DE10156041A1

DE10156041A1 - Hydrodynamische Kopplungseinrichtung

Info

Publication number: DE10156041A1
Application number: DE10156041A
Authority: DE
Inventors: Thomas Bauer; Peter Frey; Christoph Sasse
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: DE10156041B4; US6796411B2; US20030089567A1

Abstract

Eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung umfasst ein Pumpenrad (28) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um eine Drehachse (A) aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln (26), ein dem Pumpenrad (28) axial gegenüberliegendes Turbinenrad (32) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Turbinenradschaufeln (36), ein Leitrad (42) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden, in einem Bereich zwischen den Pumpenradschaufeln (26) und den Turbinenradschaufeln (36) vorgesehenen und auf einem Schaufelträger (44) getragenen Leitradschaufeln (46), wobei die Leitradschaufeln (46), die Pumpenradschaufeln (26) und die Turbinenradschaufeln (36) eine sich im Wesentlichen ringförmig um die Drehachse (A) erstreckende Fluidzirkulationszone (Z) definieren, sowie eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung (38) mit einer Dämpferelementenanordnung (67), welche wenigstens bereichsweise radial innerhalb der Fluidzirkulationszone (Z) und sich axial überlappend mit der Fluidzirkulationszone (Z) angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Schaufelträger (44) eine wenigstens teilweise an eine Außenkontur der Dämpferelementenanordnung (67) angepasste Formgebung aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend ein Pumpenrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um eine Drehachse aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln, ein dem Pumpenrad axial gegenüber liegendes Turbinenrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Turbinenradschaufeln, ein Leitrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden, in einem Bereich zwischen den Pumpenradschaufeln und den Turbinenradschaufeln vorgesehenen und auf einem Schaufelträger getragenen Leitradschaufeln, wobei die Leitradschaufeln, die Pumpenradschaufeln und die Turbinenradschaufeln eine sich im Wesentlichen ringförmig um die Drehachse erstreckende Fluidzirkulationszone definieren, sowie eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung mit einer Dämpferelementenanordnung, welche wenigstens bereichsweise radial innerhalb der Fluidzirkulationszone und sich axial überlappend mit der Fluidzirkulationszone angeordnet ist.

Aus der DE 198 28 709 A1 ist eine in Form einer Fluidkupplung aufgebaute hydrodynamische Kopplungseinrichtung bekannt. Bei dieser Fluidkupplung liegen das Turbinenrad und das Pumpenrad einander direkt gegenüber. Eine Turbinenradschale des Turbinenrads ist derart geformt, dass sie durch Erzeugung einer Einbuchtung Raum zur Aufnahme einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung bereitstellt. Ein Zentralscheibenelement der Torsionsschwingungsdämpferanordnung ist zusammen mit der Turbinenradschale radial innen an eine Turbinenradnabe fest angebunden.

Die JP-A-57-57985 offenbart eine als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildete hydrodynamische Kopplungseinrichtung. Im radial inneren Bereich der Turbinenradschaufeln bzw. der Pumpenradschaufeln sind die auf einem Träger getragenen Leitradschaufeln vorgesehen. Eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung ist derart positioniert, dass sie im Wesentlichen radial innerhalb der Turbinenradschaufeln und sich mit diesen axial überlappend und neben dem Leitrad positioniert ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung vorzusehen, welche insbesondere auch bei Vorhandensein eines Leitrades auch für vergleichsweise großbauende Torsonsschwingungsdämpferanordnungen ausreichend Bauraum zur Aufnahme derselben bereitstellt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend ein Pumpenrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um eine Drehachse aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln, ein dem Pumpenrad axial gegenüber liegendes Turbinenrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Turbinenradschaufeln, ein Leitrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden, in einem Bereich zwischen den Pumpenradschaufeln und den Turbinenradschaufeln vorgesehenen und auf einem Schaufelträger getragenen Leitradschaufeln, wobei die Leitradschaufeln, die Pumpenradschaufeln und die Turbinenradschaufeln eine sich im Wesentlichen ringförmig um die Drehachse erstreckende Fluidzirkulationszone definieren, sowie eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung mit einer Dämpferelementenanordnung, welche wenigstens bereichsweise radial innerhalb der Fluidzirkulationszone und sich axial überlappend mit der Fluidzirkulationszone angeordnet ist.

Dabei ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass der Schaufelträger eine wenigstens teilweise an eine Außenkontur der Dämpferelementenanordnung angepaßte Formgebung aufweist.

Durch das Anpassen des Schaufelträgers an die Kontur der Dämpferelementenanordnung bzw. der Dämpferelemente derselben wird auch ein Eintauchen der Dämpferelementenanordnung bzw. der Dämpferelemente derselben in den Bereich des Schaufelträgers ermöglicht. Damit wird ein größerer axialer Überlapp zwischen dem Bereich, in welchem die Fluidzirkulation stattfindet, und der Torsionsschwingungsdämpferanordnung ermöglicht, so dass der gesamt benötigte axiale Bauraum verringert werden kann.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Dämpferelementenanordnung wenigstens in Umfangsbereichen mit kreisartigem Profil ausgebildet ist und dass der Schaufelträger in seinem der Dämpferelementenanordnung zugeordneten radialen Bereich mit an die kreisartige Kontur der Dämpferelementenanordnung angepasster konkaver Formgebung ausgebildet ist. Auf diese Art und Weise kann sichergestellt werden, dass die Torsionsschwingungsdämpferanordnung einerseits und der Schaufelträger andererseits in sehr enger Passung bezüglich einander gehalten sind.

Bei der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung kann vorzugsweise weiter vorgesehen sein, dass die Torsionsschwingungsdämpferanordnung an einer Turbinenradnabe ein Zentralscheibenelement sowie an beiden axialen Seiten davon ein Deckscheibenelement aufweist, wobei die Deckscheibenelemente miteinander fest verbunden sind und eines der Deckscheibenelemente zur Drehmomentübertragungskopplung mit einer Überbrückungskopplungsanordnung ausgebildet ist und das andere der Deckscheibenelemente wenigstens teilweise durch eine Turbinenradschale des Turbinenrads gebildet ist. Es wird auf diese Art und Weise eine funktionsmäßige bzw. auch teilemäßige Verschmelzung der Baugruppen Turbinenrad einerseits und Torsionsschwingungsdämpferanordnung andererseits erlangt.

Weiter kann vorgesehen sein, dass das Zentralscheibenelement und die Deckscheibenelemente Wechselwirkungsbereiche zur kraftmäßigen Beaufschlagung der Dämpferelemente der Dämpferelementenanordnung aufweisen und dass die an dem anderen Deckscheibenelement vorgesehenen Wechselwirkungsbereiche durch daran vorgesehene Ausformungen, Ausstanzungen oder dergleichen gebildet sind.

Um ein seitliches Ausweichen der verschiedenen Dämpferelemente der Dämpferelementenanordnung ohne dem Erfordernis, dafür zusätzliche Bauteile bereitstellen zu müssen, verhindern zu können, wird vorgeschlagen, dass die Turbinenradschale in einem Bereich zwischen zwei Wechselwirkungsbereichen des anderen Deckscheibenelements eine Abstützung für die Dämpferelementenanordnung bildet.

Die Stabilität im Bereich des Turbinenrads ist auch bei Bereitstellen von Wechselwirkungsbereichen an der Turbinenradschale dann vergleichsweise wenig beeinträchtigt, wenn vorgesehen ist, dass die an dem anderen Deckscheibenelement vorgesehenen Wechselwirkungsbereiche mit den zugeordneten Dämpferelementen der Dämpferelementenanordnung in einem Winkelbereich von 70°-110°, vorzugsweise etwa 90°, der mit näherungsweise kreisartiger Kontur ausgebildeten Dämpferelemente zusammenwirken. Insbesondere dann, wenn für die verschiedenen Deckscheibenelemente bzw. die Turbinenradschale Blechmaterial eingesetzt wird, kann zum Erhöhen der Stabilität vor allem in den durch die Dämpferelemente beaufschlagten Bereichen vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Deckscheibenelemente zumindest im Bereich seiner Wechselwirkungsbereiche gehärtetes Blechmaterial, vorzugsweise durch Gasnitrieren gehärtet, umfasst.

Hydrodynamische Kopplungseinrichtungen werden in verschiedensten Fahrzeugen eingesetzt. Da bei Einsatz in verschiedenen Fahrzeugen zum einen verschiedene technische Anforderungen bestehen, zum anderen verschiedene preisliche Vorgaben vorhanden sind, kann es erforderlich sein, dass je nach Fahrzeugtyp hydrodynamische Kopplungseinrichtungen mit oder ohne Torsionsschwingungsdämpferanordnung eingesetzt werden. Um dabei die für einen Hersteller derartiger Kopplungseinrichtungen bereitzuhaltende Teileanzahl möglichst gering zu halten, wird vorgeschlagen, dass das Zentralscheibenelement mit den beiden Deckscheibenelementen unter Weglassung der Dämpferelemente der Dämpferelementenanordnung in einer eine Relativdrehbewegung zwischen dem Zentralscheibenelement und den Deckscheibenelementen im Wesentlichen nicht zulassenden Weise fest verbunden ist. Dies bedeutet also, dass grundsätzlich bei der erfindungsgemäßen hydrodynamischen Kopplungsanordnung, bei welcher die Dämpferelementenanordnung, d. h. im Wesentlichen die Dämpferfedern, weggelassen werden, ansonsten die gleichen Bauteile zum Einsatz kommen, also Bauteile, die grundsätzlich eigentlich zum Eingliedern von Dämpferelementen bzw. Dämpferfedern ausgebildet sind, die jedoch so miteinander verbunden sind, dass auch dann, wenn eine Drehmomentübertragung über die nicht mehr vorhandenen Dämpferelemente nicht stattfinden wird oder kann, eine drehfeste Verbindung vorhanden ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend ein Pumpenrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um eine Drehachse aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln, ein dem Pumpenrad axial gegenüber liegendes Turbinenrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Turbinenradschaufeln, ein Leitrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden, in einem Bereich zwischen den Pumpenradschaufeln und den Turbinenradschaufeln vorgesehenen und auf einem Schaufelträger getragenen Leitradschaufeln, wobei die Leitradschaufeln, die Pumpenradschaufeln und die Turbinenradschaufeln eine sich im Wesentlichen ringförmig um die Drehachse erstreckende Fluidzirkulationszone definieren, eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung mit einer Dämpferelementenanordnung, welche wenigstens bereichsweise radial innerhalb der Fluidzirkulationszone und sich axial überlappend mit der Fluidzirkulationszone angeordnet ist.

Dabei ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass die Dämpferelementenanordnung sich axial mit den Leitradschaufeln überlappend angeordnet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend ein Pumpenrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um eine Drehachse aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln, ein dem Pumpenrad axial gegenüber liegendes Turbinenrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Turbinenradschaufeln, wobei das Turbinenrad eine die Turbinenradschaufeln tragende Turbinenradschale sowie eine mit einem Abtriebsorgan zur gemeinsamen Drehung koppelbare oder gekoppelte Turbinenradnabe aufweist, wobei die Turbinenradschale einerseits und die Turbinenradnabe andererseits zur Wechselwirkung mit Dämpferelementen einer Dämpferelementenanordnung ausgebildet ist.

Dabei ist weiter vorgesehen, dass die Turbinenradschale mit der Turbinenradnabe bei nicht vorhandenen Dämpferelementen in einer eine Relativdrehung nicht zulassenden Weise miteinander fest verbunden sind.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend ein Pumpenrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um eine Drehachse aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln, ein dem Pumpenrad axial gegenüber liegendes Turbinenrad mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Turbinenradschaufeln, wobei das Turbinenrad eine die Turbinenradschaufeln tragende Turbinenradschale sowie eine mit einem Abtriebsorgan zur gemeinsamen Drehung koppelbare oder gekoppelte Turbinenradnabe aufweist, eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung mit einer Mehrzahl von Dämpferelementen, welche an einem an der Turbinenradnabe vorgesehenen Zentralscheibenelement einerseits und an beidseits des Zentralscheibenelements vorgesehenen und miteinander fest verbundenen Deckscheibenelementen andererseits zur Drehmomentübertragung zwischen dem Zentralscheibenelement und dem Deckscheibenelement abgestützt sind.

Dabei ist weiter vorgesehen, dass die die Deckscheibenelemente umfassende Baugruppe bezüglich der das Zentralscheibenelement umfassenden Baugruppe durch eine Mehrzahl von die beiden Deckscheibenelemente miteinander fest verbindenden Organen in radialer Richtung abgestützt oder abstützbar ist oder/und dass die die Deckscheibenelemente umfassende Baugruppe bezüglich der das Zentralscheibenelement umfassenden Baugruppe in radialer Richtung durch radiale Abstützung eines Innenumfangsbereichs von wenigstens einem der Deckscheibenelemente an der das Zentralscheibenelement umfassenden Baugruppe abgestützt oder abstützbar ist.

Durch eine derartige Ausgestaltung wird eine zuverlässig wirkende Radiallagerung für die beiden wesentlichen Bereiche der Torsionsschwingungsdämpferanordnung bezüglich einander ermöglicht, ohne dass dafür zusätzliche Bauraum beanspruchende Bauteile erforderlich wären.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass an dem Zentralscheibenelement eine vorzugsweise durch spanabhebende Bearbeitung gebildete Radiallagerungsfläche vorgesehen ist, an welcher das wenigstens eine der Deckscheibenelemente in radialer Richtung zur Anlage bringbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass an wenigstens einem der Deckscheibenelemente durch Umbiegung eine nach radial innen weisende Lagerungsfläche gebildet ist, welche auf der das Zentralscheibenelement umfassenden Baugruppe in radialer Richtung abstützbar ist.

Bei einer weiteren sehr einfach zu realisierenden und letztendlich keine zusätzlichen Bearbeitungsmaßnahmen erforderlichen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die beiden Deckscheibenelemente durch das Zentralscheibenelement in in Umfangsrichtung sich erstreckenden Öffnungen durchsetzende Verbindungsbolzenelemente fest miteinander verbunden sind, welche an dem Zentralscheibenelement in radialer Richtung abgestützt oder abstützbar sind.

Eines der Deckscheibenelemente kann zur Drehmomentübertragungskopplung mit einer Überbrückungskopplungsanordnung ausgebildet sein und das andere der Deckscheibenelemente kann wenigstens teilweise durch eine Turbinenradschale des Turbinenrads gebildet sein.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Teil-Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen hydrodynamischen Kopplungseinrichtung;
Fig. 2 eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Kopplungseinrichtung;
Fig. 3 eine Detailansicht einer Turbinenradbaugruppe gemäß einer alternativen Ausgestaltung;
Fig. 4 eine Detailansicht einer zur Wechselwirkung mit Dämpferfedern ausgebildeten Turbinenradschale.
In Fig. 1 ist eine als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildete hydrodynamische Kopplungseinrichtung 10 dargestellt. Die hydrodynamische Kopplungseinrichtung 10 umfasst eine Gehäuseanordnung 12 mit einer Pumpenradschale 14, die in ihrem radial inneren Bereich mit einer Pumpenradnabe 16 beispielsweise durch Verschweißung fest verbunden ist. Radial außen ist die Pumpenradschale 14 mit einem Gehäusedeckel 18 beispielsweise durch Verschweißen verbunden. An dem Gehäusedeckel 18 sind mehrere Elemente 20 vorgesehen, über welche eine drehfeste Anbindung der Gehäuseanordnung 12 an eine nicht dargestellte Antriebswelle vorgesehen sein kann. Radial innen ist an dem Gehäusedeckel 18 eine Gehäusenabe 22 mit einem in eine entsprechende Ausnehmung der Antriebswelle einführbaren Lagerungszapfen 24 vorgesehen.
Im radial äußeren Bereich trägt die Pumpenradschale 14 an ihrer Innenseite eine Mehrzahl von Pumpenradschaufeln 26, die in Umfangsrichtung um eine Drehachse A aufeinander folgend angeordnet sind. Die Pumpenradschale 14 bildet zusammen mit diesen Pumpenradschaufeln 26 und der Pumpenradnabe 16 im Wesentlichen ein Pumpenrad 28.
In dem von der Gehäuseanordnung 12 umschlossenen Innenraum 30 ist ein Turbinenrad 32 vorgesehen. Dieses weist eine Turbinenradschale 34 auf, die an ihrem Außenumfangsbereich an der dem Pumpenrad 28 zugewandten Seite eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Drehachse A aufeinander folgenden Turbinenradschaufeln 36 trägt. Die Turbinenradschale 34 greift nach radial innen und ist dort über eine im Folgenden noch beschriebene und allgemein mit 38 bezeichnete Torsionsschwingungsdämpferanordnung mit einer Turbinenradnabe 40 gekoppelt. Die Turbinenradnabe 40 kann mit einem Abtriebsorgan, beispielsweise einer Abtriebswelle, drehfest verbunden werden.
Axial zwischen dem Turbinenrad 32 und dem Pumpenrad 28 ist ein allgemein mit 42 bezeichnetes Leitrad positioniert. Dieses umfasst einen als Schaufelträger dienenden Leitradring 44. Am Außenumfangsbereich desselben ist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgend angeordneten Leitradschaufeln 46 derart getragen, dass sie zwischen dem radial inneren Bereich der Turbinenradschaufeln 36 und der Pumpenradschaufeln 26 positioniert sind. Radial innen ist der Leitradring 44 über eine allgemein mit 48 bezeichnete Freilaufanordnung auf einem nicht dargestellten Stützelement, beispielsweise einer zur Pumpenradnabe 16 konzentrisch angeordneten Stützhohlwelle positionierbar, so dass das Leitrad 42 bzw. der Leitradring 44 mit den daran getragenen Leitradschaufeln 46 sich um die Drehachse A nur in einer Drehrichtung drehen kann, gegen Drehung in der anderen Drehrichtung jedoch blockiert ist.
Der von dem radial äußeren Bereich der Pumpenradschale 14, dem radial äußeren Bereich der Turbinenradschale 34 und dem radial äußeren Bereich des Leitradrings 44 umgebene und im Wesentlichen auch die verschiedenen Schaufeln 26, 36 und 46 enthaltende Bereich bildet im Wesentlichen eine Fluidzirkulationszone Z, in welcher das im Innenraum 30 enthaltene Arbeitsfluid im Drehmomentübertragungs- bzw. Drehmomentverstärkungsbetrieb in der durch die Pfeile P angedeuteten Weise zirkuliert. Hier ist also eine mit kreisringförmigem Schnittprofil und sich torusartig um die Drehachse A erstreckende Fluidzirkulationszone Z vorhanden.
Die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 38 umfasst ein Zentralscheibenelement 50, das im Wesentlichen einen Bestandteil der Turbinenradnabe 40 bildet. Im dargestellten Beispiel ist das Zentralscheibenelement 50 als separates Bauteil ausgebildet, welches mit dem zur drehfesten Ankopplung an ein Abtriebsorgan ausgebildeten Teil 41 beispielsweise durch Verschweißung verbunden werden kann. Selbstverständlich ist es möglich, die Turbinenradnabe als ein einziges integrales Bauteil bereitzustellen. Aus fertigungstechnischen Gründen kann es jedoch vorteilhaft sein, das Zentralscheibenelement 50 separat aus Blechmaterial herzustellen, und das radial innere zur Ankopplung an das Abtriebsorgan ausgebildete Teil 41 beispielsweise in einem Gussverfahren oder durch spanabhebende Bearbeitung herzustellen. Auch dieses Teil 41 könnte jedoch selbstverständlich aus einem Blechteil gezogen werden.
Beidseits des Zentralscheibenelements 50 sind Deckscheibenelemente 52, 54 vorgesehen. Die beiden Deckscheibenelemente 52, 54 sind in ihrem radial inneren Bereich durch Nietbolzen 56 miteinander fest verbunden, welche in im Zentralscheibenelement 50 vorgesehenen, in Umfangsrichtung sich länglich erstreckenden Ausnehmungen 58 aufgenommen sind. Dabei bildet die Abstützung dieser Bolzen 56 an der nach radial außen weisenden und die Öffnungen 58 begrenzenden Oberfläche des Zentralscheibenelements 50 gleichzeitig eine Radiallagerung der das Zentralscheibenelement 50 umfassenden Baugruppe, also im Wesentlichen der Turbinenradnabe 40, bezüglich der die beiden Deckscheibenelemente 52, 54 umfassenden Baugruppe. Gleichzeitig kann durch Zusammenwirkung der Bolzen 56 mit den Öffnungen 58 eine Drehwinkelbegrenzungsfunktion erhalten werden.
An den beiden Deckscheibenelementen 52, 54 und auch an dem Zentralscheibenelement 50 sind, in an sich bekannter Weise, Umfangsabstützbereiche 60, 62, 64 vorgesehen, an welchen die Dämpferfedern 66 einer Dämpferelementenanordnung 67 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 38 zur Drehmomentübertragung im Wesentlichen in Umfangsrichtung abgestützt sind. Man erkennt weiter, dass das Deckscheibenelement 54 durch einen radial inneren Bereich der Turbinenradschale 34 gebildet ist. Dieser ist dabei in demjenigen Bereich, in welchem auch die Dämpferfedern 66 angeordnet sind, in Anpassung an die kreisrunde Außenumfangskontur der Dämpferfedern 66 ebenfalls gekrümmt ausgebildet und weist zum Bereitstellen der Abstützbereiche 64 laschenartige Ausformungen 68 auf. Hierzu können beispielsweise in dem zum Bilden der Turbinenradschale 34 vorgesehenen Blechrohling Schlitze eingestanzt werden, welche dann die einzelnen Bereiche zum Umformen bzw. Bilden der Ausformungen 68 bereitstellen. Zwischen derartigen Ausformungen 68 bildet der radial innere Bereich der Turbinenradschale 34 Abstützungen 70 für die Dämpferfedern 66.
Das Deckscheibenelement 52 ist in seinem radial äußeren Bereich zur Ankopplung an eine allgemein mit 72 bezeichnete Überbrückungskupplungsanordnung ausgebildet. Es kann beispielsweise eine verzahnungsartige Mitnehmerkontur aufweisen, die mit entsprechenden Konturen von Reiblamellen 74, 76 in Drehmitnahmeeingriff steht bzw. bringbar ist. Eine zwischen den beiden Reiblamellen 74, 76 liegende Gegenreiblamelle 78 ist über ein Ankopplungselement 80 an den Gehäusedeckel 80 drehfest angebunden. Ein Kupplungskolben 82, welcher durch eine Drehmitnahmeanordnung 84 drehfest an die Gehäusenabe 22 angebunden ist, bezüglich der Gehäuseanordnung 12 jedoch axial bewegbar ist, presst bei Erhöhung des Fluiddrucks in dem auch die Fluidzirkulationszone Z enthaltenden Raumbereich die Lamellen 74, 76, 78 gegeneinander bzw. gegen den Gehäusedeckel 18. Es wird auf diese Art und Weise eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Gehäuseanordnung 12 und der die beiden Deckscheibenelemente 52, 54 umfassenden Eingangsseite der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 38 hergestellt.
Da, wie bereits ausgeführt, die Deckscheibenelemente 52, 54 aus fertigungstechnischen Gründen und aus Kostengründen vorzugsweise aus Blechmaterial durch Ausstanzen und Umformen gebildet werden, an diesen Bauteilen jedoch Anlageflächen zur Drehmomentübertragungsabstützung der Dämpferfedern 66 bereitgestellt sind, ist es vorteilhaft, wenn diese Blechteile zumindest in den durch Abstützung der Dämpferfedern 66 beaufschlagten Bereichen gehärtet werden. Dies kann beispielsweise durch Gasnitrieren erfolgen.
Man erkennt in Fig. 1 weiter, dass auch der Leitradring 44 in seinem radial im Bereich der Dämpferfedern 66 liegenden Bereich an die Außenkontur der Dämpferfedern 66 und somit auch die in diesem Bereich vorgesehene Kontur der Turbinenradschale 34 bzw. der Abstützungen 70 angepasst ist. Der Leitradring 44 weist in diesem Bereich eine die Dämpferfedern 66 teilweise aufnehmende Einbuchtung 86 auf. Auf diese Art und Weise wird auch bei vergleichsweise groß bemessenen Federn, d. h. Dämpferfedern 66 mit vergleichsweise großem Federdurchmesser, und vergleichsweise axial schmalbauender Fluidzirkulationszone Z ermöglicht, dass die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 38 sich nahezu vollständig mit der Fluidzirkulationszone Z überlappt. Dies bedeutet also, dass ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass die Dämpferfedern 66 axial in denjenigen Bereich eintauchen, in welchem auch die Leitradschaufeln 46 positioniert sind.
Eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Ausgestaltungsform ist in Fig. 2 erkennbar. Hier ist insbesondere eine andere Art der Radiallagerung der Deckscheibenelemente 52, 54 bezüglich des Zentralscheibenelements 50 vorgesehen. Man erkennt, dass, wie auch bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 1, das Zentralscheibenelement 50 radial innerhalb der Öffnungen 58 in einem Abknickungsbereich 90 in einen sich auch in axialer Richtung erstreckenden und im Wesentlichen den radial inneren Bereich des Leitradrings 44 bzw. die Freilaufanordnung 48 überbrückenden Abschnitt 92 übergeht. Im Außenumfangsbereich ist an einem einer Innenumfangsfläche 94 des Deckscheibenelements 52 gegenüber liegenden Abschnitt beispielsweise durch Abfräsen o. dgl. eine nach radial außen liegende Lagerungsfläche 96 gebildet, an welcher das Deckscheibenelement 52 mit seiner Fläche 94 radial abgestützt oder abstützbar ist. Da die beiden Deckscheibenelemente 52, 54 miteinander durch die Bolzen 56 fest verbunden sind, ist somit die gesamte die Deckscheibenelemente 52, 54 und somit auch den radial äußeren Bereich der Turbinenradschale 34 und die Turbinenradschaufeln 36 umfassende Baugruppe in radialer Richtung bezüglich des Zentralscheibenelements 50 bzw. der dieses aufweisenden Baugruppe, nämlich die die Turbinenradnabe 40 umfassende Baugruppe, abgestützt. Auch in diesen Bereichen kann es vorteilhaft sein, die reibend dort miteinander in Wechselwirkung tretenden Bauteile zu härten, beispielsweise durch Gasnitrieren oder sonstige Härtverfahren.
Ebenso wie bei der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsform wird bei der in der Fig. 2 dargestellten Variante eine Lagerung in radialer Richtung erhalten, die keine zusätzlichen Bauteile erfordert.
Eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen hydrodynamischen Kopplungseinrichtung 10 ist in Fig. 3 erkennbar. Hier ist im Wesentlichen die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 38 mit, den zugeordneten Baugruppen dargestellt.
Man erkennt hier eine integrale Ausgestaltung der Turbinenradnabe 40. Des Weiteren erkennt man, dass die Abstützbereiche 64 des durch den radial inneren Bereich der Turbinenradschale 34 gebildeten Deckscheibenelements 54 durch sich näherungsweise geradlinig nach radial außen erstreckende Abschnitte des Deckscheibenelements 54 gebildet sind. Diese Abschnitte können dadurch bereitgestellt werden, dass in den Rohling, welcher zum Herstellen der Turbinenradschale 34 verwendet wird, U-förmige Schlitze eingestanzt werden, die nach radial innen offen sind. Die U-förmigen Schlitze definieren den Umriss der Abstützbereiche 64, die dann nur noch in ihrem radial inneren Bereich an das verbleibende Blechmaterial des Deckscheibenelements 54 angebunden sind, im radial äußeren Bereich in axialer Richtung jedoch im Wesentlichen frei stehen.
Die Lagerung der die beiden Deckscheibenelemente 52, 54 umfassenden Baugruppe kann bei dieser Ausgestaltungsform durch den radial inneren Bereich des Deckscheibenelements 54 bzw. der Turbinenradschale 34 vorgesehen sein. Hier kann eine näherungsweise zylindrische, axiale Abbiegung 98 vorgesehen sein, die mit einer Innenumfangsfläche 100 einer Außenumfangsfläche 102 der Turbinenradnabe 40 gegenüberliegt und somit an dieser in radialer Richtung abstützbar ist. Auch hier wird also zum Bereitstellen der Radiallagerungsfunktion kein zusätzliches Bauteil benötigt. Es sei darauf hingewiesen, dass bei allen vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen der Radiallagerung, bei welchen Bauteile reibend miteinander in Wechselwirkung treten, durch die Tatsache, dass der Innenraum der Gehäuseanordnung 12 mit Arbeitsfluid gefüllt ist, für Schmierung gesorgt ist und somit die Gefahr einer Abnutzung nicht besteht.
Wie man in Fig. 4 erkennt, können die an der Turbinenradschale 34 bzw. dem Deckscheibenelement 54 durch Umformen gebildeten Abstützbereiche 64 ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 auch derart bereitgestellt werden, dass sie radial innen und radial außen noch an das verbleibende Blechmaterial angebunden sind. Man erkennt jedoch bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 4, dass, bei Betrachtung der kreisrunden Außenkontur der nur schematisch angedeuteten Dämpferfedern 66, nur ein vergleichsweise kleines Winkelsegment von etwa 90° dieser Kreiskontur mit den am Deckscheibenelement 54 vorgesehenen Abstützbereichen 64 zusammenwirkt. Im anderen Umfangsbereich kann durch das Deckscheibenelement 54 im Bereich der Abstützungen 70 eine Radial- oder Axialabstützfunktion für die Dämpferfedern 66 bereitgestellt werden. Auch die Abstützung in einem nur vergleichsweise kleinen Winkelsegment der Umfangskontur der Dämpferfedern 66 ermöglicht die Übertragung der im Betrieb auftretenden Kräfte bzw. Drehmomente, führt jedoch dazu, dass die durch die Ausformungen bzw. auch teilweise durch Stanzen oder Einschneiden gebildeten Schlitze und Unterbrechungen hervorgerufene Schwächung der Turbinenradschale 34, welche insbesondere im Drehmomentwandlungsbetrieb das volle Drehmoment zu übertragen hat, gering gehalten wird.
Es sei insbesondere mit Hinblick auf ein Vermeiden der Schwächung der Turbinenradschale 34 darauf hingewiesen, dass die Abstützbereiche 64 auch dadurch gebildet werden können, dass ohne das Einbringen von Einkerbungen oder Schlitzen in den Blechrohling für die Turbinenradschale 34 durch Einsatz entsprechender Umformungswerkzeuge Ausbuchtungen bzw. vorspringende Bereiche gebildet werden, an welchen die Dämpferfedern 66 sich in Umfangsrichtung abstützen können.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der erfindungsgemäß ausgestalteten hydrodynamischen Kopplungseinrichtung ist, dass diese hinsichtlich ihres Aufbaus variabel ist. Vorangehend sind Varianten beschrieben worden, bei welchen durch Eingliederung von Dämpferfedern eine Schwingungsdämpfungsfunktion in dem Bereich zwischen der Turbinenradschale und der Turbinenradnabe einerseits und dem Bereich zwischen der Überbrückungskupplungsanordnung und der Turbinenradnabe andererseits vorgesehen ist. Es kann jedoch auch aus Kostengründen bzw. auch aufgrund der nicht zu erwartenden Schwingungsanregungen bei verschiedenen Antriebssystemen vorteilhaft sein, auf den Einsatz einer derartigen Schwingungsdämpfungsfunktion zu verzichten. In diesem Falle kann bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Kopplungseinrichtung derart vorgegangen werden, dass beim Zusammenbau derselben nur auf das Eingliedern der Dämpferfedern 66 verzichtet wird. Die anderen Komponenten werden so wie in den Figuren dargestellt hergestellt und zusammengefügt. Dies bedeutet, dass die beiden Deckscheibenelemente 52, 54 durch die Nietbolzen 56 fest miteinander verbunden werden und auch fest mit dem Zentralscheibenelement 50 verbunden werden. Hier kann es von Vorteil sein, Bolzen einzusetzen, die nicht den in den Figuren erkennbaren verdickten zentralen Bereich aufweisen, der ein geringfügiges axiales Spiel zwischen den Deckscheibenelementen 52, 54 und dem Zentralscheibenelement 50 beibehält. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, diese Nietverbindung in Bereichen des Zentralscheibenelements 50 vorzusehen, in welchen keine langlochartigen Öffnungen, sondern im Wesentlichen auf die Außenumfangsabmessung der Bolzen 56 abgestimmte Öffnungen vorgesehen sind. Diese können beispielsweise jeweils zwischen langlochartigen, für die Variante mit Dämpferfedern 66 vorgesehenen Öffnungen 68 eingefügt sein oder werden. Ein Hersteller für derartige Vorrichtungen braucht dann nicht unterschiedliche Komponenten für eine Variante mit Dämpfungsfunktion und für eine Variante ohne Dämpfungsfunktion bereitzuhalten, was zu erheblichen Einsparungen bei der Lagerhaltung und bei der Herstellung der verschiedenen Bauteile beiträgt.
Es sei darauf hingewiesen, dass insbesondere die Ausgestaltung der mit den Dämpferfedern zusammenwirkenden Bereiche und die Art und Weise der Verbindung der Deckscheibenelemente mit dem Zentralscheibenelement nicht nur bei einem hydrodynamischen Drehmomentwandler so realisiert sein können, wie sie vorangehend beschrieben wurden, sondern selbstverständlich auch bei einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, welche nach Art einer Fluidkupplung, also ohne Leitrad, aufgebaut ist.

Claims

1. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend
ein Pumpenrad (28) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um eine Drehachse (A) aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln (26),
ein dem Pumpenrad (28) axial gegenüber liegendes Turbinenrad (32) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Turbinenradschaufeln (36),
ein Leitrad (42) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden, in einem Bereich zwischen den Pumpenradschaufeln (26) und den Turbinenradschaufeln (36) vorgesehenen und auf einem Schaufelträger (44) getragenen Leitradschaufeln (46),
wobei die Leitradschaufeln (46), die Pumpenradschaufeln (26) und die Turbinenradschaufeln (36) eine sich im Wesentlichen ringförmig um die Drehachse (A) erstreckende Fluidzirkulationszone (Z) definieren,
eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung (38) mit einer Dämpferelementenanordnung (67), welche wenigstens bereichsweise radial innerhalb der Fluidzirkulationszone (Z) und sich axial überlappend mit der Fluidzirkulationszone (Z) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelträger (44) eine wenigstens teilweise an eine Außenkontur der Dämpferelementenanordnung (67) angepasste Formgebung aufweist.

2. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferelementenanordnung (67) wenigstens in Umfangsbereichen mit kreisartigem Profil ausgebildet ist und dass der Schaufelträger (44) in seinem der Dämpferelementenanordnung (67) zugeordneten radialen Bereich mit an die kreisartige Kontur der Dämpferelementenanordnung (67) angepasster konkaver Formgebung ausgebildet ist.

3. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsschwingungsdämpferanordnung (38) an einer Turbinenradnabe (40) ein Zentralscheibenelement (50) sowie an beiden axialen Seiten davon ein Deckscheibenelement (52, 54) aufweist, wobei die Deckscheibenelemente (52, 54) miteinander fest verbunden sind und eines (52) der Deckscheibenelemente (52, 54) zur Drehmomentübertragungskopplung mit einer Überbrückungskopplungsanordnung (72) ausgebildet ist und das andere (54) der Deckscheibenelemente (52, 54) wenigstens teilweise durch eine Turbinenradschale (34) des Turbinenrads (32) gebildet ist.

4. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralscheibenelement (50) und die Deckscheibenelemente (52, 54) Wechselwirkungsbereiche (60, 62, 64) zur kraftmäßigen Beaufschlagung der Dämpferelemente (66) der Dämpferelementenanordnung (67) aufweisen und dass die an dem anderen Deckscheibenelement (54) vorgesehenen Wechselwirkungsbereiche (64) durch daran vorgesehene Ausformungen, Ausstanzungen oder dergleichen gebildet sind.

5. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenradschale (34) in einem Bereich zwischen zwei Wechselwirkungsbereichen (64) des anderen Deckscheibenelements (54) eine Abstützung (70) für die Dämpferelementenanordnung (67) bildet.

6. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem anderen Deckscheibenelement (54) vorgesehenen Wechselwirkungsbereiche (64) mit den zugeordneten Dämpferelementen (66) der Dämpferelementenanordnung (67) in einem Winkelbereich von 70°-110°, vorzugsweise etwa 90°, der mit näherungsweise kreisartiger Kontur ausgebildeten Dämpferelemente (66) zusammenwirken.

7. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Deckscheibenelemente (52, 54) zumindest im Bereich seiner Wechselwirkungsbereiche (60, 64) gehärtetes Blechmaterial, vorzugsweise durch Gasnitrieren gehärtet, umfasst.

8. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralscheibenelement (50) mit den beiden Deckscheibenelementen (52, 54) unter Weglassung der Dämpferelemente (66) der Dämpferelementenanordnung (67) in einer eine Relativdrehbewegung zwischen dem Zentralscheibenelement (50) und den Deckscheibenelementen (52, 54) im Wesentlichen nicht zulassenden Weise fest verbunden ist.

9. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend:
ein Pumpenrad (28) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um eine Drehachse (A) aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln (26),
ein dem Pumpenrad (28) axial gegenüber liegendes Turbinenrad (32) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Turbinenradschaufeln (36),
ein Leitrad (42) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden, in einem Bereich zwischen den Pumpenradschaufeln (26) und den Turbinenradschaufeln (36) vorgesehenen und auf einem Schaufelträger (44) getragenen Leitradschaufeln (46),
wobei die Leitradschaufeln (46), die Pumpenradschaufeln (26) und die Turbinenradschaufeln (36) eine sich im Wesentlichen ringförmig um die Drehachse (A) erstreckende Fluidzirkulationszone (Z) definieren,
eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung (38) mit einer Dämpferelementenanordnung (67), welche wenigstens bereichsweise radial innerhalb der Fluidzirkulationszone (Z) und sich axial überlappend mit der Fluidzirkulationszone (Z) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferelementenanordnung (67) sich axial mit den Leitradschaufeln (46) überlappend angeordnet ist.

10. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend:
ein Pumpenrad (28) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um eine Drehachse (A) aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln (26),
ein dem Pumpenrad (28) axial gegenüber liegendes Turbinenrad (32) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Turbinenradschaufeln (36), wobei das Turbinenrad (32) eine die Turbinenradschaufeln (36) tragende Turbinenradschale (34) sowie eine mit einem Abtriebsorgan zur gemeinsamen Drehung koppelbare oder gekoppelte Turbinenradnabe (40) aufweist, wobei die Turbinenradschale (34) einerseits und die Turbinenradnabe andererseits zur Wechselwirkung mit Dämpferelementen (66) einer Dämpferelementenanordnung (67) ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenradschale (34) mit der Turbinenradnabe (40) bei nicht vorhandenen Dämpferelementen in einer eine Relativdrehung nicht zulassenden Weise miteinander fest verbunden sind.

11. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend:
ein Pumpenrad (28) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um eine Drehachse (A) aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln (26),
ein dem Pumpenrad (28) axial gegenüber liegendes Turbinenrad (32) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Turbinenradschaufeln (36), wobei das Turbinenrad (32) eine die Turbinenradschaufeln (36) tragende Turbinenradschale (34) sowie eine mit einem Abtriebsorgan zur gemeinsamen Drehung koppelbare oder gekoppelte Turbinenradnabe (40) aufweist,
eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung (38) mit einer Mehrzahl von Dämpferelementen (66), welche an einem an der Turbinenradnabe (40) vorgesehenen Zentralscheibenelement (50) einerseits und an beidseits des Zentralscheibenelements (50) vorgesehenen und miteinander fest verbundenen Deckscheibenelementen (52, 54) andererseits zur Drehmomentübertragung zwischen dem Zentralscheibenelement (50) und den Deckscheibenelementen (52, 54) abgestützt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die die Deckscheibenelemente (52, 54) umfassende Baugruppe bezüglich der das Zentralscheibenelement (50) umfassenden Baugruppe durch eine Mehrzahl von die beiden Deckscheibenelemente (52, 54) miteinander fest verbindenden Organen (56) in radialer Richtung abgestützt oder abstützbar ist oder/und dass die die Deckscheibenelemente (52, 54) umfassende Baugruppe bezüglich der das Zentralscheibenelement (50) umfassenden Baugruppe in radialer Richtung durch radiale Abstützung eines Innenumfangsbereichs (94; 98) von wenigstens einem der Deckscheibenelemente (52, 54) an der das Zentralscheibenelement (50) umfassenden Baugruppe abgestützt oder abstützbar ist.

12. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Zentralscheibenelement (50) eine vorzugsweise durch spanabhebende Bearbeitung gebildete Radiallagerungsfläche (96; 102) vorgesehen ist, an welcher das wenigstens eine der Deckscheibenelemente (52, 54) in radialer Richtung zur Anlage bringbar ist.

13. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der Deckscheibenelemente (52, 54) durch Umbiegung eine nach radial innen weisende Lagerungsfläche (100) gebildet ist, welche auf der das Zentralscheibenelement (50) umfassenden Baugruppe in radialer Richtung abstützbar ist.

14. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Deckscheibenelemente (52, 54) durch das Zentralscheibenelement in in Umfangsrichtung sich erstreckenden Öffnungen (58) durchsetzende Verbindungsbolzenelemente (56) fest miteinander verbunden sind, welche an dem Zentralscheibenelement (50) in radialer Richtung abgestützt oder abstützbar sind.

15. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eines (52) der Deckscheibenelemente (52, 54) zur Drehmomentübertragungskopplung mit einer Überbrückungskopplungsanordnung (72) ausgebildet ist und das andere (54) der Deckscheibenelemente wenigstens teilweise durch eine Turbinenradschale (34) des Turbinenrads (32) gebildet ist.