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Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und des Anspruchs 21.
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Ein solcher Drehmomentwandler ist beispielsweise aus der
DE 197 24 973 C1 ,
1 oder
2, bekannt und weist ein Pumpenrad, ein Turbinenrad und ein Leitrad zur Bildung eines hydrodynamischen Kreises in einem Wandlergehäuse auf, in welchem überdies eine Überbrückungskupplung und ein Torsionsschwingungsdämpfer erhalten ist. Die Überbrückungskupplung weist einen am Wandlergehäuse befestigten antriebsseitigen Lamellenträger und einen an einem Deckblech des Torsionsschwingungsdämpfers befestigten, abtriebsseitigen Lamellenträger auf, wobei der antriebsseitige Lamellenträger als radial äußerer Lamellenträger und der abtriebsseitige Lamellenträger als radial innerer Lamellenträger wirksam ist. Beide Lamellenträger sind jeweils über eine Verzahnung mit Lamellen in Drehverbindung, wobei diese Lamellen durch einen in Achsrichtung zu einer Auslenkbewegung befähigten Kolben der Überbrückungskupplung in Wirkverbindung miteinander bringbar sind, oder aber diese Wirkverbindung zumindest teilweise lösbar ist. Das bereits erwähnte Deckblech des Torsionsschwingungsdämpfers bildet gemeinsam mit einem zweiten Deckblech den Eingangsteil des Torsionsschwingungsdämpfers, der über Energiespeicher mit einem Ausgangsteil des Torsionsschwingungsdämpfers in Form einer Nabenscheibe in Wirkverbindung steht, die einstückig mit einer Nabe ausgebildet ist. Die Letztgenannte nimmt, in Umfangsrichtung relativ drehbar, aber in Achsrichtung fest eine Turbinenradnabe auf, die am Turbinenradfuß des Turbinenrades befestigt ist. Um die in Umfangsrichtung gewünschte Relativbewegbarkeit zwischen Turbinenradnabe und Nabe zu gewährleisten, greift die Turbinenradnabe mit Spiel in Umfangsrichtung in entsprechende Ausnehmungen der Nabenscheibe des Torsionsschwingungsdämpfers ein.
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Bekanntermaßen wird bei einem derartigen hydrodynamischen Drehmomentwandler insbesondere bei Schlupf zwischen den Lamellen der Überbrückungskupplung Reibungswärme entstehen, die mit dem Fluid des hydrodynamischen Kreises aus dem erhitzten Bereich abtransportiert werden soll. Zwar weist das Wandlergehäuse in einem Bereich benachbart zum radial äußeren Teil des Turbinenrades aufgrund einer an die Krümmung des Turbinenrades angepassten Gehäuseausführung eine Strömungsführung auf, durch welche vom hydrodynamischen Kreis kommendes Fluid in Richtung zur Überbrückungskupplung umgelenkt wird, sodass es an deren vom Kolben abgewandten Seite an einer Druckscheibe entlangströmen und dort Wärme aufnehmen kann. Es wird für die Hauptströmung dieses Fluids allerdings, gerade bei geschlossener Überbrückungskupplung, keine Möglichkeit bestehen, in die Reibbereiche zwischen die Lamellen zu gelangen, in denen wegen der thermischen Erhitzung der eigentliche Kühlungsbedarf besteht. Überdies ist beim hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß der Patentschrift auch keine Maßnahme vorgesehen, bereits erhitztes Fluid auf kürzest möglichem Weg aus dem Wandlergehäuse herauszuführen, um auf diese Weise eine Strömung zu erzeugen, mit welcher stets frisches, noch nicht erhitztes Fluid zur Überbrückungskupplung nachströmt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung derart auszubilden, dass im Bereich der Überbrückungskupplung entstehende Reibungswärme schnellstmöglich und besonders effizient aufgenommen und aus dem Wandlergehäuse herausgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 1 und gemäß Anspruch 21 gelöst.
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Wenn am Wandlergehäuse benachbart zum Turbinenrad eine an dessen Krümmung angepasste Gehäuseausführung vorgesehen ist, die als Strömungsführung für vom hydrodynamischen Kreis kommendes Fluid nach radial innen wirksam ist, wird durch diese Strömungsführung bei Kombination mit an der Überbrückungskupplung ausgebildeten Durchlässen nicht nur die Zufuhr frischen Fluides aus dem hydrodynamischen Kreis zu der Überbrückungskupplung gefördert, sondern darüber hinaus für ein radiales Durchströmen der Überbrückungskupplung gesorgt. Idealerweise werden hierbei die Durchlässe derart ausgebildet, dass diese mit der zumindest einen Reibfläche der Überbrückungskupplung fluchten, und demnach das frische Fluid unmittelbar an der Entstehungsstelle der Reibungswärme oder in unmittelbarer Nachbarschaft hierzu entlanggeführt, wodurch eine intensive Kühlungswirkung erzielt wird. Sobald das hierdurch erwärmte Fluid die Überbrückungskupplung wieder verlassen hat, ist als weitere strömungsfördernde Maßnahme aufgrund einer Dichtvorrichtung dafür gesorgt, dass das Fluid seine Bewegung entlang eines exakt definierten Strömungsweges fortsetzt, wobei dieser idealerweise derart gewählt ist, dass das Fluid auf kürzest möglichem Weg das Wandlergehäuse verlassen kann. Insbesondere sorgt die erwähnte Dichtvorrichtung dafür, dass sich von der Hauptströmung des Fluids nach Verlassen der Überbrückungskupplung keine Teilströmung ablöst, die in unerwünschter Richtung, beispielsweise in Richtung eines die Energiespeicher eines Torsionsschwingungsdämpfers aufnehmenden Eindringraumes des Torsionsschwingungsdämpfers einsickert und dadurch ”Toträume” bildet, in welchen eine erhitzte, bewegungsarme Strömung verbleibt und dadurch nur ein Teil der an der Überbrückungskupplung aufgenommenen Wärme tatsächlich das Wandlergehäuse verlassen kann.
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Da die Strömung durch die Dichtvorrichtung somit nahezu ohne Ablöseeffekte im Wandlergehäuse weitergeleitet wird, ist es vorteilhaft, im Weg der Hauptströmung eine Abflussöffnung vorzusehen, die unmittelbar in einen Abströmbereich mündet, der aus dem Wandlergehäuse herausführt. Mit Vorzug ist hierbei die Abflussöffnung radial innerhalb der Durchlässe der Überbrückungskupplung sowie auch radial innerhalb der Dichtvorrichtung vorgesehen, während der Abströmbereich noch weiter nach radial innen führen kann. Damit wird dem Strömungsverlauf optimal Rechnung getragen, indem der hydrodynamische Kreis vorzugsweise im radial äußeren Bereich des Wandlergehäuses Fluid in Richtung zur radial weiter innenliegenden Überbrückungskupplung in Bewegung setzt, das die Überbrückungskupplung von radial außen nach radial innen durchströmt und, nach Austritt aus der Letztgenannten, durch weiteres Führen nach radial innen, über die Abflussöffnung in den Abströmbereich gelangt und dort, sich vorzugsweise nahezu im Zentrum des Wandlergehäuses befindend, aus dem Letztgenannten herausgeführt werden kann.
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Mit Vorzug ist die bereits erwähnte Abflussöffnung in einem Bauteil des Torsionsschwingungsdämpfers ausgebildet, wobei eine nach radial innen führende Nabenscheibe hierfür besonders gut geeignet erscheint. Weiterhin ist es sinnvoll, den Abströmbereich, der gegenüber der Abflussöffnung noch weiter radial innen liegen sollte, zwischen einer die Nabenscheibe aufnehmenden, mit einer Getriebeeingangswelle in drehfester Verbindung stehenden Nabe und einer Turbinenradnabe vorzusehen, wobei zwischen diesen beiden Naben eine definierte Relativbewegung in Umfangsrichtung möglich sein soll. Eine Begrenzung dieser Relativbewegbarkeit kann beispielsweise durch am Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehene Anschläge erfolgen.
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Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer verfügt über zumindest ein Deckblech, das als Eingangsteil wirksam ist, während die bereits erwähnte Nabenscheibe als Ausgangsteil dient. Dieses Deckblech wird gemeinsam mit der Nabenscheibe Ansteuerkanten für die Energiespeicher bereitstellen, vermag darüber hinaus aber auch zumindest einen Teil der Dichtvorrichtung zu bilden. Beispielsweise kann das der Überbrückungskupplung zugewandte Deckblech unterbrechungsfrei ausgebildet sein, sodass axial zwischen diesem Deckblech und der Überbrückungskupplung strömendes Fluid nicht in den von den Energiespeichern zumindest teilweise ausgefüllten Eindringraum einsickern kann. Falls dieses Deckblech mit einem weiteren Deckblech zusammenwirkt, welches einen Leckagestrom an Fluid beispielsweise über ein Federfenster in den Eindringraum zulässt, so kann durch entsprechende Ausformung des letztgenannten Deckbleches in Form einer Heranführung an das jeweils benachbarte Bauteil, beispielsweise die Nabenscheibe, bis auf Spaltbreite eine berührungsfreie Dichtung entstehen, die zumindest ein fliehkraftbedingtes Rückströmen von bereits in die Abflussöffnung eingetretenen Fluids über den Eindringraum des Torsionsschwingungsdämpfers unterbindet. Selbstverständlich können auch beide Deckbleche mit offenen Federfenstern zur Aufnahme der Energiespeicher ausgebildet sein, jedoch sollten dann beide Deckbleche mit besagten Heranführungen an das jeweils benachbarte Bauteil, beispielsweise an die mittig zwischen denselben angeordnete Nabenscheibe, zur Ausbildung der Dichtvorrichtung beitragen.
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Eine weitere Möglichkeit für die Ausbildung der Dichtvorrichtung besteht darin, zwischen zumindest einem Deckblech und der Nabenscheibe eine Reibvorrichtung vorzusehen, die über einen Axialkraftspeicher verfügt, der sich an einem der beiden benachbarten Bauteile abstützt und die Reibvorrichtung in Richtung des jeweils anderen dieser Bauteile vorspannt.
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Diese Reibvorrichtung kann, über den Axialkraftspeicher hinausgehend, auch über eine Druckscheibe und gegebenenfalls über ein Reibelement verfügen, wobei der Druckscheibe die Funktion zugeordnet sein kann, in drehschlüssiger Verbindung mit einem der beiden benachbarten Bauteile – also Deckblech oder Nabenscheibe – zu stehen und damit in Abhängigkeit eines Relativdrehwinkels zwischen diesen Bauteilen wirksam zu sein. Gleichzeitig kann die Reibvorrichtung auch eine Dichtwirkung ausüben, wenn sie in einem Bereich des Torsionsschwingungsdämpfers angeordnet ist, in welchem dieser bis auf Spaltbreite an ein benachbartes Bauteil angenähert ist, wobei dieser Spalt zumindest von einer Restleckage an Fluid passiert werden könnte. Gemäß einer besonders bevorzugten Variante der Reibvorrichtung können Elemente derselben, wie beispielsweise der Axialkraftspeicher oder die Druckscheibe, innerhalb des Torsionsschwingungsdämpfers oder aber gegenüber diesem zentriert sein.
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Die bereits erwähnte Abflussöffnung übernimmt eine zweite Funktion, indem sie bei entsprechender radialer und umfangsgemäßer Positionierung mit einer Befestigung, beispielsweise durch Nieten gebildet, zur Verbindung eines Bauteils des Torsionsschwingungsdämpfers mit dem Turbinenradfuß dient und daher mit dieser Befestigung fluchtet. Für diesen Fall kann für Montagearbeiten ein Werkzeug durch die Abflussöffnung geführt und dadurch die Befestigung, beispielsweise durch Herstellung der Nietverbindung, ausgeführt werden.
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Abschließend sei auf eine konstruktive Maßnahme verwiesen, durch welche die Strömungsführung des Fluids im radial äußeren Bereich nochmals verbessert werden kann, indem ein für sich bekannter Haltebügel, der am Turbinenrad befestigt ist und mit einem Bauteil des Torsionsschwingungsdämpfers in Drehverbindung steht, als Leitelement zur Führung der Strömung vom hydrodynamischen Kreis zur Überbrückungskupplung geformt ist. Idealerweise kann dieses Leitelement mit der am Wandlergehäuse radial außerhalb der Überbrückungskupplung vorgesehenen Strömungsführung derart zusammenwirken, dass eine Einschnürung der Strömung an dieser Stelle entsteht und dadurch die Strömung unter Beschleunigung gezielt zur Überbrückungskupplung ausgerichtet werden kann.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
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1 Die obere Hälfte eines Längsschnittes durch einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung, einem Torsionsschwingungsdämpfer und einer Dichtvorrichtung am Letztgenannten mit einem unterbrechungsfreien Deckblech;
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2 eine vergrößerte Herauszeichnung der Überbrückungskupplung gemäß einer Einzelheit X in 1 mit Nuten an Reibbelägen von Lamellen;
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3 wie 2, jetzt aber mit Kanälen in den Lamellen;
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4 wie 1, aber mit offenen Deckblechen am Torsionsschwingungsdämpfer;
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5 wie 4, aber mit Anordnung einer Reibvorrichtung zwischen einem der Deckbleche und der benachbarten Nabenscheibe;
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6 wie 5, aber mit umgekehrter Einbausituation der Reibvorrichtung;
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7 wie 6, aber mit Zentrierung einer Druckscheibe der Reibvorrichtung an einer Turbinenradnabe;
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8 wie 6, aber mit Verdrehsicherungen an der Reibvorrichtung;
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9 wie 8, aber mit Zentrierung eines Axialkraftspeichers der Reibvorrichtung;
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10 eine Reibvorrichtung mit einem Axialkraftspeicher als einzigem Bauteil;
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11 wie 10, aber mit Zentrierung für den Axialkraftspeicher.
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1 zeigt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem Wandlergehäuse 1, das im radialen Erstreckungsbereich einer Mittelachse 2 über einen Lagerzapfen 3 verfügt, der in üblicher und daher nicht gezeigter Weise in eine entsprechende Aussparung einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eingeschoben wird. Das Wandlergehäuse 1 bildet an seiner vom Lagerzapfen 3 abgewandten Seite eine Pumpenradschale 5 aus, die zur Aufnahme einer Beschaufelung 7 zur Bildung eines Pumpenrades 9 dient, wobei die Pumpenradschale 5 radial innerhalb des Pumpenrades 9 in eine Pumpenradnabe 10 übergeht.
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Das Pumpenrad 9 wirkt mit einem Turbinenrad 11 zusammen, dessen Turbinenradschale 13 zur Aufnahme einer Beschaufelung 15 dient und das radial innerhalb der Beschaufelung 15 einen Turbinenradfuß 17 aufweist, der an einer Turbinenradnabe 19 aufgenommen ist. Die Letztgenannte sitzt auf einer Nabe 21 eines Torsionsschwingungsdämpfers 23, wobei die Nabe 21 über eine Verzahnung 24 mit einer Getriebeeingangswelle 22 in drehfester Verbindung steht. An der Nabe 21 ist ein Sicherungsring 25 vorgesehen, der eine axiale Fixierung der Turbinenradnabe 19 gegenüber der Nabe 21 gewährleistet. Zur Realisierung der Funktion des Torsionsschwingungsdämpfers 23 ist entweder der Turbinenradfuß 17 drehfest mit der Turbinenradnabe 19, die relativ gegenüber der Nabe 21 drehbar ist, oder aber die Turbinenradnabe 19 ist drehfest an der Nabe 21 aufgenommen, lässt aber eine Relativdrehung des Turbinenradfußes 17 zu.
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An der von der Nabe 21 abgewandten Seite der Turbinenradnabe 19 ist eine Axiallagerung 27 zentriert, mit der eine Anlagefläche einer Leitradnabe 29 eines Leitrades 31 in Kontakt kommt. Das Letztgenannte bildet zusammen mit dem Pumpenrad 9 und dem Turbinenrad 11 einen hydrodynamischen Kreis 32 des Drehmomentwandlers.
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Zurückkommend auf das Leitrad 31 sitzt dessen Leitradnabe 29 auf einem Freilauf 33, der über eine Verzahnung 37 auf einer Stützwelle 35 sitzt, die als Hohlwelle ausgebildet ist und die Getriebeeingangswelle 22 unter Bildung eines Ringkanals 97 umschließt. Die Stützwelle 35 ihrerseits ist nach radial außen hin unter Bildung eines weiteren Ringkanals 98 von der Pumpenradnabe 10 umschlossen.
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An einem Radialansatz 39 der Leitradnabe 29 ist eine weitere Axiallagerung 41 zentriert, die sich an der Pumpenradnabe 10 axial abstützt.
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Eine weitere Axiallagerung 43 findet sich an der dem Zapfen 3 zugewandten Seite der Nabe 21, wobei sich diese Axiallagerung 43 an einer Wandlernabe 45 abstützt, die am Wandlergehäuse 1 befestigt ist und die Getriebeeingangswelle 22 an deren axial freiem Ende zentriert. In dieser Wandlernabe 45 sind radial innere Radialbohrungen 47 und radial äußere Radialbohrungen 49 vorgesehen, wobei die Radialbohrungen 47 im Wesentlichen mit in der Getriebeeingangswelle 22 ausgebildeten Radialbohrungen 50 fluchten. Die Letztgenannten sind an eine Mittenbohrung 51 der Getriebeeingangswelle 22 angeschlossen.
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Die Wandlernabe 45 ist an ihrer radialen Außenseite als Sitz für einen Kolben 53 einer Überbrückungskupplung 55 ausgebildet, wobei zur flüssigkeitsdichten Aufnahme des Kolbens 53 eine Abdichtung 52 in den Sitz der Wandlernabe 45 eingelassen ist. Des Weiteren dient eine an der Wandlernabe 45 vorgesehene Verzahnung 56 für eine drehfeste Aufnahme des axial verschiebbar angeordneten Kolbens 53. Der Letztgenannte bildet axial zwischen sich und dem Wandlergehäuse eine Druckkammer 57, die nach radial außen durch eine Abdichtung 58 gegenüber dem hydrodynamischen Kreis 32 abgedichtet ist. Die Abdichtung 58 wirkt mit einem am Wandlergehäuse 1 befestigten antriebsseitigen Lamellenträger 59 zusammen, der als Außenlamellenträger ausgebildet ist und über eine Verzahnung 62 zur drehfesten Aufnahme radial äußerer Lamellen 61, nachfolgend kurz als Außenlamellen bezeichnet, dient. Diese Außenlamellen 61 wirken mit radial inneren Lamellen 67 zusammen, die nachfolgend als Innenlamellen bezeichnet sind. Die Innenlamellen 67 sind über eine Verzahnung 69 in einem abtriebsseitigen Lamellenträger 71 aufgenommen, der als Innenlamellenträger ausgebildet ist. Die Außenlamellen 61 und die Innenlamellen 67 wirken mit einer Druckscheibe 63 zusammen, die drehfest im antriebsseitigen Lamellenträger 59 aufgenommen ist und sich in Achsrichtung zum Torsionsschwingungsdämpfer 23 hin an einem Stützring 64 abstützen kann. Dies wird der Fall sein, wenn bei Beaufschlagung der Mittenbohrung 51 der Getriebeeingangswelle 22 mit einem Überdruck gegenüber dem hydrodynamischen Kreis 32 sich dieses Druckniveau durch die Radialbohrungen 50, 47 und 49 in die Druckkammer 57 fortsetzt und dort eine Auslenkung des Kolbens 53 in Richtung zum Torsionsschwingungsdämpfer 23 bewirkt. Hierdurch kommen die Außenlamellen 61 und die Innenlamellen 67 miteinander in Wirkverbindung, wobei die vom Kolben 53 eingeleitete Axialkraft über die Druckscheibe 63 und den Stützring 64 am antriebsseitigen Lamellenträger 59 aufgenommen wird. Umgekehrt wird eine Druckentlastung in der Mittenbohrung 51 einen gegenüber dem hydrodynamischen Kreis 32 geringeren Druck in der Druckkammer 57 zur Folge haben, wodurch sich der Kolben 53 in seine in 1 gezeigte Ausgangsstellung zurückbewegt und die Lamellen 61, 67 axial entlastet.
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Der abtriebsseitige Lamellenträger 71 ist über eine Vernietung 75 an einem Deckblech 73 befestigt, das über einen nietförmigen Anschlag 76 mit einem weiteren Deckblech 77 verbunden ist, wobei die beiden Deckbleche 73 und 77 zusammen einen Eingangsteil 78 des Torsionsschwingungsdämpfers 23 bilden. Axial zwischen sich nehmen die Deckbleche 73, 77 eine Nabenscheibe 79 auf, die als Ausgangsteil 80 des Torsionsschwingungsdämpfers 23 dient und an der bereits erwähnten Nabe 21 befestigt ist. Die Nabenscheibe 79 verfügt im radialen Erstreckungsbereich des Anschlages 76 zu diesem über Spiel in Umfangsrichtung, sodass der Anschlag 76 als Drehwinkelbegrenzung zwischen dem Eingangsteil 78 und dem Ausgangsteil 80 des Torsionsschwingungsdämpfers 23 dient.
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Während das der Überbrückungskupplung 55 zugewandte Deckblech 73 unterbrechungsfrei ausgebildet ist und Taschen 85 zur Aufnahme von Energiespeichern 84 aufweist, ist das dem Turbinenrad 11 zugewandte Deckblech 77 mit Federfenstern 81 ausgebildet, die an ihren umfangsseitigen Enden jeweils in üblicher Weise mit Ansteuerkanten für die Energiespeicher 84 ausgebildet sind, die sich zudem an Ansteuerkanten von Federfenstern 83 der Nabenscheibe 79 abstützen.
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Das der Überbrückungskupplung 55 zugewandte Deckblech 73 ist im radial äußeren Bereich mit einer Außenverzahnung 86 versehen, in die ein entsprechend geformter Haltebügel 87 eingreift, der an der Turbinenradschale 13 befestigt ist. Das andere Deckbleche 77 ist dagegen in seinem radial inneren Bereich mittels einer Befestigung 89, die über Nieten gebildet ist, mit dem Turbinenradfuß 17 fest verbunden. Die Befestigung 89 fluchtet in radialer und umfangsgemäßer Richtung im Wesentlichen jeweils mit einer Abflussöffnung 91, die in der Nabenscheibe 79 ausgebildet ist und deren wesentliche Funktion darin liegt, eine Strömungsverbindung zwischen der Überbrückungskupplung 55 und einem Abströmbereich 93 zu bilden, der einen zwischen der Turbinenradnabe 19 und der Nabe 21 verlaufenden Strömungsdurchgang 95 sowie den bereits genannten, sich an den Strömungsdurchgang 95 anschließenden Ringkanal 97 umfasst. In einer Zusatzfunktion ist die Abflussöffnung 91 zu Montagezwecken von Werkzeug durchdringbar, welches zur Herstellung der Befestigung 89 zwischen dem Turbinenradfuß 17 und dem Deckblech 77 vorgesehen ist.
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Vorzugsweise über den bereits erwähnten Ringkanal 98 zwischen Pumpenradnabe 10 und Stützwelle 35 wird frisches Fluid in den Wandlerkreis 32 geleitet, und kann von diesem in einen Bereich A radial zwischen dem Wandlergehäuse 1 und der Turbinenradschale 13 außen austreten. Von dort aus wird sich das Fluid aufgrund des Überdruckes im hydrodynamischen Kreis 32 in Richtung zur Überbrückungskupplung 55 bewegen, zu der es aufgrund einer am Wandlergehäuse 1 ausgebildeten Strömungsführung 100 gelenkt wird, die durch Ausbildung des dem Turbinenrad 11 bezüglich der Krümmung angepassten Teils des Wandlergehäuses 1 entsteht. Unterstützend kann der an der Turbinenradschale 13 befestigte Haltebügel 87 als Leitelement 102 dienen, das gemeinsam mit der Strömungsführung 100 eine Einschnürung der Fluidströmung und dadurch eine Beschleunigung unter Ausrichtung auf die Überbrückungskupplung 55 erzielt. Einerseits verhindert nun das geschlossene Deckblech 73 ein Eindringen dieser Strömung in den Aufnahmebereich der Energiespeicher 84 und damit in einen Eindringraum 118, der durch die beiden Deckbleche 73 und 77 axial begrenzt ist, und andererseits lenkt das Deckblech 73 aufgrund seiner Geometrie mit den den Energiespeichern 84 nachgeformten Taschen 85 das Fluid in Richtung zum Druckring 63 der Überbrückungskupplung 55. Gleichzeitig strömt, wie den 2 oder 3 deutlicher entnommen werden kann, die Hauptströmung des Fluids in Zuflussöffnungen 108 des antriebsseitigen Lamellenträgers 59 ein, wobei diese Zuflussöffnungen 108 als Durchlässe 104 für das Fluid wirksam sind. Das Fluid setzt einen Weg über Fluidpassagen 106 nach radial innen fort, wobei diese Fluidpassagen gemäß 2 durch Nuten 112 gebildet sein können, die jeweils an den Reibflächen 66 der Reibbeläge 65 von Lamellen, vorzugsweise der Innenlamellen 67, ausgebildet sind. Die Fluidpassagen 106 können ebenso gemäß 3 durch Kanäle 114 gebildet sein, die im Inneren von Lamellen, beispielsweise der Außenlamellen 61, ausgebildet sind. Aufgrund dieser Maßnahme entstehen glatte Reibflächen 66.
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Das die Fluidpassagen 106 verlassende Fluid gelangt durch zumindest eine Abschlussöffnung 110 im abtriebsseitigen Lamellenträger 71 in den Bereich radial innerhalb der Überbrückungskupplung 55, um von dort aus durch die Abflussöffnung 91 in der Nabenscheibe 79 zum Abströmbereich 93 zu gelangen und somit über den Ringkanal 97 das Wandlergehäuse verlassen zu können.
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Um zu vermeiden, dass radial innerhalb der Überbrückungskupplung 55 erhitztes Fluid nach radial außen in den Eindringraum 118 zurücksickern kann, ist im Strömungsweg des Fluids eine Dichtvorrichtung 116 vorgesehen, die am Torsionsschwingungsdämpfer 23 ausgebildet ist und auf folgende konstruktive Weise ausgebildet sein kann:
Während der dem Deckblech 73 zugeordnete Teil der Dichtvorrichtung 160 in Form der den Eindringraum 118 verschließenden Taschen 85 für die Energiespeicher 84 realisiert ist, besteht die Möglichkeit einer Restleckage in den Eindringraum 118 radial innerhalb der Taschen 85. Außerdem kann eine Restleckage aus dem hydrodynamischen Kreis 32 durch die drehfeste Verbindung zwischen Haltebügel 87 und Deckblech 73 in den Bereich axial zwischen der Turbinenradschale 13 und dem Deckblech 77 des Torsionsschwingungsdämpfers 23 gelangen, jedoch stellt dieser Strömungsanteil wirklich nur eine Restleckage dar, und zudem handelt es sich hierbei um frisches Fluid, das noch keine Reibungswärme aus der Überbrückungskupplung 55 aufgenommen hat. Demnach besteht kein dringendes Bedürfnis einer Abführung dieses Fluides aus dem Wandlergehäuse 1. Des Weiteren wird, wenn sich sowohl der Bauraum axial zwischen der Turbinenradschale 13 und dem Deckblech 77 als auch der Eindringraum 118 einmal befüllt hat, das Nachsickern frischen Fluides aus dem hydrodynamischen Kreis 32 im Wesentlichen einstellen. Dies wird deshalb der Fall sein, weil im Torsionsschwingungsdämpfer 23 durch einen weiteren Teil der Dichtvorrichtung 116 dafür gesorgt ist, dass das Fluid nicht nach radial innen abströmen kann. Der dem Deckblech 77 zugeordnete Teil der Dichtvorrichtung 116 besteht darin, dieses Deckblech 77 radial innerhalb der Energiespeicher 84 auf die Nabenscheibe 79 auszurichten und an dieselbe mit einer Heranführung 120 vorzugsweise bis auf Spaltbreite anzunähern. Es ist demnach zwischen diesen beiden in Umfangsrichtung relativ bewegbaren Bauteilen 77, 79 ein berührungsfreier Teil der Dichtvorrichtung 116 realisiert. Ergänzt wird diese Maßnahme durch die axiale Festverbindung des Deckbleches 77 mit der Turbinenradschale 13 mittels der Befestigung 89, sodass an dieser Stelle ebenfalls kein Raum für einen Durchgang von Fluid nach radial innen verbleibt. Ein weiterer Teil der Dichtvorrichtung 116 wird durch eine Heranführung 122 des Deckbleches 73 radial innerhalb der Taschen 85 für die Energiespeicher 84 gebildet, wobei diese Heranführung 122 bis auf Spaltbreite an die benachbarte Nabenscheibe 79 angenähert ist.
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Insofern bildet bei 1 eine Summe von Teilen, nämlich die geschlossene Ausführung des Deckbleches 73 sowie dessen Heranführung 122 an die Nabenscheibe 79, in Verbindung mit der Heranführung 120 des Deckbleches 77 an die Nabenscheibe 79, sowie die axiale Festverbindung des Deckbleches 77 mit dem Turbinenradfuß 17, die dem Eindringraum 118 zugeordnete Dichtvorrichtung 116.
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4 unterscheidet sich im Wesentlichen von 1 durch die Ausbildung auch des der Überbrückungskupplung 55 zugewandten Deckbleches 73 des Torsionsschwingungsdämpfers 23 mit Federfenstern 81 für die Energiespeicher 84. Um dennoch die benötigte Abdichtung des Eindringraumes 118 nach radial innen bereitzustellen, ist auch bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer 23 sowohl an dem der Turbinenradschale 13 zugewandten Deckblech 77 eine Heranführung 120 als auch an dem der Überbrückungskupplung 55 zugewandten Deckblech 73 eine Heranführung 122 jeweils an die Nabenscheibe 79 vorgesehen. Selbstverständlich sind beide Heranführungen 120, 122 jeweils nahezu bis auf Spaltbreite an die Nabenscheibe 79 angenähert, sodass auch hier eine Dichtvorrichtung 116 mit berührungsfreier Abdichtung des Eindringraumes 118 nach radial innen entsteht. Dies wird zur Folge haben, dass vom hydrodynamischen Kreis 32 kommendes Fluid, das axial zwischen dem antriebsseitigen Lamellenträger 59 und dem Deckblech 73 nach radial innen hindurchgeströmt ist, zwar durch die Fenster 81 in den Eindringraum 118 gelangen kann, dann aber nicht nach radial innen abströmen kann und demnach den Zugang weiteren Fluids in den Eindringraum 118 wirksam verhindert. Auch bei dieser Ausführung sind im radial inneren Bereich Abflussöffnungen 91 vorgesehen, die in Umfangsrichtung versetzt zu der zeichnerisch dargestellten Vernietung 138 zwischen Nabe 21 und Nabenscheibe 79 vorgesehen und daher in 4 lediglich gestrichelt angedeutet sind. In bereits beschriebener Weise stehen die Abflussöffnungen 91 in Verbindung mit einem Strömungsdurchgang 95 des Abströmbereiches 93 und demnach mit dessen Ringkanal 97.
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Lediglich der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass bei der Ausführung des Drehmomentwandlers gemäß 4 der Turbinenradfuß 17 mit der Turbinenradnabe 19 fest verbunden ist, beispielweise durch Verschweißen, während die Turbinenradnabe 19 relativ verdrehbar an der Nabe 21 aufgenommen ist, gegenüber derselben aber durch den Sicherungsring 25 axial gesichert ist. Radial zwischen einer Außenseite 162 der Turbinenradnabe 19 und dem radial inneren Ende 169 des dem Turbinenrad 11 benachbarten Deckbleches 77 verbleibt ein Radialspalt 144.
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Auch 5 zeigt einen Torsionsschwingungsdämpfer 23, bei welchem das der Überbrückungskupplung 55 zugewandte Deckblech 73 über Federfenster 81 für die Energiespeicher 84 versehen ist. Bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer ist radial innerhalb des Eindringraumes 118 eine Reibvorrichtung 126 vorgesehen, bei welcher eine Druckscheibe 130 im radial äußeren Bereich mit einem Axialvorsprung 132 versehen ist, der zur Drehmitnahme in eine Aussparung 134 der Nabenscheibe 79 eingreift. Axial zwischen der Nabenscheibe 79 und der Druckscheibe 130 ist ein Axialkraftspeicher 128 vorgesehen, der sich einerseits an der Nabenscheibe 79 abstützt und andererseits die Druckscheibe 130 axial in Richtung zum Deckblech 77 belastet, sodass ein axial zwischen der Druckscheibe 130 und dem Deckblech 77 vorgesehenes Reibelement 136 kraftschlüssig axial eingespannt ist. Dadurch wird ein Austritt von Fluid, das sich im Eindringraum 118 befindet, nach radial innen vermieden, unabhängig davon, ob dieses Fluid über die Fenster 81, 83 der Deckbleche 73, 77 in den Eindringraum 118 gelangt, oder aber über die Aussparung 134 in der Nabenscheibe 79. Auf letztere Stelle sei deshalb hingewiesen, weil das Deckblech 73 im radial inneren Bereich zur Schaffung axialen Bauraumes für die Vernietung 75 partiell über den Umfang verteilt Materialausdrückungen 140 zur Nabenscheibe 79 hin aufweist, was sich im Hinblick auf das vom hydrodynamischen Kreis 32 ankommende Fluid wie nach radial innen laufende, jeweils in Umfangsrichtung zwischen zwei Ausdrückungen 140 vorgesehene Kanäle 142 auswirkt. Da die als Dichtvorrichtung 116 wirksame Reibvorrichtung 126 allerdings ein Abströmen des Fluids nach radial innen in den Abströmbereich 93 verhindert, wird diese Leckage über die Aussparung 134 beendet sein, sobald der Eindringraum 118 befüllt ist.
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6 zeigt eine Reibvorrichtung 126, die mit derjenigen gemäß der zuvor beschriebenen 5 im Wesentlichen übereinstimmt, sodass ein Unterschied lediglich darin besteht, dass bei 6 die Druckscheibe 130 über das Reibelement 136 zur Anlage am Ausgangsteil 80 des Torsionsschwingungsdämpfers 23 gelangt, während der Axialkraftspeicher 128 sich einerseits an der Druckscheibe 130 abstützt und andererseits am Deckblech 77 zur Anlage kommt. Zur Drehmitnahme greift die Druckscheibe 130 mit ihrem Axialvorsprung 132 in die Aussparung 134 ein, die am Deckblech 77 vorgesehen ist. Durch Ausbildung der Aussparung 134 am Deckblech 77 ist diese in einem relativ schwach durchströmten Bereich angeordnet, sodass vergleichsweise geringe Dichtungsmaßnahmen erforderlich sind, um eine Passage von Fluid zu vermeiden. Ansonsten zeigt 6, abweichend von 1, die Abflussöffnung 91 für von der Überbrückungskupplung 55 ankommendes Fluid nicht im Ausgangsteil 80, sondern in der Nabe 21.
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7 zeigt eine andere vorteilhafte Ausführung, indem die Druckscheibe 130 an der Außenseite 162 der Turbinenradnabe 19 zentriert ist und dadurch eine feste radiale Position innerhalb des Torsionsschwingungsdämpfers 23 erhält. Eine derartige Ausführung ist auch fertigungstechnisch von Vorteil, da die Druckscheibe 130 an ihrem Zentrierdurchmesser bezüglich der Toleranz problemlos an die Außenseite 162 der Turbinenradnabe 19 angepasst werden kann.
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Bei dieser Ausführung wird die für den Axialvorsprung 132 der Druckscheibe 130 bestimmte Aussparung 134 in den Bereich des ohnehin vorhandenen Radialspaltes 144 zwischen dem radial inneren Ende 160 des Deckbleches 77 und der Außenseite 162 der Turbinenradnabe 19 gelegt, sodass nicht nur auf eine ansonsten erforderliche separate Aussparung 134 im Deckblech 77 verzichtet werden kann, sondern zusätzlich der Radialspalt 144 durch die Zentrierung des Axialvorsprunges 132 der Druckscheibe 130 an der Außenseite 162 der Turbinenradnabe 19 im Wesentlichen abgedichtet ist. Eine Restabdichtung ergibt sich, wenn, wie in 7 gezeigt, der Axialkraftspeicher 128 mit seinem dem Deckblech 77 zugewandten, radial inneren Ende radial außerhalb des Axialvorsprunges 132 der Druckscheibe 130 zumindest teilweise in die Aussparung 134 eindringt.
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Bei der Reibvorrichtung 126 gemäß 8 ist die Druckscheibe 130 ohne Axialvorsprung ausgebildet. Statt dessen verfügt die Druckscheibe im radial äußeren Bereich über eine Verzahnung 126, die drehfest mit einer Verzahnung 148 am Axialkraftspeicher 128 ist, wobei die beiden Verzahnungen 146 und 148 zusammen eine erste Drehsicherung 149 zwischen Druckscheibe 130 und Axialkraftspeicher 128 bilden. Der Letztgenannte wiederum greift über eine Verzahnung 150 an seinem radial inneren Ende in eine Verzahnung 152 am radial inneren Ende 160 des Deckbleches 77 ein, sodass auf diese Weise eine zweite Verdrehsicherung 153 entsteht, und zwar jetzt zwischen dem Axialkraftspeicher 128 und dem Deckblech 77. Insgesamt gesehen übernimmt bei dieser Ausführung der Axialkraftspeicher 128 nicht nur seine eigentliche Funktion der Erzeugung einer Axialkraft, sondern darüber hinaus auch die Funktion einer Drehverbindung der Druckscheibe 130 mit dem Deckblech 77. Erfreulicherweise wird bei dieser konstruktiven Ausführung keine Aussparung im Deckblech 77 benötigt, sodass dieses lediglich den Radialspalt 144 gegenüber der Außenseite 162 der Turbinenradnabe 19 aufweist. Hierdurch ergibt sich bei unveränderter Funktion eine besonders gute Abdichtung gegen eine eventuelle Restleckage.
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Der gleiche Vorteil ist bei der Ausführung gemäß 9 erzielbar, bei welcher allerdings die Axialfeder 128 nicht nur eine im Querschnitt gewellte Ausführung aufweist und dadurch über eine erste Abstützung 154 an der Druckscheibe 130 und über eine zweite Abstützung 156 am Deckblech 77 zur Anlage kommt, sondern darüber hinaus über seine radial innere Verzahnung 150 mit einer Verzahnung 152 in Eingriff kommt, die an einem Zentrierbund 158 am radial inneren Ende 160 des Deckbleches 77 vorgesehen ist. Zur axial sicheren Positionierung der Bauteile der Reibvorrichtung 126 kommt somit auch eine Zentrierung hinzu.
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10 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform der Reibvorrichtung 126, die ausschließlich über einen gewellten Axialkraftspeicher 128 verfügt mit einer ersten Abstützung 154 am Ausgangsteil 80 und einer zweiten Abstützung 156 am Deckblech 77. Verständlicherweise wird bei dieser Ausführung der Reibvorrichtung zu beiden benachbarten Bauteilen des Torsionsschwingungsdämpfers 23, also zu Deckblech 77 und Ausgangsteil 80, jeweils eine Relativbewegung gegenüber dem Axialkraftspeicher 128 möglich sein.
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Auch 11 zeigt eine Reibvorrichtung 126, die lediglich über einen Axialkraftspeicher 128 verfügt. Dieser ist im Querschnitt ebenflächig ausgebildet, stützt sich aber im radial inneren Bereich an einen Zentrierbund 158 des Deckbleches 77 ab und erhält dadurch eine Zentrierung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wandlergehäuse
- 2
- Mittelachse
- 3
- Lagerzapfen
- 5
- Pumpenschale
- 7
- Beschaufelung
- 9
- Pumpenrad
- 10
- Pumpenradnabe
- 11
- Turbinenrad
- 13
- Turbinenradschale
- 15
- Beschaufelung
- 17
- Turbinenradfuß
- 19
- Turbinenradnabe
- 21
- Nabe
- 22
- Gehäuseeingangswelle
- 23
- Torsionsschwingungsdämfer
- 24
- Verzahnung
- 25
- Sicherungsring
- 27
- Axiallagerung
- 29
- Leitradnabe
- 31
- Leitrad
- 32
- hydrodyn. Kreis
- 33
- Freilauf
- 35
- Stützwelle
- 37
- Verzahnung
- 39
- Radialansatz
- 41
- Axiallagerung
- 43
- Axiallagerung
- 45
- Wandlernabe
- 47, 49
- Radialbohrungen
- 50
- Radialbohrungen
- 51
- Mittelbohrung
- 52
- Abdichtung
- 53
- Kolben
- 55
- Überbrückungskupplung
- 56
- Verzahnung
- 57
- Druckkammer
- 58
- Abdichtung
- 59
- antriebss. Lamellenträger
- 61
- Lamellen
- 62
- Verzahnung
- 63
- Druckscheibe
- 64
- Stützring
- 65
- Reibbelag
- 66
- Reibflächen
- 67
- Lamellen
- 69
- Verzahnung
- 71
- abtriebss. Lamellenträger
- 73
- Deckblech
- 75
- Vernietung
- 76
- Anschlag
- 77
- Deckblech
- 78
- Eingangsteil
- 79
- Nabenscheibe
- 80
- Ausgangsteil
- 81, 83
- Federfenster
- 84
- Energiespeicher
- 85
- Taschen
- 86
- Außenverzahnung
- 87
- Haltebügel
- 89
- Befestigung
- 91
- Abflussöffnung
- 93
- Abströmbereich
- 95
- Strömungsdurchgang
- 97, 98
- Ringkanal
- 100
- Strömungsführung
- 102
- Leitelement
- 104
- Durchlässe
- 106
- Fluidpassage
- 108
- Zuflussöffnung
- 110
- Abflussöffnung
- 112
- Nuten
- 114
- Kanäle
- 116
- Dichtvorrichtung
- 118
- Eindringraum
- 120, 122
- Heranführung
- 126
- Reibvorrichtung
- 128
- Axialkraftspeicher
- 130
- Druckscheibe
- 132
- Axialvorsprung
- 134
- Aussparung
- 136
- Reibelement
- 138
- Vernietung
- 140
- Ausdrückungen
- 142
- Kanäle
- 144
- Radialspalt
- 146
- Verzahnung
- 148
- Verzahnung
- 149
- erste Verdrehsicherung
- 150
- Verzahnung
- 152
- Verzahnung
- 153
- zweite Verdrehsicherung
- 154
- erste Abstützung
- 156
- zweite Abstützung
- 158
- Zentrierbund
- 160
- radial inneres Ende
- 162
- Außenseite
