DE10225112A1 - Hydrodynamischer Momentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Hydrodynamischer Momentwandler (10), insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend wenigstens ein halbtorusförmiges Rad (18) mit einer Schale (28, 28A, 28B), welche Schaufeln (38) umgibt, sowie wenigstens eine elastische Dämpfungsvorrichtung (40) mit wenigstens einem Eingangselement, einem Ausgangselement und vorzugsweise umfangsmäßig wirksamen elastischen Organen (55), die zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen zum Einsatz kommen, wobei das Eingangs- oder Ausgangselement des Dämpfers einstückig mit wenigstens einem Abschnitt (50) der Schale (28, 28A, 28B) des Rads (18) ausgeführt ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Momentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
• Nach dem Stand der Technik, beispielsweise nach der FR-A-2.676.106, ist bereits ein hydrodynamischer Momentwandler bekannt, der folgendes umfaßt:
  
• - wenigstens ein halbtorusförmiges Rad mit einer Schale, die Schaufeln umgibt;
• - wenigstens eine elastische Dämpfungsvorrichtung mit wenigstens einem Eingangselement, einem Ausgangselement und umfangsmäßig wirksamen elastischen Organen, die zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen zum Einsatz kommen.
• In der Regel bildet bei einem derartigen hydrodynamischen Momentwandler das mit einer in etwa radialen Wandung versehene Gehäuse den Eingang des Momentwandlers, während der Ausgang durch eine Baugruppe aus Turbinenrad und Nabe gebildet wird, die im Innern des Gehäuses aufgenommen ist. Der Kolben ist zwischen der Baugruppe und der Wandung angeordnet und im Verhältnis zur Wandung axial beweglich gelagert, wobei er mit dieser drehfest verbunden ist oder nicht, je nachdem, ob es sich um eine "Zweiflächen"- oder "Einflächen"-Anwendung handelt.
• Herkömmlicherweise wird das Turbinenrad durch das Pumpenrad über die Zirkulation eines im Gehäuse enthaltenen Fluids, wie etwa Öl, angetrieben.
• Im Falle eines hydrodynamischen Momentwandlers für Kraftfahrzeuge handelt es sich bei der treibenden Welle um die Abtriebswelle des Fahrzeugmotors, während die getriebene Welle mit Gangwechselmitteln verbunden ist.
• Nach dem Anfahren des Fahrzeugs ermöglicht es die auch als "Lock-up-Vorrichtung" bezeichnete Überbrückungskupplung, den Schlupf zwischen dem Turbinenrad und dem Pumpenrad über die Kontrolle des Antriebs der treibenden Welle zu kontrollieren, die durch die mit dem Turbinenrad verbundene getriebene Welle mit dem Gehäuse verbunden ist.
• Diese Antriebskontrolle der Wellen erfolgt bekannterweise entweder durch Einspannung wenigstens eines hier am Kolben angebrachten Reibelements oder Reibbelags mit der Verriegelungswandung des Gehäuses, was einer "Einflächen"-Anwendung entspricht, oder als Variante von wenigstens zwei Reibelementen, die an einer ringförmigen Reibungskupplungsscheibe angebracht sind, wobei die Kupplungsscheibe zwischen dem Kolben und der Verriegelungswandung des Gehäuses angeordnet ist, was einer "Zweiflächen- oder Mehrscheiben"- Anwendung entspricht.
• Die Überbrückungskupplung umfaßt wenigstens eine im folgenden als Dämpfer bezeichnete elastische Dämpfungsvorrichtung, wie sie insbesondere in Fig. 13 der FR-A-2.676.106 veranschaulicht ist. Die "Lock-up-Vorrichtung" 818 ist zwischen dem Turbinenrad 813 und dem Pumpenrad 810 eingefügt, die einen Drehmomentwandler bilden, wobei die Räder 813, 810 direkt oder indirekt mit den Eingangs- oder Ausgangselementen des Dämpfers verbunden sind, zwischen denen umfangsmäßig wirksame elastische Organe 819a zum Einsatz kommen.
• In dieser Druckschrift umfaßt ein Teil der Schale des Pumpenrads 810b eine axiale Verlängerung 873, die einstückig mit der äußeren Schale des Pumpenrads 810b ausgeführt ist.
• "U"-förmige Bügel 874 bilden Eingangselemente, genauer gesagt: Angriffselemente der umfangsmäßig wirksamen elastischen Organe 819b der Dämpfungsvorrichtung 817b. Die Bügel 874 sind in einem Endbereich der Verlängerung 873 angefügt und befestigt, was beispielsweise durch Schweißen erfolgt. Die elastischen Organe 819b sind daher abwechselnd zwischen den Angriffselementen 874 und Ausgangselementen, hier radialen Armen 875, eingefügt, die zu einer drehfest mit dem Turbinenrad 813 verbundenen Reibungskupplungsscheibe gehören.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen konstruktiv einfachen, preiswert herzustellenden und leicht handhabbaren Momentwandler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Anzahl der Bestandteile der Überbrückungskupplung verringert ist und der nur geringe Außenabmessungen aufweist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Momentwandler nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
• Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, daß das Eingangselement oder das Ausgangselement des Dämpfers einstückig mit wenigstens einem Abschnitt der Schale des Rads ausgeführt ist.
• Der Hauptvorteil liegt dabei darin, daß die Notwendigkeit entfällt, zwei separate Teile anzufertigen, die anschließend aneinander befestigt werden müssen. Dadurch gestaltet sich die Herstellung des Dämpfers wesentlich einfacher und kostengünstiger.
• Darüber hinaus ermöglicht eine solche Anordnung eine Verringerung des Bauraumbedarfs und eine Verbesserung der allgemeinen Leistungen, insoweit die Dämpfungsvorrichtung, bezogen auf die Symmetrieachse X-X des Momentwandlers, radial weiter außen angeordnet wird.
• Der erfindungsgemäße Schalenabschnitt kann vorteilhafterweise ein Abschnitt der Schale des Turbinenrads sein und daher das Ausgangselement des Dämpfers bilden. Als Variante kann der Schalenabschnitt in der Schale des Pumpenrads ausgeführt sein, wie dies im bisherigen Stand der Technik veranschaulicht ist, wobei der Abschnitt dann das Eingangselement des Dämpfers bildet.
• Der das Eingangs- oder Ausgangselement des Dämpfers bildende Schalenabschnitt wird vorteilhafterweise behandelt, um seine Härte- und Verschleißfestigkeitseigenschaften zu verbessern.
• Die Schale des Rads ist vorteilhafterweise aus einem oder zwei Teilen ausgeführt, und der das Eingangs- oder Ausgangselement bildende Abschnitt ist durch mehr oder weniger starke Verformung der Schale hergestellt, ohne jedoch eine Behinderung der Strömung des Fluids oder eine Beeinträchtigung der Betriebseigenschaften zu verursachen.
• Der erfindungsgemäße Momentwandler ist bei einfacher Konstruktion kostengünstig herzustellen und leicht zu montieren und handzuhaben.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schale aus wenigstens zwei Teilen ausgeführt ist, und ein Abschnitt wenigstens eines dieser Teile das Eingangs- oder Ausgangselement des Dämpfers bildet.
• Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn die zwei die Schale bildenden Teile derart komplementär bzw. formschlüssig ausgeführt sind, daß sie ein vollständiges Schalenprofil bilden.
• Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn Befestigungsmittel zum Einsatz kommen, um die Verbindung zwischen den beiden Teilen herbeizuführen.
• Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Befestigungsmittel Ansätze umfassen, die zu den Schaufeln gehören und die für ihr Einhaken an der Schale des Rads vorgesehen sind.
• Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn die Ansätze, die die Befestigungsmittel bilden und die zu den Schaufeln gehören, durch in der Schale des Rads ausgeführte Greifer, Klauen oder Krallen gehalten werden.
• Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Verbindungsmittel mit einem Schweiß- oder Auffalzvorgang ausgeführt sind.
• Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das Eingangs- oder Ausgangselement des Dämpfers durch Ausschneiden und Formen, insbesondere Biegen, eines Abschnitts der Schale ausgeführt ist.
• Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn Dichtungsmittel vorgesehen sind, um die Öffnungen der Schale zu verschließen, die aus dem Ausschneiden der Eingangs- oder Ausgangselemente resultieren.
• Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn die Dichtungsmittel aus Verschlußstopfen, vorzugsweise aus Kunststoffstopfen bestehen.
• Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das einstückig ausgeführte Eingangs- oder Ausgangselement einen Führungsteil zur Führung der umfangsmäßig wirksamen elastischen Organe umfaßt.
• Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die elastische Dämpfungsvorrichtung in dem radial äußeren Bereich des Gehäuses des Momentwandlers angeordnet ist.
• Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Angriffselement des Dämpfers aus demjenigen der zwei die Schale bildenden Teile besteht, das radial am weitesten außen angeordnet ist und den Scheitelteil des Rads bildet.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird. Darin zeigen im einzelnen:
• Fig. 1 eine im Axialschnitt ausgeführte Teilansicht zur Darstellung der Hauptbestandteile eines hydrodynamischen Momentwandlers in Einflächen-Bauart nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung, wobei die Schale aus wenigstens zwei Teilen ausgeführt ist;
• Fig. 2 bis 6 Teilansichten des äußeren radialen Umfangs, ähnlich wie Fig. 1, zur Darstellung verschiedener Ausführungsvarianten der ersten Ausführungsart gemäß der Erfindung;
• Fig. 7 eine ähnliche Teilansicht wie Fig. 1 zur Darstellung einer zweiten Ausführungsart der Erfindung, bei der die Schale aus nur einem Teil ausgeführt ist;
• Fig. 8 und 9 im Axialschnitt ausgeführte Teilansichten zur Darstellung der Hauptbestandteile eines hydrodynamischen Momentwandlers in Zweiflächen-Bauart nach dritten und vierten Ausführungsarten der Erfindung.
• Wie verständlich geworden sein dürfte, können die Lehren der vorliegenden Erfindung natürlich bei jeder Art von hydrodynamischem Momentwandler umgesetzt werden, und zwar sowohl bei Einflächen-, Zweiflächen- oder auch Mehrscheiben-Anwendungen.
• In der nachfolgenden Beschreibung werden identische, gleichartige oder entsprechende Bauteile jeweils durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
• Um das Verständnis der Beschreibung und der Ansprüche zu erleichtern, werden, ohne einschränkende Wirkung, die Lagebezeichnung vorn und hinten entsprechend der linken bzw. rechten Seite von Fig. 1 und der analogen Figuren verwendet. Außerdem sind die Lagebezeichnungen axial und radial in bezug auf die Drehachse X-X des Momentwandlers zu verstehen.
• In Fig. 1 ist ein hydrodynamischer Momentwandler in Einflächen-Bauart nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung dargestellt und durch die allgemeine Bezugsnummer 10 bezeichnet.
• Dieser Momentwandler 10 ist dazu bestimmt, zwei Wellen zu verbinden, und zwar eine treibende und eine getriebene Welle im Falle einer Anwendung bei einem automatischen Kraftfahrzeuggetriebe. In diesem Fall handelt es sich bei der treibenden Welle um die Abtriebswelle des Fahrzeugmotors, während die getriebene Welle mit Gangwechselmitteln verbunden ist.
• Wie dies an sich bekannt ist, umfaßt der hydrodynamische Momentwandler 10 ein Gehäuse 12, das dazu bestimmt ist, die treibende Welle und ein, hier in den Figuren nicht dargestelltes, Pumpenrad drehfest zu verbinden.
• Der Momentwandler 10 umfaßt eine Nabe 14, die dazu bestimmt ist, die getriebene Welle 16 und ein Turbinenrad 18 drehfest zu verbinden.
• Das Gehäuse 12 umfaßt eine Wandung 20, die sich radial erstreckt und die an ihrem äußeren Ende, hinter einem um 90° abgewinkelten Abschnitt, durch eine axial ausgerichtete Einfassung verlängert wird. Der freie Abschlußrand der Einfassung ist so gestaltet, daß seine, beispielsweise durch Laserschweißen ausgeführte, Verbindung mit einem anderen Gehäuse in symmetrischer Ausführung mit dem Gehäuse 12 (nicht dargestellt) ermöglicht wird.
• Die Geometrie der radialen Wandung 20 des Gehäuses kann nach Maßgabe der jeweiligen Anwendungen unterschiedlich ausfallen, insbesondere aus Gründen im Zusammenhang mit dem axialen Bauraumbedarf oder aufgrund von Vorgaben hinsichtlich der Anordnung innerhalb der Motorumgebung des Fahrzeugs. So ist die Wandung 20 hier mit gewundener Form ausgeführt, wobei sie einen Abschnitt umfaßt, der in etwa die Form eines liegenden "V" aufweist, wobei festzustellen ist, daß dieser Abschnitt auch dazu beiträgt, die Gesamtsteifigkeit der Wandung 20 zu verstärken.
• Das Gehäuse 12 umfaßt nach hinten eine Außenfläche, an der, hier durch Scheißen, Kopplungsmittel zur Verbindung mit der treibenden Welle angefügt sind. Diese Mittel umfassen insbesondere ein Zentrierorgan 22 sowie als Mutter dienende Mittel, die dazu bestimmt sind, Befestigungsschrauben zur Befestigung des Momentwandlers 10 an einem (nicht dargestellten) Verbindungsflansch des Motors aufzunehmen.
• Die Nabe 14, die hier insgesamt einen "L"-förmigen Querschnitt aufweist, umfaßt einen radial ausgerichteten ersten Arm und einen axial ausgerichteten zweiten Arm.
• Der erste Arm bildet einen radial ausgerichteten Flansch 24, an dessen äußerem Teil, hier durch Aufnieten oder als Variante durch Schweißen, das radial innere Ende der Schale des Turbinenrads 18 befestigt ist.
• Dazu weist das Ende des Flansches 24 eine erste Einsenkung 25, auf der das Ende der Schale mit zur Achse X-X insgesamt senkrechter Ausrichtung zentriert ist, und eine hintere zweite Einsenkung auf. Die zweite Einsenkung 26 ist so ausgeführt, daß die hinteren Nietköpfe axial in der Tiefe der Einsenkung aufgenommen sind und sich nicht über die Rückseite des Flansches 24 hinaus erstrecken. Der Kolben 30 kann sich daher axial möglichst nahe an der Nabe 14 verschieben.
• Der drehende Antrieb zwischen der Nabe 14 und der getriebenen Welle 16 erfolgt hier durch formschlüssiges Zusammenwirken zwischen Nuten und axialen Keilwellenprofilen, die an dem einen und/oder dem anderen dieser Elemente eingearbeitet sind.
• Die Nabe 14 und die Welle 16 umfassen hier beide nach hinten, genauer gesagt: rechts von den Drehantriebsmitteln (bzw. nach innen bei der Nabe 14 und nach außen bei der Welle 16), jeweils eine Nut, die im Anschluß an die Verbindung der Nabe 14 und der Welle eine Aufnahme definieren, in der eine Dichtung 17 eingesetzt wird. Dabei ist zu beachten, daß das hintere Ende der Welle 16 eine Abschrägung umfaßt, um das Einsetzen der Dichtung 17 zu erleichtern.
• Der hydrodynamische Drehmomentwandler 10 umfaßt außerdem eine auch als "Lock-up-Vorrichtung" bezeichnete Überbrückungskupplung, die nach dem Anfahren des Fahrzeugs und der hydraulischen Verbindung der treibenden und der getriebenen Welle zugeschaltet wird, um bei Überschreitung eines bestimmten Drehmoments den Schlupf zwischen dem Turbinenrad und dem Pumpenrad auszugleichen, der einen Leistungsverlust zur Folge hat.
• Die Lock-up-Vorrichtung umfaßt herkömmlicher Weise einen Kolben 30, der im Verhältnis zu dem axial ausgerichteten Arm der Nabe 14 axial beweglich gelagert und dazu bestimmt ist, gegen die Vorderseite der Wandung 20 des Gehäuses 12 beaufschlagt zu werden, um die Verbindung der treibenden und der getriebenen Welle zu verriegeln.
• Der Kolben 30 umfaßt an seinem inneren Umfang einen ersten "L"-förmigen Abschnitt, der ähnlich wie derjenige der Nabe 14 ausgeführt ist und dessen axial ausgerichteter Arm eine Buchse 32 bildet, die sich axial nach hinten erstreckt und mit einem Dichtungsmittel 31, etwa mit einem Segment oder einem Dichtring, zusammenwirkt. Das Dichtungsmittel 31 ist zwischen der durch die Buchse 32 gebildeten inneren Gleitfläche des Kolbens 30 und der gegenüberliegenden Fläche der Nabe 14 eingefügt, um die Abdichtung zwischen einer als Betätigungskammer 58 bezeichneten ersten Kammer und einer als Turbinenkammer 59 bezeichneten zweiten Kammer zu gewährleisten.
• Das Dichtungssegment 31 ist hier an der Nabe 14 oder als Variante am Kolben 30 angebracht und in einer ringförmigen Auskehlung 15 aufgenommen, die in die Nabe 14 eingearbeitet ist, wobei die Nabe 14 ferner eine Endabschrägung umfaßt, um das durch Einpassung vorgenommene Einsetzen des Dichtungsmittels 31 zu erleichtern.
• Bei der ersten Ausführungsart erstreckt sich der Kolben 30, wie in Fig. 1 dargestellt, insgesamt quer und radial nach außen durch den radialen Arm des "L" des ersten Abschnitts und anschließend durch einen zweiten Zwischenabschnitt, der hier in Form eines liegenden "V" ausgeführt ist und der sich in etwa an die Form der Wandung 20 des Gehäuses 12 anpaßt und in einem insgesamt quer verlaufenden Teilstück und anschließend in einer Versteifungseinfassung, die sich nach vorn erstreckt, endet.
• Wenigstens ein Reibbelag G ist, beispielsweise durch Verkleben, an dem quer angeordneten dritten Abschnitt des Kolbens 30 angefügt, der dazu bestimmt ist, mit der Wandung des Gehäuses 12 in Kontakt zu kommen. Als Variante ist der Reibbelag G am Gehäuse 12 angebracht.
• Bei dieser ersten Ausführungsart handelt es sich um eine Einflächen-Anwendung, das heißt, daß hier nur ein Reibbelag G zwischen dem Kolben 30 und der Wandung 20 des Gehäuses 12 eingefügt ist.
• Es können natürlich auch andere Ausführungsvarianten in Betracht gezogen werden. So könnte die Reibung auch direkt zwischen entsprechend behandelten Teilen, ohne Einfügung eines Reibelements in der Art eines Reibbelags, stattfinden.
• Die Reibbeläge G sind vorzugsweise mit Nuten versehen, deren Profil nach Maßgabe der jeweiligen Anwendungen unterschiedlich ausfallen kann, wobei diese Nuten insbesondere eine Verbesserung der Kühlung in der Nähe der Wandung 20 des Gehäuses 12 sowie einen Betrieb mit kontrolliertem Schlupf ermöglichen.
• Es ist darauf hinzuweisen, daß die getriebene Welle 16 eine axiale Bohrung enthält, die am hinteren freien Ende dieser Welle mündet. Diese Bohrung steht mit der Betätigungskammer 58 in Verbindung, die axial durch die Wandung 20 des Gehäuses und den Kolben 30 begrenzt ist und die durch einen an die Bohrung angeschlossenen Hydraulikkreislauf mit Drucköl befüllt wird.
• Wenn während des Betriebs die hydraulische Kopplung zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad 18 hergestellt ist, dann wird die treibende Welle, die durch das Gehäuse 12 mit dem Pumpenrad verbunden ist, dank der Lock-up-Vorrichtung fest mit der getriebenen Welle 16 verbunden, die wiederum durch die Nabe 14 mit dem Turbinenrad 18 verbunden ist.
• Das Lock-up-System funktioniert dadurch, daß der Druck beiderseits des Kolbens 30, das heißt zwischen der Betätigungskammer 58 und der Turbinenkammer 59 verändert wird, wobei dieser Kolben axial nach hinten bewegt wird, um die (auch als Schließen oder Überbrücken bezeichnete) Verriegelung des Kolbens 30 und der Wandung 20 des Gehäuses 12 herbeizuführen, und nach vorn, um die (auch als Öffnen bezeichnete) Freigabe zu bewirken.
• Wenn sich der durch den Druck angetriebene Kolben 30 nach hinten bewegt, um den Reibbelag an der Wandung 20 einzuspannen, dann wird das Drehmoment von der Wandung 20 des Gehäuses 12 über die Dämpfungsvorrichtung, und nicht mehr über das Turbinenrad 18 und das Pumpenrad, an das Turbinenrad 18 des Drehmomentwandlers übertragen.
• Bei der in Fig. 1 veranschaulichten ersten Ausführungsart umfaßt die Dämpfungsvorrichtung oder der Dämpfer 40 ein Eingangselement, das aus einem, hier durch Aufnieten, fest mit dem Kolben 30 verbundenen Mitnahme- und Führungsteil 41 besteht, und ein Ausgangselement, das aus Ansätzen 50 besteht, die einstückig mit wenigstens einem Abschnitt der Schale des Turbinenrads ausgeführt sind, wobei umfangsmäßig wirksame elastische Organe 55 zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement des Dämpfers eingefügt sind.
• Das Ausgangselement 41 umfaßt einerseits einen radial inneren ersten Abschnitt 42 in Form eines flachen Rings, der am Kolben 30 aufgenietet ist, um die Befestigung und die drehfeste Verbindung sicherzustellen, und andererseits einen zweiten Abschnitt 43, der insgesamt halbtorusförmig ausgebildet ist und sich größtenteils in dem radial außen durch die Versteifungseinfassung des Kolbens 30 begrenzten Zwischenraum erstreckt.
• Der mit konkaver Form ausgeführte zweite Abschnitt 43 ist insgesamt als eine axial ausgerichtete Auskehlung oder Nut gestaltet, die axial nach hinten in Richtung der Wandung 20 des Gehäuses 12 offen ist.
• Wie man dies in Fig. 1 erkennen kann, in welcher der zweite Abschnitt 43 im Axialschnitt dargestellt ist, umfaßt dieser Abschnitt 43 einen ringförmigen äußeren oder oberen Teil 44 mit axialer Ausrichtung, der sich nach hinten von einem vorderen Teil in Form eines Rings 47 mit Öffnungen 48 erstreckt, der durch einen kegelstumpfartigen Anschlußteil 46 mit dem Abschnitt 42 verbunden ist.
• Die Öffnungen 48 ermöglichen den Durchgang der Ansätze 50, die einstückig mit wenigstens einem Abschnitt der Schale des Turbinenrads ausgeführt sind.
• Im Schnitt weist der zweite Abschnitt 43 ein C- förmiges Profil auf, und er nimmt eine Reihe von elastischen Organen 55, hier in Form von vorgewölbten oder nicht vorgewölbten, umfangsmäßig wirksamen Schraubenfedern, auf, die auf einem gleichen Kreisumfang zum Einsatz kommen und deren Durchmesser etwas kleiner als die vertikale Höhe der Auskehlung 42 zwischen seinen Teilen 44 und 46 ist.
• Nach einem bekannten Prinzip sind die Federn 55 dadurch umfangsmäßig geführt und axial nach vorn durch den Teil 47 gehalten. Der äußere Teil 44 ist hier axial länger als der kegelstumpfartige untere Teil 46, der leicht in Richtung der Symmetrieachse X-X geneigt ist, um das Einsetzen der Federn 55 in dem ringförmigen Teil in Form einer Auskehlung 43 zu ermöglichen und zu erleichtern.
• Die Federn 55 kommen zwischen den Ansätzen 50 und anderen Reihen von Mitnahmeansätzen 144, 146 zum Einsatz, die zum ringförmigen Abschnitt 43 gehören. Der ringförmige Abschnitt 43 umfaßt somit doppelte Auflagebereiche, bei denen es sich um Auflageflächen handelt, die aus den gegenüberliegenden Ansätzen 144, 146 bestehen und durch Stanzen und/oder Tiefziehen der Auskehlung 43 radial nach innen im oberen Teil 44 bzw. im unteren Teil 46 gebildet werden.
• Erfindungsgemäß sind die Ansätze 50 einstückig mit einem Abschnitt der Schale 28 des Turbinenrads 18 ausgeführt.
• Bei der Ausführungsart von Fig. 1 besteht die Schale 28 aus zwei verschiedenen Teilen, und zwar aus einem ersten Teil 28A und einem zweiten Teil 28B. Das erste Teil 28A befindet sich hier radial am weitesten außen, so daß es den Scheitelteil des Turbinenrads 18 bildet. Das Angriffselement der Federn 55, das heißt die das Ausgangselement des Dämpfers 40 bildenden Ansätze 50, wird durch den Abschnitt gebildet, der sich radial nach innen erstreckt und der so gebogen ist, daß Ansätze 50 gebildet werden, die sich im Verhältnis zur Achse X-X in etwa axial erstrecken.
• Die Ansätze 50 umfassen vorteilhafterweise in den Kontaktbereichen mit den Federn 55 Zentner- und Haltesockel für die Federn 55. Die Sockel erstrecken sich von jedem Rand eines Ansatzes 50 aus und dringen in das Innere des offenen Endes jeder dem Ansatz 50 zugekehrten Feder 55 ein.
• Das zweite Teil 28B bildet den unteren Hauptteil der Schale 28, wobei das erste und das zweite Teil 28A, 28B ein vollständiges Schalenprofil bilden, so daß die hydrodynamischen Eigenschaften optimal ausfallen.
• Die Teile 28A und 28B werden durch die Schaufeln 38 zusammengehalten, die Klammern 138 umfassen, die für ihr Einhaken an der Schale 28 des Rads vorgesehen sind, wobei die Klammern 138 vorteilhafter außen an der Schale eingehakt werden.
• Die Klammern 138 der Schaufeln 38 bilden Befestigungsmittel für die Verbindung zwischen den beiden Teilen 28A und 28B der Schale.
• Die Schaufeln 38 umfassen vorteilhafterweise radial mehrere Klammern 138, drei Klammern 138 nach der Ausführungsart der Figur und als Variante wenigstens zwei Klammern 138 für jedes Teil der Schale 28.
• Wie in Fig. 1 dargestellt, können zusätzliche Verbindungsmittel vorgesehen sein. So kann insbesondere ein Schweißvorgang zwischen den Teilen 28A und 28B der Schale in Höhe der Ansätze 50 des Dämpfers 40 ausgeführt werden.
• Dieser Schweißvorgang kann punktuell in Höhe jedes Ansatzes 50 erfolgen, oder er kann sich als Variante auf dem Umfang des Turbinenrads 18 erstrecken, um eine Schweißnaht in Höhe des Anschlußbereichs der beiden Teile 28A, 28B zu bilden.
• Eine solche Schweißverbindung ermöglicht es vorteilhafterweise die Leckagen zu begrenzen, die während des Betriebs am Anschlußbereich zwischen den beiden die Schale 28 bildenden Teilen auftreten können.
• Fig. 2 zeigt, ähnlich wie Fig. 1, eine Teilansicht des äußeren radialen Umfangs zur Darstellung einer ersten Ausführungsvariante der ersten Ausführungsart der Erfindung.
• Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Variante sind die Klammern 138 der Schaufeln 38, die radial am weitesten nach außen liegen, radial in Höhe des Anschlußbereichs der beiden die Schale bildenden Teile 28A, 28B angeordnet, so daß sie durch den gleichen Schweißvorgang fest mit den Teilen 28A und 28B verbunden werden können.
• Fig. 3 zeigt, ähnlich wie Fig. 1, eine Teilansicht des äußeren radialen Umfangs zur Darstellung einer zweiten Ausführungsvariante der ersten Ausführungsart gemäß der Erfindung.
• Nach der in Fig. 3 veranschaulichten Variante sind die beiden die Schale 28 bildenden Teile 28A und 28B formschlüssig ausgeführt, so daß sie ein vollständiges Schalenprofil bilden, wobei die gegenüberliegenden Abschnitte der Teile 28A, 28B hier in Form von Auszackungen ausgeführt sind und jeweils ineinander eingreifen, um das besagte Profil zu bilden.
• Vorteilhafterweise überlappen sich die Teile 28A, 28B nicht, und das Turbinenrad 18 weist nur eine einzige Blechdicke auf, die der Dicke der Schale 28 entspricht.
• Wie zuvor sind die Teile 28A, 28B der Schale durch eine Schweißnaht miteinander verbunden.
• Fig. 4 zeigt, ähnlich wie Fig. 1, eine Teilansicht des äußeren radialen Umfangs zur Darstellung einer dritten Ausführungsvariante der ersten Ausführungsart gemäß der Erfindung.
• Fig. 4 veranschaulicht eine Variante, bei der die Teile 28A und 28B nicht wie zuvor durch eine Schweißnaht, sondern hier durch Auffalzen miteinander verbunden sind. Das Ende des unteren Teils 28A ist hier auf dem oberen Teil 28A in Höhe der Abwinklung aufgefalzt, die durch den Angriffsansatz 50 der Federn des Dämpfers 40 verlängert wird. Als Variante kann natürlich auch das Ende des oberen Teils 28A auf dem unteren Teil 28B aufgefalzt sein.
• Fig. 5 zeigt, ähnlich wie Fig. 1, eine Teilansicht des äußeren radialen Umfangs zur Darstellung einer vierten Ausführungsvariante der ersten Ausführungsart gemäß der Erfindung.
• Nach dieser Variante dringen die Klammern 138 der Schaufeln 38, die sich am weitesten radial außen befinden und die am oberen ersten Teil 28A der Schale eingehakt sind, zwischen Krallen 538 ein, die in die Schale 28A eingearbeitet sind und durch die die Klammern 138 in Position gehalten werden.
• Die Krallen 538 und die Klammern 138 sind in Fig. 5A deutlicher zu erkennen, in der eine perspektivische Teilansicht des oberen Teils der Schale 28 dargestellt ist.
• Bei dieser Variante sind die Teile 28A und 28B der Schale nicht durch Schweißen miteinander verbunden, so daß die einzigen Befestigungsmittel zwischen den Teilen die Klammern 138 der Schaufeln 38 sind.
• Fig. 6 zeigt, ähnlich wie Fig. 1, eine Teilansicht des äußeren radialen Umfangs zur Darstellung einer fünften Ausführungsvariante der ersten Ausführungsart gemäß der Erfindung.
• Bei der Variante gemäß Fig. 6 ist das Ausgangselement, das heißt die Ansätze 50, einstückig mit einem Abschnitt des unteren Teils 28B der Schale 28 ausgeführt.
• Es können natürlich einige der Varianten miteinander kombiniert werden. Wie verständlich geworden sein dürfte, könnten die Varianten der Fig. 1 bis 5 in der gleichen Weise wie nach Fig. 6 ausgeführt sein, das heißt mit einem Ausgangselement 50 des Dämpfers 40, das einstückig mit einem Abschnitt des unteren Teils 28B der Schale 28 ausgeführt ist.
• Fig. 7 zeigt, ähnlich wie Fig. 1, eine Teilansicht zur Darstellung einer zweiten Ausführungsart der Erfindung, bei der die Schale 28 einteilig ausgeführt ist.
• Erfindungsgemäß besteht das Ausgangselement des Dämpfers 40 aus den Ansätzen 50, die einstückig mit wenigstens einem Abschnitt der Schale 28 ausgeführt sind.
• Die Ansätze 50 sind hier durch Ausschneiden der Schale 28 mit anschließendem Biegen des so ausgeschnittenen Abschnitts ausgeführt, so daß sich die Ansätze 50 in etwa axial nach hinten erstrecken und durch die Öffnungen 48 hindurchgehen, die in den in Form einer Auskehlung 43 ausgeführten Abschnitt eingearbeitet sind.
• Das Profil der Schale 28 umfaßt daher anstelle jedes Bereichs, in dem ein Ansatz ausgeschnitten wurde, eine Öffnung 718, die einen Kontakt zwischen dem Turbinenrad 18 und der Turbinenkammer 59 herstellt.
• Um eine einwandfreie Funktionsweise des Turbinenrads 18 sicherzustellen, sind nach einer zweiten Ausführungsart der Erfindung Dichtungsmittel 728 vorgesehen, um die aus dem Ausschneiden der Ansätze 50 resultierenden Öffnungen 718 zu verschließen.
• Wie in Fig. 7 veranschaulicht, bestehen die Mittel zum Verschließen der Öffnungen 718 und zur Abdichtung aus Verschlußstopfen 728, etwa aus Kunststoffstopfen, die beispielsweise durch Aufklippsen an der Schale 28 angebracht sind.
• Die Fig. 8 und 9 zeigen im Axialschnitt ausgeführte Teilansichten zur Darstellung der Hauptbestandteile eines hydrodynamischen Momentwandlers in Zweiflächen-Bauart nach dritten und vierten Ausführungsarten der Erfindung.
• Der hydrodynamische Momentwandler ist hier in Zweiflächen-Bauart ausgeführt und umfaßt eine Reibungskupplungsscheibe 52, die dazu bestimmt ist, zwischen dem Kolben 30 und der Wandung 20 des Gehäuses 12 eingespannt zu werden. Die Kupplungsscheibe 52 ist axial zwischen dem Kolben 30 und der Wandung 20 eingefügt und umfaßt auf ihrer Vorder- und Rückseite in an sich bekannter Weise Reibbeläge G.
• Bei den dritten und vierten Ausführungsarten sind natürlich auch andere Ausführungsvarianten in der Art der bereits zur ersten Ausführungsart beschriebenen Varianten anwendbar.
• Der Kolben 30 ist drehfest mit der Wandung 20 des Gehäuses 12 durch herkömmliche Mittel verbunden, die beispielsweise in der Druckschrift WO 96/14526 oder WO 99/45294 beschrieben werden.
• Die Verbindungsmittel bestehen hier aus biegsamen und tangential ausgerichteten Zungen 80, die in Umfangsrichtung verteilt sind. Die Gruppen aus einer oder mehreren Zungen sind zwischen dem Kolben 30 einerseits und der Wandung 20 des Gehäuses 12 andererseits eingefügt und an jedem ihrer Enden befestigt. Die Zungen 80 ermöglichen durch elastische Verformung eine axiale Verschiebung, das heißt eine geradlinige Führung der Bewegung des Kolbens 30. Die Anzahl der Zungen 80 ist von den jeweiligen Anwendungen abhängig, wobei diese Zungen vorzugsweise in mehreren Zungengruppen gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt sind. Die Zungen können quer ausgerichtet sein, wobei sie beispielsweise in dreieckiger oder rechteckiger Form ausgeführt sind, oder sie können auch eine tangentiale Ausrichtung aufweisen.
• Ein erstes Ende der Zungen ist mit der Wandung 20 des Gehäuses 12 über einen Kranz 82 verbunden, der an dieser Wandung 20 durch einstückig mit der Wandung 20 des Gehäuses 12 ausgeführte Niete 84 befestigt ist. Das zweite Ende der Zungen ist durch andere Niete mit dem Kolben 30 verbunden.
• Der Einbau des Kolbens 30 im Gehäuse 12 ist an sich bekannt. Zunächst werden die Zungen am Kranz 82 und am Kolben 30 eingehakt, woraufhin der Kranz 82 an der Wandung 20 befestigt wird. Um den zuletzt genannten Vorgang auszuführen, sind durchgehende Löcher 30T in den Kolben 30 in etwa in Höhe der Niete 84 eingearbeitet, um Durchgangsöffnungen für den Zugang eines Befestigungs- und/oder Montagewerkzeugs zu den Nieten 84 zu schaffen.
• Um die Abdichtung zwischen der Betätigungskammer 58 und der Turbinenkammer 59 sicherzustellen, werden die umfangsmäßig am Kolben 30 verteilten Öffnungen 30T beispielsweise durch Verschlußstopfen 85 im Anschluß an den Einbau des Kolbens 30 im Gehäuse 12 verschlossen.
• Nach der in Fig. 8 veranschaulichten vierten Ausführungsart umfaßt der Dämpfer 40 zwei Führungsscheiben zur Führung der umfangsmäßig wirksamen elastischen Organe 55.
• Die radial am weitesten außen angeordnete erste Führungsscheibe 843 ist durch formschlüssiges Zusammenwirken drehfest mit der Kupplungsscheibe 52 verbunden. Hier ist die Verbindung zum Beispiel als Nut-Zapfen-Verbindung ausgeführt, wobei der hintere Endabschnitt der Führungsscheibe 843 mit dem radial oberen Teil der Kupplungsscheibe 52 in Eingriff kommt.
• Die zweite Führungsscheibe 850 ist einstückig mit einem Abschnitt der Schale 28 des Turbinenrads 18 ausgeführt, wobei die Schale 28 wie in Fig. 1 aus zwei Teilen 28A und 28B ausgeführt ist.
• Die Federn 55 sind zwischen der Führungsscheibe 850, die das Ausgangselement des Dämpfers 40 bildet, und der Führungsscheibe 843 eingefügt, die das Eingangselement des Dämpfers bildet.
• Jede der Führungsscheiben 843, 850 ist insgesamt ringförmig gestaltet und bildet Auskehlungen, in denen die Federn 55 geführt sind.
• Außerdem umfaßt jede der Führungsscheiben 843, 850 Ausbuchtungen 43 bzw. 50, an denen die Federn 55 des Dämpfers 840 zur Anlage kommen.
• Ein derartiger Dämpfer 840 könnte natürlich mit einem Momentwandler gemäß der Figur, das heißt in Einflächen-Bauart, ausgeführt sein, wobei die erste Führungsscheibe 843 dann fest mit dem Kolben 30 verbunden wäre und die Kupplungsscheibe 52 entfiele.
• Die erste Führungsscheibe 843 ist mit der zweiten Führungsscheibe 850 axial durch formschlüssiges Zusammenwirken verbunden, hier durch eine Ausbuchtung der Führungsscheibe 843, die mit einer entsprechenden Nut zusammenwirkt, die an dem hinteren Ende der Führungsscheibe 850 eingearbeitet ist.
• Diese axiale Verbindung ermöglicht es, die Führungsscheiben 843, 850 im Verhältnis zueinander sowie die elastischen Organe 55 zu positionieren.
• Fig. 9 veranschaulicht eine fünfte Ausführungsart gemäß der Erfindung mit einem Momentwandler in Zweiflächen-Bauart wie bei Fig. 8, wobei der Dämpfer 940 unterschiedlich ausgeführt ist.
• Der Dämpfer 940 umfaßt ein Ausgangselement, das durch Ausbuchtungen 944 und 946 gebildet wird, an denen die Federn 55 zur Anlage kommen, wobei diese Ausbuchtungen 944, 946 Angriffselemente der Federn 55 bilden.
• Die Schale 28 besteht aus zwei Teilen 28A und 28B, wobei die erste Ausbuchtung 944 im ersten Teil 28A und die zweite Ausbuchtung 946 im zweiten Teil 28B ausgebildet ist.
• Die Ausbuchtungen 944, 946 erstrecken sich insgesamt radial einander gegenüberliegend und sind in den Abschnitten 44 und 46 der Teile 28A und 28B der Schale 28 ausführt.
• Der Abschnitt 46 erstreckt sich insgesamt radial nach außen und hält die Federn 55 axial in Position.
• Die beiden die Schale 28 bildenden Teile 28A, 28B sind durch Befestigungsmittel verbunden, wobei hier das Ende des Abschnitts 44 des Teils 28A am Abschnitt 46 des Teils 28B aufgenietet ist.
• Das Eingangselement des Dämpfers 940 besteht aus einer Zwischenscheibe 950, die im Schnitt in Form eines umgekehrten "L" ausgebildet ist, wobei sich der erste Teil der Zwischenscheibe radial nach innen erstreckt und mit den Federn 55 in Kontakt kommt, während sich der zweite Teil axial nach hinten erstreckt und drehfest mit der Kupplungsscheibe 52 verbunden ist.
• Nach Maßgabe der jeweiligen Ausführungen können die den Eingang und den Ausgang des Dämpfers bildenden Elemente natürlich auch umgekehrt werden.

Claims (13)

1. Hydrodynamischer Momentwandler (10), insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend:
wenigstens ein halbtorusförmiges Rad (18) mit einer Schale (28, 28A, 28B), die Schaufeln (38) umgibt;
wenigstens eine elastische Dämpfungsvorrichtung (40) mit wenigstens einem Eingangselement, einem Ausgangselement und elastischen, vorzugsweise umfangsmäßig wirksamen Organen (55), die zwischen dem bzw. den Eingangselement(en) und Ausgangselement(en) zum Einsatz kommen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Eingangselement oder das Ausgangselement des Dämpfers (40) einstückig mit wenigstens einem Abschnitt (50) der Schale (28, 28A, 28B) des Rads (18) ausgeführt ist.

2. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (28) aus wenigstens zwei Teilen (28A, 28B) ausgeführt ist und daß ein Abschnitt (50) wenigstens eines dieser Teile (28A, 28B) das Eingangselement oder das Ausgangselement des Dämpfers (40) bildet.

3. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei die Schale (28) bildenden Teile (28A, 28B) komplementär ausgeführt sind, so daß sie ein vollständiges Schalenprofil bilden.

4. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsmittel zum Einsatz kommen, um die Verbindung zwischen den beiden Teilen (28A, 28B) herbeizuführen.

5. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel Ansätze (138) umfassen, die zu den Schaufeln (38) gehören und die für ihr Einhaken an der Schale (28, 28A, 28B) des Rads (18) vorgesehen sind.

6. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (138) durch in der Schale (28, 28A, 28B) des Rads (18) ausgeführte Greifer oder Krallen (538) gehalten sind.

7. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel geschweißt oder aufgefalzt sind.

8. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangselement oder das Ausgangselement des Dämpfers (40) einen ausgeschnittenen und umgeformten, insbesondere gebogenen Abschnitt der Schale (28) umfaßt.

9. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtungsmittel (728) vorgesehen sind, um die Öffnungen (718) der Schale (28) zu verschließen, die aus dem Ausschneiden der Eingangselemente- oder Ausgangselemente resultieren.

10. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel (728) Verschlußstopfen, insbesondere Kunststoffstopfen, umfassen.

11. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückig ausgeführte Eingangs- oder Ausgangselement einen Führungsteil (43) zur Führung der elastischen Organe (55) umfaßt.

12. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Dämpfungsvorrichtung (40) in dem radial äußeren Bereich des Gehäuses (12) des Momentwandlers (10) angeordnet ist.

13. Hydrodynamischer Momentwandler (10) nach Anspruch 12 in Kombination mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangselement oder das Ausgangselement des Dämpfers (40) aus demjenigen der zwei die Schale (28) bildenden Teile (28A, 28B) besteht, das radial am weitesten außen angeordnet ist und den Scheitelteil des Rads (18) bildet.