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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung,
insbesondere Drehmomentwandler, umfassend ein Wandlergehäuse mit
einem Pumpenrad, ein in einem Innenraum des Wandlergehäuses angeordnetes
Turbinenrad und eine Überbrückungskupplungsanordnung
mit einer ersten Reibflächenformation,
die mit dem Gehäuse
zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, einer zweiten Reibflächenformation,
die mit dem Turbinenrad zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, und
einem Kolbenelement, welches den Innenraum des Gehäuses in
einen das Turbinenrad enthaltenden ersten Raumbereich und einen
vom ersten Raumbereich im Wesentlichen fluiddicht getrennten zweiten Raumbereich
aufteilt, wobei bei Fluiddruckerhöhung im zweiten Raumbereich
das Kolbenelement in Richtung Einrücken bewegt wird und mit einem
Beaufschlagungsbereich die Reibflächenformation in Reibeingriff
bringt und somit das Wandlergehäuse und
das Turbinenrad zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse koppelt.
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Bei
derartigen hydrodynamischen Kopplungseinrichtungen, wie z. B. Drehmomentwandlern, ist
im Allgemeinen der Innenraum mit einem Fluid, beispielsweise Öl, gefüllt. Durch
die Fluidumwälzung zwischen
dem Pumpenrad und dem Turbinenrad kann ein Antriebsdrehmoment auf
das Turbinenrad und mithin eine Abtriebswelle übertragen werden. Da im Rotationsbetrieb
die hydrodynamischen Verhältnisse
im Innenraum des Wandlergehäuses
nicht nur durch die stattfindende Umwälzung und den Fluidaustausch
bestimmt sind, sondern vor allem durch Fliehkrafteinflüsse, können beispielsweise
dann, wenn die Drehzahl des Pumpenrads wesentlich größer ist,
als die Drehzahl des Turbinenrads, Betriebszustände auftreten, in welchen auch
dann, wenn die Überbrückungskupplungsanordnung
an sich nicht eingerückt sein
soll, der Fluiddruck im ersten Raumbereich so weit unter den Fluiddruck
im zweiten Raumbereich absinkt, dass das Kolbenelement in Richtung
Einrücken
bewegt wird, obgleich eine Aktivierung der Überbrückungskupplungsanordnung, also
eine Drehmomentübertragung
zwischen den Reibflächenformationen,
nicht erfolgen soll. Dieses ungewünschte Einrücken der Überbrückungskupplungsanordnung kann
nicht nur zu einem übermäßigen Reibverschleiß im Bereich
der Reibflächenformationen
führen,
sondern kann auch die Drehmomentwandlungsfunktion eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers
nachteilhaft beeinflussen.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydrodynamische
Kopplungseinrichtung, insbesondere Drehmomentwandler, so auszugestalten,
dass ein durch Fluiddruckdifferenzen induziertes ungewolltes Einrücken der Überbrückungskupplungsanordnung
vermieden werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere Drehmomentwandler,
umfassend ein Wandlergehäuse
mit einem Pumpenrad, ein in einem Innenraum des Wandlergehäuses angeordnetes
Turbinenrad und eine Überbrückungskupplungsanordnung
mit einer ersten Reibflächenformation,
die mit dem Gehäuse
zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, einer zweiten Reibflächenformation,
die mit dem Turbinenrad zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, und
einem Kolbenelement, welches den Innenraum des Gehäuses in
einen das Turbinenrad enthaltenden ersten Raumbereich und einen
vom ersten Raumbereich im Wesentlichen fluiddicht getrennten zweiten
Raumbereich aufteilt, wobei bei Fluiddruckerhöhung im zweiten Raumbereich
das Kolbenelement in Richtung Einrücken bewegt wird und mit einem
Beaufschlagungsbereich die Reibflächenformation in Reibeingriff
bringt und somit das Wandlergehäuse
und das Turbinenrad zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse koppelt,
wobei an einer dem ersten Raumbereich zugewandten Seite des Kolbenelements
eine das Kolbenelement wenigstens bereichsweise bezüglich des
ersten Raumbereichs abschirmende und dieses in Richtung Aus rücken beaufschlagende
Abschirmanordnung vorgesehen ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer
hydrodynamischen Kopplungseinrichtung wird also das Kolbenelement
zumindest bereichsweise bezüglich
des ersten Raumbereichs und somit insbesondere der dort vorherrschenden
Druckverhältnisse abgeschirmt.
Dies hat zur Folge, dass unter bestimmten Betriebszuständen auftretende
Druckvariationen nicht unmittelbar auf das Kolbenelement einwirken können bzw.
nicht derart stark auf das Kolbenelement einwirken können, dass
dieses ungewollt in Richtung Einrücken verschoben werden kann.
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Beispielsweise
kann die Abschirmanordnung ein im Wesentlichen ringescheibenartiges
Abschirmelement umfassen.
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Dieses
kann in seinem radial inneren Bereich axial bezüglich des Turbinenrads abgestützt sein,
so dass es die bei Druckvariationen auftretenden Belastungen aufnehmen
bzw. abstützen
kann.
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In
seinem radial äußeren Bereich
kann das Abschirmelement unter Vorspannung am Kolbenelement abgestützt sein.
Diese Vorspannung des Kolbenelements bewirkt also, dass dieses nicht
nur durch die Fluiddruckdifferenz zwischen den beiden Raumbereichen,
sondern auch durch das Abschirmelement in Richtung Ausrücken vorgespannt
ist. Dies bewirkt eine zusätzliche
Sicherheit gegen ein undefiniertes Bewegen des Kolbenelements in
Richtung Einrücken.
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Da
in verschiedenen Betriebszuständen
das Turbinenrad nicht mit der gleichen Drehzahl drehen wird, wie
das Wandlergehäuse,
wird weiter vorgeschlagen, dass das Kolbenelement mit dem Wandlergehäuse drehbar
ist und dass das Abschirmelement bezüglich des Turbinenrads über eine
Drehentkopplungslageranordnung abgestützt ist.
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Bei
einer baulich sehr einfach zu realisierenden Ausgestaltungsform
kann vorgesehen sein, dass das Abschirmelement radial innerhalb
des Beaufschlagungsbereichs an dem Kolbenelement abgestützt ist.
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Alternativ
kann das Abschirmelement sich auch weiter nach radial außen erstrecken,
so dass das Abschirmelement im radialen Bereich des Beaufschlagungsbereichs
an dem Kolbenelement abgestützt
ist.
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Um
dabei eine Wechselwirkung zwischen dem Beaufschlagungsbereich des
Kolbenelements und den Reibflächenformationen
zu ermöglichen, wird
vorgeschlagen, dass das Abschirmelement Durchgriffsaussparungen
für Beaufschlagungsvorsprünge des
Kolbenelements aufweist. Alternativ kann das Kolbenelement die Reibflächenformationen auch über das
Abschirmelement beaufschlagen.
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Das
Abschirmelement kann federelastisch ausgebildet und unter Vorspannung
eingebaut sein, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn es bezüglich des
Turbinenrads einerseits axial abgestützt ist und andererseits das
Kolbenelement in Richtung Auskuppeln beaufschlagen soll.
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Alternativ
oder zusätzlich
ist es möglich,
dem Abschirmelement ein Vorspannelement zuzuordnen, durch welches
das Abschirmelement gegen das Kolbenelement vorgespannt ist. Dies
ermöglicht
auch den Einsatz eines selbst nicht oder weniger federelastisch
wirksamen Abschirmelements, um gleichwohl eine Vorspannung bzw.
Belastung des Kolbenelements in Richtung Ausrücken zu erreichen.
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Bei
einer alternativen Ausgestaltungsform, die insbesondere hinsichtlich
der Minimierung von Reibeffekten vorteilhaft ist, wird vorgeschlagen,
dass das Abschirmelement in seinem radial äußeren Bereich das Kolbenelement
im Wesentlichen nicht axial beaufschlagt. Um auch dabei eine mechanische
Belastung des Kolbenelements in Richtung Ausrücken zu erhalten, wird vor geschlagen,
dass die Abschirmanordnung ein sich bezüglich des Turbinenrads abstützendes
und das Kolbenelement in Richtung Ausrücken beaufschlagendes Vorspannelement
umfasst. Dieses Vorspannelement kann dann auf vergleichsweise geringem
Radius wirksam sein, so dass die entstehenden Reibmomente klein
gehalten werden können.
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Bei
einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform kann das Abschirmelement
in seinem radial äußeren Bereich
mit dem Wandlergehäuse
zur Drehung gekoppelt sein, wobei dann vorteilhafter Weise das Abschirmelement
sich nach radial innen bis in den Bereich einer Turbinenradnabe
des Turbinenrads erstreckt. Auch auf diese Art und Weise wird eine
im Wesentlichen im ganzen radialen Bereich des Kolbenelements wirksame
Abschirmung desselben bezüglich
des im ersten Raumbereich vorherrschenden Fluiddrucks erzielt.
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Bei
einer sehr vorteilhaften Ausgestaltungsvariante wird vorgeschlagen,
dass zwischen dem Abschirmelement und dem Kolbenelement ein Teilraum gebildet
ist, über
welchen in den ersten Raumbereich einzuleitendes Fluid zugeführt wird.
Durch die Zufuhr des in den ersten Raumbereich einzuleitenden Fluids in
den Teilraum kann zusätzlich
der dabei entstehende Fluiddruck unter Abstützung am Abschirmelement an
das Kolbenelement einwirken, was insbesondere dann, wenn das Abschirmelement
unter Vorspannung am Kolbenelement anliegt, auf Grund des entstehenden
Staudrucks eine Belastung des Kolbenelements in Richtung Ausrücken mit
sich bringt.
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Abhängig von
den vorherrschenden Druckverhältnissen,
insbesondere auch der dem ersten Raumbereich zuzuführenden
Fluidmenge, kann es zum Vermeiden eines übermäßig großen Fluiddrucks in dem Teilraum
vorteilhaft sein, wenn in dem Abschirmelement wenigstens eine Durchtrittsöffnung zum
Eintritt von Fluid aus dem Teilraum in den ersten Raumbereich vorgesehen
ist.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Teil-Längsschnittansicht
eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers einer ersten Ausgestaltungsform;
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2 einen
hydrodynamischen Drehmomentwandler einer zweiten Ausgestaltungsform
im Teil-Längsschnitt;
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3 einen
radial äußeren Teilbereich
eines Abschirmelements des hydrodynamischen Drehmomentwandlers der 2;
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4 einen
hydrodynamischen Drehmomentwandler einer dritten Ausgestaltungsform
im Teil-Längsschnitt;
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5 einen
hydrodynamischen Drehmomentwandler einer vierten Ausgestaltungsform
im Teil-Längsschnitt;
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6 einen
hydrodynamischen Drehmomentwandler einer fünften Ausgestaltungsform im Teil-Längsschnitt;
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7 einen
hydrodynamischen Drehmomentwandler einer sechsten Ausgestaltungsform
im Teil-Längsschnitt;
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8 einen
hydrodynamischen Drehmomentwandler einer siebten Ausgestaltungsform
im Teil-Längsschnitt.
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In 1 ist
ein hydrodynamischer Drehmomentwandler einer ersten Ausgestaltungsform
allgemein mit 10 bezeichnet. Der Drehmomentwandler 10 umfasst
ein Wandlergehäuse 12,
das zwei Gehäuseschalen 14, 16 umfasst.
Diese sind radial außen
beispielsweise durch Verschweißung
fest verbunden. Die Gehäuseschale 14 weist
in ihrem radial inneren Bereich einen La gerzapfen 18 auf,
der in einer Aussparung einer über
eine Kopplungsanordnung 20 und eine Flexplatte o. dgl.
zur Drehung um eine Drehachse A anzukoppelnden Antriebswelle, beispielsweise
Kurbelwelle, gelagert werden kann.
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Die
Gehäuseschale 16 bildet
gleichzeitig eine Pumpenradschale eines Pumpenrads 23,
die in ihrem radial inneren Endbereich mit einer Pumpennabe 22 zum
Antrieb einer in einer Getriebe vorgesehenen Ölpumpe verbunden ist und an
ihrer Innenseite eine Mehrzahl von um die Drehachse A aufeinander
folgend angeordneten Pumpenradschaufeln 24 trägt.
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In
einem Innenraum 26 des Wandlergehäuses 12 ist ein Turbinenrad 28 vorgesehen.
Dieses weist eine Turbinenradschale 30 und eine Mehrzahl von
um die Drehachse A aufeinander folgend daran vorgesehenen Turbinenradschaufeln 32 auf.
Das Turbinenrad 28 ist im dargestellten Beispiel über eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung 34 mit
einer Turbinenradnabe 36 zur Drehung gekoppelt. Über diese
Turbinenradnabe 36 ist der hydrodynamische Drehmomentwandler 10 mit
einer Abtriebswelle, beispielsweise einer Getreiebeeingangswelle
drehgekoppelt.
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Zwischen
dem Turbinenrad 28 und dem Pumpenrad 23 ist ein
allgemein mit 38 bezeichnetes Leitrad vorgesehen. Dieses
ist über
eine Freilaufanordnung 40 auf einer nicht dargestellten
Stützhohlwelle
getragen und somit nur in einer Richtung um diese Drehachse A drehbar,
um eine Momentenabstützfunktionalität zu erreichen.
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Eine Überbrückungskupplungsanordnung 42 umfasst
zwei Reibflächenformationen 44, 46.
Jede dieser Reibflächenformationen 44, 46 weist
eine Mehrzahl von Reiblamellen bzw. Reibelementen 48, 50 auf.
Die Reibelemente 48 der Reibflächenformation 44 sind
mit einer an der Gehäuseschale 14 gebildeten
Verzahnung 52 in Drehkopplungseingriff. Die Reibelemente 50 der
Reibflächenformation 56 sind mit
einer Verzahnung 54 an einem Reib elemententräger 56 in
Drehkopplungseingriff. Dieser Reibelemententräger 56 wiederum ist über die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 34 mit
dem Turbinenrad 28 einerseits bzw. der Turbinenradnabe 36 zur
Drehmomentübertragung
gekoppelt. Die beiden Verzahnungen 52, 54 sind
im Wesentlichen in axialer Richtung langgestreckt, um eine Axialbewegbarkeit der
Reibelemente 48, 50 zu gewährleisten.
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Ein
Kolbenelement 56 ist an der Gehäuseschale 40 axial
bewegbar geführt
und radial innen und radial außen
durch entsprechende Dichtungselemente fluiddicht abgeschlossen.
Der Kolben 56 unterteilt den Innenraum 28 des
Wandlergehäuses 12 in
einen ersten Raumbereich 58, welcher auch das Turbinenrad 28,
das Leitrad 38 sowie die Reibflächenformationen 44, 46 enthält, und
einen zweiten Raumbereich 60, welcher im Wesentlichen zwischen dem
Kolben 56 und der Gehäuseschale 14 begrenzt ist.
In seinem radial äußeren Bereich
weist der Kolben 56 einen Beaufschlagungsbereich 62 auf,
mit welchem er bei Verschiebung in Richtung Einrücken die Reibflächenformationen 44, 46 gegeneinander presst
und somit in Reibeingriff bringt. Ein am Gehäusedeckel 14 vorgesehener
Sicherungsring 64 sorgt für eine axiale Abstützung.
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Die
Bewegung des Kolbens 56 in Richtung Einrücken, also
mit seinem Beaufschlagungsbereich 62 auf die Reibflächenformationen 44, 46 zu,
wird durch die Zufuhr von Fluid in den zweiten Raumbereich 60,
wie durch einen Pfeil P1 angedeutet, erlangt. Durch
die Variation des Fluiddrucks im zweiten Raumbereich 60 im
Vergleich zum Fluiddruck im ersten Raumbereich 58 kann
die Lage des Kolbenelements 56 und somit der Drehmomentübertragungszustand
der Überbrückungskupplungsanordnung 42 beeinflusst
werden.
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Die
Fluidzufuhr in dem ersten Raumbereich 58 erfolgt, wie durch
einen Pfeil P2 angedeutet, an der dem ersten
Raumbereich 58 zugewandten Seite des Kolbens 56,
also im Wesentlichen zwischen dem Kolben 56 und der Tor sionsschwingungsdämpferanordnung 34.
Die Fluidabfuhr erfolgt beispielsweise in einem Bereich zwischen
dem Leitrad 38 und der Gehäuseschale 16. Es sei
darauf hingewiesen, dass zur Fluidzufuhr Hohlräume in bzw. zwischen den verschiedenen
zur Drehmomentübertragung
bzw. auch Drehmomentabstützung
dienenden Wellen bzw. Hohlwellen vorgesehen sind.
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Im
Rotationsbetrieb können
vor allem dann, wenn die Drehzahl des Pumpenrads 23 deutlich
größer ist,
als die Drehzahl des Turbinenrads 28, Zustände auftreten,
in welchen auch bedingt durch Fluidkräfte der vorherrschende Fluiddruck
im ersten Raumbereich 58 deutlich unter den Fluiddruck
im zweiten Raumbereich 60 abfällt. Dies hat dann, wenn die Überbrückungskupplungsanordnung 42 an
sich kein Drehmoment übertragen
soll, also der Kolben 56 in Richtung Ausrücken verschoben
ist, eine ungewünschte
Beaufschlagung des Kolbens 56 durch die vorhandene Druckdifferenz
zur Folge und kann dazu führen,
dass der Kolben 56 sich in Richtung Einrücken bewegt
und die Reibflächenformationen 44, 46 in
Reibwechselwirkung bringt.
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Um
dies zu Vermeiden, ist bei einem erfindungsgemäß aufgebauten hydrodynamischen
Drehmomentwandler 10 eine allgemein mit 66 bezeichnete
Abschirmanordnung vorgesehen. Diese umfasst in dem in 1 dargestellten
Beispiel ein aus Federblech o. dgl. gebildetes ringscheibenartiges
Abschirmelement 68. Dieses reicht in seinem radial inneren Bereich
bis an den Außenumfang
der Turbinenradnabe 36 heran und ist über ein Lager 70 und
einen Abstützring 72 axial
am Turbinenrad 28 bzw. der Turbinenradnabe 36 desselben
abgestützt.
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Radial
außen
ist das Abschirmelement 68 am Kolben 56 abgestützt, und
zwar ungefähr
auf dem radialen Niveau des Reibelemententrägers 56 bzw. der Verzahnung 54 desselben.
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Das
Abschirmelement 68 ist vorzugsweise unter Vorspannung eingebaut, belastet
also durch die axiale Abstützung
an der Turbinenradnabe 36 den Kolben 56 in Richtung
Ausrücken.
Gleichzeitig wird dadurch eine Reaktionskraft erzeugt, welche die Turbinenradnabe 36 mit
dem Turbinenrad 28 und auch dem Torsionsschwingungsdämpfer 34 axial
in Richtung auf das Pumpenrad 23 zu vorspannt, so dass
die in verschiedenen Betriebszuständen auf das Pumpenrad 28 einwirkenden
Axialkräfte
zumindest teilweise abgefangen werden können und somit eine ungewollte
axiale Verschiebung des Pumpenrads 28 in diesen Betriebszuständen weitestgehend ausgeschlossen
werden kann. Ein die Pumpenradnabe 36 axial bezüglich des
Gehäusedeckels 14 abstützendes
Lager 74 kann daher beispielsweise entfallen. Die definierte
axiale Positionierung kann allein durch die Belastung des Abschirmelements
erreicht werden.
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Durch
das Abschirmelement 68 werden verschiedene vorteilhafte
Effekte erreicht. Neben der vorangehend bereits angesprochenen durch
den vorgespannten Einbau erreichten mechanischen Belastung des Kolbens 54 einerseits
und des Turbinenrads 28 bzw. der Turbinenradnabe 36 andererseits
und der dadurch auch erreichten Vorspannung des Kolbens 56 in
Richtung Ausrücken,
wird ein Teilraum 76 zwischen dem Abschirmelement 68 und
dem Kolben 56 gebildet. In diesen Teilraum 76 strömt das durch den
Pfeil P2 angedeutete und in den ersten Raumbereich 58 einzuleitende
Fluid. Dies hat zur Folge, dass neben einem Leckagestrom, welcher über das
Lager 70 bzw. die Abstützscheibe 72 in
den ersten Raumbereich 58 gelangt, in diesem Teilraum 76 auch
bedingt durch die vorgespannte Anlage des Abschirmelements 68 in
seinem radial äußeren Bereich
ein Staudruck erzeugt wird. Dieser Staudruck, der sich in Richtung
zum ersten Raumbereich 58 am Abschirmelement 68 abstützt, belastet
das Kolbenelement 56 in Richtung Ausrücken und wirkt somit den vorangehend
beschriebenen ungünstigen
Zuständen,
in welchen das Kolbenelement 56 in Richtung Einrücken bewegt
werden könnte,
entgegen. Das in den Teilraum 76 eingeleitete Fluid kann
selbstverständlich
durch den zwischen dem radial äußeren Ende des
Abschirmelements 68 und dem Kolben 56 gebildeten
Drosselbereich durch das Aufspreizen des Abschirmelements 68 in
Richtung vom Kolben 56 weg in den ersten Raumbereich 58 gelangen,
ohne dass ein Rückstrom
aus diesem ersten Raumbereich 58 in den Teilraum 76 stattfinden
könnte.
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Ein
weiterer Effekt ist, dass die im Drehbetrieb auftretenden Fliehkräfte selbstverständlich auch auf
das im Teilraum 76 vorhandene Fluid einwirken und somit
ein besserer Fliehkraftausgleich an den beiden Seiten des Kolbens 56 erzielt
wird.
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Das
Abschirmelement 68 ist vorzugsweise so ausgeführt bzw.
derart eingebaut, dass in dem auftretenden Verformungsbereich, welcher
im Wesentlichen definiert ist durch den axialen Hub des Kolbens 56,
die durch das Abschirmelement 68 bereitgestellte Federkraft
im Wesentlichen konstant ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht
werden, dass bei der allgemein nach Art einer Tellerfeder oder Membranfeder
wirksamen Ausgestaltung des Federelements 68 in einem Kennlinienbereich
gearbeitet wird, in welchem beispielsweise ein Kraftmaximum bzw.
ein Kraftminimum vorhanden ist, also die Kennliniensteigung in einem
bestimmten Hubbereich bei nahezu Null liegt. Grundsätzlich ist
jedoch darauf zu achten, dass die durch das Abschirmelement 68 bereitgestellte
Anpresskraft so ist, dass eine den vorangehend angesprochenen Staudruck
mit sich bringende ausreichende Abdichtung des Teilraums 76 bezüglich des
ersten Raumbereichs 58 erreicht wird, insbesondere auch
unter Berücksichtigung
der vorangehend angesprochenen hydrodynamischen Verhältnisse,
die ein starkes Absinken des Fluiddrucks im ersten Raumbereich mit
sich bringen können.
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Eine
definierte Einbaulage bzw. eine definierte Vorspannung des Abschirmelements 68 kann dadurch
vorgegeben werden, dass die beiden Gehäuseschalen 14, 16 des
Wandlergehäuses 12 beim Zusammensetzen
in definierter Positionierung angeordnet werden, so dass die Relativlage
des Lagers 70 bezüglich
des Kolbens 56 entsprechend definiert vorgegeben werden
kann. Hierzu kann beispielsweise an einer der Gehäuseschalen,
hier an der Gehäuseschale 14,
eine Anlageschulter 78 gebildet sein, gegen welche die
andere Gehäuseschale 16 dann beim
Zusammenfügen
gedrückt
wird. Durch diese Anlageschulter 78 ist vor dem Verschweißen der
beiden Gehäuseschalen 14, 16 in
ihrem radial äußeren Bereich
dann eine definierte Relativpositionierung und entsprechend auch
eine definierte Einbaulage für
das Abschirmelement 68 vorgegeben.
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Eine
die vorangehend beschriebenen Grundprinzipien der Abschirmanordnung 66 nutzende
alternative Ausgestaltungsform ist in den 2 und 3 gezeigt.
Hier sind Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten
hinsichtlich Aufbau und Funktion entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet. Es wird im Folgenden lediglich auf die im Vergleich
zur 1 bestehenden Unterschiede eingegangen.
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Man
erkennt in 2, dass das Abschirmelement 68 radial
innen über
das Lager 70 und den Abstützring 72 bezüglich des
Turbinenrads 28 bzw. der Turbinenradnabe 36 abgestützt ist.
Radial außen stützt sich
das Abschirmelement 68 am Kolben 56 ab, nunmehr
jedoch im radialen Bereich des Beaufschlagungsbereichs 62 desselben.
Um gleichwohl eine Wechselwirkung des Kolbens 56 mit den
Reibflächenformationen 44, 46 zu
ermöglichen,
weist, wie dies die 3 zeigt, das Abschirmelement 68 in
diesem radialen Bereich eine Mehrzahl von Durchgriffsöffnungen 80 auf,
durch welche Beaufschlagungsvorsprünge 82 des Beaufschlagungsbereichs 62 des Kolbens 56 hindurchgreifen
können
und somit auf die Reibelemente 48 bzw. 50 einwirken
können.
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Weiter
erkennt man in 2, dass in dem Abschirmelement 68 eine
oder mehrere Durchtrittsöffnungen 84 vorgesehen
sind. Durch diese Durchtrittsöffnungen 84 wird
eine direkte Verbindung zwischen dem Teilraum 76 und dem
ersten Raumbereich 58 erreicht. Durch die Auswahl der Lage,
der Anzahl und der Größe der Durchtrittsöffnungen 84 kann
diese Strömung
und mithin auch die Drosselwirkung beeinflusst werden, was wiederum
die Belastung des Kolbens 56 in Richtung Auskuppeln beeinflusst,
neben der durch die Vorspannung des Abschirmelements 68 auf
den Kolben 56 wirkenden Federkraft.
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Die
in 4 gezeigte Ausgestaltungsform zeigt, dass dieses
Konzept des Vorsehens einer oder mehrerer derartiger Durchtrittsöffnungen 84 selbstverständlich auch
bei einem Aufbau realisiert sein kann, wie er grundsätzlich in 1 gezeigt
ist, also einem Aufbau, bei welchem das Abschirmelement 68 radial
innerhalb des Beaufschagungsbereichs 62 am Kolben 56 anliegt.
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Eine
weitere Variante ist in 5 gezeigt. Auch hier sei darauf
hingewiesen, dass der grundsätzliche
Aufbau des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 dem vorangehend
Beschriebenen entspricht. Auch hier erkennt man die drei Fluidströme P1 den zweiten Raumbereich 60, P2 in den Teilraum 76 und P3 aus dem ersten Raumbereich 58 heraus.
Man erkennt wieder die Abschirmanordnung 66 mit einem ringscheibenartigen
Abschirmelement 68, das in seinem radial inneren Bereich über das
Lager 70 und den Abstützring 72 bezüglich des
Turbinenrads 28 bzw. der Turbinenradnabe 36 axial
abgestützt
ist. Radial außen
ist dieses Abstützelement 68 nicht
in direktem Kontakt mit dem Kolben 56. Hier ist ein spaltartiger
Zwischenraum 86 zwischen dem Kolben 56 und dem
Abschirmelement 68 gebildet. Auch hier wird also ein gewisser
Drosseleffekt erreicht, so dass der Fluidstrom P2 und
die auf das Fluid im Teilraum 76 einwirkende Fliehkraft
zu einer verstärkten Belastung
des Kolbens 56 in Richtung Ausrücken führt. Um diesen Drosseleffekt
noch verstärkt
entstehen zu lassen, kann der spaltartige Zwischenraum 86 an
einander mit radialem Abstand gegenüber liegenden, z. B. näherungsweise
zylindrischen Abschnitten des Kolbens 56 bzw. des Abschirmelements 68 gebildet
sein, so dass eine Umlenkung des ansonsten sich radial nach außen bewegenden
Fluidstroms stattfinden muss.
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Um
auch bei dieser Ausgestaltungsform zusätzlich eine mechanische Belastung
zu erzeugen, welche den Kolben 56 in Richtung Ausrücken vorspannt, ist
ein nach Art einer Tellerfeder oder einer Wellfeder ausgebildetes
Vorspannelement 88 vorgesehen. Dieses stützt sich
radial innen über
das Abschirmelement 68 am Lager 70 ab und beaufschlagt etwas
weiter radial außen
den Kolben 56 in Richtung Ausrücken. Das Vorspannelement 88 kann
eine Mehrzahl von Durchtrittsaussparungen aufweisen, um den Fluidstrom
P2 nach radial außen weiterströmen zu lassen.
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Die 6 zeigt
eine Ausgestaltungsform, bei welcher ebenfalls keine direkte mechanische
Wechselwirkung zwischen dem Abschirmelement 68 und dem
Kolben 56 vorhanden ist. Das Abschirmelement 68 erstreckt
sich wieder zum Bereitstellen des Teilraums 76 auf der
dem ersten Raumbereich 58 zugewandten Seite des Kolbens 56 nach
radial innen bis an den Außenumfangsbereich
der Turbinenradnabe 36 heran. Ein Abstützkontakt zwischen dem Abstützelement 68 und
dem Turbinenrad 28 bzw. der Turbinenradnabe 36 besteht
jedoch nicht. Radial erstreckt sich das Abschirmelement wieder bis
in den Bereich des Beaufschlagungsbereichs 62 des Kolbens
und weist für
die Beaufschlagungsvorsprünge 82 wieder die
vorangehend mit Bezug auf die 3 bereits
erläuterten
Durchgriffsöffnungen 80 auf.
Das Abschirmelement 68 erstreckt sich radial bis in den
Bereich der Verzahnung 52 am Gehäusedeckel 14. Ein
bzw. mehrere über
den Umfang verteilte Axialabstützstifte 90 ist
mit dem Abschirmelement 68 in seinem radial äußeren Bereich
fest verbunden und erstreckt sich in axialer Richtung beispielsweise
in Umfangsrichtung zwischen zwei Zähnen der Verzahnung 52 durch
die Reibelemente 48 hindurch, die in diesem Umfangsbereich
dann jeweils eine Aussparung bzw. keinen Zahn aufweisen. Diese Stifte 90 stützen sich
axial am Sicherungsring 64 ab. Auf diese Art und Weise
wird im radial äußeren Bereich
eine definierte axiale Positionierung für das Abschirmelement 68 erreicht.
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Das
Abschirmelement 68 erfüllt
hier im Wesentlichen die Funktionalität des Fernhaltens von Druckvariationen
im ersten Raumbereich 58 vom Kolben 56, so dass
das vorangehend beschriebene Ansaugen durch einen Druckab fall im
ersten Raumbereich 58 vermieden werden kann. Weiterhin
wird auch bei dieser Ausgestaltungsform das in den ersten Raumbereich 58 einzuleitende
Fluid zunächst
zumindest zum größeren Teil
in den Teilraum 76 geleitet, so dass einerseits durch den
entstehenden Staudruck und andererseits durch die Fliehkraftbeaufschlagung
des im Teilraum 76 vorhandenen Fluids eine Beaufschlagung
des Kolbens 56 in Richtung Ausrücken, also in Richtung auf
den Gehäusedeckel 14 zu
erreicht wird.
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Bei
der in 7 gezeigten Ausgestaltungsform stützt sich
das Abschirmelement 68 radial innen wieder über das
Lager 70 und den Abstützring 72 bezüglich der
Turbinenradnabe 36 axial ab. Radial außen erstreckt sich das Abschirmelement 68 bis
in den Bereich des Beaufschlagungsbereichs 62 des Kolbens 56 und
liegt dort nunmehr zwischen dem Beaufschlagungsbereich 62 und
dem ersten dann folgenden Reibelement 48 der Reibflächenformation 44. Auch
hier kann wieder ein vorgespannter Einbau vorgesehen sein, so dass
das Abschirmelement 68 den Kolben 56 in demjenigen
radial außen
liegenden Bereich, in welchem sie in Kontakt miteinander sind, in Richtung
Ausrücken
belastet. Hier ist vorzugsweise, ebenso wie in der vorangehend beschriebenen
Ausgestaltungsform ein in Umfangsrichtung durchgehend geschlossener
Anlagekontakt vorhanden, um den vorangehend beschriebenen Staudruckeffekt bzw.
die Drosselwirkung zu erlangen. Um insbesondere im Einrückzustand
der Überbrückungskupplungsanordnung 42 dafür zu sorgen,
dass gleichwohl der in den Teilraum 76 eingeleitete Fluidstrom
P2 in den ersten Raumbereich 58 gelangen
kann, können die
vorangehend bereits erläuterten
Durchtrittsöffnungen 84 im
Abschirmelement vorgesehen sein, oder es kann durch entsprechende
Ausgestaltung dafür
gesorgt sein, dass ein verstärkter
Durchtritt radial innen im Bereich des Lagers 70 bzw. des
beispielsweise über
Nietbolzen 92 an der Turbinenradnabe 36 sich abstützendes
Abstützrings 72 erfolgt.
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Bei
der in 8 gezeigten Ausgestaltungsform ist das Abschirmelement 68 beispielsweise
so ausgebildet, dass es selbst vergleichsweise starr ist, also im
Vergleich zu den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen
keine oder nur einen geringeren Anteil einer Vorspannkraft liefern
kann. Um gleichwohl die vorangehend beschriebene mechanische Vorspannung
des Kolbens 56 in Richtung Ausrücken zu erreichen, ist radial
innen das Abschirmelement über
ein beispielsweise als Tellerfeder oder als Wellfeder ausgebildetes
Vorspannelement 94 am Lager 70 axial abgestützt. Dieses
Vorspannelement 94 belastet das gesamte Abschirmelement 68 in
axialer Richtung und presst dieses und damit auch den Kolben 56 in
Richtung Ausrücken.
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Es
sei noch einmal betont, dass die vorangehend mit Bezug auf verschiedene
Ausgestaltungsformen beschriebenen konstruktiven Variationen selbstverständlich miteinander
kombiniert werden können. Weiter
sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich das Prinzip der Abschirmung
auch Einsatz finden kann bei einer Fluidkupplung, also einer Ausgestaltung,
die in weiten Bereichen den gezeigten entspricht, die jedoch nicht
dazu in der Lage ist, eine Drehmomentverstärkungsfunktion zu liefern.
Derartige Fluidkupplungen weisen im Allgemeinen ebenfalls ein Pumpenrad
und ein Turbinenrad, jedoch kein Leitrad zur Drehmomentenabstützung auf.