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Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichteinrichtung zwischen zwei sich drehenden Bauteilen, die relativ zueinander koaxial und axial beweglich angeordnet sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine zwischen dem Wandlerhals des Wandlers und der Nabe des angetriebenen Kettenrads des Pumpen-Kettenantriebs eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs abdichtende Dichteinrichtung.
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Bei einem abgestellten Fahrzeug, umfassend ein Automatgetriebe mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, neigt der Wandler aufgrund von Lufteintritt zum Leerlaufen, was in nachteiliger Weise in einer deutlichen Anfahrschwäche resultiert. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, ein Leerlaufen des Wandlers in diesen Situationen zu verhindern.
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Aus der
DE 10 2006 035 133 A1 der Anmelderin geht ein im Wandlerhals gelagerter Pumpenantrieb eines Automatgetriebes mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einer von einem Pumpenrad des Drehmomentwandlers angetriebenen Ölpumpe hervor. Hierbei ist das Pumpenrad des Drehmomentwandlers mit einer Wandlernabe verbunden, die sich, ausgehend von diesem Pumpenrad in zum Antriebsmotor entgegengesetzte Richtung erstreckt, über ein Wandlernabenlager in oder an einer getriebegehäusefesten Wand des Automatgetriebes radial gelagert ist und eine Pumpenantriebswelle der Ölpumpe abschnittsweise radial umschließt. Gemäß der DE 10 2006 035 133 A1 ist vorgesehen, dass die Pumpenantriebswelle mittels einer Zentrierung radial in dieser Wandlernabe zentriert und auf ihrer dem Antriebsmotor zugewandten Seite über ein Mitnahmeprofil mit der Wandlernabe über ein korrespondierendes Mitnahmeprofil formschlüssig verbunden ist.
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Hierbei ist axial betrachtet zwischen dem Radiallager und dem Mitnahmeprofil der Wandlernabe ein O-Ring radial zwischen der Wandlernabe und dem Wandlerhals eingelegt, wobei der Wandlerhals zum Getriebegehäuse hin rotierend abgedichtet sein kann.
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Ferner ist aus der
JP 2006-64009 A ein Antrieb einer achsparallel zu einem Drehmomentwandler angeordneten Getriebeölpumpe über einen Kettentrieb bekannt, wobei das vom Wandlerhals angetriebene Kettentriebritzel mittels eines Gleitlagers in der Wandlerglocke verdrehbar gelagert ist, über einen Dichtring statisch gegen den Wandlerhals-Außendurchmesser und über einen Rechreckring dynamisch gegen die Leitradwelle abgedichtet ist.
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Aus der
DE 10 2007 003 055 A1 der Anmelderin ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler bekannt, umfassend eine mit Fluid gefüllte oder füllbare Gehäuseanordnung, welche mit einem Antriebsorgan zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse zu koppeln ist, ein Pumpenrad und in der Gehäuseanordnung ein Turbinenrad, das mit einem Abtriebsorgan zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse zu koppeln ist, wobei über eine erste Fluidkanalanordnung Fluid in einen das Turbinenrad enthaltenden Raumbereich des Innenraums der Gehäuseanordnung einleitbar ist und über eine zweite Fluidkanalanordnung Fluid aus diesem Raumbereich abziehbar ist, wobei in der ersten Fluidkanalanordnung eine erste Ventilanordnung vorgesehen ist, welche im Stillstandzustand ein Abfließen von Fluid aus dem Raumbereich über die erste Fluidkanalanordnung unterbindet, oder/und wobei in der zweiten Fluidkanalanordnung eine zweite Ventilanordnung vorgesehen ist, welche im Stillstandzustand ein Abfließen von Fluid aus dem Raumbereich über die zweite Fluidkanalanordnung unterbindet. Beim bekannten Wandler erfolgt also die Abdichtung gegen Leerlaufen im Stillstand mittels ausschließlich statisch abdichtender Dichtringe zwischen dem Wandlerhals und der Leitradwelle und zwischen der Leitradwelle und der Turbinenwelle, wobei die Dichtlippen unter Öldruck in die jeweilige Fließrichtung öffnen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichteinrichtung zwischen zwei sich drehenden, relativ zueinander axial beweglich und koaxial zueinander angeordneten Bauteilen anzugeben, welche im radialen Stillstand zwischen den Bauteilen abdichtet und eine Durchlassfunktion aufweist, die von der Drehzahl des Bauteils, mit dem die Dichteinrichtung verbunden ist, abhängt.
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Insbesondere soll die erfindungsgemäße Dichteinrichtung für den Fall, dass sie zwischen dem Wandlerhals des Wandlers und der Nabe des angetriebenen Kettenrads des Pumpen-Kettenantriebs eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs abdichten soll, zum Einen den Luftzustrom in Richtung Wandler im Stillstand unterbinden und zum Anderen den Ölstrom zur Schmierung in Richtung des den Wandlerhals umschließenden Nadellagers im Betrieb des Wandlers ermöglichen. Des Weiteren soll die axiale Beweglichkeit des Wandlers gewährleistet bleiben, wobei das Kettenrad durch den Wandler nicht axial mitgezogen werden darf.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach wird eine Dichteinrichtung zwischen zwei sich drehenden, relativ zueinander axial beweglich und koaxial zueinander angeordneten Bauteilen vorgeschlagen, welche als vorzugsweise aus Gummi hergestellte Lippendichtung ausgeführt ist, die auf einem der beiden Bauteile angebracht ist, beispielsweise durch Kraftschluss, Formschluss oder Stoffschluss, z. B. Vulkanisation, wobei das freie Ende d. h. die Dichtlippe der Lippendichtung im Stillstand auf einer geeignet geformten Gleitfläche des anderen Bauteils anliegt. Die Bauteile können hierbei unter Drehung die gleiche oder unterschiedliche Drehzahlen aufweisen.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Dichtlippe und/oder der Gleitfläche des anderen Bauteils der Berührpunkt zwischen der Dichtlippe und dem anderen Bauteil bei axialer Relativbewegung der Bauteile zueinander entweder auf der Dichtlippe und dem anderen Bauteil oder nur auf dem anderen Bauteil wandert.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann die Dichtlippe derart angeordnet sein, dass sie bei einer vorgegebenen Drehzahl des Bauteils, auf dem die Lippendichtung angebracht ist, von der Gleitfläche abhebt, wobei im Rahmen einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Dichtlippe derart angeordnet ist, dass sie bei einer vorgegebenen Drehzahl des Bauteils, auf dem die Lippendichtung angebracht ist, gegen die Gleitfläche gedrückt wird.
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Im ersten Fall ist die Gleitfläche der Dichtlippe im wesentlichen am Außendurchmesser eines der Bauteile vorgesehen, wobei im zweiten Fall die Gleitfläche der Dichtlippe an der dem Bauteil, auf dem die Lippendichtung angebracht ist, zugewandte Seite des andern Bauteils vorgesehen ist.
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Im ersten Fall bewegt sich erfindungsgemäß die Dichtlippe bei einer relativen Axialbewegung der Bauteile aufeinander zu radial betrachtet nach außen, wobei sie unter Drehzahl des Bauteils, auf dem die Lippendichtung angebracht ist, entlastet wird. Bei Druckbeaufschlagung radial betrachtet von innen wird der Mindestabblasdruck, der aufgebracht werden muss, um die Dichtlippe zu öffnen, gesenkt, wodurch eine drehzahlgeregelte Ventilfunktion realisiert wird, wobei bei einer Druckbeaufschlagung radial betrachtet von außen die durch den Außendruck aufgebrachte Anpresskraft reduziert wird.
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Im zweiten Fall bewegt sich die Dichtlippe der Lippendichtung bei einer relativen Axialbewegung der Bauteile aufeinander zu radial betrachtet nach innen und wird unter Drehzahl des Bauteils, auf dem die Lippendichtung angebracht ist, gegen die Gleitfläche gedrückt, wobei eine Druckbeaufschlagung radial betrachtet von innen verstärkend auf die Dichtung wirkt und wobei sich durch eine Druckbeaufschlagung radial betrachtet von außen ein drehzahlabhängiger Rückstaudruck einstellt, wodurch eine drehzahlgeregelte Drosselfunktion realisiert wird.
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Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Lippendichtung im Bereich der Anbindungsstelle mit dem Bauteil, an dem sie angebracht ist, einen S-Schlag auf, der der Vergrößerung des axialen Bewegungsbereiches der Bauteile zueinander bis kurz vor die Anbindungsstelle dient.
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Für den Fall, dass ein Bauteil axial unbeweglich ausgeführt ist, wird die Lippendichtung vorzugsweise auf diesem Bauteil angebracht.
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Für den Fall, dass die erfindungsgemäße Dichteinrichtung zwischen dem Wandlerhals eines Wandlers und der Nabe des angetriebenen Kettenrads des Pumpen-Kettenantriebs eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs abdichten soll, ist die Lippendichtung vorzugsweise am Außendurchmesser der zentrisch axial in den Wandlerhals eingreifenden Nabe des angetriebenen Kettenrads oder am Kettenrad angebracht, wobei die Dichtlippe bei stillstehendem Wandler am Außendurchmesser des Wandlerhalses bzw. an der der Nabe des angetriebenen Kettenrads des Pumpen-Kettenantriebs abgewandten Seite des Wandlerhalses anliegt und unter definierter Drehzahl der Nabe des angetriebenen Kettenrads vom Wandlerhals radial nach außen abhebt.
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Dadurch wird zum Einen ein Eintreten von Luft in den Wandler im Stillstand verhindert und zum Anderen die Schmierung des den Wandlerhals axial betrachtet teilweise umschließenden Lagers, das in der Regel als Nadellager ausgeführt ist, im Betrieb des Wandlers gewährleistet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1: Eine schematische Schnittansicht des für die Erfindung relevanten Teils eines hydrodynamischen Wandlers, nämlich des Wandlerhalses und der Nabe des angetriebenen Kettenrads des Pumpen-Kettenantriebs, umfassend eine gemäß der Erfindung ausgeführte Dichteinrichtung; und
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2: Eine weitere schematische Schnittansicht des für die Erfindung relevanten Teils eines hydrodynamischen Wandlers zur Veranschaulichung unterschiedlicher axialer Positionen des Wandlerhalses.
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In 1 ist ein Wandlerhals 1 eines hydrodynamischen Wandlers dargestellt, der durch Formschluss mittels einer Steckverzahnung mit der Nabe 2 des angetriebenen Kettenrads 3 des Pumpen-Kettenantriebs axial beweglich verbunden ist, derart, dass die Nabe 2 des angetriebenen Kettenrads 3 zentrisch axial in den Wandlerhals 1 eingreift. Hierbei rotieren im Betrieb der Wandlerhals 1 und die Nabe 2 des angetriebenen Kettenrads 3 mit der gleichen Drehzahl. In 1 ist ein den Wandlerhals 1 axial betrachtet teilweise umschließendes Nadellager mit dem Bezugszeichen 4 versehen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und bezugnehmend auf 1 wird eine Dichteinrichtung 5 zum radialen Abdichten zwischen dem Wandlerhals 1 und der Nabe 2 des angetriebenen Kettenrads 3 vorgeschlagen, welche als Lippendichtung ausgeführt ist, die in eine Nut 6 des Kettenrades 3 eingeschoben wird und dadurch mit dem Kettenrad 3 bzw. mit der Nabe 2 verbunden ist.
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Hierbei liegt die Dichtlippe 7 der Lippendichtung 5 im Stillstand auf dem Außendurchmesser des Wandlerhalses 1, wie in 1 dargestellt und kann bei einer durch den Pfeil 9 angedeuteten axialen Bewegung des Wandlers in diesem Bewegungsbereich und somit des Wandlerhalses 1 entlang der Gleitfläche 8 gleiten, wobei ein Luftzutritt von der der Nabe 2 abgewandten Seite 10 der Lippendichtung 5 auf die der Nabe 2 zugewandte Seite 11 der Lippendichtung 5, unterbunden wird. Bei einer axialen Bewegung des Wandlers nach rechts gleitet die Dichtlippe 7 radial betrachtet nach außen.
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Während des Betriebs des Wandlers rotieren der Wandler und somit der Wandlerhals 1, das Kettenrad 3 und dessen Nabe 2 sowie die Lippendichtung 5 mit der gleichen Drehzahl, wobei die Dichtlippe 7 aufgrund der Zentrifugalkraft ab einer bestimmten Drehzahl vom Wandlerhals 1 radial betrachtet nach außen abhebt und Schmieröl von der der Nabe 2 zugewandten Seite 11 der Lippendichtung 5 durchlässt, wodurch eine drehzahlgeregelte Ventilfunktion realisiert und die Schmierung des Nadellagers 4 gewährleistet wird. Zudem herrscht im Betrieb des Wandlers an der der Nabe 2 zugewandte Seite 11 der Lippendichtung 5 ein bestimmter Öldruck, welcher das Abheben der Dichtlippe 7 erleichtert. In 1 ist durch den Pfeil 13 die in Abhängigkeit von der Drehzahl mögliche Bewegung der Dichtlippe 7 im gezeigten Bewegungsbereich veranschaulicht.
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Wie 1 zu entnehmen ist, weist bei dem gezeigten Beispiel die Lippendichtung 5 im Bereich der Anbindungsstelle mit dem Kettenrad 3 bzw. mit der Nabe 2 des Kettenrades 3 einen S-Schlag 12 auf, der der Vergrößerung des axialen Bewegungsbereiches des Wandlerhalses 1 und der Nabe 2 des Kettenrades 3 zueinander bis kurz vor die Anbindungsstelle dient, wie anhand 2 veranschaulicht.
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Bezugnehmend auf 2 kann sich der Wandlerhals 1 im Betrieb von einer Minimalposition A bis in eine Maximalposition B axial bewegen, wobei sich die in 2 nicht dargestellte Dichtlippe dabei auf der Gleitfläche 8 des Wandlerhalses 1 von der Position 14 bis zur Position 15 bewegt. Wenn das Getriebe, beispielsweise zum Zweck des Einbaus transportiert wird, befindet sich der Wandlerhals 1 in der mit C bezeichneten Position, wobei sich in dieser Position die Lippendichtung mittels des in 1 gezeigten S-Schlages faltet und im Spalt zwischen dem Wandlerhals 1 und einer mit dem Bezugszeichen 16 versehenen Zentrierplatte liegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wandlerhals
- 2
- Nabe des angetriebenen Kettenrads 3
- 3
- angetriebenes Kettenrad
- 4
- Nadellager
- 5
- Dichteinrichtung, Lippendichtung
- 6
- Nut
- 7
- Dichtlippe
- 8
- Gleitfläche
- 9
- axialer Bewegungsbereich des Wandlers
- 10
- der Nabe 2 abgewandte Seite der Lippendichtung 5
- 11
- der Nabe 2 zugewandte Seite der Lippendichtung 5
- 12
- S-Schlag
- 13
- Bewegungsbereich der Dichtlippe 7
- 14
- Position der Dichtlippe 7 auf der Gleitfläche 8
- 15
- Position der Dichtlippe 7 auf der Gleitfläche 8
- 16
- Zentrierplatte
- A
- Minimalposition des Wandlerhalses 1 während des Betriebs des Wandlers
- B
- Maximalposition des Wandlerhalses 1 während des Betriebs des Wandlers
- C
- Position des Wandlerhalses 1 während des Transports des Getriebes
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006035133 A1 [0003]
- JP 2006-64009 A [0005]
- DE 102007003055 A1 [0006]
