DE19727901C1 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem von einer Brennkraftmaschine antreibbaren Pumpenrad, einem hierzu koaxial angeordneten Turbinenrad und einem koaxial dazwischen liegenden Leitrad, das mit einem einen Innenring und einen Außenring aufweisenden Freilauf in Verbindung steht, wobei der Innenring und der Außenring von zwei koaxialen Druckscheiben zentriert werden, an denen sich jeweils ein Axiallager abstützt, und mindestens eine der Druckscheiben einstückig mit dem Innen­ ring oder dem Außenring ausgebildet ist.

Ein solcher Drehmomentwandler ist beispielsweise aus der DE-OS 21 31 953 oder der GB-PS 686,911 bekannt. Hydrodynamische Drehmomentwandler lassen sich mit Planetenradsätzen zu automati­ schen Getrieben kombinieren. Vielfach sind sie mit einer Über­ brückungskupplung versehen, die dazu dient, die motorseitige Ge­ häusewand mit dem Turbinenrad zu verbinden, um dadurch den hy­ drodynamischen Kreislauf des Wandlers zu umgehen. Der Freilauf ist vorgesehen, damit sich das Leitrad vom Gehäuse lösen und frei mitdrehen kann, so daß es kein Reaktionsmoment mehr auf­ nimmt.

Zum Erreichen der Funktionsfähigkeit besteht der bekannte Frei­ lauf aus einer Vielzahl von Bauteilen, die jeweils exakt bear­ beitet und montiert werden müssen, was zu einer entsprechend langen Montagezeit führt. Die Lagerhaltung der Vielzahl von Bau­ elementen ist kostenaufwendig. Außerdem verliert der Monteur rasch den Überblick, ob er eine ausreichende Anzahl an Bauteilen besitzt, um ohne Unterbrechung arbeiten zu können. Fehlt ein Bauteil, das erst nachbeschafft werden muß, verteuert sich die Montage und bringt das Kalkulationsgefüge durcheinander. Schließlich addieren sich unter ungünstigen Umständen die Tole­ ranzen aller Bauteile, so daß keine einwandfreie Funktion des Freilaufs bzw. des Drehmomentwandlers gegeben ist.

Außerdem problematisch ist die Schmierung des Freilaufs. Diese muß natürlich über die Lebensdauer des Drehmomentwandlers sichergestellt sein. Erfolgt keine ausreichende Schmierung, ent­ stehen Geräusche, die zu Komforteinbußen für die Insassen des Fahrzeugs führen. Wird gleichzeitig die Belastung zu hoch, läuft der Freilauf fest, so daß der Drehmomentwandler ausfällt.

Zur Problemlösung ist vorgesehen, daß die auf der Seite des Tur­ binenrades angeordnete Druckscheibe mit mindestens einem radia­ len, in Richtung der Klemmkörper des Freilaufs offenen Kanal versehen ist. Da­ durch liegt der Freilauf im Ölstrom, so daß er gut geschmiert wird, wodurch sich die Lebensdauer erhöht und Geräusche minimiert werden. Vorteilhaft ist es, wenn mehrere, insbesondere vier oder acht Ölkanäle vorgesehen werden.

Dadurch, daß mindestens eine der Druckscheiben einstückig mit dem Innenring oder dem Außenring ausgebildet ist, entfällt nicht nur mindestens ein Bauteil, sondern Innenring und Außenring zen­ trieren sich selbst. Ein weiteres Bauteil entfällt, wenn die eine Druckscheibe einstückig mit dem Innenring und die andere Druckscheibe einstückig mit dem Außenring ausgebildet ist.

Vorzugsweise bildet die Druckscheibe die Lauffläche für das Axi­ allager. Eine weitere Reduzierung der im Freilauf notwendigen Bauteile wird erreicht, wenn die andere Lauffläche des Axialla­ gers unmittelbar an der Nabe des Turbinenrades und/oder dem Wandlerge­ häuse ausgebildet ist. Neben der Bauteilreduzierung durch den Ent­ fall bisher verwendeter Zwischenscheiben reduziert sich außerdem der vom Wandler benötigte axiale Bauraum, was im Hinblick darauf, daß an die Komponenten moderner Fahrzeuge grundsätzlich die Anfor­ derung gestellt wird, daß sie möglichst kompakt und kurz bauen, von Vorteil ist.

Wenn zumindest eine der Druckscheiben auf der den Klemmkörpern abgewandten Seite als Gleitlager ausgebildet ist, ist eine weitere Bauteilreduzierung möglich. Zweckmäßigerweise werden beide Druck­ scheiben als Gleitlager auszubilden sein.

Die Druckscheibe und der Innenring und/oder der Außenring werden vorzugsweise aus Sintermetall gefertigt. Im Bereich der Freilauf- Laufbahn ist dieses Material wärmebehandelbar, um eine ausreichen­ de Festigkeit bzw. Härte wegen der Hertz'schen Flächenpressung zu erhalten. Das Material kann so gewählt sein, daß es im Bereich der Zentrierung zwischen den Ringen Gleiteigenschaften besitzt. Eine einfache Ausbildung des mindestens einen Ölkanals erfolgt durch Vertiefungen und Erhebungen an geeigneter Stelle in den Werkzeug­ teilen.

Mit Hilfe einer Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 - den oberen Axialschnitt durch einen hydrodynami­ schen Drehmomentwandler;

Fig. 2 - den in Fig. 1 mit "X" gekennzeichneten Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles;

Fig. 3 - den in Fig. 1 mit "X" gekennzeichneten Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles;

Fig. 4 - den in Fig. 1 mit "X" gekennzeichneten Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispieles;

Fig. 5 - den in Fig. 1 mit "X" gekennzeichneten Ausschnitt eines vierten Ausführungsbeispieles;

Fig. 6 - den in Fig. 1 mit "X" gekennzeichneten Ausschnitt eines fünften Ausführungsbeispieles;

Fig. 7 - den in Fig. 1 mit "X" gekennzeichneten Ausschnitt eines sechsten Ausführungsbeispieles; und

Fig. 8 - den in Fig. 1 mit "X" gekennzeichneten Ausschnitt eines siebten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt die oberere Hälfte des Axialschnittes eines hydro­ dynamischen Drehmomentwandlers, der konzentrisch zu einer Drehach­ se 7 angeordnet ist. Der Drehmomentwandler besteht aus dem Pumpen­ rad 2 und dem Turbinenrad 1, das über den Freilauf 10 mit der Nabe 4' des Leitrads 4 versehen ist. Das Turbinenrad 1 besteht aus der Turbinenschale 6, Turbinenschaufel 1' und Innenring 1". Die Tur­ binenschale 6 ist mit der Turbinenradnabe 8 über hier nicht näher bezeichnete Niete starr verbunden. Das Pumpenrad 2 wird durch das Wandlergehäuse 3, den Pumpenschaufeln 2' und dem Innenring 2" gebildet, wobei das Wandlergehäuse 3 radial innen mit der zum An­ trieb der hier nicht dargestellten Getriebeölpumpe vorgesehenen Pumpennabe 5 verbunden ist.

Der in Fig. 1 im Ausschnitt "X" dargestellte Freilauf 10 ist von herkömmlicher Bauart und besteht aus dem Innenring 11 und dem Au­ ßenring 15 mit den dazwischen angeordneten Klemmkörpern 9. Der Innenring 11 und der Außenring 15 werden über die beiden Druck­ scheiben 12, 17 zentriert, an denen radial innen und radial außen eine Ringfläche ausgebildet ist, an der gleitende Reibung statt­ findet. Auf der den Klemmkörpern 9 abgewandten Seite der Druck­ scheiben 12, 17 liegt je eine Zwischenscheibe 14, 19 an, die als Abstütz- und Lauffläche der beiden Axial-Wälzlager 13, 18 dient. Die Gegenlauffläche ist an die an der Turbinenradnabe 8 bzw. dem Wandlergehäuse 3 abstützenden Zwischenscheiben 20, 21 ausgebildet.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist der Außenring 15 des Freilaufs 10 einstückig mit der Druckscheibe 17 ausgebildet, so daß der Außenring 15 einseitig nach radial innen verlängert ist und sich gegen den Innenring 19 an der Verlängerung abstützt. Auf der den Klemmkörpern 9 zugewandten Seite ist der als Druckscheibe 17 wirkende Teil mit einem oder mit einer Mehrzahl vorzugsweise regelmäßig über den Umfang verteilt angeordneter Ka­ näle 16 versehen, über die die Wandlerflüssigkeit in den Bereich der Klemmkörper 9 strömen kann, so daß der Freilauf 10 voll im Öl­ strom durch den Wandler liegt. Vorzugsweise sind die einstückig ausgebildete Druckscheibe 17 und Außenring 15 aus Sintermetall hergestellt.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Druck­ scheibe 17 einstückig mit dem Innenring 11 des Freilaufs 10 ver­ bunden. Auch hier ist der als Druckscheibe 17 dienende Teil auf der den Klemmkörpern 9 zugewandten Seite mit Ölbohrungen 16 ver­ sehen.

Durch die Verlagerung des Ölkanals 16 auf die dem Klemmkörper 9 zugewandte Seite der Druckscheibe 17 resultiert nicht nur der Vor­ teil, daß der Freilauf voll im Ölstrom des Wandlers liegt, son­ dern, wie Fig. 4 zeigt, kann nun die andere axiale Seite der Druckscheibe 17 direkt als Anlagefläche für das Axiallager dienen und an ihr die Laufbahn ausgebildet sein, wodurch die Zwischen­ scheibe 19 zusätzlich entfallen kann. Derselbe Vorteil ist erziel­ bar, wenn der Innenring 11 und die Druckscheibe 17 einstückig aus­ gebildet sind (Fig. 5).

Wie Fig. 6 zeigt, können die in den übrigen Figuren dargestellten Einzelmerkmale auch kumulativ realisiert werden, um so einen wei­ ter vereinfachten Aufbau des Freilaufs 10 zu erreichen. Der Innen­ ring 11 ist einstückig mit der Druckscheibe 12 und der Außenring 15 einstückig mit der Druckscheibe 17 ausgebildet. Beide von den Klemmkörpern 9 wegweisenden Flächen der Druckscheiben 12, 17 die­ nen als Anlage- und Lauffläche für die Axiallager 13, 18.

Eine noch weiter vereinfachte Ausbildung des Drehmomentwandlers geht aus Fig. 7 hervor, indem die Nabe 8 des Turbinenrades 1 und das Wandlergehäuse 3 als Gegenlauffläche für die Axiallager 13, 18 ausgebildet sind. Hierdurch erfolgt eine noch weitere Reduzierung des axial notwendigen Bauraumes für den Drehmomentwandler, da die Zwischenscheiben 20, 21 entfallen können.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der in Rede stehenden Stelle eines Drehmomentwandlers, in dem die einseitig mit dem In­ nenring 11 und/oder Außenring 15 verbundenen Druckscheiben 12, 17 auf den den Klemmkörpern 9 abgewandten Seiten als Gleitlager aus­ gebildet sind.

Bezugszeichenliste

1

Turbinenrad

1

'Turbinenschaufel

1

"Innenring Turbine

2

Pumpenrad

2

'Pumpenschaufel

2

"Innenring Pumpe

3

Wandlergehäuse

4

Leitrad

4

'Nabe

5

Pumpennabe

6

Turbinenschale

7

Drehachse

8

Turbinenradnabe

9

Klemmkörper

10

Freilauf

11

Innenring

12

Druckscheibe

13

Axiallager

14

Zwischenscheibe

15

Außenring

16

Kanal/Ölkanal

17

Druckscheibe

18

Axiallager

19

Zwischenscheibe

20

Zwischenscheibe

21

Zwischenscheibe
Xzu betrachtender Ausschnitt

Claims (6)

1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einem von einer Brennkraftmaschine antreibbaren Pumpenrad (2), einem hierzu koaxial angeordneten Turbinenrad (1) und einem koaxial da­ zwischen liegenden Leitrad (4), das mit einem einen Innen­ ring (11) und einem Außenring (15) aufweisenden Freilauf (10) in Verbindung steht, wobei der Innenring (11) und der Außenring (15) von zwei koaxialen Druckscheiben (12, 17) zentriert werden, an denen sich jeweils ein Axiallager (13, 18) abstützt, und mindestens eine der Druckscheiben (12, 17) einstückig mit dem Innenring (11) oder dem Außenring (15) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Seite des Turbinenrades (1) angeordnete Druckscheibe (17) mit mindestens einem radialen in Richtung der Klemm­ körper (9) des Freilaufs (10) offenen Kanal (16) versehen ist.

2. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Druckscheibe (12, 17) ein­ stückig mit dem Innenring (11) und die andere Druckscheibe (17, 12) einstückig mit dem Außenring (15) ausgebildet ist.

3. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (12, 17) die Lauffläche für das Axiallager (13, 18) bildet.

4. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (12, 17) und der In­ nenring (11) und/oder der Außenring (15) aus Sintermetall bestehen.

5. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Lauffläche des Axiallagers (13, 18) unmittelbar an der Nabe (8) des Turbinenrades (1) und/oder dem Wandlergehäuse (3) ausgebildet ist.

6. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Druckschei­ ben (12, 17) auf der den Klemmkörpern (9) abgewandten Seite als Gleitlager ausgebildet ist.