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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend einen hydrodynamischen Wandler und ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Hydrodynamische Wandler sind aus dem Stand der Technik bekannt und umfassen ein durch ein Antriebsaggregat angetriebenes Pumpenrad, ein mit einem Getriebe verbundenes Turbinenrad, ein als Reaktionsglied dienendes Leitrad und das zur Drehmomentübertragung erforderliche Öl. Hierbei ist aus dem Stand der Technik bekannt, hydrodynamische Wandler mittels eines zwischen dem Wandlerhals und dem Getriebegehäuse angeordneten Wellendichtrings gegenüber dem Getriebegehäuse abzudichten.
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Aus dem Stand der Technik sind gasgeschmierte Gleitringdichtungen Levitex® der Firma Freudenberg Sealing Technologies bekannt. Der Unterschied zu herkömmlichen Wellendichtringen besteht darin, dass die beiden Gleitflächen im Betrieb nicht durch einen Ölfilm, sondern durch ein dünnes Luftpolster voneinander getrennt sind, was in vorteilhafter Weise dazu führt, dass der Reibungsverlust aufgrund der deutlich geringeren Viskosität der Luft im Vergleich zu Öl deutlich sinkt.
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Die gasgeschmierten Levitex ® Gleitringdichtungen bestehen aus einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator einen Gleitring umfasst, der über ein Elastomerbauteil an das Gehäuse anvulkanisiert ist und wobei der Rotor durch einen Gegenring und einen Mitnehmer, der ihn zentriert, gebildet wird. Die für die Dichtheit und Funktion erforderliche axiale Kraft, die den Gleitring an den Gegenring presst, resultiert aus der speziellen Form des Elastomerbauteils und seiner Einfederung bei der Montage. Im dynamischen Betrieb bildet sich zwischen Gleit- und Gegenring ein Luftpolster, welches den Gleit- und Gegenring voneinander trennt, wobei das Luftpolster durch aerodynamisch wirksame Nuten auf der Dichtfläche, die bei Rotation einen Schleppdruck aufbauen, entsteht.
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Ferner ist vorgesehen, dass zur Verschleiß- und Reibungsreduktion aus dem Stillstand heraus der Gleitring und der Gegenring mit einer Beschichtung versehen sind. Um eine Dichtwirkung zu erzielen, müssen der Rotor und der Stator der Levitex ® Gleitringdichtung ziemlich genau zueinander laufen.
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Nach dem Stand der Technik ist der Wandlerhals axial nicht gelagert, so dass in nachteiliger Weise Wandlerblähen, nämlich eine Ausdehnung des Wandlers in axialer Richtung, Toleranzen der Flexplate, an der eine Gehäuseschale des Wandlers befestigt ist und Verformungen der Flexplate durch Quer- oder Längsbeschleunigung einen direkten Einfluss auf die Dichtstelle haben.
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Des Weiteren ist der Wandlerhaltebügel, durch den der Wandler in Axialrichtung durch ein Herausfallen gesichert ist, derart ausgeführt, dass bei der Montage des Getriebes mit dem Motor, insbesondere bei der Montage des Wandlers an die Flexplate, der Wandler axial aus dem Ölraum gezogen wird.
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Die Toleranzen der Flexplate liegen im Millimeterbereich, wobei sich der Wandler im Betrieb ebenfalls im Millimeterbereich in axialer Richtung ausdehnen kann, so dass der Abstand zwischen dem Gleitring und dem Gegenring, wenn der Wandler mittels einer Levitex ® Gleitringdichtung zwischen dem Wandlerhals und dem Getriebegehäuse abgedichtet werden soll, ebenfalls im Millimeterbereich liegen kann. Da der Abstand zwischen dem Gleitring und dem Gegenring einer Levitex ® Gleitringdichtung maximal wenige Zehntelmillimeter betragen darf, kann eine Levitex ® Gleitringdichtung bei den aus dem Stand der Technik bekannten Wandlern nicht eingesetzt werden.
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Zudem wird der Wandler nach dem Stand der Technik nach der Getriebemontage gesteckt, was dazu führt, dass der Rotor der Levitex ® Gleitringdichtung auf den Wandlerhals aufgepresst werden müsste und dass der Stator der Levitex ® Gleitringdichtung ins Getriebegehäuse eingepresst werden müsste, wodurch eine hinsichtlich der Dichtwirkung optimale Anordnung des Rotors und des Stators nicht gewährleistet werden kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend einen hydrodynamischen Wandler und ein Getriebe anzugeben, bei dem der Wandler mittels einer Levitex ® Gleitringdichtung abgedichtet werden kann.
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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 ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend einen hydrodynamischen Wandler mit einem mit einer Pumpenwelle verbundenen Pumpenrad, einem Turbinenrad und einem Leitrad, und ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse vorgeschlagen, bei dem die Pumpenwelle und das Getriebegehäuse derart ausgeführt sind, dass radial betrachtet zwischen der Pumpenwelle und dem Getriebegehäuse eine umlaufende Tasche entsteht, in die eine Levitex ® Gleitringdichtung nach Zusammenbau von Pumpenwelle und Gehäuse als eine Einheit einpressbar ist, so dass der Wandler mittels der radial betrachtet zwischen der Pumpenwelle und dem Getriebegehäuse angeordneten Levitex ® Gleitringdichtung gegenüber dem Getriebegehäuse abdichtbar ist. Die umlaufende Tasche kann als Ausdrehung oder allgemeiner ausgedrückt als ringförmiger Hohlraum im Getriebegehäuse ausgebildet sein, welcher in zumindest einer axialen Richtung offen ist. Nach Innen wird die umlaufende Tasche von einer Außenkontur der Pumpenwelle begrenzt.
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Gemäß der Erfindung ist der Rotor der Levitex ® Gleitringdichtung auf der Pumpenwelle angeordnet, wobei der Stator im Gehäuse eingepresst wird und der Rotor und der Stator ziemlich genau zueinander laufen.
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Im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Antriebssträngen kann beispielsweise die Pumpenwelle axial betrachtet in Richtung auf den Wandler verlängert werden, wobei das Getriebegehäuse oberhalb des dem Wandler zugewandten Endes der Pumpenwelle einen sich parallel zur Pumpenwelle erstreckenden Absatz aufweist, derart, dass eine umlaufende Tasche gebildet wird, die radial betrachtet durch die Pumpenwelle und den Gehäuseabsatz und axial betrachtet durch das Getriebegehäuse definiert ist.
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Durch die erfindungsgemäße Konzeption erfolgt die Abdichtung des hydrodynamischen Wandlers des Antriebsstrangs gegenüber dem Getriebegehäuse über eine Welle mit sehr geringen axialen Bewegungen, nämlich über die Pumpenwelle, wodurch in vorteilhafter Weise die Verwendung einer Levitex ® Gleitringdichtung ermöglicht wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Bauteile. Es zeigen:
- 1: Die Abdichtung eines Wandlers gegenüber dem Getriebegehäuse mittels eines Wellendichtrings nach dem Stand der Technik; und
- 2: Die Abdichtung eines Wandlers gegenüber dem Getriebegehäuse mittels einer Levitex ® Gleitringdichtung bei einem gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführten Antriebsstrang.
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Der allgemeine Aufbau und die Funktionsweise von Antriebssträngen umfassend einen hydrodynamischen Wandler sind dem Fachmann bestens bekannt, so dass im Folgenden die Merkmale detailliert beschrieben werden, die für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind.
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In 1 ist ein hydrodynamischer Wandler 1 eines Antriebsstrangs dargestellt, wobei das Getriebe mit 2 und das Getriebegehäuse mit 3 bezeichnet sind. Der Wandler 1 umfasst nach dem Stand der Technik ein mit einem Antriebsaggregat verbundenes Pumpenrad 4, ein mit einer Getriebeeingangswelle 7 verbundenes Turbinenrad 5 und ein Leitrad 6. Das Pumpenrad 4 ist mit einer über eine Lagerung 11 im Getriebe 2 gelagerten Pumpenwelle 8 verbunden; der Wandlerhals, der eine mit dem Leitrad 6 verbundene Leitradwelle 10 teilweise umschließt, ist in der Figur mit dem Bezugszeichen 9 versehen.
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Nach dem Stand der Technik und bezugnehmend auf 1 ist der hydrodynamische Wandler 1 mittels eines zwischen dem Wandlerhals 9 und dem Getriebegehäuse 3 angeordneten Wellendichtrings 12 gegenüber dem Getriebegehäuse 3 abgedichtet.
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Aufgrund der axialen Bewegungen, die der axial nicht gelagerte Wandlerhals 9 im Betrieb des Wandlers durchführen kann, kann keine Levitex ® Gleitringdichtung anstelle des Wellendichtrings 12 verwendet werden, ohne den Antriebsstrang zu modifizieren, wie bereits erläutert.
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Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 2 wird ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend einen hydrodynamischen Wandler 1 und ein Getriebe 2 vorgeschlagen, bei dem die Pumpenwelle 8 und das Getriebegehäuse 3 derart ausgeführt sind, dass radial betrachtet zwischen der Pumpenwelle 8 und dem Getriebegehäuse 3 eine umlaufende Tasche 13 entsteht, in die eine Levitex ® Gleitringdichtung 14 zur Abdichtung des Wandlers 1 gegenüber den Getriebegehäuse 3 nach Zusammenbau von Pumpenwelle 8 und Getriebegehäuse 3 als eine Einheit einpressbar ist. Die so genannte umlaufende Tasche 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine axial gerichtete Nut, welche radial nach Außen als eine Ausdrehung im Getriebegehäuse 3 ausgebildet ist, wobei die Tasche radial nach Innen von einer Außenkontur der Pumpenwelle 8 gebildet wird.
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Durch die Montage der Levitex ® Gleitringdichtung 14 als eine Einheit wird gewährleistet, dass der Rotor und der Stator der Levitex ® Gleitringdichtung 14 genau zueinander laufen, um eine Dichtfunktion im Betrieb des Wandlers 1 zu ermöglichen.
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Auf diese Weise ist der Wandler 1 mittels der radial betrachtet zwischen der Pumpenwelle 8 und dem Getriebegehäuse 3 angeordneten Levitex ® Gleitringdichtung 14 gegenüber dem Getriebegehäuse 3 abdichtbar.
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Hierbei ist der Rotor 15 der Levitex ® Gleitringdichtung auf der Pumpenwelle angeordnet, wobei der Stator 16 im Getriebegehäuse 3 eingepresst ist und der Rotor 15 und der Stator 16 genau zueinander laufen, um eine Dichtfunktion im Betrieb des Wandlers 1 zu ermöglichen.
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Bei dem in 2 gezeigten Beispiel ist die Pumpenwelle 8 im Vergleich zum Stand der Technik nach 1 axial betrachtet in Richtung auf den Wandler 1 verlängert, wobei das Getriebegehäuse 3 oberhalb des dem Wandler 1 zugewandten Endes der Pumpenwelle 8 einen sich parallel zur Pumpenwelle 8 erstreckenden Absatz 17 aufweist, derart, dass eine umlaufende Tasche 13 gebildet wird, die radial betrachtet durch die Pumpenwelle 8 und den Gehäuseabsatz 17 und axial betrachtet durch das Getriebegehäuse 3 definiert ist. Die Pumpenwelle 8 ist hierbei so ausgebildet, dass sich diese axial in Richtung des Wandlers 1 mindestens so weit erstreckt wie das Getriebegehäuse 3.
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Somit erfolgt die Abdichtung des Wandlers 1 gegenüber dem Getriebegehäuse 3 über die Pumpenwelle 8, welche im Betrieb minimale axiale Bewegungen durchführt, wodurch die Verwendung einer Levitex ® Gleitringdichtung ermöglicht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- hydrodynamischer Wandler
- 2
- Getriebe
- 3
- Getriebegehäuse
- 4
- Pumpenrad
- 5
- Turbinenrad
- 6
- Leitrad
- 7
- Getriebeeingangswelle
- 8
- Pumpenwelle
- 9
- Wandlerhals
- 10
- Leitradwelle
- 11
- Lagerung der Pumpenwelle 8
- 12
- Wellendichtring
- 13
- umlaufende Tasche
- 14
- Levitex ® Gleitringdichtung
- 15
- Rotor
- 16
- Stator
- 17
- Gehäuseabsatz
