DE4320769C2 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung - Google Patents

Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit Über­ brückungskupplung, bestehend aus einem von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Gehäuse mit einer antriebsnahen Gehäusewand, die mit einer konzentrischen Füh­ rungsnabe versehen ist, einem in der antriebsfernen Gehäusewand integrierten Pum­ penrad, einem zwischen Pumpenrad und antriebsnaher Gehäusewand angeordneten Turbinenrad, welches über eine Turbinenradnabe drehfest mit dem Abtrieb verbunden ist, gegebenenfalls einem zwischen beiden angeordneten Leitrad, wobei das Turbinen­ rad und/oder das Pumpenrad gegenüber dem Leitrad mit Axiallagern versehen ist.
Hydrodynamische Drehmomentwandler unterliegen im Betrieb einer hohen statischen und dynamischen Druckbelastung, die zum axialen Ausdehnen der Bauteile führt. Durch diese Axialbelastung können unter Umständen eingesetzte Lagerelemente (Axiallager) aus ihrer Zentrierung bzw. Aufnahme fallen und einen Totalausfall verursachen. Dieser Schaden tritt bevorzugt am Axiallager zwischen dem Pumpenrad und dem Leitrad auf.
In der EP 0 070 662 A1 ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler behandelt, der axial zwischen einer antriebsfernen Gehäusewand und einem Leitrad ein Axiallager in Form einer Wälzlagerung aufweist. Dieses Axiallager weist einen abtriebsseitigen Lager­ ring auf, der in einer entsprechenden Umformung der abtriebsfernen Gehäusewand zentriert ist, während der antriebsseitige Lagerring durch einen in Richtung zum Leitrad verlaufenden Bereich am Leitrad zentriert ist. Verständlicherweise ist eine derartige ra­ diale Zentrierung eines Axiallagers sehr kostenintensiv, da einerseits hohe Umformkräfte und damit teuere Fertigungsmaschinen notwendig sind, um die mit relativ großer Wandstärke ausgebildete antriebsferne Gehäusewand entsprechend umformen zu kön­ nen, und andererseits handelt es sich bei dem verwendeten Axiallager keinesfalls um ein kostengünstiges Standardbauteil. Vielmehr muss zumindest der leitradseitige Lagerring dimensionsmäßig an das jeweilige Leitrad angepasst sein.
Axial zwischen einer Turbinennabe und dem Leitrad ist ein weiteres Axiallager in Form eines Gleitringes vorgesehen, jedoch ist keine Maßnahme getroffen, um diesen Gleitring radial zu zentrieren. Aufgrund der fehlenden Zentrierung ist auch keine Fixierung dieses Axiallagers gegeben.
Das gleiche Problem tritt bei der US 4 505 365 A zutage, wonach deren Wandung des Turbinenrades keine radiale Zentriermöglichkeit für ein benachbartes Axiallager bietet. An der anderen Seite des Leitrades wiederum lässt diese Patentschrift, bei welcher das Pumpenrad über eine der antriebsfernen Gehäusewand angepasste Außenschale ver­ fügt, keine konstruktive Lösung für eine Aufnahme eines Axiallagers erkennen.
Die US 5 103 947 A lässt ebenfalls eine radiale Zentriermöglichkeit eines Axiallagers durch die Wandung des Turbinenrades vermissen. Auch die antriebsferne Gehäusewand bietet keine Möglichkeit einer radialen Zentrierung des benachbarten Axiallagers.
Die US 3 338 358 verfügt axial zwischen einer antriebsfernen Gehäusewand und, dem Leitrad lediglich über eine Radiallagerung, die zwischen einer entsprechenden Ausfor­ mung der antriebsfernen Gehäusewand und einem an dieser befestigen Haltebügel axial gesichert aufgenommen ist. Auch axial zwischen dem Turbinenrad und dem Leitrad ist kein Axiallager vorhanden, da bei der dargestellten Konstruktion die Turbinenradnabe radial außerhalb des Axiallagers an einem Bauteil einer Überbrückungskupplung aufge­ nommen ist.
Die US 4 643 283 A zeigt wiederum axial zwischen der antriebsfernen Gehäusewand des hydrodynamischen Drehmomentwandlers und dem Leitrad ein Axiallager, für wel­ ches kein standardisiertes Bauteil Verwendung finden kann. Statt dessen untergreift einer der Lagerringe die antriebsferne Gehäusewand radial innen und findet dadurch radiale Zentrierung. Selbstverständlich muss das verwendete Axiallager bezüglich seiner Bemessung exakt an die benachbarte Gehäusewand angepasst sein. Das Turbinenrad wiederum sieht keine radiale Zentriermöglichkeit für ein benachbartes Axiallager vor.
Die US 3 354 764 A zeigt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, bei welchem eine Außenschale des Pumpenrades an der antriebsfernen Gehäusewand befestigt ist, jedoch bietet weder die besagte Außenschale noch die Gehäusewand eine radiale Zent­ rierung für das Axiallager. Vielmehr endet die Außenschale radial deutlich außerhalb des Axiallagers. Die Turbinenradnabe lässt bei dieser Patentschrift überhaupt keine Verbin­ dung zu einem Axiallager erkennen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehmomentwandler der obengenannten Bauart dahingehend zu verbessern, dass eine kostengünstig und fertigungstechnisch einfache Anordnung der Axiallager geschaffen wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die mit axialem Druck beaufschlagte Wandung des Turbinenrades und/oder die Außenschale des Pumpenra­ des an ihrem radial inneren Durchmesser mit Aufnahmen zur Fixierung der Axiallager versehen sind, wobei als Aufnahme jeweils ein abgewinkelter, in Richtung auf das Leit­ rad verlaufender Bereich vorgesehen ist. Weiterhin ist die Außenschale des Pumpenra­ des an die jeweilige Wandung angepasst.
Bei dieser Ausbildung ist von Vorteil, dass durch eine entsprechende konstruktive und geometrische Ausbildung des Turbinenrades bzw. des Pumpenrades eine funktionssi­ chere Halterung der Axiallager geschaffen wird. Es können dabei aufwendige Sicherun­ gen entfallen. Vorteilhaft ist des Weiteren, dass die Aufnahmen aus dem gleichen Roh­ teil hergestellt werden, so dass sich lediglich der Abfall im radial inneren Bereich verrin­ gert.
Eine geometrisch günstige Ausführungsform sieht vor, dass die Aufnahme in der Wan­ dung des Turbinenrades vorgesehen ist.
Nach einer fertigungstechnisch einfachen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Außenschale mit der Wandung durch Schweißen, Kleben etc. verbunden ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1: Einen Längsschnitt durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 ge­ zeigt, der konzentrisch zu einer Drehachse 5 angeordnet ist. Die nicht dargestellte Brennkraftmaschine befindet sich auf der linken Seite und sie ist drehfest mit dem Ge­ häuse 6 verbunden. Das Gehäuse 6 besteht aus einer antriebsnahen Gehäusewand 7 und aus einer antriebsfernen Gehäusewand 8. Die Gehäusewand 7 ist in ihrem radial inneren Bereich fest mit einer Führungsnabe 9 verbunden, die mit einem Fortsatz im Schwungrad oder in der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine radial geführt ist. Die antriebsferne Gehäusewand 8 ist mit dem Pumpenrad 4 des hydrodynamischen Dreh­ momentwandlers 1 zu einer Baueinheit zusammengefasst. Zwischen dem Pumpenrad 4 und der antriebsnahen Gehäusewand 7 ist ferner das Turbinenrad 10 angeordnet, wel­ ches fest mit einer Turbinenradnabe 11 verbunden ist, die über eine Verzahnung auf einer nicht dargestellten Abtriebswelle angeordnet ist. Zwischen Turbinenrad 10 und Pumpenrad 4 ist das Leitrad 12 ange­ ordnet, welches über einen Freilauf 13 und einer Lauf­ radnabe 14 geführt ist, welche über eine Verzahnung auf einem gehäusefesten, nicht dargestellten, Rohr aufge­ setzt ist.
Zwischen dem Turbinenrad 10 und der antriebsnahen Gehäusewand 7 ist der Kolben 15 der Überbrückungs­ kupplung 16 angeordnet. Der Kolben 15 ist im Bereich seines Außendurchmessers von der Gehäusewand 7 weg­ weisend mit einem Versteifungsbund und mit einer Reib­ fläche 17 versehen, die auf die Gehäusewand 7 zu gerichtet ist. In diesen Durchmesserbereich ist auf der Innenseite der Gehäusewand 7 eine weitere Reibfläche 18 vorgesehen, die der Reibfläche 17 des Kolbens 15 gegen­ über liegt. Zwischen beiden Reibflächen 17 und 18 ist eine Reiblamelle 3 angeordnet, die nach radial außen über den Kolben 15 hinausreicht und dort drehfest mit dem Turbinenrad 10 verbunden ist.
Im radial inneren Bereich sowohl des Pumpenrades 4 als auch des Turbinenrades 10 sind die Axiallager 22 ange­ ordnet. Die Aufnahmen 20 und 21 besitzen eine Um­ bördelung 19, die in diesem Ausführungsbeispiel Bestand­ teil der Außenschale 23 ist. Bei einer derartigen Konstruktion bewegen sich die Axiallager 22 entsprechend der Toleranzen bei statischem und dynamischem Druck ebenfalls in Axialrichtung.
Bezugszeichenliste
1
hydrodynamischer Drehmomentwandler
2
Wandung des Turbinenrades
3
Reiblamelle
4
Pumpenrad
5
Drehachse
6
Gehäuse
7
antriebsnahe Gehäusewand
8
antriebsferne Gehäusewand
9
Führungsnabe
10
Turbinenrad
11
Turbinenradnabe
12
Leitrad
13
Freilauf
14
Laufradnabe
15
Kolben
16
Überbrückungskupplung
17
Reibfläche
18
Reibfläche
19
Umbördelung
20
Aufnahmen
21
Aufnahmen
22
Axiallager
23
Außenschale
24
Schaufel

Claims (5)

1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler, bestehend aus einem von einer Brenn­ kraftmaschine angetriebenen Gehäuse mit einer antriebsnahen Gehäusewand, die mit einer konzentrischen Führungsnabe versehen ist, einem in der antriebsfernen Gehäusewand integrierten Pumpenrad, einem zwischen Pumpenrad und antriebs­ naher Gehäusewand angeordneten Turbinenrad, welches über eine Turbinenradna­ be drehfest mit dem Antrieb verbunden ist, sowie mit einem zwischen beiden an­ geordneten Leitrad, wobei das Turbinenrad eine mit axialem Druck beaufschlagte Wandung aufweist und ebenso wie das Pumpenrad gegenüber dem Leitrad mit ei­ nem Axiallager versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenrad (4) über eine Außenschale (23) verfügt, die an die mit axialem Druck beaufschlagte antriebsferne Gehäusewand (8) angepasst und mit dieser ver­ bunden ist, und die Außenschale (23) des Pumpenrades (4) ebenso wie die Wan­ dung (2) des Turbinenrades (10) an ihrem radial inneren Durchmesser mit Aufnah­ men (20, 21) versehen sind, die zur Fixierung der Axiallager (22) dienen, wobei als Aufnahme (20, 21) ein abgewinkelter, in Richtung auf das Leitrad (12) verlaufender Bereich vorgesehen ist.
2. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (20, 21) als abgewinkelten, in Richtung auf das Leitrad (12) verlaufenden Bereich eine Umbördelung (19) besitzen.
3. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umbördelung (19) der Aufnahme (20) Bestandteil der Außenschale (23) des Pumpenrades (4) ist.
4. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Aufnahme (21) dienende, in Richtung auf das Leitrad (12) verlaufende Bereich in der Wandung (2) des Turbinenrades (10) vorgesehen ist.
5. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale (23) mit der antriebsfernen Gehäusewand (8) durch Schwei­ ßen, Kleben usw. verbunden ist.
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