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Die
Erfindung betrifft gemäß dem einteiligen Vorrichtungsanspruch
1 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und gemäß dem abhängigen Verfahrensanspruch
5 ein Verfahren zur Herstellung eines solchen hydrodynamischen Drehmomentwandlers.
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In
der
DE 197 24 973
C1 ist bereits ein hydrodynamischer Drehmomentwandler gezeigt,
der einen Torsionsdämpfer,
eine Turbine und Umfangsanschläge
der Turbine gegen einen Teil des Torsionsdämpfers aufweist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler bzw.
ein Verfahren zur Herstellung eines solchen zu schaffen, das eine Anbindung
der Turbine nach dem Zusammenbau des Torsionsdämpfers ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen von Patentanspruch 1 und dem abhängigen Verfahrensanspruch 5
gelöst.
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Gemäß einem
Vorteil der Erfindung ist es möglich,
den Torsionsdämpfer
komplett fertig zu stellen und gegebenenfalls auf Funktion zu prüfen und im
Anschluss von der einen Seite die Turbine an dem Torsionsdämpfer drehfest
zu befestigen. Dazu sind Umfangsanschläge vorgesehen, die sich durch Fenster
eines mittigen Blechs des Torsionsdämpfers hindurch auf die Turbine
zu erstrecken. Dabei können
diese Umfangsanschläge
beispielsweise fingerartig ausgestaltet sein. Diese Umfangsanschläge – bzw. Fortsätze an diesen – weisen
turbinenseitig jeweils einen Axialanschlag auf. Zwischen diesen
Axialanschlägen
und einem Absatz pro Umfangsanschlag sind die Turbine und ein Blech
des Torsionsdämpfers
verspannt. Die Axialanschläge
können
dabei aus den Umfangsanschlägen
bzw. den Fortsätzen
gebogen oder in diese eingepresst werden. Ebenso sind andere Verbindungstechniken – wie beispielsweise
das Verschrauben mittels einer Mutter auf einem Außengewinde
des Fortsatzes – möglich. Durch
diese Montage von der einen Seite wird erreicht, dass die Turbine
erst nach erfolgter Torsionsdämpfermontage
am Torsionsdämpfer
befestigt werden braucht. Eine solche Vormontage von Turbine und
Torsionsdämpfer
kann sich nämlich
als aufwändig
erweisen, wenn die Turbine an einem anderen Produktionsstandort
hergestellt wird, als der Torsionsdämpfer. So müssten zunächst die Turbine und der Torsionsdämpfer an
einen Ort zur Montage zusammengeführt werden und gegebenenfalls
anschließend
an einen anderen Ort zur Montage mit dem Gehäuse verbracht werden. Dieses
Problem verschärft
sich, wenn die einzelnen Bauteile von verschiedenen Herstellern – insbesondere
OEM (Original Equipment Manufacturer) und Zulieferern – produziert
werden. Hingegen stellt die Anfuhr der gesamten Bauteile an einen
Ort, an welchem gleichzeitig auch Großteile der Bauteile gefertigt
werden, den geringsten Fertigungs-/Montageaufwand dar.
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Zur
Herstellung des Axialanschlages an der Turbine ist auch eine Schweißnaht denkbar.
Das Biegen, das Verpressen, ein Aufweiten und das Verschrauben haben
jedoch gegenüber
dem Verschweißen
den Vorteil, dass kein Abbrand – d.h.
Schweißspritzer – freigesetzt
wird, der bereits bei erster Inbetriebnahme des hydrodynamischen
Drehmomentwandlers in dessen Ölkreislauf
wäre. Damit
wird auch der Ölkreislauf
des Getrie bes sauber gehalten, welches üblicherweise einen gemeinsamen Ölkreislauf mit
dem hydrodynamischen Drehmomentwandler hat.
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Die
genannten Verbindungstechniken haben beispielsweise gegenüber einer
Keilwellenverzahnung zwischen Turbine und Torsionsdämpfer den Vorteil,
dass es eine feste Verbindung ohne Zahnflankenspiel ist, so dass
es nicht zu Geräuschen
infolge von Resonanzschwingungen kommen kann.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Verbindungstechnik
zwischen Turbine und Torsionsdämpfer ist
ein Wärmeeintrag
in die Verbindung nicht notwendig. Dies ermöglicht es in vorteilhafter
Weise, die Turbine aus sehr dünnem
Blech herzustellen, was hinsichtlich Gewicht und Dynamik vorteilhaft
ist. Um die Kräfte
beim Umformen der Axialanschläge
gering zu halten, können
diese auch mittels einer Elektrode umgeformt werden, welche einen
Stromfluss in die Axialanschläge
einleitet, so dass diese erhitzt werden.
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In
besonders vorteilhafter Weise kann zwischen dem zu verbindenden
Blech des Torsionsdämpfers
und der Turbine eine Prägung
vorgesehen sein. Eine solche Prägung
bildet zeitlich vor dem Verbinden eine Verdrehsicherung der Bleche
gegeneinander.
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Weitere
Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der
Beschreibung und der Zeichnung vor.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand von einem zeichnerisch dargestellten
Ausführungsbeispiel erläutert.
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Die
einzige Zeichnung zeigt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 in
einem Halbschnitt. Dieser hydrodynamische Drehmomentwandler 1 ist
eingangsseitig über
eine Verschraubung mit einer nicht näher dargestellten teilweise
flexiblen Mitnehmerscheibe und einer Kurbelwelle eines Antriebsmotors
verbunden. Dabei sind in der Zeichnung zwei alternative Möglichkeiten
der Verschraubung dargestellt.
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Ausgangsseitig
ist der hydrodynamische Drehmomentwandler 1 über eine
Keilwellenverzahnung 52 mit einer nicht näher dargestellten
koaxial angeordneten Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbunden.
Die Getriebeeingangswelle, der hydrodynamische Drehmomentwandler 1 und
ein Kurbelwellenflansch sind dabei koaxial zu einer Zentralachse 25 angeordnet.
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Der
hydrodynamische Drehmomentwandler 1 umfasst das Gehäuse 50,
eine Pumpenschale 35, eine Turbine 37 und ein
Leitrad 38.
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Die
nachfolgende nähere
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
folgt dabei dem Kraftfluss von der Kurbelwelle auf das Gehäuse 50.
Vom Gehäuse 50 verläuft der
Kraftfluss auf die Pumpenschale 35. Bei hydrodynamischer
Kraftübertragung
wird der Kraftfluss von dieser Pumpenschale 35 auf die
Turbine 37 und über
einen Torsionsdämpfer 17 auf
die besagte Getriebeeingangswelle übertragen. Hingegen wird der
Kraftfluss bei einer eingerückten Überbrückungskupplung 18 vom
Gehäuse 50 über die Überbrückungskupplung 18 auf
den Torsionsdämpfer 17 und
anschließend
auf die Getriebeeingangswelle übertragen.
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Die
Turbine 37 ist neben der Pumpenschale 35 auf deren
dem Antriebsmotor zugewandter Seite angeordnet. Axial zwischen der
Pumpenschale 35 und der Turbine 37 ist das Leitrad 38 radial
innen angeordnet, das sich in üblicher
Weise an einem Freilauf 39 abstützt.
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Eine
innere Nabe 40 des Freilaufes 39 ist mittels einer
Innenverzahnung drehfest mit einer nicht näher dargestellten Statorwelle
verbunden.
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Die
Turbine 37 weist radial innen mehrere gleichmäßig am Umfang
verteilte Ausnehmungen 5a auf. Mit diesen Ausnehmungen 5a fluchten
Ausnehmungen 5b in einem ersten Blech 44 des Torsionsdämpfers 17.
Durch diese Ausnehmungen 5a, 5b ragen von Seiten
der Kurbelwelle Fortsätze 100 von
fingerförmigen
Umfangsanschlägen 75.
Die Funktion der Umfangsanschläge 75 wird
weiter unten näher erläutert. Die
Fortsätze 100 weisen
einen der Turbine 37 zugewandten Absatz 13 und
endseitig einen tellerförmigen
Axialanschlag 15 auf. Dabei sind die Turbine 37 und
das erste Blech 44 zwischen dem Axialanschlag 15 und
dem Absatz 13 verspannt. Das erste Blech 44 ist
an dessen radial äußerem Ende
drehfest mit einem zweiten Blech 53 vernietet. Zwischen
diesen beiden Blechen 44, 53 ist nahezu mittig
ein drittes Blech 46 angeordnet. Das erste Blech 44 ist
gegen die Torsionssteifigkeit des Torsionsdämpfers 17 begrenzt
drehbar zu dem diesem mittigen Blech 46 angeordnet. Dazu
sind Bogenfedern 47, 14 des Torsionsdämpfers 17 in
Aussparungen aufgenommen, die in die drei Bleche 44, 53, 46 eingearbeitet
sind.
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Die
beiden äußeren Bleche 44, 53 sind
radial außerhalb
der Bogenfedern 47, 14 in Umfangsrichtung mit
gebogenen Ansätzen 49 versehen,
welche die Bogenfedern 14 führen. Das mittige Blech 46 ist radial
innen drehfest mit einer Getriebeeingangswellennabe 51 verbunden.
Diese Getriebeeingangswellennabe 51 ist mittels der eingangs
genannten Keilwellenverzahnung 52 drehfest mit der Getriebeeingangswelle
verbunden. Ein radial innerer Kragen 43 des ersten Blechs 44 ist
radial und axial mittels einer Gleitlagerung auf der Getriebeeingangswellennabe 51 geführt. Zur
Schmierung der axialen Gleitflächenpaarung
ist ein Schmiermittelkanal 70 vorgesehen. Dieser Schmiermittelkanal 70 mündet in
einen Schmiermittelkanal 71, der zur Schmierung der radialen
Gleitflächenpaarung
vorgesehen ist. Dieser Schmiermittelkanal 70 stellt gleichzeitig
die Zirkulation des Wandlerkühlkreislaufs
sicher. Der innere Kragen 43 ist über ein Axialwälzlager 72 an
einem Axialsicherungsring 73 axial abgestützt. Dieser
Axialsicherungsring 73 stützt sich seinerseits axial
an einem Außenring 74 – d.h. Klemmring – des Freilaufs 39 ab.
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Das
zweite Blech 53 ist bewegungsfest mit einem inneren Lamellenträger 54 verbunden.
Der innere Lamellenträger 54 haltert über eine
Axialverzahnung innere Kupplungslamellen der Überbrückungskupplung 18.
Diese Kupplungslamellen sind dabei drehfest und axial verschiebbar
gegenüber
dem inneren Lamellenträger 54.
Ebenso werden äußere Kupplungslamellen
an einem mit dem Gehäuse 50 fest
verbundenen äußeren Lamellenträger 57 drehfest
und axial verschiebbar gehaltert. Dazu ist eine axial ausgerichtete
Innenverzahnung in den äußeren Lamellenträger 57 eingearbeitet,
in welche eine Außenverzahnung
der äußeren Kupplungslamellen
eingreift. Der äußere Lamellenträger 57 erstreckt
sich koaxial zum Gehäuse 50 und
ist mit diesem bewegungsfest reibverschweißt. Die äußeren und die innere Kupplungslamellen
greifen radial ineinander ein. Dabei weisen die inneren Kupplungslamellen 55 Reibbeläge auf,
die beidseitig fest an einem Grundkörper befestigt sind. Diese
Reibbeläge
liegen beiderseits der äußeren Kupplungslamellen
und einseitig an der vordersten Kupplungslamelle und einer Widerlagerscheibe 63 an.
Dabei wird an den Kontaktflächen
ein Reibmoment übertragen.
Ein Kolben 64 ist vorgesehen, um die Überbrückungskupplung 18 auszurücken und
einzurücken.
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Die
fingerförmigen
Umfangsanschläge 75 sind
aus dem zweiten Blech 53 gebogen und ragen jeweils durch
zwei miteinander fluchtende Fenster 101, 102,
welche aus einem Anschluss flansch 103 der Getriebeeingangswellennabe 51 und
dem mittleren Blech 53 herausgearbeitet sind.
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Diese
Umfangsanschläge 75 kommen
ausschließlich
bei extrem starken Torsionsschwingungen an den Innenkanten der Fenster 101, 102 zum Anschlag.
D.h. der Drehwinkel bzw. Ausschlag des Torsionsdämpfers 17 wird mittels
dieser Umfangsanschläge
begrenzt. Da es sich beim Torsionsdämpfer um einen so genannten
2-Wege-Dämpfer
handelt, können
diese Umfangsanschläge 75 Torsionsschwingen
zwar sowohl bei eingerückter Überbrückungskupplung 18 als
auch bei ausgerückter Überbrückungskupplung 18 begrenzen.
Aufgrund der hydrodynamischen Kraftübertragung von der Pumpenschaufel 35 auf
die Turbine 38 kann es jedoch eher bei eingerückter Überbrückungskupplung 18 zu
solchen übermäßigen Torsionsschwingungen
kommen.
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Zur
Herstellung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 wird
zunächst
eine Baueinheit montiert, welche
- – den inneren
Lamellenträger 54,
- – den
kompletten Torsionsdämpfer 17 inklusive der
drei Bleche 44, 46, 53 und
- – die
Getriebeeinganswellennabe 51
umfasst. Bei dieser
Baueinheit ragt jeweils ein Teil der Fortsätze 100 aus den Ausnehmungen 5b des ersten
Blechs 44 heraus. Die Baueinheit wird dann mit deren Getriebeeingangswellennabe 51 in
einer Aufnahme einer Maschine eingesetzt. Diese Aufnahme zentriert
die Baueinheit und stützt
den inneren Lamellenträger 54 ab.
Dann wird die Turbine 37 derart in die Baueinheit eingesetzt,
dass die überstehenden Teile
der Fortsätze 100 über die
Ausnehmungen 5a der Turbine 37 hinaus stehen.
Damit fluchten diese Ausnehmungen 5a der Turbine 37 mit
den Ausnehmungen 5b des ersten Blechs 44. Im Anschluss
wird mittels zumindest eines Stempels der überstehende Teil der Fortsätze 100 zu
dem tellerförmigen Axialanschlag 15 platt
gepresst, d.h. umgeformt. Die Kräfte beim
Pressen werden dabei von den Fortsätzen 100 über die
Umfangsanschläge 75 und
den inneren Lamellenträger 54 an
der Aufnahme der Maschine abgestützt.
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In
einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Umfangsanschläge und/oder
die Axialanschläge
in anderer Weise ausgeformt. So können die Axialanschläge auch
zungenförmig
sein und zur Fixierung aufgebogen werden. Auch muss der Fortsatz
nicht einteilig mit dem zweiten Blech sein. So können die Umfangsanschläge beispielsweise
auch als Bolzen ausgeführt
sein, die ebenfalls mit Umfangsspiel durch die Fenster des mittleren
Blechs ragen und ferner durch Ausnehmungen des ersten Blechs und
der Turbine ragen. Bei diesen Bolzen kann dann ebenfalls das turbinenseitige
Ende zu einem Axialanschlag umgeformt oder aufgeweitet werden. Ebenso
ist es möglich
einen Axialanschlag anzuschweißen.
Ferner ist es möglich,
den Bolzen mit einem Außengewinde
zu versehen und eine selbstsichernde oder mit Gewindekleber versehende
Mutter aufzuschrauben.
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Um
die Kräfte
beim Umformen der Axialanschläge 15 gering
zu halten, können
diese auch mittels einer Elektrode umgeformt werden, welche einen Stromfluss
in die Axialanschläge 15 einleitet,
so dass diese erhitzt werden.
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In
einer alternativen Ausgestaltung sind die beiden äußeren Bleche
einteilig. In diesem Fall erfolgt die Umformung derart, dass die
Schraubendruckfedern bzw. Bogenfedern des Torsionsdämpfers zeitlich
vor der Umformung eingesetzt sind. Auch kann das in diesem Fall
einteilige Blech so ausgeformt sein, dass die Bogenfedern nachträglich eingesetzt
werden können.
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Die
Ausnehmungen 5a in der Turbine 37 und/oder dem
ersten Blech 44 können
ausgestanzt oder ausgebohrt sein.
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In
der Praxis haben die Fortsätze
ein sehr geringes Spiel zu den Ausnehmungen 5a, 5b.
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Bei
den beschriebenen Ausführungsformen handelt
es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der
beschriebenen Merkmale für
unterschiedliche Ausführungsformen
ist ebenfalls möglich.
Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung
gehörenden
Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien
der Vorrichtungsteile zu entnehmen.