WO2008043330A1 - Kraftübertragungseinrichtung - Google Patents

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WO2008043330A1
WO2008043330A1 PCT/DE2007/001652 DE2007001652W WO2008043330A1 WO 2008043330 A1 WO2008043330 A1 WO 2008043330A1 DE 2007001652 W DE2007001652 W DE 2007001652W WO 2008043330 A1 WO2008043330 A1 WO 2008043330A1
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WO
WIPO (PCT)
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output
thrust washer
transmission device
power transmission
piston element
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Ceased
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PCT/DE2007/001652
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English (en)
French (fr)
Inventor
Eugen Kombowski
Stephan Maienschein
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Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Original Assignee
LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H45/00—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches 
    • F16H45/02—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches  with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H45/00—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches 
    • F16H45/02—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches  with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H2045/0273—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches  with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type characterised by the type of the friction surface of the lock-up clutch
    • F16H2045/0294—Single disk type lock-up clutch, i.e. using a single disc engaged between friction members

Definitions

  • the invention relates to a power transmission device, in detail with the features of the preamble of claim 1.
  • the individual power transmission device comprises a hydrodynamic component with at least one impeller and a turbine wheel, preferably at least as a hydrodynamic torque converter and at least one stator and a device for bypassing the power flow via the hydrodynamic component, usually in the form of a so-called lock-up clutch.
  • Such power transmission devices are characterized in that they have an input and an output, further, the hydrodynamic component with its impeller at least indirectly rotatably connected to the input and the turbine wheel is at least indirectly rotatably connected to the output. At least indirectly, this means that the connection takes place either directly or via further transmission elements.
  • the coupling with the output is usually rotationally fixed with a with the output shaft, which is formed by the transmission input shaft of a downstream gear unit, connected hub member.
  • the lock-up clutch is usually designed as a friction clutch and comprises a first friction surface arrangement and a second friction surface arrangement, wherein both can be brought into operative connection with one another via an actuating device.
  • the friction clutch is designed as a simple disc clutch, wherein a first coupling element is non-rotatably coupled to the input or the connection between the input and impeller of the hydrodynamic component, while the second is preferably connected directly to the piston member directly rotatably. In this case, the power is transmitted via the piston, which is then part of the friction clutch.
  • the actuator is rotationally fixed, but slidably connected in the axial direction to the output.
  • the coupling between the piston element and the output is pressure and liquid-tight, so that there is no resource exchange between the individual chambers in the power transmission device via this connection. This is realized via a seal between the piston element and the non-rotatably coupled to the output element or the output itself.
  • the piston element is used in a two-channel guided thereby by the pressure in the hydrodynamic component.
  • the support is preferably carried out directly on the rotatably coupled to the output element.
  • a corresponding thrust washer is provided between the piston member and the rotatably coupled to the output member. This is arranged in the axial direction next to the piston element and is guided on the E-lement rotatably coupled to the output.
  • the piston element is largely flat in the area of a possible contact with the thrust washer.
  • the required support region with radially oriented support surface is formed by a collar directed away in the axial direction from the hydrodynamic component. This requires an additional space requirement in the axial direction, so that here the non-rotatably coupled to the output element, which also serves as a rule also in the form of an output hub of the rotationally fixed connection of the turbine, relatively wide builds.
  • the invention therefore an object of the invention to find a space-saving arrangement for the individual components of a power transmission device, in particular in the connection region between the turbine and the output.
  • the solution according to the invention should be characterized by the lowest possible design and manufacturing expense.
  • a power transmission device comprising an input and an output and a hydrodynamic component disposed therebetween, preferably in the form of a hydrodynamic speed / torque converter and means for at least partially bypassing the hydrodynamic power flow in the form of a lock-up clutch comprising a first friction surface arrangement and a second friction surface arrangement can be brought into operative connection with each other, comprises an actuating device which acts on the two friction surface arrangements.
  • the actuating device comprises at least one piston element which is displaceable in the axial direction but at least indirectly rotationally fixed with the output, that is to say directly or via a further intermediate element in the form of a rotating test coupled to the output element, for example, a hub is connectable.
  • the thrust washer is considered in the installed position in the axial direction offset in the region of the axial extent of the piston member, for which the thrust washer in the radial direction is no longer supported directly on the output or non-rotatably coupled to the output element, but the support and the axial Guidance now takes place directly on the piston element.
  • the piston member has a projection or collar formed in the axial direction, which serves depending on the embodiment of the support of the thrust washer in the radial direction in the region of the outer circumference or the inner circumference.
  • the guide function is taken over by a guide surface on the piston element, which is embodied on the projection forming the sealing functional surface.
  • this projection or collar is characterized by a functional concentration with its two surfaces facing away from each other. Sealing function and guide function for the thrust washer can be arranged in the radial direction, so to speak, one above the other.
  • the thrust washer is thus according to the invention no longer next to the piston member directly on the output hub, that is performed on the non-rotatably coupled to the output element, but on the piston element itself.
  • the non-rotatably coupled to the output element in its axial extent to the width of the thrust washer be carried out with a smaller width.
  • the thrust washer so the already existing and otherwise unused space is used in the axial direction, which results from the shape of the piston member and is ready.
  • the piston element is designed as a shaped sheet metal part and has in the radially inner region a directed in the installed position in the direction of the hydrodynamic component projection.
  • This projection forms on the one hand, with its surface directed toward the axis of rotation or one surface region, a sealing functional surface which, in addition to the rotationally fixed coupling, also has a sealing function.
  • the piston element forms with its in the installed position in the direction of the hydrodynamic component and thus the thrust washer surface area from a stop surface, which comes to the thrust washer to the stop.
  • the thrust washer on the collar-like extension while the stop surface is taken into account, in particular the displacement.
  • the element which is coupled non-rotatably to the output is provided in the region of the surface facing the piston element, in particular the surface facing the collar, with a circumferential direction.
  • a - running groove-like depression provided, which serves in the axial direction of the recording of the end portion of the collar and thus of the axially formed projection.
  • the piston element itself is preferably formed as a sheet-metal shaped part and adapted in its contour to the shape of the adjacent components substantially, other designs or the choice of other materials are conceivable.
  • the solution according to the invention is suitable for use in motor vehicles.
  • Figure 1 illustrates in a schematic simplified representation of the basic structure of a power transmission device with an inventive arrangement of a start-up disc
  • Figure 2 illustrates a particularly advantageous structural design of a erfindungsge MAESSEN arrangement of a thrust washer.
  • FIG. 1 shows in schematic simplified representation the basic structure of a power transmission device 1, comprising an input E and an output A.
  • the power transmission device 1 further comprises a hydrodynamic component 2, here in a particularly preferred embodiment a hydrodynamic speed / torque converter 3 and one of the hydrodynamic Component 2 associated device 4 for bypassing the hydrodynamic power flow in the form of a lock-up clutch 5.
  • This is designed as a friction clutch and comprises a first friction surface 6 and a second friction surface 7, which are engageable with each other via an actuating device 8 in operative connection.
  • the actuator comprises for this purpose a piston member 9.
  • the piston member 9 is at least indirectly mounted on the output A, that is rotatably connected thereto and formed relative to this in the axial direction displaceable.
  • the hydrodynamic component 2 comprises at least one primary impeller P acting as a pump impeller, a secondary impeller T acting as a turbine wheel, and at least one stator impeller L as the hydrodynamic speed / torque converter 3.
  • the pump impeller P is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the input E of the power transmission device 1
  • the turbine wheel T is at least indirectly rotatably coupled to the output A of the power transmission device 1.
  • the coupling can be designed in various ways. In the The coupling generally takes place via a so-called output hub 10, not shown in detail in FIG. 1, with which the turbine wheel T is at least indirectly non-rotatable, that is to say directly rotationally fixed or via a further intermediate element or a functional unit, for example a device for damping vibrations is.
  • the output hub in turn is non-rotatably coupled to the output A.
  • the lock-up clutch 5, in particular the first friction surface 6, is at least indirectly non-rotatably connected to the input E of the power transmission device or the connection between the input E of the power transmission device 1 and the impeller P.
  • the coupling is usually carried out on a rotatably connected to the impeller housing shell 11.
  • the second friction surface assembly 7 is at least indirectly rotatably connected to the output A.
  • the coupling also takes place here via the output hub 10.
  • the piston element 9 forms the second friction surface arrangement 7, so that the lockup clutch 5 is quasi designed as a simple disc clutch, comprising a first coupling element rotatably coupled to the connection between input E and impeller P.
  • a thrust washer 14 is arranged on the output hub 10 between its end face 12 directed toward the hydrodynamic component and an axial end face 13 directed away from the hydrodynamic component 2.
  • the thrust washer 14 is arranged in the axial direction within the range of the axial extent of the piston member 9 and is guided on this.
  • the embodiment according to the invention is characterized in that on the one hand the arrangement of the thrust washer 14 is carried out to a smallest possible diameter d m i n , which is equal to or greater than a diameter d F , which describes the position of a guide surface 30 on the piston member 9 and further by the arrangement between piston member 9 and output hub 10 a particularly space-saving design can be realized.
  • FIG. 2 illustrates the design according to the invention of the arrangement of a thrust washer 14 in the axial direction between the piston element 9 and the output hub 10 on the basis of a detail according to FIG. 1.
  • the piston element 9 is tightly guided relative to the output hub 10.
  • the piston element 9 in the radial direction in the inner region, in particular in the support region a collar 15 which has a directed to the axis of rotation R of the power transmission device 1 surface 16 and with a pointing away in the radial direction of the axis of rotation surface 17 on the output hub 10 a Pairing of sliding surfaces 18 forms, whereby the surface pairing 16 and 17 at the same time also sealing function with über- takes.
  • the surface 16 cooperates with a in a groove 19 on the output hub 10, arranged seal.
  • the surface 16 acts as a sealing function surface.
  • the thrust washer 14 is arranged in the axial direction between the piston element 9 and the output hub 10. According to the invention, the arrangement is effected in such a way that piston element 9 and thrust washer 14 are not arranged next to one another in the axial direction, but the thrust washer 14, viewed in the axial direction, is moved in the region of the axial extension of piston element 9.
  • the thrust washer 14 is no longer characterized by an inner diameter d
  • Such a surface 20 is formed parallel to the surface 16 on the collar 15 and anyway present due to the required formation of the sealing and sliding pair 18.
  • the thrust washer 14 is thus in the axial arrangement in the region of the axial extent of the piston member 9 on the output hub 10th added.
  • This offset is achieved by increasing the inner diameter dn 4 of the thrust washer 14. Due to the geometry of the piston member, in particular the orientation of the piston sheet collar 15, which is arranged in the radially inner end portion 21 of the piston member 9, and the adjoining region of the piston element can thus In the axial direction otherwise required space in juxtaposition of thrust washer 14 and piston member 9 can be saved.
  • the region adjoining the radially inner region 21 simultaneously forms a piston-side contact surface 22 or stop for the thrust washer 14.
  • the contact surface 22 and the collar 15 are aligned in the same direction, that is, toward the hydrodynamic component 2 and from the piston surface 12. which forms a chamber 23 with the housing shell 11, directed away.
  • the hub 10 is aligned with a circumferentially aligned circumferential axial recess 24 executed, wherein the axial recess 24 is formed on the vertical surface 25 to the sealing function surface 16,
  • the surface 25 forms in the axial direction the hub-side stop for the thrust washer 14.
  • the thrust washer 14 is formed as an annular disk-shaped element, which by an inner and outer diameter dn 4 and ⁇ AM is characterized.
  • the inner diameter is determined as a function of the outer diameter of the direction away from the axis of rotation R surface 20 on the collar 15 of the piston member 9.
  • the output hub 10 is rotatably connected to the output A.
  • the stator L is mounted for example via a freewheel F on the support shaft 27, which in turn is rotatably supported at a relative speed to the output shaft A on this.
  • the connection of the turbine wheel T takes place in a rotationally fixed manner to the output hub 10.
  • the output hub 10 has a region 28 aligned in the radial direction, which forms a contact or flange surface 29 for coupling to the turbine wheel T.
  • the arrangement of the thrust washer 14 in the radially inner region of the piston element 9 represents a particularly advantageous embodiment in terms of material requirements and required space.
  • the arrangement is also here in the region of the collar 15 of the piston member 9 supporting surface. It would also be conceivable to displace the thrust washer 14 into the axial extension and thus the already available installation space for the piston element 9 by enlarging the inner diameter and arrangement on a corresponding axially aligned guide element on the piston element 9.
  • a further embodiment in this regard is the guide element in the radial direction to move further out and possibly to use by the shape of the piston member certain other larger radial regions and axial regions, in which case, the hub would be carried out in the radial direction according to an enlarged outer diameter to the required contact surface to form the directed away from the hydrodynamic component end face.
  • the thrust washer 14 is preferably made of a Kunststoffbautei! or made of a steel component with appropriate coating. Other possibilities are conceivable. It is crucial that the thrust washer 14, if possible, at least partially flat support of the piston member to the hub 10 is used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungseinrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang, eine zwischen dem Eingang und dem Ausgang angeordnete hydrodynamische Komponente, umfassend ein Turbinenrad, welches wenigstens mittelbar mit dem Ausgang drehfest verbunden ist, eine Einrichtung zur Umgehung des Leistungsflusses über die hydrodynamische Komponente, umfassend zwei miteinander in Wirkverbindung über eine Betätigungseinrichtung bringbare Reibflächenanordnungen, wobei die Betätigungseinrichtung in axialer Richtung verschiebbar und dichtend am Ausgang oder einem drehfest mit dem Ausgang verbundenen Element geführt ist und zwischen Kolbenelement und Ausgang beziehungsweise einem drehfest mit diesem gekoppelten Element einer Anlauf Scheibe angeordnet ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauf scheibe (14) in axialer Richtung innerhalb der axialen Erstreckung des Kolbenelementes (9) angeordnet ist und am Kolbenelement (9) geführt ist.

Description

Kraftübertraqungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungseinrichtung, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Kraftübertragungseinrichtungen für den Einsatz als kombinierte Einheiten aus Anfahrelement und Überbrückungselement sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt. Diese werden insbesondere in Automatgetrieben in Fahrzeugen eingesetzt. Dabei umfasst die einzelne Kraftübertragungseinrichtung eine hydrodynamische Komponente mit mindestens einem Pumpenrad und einem Turbinenrad, vorzugsweise bei Ausführung als hydrodynamischer Drehmomentwandler noch wenigstens ein Leitrad und eine Einrichtung zur Umgehung des Leistungsflusses über die hydrodynamische Komponente, in der Regel in Form einer so genannten Überbrückungskupplung. Derartige Kraftübertragungseinrichtungen sind dadurch charakterisiert, dass diese einen Eingang und einen Ausgang aufweisen, ferner die hydrodynamische Komponente mit ihrem Pumpenrad wenigstens mittelbar drehfest mit dem Eingang verbindbar ist und das Turbinenrad wenigstens mittelbar drehfest mit dem Ausgang verbunden ist. Wenigstens mittelbar bedeutet dabei, dass die Verbindung entweder direkt oder über weitere Übertragungselemente erfolgt. Die Kopplung mit dem Ausgang erfolgt dabei in der Regel drehfest mit einem mit der Ausgangswelle, welche von der Getriebeeingangswelle einer nachgeordneten Getriebebaueinheit gebildet wird, verbundenen Nabenelement. Die Überbrückungskupplung wird üblicherweise als Reibkupplung ausgebildet und umfasst eine erste Reibflächenanordnung und eine zweite Reibflächenanordnung, wobei beide über eine Betätigungseinrichtung miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Im einfachsten Fall ist die Reibkupplung als einfache Scheibenkupplung ausgebildet, wobei ein erstes Kupplungselement drehfest mit dem Eingang oder der Verbindung zwischen Eingang und Pumpenrad der hydrodynamischen Komponente gekoppelt ist, während das zweite vorzugsweise direkt drehfest mit dem Kolbenelement verbunden ist. In diesem Fall wird die Leistung über den Kolben übertragen, der dann Bestandteil der Reibkupplung ist. Die Betätigungseinrichtung ist dazu drehfest, jedoch in axialer Richtung verschiebbar mit dem Ausgang verbunden. Die Kopplung zwischen dem Kolbenelement und dem Ausgang erfolgt druck- und flüssigkeitsdicht, so dass über diese Verbindung kein Betriebsmittelaustausch zwischen den einzelnen Kammern in der Kraftübertragungseinrichtung erfolgt. Dies wird über eine Dichtung zwischen Kolbenelement und dem drehfest mit dem Ausgang gekoppelten Element beziehungsweise dem Ausgang selbst realisiert. Das Kolbenelement wird bei einer Zweikanalaus- führung dabei durch den Druck in der hydrodynamischen Komponente beaufschlagt. Dies führt dazu, dass bei geringem Druck im hydrodynamischen Wandler oder der Kupplung im Falle eines Betriebsmitteldurchflusses im Zwischenraum zwischen Kolbenelement und Gehäuse das Betriebsmittel zwischen den Reibflächenanordnungen der Überbrückungskupplung geführt wird und das Kolbenelement in die Nichtbetätigungsposition verbracht wird und sich in axialer Richtung abstützt. Die Abstützung erfolgt dabei vorzugsweise direkt an dem drehfest mit dem Ausgang gekoppelten Element. Um Beschädigungen an diesem weitestgehend zu vermeiden, wird zwischen Kolbenelement und dem drehfest mit dem Ausgang gekoppelten Element eine entsprechende Anlaufscheibe vorgesehen. Diese ist in axialer Richtung neben dem Kolbenelement angeordnet und wird an dem drehfest mit dem Ausgang gekoppelten E- lement geführt. Das Kolbenelement ist im Bereich eines möglichen Kontaktes mit der Anlaufscheibe weitestgehend flächig ausgeführt. Der erforderliche Abstützbereich mit radial ausgerichteter Abstützfläche wird von einem in axialer Richtung von der hydrodynamischen Komponente weggerichteten Bund gebildet. Dies bedingt einen zusätzlichen Bauraumbedarf in axialer Richtung, so dass hier das drehfest mit dem Ausgang gekoppelte Element, welches gleichzeitig in der Regel auch in Form einer Abtriebsnabe der drehfesten Anbindung der Turbine dient, relativ breit baut.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine bauraumsparende Anordnung für die einzelnen Komponenten einer Kraftübertragungseinrichtung zu finden, insbesondere im Verbindungsbereich zwischen Turbinenrad und Ausgang. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich dabei durch einen möglichst geringen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand auszeichnen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine Kraftübertragungseinrichtung, umfassend einen Eingang und einen Ausgang sowie eine dazwischen angeordnete hydrodynamische Komponente, vorzugsweise in Form eines hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers und einer Einrichtung zur wenigstens teilweisen Umgehung des hydrodynamischen Leistungsflusses in Form einer Überbrückungskupplung, umfassend eine erste Reibflächenanordnung und eine zweite Reibflächenanordnung, die miteinander in Wirkverbindung bringbar sind, umfasst eine Betätigungseinrichtung, die die beiden Reibflächenanordnungen beaufschlagt. Die Betätigungseinrichtung umfasst in der Regel zumindest ein Kolbenelement, das in axialer Richtung verschiebbar, jedoch mit dem Ausgang wenigstens mittelbar drehfest, das heißt direkt oder über ein weiteres Zwischenelement in Form eines drehtest mit dem Ausgang gekoppelten Elementes, beispielsweise einer Nabe verbindbar ist. Erfindungsgemäß wird die Anlaufscheibe in Einbaulage in axialer Richtung betrachtet in den Bereich der axialen Erstreckung des Kolbenelementes versetzt, wozu die Anlaufscheibe in radialer Richtung sich nicht mehr direkt an dem Ausgang beziehungsweise dem drehfest mit dem Ausgang gekoppelten Element abstützt, sondern die Abstützung und auch die axiale Führung nunmehr direkt am Kolbenelement erfolgt. Dazu weist das Kolbenelement einen in axialer Richtung ausgebildeten Vorsprung oder Bund auf, der je nach Ausführung der Abstützung der Anlaufscheibe in radialer Richtung im Bereich des Außenumfanges oder des Innenumfanges dient. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung wird die Führungsfunktion von einer Führungsfläche am Kolbenelement übernommen, welche an dem die Dicht- funktionsfläche bildenden Vorsprung ausgeführt ist. In diesem Fall ist dieser Vorsprung oder Bund durch eine Funktionskonzentration mit seinen beiden voneinander wegweisenden Flächen charakterisiert. Dichtfunktion und Führungsfunktion für die Anlaufscheibe können dabei in radialer Richtung quasi übereinander angeordnet werden. Die Anlaufscheibe ist somit erfindungsgemäß nicht mehr neben dem Kolbenelement direkt auf der Abtriebsnabe, das heißt am drehfest mit dem Ausgang gekoppelten Element geführt, sondern auf dem Kolbenelement selbst. Dadurch kann das mit dem Ausgang drehfest gekoppelte Element in seiner axialen Erstreckung um die Breite der Anlaufscheibe mit geringerer Breite ausgeführt werden. Für die Anlaufscheibe wird somit der ohnehin vorhandene und ansonsten nicht genutzte Bauraum in axialer Richtung genutzt, der sich diese durch die Formgebung des Kolbenelementes ergibt und bereitsteht. Vorzugsweise wird dabei das Kolbenelement als Blechformteil ausgeführt und weist im radial inneren Bereich einen in Einbaulage in Richtung der hydrodynamischen Komponente gerichteten Vorsprung auf. Dieser Vorsprung bildet dabei zum einen mit seiner zur Rotationsachse hin gerichteten Fläche beziehungsweise einem Flächenbereich eine Dicht- funktionsfläche, der neben der drehfesten Kopplung auch eine Dichtfunktion obliegt.
Ferner bildet gleichzeitig das Kolbenelement mit seiner in Einbaulage in Richtung der hydrodynamischen Komponente und damit der Anlaufscheibe gerichteten Flächenbereich eine Anschlagfläche aus, die an der Anlaufscheibe zum Anschlag gelangt. Bei der Anordnung und Führung der Anlaufscheibe auf dem bundartigen Fortsatz ist dabei die Anschlagfläche mit zu berücksichtigen, insbesondere der Verschiebeweg.
Um gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung den axialen Bauraum besonders klein zu halten, wird das mit dem Ausgang drehfest gekoppelte Element im Bereich der zum Kolbenelement, insbesondere der zum Bund weisenden Fläche mit einer in Umfangsrichtung ver- - A - laufenden nutartigen Vertiefung versehen, die in axialer Richtung der Aufnahme des Endbereiches des Bundes und damit des in axialer ausgebildeten Vorsprunges dient.
Das Kolbenelement selbst ist vorzugsweise als Blechformteil ausgebildet und in seiner Kontur an die Formgebung der benachbarten Bauelemente im wesentlichen angepasst, andere Ausführungen beziehungsweise die Wahl anderer Materialien sind denkbar.
Die erfindungsgemäße Lösung ist für den Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
Figur 1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer Kraft Übertragungseinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Anordnung einer Anlauf scheibe;
Figur 2 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte konstruktive Ausführung einer erfindungsge mäßen Anordnung einer Anlaufscheibe.
Die Figur 1 verdeutlicht in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer Kraftübertragungseinrichtung 1 , umfassend einen Eingang E und einen Ausgang A. Die Kraftübertragungseinrichtung 1 umfasst ferner eine hydrodynamische Komponente 2, hier in besonders bevorzugter Ausführung einen hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler 3 sowie eine der hydrodynamischen Komponente 2 zugeordnete Einrichtung 4 zur Umgehung des hydrodynamischen Leistungsflusses in Form einer Überbrückungskupplung 5. Diese ist als Reibkupplung ausgebildet und umfasst eine erste Reibflächenanordnung 6 und eine zweite Reibflächenanordnung 7, die über eine Betätigungseinrichtung 8 miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Die Betätigungseinrichtung umfasst dazu ein Kolbenelement 9. Das Kolbenelement 9 ist wenigstens mittelbar am Ausgang A gelagert, das heißt drehfest mit diesem verbunden und gegenüber diesem in axialer Richtung verschiebbar ausgebildet. Die hydrodynamische Komponente 2 umfasst zumindest ein als Pumpenrad fungierendes Primärrad P, ein als Turbinenrad fungierendes Sekundärrad T sowie bei Ausführung als hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler 3 wenigstens ein Leitrad L. Das Pumpenrad P ist dabei wenigstens mittelbar mit dem Eingang E der Kraftübertragungseinrichtung 1 drehfest verbunden. Das Turbinenrad T ist wenigstens mittelbar drehfest mit dem Ausgang A der Kraftübertragungseinrichtung 1 gekoppelt. Die Kopplung kann verschiedenartig ausgebildet sein. In der Regel erfolgt die Kopplung über eine sogenannte, in der Figur 1 im einzelnen nicht dargestellte Abtriebsnabe 10, mit welcher das Turbinenrad T wenigstens mittelbar drehfest, das heißt direkt drehfest oder über ein weiteres Zwischenelement oder eine Funktionseinheit, beispielsweise eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, verbunden ist. Die Abtriebsnabe wiederum ist drehfest mit dem Ausgang A gekoppelt. Auch die Überbrückungskupplung 5, insbesondere die erste Reibflächenanordnung 6, ist wenigstens mittelbar drehfest mit dem Eingang E der Kraftübertragungseinrichtung beziehungsweise der Verbindung zwischen dem Eingang E der Kraftübertragungseinrichtung 1 und dem Pumpenrad P verbunden. Die Kopplung erfolgt im Regelfall an eine mit dem Pumpenrad drehfest verbundene Gehäuseschale 11. Die zweite Reibflächenanordnung 7 ist wenigstens mittelbar drehfest mit dem Ausgang A verbunden. Vorzugsweise erfolgt die Kopplung auch hier über die Abtriebsnabe 10. Dabei bildet das Kolbenelement 9 die zweite Reibflächenanordnung 7, so dass die Überbrückungskupplung 5 quasi als einfache Scheibenkupplung ausgeführt ist, umfassend ein erstes Kupplungselement, das drehfest mit der Verbindung zwischen Eingang E und Pumpenrad P gekoppelt ist und ein zweites Kupplungselement, welches die zweite Reibflächenanordnung 7 bildet und über die Abtriebsnabe 10 mit dem Ausgang A verbunden ist. Da das Kolbenelement 9 in axialer Richtung verschiebbar an der Abtriebsnabe 10 geführt ist, ist zwischen seiner zur hydrodynamischen Komponente gerichteten Stirnfläche 12 und einer zur Betätigungseinrichtung 8 und von der hydrodynamischen Komponente 2 weggerichteten axialen Stirnfläche 13 an der Abtriebsnabe 10 eine Anlaufscheibe 14 angeordnet. Die Anlaufscheibe 14 ist dabei in axialer Richtung innerhalb des Bereiches der axialen Erstreckung des Kolbenelementes 9 angeordnet und wird an diesem geführt. Die erfindungsgemäße Ausführung ist dadurch charakterisiert, dass zum einen die Anordnung der Anlaufscheibe 14 auf einem kleinstmöglichen Durchmesser dmin erfolgt, der gleich oder größer einem Durchmesser dF ist, welcher die Lage einer Führungsfläche 30 am Kolbenelement 9 beschreibt und ferner durch die Anordnung zwischen Kolbenelement 9 und Abtriebsnabe 10 eine besonders platzsparende Bauweise realisiert werden kann.
Die Figur 2 verdeutlicht dabei anhand eines Details gemäß Figur 1 die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Anordnung einer Anlaufscheibe 14 in axialer Richtung zwischen dem Kolbenelement 9 und der Abtriebsnabe 10. Das Kolbenelement 9 ist gegenüber der Abtriebsnabe 10 dicht geführt. Dazu weist das Kolbenelement 9 in radialer Richtung im innen liegenden Bereich, insbesondere im Abstützbereich einen Bund 15 auf, der eine zur Rotationsachse R der Kraftübertragungseinrichtung 1 gerichtete Fläche 16 aufweist und mit einer in radialer Richtung von der Rotationsachse wegweisenden Fläche 17 an der Abtriebsnabe 10 eine Gleitpaarung 18 bildet, wobei die Flächenpaarung 16 und 17 gleichzeitig auch Dichtfunktion mit über- nimmt. Hier wirkt die Fläche 16 mit einer in einer Nut 19 an der Abtriebsnabe 10, angeordneten Dichtung zusammen. Die Fläche 16 fungiert dabei als Dichtfunktionsfläche.
Wie bereits ausgeführt ist die Anlaufscheibe 14 in axialer Richtung zwischen dem Kolbenelement 9 und der Abtriebsnabe 10 angeordnet. Die Anordnung erfolgt dabei erfϊndungsgemäß derart, dass Kolbenelement 9 und Anlaufscheibe 14 in axialer Richtung nicht nebeneinander angeordnet sind, sondern die Anlaufscheibe 14 in axialer Richtung betrachtet in dem Bereich der axialen Erstreckung des Kolbenelementes 9 verbracht wird. Dadurch ist die Anlaufscheibe 14 nicht mehr durch einen Innendurchmesser d|i4 charakterisiert, der im wesentlichen dem Außendurchmesser dAio der Abtriebsnabe beziehungsweise eines in radialer Richtung ausgerichteten Flächenbereiches 17 entspricht, sondern der Innendurchmesser der Anlaufscheibe 14 ist in radialer Richtung vergrößert, um die Dicke d des Bundes 15, da diese nunmehr auf dem Bund 15, insbesondere einer von der Abtriebsnabe 10 beziehungsweise der in radialer Richtung von der Rotationsachse R wegweisenden Fläche 17 angeordneten Fläche 20 am Bund gebildet wird. Eine derartige Fläche 20 ist dabei parallel zur Fläche 16 am Bund 15 ausgebildet und ohnehin vorhanden aufgrund der erforderlichen Ausbildung der Dicht- und Gleitpaarung 18. Die Anlaufscheibe 14 wird somit in der axialen Anordnung in den Bereich der axialen Erstreckung des Kolbenelementes 9 an der Abtriebsnabe 10 versetzt. Dieser Versatz erfolgt durch die Vergrößerung des Innendurchmessers dn4 der Anlaufscheibe 14. Durch die Geometrie des Kolbenelementes, insbesondere der Ausrichtung des Kolbenblechbundes 15, welcher im radial innenliegenden Endbereich 21 des Kolbenelementes 9 angeordnet ist, sowie den sich daran anschließenden Bereich des Kolbenelementes kann somit der in axialer Richtung ansonsten erforderliche Bauraum bei Nebeneinanderanordnung von Anlaufscheibe 14 und Kolbenelement 9 eingespart werden. Dabei bildet der sich an den radial inneren Bereich 21 anschließende Bereich gleichzeitig eine kolbenseitige Anlagefläche 22 beziehungsweise Anschlag für die Anlaufscheibe 14. Die Anlagefläche 22 sowie der Bund 15 sind dabei in gleicher Richtung, das heißt zur hydrodynamischen Komponente 2 ausgerichtet und von der Kolbenfläche 12, welche mit der Gehäuseschale 11 eine Kammer 23 bildet, weggerichtet. Die Erstreckung der Führungsfläche 30 in axialer Richtung erfolgt über die axiale Position der kol- benseitigen Anlagefläche 22 mindestens um einen Teil der Breite der Anlaufscheibe 14. So kann für diese die Abstützfläche weitestgehend gewährleistet werden. Um die in axialer Richtung erforderliche Länge für die Dichtfunktionsfläche auch bei Verschiebung des Kolbenelementes 9 zu gewährleisten, ohne auf den Vorteil des Versatzes der Anlaufscheibe 14 in den Bereich der axialen Erstreckung des Bundes 15 zu verzichten, ist die Nabe 10 mit einer in Umfangsrichtung ausgerichteten umlaufenden axialen Vertiefung 24 ausgeführt, wobei die a- xiale Vertiefung 24 an der senkrechten Fläche 25 zur Dichtfunktionsfläche 16 ausgebildet ist, und zwar im Übergangsbereich zwischen der Dichtfunktionsfläche 16 und der Fläche 25. Die Fläche 25 bildet dabei in axialer Richtung den nabenseitigen Anschlag für die Anlaufscheibe 14. Die Anlaufscheibe 14 ist als ringscheibenförmiges Element ausgebildet, welches durch einen Innen- und Außendurchmesser dn4 und ÖAM charakterisiert ist. Der Innendurchmesser bestimmt sich dabei in Abhängigkeit des Außendurchmessers der von der Rotationsachse R weggerichteten Fläche 20 am Bund 15 des Kolbenelementes 9. Die Abtriebsnabe 10 ist hier drehfest mit dem Ausgang A verbunden. Die Verbindung erfolgt beispielsweise über eine Keilwellenverzahnung 26. Der übrige Aufbau, insbesondere die Lagerung und Anbindung des Turbinenrades T an die Abtriebsnabe 10 sowie des Leitrades L über eine Stützwelle 27 und die Kopplung beziehungsweise drehbare Lagerung des Pumpenrades P wird hier im Detail nicht näher eingegangen, da diese ähnlichen Ausführungen aus dem Stand der Technik entsprechen können. Andere Ausführungen sind ebenfalls denkbar. Im dargestellten Fall ist das Leitrad L beispielsweise über einen Freilauf F auf der Stützwelle 27 gelagert, die wiederum mit Relativgeschwindigkeit zur Ausgangswelle A drehbar auf dieser gelagert ist. Die Anbindung des Turbinenrades T erfolgt hier drehfest an die Abtriebsnabe 10. Die Abtriebsnabe 10 weist dazu einen in radialer Richtung ausgerichteten Bereich 28 auf, der eine Anlage beziehungsweise Flanschfläche 29 für die Kopplung mit dem Turbinenrad T bildet.
Die Anordnung der Anlaufscheibe 14 im radial inneren Bereich des Kolbenelementes 9 stellt dabei eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung hinsichtlich Materialbedarfs und erforderlichen Bauraum dar. Die Anordnung erfolgt hier auch im Bereich der den Bund 15 des Kolbenelementes 9 abstützenden Fläche. Ferner denkbar wäre es auch, die Anlaufscheibe 14 in die axiale Erstreckung und damit den ohnehin vorhandenen Bauraum für das Kolbenelement 9 zu versetzen durch Vergrößerung des Innendurchmessers und Anordnung an einem entsprechenden in axialer Richtung ausgerichteten Führungselement am Kolbenelement 9. Eine weitere Ausführung diesbezüglich besteht darin, das Führungselement in radialer Richtung nach weiter außen zu versetzen und eventuell durch die Formgebung des Kolbenelementes bestimmte andere größere radiale Bereiche und axiale Bereiche zu nutzen, wobei in diesem Fall auch die Nabe entsprechend in radialer Richtung einen vergrößerten Außendurchmesser auszuführen wäre, um die erforderliche Anlagefläche an der von der hydrodynamischen Komponente weggerichteten Stirnseite zu bilden. Eine derartige Ausführung ist jedoch wesentlich materialintensiver, da die Anlaufscheibe hier mit größerem Durchmesser hergestellt werden muss und in radialer Richtung größer baut. Neben der vergrößerten Bauweise kann ein weiterer wesentlicher Nachteil in einer größeren Beanspruchung durch höhere Relativgeschwindigkeiten gesehen werden. Die Anlaufscheibe 14 ist vorzugsweise aus einem Kunststoffbautei! oder aber aus einem Stahlbauteil mit entsprechender Beschichtung ausgeführt. Andere Möglichkeiten sind denkbar. Entscheidend ist, dass die Anlaufscheibe 14 nach Möglichkeit einer zumindest teilweise flächigen Abstützung des Kolbenelementes an der Nabe 10 dient.
Bezυqszeichenliste
1 Kraftübertragungseinrichtung
2 hydrodynamische Komponente
3 hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler
4 Einrichtung
5 Überbrückungskupplung
6 erste Reibflächenanordnung
7 zweite Reibflächenanordnung
8 Betätigungseinrichtung
9 Kolbenelement
10 Abtriebsnabe
11 Gehäuseschale
12 Stirnfläche
13 Stirnfläche
14 Anlaufscheibe
15 Bund
16 Fläche
17 Fläche
18 Gleitpaarung
19 Nut
20 Fläche
21 radial innerer Bereich
22 Anlauf- beziehungsweise Anschlagfläche
23 Kammer
24 axiale Vertiefung
25 Fläche
26 Keilwellenverzahnung
27 Stützwelle
28 Bereich
29 Flanschfläche
30 Führungsfläche
P Pumpenrad
T Turbinenrad
L Leitrad F Freilauf
CJ|14 Innendurchmesser dA10 Außendurchmesser cUi4 Außendurchmesser
E Eingang
A Ausgang
R Rotationsachse

Claims

Patentansprüche
1. Kraftübertragungseinrichtung (1) mit einem Eingang (E) und einem Ausgang (A), eine zwischen dem Eingang (E) und dem Ausgang (A) angeordnete hydrodynamische Komponente (2), umfassend ein Turbinenrad (T), welches wenigstens mittelbar mit dem Ausgang (A) drehfest verbunden ist, eine Einrichtung zur Umgehung des Leistungsflusses über die hydrodynamische Komponente (2), umfassend zwei miteinander über eine Betätigungseinrichtung (8) in Wirkverbindung bringbare Reibflächenanordnungen (6, 7), wobei die Betätigungseinrichtung (8) in axialer Richtung verschiebbar und dicht am Ausgang (A) oder einem drehfest mit dem Ausgang (A) verbundenen E- lement geführt ist und zwischen Kolbenelement (9) und Ausgang (A) beziehungsweise einem drehfest mit diesem gekoppelten Element eine Anlaufscheibe (14) für einen, eine axiale Anlagefläche (22) bildenden Flächenbereich des Kolbenelementes (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (14) in axialer Richtung innerhalb der axialen Erstreckung des Kolbenelementes (9) und dem drehfest mit dem Ausgang (A) gekoppelten Element angeordnet ist und am Kolbenelement (9) geführt ist.
2. Kraftübertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (9) eine in radialer Richtung ausgerichtete Führungsfläche (30) zur Führung der Anlaufscheibe (14) aufweist.
3. Kraftübertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in radialer Richtung ausgerichtete Führungsfläche (30) zur Rotationsachse ausgerichtet ist und der Führung der Anlaufscheibe (14) im Bereich von deren Außendurchmesser dient.
4. Kraftübertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in radialer Richtung ausgerichtete Führungsfläche (30) von der Rotationsachse (R) weggerichtet ist und der axialen Führung der Anlaufscheibe (14) im Bereich von deren Innendurchmesser (dj-π) dient.
5. Kraftübertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (30) von einem Bund (15) gebildet wird, der mit einem zur Rotationsachse (R) ausgerichteten Flächenbereich (16) eine Dichtfunktionsfläche zwischen KoI- benelement (9) und Ausgang (A) beziehungsweise einem drehfest mit diesem gekoppelten Element bildet.
6. Kraftübertragungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (30) sich in axialer Richtung um zumindest einen Teil der Breite der Anlaufscheibe (14) gegenüber der Anlagefläche (22) am Kolbenelement (9) erstreckt.
7. Kraftübertragungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (9) in radialer Richtung im radial inneren Bereich (21) einen Vorsprung aufweist, der sich in Richtung einer in axialer Richtung ausgerichteten Fläche (25) an dem drehfest mit dem Ausgang (A) gekoppelten Element (10) erstreckt, wobei die axial ausgerichtete Fläche (25) von einem radialen Vorsprung gebildet ist, der im rechten Winkel zur Dichtfunktionsfläche (16) ausgebildet ist und im Übergangsbereich durch eine in Umlaufrichtung verlaufende axiale Vertiefung (24) charakterisiert ist.
8. Kraftübertragungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (9) als Blechformteil (32) ausgebildet ist, umfassend einen im Querschnitt betrachtet im wesentlichen bogenförmig ausgebildeten Endbereich (21), welcher die Führungsfläche (20) für die Anlaufscheibe (14), eine Anschlagfläche (22) zum Anlegen an der Anlaufscheibe (14) und die Dichtfunktionsfläche (16) bildet.
9. Kraftübertragungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reibflächenanordnung (6) drehfest mit der Verbindung zwischen Eingang (E) und dem Pumpenrad (P) der hydrodynamischen Komponente (2) verbunden ist und die zweite Reibflächenanordnung (7) vom Kolbenelement (9) gebildet wird.
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