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Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik, zum Beispiel aus der Schrift
WO 99/45294 A1 , ist bereits eine hydrodynamische Kupplungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, jener Art bekannt, die Folgendes umfasst:
- – ein Gehäuse zur drehfesten Verbindung einer Antriebswelle und eines Laufrads um eine Achse X;
- – ein Turbinenrad zur drehfesten Verbindung mit einer Abtriebswelle,
- – eine Verriegelungskupplung zur Verbindung der Antriebs- und der Abtriebswelle mit einem Kolben zur ausrückbaren Verbindung des Turbinenrads mit einer im Wesentlichen radialen Wand des Gehäuses, gegen die der Kolben zur Verriegelung der Verbindung belastet ist, und
- – einen axial zwischen dem Turbinenrad und dem Kolben angeordneten Reibungsanschlag.
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Allgemein bildet bei einer solchen hydrodynamischen Kupplungsvorrichtung das mit einer im Wesentlichen radialen Wand versehene Gehäuse das Eingangselement, und das Ausgangselement besteht wiederum aus einem im Inneren des Gehäuses angeordneten System aus Turbinenrad und Nabe. Der Kolben ist zwischen dem System und der Wand angeordnet und bezüglich der Wand axial beweglich angebracht, wobei er drehfest mit ihr verbunden ist.
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Das Turbinenrad wird aufgrund der Zirkulation eines im Gehäuse enthaltenen Fluids, wie zum Beispiel Öl, auf herkömmliche Weise von dem Laufrad angetrieben.
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Bei einer hydrodynamischen Kupplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist die Antriebswelle die Ausgangswelle des Fahrzeugmotors, und die Abtriebswelle ist mit Gangschaltmitteln verbunden.
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Nach dem Starten des Fahrzeugs gestattet die auch als „Lock-up-Kupplung” bezeichnete Verriegelungskupplung die Kontrolle des Schlupfes zwischen dem Turbinen- und dem Laufrad durch Kontrollieren des Antriebs der mit dem Gehäuse verbundenen Antriebswelle durch die mit dem Turbinenrad verbundene Abtriebswelle. Diese Kontrolle des Wellenantriebs erfolgt durch Festklemmen einer ringförmigen Reibscheibe, die zwischen dem Kolben und der Verriegelungswand des Gehäuses angeordnet ist.
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Die Verbindungswand der in dieser Schrift dargestellten Nabe umfasst einen im Wesentlichen radialen, einstückig mit der Nabe ausgebildeten Flansch, und eine Scheibe, die diese Nabe unter Umfangsdämpfung mit Verbindungsmitteln der Nabe und der Reibscheibe verbindet. Des Weiteren ist die Turbine mit dem Nabenflansch verbunden. Ein Stegglied in Form eines flachen Rings ist axial zwischen dem Nabenflansch und dem Kolben angeordnet und bildet einen Reibungsanschlag, um den direkten Kontakt zwischen diesem Flansch und diesem Kolben zu vermeiden.
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Aus der
DE 29 43 194 A1 ist eine hydrodynamische Kupplungsvorrichtung bekannt, die ein Gehäuse zur drehfesten Verbindung einer Antriebswelle mit einem Laufrad, ein Turbinenrad zur drehfesten Verbindung mit einer Abtriebswelle sowie eine Verriegelungs-Kupplung zur Verbindung der Antrieb- und der Abtriebswelle aufweist. Die Verriegelungs-Kupplung umfasst einen Kolben, der mit seinem radial inneren Umfang axial verschiebbar auf einer ringförmigen Nabe gelagert ist und zum Verriegeln der Verriegelungs-Kupplung mit einem Reibbelag gegen die vordere Wand des Gehäuses gedrückt wird. Der radial äußere Bereich des Kobens ist über eine Dämpfungsvorrichtung mit dem Turbinenrad verbunden. Diese Dämpfungsvorrichtung umfasst eine sich radial erstreckende Ringscheibe, die an dem Turbinenrad angeschweißt ist. Auf den einander gegenüberliegenden Seiten dieser Ringscheibe liegen in permanentem Reibungskontakt jeweils eine weitere Ringscheibe an, wobei diese beiden weiteren Ringscheiben miteinander sowie mit dem äußeren peripheren Abschnitt des Kolbens durch Stifte fest verbunden sind. Über diese formschlüssige Verbindung ist der äußere Bereich des Kolbens über den Dämpfer axial fest mit dem Turbinenrad verbunden. Ein Andrücken des Kolbens an die Gehäusewand zum Verriegeln der Verriegelungskupplung ist dabei nur deshalb möglich, weil der äußere Bereich des Turbinenrads in axialer Richtung relativ zum Gehäuse elastisch verformbar ist. Eine axiale Bewegung des äußeren Bereichs des Kolbens relativ zum Turbinenrad und somit eine Änderung des Abstandes zwischen dem Kolben und der Turbine kann hier aber nicht erfolgen, so dass es hier auch kein Anschlagelement gibt, welches eine axiale Bewegung des Kolbens in Richtung gegen das Turbinenrad durch Anschlagen am Ende der Bewegung begrenzen müsste.
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Ferner ist aus der
US 5 482 151 A eine hydrodynamische Kupplungsvorrichtung mit einer Verriegelungs-Kupplung bekannt, die ebenfalls kein Anschlagelement zum Verringern und zum Beenden der axialen Verschiebung des Kolbens zwischen dem Turbinenrad und dem Gehäuse aufweist. Der Kolben ist hier über eine an ihm befestigte Wellenfeder drehschlüssig mit dem Turbinenrad verbunden, indem mehrere regelmäßig verteilte Vorsprünge der Wellenfeder sich axial in Richtung zu dem Turbinenrad erstrecken, um zwischen umgebogenen Klauen eines am Turbinerad befestigten Sperrrings einzugreifen und so eine drehfeste aber axial bewegliche Verbindung zu erzeugen.
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Weiterhin ist aus der
DE 199 06 888 A1 ein Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung bekannt, bei dem kein Anschlagelement, sondern ein Torsionsschwingungsdämpfer zwischen dem Kolben und dem Turbinenrad angeordnet ist.
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Ziel der Erfindung ist insbesondere die Vereinfachung der Herstellung einer Verriegelungskupplung und die Minimierung ihrer Kosten, wobei insbesondere die Anzahl der diese Kupplung bildenden Elemente reduziert wird.
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Dazu schlägt die Erfindung eine hydrodynamische Kupplungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Gemäß einem wesentlichen Merkmal der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist der Reibungsanschlag radial außerhalb des Außenumfangs des Flansches angeordnet.
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Dank der Erfindung ist die Realisierung der Reibungsanschlagsfunktion des Kolbens vereinfacht und gestattet die Vermeidung jedes direkten Kontaktes zwischen dem Kolben, und gemäß den Ausführungsformen, irgendeinem der Elemente des aus dem Turbinenrad und der Nabe bestehenden Systems oder einem Element, wie zum Beispiel der Scheibe einer Dämpfungsvorrichtung.
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Da der Reibungsanschlag radial außerhalb des Außenumfangs des Flansches angeordnet ist, wird außerdem somit der Bereich der Kraftübertragung von der Turbine auf den Kolben dem Anlagebereich des Kolbens angenähert. Auf diese Weise wird die Verformung des Kolbens und die relative Verschiebung zwischen der Turbine und dem Gehäuse verringert, so dass der Kolben weniger Belastungen ausgesetzt ist.
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Gemäß Merkmalen verschiedener Ausführungsformen dieser Vorrichtung:
- – wird der Reibungsanschlag von einem der Elemente des aus dem Turbinenrad und der Nabe bestehenden Systems getragen;
- – wird der Reibungsanschlag von dem Kolben getragen;
- – umfasst der Reibungsanschlag einen aktiven Reibungsteil und einen passiven Teil mit Mitteln zur Montage an dem den Anschlag tragenden Element durch Zusammenwirkung komplementärer Formen;
- – ist der Reibungsanschlag einstückig ausgebildet;
- – besteht der Reibungsanschlag aus mindestens zwei Teilen, die den aktiven Teil bzw. den passiven Teil enthalten;
- – umfasst der Kolben mindestens ein vorstehend ausgebildetes Element, das mit den komplementären Montagemitteln des Reibungsanschlags zusammenwirkt;
- – weist der Kolben mindestens ein Loch auf, das komplementäre Montagemittel des Reibungsanschlags aufnimmt;
- – handelt es sich bei dem Loch um ein Sackloch;
- – ist das Loch ein Durchgangsloch und bildet eine Durchgangsöffnung für ein Werkzeug zur Befestigung der Mittel zur drehfesten Verbindung des Kolbens und des Gehäuses;
- – wirken Dichtmittel zwischen dem Loch des Kolbens und dem passiven Teil des Reibungsanschlags, und
- – ist mindestens eine Schmiernut (R) in dem aktiven Reibungsteil und/oder in dem Teil, an dem der Anschlag anliegt, ausgebildet.
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Die Lehren der vorliegenden Erfindung können in jeder hydrodynamischen Kupplungsvorrichtung, insbesondere in den mit einer doppelflächigen Kupplung, das heißt einer Kupplung mit zwei Reibflächen, ausgestatteten Vorrichtungen, oder in Mehrscheibenkupplungen eingesetzt werden.
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Die Erfindung wird durch Lektüre der folgenden Beschreibung besser verständlich, die nur beispielhaft gegeben wird und sich auf die Zeichnungen bezieht; es zeigen darin:
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1 eine Halbansicht eines Axialschnitts einer hydrodynamischen Kupplungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Teilansicht eines Axialschnitts ähnlich der von 1 entlang einer winkelförmig von der von 1 versetzten Schnittebene;
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3 eine Teilansicht eines Schnitts ähnlich der 1, die eine hydrodynamische Kupplungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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4 eine als Schnitt ausgeführte Teilansicht eines Details der dritten Ausführungsform;
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5 eine als Schnitt ausgeführte Teilansicht eines Details der vierten Ausführungsform;
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6 eine als Schnitt ausgeführte Teilansicht eines Details der fünften Ausführungsform.
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In den Figuren werden die gemeinsamen Elemente der Einfachheit halber mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In 1 ist eine hydrodynamische Kupplungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt worden, die mit der allgemeinen Bezugszahl 10 bezeichnet wird. Diese Vorrichtung 10 soll zwei Wellen, eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, zum Beispiel bei einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs, aneinander ankuppeln. Dabei ist die Antriebswelle die Ausgangswelle des Motors des Kraftfahrzeugs, und die Abtriebswelle ist mit Gangschaltmitteln verbunden.
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Die hydrodynamische Kupplungsvorrichtung 10 umfasst auf herkömmliche Weise ein Gehäuse 12, das zur drehfesten Verbindung der Antriebswelle und eines Laufrads bestimmt ist. Die Antriebswelle und das Laufrad sind an sich bekannt und werden in den Figuren nicht dargestellt.
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Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 10 eine Nabe 14, die zur drehfesten Verbindung der Abtriebswelle 16 und eines Turbinenrads 18, von dem nur ein Teil des Profils in 1 strichpunktiert dargestellt ist, bestimmt ist.
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Im Folgenden beziehen sich die axialen und die radialen Ausrichtungen auf die Achse X der Vorrichtung.
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Das Gehäuse 12 weist eine im Wesentlichen radiale Wand 20 auf, die mit einer außerhalb des Gehäuses liegenden Fläche 20E versehen ist, welche herkömmliche Mittel zur Verbindung mit der Antriebswelle trägt. Diese Verbindungsmittel umfassen insbesondere ein Zentrierglied 22 und Schraubmittel 23.
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Hier weist die Nabe 14 einen im Wesentlichen radialen Flansch 24 auf, der mit herkömmlichen Mitteln 26 zur festen Verbindung mit dem Turbinenrad 18 versehen ist. Die Nabe 14 ist durch Zusammenwirkung von Nuten und in diesen ausgebildeten Axialkehlen mit der Abtriebswelle 16 verbunden.
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Darüber hinaus umfasst die hydrodynamische Kupplungsvorrichtung 10 eine Kupplung 28 zur Verriegelung der Verbindung der Antriebs- und der Abtriebswelle. Diese Kupplung 28 wird nach dem Anlassen des Fahrzeugs und der hydraulischen Verbindung der Antriebswelle und der Abtriebswelle aktiviert.
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Die Kupplung 28 umfasst auf herkömmliche Weise einen beweglichen Verriegelungskolben 30, der dazu bestimmt ist, gegen das Gehäuse 12 belastet zu werden, um die Verbindung der Wellen zu verriegeln oder den Schlupf zwischen dem Turbinen- und dem Laufrad zu steuern.
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Hier handelt es sich bei der Kupplung um eine doppelflächige Kupplung, bei der eine Reibscheibe 32 zwischen dem Kolben 30 und einer innerhalb des Gehäuses 12 liegenden Fläche 20l der Wand 20 eingeklemmt werden soll. Die Reibscheibe 32, die axial zwischen dem Kolben 30 und der Wand 20, der sogenannten Verriegelungswand, angeordnet ist, weist Reibbeläge G auf, die hier auf an sich bekannte Weise an ihren beiden gegenüberliegenden Flächen angeordnet sind.
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Natürlich kommen auch andere Ausführungsvarianten in Betracht, und zwar könnte die Reibung auch direkt zwischen den Teilen 30, 32, 20 realisiert werden, die für eine solche Anwendung vorzugsweise behandelt worden sind.
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Die Reibbeläge G können direkt oder indirekt an der Reibscheibe 32 oder auch am Kolben 30 und/oder an der Fläche 20l angeordnet sein. Als Alternative kann mindestens einer der Beläge zu einem Zusatzteil gehören, das durch ein beliebiges Mittel, zum Beispiel durch Schweißen, angefügt ist. Die verschiedenen obigen Ausführungen können natürlich auch kombiniert sein.
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Als Alternative ist der Außenumfang der Scheibe 32 in einen Reibbelag eingelassen. Die Beläge G sind vorzugsweise mit Nuten versehen, die außer einer besseren Abkühlung einen Betrieb mit geregeltem Schlupf gestatten.
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Durch Verändern des Drucks auf beiden Seiten des Kolbens 30 wird dieser axial in der einen oder der anderen Richtung verschoben, so dass der Kolben in Axialrichtung bezüglich der Nabe 14 beweglich ist.
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Die Reibscheibe 32 ist hier mittels einer Dämpfungsvorrichtung, die des Weiteren Mittel 34, 38 enthält, mit der Nabe 14 verbunden. Die Mittel 34 enthalten eine Scheibe 36, die mit Hilfe von zum Beispiel Befestigungsmitteln 26, wie zum Beispiel Nieten oder auch eine Schweißung, die dem Turbinenrad 18 und der Scheibe 36 gemein sind, mit dem Flansch 24 der Nabe verbunden ist. Elastische Glieder 38 mit Umfangswirkung sind auf an sich bekannte Weise zwischen der Reibscheibe 32 und der Scheibe 36 angeordnet, um die gewünschte Dämpfungswirkung zu gewährleisten.
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Es sei darauf hingewiesen, dass der Flansch 24 und die Scheibe 36 eine im Wesentlichen radiale und mit der Nabe 14 fest verbundene Verbindungswand bilden.
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Des Weiteren umfasst die hydrodynamische Kupplungsvorrichtung 10 mindestens ein Dichtmittel 41, wie zum Beispiel einen Dichtungsring oder eine Dichtung, das zwischen einem Ende der Welle 16 und dem Kolben 30 wirkt und zwei Kammern 58, 59 trennen soll, die später beschrieben werden. Natürlich kann das Dichtmittel 41 von der Welle 16 oder von dem Kolben 30 getragen werden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass das Ende der Abtriebswelle 16 mit einer Endabschrägung versehen ist, um hier die Montage durch Einschieben des Dichtungsrings 41 zu erleichtern.
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Der Kolben 30 umfasst einen im Wesentlichen axialen, radial innenliegenden ringförmigen Teil, der innen eine zylindrische Lagerfläche 30P begrenzt, die durch Gleiten mit dem Dichtungsring 41 der Abtriebswelle 16 zusammenwirkt. Der zwischen dem Ende der Abtriebswelle 16 und der Lagerfläche 30P des Kolbens angeordnete Dichtungsring 41 ist zum Beispiel in einer in der Abtriebswelle 16 ausgebildeten Ringnut 54 untergebracht.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die Abtriebswelle 16 mit einer axialen Bohrung 56 versehen ist, die am freien Ende dieser Welle 16 mündet. Die Bohrung 56 steht mit einer Kammer 58, der sogenannten Steuerkammer für die Verriegelungskupplung 28, in Verbindung, welche insbesondere durch die radiale Wand 20 des Gehäuses, den Kolben 30 und die Reibscheibe 32 begrenzt wird. Die Kammer 58 wird durch einen herkömmlichen Hydraulikkreis, mit dem die Bohrung 56 der Abtriebswelle 16 verbunden ist, mit druckbeaufschlagtem Öl versorgt.
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Die Steuerkammer 58 ist insbesondere durch den Kolben 30 und das Dichtmittel 41 von einer Kammer 59 getrennt, in der sich das Turbinenrad 18 erstreckt, der sogenannten Turbinenkammer.
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Der Kolben
30 ist durch herkömmliche Mittel, die zum Beispiel in der Schrift
WO 99/45294 beschrieben werden, mit der Verriegelungswand
20 des Gehäuses drehfest verbunden.
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Diese Verbindungsmittel umfassen hier flexible Laschen 60 tangentialer Ausrichtung, die um den Umfang verteilt sind. Diese zwischen dem Kolben 30 und der Verriegelungswand 20 des Gehäuses angeordneten Laschen 60 gestatten durch elastische Verformung eine axiale Verschiebung, das heißt die translatorische Führung des Kolbens 30.
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Die Anzahl von Laschen 60 hängt von den Anwendungen ab, wobei sie hier vorzugsweise gleichmäßig gemäß mehreren Laschensätzen um den Umfang verteilt sind, wobei jeder Satz mindestens eine Lasche umfasst. Die Laschen 60 können eine Querausrichtung aufweisen und dabei zum Beispiel dreieckiger oder rechteckiger Form sein, oder auch tangential ausgerichtet sein.
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Ein erstes Ende der Laschen 60 ist hier mittels eines Kranzes 62, der durch einstückig mit dem Gehäuse 12 ausgebildete Nieten 64 an der Verriegelungswand 20 befestigt ist, mit letzterer Wand verbunden (siehe 1 und 2).
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Das zweite Ende der Laschen 60 ist über Nieten 66 mit dem Kolben (30) verbunden (siehe 2).
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Die Laschen 60 führen den Kolben 30 in Axialrichtung zwischen dem Flansch 24 und der Verriegelungswand 20.
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Die Montage des Kolbens 30 in das Gehäuse 12 ist an sich bekannt. Zunächst werden die Laschen 60 am Kranz 62 und am Kolben 30 befestigt, dann wird dieser Kranz 62 an der Verriegelungswand 20 befestigt. Zur Durchführung dieses letzteren Befestigungsvorgangs sind Durchgangslöcher 30T im Wesentlichen gegenüber den Nieten 64 im Kolben 30 ausgebildet und bilden Durchgangsöffnungen für den Zugang zu den Nieten 64 mit einem Befestigungs- oder Montagewerkzeug. Zur Gewährleistung der Dichtigkeit der Steuerkammer 58 werden die um den Umfang am Kolben 30 verteilten Öffnungen 30T nach der Montage des Kolbens 30 in das Gehäuse 12 jeweils durch Mittel, wie zum Beispiel Stopfen 68, verschlossen.
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Wenn die hydraulische Verbindung zwischen dem Laufrad und der Turbine 18 hergestellt ist, wird im Betrieb die durch das Gehäuse 12 mit dem Laufrad verbundene Antriebswelle mit der durch die Nabe 14 mit der Turbine 18 verbundenen Abtriebswelle 16 fest verbunden, indem der Kolben 30 gegen die Innenfläche 20l der Verriegelungswand verschoben wird, um die Reibscheibe 32 zwischen dieser Wand 20 und diesem Kolben 30 festzuklemmen. Die (auch als Überbrückung bezeichnete) Verriegelung der Kupplung 28 und die (auch als Aufhebung der Überbrückung bezeichnete) Entriegelung dieser Kupplung 28 erfolgen auf an sich bekannte Weise durch Änderung des Drucks zwischen der Steuerkammer 58 und der Turbinenkammer 59.
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Bei der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist axial zwischen dem Turbinenrad 18 und dem Kolben 30 ein Reibungsanschlag 68 angeordnet, so dass jeglicher direkte Kontakt zwischen dem Kolben 30 und einem gegenüberliegenden Element, hier die Scheibe 36, vermieden wird.
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Erfindungsgemäß ist der Reibungsanschlag 68 radial außerhalb über den Außenumfang 100 des Flansches 24 hinweg angeordnet.
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Der Flansch sollte nicht einschränkend auf die dargestellten Ausführungsformen, bei denen der Flansch 24 einstückig mit der Nabe 14 ausgebildet ist, betrachtet werden; somit wird als Alternative der Flansch 24, der hier eine im Wesentlichen radiale Wand bezeichnet, durch das Turbinenrad oder durch ein drehfest damit oder mit der Nabe verbundenes Element gebildet, wobei die Scheibe des Dämpfers zum Beispiel dieses Element bilden könnte.
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Somit nähert man den Bereich der Kraftübertragung von der Turbine auf den Kolben dem Anlagebereich des Kolbens, das heißt dem Bereich, in dem die Reibbeläge G angeordnet sind, an, und auf diese Weise wird die Verformung des Kolbens 30 und die relative Verschiebung zwischen der Turbine 18 und dem Gehäuse 12 verringert, so dass der Kolben weniger starken Belastungen ausgesetzt ist als in dem Fall, in dem der Reibungsanschlag zum Beispiel radial am inneren Umfang des Flansches 24 angeordnet ist.
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Der Reibungsanschlag 68 weist einen aktiven Reibungsteil 68A und einen passiven Teil 68P auf, der Mittel 68J zur Montage mit dem den Anschlag tragenden Element, hier dem Kolben 30, enthält. Der Anschlag ist hier einstückig.
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Die Montage des Anschlags 68 und des Kolbens 30 erfolgt hier durch Zusammenwirkung komplementärer Formen, sie kann aber natürlich auch durch jedes beliebige andere Mittel, zum Beispiel durch Schweißen oder Kleben, erfolgen.
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Bei dieser ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform bildet mindestens ein Teil der Stopfen, die Mittel zum Verschließen der Öffnungen 30T bilden, vorteilhafterweise auch zwischen dem aus dem Turbinenrad und der Nabe bestehenden System und dem Kolben 30 angeordnete Reibungsanschläge 68.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man unter System eines der aus dem Turbinenrad und der Nabe bestehenden Elemente oder jedes beliebige mit diesen ersteren drehfest verbundene Element.
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In dem in 1 dargestellten Beispiel ist der Reibungsanschlag 68, das heißt hier einer der Stopfen, vorzugsweise aus einem unter den thermoplastischen oder wärmehärtenden Kunststoffen und den Kunststoffmischungen, ausgewählten Material hergestellt, wobei diese Stoffe gegebenenfalls durch Fasern, wie zum Beispiel Glasfasern, Aramidfasern (insbesondere unter dem Namen KEVLAR im Handel erhältlich) oder Kohlenstofffasern, oder Glaskugeln verstärkt sein können.
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Somit kann man gemäß den Anwendungen den Reibungskoeffizienten des Anschlags 68 des Kolbens in Abhängigkeit vom verwendeten Material geeignet auswählen. Die Anschläge bildenden Stopfen 68 umfassen vorzugsweise jeweils einen den aktiven Teil 68A des Reibungsanschlags bilden Kopf 68T, hier zur Anlage an der Scheibe 36. Der Kopf 68T wird durch eine Schürze 68J verlängert, die in der Durchgangsöffnung 30T eingeschoben ist und den passiven Teil 68P des Anschlags bildet. Die Schürze 68J bildet die Mittel zur Montage des Anschlags 68 an den Kolben 30 durch Zusammenwirkung von Formen.
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Natürlich kann die Schürze 68J unterbrochen sein, wobei die Montagemittel dann in Form axialer Ansätze, vorzugsweise mindestens zwei bezüglich des Durchgangslochs 30T diagonal gegenüberliegender, ausgebildet sein können.
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Die Montage der Schürze 68J oder der Ansätze durch Zusammenwirkung von Formen kann zum Beispiel in einem Einrasten oder elastischen Ineinanderschieben bestehen.
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Vorzugsweise ist mindestens eine Schmiernut R im aktiven Teil 68A des Reibungsanschlags 68, hier in seinem mit der Scheibe 36 in Kontakt stehenden Anlagekopf 68T, ausgebildet, um das Gleiten zwischen den Teilen zu erleichtern, indem ein Fluiddurchgang oder zumindest ein Film hergestellt wird. Natürlich könnten) die Nut(en) auch umgekehrt an dem Teil ausgebildet sein, gegen das der Reibungsanschlag 68 zur Anlage kommt, das heißt hier an der Scheibe 36, aber bei anderen möglichen Ausführungsformen auch an einem der Elemente des aus dem Turbinenrad und der Nabe bestehenden Systems 18, 36, 24.
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Als Alternative sind die Nuten R an den beiden Teilen, das heißt am Anschlag 68 und an dem Teil, an dem er zur Anlage kommt 18, 36, 24, ausgebildet.
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Solche Nuten gestatten die Erneuerung des Öl-(Fluid-)Films zwischen dem Anlagekopf 68T des Stopfens 68 und der Scheibe 36, so dass der sich aus der Reibung ergebende Verschleiß verringert wird und die Gefahren des Verklebens zwischen den Teilen vermieden wird.
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Des Weiteren wirken Dichtmittel 70, wie zum Beispiel eine Dichtung, zwischen dem passiven Teil 68P, der die Mittel zur Montage des den Anschlag bildenden Stopfens umfasst, und der Kontur der Durchgangsöffnung 30T.
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Die Herstellung von Nuten ist günstig für die Verlängerung der Lebensdauer des Reibungsanschlags 68 sowie der Erhöhung der Zuverlässigkeit der Anordnung.
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Die auch als Überbrückung bezeichnete Verriegelung der Kupplung 28, die in der Verschiebung des Kolbens 30 gegen die Wand 20 unter Festklemmen der Reibscheibe 32 besteht, und die auch als Aufheben der Überbrückung bezeichnete Entriegelung dieser Kupplung 28 erfolgen auf an sich bekannte Weise, indem der Druck zwischen der Steuerkammer 58 und der Turbinenkammer 59 geändert wird.
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Es wird jetzt unter Bezugnahme auf 3 eine zweite Ausführungsform der hydrodynamischen Kupplungsvorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben. In dieser Figur werden die zu den in den 1 und 2 dargestellten Elementen analogen Elemente mit identischen Bezugszeichen beschrieben.
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Bei dieser Ausführungsform wird der Reibungsanschlag 68 von dem Kolben 30 getragen; er ist radial außerhalb des Außenumfangs 100 des Flansches 24 angeordnet und einstückig ausgebildet.
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In diesem Fall besteht der Reibungsanschlag 68 auch aus Verschlussmitteln, hier metallischen Stopfen, die vorzugsweise aus Buckelblech hergestellt und zum Beispiel unter Kraftaufwand in die entsprechenden Durchgangsöffnungen 30T eingeschoben sind. Jeder Stopfen 68 weist eine allgemein schalenförmige Gestalt auf und umfasst einen einspringenden umgelegten Rand 68R, der hier aus dem aktiven Teil 68A des Reibungsanschlags 68 besteht, wobei der Rand 68R an der Scheibe 36 anliegt.
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Natürlich können die metallischen Stopfen, insbesondere der aktive Teil 68A, einer Behandlung zur Verbesserung ihrer Eigenschaften, zum Beispiel ihres Reibungskoeffizienten, ausgesetzt werden.
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Der passive Teil 68P, der Mittel zur Montage durch Zusammenwirkung komplementärer Formen mit dem Kolben 30 umfasst, besteht hier aus Rändern des Stopfens 68, die mit denen der Öffnung 30T zusammenwirken.
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Wenn der metallische Stopfen 68 unter Kraftaufwand in die Öffnung 30T des Kolbens 30 eingeschoben ist, wird bei dieser Ausführungsform die Dichtigkeit gewährleistet, ohne dass zusätzliche Mittel, wie zum Beispiel eine Dichtung 70, hinzugefügt werden müssen.
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Natürlich kommen auch anderen Stopfenformen in Betracht, bei denen man mindestens eine Schmiernut R im aktiven Teil 68A und/oder in dem Teil, an dem er zur Anlage kommt, ausbilden kann.
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Bei den in den 4 bis 6 dargestellten Ausführungsformen wird der Reibungsanschlag 68 vom Kolben 30 radial außerhalb des Außenumfangs 100 des Flansches 24 getragen und besteht aus zwei Teilen, die jeweils einen aktiven Teil 68A und einen passiven Teil 68P umfassen.
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Die Reibungsanschläge 68 bilden des Weiteren Verschlussmittel oder Stopfen für die im Kolben 30 ausgebildeten Durchgangsöffnungen 30T, deren passiver Teil 68P Mittel zur Montage an den Kolben durch Zusammenwirkung komplementärer Formen umfasst.
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Bei diesen Ausführungsformen wird der passive Teil 68P durch ein erstes aus Metall bestehendes Teil 168, zum Beispiel aus Blech, gebildet, das im Wesentlichen schalenförmig ausgebildet ist, wobei dieses Teil in die Löcher oder Durchgangsöffnungen 30T eingepresst ist. Somit ist zwischen dem Loch 30T des Kolbens und dem passiven Teil 68P kein Dichtmittel erforderlich.
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Bei diesen Ausführungsformen besteht der aktive Teil 68A des Reibungsanschlags aus einem zweiten Teil 268, vorzugsweise aus Kunststoff, das an das erste Teil 168 angefügt ist. Vorteilhafterweise weist das den aktiven Teil 68A bildende Teil 268 einen Anlagekopf 68T auf.
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Mindestens eine Schmiernut (R) kann in dem aktiven Teil 68A des Anschlags 68, hier insbesondere dem Kopf 68T, und/oder in dem Teil, an dem der Anschlag zur Anlage kommt, ausgebildet sein.
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Bei einer in 4 dargestellten dritten Ausführungsform wird das den aktiven Teil 68A des Anschlags bildende zweite Teil 268 durch einen Stopfen gebildet, der unter Kraftaufwand in das erste Teil 168 eingepresst ist.
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Als Alternative weist das zweite Teil 268 ein Axialspiel bezüglich des ersten Teils 168 auf, ohne allerdings vollständig aus der Schale 168 herauszutreten.
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Bei einer in 5 dargestellten vierten Ausführungsform weist das in Form einer Schale ausgebildete erste Teil 168 auf der Seite, auf der es offen ist, mindestens zwei Ansätze 168P auf, während das zweite Teil 268 aus einem Stopfen besteht, der in die Öffnung eingepresst ist und einen Kopf 68T aufweist, in dem eine Nut 110 ausgebildet ist. Die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil, das den Reibungsanschlag 68 bildet, wird durch eine Quetschverbindung gebildet, wobei die Ansätze 168P in die Nut 110 umgeschlagen sind.
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Bei einer in 6 dargestellten fünften Ausführungsform weist das den aktiven Teil 68A bildende zweite Teil 268 an seinem Außenumfang eine Schürze oder Ansätze 268P für sein Einrasten oder elastisches Aufschieben auf das erste Teil 168 auf.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere kann der den Reibungsanschlag bildende Stopfen 68 mit jeder fest mit dem Turbinenrad 18 verbundenen Wand, nämlich einer fest mit der Nabe 14 verbundenen Verbindungswand, wie oben beschrieben, oder einer das Turbinenrad 18 selbst begrenzenden Wand, zusammenwirken.
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Es kommen zahlreiche Varianten in Betracht. Somit bildet als Alternative nur ein Teil der die Verschlussmittel 68 bildenden Stopfen auch die Reibungsanschlagmittel 68 für den Kolben 30. Bei einer Ausführung mit mehreren gleichmäßig über den Kolben 30 verteilten Stopfen führt zum Beispiel nur jeder zweite Stopfen die beiden Funktionen, die Verschlussfunktion und die Reibungsanschlagfunktion, aus.
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Die Verschluss- 68 und Reibungsanschlagmittel können gemäß den oben ausführlich aufgeführten Ausführungsformen durch ein und dasselbe Teil, wie zum Beispiel einen Stopfen, gebildet werden, sie können aber auch verschiedenen sein, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Als Alternative wird ein den Reibungsanschlag bildendes Teil an einem oder mehreren Verschlussmitteln 68 angefügt. Ein solcher Stopfen, der vorzugsweise aus Metall besteht, trägt zum Beispiel ein Teil, das die Reibungsanschlagfunktion gewährleistet und das zum Beispiel aus einem Kunststoff oder einem anderen beliebigen Material hergestellt ist. Bei einem Reibungsanschlag aus Kunststoff kommen zahlreiche Ausführungsvarianten zum Anbringen dieses Elements an einem aus Metall bestehenden Stopfen in Betracht. Der Stopfen weist dann einen Teil, wie zum Beispiel einen Kopf, auf, an dem der Reibungsanschlag angebracht sein werden sollte.
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Zu den Möglichkeiten zum Anbringen des Reibungsanschlags können auf nicht einschränkende Weise Einklemmen, Aufspritzen, Einrasten, Einschieben, Anknöpfen, Verschrauben, Vernieten oder auch eine Bajonett-Verbindung genannt werden.
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Bei jeder Art ist es möglich, den Stopfen 68 anzupassen; somit kann man zum Beispiel zum Aufspritzen des Anschlags auf den Stopfen an diesem einen ebenen, durch einen Rand verlängerten Kopf, das heißt im Wesentlichen die Form eines Nietkopfs, für eine bessere mechanische Festigkeit vorsehen.
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Genauso ist es möglich, zum Beispiel durch Gießen von Kunststoff, Anschläge herzustellen, die Ansätze zwecks ihrer Anfügung an den Verschlussmitteln durch Klemmen oder Einrasten aufweisen, und somit eine aus Reibungsanschlag und Verschlussstopfen 68 bestehende Anordnung zu bilden. Der Halt kann auch durch ein Zusatzteil, wie zum Beispiel Klemmen, gewährleistet werden.
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Bei einer Bajonett-Verbindung kann an den Verschlussmitteln eine Überdicke hergestellt werden, die in einem ersten Schritt in einen komplementären Teil des den Anschlag bildenden Elements eintritt, bevor sie in einem zweiten Schritt eine Drehung durchführt, um die Bajonett-Verbindung herzustellen.
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Wenn der Reibungsanschlag der aus Kunststoff bestehenden Art ist, ist es unabhängig von der gewählten Ausführungsform möglich, genauso viele Anschläge wie Schuhe bildende Stopfen herzustellen, wobei diese Schuhe gemäß der gewünschten Anwendung unterschiedliche Geometrien aufweisen und zum Beispiel kreisförmig, rechteckig oder auch länglich sind.
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Man kann auch die Herstellung von Sektoren vorsehen, die Reibungsanschläge 68 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stopfen bilden, welche mit zumindest einem Kopf eines der Stopfen fest verbunden sind. Weiterhin besteht der Reibungsanschlag 68 als Alternative aus ein und demselben Stück, das im Wesentlichen die Form eines Kranzes oder Rings aufweist.
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Es sei darauf hingewiesen, dass bei bestimmten der Ausführungsformen mehrere Funktionen vorteilhafterweise durch dasselbe Glied kombiniert ausgeführt werden, und zwar hier insbesondere die Kombination der Dichtigkeits- und der Reibungsanschlagfunktion durch mindestens einen Stopfen 68. Somit kann die Anzahl von die Verriegelungskupplung bildenden Elementen verringert werden, und die Herstellungskosten der hydrodynamischen Kupplungsvorrichtung können reduziert werden.
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Somit ist es nicht mehr erforderlich, Elemente, wie zum Beispiel die Nabe 14, insbesondere den Flansch 24 oder den Kolben 30, zu modifizieren oder anzupassen, um die Reibungsanschlagsmittel anzuordnen. Dies ist bei Teilen, wie zum Beispiel der Nabe 14 oder auch einem Führungsring, insofern besonders vorteilhaft, als diese Teile behandelte Teile sind, insbesondere die Nabe zum Gleiten entlang der Abtriebswelle.
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Als Alternative handelt es sich bei dem die komplementären Montagemittel des Reibungsanschlags 68 aufnehmenden Loch um ein Sackloch.
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Die Erfindung ist keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, bei denen der Reibungsanschlag 68 von dem Kolben getragen wird. Insbesondere kann der Reibungsanschlag als Alternative von dem Turbinenrad oder einer Scheibe, wie zum Beispiel der Scheibe der Dämpfungsvorrichtung, getragen werden.
