DE102014202458A1 - Hydrodynamische Kopplungsanordnung - Google Patents

Hydrodynamische Kopplungsanordnung Download PDF

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Abstract

Eine hydrodynamische Kopplungsanordnung ist mit einer Kupplungsvorrichtung ausgebildet, die über einen Kolben und eine Mehrzahl von Kupplungselementen verfügt, wobei der Kolben zwei zumindest im Wesentlichen voneinander unabhängige Druckräume trennt, von denen ein Druckraum zur Aufnahme von Bauteilen dient, die in unterschiedlichen Baugruppen zusammengefasst sind, die wenigstens bis zur Herstellung einer Drehverbindung der Kupplungselemente untereinander mit zumindest im Wesentlichen unterschiedlichen Drehzahlen betrieben sind, indem die Teile einer ersten Baugruppe durch Verbindung mit einem Antrieb mit antriebsseitiger Drehzahl und die Teile einer zweiten Baugruppe durch Verbindung mit einem Abtrieb mit abtriebsseitiger Drehzahl bewegt werden, und mit Strömungswegen, von denen jedem Druckraum zumindest jeweils ein Strömungsweg zugeordnet ist. Dem die Bauteile aufnehmenden Druckraum ist zur Begrenzung von Druckschwankungen, die durch die Drehzahlunterschiede der einzelnen Baugruppen bedingt sind, ein Druckbegrenzungsventil zugeordnet, durch welches ein zulässiger Druckschwankungsbereich in diesem Druckraum einstellbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kopplungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Die hydrodynamische Kopplungsanordnung ist mit einer Kupplungsvorrichtung ausgebildet, die über einen Kolben und eine Mehrzahl von Kupplungselementen verfügt, wobei der Kolben zwei zumindest im Wesentlichen voneinander unabhängige Druckräume voneinander trennt, von denen ein Druckraum zumindest zur Aufnahme von Bauteilen dient, die in unterschiedlichen Baugruppen zusammengefasst sind, die wenigstens bis zur Herstellung einer Drehverbindung der Kupplungselemente untereinander mit zumindest im Wesentlichen unterschiedlichen Drehzahlen betrieben sind, indem die Teile einer ersten Baugruppe durch Verbindung mit einem Antrieb mit antriebsseitiger Drehzahl und die Teile einer zweiten Baugruppe durch Verbindung mit einem Antrieb mit abtriebsseitiger Drehzahl bewegt werden, und mit Strömungswegen, von denen jedem Druckraum zumindest jeweils ein Strömungsweg zugeordnet ist.
  • Eine derartige hydrodynamische Kopplungsanordnung ist aus der DE 103 50 935 A1 bekannt. Die hydrodynamischen Kopplungsanordnung verfügt über eine Kupplungsvorrichtung mit einem Kolben und mit Kupplungselementen, wobei der Kolben in einer Einrückposition mit den Kupplungselementen in Wirkverbindung steht, während er in einer Ausrückposition von den Kupplungselementen räumlich getrennt ist. Die Ausrückposition wird eingenommen, wenn in einem die Kupplungselemente aufnehmenden ersten Druckraum ein Überdruck gegenüber einem zweiten Druckraum anliegt, der an die vom ersten Druckraum abweisende Seite des Kolbens angrenzt, während die Einrückposition vorliegt, wenn der zweite Druckraum gegenüber dem ersten Druckraum mit Überdruck beaufschlagt ist. Zur Erzeugung eines Überdruckes im ersten Druckraum gegenüber dem zweiten Druckraum wird Fluid über einen ersten Strömungsweg in den ersten Druckraum geleitet, und zwar bevorzugt im Bereich eines Pumpenrades, das gemeinsam mit einem Turbinenrad und einem Leitrad einen hydrodynamischen Kreis bildet. Im Gegensatz dazu wird zur Erzeugung eines Überdruckes im zweiten Druckraum gegenüber dem ersten Druckraum Fluid aus einem zweiten Strömungsweg in den zweiten Druckraum geleitet.
  • Das in den ersten Druckraum geleitete Fluid gelangt, nach Verlassen des hydrodynamischen Kreises, über die Kupplungselemente, welche durch das Fluid eine Kühlung erfahren, in einen dritten Strömungsweg, über welchen es aus der hydrodynamischen Kopplungsanordnung entfernt wird.
  • Im ersten Druckraum steht eine erste Bauteilgruppe, welche beispielsweise die antriebsseitigen Kupplungselemente enthält, mit dem Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungsanordnung, und demnach mit einem Antrieb in Wirkverbindung, während eine zweite Bauteilgruppe, welche beispielsweise eine Nabe eines Torsionsschwingungsdämpfers enthält, mit einer Getriebeeingangswelle, also mit einem Abtrieb der hydrodynamischen Kopplungsanordnung in Wirkverbindung steht. Bei Zugbetrieb, also bei Einleitung eines Drehmomentes von dem Antrieb, wie der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, auf das Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungsanordnung und damit auf die erste Bauteilgruppe, werden die Bauteile dieser Bauteilgruppe mit einer höheren Drehzahl bewegt als die Bauteile der zweiten Bauteilgruppe, bis nach Überführung des Kolbens der Kupplungsvorrichtung in die Einrückposition der Kupplungsvorrichtung ein Ausgleich dieser Relativdrehzahl zumindest im Wesentlichen stattgefunden hat. Analog werden bei Schubbetrieb, also bei Einleitung eines Drehmomentes vom Abtrieb, wie der Getriebeeingangswelle, auf die zweite Bauteilgruppe, die Bauteile dieser Bauteilgruppe mit einer höheren Drehzahl bewegt als die Bauteile der ersten Bauteilgruppe, bis auch hier nach Überführung des Kolbens in die Ausrückposition der Kupplungsvorrichtung ein Ausgleich dieser Relativdrehzahl zumindest im Wesentlichen erfolgt ist. Solange die Kupplungsvorrichtung ihre Einrückposition allerdings noch nicht einnimmt, liegt unabhängig vom jeweiligen Betriebszustand stets eine Differenzdrehzahl zwischen den Bauteilen der beiden Bauteilgruppen vor, was innerhalb des ersten Druckraumes zu einem Strömungsverhalten führt, welches in unerwünschter Weise Einfluss auf die Bewegung des Kolbens bei seiner Bewegung nimmt. Insbesondere bei der Bewegung des Kolbens in dessen Einrückposition führt dieser Vorgang, der in Fachkreisen gerne als „Selbstpumpen“ bezeichnet wird, zu Einregelproblemen am Kolben, da dieser aufgrund nicht mehr kontrollierbarer Bewegung in einer Weise mit den Kupplungselementen in Wirkverbindung gebracht wird, die bei zu schneller Annäherung als Ruck empfunden wird, und daher unkomfortabel ist, oder aber, bei zu langsamer Annäherung, Schlupf und damit eine unerwünschte Erhitzung der Kupplungselemente begünstigt.
  • Eine vergleichbare hydrodynamische Kopplungsanordnung ist aus der DE 10 2007 018 272 A1 bekannt. Diese verfügt, angrenzend an den Kolben der Kupplungsvorrichtung und daher in unmittelbarer Nachbarschaft des Kolbens, über ein Verschlusselement, das durch den während des Betriebszustandes im ersten Druckraum anliegenden Betriebsdruck offen gehalten wird, während es nach Beendigung des Betriebszustandes infolge dann stattfindenden Druckabfalls schließt, und damit verhindert, dass sich der erste Druckraum in ungewollter Weise entleert. Das Verschlusselement ist demnach im Betriebszustand der hydrodynamischen Kopplungsanordnung funktionslos, und wird erst nach Beendigung des Betriebszustandes wirksam. Das Verschlusselement, das als Ventil ausgebildet sein kann, ist demnach nicht dazu befähigt, Druckschwankungen, die sich im ersten Druckraum ausbilden, entgegenzuwirken.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrodynamische Kopplungsanordnung derart auszubilden, dass Einregelprobleme am Kolben einer Kupplungsvorrichtung soweit als möglich vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dementsprechend weist eine hydrodynamische Kopplungsanordnung eine Kupplungsvorrichtung auf, die über einen Kolben und eine Mehrzahl von Kupplungselementen verfügt, wobei der Kolben zwei zumindest im Wesentlichen voneinander unabhängige Druckräume voneinander trennt, von denen ein Druckraum zumindest zur Aufnahme von Bauteilen dient, die in unterschiedlichen Baugruppen zusammengefasst sind, die wenigstens bis zur Herstellung einer Drehverbindung der Kupplungselemente untereinander mit zumindest im Wesentlichen unterschiedlichen Drehzahlen betrieben sind, indem die Teile einer ersten Baugruppe durch Verbindung mit einem Antrieb mit antriebsseitiger Drehzahl und die Teile einer zweiten Baugruppe durch Verbindung mit einem Antrieb mit abtriebsseitiger Drehzahl bewegt werden, und mit Strömungswegen, von denen jedem Druckraum zumindest jeweils ein Strömungsweg zugeordnet ist. Dem die Bauteile aufnehmenden Druckraum ist zur Begrenzung von Druckschwankungen, die durch die Drehzahlunterschiede der einzelnen Baugruppen bedingt sind, ein Druckbegrenzungsventil zugeordnet, durch welches ein zulässiger Druckschwankungsbereich in diesem Druckraum einstellbar ist.
  • Der Kolben der Kupplungsvorrichtung der hydrodynamischen Kopplungsanordnung steht in seiner Einrückposition mit den Kupplungselementen in Wirkverbindung, während er in einer Ausrückposition von den Kupplungselementen räumlich getrennt ist. Die Ausrückposition wird eingenommen, wenn in dem die Bauteile der Baugruppen aufnehmenden ersten Druckraum ein Überdruck gegenüber dem zweiten Druckraum anliegt, der an die vom ersten Druckraum abgewandte Seite des Kolbens angrenzt. Im Gegensatz dazu liegt die Einrückposition vor, wenn der zweite Druckraum gegenüber dem ersten Druckraum mit Überdruck beaufschlagt ist.
  • Zur Erzeugung eines Überdruckes im ersten Druckraum gegenüber dem zweiten Druckraum wird Fluid aus einem als Zuleitung dienenden ersten Strömungsweg in den ersten Druckraum eingeleitet, während zur Erzeugung eines Überdruckes im zweiten Druckraum gegenüber dem ersten Druckraum Fluid aus einem als Zuleitung dienenden zweiten Strömungsweg in den zweiten Druckraum eingeleitet wird. Je nach konstruktiver Ausbildung der hydrodynamischen Kopplungsanordnung kann ein zum ersten Druckraum führender dritter Strömungsweg vorhanden sein, der als Ableitung für Fluid dient, das sich im ersten Druckraum befindet und unter anderem zur Kühlung der Kupplungselemente verwendet worden ist.
  • Im ersten Druckraum sind eine Mehrzahl von Bauteilgruppen vorgesehen. Eine erste Bauteilgruppe enthält beispielsweise diejenigen Kupplungselemente, die mit dem Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungsanordnung und daher mit einem Antrieb verbunden sind, während eine zweite Bauteilgruppe, welche beispielsweise eine an einer Getriebeeingangswelle drehfest angreifende Torsionsdämpfernabe enthält, mit der Getriebeeingangswelle und daher mit einem Abtrieb verbunden ist. Bei Zugbetrieb, also bei Einleitung eines Drehmomentes vom Antrieb, wie der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, auf das Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungsanordnung und damit auf die erste Bauteilgruppe, werden die Bauteile dieser Bauteilgruppe mit einer höheren Drehzahl bewegt als die Bauteile der zweiten Bauteilgruppe. Analog werden bei Schubbetrieb, also bei Einleitung eines Drehmomentes vom Abtrieb, wie der Getriebeeingangswelle, auf die zweite Bauteilgruppe, die Bauteile dieser Bauteilgruppe mit einer höheren Drehzahl bewegt als die Bauteile der ersten Bauteilgruppe. Solange eine solche Differenzdrehzahl zwischen den Bauteilen der beiden Bauteilgruppen vorliegt, besteht innerhalb des ersten Druckraumes ein Strömungsverhalten, welches in unerwünschter Weise Einfluss auf die Bewegung des Kolbens nimmt, insbesondere bei dessen Bewegung in seine Einrückposition. Dieses unerwünschte Strömungsverhalten wird in Fachkreisen gerne als „Selbstpumpen“ bezeichnet. Dieses Strömungsverhalten endet erst dann, wenn nach erfolgter Überführung des Kolbens in die Einrückposition der Kupplungsvorrichtung praktisch keine Relativbewegung zwischen den beiden Baugruppen mehr besteht.
  • Durch das im Anspruch 1 angegebene Druckbegrenzungsventil sollen die Probleme, die mit diesem Selbstpumpen einhergehen, eliminiert werden, indem im ersten Druckraum, also in demjenigen Raum, welcher zur Aufnahme der Bauteile der Baugruppen dient, ein zulässiger Druckschwankungsbereich eingestellt wird. Das Druckbegrenzungsventil verhindert also einen Druckaufbau über einen zumindest im Wesentlichen konstanten Überdruck hinaus, und verhindert auf diese Weise, dass eine durch Selbstpumpen infolge einer Drehzahldifferenz der im ersten Druckraum vorgesehen Baugruppen benachbart zum Kolben entstehende Druckänderung eine beschleunigte, nicht geregelte Bewegung des Kolbens in Richtung auf die Einrückposition der Kupplungsvorrichtung zu auslöst. Somit kann, ungeachtet eines eventuellen Selbstpumpens, das Druckbegrenzungsventil dafür sorgen, dass der Kolben zumindest im Wesentlichen ausschließlich mittels einer geregelten Bewegung die besagte Einrückposition anfährt, da lediglich der im ersten Druckraum anliegende Druck gegenüber dem im zweiten Druckraum anliegenden Druck für die Bewegung des Kolbens maßgeblich ist.
  • Das Druckbegrenzungsventil kann an beliebiger Stelle des ersten Druckraumes vorgesehen sein. Da die Einhaltung des zulässigen Druckschwankungsbereichs allerdings hauptsächlich im Erstreckungsbereich des Kolbens zweckmäßig ist, um dessen Einregelung zum Erreichen der Einrückposition in vorgegebener Weise zu erzeugen, kann das Druckbegrenzungsventil gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung in unmittelbarer Nachbarschaft des Kolbens angeordnet sein.
  • Für einen störungsfreien Betrieb des Druckbegrenzungsventils ist vorauszusetzen, dass im ersten Druckraum stets ein definierter Mindestdruck anliegt, der dafür sorgt, dass das Druckbegrenzungsventil in seiner zur Gewährleistung der Druckbegrenzungsfunktion wirksamen Betriebsposition gehalten ist. Andererseits hat sich bei Versuchen herausgestellt, dass sich bei hohen Druckschwankungen infolge großer Drehzahldifferenzen der im ersten Druckraum vorhandenen Baugruppen ein Betriebszustand einstellen kann, bei welchem ein starkes Druckgefälle entstehen kann das sich auch in Bezug zum Druckbegrenzungsventil auswirken kann. Für einen derartigen Betriebszustand ist es von Vorteil, das Druckbegrenzungsventil auf einen relativ hohen Betätigungswert auszulegen, der mit besonderem Vorzug bei einem Wert des zugelassenen Druckschwankungsbereichs von zumindest im Wesentlichen 3,5 bar liegt. Hierdurch wird einerseits eine Entleerung des Kühlraums über das Ventil bei zu geringem Druck vermieden, und andererseits ist der Betrag der möglichen Druckschwankungen im ersten Druckraum begrenzt.
  • Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung angegeben. Es zeigt im Einzelnen:
  • 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch ein Gehäuse einer hydrodynamischen Kopplungsanordnung mit einer Mehrzahl an Strömungswegen, von denen einer mit einem Druckbegrenzungsventil ausgebildet ist, und
  • 2 eine zeichnerische Darstellung des in 1 gezeigten Druckbegrenzungsventils.
  • Ein Antrieb 1 in Form der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine ist über eine Flexplatte 3 und Anbindungen 5 mit einem Gehäuse 7 einer hydrodynamischen Kopplungsanordnung 10 drehfest verbunden. Als wesentliche Bauteile verfügt die hydrodynamische Kopplungsanordnung 10 über eine Kupplungsvorrichtung 32 mit einem Kolben 34 und mit einem Kupplungselementenpaket 40, über einen Torsionsschwingungsdämpfer 30 und über einen hydrodynamischen Kreis 18.
  • Der Kolben 34 der Kupplungsvorrichtung 32 begrenzt gemeinsam mit einer antriebsseitigen Wandung 74 des Gehäuses 7 einen Druckraum 72, während an der Gegenseite des Kolbens 34 ein anderer Druckraum 70 vorgesehen ist. Der letztgenannte Druckraum 70 wird nachfolgend kurz als erster Druckraum 70 bezeichnet, der andere Druckraum 72 dagegen als zweiter Druckraum 72. In dem ersten Druckraum 70 sind antriebsseitige Kupplungselemente 36 des Kupplungselementenpaketes 40 sowie abtriebsseitige Kupplungselemente 38 des Kupplungselementenpaketes 40 aufgenommen, wobei die antriebsseitigen Kupplungselemente 36 über eine Verzahnung 42 mit einem am Gehäuse 7 vorgesehenen Außenträger 44 für Kupplungselemente 36 verbunden ist, während die abtriebsseitigen Kupplungselemente 38 über eine Verzahnung 43 mit einem Innenträger 46 für Kupplungselemente 38 verbunden ist. Dieser Innenträger 46 ist drehfest mit einer radial äußeren Nabenscheibe 48 des Torsionsschwingungsdämpfers 30, die über erste Energiespeicher 52 mit Zwischenübertragungselementen 50 verbunden ist, die ihrerseits über zweite Energiespeicher 54 mit einer radial inneren Nabenscheibe 56 verbunden sind. Die letztgenannte Nabenscheibe 56 steht in drehfester Verbindung mit einer Torsionsschwingungsdämpfernabe 28, die zum einen als Träger für den Kolben 34 der Kupplungsvorrichtung 32 dient, und zum anderen drehfest mit einer als Abtrieb 27 wirksamen Getriebeeingangswelle 26 ist, die unter Bildung eines Ringraumes 89 eine Wellenhülse 87 umschließt. Die Wellenhülse 87 ihrerseits begenzt mit ihrer radialen Innenseite eine Durchgangsbohrung 90. Die Getriebeeingangswelle 26 ist ebenso wie das Gehäuse 7 um eine Drehachse 82 drehbar.
  • Die Getriebeeingangswelle 26 ist von einer Leitradnabe 21 zur Schaffung eines ersten Strömungsweges 76 mit radialer Distanz umschlossen, wobei die Leitradnabe 21 über einen Freilauf 20 ein Leitrad 16 des hydrodynamischen Kreises 18 aufnimmt. Der Freilauf 20 und damit das Leitrad 16 ist über beidseits angeordnete Axialabstützungen 22, 24 axial positioniert, wobei die eine Axialabstützung 22 den Freilauf 20 gegenüber dem Torsionsschwingungsdämpfer 30 abstützt, während die andere Axialabstützung 24 dies gegenüber einer Pumpennabe 8 des Gehäuses 7 tut. Ein zweiter Strömungsweg 78 wird durch die Durchgangsbohrung 90 der in der Getriebeeingangswelle 26 vorgesehenen Wellenhülse 87 gebildet. Schließlich ist ein dritter Strömungsweg 80 vorgesehen, der im Ringraum 89 zwischen der Getriebeeingangswelle 26 und der Wellenhülse 87 verläuft.
  • Der erste Strömungsweg 76 dient über die antriebsseitige Axialabstützung 22 zur Versorgung des hydrodynamischen Kreises 18 mit Fluid, und ist über eine erste Fluidleitung 60 mit einer Steuervorrichtung 100 verbunden, die ihrerseits eine Verbindung mit einer Druckquelle 98 aufweist. Dem zweiten Strömungsweg 78, welcher zur Versorgung des zweiten Druckraums 72 mit Fluid dient, ist eine zweite Fluidleitung 62 zugeordnet, die mit der Steuervorrichtung 100 verbunden ist. Der dritte Strömungsweg 80 schließlich mündet im ersten Druckraum 70, und ist über eine dritte Fluidleitung 64 mit der Steuervorrichtung 100 verbunden.
  • Der zuvor genannte hydrodynamische Kreis 18 verfügt außer dem bereits erwähnten Leitrad 16 auch über ein Pumpenrad 12 und über ein Turbinenrad 14, wobei das letztgenannte am abtriebsseitigen Übertragungselement 50 des Torsionsschwingungsdämpfers 30 befestigt ist, während das Pumpenrad 12 Teil des Gehäuses 7 der hydrodynamischen Kopplungsanordnung 10 ist.
  • Fluid, das zur Versorgung des hydrodynamischen Kreises 18 über die erste Fluidleitung 60 eingeleitet worden ist, dient, nach Übertritt vom hydrodynamischen Kreis 18 in den ersten Druckraum 70, zur Kühlung des Kupplungselementenpakets 40, und sorgt zudem für den Aufbau eines Überdruckes im ersten Druckraum 70 gegenüber dem zweiten Druckraum 72. Unter der Wirkung dieses Druckgefälles steht der Kolben 34 in seiner in 1 gezeigten Ausrückposition der Kupplungsvorrichtung 32, in welcher weder eine Wirkverbindung zwischen den Kupplungselementen 36, 38 untereinander noch eine Wirkverbindung mit dem Kolben 36 besteht. Die Drehmomentübertragung erfolgt dann über den hydrodynamischen Kreis 18 auf die Getriebeeingangswelle 26.
  • Zum Einrücken der Kupplungsvorrichtung 32 wird der Überdruck im ersten Druckraum 70 durch Ableitung von Fluid über den dritten Strömungsweg 80 sowie über die dritte Fluidleitung 64 abgesenkt, und der Druck im zweiten Druckraum 72 durch Zufluss von Fluid über die zweite Fluidleitung 62 und über den zweiten Strömungsweg 78 angehoben. Unter diesem Druckgefälle führt der Kolben 34 eine Bewegung in Richtung zu dem Kupplungselementenpaket 40 aus, bis er an dem benachbarten Kupplungselement, nämlich dem antriebsseitigen Kupplungselement 36 in Anlage gelangt, um dieses mit den benachbarten Kupplungselementen 36 und 38 in Wirkverbindung zu bringen, wobei sich das vom Kolben 34 entfernteste Kupplungselement 36 an einer mit dem Gehäuse 7 verbundenen Axialsicherung 39 abstützt. Die Kupplungsvorrichtung 32 nimmt dann ihre Einrückposition ein, in welcher eine Wirkverbindung zwischen den Kupplungselementen 36, 38 untereinander und mit dem Kolben 36 besteht. Die Drehmomentübertragung erfolgt dann, unter Umgehung des hydrodynamischen Kreises 18, über die Kupplungsvorrichtung 32 auf die Getriebeeingangswelle 26.
  • Ungeachtet dieser Druckverhältnisse können sich Strömungsvorgänge spürbar auf das Druckgefälle auswirken, wobei diese Strömungsvorgänge insbesondere im ersten Druckraum 70 ablaufen. Die Strömungsvorgänge sind durch im ersten Druckraum 70 vorgesehene Bauteile bedingt, wobei diese Bauteile, welche mittels Schleppmomenten eine Bewegung auf das Fluid übertragen, mit unterschiedlichen Drehzahlen bewegt sind. So stehen bei in Ausrückposition stehender Kupplungsvorrichtung 32 beispielsweise die ersten Kupplungselemente 36 mit dem Gehäuse 7 in Drehverbindung, und werden daher als erste Baugruppe 92 mit der Drehzahl des Antriebs 1 bewegt, während die Torsionsdämpfernabe 28 ebenso wie die daran drehfest aufgenommene radial innere Nabenscheibe 56 des Torsionsschwingungsdämpfers 30 als zweite Baugruppe 93 mit der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 26 und damit des Abtriebs 27 bewegt werden. Weitere Baugruppen mit nochmals anderer Drehzahl sind aufgrund weiterer Bauteile des Torsionsschwingungsdämpfers 30 vorhanden, wie beispielsweise eine dritte Baugruppe 98 mit den abtriebsseitigen Kupplungselementen 38, dem Innenträger 46 der abtriebsseitigen Kupplungselemente 38 und einer radial äußeren Nabenscheibe 48, sowie eine vierte Baugruppe 99 mit den Zwischen-Übertragungselementen 50 und dem Turbinenrad 14. Bedingt durch die unterschiedlichen Drehzahlen der Baugruppen, beispielsweise der Baugruppen 92, 93, kann im ersten Druckraum 70 ein Strömungsvorgang mit entlang des Kolbens 34 beschleunigter Strömung entstehen, die einen auf den Kolben 34 wirkenden Sog verursacht. Bedingt durch dieses „Selbstpumpen“ kann der Kolben 34 zu einem unkontrollierten Schließvorgang veranlasst werden, was sich in einem unerwünschten Ruck bemerkbar macht, und den Komfort beträchtlich reduziert.
  • Zur Minimierung des zuvor beschriebenen Problems ist vorgesehen, an Stellen des Druckraums 70, in denen unter der Wirkung der Strömungsvorgänge eine Druckänderung entsteht, ein in 1 schematisch dargestelltes Druckbegrenzungsventil 85 vorzusehen. 1 zeigt dieses Druckbegrenzungsventil 85 in der Torsionsdämpfernabe 28 und damit in unmittelbarer Nachbarschaft des Kolbens 34, da auf diese Weise Strömungsvorgänge, die aufgrund ihrer Nähe zum Kolben 34 erheblichen Einfluss auf dessen Bewegungsverhalten ausüben könnten, unmittelbar beeinflussbar sind. Beispielsweise kann auf diese Weise die Wirkung einer zumindest im Wesentlichen entlang des Kolbens 34 mit hoher Strömungsgeschwindigkeit fließenden Strömung erheblich reduziert werden, indem das Druckbegrenzungsventil 85 den Übertritt der Strömung in den dritten Strömungsweg 80 unterbindet und damit die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Kolbens 34 reduziert. Da das Druckbegrenzungsventil 85 diese Funktion allerdings nur solange ausführen sollte, bis sich vorbestimmter Druck im Druckraum 70 aufgebaut hat, ist das Druckbegrenzungsventil 85 mit Vorzug so auszulegen, dass es bei Erreichen dieses vorgestimmten Druckes zur Entlastung öffnet und der in Richtung zum Druckbegrenzungsventil 85 fließenden Strömung Durchlass gewährt. Dieser vorbestimmte Druck am Druckbegrenzungsventil 85 wird zur Erzielung eines zulässigen Druckschwankungsbereich zumindest im Wesentlichen auf einen Druck um etwa 3,5 bar eingestellt.
  • Beispielhaft ist in 2 ein Druckbegrenzungsventil 85 gezeigt, das innerhalb des dritten Strömungsweges 80 in der Torsionsdämpfernabe 28 vorgesehen ist. Das Druckbegrenzungsventil 85 verfügt über eine Ventilfeder 94, die sich einerends an einer Abstützung 95 und anderenends an einem zumindest im Wesentlichen kugelförmigen Verschlusselement 96 abstützt, und dadurch eine Vorspannung für das Verschlusselement 96 erzeugt. Unterhalb des vorbestimmbaren Druckes, beispielsweise unterhalb von 3,5 bar, hält die Ventilfeder 94 das Verschlusselement 96 in Anlage an einem Dichtsitz 97, während oberhalb dieses Druckes die Ventilfeder 94 unter Eigenverformung diesen Dichtsitz 97 frei gibt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antrieb
    3
    Flexplatte
    5
    Anbindung
    7
    Gehäuse
    8
    Pumpennabe
    10
    hydrodynamische Kopplungsanordnung
    12
    Pumpenrad
    14
    Turbinenrad
    16
    Leitrad
    18
    hydrodynamischer Kreis
    20
    Freilauf
    21
    Leitradnabe
    22
    Axialabstützung
    24
    Axialabstützung
    26
    Getriebeeingangswelle
    27
    Abtrieb
    28
    Torsionsdämpfernabe
    30
    Torsionsschwingungsdämpfer
    32
    Kupplungsvorrichtung
    34
    Kolben
    36
    antriebsseitiges Kupplungselement
    38
    abtriebsseitiges Kupplungselement
    39
    Axialsicherung
    40
    Kupplungselementenpaket
    42
    Verzahnung
    43
    Verzahnung
    44
    Außenträger Kupplungselemente
    46
    Innenträger Kupplungselemente
    48
    radial äußere Nabenscheibe
    50
    Zwischen-Übertragungselement
    52
    erste Energiespeicher
    54
    zweite Energiespeicher
    56
    radial innere Nabenscheibe
    60
    erste Fluidleitung
    62
    zweite Fluidleitung
    64
    dritte Fluidleitung
    70
    erster Druckraum
    72
    zweiter Druckraum
    74
    antriebsseitige Wandung
    76
    erster Strömungsweg
    78
    zweiter Strömungsweg
    80
    dritter Strömungsweg
    82
    Drehachse
    85
    Druckbegrenzungsventil
    87
    Wellenhülse
    89
    Ringraum
    90
    Durchgangsbohrung
    92
    erste Baugruppe
    93
    zweite Baugruppe
    94
    Ventilfeder
    95
    Abstützung
    96
    Verschlusselement
    97
    Dichtsitz
    98
    dritte Baugruppe
    99
    vierte Baugruppe
    100
    Steuerung
    101
    Druckquelle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10350935 A1 [0003]
    • DE 102007018272 A1 [0006]

Claims (3)

  1. Hydrodynamische Kopplungsanordnung (10) mit einer Kupplungsvorrichtung (32), die über einen Kolben (34) und eine Mehrzahl von Kupplungselementen (36, 38) verfügt, wobei der Kolben (34) zwei zumindest im Wesentlichen voneinander unabhängige Druckräume (70, 72) trennt, von denen ein Druckraum (70) zur Aufnahme von Bauteilen (30, 40) dient, die in unterschiedlichen Baugruppen (92, 93, 98, 99) zusammengefasst sind, die wenigstens bis zur Herstellung einer Drehverbindung der Kupplungselemente (36, 38) untereinander mit zumindest im Wesentlichen unterschiedlichen Drehzahlen betrieben sind, indem die Teile (36) einer ersten Baugruppe (92) durch Verbindung mit einem Antrieb (1) mit antriebsseitiger Drehzahl und die Teile (28, 56) einer zweiten Baugruppe (93) durch Verbindung mit einem Abtrieb (27) mit abtriebsseitiger Drehzahl bewegt werden, und mit Strömungswegen (76, 80), von denen jedem Druckraum (70, 72) zumindest jeweils ein Strömungsweg (76, 78, 80) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem die Bauteile (30, 40) aufnehmenden Druckraum (70) zur Begrenzung von Druckschwankungen, die durch die Drehzahlunterschiede der einzelnen Baugruppen (92, 93, 98, 99) bedingt sind, ein Druckbegrenzungsventil (85) zugeordnet ist, durch welches ein zulässiger Druckschwankungsbereich in diesem Druckraum (70) einstellbar ist.
  2. Hydrodynamische Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (85) unmittelbar benachbart zum Kolben (34) der Kupplungsvorrichtung (32) angeordnet ist.
  3. Hydrodynamische Kopplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Druckbegrenzungsventil (85) zugelassene Druckschwankungsbereich bei zumindest im Wesentlichen 3,5 bar liegt.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10041525A1 (de) * 2000-08-24 2002-03-07 Mannesmann Sachs Ag Hydrodynamische Kopplungseinrichtung
DE10350935A1 (de) 2002-11-16 2004-05-27 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Verfahren und Vorrichtung zum Dosieren eines Ölstromes
DE102007018272A1 (de) 2007-04-18 2008-10-23 Zf Friedrichshafen Ag Hydrodynamische Kopplungsanordnung
DE102008039039A1 (de) * 2008-08-21 2010-02-25 Zf Friedrichshafen Ag Kupplungsanordnung, insbesondere nasslaufende Kupplungsanordnung oder Überbrückungskupplungsanordnung einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung

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