DE10362279B4

DE10362279B4 - Wandler

Info

Publication number: DE10362279B4
Application number: DE10362279A
Authority: DE
Inventors: Stephan Maienschein
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2002-11-16
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: DE10352963B4; CN100595452C; CN1501010A; FR2847322A1; FR2847322B1; DE10362279C5; US7077253B2; US20040112698A1; DE10352963A1

Abstract

Wandler (1) zur hydrodynamischen Anbindung eines Verbrennungsmotors an ein Getriebe, wobei der Wandler eine Turbinenschale (40), einen Turbinendämpfer (26) und eine Wandlerüberbrückungskupplung (7) aufweist und die Anbindung der hydrodynamischen Energie an eine Getriebe-Eingangswelle (22) des nachgeordneten Getriebes mittels einer Nabe (43) und eines Eingangsteils (28, 29) des Turbinendämpfers (26) erfolgt, wobei das Eingangsteil (29) Federelemente (32, 33) aufnimmt und der Kupplungsausgang (10) der Wandlerüberbrückungskupplung (7) über die Wirkung der Federelemente (32, 33) verdrehbar gegenüber einem Ausgangsteil (27) des Turbinendämpfers (26) ist und wobei die Turbinenschale (40) und das Eingangsteil fest miteinander verbunden sind und die Turbinenschale (40) über das Eingangsteil (29) auf der Nabe (43) abgestützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wandler zur hydrodynamischen Anbindung eines Verbrennungsmotors an ein Getriebe.
Die Bezeichnung Wandler kennzeichnet im Rahmen der Erfindung einen – wie es ausführlich heißt – hydrodynamischen Drehmomentwandler. Diese Wandler sind seit vielen Jahrzehnten bekannt. Im wesentlichen bestehen sie aus dem Wandlergehäuse, der Pumpe, der Turbine und dem Leitrad. Die Pumpe ist mit dem Wandlergehäuse fest verbunden. Durch die Drehbewegung des Wandlers wird die Ölfüllung in Bewegung gesetzt, wobei der daraus resultierende Ölstrom eine Turbine antreibt. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades ist zwischen der Turbine und der Pumpe das Leitrad angeordnet. Durch die Energie des Ölstromes in der Turbine wird ein Moment in der Turbine erzeugt, welches über die Turbinenwelle – die auch Getriebe-Eingangswelle genannt wird – abgeleitet wird. Da ein Verbrennungsmotor an seiner Kurbelwelle – und demzufolge auch an seiner Schwungmasse – Torsionsschwingungen aufweist, werden Wandler bei Kraftfahrzeugen mit so genannten Turbinendämpfern ausgerüstet. Dieser Turbinendämpfer speichert größere Momentan-Drehschwingungsamplituden, die er bei kleineren Momentan-Drehschwingungsamplituden ans Getriebe weitergibt. Dadurch werden insgesamt Drehschwingungsamplituden minimiert. Weiterhin besitzen Torsionsdämpfer in der Regel Dämpfungselemente, mit denen zusätzlich störende Drehschwingungsenergie absorbiert wird.
Vielfach besitzen Wandler auch Wandlerüberbrückungskupplungen die bei einem Drehzahlverhältnis der Turbinendrehzahl zur Pumpendrehzahl von etwa 85% geschlossen werden. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad eines Wandlers auf nahezu 100%. Das Schließen einer Wandlerüberbrückungskupplung erfolgt durch einen Ölstrom in dem Wandler. Der die Wandlerüberbrückungskupplung schließende Ölstrom kann der zwischen Pumpen- und Turbinenrad austretende Ölstrom, oder auch ein zusätzlicher, hydrostatischer Ölstrom sein.
Der Energiefluss bei einem Turbinendämpfer erfolgt über das zur Turbine benachbarte Eingangsteil, fließt über Federn, die wiederum die Energie an ein Ausgangsteil (auch Flansch genannt) weitergeben. Das Ausgangsteil ist – ggf. einstückig – mit einer Nabe verbunden, die den Energiefluss an die Turbinenwelle – auch Getriebe-Eingangswelle genannt – weitergibt.
Aus der DE 198 38 444 A1 ist ein Wandler mit einem Turbinendämpfer und einer Wandlerüberbrückungskupplung bekannt, bei dem eine Turbinenschale mit Hilfe einer Turbinenabe auf einer mit dem Ausgangsteil des Turbinendämpfers verbundenen Nabe abgestützt ist, wobei die Turbinennabe mit einem Eingangsteil des Turbinendämpfers über eine Verzahnung axial beweglich verbunden ist.
In einem Wandler sind in dem Kraftfluss zwischen Turbine und Getriebe-Eingangswelle demzufolge eine Vielzahl von Bauteilen vorhanden, die dem zu übertragenden Drehmoment standhalten müssen. Außerdem müssen diese Teile in ausreichender Qualität geführt und/oder gelagert werden. Im Hinblick auf die Anwendung eines Wandlers in der Kraftfahrzeugtechnik und der damit verbundenen Serienproduktion verursacht dieses erhebliche Kosten.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Wandler bereit zu stellen, der kostengünstig hergestellt werden kann.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch einen Wandler mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nachfolgend soll nun die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 einen Teilschnitt durch einen Wandler mit einem kragenförmig gestalteten Eingangsteil und einer kragenförmig gestalteter Turbinenschale, die miteinander verschweißt sind und einer rechtwinkligen, umfänglichen Verschweißung der Eingangsteile;
2 wie 1, jedoch mit paralleler, umfänglicher Verschweißung der Eingangsteile;
3 einen Teilschnitt durch einen Wandler, wobei die Verbindung der Turbinenschale mit dem benachbarten Eingangsteil mittels Nietwarzen erfolgt;
4 einen Teilschnitt durch einen Wandler, wobei die Verbindung der Turbinenschale mit einem benachbarten Eingangsteil mittels Nietbolzen erfolgt;
5 einen Teilschnitt durch einen Wandler, der mit einem axialen Verspannungselement zwischen der Nabe und einer nabenförmigen Abstützung der Turbine ausgerüstet ist;
6 einen Teilschnitt durch einen Wandler, der mit einem axialen Verspannungselement zwischen der Nabe und einer nabenförmigen Abstützung der Turbine und dem benachbarten Eingangsteil ausgerüstet ist;
7 einen Teilschnitt durch einen Wandler, der mit Außenprofilierung für die Nabe und einer Innenprofilierung für das Ausgangsteil und eines Eingangsteiles ausgerüstet ist;
8 einen Radialschnitt durch die Profilierung der Nabe und des Ausgangsteiles nach 7;
9 einen Radialschnitt durch die Profilierung der Nabe und des Eingangsteiles nach 7;
10 einen Teilschnitt durch einen Wandler mit zueinander beabstandeten Eingangsteilen;
11 einen Teilschnitt eine Turbinenschale und ein benachbartes Eingangsteil;
12 einen Teilschnitt mit einer Turbinenschale, die einen Kragen aufweist, mit der sie sich auf einem Außendurchmesser der Nabe abstützt;
13 einen Teilschnitt, in dem eine Turbinenschale und ein Ausgangsteil je einen Kragen aufweisen;
14a einen Radialschnitt durch den Randbereich eines Turbinendämpfers; 14b die zu 14a gehörende Draufsicht als Teilansicht.
Vorausschickend soll definiert werden, dass die in dem nachfolgenden Text verwendeten Angaben wie „oben”, „unten”, „links” und „rechts” sich lediglich auf die Orientierung der Bauteile in den Figuren beziehen. Die tatsächliche Orientierung kann in der Praxis von der beschriebenen abweichen. Ferner soll erklärt werden, dass in den Figuren trotz der Natur der Rotationsteile, aus Gründen der Übersichtlichkeit, umlaufende Linien weggelassen wurden.
In der 1 wird ein Teilschnitt eines Wandlers 1 gezeigt, wobei die Figur auch mit andeutet, dass die Einbauten sowohl für einen kleineren, als auch für einen größeren Wandler- bzw. Turbinen-Durchmesser geeignet sind. In seinem Wandlergehäuse 2 sind eine Vielzahl von Baugruppen und Bauteilen untergebracht. Eine Pumpe (ist hier nicht dargestellt; sie wäre rechts von der Abbruchlinie) ist mit dem Wandlergehäuse 2 drehfest verbunden. Weitere wichtige Bauelemente sind eine Turbine 4, ein Leitrad 5, eine Wandlerüberbrückungskupplung 7 und ein Turbinendämpfer 26. Alle genannten Bauelemente drehen sich um die gemeinsame Drehachse 3 des Wandlers, wobei das Leitrad 5 mittels eines Vielzahnprofiles 25 auf der Leitradwelle 23 und die Turbine 4 indirekt mittels eines Vielzahnprofiles 24 auf der Turbinenwelle 22 drehfest angeordnet sind. Der von der Pumpe angetriebene Ölstrom 47, tritt teilweise aus dem Spalt zwischen Pumpe und Turbine 4 aus und durchströmt das Innere des Wandlers 1. Dieser Ölstrom 47, verlässt den Wandler 1 über einen Kanal 2, der mit dem Bezugszeichen 15 versehen ist. Ein hier nicht dargestellter Kanal 1 sorgt für die Zufuhr des Ölstromes 47. Durch den Ölstrom 47 wird die Turbine 4 angetrieben, wobei das Drehmoment in die Turbinenschale 40 einwirkt. Da die Turbinenschale 40 mittels Schweißnähte 39 mit einem rechten Eingangsteil 29 des Turbinendämpfers verbunden ist, wird das Drehmoment auch in den Turbinendämpfer 26 eingeleitet.
Der Turbinendämpfer 26 besteht aus dem rechten Eingangsteil 29, einem linken Eingangsteil 28 einem dazwischen angeordneten Ausgangsteil 27 und einem axialen Verspannungselement 36. Weiterhin gehören zum Turbinendämpfer 26 Federelemente, die hier von einer äußeren Feder 32 und einer inneren Feder 33 gebildet werden, und die in einem Federfenster 30 angeordnet sind, welches mit Federfensterflügeln 31 versehen ist. Um eine Überschreitung des Relativdrehwinkels zwischen den Eingangsteilen 28, 29 und dem Ausgangsteil 27 zu verhindern, ist zusätzlich ein Drehwinkelanschlag 34 im Turbinendämpfer 26 angeordnet. Der Drehwinkelanschlag 34 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einer teilweise aus dem rechten Eingangsteil 29 ausgestanzten Lasche, die beim Stanzen oder auch danach abgewinkelt wurde und die zugleich in eine Aussparung (vorzugsweise einen bogenförmigen Schlitz) des Ausgangsteiles 27 eingreift. Das linke Eingangsteil 29 des Turbinendämpfers ist mittels mindestens eines Nietbolzens 38 mit einem inneren Lamellenträger 10 verbunden. Eine Vielzahl von Lamellen 8 befinden sich zwischen diesem inneren Lamellenträger 10 und einem äußeren Lamellenträger 9. Von links nach rechts betrachtet sind die Lamellen 8 alternierend über eine Profilierung entweder mit dem inneren Lamellenträger oder mit dem äußeren Lamellenträger drehfest gekoppelt. Eine Druckplatte 21 und/oder ein Sicherungsring schließen dieses Lamellenpaket nach rechts ab. Soll die Wandlerüberbrückungskupplung 7 geschlossen werden, so wird in diesem Ausführungsbeispiel, ein Schließölstrom 48 – der aus dem Inneren der Turbinenwelle 22 kommt – über einen Kanal 3 (Bezugszeichen 14) zur Rückseite eines Anpresselementes 11 geleitet. Das Anpresselement 11 ist gleitend auf einem Führungsteil 19 angeordnet, welches auch wiederum auf der Turbinenwelle 22 sitzt.
Um eine Relativdrehbewegung des Anpresselementes 11 zum Führungsteil 19 oder zur oberen, zylindrischen Dichtfläche zu verhindern, sind das Anpresselement 11 und das Führungsteil 19 mittels einer axial sich erstreckenden Verzahnung 18 drehfest miteinander verbunden. Dichtungen 12 und 13 sorgen dafür, dass sich der Druck des Schließölstromes 48 nicht – oder nur unwesentlich – in Richtung Ölstrom 47 abbauen kann. Wird nun der Schließölstrom 48 in seinem Druck erhöht, so bewegt sich das Anpresselement 11 in Richtung der Lamellen 8 der Wandlerüberbrückungskupplung 7, die dadurch geschlossen wird. Wird der Druck des Schließölstromes 48 wieder reduziert, so wirkt auf die andere Seite des Anpresselementes 11, der Ölstrom 47 verstärkt ein. Der Ölstrom 47 kann deshalb auf das Anpresselement 11 einwirken, weil der Ölstrom 47 durch Spalte zwischen Bauteilen und Bauelementen – beispielsweise zwischen den Lamellen 8 und den Lamellenträgern 9 und 10 – hindurchtreten und deshalb auch auf die rechte Seite des Anpresselementes 11 einwirken kann. Über lokale Kanäle 37 – beispielsweise in der Nabe 43 kann der Ölstrom 47 in den Kanal 2 (Bezugszeichen 15) abfließen.
In der 1 sind eine Vielzahl von konstruktiven Besonderheiten enthalten. In einer ersten, wichtigen, neuen konstruktiven Ausgestaltung ist die Turbinenschale 40 mit dem rechten Eingangsteil 29 mittels Schweißnähten 39 verbunden. Die hier dargestellten Schweißnähte 39 stellen Laserschweißnähte dar. Das Schweißen mittels Laser hat den Vorteil, dass – wie in dem Ausführungsbeispiel der Figur gegeben – zwei flächige Teile aufeinander liegen und dennoch das obere Teil – in diesem Fall die Turbinenschale 40 – mit dem darunter liegenden Teil – in diesem Fall das Eingangsteil 29 – ohne Schweißnahtvorbereitung miteinander verschweißt werden können.
Eine zweite konstruktive Besonderheit liegt darin, dass das rechte Eingangsteil 29 mit einem Kragen 42 versehen ist und deshalb wie eine Lagerbuchse auf einem Außendurchmesser der Nabe 43 angeordnet ist. Da die Turbinenschale 40 mit dem Eingangsteil 29 verbunden ist, stellt der Kragen 42 des Eingangsteiles gewissermaßen eine nabenförmige Abstützung der Turbine 35 auf der Nabe 43 dar.
Aber auch die Turbinenschale 40 ist mit einem Kragen 41 versehen. Dieser Kragen 41 stützt mit seinem Innendurchmesser ein Nadellager 16. Das Nagellager 16 dient zur Reduzierung der Reibungskräfte zwischen der Turbine 4 (bzw. der Turbinenschale 40) und dem Leitrad 5. Die Reibungskräfte könnten auftreten, wenn eine Relativdrehbewegung zwischen dem Leitrad 5 und der Turbine 4 erfolgt, also wenn der Freilauf 6 des Leitrades nicht sperrt.
Eine weitere konstruktive Besonderheit ist durch die kinematische Anbindung des Ausgangsteiles 27 mit der Nabe 43 gegeben, denn diese beiden Bauteile sind mittels einer Profilierung 49 miteinander verbunden. Diese Profilierung ist in axialer Richtung mit einem homogenen Querschnitt versehen und kann beispielsweise als Außen- und Innenverzahnung gestaltet sein.
Die Profilierung 49 hat mehrere Aufgaben. Eine erste Aufgabe besteht darin, bei einem axialen Schub auf den Turbinendämpfer 26 und/oder die Nabe 43, eine axiale Relativbewegung zwischen beiden Bauteilen zuzulassen. Würde diese axiale Bewegung behindert werden, so könnte es zu Verspannungen innerhalb des Turbinendämpfers 26 kommen und im Bereich des axialen Verspannungselementes 36 könnte die definiert eingestellte Reibungskraft zwischen den Eingangsteilen 28 und 29 bzw. und dem Ausgangsteil 27 verloren gehen.
Eine zweite Aufgabe für die Profilierung 49 ist die Montagefreundlichkeit. Wenn z. B. die Turbinenschale 40 mit dem rechten Eingangsteil 29 verschweißt wurde und der innere Lamellenträger 10 mit dem linken Eingangsteil 28 fest verbunden (z. B. vernietet) wurde, so kann man nach dem Positionieren des Ausgangsteiles 27, des axialen Verspannungselementes 36 (beispielsweise in Form einer Tellerfeder oder einer Wellscheibe), beide „Hälften” des Turbinendämpfers 26 zusammenfügen und am Umfang fixieren. Das Fixieren kann beispielsweise vernieten oder, wie hier gezeigt, mittels einer Schweißnaht 39 geschehen. Diese so entstandene Baugruppe erstreckt sich nun von dem inneren Lamellenträger bis einschließlich zur Turbine.
Wurde nun ein Wandler 1 in der beschriebenen Weise montiert, so ist es dann vorteilhaft, wenn nach Einlegen der Nabe 43 in das Wandlergehäuse 2 die im wesentlichen aus dem innerem Lamellenträger 10, dem Turbinendämpfer 26 und der Turbinenschale 40 bestehenden Einheit über die Profilierung 49 der Nabe 43 geführt und geschoben werden kann. In dem Ausführungsbeispiel der 1 ist aber das linke Eingangsteil 28 mit einem Innendurchmesser versehen, der deutlich kleiner ist als der Außendurchmesser der Profilierung 49 der Nabe 43. Dieser enge Innendurchmesser des Eingangsteiles 28 gestattet aber kein, nachträgliches „Einfädeln” der Nabe 43 in das Ausgangsteil 27. Andersherum kann man aber sagen, dass, wenn bei der Vormontage des Turbinendämpfers 26 auch schon die Nabe 43 miteingelegt wird, und dann erst beide Eingangsteile 28 und 29 an ihrem Umfang miteinander fixiert werden, so kann die Nabe 43 in dem Handling vor der Endmontage des Wandlers 1 nicht mehr verloren gehen. Der reduzierte Innendurchmesser des Eingangsteiles 28 oder ein vergrößerter Außendurchmesser der Nabe 43 stellt somit eine Verliersicherung 46 dar.
Das Ausführungsbeispiel der 1 zeigt noch eine weitere konstruktive Besonderheit. Während das linke Eingangsteil 28 sich im Umfangsbereich nahezu vollständig radial erstreckt, d. h. es bildet dort eine scheibenförmige Struktur, ist das rechte Eingangsteil 29 im Umfangsbereich topfförmig ausgestaltet. Dadurch ergibt sich im Umfangsbereich der Eingangsteile 28 und 29 ein im wesentlichen rechtwinkliges Aufeinandertreffen des Blechmateriales. Werden nun im Umfangsbereich – zumindest sequenziell – die Eingangsteile 28 und 29 miteinander verschweißt, so ergibt sich für das axiale Verspannungselement 36 und das Ausgangsteil 27 ein definierter Zwischenraum, bzw. Abstand der Eingangsteile 28 und 29. In dem Verschweißen der Eingangsteile 28 und 29 liegt auch ein erheblicher Vorteil, denn bei einem Vernieten der Eingangsteile mittels Nietbolzen 38, würde in radialer Richtung weiteres Blechmaterial erforderlich machen, um Platz für Nietköpfe zur Verfügung zu haben. Andersherum ausgedrückt heißt dieses, dass durch Verschweißen der Eingangsteile 28 und 29, ein Turbinendämpfer 26 mit einem kleineren Durchmesser, bei gleichen technischen Daten, realisierbar ist.
In Verbindung mit der Abhandlung bezüglich der weiteren Figuren soll an dieser Stelle hervorgehoben werden, dass das bisher Gesagte generell auch für diese Figuren gilt. Werden Unterschiede zu dem Vorausgegangenem behandelt, so gilt der aktuelle Beschreibungstext.
In der 2 sind die Eingangsteile 28 und 29 am Umfang mittels einer Schweißnaht 39 miteinander verbunden. Die Formgestaltung der Eingangsteile 28 und 29 ist aber in der Weise beigehalten, wie man sie von dem Vernieten am Umfang her bekannt ist: Die Bleche liegen plan aufeinander auf. Aber trotz dieser bekannten Formgebung, lässt sich vorteilhafter Weise beim Verschweißen der Eingangsteile 28 und 29 ein kleinerer Außendurchmesser des Turbinendämpfers 26 realisieren.
Im Gegensatz zu 1 ist in der 2 der Drehwinkelanschlag 34 nicht im inneren Bereich des Turbinendämpfers 26 angeordnet, sondern er ist in den Umfangsbereich verlagert worden. Entsprechende Ausstanzungen des rechten Eingangsteiles 29 und des Ausgangsteiles 27 machen diese Lösung möglich. Auch hier ist wieder zu erkennen, dass die Profilierung zwischen der Nabe 43 und dem Ausgangsteil 27 angeordnet ist. Durch den in Relation zum Außendurchmesser der Nabe 43 engen Innendurchmesser des linken Eingangsteiles 28 liegt hier ebenfalls eine Verliersicherung 46 vor.
In dem Ausführungsbeispiel der 3 sind die Turbinenschalen 40 und das rechte Eingangsteil 29 nicht miteinander verscheißt, sondern sie sind mittels so genannter Nietwarzen 44 miteinander verbunden. Da beim Nieten zwei entgegengesetzt wirkende Nietwerkzeuge benötigt werden und weil das eine Nietwerkzeug im Inneren der Turbinenschale 40 zu plazieren ist, müssen zum Setzten des anderen Nietwerkzeuges bei einem schon vormontierten Turbinendämpfer 26, in dem Ausgangsteil 27 und dem linken Eingangsteil 28, Aussparungen für das zweite Nietwerkzeug vorhanden sein. Diese Aussparungen werden aber nicht benötigt, wenn zunächst das rechte Eingangsteil 29 mit der Turbinenschale 40 vernietet wird, dann erst der Turbinendämpfer 26 aufgebaut wird und danach erst der Turbinendämpfer 26 in seinem Umfangsbereich an seinen Eingangsteilen 28 und 29 fixiert wird. Dieser Umfangsbereich ist in der 3 ohne Schweißnaht 39 und auch ohne Nietverbindung mittels Nietbolzen 38 oder Nietwarzen 44 gezeigt. Wegen der großen Umfangsfläche können die Eingangsteile 28, 29 auch mittels Kleben miteinander fixiert sein.
Bei dem Wandler 1 in der 4 sind die Turbinenschale 40 und das rechte Eingangsteil 29 mittels Nietbolzen miteinander verbunden. Auch hier gilt, was im Zusammenhang mit der 3 bezüglich Nieten in diesem Bereich gesagt wurde. In der 4 kann man sehen, dass nicht nur die Turbinenschale 40 und das rechte Eingangsteil 29, sondern auch beide Eingangsteile 28 und 29, dass linke Eingangsteil 28 und der innere Lammellenträger 10 mittels Nietbolzen verbunden sind. Der Turbinendämpfer 26 in der 4 ist also mit nur einer Verbindungsmethode – nämlich den Nieten – fixiert worden. Wegen der fehlenden Komplexität der Herstellung kann deshalb der Turbinendämpfer kostengünstig hergestellt werden.
Wie schon erwähnt, werden zur Dämpfung von Torsionsschwingungen in einem Turbinendämpfer 26, zwischen dem Ausgangsteil 27 und mindestens einem Eingangsteil 28 oder 29 axiale Verspannungselemente 36 (beispielsweise als Tellerfeder oder Well-Scheibe ausgebildet) verwendet. In einer Ausgestaltung der Erfindung, die in 5 zu sehen ist – wird ein axiales Verspannungselement 36 zwischen der narbenförmigen Abstützung der Turbine 35 und einem axialen Sicherungsring 20 auf der Nabe 43 angeordnet. Wegen der Relativdrehbewegung der nabenförmigen Abstützung 35 zur Nabe 43 kann ein axiales Verspannungselement 36 an der beschriebenen Stelle Torsionsschwingungen abbauen, denn durch hier auftretende Reibungskräfte wird Schwingungsenergie absorbiert. Aber auch im äußeren Durchmesserbereich der nabenförmigen Abstützung 35 und dem rechten Eingangsteil 29 kann ein axiales Verspannungselement 36 eingebaut werden, um Schwingungsenergie zu absorbieren, wie der 6 entnommen werden kann.
Die Wandler 1 der 5 und 6 weisen zwei Gemeinsamkeiten auf. Die erste Gemeinsamkeit ist, dass die Turbinenschale 40 mit der nabenförmigen Abstützung 35 verschweißt ist. Dieses Verschweißen ist hier mittels Reibschweißen geschehen. Da die Turbinenschale 40 aber nicht – wie in den 1 bis 4 gezeigt – mit dem rechten Eingangsteil 29 des Turbinendämpfers verschweißt ist und die nabenförmige Abstützung 35 mittels eines gestrichelt gezeichneten Nockens in den Turbinendämpfer nur eingreift, haben die Turbine 4 und die nabenförmige Abstützung 35 im noch nicht montierten Zustand keine axiale Führung und müssen deshalb mittels eines axialen Sicherungsringes 20 auf der Nabe 43 fixiert werden. Die zweite Gemeinsamkeit ist, dass hier die nabenförmige Abstützung 35 nicht – wie allgemein üblich – als gesenkgeschmiedetes Teil ausgebildet ist, sondern dass es sich hierbei um ein Bauteil handelt, welches aus Sintermetall – vorzugsweise Sinterstahl – besteht und als Formteil ausgebildet ist. Wie aufgrund der 5 und 6 deutlich wird, sind bei einem gesenkgeschmiedeten Teil bei einer Nacharbeit, beispielsweise bei einem Plandrehen der linken Stirnfläche, machen aus der Ebene herausstehenden Nocken die Nacharbeit unmöglich.
In der 7 sind die Eingangsteile 28 und 29 in besonderer Weise miteinander vernietet. Statt der üblichen Kröpfung mindestens eines Eingangsteiles 28, 29 und der damit herbeigeführten Annäherung der beiden Teile im Umfangsbereich, sind hier beide Eingangsteile 28, 29 des Turbinendämpfers 26 zueinander parallel und plan. Zur Schaffung des Platzes für das Ausgangsteil 27 und das axiale Verspannungselement 36 werden hier zur Vernietung Distanzbolzen 45 verwendet. Die Distanzbolzen 45 sind insofern vorteilhaft, weil mit ihnen eine exakte Beabstandung der Eingangsteile 28, 29 möglich ist und zugleich über den Umfang des Turbinendämpfers 26 eine hervorragende Öldurchflutung in dem Bereich zwischen den Eingangsteilen 28, 29, dem Ausgangsteil 27 und dem axialen Verspannungselement 36 erzielt wird.
In der 7 ist aber auch eine vorteilhafte Ankupplung des Ausgangsteiles 27 und des linken Eingangsteiles 28 an die Nabe 43 veranschaulicht. Diese Ankupplung wird im Weiteren mit den 8 und 9 weiterbehandelt. In der 7 ist aber auch eine Verliersicherung 46 offenbart, die hier mittels – des zum Außendurchmesser der Nabe 43 – kleineren Lamellenträger-Innendurchmessers realisiert wird.
Die 8 und 9 zeigen jeweils einen Radialschnitt durch die Nabe 43, der zugleich zur Längsachse der Nabe 43 senkrecht orientiert ist. Weil der Radialschnitt nur einen kleinen Ausschnitt zeigt, erscheint die Erstreckung von links nach recht geradlinig. Tatsächlich hat die Profilierung 49 aber eine Bogenform. Die gezeigten Profilformen weisen in axialer Richtung im wesentlichen jeweils einen konstanten Querschnitt auf. Deshalb ist das gezeigte Profil der Nabe 43 in der 8 identisch mit dem Profil in der 9.
In der 8 ist das Profil des Ausgangsteiles 27 das Ergänzungsprofil zu dem Profil der Nabe 43, weshalb das Ausgangsteil 27 im wesentlichen drehfest und ohne Spiel auf der Nabe 43 sitzt. Die unterschiedlich hohen, sich zyklisch wiederholenden „Zähne” sind in der Profilierung 49 zwischen Nabe 43 und Ausgangsteil 27 nicht zwingend erforderlich.
In der 9 ist die Nabe 43 mit einem Eingangsteil 28, 29 gepaart. Die „Zähne des Eingangsteiles 28, 29 sind nicht so hoch und greifen deshalb nicht in die kleinere Verzahnung der Nabe 43. Weil die „Zähne” des Eingangsteiles 28, 29 zugleich auch „schmaler” gestaltet sind, werden ihre „Zahnflanken” im allgemeinen nicht von den „Zahnflanken” der Nabe 43 berührt. Aus diesem Umstand ergibt sich ein definiertes Drehspiel zwischen dem Eingangsteil 28, 29 und der Nabe 43. Da Eingangsteile 28, 29 gegenüber dem Ausgangsteil 27 eines Turbinendämpfers 26 zur Dämpfung von Torsionsschwingungen, Relativ-Drehbewegungen ausführen müssen, und die Relativ-Drehbewegungen zum Schutze der Federn aber auch begrenzt sein müssen, ist die in den 8 und 9 gezeigte Profilierung 49 hervorragend für diese Aufgabe geeignet. Die Profilierung 49 in der 9 stellt einen präzisen, kompakten und platzsparenden Drehwinkelanschlag 34 für einen Turbinendämpfer 26 dar.
Mit der 7 wurden bereits Distanzbolzen 45 gezeigt. In dem Ausführungsbeispiel der 10 fungiert ein Distanzbolzen 45 zugleich auch als Drehwinkelanschlag 34. Die Distanzbolzen 45 besitzen in ihren Endbereichen abgesetzte Durchmesser, so dass sich die Schultern der Distanzbolzen 45 an der Innenfläche der Eingangsteile 28, 29 abstützen können. Durch das Stauchen (Vernieten) der äußersten Enden der Distanzbolzen 45 ergibt sich eine feste, sehr belastbare Verbindung. Werden aber Distanzbolzen 45 nicht nur am Umfang eines Turbinendämpfers 26, sondern wird auch mindestens ein Distanzbolzen 45 derart angeordnet, dass er in einen bogenförmigen, umfänglichen Schlitz des Ausgangsteiles 27 eingreifen kann, so dient dieser mindestens eine Distanzbolzen 45 als Drehwinkelanschlag 34.
Mit der 11 wird eine Detaillösung gezeigt. Hier ist die Turbinenschale 40 mit einem Kragen 41 versehen, der von dem Leitrad 5 abgewandt ist, also in diesem Fall nach links geneigt ist. Der Kragen 41 dient mit seinem Innendurchmesser – wie schon mit anderen Ausführungsbeispielen gezeigt – wiederum als radiale Stütze für das Nadellager 16, welches zwischen dem Leitrad 5 und der nabenförmigen Abstützung 35 der Turbine angeordnet ist. Um die Ausrichtung des Kragens 41 zu realisieren, wurde das benachbarte Eingangsteil 29 mit Ein- bzw. Ausprägungen versehen, die zur Turbinenschale 40 hin ausgerichtet sind. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden im Bereich der Ein- bzw. Ausprägungen das Eingangsteil 29 und die Turbinenschale 40 mittels einer Schweißnaht 39 – gegebenenfalls durch Widerstandsschweißen hergestellt – miteinander verbunden.
Mit der 12 soll gezeigt werden, dass nicht nur das Eingangsteil 29 als radiale, nabenförmige Abstützung 35 der Turbine 4 dienen kann, sondern dass die Turbinenschale 40 selbst diese Aufgabe erfüllen kann. In der 12 wurde die Turbinenschale 40 bis zu einem Außendurchmesser der Nabe 43 heruntergezogen und mit Kragen 41 versehen. Der Innendurchmesser 51 des Kragens der Turbinenschale liegt nun wie eine Lagerhülse auf der Nabe 43 auf. Das Nadellager 16 ist nun auch nicht mehr im Innendurchmesser 51 angeordnet, sondern wird von dem Außendurchmesser 50 geführt. Da das Eingangsteil 29 radial von der Turbinenschale 40 geführt wird, benötigt es in dem Ausführungsbeispiel der 12 keine radialen Lagereigenschaften.
Mit der 13 wird noch einmal eine Variante zu der Gestaltung der Kragen 41, 42 an dem Eingangsteil 29 und der Turbinenschale 40 gezeigt. Wiederum ist – wie bereits in der 12 – die Turbinenschale 40 mit ihrem Kragen 41 das radial lagernde Element. Jedoch ist der Kragen 41 zunächst zum Leitrad 5, dann aber zur Nabe 43 gewandt. Dadurch ergibt sich auch der Außendurchmesser 50, der wiederum das Lager 16 stützen kann. Zugleich ist der Kragen 41 aber auch eine Fixierung für den Kragen 42 des Eingangsteiles 29. Die Schweißnaht 39 unterstützt die Verdrehfestigkeit von Turbine 4 (bzw. Turbinenschale 40) und Turbinendämpfer 26 (bzw. Eingangsteil 29). Die ineinander geschachtelten Kragen 41, 42 haben den Vorteil, dass bei der Vormontage der einzelnen Tubinendämpfer-Komponenten, die Turbine 4 leichter zum Turbinendämpfer 26 konzentrisch ausgerichtet werden kann.
Mit den 7 und 10 wurden Distanzbolzen 45 gezeigt, die die Eingangsteile 28, 29 in einem definierten Abstand zueinander beabstanden. In den 14a und 14b werden nun Distanzbleche 52 offenbart, wobei die 14a einen Radialschnitt durch einen Turbinendämpfer und die 14b die dazugehörende Teil-Draufsicht zeigt. Die Schnittebene ist der 14b zu entnehmen. Das Distanzblech 52 liegt mit seinen inneren, im wesentlichen geradlinige, parallelen Seitenflächen an der Innenseite der Eingangsteile 28 und 29 an. Die Eingangsteile 28, 29 sind mit Aussparungen versehen, in die Zapfen 54 des Distanzbleches 52 eingreifen. Um ein Auseinanderdriften der Eingangsteile 28, 29 zu verhindern, sind die Zapfen 54 und die Eingangsteile 28, 29 miteinander verstemmt. Hierbei können die Aussparungen in den Eingangsteilen 28, 29 von vornherein schwalbenschwanzförmig gestaltet sein. In einer anderen Ausgestaltung der Zapfen 54 und der Aussparungen weisen diese keinen keilförmigen Querschnitt auf, sondern sind rechteckig gestaltet. Ein rechteckiger Querschnitt ist besonders vorteilhaft, weil er in einfacher Weise – beispielsweise durch Stanzen – hergestellt werden kann. Um der Verbindung „Eingangsteile 28, 29, Distanzblech 52” eine axiale Festigkeit zu geben, müssen die Zapfen 54 gestaucht werden, so dass sich die Materialien ineinander aneinanderpressen und/oder verhaken und/oder die Zapfen 54 einen Nietkopf bilden.
Die Verwendung der Distanzbleche 52 ist sehr vorteilhaft, weil deren Stirnflächen als Anschlagfläche 53, 53' für den maximal zulässigen Drehwinkel zwischen Eingangsteile 28, 29 und Ausgangsteil 27 dienen können. Und: Je nach dem wie lang (bezogen auf die Darstellung in der 14b) man das Distanzblech gestaltet, wird dadurch der maximal zulässige Drehwinkel definiert. Anders ausgedrückt: Für die Eingangs- und Ausgangsteile unterschiedlicher Turbinendämpfer-Größen kann man Standardteile verwenden, während für den spezifischen, maximal zulässigen Drehwinkel, nur ein einfaches Bauteil variiert werden muss. Es versteht sich, dass die Distanzbleche im Rahmen der Erfindung nicht zwangsläufig als Anschlag verwendet werden müssen. Sie können auch lediglich in mehrfacher Anordnung mehrfach am Umfang eines Turbinendämpfers angeordnet sein.

Claims

Wandler (1) zur hydrodynamischen Anbindung eines Verbrennungsmotors an ein Getriebe, wobei der Wandler eine Turbinenschale (40), einen Turbinendämpfer (26) und eine Wandlerüberbrückungskupplung (7) aufweist und die Anbindung der hydrodynamischen Energie an eine Getriebe-Eingangswelle (22) des nachgeordneten Getriebes mittels einer Nabe (43) und eines Eingangsteils (28, 29) des Turbinendämpfers (26) erfolgt, wobei das Eingangsteil (29) Federelemente (32, 33) aufnimmt und der Kupplungsausgang (10) der Wandlerüberbrückungskupplung (7) über die Wirkung der Federelemente (32, 33) verdrehbar gegenüber einem Ausgangsteil (27) des Turbinendämpfers (26) ist und wobei die Turbinenschale (40) und das Eingangsteil fest miteinander verbunden sind und die Turbinenschale (40) über das Eingangsteil (29) auf der Nabe (43) abgestützt ist.
Wandler, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil im wesentlichen ohne spanende Bearbeitung hergestellt wird.
Wandler, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenschale oder das Eingangsteil des Turbinendämpfers aus einem plattenförmigen Material besteht und als Stanzteil ausgebildet ist.
Wandler, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenschale mit einem Kragen auf dem Umfang einer auf der Getriebe-Eingangswelle angeordneten Nabe drehbar gelagert angeordnet ist.
Wandler, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil mit einem Kragen auf dem Umfang einer auf der Getriebe-Eingangswelle angeordneten Nabe drehbar angeordnet ist.
Wandler, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen der Turbinenschale oder der Kragen des Eingangsteils deutlich zur zylindrischen Oberfläche der Nabe beabstandet ist und zur Führung eines Axial-Lagers dienen kann.
Wandler, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Axial-Lager im inneren Durchmesser des Kragens angeordnet ist.
Wandler, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Axial-Lager am äußeren Durchmesser des Kragens angeordnet ist.
Wandler, nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenschale und das benachbarte Eingangsteil formschlüssig – insbesondere durch Nieten – miteinander verbunden sind.
Wandler, nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenschale und das benachbarte Eingangsteil mittels Nietbolzen miteinander vernietet sind.
Wandler, nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenschale und das benachbarte Eingangsteil mittels Nietwarzen miteinander vernietet sind.
Wandler, nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenschale und das benachbarte Eingangsteil kraftschlüssig – insbesondere durch Löten oder Kleben – miteinander verbunden sind.
Wandler, nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenschale und das benachbarte Eingangsteil stoffschlüssig – insbesondere durch Schweißen – miteinander verbunden sind.
Wandler, nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ausgangsteil des Turbinendämpfers und die Nabe auf der Getriebe-Eingangswelle mittels einer beidseitigen Profilierung drehfest und axial verschiebbar miteinander verbunden sind.
Wandler, nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das der Turbinenschale abgewandte Eingangsteil des Turbinendämpfers mit einer inneren, umfänglichen Profilierung versehen ist, die in Verbindung mit der Profilierung der Nabe einen definierten, maximalen Relativ-Drehwinkel zwischen der Nabe und dem Eingangsteil zulässt.
Wandler, nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung als Außen- und Innenverzahnung gestaltet ist.
Wandler, nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen- und Innenverzahnung selbstzentrierend ausgebildet ist.
Wandler, nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbinendämpfer und die Nabe, zueinander beweglich aber wechselseitig miteinander gekoppelt sind.
Wandler, nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe aus Sintermetall – vorzugsweise Sinterstahl – besteht und als Formteil ausgebildet ist.
Wandler, nach einem der Ansprüche 1 bis 19 für die Verwendung in einem Fahrzeug, insbesondere für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug.