-
Die
Erfindung betrifft eine fluidbefüllte
Kopplungsanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
-
Durch
die
DE 103 47 782
A1 ist eine fluidbefüllte
Kopplungsanordnung in Form eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers
bekannt, welche in einem Gehäuse
eine Kupplungseinrichtung, realisiert als Überbrückungskupplung für einen
hydrodynamischen Kreis, aufweist. Diese Kupplungseinrichtung ist
mit einem Kolben versehen, der in Abhängigkeit von seiner axialen
Position im Gehäuse
entweder eine Anpresskraft auf ein Kupplungselement einer axial
benachbarten, über
einen Reibbereich verfügenden
Kupplung ausübt,
und damit die Kupplung zur Übertragung
eines Drehmomentes ganz oder zumindest teilweise befähigt, oder
aber die Ausübung der
Anpresskraft auf das Kupplungselement zur Aufhebung der Übertragung
des Drehmomentes beendet. Da ein antriebsseitiger Kupplungs-Elemententräger der
Kupplung über
das Gehäuse
mit einem nicht gezeigten Antrieb und ein abtriebsseitiger Kupplungs-Elemententräger der
Kupplung über
einen Torsionsschwingungsdämpfer
mit einem Abtrieb in Form einer Getriebeeingangswelle verbunden
ist, dient die Kupplungseinrichtung zu einer An- oder Abkoppelung
des Abtriebs gegenüber
dem Antrieb.
-
Der
Kolben ist sowohl an seinem radial äußeren Ende als auch an seinem
radial inneren Ende gegenüber
dem jeweils benachbarten Bauteil abgedichtet, und trennt somit einen
zwischen einer Antriebsseite des Kolbens und einer benachbarten
Gehäusewandung
vorgesehenen antriebsseitigen Druckraum von einem an einer Abtriebsseite
des Kolbens vorgesehenen abtriebsseitigen Druckraum, in welchem
die Kupplung aufgenommen ist, und der somit auch als Kühlraum für die Kupplung
dient, außerdem
aber in unmittelbarer Strömungsverbindung
mit dem hydrodynamischen Kreis steht. Der antriebsseitige Druckraum
ist über
eine erste Versorgungsleitung an eine Versorgungsquelle angeschlossen
ist, der abtriebsseitige Druckraum über eine zweite Versorgungsleitung
und der hydrodynamische Kreis über
eine dritte Versorgungsleitung. In Fachkreisen wird eine derartige
fluidbefüllte
Kopplungsanordnung als Drei-Leitungs-System bezeichnet.
-
Bei
der bekannten fluidbefüllten
Kopplungsanordnung wird versucht, durch antriebsseitige Kapselung
des Torsionsschwingungsdämpfers
die zwingend benötigte
Durchströmung
der kühlungsbedürftigen
Kupplung bei einem Fluidaustausch zwischen hydrodynamischem Kreis
und abtriebsseitigem Druckraum zu verbessern. Allerdings verbleiben
hierbei eine Mehrzahl von als berührungsfreie Dichtstellen wirksame
Spalten, die aus Toleranzgründen
ein bestimmtes Mindestspaltmaß nicht
unterschreiten dürfen,
und dadurch dem fluidförmigen
Medium immer noch hinreichend Möglichkeiten
für eine
unerwünschte
Leckageströmung
eröffnen.
Würden
statt der vorgenannten Spalte Berührungsdichtungen verwendet,
so wären
diese zum einen gerade an Stellen relativer Bewegung reibungsbedingt
einem erhöhten Verschleiß unterworfen,
der wiederum eine Vergrößerung der
Leckageströmung
zur Folge hätte,
und zum anderen könnte
die Entkopplungsgüte
des Torsionsschwingungsdämpfers,
ebenfalls reibungsbedingt, nachhaltig beeinträchtigt sein. Zudem ist nicht auszuschließen, dass
durch unerwünschte
Leckageströme
gerade im abtriebsseitigen Druckraum die Betätigungsgeschwindigkeit des
Kolbens ebenso beeinträchtigt
ist wie dessen Regelungsqualität.
-
Die
zuvor geschilderten Nachteile gelten in analoger Weise auch bei
fluidbefüllten
Kopplungsanordnungen in Form nasslaufender Kupplungssysteme, die
ohne einen zur Momentenübertragung
befähigten
hydrodynamischen Kreis auskommen müssen, bei denen aber gleichwohl
die Kupplungselemente der Kupplung in einem Kühlraum angeordnet sind, der
durch den Kolben von einem antriebsseitigen Druckraum getrennt ist.
Auch hier ist der Druckraum an eine erste Versorgungsleitung angeschlossen,
und der Kühlraum
an zumindest eine weitere Versorgungsleitung. Beispielhaft für derartige
Kopplungsanordnungen sei auf die
DE 102 34 822 A1 verwiesen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fluidbefüllte Kopplungsanordnung
mit einer einen Kolben aufweisenden Kupplungseinrichtung derart
auszubilden, dass kühlungsverschlechternde
Leckageströme
fluidförmigen
Mediums ebenso wie unerwünschte,
entkopplungsverschlechternde Reibeinflüsse wirksam vermieden sind.
-
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist einem
Kolben einer Kupplungseinrichtung einer fluidbefüllten Kopplungsanordnung abtriebsseitig
eine Trennwandung zugeordnet, so dass ein abtriebsseitiger Druckraum
zumindest im wesentlichen einerseits durch eine Abtriebsseite des
Kolbens und andererseits durch die Trennwandung begrenzt ist, die
ihrerseits zwischen der Abtriebsseite des abtriebsseitigen Druckraumes
und einem Kühlraum
wirksam ist, wobei der letztgenannte bei Ausbildung der fluidbefüllten Kopplungsvorrichtung
als hydrodynamischer Drehmomentwandler im Sinne eines hydrodynamischen
Kreises wirksam ist. Dadurch bedingt, ergibt sich im radialen Erstreckungsbereich
des abtriebsseitigen Druckraumes eine Strömungsführung, die frei von leckagebedingenden
Unterbrechungen, wie Spalten, ist, und daher die Ausbildung einer
zumindest im wesentlichen ungeminderten Fluidströmung bewirkt zwischen einer
dem abtriebsseitigen Druckraum zugeordneten Versorgungsleitung,
die an einer Versorgungsquelle angeschlossen ist, und einer mit dem
Kolben zusammenwirkenden, einen Reibbereich aufweisenden Kupplung
der Kupplungseinrichtung, und zwar sowohl bei Strömungsrichtung
der Fluidströmung
von der Versorgungsleitung zum Reibbereich, als auch in entgegengesetzter
Strömungsrichtung.
Bei einer fluidbefüllten
Kopplungsanordnung in Form eines Drei-Leitungs-Systems ist hierbei der abtriebsseitige
Druckraum unmittelbar mit der diesem Druckraum zugeordneten Versorgungsleitung
verbunden, während
bei einer fluidbefüllten Kopplungsanordnung
in Form eines Zwei-Leitungs-Systems der abtriebsseitige Druckraum über zumindest
eine Verbindung zu einem antriebsseitigen Druckraum mit einer dem
letztgenannten Druckraum zugeordneten Versorgungsleitung verbunden werden
kann. Zur besseren Unterscheidbarkeit der beiden Versorgungsleitungen
soll die dem antriebsseitigen Druckraum zugeordnete als erste Versorgungsleitung
und die dem abtriebsseitigen Druckraum zugeordnete Versorgungsleitung
als zweite Versorgungsleitung bezeichnet werden.
-
Bedingt
durch die vorgenannte Ausgestaltung des abtriebsseitigen Druckraums
kann fluidförmiges
Medium, das diesen Druckraum durchströmt, nur über einen Strömungsdurchlass,
der den antriebsseitigen Druckraum mit dem Kühlraum verbindet, den Druckraum
an dessen von der jeweiligen Versorgungsleitung abgewandten Seite
wieder verlassen, wodurch sich eine Zwangsströmung über eine Kupplung der Kupplungseinrichtung
und damit über
deren Reibbereich ergibt. Dieser Vorteil tritt sowohl bei einem
Drei-Leitungs-Wandler als auch bei einem Zwei-Leitungs-Wandler auf, wobei sich bei dem
letztgenannten aufgrund der dem Kolben zugeordneten Trennwandung
zudem der Vorteil einer besseren Schubeinregelfähigkeit, also des geregelten Schließens des
Kolbens bei Schubbetrieb zur Nutzung der Motorbremse, einstellt.
-
Aufgrund
der Trennwandung ist die abtriebsseitige Druckkammer nicht nur mit
Ausnahme der Versorgungsleitung sowie des Strömungsdurchlasses geschlossen,
sondern darüber
hinaus auch kompakt, was eine rasche Befüllbarkeit dieser Druckkammer
mit Fluid für
einen schnellen Druckaufbau an der Abtriebsseite des Kolbens ebenso
wie eine gezielte Befüllbarkeit
der Druckkammer für
eine feinfühlige Regelung
einer Bewegung des Kolbens begünstigt.
-
Die
Trennwandung selbst kann in Bezug zum Kolben axial relativ bewegbar
sein, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass die Trennwandung ungeachtet
des jeweiligen Betriebszustandes der Kupplungseinrichtung, also
sowohl offen als auch geschlossen oder zumindest teilweise geschlossen,
bei entsprechender Festlegung der Durchflussrichtung in der fluidbefüllten Kopplungsanordnung,
jeweils am benachbarten Kupplungselement pressend in Anlage verbleibt.
Auf diese Weise wird das Entstehen einer Restleckage vermieden,
die sich bei einem Ablösen der
Trennwandung vom benachbarten Kupplungselement ergeben könnte.
-
Ebenso
kann aber auch eine Festverbindung der Trennwandung mit dem Kolben
vorteilhaft sein. Zwar folgt hierdurch die Trennwandung der Bewegung
des Kolbens beim Öffnen
der Kupplungseinrichtung nach, und wird sich hierbei vom benachbarten
Kupplungselement lösen,
jedoch wirkt sich dieser Spalt mit der dadurch entstehenden Restleckage nicht
negativ aus, da bei geöffneter
Kupplungseinrichtung üblicherweise
keine Reibungswärme
entsteht. Gleichzeitig bewirkt die Trennwandung, die, wie nachfolgend
ausführlich
ausgeführt
wird, mittels einer Drehsicherung in das Gehäuse der fluidbefüllten Kopplungsanordnung
eingesetzt werden kann, durch ihre Festverbindung mit dem Kolben
eine drehfeste Aufnahme auch desselben, so dass der Kolben gegen
eine ungewollte Relativdrehung gegenüber dem Gehäuse und damit gegenüber eventuellen
Kolbendichtungen gesichert ist, was eine Reduzierung des Dichtungsverschleißes begünstigt.
Die Festverbindung ist mit Vorzug durch Verschweißung oder Vernietung
hergestellt, und mit besonderem Vorzug im Erstreckungsbereich von
Distanzhaltern vorgesehen, welche am Kolben und/oder der Trennwandung, jeweils
in Richtung des jeweils anderen Bauteils weisend, vorgesehen sind
und zur Schaffung von Strömungskanälen zwischen
Kolben und Trennwandung dienen. Zum gleichen Zweck kann am Kolben und/oder
an der Trennwandung eine Profilierung vorgesehen sein.
-
Der
durch die Festverbindung erzielbare Vorteil einer Drehsicherung
des Kolbens gegenüber
dem Gehäuse
durch die Trennwandung stellt sich auch durch eine Axialgleitführung zwischen
Kolben und Trennwandung ein, die eine Relativdrehung zwischen Kolben
und Trennwandung zwar unterbindet, eine axiale Relativbewegung von
Kolben und Trennwandung aber zulässt.
Eine derartige Axialgleitführung
ist mit Vorzug im radial mittleren Bereich von Kolben und Trennwandung
vorgesehen, und verfügt über Zapfen
oder Kassetten, die in zugeordnete Öffnungen oder Kassettenhalterungen
eingreifen.
-
Durch
die bereits erwähnte
Drehsicherung der Trennwandung gegenüber dem Antrieb wird eine drehfeste
Verbindung zu demselben herstellt. Auf diese Weise wird für Drehzahlgleichheit
zwischen der Trennwandung und dem benachbarten Kupplungselement
der Kupplung gesorgt, was sich verschleißmindernd auswirkt. Hierbei
besteht auch die Möglichkeit,
auf das dem Kolben der Kupplungseinrichtung am nächsten liegende Kupplungselement
völlig
zu verzichten, wenn die Trennwandung im Bereich ihres radial äußeren Endes
mit einem Radialansatz versehen ist, der funktional als Ersatz-Kupplungselement wirksam
ist. Bei diesem Ersatz-Kupplungselement kann ebenso wie an einer
ohne Radialansatz ausgebildeten Trennwandung die Drehsicherung durch eine
Verzahnung, insbesondere im Bereich des radial äußeren Endes der Trennwandung,
gebildet sein, wobei diese Verzahnung mit einer weiteren Verzahnung
in Eingriff steht, die zur Mitnahme des mit dem Antrieb drehfesten
Kupplungselementes der Kupplung dient. Alternativ hierzu kann die
Trennwandung aber auch formschlüssig
mit einem drehfest am Gehäusedeckel
aufgenommenen Kupplungselement in Mitnahmeverbindung stehen.
-
Eine
vorteilhafte Ausführung
der Trennwandung entsteht, wenn diese als Axialfeder wirksam ist, und
den Kolben federnd in Richtung des Gehäusedeckels drückt, so
dass die Herstellung einer unbeabsichtigten, insbesondere einer
unkontrollierten Wirkverbindung zwischen Antriebs- und Abtriebsseite
der Kopplungsanordnung ausgeschlossen ist. Ein unkontrolliertes
Herstellen der Wirkverbindung kann insbesondere nach einem Motorstart
bei bereits im wesentlichen befülltem
antriebsseitigem Druckraum, aber lediglich teilbefülltem hydrodynamischem
Kreis, auftreten, wenn das Fluid fliehkraftbedingt nach radial außen gedrängt wird,
und hierbei dem im Druckraum enthaltenen Fluid im wesentlichen nur
im hydrodynamischen Kreis enthaltene Luft entgegen wirkt. Bei diesem
Betriebszustand kann der hydrodynamische Kreis somit keinen Gegendruck
zum Druck im Druckraum aufbauen.
-
Bei
Ausbildung eines Axialspaltes zwischen der als Axialfeder ausgebildeten
Trennwandung und dem Kolben der Überbrückungskupplung
wirkt die Trennwandung als Anlegefederung für den Kolben, und erlaubt somit
eine sanfte Herstellung einer Wirkverbindung zwischen Antriebs-
und Abtriebsseite der Kopplungsvorrichtung ohne sprunghaften Momentenanstieg.
Die Trennwandung arbeitet bei dieser Ausführung unter Belastung wie eine
Tellerfeder, indem sich derjenige Bereich elastisch verformt, der sich
zwischen einer axialen Abstützung
am Kolben und dem Druckbereich des Kolbens, vorzugsweise gebildet
durch eine an demselben vorgesehene Profilierung, erstreckt. Wenn
der Axialspalt nach zunehmender elastischer Durchbiegung der Trennwandung
aufgebraucht ist, wirkt der Kolben wieder, wie bei der zuvor erläuterten
Ausführung,
ohne Anlegefederung für
den Kolben, mit der Kupplung zusammen.
-
Mit
Vorzug verfügt
die Trennwandung über wenigstens
eine integrierte Zone, die in zumindest einem vorbestimmten Radialbereich
relativ zur Drehachse der Kupplung vorgesehen ist. Diese Zone kann
bei einem mit einer Profilierung am Druckbereich versehenen Kolben
ebenflächig
sein, kann aber ebenso, unter Bildung von Strömungskanälen für radial durchströmendes Fluid,
mit einer Profilierung ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall
kann der Druckbereich des Kolbens ebenflächig sein. Die vorgenannte
Profilierung kann entweder als Wellprofilierung oder als unterbrechungsbehaftete
Profilierung ausgebildet sein. Im erstgenannten Fall ändert sich
in Umfangsrichtung alternierend der Axialabstand der Trennwandung
zum Kolben, während
im letztgenannten Fall Zungen an der Trennwandung vorgesehen sind,
die sich nach radial außen
erstrecken, wobei in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei Zungen
jeweils eine Umfangsunterbrechung vorgesehen ist.
-
Die
Profilierung kann sowohl an einer axial steifen Tennwandung als
auch an einer als Axialfeder ausgebildeten Trennwandung vorgesehen
sein.
-
Die
Trennwandung leitet zwischen sich und dem Kolben der Überbrückungskupplung
fluidförmiges
Medium nach radial außen
in den Erstreckungsbereich der Kupplung. Dort sind anspruchsgemäß zwischen
Zahnkopfbereichen einer Innenverzahnung an einem Axialabschnitt
eines Gehäuses
und Zahnfußbereichen
einer Außenverzahnung
von radial äußeren Kupplungselementen
sowie eines zur Axialabstützung
dienenden End-Kupplungselementes vorgesehene Strömungspassagen für das fluidförmige Medium
vorhanden, um dieses zu den einzelnen Kupplungselementen zu leiten.
Um zu vermeiden, dass das fluidförmige
Medium unter Umgehung der Kupplungselemente auf direktem Weg von
der Trennplatte über
die Strömungspassagen
in den hydrodynamischen Kreis übertreten
kann, ist vorgesehen, einen das bereits erwähnte End-Kupplungselement axial
positionierenden Stützring
als Fluiddichtung zu verwenden. Mit Vorzug ist dieser Stützring daher
axial zwischen den Strömungspassagen
und dem hydrodynamischen Kreis angeordnet.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert
beschrieben. Es zeigen:
-
1 ein
Prinzip-Schaltbild eines Antriebsstranges mit einem Antrieb, einer
fluidbefüllten
Kopplungsanordnung und einer Getriebeanordnung;
-
2 eine
Längsschnittansicht
der Kopplungsanordnung, mit einer einen Kolben, eine Trennwandung
und eine Kupplung aufweisenden Kupplungseinrichtung, und mit Ausbildung
mit drei Versorgungsleitungen;
-
3 eine
Einzelheit von Kolben und Trennwandung mit Durchnietung als Verbindung
und Anordnung auf einer Torsionsdämpfernabe;
-
4 wie 3,
aber mit Anordnung von Kolben und Trennwandung auf einer antriebsseitigen Gehäusenabe,
und mit einer der Trennwandung zugeordneten Abdichtung in Form einer
Spaltdichtung;
-
5 wie 4,
aber mit einer Abdichtung in Form einer Berührungsdichtung;
-
6 eine
Draufsicht auf ein Kupplungselement der Kupplung;
-
7 eine
Draufsicht auf die Trennwandung;
-
8 eine
Einzelheit mit Drehsicherung der Trennwandung an einem Kupplungselement
der Kupplung;
-
9 eine
Kolbendrehsicherung durch Anordnung des Kolbens auf einer Axialgleitführung der Trennwandung;
-
10 eine
Draufsicht auf die Trennwandung zur Darstellung einer anderen Axialgleitführung;
-
11 eine
Ausbildung der Trennwandung als Kupplungselement der Kupplung;
-
12 eine
Zentrierung des Kolbens auf der antriebsseitigen Gehäusenabe
und der Trennwandung auf der Torsionsdämpfernabe, sowie eine Anordnung
einer Lagerung zwischen der Gehäusenabe und
der Torsionsdämpfernabe,
-
13 wie 2,
aber mit Ausbildung der Kopplungsanordnung mit zwei Versorgungsleitungen,
-
14 wie 2,
aber mit Ausbildung der Trennwandung als unmittelbar am Kolben anliegende
Axialfeder,
-
15 wie 14,
aber mit einem Axialspalt zwischen Trennwandung und Kolben bei aufgehobener
Wirkverbindung zwischen dem Antrieb und einem Abtrieb,
-
16 eine
vergrößerte Herauszeichnung eines
Bereichs aus 15,
-
17 eine
Darstellung der Trennwandung mit einer Wellprofilierung,
-
18 wie 17,
aber mit einer unterbrechungsbehafteten Profilierung der Trennwandung,
-
19 eine
Darstellung einer in 2 gezeigten Verzahnung in Blickrichtung
auf den Kolben zu, vorgenommen zwischen zwei radial äußeren Kupplungselementen,
-
20 wie 19,
aber vorgenommen an der von den radial äußeren Kupplungslamellen abgewandten
Seite eines ein End-Kupplungselement gegenüber einer Verzahnung im Gehäuse positionierenden
Stützringes,
und
-
21 wie 18,
aber mit zusätzlicher Darstellung
einer Drehsicherung.
-
In
1 ist
ein Antriebsstrang
1 mit einer erfindungsgemäßen fluidbefüllten Kopplungsanordnung
3 schematisch
dargestellt, wobei die Kopplungsanordnung
3 sowohl durch
einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gebildet sein kann, als auch
durch ein nasslaufendes Kupplungssystem, wie es beispielsweise aus
der eingangs bereits genannten
DE 102 34 822 A1 bekannt ist. Die Kopplungsanordnung
3,
die um eine Drehachse
4 Rotationsbewegungen auszuführen vermag,
umfasst ein Gehäuse
5,
das über
eine Mehrzahl von Befestigungsorganen
7 und ein Kopplungselement
9,
wie z.B. eine Flexplatte, mit einem Antrieb
11, beispielsweise
der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
13, zur gemeinsamen
Drehung gekoppelt werden kann. An der vom Antrieb
11 entfernt
liegenden Axialseite weist das Gehäuse
5 eine abtriebsseitige
Gehäusenabe
24 auf, die
beispielsweise in eine Getriebeanordnung
17 eingreift und
dort eine nicht gezeigte Fluidförderpumpe zur
Drehung antreibt. Zur abtriebsseitigen Gehäusenabe
24 konzentrisch
angeordnet ist ein in
2 gezeigter Abtrieb
18,
der, beispielsweise als Getriebeeingangswelle
19 ausgebildet,
mit seinem freien Ende in das Gehäuse
5 ragt.
-
In 2 ist
die fluidbefüllte
Kopplungsanordnung 3 in Form eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers
dargestellt. Das Gehäuse 5 weist
an seiner dem Antrieb 11 zugewandten Seite einen Gehäusedeckel 20 auf,
der fest mit einer Pumpenradschale 22 verbunden ist. Diese
geht im radial inneren Bereich in eine Pumpenradnabe 24 über.
-
Die
Pumpenradschale 22 bildet zusammen mit Pumpenradschaufeln
ein Pumpenrad 26, das mit einem eine Turbinenradschale 28 mit
Turbinenradschaufeln aufweisenden Turbinenrad 30 sowie
mit einem über
Leitradschaufeln verfügenden
Leitrad 32 zusammenwirkt. Pumpenrad 26, Turbinenrad 30 und Leitrad 32 bilden
in bekannter Weise einen hydrodynamischen Kreis 34.
-
Das
Leitrad 32 ist auf einem Freilauf 36 angeordnet,
der sich über
eine für
fluidförmiges
Medium durchlässige
Axiallagerung 38 an der Pumpenradnabe 11 axial
abstützt,
und steht drehfest, aber axial relativ verschiebbar, über eine
Verzahnung 40 mit einer Stützwelle 42 in Verbindung,
die, unter Bildung eines Kanals 43 gemeinsam mit der abtriebsseitigen
Gehäusenabe 24,
radial innerhalb derselben angeordnet ist. Die Stützwelle 42,
als Hohlwelle ausgebildet, umschließt ihrerseits, unter Ausbildung
eines im wesentlichen ringförmigen
Kanals 44, die als Abtrieb 18 dienende Getriebeeingangswelle 19,
die über
zwei mit Radialversatz zueinander angeordnete Axialdurchgänge 46, 48 für fluidförmiges Medium
verfügt, von
denen am antriebsseitigen Ende 94 der Getriebeeingangswelle 19 der
erste Axialdurchgang 46 in einer Umlenkkammer 92 mündet, während der
zweite Axialdurchgang 48 kurz vor Erreichen des antriebsseitigen
Endes 94 der Getriebeeingangswelle 19 durch einen
Verschluss 98 endet, um sich über eine Radialverbindung 96 nach
radial außen
zu öffnen.
-
Die
Axialdurchgänge 46, 48 sind,
ebenso wie der Kanal 44 und/oder der Kanal 43,
jeweils über Strömungsleitungen 72 bis 74 und/oder 103 an
einen Fluidverteiler 82 angeschlossen, der zur Aufnahme fluidförmigen Mediums
mit einer Versorgungsquelle 80 und zur Abgabe fiuidförmigen Mediums
mit einem Vorratsbehälter 84 verbunden
sein kann. Der letztgenannte kann über eine Verbindungsleitung 86 an
die Versorgungsquelle 80 angeschlossen sein kann.
-
Die
Getriebeeingangswelle 19 nimmt über eine Verzahnung 50 eine
Torsionsdämpfernabe 52 eines
Torsionsschwingungsdämpfers 54 drehfest, aber
axial verschiebbar auf. Die Torsionsdämpfernabe 52 stützt sich
einerseits über
eine Axiailagerung 58 am bereits genannten Freilauf 36 ab,
und kann andererseits am Gehäusedeckel 20 in
Anlage gelangen. Des weiteren trägt
die Torsionsdämpfernabe 52 einen
Kolben 62 einer als Überbrückungskupplung 64 ausgebildeten
Kupplungseinrichtung 66. Der Kolben 62 ist über eine
radial innere Kolbendichtung 68 gegenüber der Torsionsdämpfernabe 52 und über eine
radial äußere Kolbendichtung 70 gegenüber dem
Gehäusedeckel 20 abgedichtet.
-
An
der radialen Innenseite der Torsionsdämpfernabe 52 ist eine
Dichtung 71 vorgesehen, die sich anderenends an der Getriebeeingangswelle 19 abstützt, und
zwischen in der Torsionsdämpfernabe 52 vorgesehenen
Radialdurchgängen 88, 90 wirksam
ist. Der antriebsseitige Radialdurchgang 88 bildet gemeinsam
mit der Umlenkkammer 92, dem ersten Axialdurchgang 46 und
der ersten Strömungsleitung 72 eine
erste Versorgungsleitung 75 für fluidförmiges Medium, der abtriebsseitige
Radialdurchgang 90 dagegen zusammen mit der Radialverbindung 96, dem
zweiten Axialdurchgang 48 und der zweiten Strömungsleitung 73 eine
zweite Versorgungsleitung 76. Schließlich bildet ein Strömungsdurchgang 100 axial
zwischen der Axiallagerung 58 und dem Freilauf 36 zusammen
mit dem Kanal 44 und der Strömungsleitung 74 und/oder
ein Strömungsdurchgang 102 axial
zwischen dem Freilauf 36 und der Axiallagerung 38 zusammen
mit dem Kanal 43 und der Strömungsleitung 103 eine
dritte Versorgungsleitung 78.
-
Vom
Fluidverteiler 82 über
die erste Versorgungsleitung 75 eingeleitetes fluidförmiges Medium gelangt
in einen zwischen dem Gehäusedeckel 20 und
dem Kolben 62 vorgesehenen antriebsseitigen Druckraum 105,
der im Fall eines Überdruckes
eine Antriebsseite 107 des Kolbens 62 belastet.
Vom Fluidverteiler 82 über
die zweite Versorgungsleitung 76 eingeleitetes fluidförmiges Medium
gelangt dagegen in einen zwischen dem Kolben 62 und einer
axial relativ zu demselben bewegbaren Trennwandung 110 vorgesehenen
abtriebsseitigen Druckraum 112, der im Fall eines Überdruckes
eine Abtriebsseite 114 des Kolbens 62 belastet.
-
Die
Trennwandung 110 kann axial elastisch ausgebildet sein.
Sie ist mit ihrem radial inneren Ende 115 über eine
Abdichtung 160 an der Torsionsdämpfernabe 52 zentriert,
wobei diese Abdichtung 115 als Spaltdichtung 116 ausgeführt ist.
Das radial äußere Ende 117 der
Trennwandung 110 dient als eine Drehsicherung 162 und
dringt axial in einen Bereich zwischen dem Kolben 62 und
einem Anfangs-Kupplungselement 122 einer
Kupplung 120 ein. Zugunsten eines problemlosen Strömungsdurchganges
für das
fluidförmige
Medium ist die Trennwandung 110 an ihrer dem Kolben 62 zugewandten Seite
mit Distanzhaltern 124 versehen, zwischen denen sich in
Umfangsrichtung erste Strömungskanäle 125 ausbilden,
die in Achsrichtung zwischen dem Kolben 62 und der Trennwandung 110 verlaufen.
Alternativ oder zusätzlich
kann der Kolben 62 mit einer Profilierung 126 ausgebildet
sein, so dass auf diese Weise in den Kolben 62 integrierte
Strömungskanäle 127 entstehen.
Hierdurch entsteht im Kolben 62 ein Druckbereich 129.
-
An
der Innenseite eines Axialabschnittes 128 des Gehäusedeckels 20 ist
eine Verzahnung 130 für radial äußere Kupplungselemente 132,
nachfolgend kurz als Außen-Kupplungselemente
bezeichnet, vorgesehen, zu der das bereits erwähnte Anfangs-Kupplungselement 122 ebenso
wie ein mit größerem Querschnitt
ausgebildetes und daher steiferes End-Kupplungselement 134 gehören, wobei
das letztgenannte über
einen Stützring 136 axial
am Gehäusedeckel 20 abgestützt ist.
Aufgrund der Verzahnung 130 sind die Außen-Kupplungselemente 132 drehfest
an das Gehäuse 5 und
damit an den Antrieb 11 angebunden.
-
Die
Außen-Kupplungselemente 132 sind
unter Druckeinwirkung durch den Kolben 62 mit radial inneren
Kupplungselementen 138, nachfolgend kurz als Innen-Kupplungselemente
bezeichnet, in Wirkverbindung versetzbar, wobei zwischen Reibbelägen und
Reibflächen
der Kupplungselemente 132, 138 ein zur Übertragung
von Drehmomenten dienender Reibbereich 140 einer Kupplung 120 entsteht.
Die Innen-Kupplungselemente 138 stehen über eine Verzahnung 142 eines
Trägers 144 mit
einem Eingangsteil 146 des Torsionsschwingungsdämpfers 54 in drehfester
Verbindung, durch welchen die Drehmomente über die Verzahnung 50 auf
die Getriebeeingangswelle 19 übertragbar sind. Somit sind
die Innen-Kupplungselemente 138 über den Torsionsschwingungsdämpfer 54 mit
dem Abtrieb 11 verbunden. Bei voneinander getrennten Kupplungselementen 132, 138 werden
vom Gehäuse 5 eingeleitete Drehmomente
dagegen über
den hydrodynamischen Kreis 34 auf das Turbinenrad 30 und
von diesem mittels einer Anbindung 146 an den Torsionsschwingungsdämpfer 54 übertragen,
von dem aus die Drehmomente wiederum an die Getriebeeingangswelle 19 und
damit den Abtrieb 11 weitergeleitet werden. Bei Verzicht
auf einen Torsionsschwingungsdämpfer 54 können bei
beiden Betriebsarten die Innen-Kupplungselemente 138 unmittelbar
an den Abtrieb 11 angebunden sein.
-
Zur
Trennwandung 110 bleibt nachzutragen, dass diese aufgrund
des Eingriffs von deren radial äußerem Ende 117 axial
zwischen den Kolben 62 und das Anfangs-Kupplungselement 122 bei der Übertragung
einer Axialkraft vom Kolben 62 auf den Reibbereich 140 der
Kupplung 120 beteiligt ist. Mit Vorzug kann hierbei die
Trennwandung 110 axial elastisch ausgebildet sein, insbesondere
in Form eines membranartigen Elementes. Zudem kann die Trennwandung 110 über eine
Verzahnung 148 an ihrem radial äußeren Ende 117 drehfest
an die Verzahnung 130 des Außen-Kupplungselementes 132 angebunden
sein. Eine deutliche Darstellung der Verzahnung 148 ist
aus 7 erkennbar.
-
Zum
Schließen
der Überbrückungskupplung 64 und
damit zum Einrücken
wird über
die erste Versorgungsleitung 75 der antriebsseitige Druckraum 105 mit
einem Überdruck
gegenüber
dem abtriebsseitigen Druckraum 112 beaufschlagt, und dadurch der
Kolben 62 zusammen mit der Trennwandung 110 in
Richtung zur Kupplung 120 zur Beaufschlagung der Kupplungselemente 132, 138 mit
einer Axialkraft verlagert, so dass die Trennwandung 110 bei
diesem Betriebszustand durch den Kolben 62 gegen das Anfangs-Kupplungselement 122 gepresst
ist. Gleichzeitig wird der abtriebsseitige Druckraum 112 zur
Kühlung
des Reibbereiches 140 der Kupplung 120 über die
zweite Versorgungsleitung 76 mit fluidförmigem Medium versorgt, wobei
das aus der zweiten Versorgungsleitung 76 nachströmende Medium
dank der Distanzhalter 124 und/oder der Profilierung 126 über die
Strömungskanäle 125, 127 im
Druckraum 112 nach radial außen gefördert werden kann, um hier über die
Verzahnung 148 der Trennwandung 110 unmittelbar
in die Verzahnung 130 der Außen-Kupplungselemente 132 abzuströmen. Die
Verzahnung 148 ist demnach als alleiniger Strömungsdurchlass 150 für das fluidförmige Medium
zwischen abtriebsseitigem Druckraum 112 und einem Kühlraum 220,
in welchem die Kupplung 120 angeordnet ist, wirksam, so
dass bei jedem Übertritt
fluidförmigen
Mediums zwischen diesen beiden Räumen 112, 220 der
fluidbefüllten
Kopplungsanordnung 3 eine Zwangsdurchströmung der
Kupplung 120 herbeigeführt
wird. Bei Ausbildung der fluidbefüllten Kopplungsanordnung 3 als
hydrodynamischer Drehmomentwandler ist der Kühlraum 220 gleichzeitig
als hydrodynamischer Kreis 34 wirksam.
-
Das
fluidförmige
Medium wird nach Eintritt in die Verzahnung 130 der Außen-Kupplungselemente 132 innerhalb
des Verzahnungsbereiches axial weitergeleitet, maximal allerdings
nur bis in den axialen Erstreckungsbereich des End-Kupplungselementes 134 und/oder
des Stützringes 136,
sofern an zumindest einem dieser Bauteile und/oder im Bereich der Verzahnung 130 entsprechende
Dichtungsmaßnahmen
getroffen sind. Auf diese Weise verbleibt dem fluidförmigen Medium
allein die Möglichkeit,
entlang des Reibbereiches 140 der Kupplung 120 zwischen den
Kupplungselementen 132 und 138 nach radial innen
in den Kühlraum 220 abzuströmen, und
dabei den Reibbereich 140 sehr effizient zu kühlen.
-
Das
fluidförmige
Medium gelangt vom Kühlraum 220 über den
Strömungsdurchgang 100 und/oder 102 und
damit über
die dritte Versorgungsleitung 78 zum Fluidverteiler 82.
-
Zum Öffnen der Überbrückungskupplung 64 und
damit zum Ausrücken
wird die zweite Versorgungsleitung 76 und damit der abtriebsseitige
Druckraum 112 mit einem Überdruck gegenüber dem
antriebsseitigen Druckraum 105 beaufschlagt, und dadurch
der Kolben 62 in Richtung zum Gehäusedeckel 20 zur Aufhebung
der auf die Kupplungselemente 132, 138 übertragenen
Axialkraft verlagert. Hierbei bewirkt die Versorgung des abtriebsseitigen
Druckraumes 112 mit fluidförmigem Medium aus der zweiten
Versorgungsleitung 76, dass die Trennwandung 110 axial
an dem Anfangs- Kupplungselement 122 in Anlage
verbleibt, während
der Kolben 62 seine Verlagerungsbewegung in Richtung zum
Gehäusedeckel 20 vollzieht.
Auch bei diesem Betriebszustand bleibt demnach die Bedingung erhalten,
wonach das fluidförmige
Medium ausschließlich über die
Verzahnung 148 der Trennwandung 110 aus dem abtriebsseitigen Druckraum 112 abströmen kann,
um unmittelbar in die Verzahnung 130 der Außen-Kupplungselemente 132 einzudringen,
so dass die Verzahnung 148 weiterhin als Strömungsdurchlass 150 für das fluidförmige Medium
zwischen abtriebsseitigem Druckraum 112 und hydrodynamischem
Kreis 134 wirksam ist.
-
Auch
beim Öffnen
der Überbrückungskupplung 64 oder
aber bei geöffneter Überbrückungskupplung 64 wird
das fluidförmige
Medium nach Eintritt in die Verzahnung 130 der Außen-Kupplungselemente 132 zunächst über zumindest
einen Teil des Verzahnungsbereiches axial weitergeleitet, um anschließend über den
Reibbereich 140 der Kupplung 120 und den Kühlraum 220 über den
Strömungsdurchgang 100 und/oder 102 und
damit über
die dritte Versorgungsleitung 78 zum Fluidverteiler 82 abzuströmen.
-
Durch
die Trennwandung 110 wird also, unabhängig vom jeweiligen Betriebszustand
der Überbrückungskupplung 64,
jeweils dafür
gesorgt, dass der Strömungsdurchlass 150 die
jeweils einzige Strömungsverbindung
zwischen dem abtriebsseitigen Druckraum 112 und dem Kühlraum 220 darstellt,
und dadurch eine Zwangsdurchströmung
zwischen diesen beiden Räumen 112, 220 der
fluidbefüllten
Kopplungsanordnung 3 allein über die Kupplung 120 herbei
geführt
ist.
-
Zur
Realisierung eines problemlosen Durchflusses des fluidförmigen Mediums
durch den Reibbereich 140 der Kupplung 120 sind
innerhalb des Erstreckungsbereiches des Reibbereichs 140,
bevorzugt hierbei in Reibbelägen 172,
Nutungen 174 vorgesehen. Beispielhaft zeigt 6 einen
derartigen Reibbelag 172, bestehend aus einzelnen Reibbelagsegmenten 178,
die, jeweils mit Versatz in Umfangsrichtung zueinander, auf einem
Trägerblech 176 einer
der Innen-Kupplungselemente 138 aufgebracht sind. Auf diese
Weise sind die Nutungen 174 auf der vollen Tiefe der jeweils
in Umfangsrichtung angrenzenden Reibbelagsegmente 178 nutzbar.
Eine derartige Ausführung
unterstützt,
in Kombination mit einer hinreichenden Bemessung der Anzahl und
Breite der Nutungen 174, einen Strömungsdurchfluss ohne wesentlichen
Drosselungseinfluss, was aufgrund des bereits einen Drosselungseinfluss
ausübenden
Strömungsdurchlasses 150 zwischen
dem abtriebsseitigen Druckraum 112 und dem Kühlraum 220 problemlos
möglich
ist.
-
Abweichend
von der Strömungsführung bei der
zuvor beschriebenen Variante kann zum Öffnen der Überbrückungskupplung 64 oder
bei offener Überbrückungskupplung 64 die
Zuführung
fluidförmigen
Mediums natürlich
auch vom Fluidverteiler 82 über die dritte Versorgungsleitung 78 erfolgen,
so dass das Medium nach Durchgang durch den Kühlraum 220 sowie die
Kupplung 120 über
den Strömungsdurchgang 150 in
den abtriebsseitigen Druckraum 112 gelangt, um dort nach
radial innen zu strömen,
und über
die zweite Versorgungsleitung 76 wieder dem Fluidverteiler 82 zugeführt zu werden.
Bei Wahl dieser Durchströmungsrichtung
liegt allerdings im Kühlraum 220 ein
höherer
Druck an als im abtriebsseitigen Druckraum 112, was eine Axialverlagerung
der Trennwandung 110 in Richtung zum Kolben 62 und
dadurch eine Ablösung
der Trennwandung 110 vom benachbarten Anfangs-Kupplungselement 122 zur
Folge hat, wodurch ein Spalt 222 zwischen der Trennwandung 110 und
dem Anfangs-Kupplungselement 122 entstehen kann. Hierdurch
kann eine im Kühlraum 220 verbleibende
Restleckage entstehen, indem diese in den Spalt 222 einsickert.
Dies wirkt sich aufgrund der offenen Überbrückungskupplung 64 allerdings
nicht negativ aus, da die zu kühlende
Kupplung 120 dann zumindest im wesentlichen ohne Reibungseinfluss
ohne Erhitzung bleibt. Außerdem
wird trotz des Spaltes 222 der Hauptanteil des den Strömungsdurchlass 150 durchströmenden Fluids
in den abtriebsseitigen Druckraum 112 gelangen.
-
Aufgrund
dieser Situation besteht die Möglichkeit,
die Trennwandung 110 an der Abtriebsseite 114 des
Kolbens 62 mittels einer Festverbindung 151 anzubringen.
Dann bleibt die Trennwandung 110 zwar immer immer in konstantem
Abstand zum Kolben 62, es bildet sich aber bei Entfernung
des Kolbens 62 von der Kupplung 120 der bereits
erwähnte Spalt 222 zwischen
der Trennwandung 110 und der benachbarten Anfangs-Kupplungselement 122 aus. Bei
der Ausführung
nach 2 kann die Festverbindung 151 mittels
einer Heftschweißung 153 erfolgen, die
zwischen der Abtriebsseite 114 des Kolbens 62 und
je einem Distanzhalter 124 der Trennwandung 110 vorgenommen
wird.
-
Ebenfalls
eine Festverbindung 151 im Bereich je eines Distanzhalters 124,
aber mit einer anderen Verbindungsart, zeigt 3, die lediglich
den radial inneren Bereich von Kolben 62, Trennwandung 110 und
Torsionsdämpfernabe 52 darstellt.
Hiernach verfügt
der Kolben 62 über
eine Durchnietung 154, welche nach Durchdringung je einer Öffnung 156 in der
Trennwandung 110 mittels einer Gegennietbewegung zur Befestigung
der Trennwandung 110 am Kolben 62 führt.
-
Weiterhin
zeigt 3 eine Abdichtung 160 der Trennwandung 110 gegenüber der
Torsionsdämpfernabe 52 mittels
einer Berührungsdichtung 158,
beispielsweise einer Elastomerdichtung. Eine derartige Abdichtung 160 ist
auch in 5 erkennbar, wobei dort allerdings
die Trennwandung 110 gemeinsam mit dem Kolben 62 gegenüber der
antriebsseitigen Gehäusenabe 15 zentriert
ist, und demnach die Abdichtung 160 radial zwischen der
Trennwandung 110 und der antriebsseitigen Gehäusenabe 15 angeordnet
ist. An der exakt gleichen Stelle kann die Abdichtung 160 aber
auch als Spaltdichtung 116 ausgeführt sein, wie 4 zeigt.
Diese Stelle hat den Vorteil, dass Kolben 62 und Trennwandung 110 nicht nur
radial außen
am Gehäuse 5 aufgenommen
sind, sondern auch radial innen. Hierdurch wird wegen des Fehlens
einer Differenzdrehzahl sowohl die radial innere Kolbendichtung 68 als
auch die der Trennwandung 110 zugeordnete Abdichtung 160 weniger
belastet als bei Anordnung auf der Torsionsdämpfernabe 52.
-
Eine
der 4 oder 5 ähnliche Anordnung zeigt 12,
bei welcher der Kolben 62 unverändert auf der antriebsseitigen
Gehäusenabe 15 zentriert
ist, die Trennwandung 110 dagegen auf der Torsionsdämpfernabe 52.
Um eine eventuelle Höherbelastung
der der Trennwandung 110 zugeordneten Abdichtung 160 zu
begrenzen, wird zwischen der antriebsseitigen Gehäusenabe 15 und
der Torsionsdämpfernabe 52 eine
Lagerung 200 vorgesehen, die je nach konstruktiver Ausbildung
als Wälz-
oder Gleitlager und mit Wirkrichtung in Radial- und/oder Axialrichtung
dafür sorgen
kann, dass die Getriebeeingangswelle 19 gegenüber dem
Gehäuse 5 mit
geringeren Versätzen
sowie geringerer Unwucht wirksam ist.
-
8 zeigt
eine Drehsicherung 162, die von derjenigen in 2 abweicht.
Hier ist die Trennwandung 110 im Bereich ihres radial äußeren Endes 117 mit
Vorsprüngen 166 versehen,
die sich, Umfangsversatz zueinander aufweisend, in Richtung zum
benachbarten Anfangs-Kupplungselement 122 erstrecken, um
dort in entsprechende Aussparungen 164 zumindest im wesentlichen
formschlüssig
einzudringen, und damit eine Drehverbindung zu diesem Anfangs-Kupplungselement 122 herzustellen.
Da das Anfangs-Kupplungselement 122 bei der vorliegenden
Ausführung
als Außen-Kupplungselement 132 ausgebildet
ist, wird auf diese Weise die Trennwandung 110 an das Gehäuse 5 und
damit an den Antrieb 11 angebunden. Der Strömungsdurchlass 150 liegt
bei dieser Ausführung
radial außerhalb
des radial äußeren Endes 117 der
Trennwandung 110 und wird bezüglich seines Strömungsquerschnittes
durch die Verzahnung 130 des Gehäusedeckels 20 begrenzt.
-
Eine
andere diesbezügliche
Ausführung
ist in 11 gezeigt, wobei die Trennwandung 110 im Bereich
ihres radial äußeren Endes 117 durch
einen Radialansatz 168 die Funktion des bisherigen Anfangs-Kupplungselementes 122 übernimmt,
und dadurch funktional als Ersatz-Kupplungselement 170 wirksam
ist. Der sich hierdurch ergebende Vorteil liegt in der Einsparung
des Anfangs-Kupplungselementes 122 als
eigenständiges
Bauteil. Zur Ausbildung der Drehsicherung 162 ist die Verzahnung 148 in
den Radialansatz 168 integriert, und greift in die Verzahnung 130 des
Gehäusedeckels 20 ein.
Somit ist auch bei dieser Ausführung
die Trennwandung 110 drehfest an den Antrieb 11 angebunden.
Der Strömungsdurchlass 150 entsteht,
wie auch bei der Ausführung
nach 2, im Bereich der Verzahnung 148 in Verbindung
mit der Verzahnung 130 des Gehäusedeckels 20.
-
9 zeigt
eine Ausführung,
bei welcher am Kolben 62 Zapfen 182 mit Versatz
in Umfangsrichtung vorgesehen sind, die sich jeweils in Richtung
zur Trennwandung 110 erstrecken, und je eine zugeordnete Öffnung 188 derselben
durchdringen. Die Zapfen 182 bilden somit eine Axialgleitführung 180,
die mit den als Aufnahmen 186 wirksamen Öffnungen 188 eine
Kolbendrehsicherung 192 für den Kolben 62 bilden,
in Achsrichtung aber eine Relativbewegung zwischem dem Kolben 62 und
der Trennwandung 110 zulassen. Die Kolbendrehsicherung 192 ist
mit Vorzug in einem radial mittleren Abschnitt 194 von Kolben 62 und
Trennwandung 110 angeordnet.
-
Mit
Vorzug im gleichen Radialbereich, aber mit anderer konstruktiver
Ausbildung versehen, zeigt 10 eine
weitere Kolbendrehsicherung 192. Bei dieser sind als Axialgleitführungen 180 an
der Trennwandung 110 axial vorspringende Kassetten 184 vorgesehen,
von denen jede in eine zugeordnete, als Aufnahme dienende, am Kolben 62 vorgesehene, aber
zeichnerisch nicht dargestellte Kassettenhalterung eingreift.
-
7 zeigt
die Trennwandung 110 in Draufsicht. In dieser Darstellung
sind sehr deutlich Radialprofilierungen 196 erkennbar,
von denen, in Umfangsrichtung gesehen, jeweils zwei je einen Strömungskanal 198 zwischen
sich begrenzen. Hierdurch soll eine unter dem Einfluss der Korioliskraft begünstigte
Wirbelbildung zwischen dem Kolben 62 und der Trennwandung 110 zumindest
reduziert werden.
-
Während bislang
ausschließlich
Ausführungen
der fluidbefüllten
Kopplungsanordnung 3 mit drei Versorgungsleitungen 75, 76 un 78 behandelt
sind, kurz als Drei-Leitungs-Systeme
bezeichnet, ist in 13 ein Zwei-Leitungs-System
dargestellt, das zusätzlich
zu einer ersten Versorgungsleitung 202 eine zweite Versorgungsleitung 204 aufweist.
Die erste Versorgungsleitung 202 entspricht funktional der
zu 2 mit Bezugsziffer 75 beschriebenen ersten
Versorgungsleitung, während
die zweite Versorgungsleitung 204 der zu 2 mit
Bezugsziffer 78 beschriebenen dritten Versorgungsleitung
funktional entspricht, so dass diesbezüglich keine weitergehende Beschreibung
erforderlich erscheint.
-
Als
Unterschied verbleibt lediglich der Strömungsweg zur Versorgung des
abtriebsseitigen Druckraumes 112 mit fluidförmigem Medium.
Bei geschlossener Überbrückungskupplung 64 stammt
das fluidförmige
Medium aus dem antriebsseitigen Druckraum 105, und zwar über eine
im Kolben 62 vorgesehene erste Verbindung 208,
die als Teil einer Drossel 216 wirksam ist, und somit lediglich
einen begrenzten Volumenstrom aus dem antriebsseitigen Druckraum 105 in
den abtriebsseitigen Druckraum 112 übertreten lässt.
-
Die
Versorgung des antriebsseitigen Druckraumes 105 erfolgt
durch Fluidzufuhr vom Fluidverteiler 82 über die
der ersten Versorgungsleitung 202 zugeordnete, in die Mittenbohrung 210 der
Getriebeeingangswelle 19 mündende Strömungsleitung 212 sowie
die ebenfalls der ersten Versorgungsleitung 202 zugeordnete
Umlenkkammer 92, um von dieser über Kanäle 224 in der antriebsseitigen
Gehäusenabe 15 in
den antriebsseitigen Druckraum 105 zu gelangen. Aufgrund
des dort bei diesem Betriebszustand vorherrschenden Überdruckes
gegenüber
dem abtriebsseitigen Druckraum 112 wird das fluidförmige Medium
vom antriebsseitigen Druckraum 105 über die Verbindung 208 in
den antriebsseitigen Druckraum 112 gefördert. Ein in den Kolben 62 integriertes Ventil 206,
dem eine als weiterer Teil der Drossel 216 dienende zweite
Verbindung 214 zwischen den Druckräumen 105 und 112 zugeordnet
ist, ist bei diesem Betriebszustand zur Sperrung der zweiten Verbindung 214 verschlossen.
-
Das
derart in den abtriebsseitigen Druckraum 112 gelangte fluidförmige Medium
gelangt fliehkraftbedingt innerhalb des Druckraumes 112 nach
radial außen,
um dort in bereits beschriebener Weise über den Strömungsdurchlass 150 und
die Verzahnung 130 des Gehäusedeckels 20 als
Zwangsströmung
zum Reibbereich 140 der Kupplung 120 zu gelangen,
und von dort aus nach Verwendung im Kühlraum 220 über die
zweite Versorgungsleitung 204 zum Fluidverteiler 82 zurückgeführt zu werden.
-
Für eine zumindest
teilweise Öffnung
der Überbrückungskupplung 64 oder
aber eine vollständige Öffnung der Überbrückungskupplung 64 wird
die zweite Versorgungsleitung 204 mit einem Überdruck gegenüber dem
antriebsseitigen Druckraum 105 beaufschlagt, woraufhin
das fluidförmige
Medium über die
Kupplung 120 und die den Außen-Kupplungselementen 132 zugeordnete
Verzahnung 130 in den Erstreckungsbereich der Trennwandung 110 gelangt, um über deren
als Strömungsdurchlass 150 für das fluidförmige Medium
dienende Verzahnung 148 in den abtriebsseitigen Druckraum 112 abzuströmen. Durch
den sich hierdurch im abtriebsseitigen Druckraum 112 gegenüber dem
antriebsseitigen Druckraum 105 erhöhenden Druck
wird der Kolben 62 in Richtung zum Gehäusedeckel 20 verlagert,
und hebt dadurch die auf die Kupplungselemente 132, 138 übertragene
Axialkraft zumindest teilweise auf.
-
Aufgrund
des Überdruckes
im abtriebsseitigen Druckraum 112 gegenüber dem antriebsseitigen Druckraum 105 wird
im abtriebsseitigen Druckraum 112 enthaltenes fluidförmiges Medium über die
erste Verbindung 208 in den antriebsseitigen Druckraum 105 gefördert. Gleichzeitig
löst der Überdruck
im abtriebsseitigen Druckraum 112 eine Öffnung des Ventils 206 aus,
so dass auch die demselben zugeordnete zweite Verbindung 214 frei
gegeben ist. Fluidförmiges
Medium strömt
dann verstärkt über die
Verbindungen 208 und 214 in den antriebsseitigen
Druckraum 105 ab, um von dort aus über die erste Versorgungsleitung 202 zum
Fluidverteiler 82 zu gelangen.
-
In 14 ist
eine Trennwandung 110 dargestellt, die als Axialfeder 230 ausgebildet
ist. Wie bereits zu 2 erläutert, verfügt die Trennwandung 110 mit
Vorzug über
eine Festverbindung 151 zum Kolben 62, kann aber
auch getrennt von demselben aufgenommen sein. Radial innen ist die
Trennwandung 110 über
eine Stützlagerung 239 an
der Torsionsdämpfernabe 52 axial
abgestützt,
und über
eine Abdichtung 160 gegenüber der Torsionsdämpfernabe 52 radial
abgedichtet. Von besonderem Vorteil ist, wenn die Trennwandung 110 eine
Axialkraft in Richtung zur Gehäusewandung 20 ausübt, und
hierdurch den Kolben 62, solange bewusst kein Überdruck
im antriebsseitigen Druckraum 105 gegenüber dem hydrodynamischen Kreis 34 aufgebaut
wird, stabil an der Gehäusewandung 20 in
Anlage hält.
Vorzugsweise wird hierbei die Trennwandung 110 mit Vorspannung
in Achsrichtung eingesetzt.
-
Mit
Vorzug verfügt
die Trennwandung 110 in einem vorbestimmten Radialabstand
zur Drehachse 4 des Gehäuses 5 über eine
integrierte Zone 228, die beispielsweise im radialen Erstreckungsbereich
der Profilierung 126 am Kolben 62 vorgesehen ist
und als Federzone ausgebildet sein kann. Diese integrierte Zone 228 kann
entweder, wie in 14 gezeigt, ebenflächig sein,
oder aber gemäß 17 mit
einer Wellprofilierung 232 sowie gemäß 18 oder 21 mit
einer unterbrechungsbehafteten Profilierung 238. Die 17 oder 18 zeigen
jeweils eine Herauszeichung der Trennwandung 110.
-
Gemäß 17 ist
die integrierte Zone 228 der Trennwandung 110 in
Umfangsrichtung mit alternierend sich änderndem Axialabstand zum Kolben 62 ausgebildet,
so dass in Umfangsrichtung die bereits erwähnte Wellprofilierung 232 entsteht.
Im Gegensatz hierzu zeigt 18 die
integrierte Zone 228 der Trennwandung 110 mit
sich nach radial außen
erstreckenden Zungen 234, zwischen denen jeweils Umfangsunterbrechungen 236 in
der Trennwandung 62 vorgesehen sind, um auf diese Weise
in Umfangsrichtung die unterbrechungsbehaftete Profilierung 238 entstehen
zu lassen.
-
Die 15 und 16 zeigen
ebenfalls eine Trennwandung 110, die als Axialfeder 230 wirksam ist.
Abweichend von der Ausgestaltung in 14 zeigt
die Variante in 15 und 16 allerdings
in einer Position des Kolbens 62, bei welcher die Überbrückungskupplung 64 keine
Wirkverbindung zwischen der Antriebs- und der Abtriebsseite der
Kopplungsanordnung 3 herstellt, einen Axialspalt 226 (16)
zwischen dem Kolben 62 und der Trennwandung 110.
Dieser Axialspalt 226 bewirkt bei einer Annäherung des
Kolbens 62 an die Kupplung 120 zunächst eine
Anlage der Trennwandung 110 an das axial benachbarte, radial äußere Kupplungselement 132,
und bei weiterer Annäherung
des Kolbens 62 an die Kupplung 120 zunächst eine
elastische Verformung der Trennwandung 110 bei gleichzeitiger
Minderung der Breite des Axialspaltes 226, bis der letztgenannte
schließlich
völlig
aufgebraucht ist. Bis zum restlosen Aufbrauch des Axialspaltes 226 wirkt
die Trennwandung 110 wie eine Tellerfeder, bei welcher sich
der Bereich zwischen der axialen Abstützung der Trennwandung 110 an
der Stelle der Festverbindung 151 und dem Druckbereich 129 des
Kolbens 62 elastisch verformt. In dieser Phase des Aufbaus
einer Wirkverbindung zwischen der Antriebs- und der Abtriebsseite
der Kopplungsanordnung 3 wirkt die Trennwandung 110 demnach
als Anlegefederung für den
Kolben 62. Ist der Axialspalt 226 dagegen restlos aufgebraucht,
so entspricht die Wirkungsweise der vorliegenden Ausführung der
in 14 gezeigten Ausgestaltung.
-
Zurückkommend
auf die 17 und 18, können die
dort gezeigten Ausführungen
der Trennwandung 110, wie bereits behandelt, über eine
integrierte Zone 228 verfügen, die sowohl an einer als Axialfeder 230 ausgebildeten
Trennwandung 110 als auch an einer Trennwandung 110 mit
axial relativ hoher Steifigkeit ausgebildet sein kann.
-
Unabhängig von
der jeweils gewählten
axialen Steifigkeit erlauben die Ausführungen der Trennwandung 110 gemäß den 17, 18 und 21 jeweils
eine Art der Strömungsführung, die von
derjenigen der Trennwandung 110 bei 2 abweicht. 2 zeigt
nämlich
den Druckbereich 129 des Kolbens 62 mit einer
Profilierung 126 zur Bildung der integrierten Strömungskanäle 127,
während
die Trennwandung 110 zumindest im Erstreckungsbereich des
Druckbereiches 129 des Kolbens 62 ebenflächig ist.
Im Gegensatz dazu ermöglichen
die Ausführungen
der Trennwandung 110 gemäß den 17, 18 und 21 jeweils
einen Kolben 62 mit einem ebenflächigen Druckbereich 129,
da diese Trennwandungen 110 jeweils mit einer Profilierung 232 oder 238 zur
Bildung der Strömungskanäle 127 versehen
ist. Im Fall der 17 entstehen die Strömungskanäle 127 aufgrund
der Wellprofilierung 232, im Fall der 18 oder 21 jeweils
durch die in Umfangsrichtung zwischen den Zungen 234 verbleibenden
Umfangsunterbrechungen 236. Die Strömungskanäle 127 stehen in Strömungsverbindung mit
dem Strömungsdurchlass 150 (8),
welcher an der an der Innenseite des Axialabschnittes 128 des
Gehäusedeckels 20 vorgesehenen
Verzahnung 130 vorgesehen ist.
-
21 zeigt
anhand der unterbrechungsbehafteten Profilierung 238 die
räumliche
und funktionale Trennung der Strömungskanäle 127 von
der als Drehsicherung 162 dienenden Verzahnung 148 der Trennwandung 110.
Diese Verzahnung 148 steht, wie bereits beschrieben, in
Drehverbindung mit der Verzahnung 130 an der Innenseite
des Axialabschnittes 128 des Gehäusedeckels 20.
-
Die 19 und 20 schließlich zeigen
einen Weg für
eine Zwangskühlung
der Kupplungselemente 132 und 138 der Kupplung 120.
Hierzu ist an dem Axialabschnitt 128 des Gehäuses 5 die
Verzahnung 130 derart ausgebildet, dass diese zum einen zumindest
im Wesentlichen jeweils ohne Spiel in Umfangsrichtung mit den radial äußeren Kupplungselementen 132 sowie
mit dem End-Kupplungselement 134 in
Drehverbindung steht, und zum anderen mit ihren Zahnkopfbereichen 240 in
je einen Zahnfußbereich 242 jeweils
eines radial äußeren Kupplungselementes 132 sowie
des End-Kupplungselementes 134 eingreift. Hierbei sind
die Zahnkopfbereiche 240 der Verzahnung 130 am
Axialabschnitt 128 des Gehäuses 5 jeweils bis
auf einen Radialspalt 244 an die jeweils zugeordneten Zahnfußbereiche 242 des
jeweiligen radial äußeren Kupplungselementes 132 sowie
des End-Kupplungselementes 134 herangeführt, wobei diese Radialspalte 244 jeweils
als Strömungspassagen 246 für fluidförmiges Medium
dienen.
-
Im
Gegensatz dazu stehen die Zahnfußbereiche 243 der
am Axialabschnitt 128 des Gehäuses 5 vorgesehenen
Verzahnung 130 zumindest im Wesentlichen jeweils ohne Radialspalt
mit je einem Zahnkopfbereich 241 jeweils eines radial äußeren Kupplungselementes 132 sowie
des End-Kupplungselementes 134 in Eingriff, da die Zahnkopfbereiche 241 zumindest
im Wesentlichen bis unmittelbar an die jeweils zugeordneten Zahnfußbereiche 243 der Verzahnung 130 angenähert sind,
und dadurch Heranführungen 248 bilden,
die jeweils als Strömungshindernisse 250 für fluidförmiges Medium
dienen.
-
Das
End-Kupplungselement 134 ist den radial äußeren Kupplungselementen 132 der
Kupplung 120 als axialer Anschlag zugeordnet, und mittels
eines in eine umlaufende Nut 252 des Axialabschnittes 128 des
Gehäuses 5,
insbesondere hierbei der Verzahnung 130, eingelassenen
Stützringes 136 gegenüber der
Verzahnung 130 axial positioniert. Der Stützring 136 ist
aufgrund seines Eingriffes in die umlaufende Nut 252 als
eine Fluiddichtung 254 wirksam, an welcher das durch die
Strömungspassagen 246 ankommende
fluidförmige
Medium zumindest im Wesentlichen von einem Verlassen des Kühlraumes 220 abgehalten
wird. Das fluidförmige
Medium wird somit gezwungen, den Kühlraum 220 zu durchströmen und kann
diesen lediglich nach Passage der Kupplungselemente 132 und 138 verlassen,
um in den hydrodynamischen Kreis 34 überzutreten. Der Stützring 136 unterstützt demnach
aufgrund seiner Wirkung als Fluiddichtung 254 die Heranführungen 248,
die, wie bereits erwähnt,
als Strömungshindernis 250 dienen.
-
- 1
- Antriebsstrang
- 3
- Kopplungsanordnung
- 4
- Drehachse
- 5
- Gehäuse
- 7
- Befestigungsorgane
- 9
- Kopplungselement
- 11
- Antrieb
- 13
- Brennkraftmaschine
- 15
- antriebsseitige
Gehäusenabe
- 17
- Getriebeanordnung
- 18
- Abtrieb
- 19
- Getriebeeingangswelle
- 20
- Gehäusedeckel
- 22
- Pumpenradschale
- 24
- abtriebsseitige
Gehäusenabe
- 26
- Pumpenrad
- 28
- Turbinenradschale
- 30
- Turbinenrad
- 32
- Leitrad
- 34
- hydrodynamische
Kreis
- 36
- Freilauf
- 38
- Axiallagerung
- 40
- Verzahnung
- 42
- Stützwelle
- 43,
44
- Kanal
- 46,
48
- Axialdurchgänge
- 50
- Verzahnung
- 52
- Torsionsdämpfernabe
- 54
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 58
- Axiallagerung
- 60
- Stützlager
- 62
- Kolben
- 64
- Überbrückungskupplung
- 66
- Kupplungseinrichtung
- 68,
70
- Kolbendichtungen
- 71
- Dichtung
- 72,
73, 74
- Strömungsleitungen
- 75,
76
- Versorgungsleitungen
- 78
- Versorgungsleitung
- 80
- Versorgungsquelle
- 82
- Fluidverteiler
- 84
- Vorratsbehälter
- 86
- Verbindungsleitung
- 88,
90
- Radialdurchgänge
- 92
- Umlenkkammer
- 94
- antriebsseitiges
Ende der GEW
- 96
- Radialverbindung
- 98
- Verschluss
- 100,
102
- Strömungsdurchgänge
- 103
- Strömungsleitung
- 105
- antriebsseitiger
Druckraum
- 107
- Antriebsseite
des Kolbens
- 110
- Trennwandung
- 112
- antriebsseitiger
Druckraum
- 114
- Abtriebsseite
des Kolbens
- 115
- radial
inneres Ende der Trennwandung
- 116
- Spaltdichtung
- 117
- radial äußeres Ende
der Trennwandung
- 120
- Kupplung
- 122
- Anfangs-Kupplungselement
- 124
- Distanzhalter
- 125
- Strömungskanäle
- 126
- Profilierung
- 127
- Strömungskanäle
- 128
- Axialabschnitt
- 129
- Druckbereich
- 130
- Verzahnung
- 132
- radial äußeres Kupplungselement
- 134
- End-Kupplungselement
- 136
- Stützring
- 138
- radial
inneres Kupplungselement
- 140
- Reibbereich
- 142
- Verzahnung
- 144
- Träger
- 146
- Anbindung
- 148
- Verzahnung
- 150
- Strömungsdurchlass
- 151
- Festverbindung
- 153
- Heftschweißung
- 154
- Durchnietung
- 156
- Öffnung
- 158
- Berührungsdichtung
- 160
- Abdichtung
- 162
- Drehsicherung
- 164
- Aussparung
- 166
- Vorsprung
- 168
- Radialansatz
- 170
- Ersatz-Kupplungselement
- 172
- Reibbelag
- 174
- Nutungen
- 176
- Trägerblech
- 178
- Reibbelagsegmente
- 180
- Axialgleitführung
- 182
- Zapfen
- 184
- Kassetten
- 186
- Aufnahme
- 188
- Öffnung
- 192
- Kolbendrehsicherung
- 194
- radial
mittlerer Abschnitt
- 196
- Radialprofilierungen
- 198
- Strömungskanal
- 200
- Lagerung
- 202
- erste
Versorgungsleitung
- 204
- zweite
Versorgungsleitung
- 206
- Ventil
- 208
- Verbindung
- 210
- Mittenbohrung
- 212
- Strömungsleitung
- 214
- Verbindung
- 216
- Drossel
- 220
- Kühlraum
- 222
- Spalt
- 224
- Kanäle
- 226
- Axialspalt
- 228
- integrierte
Zone
- 230
- Axialfeder
- 232
- Wellprofilierung
- 234
- Zungen
- 236
- Umfangsunterbrechungen
- 238
- unterbrechungsbehaftetes
Profil
- 239
- Stützlagerung
- 240,
241
- Zahnkopfbereiche
- 242,
243
- Zahnfußbereiche
- 244
- Radialspalt
- 246
- Strömungsdurchlass
- 248
- Heranführung
- 250
- Strömungshindernis
- 252
- umlaufende
Nut
- 254
- Fluiddichtung