DE102007039856A1 - Kraftübertragungseinrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungseinrichtung, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Kraftübertragungseinheiten für Getriebebaueinheiten sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese umfassen in der Regel einen Eingang und einen Ausgang, zwischen denen eine hydrodynamische Komponente zur hydrodynamischen Leistungsübertragung, umfassend zumindest ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, die miteinander einen mit Betriebsmittel befüllbaren oder befüllten Arbeitsraum bilden, bei Ausführungen als Drehmomentwandler auch ein Leitrad sowie eine Einrichtung in Form einer Überbrückungskupplung zur Umgehung des hydrodynamischen Leistungszweiges angeordnet sind. Die Überbrückungskupplung umfasst dazu zumindest eine erste, wenigstens ein reibflächentragendes Element aufweisende Reibflächenanordnung und eine zweite, wenigstens ein reibflächentragendes Element aufweisende Reibflächenanordnung, die mittels einer Betätigungseinrichtung miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Die Überbrückungskupplung dient dabei der Kopplung zwischen dem Eingang oder der Verbindung zwischen dem Eingang und dem Pumpenrad und dem Turbinenrad. Die Betätigungseinrichtung umfasst im einfachsten Fall einen axial verschiebbaren Kolben, welcher die einzelnen Reibflächenanordnungen gegeneinander presst. Je nach Betätigungsprinzip der Überbrückungskupplung ist die Kraftübertragungseinrichtung als Zwei- oder Dreikanalsystem ausgeführt. Dabei kann die hydrodynamische Komponente zentrifugal oder zentripetal durchströmt werden, wobei die Strömungsrichtungen je nach Betriebsweise auch wechseln können. Bei hydrodynamischen Drehmomentwandlern verbleibt das Betriebsmittel auch während der Überbrückung im Wandler. Es bildet sich über die Anschlüsse am Wandler und dem Zwischenraum zwischen Betätigungseinrichtung und Gehäuse ein Kühlmediumskreislauf als externer Wandlerkreislauf aus. Dabei erfolgt die Führung über in der Kupplungsanordnung integrierte Kanäle, insbesondere zwischen den miteinander in Wirkverbindung bringbaren Reibelementen von der Rotationsachse aus betrachtet radial nach außen zum Außenumfang und nach diesem nach radial innen an der hydrodynamischen Komponente oder umgekehrt. Im letztgenannten Fall wird die Überbrückungskupplung dabei durch den Druck in der hydrodynamischen Komponente betätigt, das heißt, der außerhalb des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers oder der hydrodynamischen Kupplung anliegende Druck wird zur Betätigung des Kolbenelementes genutzt. Derartige Ausführungen sind beispielsweise in der Druckschrift
DE 199 20 542 A1 beschrieben. - Diese offenbart eine Kraftübertragungseinrichtung mit einer Flüssigkeitskupplung oder einem hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler und einem integrierten Dämpfungssystem. Bei dieser Ausführung ist die Betätigungseinrichtung entweder an der Verbindung zwischen Pumpenrad und Eingang der Kraftübertragungseinrichtung in axialer Richtung verschiebbar gelagert und gegenüber der Verbindung zwischen Eingang der Kraftübertragungseinheit und Pumpenrad jeweils dichtend geführt. Dabei wird zwischen der Innenwand des Verbindungsgehäuses zwischen dem Eingang der Kraftübertragungseinheit und dem Pumpenrad eine als Betätigungskammer fungierende Druckkammer gebildet, die der Beaufschlagung des Kolbens der Betätigungseinrichtung unabhängig vom Druck in der hydrodynamischen Komponente dient. Dazu ist neben den Anschlüssen zum Wandler beziehungsweise der hydrodynamischen Komponente, in der Regel im Pumpenhals oder der Stützwelle für das Leitrad und einem Anschluss zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines externen Kreislaufes, insbesondere zu Kühlzwecken ein weiterer Anschluss vorgesehen, über den der Druckraum zwischen Betätigungseinrichtung und Gehäuse mit Druckmittel beaufschlagbar ist. Das System wird daher als Dreikanalsystem bezeichnet. Die Anbindung des Betätigungselementes und die Ausbildung der Überbrückungskupplung gestalten sich hierbei jedoch sehr komplex, insbesondere durch die Vielzahl der vorhandenen Bauelemente. Die Überbrückungskupplung ist als Lamellenkupplung ausgeführt und aufgrund des separaten Druckraumes sind die mit dem Pumpenrad wenigstens mittelbar verbundenen Kupplungselemente als Außenlamellen ausgebildet, während die mit dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung, insbesondere hier der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen verbundenen zweiten Kupplungselemente als Innenlamellen ausgeführt sind. Die Betätigungseinrichtung arbeitet dabei in axialer Richtung gegen die Lamellen, weshalb hier auch ein zusätzlicher Anschlag in axialer Richtung zur Abstützung der Betätigungseinrichtung in axialer Richtung bei Betätigung vorgesehen ist, der drehfest mit der Verbindung zwischen dem Eingang der Kraftübertragungseinrichtung und dem Pumpenrad verbunden ist. Die Überbrückungskupplung selbst kann aufgrund der Anordnung der Betätigungseinrichtung und der Anbindung an die anderen Elemente nur als Mehrscheibenkupplung, insbesondere Lamellenkupplung, ausgebildet sein und baut daher in axialer Richtung ebenfalls sehr groß. Ferner ist es bei Zufuhr des Betätigungsdruckes über die Getriebeeingangswelle erforderlich, diese Druckkammer gegenüber den anderen Wandlerdruckkammern abzudichten.
- Eine Ausführung einer Kraftübertragungseinrichtung mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler ist aus
DE 199 09 349 A1 in Zweikanalbauweise vorbekannt. Bei dieser Ausführung ist dem hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler eine Überbrückungskupplung zugeordnet. Das Kolbenelement ist dabei axial verschiebbar am Ausgang der Kraftübertragungseinheit geführt. Ferner trägt das Kolbenelement eine Reibfläche. Die Ausführung des Gesamtsystems ist daher durch eine geringe Bauteilanzahl charakterisiert. Jedoch ist dieses System nicht geeignet, den Kolben, insbesondere die Betätigungseinrichtung, separat mit einem Druck zu beaufschlagen, da hier die beaufschlagbare Kolbenfläche den Druckraum zum hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler begrenzt und somit immer eine Betätigung in Abhängigkeit von der Größe des in der hydrodynamischen Komponente vorherrschenden Druckes erfolgt. - Aus der Druckschrift
DE 193 50 935 A1 ist eine weitere Ausführung eines Dreikanalsystems für eine Kraftübertragungseinrichtung vorbekannt. Bei dieser erfolgt die Lagerung und Führung des Kolbens ebenfalls an der Verbindung zwischen dem Eingang der Kraftübertragungseinrichtung und dem Pumpenrad. Die Betätigungseinrichtung ist somit vollständig an der Kraftübertragungseinrichtungseingangsseite gelagert und an dieser in axialer Richtung geführt. Die hydrodynamische Komponente weist dazu eine mit dieser drehfest gekoppelte so genannte Pumpenradschale auf, die unter Bildung eines axialen Zwischenraumes mit dem Eingang der Kraftübertragungseinrichtung gekoppelt ist. In diesem Zwischenraum sind in axialer Richtung die Überbrückungskupplung sowie eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen integriert. Dabei ist der Ausgang der Überbrückungskupplung über die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen mit dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung gekoppelt. Durch die axiale Anordnung von Überbrückungskupplung sowie Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen ergeben sich eine Vielzahl von einzelnen Druckräumen und Kanälen. Auch hier ist das Gesamtsystem durch eine erhebliche Anzahl von Bauteilen charakterisiert, was neben einer Vergrößerung des erforderlichen Bauraumes in axialer Richtung auch zu erheblichen Zusatzkosten führt. - Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Ausführung einer Kupplungsanordnung in Form einer Überbrückungskupplung in einer Kraftübertragungseinrichtung der eingangs genannten Art, insbesondere mit der Möglichkeit der separaten Beaufschlagung der Betätigungseinrichtung unabhängig vom Druck in der hydrodynamischen Komponente derart weiterzuentwickeln, dass diese zum einen mit einem frei wählbaren Druck beaufschlagbar ist und zum anderen das Gesamtsystem durch einen einfachen Aufbau und eine geringe Bauteilanzahl charakterisiert ist.
- Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
- Eine Kraftübertragungseinrichtung umfasst zumindest einen Eingang und einen Ausgang, wobei zwischen diesem eine hydrodynamische Komponente, umfassend zumindest ein als Pumpenrad fungierendes Primärrad und ein als Turbinenrad fungierendes Sekundärrad, die miteinander einen mit Betriebsmittel befüllbaren oder befüllten Arbeitsraum bilden, sowie eine Überbrückungskupplung zur wenigstens teilweisen Umgehung des hydrodynamischen Leistungszweiges bei der Leistungsübertragung angeordnet sind. Die Überbrückungskupplung umfasst dazu zumindest eine erste Reibflächenanordnung, die wenigstens mittelbar mit dem Eingang der Kraftübertragungseinrichtung oder aber dem Pumpenrad drehfest gekoppelt ist und mit einer zweiten, mit dem Ausgang drehfest verbundenen Reibflächenanordnung in Wirkverbindung bringbar ist. Der Überbrückungskupplung ist dazu eine Betätigungseinrichtung zugeordnet. Erfindungsgemäß bildet die Betätigungseinrichtung mit einem reibflachentragenden Element der ersten Reibflächenanordnung eine bauliche Einheit und ist axial verschiebbar und drehfest mit dem Eingang der Kraftübertragungseinrichtung oder zumindest der Verbindung zwischen dem Eingang und dem Pumpenrad gekoppelt. Ferner ist eine Dichtvorrichtung, umfassend eine erste Dichteinrichtung zwischen der Betätigungseinrichtung und der Verbindung zwischen Pumpenrad und Kraftübertragungseinheit und eine zweite Dichteinrichtung zwischen der Betätigungseinrichtung und dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung vorgesehen, die den mit einem Betätigungsdruck beaufschlagbaren Druckraum gegenüber der hydrodynamischen Komponente abdichtet.
- Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es somit, zum einen eine sehr kompakte Überbrückungskupplung zu gestalten, indem die Betätigungseinrichtung mit dieser eine bauliche Einheit bildet. Dies bedeutet im einzelnen, dass das Kolbenelement gleichzeitig als reibflächentragendes Element ausgeführt ist und damit auf separate reibflächentragende Elemente, die drehfest mit dem Pumpenrad beziehungsweise der Verbindung zwischen Pumpenrad und Kraftübertragungseinrichtungseingang zu verbinden sind, verzichtet werden kann. Ferner erfolgt die Abdichtung des Druckraumes an einem einzigen Element, dem Kolbenelement, und der Kolben wird auf einfache Art und Weise gegenüber dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung geführt, frei von einer drehfesten Verbindung mit dem Ausgang, wobei hier lediglich zwischen dem radial innenliegenden Teil des Kolbens und dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung die zweite Dichteinrichtung vorgesehen ist. Die beiden Dichteinrichtungen umfassen bewegte Berührungsdichtungen.
- Bei den gegeneinander abzudichtenden Druckräumen handelt es sich dabei im ersten Fall um den Druckraum im hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler, das heißt den in axialer Richtung neben dem hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler angeordneten Druckraum und dem Druckraum zur Betätigung der Überbrückungskupplung. Dadurch ist es möglich, dass die Betätigungseinrichtung unabhängig vom Druck in der hydrodynamischen Komponente gesteuert werden kann.
- Der Eingang der Kraftübertragungseinrichtung wird im einfachsten Fall von einem drehfest mit dem Pumpenrad gekoppelten Element, beispielsweise einer Pumpenradschale und einem Deckel gebildet. Dabei sind mehrteilige Ausführungen denkbar. Dieses umschließt das Turbinenrad in axialer Richtung unter Bildung eines Zwischenraumes in Umfangsrichtung vollständig. Im Zwischenraum in axialer Richtung ist die Überbrückungskupplung angeordnet. Diese ist im einfachsten Fall als mit Schlupf betreibbar Kupplungseinrichtung, das heißt vorzugsweise in Form einer Scheiben- oder Lamellenkupplung ausgebildet. Dabei wird vorzugsweise das erste Kupplungselement von einer Außenlamelle gebildet, welche drehfest über einen Außenlamellenträger mit der Wandung beziehungsweise dem Gehäuse der hydrodynamischen Komponente verbunden ist. Das zweite mit dem ersten Kupplungselement in Wirkverbindung bringbare Element ist drehfest mit dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung, welche vorzugsweise von einer Getriebeeingangswelle eines der Kraftübertragungseinheit nachgeordneten Getriebes gebildet wird, verbunden. Die Kupplungselemente sind als reibflächentragende Elemente jeweils Bestandteil der Reibflächenanordnungen.
- Die Ausbildung des Kolbenelementes als reibflächentragendes Element der ersten Reibflächenanordnung der Überbrückungskupplung bewirkt eine Funktionskonzentration. Die Führung des Kolbens erfolgt vorzugsweise im Bereich seines Außenumfanges in radialer Richtung an der Verbindung zwischen dem Eingang der Kraftübertragungseinrichtung und dem Pumpenrad beziehungsweise dem Pumpenrad selbst. Der Kolben bildet somit eine Außenlamelle. Die drehfeste Kopplung mit axialer Verschiebbarkeit kann unterschiedlich realisiert werden. Im einfachsten Fall werden form- oder kraftschlüssige Verbindungen gewählt. Dazu sind an einem, einen Außenumfang bildenden Teilbereich des Kolbens, das heißt einer in radialer Richtung nach außen gerichteten Fläche und einer in radialer Richtung nach innen gerichteten Fläche beziehungsweise einem einen Innenumfang bildenden Teilbereich an der Wandung beziehungsweise der Verbindung zwischen Eingang der Kraftübertragungseinrichtung und dem Pumpenrad zueinander komplementär ausgeführte Mitnahmeelemente ausgebildet, die die Lage zwischen Gehäuse, insbesondere Verbindung zwischen Primärrad und Kraftübertragungseinrichtungseingang und erstem Kupplungselement der Überbrückungskupplung in Umfangsrichtung und in radialer Richtung zueinander fixieren und die derart ausgerichtet sind, dass diese eine Verschiebbarkeit gegeneinander, das heißt eine Relativbewegung in axialer Richtung und in Umfangsrichtung, ermöglichen. Eine zusätzliche Fixierung am Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung ist damit nicht mehr erforderlich. Die Fixierung wird hier in radialer Richtung in den Bereich des Außenumfanges verlegt.
- Das Kolbenelement ist vorzugsweise als Formteil ausgebildet und weist wenigstens vier Bereiche auf, einen ersten und zweiten Dichtbereich, einen Anschlagsbereich zur Begrenzung der axialen Verschiebbarkeit in Richtung entgegen der Überbrückungskupplung und einen reibflächentragenden Bereich, wobei die Dichtbereiche wiederum Flächenbereiche aufweisen, die parallel zu den an den Anschlusselementen Gehäuse und Ausgang ausgebildet sind, wobei zwischen diesen die Dichteinrichtungen angeordnet sind. Die erste Dichteinrichtung ist zwischen einem in radialer Richtung ausgerichteten Flächenbereich an der Betätigungseinrichtung und einem in radialer Richtung zur Rotationsachse weisenden Flächenbereich an der Verbindung zwischen Eingang der Kraftübertragungseinrichtung und der hydrodynamischen Komponente angeordnet und die zweite Dichteinrichtung in radialer Richtung zwischen dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung und der Betätigungseinrichtung.
- Das aufgrund der Unterteilung in die einzelnen Funktionsbereiche und deren spezifische Gestaltung komplexe Kolbenelement kann dazu in einfacher Weise als scheibenförmiges Blechformteil, aus Guss, einem Leichtmetall, einem Kunststoff oder Faserverbundwerkstoff hergestellt werden.
- Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung umfasst die Kraftübertragungseinrichtung eine Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere in Form eines Torsionsschwingungsdämpfers. Dieser kann verschiedenartig ausgeführt sein, wobei die Ausführung im Wesentlichen von der Realisierung der Dämpfungsfunktion abhängt. Die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen umfasst jedoch im wesentlichen zwei in Umfangsrichtung gegeneinander begrenzt verdrehbare Massen, die über Mittel zur Feder- und/oder Dämpfungskopplung miteinander verbunden sind. Die Kopplung kann rein mechanisch, hydraulisch oder einer Kombination aus diesen erfolgen. Die Anordnung der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen erfolgt dabei in axialer Richtung zwischen Überbrückungskupplung und hydrodynamischer Komponente, vorzugsweise zwischen Betätigungseinrichtung und hydrodynamischer Komponente. Die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen bildet mit ihrem Ein gang das zweite Kupplungselement bzw. die zweite Reibflächenanordnung der Überbrückungskupplung, welche über die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen mit dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung gekoppelt ist. Die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen fungiert als elastische Kupplung. Die Kopplung kann direkt mit dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung oder über ein zusätzliches Zwischenelement in Form eines eine Nabe bildenden Bauelementes realisiert werden. Dabei ist es ferner denkbar, dass das Turbinenrad und der Ausgang der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen separat oder gemeinsam über ein weiteres Element mit dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung drehfest verbindbar sind oder aber das Turbinenrad mit der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere über die Kopplung mit dem Eingang der Vorrichtung der Dämpfung von Schwingungen und damit über einen zwischengeschalteten Dämpfer mit dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung verbunden ist.
- Um die Betätigungseinrichtung, insbesondere den Kolben, in axialer Richtung hinsichtlich seiner Lage zu fixieren und über eine vordefinierte Vorspannung zu halten, sind diesem Mittel zur Vorspannung zugeordnet. Die Mittel umfassen zumindest eine Federeinrichtung, umfassend wenigstens ein Federelement. Je nach Anordnung und Abstützung kann das Federelement als Druck- oder Zugfeder ausgebildet sein. Die Abstützung kann einseitig oder aber vorzugsweise beidseitig erfolgen. Im einfachsten Fall werden einfache Federstähle vorgesehen, die jeweils zwischen Innenwandung und der zur Innenwandung des Gehäuses weisenden Fläche des Kolbens und/oder einer zur hydrodynamischen Komponente ausgerichteten Fläche des Kolbens und dem Ausgang der Kraftübertragungseinrichtung beziehungsweise einem mit diesem drehfest gekoppelten Element angeordnet sind. Die einzelnen Federelemente können dabei als ringförmige Federelemente, beispielsweise in Form von Tellerfedern ausgebildet sein. Vorzugsweise wird eine Vielzahl von einzelnen Federelementen vorgesehen, die jeweils in ihrer Lage gegenüber dem Gehäuse sowie der jeweiligen Stirnfläche des Kolbens fixiert sind. Die Fixierung kann dabei im einfachsten Fall nur durch Einstecken in axialer Richtung erfolgen, wobei die Lagefixierung in radialer Richtung allein durch die Formgebung bedingt ist. Ferner ist es denkbar, komplett drehfeste und in axialer Richtung fest fixierte Verbindungen zu wählen. Die konkrete Auswahl hängt dabei vom Einsatzfall ab.
- Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
-
1a und1b verdeutlichen in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer erfindungsgemäß ausgeführten Kraftübertragungs einrichtung; -
2 verdeutlicht anhand eines Ausschnittes aus einem Axialschnitt einer Kraftübertragungseinheit eine erste Ausführung; -
3 verdeutlicht anhand einer Ausführung gemäß2 eine Weiterent Wicklung der Ausgestaltung der Federeinrichtung; -
4a und4b verdeutlichen eine Weiterentwicklung der Ausgestaltung gemäß der2 mit Fixierung der Federeinrichtung. - Die
1a und1b verdeutlichen in stark schematisiert vereinfachter Darstellung anhand eines Ausschnittes aus einem Axialschnitt eine erste Ausführung einer erfindungsgemäß ausgeführten Kraftübertragungseinheit1 . Diese umfasst zumindest einen Eingang E und einen Ausgang A, eine hydrodynamische Komponente2 und eine Einrichtung3 zur Umgehung des hydrodynamischen Leistungszweiges bei der Leistungsübertragung, welche in Form einer Überbrückungskupplung4 ausgebildet ist. Der Eingang E ist dabei wenigstens mittelbar mit einer hier nicht dargestellten Antriebseinheit verbindbar. Der Ausgang A ist mit einer der Kraftübertragungseinheit1 nachordenbaren Leistungsübertragungseinheit, insbesondere in Form eines Getriebes, koppelbar und kann dabei von einer Getriebeeingangswelle5 gebildet werden. Die hydrodynamische Komponente2 ist im dargestellten Fall als hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler6 ausgebildet. Dieser umfasst ein als Pumpenrad P fungierendes Primärrad, ein als Turbinenrad T fungierendes Sekundärrad und zumindest ein Leitrad L. - Die konkrete konstruktive Ausführung des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers
6 erfolgt entsprechend den Erfordernissen des Einsatzfalles. In der Regel wird dieser in Form eines Trilokwandlers ausgebildet. Der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler fungiert dabei quasi als hydrodynamisches Getriebe, das heißt eine Änderung der Drehzahl zwischen Eingang E und Ausgang A am hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler6 bedingt gleichzeitig eine Änderung des Momentes. Die hydrodynamische Komponente2 kann ferner, hier jedoch nicht dargestellt, auch als hydrodynamische Kupplung ausgeführt sein. In diesem Fall ist die hydrodynamische Komponente2 frei von einem Leitrad. Die hydrodynami sche Kupplung dient dann lediglich der Drehzahlwandlung, und nicht der Drehmomentwandlung. Das Pumpenrad P der hydrodynamischen Komponente2 ist dabei mit dem Eingang E der Kraftübertragungseinheit1 drehfest verbunden. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise lösbar. - Denkbar wäre auch, hier jedoch nicht dargestellt, das Vorsehen einer so genannten Pumpenkupplung, welche wahlweise eine Kopplung oder Entkopplung des Pumpenrades P vom Eingang E ermöglicht. Die Kopplung erfolgt im einfachsten Fall über ein Gehäuse
7 in Form des Wandlergehäuses, welches aus der Pumpenschale und einem Deckel besteht. Dieses ist derart ausgeführt, dass es in axialer Richtung betrachtet unter Bildung eines Zwischenraumes8 die Überbrückungskupplung4 mit umschließt. Das Gehäuse7 kann dabei ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Im einfachsten Fall wird dieses von der Pumpenradschale gebildet, das heißt einem Element, welches drehfest mit dem Pumpenrad P gekoppelt ist und mit dem Eingang E der Kraftübertragungseinheit1 verbunden ist oder diesen bildet. - Auch die Überbrückungskupplung
4 kann verschiedenartig ausgebildet sein. Bei dieser handelt es sich in der Regel um eine nicht-synchron schaltbare mechanische Kupplung, vorzugsweise eine mit Schlupf betreibbare Kupplung. Im einfachsten Fall ist diese in Scheibenbauweise, vorzugsweise in Lamellenbauform, ausgebildet. Die Überbrückungskupplung4 umfasst dabei zumindest eine erste Reibflächenanordnung9 und eine zweite Reibflächenanordnung10 , die wenigstens mittelbar miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Dabei umfasst jede Reibflächenanordnung9 ,10 wenigstens ein reibflächentragendes Element15 ,16 . Die Wirkverbindung kann dabei mit Schlupf oder frei von Schlupf erfolgen. Die erste Reibflächenanordnung9 ist dabei drehfest mit dem Eingang E beziehungsweise der Verbindung zwischen Pumpenrad P und Eingang E oder dem Pumpenrad P gekoppelt. Die zweite Reibflächenanordnung10 ist wenigstens mittelbar drehfest mit dem Ausgang A der Kraftübertragungseinheit1 , insbesondere der Getriebeeingangswelle5 , verbunden. Im dargestellten Fall erfolgt die Kopplung mit der Getriebeeingangswelle5 wenigstens mittelbar, das heißt über eine Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen in Form eines Torsionsschwingungsdämpfers. Dieser kann als mechanischer Dämpfer oder hydraulischer Dämpfer oder eine Kombination aus beiden ausgeführt werden. Dabei ist die zweite Reibflächenanordnung10 mit einem Eingang12 der Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen gekoppelt, während der Ausgang der Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen, der hier mit13 bezeichnet ist, wenigstens mittelbar drehfest mit dem Ausgang A, insbesondere der Getriebeeingangswelle5 , verbunden ist. Die Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen umfasst dabei wenigstens zwei Massen, eine erste Masse, die so genannte Primärmasse68 , und eine zweite Masse69 , die auch als Sekundärmasse bezeichnet wird und die jeweils den Eingang12 und den Ausgang13 der Vorrichtung11 bilden. Die Primärmasse68 und die Sekundärmasse69 sind dabei relativ zueinander begrenzt in Umfangsrichtung verdrehbar und über Mittel29 zur Feder und/oder Dämpfungskupplung miteinander verbunden. Die Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen fungiert als elastische Kupplung zwischen dem Eingang E der Kraftübertragungseinrichtung1 und der Getriebeeingangswelle5 . Bezüglich der konkreten Ausgestaltung der Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen bestehen keine Beschränkungen. Entscheidend ist, dass dieses System unter optimierter Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraumes nach Möglichkeit mit geringer Baugröße in das Gesamtsystem integrierbar ist. Die Kopplung der zweiten Reibflächenanordnung10 über die Vorrichtung11 mit der Gehäuseeingangswelle5 kann über ein Nabenelement55 erfolgen oder aber durch direkte Anbindung an das Turbinenrad T, welches in diesem Fall dann entweder direkt oder über eine Nabe mit der Getriebeeingangswelle5 verbunden ist. Andernfalls ist es ebenfalls denkbar, die Kopplung des Turbinenrades T nicht direkt mit der Getriebeeingangswelle5 vorzunehmen, sondern über die Anbindung des Turbinenrades T an den Eingang12 der Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen. - Die miteinander in Wirkverbindung bringbaren Reibflächenanordnungen
9 und10 umfassen jeweils wenigstens ein reibflächentragendes Element15 ,16 , vorzugsweise eine Mehrzahl von reibflächentragenden Elementen. Zur Betätigung der Überbrückungskupplung4 ist eine Betätigungseinrichtung14 , umfassend ein Kolbenelement21 , vorgesehen, das in axialer Richtung der Überbrückungskupplung4 zugeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Betätigungseinrichtung14 , insbesondere das Kolbenelement21 , drehfest mit der Verbindung zwischen dem Eingang E der Kraftübertragungseinrichtung1 und dem Pumpenrad P verbunden und in axialer Richtung verschiebbar gegenüber dieser gelagert. Dabei ist dieser gegenüber der Getriebeeingangswelle5 in axialer Richtung dichtend geführt. Das Kolbenelement21 bildet dabei mit einem reibflächentragenden Element15 der ersten Reibflächenanordnung9 eine bauliche Einheit oder bildet diese direkt. - Die Kraftübertragungseinheit
1 ist hier als Dreikanaleinheit ausgeführt. Dies bedeutet, dass diese einen ersten Kanal17 aufweist, der mit dem hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler6 , insbesondere dem Arbeitsraum, gekoppelt ist, einen zweiten Kanal18 , der dem Zwischenraum19 zwischen der Überbrückungskupplung4 und dem hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler6 zugeordnet ist und einen weiteren dritten Kanal20 , welcher der Betätigungseinrichtung14 , insbesondere der Druckbeaufschlagung des Kolbenelementes21 , dient. Die Betätigungseinrichtung14 , welche zumindest ein Kolbenelement21 umfasst, ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass ein reibflächentragendes Element15 der ersten Reibflächenanordnung9 mit dem Kolbenelement21 eine bauliche Einheit bildet, beziehungsweise in diesem integriert ist. Der Kolben21 ist drehfest mit dem Pumpenrad P beziehungsweise der Verbindung zwischen Eingang E der Kraftübertragungseinheit1 und dem Pumpenrad P gekoppelt und in axialer Richtung gegenüber diesem verschiebbar. Die axiale Richtung bezieht sich dabei auf die axiale Verschiebbarkeit zwischen Eingang E beziehungsweise Ausgang A der Kraftübertragungseinheit. Der Kolben21 ist dann als ein reibflächentragendes Element15 ausgebildet und trägt eine Reibfläche22 , welche im dargestellten Fall direkt mit der zweiten Reibflächenanordnung10 in Wirkverbindung bringbar ist, insbesondere durch axiale Verschiebbarkeit gegenüber dieser. Die zweite Reibflächeneinheit10 ist dabei entweder frei von einer axialen Verschiebbarkeit gegenüber der Getriebeeingangswelle5 oder aber mit geringer axialer Verschiebbarkeit mit dieser gekoppelt. - Die einzelnen Elemente in ihrer axialen Anordnung zueinander bilden ferner Druckräume. Dabei wird ein erster Druckraum
23 direkt vom Arbeitsraum der hydrodynamischen Komponente2 gebildet, ein zweiter Druckraum24 in axialer Richtung betrachtet, zwischen der hydrodynamischen Komponente2 und der Betätigungseinrichtung14 , insbesondere der in Betätigungsrichtung liegenden Kolbenseite des Kolbenelementes21 sowie ein dritter Druckraum25 , der zwischen Kolbenelement21 und der Wandung des Gehäuses7 , insbesondere der Verbindung zwischen Primärrad P und Eingang E gebildet wird. Ein erster Anschluss beziehungsweise Kanal17 ist mit dem Arbeitsraum des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers6 gekoppelt, ein zweiter Kanal18 mit dem zweiten Druckraum24 und der dritte Kanal20 mit dem dritten Druckraum25 für den Betätigungsdruck. Der erste Druckraum23 ist ferner mit dem zweiten Druckraum24 verbunden, insbesondere über den Spalt zwischen Pumpenrad P und Turbinenrad T in radialer Richtung. - Erfindungsgemäß ist dabei das Kolbenelement
21 dichtend gegenüber dem ersten und zweiten Druckraum23 ,24 sowie der Getriebeeingangswelle5 geführt. Dazu ist eine Dichtvorrichtung26 vorgesehen. Diese umfasst eine erste Dichteinrichtung27 , die zwischen Kolbenelement21 und dem Druckraum24 vorgesehen ist und eine zweite Dichteinrichtung28 , die zwischen dem Kolbenelement21 , das heißt der Betätigungseinrichtung14 und der Getriebeeingangswelle5 vorgesehen ist. Zwischen der Betätigungseinrichtung14 und der Getriebeeingangswelle5 besteht dabei keine drehfeste Kopplung. Das heißt, diese können mit Rela tivdrehzahl zueinander rotieren. Dabei handelt es sich bei der zweiten Dichteinrichtung28 um eine bewegbare und berührende Dichtung. Diese kann verschiedenartig ausgebildet sein. Im einfachsten Fall umfasst diese zumindest einen Dichtring, hier beispielsweise einen Dichtring29 . - Die Kopplung der einzelnen Druckräume
23 ,24 ,25 mit den entsprechenden Kanälen17 bis19 kann konstruktiv verschiedenartig erfolgen. Dabei kann es sich um Verbindungsbohrungen oder in Wellen, Achsen, Drehdurchführungen geführte Kanäle handeln. Hierbei sei lediglich die funktionale Kopplung miteinander genannt. Die Funktionsweise gestaltet sich dabei wie folgt: Der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler6 wird in der Regel einmal befüllt. Bei hydrodynamischer Leistungsübertragung wird das Pumpenrad P angetrieben und unter Ausbildung eines Strömungskreislaufes im Arbeitraum das Turbinenrad T. Dabei wird zum Zweck der Kühlung des Betriebsmittels ein Teil des Betriebsmittels außerhalb des Kreislaufes im Arbeitsraum geführt. Die Durchströmung der hydrodynamischen Komponente2 kann je nach Richtung zentripetal oder zentrifugal erfolgen. Im Falle einer zentrifugalen Durchströmung erfolgt die Zufuhr über den ersten Kanal17 . Aufgrund der Zentrifugalkräfte tritt ein Teil des Betriebsmittels am Außenumfang des Drehzahl-/Drehmomentwandlers6 in radialer Richtung über entsprechende Ausgangsöffnungen oder den Spalt zwischen Pumpenrad P und Turbinenrad T in den Druckraum24 aus und gelangt unter Durchfließen der Überbrückungskupplung4 in den zweiten Druckraum24 und über den Kanal18 nach außen. In diesem Fall kann über diesen Weg ein Kühlkreislauf zum Zwecke der Kühlung des Betriebsmediums während des Wandlerbetriebes erzeugt werden. Die Betätigungseinrichtung14 ist nicht beaufschlagt beziehungsweise der Druck in der Druckkammer25 ist geringer als der Druck im Druckraum24 . Andererseits ist es auch denkbar, über den ersten Kanal17 Betriebsmittel aus dem Arbeitsraum zu abführen und über den zweiten Kanal18 die Betriebsmittelzufuhr wieder zum Arbeitsraum vorzunehmen. In diesem Fall erfolgt die Betriebsmittelzufuhr in radialer Richtung betrachtet am hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler6 von außen nach innen, wobei die Überbrückungskupplung4 durchflossen wird und aufgrund des geführten Betriebsmediumstromes in geöffneter Position gehalten wird. Die Druckdifferenz zwischen Druckkammer24 und25 bestimmt dabei die Stellung des Kolbenelementes21 . In beiden Fällen kann die Leistungsübertragung sowohl rein hydrodynamisch, rein mechanisch als auch kombiniert erfolgen. Im letztgenannten Fall wird die Überbrückungskupplung4 mit Schlupf betrieben, während gleichzeitig noch eine teilweise Leistungsübertragung über die hydrodynamische Komponente2 erfolgt. Die Leistungsübertragung über die hydrodynamische Komponente2 wird dabei vom Eingang E der Kraftübertragungseinheit1 zum Pumpenrad P realisiert, hier über das Gehäuse7 beziehungsweise die Kopplung der Eingangswelle E der Kraftübertragungseinheit1 mit dem Pumpenrad P über das Gehäuse7 . Vom hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler6 erfolgt die Leistungsübertragung über die wenigstens mittelbare Kopplung mit der Getriebeeingangswelle5 auf diese. Die Getriebeeingangswelle5 bildet dabei den Ausgang A der Kraftübertragungseinheit1 . Bei gewünschter Umgehung der hydrodynamischen Leistungsübertragung, das heißt Herausnahme des hydrodynamischen Leistungszweiges, wird die Überbrückungskupplung4 aktiviert. Dazu wird der Druckraum25 beaufschlagt. Der Kolben21 wird in axialer Richtung bewegt und der Reibschluss zwischen der ersten und zweiten Reibflächenanordnung9 ,10 erzeugt. Die Leistungsübertragung erfolgt über die drehfeste Kopplung des Kolbenelementes21 , welches gleichzeitig als reibflächentragendes Element15 ausgeführt ist, vom Eingang E, dem Gehäuse7 auf die erste Reibflächenanordnung9 , die zweite Reibflächenanordnung10 , über die Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen auf die Getriebeeingangswelle5 . Über Kühlkanäle in der Überbrückungskupplung4 kann auch bei geschlossener Überbrückungskupplung der Kühlkreislauf aufrechterhalten werden. - Die erfindungsgemäße Lösung ist somit dadurch charakterisiert, dass das Betätigungselement
14 in Form des Kolbenelementes21 gleichzeitig als reibflächentragendes Element15 und damit Bestandteil der ersten Reibflächenanordnung9 fungiert und ferner dieses drehfest mit dem Eingang E der Kraftübertragungseinheit1 jedoch in axialer Richtung verschiebbar verbunden ist. Ferner ist die Betätigungseinrichtung14 und damit der Druckraum25 gegenüber den Druckräumen24 ,23 abgedichtet. Die Abdichtung erfolgt dabei zum einen gegenüber der Verbindung zwischen Eingang E und Pumpenrad P und ferner der Getriebeeingangswelle5 . - Damit ist die Betätigungseinrichtung
14 durch eine Funktionskonzentration charakterisiert. Insbesondere bei Ausbildung der Überbückungskupplung4 als Scheibenkupplung kann auf ein weiteres reibflächentragendes Element15 verzichtet werden. Der axiale Bauraum kann dadurch minimiert werden. Die Abstützung in axialer Richtung erfolgt an einem Anschlag30 . Dieser ist vorzugsweise als ortsfestes reibflächentragendes Element15 der ersten Reibanordnung9 ausgeführt. - Entsprechend
1a ist das Turbinenrad T an den Eingang12 der Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen angekoppelt. Die Kopplung mit dem Eingang12 kann je nach konstruktiver Ausführung unterschiedlich erfolgen, das heißt in unmittelbarer Nähe der Getriebeeingangswelle5 oder oberhalb. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass hier auch bei Leistungsübertragung über die hydrodynamische Komponente immer die Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen wirksam ist. - Verdeutlicht die
1a eine Ausführung mit Anbindung des Turbinenrades T an die Verbindung zwischen der Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen und Getriebeeingangswelle5 , so verdeutlicht1b eine Ausbildung der Kraftübertragungseinheit1 gemäß1a mit direkter Ankopplung des Turbinenrades T an die Getriebeeingangswelle5 . In diesem Fall ist der Dämpfer11 lediglich im rein mechanischen Betrieb wirksam, das heißt bei Leistungsübertragung über die Überbrückungskupplung4 . Der Restaufbau der Kraftübertragungseinrichtung1 entspricht dem in der1a beschriebenen, weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Überbrückungskupplung4 , Betätigungseinrichtung14 sowie Gehäuse7 der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinheit6 sind in beiden Ausführungen koaxial zueinander angeordnet. Die Leistungsübertragung auf die zweite Reibflächenanordnung10 erfolgt über die axiale Verschiebbarkeit der ersten Reibflächenanordnung9 , insbesondere des Kolbenelementes21 , welches ein reibflächentragende Element15 bildet, gegenüber der zweiten Reibflächenanordnung10 , wobei diese quasi in ihrer axialen Position aufgrund des Anschlags30 in Betätigungsrichtung der Betätigungseinrichtung14 gehalten wird. Die Gehäusewandung des Gehäuses7 ist hier schalenförmig ausgestaltet. Im einfachsten Fall handelt es sich um eine Pumpenradschale31 , die drehfest mit dem Pumpenrad P gekoppelt ist. Die Anbindung der ersten Reibflächenanordnung9 an die Gehäuseinnenwandung erfolgt über ein ringförmiges Element34 , welches kraft-, form- oder stoffschlüssig, vorzugsweise stoffschlüssig, mit der Innenwand32 des Gehäuses7 verbunden ist und in radialer Richtung eine Dichtfläche33 für die Betätigungseinrichtung14 , insbesondere das Kolbenelement21 , bildet. Das ringförmige Element34 ist hier zumindest durch zwei Bereiche unterschiedlichen Durchmessers in radialer Richtung charakterisiert, welche in axialer Richtung zueinander versetzt sind. Der erste Bereich35 ist durch einen geringeren Durchmesser di35 charakterisiert. An einer in radialer Richtung in Richtung zur Rotationsachse R des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers6 weisenden Fläche36 wird dabei die Dichtfläche33 gebildet. Ferner ist ein zweiter Bereich vorgesehen, dieser ist mit37 bezeichnet. Der zweite Bereich37 dient der drehfesten Kopplung zwischen der Überbrückungskupplung4 beziehungsweise der ersten Reibflächenanordnung9 sowie Betätigungseinrichtung14 mit dem ringförmigen Element34 und damit dem Gehäuse7 in der Verbindung zwischen Eingang E und Pumpenrad P. Der zweite Bereich37 ist dabei durch einen größeren Innendurchmesser di37 charakterisiert als der erste Bereich35 und fungiert quasi als Träger für die reibflachentragenden Elemente der ersten Reibanordnung9 , insbesondere als Außenlamellenträger. Die drehfeste Kopplung zwischen dem ringförmigen Element34 und dem Gehäuse7 erfolgt im dargestellten Fall vorzugsweise stoffschlüssig. Dadurch wird eine dichte Abtrennung von Druckräumen, insbesondere25 und23 beziehungsweise24 gewährleistet und das ringförmige Element34 ist integraler Bestandteil beziehungsweise bildet eine bauliche Einheit mit der Gehäusewand des Gehäuses7 . Die drehfeste Verbindung des Kolbenelementes21 mit dem ringförmigen Element34 und damit dem Gehäuse7 erfolgt hier über eine Verzahnung, die gleichzeitig eine axiale Verschiebbarkeit zulässt. Dazu weist der zweite Bereich37 an seinem Innenumfang38 eine Verzahnung39 auf, welche mit dazu komplementär ausgebildeten Verzahnungen40 am Außenumfang41 der reibflächentragenden Elemente15 der ersten Reibflächenanordnung9 und damit in radialer Richtung an der Betätigungseinrichtung14 in Wirkverbindung bringbar ist. Die Betätigungseinrichtung14 ist somit in Eingriff mit der Verzahnung39 . Andere Ausführungen drehfester Verbindungen sind ebenfalls denkbar. Entscheidend ist, dass durch Form- oder Kraftschluss eine drehfeste Verbindung erzeugt wird, die gleichzeitig eine axiale Verschiebbarkeit zulässt. Die Fläche36 am ersten Bereich35 fungiert wie bereits ausgeführt als Dichtfläche33 . Dazu ist das Betätigungselement14 vorzugsweise derart ausgeführt, dass dieses entweder mit entsprechender Passung in Einbaulage hinsichtlich dieses Flächenbereiches ausgebildet ist und gleitend mit diesem an der Gehäuseinnenwand, insbesondere dem ringförmigen Element34 , geführt werden kann oder aber unter Abstand, was hinsichtlich der Verschleißerscheinungen besser ist. In diesem Fall ist jedoch eine berührende und bewegbare Dichtung vorgesehen. Bei dieser handelt es sich um die erste Dichteinrichtung26 zwischen der Betätigungseinrichtung14 beziehungsweise dem Kolbenelement21 und dem Gehäuse7 , hier dem ersten Bereich35 , insbesondere einem zur Rotationsachse R gewandten Flächebereich36 des ringförmigen Elementes34 , welches integraler Bestandteil des Gehäuses7 durch die stoffschlüssige Verbindung ist. Die Betätigungseinrichtung14 , insbesondere das Kolbenelement21 ist somit in radialer Richtung ebenfalls durch unterschiedliche Bereiche charakterisiert. Die Ausbildung der einzelnen Bereiche erfolgt durch die Formgebung des Kolbenelements21 . Dieses ist im einfachsten Fall als Blechformteil ausgebildet und im wesentlichen durch vier Bereiche charakterisiert. Der erste Bereich42 bildet dabei einen in radialer Richtung ausgerichteten Flächenbereich43 , der parallel zur Fläche36 im ersten Bereich35 ausgeführt ist, mit Anordnung der ersten Dichtungseinrichtung26 . Dieser erste Bereich wird daher auch als Dichtbereich bezeichnet. Der zweite Bereich45 ist der Anschlagsbereich, dieser trägt den Anschlag46 , der parallel zur Innenwand des Gehäuses7 beziehungsweise dem ringförmigen Element34 , insbesondere der Wandung des ringförmigen Elementes34 zwischen erstem und zweitem Bereich35 und37 ausgebildet ist, und somit die Bewegung entgegen der Betätigungsrichtung begrenzt. Der dritte Bereich ist der reibflächen tragende Bereich47 , in welchem die Reibfläche angeordnet ist und ferner auch die Kopplung mit dem Gehäuse7 erfolgt. Der vierte Bereich64 dient der Führung und Abdichtung gegenüber der Getriebeeingangswelle5 . - Aufgrund der drehfesten Kopplung zwischen Kolbenelement
21 und ringförmigem Element34 und damit dem Gehäuse7 ist der Kolben21 frei von einer drehfesten Verbindung mit der Getriebeeingangswelle5 . Dieser ist jedoch derart gegenüber dieser angeordnet, dass die Anordnung einer Dichteinrichtung27 zwischen Kolben21 und Getriebeeingangswelle5 möglich ist. Die Anordnung erfolgt dabei zwischen zueinander weisenden Flächenbereichen am Kolben21 und dem Außenumfang48 der Getriebeeingangswelle. Der entsprechende Flächenbereich wird dabei von einem nabenartigen Fortsatz in radialer Richtung am Kolben21 gebildet. Dieser ist mit49 bezeichnet und ringförmig ausgeführt, wobei dieser die Getriebeeingangswelle5 in Umfangsrichtung umschließt und in diesem Umschließungsbereich, der frei von einer drehfesten Kopplung ist, in axialer Richtung die Dichteinrichtung27 , angeordnet ist. Die Dichteinrichtung27 ist dabei in einer Nut50 , welche an der zur Getriebeeingangswelle5 gewandten Fläche des nabenartigen Fortsatzes49 angeordnet ist, eingearbeitet. Bei dieser Dichteinrichtung27 handelt es sich ebenfalls um eine berührende, jedoch bewegende Dichtung, die bei axialer Verschiebung des Kolbenelements21 gegenüber der zweiten Reibflächenanordnung10 ebenfalls in axialer Richtung relativ zum Außenumfang48 der Getriebeeingangswelle5 bewegt wird. Die Gehäuseinnenwand, insbesondere das Gehäuse7 , das ringförmige Element34 und des Kolbenelements21 mit den Dichteinrichtungen26 und27 begrenzen dabei in radialer und axialer Richtung den Druckraum25 , welcher mit dem Kanal20 zur Beaufschlagung der Betätigungseinrichtung14 mit einem Druckmittel gekoppelt ist. Dieser Kanal20 wird hier beispielsweise durch die Getriebeeingangswelle5 geführt. Andere Ausführungen sind ebenfalls denkbar, beispielsweise durch ein mit dem Eingang E der Kraftübertragungseinrichtung1 drehfest gekoppeltes Element. - Ferner beschreibt das Kolbenelement
21 in seiner Lage gegenüber dem hier nicht vollständig dargestellten Außenumfang des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers6 den weiteren Druckraum24 , welcher dem Rückfluss oder Zufluss von Betriebsmitteln zum Wandler oder vom Wandler dient. Dazu ist zwischen der Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen und der Betätigungseinrichtung14 in axialer Richtung der Kanal18 vorgesehen. Dieser Kanal ist jedoch vom Druckraum25 , welcher dem Betätigungsraum entspricht, flüssigkeits- und druckmitteldicht getrennt. Dies erfolgt beispielsweise durch Vorsehen eines rohrförmigen Elementes51 in der Getriebeeingangswelle5 . - Das Kolbenelement
21 kann neben der Ausführung als Blechteil alternativ auch aus anderen Materialien gefertigt werden, beispielsweise Guss, Legierungen, Leichtmetall, Kunststoff, einem Faserverbundwerkstoff. - Zur Lagerung, Führung und Vorspannung des Kolbenelementes
21 sind entsprechende Mittel52 vorgesehen. Diese können einseitig oder beidseitig dem Kolbenelement21 zugeordnet werden. Diese umfassen zumindest eine Federeinrichtung53 , umfassend wenigstens eine Federeinheit54 mit – je nach Ausführung – wenigstens einem Federelement56 . Gemäß1a und1b ist eine Federeinheit54 vorgesehen. Diese stützt das Kolbenelement21 im radial inneren Bereich58 gegenüber dem Ausgang A, insbesondere an der Nabe55 zur Verbindung zwischen Ausgang13 der Vorrichtung11 zur Dämpfung von Schwingungen ab. Die Federeinheit54 ist in axialer Richtung zwischen der von der Gehäuseinnenwandung32 weggerichteten Stirnseite57 des Kolbenelementes21 , welche zum Wandler hin gerichtet ist, und einem zu diesem weisenden Flächenbereich59 an der Nabe55 angeordnet. - Die Federeinheit
54 ist dabei derart ausgebildet, dass dieses wenigstens eine Durchgangsöffnung, vorzugsweise eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen60 umfasst, die einen Betriebsmitteldurchfluss durch das Federelement56 erlauben. Die einzelnen Durchgangsöffnungen60 können dabei in Umfangsrichtung einander benachbart mit gleichem Abstand oder mit unterschiedlichem Abstand angeordnet sein. Im einfachsten Fall wird ein Federelement56 in Form einer Tellerfeder verwendet. Das Federelement56 ist dabei in seiner Lage in axialer Richtung, radialer Richtung und Umfangsrichtung zumindest an einem der beiden Abstützbereiche fixiert. Dies kann unterschiedlich erfolgen. Denkbar sind Befestigungsmittel oder aber ein einfacher Formschluss. Im dargestellten Fall erfolgt die Anbindung am Kolbenelement21 über Mittel63 . - Die
1a und1b verdeutlichen eine Ausführung mit nur einseitiger Abstützung des Kolbenelementes21 . Die2 bis5 verdeutlichen in schematisierter Darstellung anhand eines Ausschnittes aus einer Kraftübertragungseinheit1 gemäß1a weitere Ausgestaltungen der Federeinrichtungen53 mit beidseitiger Abstützung des Kolbenelementes21 in axialer Richtung. Der Grundaufbau entspricht dem in1a beschriebenen, weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. - Gemäß
2 ist eine weitere Federeinheit61 vorgesehen, welche an der anderen, zur Innenwandung des Gehäuses7 in axialer Richtung weisenden Stirnseite62 des Kolbenelementes21 wirksam wird. Dazu ist das Federelement61 in axialer Richtung in seiner Lage gegenüber dem Gehäuse7 fixiert und wirkt mit seinem anderen Endbereich65 auf die Stirnseite62 des Kolbenelementes21 in Betätigungsrichtung. Auch hier ist zur Realisierung einer gleichmäßigen Beaufschlagung über die gesamte Kolbenfläche in radialer Richtung das Federelement61 mit Durchgangsöffnungen66 ausgeführt, die einen Betriebsmittel- oder Steuermittelübertritt erlauben. Die Durchströmungsrichtungen sind mit Doppelpfeil angegeben. Bei dem Federelement61 kann es sich um ein ringförmiges Federelement handeln oder aber um einzelne in Umfangsrichtung vorzugsweise mit gleichmäßigem Abstand zueinander verteilt angeordnete einzelne, eine Federeinheit bildende Elemente. Die Lagefixierung des Federelementes61 erfolgt über Mittel63 am Gehäuse7 . - Die Mittel
63 dienen im Wesentlichen der Fixierung in axialer Richtung. Diese können ferner eine Fixierung der Federelemente61 ,56 in Umfangs- und radialer Richtung ermöglichen. - Stützt sich das Federelement
61 hier an der in radialer Richtung ausgerichteten Kolbenfläche ab, verdeutlicht die3 eine alternative Ausführung für die zweite Federeinheit61 . Diese stützt sich dabei nach unten im Nabenbereich49 des Kolbenelementes21 ab. - Die
4a und4b verdeutlichen alternative Ausführungen für die Anbindung der Federeinheit61 zur Ausführung gemäß2 . Der Grundaufbau entspricht dem in der2 beschriebenen, insbesondere auch hinsichtlich der Anordnung der ersten Federeinheit54 und der zweiten Federeinheit61 . Lediglich anders ist hier, dass die Abstützung nicht frei von einer drehfesten Verbindung und einer festen Verbindung in axialer Richtung erfolgt, sondern das Federelement bzw. die Federeinheit61 hier sowohl am Kolbenelement21 und dem Gehäuse7 in axialer Richtung fixiert ist. Gemäß4a erfolgt die Befestigung am Kolbenelement21 über einen Schließringbolzen67 - Demgegenüber verdeutlicht die
4b eine alternative Ausführung, bei welcher anstatt der in4a die Fixierung in Umfangsrichtung, axialer Richtung und radialer Richtung, die Fixierung hauptsächlich in axialer Richtung durch einen Formschluss, insbesondere Klemm- oder Steckverbindung70 sowohl am Kolbenelement21 als auch dem Gehäuse7 erfolgt. -
- 1
- Kraftübertragungseinrichtung
- 2
- hydrodynamische Komponente
- 3
- Einrichtung zur Umgehung des hydrodynamischen Leistungsflusses
- 4
- Überbrückungskupplung
- 5
- Getriebeeingangswelle
- 6
- hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler
- 7
- Gehäuse
- 8
- Zwischenraum
- 9
- erste Reibflächenanordnung
- 10
- zweite Reibflächenanordnung
- 11
- Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen
- 12
- Eingang
- 13
- Ausgang
- 14
- Betätigungseinrichtung
- 15
- reibflächentragendes Element
- 16
- reibflächentragendes Element
- 17
- erster Kanal
- 18
- zweiter Kanal
- 19
- Zwischenraum
- 20
- dritter Kanal
- 21
- Kolben
- 22
- Reibfläche
- 23
- erster Druckraum
- 24
- zweiter Druckraum
- 25
- dritter Druckraum
- 26
- Dichtvorrichtung
- 27
- erste Dichteinrichtung
- 28
- zweite Dichteinrichtung
- 29
- Mittel zur Feder- und/oder Dämpfungskopplung
- 30
- Anschlag
- 31
- Schale
- 32
- Innenwand
- 33
- Dichtfläche
- 34
- ringförmiges Element
- 35
- erster Bereich
- 36
- Fläche
- 37
- zweiter Bereich
- 38
- Innenumfang
- 39
- Verzahnung
- 40
- Verzahnung
- 41
- Außenumfang
- 42
- erster Bereich
- 43
- Fläche
- 47
- reibflächentragender Bereich
- 48
- Außenumfang
- 49
- nabenartiger Fortsatz
- 50
- Nut
- 51
- rohrförmiges Element
- 52
- Mittel zur Vorspannung
- 53
- Federeinrichtung
- 54
- Federeinheit
- 55
- Nabe
- 56
- Federelement
- 57
- Stirnseite
- 58
- radial innerer Bereich
- 59
- Fläche
- 60
- Durchgangsöffnung
- 61
- Federeinheit
- 62
- Stirnseite
- 63
- Mittel
- 64
- vierter Bereich
- 65
- Endbereich
- 66
- Durchgangsöffnung
- 67
- Schließringbolzen
- 68
- Primärmasse
- 69
- Sekundärmasse
- 70
- Klemmverbindung
- E
- Eingang
- A
- Ausgang
- P
- Pumpenrad
- T
- Turbinenrad
- L
- Leitrad
- di
- Innendurchmesser
- da
- Außendurchmesser
Claims (18)
- Kraftübertragungseinrichtung (
1 ), insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit einem Eingang (E) und wenigstens einem Ausgang (A), umfassend: eine hydrodynamische Komponente (2 ), umfassend mindestens ein Pumpenrad (P) und ein Turbinenrad (T), die wenigstens einen mit Betriebsmittel befüllbaren Arbeitsraum (23 ) miteinander bilden; eine Überbrückungskupplung (4 ), welche der hydrodynamischen Komponente (2 ) zur wenigstens teilweisen Umgehung des Leistungsflusses über die hydrodynamische Komponente (2 ) zugeordnet ist, umfassend eine wenigstens ein reibflächentragendes Element (15 ) umfassende und mit dem Eingang (E) wenigstens mittelbar gekoppelte erste Reibflächenanordnung (9 ) und eine zweite, wenigstens ein reibflächentragendes Element (16 ) umfassende und mit dem Ausgang (A) gekoppelte Reibflächenanordnung (10 ), die mittels einer ein mit einem Druckmittel beaufschlagbaren Kolbenelement (21 ) umfassenden Betätigungseinrichtung (14 ) miteinander in Wirkverbindung bringbar sind; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – die Betätigungseinrichtung (14 ) bildet mit einem reibflächentragenden Element (15 ) der ersten Reibflächenanordnung (9 ) eine bauliche Einheit und ist drehfest, jedoch in axialer Richtung verschiebbar mit dem Eingang (E) der Kraftübertragungseinrichtung (1 ) oder der Verbindung zwischen dem Eingang (E) der Kraftübertragungseinrichtung (1 ) und dem Pumpenrad (P) verbunden und frei von einer drehfesten Verbindung zum Ausgang (A); – mit einer Dichtvorrichtung (26 ), umfassend zumindest eine erste Dichteinrichtung (27 ) und eine zweite Dichteinrichtung (28 ) zur Abdichtung eines die Betätigungseinrichtung (14 ) mit Druckmittel beaufschlagbaren Druckraumes (25 ) gegenüber der hydrodynamischen Komponente (2 ), wobei die erste Dichteinrichtung (27 ) zwischen der Betätigungseinrichtung (14 ) und der Verbindung zwischen dem Eingang (E) der Kraftübertragungseinrichtung (1 ) und dem Pumpenrad (P) angeordnet ist, und die zweite Dichteinrichtung (28 ) zwischen der Betätigungseinrichtung (14 ) und dem Ausgang (A) der Kraftübertragungseinrichtung (1 ). - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (21 ) als Formteil ausgebildet ist und wenigstens vier Bereiche aufweist, einen ersten und zweiten Dichtbereich (42 ,64 ), einen Anschlagsbereich (45 ) zur Begrenzung der axialen Verschiebbarkeit in Richtung entgegen Überbrückungskupplung (4 ) und einen reibflächentragenden Bereich (47 ), wobei die Dichtbereiche (42 ,64 ) Flächenbereiche aufweisen, die parallel zu den an den Anschlusselementen Gehäuse (7 ) und Ausgang (A) ausgebildet sind und zwischen diesen die Dichteinrichtungen (27 ,28 ) angeordnet sind. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichteinrichtung (27 ) zwischen einem in radialer Richtung ausgerichteten Flächenbereich an der Betätigungseinrichtung (14 ) und einem in radialer Richtung zur theoretischen Drehachse (R) weisenden Flächenbereich an der Verbindung zwischen Eingang (E) der Kraftübertragungseinrichtung (1 ) und der hydrodynamischen Komponente (2 ) angeordnet ist und die zweite Dichteinrichtung (28 ) in radialer Richtung zwischen dem Ausgang (A) der Kraftübertragungseinrichtung (1 ) und der Betätigungseinrichtung (14 ) angeordnet ist. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfeste Verbindung zwischen der Betätigungseinrichtung (14 ) und der Verbindung zwischen dem Eingang (E) der Kraftübertragungseinrichtung (1 ) und dem Pumpenrad (P) kraftschlüssig oder formschlüssig ausgebildet ist. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (21 ) der Betätigungseinrichtung (14 ) einen in radialer Richtung im Bereich des Außenumfanges (41 ) eine Verzahnung (40 ) aufweisenden Teilbereich umfasst, der mit einer dazu komplementär ausgeführten Verzahnung (39 ) an der Verbindung zwischen Eingang (E) der Kraftübertragungseinrichtung (1 ) und Pumpenrad (P) in Wirkverbindung bringbar ist. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungseinrichtung (14 ) Mittel (52 ) zur Lagefixierung und/oder Vorspannung in axialer Richtung zugeordnet sind. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (52 ) zur Lagefixierung und/oder Vorspannung in axialer Richtung eine zumindest einseitig wirkende Federeinrichtung (53 ) umfassen. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (53 ) eine Federeinheit (54 ) umfasst, die zwischen der zur hydrodynamischen Komponente (2 ) weisenden Stirnseite (57 ) und dem Ausgang (A) oder einem mit diesem drehfest gekoppelten Element an einer in axialer Richtung weisenden Fläche angeordnet ist. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (52 ) eine beidseitig wirkende Federeinrichtung (53 ) umfassen und die Federeinrichtung (53 ) eine weitere zweite Federeinheit (61 ) aufweist, die zwischen der von der hydrodynamischen Komponente (2 ) wegweisenden Stirnseite (62 ) und dem Gehäuse (7 ) angeordnet ist. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere zweite Federeinheit (54 ) sich in radialer Richtung im Bereich der Führung des Kolbenelementes (21 ) am Ausgang (A) abstützt. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinheiten (54 ,61 ) der Federeinrichtung (53 ) wenigstens an einem der beiden gegeneinander verspannten Elementen-Betätigungseinrichtung (14 ) und/oder Gehäuse (7 ) und/oder Ausgang (A) oder mit diesen drehfest gekoppelten Elementen in ihrer Lage in radialer Richtung und axialer Richtung fixiert sind. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagefixierung kraft- oder formschlüssig erfolgt. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinheiten (54 ,61 ) eine Tellerfeder umfassen oder aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordneten Einzelfederelementen gebildet werden. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (53 ) Durchgangsöffnungen (60 ,66 ) für die Fluidströme in der Kraftübertragungseinrichtung (1 ) aufweist. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (21 ) als Blechformteil ausgeführt ist. - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (21 ) aus einem Gusswerkstoff, Leichtmetall, Kunststoff oder einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet ist. - Kraftübertragungseinheit (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Dreikanalsystem ausgeführt ist, umfassend einen ersten Anschluss (17 ) zur Koppelung mit dem Arbeitsraum der hydrodynamischen Komponente (2 ), einen zweiten Anschluss (18 ) zur Kopplung des Zwischenraumes (24 ) zwischen Außenumfang der hydrodynamischen Komponente (2 ) und Gehäuse (7 ) und einen dritten Anschluss (20 ) zur Koppelung mit dem dem Kolbenelement (21 ) zugeordneten Druckraum (25 ) zur Beaufschlagung mit einem Druckmittel ausgeführt ist - Kraftübertragungseinrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrodynamische Komponente (2 ) als hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler (6 ) ausgeführt ist, umfassend wenigstens noch ein Leitrad (L).
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