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Die
Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Durch
die
DE 39 00 403 A1 ist
in
1 eine hydrodynamische
Kupplungseinrichtung mit einem zumindest aus Pumpen- und Turbinenrad
bestehenden hydrodynamischen Kreis und einer Überbrückungskupplung innerhalb eines
Kupplungsgehäuses
bekannt. Die Überbrückungskupplung
verfügt
an einem sich radial erstreckenden Trägerelement über ein fliehkraftabhängiges Übertragungselement, durch
welches in radialer Richtung zugunsten einer Momentenübertragung über einen
Reibbelag ein Kontakt zu einer radialen Außenwandung eines Primärflansches
des Kupplungsgehäuses
realisierbar ist. Die Überbrückungskupplung
verfügt
weiterhin über
einen Torsionsschwingungsdämpfer
mit einer Dämpfungseinrichtung
mit einem antriebsseitigen Übertragungselement
in Form zweier fest miteinander verbundener Deckplatten und mit
einem gegenüber
dem antriebsseitigen Übertragungselement
relativ bewegbaren abtriebsseitigen Übertragungselement in Form
einer mit einer Turbinennabe drehfesten Nabenscheibe. Jedes dieser Übertragungselemente,
die mit Federfenstern zur Aufnahme elastischer Elemente versehen
sind, ist radial innerhalb des hydrodynamischen Kreises angeordnet,
und taucht entlang seiner axialen Erstreckung in einen vom Turbinenrad
umschlossenen Ringraum axial ein. Dieser Ringraum ist durch axiale
Ausbauchung einer nach radial innen bis an die Turbinennabe greifenden Radialverlängerung
der Turbinenschale gebildet, wobei die axiale Ausbauchung bis auf
die Breite eines Spaltes an die von einem Antrieb abgewandte Seite des
Kupplungsgehäuses
herangeführt
ist. Dieser Spalt verfügt über eine
zur Gewährleistung
einer berührungsfreien
Relativbewegbarkeit des Turbinenrades gegenüber dem Kupplungsgehäuse ausreichende
Breite.
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Durch
Ausbildung der Übertragungselemente
des Torsionsschwingungsdämpfers
mit Federfenstern für
die Energiespeicher sind die letztgenannten insbesondere in Radialrichtung
nur unzureichend geführt,
und erfordern daher zur Vermeidung extremer Durchbiegungen unter
Fliehkrafteinfluss eine relativ kurze Ausführung in Umfangsrichtung sowie
eine hohe Federsteifigkeit. Hierdurch muss mit einer begrenzten
Entkopplungsgüte
des Torsionsschwingungsdämpfers
gerechnet werden. Dies dürfte
der Grund für
die Ergänzung
einer weiteren Dämpfungseinrichtung
in Form einer Rutschkupplung mit antriebs- und abtriebsseitigen
Lamellen sein. Die Lamellen werden durch eine Axialfeder belastet,
um durch einen Reibschluss untereinander eine Relativdrehung bei
normaler Betriebsweise zu verhindern. Allerdings wird bei unter
Last auftretenden starken Torsionsschwingungen ein Schlupf zwischen
den Lamellen zugelassen, durch welchen eine Dämpfungwirkung erzeugt wird.
Diese weitere Dämpfungseinrichtung
erfordert einen erheblichen axialen Bauraum, da sie gemäß 1 axial neben dem Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet
ist. Auch eine Lösung
gemäß 2 oder 3 kostet, trotz Anordnung der weiteren
Dämpfungseinrichtung
mit Radialversatz zum Torsionsschwingungsdämpfer, axialen Bauraum, da
bei einer derartigen Ausführung
der Torsionsschwingungsdämpfer
nach radial außen
verlagert wird, und damit in denjenigen Bereich gelangt, in welchem
die Turbinenschale eine beträchtliche
axiale Breite annimmt.
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In
der
DE 44 33 256 A1 ist,
vorzugsweise in
1, eine
hydrodynamische Kupplungseinrichtung in Form eines Drehmomentwandlers
beschrieben, der ein Pumpen- und ein Turbinenrad aufweist, die zusammen
mit einem Leitrad einen hydrodynamischen Kreis bilden. Des weiteren
ist eine Überbrückungskupplung
vorgesehen, die einen axial bewegbaren Kolben und einen Torsionsschwingungsdämpfer aufweist.
Der Kolben ist durch einen Überdruck
im hydrodynamischen Kreis in Richtung zu einem Primärflansch
des Kupplungsgehäuses
bewegbar, wobei axial zwischen dem Kolben und dem Primärflansch
eine Lamelle vorgesehen ist. Eine derartige Lamelle weist üblicherweise
beidseits Reibbeläge auf,
die mit Reibflächen
am Kolben sowie am Primärflansch
in Eingriff treten, sobald der Kolben den ihm zugewandten Reibbelag
mit einer Axialkraft belastet. Am Kupplungsgehäuse anliegendes Drehmoment
ist dann über
die Lamelle auf den Kolben übertragbar.
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Die
Lamelle kommt im radial äußeren Teil
mit als Umfangsfedern ausgebildeten elastischen Elementen einer
Dämpfungseinrichtung
des Torsionsschwingungsdämpfers
in Eingriff, wobei sich die elastischen Elemente anderenends an
einer Deckplatte abstützen,
die so weit nach radial innen greift, daß eine Befestigung an der Turbinennabe
möglich
ist. Bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer ist die Lamelle als antriebsseitiges Übertragungselement
mit antriebsseitigen Ansteuermitteln für die elastischen Elemente
und die Deckplatte als abtriebsseitiges Übertragungselement mit abtriebsseitigen
Ansteuermitteln wirksam.
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Bei
der hydrodynamischen Kupplungseinrichtung gemäß dieser Offenlegungsschrift
sind hydrodynamischer Kreis, Torsionsschwingungsdämpfer und
Kolben axial nebeneinander angeordnet, so daß ein relativ großer, axialer
Bauraumbedarf entsteht. Damit ist diese hydrodynamischen Kupplungseinrichtung
insbesondere bei Kleinwagen, falls überhaupt, nur unter großen Problemen
einbaubar.
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In
der deutschen Offenlegungsschrift 28 10 497 ist eine weitere hydrodynamische
Kupplungseinrichtung dargestellt und beschrieben, bei welcher der hydrodynamische
Kreis und der Kolben einer Überbrückungskupplung
axial nebeneinander angeordnet sind, der Torsionsschwingungsdämpfer aber
weit nach radial innen verlagert ist, um radial innerhalb des Turbinenrades
in einen von diesem umschlossenen Ringraum einzugreifen.
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Dadurch
ist gegenüber
der zuvor behandelten hydrodynamischen Kupplungseinrichtung zwar axialer
Bauraum einsparbar, jedoch ist der Torsionsschwingungsdämpfer nicht
völlig
in den Ringraum integriert, so daß mit seinem Einsatz dennoch
axialer Bauraumverlust verbunden ist. Außerdem ist der Torsionsschwingungsdämpfer so
weit radial innen angeordnet, daß er in Umfangsrichtung lediglich
einen vergleichsweise geringen Federweg zur Verfügung stellen kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrodynamische Kupplungseinrichtung
mit einer Überbrückungskupplung,
die einen Torsionsschwingungsdämpfer
aufweist, so auszubilden, daß der
erforderliche axiale Bauraumbedarf bei gleichzeitig hoher Entkopplungsgüte minimal
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Zunächst sei
einmal kurz darauf hingewiesen, daß es sich bei einer hydrodynamischen
Kupplungseinrichtung sowohl um einen Drehmomentwandier als auch
um eine Hydrokupplung handeln kann, wobei die letztgenannte sich
in bekannter Weise dadurch vom Drehmomentwandler unterscheidet,
daß auf
das Leitrad verzichtet wird, und damit auf dessen positive Eigenschaft
einer Drehmomentverstärkung. Diesem
prinzipiellen Nachteil einer Hydrokupplung steht deren Vorteil einer
kompakten axialen Bauweise gegenüber,
so daß für den vorliegenden
Anwendungsfall, bei dem es insbesondere auf eine kompakte axiale
Bauweise ankommt, die Hydrokupplung gegenüber dem Drehmomentwandler von
Vorteil sein kann. Der gegenüber
einem Drehmomentwandler ungünstigere
Wirkungsgrad bei einer Hydrokupplung kann dadurch kompensiert werden,
daß diese
lediglich bei besonderen kritischen Betriebsphasen des entsprechenden
Fahrzeugs, wie Anfahren oder Rangieren, eingesetzt wird, während bei
allen anderen Betriebszuständen
die Überbrückungskupplung
geschlossen bleibt, so daß beim überwiegenden
Anteil unterschiedlicher Betriebszustände die hydrodynamische Kupplungseinrichtung
wie eine Reibungskupplung betrieben wird, weshalb auf eine hohe Drehmomentübertragbarkeit
derselben sowie auf hervorragende Dämpfungseigenschaften des Torsionsschwingungsdämpfers beträchtlichen
Wert gelegt wird. Diese funktionellen Anforderungen sollen erfindungsgemäß mit einer
kompakten Bauweise der gesamten hydrodynamischen Kupplungseinrichtung einhergehen.
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Die
Lösung
dieses Problems liegt nun in der anspruchsgemäß radial verschachtelten Bauweise von
hydrodynamischem Kreis und Torsionsschwingungsdämpfer. Wie dem Anspruch 1 entnehmbar, taucht
hierbei die Dämpfungseinrichtung
des Torsionsschwingungsdämpfers
wenigstens entlang eines Teils ihrer axialen Erstreckung in einen
vom Turbinenrad völlig
und vom Pumpenrad zumindest teilweise umschlossenen Ringraum axial
ein. Dadurch werden gleichzeitig zwei Vorteile erzielt: Zum einen
ist durch Anordnung des hydrodynamischen Kreises radial außen für einen
hohen Wirkungsgrad desselben bei den Betriebszuständen, in
welchen er wirksam ist, gesorgt, und zum anderen benötigt die
Dämpfungseinrichtung
des Torsionsschwingungsdämpfers für sich keinen
zusätzlichen
axialen Bauraum. Um dennoch die Dämpfungseinrichtung auf ausreichend großem Radius
gegenüber
der Mittenachse des Kupplungsgehäuses
zu halten und da durch einen vergleichsweise großen Federweg zu erzielen, ist
die Turbinenschale über
eine Radialverlängerung
an die Turbinennabe angelenkt. Als weitere positive Nebenwirkung
dieser Maßnahme
verbleibt im radialen Erstreckungsbereich der Turbinennabe, jetzt
also radial innerhalb der Dämpfungseinrichtung
des Torsionsschwingungsdämpfers,
ausreichend Bauraum für eine
vom Antrieb weg gerichtete Auswölbung
im Primärflansch
des Kupplungsgehäuses,
wobei diese Auswölbung
zur Aufnahme von Befestigungsmitteln dient, die zur Anbindung des
Kupplungsgehäuses
an einen Antrieb, wie beispielsweise die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine,
verwendet werden.
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Weiterhin
im Sinne ausreichenden Federweges im Bereich der Dämpfungseinrichtung
ist die anspruchsgemäße Maßnahme zu
sehen, nach welcher die Dämpfungseinrichtung
zwei Deckplatten aufweist, die fest miteinander verbunden sind und
von denen eine mit einem Axialabschnitt ausgebildet ist, der mit
seiner radialen Innenseite als Führungsbahn für Federtöpfe und
Gleitschuhe dient, die vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt sind
und zur Aufnahme der elastischen Elemente, bei denen es sich vorzugsweise
um in Umfangsrichtung verlaufende Federn handelt, vorgesehen sind.
Zur Ansteuerung der Federtöpfe
sind an den Deckplatten antriebsseitige Ansteuermittel vorgesehen,
während
sich die elastischen Elemente anderenends an einem mit der Turbinennabe
verbundenen abtriebsseitigen Ansteuermittel abstützen. Die erstgenannten Ansteuermittel sind,
bezogen auf die bislang beschriebene Dämpfungseinrichtung, antriebsseitig,
können
aber bei einer Reihenschaltung mit einer zusätzlichen Dämpfungseinrichtung außerdem als
abtriebsseitiges Ansteuermittel der letztgenannten wirksam sein.
Bei beiden Dämpfungseinrichtungen
ist jeweils zumindest eine nach radial außen strebende Verlängerung, beispielsweise
in Form von einer der Deckplatten, als antriebsseitiges Ansteuermittel
wirksam, wobei die besagte Verlängerung
bei einer Überbrückungskupplung
mit axial zwischen dem Kolben und einem Primärflansch des Kupplungsgehäuses angeordneten Lamelle
als Lamellenhalterung, beim Fehlen einer solchen Lamelle dagegen
als Kolbenhalterung verwendbar ist. In beiden Fällen ist durch eine Verzahnung
der Lamellenhalterung mit der Lamelle oder der Kolbenhalterung mit
dem Kolben eine drehfeste, aber axial verschiebbare Verbindung zwischen
den jeweils besagten Bauteilen möglich.
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Die
Lamellenhalterung oder die Kolbenhalterung ist deshalb so weit nach
radial außen
gezogen, damit eine Ausbildung der Reibbeläge ebenfalls weit außen erfolgen
kann. Dadurch ist die Übertragbarkeit hoher
Drehmomente mittels der Überbrückungskupp lung
gewährleistet,
was insbesondere dann von großer
Bedeutung ist, wenn der hydrodynamische Kreis lediglich für die bereits
genannten, bestimmten Betriebszustände vorgesehen ist und ansonsten
die Überbrückungskupplung
eingesetzt wird.
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Zurückkommend
auf die Radialverlängerung zur
Anbindung der Turbinenschale an die Turbinennabe, ist diese in Achsrichtung
vorzugsweise so weit in Richtung zur Getriebeseite des Kupplungsgehäuses verlängert, daß sie im
Idealfall bis auf einen Spalt an diese Seite des Kupplungsgehäuses angenähert ist.
Der Spalt sollte hierbei eine Breite aufweisen, die ausreicht, um
auch bei fliehkraftbedingten Blähungserscheinungen
des Kupplungsgehäuses
einen unerwünschten
Kontakt zwischen dem letztgenannten und der Radialverlängerung
zu verhindern.
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Anspruchsgemäß ist eine
der beiden Deckplatten der Dämpfungseinrichtung
des Torsionsschwingungsdämpfers
mit ihrem radial inneren Ende axial zwischen einem Radialvorsprung
der Turbinennabe und dem abtriebsseitigen Ansteuermittel angeordnet.
Da Turbinennabe und abtriebsseitiges Ansteuermittel zusammen mit
der Radialverlängerung über eine
Vernietung aneinander in Anlage gehalten werden, ist hierbei die
axiale Lage nicht nur des abtriebsseitigen Ansteuermittels der Dämpfungseinrichtung,
sondern auch, über
die besagte Deckplatte, auch die axiale Lage der anderen Deckplatte und
damit der gesamten Dämpfungseinrichtung
sichergestellt. Es muß lediglich
für eine
drehbare Anordnung der zweiten Deckplatte in dieser Axialsicherung
gesorgt sein, damit der Torsionsschwingungsdämpfer seine Wirkung entfalten
kann.
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Eine
andere anspruchsgemäße Weiterbildung
des Kupplungsgehäuses
liegt darin, an bestimmten Stellen Axial- und/oder Radialeindrückungen
vorzunehmen, um an der jeweiligen Rückseite Vorsprünge zu erhalten,
die zur Befestigung einer Dichtplatte dienen. Die Erstreckungsbereiche,
in Umfangsrichtung gesehen, zwischen jeweils zweien dieser Axial-
oder Radialeindrückungen
bilden dadurch Kanäle,
die sich vorzugsweise nach radial außen erstrecken und zum Transport
von Hydraulikflüssigkeit in
eine axial zwischen Kolben und Primärflansch liegende Kammer dienen,
die für
die Ansteuerung des Kolbens druckbeaufschlagt sein muß. Eine
weitere vorteilhafte Funktion der Radialeindrückungen im Erstreckungsbereich
eines Lagerzapfens des Kupplungsgehäuses kann darin liegen, über die
Dichtplatte ein Ende der Abtriebswelle der hydrodynamischen Kupplungseinrichtung
zu lagern.
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Eine
andere Schaltungsvariante des Torsionsschwingungsdämpfers besteht
darin, die der Überbrückungskupplung
zugeordnete Lamellenhalterung mit der Turbinenschale zu verbinden
und die letztgenannte als antriebsseitiges Übertragungselement für den Torsionsschwingungsdämpfer zu
verwenden, bei dem die Turbinennabe als abtriebsseitiges Übertragungselement
wirksam ist. Bei einem derartigen, in Fachkreisen als „Turbinendämpfer" bezeichneten Torsionsschwingungsdämpfer wirken
die elastischen Elemente des letztgenannten als in Reihe geschaltet
mit der Abtriebswelle, die eine torsionsbedingte Elastizität aufweist.
Da die Steifigkeit der elastischen Elemente allerdings viel geringer
ist als diejenige der Abtriebswelle, ergibt sich eine Gesamtsteifigkeit,
bei der die Abtriebswelle als sehr weich anzusehen ist. Hierdurch
ergibt sich eine bessere Entkopplung.
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Die
Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles
näher dargestellt.
Es zeigt im einzelnen:
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1 eine
hydrodynamische Kupplungseinrichtung mit einer einen Torsionsschwingungsdämpfer aufweisenden Überbrückungskupplung,
wobei einer Dämpfungseinrichtung
eine Lamellenhalterung zugeordnet ist;
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2 wie 1,
aber mit einer der Dämpfungseinrichtung
vorgeschalteten, zusätzlichen Dämpfungseinrichtung;
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3 wie 1,
aber mit einer der Dämpfungseinrichtung
zugeordneten Kolbenhalterung;
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4 eine
isolierte Herauszeichnung von elastischen Elementen der Dämpfungseinrichtung mit
Federtöpfen
und Gleitschuhen gemäß der Schnittlinie
IV-IV in 1;
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5 Darstellungsweise
wie 4, aber mit vorgekrümmten, elastischen Elementen;
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6 wie 1,
aber mit Anordnung der Lamellenhalterung vor einer Turbinenschale
und der Dämpfungseinrichtung
hinter dieser.
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An
einem in 1 strichlinierten Antrieb 1, bei
dem es sich beispielsweise um eine Brennkraftmaschine mit einer
Kurbelwelle 3 handelt, ist über Befestigungselemente 5 in
Form von in Gewindebohrungen der Kurbelwelle 3 eingedrehten
Schrauben eine in Achsrichtung flexible Platte 7 befestigt,
die zur Aufnahme eines Kupplungsgehäuses 9 einer hydrodynamischen
Kupplungseinrichtung dient. Hierzu ist an einem Primärflansch 21 des
Kupplungsgehäuses 9 eine über eine
Schweißnaht 13 befestigte,
ringförmige
Halterung 15 vorgesehen, die in Richtung zur flexiblen
Platte 7 vorspringt und zur festen Aufnahme von Klötzchen 17 dient,
die ihrerseits über
eine Schweißnaht 19 am
Primärflansch 21 befestigt
sind und Gewindebohrungen zur Aufnahme von Anbindungsmitteln 11 aufweisen. Über diese
Anbindungsmittel 11 wird das Kupplungsgehäuse 9 an
der flexiblen Platte 7 befestigt. Die besagte Halterung 15 dient, vorzugsweise
zusammen mit den Klötzchen 17,
zur Aufnahme eines Zahnkranzes 20, mit dem ein nicht gezeigtes
Starterritzel in Eingriff bringbar ist.
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Zurückkommend
auf den Primärflansch 21, ist
dieser an seinem radial inneren Ende mit einem Lagerzapfen 25 ausgebildet,
der in eine entsprechende Ausnehmung der Kurbelwelle 3 einsteckbar ist.
Dieser Lagerzapfen 25 geht radial weiter außen in eine
axiale Auswölbung 80 über, die
in Richtung zur Getriebeseite geformt ist und den nötigen Freiraum für die bereits
genannten Befestigungselemente 5 bietet, ohne daß hierdurch
axialer Bauraum verloren ginge. Im Umfangsbereich ist der Primärflansch 21 über eine
Schweißnaht 27 mit
einer Pumpenschale 29 verbunden, die im radial inneren
Bereich mit einer Gehäusenabe 31 fest
verbunden ist. Die Pumpenschale 29 bildet zusammen mit
einer Beschaufelung 35 ein Pumpenrad 33, das mit
einem axial benachbarten Turbinenrad 41 zusammenwirkt.
Dieses weist eine Turbinenschale 37 und eine Beschaufelung 39 auf.
Durch das Pumpenrad 33 wird zusammen mit dem Turbinenrad 41 ein
hydrodynamischer Kreis 40 gebildet.
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Die
Turbinenschale 37 erstreckt sich nach radial innen und
bildet dadurch eine Radialverlängerung 47,
die radial innerhalb des hydrodynamischen Kreises 40 als
axiale Ausbauchung 45 geformt ist. Diese axiale Ausbauchung 45 umschließt einen
Ringraum 48 radial innerhalb des hydrodynamischen Kreises 40 und
ist, in Achsrichtung gesehen, bis auf die Breite eines Spaltes 49 an
die Pumpenschale 29 herangeführt. Der Spalt 49 sollte
hierbei so bemessen sein, daß auch
bei fliehkraftbedinger Blähung von
Bauteilen der Kupplungseinrichtung der Reibkontakt zwischen der
Radialverlängerung 47 und
der Pumpenschale 29 wirksam verhindert wird. Der durch
die axiale Ausbauchung 45 gebildete Ringraum 48 ist
durch eine Dämpfungseinrichtung 135 eines
Torsionsschwingungsdämpfers 129 ausgefüllt, auf
den an späterer
Stelle ausführlich
eingegangen wird.
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Die
Radialverlängerung 47 der
Turbinenschale 37 ist mit ihrem radial inneren Ende über eine Vernietung 51 an
einer Turbinennabe 53 befestigt, die zwischen Axiallagern 67 und 69 axial
fixiert ist und an ihrem radial inneren Ende eine Turbinenverzahnung 55 aufweist, über welche
sie mit einer Wellenverzahnung 57 einer Abtriebswelle 59 in
Eingriff steht. Bei dieser Abtriebswelle 59 handelt es
sich um die Getriebeeingangswelle, wobei die Abtriebswelle 59 mit
axial verlaufenden Kanälen 61,63 ausgebildet ist,
die beide an eine über
ein Ventil 180 umschaltbare Hydropumpe 182 angeschlossen
sind, die mit einem Vorrat 184 für Hydraulikflüssigkeit
in Verbindung steht. Durch diese Hydropumpe 182 ist wahlweise
jeweils einer der beiden Kanäle 61 und 63 mit
Hydraulikflüssigkeit
beaufschlagbar. Der Kanal 61 endet blind kurz vor dem freien
Ende der Abtriebswelle 59, weist aber eine radiale Verbindung
zu einem Raum 65 auf, der über einen in der Turbinennabe 53 ausgebildeten,
nach radial außen
führenden
Durchgang 71 mit dem Bereich des Kupplungsgehäuses 9 radial
außerhalb
der Turbinennabe 53 verbunden ist. Der andere Kanal 63 durchdringt
die Abtriebswelle 59 völlig und
mündet
in einen axial angrenzenden Raum 73, der sich über Kanäle 83 nach
radial außen
fortsetzt. Diese Kanäle 83 werden
wie folgt gebildet:
Am Lagerzapfen 25 sind, vorzugsweise
mit gleichmäßigen Abständen in
Umfangsrichtung Radialeindrückungen 75 vorgesehen,
die mit ihren radial inneren Enden Auflageflächen für eine ringförmige Dichtplatte 77 bilden.
Diese Dichtplatte 77 begrenzt den Querschnitt der Kanäle 83,
die zwischen jeweils zweien der Radialeindrückungen 75 ausgebildet
sind und erstreckt sich nach radial außen, wo sie, in Achsrichtung
gesehen, an Axialeindrückungen 81 des
Primärflanschs 21 axial
in Anlage kommt. Auch zwischen jeweils zweien der Axialeindrückungen 81 verläuft je einer
der Kanäle 83.
Die Dichtplatte 77 ist hierbei, vorzugsweise über Punktschweißungen 82, mit
der jeweiligen Eindrückung 75 oder 81 verbunden.
Während
die Dichtplatte 77 an ihrem radial inneren Ende eine Lagerung 79 für das freie
Ende der Abtriebswelle 59 aufnimmt, trägt sie an ihrem radial äußeren Ende
ein Auflager 85 für
einen Kolben 89 einer Überbrückungskupplung 93,
wobei das Auflager 85 mit einem Durchlaß 87 versehen ist,
durch welchen die Kanäle 83 mit
einer axial zwischen dem Primärflansch 21 und
dem Kolben 89 vorgese henen Kammer 91 verbindbar
sind. Das Auflager 85 für
den Kolben 89 ist an seiner dem Antrieb 1 zugewandten
Seite fest mit dem Primärflansch 21 verbunden.
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Der
Kolben 89 ist über
Tangentialblattfedern 97 an einem Mitnahmestern 95 befestigt,
der seinerseits am Auflager 85 mittels einer Schweißnaht 99 befestigt
ist. Über
die Tangentialblattfedern 97 wird dem Kolben 89 eine
Vorspannung in Achsrichtung mitgegeben.
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Im
radial äußeren Bereich
des Kolbens 89 ist eine Reibfläche 105 vorgesehen,
die zur Anlage eines Reibbelags 103 dient, der an einer
axial zwischen dem Primärflansch 21 und
dem Kolben 89 vorgesehenen Lamelle 101 befestigt
ist Die Gegenseite der Lamelle 101 trägt ebenfalls einen Reibbelag 102, der
seinerseits mit einer Reibfläche 104 am
Primärflansch 21 in
Wirkverbindung bringbar ist. Die Lamelle 101 ist in ihrem
Umfangsbereich mit einer Verzahnung 107 ausgebildet, über welche
sie drehfest an einer Verzahnung 109 einer Lamellenhalterung 111 in Eingriff
steht. Die Lamellenhalterung 111 erstreckt sich axial zwischen
dem Kolben 89 und dem Turbinenrad 41 nach radial
innen und dient als antriebsseitiges Übertragungselement 113 für den zuvor
bereits erwähnten
Torsionsschwingungsdämpfer 129.
Die Lamellenhalterung 111 weist unmittelbar radial innerhalb
des Turbinenrades 37 einen Axialabschnitt 120 auf,
der sich bis nahezu an das axiale Ende der axialen Ausbauchung 45 erstreckt
und danach eine erneute Richtungsänderung nach im wesentlichen
radial innen erfährt.
Damit bildet die Lamellenhalterung 111 eine erste Deckplatte 117 der
Dämpfungseinrichtung 135 des
Torsionsschwingungsdämpfers 129, während eine
zweite Deckplatte 119 radial außerhalb des Axialabschnittes 120 über eine
Befestigung 115, vorzugsweise mittels Nieten, an der Lamellenhalterung 111 befestigt
ist und sich im wesentlichen nach radial innen erstreckt.
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Das
radial innere Ende 121 der zweiten Deckplatte 119 greift
axial zwischen einem Radialvorsprung 123 der Turbinennabe 53 und
einer Nabenscheibe 125 ein, die zusammen mit der Turbinennabe 53 als
abtriebsseitiges Übertragungselement 141 wirksam
ist. An der Gegenseite der Nabenscheibe 125 kommt wiederum
das radial innere Ende der Radialverlängerung 47 in Anlage,
wobei Turbinennabe 53, Nabenscheibe 125 und Radialverlängerung 47 mittels
einer Vernietung 51 in axialer Anlage aneinander gehalten
sind. Das radial innere Ende 121 der zweiten Deckplatte 119 ist
frei drehbar, aber axial gesichert zwischen dem Radialvorsprung 123 der
Turbinennabe 53 und der Nabenscheibe 125 aufgenommen.
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Durch
die beiden Deckplatten 117 und 119 werden elastische
Elemente 134 der Dämpfungseinrichtung 135 nahezu
völlig
umschlossen. Beide Deckplatten 117, 119 weisen
an ihren jeweils einander zugewandten Seiten Axialvorsprünge 136 auf, durch
welche antriebsseitige Ansteuermittel 138 für die elastischen
Elemente 134 gebildet werden. Bei den elastischen Elementen 134 handelt
es sich im wesentlichen um in Umfangsrichtung verlaufende Federn,
auf die später
noch eingegangen wird. Die elastischen Elemente 134 stützen sich
anderenends an der Nabenscheibe 125 ab, und zwar an je
einem fingerförmigen
Radialvorsprung 132. Die Nabenscheibe 125 ist
demnach als abtriebsseitiges Ansteuermittel 127 für die Dämpfungseinrichtung 135 wirksam.
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Näher auf
die konstruktive Ausbildung der Dämpfungseinrichtung 135 eingehend,
sei auf die 4 und 5 verwiesen.
Gemäß 4 bildet
der Axialabschnitt 120 der ersten Deckplatte 117 eine Führungsbahn 143 für Federtöpfe 145 und
Gleitschuhe 147, die wie folgt wirksam sind: Die antriebsseitigen
Ansteuermittel 138 der Dämpfungseinrichtung 135 leiten
eine Torsionsschwingung auf den in Umfangsrichtung benachbarten
Federtopf 145, der zur Aufnahme zumindest eines von gemäß 4 zweier radial
ineinander geschachtelter, elastischer Elemente 134 dient.
Die elastischen Elemente 134 stützen sich anderenends an einem
Gleitschuh 147 ab, der eine zweite Anlagefläche für die nächsten elastischen
Elemente 134 aufweist, die sich ihrerseits wiederum anderenends
an einem weiteren Federtopf 145 abstützen. Auf diese Weise sind
elastische Elemente 134 unterschiedlicher Steifigkeiten
in Reihenschaltung einsetzbar. Der letzte Federtopf 145 in
Wirkrichtung stützt
sich am abtriebsseitigen Ansteuermittel 127 der Dämpfungseinrichtung 135 ab,
so daß die
Torsionsschwingung nach Dämpfung über die Nabenscheibe 125 an
die Turbinennabe 53 weitergegeben wird. Als Alternative
zu dieser Lösung
sind gemäß 5 auch
vorgekrümmte,
elastische Elemente 134 der Dämpfungseinrichtung 135 vorstellbar,
wobei diese elastischen Elemente 134 sich radial direkt an
der Führungsbahn 143 des
Axialabschnitts 120 der ersten Deckplatte 117 abstützen. Die
Beaufschlagung dieser elastischen Elemente 134 erfolgt
auf die gleiche Weise wie zuvor beschrieben über das antriebsseitige Ansteuermittel 138 bzw.
das abtriebsseitige Ansteuermittel 127.
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Ergänzend bleibt
festzuhalten, daß die
die antriebsseitigen Ansteuermittel 138 bildenden Axialvorsprünge 136 mittels
einer Vernietung 140 an den Deckplatten 117, 119 befestigt
sind.
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Die
Funktionsweise der hydrodynamischen Kupplungseinrichtung ist derart,
daß in
einer Schaltstellung des Ventils 180, in welcher der Kanal 61 der Abtriebswelle 59 von
der Hydropumpe 182 mit Druck beaufschlagt ist, die Hydraulikflüssigkeit über den Raum 65 und
den Durchgang 71 nach radial außen gefördert wird und den Kolben 89 an
dessen dem hydrodynamischen Kreis 40 zugewandter Seite
mit Überdruck
beaufschlagt. Infolge dessen wird sich der Kolben 89 in
Richtung zum Primärflansch 21 bewegen
und dabei eine axiale Kraft auf den ihm zugewandten Reibbelag 103 ausüben, so
daß die
Lamelle 101 reibschlüssig
zwischen dem Primärflansch 21 und
dem Kolben 89 eingeklemmt ist. Die Überbrückungskupplung 93 ist
dann geschlossen, so daß am Kupplungsgehäuse 9 anliegende
Drehmomente über die Überbrückungskupplung 93 und
die Lamellenhalterung 111 über die Dämpfungseinrichtung 135 auf die
Turbinennabe 53 übertragen
wird. Zum Lösen
der Überbrückungskupplung 93 bei
besonderen Betriebszuständen
des Fahrzeugs, wie beispielsweise Anfahren, wird das Ventil 180 der
Hydropumpe 182 umgeschaltet, so daß nun der Kanal 63 der
Abtriebswelle 59 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird, so
daß sich
im Raum 73 ein Überdruck
aufbaut, der sich über
die Kanäle 83 und
den Durchlaß 87 in
die Kammer 91 axial zwischen dem Kolben 89 und
dem Primärflansch 21 ausdehnt.
Der Kolben 89 wird daraufhin in Richtung zum hydrodynamischen
Kreis 40 geschoben und gibt die Lamelle 101 frei,
so daß an
dieser Stelle kein Drehmoment mehr übertragen wird. Die Übertragung
des letztgenannten erfolgt vielmehr über den hydrodynamischen Kreis 40,
der über
die Hydraulikflüssigkeit,
die in die Kammer 91 gepumpt wird, versorgt wird.
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2 zeigt
eine hydrodynamische Kupplungseinrichtung, bei welcher der Torsionsschwingungsdämpfer 129 außer der
bereits beschriebenen Dämpfungseinrichtung 135 eine
zusätzliche
Dämpfungseinrichtung 152 radial
weiter außen
aufweist. Hierbei ist die Befestigung 148 der beiden Deckplatten 117, 119 aneinander
auf andere konstruktive Weise als in 1 gelöst, wobei
die zweite Deckplatte 119 Aussparungen 149 aufweist,
durch welche Hintergreifungen 150 der ersten Deckplatte 117 axial durchgehen
und sich mit radial umgebogenen Enden an der Rückseite der zweiten Deckplatte 119 anlagern.
Jede der beiden Deckplatten 117, 119 weist eine
nach radial außen
gehende Deckplattenverlängerung 154, 156 auf,
die beide zusammen als abtriebsseitiges Ansteuermittel 162 der
zusätzlichen Dämpfungseinrichtung 152 wirksam
sind. Auch diese Dämpfungseinrichtung 152 weist
elastische Elemente 160 in Form von sich in Umfangsrichtung
erstreckenden Federn auf, die sich mit ihren Gegenseiten am radial
inneren Ende 159 der Lamellenhalterung 111 abstützen. Das
radial innere Ende 159 der Lamellenhalterung 111 ist
demnach als antriebsseitiges Ansteuermittel 158 der zusätzlichen
Dämpfungseinrichtung 152 wirksam.
-
Die
zusätzliche
Dämpfungseinrichtung 152 ist
mit der Dämpfungseinrichtung 135 in
Reihe geschaltet, so daß entsprechend
der Steifigkeit der jeweiligen elastischen Elemente 134, 160 zuerst
eine Verformung der elastischen Elemente der Dämpfungseinrichtung 135 oder
der elastischen Elemente 160 der zusätzlichen Dämpfungseinrichtung 152 erfolgt.
Für den
Fall, daß die
elastischen Elemente 160 eine höhere Steifigkeit als die elastischen
Elemente 134 aufweisen, ist die zusätzliche Dämpfungseinrichtung 152 als
elastischer Anschlag für
den Torsionsschwingungsdämpfer 129 wirksam.
-
Die
Ausführung
gemäß 3 unterscheidet sich
von derjenigen nach 1 hauptsächlich durch das Fehlen einer
Lamelle axial zwischen dem Kolben 89 und dem Primärflansch 21.
Der nach radial außen verlaufende
Abschnitt der ersten Deckplatte 117 ist demnach als Kolbenhalterung 164 wirksam,
indem sie eine Verzahnung 166 aufweist, die mit einer Verzahnung 168 des
Kolbens in Eingriff steht. Auf diese Weise wird der Kolben 89 drehfest
an den Torsionsschwingungsdämpfer 129 gekoppelt.
-
Ergänzend ist
anzumerken, daß das
Kupplungsgehäuse 9 der
hydrodynamischen Kupplungseinrichtung um eine Mittenachse 170 drehbar
ist.
-
6 zeigt
eine Ausführung,
bei welcher die Lamellenhalterung 111 an der Turbinenschale 37 befestigt
ist, und zwar in deren radial äußeren Bereich. Im
radial inneren Bereich der Turbinenschale 37 ist diese über eine
Drehverbindung 186 mittels Nieten an den Deckplatten 117, 119 und
somit an den antriebsseitigen Ansteuermitteln 138 der Dämpfungseinrichtung 135 befestigt.
Die Nabenscheibe 125, also das abtriebsseitige Ansteuermittel 127 der Dämpfungseinrichtung 135 ist
in bereits beschriebener Weise an der Turbinennabe 53 befestigt.
Somit bildet die Turbinenschale 37 ein antriebsseitiges Übertragungselement 113 und
die Turbinennabe 53 ein abtriebsseitiges Übertragungse lement 141 für den Torsionsschwingungsdämpfer 129.
Eine derartige Anordnung des letztgenannten wird in Fachkreisen
als „Turbinendämpfer" bezeichnet.
-
- 1
- Antrieb
- 3
- Kurbelwelle
- 5
- Befestigungselement
- 7
- flexible
Platte
- 9
- Kupplungsgehäuse
- 11
- Anbindungsmittel
- 13
- Schweißnaht
- 15
- Halterung
- 17
- Klötzchen
- 19
- Schweißnaht
- 20
- Zahnkranz
- 21
- Primärflansch
- 25
- Lagerzapfen
- 27
- Schweißnaht
- 29
- Pumpenschale
- 31
- Gehäusenabe
- 33
- Pumpenrad
- 35
- Beschaufelung
- 37
- Turbinenschale
- 39
- Beschaufelung
- 40
- hydrodynamischer
Kreis
- 41
- Turbinenrad
- 45
- axiale
Ausbauchung
- 47
- Radialverlängerung
- 48
- Ringraum
- 49
- Spalt
- 51
- Vernietung
- 53
- Turbinennabe
- 55
- Turbinenverzahnung
- 57
- Wellenverzahnung
- 59
- Abtriebswelle
- 61,
63
- Kanäle
- 65
- Raum
- 67,
69
- Axiallager
- 71
- Durchgang
- 73
- Raum
- 75
- Radialeindrückung
- 77
- Dichtplatte
- 79
- Lagerung
- 80
- Auswölbung
- 81
- Axialeindrückung
- 82
- Schweißung
- 83
- Kanal
- 85
- Auflager
- 87
- Durchlaß
- 89
- Kolben
- 91
- Kammer
- 93
- Überbrückungskupplung
- 95
- Mitnahmestern
- 97
- Tangentialblattfedern
- 99
- Schweißnaht
- 101
- Lamelle
- 102,
103
- Reibbeläge
- 104,
105
- Reibflächen
- 107,
109
- Verzahnungen
- 111
- Lamellenhalterung
- 113
- antriebss. Übertragungselement
- 115
- Befestigung
- 117
- erste
Deckplatte
- 119
- zweite
Deckplatte
- 120
- Axialabschnitt
- 121
- radial
inneres Ende
- 123
- Radialvorsprung
- 125
- Nabenscheibe
- 127
- abtriebss.
Ansteuermittel
- 129
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 132
- Radialvorsprung
- 134
- elastische
Elemente
- 135
- Dämpfungseinrichtung
- 136
- Aixialvorsprünge
- 138
- antriebss.
Ansteuermittel
- 140
- Vernietung
- 141
- abtriebss. Übertragungselement
- 143
- Führungsbahn
- 145
- Federtopf
- 147
- Gleitschuh
- 148
- Befestigung
- 149
- Aussparung
- 150
- Hintergreifung
- 152
- zusätzl. Dämpfungseinrichtung
- 154,
156
- Deckplattenverlängerung
- 158
- antriebss.
Austeuerelement
- 159
- radial
inneres Ende
- 160
- elastische
Elemente
- 162
- abtriebss.
Ansteuermittel
- 164
- Kolbenhalterung
- 166,
168
- Verzahnungen
- 170
- Mittenachse
- 180
- Ventil
- 182
- Hydropumpe
- 184
- Vorrat
- 186
- Drehverbindung