DE3925854C2 - Überbrückungskupplung für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überbrückungskupplung für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Dokument FR-A-2 453 335 (US-A-4 353 444) ist eine Überbrückungskupplung für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler beschrieben.

Gemäß einer Variante dieses Dokuments enthält die Kupplung einen auf einer Nabe gleitenden Kolben und eine an der Nabe befestigte Abdeckung, wobei in der Abdeckung Laschen oder Lamellen ausge­ schnitten sind, um die drehfeste Verbindung zwischen Kolben und Nabe zu bewerkstelligen.

Dieses System bewältigt Druckänderungen besser als eine Anbringung mit Riffelungen. Außerdem ist, im Gegensatz zu der im Patent US -A-4 274 519 beschrie­ benen Anordnung, kein Drehschwingungsdämpfer vorhan­ den.

Aus diesem Grunde kann man eine Steuerung der Rutschbewegung der Kupplung vorsehen, um die Vibra­ tionen besser zu filtrieren, indem man den Druck in den Kammern verändert, die durch den Kolben auf bei­ den Seiten begrenzt werden, z. B. durch Druckumkehr.

Ein Problem entsteht dann, wenn die Abdeckung aus einem Stück mit den Laschen besteht. Die von den La­ schen auf den Kolben ausgeübte Belastung kann nicht so gleichmäßig sein wie gewünscht. Außerdem sind Planheitsfehler an der Abdeckung zu befürchten.

Um eine gleichmäßige Belastung sicherzustellen, kann man die Laschen einzeln an der Abdeckung anbringen, aber dadurch erhöht sich die Anzahl der Teile.

Aus der DE 30 29 860 A1 ist eine Überbrückungs­ kupplung für einen hydrodynamischen Drehmoment­ wandler der eingangs genannten Art bekannt. Bei dieser Überbrückungskupplung wurde vorgeschlagen, die an der Nabe befestigte Abdeckung in axialer Richtung elastisch verformbar auszubilden. An der Abdeckung sind Reibbeläge vorgesehen, um bei über­ brücktem Wandler Drehschwingungen dämpfen zu können.

Diese Reibbeläge müssen als separate Teile zusätz­ lich vorgesehen werden und erlauben bei einem Kurz­ schließen des Drehmomentwandlers Schlupfbewegungen zwischen der Abdeckung und dem Kolben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv ein­ fache Überbrückungskupplung für einen hydrodyna­ mischen Drehmomentwandler der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei gleichmäßiger Hubbewegung und schneller Reaktionszeit mit möglichst wenigen Teilen eine spiel freie Verbindung zwischen der Abdeckung und dem Kolben ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe liegt erfindungsgemäß in den kennzeichnenden Merkmalen des vorangestellten Anspruchs 1.

Bei dieser Anordnung sind zwischen dem Kolben und der Abdeckung formschlüssige Verbindungen vorge­ sehen, so daß bei einer schnellen Bewegungs­ möglichkeit bzw. kurzen Reaktionszeit des Kolbens ohne zusätzliche Teile eine spiel freie Verbindung zwischen der Abdeckung und dem Kolben erreicht wird. Die Überbrückungskupplung ist nicht nur einfach im Aufbau, sondern sie erzielt eine gleichmäßige Hubbewegung und vermeidet gleichzeitig jede vorüber­ gehende Verklemmung. Außerdem bildet die genannte Abdeckung dank der Schlitze keine Abschirmung.

Die Erfindung wird besser verständlich im Licht der nachfolgenden Beschreibung einer Kraftübertragung, die dem Prinzip dieser Erfindung entspricht und die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, die folgendes darstellen:

• - Fig. 1 ist ein Teilschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers gemäß der Erfindung und
• - Fig. 2 ist eine teilweise Darstellung der Über­ brückungskupplung, betrachtet entsprechend dem Pfeil II aus Fig. 1.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist darin ein hydrodynamischer Drehmomentwandler dargestellt, der in einem rotierenden Gehäuse 12, welches ein An­ triebselement der genannten Kraftübertragung bildet, insbesondere ein Antriebsrad 13 enthält, welches hier drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist, sowie ein Turbinenrad 15 und eine Überbrückungs­ kupplung 17. Der hydraulische Kopplungsteil ist herkömmlicher Art und entspricht beispielsweise den Angaben im Patent US-A-4 353 444 und wird daher nicht näher beschrieben. Man wird nur bemerken, daß er im wesentlichen aus einer Kombination des Tur­ binenrades 15 besteht, welches mit einer Nabe 18 verbunden ist, die ein Abtriebselement des hydro­ dynamischen Drehmomentwandlers und des Antriebsrades 13 bildet, welches direkt an der Innenwand des Gehäuses 12 befestigt ist. Die Nabe 18 enthält Riffelungen für die Ankopplung einer Abtriebswelle, z. B. der Eingangswelle eines Getriebekastens. Die Kupplung 17 enthält im wesentlichen einen Kolben 20, einen Reibbelag 21 und eine hier in axialer Richtung elastisch verformbare Abdeckung 22, die an der Nabe 18, und zwar an einem Flansch derselben, durch Niete 25 befestigt sind und an den genannten Kolben an­ grenzen. Der ringförmige Reibbelag 21 liegt zwischen dem Kolben und einer flachen, ringförmigen Zone der Innenwand des rotierenden Gehäuses; er kann entweder an dieser Wand oder am Kolben selbst angebracht sein. Die Abdeckung 22 besteht aus tiefgezogenem Feinblech, sie enthält radiale Schlitze 23, die der Elastizität zugute kommen. Der Kolben 20, der die allgemeine Form einer dicken und starren Scheibe hat, besitzt innen und in radialer Richtung eine zylindrische Fläche 24, die gleitfähig an einer ent­ sprechenden zylindrischen Oberfläche der Nabe 18, hier an der Außenperipherie des Flanschs, gleitend angebracht ist, was einer Reduzierung der axialen Abmessung zugute kommt. Ein Dichtring 26 ruht in einer ringförmigen Rille dieser Nabe und steht mit der zylindrischen Fläche 24 des Kolbens in Kontakt.

Man wird bemerken, daß der Kolben durch Druckumkehr bewegt werden kann, insbesondere in der Kammer, die durch den Kolben 20 und die Gehäusewand 12 gegenüber dem genannten Kolben 20 begrenzt wird. Dazu ist die (nicht dargestellte) Abtriebswelle, die mit der Nabe 18 verbunden ist, hohl ausgeführt, und beim Aus­ rücken kann unter Druck stehendes Öl mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Pumpe in den Raum eindringen, der zwischen dem Gehäuse 12 und dem Kolben 20 gebil­ det wird, so daß sich der genannte Kolben vom Gehäu­ se entfernt. Nach Zirkulation durch den Dreh­ momentwandler erreicht das Öl durch eine Öffnung, die zwischen der Nabe des Reaktionsrades und der Muffe des Gehäuses 12 angebracht ist, ein Rücklauf­ volumen (der Weg des Öls ist in Fig. 1 durch Pfeile bezeichnet).

Beim Wiedereinrücken wird die Ölzirkulation umge­ kehrt und der Kolben 20 gewährleistet eine feste Verbindung zwischen der Abtriebsweile und der An­ triebswelle, wobei das Turbinenrad fest mit der An­ triebswelle und das Antriebsrad fest mit der Ab­ triebswelle verbunden ist.

Nach einem wichtigen Merkmal der Erfindung bestehen zwischen dem Kolben 20 und der Abdeckung 22 form­ schlüssige Verbindungen 28, um diese beiden Elemente drehfest miteinander zu verbinden, jedoch mit der Möglichkeit einer begrenzten axialen Transla­ tionsbewegung des genannten Kolbens durch Gleiten auf der Nabe 18. die vorgenannten formschlüssigen Verbindungen sind in regelmäßigen Abständen rund­ herum angeordnet und bestehen aus Vorsprüngen 30, die nach dem Tiefziehverfahren im Kolben realisiert wurden, und aus Schlitzen 32, die in der Abdeckung 22 vorgesehen und radial verlängert sind. Jeder Vor­ sprung 30 greift in einen entsprechenden Schlitz ein. Die Breite eines Vorsprungs entspricht der Breite eines Schlitzes, so daß im wesentlichen das gesamte Umfangsspiel zwischen Kolben und Abdeckung beseitigt wird. Die Vorsprünge 30 reichen hier über den mittleren Bereich des Rades 15 hinaus, um die axiale Abmessung zu reduzieren und den verfügbaren Raum besser zu nutzen. Man wird verstehen, daß die Abdeckung 22 durch die Schlitze 32 an Elastizität gewinnt.

Im übrigen besitzt die Abdeckung 22 Auflagevorsprün­ ge 34, die in regelmäßigen Abständen vorzugsweise in Nähe des Außenumfangs angebracht sind. Man wird be­ merken, daß die radiale Positionierung der Vorsprün­ ge 34 eine Einstellung der axialen Steifigkeit der Abdeckung 22 zuläßt. Diese Auflagevorsprünge sind mit einem festgelegten Spiel e zwischen jedem Vor­ sprung und den Bereich des Kolbens, woran er zur Anlage kommen soll, zum Kolben hin ausgerichtet. Das kontrollierte Spiel e erlaubt eine schnelle, gering­ fügige Hubbewegung des Kolbens beim Kupplungsvor­ gang. Dieses Spiel kann durch axiale Befestigungs­ mittel 36 kontrolliert werden, die zwischen der Abdeckung und dem Kolben angebracht sind. Tatsäch­ lich kann der Abstand zwischen den Vorsprüngen 34 und der Abdeckung in Anbetracht der Abnutzung des Belages 21 dank dieser Mittel konstant bleiben. Bei dem dargestellten Beispiel bestehen diese Befesti­ gungsmittel aus Tellern 38 mit konisch aufgeweiteten Rändern. Jeder Teller ist am Kolben 20 mit seinem mittleren Teil befestigt und greift in eine ent­ sprechende Öffnung 39 der Abdeckung ein. Ein Kragen 38a des Tellers, der größer ist als die Öffnung 39, bildet somit einen Anschlag, der der Abdeckung ge­ genüberliegt. Diese Anordnung wie auch die Kontrolle des Spiels e ermöglicht ebenfalls die Halterung des Kolbens und der Abdeckung, die miteinander gekoppelt sind, wodurch die Montage erleichtert und die Länge der Vorsprünge 30 verringert wird.

Man wird bemerken, daß die Schalen eine Verwindung des Feinblechs der Abdeckung unter Einwirkung des Kräftemoments begrenzen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, liegen die Auflagevor­ sprünge 34 in Nähe der genannten formschlüssigen Verbindungen 28. Insbesondere tritt jede formschlüs­ sige Verbindung in die Abdeckung ein, und der Kolben ist mit zwei Auflagevorsprüngen 34 verbunden, die am Umfang beiderseits der genannten formschlüssigen Verbindung versetzt angeordnet sind. Außerdem ist die Abdeckung so ausgebildet, daß sie am Außenumfang einen zylindrischen Teil 40 aufweist, wodurch Ver­ formungen durch Verwindung minimiert werden. Die Anordnung der verschiedenen Auflagevorsprünge auf der Abdeckung gewährleistet eine bessere Hubbewegung des Kolbens, und da dieser stets parallel angeordnet bleibt, wird eine sehr gute Gleitbewegung des Kol­ bens bewirkt. Außerdem dient die zylindrische Fläche 24 als axialer Anschlag, der mit dem Unterteil der Abdeckung zusammenwirkt. Auf diese Weise verhindert man jede Beschädigung des Turbinenrades. Am Ende dem Hubbewegung ist die Abdeckung vorgespannt und dabei gleichzeitig elastisch verformt, was eine schnelle Selbsteinrückung des Kolbens bei der anschließenden Kupplungsoperation erleichtert und wodurch die Bean­ spruchung ausgeglichen wird, die auf die Einspannung des Dichtrings 26 zurückzuführen ist. Die Teller liegen ebenfalls in unmittelbarer Nähe der form­ schlüssigen Verbindungen, die die Übertragung des Moments zwischen Abdeckung und Kolben gewährleisten, und sie sind im Verhältnis zu den Auflagevorsprüngen 34 radial nach innen angeordnet.

In dem dargestellten Beispiel sind sechs formschlüs­ sige Verbindungen und sechs Teller vorgesehen, die am Umfang in gleichmäßigen Abständen verteilt sind.

Dank der Erfindung wird es möglich, die Gleitbewe­ gung der Kupplung schnell zu kontrollieren und den begrenzten Druck in den Kammern beiderseits des Kol­ bens zu verändern, z. B. mit Hilfe eines elektroni­ schen Rechners, der die Ölzuführpumpe überwacht.

Man wird bemerken, daß sich die Beläge 21 auf einen Umfang von großem Durchmesser erstrecken können.

Claims (9)

1. Überbrückungskupplung für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, welche zwischen einem angetriebenen Wandlergehäuse und einem Turbinenrad angeordnet ist, wobei die Überbrückungskupplung einen Kolben enthält, welcher gleitbeweglich an der Turbinenrad-Nabe gelagert ist und im radial äußeren Bereich mittels wenigstens einem Reibbelag am Wandlergehäuse zur Anlage bringbar ist, sowie eine in axialer Richtung elastisch verformbare Abdeckung aufweist, die an der Turbinenrad-Nabe befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (20) und der Abdeckung (22) formschlüssige Verbindungen (28) bestehen, um eine drehfeste Kraftübertragung zu gewährleisten, jedoch mit der Möglichkeit einer begrenzten axialen Translationsbewegung des Kolbens (20), wobei die formschlüssigen Verbindungen (28) aus Vorsprüngen (30) bestehen, die im Kolben (20) eingearbeitet sind, sowie aus radial verlängerten Schlitzen (32), die in der Abdeckung (22) angebracht sind, wobei jeder Vorsprung (30) in einen entsprechenden Schlitz (32) eingreift.

2. Überbrückungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (22) Auflagevorsprünge (34) enthält, die in regelmäßigen Abständen angebracht sind, und daß diese Vorsprünge (34) dem Kolben (20) zugewandt sind.

3. Überbrückungskupplung nach Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch ein gleiches festgelegtes Spiel (e) zwischen jedem Auflagevorsprung (34) und dem Bereich des Kolbens (20), woran die Anlage erfolgt.

4. Überbrückungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch axiale Befestigungsmittel (36), die zwischen der Abdeckung (22) und dem Kolben (20) angebracht sind.

5. Überbrückungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Befestigungsmittel (36) aus Tellern (38) mit konisch erweiterten Rändern bestehen, wobei jeder Teller (38) mit seinem Mittelteil am Kolben (20) befestigt ist und in eine entsprechende Öffnung (39) der Abdeckung (22) eingreift, während ein Kragen (38a) am Teller (38), der größer ist als die Öffnung (39), einen festen Anschlag gegenüber der Abdeckung (22) bildet.

6. Überbrückungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Abdeckung (22) angebrachten Auflagevorsprünge (34) in Nähe der formschlüssigen Verbindungen (28) liegen.

7. Überbrückungskupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede formschlüssige Verbindung (28) zwischen der Abdeckung (22) und dem Kolben (20) mit zwei Auflagevorsprüngen (34) einhergeht, die am Umfang beiderseits der formschlüssigen Verbindung (28) versetzt angeordnet sind.

8. Überbrückungskupplung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teller (38) in Nähe der formschlüssigen Verbindungen (28) radial innerhalb der Auflagevorsprünge (34) angeordnet sind, die in Nähe des Außenumfangs der Abdeckung (22) liegen.

9. Überbrückungskupplung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (22) mit einem zylindrischen Abschnitt (40) am äußeren Umfang ausgebildet ist.