DE102007055145A1

DE102007055145A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE102007055145A1
Application number: DE102007055145A
Authority: DE
Inventors: Stephan Maienschein
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2027-11-20
Also published as: DE102007055145B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, zur Übertragung von Drehmoment zwischen einer Antriebseinheit und einer um eine Drehachse drehbaren Welle, insbesondere einer Getriebeeingangswelle, mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, der einen mit der Antriebseinheit verbindbaren beziehungsweise verbundenen Wandlerdeckel umfasst, der über ein Pumpenrad zur Drehmomentübertragung mit einem Turbinenrad koppelbar ist, das zur Drehmomentübertragung durch eine Wandlerüberbrückungskupplung überbrückbar ist, die einen in axialer Richtung begrenzt verlagerbaren Kolben umfasst und als Lamellenkupplung mit einem Lamellenpaket ausgeführt ist, das Außenlamellen, die drehfest mit einem Außenlamellenträger verbunden sind, und Innenlamellen umfasst, die drehfest mit einem Innenlamellenträger verbunden sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Innenlamellenträger über eine Kühlmediumleiteinrichtung drehfest mit einem Führungsteil verbunden ist, in dem ein Ende der Welle geführt ist und das drehfest mit dem Wandlerdeckel verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, zur Übertragung von Drehmoment zwischen einer Antriebseinheit und einer um eine Drehachse drehbaren Welle, insbesondere einer Getriebeeingangswelle, mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, der einen mit der Antriebseinheit verbindbaren beziehungsweise verbundenen Wandlerdeckel umfasst, der über ein Pumpenrad zur Drehmomentübertragung mit einem Turbinenrad koppelbar ist, das zur Drehmomentübertragung durch eine Wandlerüberbrückungskupplung überbrückbar ist, die einen in axialer Richtung begrenzt verlagerbaren Kolben umfasst und als Lamellenkupplung mit einem Lamellenpaket ausgeführt ist, das Außenlamellen, die drehfest mit einem Außenlamellenträger verbunden sind, und Innenlamellen umfasst, die drehfest mit einem Innenlamellenträger verbunden sind.
Eine derartige Drehmomentübertragungseinrichtung ist zum Beispiel aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 50 935 A1 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist. Insbesondere soll eine ausreichende Kühlung des Lamellenpakets der Wandlerüberbrückungskupplung gewährleistet werden.
Die Aufgabe ist bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Innenlamellenträger über eine Kühlmediumleiteinrichtung drehfest mit einem Führungsteil verbunden ist, in dem ein Ende der Welle geführt ist und das drehfest mit dem Wandlerdeckel verbunden ist. Es ist möglich, dass das Führungsteil einstückig mit der Kühlmediumleiteinrichtung und/oder mit dem Wandlerdeckel verbunden ist. Es ist auch möglich, dass die Kühlmediumleiteinrichtung einstückig mit dem Wandlerdeckel verbunden ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kühlmediumleiteinrichtung wird auf einfache Art und Weise eine Zwangsführung eines Kühlmediumstroms über die Lamellen ermöglicht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung zwischen der Kühlmediumleiteinrichtung und dem Kolben ein Kühlmediumkanal verläuft. Durch den Kühlmediumkanal wird ein Kühlmediumstrom durch die Lamellen der Wandlerüberbrückungskupplung erzwungen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kühlmediumkanal von dem Lamellenpaket zwischen der Kühlmediumleiteinrichtung und dem Kolben radial nach innen zu dem Führungsteil erstreckt. Vorzugsweise wird dem Lamellenpaket radial außen ein Kühlmediumstrom zugeführt, der an den Lamellen vorbei in den Kühlmediumkanal gelangt und radial nach innen abgeführt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmediumkanal über mindestens ein Durchgangsloch in dem Führungsteil mit einem weiteren Kühlmediumkanal in Verbindung steht. Der weitere Kühlmediumkanal wird vorzugsweise von einem Ringraum gebildet, der sich radial außen um die Welle herum erstreckt.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Drehmomentübertragungseinrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass sich das Durchgangsloch in radialer Richtung zur Welle hin oder in axialer Richtung zu einer Dämpfernabe hin erstreckt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger an der Kühlmediumleiteinrichtung befestigt ist. Vorzugsweise ist der Innenlamellenträger mit Hilfe von Nietverbindungselementen an der Kühlmediumleiteinrichtung befestigt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Außenlamellenträger drehfest mit einem Eingangsteil einer Drehschwingungsdämpfungseinrichtung verbunden ist, über die der Außenlamellenträger mit einer beziehungsweise der Dämpfernabe gekoppelt ist, die drehfest mit der Welle verbunden ist. Vorzugsweise ist der Außenlamellenträger mit Hilfe von Nietverbindungselementen an dem Eingangsteil der Drehschwingungsdämpfungseinrichtung befestigt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmediumleiteinrichtung stoffschlüssig mit dem Füh rungsteil verbunden ist. Vorzugsweise ist die Kühlmediumleiteinrichtung durch eine Schweißverbindung an dem Führungsteil befestigt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Führungsteil und der Dämpfernabe eine Dichtstelle vorgesehen ist. Die Dichtstelle umfasst vorzugsweise einen Dichtring, der in einer Ringnut aufgenommen ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dämpfernabe und einer Turbinenradnabe eine Dichtstelle vorgesehen ist. Die Dichtstelle umfasst vorzugsweise einen Dichtring, der teilweise in einer Ringnut aufgenommen ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Drehmomentwandler ein Drei-Kanal-System umfasst, über das die Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung gesteuert wird. Die einzelnen Kanäle können jeweils in einer oder in zwei Richtungen durchströmt werden. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Drehmomentübertragungseinrichtung wird auf einfache Art und Weise eine Zwangsführung eines Kühlmediumstroms, insbesondere eines Kühlölstroms, durch das Lamellenpaket realisiert. Dadurch kann die Kühlleistung zur Kühlung der Wandlerüberbrückungskupplung erheblich gesteigert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Halbschnitt und
2 eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel im Halbschnitt.
In den 1 und 2 ist jeweils ein Teil eines Antriebsstrangs 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Zwischen einer Antriebseinheit 3, insbesondere einer Brennkraftmaschine, die nur durch ein Bezugszeichen angedeutet ist und von der eine Kurbelwelle ausgeht, und einem Getriebe 5, das ebenfalls nur durch ein Bezugszeichen angedeutet ist, ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 6 angeordnet. Die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 3 ist zum Beispiel über ein Antriebsblech, das auch als Flex Plate bezeichnet wird, drehfest mit einem Gehäuse 10 des Drehmomentwandlers 6 verbunden. Das Gehäuse 10 des Drehmomentwandlers 6 ist um eine Drehachse 12 drehbar und mit einer antriebsnahen Gehäusewand 14 ausgestattet, die auch als Wandlerdeckel bezeichnet wird.
Der Wandlerdeckel 14 weist einen zentralen topfförmigen Bereich 15 auf. Radial außerhalb des topfförmigen Bereichs 15 ist an dem Wandlerdeckel 14 ein Anbindungsblech 16 befestigt. Das Anbindungsblech 16 dient dazu, den Wandlerdeckel 14 an dem Antriebsblech zu befestigen.
Der hydrodynamische Drehmomentwandler 6 umfasst ein Leitrad 19, ein Pumpenrad 20 und ein Turbinenrad 21. Das Turbinenrad 21 ist an einer Turbinenradnabe 24 befestigt. Die Turbinenradnabe 24 ist radial außen drehfest mit einem Eingangsteil 25 eines Drehschwingungsdämpfers 28 verbunden. Das Eingangsteil 25 des Drehschwingungsdämpfers 28 ist unter Zwischenschaltung von Energiespeicherelementen 30 mit einem Ausgangsteil 32 des Drehschwingungsdämpfers 28 gekoppelt. Das Ausgangsteil 32 des Drehschwingungsdämpfers 28 ist an einer Dämpfernabe 33 befestigt, die drehfest mit der Getriebeeingangswelle 35 verbunden ist. Die Getriebeeingangswelle 35 umfasst einen zentralen Hohlraum 36, der an einem Ende der Getriebeeingangswelle 35 durch ein Schließelement 37 verschlossen ist. Das Ende der Getriebeeingangswelle 35 mit dem Schließelement 37 ist drehbar in einem Führungsteil 40 geführt beziehungsweise aufgenommen.
An dem Führungsteil 40 ist mit Hilfe einer Schweißverbindung 42 eine Kühlmediumleiteinrichtung 44 befestigt, die sich von dem Führungsteil 40 im Wesentlichen radial nach außen erstreckt. An der Kühlmediumleiteinrichtung 44 ist mit Hilfe von Nietverbindungselementen 45 ein Innenlamellenträger 46 einer Wandlerüberbrückungskupplung 48 befestigt. Die Wandlerüberbrückungskupplung 48 umfasst ein Lamellenpaket 50 mit Innenlamellen, die drehfest mit dem Innenlamellenträger 46 verbunden sind, und Außenlamellen, die drehfest mit einem Außenlamellenträger 52 verbunden sind. Der Außenlamellenträger 52 ist an einem weiteren Eingangsteil 54 des Drehschwingungsdämpfers 28 befestigt.
Die Wandlerüberbrückungskupplung 48 umfasst des Weiteren einen Kolben 56, der in axialer Richtung, das heißt parallel zu der Drehachse 12, begrenzt verlagerbar ist. Der Kolben 56 weist radial innen eine Führungs- und Dichtstelle mit einer Dichtung 58 gegenüber dem Führungsteil 40 auf. Radial außen weist der Kolben 56 eine Führungs- und Dichtstelle mit einer Dichtung 59 gegenüber dem Wandlerdeckel 14 auf. Die Dichtungen 58, 59 dienen dazu, einen Druckraum 60 abzudichten, der sich in axialer Richtung zwischen dem Kolben 56 und dem Wandlerdeckel 14 erstreckt. Der Druckraum 60 steht über ein Durchgangsloch 61, das sich in radialer Richtung durch das Führungsteil 40 erstreckt, und ein weiteres Durchgangsloch 62, das sich in radialer Richtung durch die Welle 35 erstreckt, mit dem Hohlraum 36 im Inneren der Welle 35 in Verbindung.
Radial außerhalb und koaxial zu der Welle 35 erstreckt sich ein im Wesentlichen kreiszylindermantelförmiger Abschnitt eines Kopplungselements 65. In radialer Richtung zwischen der Welle 35 und dem Kopplungselement 65 erstreckt sich ein ringraumartiger erster Kanal 67. Der erste Kanal 67 ist Teil eines Drei-Kanal-Systems, das eine Ölzirkulation in dem Wandlergehäuse 10 und die Steuerung der Wandlerüberbrückungskupplung 48 ermöglicht. Die im Folgenden beschriebene Ölströmung für die Zirkulation kann zwei Richtungen haben. Die in den 1 und 2 dargestellten Richtungen sind also nur exemplarisch und nicht einschränkend zu verstehen. Aus dem ersten Kanal 67 strömt ein Kühlmedium, vorzugsweise Kühlöl oder Öl, wie durch einen Pfeil 68 angedeutet ist, zunächst zum Pumpenrad 20. Ein Teil des Öls vollzieht dann eine Fortsetzung der Torusströmung zum Turbinenrad 21, wie durch einen Pfeil 69 angedeutet ist, und zum Leitrad 19. Der andere Teil des Öls tritt an einem Spalt zwischen dem Pumpenrad 20 und dem Turbinenrad 21 aus und ergießt sich, wie durch einen Pfeil 70 angedeutet ist, in einen Raum 72 im Inneren des Wandlergehäuses 10.
Durch Pfeile 74 bis 76 ist angedeutet, dass der Ölstrom durch den Außenlamellenträger 52 dem Lamellenpaket 50 der Wandlerüberbrückungskupplung 48 zugeführt wird. Dort wird der Ölstrom zur Kühlung an den Lamellen des Lamellenpakets 50 vorbeigeführt und gelangt radial innerhalb der Lamellen in einen Kühlmediumkanal 78, der sich zwischen dem Kolben 56 und der Kühlmediumleiteinrichtung 44 erstreckt. Durch einen Pfeil 79 ist angedeutet, dass der Kühlölstrom bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel radial nach innen durch mindestens ein Durchgangsloch 80 in dem Führungsteil 40 geführt wird.
Durch Pfeile 81, 82 ist angedeutet, dass Kühlölstrom in einen Ringraum gelangt, der zwischen der Welle 35 und dem Kopplungselement 65 vorgesehen ist. Da die Strömungsverbindung zwischen dem Hohlraum 36 in der Welle 35 und dem Druckraum 60 auch als zweiter Kanal bezeichnet wird, wird der Ringraum 85 auch als dritter Kanal bezeichnet. Wenn der Druck raum 60 über den zweiten Kanal mit Öldruck beaufschlagt wird, dann schließt die Wandlerüberbrückungskupplung 48, indem der Kolben 56 nach rechts herüberfährt und dabei die Lamellen des Lamellenpakets 50 gegen einen axialen Anschlag presst, der von einem radial äußeren Anschlagabschnitt der Kühlmediumleiteinrichtung 44 gebildet werden kann. Wenn der Druckraum 60, der auch als zweiter Raum bezeichnet wird, jedoch drucklos oder nur gering mit Druck beaufschlagt ist, so presst der Öldruck aus dem Raum 72, der auch als erster Raum bezeichnet wird, die Wandlerüberbrückungskupplung 48 wieder auf.
Durch die definierte Strömungsverbindung zwischen dem ersten Kanal 67 beziehungsweise dem ersten Raum 72 und dem dritten Kanal 85 wird erreicht, dass der Ölstrom zwangsweise über die Lamellen des Lamellenpakets 50 der Wandlerüberbrückungskupplung 48 geführt wird. Eine Dichtstelle 91 ist in radialer Richtung zwischen der Dämpfernabe 33 und dem Führungsteil 40 vorgesehen. Eine weitere Dichtstelle 92 ist in radialer Richtung zwischen der Dämpfernabe 33 und der Turbinenradnabe 24 vorgesehen.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein Durchgangsloch 100 in axialer Richtung, das heißt parallel zur Drehachse 12, durch das Führungsteil 40. Eine Dichtstelle 101 ist in radialer Richtung zwischen der Kühlmediumsleiteinrichtung 44 und der Dämpfernabe 33 vorgesehen. Durch Pfeile 111 bis 113 ist angedeutet, dass die Kühlölströmung aus dem Kühlmediumkanal 78 durch das Führungsteil 40 und die Dämpfernabe 33 sowie die Turbinenradnabe 24 in den Ringraum 85 gelangt, der auch als dritter Kanal bezeichnet wird. Grundsätzlich ist die durch die Pfeile bezeichnete, aber auch die entgegengesetzte Ölflussrichtung möglich.

1: Antriebsstrang
3: Antriebseinheit
5: Getriebe
6: hydrodynamischer Drehmomentwandler
10: Gehäuse
12: Drehachse
14: Gehäusewand
15: zentraler topfförmiger Bereich
16: Anbindungsblech
19: Leitrad
20: Pumpenrad
21: Turbinenrad
24: Turbinenradnabe
25: Eingangsteil
28: Drehschwingungsdämpfer
30: Energiespeicherelement
32: Ausgangsteil
33: Dämpfernabe
35: Getriebeeingangswelle
36: Hohlraum
37: Schließelement
40: Führungsteil
42: Schweißverbindung
44: Kühlmediumleiteinrichtung
45: Nietverbindungselement
46: Innenlamellenträger
48: Wandlerüberbrückungskupplung
50: Lamellenpaket
52: Außenlamellenträger
54: Eingangsteil
56: Kolben
58: Dichtung
59: Dichtung
60: Druckraum
61: Durchgangsloch
62: Durchgangsloch
65: Kopplungselement
67: erster Kanal
68: Pfeil
69: Pfeil
70: Pfeil
72: Raum
73: Pfeil
74: Pfeil
75: Pfeil
76: Pfeil
78: Kühlmediumkanal
79: Pfeil
80: Durchgangsloch
81: Pfeil
82: Pfeil
85: dritter Kanal
91: Dichtstelle
92: Dichtstelle
100: Durchgangsloch
101: Dichtstelle
111: Pfeil
112: Pfeil
113: Pfeil

Claims

Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, zur Übertragung von Drehmoment zwischen einer Antriebseinheit (3) und einer um eine Drehachse (12) drehbaren Welle (35), insbesondere einer Getriebeeingangswelle, mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler (6), der einen mit der Antriebseinheit (3) verbindbaren beziehungsweise verbundenen Wandlerdeckel (14) umfasst, der über ein Pumpenrad (20) zur Drehmomentübertragung mit einem Turbinenrad (21) koppelbar ist, das zur Drehmomentübertragung durch eine Wandlerüberbrückungskupplung (48) überbrückbar ist, die einen in axialer Richtung begrenzt verlagerbaren Kolben (56) umfasst und als Lamellenkupplung mit einem Lamellenpaket (50) ausgeführt ist, das Außenlamellen, die drehfest mit einem Außenlamellenträger (52) verbunden sind, und Innenlamellen umfasst, die drehfest mit einem Innenlamellenträger (46) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (46) über eine Kühlmediumleiteinrichtung (44) drehfest mit einem Führungsteil (40) verbunden ist, in dem ein Ende der Welle (35) geführt ist und das drehfest mit dem Wandlerdeckel (14) verbunden ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung zwischen der Kühlmediumleiteinrichtung (44) und dem Kolben (56) ein Kühlmediumkanal (78) verläuft.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kühlmediumkanal (78) von dem Lamellenpaket (50) zwischen der Kühlmediumleiteinrichtung (44) und dem Kolben (56) radial nach innen zu dem Führungsteil (40) erstreckt.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmediumkanal (78) über mindestens ein Durchgangsloch (80; 100) in dem Führungsteil (40) mit einem weiteren Kühlmediumkanal (85) in Verbindung steht.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Durchgangsloch (80) in radialer Richtung zur Welle (35) hin erstreckt.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Durchgangsloch (100) in axialer Richtung zu einer Dämpfernabe (33) hin erstreckt.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (46) an der Kühlmediumleiteinrichtung (44) befestigt ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenlamellenträger (52) drehfest mit einem Eingangsteil (54) einer Drehschwingungsdämpfungseinrichtung (28) verbunden ist, über die der Außenlamellenträger (52) mit einer beziehungsweise der Dämpfernabe (33) gekoppelt ist, die drehfest mit der Welle (35) verbunden ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmediumleiteinrichtung (44) stoffschlüssig mit dem Führungsteil (40) verbunden ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Führungsteil (40) und der Dämpfernabe (33) eine Dichtstelle (91; 101) vorgesehen ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dämpfernabe (33) und einer Turbinenradnabe (24) eine Dichtstelle (92) vorgesehen ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Drehmomentwandler (6) ein Drei-Kanal-System umfasst, über das die Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung (48) gesteuert wird.