DE10192742B3

DE10192742B3 - Hydrodynamischer Momentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Axiallager zwischen dem Kolben und der Turbinenradnabe

Info

Publication number: DE10192742B3
Application number: DE10192742T
Authority: DE
Inventors: Rabah Arhab; Daniel Satonnet; Norbert Termenon
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: KR20020029391A; FR2811048A1; US6830136B2; FR2811048B1; DE10192742T1; JP2004502102A; KR100829269B1; WO2002001091A1; JP5204364B2; US20020104727A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Momentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend ein Gehäuse (10); ein Turbinenrad (16), das drehfest mit einer Nabe (30) verbunden ist; eine Überbrückungskupplung (14), die einen insgesamt quer ausgerichteten Kolben (50) umfasst, dessen radial innerer Teil (54) gleitend verschiebbar entlang einer äußeren zylindrischen Auflagefläche (58) gelagert ist, die zu einer mittleren Buchse gehört, und umfassend Anschlagmittel (84), die axial zwischen der hinteren ringförmigen Querabschlussfläche (64) der mittleren Buchse und der vorderen Querfläche (102) der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe eingefügt sind, und von denen sich ein Teil (88) gegenüber einem inneren Teil (54) des Kolbens (50) erstreckt, um ein Axiallager zu bilden, das die maximale hintere Position des Kolbens (50) in der geöffneten Position der Kupplung begrenzt, wobei Mittel zur radialen Zentrierung des Axiallagers (84) vorgesehen sind, und wobei das Axiallager (84) als Wälzlager ausgeführt ist und wenigstens eine axial zwischen der mittleren Buchse (52) und den Wälzelementen (106) eingefügte vordere Buchse (108) umfasst, die sich entlang einer insgesamt radialen Richtung und gegenüber der besagten hinteren ringförmigen Querabschlussfläche (64) der mittleren Buchse (52) erstreckt und die eine ringförmige Verlängerung (88) umfasst, die sich radial nach außen über die Buchse (108) hinaus erstreckt und deren vordere Querfläche (89) sich gegenüber dem inneren Teil (54) des Kolbens (50) erstreckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen insbesondere für Kraftfahrzeuge einsetzbaren hydrodynamischen Momentwandler nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Erfindung betrifft im einzelnen einen hydrodynamischen Momentwandler, umfassend ein Gehäuse mit einer insgesamt quer ausgerichteten Wand, die drehfest mit einer treibenden Welle verbunden werden kann, ein Turbinenrad mit einer inneren Zwischenscheibe, die drehfest mit einer Nabe verbunden ist, die drehfest mit einer getriebenen Welle verbunden werden kann, eine Überbrückungskupplung, die zwischen dem Turbinenrad und der Querwand zum Einsatz kommt und die insbesondere, zwischen dem Turbinenrad und der Querwand angeordnet, einen insgesamt quer ausgerichteten Kolben umfasst, dessen radial innerer Teil gleitend verschiebbar entlang einer äußeren zylindrischen Auflagefläche gelagert ist, die zu einer als Führungsbuchse des Kolbens bezeichneten mittleren Buchse gehört, von der sich eine hintere ringförmige Querabschlussfläche gegenüber einer vorderen Querfläche erstreckt, die zur Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe gehört.
Ein Beispiel für einen derartigen hydrodynamischen Momentwandler wird in der Druckschrift FR 2 634 849 A1 oder US 4 926 988 A beschrieben und dargestellt.
Bei einer derartigen Konstruktion ist es einerseits notwendig, einen Anschlag vorzusehen, um die axialen Bewegungen des Kolbens in Richtung des Turbinenrads zu begrenzen, und andererseits ein als Abstandsstück dienendes Anschlagelement vorzusehen, das zwischen der mittleren Buchse und der Nabe des Turbinenrads eingefügt ist, um eine präzise axiale Position zwischen diesen beiden Elementen zu bestimmen und um die Reibungen zwischen diesen beiden Elementen, die im Verhältnis zueinander drehend gelagert sind, auf ein Minimum zu verringern.
Bei der Konstruktion nach dem Stand der Technik, der durch die vorstehend genannten Druckschriften dargestellt ist, besteht der Kolbenanschlag aus einem Ring, der in eine in die mittlere Buchse eingearbeitete Auskehlung eingesetzt ist, während der als Abstandsstück zwischen der mittleren Buchse und der Turbinenradnabe dienende Anschlag ein beispielsweise in Form einer Scheibe ausgeführter zusätzlicher Bestandteil ist.
Diese Gestaltung ist daher komplex, insoweit sie zwei Bestandteile umfasst und für den Anschlag des Kolbens eine zusätzliche Bearbeitung in der mittleren Buchse erfordert.
Um diese Nachteile zu beseitigen, sind in der FR 2 782 362 A1 Anschlagmittel vorgeschlagen worden, die zwischen der hinteren ringförmigen Querabschlussfläche der mittleren Buchse und der vorderen Querfläche der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe eingefügt sind, um die Reibungen zwischen diesen beiden im Verhältnis zueinander drehbeweglichen Elementen zu begrenzen, und von denen sich ein Teil gegenüber einer hinteren Querfläche des radial inneren Teils des Kolbens erstreckt, um einen axialen Anschlag oder ein Axiallager zu bilden, der bzw. das die maximale hintere Position des Kolbens in einer geöffneten Position der Kupplung begrenzt.
Nach der in dieser Druckschrift vorgeschlagenen Konstruktion sind die Anschlagmittel in Form eines einzigen einteiligen Bestandteils ausgeführt, der axial zwischen der mittleren Buchse und der Nabe des Turbinenrads eingefügt ist und dessen radialer Bauraumbedarf so bemessen ist, dass er die beiden vorstehend angesprochenen Anschlagfunktionen gleichzeitig erfüllt.
Dieser einheitliche Anschlagteil ist vorzugsweise aus einem Werkstoff ausgeführt, der optimale Reibeigenschaften besitzt, um die Reibungen zwischen den drehend gelagerten Teilen zu verringern.
Diese Konstruktion ist jedoch insofern nicht völlig zufriedenstellend, als der Anschlag bzw. das Axiallager nicht, insbesondere radial, positioniert ist. Darüber hinaus erweist sich der Kompromiß bei der Auswahl eines Werkstoffs mit einer ausreichenden Fähigkeit zur Reduzierung der Reibungen und gleichzeitig mit einer ausreichenden Festigkeit, um einen raschen Verschleiß auszuschließen, als schwer zu optimieren.
Aus der JP 2000 088 083 A ist ein hydrodynamischer Momentwandler der eingangs genannten Art bekannt, bei dem Mittel zur radialen Zentrierung des Axiallagers im Verhältnis zur Nabe vorgesehen sind. Das Axiallager ist dabei durch ein Gleitlager gebildet.
Auch aus der FR 2 782 363 A1 und der WO 99/45 294 A1 sind hydrodynamische Momentwandler der eingangs genannten Art bekannt, bei denen Mittel zur radialen Zentrierung des Axiallagers im Verhältnis zur Nabe vorgesehen sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten hydrodynamischen Momentwandler der eingangs genannten Art zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen hydrodynamischen Momentwandler nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass das Axiallager als Wälzlager ausgeführt ist und wenigstens eine axial zwischen der mittleren Buchse und den Wälzelementen eingefügte vordere Buchse umfasst, die sich entlang einer insgesamt radialen Richtung und gegenüber der besagten hinteren ringförmigen Querabschlussfläche der mittleren Buchse erstreckt und die eine ringförmige Verlängerung umfasst, die sich radial nach außen über die Buchse hinaus erstreckt und deren vordere Querfläche sich gegenüber der besagten hinteren Querfläche des radial inneren Teils des Kolbens erstreckt.
Dank einer solchen Konstruktion stehen Anschlagmittel mit reduzierten Reibungen und einer hohen Zuverlässigkeit zur Verfügung, deren Konstruktion unter Verwendung von einer oder zwei Buchsen, zwischen denen die Wälzelemente angeordnet sind, zahlreiche Möglichkeiten für die Anordnung dieses Axiallagers mit Wälzelementen zwischen den verschiedenen betroffenen Bestandteilen bietet.
Die sich radial nach außen über die Buchse hinaus erstreckende ringförmige Verlängerung dient dabei der Begrenzung der maximalen hinteren Position des Kolbens.
Das Axiallager ist vorteilhafterweise ein Axialnadellager.
Nach anderen Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:

– Die Anschlagmittel bestehen aus einem Axiallager mit Wälzelementen, das axial zwischen der hinteren ringförmigen Querabschlussfläche der mittleren Buchse und der vorderen Querfläche der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe eingefügt ist, wobei wenigstens eine Buchse des Axiallagers einen radial ausgerichteten ringförmigen Teil umfasst, der sich gegenüber der hinteren Querfläche des radial inneren Teils des Kolbens erstreckt.
– Die Nabe umfasst einen radial ausgerichteten Flansch, der sich nach außen erstreckt, und das besagte Axiallager ist gegenüber der vorderen Querfläche dieses Flansches angeordnet.
– Das Turbinenrad umfasst eine insgesamt radial ausgerichtete innere Zwischenscheibe oder ist mit einer solchen Zwischenscheibe verbunden, die am Flansch der Nabe befestigt ist.
– Die Zwischenscheibe des Turbinenrads ist der vorderen Querfläche des Flansches der Nabe zugekehrt.
– Die Zwischenscheibe des Turbinenrads ist axial zwischen dem Flansch der Nabe und dem Axiallager eingefügt.
– Das Axiallager umfaßt eine hintere Buchse, die axial zwischen der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe eingefügt ist.
– Die hintere Buchse des Axiallagers ist im Verhältnis zum Flansch der Nabe oder im Verhältnis zu der besagten Zwischenscheibe des Turbinenrads radial zentriert.
– Die hintere Buchse des Axiallagers ist im Verhältnis zum inneren Umfang der besagten Zwischenscheibe radial nach außen zentriert.
– Die hintere Buchse des Axiallagers ist im Verhältnis zum Flansch der Nabe radial nach innen zentriert.
– Die vordere Buchse des Axiallagers ist im Verhältnis zur mittleren Buchse radial zentriert.
– Die vordere Buchse des Axiallagers ist im Verhältnis zum radial inneren Teil des Kolbens radial zentriert.
– Eine Buchse des Axiallagers ist drehfest mit dem Turbinenrad, mit der mittleren Buchse oder mit dem Kolben verbunden.
– Das Axiallager ist axial an das Turbinenrad, an die mittlere Buchse oder an den Kolben angefügt.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird. Darin zeigen im einzelnen:
1 eine als Axialschnitt ausgeführte Teilansicht eines hydrodynamischen Momentwandlers mit einem Axiallager, das nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung ausgeführt und angeordnet ist;
2 eine vergrößerte Detailansicht des rechten unteren Teils von 1 zur Darstellung einer zweiten Ausführungsart der Erfindung;
die 3 bis 11 ähnliche Ansichten wie 2 zur Darstellung der dritten bis elften Ausführungsarten der Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung werden identische, gleichartige oder ähnliche Bestandteile jeweils durch die gleichen Bezugsnummern bezeichnet.
Um das Verständnis der Beschreibung und der Ansprüche zu erleichtern, werden die Lagebezeichnungen hinten und vorn entsprechend der linken bzw. der rechten Seite von 1 und der vergleichbaren Figuren verwendet.
Wie dies nach dem Stand der Technik bekannt ist, umfaßt ein hydrodynamischer Momentwandler, in ein und demselben, mit Öl befüllten und als Ölwanne ausgebildeten dichten Gehäuse 10 angeordnet, einen Drehmomentwandler 12 und eine Überbrückungskupplung 14.
Der Drehmomentwandler 12 umfaßt ein Turbinenrad 16, ein Pumpenrad 18 und ein Leitrad 20.
Das Pumpenrad 18 umfaßt Schaufeln 22, die an einer ersten Halbschale 24 angebracht sind, die dicht und fest mit einer zweiten Antriebshalbschale 26 verbunden ist, die drehfest mit einer treibenden Welle verbunden werden kann.
Das Turbinenrad 16 umfaßt ebenfalls Schaufeln 28, die den Schaufeln 22 des Pumpenrads 18 gegenüberliegen, während das Turbinenrad 16 drehfest mit einer Nabe 30 verbunden ist, die drehfest mit einer (nicht dargestellten) getriebenen Welle, koaxial zur Achse X-X des Momentwandlers verlauft, über Keilnuten 32 verbunden werden kann, die am inneren Umfang des radial inneren Teils 34 der Nabe 30 ausgebildet sind.
Die Antriebshalbschale 26 besteht im wesentlichen aus einer Wand 36, die insgesamt quer ausgerichtet ist, das heißt, die sich in einer zur Achse X-X senkrechten radialen Ebene erstreckt.
Im Falle einer Anwendung bei einem Kraftfahrzeug besteht die treibende Welle aus der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs (nicht dargestellt), während die getriebene Welle durch die Eingangswelle der Kraftübertragung des Fahrzeugs (nicht dargestellt) gebildet wird.
Diese getriebene Welle ist mittig aufgebohrt, um einen Kanal für die Zuleitung von unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit zu einer Betätigungskammer 38 mit veränderlichem Volumen zu bilden, die durch die Teile begrenzt wird, die einerseits zur Überbrückungskupplung 14 gehören, die eine ringförmige Scheibe 40 umfaßt, die ausrückbar drehfest mit der durch das Turbinenrad 16 und seine Nabe 30 gebildeten Baueinheit verbunden ist.
Beim Anfahren des Fahrzeugs wird das Turbinenrad 16 durch das Pumpenrad 18 dank der Zirkulation des im dichten Gehäuse 10 enthaltenen Öls zwischen den Schaufeln 28 des Turbinenrads 16 und den Schaufeln 22 des Pumpenrads 18 drehend angetrieben.
Die Überbrückungskupplung 14 ist dann ausgerückt, und der Drehmomentwandler 12 ist zugeschaltet oder in Betrieb.
Um einen Leistungsverlust auszuschließen, der insbesondere durch Schlupferscheinungen zwischen dem Turbinenrad 16 und dem Pumpenrad 18 bedingt ist, wird anschließend, nach dem Anfahren des Fahrzeugs, das Turbinenrad 16 fest mit der vorderen Antriebshalbschale 26 über die Überbrückungskupplung 14 verbunden, die dabei eingerückt ist, während der Drehmomentwandler 12 dann abgeschaltet ist.
Es kann insbesondere auf den Inhalt der Druckschrift WO 94/07 058 A1 verwiesen werden, um weitere Einzelheiten im Zusammenhang mit dem bekannten Aufbau und der bekannten Funktionsweise eines derartigen hydrodynamischen Momentwandlers in Erfahrung zu bringen.
Die vordere Antriebshalbschale 26 ist ein Teil aus tiefgezogenem Blech, und sie umfaßt an ihrem radial äußeren Umfang einen axial ausgerichteten ringförmigen Rand 42, der sich nach hinten erstreckt und der hier radial im Innern eines formschlüssigen, axial ausgerichteten ringförmigen Rands 44 aufgenommen ist, der zur hinteren Halbschale 24 gehört, um den Zusammenbau und den Verschluß des dichten Gehäuses 10 beispielsweise durch eine Schweißnaht 46 zu ermöglichen.
Wie insbesondere in 11 zu erkennen ist, verläuft die vordere Querwand 36 der Antriebshalbschale 26 in ihrem mittleren Teil durchgehend, das heißt, daß sie keine eingearbeitete Bohrung und kein einstückig ausgeführtes Loch enthält.
Die Ausführung der vorderen Antriebshalbschale 26 erfolgt daher besonders einfach durch Tiefziehen, wobei sie konstruktionsmäßig insgesamt dicht ist, da sie kein mittiges Loch und kein anderes Umfangsloch, beispielsweise für die Ausführung von Befestigungsvorgängen durch Aufnieten von inneren Bestandteilen am Gehäuse 10, enthält.
Wie in 1 zu erkennen ist, trägt die vordere Querwand 36 in der Nähe ihres Umfangs Elemente 48, welche die drehfeste Verbindung der Halbschale 26 mit der Kurbelwelle des Fahrzeugmotors in bekannter Weise über einen in den Figuren nicht dargestellten Flansch ermöglichen.
Die Überbrückungskupplung 14 umfaßt einen Kolben 50, bei dem es sich um ein Teil mit der allgemeinen Form einer quer ausgerichteten Scheibe handelt, die mittig gelocht ist und die axial in beiden Richtungen beweglich und dicht verschiebbar auf einer ringförmigen mittleren Buchse 52 gelagert ist, die als Führungsbuchse des Kolbens bezeichnet wird, obwohl die Führung des Kolbens in seiner axialen Bewegung und seiner dichten Gleitverschiebung hier durch Zungen erfolgt.
Dazu umfaßt der Kolben 50 einen radial inneren Abschnitt 54, der in Form einer axial ausgerichteten ringförmigen Hülse ausgeführt ist, die unter Einfügung einer Dichtung 56 gleitend verschiebbar auf einer konvexen zylindrischen Auflagefläche 58 gelagert ist, die durch die äußere Umfangswand der Buchse 52 gebildet wird.
In den Ausführungsarten, die in den 1 bis 16 nacheinander veranschaulicht sind, ist die Gestaltung der mittleren Buchse besonders einfach, wobei sie in Form einer einteiligen zylindrischen ringförmigen Buchse ausgeführt ist, die radial durch die äußere Umfangsfläche 58 und durch eine konkave zylindrische Innenfläche 60 sowie axial durch zwei, eine vordere 62 und eine hintere 64, ringförmige Querabschlußflächen begrenzt wird.
Durch ihre radial innere konkave Fläche 60 bewirkt die Zentrierbuchse 62 ihre Führung bei der Drehung im Verhältnis zur Nabe 30 des Turbinenrads 16 unter Einfügung einer Lagerhülse 66.
Der Kolben 50 begrenzt daher zusammen mit der mittleren Buchse 52 und der vorderen Abschlußquerwand 36 die Betätigungskammer 38 mit veränderlichem Volumen, die radial nach außen durch die Scheibe 40 und durch vordere 68 und hintere 70 Reibbeläge begrenzt wird, die zwischen der Scheibe oder dem Ring 40 und dem gegenüberliegenden radial äußeren Abschnitt 72 der Querwand 36 einerseits und zwischen der Scheibe 40 und dem gegenüberliegenden radial äußeren Teil 74 des Kolbens 50 eingespannt werden können.
Jeder Reibbelag 68, 70 ist fest mit einem der zur Baueinheit 36, 40, 50 gehörenden Elemente verbunden, wobei die beiden Reibbeläge 68 und 70 beispielsweise an den gegenüberliegenden Querflächen der Scheibe 40 angebracht sein können.
Die Scheibe 40 bildet das Ausgangselement der Überbrückungskupplung 14, und sie erstreckt sich hier radial nach außen über den ringförmigen Umfangsabschnitt 76 des Kolbens hinaus, das heißt oberhalb des Kolbens mit Blick auf 1.
Nach einer bekannten Anordnung greift der radial äußere Umfang 78 der Scheibe 40 an einem axial ausgerichteten formschlüssigen Teil 80 ein, der zu einem Element 82 gehört, das, hier durch Schweißen, drehfest mit dem Turbinenrad 16 verbunden ist.
Es ist natürlich möglich, eine elastische Dämpfungsvorrichtung vorzusehen, die am Umfang der Kupplung 14 beispielsweise in einer Ausführung mit umfangsmäßig wirksamen Federn angeordnet ist.
Wenn die Kupplung 14 geschlossen ist, ist das Turbinenrad 16 mit der Querwand 36 der vorderen Halbschale 26 verbunden, so daß keine relative Bewegung zwischen dem Turbinenrad 16 und dem Pumpenrad 18 stattfindet oder daß ein in Abhängigkeit von der axialen Einspannung begrenzter Schlupf entsteht.
Wenn die Kupplung 14 ausgerückt ist, wird das Turbinenrad 16 durch das Pumpenrad 18 drehend angetrieben.
Der Kolben 50 ist bekannterweise drehfest mit der Querwand 36 verbunden, die drehbar und axial fest ist, was über insgesamt tangential ausgerichtete elastische Zungen 90 erfolgt, die fest mit einem Antriebs- oder Verbindungsteil 92 verbunden sind, so daß der Kolben 50 drehfest mit der Querwand 36 verbunden ist, während er sich im Verhältnis zu dieser axial in beiden Richtungen verschieben kann, indem er axial an der mittleren Buchse 52, 58 entlang gleitet.
In den verschiedenen in den Figuren veranschaulichten Beispielen sind die elastischen Zungen 90 tangential ausgerichtet, und sie sind durch Aufnieten an einem ihrer tangentialen Enden am Kolben 50 und an ihrem gegenüberliegenden anderen tangentialen Ende am Verbindungs- oder Antriebsteil 92 befestigt.
Wie dies in den Figuren zu erkennen ist, weist das Verbindungsteil 92 insgesamt die Form einer insgesamt radial oder quer ausgerichteten ringförmigen Scheibe auf, und es umfaßt an seinem Umfang Ansätze 94, an denen entsprechende tangentiale Enden der Zungen 90 befestigt sind.
Die Zungen 90 und die Verbindungsscheibe 92 sind axial zwischen dem Kolben 50 und der vorderen Querwand 36 angeordnet, das heißt im Innern der Betätigungskammer 38 mit veränderlichem Volumen.
Dank der Anordnung der formschlüssigen Teile 78 und 80 sowie dank ihres wechselseitigen Ineinandergreifens ist die Scheibe 40 drehfest mit dem Turbinenrad 16 verbunden, wobei sie sich jedoch axial im Verhältnis zu diesem verschieben kann, um ihre axiale Einspannung unter der Einwirkung des Kolbens 50 zu ermöglichen.
Die radial äußeren Ansätze 94 der Verbindungsscheibe 92 erstrecken sich in einer radialen Ebene, die axial nach hinten im Verhältnis zum mittleren Teil 96 in Form von ringförmigen Scheiben des Verbindungsteils 92 versetzt ist, das axial zwischen der mittleren Buchse 52 und einem gegenüberliegenden inneren ringförmigen Flächenabschnitt 98 der vorderen Querwand 36 eingefügt ist, die axial nach hinten ausgerichtet ist.
Die Ansätze 94 sind mit dem mittleren Teil 96 durch ein ringförmiges Zwischenteilstück mit kegelstumpfartiger Form 100 verbunden.
Der mittlere Teil 96 der Verbindungsscheibe 92 ist an der Querwand 36 durch Schweißen befestigt, während die mittlere Buchse 52 ebenfalls durch Schweißen am mittleren Teil 96 der Verbindungsscheibe 92 befestigt ist.
Insbesondere mit Blick auf 1 ist zu erkennen, dass ein Axialnadellager 84 axial zwischen der hinteren ringförmigen Querabschlussfläche 64 der mittleren Buchse 52 und der Nabe 30 eingefügt ist.
Im einzelnen ist das Axiallager 84 zwischen der mittleren Buchse 52, 64 und einem Teil in Form einer radial ausgerichteten Zwischenscheibe 86 eingefügt, die die Nabe radial nach außen verlängert und an der das Turbinenrad 16 hier durch Schweißen oder als Variante durch Aufnieten befestigt ist.
Die vordere Buchse 108 des Axialnadellagers 84 wird radial nach außen durch eine Scheibe 88 verlängert, die einen nach hinten gerichteten axialen Anschlag für den Kolben 50 bildet.
Im einzelnen erstreckt sich der Querflansch der Nabe 86 radial nach außen, und er wird axial nach vorn durch eine ringförmige vordere Querfläche 102 begrenzt, an der axial nach hinten eine innere radiale Zwischenscheibe 104 zur Anlage kommt, die das Turbinenrad 16 mit der Nabe 30 verbindet, wobei die Zwischenscheibe 104 hier, als Beispiel ohne einschränkende Wirkung, in Form eines radial inneren Teils der Schale des Turbinenrads 16 ausgeführt ist.
Die innere radiale Zwischenscheibe 104 ist durch Schweißen am Flansch 86 befestigt; sie kann aber natürlich auch durch jedes andere Mittel befestigt sein, wie beispielsweise durch Verkleben oder durch Aufnieten nach einer bekannten Technik.
Das Axialnadellager 84 ist ein Axiallager, dessen Wälzelemente 106 bildende Nadeln im Verhältnis zur Achse X-X radial angeordnet und zwischen zwei Buchsen, einer vorderen 108 und einer hinteren 110, aufgenommen sind, die jeweils hauptsächlich in Form eines radial ausgerichteten Flansches und eines axial ausgerichteten ringförmigen Abschnitts radial innen bei der vorderen Buchse 108 und radial außen bei der hinteren Buchse 110 ausgeführt sind.
Das Axialnadellager 84 ist daher ein Bestandteil, der axial zwischen der hinteren ringförmigen Querfläche 64 der mittleren Buchse 52 und einem gegenüberliegenden Abschnitt der vorderen Querfläche 102 des Flansches 86 der Nabe 30 eingefügt ist.
In der in 1 dargestellten ersten Ausführungsart ist das Axialnadellager 84 radial innerhalb des radial inneren Umfangsrands 112 der Zwischenscheibe 104 des Turbinenrads zentriert.
Das Axialnadellager 84 ist vorzugsweise durch seine hintere Buchse 110 leicht eingespannt im Innern der Zwischenscheibe 104 eingebaut, so daß es drehfest mit der Baueinheit aus Turbinenrad 16, 104 und Nabe 30, 86 verbunden und axial daran angefügt ist.
Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, ist es jedoch nicht notwendig, daß das Axiallager drehfest verbunden und/oder axial angefügt ist.
Die Anschlagscheibe 88 besteht ihrerseits aus einer radial nach außen verlaufenden Verlängerung des Flansches der vorderen Buchse 108 des Axiallagers 84, die sich radial auf einem Abstand erstreckt, der so bemessen ist, daß sich die Anschlagscheibe 88 mit ihrer vorderen ringförmigen Querfläche 89 gegenüber dem gegenüberliegenden Abschnitt der hinteren Querfläche 51 des Kolbens 50 befindet, die seiner radial inneren Führungshülse 54 zugekehrt ist.
Dank ihrer Ausführung in Form einer Verlängerung der vorderen Buchse 108 weist die als Anschlag für den Kolben 54 dienende Scheibe 88 außerdem eine leichte Elastizität auf, welche die Stöße dämpfen kann, wenn der Kolben 54 mit dem Anschlag in Kontakt kommt.
Die in 2 veranschaulichte zweite Ausführungsart ist mit der ersten Ausführungsart identisch bis auf die Mittel zur drehfesten Verbindung des Axialnadellagers 84 mit der Nabe 30 und der radialen Zwischenscheibe 104, die anhand von formschlüssigen Zähnen gebildet werden, die im radial inneren Rand 112 der Zwischenscheibe 104 und in dem axial ausgerichteten radial inneren Teil 114 der hinteren Buchse 110 des Axiallagers 84 ausgebildet sind.
Bei der in 3 dargestellten dritten Ausführungsart ist zu erkennen, daß die Zwischenscheibe 104 radial nach innen entlang der gesamten vorderen ringförmigen Querfläche 102 des Flansches 86 der Nabe 30 verlängert wird und daß sie durch eine axial ausgerichtete radial innere Hülse verlängert wird, die sich nach hinten 116 erstreckt.
Das Axialnadellager 84, dessen Konstruktion insgesamt derjenigen des bei der ersten und zweiten Ausführungsart verwendeten Axiallagers entspricht, ist daher axial zwischen der mittleren Buchse 82 und dem Flansch 86 der Nabe 30 unter Einfügung der radial inneren Zwischenscheibe 104 des Turbinenrads 16 eingefügt.
Im Hinblick auf die radiale Zentrierung des Axialnadellagers 84 umfaßt hier der Flansch seiner hinteren Buchse 110 eine quer, radial nach innen, ausgerichtete Verlängerung 118, die auf die äußere Umfangsfläche 120 der Hülse 116 zentriert ist, wobei der Einbau mit einer leichten Einspannung für die drehfeste Verbindung der hinteren Buchse 110 mit der Nabe 30 erfolgen kann oder nicht.
Die in 4 dargestellte vierte Ausführungsart bildet eine Variante der dritten Ausführungsart, bei der der drehende Antrieb der hinteren Buchse 110 durch ein Ineinandergreifen von Ansätzen, die in die Verlängerung 118 des Flansches der hinteren Buchse 110 eingearbeitet sind, mit formschlüssigen Ausnehmungen 120 erfolgt, die in die Hülse 116 eingearbeitet sind.
Bei der in 5 dargestellten fünften Ausführungsart ist das Axialnadellager 84 an der mittleren Buchse 52 angebracht, deren ringförmige hintere Querabschlußfläche 64 dazu eine Aufnahme enthält, die durch eine Querfläche 122 und durch eine konvexe zylindrische Auflagefläche 124 begrenzt wird, wobei die so gebildete Aufnahme axial nach hinten offen ist, um den Einbau des Axiallagers 84 zu ermöglichen, dessen vordere Buchse 108 in die Aufnahme eingesetzt ist, was gegebenenfalls mit einer leichten radialen Einspannung erfolgt, um ihre drehfeste Verbindung mit der mittleren Buchse 52 zu ermöglichen.
Die in 6 dargestellte sechste Ausführungsart bildet eine Variante der fünften Ausführungsart, bei der die vordere Buchse 108 des Axialnadellagers 84 elastisch in die Aufnahme 122, 124 der mittleren Buchse 52 eingepaßt wird, wobei dazu formschlüssige Formen in den axial ausgerichteten radial inneren Teil der vorderen Buchse 108 und in die Auflagefläche 124 eingearbeitet sind.
Die in 7 dargestellte siebte Ausführungsart bildet eine Variante der sechsten Ausführungsart, bei der der Flansch der vorderen Buchse 108 eine innere radiale Verlängerung 126 umfaßt, die in Form von radial ausgerichteten Ansätzen ausgeführt ist, die in Ausnehmungen eingesetzt sind, die in die Buchse 52 in Höhe der Auflagefläche 124 eingearbeitet sind.
Das Axialnadellager 84 ist daher durch elastische Einpassung axial an die mittlere Buchse 52 angefügt, wobei es durch einen aus den Ansätzen 126 und den Ausnehmungen 128 bestehenden Eingriffsmechanismus drehfest damit verbunden ist.
Bei der in 8 dargestellten achten Ausführungsart erfolgt die radiale Zentrierung des Axialnadellagers 84 im Verhältnis zum Kolben 50.
Im einzelnen wird der Querflansch der vorderen Buchse 108 axial nach hinten durch eine Zentrierhülse 130 verlängert, die im Innern der konkaven zylindrischen Fläche 55 der Führungshülse 54 des Kolbens 50 eingesetzt ist, woraufhin er radial nach innen durch die Anschlagscheibe 88 verlängert wird.
Es existiert natürlich ein leichtes radiales Spiel zwischen der Zentrierhülse 130 und der Führungshülse 54, um den Kolben 50 in seinen axialen Bewegungen frei zu belassen.
Bei der in 9 dargestellten neunten Ausführungsart ist das Axialnadellager 84 radial im Verhältnis zur mittleren Buchse 52 zentriert, an die es außerdem axial angefügt ist.
Dazu umfaßt der Flansch der vorderen Buchse 108 an seinem radial inneren Umfang eine ringförmige Zentrierhülse 132, die sich axial nach hinten erstreckt und die auf eine formschlüssige konkave zylindrische Auflagefläche 134 zentriert ist, die am inneren Umfang und am hinteren axialen Ende der mittleren Buchse 52 ausgebildet ist.
Um die drehfeste Verbindung zwischen der vorderen Buchse 108 und der mittleren Buchse 52 herbeizuführen, kann die Anbringung der Zentrierhülse 132 an der Auflagefläche 134 mit einem leichten radialen Spiel erfolgen.
Außerdem ist es möglich, diese drehfeste Verbindung gemäß der in 10 dargestellten zehnten Ausführungsart herbeizuführen, wobei die Zentrierhülse 132 in Form von axial ausgerichteten Ansätzen ausgeführt ist, die in Ausnehmungen 134 der mittleren Buchse 52 eingesetzt sind.
Die in 11 dargestellte elfte Ausführungsart ist ähnlich wie die erste Ausführungsart von 1 gestaltet, von der sie sich nur durch die Gestaltung der Zwischenscheibe 84 unterscheidet, die keine Verlängerung der Schale des Turbinenrads 16 bildet und bei der es sich um ein unabhängiges Teil handelt, das an der Schale des Turbinenrads angefügt und befestigt ist und das radial nach außen verlängert wird, um mit der Reibbeläge tragenden Scheibe 40 ineinanderzugreifen.
Erfindungsgemäß sind Mittel zur radialen Zentrierung des Axiallagers 84 im Verhältnis zur Zwischenscheibe 104 oder im Verhältnis zum Kolben 50, 54, wie in den verschiedenen Ausführungsarten veranschaulicht, oder als Variante im Verhältnis zur Nabe 38, 86 vorgesehen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsarten begrenzt.
In allen Fällen ist es insbesondere möglich, ein formschlüssiges Verkleben der vorderen oder hinteren Buchse des Axialnadellagers 84 herbeizuführen, die drehfest mit dem benachbarten Element verbunden ist, an das sie angefügt ist.
Außerdem besteht die Möglichkeit, das Axialnadellager 84 in Form eines Bauteils auszuführen, das nur eine einzige Buchse umfaßt, und mit Wälzelementen, die direkt gegen eine entsprechende Auflagefläche der Nabe 30 oder der mittleren Buchse 52 laufen.
Die als Anschlagscheibe 88 dienende Verlängerung kann natürlich in einer nicht dargestellten Variante als eine Verlängerung der hinteren Buchse 110 des Axialnadellagers 84 ausgebildet sein.
Das Axiallager mit Wälzelementen kann außerdem in Form eines Axialkugel- oder Axialrollenlagers ausgeführt sein.

Claims

Hydrodynamischer Momentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend: – ein Gehäuse (10) mit einer insgesamt quer ausgerichteten Wand (36), die drehfest mit einer treibenden Welle verbindbar ist; – ein Turbinenrad (16), das eine innere Zwischenscheibe (104) umfasst und drehfest mit einer Nabe (30) verbunden ist, die drehfest mit einer getriebenen Welle verbindbar ist; – eine zwischen dem Turbinenrad (16) und der Querwand (36) wirksame Überbrückungskupplung (14), die insbesondere, axial zwischen dem Turbinenrad (16) und der Querwand (36) angeordnet, einen insgesamt quer ausgerichteten Kolben (50) umfasst, dessen radial innerer Teil (54) gleitend verschiebbar entlang einer äußeren zylindrischen Auflagefläche (58) gelagert ist, die zu einer mittleren Buchse gehört, von der sich eine hintere ringförmige Querabschlussfläche (64) gegenüber einer vorderen Querfläche erstreckt, die zur Baueinheit aus Turbinenrad (16) und Nabe (30, 86) gehört, und umfassend Anschlagmittel (84), die axial zwischen der hinteren ringförmigen Querabschlussfläche (64) der mittleren Buchse und der vorderen Querfläche (102) der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe eingefügt sind, um die Reibungen zwischen diesen beiden im Verhältnis zueinander drehbeweglichen Elementen (16–30, 52) zu begrenzen, und von der sich ein Teil (88) gegenüber einer hinteren Querfläche (51) des radial inneren Teils (54) des Kolbens (50) erstreckt, um ein Axiallager zu bilden, das die maximale hintere Position des Kolbens (50) in der geöffneten Position der Kupplung begrenzt, wobei Mittel zur radialen Zentrierung des Axiallagers (84) im Verhältnis zur Nabe (30, 86) oder im Verhältnis zum Kolben (50, 54) oder im Verhältnis zur Zwischenscheibe (104) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (84) als Wälzlager ausgeführt ist und wenigstens eine axial zwischen der mittleren Buchse (52) und den Wälzelementen (106) eingefügte vordere Buchse (108) umfasst, die sich entlang einer insgesamt radialen Richtung und gegenüber der besagten hinteren ringförmigen Querabschlussfläche (64) der mittleren Buchse (52) erstreckt und die eine ringförmige Verlängerung (88) umfasst, die sich radial nach außen über die Buchse (108) hinaus erstreckt und deren vordere Querfläche (89) sich gegenüber der besagten hinteren Querfläche (51) des radial inneren Teils (54) des Kolbens (50) erstreckt.
Momentwandler nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmittel aus einem Axiallager (84) mit Wälzelementen bestehen, das axial zwischen der hinteren ringförmigen Querabschlussfläche (64) der mittleren Buchse (52) und der besagten vorderen Querfläche (102) der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe eingefügt ist, und dass wenigstens eine Buchse (108) des Axiallagers (84) einen radial ausgerichteten ringförmigen Teil (88) umfasst, der sich gegenüber der hinteren Querfläche (51) des radial inneren Teils (54) des Kolbens erstreckt.
Momentwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (30) einen radial ausgerichteten Flansch (104) umfasst, der sich nach außen erstreckt, und dass das besagte Axiallager (84) gegenüber der vorderen Querfläche (102) dieses Flansches (86) angeordnet ist.
Momentwandler nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad (16) eine insgesamt radial ausgerichtete innere Zwischenscheibe (104) umfasst oder mit einer solchen Zwischenscheibe verbunden ist, die am Flansch (86) der Nabe (30) befestigt ist.
Momentwandler nach Anspruch 4 in Kombination mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenscheibe (104) des Turbinenrads (16) der vorderen Querfläche (102) des Flansches (86) der Nabe (30) zugekehrt ist.
Momentwandler nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenscheibe (104) des Turbinenrads (16) axial zwischen dem Flansch (86) der Nabe (30) und dem Axiallager (84) eingefügt ist.
Momentwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (84) eine hintere Buchse (110) umfasst, die axial zwischen der Baueinheit aus Turbinenrad (16) und Nabe (30, 86) und den Wälzelementen eingefügt ist.
Momentwandler nach Anspruch 1 in Kombination mit Anspruch 7 und mit einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Buchse (110) des Axiallagers (84) im Verhältnis zum Flansch (86) der Nabe (30) oder im Verhältnis zu der besagten Zwischenscheibe (104) des Turbinenrads (16) radial zentriert ist.
Momentwandler nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Buchse (110) des Axiallagers (84) im Verhältnis zum inneren Umfang (112) der besagten Zwischenscheibe (104) radial nach außen zentriert ist.
Momentwandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Buchse (110) des Axiallagers (84) im Verhältnis zum Flansch (86) der Nabe (30) radial nach innen zentriert ist.
Momentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Buchse (108) des Axiallagers (84) im Verhältnis zum radial inneren Teil (54) des Kolbens (50) radial zentriert ist.
Momentwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Buchse (110, 108) des Axiallagers drehfest mit dem Turbinenrad (16, 104), mit der mittleren Buchse oder mit dem Kolben (50) verbunden ist.
Momentwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (84) axial an das Turbinenrad (16, 104, 30), an die mittlere Buchse (52) oder an den Kolben angefügt ist.