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Die Erfindung betrifft eine Überbrückungskupplung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Aus der
DE 100 08 167 A1 ist eine Überbrückungskupplung
für einen
hydrodynamischen Drehmomentwandler bekannt, die über einen Kolben verfügt, der
gemäß
1 an seiner einem Wandlerdeckel
zugewandten Seite mit einem ersten Reibbelag in Wirkverbindung bringbar
ist, der an einer Seite einer mit dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers drehfesten
Lamelle befestigt ist. Die Lamelle trägt an ihrer entgegengesetzten,
einem Wandlerdeckel zugewandten Seite einen zweiten Reibbelag, der
ebenso wie der erste Reibbelag als Reibbereich dient. Der Kolben
ist zum Einrücken
der Überbrückungskupplung
in Richtung des Wandlerdeckels bewegbar oder aber zum Ausrücken in
Gegenrichtung verlagerbar. Sobald der Reibbereich des ersten Reibbelages
am Kolben und der Reibbereich des zweiten Reibbelags am Wandlerdeckel
in Anlage kommt, dienen Kolben und Wandlerdeckel mit ihren entsprechenden
Anlageflächen
als Gegenreibbereiche. Der Kolben ist als erstes Wandlerbauteil,
der Wandlerdeckel als zweites Wandlerbauteil und die Lamelle als
drittes Wandlerbauteil der Überbrückungskupplung
wirksam.
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Sobald die Überbrückungskupplung zumindest im
wesentlichen eingerückt
ist, wird eine Rotationsbewegung des Wandlergehäuses um dessen Drehachse nicht
mehr über
einen hydrodynamischen Kreis mit Pumpenrad, Turbinenrad und Leitrad
auf eine Getriebeeingangswelle übertragen,
sondern gelangt mittels der Überbrückungskupplung
direkt auf die letztgenannte Welle.
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Der Einsatz der Überbrückungskupplung mag aus energetischer
Sicht von Vorteil sein, jedoch ist in diesem Betriebszustand die Überbrückungskupplung,
sollten zusammen mit dem eingeleiteten Drehmoment Torsionsschwingungen
Eingang finden, zur Dämpfung
der Letztgenannten heranzuziehen. Aus diesem Grund wird der Kolben
der Überbrückungskupplung
bei Ausführung
derselben ohne einen Torsionsschwingungsdämpfer durch Minderung der zum
Wandlerdeckel gerichteten Anpresskraft für eine gewünschte Schlupfbewegung entlastet,
die zwar zu einer wirksamen Dämpfung
eingeleiteter Torsionsschwingungen dienen mag, dafür aber eine
erhebliche Aufheizung im Reib- sowie im Gegenreibbereich entstehen
lässt.
Es muss also dafür
Sorge getragen werden, dass die entstandene Wärme möglichst rasch aus dem Wirkbereich
der Überbrückungskupplung
entfernt werden kann. Bei der vorliegenden Offenlegungsschrift erfolgt
dies durch Ausbildung von Aussparungen in den Reibbelägen, wobei diese
vorzugsweise gemäß 2 der Offenlegungsschrift
derart ausgebildet sind, dass deren radiale Außenkontur sich, ausgehend von
einem Scheitelpunkt, in einander entgegengesetzten Richtungen im
wesentlichen nach radial innen erstreckt und sich dort sowohl mit
ihrem Zuflussbereich als auch mit ihrem Abflussbereich nach radial
innen öffnet.
Die radiale Innenkontur der als Nutungen ausgebildeten Aussparungen
ist der radialen Außenkontur
geometrisch nachgeführt.
Eine derart ausgebildete nutförmige Aussparung
in Reibbelägen
ist in Fachkreisen als „Bogennut" bezeichnet.
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Eine Überprüfung derartiger Aussparungen in
Reibbelägen
einer Überbrückungskupplung
hat zu folgenden Erkenntnissen geführt:
Aufgrund der Relativdrehbewegung
der mit Reibfläche
oder Gegenreibfläche
ausgebildeten Wandlerbauteile zueinander wird Fördermedium in den jeweiligen
Zuflussbereich einer jeden Aussparung einströmen und danach in Richtung
zum Abflussbereich weiterströmen.
Hierbei wird allerdings ein Teil des Fördermediums sowohl an der radialen
Außenkontur der
Aussparung als auch an deren radialer Innenkontur anhaften, sodass
sich konturnahe Grenzschichten mit starkem Geschwindigkeitsgefälle bilden.
Aufgrund von Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Grenzschichten
der radialen Außenkontur
und der radialen Innenkontur kommt es zur Ausbildung eines Wirbels,
der sich, wie Untersuchungen ergeben haben und in der den Stand
der Technik darstellenden 5 der
vorliegenden Patentanmeldung gezeigt ist, sich im Wesentlichen jeweils
im Abflussbereich einer Aussparung ausbildet. Im Erstreckungsbereich
dieses Wirbels ist zwar im Wesentlichen kühles Fördermedium konzentriert, was
einen hervorragenden Wärmeaustausch
begünstigen
würde,
jedoch wird durch diesen Wirbel der Abflussbereich der Aussparung
zumindest verengt, wenn nicht gar versperrt. Die Folge hiervon ist,
dass erhitztes, in der Aussparung enthaltenes Fördermedium nicht in hinreichender
Menge die Aussparung an deren Abflussbereich verlassen kann und
demnach im Zuflussbereich der Aussparung auch kein kühles Fördermedium
einzutreten vermag. Statt dessen wird der überwiegende Teil dieses Fördermediums
die Aussparung radial innerhalb derselben passieren und, nach Umströmung des
erwähnten
Wirbels, zu der in Umfangsrichtung benachbarten Aussparung weiterströmen. Verständlicherweise
ist hierdurch der Kühlungseffekt
nicht nur sehr ungleichmäßig, sondern auch
auf ein Minimum reduziert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den
Reibbereich der Überbrückungskupplung
eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers derart auszubilden, dass
bei gutem, energetischen Wirkungsgrad eine hohe und gleichmäßige Kühlwirkung im
Reibbereich gewährleistet
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch
die Maßnahme,
an zumindest einem der als Reibbelagträger dienenden Wandlerbauteile
wenigstens einen Reibbelag mit einer Aussparung zu versehen, die
an der den Zuflussbereich und Abflussbereich aufweisenden Radialseite
des Reibbelags entlang ihrer gesamten Erstreckungsweite in Umfangsrichtung
durchgängig
offen ist, wird der Effekt erzielt, dass in einer Grenzschicht ein
Teil des über
den Zuflussbereich der Aussparung eingetretenen Fördermediums
an der radialen Außenkontur
der Aussparung anhaftet und dadurch ein Geschwindigkeitsgefälle entsteht,
wobei die Strömungsgeschwindigkeit,
ausgehend von der Grenzschicht, in Richtung nach radial innen anwächst, was die
Ausbildung eines Wirbels begünstigt.
Wegen der entlang ihrer gesamten Erstreckungsweite in Umfangsrichtung
durchgängig
offenen Ausführung
der Aussparung kann sich dieser Wirbel über einen vergleichsweise großen Bereich
der Aussparung ausdehnen oder, bei besonders günstigen Strömungsbedingungen, die Aussparung
sogar vollständig
ausfüllen.
Da durch einen derartigen Wirbel stets kühles Fördermedium nachgesaugt wird,
und Turbulenzen bekanntermaßen
einen hervorragenden Wärmeaustausch
begünstigen,
wird aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung
der Aussparung sehr viel Wärme vom
Reibbereich aufgenommen, durch den Wirbel nach radial innen transportiert
und dort an einen den Wirbel und damit die Aussparung radial innerhalb passierenden
kühlen
Volumenstrom an Fördermedium übergeben.
Es haben sich hierbei unterschiedliche Ausführungsformen für den Belagträger in Anpassung
an die erfindungsgemäße Aussparung
im Reibbelag von Vorteil erwiesen, die im Einzelnen nachfolgend
vorgestellt werden sollen:
Bei einer ersten Ausführung ist
der Reibbelagträger mit
einer Ausnehmung versehen, die sich im Erstreckungsbereich der Aussparung
des Reibbelages befindet und bezüglich
ihrer Geometrie und ihrer Abmessungen im Wesentlichen an die Aussparung
des Reibbelages angepasst ist. Auf diese Weise addiert sich in Achsrichtung
die Dicke des Reibbelages mit der Dicke des Reibbelagträgers, sodass
ein wesentlich tieferer Raum zur Ausbildung eines Wirbels zur Verfügung steht,
als dies allein bei einem Reibbelag der Fall wäre. Da sich die Drehachse des
Wirbels im Wesentlichen in der besagten Achsrichtung von Reibbelagträger und
Reibbelag erstreckt, lässt
sich auf diese Weise eine in Achsrichtung vergleichsweise hohe Wirbelzone
mit einem energiereichen Wirbel erzeugen, wodurch sich ein intensiver
und zudem gleichmäßiger Wärmeaustausch
erzielen lässt. Selbstverständlich würde bei
einer Lamelle, deren Reibbelagträger
beidseits einen Reibbelag aufweist, und in beiden Reibbelägen vorgesehene
Aussparungen nicht nur miteinander, sondern auch mit einer entsprechenden
Ausnehmung im Reibbelagträger zur
Deckung kommen, die dem Wirbel zur Verfügung stehende Wirkhöhe nochmals
vergrößert und
damit der Wärmeaustausch
weiter verbessert.
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Eine andere Ausführung sieht vor, im Reibbelagträger zwar
wiederum eine Ausnehmung auszubilden, die sich im Erstreckungsbereich
der Aussparung eines oder mehrerer Reibbeläge befindet, jedoch soll die
Ausnehmung im Reibbelagträger über kleinere
Abmessungen gegenüber
den Aussparungen in den Reibbelägen
verfügen.
Dadurch wird zwar die Wirbelgröße des nachfolgend
als „Hauptwirbel" bezeichneten Wirbels
im Vergleich zu der zuvor beschriebenen Ausführung um die Drehachse des
Wirbels reduziert und damit die Wärmeaustauschmöglichkeit
geringer, jedoch werden sich insbesondere an der der jeweiligen
Außenkontur
einer Aussparung zugewandten Seite dieses Hauptwirbels kleinere „Nebenwirbel" ausbilden, deren
Rotationsachse im Wesentlichen parallel zu derjenigen des Hauptwirbels
ist, die sich allerdings lediglich über die Tiefe des jeweiligen
Reibbelages in Achsrichtung ausdehnen können. Die Nebenwirbel können großflächig mit dem
Reibbelagträger
in Kontakt kommen, der üblicherweise – anders
als die Reibbeläge – aus einem gut
wärmeleitenden
Werkstoff, wie beispielsweise aus Metall, besteht und daher von
den Reibbelägen aufgenommene
Wärme hervorragend
an die benachbarten Nebenwirbel abgibt.
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Bei einer dritten Ausführung wird
der Reibbelagträger
im Wesentlichen unterbrechungsfrei im Erstreckungsbereich einer
Aussparung eines Reibbelages ausgebildet sein, sodass sich der zuvor
erläuterte
Hauptwirbel nur bedingt ausbilden kann und somit den Nebenwirbeln
eine nochmals höhere
Bedeutung zukommt.
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Mit Vorzug ist die erfindungsgemäße Ausbildung
von Aussparungen in Reibbelägen
bei einer Aussparungsgeometrie realisiert, welche bezüglich ihrer
Außenkontur
von einem Scheitelpunkt ausgeht, von dem aus sich die radiale Außenkontur
in einander entgegengesetzten Richtungen im Wesentlichen nach radial
innen erstreckt und sich dort sowohl mit ihrem Zuflussbereich als
auch mit ihrem Abflussbereich nach innen öffnet. Bei einer derartigen
Geometrie der Aussparung ergibt sich eine optimale Anpassung an
die Gestalt des sich darin ausbildenden Wirbels, was für eine effiziente
Wärmeübertragung
von erheblichem Vorteil ist. Vorzugsweise wird aus den gleichen
Gründen
auch die eventuell im Reibbelagträger vorgesehene Ausnehmung
die den Aussparungen in den Reibbeläge zugrunde liegende Geometrie
aufweisen.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
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1 die
obere Hälfte
eines Längsschnittes durch
einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung, die gemäß einer
markierten Einzelheit X axial zwischen einem Wandlerdeckel und einem
Kolben der Überbrückungskupplung über eine
Lamelle mit einem Reibbelagträger und
beidseits daran befestigten Reibbelägen verfügt;
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1a eine
vergrößerte Herauszeichnung der
Einzelheit X der 1;
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2 eine
Draufsicht auf ein Segment des Reibbelags gemäß der Schnittlinie II-II in 1 mit Darstellung der Strömungsbedingungen
von Fördermedium
in einer Aussparung im Reibbelag und einer im wesentlichen gleich
bemessenen Ausnehmung im Reibbelagträger der Lamelle;
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3 wie 2, aber mit einer gegenüber der
Aussparung im Reibbelag kleineren Ausnehmung im Reibbelagträger;
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3a eine
Schnittdarstellung durch die Lamelle gemäß der Schnittlinie IIIa-IIIa
in 3;
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4 wie 2 oder 3, aber mit einem Reibbelagträger ohne
Ausnehmung;
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5 eine
Darstellung der Strömungsbedingungen
von Fördermedium
in einer Aussparung gemäß dem Stand
der Technik.
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In 1 ist
ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 1 dargestellt, der
um eine Drehachse 3 Rotationsbewegungen auszuführen vermag.
Der hydrodynamische Drehmomentwandler 1 verfügt über ein
Wandlergehäuse 5,
das an seiner einem nicht gezeigten Antrieb, wie beispielsweise
einer Brennkraftmaschine, zugewandten Seite einen Wandlerdeckel 7 aufweist,
der fest mit einer Pumpenradschale 9 verbunden ist. Diese
geht im radial inneren Bereich in eine Pumpenradnabe 11 über.
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Zurückkommend auf den Wandlerdeckel
7, weist
dieser im radial inneren Bereich eine einen Lagerzapfen
13 tragende
Zapfennabe
12 auf, wobei der Lagerzapfen
13 in
bekannter und daher nicht näher
dargestellter Weise an einem Element des Antriebs, wie beispielsweise
einer Kurbelwelle, zur antriebsseitigen Zentrierung des Wandlergehäuses
5 aufgenommen
ist. Weiterhin verfügt
der Wandlerdeckel
7 über
eine Befestigungsaufnahme
15, die üblicherweise zur Befestigung
des Wandiergehäuses
5 am
Antrieb dient, und zwar vorzugsweise über eine nicht gezeigte Flexplatte.
Bezüglich
einer zeichnerischen Darstellung der Aufnahme des Lagerzapfens eines
Drehmomentwandlers in einer Kurbelwelle eines Antriebs sowie einer
Anbindung des Drehmomentwandlers über eine Flexplatte an die
Kurbelwelle wird beispielhaft auf die
DE 32 22 119 C1 ,
1 verwiesen.
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Die bereits erwähnte Pumpenradschale 9 bildet
zusammen mit Pumpenradschaufeln 16 ein Pumpenrad 17,
das mit einem eine Turbinenradschale 21 sowie Turbinenradschaufeln 22 aufweisenden
Turbinenrad 19 sowie mit einem Leitrad 23 zusammenwirkt.
Pumpenrad 17, Turbinenrad 19 und Leitrad 23 bilden
in bekannter Weise einen hydrodynamischen Kreis 24, der
einen Innentorus 25 umschließt.
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Erwähnt werden sollte weiterhin,
dass Leitradschaufeln 28 des Leitrades 23 auf
einer Leitradnabe 26 vorgesehen sind, die auf einem Freilauf 27 angeordnet
ist. Der Letztgenannte stützt
sich über
eine Axiallagerung 29 an der Pumpenradnabe 11 axial
ab und steht in drehfester, aber axial relativ verschiebbarer Verzahnung 32 mit
einer Stützwelle 30,
die radial innerhalb der Pumpenradnabe 11 angeordnet ist.
Die als Hohlwelle ausgebildete Stützwelle 30 ihrerseits umschließt eine
Getriebeeingangswelle 36, die mit einer Mittenbohrung 37 zum
Durchgang von Hydraulikflüssigkeit
versehen ist. Die Getriebeeingangswelle 36 nimmt über eine
Verzahnung 34 eine Turbinennabe 33 drehfest, aber
axial verschiebbar auf, wobei diese Turbinennabe 33 in
einem radial äußeren Bereich
zur Befestigung eines Turbinenradfußes 31 mittels einer
Nietverbindung 63 dient. Die Turbinennabe 33 stützt sich
einerseits über
eine Axiallagerung 35 am bereits genannten Freilauf 27 ab,
und kommt andererseits über
eine Axiallagerung 44 an der Zapfennabe 12 zur
Anlage. Nach radial innen hin ist die Turbinennabe 33 über eine
Abdichtung 38 gegenüber
der Getriebeeingangswelle 36 abgedichtet, nach radial außen durch
eine Abdichtung 39 gegenüber dem Lagerzapfen 12.
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Die bereits erwähnte Mittenbohrung
37 in
der Getriebeeingangswelle
36 dient zur Versorgung des hydrodynamischen
Kreises
24 sowie zur Druckbeaufschlagung einer noch zu
erläuternden Überbrückungskupplung
56,
wozu eine Verbindung mit einer Steuervorrichtung und einem Hydraulikflüssigkeitsvorrat
erforderlich ist. Weder die Steuervorrichtung noch der Hydraulikflüssigkeitsvorrat
sind zeichnerisch dargestellt, können
aber der
1 der
DE 44 23 640 A1 entnommen
werden und sind daher als inhaltlich in die jetzt vorliegende Patentanmeldung
aufgenommen zu betrachten.
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Über
die Mittenbohrung 37 der Getriebeeingangswelle 36 eingeströmte Hydraulikflüssigkeit
gelangt in einen Übergangsraum 40 und
von diesem über Kanäle 46 der
als Strömungsdurchlass 42 dienenden
Zapfennabe 12 nach radial außen in eine Kammer 55,
die axial zwischen dem Wandlerdeckel 7 und einem Kolben 54 der
bereits erwähnten Überbrückungskupplung 56 angeordnet
ist. Dieser zentrisch zum Wandlerdeckel 7 angeordnete Kolben 54 ist
mit seiner von der Kammer 55 abgewandten Seite dem hydrodynamischen
Kreis 24 zugewandt und in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen
im hydrodynamischen Kreis 24 sowie in der Kammer 55 zwischen
zwei unterschiedlichen Grenzstellungen bewegbar, auf die nachfolgend
noch eingegangen wird. Der Kolben 54 ist mittels eines
auf der Zapfennabe 12 gelagerten Kolbenfußes 52 axial
verschiebbar, wobei eine in der Zapfennabe 12 eingelassene
Kolbendichtung 50 ihre Abdichtfunktion gegenüber dem Kolbenfuß 52 wahrnimmt.
Im radial inneren Bereich des Kolbens 54 ist dieser über Tangentialblattfedern 58 mittels
einer Nietverbindung 62 an einer Aufnahmevorrichtung 60 befestigt,
die an der Zapfennabe 12 befestigt ist.
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Axial zwischen dem Wandlerdeckel 7 und dem
Kolben 54 ist, im radial äußeren Bereich des letztgenannten,
eine Lamelle 65 angeordnet, die über einen Reibbelagträger 66 und
beidseits an demselben aufgenommene Reibbeläge 68 verfügt, wobei durch
jeden Reibbelag 68 je ein Reibbereich bereitgestellt wird.
Der Reibbelagträger 66 ist
an seinem Außenumfang – in Umfangsrichtung
gesehen – mit Verzahnungen 72 versehen,
die mit Gegenverzahnungen 74 einer Drehsicherung 76 verbunden
sind. Die Letztgenannte wiederum ist an der Turbinenschale 21 befestigt.
Es bleibt anzumerken, dass der Reibbelagträger 66 und damit die
Lamelle 65 über die
Zapfennabe 12 Verzahnungen 72/Gegenverzahnungen 74 in
drehfester, aber axial relativ bewegbarer Verbindung zur Drehsicherung 76 steht.
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Der Kolben 54 bildet im
radial äußeren Bereich
an seiner dem Wandlerdeckel 7 zugewandten Seite einen die
Drehachse 3 ringförmig
umschließenden,
dem Reibbereich 69 des benachbarten Reibbelags 68 zugewandten
Gegenreibbereich 70. Ebenso bildet der Wandlerdeckel 7 mit
seiner dem benachbarten Reibbelag 68 zugewandten Seite
einen Gegenreibbereich 70. Die einzelnen Reibbereiche 69 und
Gegenreibbereiche 70 sind miteinander in kraftschlüssige Verbindung
bringbar, sofern im hydrodynamischen Kreis 24 ein höherer Druck
als in der Kammer 55 an der Gegenseite des Kolbens 54 anliegt.
Die Reibbereiche 69 und die Gegenreibbereiche 70 sind
in der Einzelheit X in 1a hervorgehoben.
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In bekannter Weise ist der Kolben 54 zwischen
zwei möglichen
Grenzstellungen axial bewegbar, wobei eine erste Grenzstellung erreicht
ist, wenn die Reibbeläge 68 mit
ihren Reibbereichen 69 kraftschlüssig an den jeweiligen Gegenreibbereichen 70 zur
Anlage gekommen sind. Die zweite Grenzstellung wird dagegen eingenommen,
wenn in der Kammer 55 ein höherer Druck anliegt als im
hydrodynamischen Kreis 24 und der Kolben 54 demnach
gegen die Wirkung der Tangentialblattfedern 58, die den Kolben 54 zum
Wandlerdeckel 7 drücken
wollen, axial verlagert wird, bis er an einem Anschlag 64 der Aufnahmevorrichtung 60 zur
Anlage kommt.
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Zurückkommend auf die Einzelheit
X, ist in dieser eine Schnittlinie II-II (1) eingezeichnet. Bezogen auf die Blickrichtung
gemäß dieser
Schnittlinie ist der dem Wandlerdeckel 7 zugewandte Reibbelag 68 sowie
der Reibbelagträger 66 der
Lamelle 65 einsehbar, wobei 2 eine
vergrößerte Herauszeichnung
eines Segmentes dieses Reibbelags 68 sowie des Reibbelagträgers 66 zeigt.
Dieses Segment des Reibbelages 68 lässt eine Aussparung 80 erkennen,
die sich bezüglich
ihrer Außenkontur 81 im Wesentlichen
bogenförmig
im Reibbelag 68 erstreckt und zwar, ausgehend von einem
Zuflussbereich 82 an der inneren Radialseite 96 des
Reibbelages 68 nach radial außen, um von einem Scheitelpunkt 83 aus
wiederum nach radial innen zu führen,
und zwar zu einem Abflussbereich 84, der ebenso wie der
Zuflussbereich 82 an der inneren Radialseite 96 des Reibbelages 68 mündet. Bei
einer derartigen Form der Aussparung 80 verbleibt im radial äußeren Bereich
des Reibbelages 68, also radial zwischen dem Scheitelpunkt 83 und
einer äußeren Radialseite 97, ein
aussparungsfreier Reibring 100, der, sofern der Reibbelag 68 in
Anlage am Wandlerdeckel 7 steht, eine begrenzte Dichtwirkung
ausübt.
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Sowohl in 1a als auch in 2 ist zusätzlich zu dem zuvor erläuterten
Reibbelag 68 auch der Reibbelagträger 66 der Lamelle 65 eingezeichnet,
der über
eine Ausnehmung 88 verfügt,
die ebenso wie die Aussparung 80 des Reibbelages 68 sich bezüglich ihrer
Außenkontur 104 im
Wesentlichen bogenförmig
im Reibbelagträger 66 erstreckt
und zwar, ausgehend von einem Zuflussbereich 82 an der inneren
Radialseite 94 des Reibbelagträgers 66 nach radial
außen,
um von einem Scheitelpunkt 96 aus wiederum nach radial
innen zu führen,
und zwar zu einem Abflussbereich 84, der ebenso wie der
Zuflussbereich 82 an der inneren Radialseite 94 des Reibbelagträgers 66 mündet. Die
Ausnehmung 88 des Reibbelagträgers 66 ist hierbei
sowohl bezüglich ihrer
Geometrie als auch im Hinblick auf ihre Abmessungen im Wesentlichen
an die Aussparung 80 im Reibbelag 68 angepasst
und daher mit derselben deckungsgleich.
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Die Ausbildung des jeweiligen Reibbelages
68 sowie
des Reibbelagträgers
66 näher betrachtend,
wird bei der nachfolgenden Beschreibung von der in
2 linken Seite ausgegangen, und zwar
unter der Vorstellung, dass der Reibbelag
68 und damit der
diesen aufnehmende Reibbelagträger
66 eine Drehbewegung
in einer Drehrichtung ausführt,
in welcher die Aussparung
80 des Reibbelages
68 ihren Zuflussbereich
82 links
und ihren Abflussbereich
84 rechts aufweist. Demzufolge
wird, bezogen auf
2,
der Reibbelag
68 im Gegenuhrzeigersinn bewegt. In den
3,
4 und
5 ist
die Drehrichtung ebenso gewählt,
wobei die
3 und
4 weitere Ausführungen
der Erfindung zeigen,
5 dagegen
die Strömungsverhältnisse
beim Stand der Technik, wie sie beispielsweise bei den Aussparungen
gemäß der eingangs
erwähnten
DE 100 08 167 A1 auftreten.
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Die 2 betrifft
eine Ausführung,
bei welcher im Reibbelagträger 66 eine
Ausnehmung 88 vorgesehen ist, die bezüglich ihrer Geometrie und ihrer
Abmessungen im Wesentlichen an die Aussparung 80 im Reibbelag 68 angepasst
ist. Aus diesem Grund ist die Ausnehmung 88 des Reibbelagträgers 66 in 2 lediglich an denjenigen
Stellen erkennbar, an denen die Ausnehmung 88 mit ihrer
Außenkontur 90 die
jeweils benachbarte innere Radialseite 94 erreicht, die
radial geringfügig
weiter nach radial innen gezogen sein kann als die innere Radialseite 85 des
Reibbelages 68. Da der übrige
Bereich der Außenkontur 90 gemäß 2 durch den Reibbelag 68 verdreht
ist, ist ein Scheitelpunkt 96 der Ausnehmung 88 lediglich
mit gestrichelter Bezugszeichenlinie eingezeichnet. Ebenso wie bei
der Außenkontur stimmt
die Ausnehmung 88 auch bezüglich ihres Zuflussbereiches 92 mit
dem Zuflussbereich 82 der Aussparung 80 und bezüglich ihres
Abflussbereiches 98 mit dem Abflussbereich 84 der
Aussparung 80 überein.
Zum besseren Verständnis
sei auf die 1a verwiesen,
in welcher die in 2 mit
Ia bezeichnete Schnittlinie zeichnerisch dargestellt ist. Insbesondere
aus dieser 1a ist erkennbar,
dass aufgrund der Anpassung der Ausnehmung 88 an die Aussparungen 80 radial
innerhalb der Scheitelpunkte 83 der Reibbeläge 68 sowie
radial innerhalb des Scheitelpunktes 96 des Reibbelagträgers 66 ein
sich in Achsrichtung zwischen dem Wandlerdeckel 7 und dem
Kolben 54 erstreckender Wirbelraum 102 ausbildet,
dem die nachfolgend beschriebene Funktion zukommt:
An den inneren
Radialseiten 85 und 94 der Reibbeläge 68 sowie
des Reibbelagträgers 66 entlang
strömendes
kühles
Fördermedium
gelangt im Zuflussbereich 82 der Aussparungen 80 und
im Zuflussbereich 92 der Ausnehmung 88 in die
Aussparungen 80 sowie in die Ausnehmung 88 und
versucht dort, entlang der Außenkonturen 81 der
Aussparungen 80 sowie entlang der Außenkontur 90 der Ausnehmung 88 zu strömen. Aufgrund
des Anhaftens dieses kühlen
Fördermediums
an den Außenkonturen 81, 90 entsteht eine
Grenzschicht mit einem Geschwindigkeitsgefälle zwischen außenkonturnahen
Strömungsbereichen und
außenkonturferneren
Strömungsbereichen.
Aufgrund dieses Geschwindigkeitsgefälles wird die Ausbildung eines
Wirbels W1 begünstigt,
der bei optimaler Ausbildung der Aussparungen 80 sowie
der Ausnehmung 88 bezüglich
deren Geometrie und Dimensionierung mit Vorzug den gesamten Bereich
der Aussparungen 80 sowie der Ausnehmung 88 ausfüllt und
zudem, da er sich in Achsrichtung über beide Reibbeläge 68 und
den Reibbelagträger 66 erstrecken
kann, relativ energiereich sein kann. Aufgrund der im Wirbelbereich
heftigen Durchmischung von bereits in den Aussparungen 80 sowie
in der Ausnehmung 88 enthaltenen, bewegten Fördermediums
mit stets frischem, nachgeführten
Fördermedium
entsteht exakt dort, wo eine Kühlfunktion
benötigt
wird, nämlich
im Erstreckungsbereich der Reibbeläge, eine Zone mit kühlem Fördermedium
und turbulenzbedingten hohen Möglichkeiten
zur Wärmeaufnahme von
den radial benachbarten Reibbelägen 68 einerseits,
vom radial benachbarten Reibbelagträger 66 andererseits.
Auf diese Weise aus dem Reibbereich aufgenommene Wärme kann
unverzüglich
an einen den Wirbel W1 radial innerhalb passierenden Volumenstrom
kühlenden
Fördermediums
abgegeben und damit aus dem Erstreckungsbereich der Aussparungen 80 sowie
der Ausnehmung 88 abtransportiert werden.
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Die Ausführung gemäß 3 weicht von derjenigen nach 2 dadurch ab, dass die Ausnehmung 88 im
Reibbelagträger 66 zwar
bezüglich
ihrer geometrischen Ausbildung im Wesentlichen an die Aussparungen 80 der
Reibbeläge 68 angepasst
ist, im Hinblick auf ihre Dimensionierung allerdings erheblich kleiner
ausgelegt ist. Damit wird der Wirbelraum 102, dessen Erstreckungsweite
aus 3a erkennbar ist,
auf einen vergleichsweise kleinen Bereich begrenzt, nämlich auf
einen Bereich radial innerhalb der Außenkontur 90 der Ausnehmung 88. Somit
entsteht im wesentlichen im Erstreckungsbereich der Ausnehmung 88 ein
Wirbel W1, während auch
bei dieser konstruktiven Ausführung
der bereits beschriebene Effekt des Anhaftens von Fördermedium
an den Außenkonturen 81 der
Aussparungen 80 stattfindet und damit im Radialbereich
dieser Außenkonturen 81 ein
Geschwindigkeitsgefälle
beim durchströmenden
Fördermedium
entsteht. Als Konsequenz aus diesem Geschwindigkeitsgefälle und
dem Wirbel W1 im Bereich der Ausnehmung 88 bilden sich
im dazwischen liegenden Radialbereich kleinere Wirbel W2 aus, welche
den großen
Wirbel W1 radial umlagern. Diese Wirbel W2 sind nicht nur bezüglich ihrer
Umfangserstreckung kleiner als der Wirbel W1, sondern verfügen darüber hinaus über eine
wesentlich geringere axiale Erstreckung, da sie sich lediglich jeweils über den
Querschnitt des betreffenden Reibbelages 68 ausdehnen können. Wie 3a zeigt, steht demnach
jeweils ein axial kleiner Wirbelraum 104 für jeweils
eine Mehrzahl dieser kleineren Wirbel W2 zur Verfügung, während radial
innerhalb derselben der axial große Wirbelraum 102 für den Wirbel W1
vorgesehen ist.
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Bei dieser Ausführung bewirkt der große Wirbel
W1 aufgrund heftiger Durchmischung jeweils mit kühlem Fördermedium, welches den Wirbel
W1 radial innerhalb passiert, eine starke Wärmeaufnahme insbesondere im
Bereich der Außenkontur 90 der Ausnehmung 88.
Weiterhin vermag der große
Wirbel W1 aber auch Wärme
von den kleinen Wirbel W2 aufzunehmen, die ihrerseits nicht nur
von der Außenkontur 81 der
jeweiligen Aussparung 80 der Reibbeläge 68 gelieferte Wärme aufnehmen,
sondern in besonderem Maße
axial an beiden Seiten des Reibblagträgers 66, soweit dieser
in den Erstreckungsbereich der Aussparungen 80 ragt. Da
der Reibbelagträger 66 üblicherweise
aus einem metallischen Werkstoff besteht und daher über gute
Wärmeleiteigenschaften
verfügt,
ist bei dieser Ausführung
trotz geringerer Verwirbelung als bei der Ausführung nach 2 für
eine gute Aufnahme sowie den Abtransport von Wärme im Fördermedium gesorgt.
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Die in 4 gezeigte
Ausführung
unterscheidet sich von derjenigen nach 3 durch den völligen Verzicht auf eine Ausnehmung 88 im
jeweiligen Erstreckungsbereich der Aussparungen 80 der Reibbeläge 68.
Verständlicherweise
wird bei einer derartigen Ausführung
der große
Wirbel W1 auf einen Restanteil reduziert sein, während den kleinen Wirbeln W2
eine nochmals höhere
Bedeutung zukommt.
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- 1
- hydrodyn.
Drehmomentwandler
- 3
- Drehachse
- 5
- Wandlergehäuse
- 7
- Wandlerdeckel
- 9
- Pumpenschale
- 11
- Pumpenradnabe
- 12
- Zapfennabe
- 13
- Lagerzapfen
- 15
- Befestigungsaufnahme
- 16
- Pumpenradschaufeln
- 17
- Pumpenrad
- 19
- Turbinenrad
- 21
- Turbinenradschale
- 22
- Turbinenradschaufeln
- 23
- Leitrad
- 24
- hydrodynamischer
Kreis
- 25
- Innentorus
- 26
- Leitradnabe
- 27
- Freilauf
- 28
- Leitradschaufeln
- 29
- Axiallagerung
- 30
- Stützwelle
- 31
- Turbineradfluss
- 32
- Verzahnung
- 33
- Turbinennabe
- 34
- Verzahnung
- 35
- Axiallagerung
- 36
- Getriebeeingangswelle
- 37
- Mittenbohrung
- 38
- Abdichtung
- 39
- Abdichtung
- 40
- Übergangsraum
- 42
- Strömungsdurchlass
- 44
- Axiallagerung
- 46
- Kanäle
- 48
- Zentrierfläche
- 50
- Abdichtung
- 52
- Kolbenfuß
- 54
- Kolben
- 55
- Kammer
- 56
- Überbrückungskupplung
- 58
- Tangentialblattfedern
- 60
- Aufnahmevorrichtung
- 62,
63
- Nietverbindung
- 64
- Anschlag
- 65
- Lamelle
- 66
- Reibbelagträger
- 68
- Reibbelag
- 69
- Reibbereich
- 70
- Gegenreibbereich
- 72
- Verzahnungen
- 74
- Gegenverzahnungen
- 76
- Drehsicherung
- 78
- Halterung
- 80
- Aussparungen
- 81
- Außenkontur
- 82
- Zuflussbereich
- 83
- Scheitelpunkt
- 84
- Abflussbereich
- 85
- innere
Radialseite
- 86
- äußere Radialseite
- 88
- Ausnehmung
- 90
- Außenkontur
- 92
- Zuflussbereich
- 94
- innere
Radialseite
- 96
- Scheitelpunkt
- 98
- Abflussbereich
- 100
- unterbrechungsfreier
Reibring
- 102
- großer Wirbelraum
- 104
- kleiner
Wirbelraum