WO2009043658A1 - Hydrodynamische kopplungseinrichtung - Google Patents

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WO2009043658A1
WO2009043658A1 PCT/EP2008/061480 EP2008061480W WO2009043658A1 WO 2009043658 A1 WO2009043658 A1 WO 2009043658A1 EP 2008061480 W EP2008061480 W EP 2008061480W WO 2009043658 A1 WO2009043658 A1 WO 2009043658A1
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hydrodynamic coupling
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Christoph Sasse
Gregor Sueck
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a hydrodynamic coupling device, in particular torque converter, comprising a converter housing with an impeller, arranged in an interior of the converter housing turbine and a lock-up clutch assembly having a first friction surface formation, which is connected to the housing for rotation together, a second friction surface formation with the turbine wheel is connected for common rotation, and a piston member which divides the interior of the housing into a first space region containing the turbine wheel and a second space region substantially fluid-tightly separated from the first space region, the piston element being moved in the direction of engagement when the fluid pressure increases in the second space region and frictionally engages the friction surface formation with a loading region, and thus couples the transducer housing and the turbine wheel for common rotation about an axis of rotation.
  • the interior is generally filled with a fluid, for example oil.
  • a fluid for example oil.
  • the hydrodynamic conditions in the interior of the converter housing are determined not only by the circulation taking place and the fluid exchange in the rotational operation, but especially by centrifugal forces, for example, if the rotational speed of the impeller is substantially greater than the rotational speed of the turbine wheel, Bethebszunot occur, in which, even if the lock-up clutch arrangement is not intended to be engaged, the fluid pressure in the first space region is so far below the fluid pressure in the second Volume range decreases, that the piston element is moved in the direction of engagement, although an activation of the lock-up clutch assembly, so a torque transmission between the friction surface formations should not be done.
  • This undesired engagement of the lock-up clutch assembly can not only lead to excessive frictional wear in the area of the friction surface formations, but can also cause the
  • a hydrodynamic coupling device in particular a torque converter, comprising a converter housing with an impeller, a turbine wheel arranged in an interior of the converter housing and a bridging clutch arrangement with a first friction surface formation, which is connected to the housing for common rotation, a second Friction surface formation, which is connected to the turbine wheel for common rotation, and a piston member which divides the interior of the housing in a first turbine space containing the first space and a substantially fluid-tight from the first space portion second space region, wherein at fluid pressure increase in the second space region, the piston member in Direction of engagement is moved and with a Beaufschlagungs Scheme the friction surface formation frictionally engages and thus coupling the converter housing and the turbine wheel for common rotation about an axis of rotation t, wherein on a side facing the first space region side of the piston member, the piston member at least partially shielding with respect to the first space region and this acts in the direction of disengagement Shielding arrangement is provided.
  • the piston element is shielded at least in regions with respect to the first spatial region and thus in particular the pressure conditions prevailing there.
  • pressure variations occurring under certain operating conditions can not act directly on the piston element or can not act so strongly on the piston element that it can be displaced unintentionally in the direction of engagement.
  • the shielding arrangement may comprise a substantially annular disc-like shielding element.
  • This can be supported axially in relation to the turbine wheel in its radially inner region, so that it can absorb or support the loads occurring during pressure variations.
  • the shielding element In its radially outer region, the shielding element can be supported under prestress on the piston element. This bias of the piston member thus causes it to be biased not only by the fluid pressure difference between the two spatial regions but also by the shielding member in the direction of disengagement. This provides additional security against undefined movement of the piston element in the direction of engagement.
  • the piston member is rotatable with the converter housing and that the shield member is supported with respect to the turbine wheel via a rotary decoupler bearing assembly.
  • the shielding element is supported radially within the loading area on the piston element.
  • the shielding element can also extend further radially outward, so that the shielding element is supported on the piston element in the radial region of the loading region.
  • the shielding element has through-openings for loading projections of the piston element.
  • the piston element can also act on the friction surface formations via the shielding element.
  • the shielding element can be resilient and installed under bias, which is particularly advantageous when it is axially supported with respect to the turbine wheel on the one hand and on the other hand act on the piston element in the direction of disengagement.
  • the shielding element Alternatively or additionally, it is possible to assign the shielding element a biasing element, by which the shielding element is biased against the piston element. This also allows the use of a self-or less resiliently effective shielding to nevertheless achieve a bias or load of the piston member in the direction of disengagement.
  • the shielding element in its radially outer region essentially not axially act on the piston element.
  • the shielding arrangement be a with respect to the turbine wheel comprises supporting and the piston element in the direction of disengagement biasing biasing element comprises. This biasing element can then be effective at a relatively small radius, so that the resulting friction moments can be kept small.
  • the shielding element can be coupled in its radially outer region with the converter housing for rotation, in which case advantageously the shielding element extends radially inward into the region of a turbine hub of the turbine wheel. Also in this way, an effective substantially in the entire radial region of the piston member shielding of the same with respect to the prevailing in the first space region fluid pressure is achieved.
  • a partial space is formed between the shielding element and the piston element, via which fluid to be introduced into the first spatial region is supplied.
  • Subspace can additionally the resulting fluid pressure under support on
  • FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of a hydrodynamic torque converter of a first embodiment
  • FIG. 2 shows a hydrodynamic torque converter of a second embodiment in partial longitudinal section.
  • FIG. 3 shows a radially outer portion of a shielding element of the hydrodynamic torque converter of FIG. 2;
  • FIG. 5 shows a hydrodynamic torque converter of a fourth embodiment in partial longitudinal section
  • FIG. 6 shows a hydrodynamic torque converter of a fifth embodiment in partial longitudinal section
  • FIG. 8 shows a hydrodynamic torque converter of a seventh embodiment in partial longitudinal section.
  • a hydrodynamic torque converter of a first embodiment is generally designated 10.
  • the torque converter 10 includes a converter housing 12 that includes two housing shells 14, 16. These are firmly connected radially outside, for example by welding.
  • the housing shell 14 has in its radially inner region on a bearing pin 18 which in a recess via a coupling arrangement 20 and a Flex plate o. The like.
  • the housing shell 16 at the same time forms an impeller shell of a pump wheel 23, which is connected in its radially inner end region to a pump hub 22 for driving an oil pump provided in a transmission and carries on its inside a plurality of impeller blades 24 sequentially arranged about the rotation axis A.
  • a turbine wheel 28 is provided in an interior 26 of the converter housing 12. This has a turbine wheel shell 30 and a plurality of successively about the rotational axis A provided therethrough turbine blades 32.
  • Turbine wheel 28 is coupled in the illustrated example via a torsional vibration damper assembly 34 to a turbine hub 36 for rotation.
  • This Turbinenradnabe 36 of the hydrodynamic torque converter 10 is rotatably coupled to an output shaft, such as a transmission input shaft.
  • a stator generally designated 38 is provided between the turbine wheel 28 and the impeller 23, a stator generally designated 38 is provided. This is supported via a freewheel assembly 40 on a support hollow shaft, not shown, and thus rotatable only in one direction about this axis of rotation A in order to achieve a torque support functionality.
  • a lock-up clutch assembly 42 includes two friction surface formations 44, 46. Each of these friction surface formations 44, 46 has a plurality of friction plates 48, 50.
  • the friction elements 48 of the friction surface formation 44 are in rotational coupling engagement with a toothing 52 formed on the housing shell 14.
  • the friction elements 50 of the friction surface formation 56 are with a toothing 54 on a friction element carrier 56 in Drehkopplungseingriff. This Reibelementenarme 56 in turn is about the Torsionsschwingungsdämpferan Aunt 34 with the Turbine 28 coupled on the one hand and the turbine hub 36 for transmitting torque.
  • the two toothings 52, 54 are elongated substantially in the axial direction in order to ensure a Axbewegbewegiana the friction elements 48, 50.
  • a piston element 56 is guided axially movably on the housing shell 40 and is closed in a fluid-tight manner radially inward and radially outward by corresponding sealing elements.
  • the piston 56 divides the inner space 28 of the converter housing 12 into a first space area 58, which also contains the turbine wheel 28, the stator 38 and the friction surface formations 44, 46, and a second space area 60, which is substantially between the piston 56 and the housing shell 14 is limited.
  • the piston 56 In its radially outer region, the piston 56 has a loading region 62, with which it presses the friction surface formations 44, 46 against one another during displacement in the direction of engagement and thus brings them into frictional engagement.
  • a provided on the housing cover 14 circlip 64 provides an axial support.
  • the movement of the piston 56 in the direction of engagement, ie with its loading area 62 on the friction surface formations 44, 46, is obtained by the supply of fluid into the second space area 60, as indicated by an arrow Pi. Due to the variation of the fluid pressure in the second spatial area 60 in comparison to the fluid pressure in the first spatial area 58, the position of the piston element 56 and thus the torque transmission state of the lockup clutch arrangement 42 can be influenced.
  • the fluid supply in the first space area 58 takes place, as indicated by an arrow P 2 , on the side of the piston 56 facing the first space area 58, ie essentially between the piston 56 and the torsional vibration damper arrangement 34.
  • the fluid removal takes place, for example, in one area between the stator 38 and the housing shell 16. It should be noted that for fluid supply cavities in or between the various serving for torque transmission and torque support shafts or hollow shafts are provided.
  • a shielding arrangement generally designated 66 is provided in a hydrodynamic torque converter 10 constructed according to the invention.
  • this comprises an annular disc-like shielding element 68 formed from spring plate or the like. This extends in its radially inner region as far as the outer periphery of the turbine hub 36 and is axially on the turbine wheel via a bearing 70 and a support ring 72 28 and the turbine hub 36 thereof supported.
  • the shielding member 68 is supported on the piston 56, approximately at the radial level of the Reibelementenarmes 56 and the toothing 54 thereof.
  • the shielding member 68 is preferably installed under bias, so loaded by the axial support on the turbine hub 36, the piston 56 in the direction of disengagement. At the same time a reaction force is thereby generated, which biases the turbine hub 36 with the turbine wheel 28 and also the torsional vibration damper 34 axially in the direction of the impeller 23, so that in different Bethebszunotn to the impeller 28th acting axial forces can be at least partially intercepted and thus an unwanted axial displacement of the impeller 28 in these operating conditions can be largely excluded.
  • An impeller hub 36 axially with respect to the housing cover 14 supporting bearing 74 may therefore be omitted, for example. The defined axial positioning can be achieved solely by the load on the shielding element.
  • This back pressure which is supported on the shielding element 68 in the direction of the first spatial region 58, loads the piston element 56 in the direction of disengagement and thus counteracts the above-described unfavorable conditions in which the piston element 56 could be moved in the direction of engagement.
  • the fluid introduced into the sub-chamber 76 can pass through the throttle region formed between the radially outer end of the shielding element 68 and the piston 56 by spreading the shielding element 68 away from the piston 56 into the first space region 58, without any return flow therefrom first space area 58 could take place in the subspace 76.
  • the shielding element 68 is preferably designed or installed in such a way that in the occurring deformation region, which is essentially defined by the axial stroke of the piston 56, the spring force provided by the shielding element 68 is substantially constant. This can be achieved, for example, by working in the characteristic area of the spring element 68, which is generally effective in the manner of a plate spring or diaphragm spring, in a characteristic range in which, for example, a force maximum or a force minimum is present, ie the characteristic gradient in a specific stroke range at almost zero lies.
  • the contact force provided by the shielding element 68 is such that a sufficient sealing of the partial space 76 with respect to the first spatial region 58 is achieved, especially taking into account the above-mentioned hydrodynamic relationships, which can bring a strong decrease in the fluid pressure in the first space area with it.
  • a defined installation position or a defined pretensioning of the shielding element 68 can be predefined by arranging the two housing shells 14, 16 of the converter housing 12 in a defined position during assembly so that the relative position of the bearing 70 is defined correspondingly defined with respect to the piston 56 can be.
  • an abutment shoulder 78 may be formed, against which the other housing shell 16 is then pressed during assembly.
  • a defined relative positioning and accordingly also a defined installation position for the shielding element 68 are then predetermined in its radially outer area prior to the welding of the two housing shells 14, 16.
  • FIGS. 2 and 3 An alternative embodiment utilizing the basic principles of the shield assembly 66 described above is shown in FIGS. 2 and 3.
  • Components which correspond to components described above in terms of construction and function denoted by the same reference numerals. In the following, only the differences existing in comparison with FIG. 1 will be discussed.
  • the shielding element 68 is supported radially inward via the bearing 70 and the support ring 72 with respect to the turbine wheel 28 or the turbine wheel hub 36. Radially outward, the shielding member 68 is supported on the piston 56, but now in the radial region of the loading region 62 of the same. However, in order to allow an interaction of the piston 56 with the friction surface 44, 46, as shown in FIG. 3, the shielding member 68 in this radial region a plurality of through openings 80 through which urging projections 82 of the loading portion 62 of the piston 56th can reach through and thus act on the friction elements 48 and 50, respectively.
  • one or more passage openings 84 are provided in the shielding element 68. Through these passage openings 84, a direct connection between the subspace 76 and the first space area 58 is achieved. By selecting the position, the number and the size of the passage openings 84, this flow and thus also the throttling effect can be influenced, which in turn influences the load of the piston 56 in the direction of disengagement, in addition to acting on the piston 56 by the bias of the shield 68 spring force.
  • FIG. 4 shows that this concept of providing one or more of such passage openings 84 can of course also be realized in a structure as basically shown in Fig. 1, that is, a structure in which the shielding member 68 radially inside of the loading region 62 rests against the piston 56.
  • FIG. Another variant is shown in FIG. Again, it should be noted that the basic structure of the hydrodynamic torque converter 10 corresponds to the previously described.
  • the three fluid flows Pi can be recognized as the second space area 60, P 2 in the subspace 76 and P 3 out of the first space area 58.
  • the shielding arrangement 66 can again be seen with an annular disk-like shielding element 68, which is axially supported in its radially inner region via the bearing 70 and the support ring 72 with respect to the turbine wheel 28 or the turbine wheel hub 36. Radially outwardly, this support element 68 is not in direct contact with the piston 56.
  • a gap-like gap 86 between the piston 56 and the shield 68 is formed.
  • the gap-like intermediate space 86 may be formed at radially spaced, for example, approximately cylindrical sections of the piston 56 or the shielding element 68, so that a deflection of the otherwise radially outwardly moving fluid flow take place got to.
  • a biasing element 88 designed in the manner of a plate spring or a corrugated spring is provided. This is supported radially inwardly via the shielding element 68 on
  • the biasing member 88 may include a plurality of passage recesses to allow the fluid flow P 2 to flow radially outward.
  • Fig. 6 shows an embodiment in which also no direct mechanical interaction between the shield 68 and the piston 56 is present.
  • the shielding member 68 extends back to provide the subspace 76 on the first space portion 58 facing side of the piston 56 radially inward to the outer peripheral portion of the Turbinenradnabe 36 zoom. However, a support contact between the support member 68 and the turbine 28 and the turbine hub 36 does not exist. Radially, the shielding element extends again into the area of the loading region 62 of the piston and again has the passage openings 80 already explained above with reference to FIG. 3 for the loading projections 82.
  • One or more circumferentially distributed Axialabstützstatte 90 is fixedly connected to the shielding member 68 in its radially outer region and extending in the axial direction, for example in the circumferential direction between two Teeth of the teeth 52 through the friction elements 48 therethrough, which then each have a recess or a tooth in this peripheral region.
  • These pins 90 are supported axially on the locking ring 64. In this way, a defined axial positioning for the shielding element 68 is achieved in the radially outer region.
  • the shielding element 68 essentially fulfills the functionality of keeping pressure variations away in the first space region 58 from the piston 56, so that the suction described above can be avoided by a pressure drop in the first space region 58. Furthermore, in this embodiment too, the fluid to be introduced into the first space region 58 is first conducted into the subspace 76 at least to a greater extent, so that the piston 56 is acted upon in the direction by the resultant dynamic pressure and by the centrifugal force of the fluid present in the subspace 76 Releasing, that is achieved in the direction of the housing cover 14.
  • the shielding element 68 is supported radially inwardly again via the bearing 70 and the support ring 72 with respect to the turbine hub 36 axially. Radially outward, the shielding member 68 extends into the region of the loading region 62 of the piston 56 and is now there between the loading region 62 and the first then The following friction element 48 of the friction surface formation 44. Again, a biased installation may be provided so that the shield 68, the piston 56 in the radially outer region in which they are in contact with each other, loaded in the direction disengagement.
  • the passage openings 84 already explained above can be provided in the shielding element, or it can be provided by appropriate design be that a reinforced passage radially inward in the region of the bearing 70 and the example of rivet 92 on the turbine hub 36 is supported supporting ring 72.
  • the shielding element 68 is designed, for example, such that it itself is comparatively rigid, that is to say that it can deliver no or only a smaller proportion of a prestressing force in comparison with the previously described embodiments. Nevertheless, in order to achieve the above-described mechanical bias of the piston 56 in the direction of disengagement, the shielding element is axially supported on the bearing 70 via a radially biasing element 94 formed as a plate spring or as a wave spring. This biasing element 94 loads the entire shielding member 68 in the axial direction and presses this and thus also the piston 56 in the direction of disengagement.

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Abstract

Eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere Drehmomentwandler, umfasst ein Wandlergehäuse (12) mit einem Pumpenrad (23), ein in einem Innenraum (26) des Wandlergehäuses (12) angeordnetes Turbinenrad (28) und eine Überbrückungskupplungsanordnung (42) mit einer ersten Reibflächenformation (44), die mit dem Wandlergehäuse (12) zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, einer zweiten Reibflächenformation (46), die mit dem Turbinenrad (28) zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, und einem Kolbenelement (56), welches den Innenraum (28) des Wandlergehäuses (12) in einen das Turbinenrad (28) enthaltenden ersten Raumbereich und einen vom ersten Raumbereich (58) im Wesentlichen fluiddicht getrennten zweiten Raumbereich (60) aufteilt, wobei bei Fluiddruckerhöhung im zweiten Raumbereich (60) das Kolbenelement (56) in Richtung Einrücken bewegt wird und mit einem Beaufschlagungsbereich (62) die Reibflächenformation (44, 46) in Reibeingriff bringt und somit das Wandlergehäuse (12) und das Turbinenrad (28) zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse (A) koppelt, wobei an einer dem ersten Raumbereich (58) zugewandten Seite des Kolbenelements (56) eine das Kolbenelement (56) wenigstens bereichsweise bezüglich des ersten Raumbereichs (58) abschirmende und dieses in Richtung Ausrücken beaufschlagende Abschirmanordnung (66) vorgesehen ist.

Description

Hydrodynamische Kopplungseinrichtung
(Beschreibung)
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere Drehmomentwandler, umfassend ein Wandlergehäuse mit einem Pumpenrad, ein in einem Innenraum des Wandlergehäuses angeordnetes Turbinenrad und eine Überbrückungskupplungsanordnung mit einer ersten Reibflächenformation, die mit dem Gehäuse zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, einer zweiten Reibflächenformation, die mit dem Turbinenrad zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, und einem Kolbenelement, welches den Innenraum des Gehäuses in einen das Turbinenrad enthaltenden ersten Raumbereich und einen vom ersten Raumbereich im Wesentlichen fluiddicht getrennten zweiten Raumbereich aufteilt, wobei bei Fluiddruckerhöhung im zweiten Raumbereich das Kolbenelement in Richtung Einrücken bewegt wird und mit einem Beaufschlagungsbereich die Reibflächenformation in Reibeingriff bringt und somit das Wandlergehäuse und das Turbinenrad zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse koppelt.
Stand der Technik
Bei derartigen hydrodynamischen Kopplungseinrichtungen, wie z.B. Drehmomentwandlern, ist im Allgemeinen der Innenraum mit einem Fluid, beispielsweise Öl, gefüllt. Durch die Fluidumwälzung zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad kann ein Antriebsdrehmoment auf das Turbinenrad und mithin eine Abtriebswelle übertragen werden. Da im Rotationsbetrieb die hydrodynamischen Verhältnisse im Innenraum des Wandlergehäuses nicht nur durch die stattfindende Umwälzung und den Fluidaustausch bestimmt sind, sondern vor allem durch Fliehkrafteinflüsse, können beispielsweise dann, wenn die Drehzahl des Pumpenrads wesentlich größer ist, als die Drehzahl des Turbinenrads, Bethebszustände auftreten, in welchen auch dann, wenn die Überbrückungskupplungsanordnung an sich nicht eingerückt sein soll, der Fluiddruck im ersten Raumbereich so weit unter den Fluiddruck im zweiten Raumbereich absinkt, dass das Kolbenelement in Richtung Einrücken bewegt wird, obgleich eine Aktivierung der Überbrückungskupplungsanordnung, also eine Drehmomentübertragung zwischen den Reibflächenformationen, nicht erfolgen soll. Dieses ungewünschte Einrücken der Überbrückungskupplungsanordnung kann nicht nur zu einem übermäßigen Reibverschleiß im Bereich der Reibflächenformationen führen, sondern kann auch die
Drehmomentwandlungsfunktion eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers nachteilhaft beeinflussen.
Darstellung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere Drehmomentwandler, so auszugestalten, dass ein durch Fluiddruckdifferenzen induziertes ungewolltes Einrücken der Überbrückungskupplungsanordnung vermieden werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere Drehmomentwandler, umfassend ein Wandlergehäuse mit einem Pumpenrad, ein in einem Innenraum des Wandlergehäuses angeordnetes Turbinenrad und eine Überbrückungskupp- lungsanordnung mit einer ersten Reibflächenformation, die mit dem Gehäuse zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, einer zweiten Reibflächenformation, die mit dem Turbinenrad zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, und einem Kolbenelement, welches den Innenraum des Gehäuses in einen das Turbinenrad enthaltenden ersten Raumbereich und einen vom ersten Raumbereich im Wesentlichen fluiddicht getrennten zweiten Raumbereich aufteilt, wobei bei Fluiddruckerhöhung im zweiten Raumbereich das Kolbenelement in Richtung Einrücken bewegt wird und mit einem Beaufschlagungsbereich die Reibflächenformation in Reibeingriff bringt und somit das Wandlergehäuse und das Turbinenrad zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse koppelt, wobei an einer dem ersten Raumbereich zugewandten Seite des Kolbenelements eine das Kolbenelement wenigstens bereichsweise bezüglich des ersten Raumbereichs abschirmende und dieses in Richtung Ausrücken beaufschlagende Abschirmanordnung vorgesehen ist.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung wird also das Kolbenelement zumindest bereichsweise bezüglich des ersten Raumbereichs und somit insbesondere der dort vorherrschenden Druckverhältnisse abgeschirmt. Dies hat zur Folge, dass unter bestimmten Betriebszuständen auftretende Druckvariationen nicht unmittelbar auf das Kolbenelement einwirken können bzw. nicht derart stark auf das Kolbenelement einwirken können, dass dieses ungewollt in Richtung Einrücken verschoben werden kann.
Beispielsweise kann die Abschirmanordnung ein im Wesentlichen ringscheibenartiges Abschirmelement umfassen.
Dieses kann in seinem radial inneren Bereich axial bezüglich des Turbinenrads abgestützt sein, so dass es die bei Druckvariationen auftretenden Belastungen aufnehmen bzw. abstützen kann.
In seinem radial äußeren Bereich kann das Abschirmelement unter Vorspannung am Kolbenelement abgestützt sein. Diese Vorspannung des Kolbenelements bewirkt also, dass dieses nicht nur durch die Fluiddruckdifferenz zwischen den beiden Raumbereichen, sondern auch durch das Abschirmelement in Richtung Ausrücken vorgespannt ist. Dies bewirkt eine zusätzliche Sicherheit gegen ein Undefiniertes Bewegen des Kolbenelements in Richtung Einrücken.
Da in verschiedenen Betriebszuständen das Turbinenrad nicht mit der gleichen Drehzahl drehen wird, wie das Wandlergehäuse, wird weiter vorgeschlagen, dass das Kolbenelement mit dem Wandlergehäuse drehbar ist und dass das Abschirmelement bezüglich des Turbinenrads über eine Drehentkopplungslageranordnung abgestützt ist.
Bei einer baulich sehr einfach zu realisierenden Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, dass das Abschirmelement radial innerhalb des Beaufschlagungsbereichs an dem Kolbenelement abgestützt ist.
Alternativ kann das Abschirmelement sich auch weiter nach radial außen er- strecken, so dass das Abschirmelement im radialen Bereich des Beaufschlagungsbereichs an dem Kolbenelement abgestützt ist.
Um dabei eine Wechselwirkung zwischen dem Beaufschlagungsbereich des Kolbenelements und den Reibflächenformationen zu ermöglichen, wird vor- geschlagen, dass das Abschirmelement Durchgriffsaussparungen für Beaufschlagungsvorsprünge des Kolbenelements aufweist. Alternativ kann das Kolbenelement die Reibflächenformationen auch über das Abschirmelement beaufschlagen.
Das Abschirmelement kann federelastisch ausgebildet und unter Vorspannung eingebaut sein, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn es bezüglich des Turbinenrads einerseits axial abgestützt ist und andererseits das Kolbenelement in Richtung Auskuppeln beaufschlagen soll.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dem Abschirmelement ein Vorspannelement zuzuordnen, durch welches das Abschirmelement gegen das Kolbenelement vorgespannt ist. Dies ermöglicht auch den Einsatz eines selbst nicht oder weniger federelastisch wirksamen Abschirmelements, um gleichwohl eine Vorspannung bzw. Belastung des Kolbenelements in Richtung Ausrücken zu erreichen.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsform, die insbesondere hinsichtlich der Minimierung von Reibeffekten vorteilhaft ist, wird vorgeschlagen, dass das Abschirmelement in seinem radial äußeren Bereich das Kolbenelement im Wesentlichen nicht axial beaufschlagt. Um auch dabei eine mechanische Belastung des Kolbenelements in Richtung Ausrücken zu erhalten, wird vorgeschlagen, dass die Abschirmanordnung ein sich bezüglich des Turbinenrads abstützendes und das Kolbenelement in Richtung Ausrücken beaufschlagendes Vorspannelement umfasst. Dieses Vorspannelement kann dann auf vergleichsweise geringem Radius wirksam sein, so dass die entstehenden Reibmomente klein gehalten werden können.
Bei einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform kann das Abschirmelement in seinem radial äußeren Bereich mit dem Wandlergehäuse zur Drehung gekoppelt sein, wobei dann vorteilhafter Weise das Abschirmelement sich nach radial innen bis in den Bereich einer Turbinenradnabe des Turbinenrads erstreckt. Auch auf diese Art und Weise wird eine im Wesentlichen im ganzen radialen Bereich des Kolbenelements wirksame Abschirmung desselben bezüglich des im ersten Raumbereich vorherrschenden Fluiddrucks erzielt.
Bei einer sehr vorteilhaften Ausgestaltungsvariante wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Abschirmelement und dem Kolbenelement ein Teilraum gebildet ist, über welchen in den ersten Raumbereich einzuleitendes Fluid zugeführt wird.
Durch die Zufuhr des in den ersten Raumbereich einzuleitenden Fluids in den
Teilraum kann zusätzlich der dabei entstehende Fluiddruck unter Abstützung am
Abschirmelement an das Kolbenelement einwirken, was insbesondere dann, wenn das Abschirmelement unter Vorspannung am Kolbenelement anliegt, auf Grund des entstehenden Staudrucks eine Belastung des Kolbenelements in Richtung
Ausrücken mit sich bringt.
Abhängig von den vorherrschenden Druckverhältnissen, insbesondere auch der dem ersten Raumbereich zuzuführenden Fluidmenge, kann es zum Vermeiden eines übermäßig großen Fluiddrucks in dem Teilraum vorteilhaft sein, wenn in dem Abschirmelement wenigstens eine Durchtrittsöffnung zum Eintritt von Fluid aus dem Teilraum in den ersten Raumbereich vorgesehen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine Teil-Längsschnittansicht eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers einer ersten Ausgestaltungsform;
Fig. 2 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler einer zweiten Ausgestaltungsform im Teil-Längsschnitt;
Fig. 3 einen radial äußeren Teilbereich eines Abschirmelements des hydrodynamischen Drehmomentwandlers der Fig. 2;
Fig. 4 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler einer dritten Ausgestaltungsform im Teil-Längsschnitt;
Fig. 5 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler einer vierten Ausge- staltungsform im Teil-Längsschnitt;
Fig. 6 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler einer fünften Ausgestaltungsform im Teil-Längsschnitt;
Fig. 7 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler einer sechsten Ausgestaltungsform im Teil-Längsschnitt;
Fig. 8 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler einer siebten Ausgestaltungsform im Teil-Längsschnitt.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler einer ersten Ausgestaltungsform allgemein mit 10 bezeichnet. Der Drehmomentwandler 10 umfasst ein Wandlergehäuse 12, das zwei Gehäuseschalen 14, 16 umfasst. Diese sind radial außen beispielsweise durch Verschweißung fest verbunden. Die Gehäuseschale 14 weist in ihrem radial inneren Bereich einen Lagerzapfen 18 auf, der in einer Aussparung einer über eine Kopplungsanordnung 20 und eine Flexplatte o. dgl. zur Drehung um eine Drehachse A anzukoppelnden Antriebswelle, beispielsweise Kurbelwelle, gelagert werden kann.
Die Gehäuseschale 16 bildet gleichzeitig eine Pumpenradschale eines Pum- penrads 23, die in ihrem radial inneren Endbereich mit einer Pumpennabe 22 zum Antrieb einer in einer Getriebe vorgesehenen Ölpumpe verbunden ist und an ihrer Innenseite eine Mehrzahl von um die Drehachse A aufeinander folgend angeordneten Pumpenradschaufeln 24 trägt.
In einem Innenraum 26 des Wandlergehäuses 12 ist ein Turbinenrad 28 vorgesehen. Dieses weist eine Turbinenradschale 30 und eine Mehrzahl von um die Drehachse A aufeinander folgend daran vorgesehenen Turbinenradschaufeln 32 auf. Das Turbinenrad 28 ist im dargestellten Beispiel über eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung 34 mit einer Turbinenradnabe 36 zur Drehung gekoppelt. Über diese Turbinenradnabe 36 ist der hydrodynamische Drehmomentwandler 10 mit einer Abtriebswelle, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle drehgekoppelt.
Zwischen dem Turbinenrad 28 und dem Pumpenrad 23 ist ein allgemein mit 38 bezeichnetes Leitrad vorgesehen. Dieses ist über eine Freilaufanordnung 40 auf einer nicht dargestellten Stützhohlwelle getragen und somit nur in einer Richtung um diese Drehachse A drehbar, um eine Momentenabstützfunktionalität zu erreichen.
Eine Überbrückungskupplungsanordnung 42 umfasst zwei Reibflächenformationen 44, 46. Jede dieser Reibflächenformationen 44, 46 weist eine Mehrzahl von Reiblamellen bzw. Reibelementen 48, 50 auf. Die Reibelemente 48 der Reibflächenformation 44 sind mit einer an der Gehäuseschale 14 gebildeten Verzahnung 52 in Drehkopplungseingriff. Die Reibelemente 50 der Reibflächenformation 56 sind mit einer Verzahnung 54 an einem Reib- elemententräger 56 in Drehkopplungseingriff. Dieser Reibelemententräger 56 wiederum ist über die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 34 mit dem Turbinenrad 28 einerseits bzw. der Turbinenradnabe 36 zur Drehmomentübertragung gekoppelt. Die beiden Verzahnungen 52, 54 sind im Wesentlichen in axialer Richtung langgestreckt, um eine Axialbewegbarkeit der Reibelemente 48, 50 zu gewährleisten.
Ein Kolbenelement 56 ist an der Gehäuseschale 40 axial bewegbar geführt und radial innen und radial außen durch entsprechende Dichtungselemente fluiddicht abgeschlossen. Der Kolben 56 unterteilt den Innenraum 28 des Wandlergehäuses 12 in einen ersten Raumbereich 58, welcher auch das Turbinenrad 28, das Leitrad 38 sowie die Reibflächenformationen 44, 46 enthält, und einen zweiten Raumbereich 60, welcher im Wesentlichen zwischen dem Kolben 56 und der Gehäuseschale 14 begrenzt ist. In seinem radial äußeren Bereich weist der Kolben 56 einen Beaufschlagungsbereich 62 auf, mit welchem er bei Verschiebung in Richtung Einrücken die Reibflächenformationen 44, 46 gegeneinander presst und somit in Reibeingriff bringt. Ein am Gehäusedeckel 14 vorgesehener Sicherungsring 64 sorgt für eine axiale Abstützung.
Die Bewegung des Kolbens 56 in Richtung Einrücken, also mit seinem Beaufschlagungsbereich 62 auf die Reibflächenformationen 44, 46 zu, wird durch die Zufuhr von Fluid in den zweiten Raumbereich 60, wie durch einen Pfeil Pi angedeutet, erlangt. Durch die Variation des Fluiddrucks im zweiten Raumbereich 60 im Vergleich zum Fluiddruck im ersten Raumbereich 58 kann die Lage des Kolbenelements 56 und somit der Drehmomentübertragungszustand der Überbrückungskupplungsanordnung 42 beeinflusst werden.
Die Fluidzufuhr in dem ersten Raumbereich 58 erfolgt, wie durch einen Pfeil P2 angedeutet, an der dem ersten Raumbereich 58 zugewandten Seite des Kolbens 56, also im Wesentlichen zwischen dem Kolben 56 und der Tor- sionsschwingungsdämpferanordnung 34. Die Fluidabfuhr erfolgt beispielsweise in einem Bereich zwischen dem Leitrad 38 und der Gehäuseschale 16. Es sei darauf hingewiesen, dass zur Fluidzufuhr Hohlräume in bzw. zwischen den verschiedenen zur Drehmomentübertragung bzw. auch Drehmomentabstützung dienenden Wellen bzw. Hohlwellen vorgesehen sind.
Im Rotationsbetrieb können vor allem dann, wenn die Drehzahl des Pumpenrads 23 deutlich größer ist, als die Drehzahl des Turbinenrads 28, Zustände auftreten, in welchen auch bedingt durch Fluidkräfte der vorherrschende Fluiddruck im ersten Raumbereich 58 deutlich unter den Fluiddruck im zweiten Raumbereich 60 abfällt. Dies hat dann, wenn die Überbrückungskupplungsanordnung 42 an sich kein Drehmoment übertragen soll, also der Kolben 56 in Richtung Ausrücken verschoben ist, eine ungewünschte Beaufschlagung des Kolbens 56 durch die vorhandene Druckdifferenz zur Folge und kann dazu führen, dass der Kolben 56 sich in Richtung Einrücken bewegt und die Reibflächenformationen 44, 46 in Reibwechselwirkung bringt.
Um dies zu Vermeiden, ist bei einem erfindungsgemäß aufgebauten hydro- dynamischen Drehmomentwandler 10 eine allgemein mit 66 bezeichnete Abschirmanordnung vorgesehen. Diese umfasst in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ein aus Federblech o. dgl. gebildetes ringscheibenartiges Abschirmelement 68. Dieses reicht in seinem radial inneren Bereich bis an den Außenumfang der Turbinenradnabe 36 heran und ist über ein Lager 70 und einen Abstützring 72 axial am Turbinenrad 28 bzw. der Turbinenradnabe 36 desselben abgestützt.
Radial außen ist das Abschirmelement 68 am Kolben 56 abgestützt, und zwar ungefähr auf dem radialen Niveau des Reibelemententrägers 56 bzw. der Verzahnung 54 desselben.
Das Abschirmelement 68 ist vorzugsweise unter Vorspannung eingebaut, belastet also durch die axiale Abstützung an der Turbinenradnabe 36 den Kolben 56 in Richtung Ausrücken. Gleichzeitig wird dadurch eine Reaktionskraft erzeugt, welche die Turbinenradnabe 36 mit dem Turbinenrad 28 und auch dem Torsionsschwingungsdämpfer 34 axial in Richtung auf das Pumpenrad 23 zu vorspannt, so dass die in verschiedenen Bethebszuständen auf das Pumpenrad 28 einwirkenden Axialkräfte zumindest teilweise abgefangen werden können und somit eine ungewollte axiale Verschiebung des Pumpenrads 28 in diesen Betriebszuständen weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Ein die Pumpenradnabe 36 axial bezüglich des Gehäusedeckels 14 abstützendes Lager 74 kann daher beispielsweise entfallen. Die definierte axiale Positionierung kann allein durch die Belastung des Abschirmelements erreicht werden.
Durch das Abschirmelement 68 werden verschiedene vorteilhafte Effekte erreicht. Neben der vorangehend bereits angesprochenen durch den vorgespannten Einbau erreichten mechanischen Belastung des Kolbens 54 einerseits und des Turbinenrads 28 bzw. der Turbinenradnabe 36 andererseits und der dadurch auch erreichten Vorspannung des Kolbens 56 in Richtung Ausrücken, wird ein Teilraum 76 zwischen dem Abschirmelement 68 und dem Kolben 56 gebildet. In diesen Teilraum 76 strömt das durch den Pfeil P2 angedeutete und in den ersten Raumbereich 58 einzuleitende Fluid. Dies hat zur Folge, dass neben einem Leckagestrom, welcher über das Lager 70 bzw. die Abstützscheibe 72 in den ersten Raumbereich 58 gelangt, in diesem Teilraum 76 auch bedingt durch die vorgespannte Anlage des Abschirmelements 68 in seinem radial äußeren Bereich ein Staudruck erzeugt wird. Dieser Staudruck, der sich in Richtung zum ersten Raumbereich 58 am Abschirmelement 68 abstützt, belastet das Kolbenelement 56 in Richtung Ausrücken und wirkt somit den vorangehend beschriebenen ungünstigen Zuständen, in welchen das Kolbenelement 56 in Richtung Einrücken bewegt werden könnte, entgegen. Das in den Teilraum 76 eingeleitete Fluid kann selbstverständlich durch den zwischen dem radial äußeren Ende des Abschirmelements 68 und dem Kolben 56 gebildeten Drosselbereich durch das Aufspreizen des Abschirmelements 68 in Richtung vom Kolben 56 weg in den ersten Raumbereich 58 gelangen, ohne dass ein Rückstrom aus diesem ersten Raumbereich 58 in den Teilraum 76 stattfinden könnte.
Ein weiterer Effekt ist, dass die im Drehbetrieb auftretenden Fliehkräfte selbstverständlich auch auf das im Teilraum 76 vorhandene Fluid einwirken und somit ein besserer Fliehkraftausgleich an den beiden Seiten des Kolbens 56 erzielt wird.
Das Abschirmelement 68 ist vorzugsweise so ausgeführt bzw. derart eingebaut, dass in dem auftretenden Verformungsbereich, welcher im Wesentlichen definiert ist durch den axialen Hub des Kolbens 56, die durch das Abschirmelement 68 bereitgestellte Federkraft im Wesentlichen konstant ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass bei der allgemein nach Art einer Tellerfeder oder Membranfeder wirksamen Ausgestaltung des Federelements 68 in einem Kennlinienbereich gearbeitet wird, in welchem beispielsweise ein Kraftmaximum bzw. ein Kraftminimum vorhanden ist, also die Kennliniensteigung in einem bestimmten Hubbereich bei nahezu Null liegt. Grundsätzlich ist jedoch darauf zu achten, dass die durch das Abschirmelement 68 bereitgestellte Anpresskraft so ist, dass eine den vorangehend angesprochenen Staudruck mit sich bringende ausreichende Abdichtung des Teilraums 76 bezüglich des ersten Raumbereichs 58 erreicht wird, insbesondere auch unter Berücksichtigung der vorangehend angesprochenen hydrodynamischen Verhältnisse, die ein starkes Absinken des Fluiddrucks im ersten Raumbereich mit sich bringen können.
Eine definierte Einbaulage bzw. eine definierte Vorspannung des Abschirm- elements 68 kann dadurch vorgegeben werden, dass die beiden Gehäuseschalen 14, 16 des Wandlergehäuses 12 beim Zusammensetzen in definierter Positionierung angeordnet werden, so dass die Relativlage des Lagers 70 bezüglich des Kolbens 56 entsprechend definiert vorgegeben werden kann. Hierzu kann beispielsweise an einer der Gehäuseschalen, hier an der Gehäuseschale 14, eine Anlageschulter 78 gebildet sein, gegen welche die andere Gehäuseschale 16 dann beim Zusammenfügen gedrückt wird. Durch diese Anlageschulter 78 ist vor dem Verschweißen der beiden Gehäuseschalen 14, 16 in ihrem radial äußeren Bereich dann eine definierte Relativpositionierung und entsprechend auch eine definierte Einbaulage für das Abschirmelement 68 vorgegeben.
Eine die vorangehend beschriebenen Grundprinzipien der Abschirmanordnung 66 nutzende alternative Ausgestaltungsform ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Hier sind Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau und Funktion entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es wird im Folgenden lediglich auf die im Vergleich zur Fig. 1 bestehenden Unterschiede eingegangen.
Man erkennt in Fig. 2, dass das Abschirmelement 68 radial innen über das Lager 70 und den Abstützring 72 bezüglich des Turbinenrads 28 bzw. der Turbinenradnabe 36 abgestützt ist. Radial außen stützt sich das Abschirmelement 68 am Kolben 56 ab, nunmehr jedoch im radialen Bereich des Beaufschlagungsbereichs 62 desselben. Um gleichwohl eine Wechselwirkung des Kolbens 56 mit den Reibflächenformationen 44, 46 zu ermöglichen, weist, wie dies die Fig. 3 zeigt, das Abschirmelement 68 in diesem radialen Bereich eine Mehrzahl von Durchgriffsöffnungen 80 auf, durch welche Beaufschlagungsvorsprünge 82 des Beaufschlagungsbereichs 62 des Kolbens 56 hindurchgreifen können und somit auf die Reibelemente 48 bzw. 50 einwirken können.
Weiter erkennt man in Fig. 2, dass in dem Abschirmelement 68 eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen 84 vorgesehen sind. Durch diese Durchtrittsöffnungen 84 wird eine direkte Verbindung zwischen dem Teilraum 76 und dem ersten Raumbereich 58 erreicht. Durch die Auswahl der Lage, der Anzahl und der Größe der Durchtrittsöffnungen 84 kann diese Strömung und mithin auch die Drosselwirkung beeinflusst werden, was wiederum die Belastung des Kolbens 56 in Richtung Auskuppeln beeinflusst, neben der durch die Vorspannung des Abschirmelements 68 auf den Kolben 56 wirkenden Federkraft.
Die in Fig. 4 gezeigte Ausgestaltungsform zeigt, dass dieses Konzept des Vorsehens einer oder mehrerer derartiger Durchtrittsöffnungen 84 selbstverständlich auch bei einem Aufbau realisiert sein kann, wie er grundsätzlich in Fig. 1 gezeigt ist, also einem Aufbau, bei welchem das Abschirmelement 68 radial innerhalb des Beaufschlagungsbereichs 62 am Kolben 56 anliegt.
Eine weitere Variante ist in Fig. 5 gezeigt. Auch hier sei darauf hingewiesen, dass der grundsätzliche Aufbau des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 dem vorangehend Beschriebenen entspricht. Auch hier erkennt man die drei Fluidströme Pi den zweiten Raumbereich 60, P2 in den Teilraum 76 und P3 aus dem ersten Raumbereich 58 heraus. Man erkennt wieder die Abschirmanordnung 66 mit einem ringscheibenartigen Abschirmelement 68, das in seinem radial inneren Bereich über das Lager 70 und den Abstützring 72 bezüglich des Turbinenrads 28 bzw. der Turbinenradnabe 36 axial abgestützt ist. Radial außen ist dieses Abstützelement 68 nicht in direktem Kontakt mit dem Kolben 56. Hier ist ein spaltartiger Zwischenraum 86 zwischen dem Kolben 56 und dem Abschirmelement 68 gebildet. Auch hier wird also ein gewisser Drosseleffekt erreicht, so dass der Fluidstrom P2 und die auf das Fluid im Teilraum 76 einwirkende Fliehkraft zu einer verstärkten Belastung des Kolbens 56 in Richtung Ausrücken führt. Um diesen Drosseleffekt noch verstärkt entstehen zu lassen, kann der spaltartige Zwischenraum 86 an einander mit radialem Abstand gegenüber liegenden, z.B. näherungsweise zylindrischen Abschnitten des Kolbens 56 bzw. des Abschirmelements 68 gebildet sein, so dass eine Umlenkung des ansonsten sich radial nach außen bewegenden Fluidstroms stattfinden muss.
Um auch bei dieser Ausgestaltungsform zusätzlich eine mechanische Belastung zu erzeugen, welche den Kolben 56 in Richtung Ausrücken vorspannt, ist ein nach Art einer Tellerfeder oder einer Wellfeder ausgebildetes Vorspannelement 88 vorgesehen. Dieses stützt sich radial innen über das Abschirmelement 68 am
Lager 70 ab und beaufschlagt etwas weiter radial außen den Kolben 56 in Richtung
Ausrücken. Das Vorspannelement 88 kann eine Mehrzahl von Durchtrittsaussparungen aufweisen, um den Fluidstrom P2 nach radial außen weiterströmen zu lassen.
Die Fig. 6 zeigt eine Ausgestaltungsform, bei welcher ebenfalls keine direkte mechanische Wechselwirkung zwischen dem Abschirmelement 68 und dem Kolben 56 vorhanden ist. Das Abschirmelement 68 erstreckt sich wieder zum Bereitstellen des Teilraums 76 auf der dem ersten Raumbereich 58 zugewandten Seite des Kolbens 56 nach radial innen bis an den Außenumfangsbereich der Turbinenradnabe 36 heran. Ein Abstützkontakt zwischen dem Abstützelement 68 und dem Turbinenrad 28 bzw. der Turbinenradnabe 36 besteht jedoch nicht. Radial erstreckt sich das Abschirmelement wieder bis in den Bereich des Beaufschlagungsbereichs 62 des Kolbens und weist für die Beaufschlagungsvorsprünge 82 wieder die vorangehend mit Bezug auf die Fig. 3 bereits erläuterten Durchgriffsöffnungen 80 auf. Das Abschirmelement 68 erstreckt sich radial bis in den Bereich der Verzahnung 52 am Gehäusedeckel 14. Ein bzw. mehrere über den Umfang verteilte Axialabstützstifte 90 ist mit dem Abschirmelement 68 in seinem radial äußeren Bereich fest verbunden und erstreckt sich in axialer Richtung beispielsweise in Umfangsrichtung zwischen zwei Zähnen der Verzahnung 52 durch die Reibelemente 48 hindurch, die in diesem Umfangsbereich dann jeweils eine Aussparung bzw. keinen Zahn aufweisen. Diese Stifte 90 stützen sich axial am Sicherungsring 64 ab. Auf diese Art und Weise wird im radial äußeren Bereich eine definierte axiale Positionierung für das Abschirmelement 68 erreicht.
Das Abschirmelement 68 erfüllt hier im Wesentlichen die Funktionalität des Fernhaltens von Druckvariationen im ersten Raumbereich 58 vom Kolben 56, so dass das vorangehend beschriebene Ansaugen durch einen Druckabfall im ersten Raumbereich 58 vermieden werden kann. Weiterhin wird auch bei dieser Ausgestaltungsform das in den ersten Raumbereich 58 einzuleitende Fluid zunächst zumindest zum größeren Teil in den Teilraum 76 geleitet, so dass einerseits durch den entstehenden Staudruck und andererseits durch die Fliehkraftbeaufschlagung des im Teilraum 76 vorhandenen Fluids eine Beaufschlagung des Kolbens 56 in Richtung Ausrücken, also in Richtung auf den Gehäusedeckel 14 zu erreicht wird.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausgestaltungsform stützt sich das Abschirmelement 68 radial innen wieder über das Lager 70 und den Abstützring 72 bezüglich der Turbinenradnabe 36 axial ab. Radial außen erstreckt sich das Abschirmelement 68 bis in den Bereich des Beaufschlagungsbereichs 62 des Kolbens 56 und liegt dort nunmehr zwischen dem Beaufschlagungsbereich 62 und dem ersten dann folgenden Reibelement 48 der Reibflächenformation 44. Auch hier kann wieder ein vorgespannter Einbau vorgesehen sein, so dass das Abschirmelement 68 den Kolben 56 in demjenigen radial außen liegenden Bereich, in welchem sie in Kontakt miteinander sind, in Richtung Ausrücken belastet. Hier ist vorzugsweise, ebenso wie in der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsform ein in Umfangshchtung durchgehend geschlossener Anlagekontakt vorhanden, um den vorangehend beschriebenen Staudruckeffekt bzw. die Drosselwirkung zu erlangen. Um insbesondere im Einrückzustand der Überbrückungskupplungsanordnung 42 dafür zu sorgen, dass gleichwohl der in den Teilraum 76 eingeleitete Fluidstrom P2 in den ersten Raumbereich 58 gelangen kann, können die vorangehend bereits erläuterten Durchtrittsöffnungen 84 im Abschirmelement vorgesehen sein, oder es kann durch entsprechende Ausgestaltung dafür gesorgt sein, dass ein verstärkter Durchtritt radial innen im Bereich des Lagers 70 bzw. des beispielsweise über Nietbolzen 92 an der Turbinenradnabe 36 sich abstützendes Abstützrings 72 erfolgt.
Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausgestaltungsform ist das Abschirmelement 68 beispielsweise so ausgebildet, dass es selbst vergleichsweise starr ist, also im Vergleich zu den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen keine oder nur einen geringeren Anteil einer Vorspannkraft liefern kann. Um gleichwohl die vorangehend beschriebene mechanische Vorspannung des Kolbens 56 in Richtung Ausrücken zu erreichen, ist radial innen das Abschirmelement über ein beispielsweise als Tellerfeder oder als Wellfeder ausgebildetes Vorspannelement 94 am Lager 70 axial abgestützt. Dieses Vorspannelement 94 belastet das gesamte Abschirmelement 68 in axialer Richtung und presst dieses und damit auch den Kolben 56 in Richtung Ausrücken.
Es sei noch einmal betont, dass die vorangehend mit Bezug auf verschiedene Ausgestaltungsformen beschriebenen konstruktiven Variationen selbstverständlich miteinander kombiniert werden können. Weiter sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich das Prinzip der Abschirmung auch Einsatz finden kann bei einer Fluidkupplung, also einer Ausgestaltung, die in weiten Bereichen den gezeigten entspricht, die jedoch nicht dazu in der Lage ist, eine Drehmomentverstärkungsfunktion zu liefern. Derartige Fluidkupplungen weisen im Allgemeinen ebenfalls ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, jedoch kein Leitrad zur Drehmomentenabstützung auf.

Claims

Ansprüche
1. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere Drehmomentwandler, umfassend ein Wandlergehäuse (12) mit einem Pumpenrad (23), ein in einem Innenraum (26) des Wandlergehäuses (12) angeordnetes Turbinenrad (28) und eine Überbrückungskupplungsanordnung (42) mit einer ersten Reibflächenformation (44), die mit dem Wandlergehäuse (12) zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, einer zweiten Reibflächenformation (46), die mit dem Turbinenrad (28) zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, und einem Kolbenelement (56), welches den Innenraum (28) des
Wandlergehäuses (12) in einen das Turbinenrad (28) enthaltenden ersten Raumbereich (58) und einen vom ersten Raumbereich (58) im Wesentlichen fluiddicht getrennten zweiten Raumbereich (60) aufteilt, wobei bei Fluiddruckerhöhung im zweiten Raumbereich (60) das Kolbenelement (56) in Richtung Einrücken bewegt wird und mit einem Beaufschlagungsbereich (62) die Reibflächenformation (44, 46) in Reibeingriff bringt und somit das Wandlergehäuse (12) und das Turbinenrad (28) zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse (A) koppelt, wobei an einer dem ersten Raumbereich (58) zugewandten Seite des Kolbenelements (56) eine das Kolbenelement (56) wenigstens bereichsweise bezüglich des ersten Raumbereichs (58) abschirmende und dieses in Richtung Ausrücken beaufschlagende Abschirmanordnung (66) vorgesehen ist.
2. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmanordnung (66) ein im Wesentlichen ringscheibenartiges Abschirmelement (68) umfasst.
3. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (68) in seinem radial inneren Bereich axial bezüglich des Turbinenrads (28) abgestützt ist.
4. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (68) in seinem radial äußeren Bereich unter Vorspannung an dem Kolbenelement (56) abgestützt ist.
5. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (56) mit dem Wandlergehäuse (12) drehbar ist und dass das Abschirmelement (68) bezüglich des Turbinenrads (28) über eine Drehentkopplungslageranordnung (70) abgestützt ist.
6. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (68) radial innerhalb des Beaufschlagungsbereichs (62) an dem Kolbenelement (56) abgestützt ist.
7. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (68) im radialen Bereich des Beaufschlagungsbereichs (62) an dem Kolbenelement (56) abgestützt ist.
8. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (68) Durchgriffsaussparungen (80) für Beaufschlagungsvorsprünge (82) des Kolbenelements (56) aufweist.
9. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (56) die Reibflächenformationen (44, 46) über das Abschirmelement (68) beaufschlagt.
10. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (68) federelastisch ausgebildet ist und unter Vorspannung eingebaut ist.
11. Hydrodynamischer Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abschirmelement (68) ein Vorspannelement (94) zur Vorspannung desselben gegen das Kolbenelement (56) zugeordnet ist.
12. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 5, sofern auf Anspruch 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (68) in seinem radial äußeren Bereich das Kolbenelement (56) im Wesentlichen nicht axial beaufschlagt.
13. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmanordnung ein sich bezüglich des Turbinenrads (28) abstützendes und das Kolbenelement (56) in Richtung Ausrücken beaufschlagendes Vorspannelement (88) umfasst.
14. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (68) in seinem radial äußeren Bereich mit dem Wandlergehäuse (12) zur Drehung gekoppelt ist.
15. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (68) sich nach radial innen bis in den Bereich einer Turbinenradnabe (36) des Turbinenrads (28) erstreckt.
16. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abschirmelement (68) und dem Kolbenelement (56) ein Teilraum (76) gebildet ist, über welchen in den ersten Raumbereich (56) einzuleitendes Fluid zugeführt wird.
17. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abschirmelement (68) wenigstens eine Durchtrittsöffnung (84) zum Eintritt von Fluid aus dem Teilraum (76) in den ersten Raumbereich (58) vorgesehen ist.
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