialkräften sind jeweils als kombinierte Axial-
und Radiallager in Form von Gleitlagern ausgeführt, wobei diese mit
Flüssigkeits- oder zumindest Mischreibung betrieben werden. Als Reibung,
die während der Abstützung der Schaufelräder bei Rotation auftritt,
insbesondere zwischen beiden Reibpartnern, wird durch die innere
Reibung der Flüssigkeit oder des Gases, welches den Schmierfilm
zwischen den Gleitflächen erzeugt, charakterisiert. Damit ist eine nahezu
verschleißlose Lagerung möglich, welche auch gegenüber
Verschmutzungen relativ unempfindlich ist.
Bezüglich der konkreten Ausführung der Lageranordnung bestehen
mehrere Möglichkeiten. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden
jeweils die zu einer Zweifachlagerung mit beidseitig des torusförmigen
Arbeitsraumes angeordneten Radial- und Axiallager als kombinierte Radial-
Axial-Gleitlager ausgeführt. Damit weist jede Zweifachlagerung zwei
Lagerstellen auf. Dabei werden die Funktion eines Lagerzapfens bei einem
Radial-Gleitlager und die einer Wellenscheibe für ein Axial-Gleitlager von
ein- und demselben Element, insbesondere dem bewegbaren Bauelement
gebildet, d. h. Primärrad oder Sekundärrad bzw. den drehfest mit diesen
gekoppelten Elementen, während die Funktion des ortsfesten Elementes in
Form des Lagerkörpers und der Gehäusescheibe für jedes kombinierte
Axial- und Radiallager ebenfalls von einem Element gebildet wird. Dazu ist
vorgesehen, daß zur Lagerung des Primärrades der Lagerzapfen
bezugnehmend auf die Trennebene zwischen Primärrad und Sekundärrad
für das eine kombinierte Axial- und Radiallager von der Schale gebildet
wird, während für die zweite Lagerstelle der Lagerzapfen von der in axialer
Richtung vorgesehenen Verlängerung des Pumpenrades auf der
gegenüberliegenden Seite bezogen auf die Trennebene gebildet wird. Als
Lagerkörper fungieren dabei beispielsweise ein Gehäuseelement oder ein
anderes mit einer Relativgeschwindigkeit zu dem entsprechenden
Schaufelrad, hier Primärrad, rotierendes Element. Die Führung des
Primärrades erfolgt dabei derart, daß dieses gegenüber den beiden
Lagerkörpern einen mit Schmiermittel befüllbaren Spalt sowohl in axialer
als auch radialer Richtung bildet, wobei die jeweils zueinanderweisenden
und koaxial zur Rotationsachse ausgebildeten Flächen von Primärrad bzw.
Verlängerung des Primärrades und der Schale, das heißt einer Fläche am
Außenumfang von Primärrad und Schale und die koaxial zur
Rotationsachse ausgebildete und verlaufende Fläche am Lagerkörper die
Gleitflächen für das Radiallager bilden, während die in einem Winkel oder
senkrecht zu diesen Gleitflächen verlaufenden, einander
gegenüberliegenden Flächen, welche ebenfalls durch einen Spalt getrennt
sind, die Gleitflächen für das Axiallager bilden. In Analogie gilt dies auch für
die Lagerung des als Turbinenrad fungierenden Sekundärrades, welches
ebenfalls durch eine Zweifachlagerung charakterisiert ist, wobei das
Sekundärrad durch das Primärrad hindurchgeführt wird, beziehungsweise
das Primärrad und die Schale das Sekundärrad in Umfangsrichtung
vollständig und teilweise in axialer Richtung unter Bildung eines Spaltes,
welcher auch als Schmierspalt des kombinierten Radial- und Axiallagers
genutzt wird, umschließt. Das mit dem Turbinenrad drehfest gekoppelte
Element, beispielsweise in Form eines Wellenstranges und die Lagerung
des Sekundärrades ist daher in axialer Richtung, ausgehend von der
Trennebene zwischen Pumpen- und Turbinenrad betrachtet, durch eine
größere Entfernung zur Trennebene als die Lagerung des Primärrades
gekennzeichnet. Die Lagerung des Sekundärrades erfolgt ebenfalls durch
Ausbildung bzw. Ausnutzung von Flächen am Außenumfang des
Sekundärrades beziehungsweise der entsprechenden Verlängerungen
koaxial zur Rotationsachse für die Radiallagerfunktion sowie in einem
Winkel oder senkrecht zu diesem, für die Axiallagerfunktion, wobei das
Sekundärrad beziehungsweise die mit diesem drehfest gekoppelte
Verlängerung die Funktion des Lagerzapfens beziehungsweise der
Wellenscheibe für das Radial-Axial-Gleitlager bilden. Die Funktion des
Lagerkörpers bzw. der Gehäusescheibe eines Radial-Axialgleitlagers wird
ebenfalls von einem, vorzugsweise ortsfesten Element, beispielsweise dem
Gehäuse gebildet.
Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, daß zusätzlich
der aufgrund der Anordnung von Primärrad und Sekundärrad entstehende
Zwischenraum zwischen beiden im Bereich der Trennebene ebenfalls als
Axialgleitlager genutzt werden kann, wenn dieses entsprechend mit
Schmiermittel versorgt wird.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die einzelnen
Lagerstellen für das Primärrad und Sekundärrad derart zusammengefaßt,
daß lediglich beidseitig des torusförmigen Arbeitsraumes nur eine von
beiden - Primärrad und Sekundärrad - gemeinsam genutzte Lagerstelle
vorhanden ist. Die Ausführung der Lagerung ist dabei dadurch
charakterisiert, daß von einem ortsfesten oder mit einer Relativdrehzahl zu
Primärrad, Schale oder Sekundärrad drehenden Element sowohl die
Funktionen der Lagerkörper für das Radiallager des Primärrades als auch
des Sekundärrades und die Funktion der Gehäusescheibe für die beiden
entsprechenden Axiallager übernommen werden. Das eine Gleitfläche
tragende Element ist somit lediglich ein ortsfestes oder mit einer
Relativdrehzahl drehendes Element. Elemente der Lagerpaarung sind somit
das ortsfeste Element und Primärrad oder Sekundärrad. Dabei wird auch
hier das Sekundärrad durch das Primärrad hindurchgeführt und die
entsprechenden Gleitflächen für das Radiallager jeweils vom Außenumfang
der beiden Elemente gebildet, wobei diese vorzugsweise bei vereinfacht
ausgestalteter Lagerausführung einen gleichen Durchmesser in diesem
Bereich aufweisen und die Gleitflächen für das Axiallager durch die
entsprechenden Querschnittsveränderungen an den beiden Bauelementen
vorgenommen, beispielsweise für das Sekundärrad durch Vorsehen eines
entsprechenden Wellenabsatzes.
Diese erfindungsgemäße Lösung bietet des weiteren den Vorteil, daß die
Schmiermittelversorgung über eine ohnehin zur Funktion der Kupplung
vorhandene Betriebsmittelversorgung realisiert werden kann, insbesondere
bei zentripetaler Durchströmung der hydrodynamischen Kupplung das
Betriebsmittel über die Lageranordnung um das Sekundärrad herum zum
torusförmigen Arbeitsraum geführt wird, während bei zentrifugaler
Durchströmung das Betriebsmittel beispielsweise durch einen im
Sekundärrad bzw. des mit diesem drehfest verbundenen Elementes
vorgesehene Verbindungskanal geführt wird, wobei von diesem
Verbindungskanal die Lagerstellen von innen, daß heißt aus dem Bereich
der Rotationsachse mit Schmiermittel versorgt werden können.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren
erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
Fig. 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung eine
erfindungsgemäß ausgeführte hydrodynamischen Kupplung
mit jeweils vorgesehener Zweifachlagerung des Primär- und
Sekundärrades, wobei jedes Lager der Zweifachlagerung als
kombiniertes Axial- und Radiallager ausgeführt ist;
Fig. 2 verdeutlicht eine vorteilhafte Weiterentwicklung einer
Ausführung gemäß Fig. 1, bei welcher Elemente der
einzelnen Lagerungen zusammengefaßt wurden.
Die Fig. 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung eine
erfindungsgemäß ausgeführte hydrodynamische Kupplung 1. Die
hydrodynamische Kupplung 1 umfaßt ein, in der Regel als Pumpenrad
fungierendes Primärrad 2 und ein als Turbinenrad fungierendes
Sekundärrad 3, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum bilden.
Dies bedeutet, daß für den Normalfall der Kraftübertragung im
Traktionsbetrieb von einem Antrieb zum Abtrieb die Leistung vom
Primärrad 2 zum Sekundärrad 3 hin übertragen wird. Das Primärrad 2 ist
dazu drehfest mit einem, hier im einzelnen nicht weiter dargestellten,
Antrieb 4 und das Sekundärrad 3 mit einem Abtrieb 5 gekoppelt. Das
Primärrad 2 ist drehfest mit einer Kupplungsschale 6 gekoppelt, welche das
Sekundärrad 3 in axialer Richtung und wenigstens teilweise in radialer
Richtung unter Bildung eines Zwischenraumes 7 umschließt. Primärrad 2
und Sekundärrad 3 sind in einem hier im einzelnen nicht dargestellten
Gehäuse oder einem anderen, mit einer Relativdrehzahl zum Pumpenrad
oder dem Turbinenrad rotierenden, Bauteil gelagert. Erfindungsgemäß sind
das Primärrad 2 und das Sekundärrad 3 jeweils zweifach gelagert, d. h. die
einzelnen Schaufelräder - Primärrad 2 oder Sekundärrad 3 - sind nicht
fliegend gelagert und die hydrodynamische Kupplung 1 kann des weiteren
frei von einer Direktlagerung zwischen dem Primärrad 2 und dem
Sekundärrad 3 sein. Diese Zweifachlagerung ist für das Primärrad 2 mit 8
bezeichnet und für das Sekundärrad 3 mit 9. Die Zweifachlagerung 8 für
das Primärrad 2 umfaßt dabei zwei kombinierte Axial- und Radiallager 10.1
und 10.2, welche beidseitig dem Primärrad 2 zugeordnet sind. Die
Zweifachlagerung 9 für das Sekundärrad 3 umfaßt zwei kombinierte Axial-
und Radiallager für das Sekundärrad 3, welche hier mit 11.1 und 11.2
bezeichnet sind. Jedes kombinierte Axial- und Radiallager 10.1 und 10.2 für
das Primärrad 2 umfaßt einen Lagerkörper 12.1 bzw. 12.2. Die Lagerkörper
12.1 bzw. 12.2 bilden dabei jeweils eine erste Gleitfläche 13.1A bzw. 13.2A
zur Realisierung der Funktion eines Radiallagers. Die erste Gleitfläche
13.1A bzw. 13.2A ist zu diesem Zweck koaxial zur Rotationsachse R und in
Umfangsrichtung verlaufend ausgeführt. Die erste Gleitfläche 13.1A bzw.
13.2A ist an der zur Rotationsachse R gerichteten Stirnseite 14.1 bzw. 14.2
des Lagerkörpers 12.1 bzw. 12.2 ausgebildet. Der Lagerkörper 12.1 bzw.
12.2 weist mindestens eine weitere Gleitfläche 15.1A bzw. 15.2A auf,
welche in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse R angeordnet ist und
die Funktion einer Gleitfläche zur Übertragung von Axialkräften übernimmt.
Vorzugsweise erfolgt bei ringförmiger Ausgestaltung der Lagerkörper 12.1
bzw. 12.2 auch an deren, vom torusförigen Arbeitsrsaum 40 abgewandten
Stirnseite die Ausbildung einer, hier nicht speziell bezeichneten Gleitfläche,
welche mit einer weiteren, senkrecht zur Rotationsachse R ausgebildeten
Gleitfläche in Wirkverbindung tritt. Diese Gleitfläche am Lagerkörper 12.1
bzw. 12.2 ist der Gleitfläche 15.1A, 15.2A gegenüberliegend angeordnet,
und vorzugsweise parallel zu dieser. In Analogie gilt dies auch für die dazu
komplementäre Gleitfläche am Wellenzapfen in Form der Kupplungsschale
6. Die zur Realisierung der Funktion eines Radiallagers in der kombinierten
Axial- und Radiallagerung 10.1 bzw. 10.2 zur Gleitfläche 13.1A bzw. 13.2A
komplementäre Gleitfläche am Primärrad 2 ist mit 13.1B bzw. 13.2B
bezeichnet. Die Gleitfläche 13.1B am ersten kombinierten Axial- und
Radiallager 10.1 ist dabei an der Kupplungsschale 6 ausgebildet. Die
Kupplungsschale 6 weist zu diesem Zwecke in axialer Richtung einen
ringförmigen Vorsprung auf, welcher diese Gleitfläche 13.1B trägt. Die
Gleitfläche 13.2B des kombinierten Axial- und Radiallagers 10.2 ist dabei in
axialer Richtung betrachtet auf der Seite des schaufeltragenden Bereiches
des Primärrads 2, das heißt auf der vom torusförmigen Arbeitsraum aus
betrachtet gegenüberliegenden Seite angeordnet. Vorzugsweise sind beide
Gleitflächen 13.1B und 13.2B an Hohlwellen, insbesondere dem
Außenumfang der Hohlwelle, ausgebildet, wobei die Gleitflächen ebenfalls
koaxial zur Rotationsachse R ausgebildet sind. Die zur Übertragung von
Axialkräften erforderlichen komplementären Gleitflächen zu den Gleitflächen
15.1A und 15.2A werden von vorzugsweise parallel zu den Gleitflächen
15.1A und 15.2A sowie senkrecht zur Rotationsachse R ausgerichteten
Flächen 15.1B und 15.2B am Primärrad 2 bzw. dem mit dieser drehfest
gekoppelten Kupplungsschale 6 ausgebildet. Die Kupplungsschale 6
übernimmt somit im kombinierten Axial- und Radiallager 10.1 die Funktion
eines Lagerzapfens für das Radiallager und gleichzeitig einer
Wellenscheibe für das Axiallager. Der den beschaufelten Bereich tragende
Teil bzw. der in axialer Richtung vom Turbinenrad 3 weggerichtete Teil des
Primärrades 2 mit den Gleitflächen 13.2B und 15.2B übernimmt ebenfalls
die Funktion des Lagerzapfens wie bei Radiallagern bzw. der
Wellenscheibe bei Axiallager. Die Funktion von Lagerzapfen und
Wellenscheibe ist somit in einem Bauteil vereint. In Analogie gelten diese
Ausführungen auch für die kombinierten Axial- und Radiallager 11.1 und
11.2. Auch diese sind durch das Vorhandensein eines Lagerkörpers 16.1
bzw. 16.2 gekennzeichnet. Der Lagerkörper 16.1 bzw. 16.2 übernimmt
beim kombinierten Radial- und Axiallager sowohl die Funktion des
Lagerkörpers bei einem Radiallager als auch einer Gehäusescheibe beim
Axiallager. Auch dieser Lagerkörper weist jeweils für die Funktion des
Radiallagers und des Axiallagers eine entsprechende Gleitfläche auf. Die
erste Gleitfläche 17.1A bzw. 17.2A ist vorzugsweise koaxial zur
Rotationsachse R ausgebildet und an der zur Rotationsachse R hin
gerichteten Stirnseite 18.1 bzw. 18.2 des Lagerkörpers 16.1 bzw. 16.2
ausgeführt. Die zweite Gleitfläche 19.1A bzw. 19.2A dient der Übertragung
von Axialkräften und ist in einem Winkel zur Rotationsachse R,
vorzugsweise in einer Ebene, welche senkrecht zur Rotationsachse R
verläuft, angeordnet. Die zu den Gleitflächen 17.1A bzw. 17.2A und 19.1A
bzw. 19.2A komplementären Gleitflächen am Sekundärrad 3 sind jeweils
mit 17.1B bzw. 17.28 und 19.1B bzw. 19.2B bezeichnet. Die zur
Übertragung der Axialkräfte erforderlichen Gleitflächen 19.1B bzw. 19.28
sind am Sekundärrad 3, insbesondere einer drehfest mit diesem
verbundenen Wellenanordnung 20 ausgebildet, wobei die Gleitflächen
vorzugsweise von Wellenabsätzen 21 bzw. 22 gebildet werden. Die
Gleitflächen 17.1B und 17.2B sind ebenfalls koaxial zur Rotationsachse R
ausgerichtet und am Außenumfang 23 der Wellenanordnung 20
angeordnet. Das Gleitlager wird vorzugsweise im Betriebszustand der
hydrodynamischen Kupplung als Lager mit Flüssigkeitsreibung betrieben,
d. h., der Gleitreibungszustand ist dadurch charakterisiert, daß sich
zwischen den beiden Gleitflächen, hier 13.1A und 13.1B bzw. 13.2A und
13.2B, 15.1A und 15.1B bzw. 15.2A und 15.28, 17.1A und 17.1B, 17.2A
und 17.28, 19.1A und 19.1B, 19.2A und 19.28 ein geschlossener flüssiger
oder gasförmiger Schmierfilm bildet bzw. befindet, welcher eine
unmittelbare Berührung der beiden Reibpartner in Form der Gleitflächen
verhindert. Die Lagerzapfen bzw. die Wellenscheibe, d. h. die
Kupplungsschale 6 oder das mit dieser verbundene Primärrad 2 oder das
Sekundärrad 3, schwimmen im jeweiligen Lagerkörper 12.1, 12.2 bzw. 16.1
und 16.2. Die Reibung, welche während dieses Zustandes auftritt, wird
lediglich durch die innere Reibung der Flüssigkeit oder des Gases, welches
den Schmierfilm erzeugt, charakterisiert. Bei dieser Ausführung handelt es
sich damit um eine nahezu verschleißlose und gegenüber
Verschmutzungen relativ unempfindliche Lagerung. Auf eine spezielle
Lagerung, d. h. gegenseitige Abstützung zwischen Primärrad 2 und
Sekundärrad 3, kann verzichtet werden. Diese kann jedoch gemäß einer
vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ebenfalls sichergestellt
werden. Insbesondere kann diese ebenfalls in Form einer Gleitlagerung 41
realisiert werden. Gemäß Fig. 1 erfolgen die Versorgungen der
Lagerstellen 10.1, 10.2, 11.1 und 11.2 vorzugsweise über das gleiche
System, wie die Betriebsmittelzufuhr zum Arbeitsraum 40. In einer
besonderen Ausführung wird die Betriebsmittelzufuhr zum Arbeitsraum über
wenigstens einen Teil der Lagerstellen 10.1, 10.2, 11.1 bzw. 11.2 geführt.
In Fig. 1 sind zwei Möglichkeiten der Versorgung des torusförmigen
Arbeitsraumes mit Betriebsmittel offenbart, wobei die Führung des
Betriebsmittels gleichzeitig die Versorgung der Gleitlager gewährleistet. Die
Zufuhr über die Lagerstellen 10.1 und 11.1, den Zwischenraum zwischen
Pumpenradschale 6 und Turbinenrad bzw. Sekundärrad 3 zum
torusförmigen Arbeitsraum erfolgt bei zentripetaler Durchströmung, die
Zufuhr über die Lagerstellen 10.2, 11.2 bei zentrifugaler Durchströmung.
Zur Verdeutlichung sind beide Strömungswege eingezeichnet. Im
allgemeinen wird nur eine der beiden Möglichkeiten eingesetzt. Daher
erfolgt in jedem der beiden Fälle zusätzlich eine Versorgung der jeweils auf
der anderen Seite der Kupplung angeordneten anderen Lagerstellen über
mindestens einen Versorgungskanal in der Wellenanordnung, das heißt
dem Sekundärrad bzw. einer mit dieser gekoppelten Welle.
Fig. 2 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung gemäß
Fig. 1. Bei dieser wird die Funktion der Lagerkörper 12.1 bzw. 12.2 und
16.1 bzw. 16.2 der kombinierten Axial- und Radiallager 10.1, 10.2 bzw. 11.1
und 11.2 jeweils vor einem Bauteil ausgeführt. D. h., beidseitig des
torusförmigen Arbeitsraumes 40 ist jeweils nur noch eine Lagerstelle 24
bzw. 25 vorgesehen. Diese ist durch die gemeinsam von beiden
kombinierten Radial- und Axiallagern 10.1 bzw. 11.1 und 10.2 bzw. 11.2
genutzten Lagerkörper 26 und 27 gekennzeichnet. Die Lagerkörper 26 und
27 sind dabei im einfachsten Fall als sogenannte Gleitlagerschale 28 bzw.
29 ausgeführt, wobei diese jeweils die einzelnen Gleitflächen zur Ausübung
der Funktion der Kraftübertragung tragen. Die Gleitlagerschalen 28 und 29
umschließen dabei in Umfangsrichtung unter Bildung eines ersten radialen
Spaltes 30 bzw. 31 und jeweils zweier axialer Spalten 32 und 33 bzw. 34
und 35 die in axialer Richtung beidseitig ausgeführten Verlängerungen oder
drehfester Anbindung an Primärrad 2 und Sekundärrad 3, wobei jede
Gleitlagerschale 28 und 29 nebeneinander die Verlängerung von Primärrad
2 und Sekundärrad 3 umschließt. Insbesondere bildet die Gleitlagerschale
28 einen ersten radialen Spalt 30 mit der Kupplungsschale 6 und einen
axialen Spalt 32, wobei die Kupplungsschale 6 selbst vorzugsweise in dem,
die Gleitlagerflächen bildenden Bereich als Hohlwelle ausgeführt ist, durch
welche drehfest mit dem Sekundärrad 3 verbundene Wellenteile geführt
werden. Der radiale Spalt 30 wird des weiteren auch mit dem Sekundärrad
3 gebildet, wobei es sich dabei auch um ein drehfest mit dem Sekundärrad
3 gekoppeltes Bauelement handeln kann. Sekundärrad 3 und
Gleitlagerschale 28 bilden den axialen Spalt 33. In Analogie gilt dies auch
für die Gleitlagerschale 29, welche mit dem Primärrad 2 einen radialen
Spalt 31 und einen axialen Spalt 34 bildet, während mit dem Sekundärrad
3 ein radialer Spalt 31 und ein axialer Spalt 35 verbleiben. Diese Lösung
stellt eine besonders kompakte Ausführung dar, welche auch auf einfache
Art und Weise mit Schmiermittel versorgt werden kann, indem diese in ein
Betriebsmittelversorgungssystem für die hydrodynamische Kupplung 1
integriert wird. Die Betriebsmittelzufuhr kann dabei um den Außenumfang
des Turbinenrades über den Zwischenraum 7 erfolgen und damit eine
sogenannte zentripedale Durchströmung der hydrodynamischen Kupplung
1, insbesondere des torusförmigen Arbeitsraumes, bedingen. Die Zufuhr
zum Zwischenraum 7 erfolgt dabei vorzugsweise über die kombinierte
Axial- und Radiallageranordnung 10.1 bzw. 11.1. Eine weitere Möglichkeit
besteht in der Zufuhr von Betriebsmittel zum inneren Durchmesser des
torusförmigen Arbeitsraumes. In diesem Fall wird die mit dem Sekundärrad
3 drehfest gekoppelte Wellenanordnung 20 zur Betriebsmittelführung
genutzt. Aus dieser läßt sich auf einfache Art und Weise auch eine
Versorgung der kombinierten Axial- und Radiallagerung auf der
Abtriebsseite realisieren. Das Betriebsmittelversorgungssystem ist hier mit
36 bezeichnet, wobei bei zentripedaler Durchströmung der
hydrodynamischen Kupplung der Zulauf zum torusförmigen Arbeitsraum
mit 38.1 bezeichnet ist, während bei zentrifugaler Durchströmung der
Zulauf mit 38.2 gekennzeichnet ist. Im Betriebsmittelversorgungssystem 36
können dabei Einrichtungen zur Einigung oder Kühlung des Betriebsmittels
vorgesehen werden.
1
hydrodynamische Kupplung
2
Primärrad
3
Sekundärrad
4
Antrieb
5
Abtrieb
6
Kupplungsschale
7
Zwischenraum
8
Zweifachlagerung Primärrad
9
Zweifachlagerung Sekundärrad
10.1
,
10.2
kombinierte Axial- und Radiallagerung für das Primärrad
11.1
,
11.2
kombinierte Axial- und Radiallagerung für das Sekundärrad
12.1
,
12.2
Lagerkörper in der kombinierten Axial- und Radiallagerung
10.1
und
10.2
13.1
A,
13.2
A erste Gleitfläche am Lagerkörper
12.1
,
12.2
13.1
B,
13.2
B zweite Gleitfläche
14.1
,
14.2
Stirnseite
15.1
A,
15.1
B zweite Gleitfläche am Lagerkörper
12.1
,
12.2
15.2
A,
15.2
B Gleitfläche
16.1
,
16.2
Lagerkörper der kombinierten Axial- und Radiallagerung
11.1
,
11.2
17.1
A,
17.2
A erste Gleitfläche am Lagerkörper
16.1
,
16.2
17.1
B,
17.2
B zur ersten Gleitfläche
17.1
A,
17.2
A komplementäre Gleitfläche
am Sekundärrad
18.1
,
18.2
Stirnfläche
19.1
A,
19.2
A zweite Gleitfläche am Lagerkörper
16.1
,
16.2
19.1
B,
19.2
B zur ersten Gleitfläche komplementäre Gleitfläche am
Sekundärrad
3
20
Wellenanordnung
21
Wellenabsatz
22
Wellenabsatz
23
Außenumfang
24
erste Lagerstelle
25
zweite Lagerstelle
26
Lagerkörper
27
Lagerkörper
28
Gleitlagerschale
29
Gleitlagerschale
30
erster radialer Spalt an der Lagerstelle
24
31
erster radialer Spalt an der Lagerstelle
25
32
erster axialer Spalt an der Lagerstelle
24
33
zweiter axialer Spalt an der Lagerstelle
24
34
erster axialer Spalt an der Lagerstelle
25
35
zweiter axialer Spalt an der Lagerstelle
25
36
Betriebsmittelversorgungssystem
37
torusförmiger Arbeitsraum
38.1
Zulauf
38.2
Zulauf
40
torusförmiger Arbeitsraum
R Rotationsachse
R Rotationsachse
Claims (10)
1. Hydrodynamische Kupplungseinheit-
- 1. 1.1 mit einem Primärrad und einem Sekundärrad
- 2. 1.2 mit einer, mit dem Primärrad drehfest verbundenen Schale, die das Sekundärrad in axialer Richtung und wenigstens teilweise in radialer Richtung umschließt;
- 3. 1.3 Primärrad mit Schale und Sekundärrad sind jeweils in einem ortsfesten oder mit Relativdrehzahl rotierenden Bauelement beidseitig des torusförmigen Arbeitsraumes in jeweils einer Lagerstelle gelagert;
- 1. 1.4 jede Lagerstelle umfaßt mindestens ein kombiniertes Axial- und Radiallager;
- 2. 1.5 die kombinierten Axial- und Radiallager sind als Gleitlager mit Flüssigkeitsreibung ausgeführt, wobei jeweils die für die Funktion des Axial- oder Radiallagers erforderliche Gleitpaarung vom jeweiligen Rad - Primärrad und Sekundärrad - oder einem mit diesem drehfest verbundenen Element und die andere zweite Gleitfläche vom ortsfesten oder mit Relativdrehzahl rotierenden Bauelement gebildet wird.
2. Hydrodynamische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das ortsfeste oder mit Relativdrehzahl
rotierende Bauelement von einem Gehäuseteil gebildet wird.
3. Hydrodynamische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung und koaxial zur
Rotationsachse am Primärrad und Schale bzw. dem Sekundärrad
ausgebildete Gleitflächen jeweils die von einem kombinierten Axial-
und Radiallager zur Funktion der Radialkraftübertragung am
Lagerzapfen ausgebildeten Gleitflächen bilden und die in einem
Winkel zu diesen ausgerichteten Gleitflächen die zur Funktion der
Axialkraftübertragung in einem Axiallager an der Wellenscheibe
ausgebildete Gleitflächen bilden.
4. Hydrodynamische Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung und koaxial
am ortsfesten oder mit Relativdrehzahl rotierenden Bauelement
ausgebildeten Gleitflächen die zur Funktion der
Radialkraftübertragung am Lagerkörper eines Radialgleitlagers
ausgebildeten Gleitflächen bilden und die in einem Winkel zu diesen
verlaufenden Gleitflächen die zur Funktion der Axialkraftübertragung
in einem Axialgleitlager von der Gehäusescheibe ausgebildetten
Gleitflächen bilden.
5. Hydrodynamische Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die beiden auf einer Seiten
neben dem torusförmigen Arbeitsraum angeordneten kombinierten
Axial- und Radiallager in axialer Richtung unmittelbar nebeneinander
angeordnet sind.
6. Hydrodynamische Kupplung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß für jedes kombinierte Raidal- und Axiallager für
Primärrad und Sekundärrad die von einer Gehäusescheibe des
Axiallagers und einem Lagerkörper des Radiallagers gebildeten
Gleitflächen an jeweils einem separaten ortsfesten oder mit
Relativdrehzahl rotierenden Element angeordnet sind.
7. Hydrodynamische Kupplung nach Anspruch 5, gekennzeichnet
durch die folgenden Merkmale:
- 1. 7.1 beide jeweils in axialer Richtung nebeneinander angeordneten kombinierten Axial- und Radiallager für Primärrad und Sekundärrad nutzen ein gemeinsames ortsfestes oder in Relativdrehzahl rotierendes Bauelement zur Ausbildung als Lagerkörper und Gehäusescheibe;
- 2. 7.2 das ortsfeste oder mit Relativdrehzahl rotierende Bauelement wird von einer Gleitlagerschale gebildet.
8. Hydrodynamische Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 1. 8.1 Primärrad und Schale bzw. die mit diesem drehfest gekoppelten Verlängerungen weisen einen größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Sekundärrades oder eine mit diesem drehfest gekoppelte Verlängerung auf;
- 2. 8.2 das Sekundärrad bzw. die mit diesem drehfest gekoppelte Verlängerung wird in radialer Richtung unter Bildung eines Spaltes und in axialer Richtung teilweise vom Primärrad und der Schale umschlossen;
- 3. 8.3 jeweils die in Umfangsrichtung ausgebildeten Flächen am Außenumfang von Primärrad und Sekundärrad im Bereich der äußeren axialen Erstreckung vom Primärrad und Schale bilden die Gleitflächen für die Radiallagerfunktion der kombinierten Axial- und Radiallager;
- 4. 8.4 die Gleitflächen für die Axiallagerfunktion der kombinierten Axial- und Radiallager werden von Absätzen am Primärrad oder der Schale und Sekundärrad gebildet.
9. Hydrodynamische Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß den kombinierten Axial- und
Radiallagern jeweils mindestens eine Verbindungsleitung zur
Kopplung einer Schmiermittelversorgung im ortsfesten Bauelement
oder durch das Sekundärrad zugeordnet ist.
10. Hydrodynamische Kupplung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung durch einen in radialer
Richtung verlaufenden Spalt zwischen Primärrad und Sekundärrad
gebildet wird.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10327154A1 (de) * | 2003-06-13 | 2005-01-13 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Schmiermittelversorgung von Lagerbaueinheiten einer hydrodynamischen Kupplung und hydrodynamische Kupplung |
DE10360055A1 (de) * | 2003-12-22 | 2005-07-21 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Hydrodynamische Kupplung |
DE10360056A1 (de) * | 2003-12-22 | 2005-07-21 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Hydrodynamische Kupplung |
CN105164442A (zh) * | 2013-05-03 | 2015-12-16 | 福伊特专利有限公司 | 液力机械、尤其是液力偶合器 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008026033B4 (de) | 2008-05-30 | 2017-08-24 | Voith Patent Gmbh | Antriebsstrang mit einer hydrodynamischen Maschine |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1400060A1 (de) * | 1958-06-21 | 1969-03-20 | Daimler Benz Ag | Hydrodynamische Kupplung,insbesondere zum regelbaren Ankuppeln des Luefters an seinen Antrieb bei einer Brennkraftmaschine |
DE3212505A1 (de) * | 1982-04-03 | 1983-10-13 | KHD Canada Inc. Deutz R & D Devision, Montreal Quebec | Hydrodynamische kraftuebertragungsvorrichtung |
DE3434860A1 (de) * | 1984-09-22 | 1986-04-03 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Hydrodynamische kupplung |
DE19833632C1 (de) * | 1998-07-25 | 1999-05-06 | Porsche Ag | Kupplungsvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges |
DE19932576A1 (de) * | 1999-07-13 | 2001-01-18 | Mannesmann Sachs Ag | Hydrodynamischer Drehmomentwandler |
DE10009576A1 (de) * | 1999-08-11 | 2001-02-15 | Mannesmann Sachs Ag | Hydrodynamische Kopplungseinrichtung |
DE10015701A1 (de) * | 2000-03-29 | 2001-10-04 | Mannesmann Sachs Ag | Hydrodynamische Kopplungseinrichtung |
DE10023983A1 (de) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Mannesmann Sachs Ag | Hydrodynamische Kopplungseinrichtung |
-
2001
- 2001-04-25 DE DE2001120477 patent/DE10120477B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1400060A1 (de) * | 1958-06-21 | 1969-03-20 | Daimler Benz Ag | Hydrodynamische Kupplung,insbesondere zum regelbaren Ankuppeln des Luefters an seinen Antrieb bei einer Brennkraftmaschine |
DE3212505A1 (de) * | 1982-04-03 | 1983-10-13 | KHD Canada Inc. Deutz R & D Devision, Montreal Quebec | Hydrodynamische kraftuebertragungsvorrichtung |
DE3434860A1 (de) * | 1984-09-22 | 1986-04-03 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Hydrodynamische kupplung |
DE19833632C1 (de) * | 1998-07-25 | 1999-05-06 | Porsche Ag | Kupplungsvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges |
DE19932576A1 (de) * | 1999-07-13 | 2001-01-18 | Mannesmann Sachs Ag | Hydrodynamischer Drehmomentwandler |
DE10009576A1 (de) * | 1999-08-11 | 2001-02-15 | Mannesmann Sachs Ag | Hydrodynamische Kopplungseinrichtung |
DE10015701A1 (de) * | 2000-03-29 | 2001-10-04 | Mannesmann Sachs Ag | Hydrodynamische Kopplungseinrichtung |
DE10023983A1 (de) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Mannesmann Sachs Ag | Hydrodynamische Kopplungseinrichtung |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10327154A1 (de) * | 2003-06-13 | 2005-01-13 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Schmiermittelversorgung von Lagerbaueinheiten einer hydrodynamischen Kupplung und hydrodynamische Kupplung |
DE10327154B4 (de) * | 2003-06-13 | 2005-05-25 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Schmiermittelversorgung von Lagerbaueinheiten einer hydrodynamischen Kupplung und hydrodynamische Kupplung |
US7343739B2 (en) | 2003-06-13 | 2008-03-18 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Method for supplying bearing components of a hydrodynamic clutch with lubricant and corresponding hydrodynamic clutch |
DE10360055A1 (de) * | 2003-12-22 | 2005-07-21 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Hydrodynamische Kupplung |
DE10360056A1 (de) * | 2003-12-22 | 2005-07-21 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Hydrodynamische Kupplung |
US7673453B2 (en) | 2003-12-22 | 2010-03-09 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Hydrodynamic coupling |
US7757485B2 (en) | 2003-12-22 | 2010-07-20 | Voith Turbo Gmbh & Co. | Hydrodynamic coupling |
CN105164442A (zh) * | 2013-05-03 | 2015-12-16 | 福伊特专利有限公司 | 液力机械、尤其是液力偶合器 |
US9651098B2 (en) | 2013-05-03 | 2017-05-16 | Voith Patent Gmbh | Hydrodynamic machine, in particular hydrodynamic coupling |
CN105164442B (zh) * | 2013-05-03 | 2017-10-24 | 福伊特专利有限公司 | 液力机械、尤其是液力偶合器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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