DE102008026033B4

DE102008026033B4 - Antriebsstrang mit einer hydrodynamischen Maschine

Info

Publication number: DE102008026033B4
Application number: DE102008026033.9A
Authority: DE
Inventors: Dr. Kley Markus; Thomas Figler; Walter Eberlein
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2028-05-31
Also published as: DE102008026033A1

Abstract

Antriebsstrang, insbesondere Kraftfahrzeugantriebsstrang, 1.1 mit einem Verbrennungsmotor (20), der einen Abgasstrom (21) erzeugt; 1.2 mit einer Abgasturbine (22), die im Abgasstrom (21) angeordnet ist; 1.3 mit einem Verdichter (23) zum Verdichten eines dem Verbrennungsmotor (20) zugeführten Frischluftstromes (24) und/oder mit einer Schnittstelle (25) zum Einleiten von Antriebsleistung der Abgasturbine (22) in einen durch den Verbrennungsmotor (20) angetriebenen Leistungszweig; dadurch gekennzeichnet, dass 1.4 in der Triebverbindung zwischen der Abgasturbine (22) und dem Verdichter (23) und/oder in der Triebverbindung zwischen der Abgasturbine (22) und der Schnittstelle (25) ist eine hydrodynamische Kupplung angeordnet ist mit, 1.5 einem beschaufelten Primärrad (1) und einem beschaufelten Sekundärrad (2), die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum (3) ausbilden, wobei der Arbeitsraum (3) mit einem Arbeitsmedium befüllt oder befüllbar ist, um Drehmoment hydrodynamisch vom Primärrad (1) auf das Sekundärrad (2) zu übertragen; und 1.6 einem umlaufenden Gehäuse (4), welches die hydrodynamische Kupplung außen umschließt und durch eines der beiden Schaufelräder, nämlich Primärrad (1) oder Sekundärrad (2), welches als Außenrad ausgeführt ist, und eine an diesem Außenrad angeschlossene Gehäuseschale (5) gebildet wird, wobei das Außenrad zusammen mit der daran angeschlossenen Gehäuseschale (5) das andere Schaufelrad, das als Innenrad ausgeführt ist, in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung beidseitig einschließt; und 1.7 einem Zahnrad (6) zum Einleiten oder Ableiten von Drehmoment in die hydrodynamische Kupplung oder aus der hydrodynamischen Kupplung; wobei 1.8 das Zahnrad (6) als ringförmiges Bauteil ausgeführt ist, das durch das Gehäuse (4) getragen wird und in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung zwischen dem Außenrad und der Gehäuseschale (5) eingeschlossen ist; wobei 1.9 die Abgasturbine (22) mechanisch ein erstes Ritzel (26) antreibt, welches mit der Abgasturbine (22) umläuft und der Verdichter (23) mittels eines zweiten Ritzels (28) mechanisch angetrieben wird, welches mit dem Verdichter (23) umläuft und die beiden Ritzel (26, 28) jeweils in einem kämmenden Eingriff mit dem Zahnrad (6) stehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang, insbesondere Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer hydrodynamischen Maschine.
Das Vorsehen von hydrodynamischen Maschinen, beispielsweise hydrodynamischen Retardern, hydrodynamischen Kupplungen oder auch hydrodynamischen Wandlern in Fahrzeugantriebssträngen ist bekannt. So kann mittels eines hydrodynamischen Retarders das Kraftfahrzeug verschleißfrei angefahren werden, und mittels einer hydrodynamischen Kupplung kann Drehmoment übertragen werden, wobei zugleich die hydrodynamische Kupplung einen Schlupfausgleich sowie eine Schwingungsdämpfung bietet. Mit einem hydrodynamischen Wandler kann zusätzlich eine Drehmomentüberhöhung bei der Antriebsleistungsübertragung vorgenommen werden. Die vorliegende Erfindung betrifft alle Arten der genannten hydrodynamischen Maschinen, insbesondere jedoch eine hydrodynamische Kupplung, beispielsweise in einem Turboladersystem oder in einem Turbocompoundsystem.
Hydrodynamische Maschinen weisen einen stets mit Arbeitsmedium befüllten oder wahlweise mit Arbeitsmedium befüllbaren Arbeitsraum auf, welcher bei hydrodynamischen Retardern und hydrodynamischen Kupplungen durch genau zwei Schaufelräder, nämlich ein beschaufeltes Primärrad und ein beschaufeltes Sekundärrad gebildet wird. Bei hydrodynamischen Retardern ist das Sekundärrad stationär und das Primärrad läuft um, wohingegen bei hydrodynamischen Kupplungen das Primärrad und das Sekundärrad umlaufen. Bei hydrodynamischen Wandlern können auch mehrere Primärräder sowie Sekundärräder vorgesehen sein, und es ist mindestens ein Leitrad vorgesehen.
Um Antriebsleistung in die hydrodynamische Maschine einzubringen, das heißt um das Primärrad mechanisch anzutreiben, ist häufig eine erste Antriebswelle vorgesehen, die formschlüssig am Primärrad angeschlossen ist oder einteilig mit diesem ausgebildet ist. Ferner ist eine zweite Welle vorgesehen, die formschlüssig am Sekundärrad angeschlossen ist beziehungsweise einteilig mit dieser ausgebildet ist, um die Antriebsleistung aus der hydrodynamischen Kupplung auszuleiten. Als Beispiel für solche hydrodynamische Kupplungen mit einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle wird auf die folgenden Druckschriften verwiesen:
US 2006/0191264 A1
US 5 884 482 A
WO 86/00665 A1.
Es sind jedoch auch Ausführungsformen bekannt, bei welchen das Primärrad, das als Außenrad ausgeführt ist, über ein an diesem angeschlossenes Zahnrad angetrieben wird, siehe WO 02/48519 A2 . Auch ist es möglich, am Primärrad selbst ein Außenzahnrad anzuformen, siehe beispielsweise DE 10 2006 011 987 A1 , DE 101 20 477 B4 .
DE 101 20 477 B4 offenbart eine hydrodynamische Kupplungseinheit, wobei das Primärrad auf dessen Umfang ein Zahnrad ausbildet, welches mit einem auf einer Antriebswelle angeordneten Ritzel kämmt. Das Sekundärrad ist mit einer Ausgangswelle gekoppelt, wobei diese ein Ritzel aufweist, das mit einem weiteren Ritzel einer Abtriebswelle kämmt. Somit wird mittels der hydrodynamischen Kupplung Antriebsleistung von der Antriebswelle mechanisch auf die Ausgangswelle und erst über diese auf die Abtriebswelle übertragen.
DE 608 719 A offenbart ein Zahnrad, welches zwischen dem Außenrad und der Gehäuseschale einer hydrodynamischen Kupplung eingeschlossen ist.
US 3 690 196 A , DE 533 993 A und JP 02-159 425 A offenbaren hydrodynamische Kupplungen mit einem Zahnrad als Außenrad.
DE 601 07 599 T2 offenbart einen Antriebsstrang mit einem Turbocompound-System und einer hydrodynamischen Kupplung, wobei die Antriebswelle der Abgasturbine ein Ritzel umfasst, welches mit einem Zahnrad, das drehfest mit der hydrodynamischen Kupplung ausgeführt ist, kämmt.
DE 1 243 470 A offenbart einen weiteren Antriebsstrang mit einer hydrodynamischen Kupplung.
Der in DE 859 238 B offenbarte Drucklufterzeuger für Zweitaktbrennkraftmaschinen zeigt eine hydrodynamische Kupplung, deren Primärrad nicht in einer mechanischen Triebverbindung mit einer Abgasturbine, sondern über eine hydrodynamische Triebverbindung mit einer Strömungskupplung in Verbindung steht. Weiterhin umfasst die hydrodynamische Kupplung ein Außenzahnrad, welches zwar mit zwei Ritzeln kämmt, jedoch läuft das Ritzel nicht mit einem Verdichter zu dessen Antrieb und somit zur Aufladung des Verbrennungsmotors um, sondern mit einem Spülluftgebläse. Ferner ist ein Aufladegebläse vorgesehen, das von einem weiteren Zahnrad und dem dazugehörigen Ritzel angetrieben wird.
Nachteilig an den bekannten Ausführungsformen sind die verhältnismäßig aufwendige Herstellung aufgrund der notwendigen Präzision bei spanabhebenden Verfahren sowie die verhältnismäßig große axiale Länge der hydrodynamischen Kupplung mit dem daran angeschlossenen Zahnrad. Auch können bei der Anordnung des Zahnrads axial neben der hydrodynamischen Kupplung große Wälzkreisdurchmesser, um entsprechend große Übersetzungen zu ermöglichen, nur mit einem großen Materialaufwand und damit vergleichsweise hohen Gewichten erreicht werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang mit einer hydrodynamische Maschine in Form einer hydrodynamischen Kupplung anzugeben, welcher einen kostengünstigen und zugleich sehr exakten Anschluss eines Zahnrads zum Einleiten oder Ausleiten von Antriebsleistung in die hydrodynamische Maschine oder aus der hydrodynamischen Maschine ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die hydrodynamische Maschine des erfindungsgemäßen Antriebsstranges weist wenigstens ein beschaufeltes Primärrad und wenigstens ein beschaufeltes Sekundärrad auf, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum ausbilden. Weil die hydrodynamische Maschine als hydrodynamische Kupplung ausgeführt ist, sind insbesondere ein einziges beschaufeltes Primärrad und ein einziges beschaufeltes Sekundärrad vorgesehen und keine weiteren beschaufelten Räder oder Kränze. Der Arbeitsraum ist mit einem Arbeitsmedium befüllt oder wahlweise befüllbar, um Drehmoment hydrodynamisch vom Primärrad auf das Sekundärrad zu übertragen.
Die hydrodynamische Maschine weist ein umlaufendes Gehäuse auf, welches die hydrodynamische Maschine außen umschließt und durch eines der beiden Schaufelräder, also entweder das Primärrad oder das Sekundärrad, sowie eine an diesem Schaufelrad angeschlossene Gehäuseschale gebildet wird. Das Schaufelrad, welches das umlaufende Gehäuse zusammen mit der an ihm angeschlossenen Gehäuseschale ausbildet, wird auch als Außenrad bezeichnet. Ein solches Außenrad schließt zusammen mit der daran angeschlossenen Gehäuseschale das andere Schaufelrad, das dann als Innenrad bezeichnet wird, in Axialrichtung der hydrodynamischen Maschine beidseitig ein.
Ferner ist ein Zahnrad, ein Reibrad, eine Riemenscheibe oder ein sonstiges Rotationselement zum Einleiten oder Ableiten von Drehmoment in die hydrodynamische Maschine beziehungsweise aus der hydrodynamischen Maschine vorgesehen, das an dem umlaufenden Gehäuse angeschlossen ist. Erfindungsgemäß ist dieses Zahnrad beziehungsweise das Reibrad, die Riemenscheibe oder das sonstige Rotationselement als ringförmiges, insbesondere separates Bauteil ausgeführt, welches durch das Gehäuse getragen wird und in Axialrichtung der hydrodynamischen Maschine zwischen dem Außenrad und der Gehäuseschale eingeschlossen ist. Wenn das Zahnrad, die Riemenscheibe, die Reibscheibe oder das sonstige Rotationselement als separates Bauteil ausgeführt ist, kann dieses stoffschlüssig an dem Außenrad und/oder der Gehäuseschale angeschlossen sein oder ohne Stoffschluss mit diesen beiden Bauteilen vorgesehen sein. Zusätzlich kommt ein Formschluss in Betracht, beispielsweise eine Verschraubung mit dem Außenrad und/oder eine Verschraubung mit der Gehäuseschale. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung kommt beispielsweise Verschweißen, insbesondere Laserverschweißen (axial und/oder radial), Verkleben und dergleichen in Betracht.
Besonders vorteilhaft ist das Zahnrad, die Riemenscheibe, die Reibscheibe oder das sonstige Rotationselement im Bereich des Trennspaltes zwischen dem Primärrad und dem Sekundärrad der hydrodynamischen Maschine, bezogen auf die Axialrichtung der hydrodynamischen Maschine beziehungsweise im Bereich der axialen Mitte der hydrodynamischen Maschine angeordnet.
Besonders vorteilhaft ist der Einschluss des Zahnrads, der Riemenscheibe, des Reibrads beziehungsweise des sonstigen Rotationselementes mit einem Untermaß vorgesehen, so dass das Zahnrad oder dergleichen zwischen dem Außenrad und der Gehäuseschale eingeklemmt ist, wobei im montierten Zustand eine Druckspannung auf das Zahnrad oder dergleichen durch das Außenrad und die Gehäuseschale ausgeübt wird.
Um eine formschlüssige Verbindung zu erreichen, können das Außenrad und die Gehäuseschale vorteilhaft mittels Schrauben miteinander verschraubt sein, welche durch Bohrungen im Zahnrad, Reibrad, der Riemenscheibe oder dem sonstigen Rotationselement hindurchgesteckt sind und insbesondere parallel zur Drehachse der hydrodynamischen Maschine ausgerichtet sind.
Bei einer Ausführungsform weisen das Außenzahnrad und die Gehäuseschale jeweils mindestens einen, insbesondere jeweils einen einzigen in Radialrichtung der hydrodynamischen Maschine hervorstehenden, sich insbesondere über den gesamten Umfang erstreckenden Steg auf. Die beiden Stege schließen dann das Zahnrad, das Reibrad, die Riemenscheibe oder das sonstige Rotationselement in Axialrichtung beidseitig zwischen sich ein, insbesondere wiederum mittels eines verklemmenden Eingriffs.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen das Außenrad und die Gehäuseschale jeweils eine Vielzahl von in Radialrichtung der hydrodynamischen Maschine hervorstehenden Stegen auf, wobei die Stege des Außenrads zusammen mit den Stegen der Gehäuseschale das Zahnrad, das Reibrad, die Riemenscheibe beziehungsweise das sonstige Rotationselement in Axialrichtung der hydrodynamischen Maschine beidseitig zwischen sich einschließen, insbesondere einklemmen.
Das Zahnrad, das Reibrad, die Riemenscheibe oder das sonstige Rotationselement kann im Bereich seines radial inneren Durchmessers eine insbesondere über den gesamten Umfang umlaufende Aussparung, insbesondere auf jeder axialen Stirnseite, oder jeweils eine Vielzahl von Aussparungen, die dann in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnet sind, aufweisen, in welche die Stege eingreifen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform bildet das Zahnrad, die Riemenscheibe, das Reibrad beziehungsweise das sonstige Rotationselement einen Abstandshalter zwischen dem Außenrad und der Gehäuseschale aus. In diesem Fall sind die Gehäuseschale und das Außenrad im montierten Zustand mit Abstand zueinander angeordnet, und dieser Abstand wird durch das Rotationselement – Zahnrad, Riemenscheibe, Reibrad oder sonstiges Rotationselement – überbrückt. Besonders vorteilhaft hat das Rotationselement dann zugleich die Funktion, Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum zu führen, indem es mit seiner radial inneren Oberfläche den Arbeitsraum radial außen umschließt, so dass es auf dieser Oberfläche von Arbeitsmedium überströmt wird.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Außenrad einen in Axialrichtung der hydrodynamischen Maschine, insbesondere parallel zur Drehachse verlaufenden Bund auf, auf welchem das Rotationselement formschlüssig getragen wird. Insbesondere ist das Rotationselement auf diesen Bund aufgeschoben.
Vorteilhaft wird die Gehäuseschale durch das Außenrad getragen, insbesondere freitragend.
Obwohl das Zahnrad und dergleichen zum Einleiten oder Ableiten von Drehmoment in das oder aus dem Außenrad dient, kann sowohl für das Außenrad als auch für das Innenrad jeweils eine Welle vorgesehen sein, welche das jeweilige Rad trägt. Die beiden Wellen sind insbesondere auf axial entgegengesetzten Seiten der hydrodynamischen Maschine angeordnet und fluchten miteinander.
Die erfindungsgemäße hydrodynamische Maschine, ausgeführt als hydrodynamische Kupplung, ist für einen Antriebsstrang, beispielsweise Kraftfahrzeugantriebsstrang geeignet und kann in einer Triebverbindung zwischen einer Turboladerturbine (Abgasturbine) und einem Turboladerverdichter (Verdichter für Frischluft für den Verbrennungsmotor) vorgesehen sein. Auch kann eine erfindungsgemäß ausgeführte hydrodynamische Kupplung in der Triebverbindung zwischen einer Abgasturbine eines Turbocompoundsystems und der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors vorgesehen sein, um Antriebsleistung der Abgasturbine auf die Abtriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, des Verbrennungsmotors zu übertragen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Antriebsleistung der Abgasturbine nicht unmittelbar dem Verbrennungsmotor zuzuführen, sondern allgemein in einen durch den Verbrennungsmotor angetriebenen beziehungsweise antreibbaren Leistungszweig.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine erfindungsgemäße hydrodynamische Kupplung in einer Triebverbindung zwischen einer Abgasturbine und einem Verdichter eines Turboladers und zugleich in der Triebverbindung zwischen der Abgasturbine und einer Schnittstelle zum Einleiten von Antriebsleistung der Abgasturbine in einen durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Leistungszweig angeordnet.
Die Abgasturbine treibt mechanisch ein erstes Ritzel an und kann insbesondere zusammen mit diesem auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein, und der Verdichter des Turboladers wird mittels eines zweiten Ritzels angetrieben, und kann insbesondere zusammen mit diesem auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein. Die beiden Ritzel stehen dann in einem kämmenden Eingriff mit dem Zahnrad außen auf der hydrodynamischen Kupplung. Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels exemplarisch beschrieben werden.
In der 1 erkennt man eine hydrodynamische Kupplung mit einem Primärrad 1 und einem Sekundärrad 2, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum 3 umschließen. Das Primärrad 1 ist als Außenrad ausgeführt und umschließt das Sekundärrad 2 zusammen mit einer in Axialrichtung am Primärrad 1 angeschlossenen Gehäuseschale 5, die vom Primärrad 1 getragen wird. Somit bilden das Primärrad 1 und die Gehäuseschale 5 zusammen ein umlaufendes Gehäuse 4 der hydrodynamischen Kupplung. Zum Antrieb des Primärrades 1 ist ein Zahnrad 6 vorgesehen, das mit einem ersten Ritzel 26 und einem zweiten Ritzel 28 kämmt. Das erste Ritzel 26 ist mittels einer Abgasturbine 22 antreibbar und vorliegend gemeinsam mit der Abgasturbine 22 beziehungsweise mit deren Laufrad gemeinsam auf einer Turbinenwelle 27 angeordnet. Die Abgasturbine 22 ist in einem Abgasstrom 21 eines Verbrennungsmotors 20 angeordnet und dient dazu, Abgasenergie in Antriebsenergie umzuwandeln. Somit kann das Primärrad 1 der hydrodynamischen Kupplung mittels der Abgasturbine 22 über die Turbinenwelle 27, das erste Ritzel 26 und das Zahnrad 6 mechanisch angetrieben werden.
Da das Zahnrad 6, wie dargelegt, zugleich in einer mechanischen Triebverbindung mit dem zweiten Ritzel 28 steht, wird die Antriebsleistung mechanisch vom ersten Ritzel 26 auf das zweite Ritzel 28 übertragen. Das zweite Ritzel 28 treibt dann wiederum mechanisch einen Verdichter 23 beziehungsweise dessen Laufrad an, der in einem dem Verbrennungsmotor 20 zugeführten Frischluftstrom 24 angeordnet ist und diesen Frischluftstrom 24 verdichtet. Bei der gezeigten Ausführungsform sind der Verdichter 23 beziehungsweise dessen Laufrad und das zweite Ritzel 28 auf einer gemeinsamen Verdichterwelle 29 angeordnet.
Das Sekundärrad 2 der hydrodynamischen Kupplung steht in einer mechanischen Triebverbindung mit einer Abtriebswelle 30 des Verbrennungsmotors 20, und zwar über eine Schnittstelle 25, vorliegend durch ein Ritzel gebildet, zum Einleiten von Antriebsleitung der Abgasturbine 22 in einen durch den Verbrennungsmotor 20 angetriebenen Leistungszweig (nicht gezeigt). Somit wird Antriebsleistung der Abgasturbine 22 hydrodynamisch auf die Abtriebswelle 30 beziehungsweise den durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Leistungszweig übertragen. Auch ist es möglich, bei Betriebszuständen mit geringer Abgasenergie den Verdichter 23 mittels des Verbrennungsmotors 20 über die hydrodynamische Kupplung hydrodynamisch anzutreiben.
Erfindungsgemäß ist das Zahnrad 6 zwischen dem Außenrad – Primärrad 1 – und der Gehäuseschale 5 beidseitig in Axialrichtung eingeschlossen. Ferner sind parallel zur Drehachse der hydrodynamischen Maschine ausgerichtete Schrauben 7 vorgesehen, mittels welchen das Primärrad 1 und die Gehäuseschale 5 aneinander verschraubt sind. Die Schrauben treten durch Bohrungen 8 im Zahnrad 6 hindurch, so dass neben einer kraftschlüssigen Verbindung auch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Außenzahnrad 6, dem Primärrad 1 und der Gehäuseschale 5 erreicht wird.
Das Primärrad 1 weist auf seinem radial äußeren Umfang einen über den gesamten Umfang verlaufenden Steg 9 auf. Der Steg 9 nimmt vorliegend die Köpfe der Schrauben 7 auf. Entsprechend weist die Gehäuseschale 5 auf ihrem äußeren Umfang einen in Radialrichtung hervorstehenden, über den gesamten Umfang verlaufenden Steg 10 auf. Vorliegend trägt dieser Steg 10 eine Vielzahl von Gewinden, in welche die Schrauben 7 eingeschraubt sind. Das Zahnrad 6 weist im radial inneren Bereich auf seiner ersten Stirnseite eine über den gesamten Umfang verlaufende Aussparung 11 auf, welche den Steg 9 des Primärrades 1 aufnimmt, sowie auf ihrer zweiten, entgegengesetzt angeordneten axialen Stirnseite eine über den gesamten Umfang verlaufende Aussparung 12, welche den Steg 10 der Gehäuseschale 5 aufnimmt.
In der gezeigten Ausführungsform ist das Zahnrad 6 in Axialrichtung auf das Primärrad 1 aufgeschoben. Hierzu weist das Primärrad 1 einen in Axialrichtung verlaufenden, parallel zur Drehachse angeordneten Bund 13 auf. Da das Zahnrad 6 mit seiner radial inneren Oberfläche in Axialrichtung über den Bund 13 hinaussteht, bildet es einen Teil der strömungsführenden Wand, die den Arbeitsraum 3 umschließt.
Das Primärrad 1 wird durch eine erste Welle 14 getragen, das Sekundärrad 2 durch eine zweite Welle 15. Beide Wellen 14, 15 sind auf entgegengesetzten axialen Seiten der hydrodynamischen Kupplung gelagert und fluchten zueinander.
Die zweite Welle 15 trägt ein Ritzel, das mit einem auf einer Hilfswelle angeordneten Zahnrad 31 kämmt. Das Zahnrad 31 ist gemeinsam mit dem die Schnittstelle 25 bildenden Zahnrad auf der Hilfswelle angeordnet, um die mechanische Triebverbindung zwischen dem Sekundärrad 2 und der Abtriebswelle 30 des Verbrennungsmotors 20 herzustellen.

Claims

Antriebsstrang, insbesondere Kraftfahrzeugantriebsstrang, 1.1 mit einem Verbrennungsmotor (20), der einen Abgasstrom (21) erzeugt; 1.2 mit einer Abgasturbine (22), die im Abgasstrom (21) angeordnet ist; 1.3 mit einem Verdichter (23) zum Verdichten eines dem Verbrennungsmotor (20) zugeführten Frischluftstromes (24) und/oder mit einer Schnittstelle (25) zum Einleiten von Antriebsleistung der Abgasturbine (22) in einen durch den Verbrennungsmotor (20) angetriebenen Leistungszweig; dadurch gekennzeichnet, dass 1.4 in der Triebverbindung zwischen der Abgasturbine (22) und dem Verdichter (23) und/oder in der Triebverbindung zwischen der Abgasturbine (22) und der Schnittstelle (25) ist eine hydrodynamische Kupplung angeordnet ist mit, 1.5 einem beschaufelten Primärrad (1) und einem beschaufelten Sekundärrad (2), die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum (3) ausbilden, wobei der Arbeitsraum (3) mit einem Arbeitsmedium befüllt oder befüllbar ist, um Drehmoment hydrodynamisch vom Primärrad (1) auf das Sekundärrad (2) zu übertragen; und 1.6 einem umlaufenden Gehäuse (4), welches die hydrodynamische Kupplung außen umschließt und durch eines der beiden Schaufelräder, nämlich Primärrad (1) oder Sekundärrad (2), welches als Außenrad ausgeführt ist, und eine an diesem Außenrad angeschlossene Gehäuseschale (5) gebildet wird, wobei das Außenrad zusammen mit der daran angeschlossenen Gehäuseschale (5) das andere Schaufelrad, das als Innenrad ausgeführt ist, in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung beidseitig einschließt; und 1.7 einem Zahnrad (6) zum Einleiten oder Ableiten von Drehmoment in die hydrodynamische Kupplung oder aus der hydrodynamischen Kupplung; wobei 1.8 das Zahnrad (6) als ringförmiges Bauteil ausgeführt ist, das durch das Gehäuse (4) getragen wird und in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung zwischen dem Außenrad und der Gehäuseschale (5) eingeschlossen ist; wobei 1.9 die Abgasturbine (22) mechanisch ein erstes Ritzel (26) antreibt, welches mit der Abgasturbine (22) umläuft und der Verdichter (23) mittels eines zweiten Ritzels (28) mechanisch angetrieben wird, welches mit dem Verdichter (23) umläuft und die beiden Ritzel (26, 28) jeweils in einem kämmenden Eingriff mit dem Zahnrad (6) stehen.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (6) am Außenrad und/oder der Gehäuseschale (5) stoffschlüssig und/oder formschlüssig angeschlossen ist, insbesondere durch Verschweißen, Verkleben oder Verschrauben.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (6) als separates ringförmiges Bauteil ausgeführt ist, das frei von einem Stoffschluss mit dem Außenrad und der Gehäuseschale (5) ausgeführt ist.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (6) zwischen dem Außenrad und der Gehäuseschale (5) eingeklemmt ist.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrad und die Gehäuseschale (5) durch insbesondere parallel zur Drehachse der hydrodynamischen Kupplung ausgerichtete Schrauben (7) miteinander verschraubt sind, wobei die Schrauben (7) durch Bohrungen (8) im Zahnrad hindurchgesteckt sind.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrad und die Gehäuseschale (5) jeweils einen in Radialrichtung der hydrodynamischen Kupplung hervorstehenden, insbesondere über den gesamten Umfang verlaufenden Steg (9, 10) aufweisen, und die beiden Stege (9, 10) das Zahnrad (6) in Axialrichtung zwischen sich einschließen, insbesondere einklemmen.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrad und die Gehäuseschale (5) jeweils eine Vielzahl von in Radialrichtung der hydrodynamischen Kupplung hervorstehende Stege (9, 10) aufweisen, und die Stege (9) des Außenrads zusammen mit den Stegen (10) der Gehäuseschale (5), das Zahnrad (6) in Axialrichtung zwischen sich einschließen, insbesondere einklemmen.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (6) auf seinen beiden axialen Stirnseiten im radial inneren Bereich eine über den gesamten Umfang verlaufende Aussparung (11, 12) oder eine Vielzahl von mit Abstand zueinander angeordnete Aussparungen (11, 12) aufweist, in welche die Stege (9, 10) eingreifen.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrad und die Gehäuseschale (5) in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung mit einem Abstand zueinander montiert sind, und das Zahnrad (6) diesen Abstand als Abstandshalter überbrückt.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (6) mit seiner inneren Oberfläche den Arbeitsraum (3) radial außen umschließt und vom Arbeitsmedium überströmt wird.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrad einen in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung, insbesondere parallel zur Drehachse verlaufenden Bund (13) aufweist, auf welchen das Zahnrad (6) aufgeschoben ist.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseschale (5) durch das Außenrad getragen wird.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrad und das Außenrad jeweils mittels einer Welle (14, 15) getragen werden, wobei die beiden Wellen (14, 15) insbesondere auf axial entgegengesetzten Seiten der hydrodynamischen Kupplung fluchtend zueinander angeordnet sind.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (6) in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung im Bereich des Trennspaltes zwischen dem Primärrad (1) und dem Sekundärrad (2) angeordnet ist.