DE19736296A1 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer mit Gleitlagern versehenen Axiallagerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Durch die DE 195 33 151 A1 ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einem aus Pumpen-, Turbinen- und Leitrad gebildeten Wandlerkreis bekannt, bei welchem das Leitrad durch eine Axiallagerung im Wandlergehäuse mit vorbestimmtem Relativabstand zum Pumpen- und zum Turbinenrad gehalten ist. Zur Bildung der Axiallagerung ist an jeder Axialseite des Leitrades ein mit Nutung ausgebildetes Gleitlager vorgesehen, das aus Kunststoff bestehen kann. Die Nutung ist hierbei derart ausgebildet, daß die einzel­ nen Nuten das Gleitlager entlang dessen gesamter radialer Erstreckung durchdringen.

Aufgrund der radialen Durchgangsnutung in den Gleitlagern kann die zugeführte Hy­ draulikflüssigkeit die Nutung sehr widerstandsarm durchfließen, so daß der in der Durchgangsnutung bestehende Druck nicht immer ausreicht, um ein hydrodynamisches Tragen zu gewährleisten. Die Folge hiervon ist ein Reibungseinfluß, weshalb diese Gleitlager sehr verschleißfest ausgebildet sein müssen. Außerdem besteht am Gleitlager zwischen dem Freilauf und dem Pumpenrad die Möglichkeit, daß ein Rückfluß von Hy­ draulikflüssigkeit in den Wandlerkreis erfolgt, was zu einer Überhitzung des Drehmo­ mentwandlers führen kann.

Die Gleitlager sind üblicherweise formschlüssig, und zwar mit einer Nut-Feder- Verbindung, am Leitrad fixiert. Wegen des zuvor bereits genannten, nicht immer ausrei­ chenden hydrodynamischen Tragens kann es zu Axialspiel kommen, wodurch die form­ schlüssige Verbindung zu einer Relativbewegung befähigt, was als Klappern wahr­ nehmbar ist und letztendlich zu einen Schwingungsbruch führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gleitlager an einer Axiallagerung für das Lei­ trad derart auszubilden, daß reibungsbedingter Verschleiß und Schwingungsbruch aus­ geschlossen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 an­ gegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Maßnahme, die Nutung in zumindest einem Gleitlager lediglich entlang eines Teils der radialen Erstreckungslänge dieses Gleitlagers auszubilden, wird, wenn das Gleitlager an seiner der Hydraulikkreisversorgung zugewandten Seite offen, daß heißt mit einer Nutung versehen ist, an seiner Gegenseite dagegen geschlossen, das heißt ohne Nutung ausgebildet ist, dafür gesorgt, daß Hydraulikflüssigkeit zwar in die Nutung eindringen und dieselbe durchströmen kann, aber aufgrund des fehlenden Durchgangs dieser Nutung an deren verschlossenem Ende einen Staudruck aufbaut, der dafür sorgt, daß das Lager stets hydrostatisch trägt, Reibung und demnach reibungsbedingter Ver­ schleiß ausgeschlossen sind. Aufgrund dieses axial wirksamen hydrostatischen Druckes wird das Gleitlager stets mit seiner von der Nutung abgewandten Rückseite gegen das benachbarte Bauteil, wie beispielsweise einen Freilauf gedrückt, so daß, sofern zwischen dem Gleitlager und dem diesem benachbarten Bauteil ein Formschluß, beispielsweise in Form einer Nut-Feder-Verbindung vorliegt jegliche Relativbewegung zwischen diesen Bauteilen unterdrückt wird. Die aufgrund der Stauwirkung am verschlossenen Ende der Nutung bewirkten Vorteile kommen insbesondere dann deutlich zur Wirkung, wenn der die Nutung radial begrenzende Nutungsbegrenzer radial außen vorgesehen ist, da in diesem Fall die Hydraulikflüssigkeit mit Unterstützung der Fliehkraft bei Rotation der Gleitlagerung oder des jeweiligen Reibpartners, wie beispielsweise des Wandlergehäuses oder einer Turbinennabe, nach radial außen gedrängt wird.

Eine derartige Ausführung eines Gleitlagers ist sowohl pumpen- als auch turbinenseitig am Leitrad denkbar, wobei aber insbesondere die pumpenseitige Anordnung von Vorteil ist, weil an dieser Stelle aufgrund des Nutungsbegrenzers ein Rückströmen bereits er­ wärmter Hydraulikflüssigkeit in den Wandler verhindert wird, so daß eine verbesserte Kühlung des Wandlerkreises ermöglicht wird.

Zumindest eines der Gleitlager kann bei Verwendung von geeigneten Thermoplasten kraftschlüssig, z. B. durch Einpressen in das Leitrad, eingefügtwerden.

Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise Schnittdarstellung eines hydrodynamischen Drehmomentwand­ lers mit genuteten Gleitlagern für das Leitrad;

Fig. 2 eine Herauszeichnung eines Gleitlagers in hälftiger Darstellung.

Da hydrodynamische Drehmomentwandler mit einer mit Gleitlagern versehenen Axialla­ gerung für ein Leitrad an sich, beispielsweise durch die eingangs bereits genannte DE 195 33 151 A1, bekannt sind, ist in Fig. 1 lediglich der erfindungswesentliche Bereich um das Leitrad herausgezeichnet. Das um eine Drehachse 36 drehbare Wandlergehäu­ se 1 ist im radial inneren Bereich mit einer der Abtriebsseite zugewandten Hülse 20 ver­ schweißt und mit dem Pumpenrad 2 fest verbunden. Das Pumpenrad 2 wirkt mit einem Turbinenrad 3 zusammen, das mit seinem radial inneren Bereich an einer Turbinenna­ be 4 befestigt ist, die über eine Verzahnung 5 mit einer Abtriebswelle 38 drehfest ver­ bunden ist. Axial zwischen dem Pumpenrad 2 und dem Turbinenrad 3 ist ein Leitrad 7 angeordnet, das eine Beschaufelung 8 aufweist. Diese ist auf einer Leitradnabe 9 befe­ stigt, wobei die letztgenannte Teil eines axialen Gleitlagers 16 und auf einen radial äu­ ßeren Freilaufring 12 aufgepreßt oder aufgespritzt ist. Vorzugsweise ist daher sowohl das axiale Gleitlager 16 als auch die Leitradnabe 9 aus Kunststoff hergestellt, der spritz­ bar ist.

Der radial äußere Freilaufring 12 ist über Klemmkörper 14 mit einem radial inneren Freilaufring 13 verbunden, der sich über eine Verzahnung 15 an einer abtriebsseitigen Buchse 40 abstützt.

Das bereits genannte Gleitlager 16 ist axial zwischen dem Freilauf 11 und der Turbi­ nennabe 4 angeordnet und an derjenigen Seite, an der die Reibbewegung stattfindet, also an der der Turbinennabe zugewandten Seite, mit einer Durchgangsnutung 24 aus­ gebildet, welche zur Versorgung des Wandlerkreises von einer Hydraulikkreisversor­ gung 45 frische Hydraulikflüssigkeit erhält. Dies erfolgt, wie beispielsweise der DE 44 23 640 A1 entnehmbar, über einen Kanal 41, der radial zwischen der Buchse 40 und der Abtriebswelle 38 verläuft. Der Kanal 41 ist über eine Pumpe P und ein Schaltventil 47 an die Hydraulikkreisversorgung 45 angeschlossen. Ebenso ist eine Axialbohrung 39 in der Abtriebswelle 38 an die Hydraulikkreisversorgung 45 angeschlossen. Über das Schalt­ ventil 47 ist vorbestimmbar, ob nun die Axialbohrung 39 Zufluß für frische Hydraulik­ flüssigkeit und der Kanal 41 Abfluß ist oder umgekehrt.

Gemeinsam mit dem Kanal 41 wird jeweils auch der Kanal 42 in gleicher Strömungsrich­ tung versorgt, wobei über die Verzahnung 15 zwischen innerem Freilaufring 13 und Buchse 40 die über den Kanal 42 eingeleitete Hydraulikflüssigkeit sowohl zu einem zwi­ schen Freilauf 11 und der Hülse 20 befindlichen Gleitlager 18 als auch über die Verzah­ nung 15 zum Gleitlager 16 gelangen kann. Während die Hydraulikflüssigkeit an dem letztgenannten über die Durchgangsverzahnung 24 dem Wandlerkreis zugeführt wird, geschieht am anderen axialen Gleitlager 18 folgendes:

Dieses Gleitlager 18 weist eine von radial innen nach radial außen verlaufende Nu­ tung 26 auf, deren radial äußeres Ende 34 mittels einer bogenförmigen Reduzierung 32 in einen Nutungsbegrenzer 28 übergeht, der axial am Wandlergehäuse l zur Anlage kommt. Der Gleitlagergrund 30 wird hierbei durch die Tiefe der Nutung 26 vorgegeben. Über den Kanal 42 einströmende Hydraulikflüssigkeit fließt in die Nutung 26 und staut sich an deren radial äußerem Ende 34 unter Aufbau eines hydrostatischen Druckes, der axial zwischen dem Wandlergehäuse 1 und dem Gleitlager 18 einerseits sowie zwischen dem letztgenannten und der Hülse 20 andererseits wirksam ist. Aufgrund dieses hydro­ statischen Druckes wirkt sich lediglich Flüssigkeitsreibung bei Relativbewegungen des Gleitlagers 18 gegenüber Wandlergehäuse 1 und Hülse 20 aus, so daß Verschleißarmut besteht. Außerdem wird das Gleitlager 18 axial gegen die Freilaufringe 12,13 gepreßt, so daß bei Verzahnung mit dem Freilaufring 12 eine Axialbewegung in dieser Verzah­ nung weitgehend unterbunden wird.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Pumpenrad

3

Turbinenrad

4

Turbinennabe

5

Verzahnung

7

Leitrad

8

Beschaufelung

9

Leitradnabe

11

Freilauf

12

,

13

Freilaufringe

14

Klemmkörper

15

Verzahnung

16

,

18

axiale Gleitlager

20

Hülse

22

Axiallagerung

24

Durchgangsnutung

26

Nutung

28

Nutungsbegrenzer

30

Gleitlagergrund

32

Reduzierung

34

radial äußeres Ende der Nutung

36

Drehachse

38

Abtriebswelle

39

Axialbohrung

40

Buchse

41

,

42

Kanal

45

Hydraulikkreisversorgung

47

Schaltventil

Claims (4)

1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einem zumindestens aus Pumpen- Turbinen- und Leitrad gebildeten Wandlerkreis, wobei das Leitrad durch eine Axiallagerung im Wandlergehäuse mit vorbestimmtem Relativabstand zum Pumpen- und zum Turbinenrad gehalten ist, und die Axiallagerung an jeder Axialseite des Lei­ trades zumindest ein mit Nutung ausgebildetes Gleitlager aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutung (26) an zumindestens einem der Gleitlager (16, 18) lediglich entlang eines Teils der radialen Erstreckungslänge dieses Gleitlagers (18) ausgebildet ist.

2. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager (18) an seiner von der Hydraulikkreisversorgung (45) abgewand­ ten Radialseite einen die Nutung (26) radial begrenzenden Nutungsbe­ grenzer (28) aufweist.

3. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutungsbegrenzer (28) ringförmig ausgebildet ist und axial zumindest in Höhe der Nutungstiefe über den Gleitlagergrund (30) hinausragt.

4. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutung (26) an ihrem den Nutungsbegrenzer (28) zugewandten freien En­ de (34) eine Reduzierung (32) in ihrer Nutungstiefe erfährt.