DE10230650A1 - Hydraulischer Drehmomentwandler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem automatischen Getriebe.

Description

• Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit Gehäuse, einem Pumpenrad, einem Turbinenrad und gegebenenfalls einem Leitrad sowie einer Wandlerüberbrückungskupplung zur Überbrückung von Pumpen- und Turbinenrad sowie gegebenfalls zumindest einen Torsionsschwingungsdämpfer, der in den Kraftweg zwischen Wandlereingangsteil und Wandlerausgangsteil geschaltet ist.
• Derartige Wandler sind in den Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen als Verbindungseinrichtungen und Anfahrkupplungen zur Übertragung des Drehmoments von einer Antriebseinheit wie Brennkraftmaschine und einem automatischen Getriebe bekannt.
• Die Wandlerüberbrückungskupplung wird dabei im Drehmomentwandler angeordnet und bei bestimmten Betriebszuständen des Wandlers, wenn keine Drehmomentwandlung nötig ist und/oder ein Energieverlust durch den hohen Schlupf zwischen Pumpen- und Turbinenrad vermieden werden soll, geschlossen, so dass die Drehmomentübertragung von dem Wandlergehäuse direkt auf Wandlerausgangsteile wie beispielsweise einer mit der Getriebeeingangswelle verbundenen Nabe und/oder dergleichen erfolgt.
• Die Wandlerüberbrückungskupplung bildet dabei im geschlossenen Zustand einen Reibschluss zwischen einem gehäuseseitigen und einem ausgangsseitigen Bauteil aus. Dieser Reibschluss verursacht an den Reibeingriffsflächen einen Wärmeeintrag, insbesondere wenn die Wandlerüberbrückungskupplung beispielsweise aus Komfortgründen schlupfend betrieben, das heißt während des Aufbau eines Reibschlusses mit einer Relativverdrehung der beiden den Reibschluss bildenden Teile. Nach dem Stand der Technik wird dieser Wärmeeintrag durch einen Wandlerfluidstrom kompensiert, der durch einen Druckunterschied zwischen der Wandlerkammer mit dem Turbinenrad und einer vom Kolben der Wandlerüberbrückungskupplung von dieser abgetrennten Kammer entsteht, indem in den Reibeingriffsflächen Nuten vorgesehen werden, durch die das Wandlerfluid strömt und damit eine Kühlung der Reibeingriffsflächen bewirkt. Bei einem vorgegebenen Druckunterschied ist der Wandlerfluidfluss von der Nutengeometrie und deren Verschleiß über die Betriebszeit abhängig. Es wird daher nach dem Stand der Technik üblicherweise ein zu Beginn erhöhter Wandlerfluidfluss eingestellt, der auch bei einer Nutengeometrie nahe des Verschleißzustandes noch für eine ausreichende Kühlung sorgt.
• Hieraus leitet sich die Aufgabe ab, einen Drehmomentwandler zu konzipieren, der über die Lebensdauer der Reibeingriffsflächen, beispielsweise von Reibbelägen einer Wandlerüberbrückungskupplung einen konstanten Wandlerfluidfluss erzeugt. Hierbei soll die Kühlung der Reibeingriffsflächen auch nahe der Verschleißgrenze erhalten bleiben und im Neuzustand der Wandlerfluidstrom beispielsweise aus energetischen und/oder ökonomischen Gründen nicht unnötig hoch sein. Weiterhin soll die Strömungsgeometrie möglichst effektiv ausgestaltet werden, so dass der Wärmeübergang von den Reibeingriffsflächen auf das Wandlerfluid verbessert werden kann.
• Die Aufgabe wird durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe wie Automatikgetriebe gelöst, der zumindest aus einem mit einer Antriebswelle wie Kurbelwelle einer Antriebseinheit wie Brennkraftmaschine drehschlüssig verbundenen, mit einem Wandlerfluid befüllten Gehäuse, mit dem drehschlüssig ein Pumpenrad verbunden ist, und einem drehschlüssig mit einer Getriebeeingangswelle des Getriebes verbundenen, von dem Pumpenrad angetriebenen Turbinenrad und einer zumindest zeitweise das Gehäuse mit der Getriebeeingangswelle verbindenden Wandlerüberbrückungskupplung besteht, wobei die Wandlerüberbrückungskupplung mittels eines Kolbens betätigt wird, der das Gehäuse im schlupfenden oder geschlossenen Betrieb der Wandlerüberbrückungskupplung in zumindest zwei Kammern, von denen eine erste einen Wandlerfluideinlass und eine zweite einen Wandlerfluidauslass aufweist, abtrennt, wobei der Kolben mittels eines Druckunterschieds des Wandlerfluids in den beiden Kammern angesteuert wird und in schlupfendem oder geschlossenem Betrieb zumindest eine drehfest mit dem Gehäuse verbundene Reibeingriffsfläche mit einer drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbundene Reibeingriffsfläche in Reibeingriff bringt, wobei zumindest eine Reibeingriffsfläche als profilierte Reibeingriffsfläche zumindest eine entlang einer Reibeingriffsoberfläche axial vertiefte, in Verbindung mit beiden Kammern stehende Nut mit nicht zu vernachlässigbarer Drosselfunktion aufweist, die zwischen den zumindest zwei Kammern einen Wandlerfluidstrom zur gezielten Kühlung der zumindest einen Reibeingriffsfläche freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckabfall zwischen den beiden Kammern bei geschlossener oder schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung an der zumindest einen Nut in Verbindung mit zumindest einer zwischen die beiden Kammern geschalteten Drosselöffnung erfolgt.
• Der vorgeschlagene Drehmomentwandler vermeidet eine reine Abhängigkeit des Wandlerfluidstroms vom Durchflusswiderstand der profilierten Reibeingriffsfläche, die insbesondere bei Verwendung von verschleißbehafteten Reibbelägen eine Abhängigkeit vom Verschleiß über die Lebensdauer des Reibbelags bedingt und eine alleinige Abhängigkeit von einer vorgeschalteten Drossel, bei der die profilierte Reibfläche so ausgelegt sein muß, dass sie keinen Beitrag zum Druckabfall zwischen den beiden Kammern leistet. Dies erfordert eine äußerst offene Profilierung des Reibbelags, was zwangsläufig dazu führt, dass die profilierte Reibeingriffsfläche mit entsprechend ausgestalteten Nuten in den Reibbelägen einen intensiven Wärmeaustausch infolge einer zu kurzen Länge und/oder zu großem Querschnitt verhindern. In der vorliegenden Erfindung wird daher der Wandlerfluidstrom über die Lebensdauer der Reibbeläge in ausreichendem Maße konstant gehalten, so dass der zur Steuerung der Wandlerüberbrückungskupplung im Drehmomentwandler angelegte Druck im wesentlichen auch konstant gehalten werden kann.
• Vorteilhafterweise kann nach dem erfinderischen Gedanken der Druckabfall an der zumindest einen Drosselöffnung größer als der Druckabfall an der zumindest einen Nut sein. Untersuchungen hierzu haben gezeigt, dass ein Druckabfall an der zumindest einen Nut von zumindest 2%, vorzugsweise zumindest 10% des gesamten Druckabfalls zwischen den beiden Kammern vorteilhaft sein kann. Der Druckabfall ist dabei im wesentlichen abhängig von der Auslegung der profilierten Reibeingriffsfläche, das von der Ausgestaltung der zumindest einen Nut bezüglich ihrer Tiefe, Breite und Länge sowie der geometrischen Anordnung entlang der Reibeingriffsoberfläche, beispielsweise in Form von Zick-Zack- Nuten, Schlangenlinien und dergleichen. Es versteht sich, dass neben dem Druckabfall an der zumindest einen Drosselöffnung und der profilierten Reibeingriffsfläche weitere Einflussgrößen zum Druckabfall zwischen den beiden Kammern beitragen können - beispielsweise Umlenkungen im Ein- und Auslauf von den Kammern in die Reibeingriffsflächen, Drosselöffnungen und dergleichen. Diese Beiträge können jedoch in diesem Zusammenhang vernachlässigt werden, da sie klein gegenüber den Beiträgen der zumindest einen Nut zum Druckabfall zwischen den Beiden Kammern sind.
• Nach dem erfinderischen Gedanken können als profilierte Reibeingriffsflächen Ein- und Anprägungen aller Art dienen, beispielsweise Einprägungen in Wandlerbauteile wie beispielsweise dem Kolben, Reiblamellen und als Reibeingriffsflächen ausgestaltete Gehäuseabschnitte, Reibeingriffsflächen aufweisende Ringteile, die mit dem Gehäuse oder mit der Ausgangsseite beispielsweise dem Turbinenrad, der Nabe und dergleichen drehschlüssig verbunden sind, und dergleichen verwendet werden. Besonders vorteilhaft kann die Verwendung von Reibbelägen sein, die mit diesen Bauteilen verbunden sind, beispielsweise mittels Klebstoffen auf diesen fixiert, mit diesen vernietet oder anderweitig mechanisch oder chemisch fest verbunden sind. Vorteilhaft ist es dabei, wenn diese Reibbeläge die zumindest eine Nut aufweisen. Diese zumindest eine Nut kann in diesen Reibbelägen eingeprägt sein, wobei es besonders vorteilhaft sein kann, wenn der Prägevorgang unter Druck gleichzeitig mit dem Fixiervorgang erfolgt, so dass auch die zumindest eine geprägte Nut, beispielsweise in Form eines Nutmusters unter Druck fixiert, beispielsweise verklebt wird. Eine vorteilhafte Dicke oder Stärke des Reibbelags liegt erfahrungsgemäß bei ca. 1 mm, so dass mit einer Nuttiefe von maximal 0,6 mm die besten Erfahrungen gemacht werden konnten. Mit einer derartigen Nuttiefe sind über den Umfang der profilierten Reibeingriffsfläche verteilte Nuten mit einer Nutbreite zwischen 3 mm und 5 mm sowie einer Nutlänge von 100 mm bis 200 mm besonders vorteilhaft, um den Strömungswiderstand bei herkömmlichen Drehmomentwandlern mit einem Druckabfall von ca. 4 bar einzustellen. Der Durchmesser der Drosselöffnungen wird dabei in Abhängigkeit von deren Anzahl so eingestellt, dass der Druckabfall an den Drosselöffnungen insgesamt 3 bis 3,5 bar beträgt. Soll bei der gegebenen Belagstärke und damit vorgegebener Nuttiefe der Druckabfall noch mehr an den Drosselöffnungen stattfinden, müssen zunehmend kürzere Nuten vorgesehen werden, die zu einer Verschlechterung des Kühlergebnisses der Reibeingriffsflächen führen.
• Die zumindest eine Nut steht nach dem erfinderischen Gedanken in Verbindung mit der zumindest einen Drosselöffnung, beispielsweise in Form einer seriellen Hintereinanderschaltung einer oder mehrerer Nuten an eine Drosselöffnung. Dabei kann die zumindest eine Drosselöffnung in einem Bauteil der Wandlerüberbrückungskupplung eingebracht sein, beispielsweise in einem metallischen Bauteil wie einem Gehäuseabschnitt des Gehäuses, einer Reiblamelle oder einem Abschnitt des Kolbens, wobei das Bauteil in unmittelbarem Kontakt zu dem Bereich der Reibeingriffsflächen der Wandlerüberbrückungskupplung steht. Dabei kann die zumindest eine Drosselöffnung auf demselben Bauteil vorgesehen sein, auf dem der Reibbelag beziehungsweise die profilierte Reibeingriffsfläche vorgesehen ist. Weiterhin kann die zumindest eine Drosselöffnung auch auf einem Bauteil mit einer Reibeingriffsfläche vorgesehen sein, die in Reibeingriff zu der profilierten Reibeingriffsfläche gebracht werden kann.
• Die Ausgestaltung von Nuten nach dem erfinderischen Gedanken kann in der Weise erfolgen, dass eine oder mehrere, über den Umfang verteilte Drosselöffnungen eine erste Kammer mit einer sich über den Umfang der Reibeingriffsfläche erstreckenden Nut verbinden und die Nut zumindest eine Öffnung mit vernachlässigbarer Drosselwirkung, das heißt mit gegenüber der Drosselöffnung großem Querschnitt, in Richtung zweiter Kammer aufweist. Dabei kann die sich über den Umfang erstreckende Nut kreisförmig, wellenförmig oder zick-zack-förmig sein, wobei mehrere Öffnungen über den Umfang verteilt das Wandlerfluid aus den Nuten in die zweite Kammer einleiten können. Es versteht sich, dass nach dem erfinderischen Gedanken auch jeweils zumindest eine Drosselöffnung eine erste Kammer mit zumindest einer sich über ein Kreissegment einer Reibeingriffsfläche erstreckenden Nut verbinden können, die zumindest eine Öffnung mit vernachlässigbarer Drosselwirkung in Richtung zweite Kammer aufweist. So können beispielsweise Nutsegmente über den Umfang verteilt sein die an einem Ende die Drosselöffnung zur einen Kammer aufweisen und am anderen Ende ohne wesentlichen Druckabfall in die zweite Kammer münden. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, jeweils eine Drosselöffnung zwischen den beiden freien Enden eines Nutsegmentes vorzusehen und diese in die zweite Kammer münden zu lassen. In einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel können die Drosselöffnungen im Bereich des radial äußeren Umfangs einer Reibeingriffsfläche beispielsweise in einer Lamelle oder in einem Kolben vorgesehen sein, wobei die Kammer mit dem höheren Druck die Wandlerkammer mit Pumpen- und Turbinenrad sein kann und das Druckmedium in die zweite Kammer mit dem Wandlerfluidauslass eingeleitet wird.
• Die Einleitung des Wandlerfluids zu der zumindest einen Drosselöffnung soll nach dem erfinderischen Gedanken möglichst bei vernachlässigbarem Strömungswiderstand erfolgen, so dass es vorteilhaft sein kann, im Bereich der zumindest einen Drosselöffnung im Reibbelag einen Wandlerfluideinlass vorzusehen. Dies kann erfolgen, indem der Reibbelag in diesem Bereich von radial außen ausgestanzt wird, so dass um die in der Regel kreisrunde Drosselbohrung eine großzügige Aussparung des Reibbelags erfolgt. In besonders vorteilhafter Weise kann der Reibbelag im Bereich der Drosselöffnung ebenfalls kreisrund und im wesentlichen koaxial zur Drosselöffnung beispielsweise auf den 5 bis 10- fachen Durchmesser des Durchmessers der Drosselöffnung ausgestanzt sein und die Verbindung des Stanzloches nach radial außen im Reibbelag eingeprägt sein, so dass insbesondere bei einer großen Anzahl an Drosselöffnungen der Reibbelag im wesentlichen seine Stabilität beibehält.
• Der gegenüber dem Durchmesser der Drosselöffnung große Durchmesser im Belag erleichtert weiterhin die Positionierung des Bauteils mit der Drosselbohrung gegenüber dem Reibbelag, so dass eine größere Fehlertoleranz im Verdrehwinkel der beiden Teile gegeneinander während der Fixierung des Reibbelags auf dem Bauteil zugelassen werden kann. In diesem Zusammenhang kann es auch vorteilhaft sein, den Reibbelag und das die zumindest eine Drosselöffnung enthaltende Bauteil jeweils mit einem Lagepositionierungsmittel auszustatten, das einem Werkzeug zur Fixierung der beiden Teile aufeinander eine Lagepositionierung ermöglicht. Als Lagepositionierungsmittel kann hierbei aus zumindest einer Ausnehmung wie Kerbe oder Öffnung bestehen, mittels derer über ein Führungsmittel die genaue Positionierung während der Montage möglich ist und ein zumindest teilweises Zusetzen der empfindlichen Drosselöffnungen durch den Reibbelag oder Rückstände des Fixiermittels, beispielsweise Klebstoff, vermieden werden kann.
• Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel nach dem erfinderischen Gedanken sieht vor, dass in einem metallischen Bauteil der Wandlerüberbrückungskupplung die zumindest eine Drosselöffnung in einer Ringnut oder Ringnutsegment des Bauteils endet, wobei die Ringnut oder das Ringnutsegment bei geschlossener oder schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung in Verbindung mit zumindest einer Nut der profilierten Reibeingriffsfläche steht. Hierbei kann es besonders vorteilhaft sein, mehrere Drosselöffnungen über den Umfang einer Reibeingriffsfläche zu verteilen und damit die Ringnut oder die Ringnutsegmente mit Wandlerfluid zu versorgen. Wird bei einem Reibschluss der Reibbelag an die Reibeingriffsfläche mit der Ringnut angelegt, wird das Wandlerfluid in die im Reibbelag eingeprägten Nuten überführt, wobei die Nuten jeweils zumindest einen Wandlerfluidauslass aufweisen, die das Wandlerfluid in die druckärmere beziehungsweise drucklose Kammer abführen.
• Weiterhin können in vorteilhafter Weise Drosselöffnungen auf verschiedenen Umfängen der Reibeingriffsflächen angeordnet sein und in entsprechend angeordnete Nuten münden, so dass Nutmuster resultieren können, die sich von radial außen nach radial innen oder von einem radial zwischen Außen- und Innenumfang zum radial innen oder außen gelegenen Grenzumfang der Reibeingriffsfläche erstrecken.
• Für die Anlage der Nuten gilt nach dem erfinderischen Gedanken generell, dass die Drosselöffnung bezogen auf den Druckabfall von der ersten in die zweite Kammer der druckhöheren Kammer benachbart und die zumindest eine Nut nachfolgend angeordnet ist. Dabei kann die Kammer mit dem Pumpenrad den Wandlerfluideinlass und damit die druckhöhere Kammer oder mit dem Wandlerfluidauslass und damit die Kammer mit dem kleineren Druck sein. Entsprechend ändern sich die Flussrichtungen des Wandlerfluids.
• Vorteilhafte Ausgestaltungsbeispiele können eine einzige oder mehrere Reibeingriffsflächenpaarungen aufweisen. Ein vorteilhaftes Ausgestaltungsbeispiel kann hierbei eine Ausgestaltung einer Wandlerüberbrückungskupplung mit einem eine Reibeingriffsfläche tragenden axial verlagerbaren und mit der Ausgangsseite des Wandlers drehschlüssig angekoppelter Kolben sein, der einen Reibschluss mit einer gehäuseseitig, beispielsweise am Gehäuse selbst vorgesehenen Reibeingriffsfläche bildet, wobei ein Reibbelag mit einem vorteilhaften Nutmuster am Kolben oder gehäuseseitig vorgesehen sein kann und die Wandlerüberbrückungskupplung in speziellen Ausführungen auch eine konische Reibfläche aufweisen kann. Ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel eines Drehmomentwandlers sieht eine Wandlerüberbrückungskupplung insbesondere zur Übertragung von hohen Drehmomenten mit einer Reiblamelle vor, die beidseitig eine Reibeingriffsfläche aufweist, wobei eine Reibeingriffsfläche einen Reibeingriff mit einem Gehäusebauteil, beispielsweise einem Gehäuseabschnitt oder einem mit dem Gehäuse drehfest verbunden Scheibenteil und die andere einen Reibeingriff mit einer am axial verlagerbaren Kolben vorgesehenen Reibeingriffsfläche bildet, wobei der Kolben wiederum mit dem Gehäuse drehschlüssig gekoppelt ist, beispielsweise radial außerhalb der Reibeingriffsflächen mittels Blattfedern, die mit dem Gehäuse nach außen dicht vernietet sein können. Dabei können die Reibbeläge als profilierte Reibeingriffsflächen mit einem vorteilhaften Nutmuster im Sinne der Erfindung an der Reiblamelle oder an den antriebsseitig vorgesehen Reibeingriffsflächen von Kolben und Gehäuseabschnitt vorgesehen sein. Es versteht sich, dass in weiteren Ausführungsbeispielen, mehrere Reiblamellen vorgesehen sein können und der Kolben diese als Lamellenblock beaufschlagen kann.
• Bei Verwendung einer Reiblamelle mit zwei Reibbelägen mit jeweils zumindest einer Nut kann es vorteilhaft sein, wenn die Nuten beider Reibbeläge unmittelbar in Verbindung mit zumindest einer Drosselöffnung stehen, das heißt, vorteilhafterweise ist für jede Nut eines jeden Reibbelags auf der gegenüberliegenden Seite der Reiblamelle zumindest eine Einlassseite für eine Drosselöffnung und auf der anderen Seite der Reiblamelle ein Auslass aus der Drosselöffnung in die entsprechende Nut vorgesehen. Bei längerer Ausdehnung der Nuten über den Umfang des Reibbelags insbesondere bei einer umlaufenden Nut, kann es vorteilhaft sein mehrere über die Länge der Nut verteilte Drosselöffnungen in die Nut münden zu lassen. Weiterhin kann es insbesondere für eine ausgeglichene Kühlung beider Reibbeläge von Vorteil sein, dass sich Drosselöffnungen für Nuten eines ersten Reibbelags und Drosselöffnungen für Nuten eines zweiten Reibbelags der Reiblamelle über den Umfang abwechseln. Eine weitere vorteilhafte Anordnung kann zumindest eine erste Drosselöffnung vorsehen, die mit einer Nut eines ersten Reibbelags unmittelbar verbunden ist und der zumindest eine zweite Drosselöffnung nachgeschaltet ist, die in einer weiteren Nut im zweiten Reibbelag mündet. Auf diese Weise wird das Wandlerfluid über die zumindest eine Drosselöffnung zuerst in den ersten und von dort über zumindest eine weitere Drosselöffnung in den zweiten Reibbelag geleitet, wobei die Verweilzeiten des Wandlerfluids in den einzelnen Belägen über die Anzahl oder die Weite der ersten und zweiten Drosselöffnungen und/oder über die Auslegung der Strömungsverhältnisse in den Nut(en) des ersten und zweiten Reibbelags eingestellt werden könnte. Vorteilhaft kann auch hier sein, die Einlässe in die Drosselöffnungen über den Umfang abwechselnd zu gestalten, so dass die Reibbeläge über den Umfang abwechselnd über die Drosselöffnungen mit Wandlerfluid versorgt werden.
• Nach dem erfinderischen Gedanken sind die Drosselöffnungen zur Lösung der Aufgabe vorzugsweise in metallischen Bauteilen vorgesehen und weisen technisch die Funktion von Blenden auf, die nur in sehr geringem Maße infolge der sich über die Temperatur ändernden viskosen Eigenschaften des Wandlerfluids temperaturabhängig sind. Es versteht sich, dass auch Bauteile aus Materialien mit vergleichbaren Eigenschaften wie Kunststoffe, Kohlefaserwerkstoffe, Keramik und dergleichen als Bauteile mit entsprechenden Drosselöffnungen verwendet werden können. Die zumindest eine Drosselöffnung wird vorteilhafterweise so ausgelegt, dass über den Umfang der Reibeingriffsflächen eine ausreichende Kühlung erreicht wird und dabei der Wandlerfluidfluss minimiert werden kann. Dabei kann eine einzige Drosselöffnung mit einem entsprechenden Querschnitt als Blende vorgesehen sein. Vorteilhaft sind jedoch mehrere, über den Umfang verteilte Drosselöffnungen kleineren Querschnitts. Limitierend kann dabei die Fertigbarkeit und Handhabung vieler kleiner Drosselöffnungen sein, die nicht genügend reproduzierbar herstellbar sind und leicht durch Verunreinigungen im Wandlerfluid zugesetzt werden können. Erfahrungsgemäß eignen sich bei Steuerdrücken kleiner 10 bar, vorzugsweise kleiner 5 bar, Drosselöffnungen mit einem Durchmesser d mit 1 mm > d > 0,5 mm am besten. Um den gewünschten Druckabfall zu erreichen können bis zu 20 vorzugsweise bis zu 10 Drosselöffnungen vorgesehen werden, woraus ein Fluss des Wandlermediums zwischen einem und zwei Litern pro bar angelegtem Druck resultieren kann. Die Drosselöffnungen können mittels Stanzen, Bohren, Laseranwendungen und dergleichen hergestellt werden.
• Ein weiteres vorteilhaftes Ausgestaltungsbeispiel sieht zumindest eine Drosselöffnung beziehungsweise eine den Druckabfall im wesentlichen bestimmenden Kanal vor, der vom Innen- oder Außenumfang zu einem zwischen Innenumfang und Außenumfang liegenden Umfang führt und axial zwischen dem Bauteil, an dem der Reibbelag fixiert ist, und dem Reibbelag selbst angeordnet ist. Hierzu kann in den Reibbelag und/oder in das Bauteil ein entsprechender Kanal eingebracht, beispielsweise geprägt, gefräst oder erodiert sein. In Verbindung mit dem Kanal steht eine Nut in der Reibeingriffsfläche des Reibbelags über eine Öffnung im Reibbelag, die keine Drosselfunktion aufweisen muß. Durch diese Anordnung kann ebenfalls ein im wesentlichen verschleißunabhängiger Druckabfall zwischen den beiden Kammern in erfinderischem Sinne erzielt werden, wobei besonders vorteilhaft eine Verwendung von Reibbelägen ist, bei denen der Kanal bereits angeprägt ist, so dass eine weitere mechanische Bearbeitung des Bauteils, auf dem der Reibbelag fixiert ist, entfallen kann.
• Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 8 näher erläutert. Dabei zeigen
• Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Drehmomentwandlers,
• Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Belagträgerscheibe als Reiblamelle nach dem erfinderischen Gedanken in Ansicht,
• Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A des Belagträgers der Fig. 2,
• Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Belagträgerscheibe in Teilansicht,
• Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie B-B der Belagträgerscheibe der Fig. 4,
• Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Belagträgerscheibe in Teilansicht
• Fig. 7 und 8 Details eines auf einem Bauteil einer Wandlerüberbrückungskupplung fixierten Reibbelags und
• Fig. 9 und 10 ein Ausführungsbeispiel einer Belagträgerscheibe in Teilansicht sowie eine Schnitt durch diese entlang der Linie C-C.
• Fig. 1 zeigt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 mit einer nicht dargestellten Antriebseinheit, wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine, mit einem Antriebsteil 2, das beispielsweise über ein sogenannte flexplatte an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine drehschlüssig angeschlossen ist. Das Antriebsteil 2 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Wandlergehäuse 3 verbunden, das aus den Gehäuseteilen 3a und 3b gebildet ist, die miteinander dicht verschweißt sind. Mit dem Gehäuseteil 3 ist das Pumpenrad 4 verbunden, das das Turbinenrad 5 mittels eines Wandlerfluids antreibt. Das Turbinenrad 5 wiederum ist fest mit der Turbinennabe 6 verbunden, die verdrehbar auf der das Ausgangsteil des Wandlers 1 bildenden Ausgangsnabe 7 gelagert ist, die mittels der Verzahnung 7a drehschlüssig mit der Getriebeeingangswelle 8 verbunden ist. Axial zwischen Turbinenrad 5 und Pumpenrad 4 ist ein mit einem axialen Ansatz 1a des Getriebegehäuses des Automatikgetriebes über einen Freilauf 9a verbundenes Leitrad 9 angeordnet.
• Im Drehmomentfluss zwischen der Turbinennabe 6 und der Ausgangsnabe 7 ist der Torsionsschwingungsdämpfer 10 mit dem Eingangsteil 11 und dem Ausgangsteil 12 angeordnet. Eingangsteil 11 und Ausgangsteil 12 sind gegeneinander relativ begrenzt entgegen der Wirkung der Energiespeicher 13, die hier als geschachtelte, über den Umfang verteilte Schraubenfedern vorgesehen sind, verdrehbar, wobei ein weiteres Scheibenteil 11a vorgesehen ist, das mit dem Eingangsteil 11 mittels der über den Umfang verteilten Nieten 14 verbunden ist. Das Eingangsteil 11 ist mittels einer Verzahnung 15 drehschlüssig mit der Turbinennabe 6 verbunden, das Ausgangsteil 12 mittels der Verzahnung 16 mit der Ausgangsnabe 7. Zur Einstellung eines Verdrehspiels im Bereich der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine kann eine der Verzahnungen 15, 16 spielbehaftet ausgeführt sein.
• Zur Überbrückung des Drehmomentflusses über das Pumpenrad 4 und das Turbinenrad 5 kann die Wandlerüberbrückungskupplung 20 den Drehmomentfluss in schlupfendem Zustand teilweise und in geschlossenem Zustand vollständig vom Gehäuse 3 auf die Ausgangsnabe 7 übertragen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Wandlerüberbrückungskupplung 20 als sogenannte Reiblamellenkupplung mit einer Reiblamelle 21 ausgebildet, die auf beiden Seiten Reibbeläge 22, 23 aufweist. Die Reibbeläge 22, 23 treten in Reibeingriff mit jeweils einer am Gehäuse 3 und an einem Kolben 24 vorgesehen Reibeingriffsflächen 25, 26. Zur Bildung eines Reibschlusses zwischen den Reibbelägen 22, 23 einerseits und den Reibeingriffsflächen 25, 26 andererseits kann der Kolben 24, der axial verlagerbar und verdrehbar auf der Turbinennabe 6 gelagert und gegen diese abgedichtet sowie drehfest mit dem Gehäuse 3 radial außerhalb der Reibbeläge 22, 23 mittels Blattfedern 27, die mittels Nieten 28, 29 mit dem Gehäuse 3 beziehungsweise mit dem Kolben 24 verbunden sind, befestigt und zentriert ist, mittels eines an den Kolben 24 angelegten Drucks in der Kammer 30 axial verlagert werden. Die Kammer 30 weist hierzu einen Druckeinlass 31 auf, über den von einer Druckmittelversorgungseinrichtung wie beispielsweise einer Pumpe Wandlerfluid in die Kammer 30 gepumpt wird, um die Wanderüberbrückungskupplung 20 schlupfend zu betreiben oder zu schließen. Das Wandlerfluid fließt über die Reibbeläge 22, 23 in die Kammer 32, in der auch der Torsionsschwingungsdämpfer 10 untergebracht ist und von dort über den Wandlerfluidauslass 33 in einen nicht dargestellten Wandlerfluidvorratsbehälter zurück.
• Beim Schließen und Öffnen sowie im schlupfenden Betrieb der Wandlerüberbrückungskupplung 20 tritt in Folge der unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten der Reibeingriffsflächen 25, 26 einerseits und der Reiblamelle 21 mit den Reibbelägen 22, 23 andererseits Reibungswärme auf, die eine Kühlung erforderlich macht, um eine Überhitzung der Reibbeläge, Reibeingriffsflächen, Wandlerfluid und den übrigen Wandlerbauteilen zu vermeiden. Hierzu weisen die Reibbeläge 22, 23 profilierte den Reibeingriff mit den Reibeingriffsflächen 25, 26 bildende, profilierte - in den Fig. 2, 4, 6 deutlich gezeigte - Reibeingriffsflächen mit entsprechenden Nuten auf, durch die bei schlupfender oder geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung Wandlerfluid gedrückt beziehungsweise gepresst wird und dadurch eine Kühlung der Reibeingriffsflächen 25, 26 sowie der Reibbeläge 22, 23 erreicht wird. Die profilierten Reibeingriffsflächen sind dabei durch geeignete Nutmuster gebildet, die die Reibbeläge 22, 23 in der Weise profilieren, dass ein bestmögliches Verhältnis zwischen erzielbarer Kühlleistung und verbleibender Kontaktfläche zu den Reibeingriffsflächen 25, 26 resultiert. Die Nuten 36, 37 sind dabei in vorteilhafter Weise in die Reibbeläge 22, 23 axial eingeprägt.
• Da erfahrungsgemäß die Reibbeläge 22, 23 einem Verschleiß ausgesetzt sind und durch diesen die Strömungsgeometrie über die Lebensdauer der Reibbeläge 22, 23 verändert wird, tritt über die Lebensdauer ein vom Verschleiß der Reibbeläge 22, 23 abhängiger Fluss des Wandlerfluids auf. Dieser Fluss des Wandlerfluids wird im wesentlichen durch den Druckabfall zwischen der Kammer 30 und der Kammer 32 generiert, so dass bei gleichbleibendem Druckabfall sich der Durchfluss mit zunehmendem Verschleiß verringert, da die Nuttiefe der Nuten 36, 37 mit zunehmendem Verschleiß abnimmt. Weiterhin ist der Durchfluss des Wandlerfluids wegen dessen viskosen Eigenschaften von der Temperatur des Wandlerfluids abhängig, so dass bei heißem Wandler ein größerer Durchfluss als bei kühlerem Wandler besteht.
• Zur Erhöhung der Reproduzierbarkeit des Durchflusses des Wandlerfluids und besseren Auslegung über die Lebensdauer der Reibbeläge 22, 23 ist daher zumindest eine Drosselöffnung 40 vorgesehen, die als Blende ausgebildet ist und somit keine Temperaturabhängigkeit zeigt und den Fluss über die Lebensdauer auf einen über die Lebensdauer tolerierbaren Bereich einschränkt, wobei der gesamte Strömungswiderstand zwischen der Kammer 30 und der Kammer 32 zum einen von der Drosselöffnung 40 und zum anderen von den Nuten 36, 37 gebildet wird. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele von Belags- und Drosselanordnungen sind in den Fig. 2 bis 8 gezeigt. Es versteht sich, dass darüber hinausgehende Ausführungsbeispiele weitere Wandlerfluidverläufe zwischen den Kammern 30, 32 aufweisen können und dass der Erfindung zumindest der Transport von Wandlerfluid von einer druckhöheren Kammer in eine druckniedere Kammer über eine Drosselöffnung mit zumindest einer nachgeschalteten Nut mit nicht zu vernachlässigendem Strömungswiderstand unter Verwendung eines Blenden-/Nutensystems, dessen beide Komponenten des Strömungswiderstands R_B, R_D den gesamten Druckabfall zwischen den Kammern 30, 32 erzeugen, zugrunde liegt, wobei Umlenkeffekte des Wandlerfluids und weitere derartige Nebeneffekte, die ebenfalls einen geringen Strömungswiderstand erzeugen können, vernachlässigt werden.
• Das sich bei geschlossener oder schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung 20 vom Gehäuse 3 zur Getriebeeingangswelle 8 über die Wandlerüberbrückungskupplung fortpflanzende Drehmoment wird von der Leiblamelle 21 in das Eingangsteil 11 des Torsionsschwingungsdämpfers 10 eingeleitet, wobei hierzu die Reiblamelle 21 radial innerhalb der Reibbeläge 22, 23 mittels der Nieten 14, mit denen auch das Scheibenteil 11a am Eingangsteil 11 angebunden ist, mit dem Eingangsteil 11 verbunden wird. Die Nieten 14 können weiterhin als Anschlagbegrenzung bei der Relativverdrehung von Eingangsteil 11 und Ausgangsteil 12 vorgesehen sein, wobei im Ausgangsteil 12 hierzu entsprechende radiale Ausleger 12a vorgesehen sein können oder der zumindest eine Energiespeicher 13 auf Block gehen kann. Vom Eingangsteil 11 wird das Drehmoment über die Energiespeicher 13 auf das Ausgangsteil 12 und von dort gegebenenfalls im Leerlauf spielbehaftet über die Verzahnung 16 auf die Ausgangsnabe 7 übertragen.
• Um Verspannungen im Torsionsschwingungsdämpfer 10 entgegenzuwirken insbesondere beim Ein- und Ausrücken der Wandlerüberbrückungskupplung 20 sind Ausgangsteil 12 und Eingangsteil 11 jeweils axial mittels der Verzahnungen 15, 16 axial verschiebbar auf den Naben 6, 7 aufgenommen. Weiterhin sind die beiden Naben 6, 7 gegeneinander entgegen der Wirkung des axial wirksamen Energiespeichers 50 begrenzt axial verlagerbar.
• Der Axialanschlag 51 begrenzt den Axialweg der Turbinennabe 6 entgegen der Wirkung des Energiespeichers 50.
• In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wirkt der Torsionsschwingungsdämpfer 10 sowohl bei einem Drehmomentfluss über die Wandlerüberbrückungskupp- Jung 20 als auch als Turbinendämpfer bei einem Drehmomentfluss vom Turbinenrad 5 in die Getriebeausgangswelle 8. In einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel kann die Verzahnung 15 ausgespart werden, so dass eine Drehmomentübertragung vom Turbinenrad 5 über die Turbinennabe 6 in das Eingangsteil 11 des Torsionsschwingungsdämpfers 10 ausgeschlossen ist. Die Drehmomentübertragung erfolgt dann über eine zusätzlich zu schaffende Verzahnung 52 zwischen Turbinennabe 6 und Ausgangsnabe 7. Es versteht sich, dass diese Verzahnung bereits bei der Verwendung des Torsionsschwingungsdämpfers 10 mit Verdrehspiel vorgesehen sein kann, wobei dieses Verdrehspiel größer ist als der Arbeitsbereich des Torsionsschwingungsdämpfers 10, so dass die Verzahnung 52 mit Verdrehspiel auch als Anschlagbegrenzung des Torsionsschwingungsdämpfers dienen kann. In vorteilhafter Weise können nach dem erfinderischen Gedanken die Bauteile 6, 7 sowie der Torsionsschwingungsdämpfer 10 in Modulbauweise gebildet werden, so dass unterschiedliche Funktionen des Torsionsschwingungsdämpfers 10 alleinig durch die Variation der beiden Naben 6, 7 beziehungsweise zumindest einer Nabe, beispielsweise der Ausgangsnabe 7 bereitgestellt werden können.
• Fig. 2 zeigt ein weiteres Beispiel einer Reiblamelle 121 in Ansicht, die in Ausführungsbeispielen von Drehmomentwandlern nach dem erfinderischen Gedanken wie beispielsweise im hydraulischen Drehmomentwandler 1 der Fig. 1 zur Anwendung kommen kann. Hierzu weist die Reiblamelle 121 ein ringförmiges Bauteil 121a auf, das zur Verbindung mit dem Ausgangsteil des Wandlers vorgesehen ist. Beispielsweise kann die Reiblamelle 121a - wie in Fig. 1 gezeigt - das Eingangsteil eines Torsionsschwingungsdämpfers bilden oder in weiteren Ausführungsbeispielen direkt mit der Ausgangsnabe oder vergleichbaren Bauteilen drehschlüssig verbunden sein. Auf der Reiblamelle 121 sind beidseitig Reibbeläge 122, 123 mit jeweils einer profilierten Reibeingriffsfläche vorgesehen, wobei in der gezeigten Darstellung nur der Reibbelag 122 mit der profilierten Reibeingriffsfläche 133 einer Seite sichtbar ist. Die profilierte Reibeingriffsfläche 133 dieses Ausführungsbeispiels ist in der Weise vorgesehen, dass der Reibbelag 122 eine zick-zack-förmige umlaufende Nut 136 aufweist. Eine derartige Nut 137 ist ebenfalls - gestrichelt angedeutet - auf der anderen Seite im nicht gezeigten Reibbelag der anderen Seite vorgesehen, wobei diese zu der Nut 136 um einen Winkelbetrag in Umfangsrichtung verschoben ist. Die Nuten 136, 137 weisen jeweils an ihrem radial inneren Umkehrpunkt eine Öffnung 153, 154 zum Innenumfang hin auf, durch die das Wandlerfluid bei geschlossener oder schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung in die Wandlerkammer mit geringerem Druck entweichen kann. Der Zufluss des Wandlermediums in die Nuten 136, 137 erfolgt jeweils mittels über den Umfang verteilter Drosselöffnungen 140, 140a, wobei sich die Drosselöffnungen 140, 140a zur Versorgung je eines Reibbelags über den Umfang abwechseln und jeweils im radial äußeren Umkehrpunkt der Nuten 136, 137 münden. Der Zufluss des Druckmediums aus der druckhöheren Kammer an die Drosselöffnungen 140, 140a erfolgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über aus dem der zu versorgenden Nut 136, 137 gegenüberliegenden Reibbelag 123, 122 ausgestanzten Zuführungen 156, 155, beispielsweise erfolgt der Zufluss des Wandlerfluids aus der druckhöheren Kammer über eine der Ausstanzungen 155 im Belag 122 an die entsprechende Drosselöffnung 140a, während das Wandlermedium über Ausstanzungen 156 im Reibbelag 123 an die Drosselöffnungen 140 und von dort in die Nut 136 gelangt. Zusätzlich sind die Reibbeläge - gezeigt am Reibbelag 122 - im Durchtrittsbereich der Drosselöffnung 140 mit einem verglichen mit der Drosselöffnung sehr großen Durchmesser gestanzt, so dass die Positionierung der Reibbeläge gegenüber dem Ringteil 121a großzügiger toleriert werden kann. Zur Positionierung der Reibbeläge 122, 123 auf dem Ringteil 121a ist zumindest ein am Umfang vorgesehenes oder in die Bauteile 122, 121a, 123 eingebrachtes, beispielsweise eingestanztes Positioniermittel vorgesehen, beispielsweise wie hier gezeigt eine Positionierkerbe 158, die in den Reibbelägen 122, 123 sowie in dem Ringteil 121a vorgesehen ist, so dass die Teile aufeinander während des Fixierens der Reibbeläge auf dem Ringteil eindeutig und bezüglich eines Positionierwinkels eindeutig einander zugeordnet werden können. Die Öffnungen 114a sind zur Befestigung des Ringteils 121a an dem entsprechenden Ausgangsteil des Wandlers - wie zuvor näher erläutert - vorgesehen.
• Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch den Reibbelagträger 121 der Fig. 2 entlang der Linie A-A. Gezeigt ist das Ringteil 121a mit den beiden Reibbelägen 122, 123. Der Verlauf des Wandlerfluids ist dort mittels des Pfeils 157 dargestellt. Durch eine Ausstanzung 156 im Reibbelag 123 wird Wandlerfluid an die Drosselöffnung 140 herangeführt, nach dem Durchtritt durch die Drosselöffnung fließt das Wandlerfluid durch die Nut 136 im Reibbelag 122 zu dessen Kühlung bis zur Öffnung 154 und von dort in die druckniedere Kammer. Der Reibbelag 123 weist in diesem Teilschnitt die Nut 137 auf, die im Winkelversatz zu der Öffnung 154 in die druckniedere Kammer mündet.
• Fig. 4 zeigt eine zu den Reiblamellen 21 der Fig. 1 und 121 der Fig. 2 ähnliches Ausführungsbeispiel einer Reiblamelle 221 mit einer geänderten Anordnung der Drosselöffnungen und einer daraus resultierenden geänderten Führung des Wandlerfluids in Teilansicht. Dargestellt ist der Reibbelag 222 mit einer umlaufenden zick-zack-förmigen Nut 236, wobei anstatt in der Reiblamelle 121 vorgesehenen Öffnung 154 der Fig. 2 eine weitere Drosselöffnung 254 jeweils an den radial inneren Umkehrpunkten der Nut 236 vorgesehen ist, so dass die Strömung des Wandlerfluids durch die Drosselöffnungen 240 von der Eingangsseite her, durch den Strömungswiderstand der Nut 236 sowie durch den Strömungswiderstand der Drosselöffnung 254 in die druckniedere Kammer bestimmt wird. Hierbei kann die Drosselöffnung 254 wesentlich größer dimensioniert sein als die Drosselöffnungen 240, so dass der wesentliche Druckabfall über die Drosselöffnungen 240 erfolgt und die Verweilzeit des Wandlerfluids in der Nut 236 mittels der Drosselöffnungen 254 eine Feinabstimmung erfährt. Der Druckabfall von der druckhöheren in die druckniedere Kammer wird durch die Summe der Einzelkomponenten der Strömungswiderstände der Drosselöffnungen 240, 254 sowie der Nut 236 bestimmt. Entsprechendes gilt für den dem Belag 222 abgewandten, nicht einsehbaren Belag 223, für dessen Drosselöffnungen 240a, 253 entsprechende Ausstanzungen 255, 255a im Reibbelag 222 vorgesehen sind.
• Fig. 5 zeigt zur näheren Erläuterung der Fig. 4 einen Teilschnitt der Reiblamelle 221 entlang der Linie B-B. Das ringförmige Bauteil 221a nimmt die beiden Reibbeläge 222, 223 auf, durch die Ausstanzung 256 im Reibbelag 223 wird das Wandlerfluid an die erste Drosselöffnung 240 herangeführt und durch diese gedrückt und durchströmt die Nut 236 des Reibbelags 222. Im Bereich der radial inneren Umkehrpunkte der Nut 236 durchströmt das Wandlerfluid die zweite Drosselöffnung 254 und gelangt durch die Ausstanzung 256a im Belag 223 in die druckniedere Kammer. Entsprechend erfolgt der Wandlerfluidstrom im Reibbelag 223, wobei die Drosselöffnungen 240a, 253 (siehe Fig. 4) gegenüber den Drosselöffnungen 240, 254 des Reibbelags 222 in Umfangsrichtung verdreht sind und damit auch die Anordnung der Nuten 237 des Belags 223 einen entsprechenden Drehwinkel gegenüber den Nuten 236 des Belags 222 aufweisen.
• Fig. 6 zeigt eine Reiblamelle 321 mit einem Reibbelag 322 der anstatt der Ausführungsbeispiele der Fig. 2 und 4 mit umlaufenden Nuten 136, 236 sich lediglich über einen Teilumfang erstreckende Nutsegmente 336 mit jeweils 2 Ausgangsöffnungen 354 am radial inneren Umfang des Reibbelags 322 aufweist. Die Nutsegmente 336 erstrecken sich von ihren radial inneren Öffnungen 354 ausgehend nach radial außen, wobei die Drosselöffnung 340 im Knickpunkt der beiden Nutenäste 336a, 336b vorgesehen ist. Entsprechendes gilt für den Reibbelag 323 auf der dem Reibbelag 322 abgewandten Seite des ringförmigen Trägerteils 321a, wobei die Nutsegmente 336 wie die entsprechenden Ausführungsbeispiele 1, 21, 221 der Fig. 1, 2 und 4 einen Verdrehwinkel gegenüber den im Reibbelag 323 eingeprägten Nutsegmente aufweisen. Es versteht sich, dass derartige Reibbeläge, wie sie in den Fig. 1 bis 6 gezeigt sind, auch für einen Reibbelag einer Wandlerüberbrückungskupplung vorteilhaft sein können, die aus einem eine Reibeingriffsfläche aufweisenden Kolben, der einen Reibeingriff mit einer Reibeingriffsfläche eines Gehäuseabschnitts bildet, wobei der Reibbelag vorteilhafter Weise an dem axial verlagerbaren Kolben 24 angebracht sein kann und die zumindest eine Drosselöffnung in dem Kolben vorgesehen sein kann. In einem weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsbeispiel dieser Art kann der Reibbelag am Gehäuseabschnitt angebracht sein, wobei die Nut von der zumindest einen im Kolben vorgesehenen Drosselöffnungen angeströmt wird und im Reibkontakt Nut und Drosselöffnung aufeinander treffen.
• Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Reibfläche zwischen Kolben und Gehäuse für einen direkt mit dem Gehäuse einen Reibschluss bildenden Kolben 424, der über zumindest eine, vorteilhafter Weise über mehrere über den Umfang verteilte Drosselöffnungen 440 verfügt, über die von der druckhöheren Kammer Wandlerfluid in die Nut 436 des Reibbelags 422 einströmt.
• Fig. 8 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit, den Wandlerfluidfluss unabhängig vom Verschleiß der Reibbeläge zu drosseln. Hierbei wird auf eine Drosselöffnung im Sinne einer im Kolben vorgesehenen Blende verzichtet und vorteilhafterweise im Reibbelag eine entsprechende Drosselstelle vorgesehen. Dieses Ausgestaltungsbeispiel ist wiederum nicht auf mehrere Reibbeläge tragende Reiblamellen beschränkt, sondern kann auch in Verbindung einer Reibeingriffsfläche zwischen Kolben und Gehäuse in vorteilhafter Weise angewendet werden. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 8 zeigt hierzu einen Kolben 524 mit einem darauf fixierten Reibbelag 522, der im Reibeingriff mit einer Reibeingriffsfläche 525 des Wandlergehäuses 503 bringbar ist. Der Reibbelag weist eine profilierte Reibeingriffsfläche 525 mit einer Nut 536 auf, die eine nicht dargestellte Öffnung zur druckniederen Kammer 532 aufweist. Die Verbindung zwischen Nut 536 und der druckhöheren Kammer 530 wird über eine Drosselstelle 540 ausgeführt, die bestimmend für den Druckabfall zwischen den beiden Kammern 530, 532 ist und die mittels einer Öffnung 540a im Belag 522 mit der Nut 536 in Verbindung steht. Der gesamte Druckabfall zwischen den beiden Kammern 530, 532 wird aus den einzelnen Strömungswiderständen der Drosselöffnung 540 der Öffnung 540a sowie der Nut 536 bestimmt. Die Drosselöffnung 540 wird dabei in vorteilhafter Weise direkt in den Reibbelag 522 eingeprägt, sie kann jedoch auch im Kolben 524 vorgesehen sein. Da die Drosselöffnung 540 nicht in Reibverbindung mit der Reibeingriffsfläche 525 steht, unterliegt sie nicht dem Verschleiß des Reibbelags, so dass der Wandlerfluidfluss über die Lebensdauer des Reibbelags 522 in einem tolerierbaren Durchflussbereich des Wandlerfluids eingestellt werden kann. Es versteht sich, dass hierbei der Druckabfall an der Drossel 540 gegenüber dem Druckabfall der Nut 536 und der Öffnung 540a groß ausgestaltet sein muss. Im übrigen sind alle bekannten und in diesen Unterlagen gezeigten Nutmuster vorteilhaft in Verbindung mit der Drosselöffnung 540.
• Die Fig. 9 und 10 zeigen ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel einer Belagträgerscheibe 621 in Teilansicht (Fig. 9) sowie einen Schnitt entlang der Linie C-C (Fig. 10). Auf den Belagträger 621a sind beidseits Beläge 633 mit eingebrachten Nuten 636 aufgebracht, die von radial außen her mittels über den Umfang verteilter Schlitze 640 mit Druckmittel versorgt werden. Im Bereich der radial innen liegenden Enden der Schlitze 640 können zur Vermeidung von hohen Bauteiltoleranzen und einfacherer Montage in den 633 Belägen Öffnungen 640a vorgesehen, deren Durchmesser größer als der radiale Endbereich der Schlitze ist, so dass die gemeinsame Öffnungsfläche durch die Geometrie der Schlitze 640 bestimmt wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden jeweils beide Beläge 636 von einem jeweils einem Schlitz 640 gleichzeitig versorgt, es versteht sich, dass jeweils ein Schlitz auch nur einen Belag 636, beispielsweise abwechselnd oder nach einem vorgegebenen Muster mit Druckmittel versorgen kann; je nach Bedarf kann ein Anzahl von Schlitzen zwei und eine andere Anzahl von Schlitzen lediglich einen Belag versorgen.
• Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
• In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
• Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
• Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (32)

1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe wie Automatikgetriebe zumindest bestehend aus einem mit einer Antriebswelle wie Kurbelwelle einer Antriebseinheit wie Brennkraftmaschine drehschlüssig verbundenen, mit einem Wandlerfluid befüllten Gehäuse, mit dem drehschlüssig ein Pumpenrad verbunden ist, und einem drehschlüssig mit einer Getriebeeingangswelle des Getriebes verbundenes, von dem Pumpenrad angetriebenes Turbinenrad, einer zumindest zeitweise das Gehäuse mit der Getriebeeingangswelle verbindenden Wandlerüberbrückungskupplung, wobei die Wandlerüberbrückungskupplung mittels eines Kolbens betätigt wird, der das Gehäuse im schlupfenden oder geschlossenen Betrieb der Wandlerüberbrückungskupplung in zumindest zwei Kammern, von denen eine erste einen Wandlerfluideinlass und eine zweite einen Wandlerfluidauslass aufweist, abtrennt, wobei der Kolben mittels eines Druckunterschieds des Wandlerfluids in den beiden Kammern angesteuert wird und in schlupfendem oder geschlossenem Betrieb zumindest eine drehfest mit dem Gehäuse verbundene Reibeingriffsfläche mit zumindest einer drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbundene Reibeingriffsfläche in Reibeingriff bringt, wobei zumindest eine Reibeingriffsfläche als profilierte Reibeingriffsfläche zumindest eine entlang einer Reibeingriffsoberfläche axial vertiefte, in Verbindung mit beiden Kammern stehende Nut mit nicht zu vernachlässigbarer Drosselfunktion aufweist, die zwischen den zumindest zwei Kammern einen Wandlerfluidstrom zur gezielten Kühlung der zumindest einen Reibeingriffsfläche freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckabfall zwischen den beiden Kammern bei geschlossener oder schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung an der zumindest einen Nut in Verbindung mit zumindest einer zwischen die beiden Kammern geschalteten Drosselöffnung erfolgt.

2. Hydraulischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckabfall an der zumindest einen Drosselöffnung größer als der Druckabfall an der zumindest einen Nut ist.

3. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1, 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckabfall an der zumindest einen Nut zumindest 2%, vorzugsweise zumindest 10% des gesamten Druckabfalls der zumindest einen Nut und der zumindest einen Drosselöffnung ist.

4. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die profilierte Reibeingriffsfläche ein auf einem Bauteil der Wandlerüberbrückungskupplung fest angeordneter Reibbelag ist.

5. Hydraulischer Drehmomentwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine Reiblamelle, ein Gehäuseabschnitt des Gehäuses oder ein Abschnitt des Kolbens ist.

6. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Drosselbohrung in einem metallischen Bauteil der Wandlerüberbrückungskupplung eingebracht ist.

7. Hydraulischer Drehmomentwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Bauteil ein Gehäuseabschnitt des Gehäuses, eine Reiblamelle oder ein Abschnitt des Kolbens ist.

8. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag und die zumindest eine Drosselöffnung auf demselben Bauteil vorgesehen sind.

9. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Drosselöffnung eine erste Kammer mit einer sich über den Umfang der Reibeingriffsfläche erstreckenden Nut verbindet und die Nut zumindest eine Öffnung mit vernachlässigbarer Drosselwirkung aufweist.

10. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zumindest eine Drosselöffnung eine erste Kammer mit zumindest einer sich über ein Kreissegment einer Reibeingriffsfläche erstreckenden Nut verbindet, die zumindest eine Öffnung mit vernachlässigbarer Drosselwirkung aufweist.

11. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Drosselöffnung am radial äußeren Umfang der zumindest einen Reibeingriffsfläche vorgesehen ist.

12. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der zumindest einen Drosselöffnung im Reibbelag ein Wandlerfluideinlass vorgesehen ist.

13. Hydraulischer Drehmomentwandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandlerfluideinlass ausgestanzt ist.

14. Hydraulischer Drehmomentwandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandlerfluideinlass in den Reibbelag eingeprägt ist und im Bereich der zumindest einen Drosselöffnung kreisförmig und im wesentlichen koaxial zur zumindest einen Drosselöffnung eine bezüglich des Durchmessers der Drosselöffnung stark vergrößerte Öffnung ausgestanzt ist.

15. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Belag und Bauteil jeweils ein Lagepositionierungsmittel aufweisen, das einem Werkzeug zur Fixierung der beiden Teile aufeinander eine Lagepositionierung ermöglicht.

16. Hydraulischer Drehmomentwandler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagepositionierungsmittel zumindest eine Ausnehmung wie Kerbe oder Öffnung ist.

17. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in einem metallischen Bauteil der Wandlerüberbrückungskupplung die zumindest eine Drosselöffnung in einer Ringnut oder einem Ringnutsegment des Belags endet, wobei die Ringnut oder das Ringnutsegment bei geschlossener oder schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung in Verbindung mit zumindest einer weiteren Nut steht.

18. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drosselöffnungen über den Umfang einer Reibeingriffsfläche verteilt sind.

19. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drosselöffnungen auf unterschiedlichen Umfängen einer Reibeingriffsfläche angeordnet sind.

20. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils an einem Gehäuseabschnitt des Gehäuses und einem Abschnitt des Kolbens eine Reibeingriffsfläche vorgesehen ist, die bei geschlossener oder schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung jeweils einen Reibeingriff mit jeweils einem auf einer Reiblamelle fixierten Reibbelag bilden.

21. Hydraulischer Drehmomentwandler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Nuten beider Reibbeläge unmittelbar in Verbindung mit zumindest einer Drosselöffnung stehen.

22. Hydraulischer Drehmomentwandler nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass sich Drosselöffnungen für Nuten eines ersten Reibbelags und Drosselöffnungen für Nuten eines zweiten Reibbelags über den Umfang abwechseln.

23. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dass zumindest eine erste Drosselöffnung mit zumindest einer Nut eines ersten Reibbelags unmittelbar und zumindest eine zweite Drosselöffnung in Flussrichtung des Druckmittels der zumindest einen Nut des ersten Reibbe- lags nachgeschaltet mit zumindest einer Nut des zweiten Reibbelags in Verbindung stehen.

24. Hydraulischer Drehmomentwandler insbesondere nach einem der Ansprüche 4 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wandlerfluideinlass vorgesehen ist, der sich von einem Außen- oder Innenumfang des Reibbelags zu einer radial zwischen dem Außen- und Innenumfang des Reibbelags vorgesehenen Drosselöffnung zwischen dem Reibbelag und einem Bauteil, auf das der Reibbelag fixiert ist, geführt ist.

25. Hydraulischer Drehmomentwandler nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandlerfluideinlass Bauteil und/oder im Reibbelag vorgesehen ist.

26. Hydraulischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckabfall zwischen den beiden Kammern über den Wandlerfluideinlass, die Drosselöffnung und eine nachgeschaltete, im Reibbelag vorgesehene Nut zum größeren Teil durch den Wandlerfluideinlass und die Drosselstelle bestimmt wird.

27. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftfluss zwischen dem Gehäuse und der Getriebeeingangswelle zumindest ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen ist.

28. Hydrodynamischer Drehmomentwandler, dass im Gehäuse ein Leitrad vorgesehen ist.

29. Hydrodynamischer Drehmomentwandler insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe wie Automatikgetriebe zumindest bestehend aus einem mit einer Antriebswelle wie Kurbelwelle einer Antriebseinheit wie Brennkraftmaschine drehschlüssig verbundenen, mit einem Wandlerfluid befüllten Gehäuse, mit dem drehschlüssig ein Pumpenrad verbunden ist, und einem drehschlüssig mit einer Getriebeeingangswelle des Getriebes verbundenes, von dem Pumpenrad angetriebenes Turbinenrad, einer zumindest zeitweise das Gehäuse mit der Getriebeeingangswelle verbindenden Wandlerüberbrückungskupplung, wobei die Wandlerüberbrückungskupplung mittels eines Kolbens betätigt wird, der das Gehäuse im schlupfenden oder geschlossenen Betrieb der Wandlerüberbrückungskupplung in zumindest zwei Kammern, von denen eine erste einen Wandlerfluideinlass und eine zweite einen Wandlerfluidauslass aufweist, abteilt, wobei der Kolben mittels eines Druckunterschieds des Wandlerfluids in den beiden Kammern angesteuert wird und in schlupfendem oder geschlossenem Betrieb zumindest eine drehfest mit dem Gehäuse verbundene Reibeingriffsfläche mit einer drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbundene Reibeingriffsfläche in Reibeingriff bringt, einem Torsionsschwingungsdämpfer mit einem relativ gegen ein Ausgangsteil entgegen der Wirkung zumindest eines in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeichers verdrehbaren Eingangsteil, wobei das Eingangsteil zumindest bei geschlossener oder schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung an den Kraftfluss des Gehäuses ankoppelbar ist und das Ausgangsteil drehschlüssig mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsteil mittels einer Verzahnung axial verschiebbar auf einer drehfest und axial verschiebbar auf der Getriebeeingangswelle angeordneten Nabe aufgenommen ist und die Nabe gegenüber einer die Turbine aufnehmenden Turbinennabe entgegen eines axial wirksamen Energiespeichers axial begrenzt verschiebbar ist.

30. Hydrodynamischer Drehmomentwandler insbesondere nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil mittels einer Verzahnung mit der Turbinennabe drehschlüssig verbunden ist.

31. Hydrodynamischer Drehmomentwandler insbesondere nach einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Verzahnungen spielbehaftet ist.

32. Erfindung nach einem in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmal.