DE102007009092A1

DE102007009092A1 - Leitradmodul für einen Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE102007009092A1
Application number: DE102007009092A
Authority: DE
Inventors: Tomas Dr.-Ing. Smetana
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-02-24
Filing date: 2007-02-24
Publication date: 2008-08-28
Also published as: WO2008101878A1

Abstract

Ein Leitradmodul umfasst einen Freilauf (8) und eine drehfest mit dessen Außenring (11) verbundene Leitradnabe (12), wobei am Außenumfang der Leitradnabe (12) in Axialrichtung verlaufende, jeweils einen konkav gekrümmten Nutgrund (17) aufweisende Nuten (15) zur formschlüssigen Verbindung mit einem Leitrad (6) ausgebildet sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein für einen hydraulischen Drehmomentwandler geeignetes Leitradmodul, welches einen Freilauf und eine Leitradnabe umfasst.
Hintergrund der Erfindung
Ein hydraulischer Drehmomentwandler, welcher ein Leitrad aufweist, dessen Nabe drehfest mit einem Freilaufaußenring verbunden ist, ist beispielsweise aus der DE 197 36 874 A1 bekannt. Der Freilaufaußenring weist eine in Achsrichtung verlaufende Riffelung auf, durch die ein so genannter leichter Formschluss zwischen Leitradnabe und Freilaufaußenring gebildet sein soll, wobei aufgrund der geringen Formschlusstiefe der Riffelung und der Vielzahl kleiner radialer Vorsprünge bzw. Vertiefungen die Übertragung von Momenten an sehr vielen Stellen des Umfangs erfolgt.
Hinsichtlich der prinzipiell bekannten Funktion eines hydraulischen Drehmomentwandlers wird auf die 8 verwiesen. Ein hydraulischer Drehmomentwandler 1 weist danach ein über eine Antriebswelle 2 angetriebenes, fest mit einem Gehäuse 3 verbundenes Pumpenrad 4, ein Turbinenrad 5, sowie ein axial zwischen dem Pumpenrad 4 und dem Turbinenrad 5 angeordnetes Leitrad 6 auf. Während der radial äußere Rand des Leitrades 6 als Leitradaußenring 7 ausgebildet ist, befindet sich am inneren Rand des Leitrades 6 ein Freilauf 8. Der Freilauf 8 weist Rollen als Klemmelemente 9 auf, welche zwischen einem Freilaufinnenring 10 und einem Freilaufaußenring 11 angeordnet sind. Der Außenring 11 des Freilaufs 8 ist drehfest verbunden mit einer Leitradnabe 12, an welche sich Leitradschaufeln 13 anschließen. Der Freilauf 8 stützt die Leitradnabe 12 im Wandlungsbereich des Drehmomentwandlers 1 gegenüber einer gehäusefesten Welle ab, während im Kupplungsbereich des Drehmomentwandlers 1 das Leitrad 6 verdrehbar ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine beanspruchungsgerechte und besonders montagefreundliche Verbindung zwischen einem Freilaufaußenring und einer Leitradnabe eines hydraulischen Drehmomentwandlers anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Leitradmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Unter einem Leitradmodul wird hierbei eine für einen hydraulischen Drehmomentwandler geeignete Anordnung verstanden, welche einen Freilauf, insbesondere einen Rollenfreilauf, sowie eine drehfest mit einem Außenring des Freilaufs verbundene Leitradnabe umfasst. Die Leitradnabe weist an deren Außenumfang in Axialrichtung verlaufende Nuten auf, welche die formschlüssige Verbindung der Leitradnabe mit einem Leitrad ermöglichen. Jede Nut weist, im Querschnitt betrachtet, seitliche, im Wesentli chen in radiale Richtung verlaufende Nutflanken sowie einen zwischen diesen angeordneten Nutgrund auf. Dieser durch die Oberfläche der Leitradnabe gebildete Nutgrund beschreibt ein konkav gekrümmtes, d. h. nach innen gewölbtes, insbesondere elliptisches Profil. Dieses Profil trägt maßgeblich zur Vergleichmäßigung mechanischer Spannungen bei, welche durch die Drehmomentübertragung zwischen dem Leitrad und der Leitradnabe in diesen Teilen auftreten. Als besonders vorteilhaft haben sich Ausführungsformen erwiesen, in denen das Verhältnis zwischen der großen Halbachse und der kleinen Halbachse des elliptischen Profils des Nutgrunds mindestens vier und höchstens acht beträgt. Vorzugsweise erstreckt sich das elliptische Profil über die gesamte Breite des Nutgrundes. Die in Radialrichtung der Leitradnabe gemessene Tiefe der Nut beträgt in bevorzugter Ausgestaltung mindestens 30% und höchstens 40% der in Umfangsrichtung gemessenen Breite der Nut.
Zur Herstellung der Leitradnabe eignen sich besonders Sinterwerkstoffe, insbesondere Sintermetalle. Das mittels der erfindungsgemäß profilierten Nuten formschlüssig mit der Leitradnabe verbundene Leitrad ist besonders rationell aus Kunststoff herstellbar.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 eine Leitradnabe für einen hydraulischen Drehmomentwandler,
2 die Leitradnabe nach 1 im Querschnitt,
3 die Leitradnabe nach 1 in einer perspektivischen Ansicht,
4 ein Detail der Leitradnabe nach 1,
5 ein vergrößertes Detail der Leitradnabe nach 1,
6 in einer Schnittdarstellung ein mit einem Leitrad verbundenes, einen Freilauf aufweisendes Leitradmodul,
7 in einer perspektivischen Darstellung den Freilauf der Anordnung nach 6, und
8 einen hydraulischen Drehmomentwandler nach dem Stand der Technik.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die 1 bis 5 zeigen in verschiedenen Darstellungen ein Leitradnabe 12 für einen hydraulischen Drehmomentwandler, hinsichtlich dessen prinzipieller Funktion auf 8 verwiesen wird. Die Zusammenwirkung der Leitradnabe 12 mit weiteren Funktionselementen geht aus den 6 und 7 hervor: Radial innerhalb der Leitradnabe 12 befindet sich ein Freilauf 8 mit einem Freilaufinnenring 10, einem Freilaufaußenring 11, sowie zwischen den Ringen 10, 11 angeordneten Klemmrollen 9. Während der Freilaufinnenring 10 durch spangebende Verfahren hergestellt ist, ist der Freilaufaußenring 11 als spanlos umgeformtes Blechteil ausgebildet. In an sich bekannter Weise sind in die Innenoberfläche des Außenrings 11 Klemmrampen eingeformt, an welchen die Klemmrollen 9 anliegen. Die ständige Klemmbereitschaft des Freilaufs 8 ist durch einzelne Federn 14, welche jeweils eine Klemmrolle 9 mit einer Kraft in Richtung zu deren Klemmposition beaufschlagen, sichergestellt. In 7 zeigt ein Pfeil die Richtung an, in welcher der Außenring 11 relativ zum hier nicht dargestellten Innenring 10 verdrehbar ist.
Der Außenring 11 ist in die aus Sintermetall hergestellte Leitradnabe 12 eingepresst und damit drehfest mit dieser verbunden. Eine drehfeste Verbindung zwischen der Leitradnabe 12 und dem beispielsweise aus Kunststoff hergestellten Leitrad 6 ist durch eine Mehrzahl in Axialrichtung verlaufender Nuten 15 an der Außenoberfläche der Leitradnabe 12 gegeben. Jede Nut 15 weist, wie insbesondere aus 5 hervorgeht, zwei Nutflanken 16 sowie einen zwischen diesen liegenden Nutgrund 17 auf. Die Breite des Nutgrundes 17 und damit auch der Nut 15 ist mit H bezeichnet. Die Tiefe t der Nut 15 entspricht der halben Differenz zwischen dem maximalen Durchmesser D_A der Leitradnabe 12 und dem minimalen Durchmesser D_F, welcher den Abstand zwischen zwei am Umfang der Leitradnabe 12 gegenüber liegenden Nuten 15 angibt.
Der Nutgrund 17 beschreibt ein konkav gekrümmtes, elliptisches Profil, welches ohne Knick in die Nutflanken 16 übergeht. Die große Halbachse b des elliptischen Profils entspricht der Hälfte der Breite H der Nut 15, die kleine Halbachse a ca. 9% der Breite H. Der minimale Radius am Übergang zwischen dem Nutgrund 17 und einer Nutflanke 16 beträgt 8% der Nutbreite H. Hinterschneidungen am Übergang zwischen Nutgrund 17 und Nutflanke 16 werden vermieden. In die einzelnen Nuten 15 greift jeweils ein entsprechend geformter Steg ein, welcher einstückig mit dem Leitrad 6 aus Kunststoff hergestellt ist.

1: Drehmomentwandler
2: Antriebswelle
3: Gehäuse
4: Pumpenrad
5: Turbinenrad
6: Leitrad
7: Leitradaußenring
8: Freilauf
9: Klemmrolle
10: Innenring
11: Außenring
12: Leitradnabe
13: Leitradschaufel
14: Feder
15: Nut
16: Nutflanke
17: Nutgrund
a: Halbachse
b: Halbachse
D_A: Durchmesser
D_F: Durchmesser
H: Breite
t: Tiefe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19736874 A1 [0002]

Claims

Leitradmodul, mit einem Freilauf (8) und einer drehfest mit einem Außenring (11) des Freilaufs (8) verbundenen Leitradnabe (12), wobei am Außenumfang der Leitradnabe (12) in Axialrichtung verlaufende Nuten (15) zur formschlüssigen Verbindung mit einem Leitrad (6) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (15) jeweils einen konkav gekrümmten Nutgrund (17) aufweisen.
Leitradmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutgrund (17) ein elliptisches Profil beschreibt.
Leitradmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (b/a) der beiden Halbachsen (b, a) des elliptischen Profils des Nutgrunds (17) mindestens vier und höchstens acht beträgt.
Leitradmodul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich das elliptische Profil über die gesamte Breite (H) des Nutgrunds (17) erstreckt.
Leitradmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in Radialrichtung gemessene Tiefe (t) der Nut (15) mindestens 30% und höchstens 40% deren Breite (H) beträgt.
Leitradmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitradnabe (12) aus einem Sinterwerkstoff gefertigt ist.