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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung umfassend ein Drehmomentübertragungselement, ein wenigstens teilweise mit Fluid befüllbares Gehäuse, wobei das Fluid eine Schmierung des Drehmomentübertragungselements ermöglichen kann, und ein drehbares Übergabeelement.
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Eine solche Drehmomentübertragungseinrichtung dient dazu, ein von einer Drehmomenterzeugungseinrichtung an das Übergabeelement eingeleitete Drehmoment über das Drehmomentübertragungselement an ein Weiterleitungselement zu übertragen, über das das Drehmoment an eine nachgeschaltete Gerätschaft übertragen wird. Ein Beispiel für eine solche Drehmomentübertragungseinrichtung ist ein Kettentrieb, das heißt, dass das Übergabeelement ein Kettenritzel ist, während das Drehmomentübertragungselement eine Kette, üblicherweise umfassend einzelne Kettenglieder, ist. Aber auch andere Drehmomentübertragungseinrichtungen beispielsweise in Form von Zahnriemen oder dergleichen sind bekannt.
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Bisher laufen die Drehmomentübertragungseinrichtungen, beispielsweise im Falle eines Kettentriebs, innerhalb eines mit Fluid gefüllten Gehäuses, das entweder komplett mit dem Schmierfluid respektive Öl gefüllt ist. Bekannt ist es aber auch, die Drehmomentübertragungseinrichtung in dem nur teilgefüllten Gehäuse über eine Ölnebel-Mangelschmierung zu schmieren oder es wird eine zusätzliche Pumpeinrichtung vorgesehen, die das Fluid auf die Kette fördert. Geschieht dies in einem Freistrahl, so kann es je nach Drehzahl, der Querbeschleunigung beispielsweise des Fahrzeugs, in dem die Drehmomentübertragungseinrichtung verbaut ist, oder durch die im Gehäuse vorhandene Luft zu Verwirbelungen kommen, so dass es schwer ist, die Kette zu treffen.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine verbesserte Drehmomentübertragungseinrichtung anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass Fluidleitmittel zur Erhöhung der Schmierleistung an dem Drehmomentübertragungselement vorgesehen sind.
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Erfindungsgemäß werden also konkrete Fluidleitmittel an der Drehmomentübertragungseinrichtung vorgesehen, die ein gezieltes Zuführen respektive Zuleiten des gehäuseseitig vorhandenen Fluids zu dem Drehmomentübertragungselement, also beispielsweise der Kette oder dergleichen, ermöglichen, so dass eine gezielte Schmierung des Drehmomentübertragungselements möglich ist. Dies ermöglicht es, einerseits auf ein komplett gefülltes Gehäuse zu verzichten. Zum anderen kann eine Pumpe oder dergleichen entfallen, die ihrerseits ebenfalls keine permanent zuverlässige Schmierung ermöglicht, wie auch keine Mangelschmierung erfolgt. Vielmehr lässt das Fluidleitmittel eine gezielte und lokal genaue Fluidzufuhr zu.
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Insbesondere ist dies im Falle eines Kettentriebs zweckmäßig, wenn also das Drehmomentübertragungselement als Kette, welche einzelne Kettenglieder umfassen kann, ausgebildet ist. Das Übergabeelement ist in einem solchen Fall bevorzugt als Kettenritzel ausgeführt, das mit der Kette über eine entsprechende Verzahnung kämmt, das heißt, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen Übergabeelement und Drehmomentübertragungselement respektive Ritzel und Kette gegeben ist.
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Ein besonderes Merkmal der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung liegt darin, dass die Bewegung respektive Rotation des Systems selbst dazu genutzt wird, die lokal gezielte Schmierung zu ermöglichen. Im Falle eines Kettentriebes wird demzufolge die Umlaufgeschwindigkeit des Kettenrads unter Drehzahl in dem teilnassen System genutzt, um über den Fliehöldruck und das Fluidleitmittel diese Ölung vorzunehmen.
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Um in dem nur teilweise mit Fluid gefüllten Gehäuse das Fluid über das Fluidleitmittel in ausreichender Menge fördern zu können ist es zweckmäßig, wenn die Fluidleitmittel ein Stauelement umfassen. Über dieses Stauelement ist es möglich, ein entsprechendes Fluidreservoir oder eine entsprechende Fluidmenge anzustauen. Dieses diffus zugeführte Fluid kann über das Stauelement im hinreichenden Maß angestaut und über das Fluidleitmittel sodann abgegeben werden.
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Zur Fluidleitung selbst kann das Fluidleitmittel wenigstens eine Bohrung aufweisen, wobei diese Bohrung entweder am Stauelement selbst ausgebildet ist, oder aber am Übergabeelement selbst, oder an beiden. Das heißt, dass am Stauelement, dem Übergabeelement wie beispielsweise dem Ritzel oder an beiden, entsprechende Fluidkanäle ausgeführt sind, beispielsweise in Form von Bohrungen, Spalten, Durchbrüchen oder dergleichen, durch die gezielt das Fluid gefördert wird, das beispielsweise über das Stauelement angestaut wurde.
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Bevorzugt ist das Fluidleitmittel an dem Übergabeelement angeordnet, also beispielsweise dem Ritzel. Dabei kann, wenn das Fluidleitmittel nur einen oder mehrere Bohrungen respektive Kanäle oder Spalten etc. aufweist, lediglich das Übergabeelement, also das Ritzel, demgemäß ausgeführt sein, in diesem Fall ist dann gegebenenfalls auch kein separates Stauelement am Übergabeelement vorgesehen. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein Aufstauen am Ritzel selbst durch eine entsprechende Staugeometrie, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, vorgesehen ist. Ist ein separates Stauelement vorgesehen, so ist dieses bevorzugt in diesem Fall an dem Übergabeelement angeordnet, rotiert also mit diesem.
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In weiterer Ausgestaltung der Fluidleitmittel ist es dabei denkbar, dass diese wenigstens teilweise innerhalb des Außenumfangs des Übergabeelements angeordnet sind, beispielsweise im Falle der das entsprechend breite Ritzel im Wesentlichen radial durchsetzenden Bohrungen oder Kanäle etc. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Fluidleitmittel wenigstens teilweise axial neben dem Übergabeelement angeordnet sind, so dass der Fluidfluss teilweise auch seitlich neben dem Übergabeelement erfolgt.
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Die Erfindung ermöglicht es wie beschrieben, ein durch ein Fluid geschmiertes respektive nass laufendes Drehmomentübertragungselement, insbesondere eine Kette, in einem vorzugsweise nicht komplett gefluteten Gehäuse beölen zu können. Insbesondere ist erfindungsgemäße vorgesehen, die Umlaufgeschwindigkeit des rotierenden Übergabeelements unter Drehzahl in einem teilnassen System zu nutzen und das Drehmomentübertragungselement durch den Fliehöldruck zu beölen.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht hierzu vor, dass am Innenumfang des ringförmigen Übergabeelements, also beispielsweise des Ritzels, ein Schmiermittelreservoir vorgesehen ist, aus dem über das Fluidleitelement, bevorzugt also über einen oder mehrere Kanäle oder Bohrungen etc. das Fluid dem Drehmomentübertragungselement zuführbar ist. Es wird also einerseits die Rotation des Systems respektive des Übergabeelements genutzt, um in dem am Innenumfang ausgebildeten Schmiermittelreservoir eine hinreichende Schmiermittelmenge anzusammeln, wie auch die Rotation und damit die Fliehkraft genutzt wird, das Schmiermittel respektive Fluid aus diesem Schmiermittelreservoir über die Fluidleitmittel auszutreiben und dem Drehmomentübertragungselement zuzuführen. Das heißt, dass das Sammeln und/oder Aufstauen des Fluids innerhalb des Innenumfangs des Übergabeelements in dem dort ausgebildeten Schmiermittelreservoir erfolgt.
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Zur Ausbildung dieses Schmiermittelreservoirs kann am Innenumfang wenigstens eine umlaufende Sammelnut ausgebildet sein, also eine nach innen hin offene Radialnut. In diese wird, fliehkraftbedingt, das diffus zugeführte Fluid bei einer Rotation des Übergabeelements eingedrückt und sammelt sich dort an. Bevorzugt kann zur Ausbildung der Sammelnut am Innenumfang des Übergabeelements ein scheiben- oder ringförmiges Verbindungselement, bevorzugt in Form eines Blechs, das die Sammelnut zur einen Seite hin begrenzt, sowie ein die Sammelnut zur anderen Seite hin begrenzender Stauabschnitt vorgesehen sein. Das Verbindungselement respektive Blech stellt die eine Begrenzung dar. Die Begrenzung zur axial gesehen anderen Seite wird über den Stauabschnitt gebildet.
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Dabei kann dieser Stauabschnitt durch eine stufen-, schrägen- oder wölbungsartige Innenumfangsgeometrie des Ritzels selbst gebildet sein, das heißt, dass der Ritzelinnenumfang entsprechend geometrisch ausgeführt ist, dass die Sammelnut an dieser Seite geschlossen ist. Alternativ ist es aber auch denkbar, den Stauabschnitt an dieser Seite über das bereits vorstehend beschriebene Stauelement, das in diesem Fall ebenfalls ring- oder scheibenförmig ist, zu bilden. Dieses Stauelement ist in entsprechender Weise an dem Übergabeelement, also beispielsweise dem Kettenritzel, befestigt, beispielsweise axial stirnseitig angesetzt oder in den Innenumfang eingesetzt, so dass die Sammelnut begrenzt wird.
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Bezüglich der Ausgestaltung der entsprechenden Fluidleitmittel in Form der Bohrungen, Kanäle, Spalte etc. ist es gemäß einer ersten Erfindungsalternative möglich, dass die eine oder die mehreren Bohrungen oder Kanäle das Übergabeelement bzw. das Ritzel bevorzugt radial durchsetzen. Diese Bohrungen oder Kanäle können an einer oder mehreren axialen Positionen im Übergabeelement, also dem Ritzel, oder zwischen zwei Übergabeelementen respektive Ritzeln am Kopf- oder Fußkreis oder den Flanken der Verzahnungen vorhanden sein, wie beschrieben beispielsweise in Form von Radialbohrungen, Schlitzen, Durchbrüchen oder dergleichen. Die entsprechenden Kanäle etc. münden kettennah, so dass das über sie ausgetriebene Fluid unmittelbar der Kette zugeführt wird.
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, die eine oder die mehreren Bohrungen oder Kanäle etc. am Stauelement auszubilden, also an dem am Übergabeelement befestigten zusätzlichen Stauelement, das hierfür beispielsweise zumindest abschnittsweise mit einer, bevorzugt radialen, rillenartigen Vertiefungsstruktur versehen ist. Das heißt, dass als Stauelement beispielsweise ein entsprechend geometrisch umgeformtes, beispielsweise umfänglich gewelltes Blech vorgesehen ist, das radial außen eine Krümmung aufweist, damit der Fluidstrahl auf das Drehmomentübertragungselement gelenkt werden kann. In diesem Fall erfolgt die Aufstauung oder Fluidführung auch axial neben dem Ritzel über das radial nach innen und außen überstehende Stauelement respektive Fluidleitmittel.
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Alternativ kann das Übergabeelement bzw. das Ritzel auch nach innen bogenförmig gekrümmt sein und nur über Speichen befestigt sein. Eine fluiddichte, wandartige Begrenzung über ein Blech, an dem das Ritzel befestigt ist, kann in diesem Fall entfallen.
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Insbesondere, wenn ein zusätzliches Fluidleitmittel an dem Übergabeelement vorgesehen ist, ist es zweckmäßig, wenn dieses Elemente aufweist, die z. B. das gezielte Ansaugen des Fluidnebels in einer Luftströmung begünstigen. So ist es möglich, bei Bedarf auch aus einzelnen oder mehreren Bauteilen Schaufeln oder Gebläseelemente auszubilden, das heißt, dass das Fluidleitmittel mit entsprechenden Schaufel- oder Gebläseabschnitten versehen ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer Drehmomentübertragungseinrichtung in Form eines Kettentriebs in einer ersten Ausführungsform,
- 2 eine Schnittansicht durch die Drehmomentübertragungseinrichtung aus 1,
- 3 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung einer zweiten Ausführungsform,
- 4 eine Schnittansicht durch die Drehmomentübertragungseinrichtung einer dritten Ausführungsform,
- 5 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung einer vierten Ausführungsform,
- 6 eine Schnittansicht durch die Drehmomentübertragungseinrichtung aus 5,
- 7 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung einer fünften Ausführungsform, und
- 8 eine Schnittansicht durch die Drehmomentübertragungseinrichtung aus 7.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung 1, umfassend ein Drehmomentübertragungselement 2 hier in Form einer Kette 3 sowie ein drehbares Übergabeelement 4 in Form eines Kettenritzels 5, wobei das Kettenritzel 5 mit der Kette 23 über eine Verzahnung formschlüssig kämmt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ist in einem nicht näher gezeigten, zumindest teilweise mit einem Fluid gefüllten Gehäuse aufgenommen. Das Kettenritzel 5 mit einer nicht näher gezeigten Antriebseinrichtung verbunden, während die Kette 3 über ein zweites, nicht näher gezeigtes Kettenritzel läuft, das mit einer das zu übertragende Drehmoment empfangenden Einrichtung oder Gerätschaft verbunden ist.
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Zur Schmierung der Kette sind Fluidleitmittel 6 vorgesehen, die in den nachfolgenden Figuren in unterschiedlichen Ausgestaltungen gezeigt sind, wobei grundsätzlich für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
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2 zeigt eine Ausgestaltung derartiger Fluidleitmittel 6 respektive der Drehmomentübertragungseinrichtung 1. Die Fluidleitmittel 6 umfassen hier eine am Innenumfang des Übergabeelements 4, also des Kettenritzels 5, ausgebildete Sammelnut 7, die über eine umlaufende Schräge ausgebildet ist und zur einen Seite hin über einen Ritzelansatz 8, an dem ein Verbindungselement 9 beispielsweise in Form eines öldicht damit verbundenen Blechs angeordnet ist, begrenzt ist. Zur anderen Seite hin ist die Sammelnut 7 über die konisch ansteigende Nutflanke begrenzt.
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Von der Sammelnut 7 aus erstrecken sich eine oder mehrere Bohrungen oder Kanäle 10 radial nach außen in den Bereich der Verzahnung 11 des Kettenritzels 5, wie 2 zeigt. Ersichtlich münden die Bohrungen oder Kanäle 10 unmittelbar benachbart zum Drehmomentübertragungselement 2, hier also der Kette 3. Das Fluid 12, das sich in der Sammelnut 7 sammelt, wird über die bei einer Rotation des Übergabeelements 4 herrschende Fliehkraft nach außen durch die Bohrungen oder Kanäle 10 zur Kette 3 getrieben, so dass diese gezielt mit dem Fluid 12, das, wie die Pfeile P zeigen, beispielsweise als Sprühnebel oder Tröpfchen aus dem Raum gesammelt wird, versorgt werden kann.
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An dieser Stelle der Hinweis, dass das Übergabeelement 4 respektive das Kettenritzel 5 bei den gezeigten Ausführungsbeispielen aus einem inneren Trägerring besteht, auf den im gezeigten Beispiel ein Verzahnungsring aufgesetzt ist. Es kann sich aber auch um ein einteiliges Kettenritzel 5 handeln.
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3 zeigt eine weitere Alternative der Ausbildung der Fluidleitmittel 6. Vorgesehen ist auch hier wiederum eine Sammelnut 7 am Innenumfang des Übergabeelements 4, hier also des Kettenritzels 5. Diese Sammelnut 7 ist zur einen Seite hin wiederum über das Verbindungselement 9, also das beschriebene ring- oder scheibenförmige Blech begrenzt. Zur anderen Seite hin ist ein Stauelement 13 in Form eines Blechrings oder dergleichen an dem Kettenritzel 5 angeordnet, worüber zu dieser Seite hin die Sammelnut 7 begrenzt ist.
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Ferner umfassen die Fluidleitmittel 6 eine oder mehrere sich wiederum bevorzugt radial erstreckende Bohrungen oder Kanäle 10, durch die das Fluid 12 bei einer Rotation des Kettenritzels 5 fliehkraftbedingt ausgetrieben wird, wie sich fliehkraftbedingt aber auch das Schmiermittel 12 in der Sammelnut 7 ansammelt.
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3 zeigt eine dritte erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Drehmomentübertragungseinrichtung 1. Das Übergabeelement 4, wiederum in Form des Kettenritzels 5, ist hier mit zwei Sammelnuten 7a, 7b versehen, die zur einen Seite hin über das mittig an dem Kettenritzel 5 angeordnete Verbindungselement 9 respektive scheiben- oder ringförmige Blech begrenzt sind. Wie die 4 deutlich zeigt, ist das Kettenritzel 5 am Innenumfang konvex gewölbt ausgeführt, so dass die Sammelnuten 7a, 7b zu den axial äußeren Seiten über die entsprechende Innenumfangsgeometrie begrenzt sind, ersichtlich steigen die Flanken zur axialen Stirnseite hin an. Das Schmiermittel 12 sammelt sich in beiden Sammelnuten 7a, 7b. Von jeder Sammelnut 7a, 7b geht eine oder gehen mehrere Bohrungen oder Kanäle 10a, 10b bevorzugt radial ab und münden im Bereich der Verzahnung 11, über die die Kette 3, also das Übergabeelement 2, läuft. Hier ist also ein symmetrischer Aufbau im Bereich des Übergabeelements 4 mit dem axial gesehen mittig angeordneten Verbindungselement 9 vorgesehen.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung 1, wiederum umfassend ein Drehmomentübertragungselement 2 in Form einer Kette 3 sowie ein Übergabeelement 4 in Form eines Kettenritzels 5 mit einer Verzahnung 11, die mit der Kette 3 kämmt. Der grundsätzliche Aufbau, siehe insbesondere 6, entspricht weitgehend dem aus 3. Das heißt, dass auch hier ein Verbindungselement 9 in Form eines scheiben- oder ringförmigen Blechs oder dergleichen am Übergabeelement 4 respektive dem Kettenritzel 5 am Innenumfang befestigt ist. Dieses Verbindungselement dient zur Begrenzung einer Sammelnut 7, in der sich das Fluid 12 sammelt.
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Zur anderen Seite wird die Sammelnut 7 über ein ring- oder scheibenförmiges Stauelement 13 begrenzt, ähnlich wie in 3. Anders als bei der Ausgestaltung gemäß 3 sind hier an dem Stauelement 13 schaufelartige oder propeller- oder ventilatorartige Elemente 14 angeordnet, die dazu dienen, den Fluid- oder Ölnebel oder die Tröpfchen quasi anzusaugen und aktiv in die Sammelnut 7 zu fördern, oder um die Strömungsverhältnisse im nicht näher gezeigten, die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 aufnehmenden Gehäuse vorteilhaft zu beeinflussen.
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Vorgesehen sind wiederum eine oder mehrere Bohrungen oder Kanäle 10, über die das schmierende Fluid 12 zur Verzahnung 11 und damit zum Drehmomentübergabeelement 2, hier also der Kette 3, gefördert wird.
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Die 7 und 8 zeigen schließlich eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung 1, wiederum umfassend ein Drehmomentübertragungselement 2 in Form einer Kette 3 sowie ein Übergabeelement 4 in Form eines Kettenritzels 5, siehe insbesondere 8.
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Die Fluidleitmittel 6 umfassen hier ebenfalls ein Stauelement 13, das hier jedoch nicht nur die Staufunktion, sondern auch die Fluidleitfunktion übernimmt.
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Vorgesehen ist wiederum eine Sammelnut 7, in der sich das Fluid 12 sammelt. Diese wird zur einen Seite wiederum ein Verbindungselement 9 in Form des scheiben- oder ringförmigen Blechs, das an dem Kettenritzel 5 angeordnet ist, begrenzt. Zur anderen Nutseite hin erfolgt die Begrenzung über das Stauelement 13. Das Stauelement 13 ist über einen ringförmigen Befestigungsvorsprung 15 an der axialen Stirnseite des Kettenritzels 5 befestigt, beispielsweise verschraubt. Radial nach innen erstreckt sich ein erster Radialflansch 16, der der Begrenzung der Sammelnut 7 dient, wie 8 anschaulich zeigt. Zur Fluidförderung zur Kette 3 hin ist der Befestigungsvorsprung 15 mit entsprechenden Bohrungen oder Kanälen 10 versehen, durch die das Fluid 12 fliehkraftbedingt radial nach außen gedrückt wird. Diese Bohrungen oder Kanäle 10 münden in einen Leitraum 17, der über einen zweiten, radial nach außen laufenden Radialflansch 18 begrenzt ist. Dieser Radialflansch 18 ist, siehe 8, lokal gewölbt, so dass sich, wie durch die Pfeile gezeigt ist, das Fluid 12 zur Kette führen lässt. Diese Auswölbungen sind Teil des Kanals 10 respektive setzen diesen fort.
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Wie 7 zeigt, sind diese Wölbungen 19 nur lokal in Form von kanalartigen Auswölbungen an dem Stauelement 13 ausgebildet. Dies ist auf besonders einfache Weise möglich, indem das Stauelement 13 aus einem ungeformten Blech gebildet ist.
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Wenngleich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 7 und 8 nur am Stauelement 13 die Bohrungen oder Kanäle 10 vorgesehen sind, ist es selbstverständlich auch denkbar, zusätzlich am Kettenritzel 5 ein oder mehrere solche Bohrungen oder Kanäle 10 auszubilden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 2
- Drehmomentübertragungselement
- 3
- Kette
- 4
- Übergabeelement
- 5
- Kettenritzel
- 6
- Fluidleitmittel
- 7
- Sammelnut
- 7a
- Sammelnut
- 7b
- Sammelnut
- 8
- Ritzelansatz
- 9
- Verbindungselement
- 10
- Kanal
- 11
- Verzahnung
- 12
- Fluid
- 13
- Stauelement
- 14
- Propeller- oder ventilatorartiges Element
- 15
- Befestigungsvorsprung
- 16
- Radialflansch
- 17
- Leitraum
- 18
- Radialflansch
- 19
- Wölbung
