DE19636401A1 - Hydrodynamisches Getriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydrodynami­ sches Getriebe in der Ausführung mit einem umlaufenden Gehäuse, das innen ein Schaufelrad bildet, durch das ein im Innern dieses Gehäuses angeordnetes Turbinen­ schaufelrad hydrodynamisch angetrieben werden kann, sowie mit einer verriegelbaren Kupplung die mit einem Drehschwingungsdämpfer versehen ist.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Verbesserung der Verbindung zwischen dem Drehschwingungsdämpfer und dem Turbinenschaufelrad.

Ein bekanntes hydrodynamisches Getriebe umfaßt ein Gehäuse, das, um eine Achse rotierend, einerseits eine Ummantelung mit einer Querwand, die drehfest mit einer treibenden Welle verbunden werden kann, und anderer­ seits ein Schaufelrad oder Pumpenrad enthält, das hydrodynamisch ein Turbinenschaufelrad antreiben kann, das fest mit einer Nabe verbunden ist, die drehfest mit einer getriebenen Welle verbunden werden kann. Das Gehäuse umschließt eine üblicherweise als "LOCK-UP" bezeichnete verriegelbare Kupplung, die zwischen dem getriebenen Element (dem Turbinenrad) und dem treiben­ den Element (der Ummantelung des Gehäuses) wirksam wird. Diese Kupplung umfaßt einen Drehschwingungs­ dämpfer, einen im Verhältnis zu dem getriebenen Ele­ ment axial beweglich gelagerten Kolben und wenigstens einen Reibbelag, der mit dem Kolben verbunden ist und zwischen dem besagten Kolben und der Innenseite der besagten Querwand des Gehäuses eingespannt werden kann. Das Turbinenrad im Innern des Gehäuses wird durch das sogenannte Pumpenrad angetrieben, was durch die kraftschlüssige Verbindung erfolgt, die durch ein im Gehäuse zirkulierendes Druckmedium geschaffen wird, wobei die verriegelbare Kupplung nach dem Anfahren des Fahrzeugs wirksam wird, um Schlupferscheinungen zwi­ schen den beiden Rädern zu verhindern und die getrie­ bene Welle drehfest mit der treibenden Welle zu ver­ binden.

Der Drehschwingungsdämpfer enthält umfangsmäßig wirk­ same Federn, die zwischen zwei in etwa ringförmigen Teilen aus tiefgezogenem Blech eingefügt sind. Eines der Teile, das herkömmlicherweise als Führungsscheibe bezeichnet wird, ist drehfest mit dem Reibbelag ver­ bunden, während das andere Teil, das herkömmlicher­ weise als Zwischenscheibe bezeichnet wird, an dem Turbinenschaufelrad befestigt wird, das drehfest mit der getriebenen Welle verbunden ist. Im Dokument WO- A-94/07 058 wird insbesondere ein solches hydrodynami­ sches Getriebe beschrieben, das einen Drehschwingungs­ dämpfer umfaßt, in dem die besagte Zwischenscheibe am Turbinenrad angeschweißt ist. Die Verschweißung ist jedoch in diesem Zusammenhang schwierig auszuführen, da die zu verschweißenden Teile einer Wärmebehandlung unterzogen werden müssen.

Wenn an derartigen Teilen eine Verschweißung erfolgen soll, müssen die zu verschweißenden Bereiche bei der Wärmebehandlung geschützt werden.

Eine der Aufgaben der Erfindung besteht darin, die Befestigung der besagten Zwischenscheibe und des besagten Turbinenrads auf einfache und effiziente Weise ohne Verschweißung herbeizuführen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Ausführung einer Baugruppe zu ermöglichen, zu der das Turbinenrad und der Drehschwingungsdämpfer gehören, um einen einfachen Zusammenbau der Hauptbestandteile des hydrodynamischen Getriebes zu ermöglichen.

Die Erfindung betrifft daher im einzelnen ein hydro­ dynamisches Getriebe mit einem Gehäuse und einem Turbinenrad, das drehend in diesem Gehäuse gelagert ist, sowie mit einer verriegelbaren Kupplung, die mit einem Drehschwingungsdämpfer versehen ist, der eine Führungsscheibe, eine Zwischenscheibe und umfangs­ mäßig zueinander angeordnete Federn umfaßt, wobei die besagte Zwischenscheibe an dem besagten Turbinenrad befestigt ist und letzteres aus einer ringförmigen Schale besteht, die an einem ringförmigen Flansch angebracht und innen mit Schaufeln versehen ist, die an der besagten Schale durch Ansätze befestigt sind, die in entsprechende Schlitze der Schale eingreifen und nach außen umgebogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Zwischenscheibe zumindest teilweise an ihrem Außenumfang an der besagten Schale durch derar­ tige umgebogene Ansätze befestigt ist, die in entspre­ chende Schlitze eingreifen, die in einen Teil der besagten Zwischenscheibe eingearbeitet sind, der sich an die Außenfläche der besagten Schale anpaßt, daß die besagte Zwischenscheibe an ihrem Innenumfang mecha­ nisch an einem der Elemente Schale oder ringförmiger Flansch, der die besagte Schale trägt, befestigt ist und daß es eine vormontierte Baugruppe umfaßt, die im wesentlichen das Turbinenrad, die daran, wie vorste­ hend angegeben, befestigte Zwischenscheibe, die Füh­ rungsscheibe und die umfangsmäßig wirksamen Federn enthält. Die Führungsscheibe ist mit der Zwischen­ scheibe mit einem Umfangsspiel entsprechend dem Wir­ kungsbereich der Federn verbunden; dazu umfaßt sie axial nach innen gerichtete Ansätze, die in Umfangs­ schlitze der besagten Zwischenscheibe eingreifen. Bei einer derartigen Anordnung ist eine Kupplungsscheibe zwischen der Innenwand des Gehäuses und einem darin axial beweglichen Kolben eingesetzt, der durch den Öldruck bei der Verriegelung betätigt wird. Die Kupp­ lungsscheibe ist drehfest mit der Führungsscheibe verbunden und umfaßt dazu axial ausgerichtete Ansätze, die mit Ausklinkungen in dieser Führungsscheibe zusam­ menwirken.

Das Verständnis der Erfindung und weiterer Vorteile dieser Erfindung wird durch die nachstehende Beschrei­ bung eines erfindungsgemäßen hydrodynamischen Getrie­ bes erleichtert, die nur als Beispiel und unter Bezug­ nahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird, auf denen folgendes dargestellt ist

Fig. 1 zeigt eine Teilschnittansicht eines erfin­ dungsgemäßen hydrodynamischen Getriebes.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 zur Veranschaulichung einer Variante.

Das dargestellte hydrodynamische Getriebe umfaßt in ein und demselben dicht geschlossenen Gehäuse, das eine Ölwanne 11 bildet, einen Drehmomentwandler 12 und eine verriegelbare Kupplung 13. Das Gehäuse 11 bildet ein treibendes Element und kann drehfest mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs verbunden werden. Dieses ringförmige Gehäuse 11 be­ steht aus einer ersten Schale 15 mit einer ringförmi­ gen Querwand 16 und aus einer zweiten Schale 18, die der ersten Schale gegenüberliegt und so gestaltet ist, daß sie ein Pumpenrad 20 mit Schaufeln 21 bildet. Die Schaufeln dieses Rads sind fest mit der Innenfläche der zweiten Schale 18 verbunden. Die Schalen 15, 18 sind, hier mittels Verschweißung, an einem gleichen ringförmigen Teil 24 angebracht, das einen Anlasser­ zahnkranz bildet, der durch den Anlasser des Fahrzeugs angetrieben wird. Dazu umfaßt das ringförmige Teil 24 eine Zahnung 25 an seinem Außenumfang. Der Drehmoment­ wandler umfaßt außerdem ein Turbinenrad 28 mit Schau­ feln 29, die den Schaufeln 21 des Pumpenrads 20 gegen­ überliegen, und ein Leitrad 30. Das Turbinenrad 28 ist drehfest mit einer getriebenen Welle 32 verbunden, wobei es an seinem Innenumfang durch Niete 33 fest mit einem ringförmigen Flansch 34 verbunden ist, der seinerseits an einer Nabe 35 angeschweißt ist, die durch Verzahnung mit der getriebenen Welle 32 ver­ bunden ist. Die Schale 18 weist eine Muffe 38 auf, die verschiebbar auf einer (nicht dargestellten) festen Welle gelagert ist. Eine Nabe 40 ist mittig an der ersten Schale 15 angeschweißt; sie weist eine zylin­ drische Fläche auf, die ein Gleitlager 41 für einen Betätigungskolben 44 der verriegelbaren Kupplung 13 bildet. Diese umfaßt eine Kupplungsscheibe 46, die zwischen der Innenfläche der ringförmigen Querwand 16 und einer ebenen Fläche des besagten Kolbens 44 einge­ spannt werden kann, wenn dieser unter der Einwirkung des Öldrucks zu der besagten ringförmigen Querwand 16 beaufschlagt wird. Die Kupplungsscheibe 46 ist dreh­ fest mit einem ringförmigen Teil aus tiefgezogenem Blech verbunden, das im folgenden als Führungsscheibe 50 bezeichnet wird. Die Kupplungsscheibe 46 umfaßt einen Belagträger aus Metall, der auf beiden Seiten mit Reibbelägen versehen ist, die auf die vorstehend erwähnte Weise zwischen der Wand 16 und dem Kolben 14 eingespannt werden können. Im übrigen ist ein weiteres ringförmiges Teil des Drehschwingungsdämpfers, das im folgenden als Zwischenscheibe 52 bezeichnet wird, am Turbinenrad befestigt. Die Führungsscheibe 50 und die Zwischenscheibe 52 sind so ausgebildet, daß sie Um­ fangsanschläge bilden, an denen die entsprechenden Enden von Schraubenfedern 54 zur Anlage kommen, die umfangsmäßig zwischen der Zwischenscheibe 52 und der Führungsscheibe 50 eingebaut sind. Die Führungsscheibe 50 ist mit der Zwischenscheibe 52 mit einem Umfangs­ spiel verbunden, so daß die Federn 54 als Drehschwin­ gungsdämpfer wirken und die Momentspitzen absorbieren können.

Auf an sich bekannte Weise umfaßt das Turbinenrad 28 eine ringförmige Schale 55, und die Schaufeln 29 sind an der besagten Schale durch Ansätze 58 befestigt, die in entsprechende Schlitze in dieser Schale eingreifen, wobei die Ansätze außen an der Schale umgebogen sind. Im dargestellten Beispiel umfaßt jede Schaufel 29 drei Ansätze 58a, 58b, 58c, die in unterschiedlichen radia­ len Abständen angeordnet sind. Die Schale 55 ist am ringförmigen Flansch 34 angebracht.

Nach einem wichtigen Merkmal der Erfindung ist die besagte Zwischenscheibe 52 zumindest teilweise an der Schale 55 durch einige der umgebogenen Ansätze der Schaufeln befestigt, die in entsprechende Schlitze eingreifen, die in einen Teil der Zwischenscheibe eingearbeitet sind, der sich an die Außenfläche der Schale anpaßt.

Im Beispiel von Fig. 1 ist die Zwischenscheibe 52 somit an ihrem Außenumfang anhand der radial am weite­ sten entfernten Ansätze 58c der besagten Schaufeln 29 befestigt, während sie durch Aufnieten in der Nähe ihres Innenumfangs am ringförmigen Flansch 54, der die besagte ringförmige Schale 55 trägt, befestigt ist. In diesem Beispiel sind die Zwischenscheibe 52 und die Schale 55 an dem besagten ringförmigen Flansch 34 durch die gleiche Gruppe von Nieten 60 befestigt.

In der Ausführungsart von Fig. 2, in der gleichartige Strukturelemente jeweils mit den gleichen Bezugsnum­ mern bezeichnet und nicht erneut beschrieben werden, ist die Zwischenscheibe 52a hingegen an der besagten Schale 55 durch zwei Reihen von Ansätzen 58b, 58c der besagten Schaufeln befestigt, wobei sich eine Reihe in der Nähe ihres Innenumfangs erstreckt, während sich die andere, wie zuvor, in der Nähe ihres Außenumfangs erstreckt.

Erfindungsgemäß entfällt die Notwendigkeit einer Verschweißung der besagten Zwischenscheibe 52, 52a an der Schale 55 des Turbinenrads. Die Zwischenscheibe 52 kann daher behandelt werden, um sie in Höhe ihrer Umfangsanschläge (mit gewundener Form) für die Federn 54 zu härten.

Darüber hinaus ist diese Gestaltung günstig für die Ausführung einer vormontierten Baugruppe, die im wesentlichen aus dem Turbinenrad 28, der Zwischen­ scheibe 52, 52a, der Führungsscheibe 50 und den um­ fangsmäßig wirksamen Federn 54 besteht.

Dazu ist jede Führungsscheibe 50 mit der Zwischen­ scheibe mit einem Umfangsspiel verbunden, das die Wirkung der Federn ermöglicht, und sie umfaßt zu diesem Zweck radial nach innen gerichtete Ansätze 60, die in Umfangsschlitze 61 der besagten Zwischenscheibe eingreifen. Darüber hinaus ist die Kupplungsscheibe 46, die zwischen der ringförmigen Querwand 16 des Gehäuses und dem axial beweglichen Kolben 44 eingefügt ist, drehfest mit der besagten Führungsscheibe 50 verbunden, wozu sie axial ausgerichtete Ansätze 62 um­ faßt, die mit Ausklinkungen 63 der besagten Führungs­ scheibe zusammenwirken. Der Belagträger der Kupplungs­ scheibe 46 umfaßt derartige Ansätze 63 an seinem Außenumfang, während die Ausklinkungen am Innenumfang der Führungsscheibe 50 ausgebildet sind.

Die Funktionsweise entspricht derjenigen eines her­ kömmlichen hydrodynamischen Getriebes. In diesem Zusammenhang sei daran erinnert, daß das Turbinenrad 28 durch das Pumpenrad über das im Gehäuse enthaltene Druckmedium (Öl) angetrieben wird und daß die verrie­ gelbare Kupplung 13 nach dem Anfahren des Fahrzeugs zur Vermeidung von Schlupferscheinungen zwischen den Rädern eine feste Verbindung der getriebenen Welle mit der treibenden Welle durch das Einspannen der Kupp­ lungsscheibe 46 unter der Einwirkung der axialen Verschiebung des Kolbens 44 ermöglicht. Die daraus resultierende Verriegelung ermöglicht einen direkten Antrieb der getriebenen Welle 32 (typischerweise der Getriebeeingangswelle) durch das drehfest mit der Kurbelwelle verbundene Gehäuse 11.

Die Ansätze 60 und die Schlitze 61 sind hier umfangs­ mäßig im Verhältnis zu den durch die Führungsscheibe 50 und die Zwischenscheibe 52 gebildeten Umfangsan­ schlägen versetzt. Die Ansätze 60 und die Schlitze 61 werden daher in den Fig. 1 und 2 der Einfachheit halber schraffiert dargestellt.

Desweiteren ist festzustellen, daß die Zwischenscheibe 52a in Fig. 2 vereinfacht wurde, da sie nicht am Flansch 34 befestigt ist. Die Anschläge der Zwischen­ scheibe 52a sind hier insgesamt V-förmig und besonders robust ausgeführt.

Für weitere Einzelheiten zur Führungsscheibe 50 wird auf das vorerwähnte Dokument WO-A-94/07058, insbeson­ dere auf Fig. 39, verwiesen, wobei davon auszugehen ist, daß diese Auflagekanten und Auflageansätze für die Federn 54 umfaßt.

In allen Fällen sind die Führungsscheibe 50 und die Federn 54 radial oberhalb des Kolbens 44 und am Außen­ umfang des Turbinenrads 28 angeordnet.

Die Zwischenscheibe 52 ist an ihrem Außenumfang durch die umgebogenen Ansätze der Schaufeln 29 befestigt. An ihrem Innenumfang ist sie mechanisch, hier durch Aufnieten oder durch die Ansätze 58c, an einem der Elemente Flansch 34 oder Schale 55 befestigt, und zwar radial unterhalb der Federn 54. Dadurch entsteht eine robuste Befestigung der Zwischenscheibe 52, die sich günstig auf die Bildung einer vormontierten Baugruppe auswirkt, zu der, wie vorstehend erwähnt, die Füh­ rungsscheibe 50, die Federn 54 und die Zwischenscheibe 52 gehören.

Diese Baugruppe ist daher unempfindlich und robust, wobei die Zwischenscheibe 52 in geringerem Maße Ver­ formungen ausgesetzt ist.

Die Führungsscheibe 50 kann natürlich an ihrem Innen­ umfang zum Turbinenrad 28 gerichtete axiale Ansätze aufweisen und gelocht sein, um Zapfenlöcher für das Einsetzen von Zapfen zu bilden, die durch vorstehende radiale Ansätze gebildet werden, die aus dem Außenum­ fang der Kupplungsscheibe 46 herausgearbeitet sind.

Claims (6)

1. Hydrodynamisches Getriebe mit einem Gehäuse (11) und einem Turbinenrad (28), das drehend in diesem Gehäuse gelagert ist, sowie mit einer verriegelbaren Kupplung (13), die mit einem Drehschwingungsdämpfer versehen ist, der eine Führungsscheibe (50), eine Zwischenscheibe (52, 52a) und umfangsmäßig zueinander angeordnete Federn (54) umfaßt, wobei die besagte Zwischenscheibe an dem besagten Turbinenrad (28) befestigt ist und letzteres aus einer ringförmigen Schale (55) besteht, die an einem ringförmigen Flansch (34) angebracht und innen mit Schaufeln (29) versehen ist, die an der besagten Schale durch Ansätze (58) befestigt sind, die in entsprechende Schlitze der Schale eingreifen und nach außen umgebogen sind, da­ durch gekennzeichnet, daß die besagte Zwischenscheibe (52, 52a) zumindest teilweise an ihrem Außenumfang an der besagten Schale durch derartige umgebogene Ansätze (58c) befestigt ist, die in entsprechende Schlitze eingreifen, die in einen Teil der besagten Zwischenscheibe eingearbeitet sind, der sich an die Außenfläche der besagten Schale (55) anpaßt, daß die besagte Zwischenscheibe (52) an ihrem Innenumfang mechanisch an einem der Elemente Schale (55) oder ringförmiger Flansch (34) befestigt ist und daß es eine vormontierte Baugruppe umfaßt, die im wesentlichen das Turbinenrad (28), die besagte Zwi­ schenscheibe (52), die besagte Führungsscheibe (50) und die umfangsmäßig wirksamen Federn (54) enthält.

2. Hydrodynamisches Getriebe nach Anspruch 1 , da­ durch gekennzeichnet, daß die besagte Zwischenscheibe (52) durch Aufnieten (33) in der Nähe ihres Innenumfangs fest mit dem ringförmigen Flansch (34), der die besagte ringförmige Schale trägt, verbunden ist.

3. Hydrodynamisches Getriebe nach Anspruch 2 , da­ durch gekennzeichnet, daß die besagte Zwischenscheibe (52) und die besagte Schale (55) an dem besagten ringförmigen Träger durch eine gleiche Gruppe von Nieten (33) befestigt sind.

4. Hydrodynamisches Getriebe nach Anspruch 1 , da­ durch gekennzeichnet, daß die besagte Zwischenscheibe (52a) an der besagten Schale durch zwei kreisförmige Reihen von Ansätzen (58b, 58c) befestigt sind, von denen sich eine in der Nähe ihres Innenumfangs und die andere in der Nähe ihres Außen­ umfangs erstreckt.

5. Hydrodynamisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Führungsscheibe (50) mit Umfangsspiel mit der besagten Zwischenscheibe verbunden ist und dazu radial nach innen gerichtete Ansätze (60) umfaßt, die in Umfangsschlitze (61) der besagten Zwischen­ scheibe eingreifen.

6. Hydrodynamisches Getriebe nach Anspruch 5 , da­ durch gekennzeichnet, daß eine Kupplungsscheibe (46) zwischen der Innenwand des besagten Gehäuses und einem darin axial beweglichen Kolben (44) eingefügt ist und daß diese Kupplungs­ scheibe (46) drehfest mit der besagten Führungsscheibe verbunden ist und dazu axial ausgerichtete Ansätze (62) umfaßt, die mit Ausklinkungen (63) der besagten Führungsscheibe zusammenwirken.