DE112009002560B4 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
- Hydrodynamische Drehmomentwandler mit Reibring beziehungsweise Reibbelag sowie mit einem solchen ausgerüstete Nasslaufkupplungen sind durch die
US 4,969,543 und dieUS 5,056,631 bekannt geworden. Da das Öl bei bekannten hydrodynamischen Drehmomentwandlern aus dem externen Wandlerkühlkreis nicht gezielt über die zu kühlende Wandlerüberbrückungskupplung geführt wird, sind in diesen beiden US-Patentschriften hydrodynamische Strömungswandler mit einer Überbrückungskupplung beschrieben, bei denen die in Eingriff stehenden Reibflächen derart ausgebildet sind, dass auch bei geschlossener Überbrückungskupplung ein Ölstrom zwischen den beidseits eines Ringkolbens vorgesehenen Kammern ermöglicht wird. Diese hydrodynamischen Strömungswandler besitzen ein Gehäuse, in dem ein Pumpenrad, ein Turbinenrad, ein Leitrad sowie die Überbrückungskupplung, welche den Ringkolben aufweist, aufgenommen sind. Beidseits des Ringkolbens sind mit Öl befüllbare Kammern vorgesehen. Die erste der Kammern wird dabei radial innerhalb der Reibflächen der Überbrückungskupplung gebildet und vom Ringkolben und einer radialen Wandung des Gehäuses begrenzt, während in der zweiten Kammer zumindest das Turbinenrad angeordnet ist. Der Ölstrom dient zur Reduzierung der infolge Schlupf in der Überbrückungskupplung auftretenden thermischen Belastung der Bauteile, insbesondere im Bereich des Reibbelages beziehungsweise der Reibflächen. - Weiter sind Lösungen bekannt, die eine Führung des Öls dadurch anstreben, indem sie alle möglichen Flusswege des Kühlöls, außer diejenigen Wege, die über die Wandlerüberbrückungskupplung führen, durch Führungsbleche und Abdichtelemente (z. B. Tellerfedern zwischen benachbarten mit gleicher Drehzahl rotierenden Teilen) mit einem hohen Durchflusswiderstand versehen, sodass der Kühlölfluss durch den Wandler im Wesentlichen zur Wandlerüberbrückungskupplung führt und in Kombination mit Nutmustern, die einen Selbstfördereffekt aufweisen, das Kühlöl zumindest teilweise durch die Kühlnuten gefördert wird. Dieses Prinzip wird in der
DE 103 50 935 A1 beschrieben. Bei dieser Lösung kann durch entsprechende Maßnahmen der Ölfluss über die Lamellen einer Wandlerüberbrückungskupplung optimiert werden. Dazu wird im Bereich, der fern der Wandlerüberbrückungskupplung ist, der Durchflusswiderstand für das Öl erhöht. Mit einer zweiten, unabhängigen Maßnahme wird dagegen der Durchflusswiderstand für das Öl über die Wandlerüberbrückungskupplung reduziert. - Die
WO 2007/079713 - Außerdem ist gemäß
WO 2007/048505 A1 - Weiterhin ist aus
EP 1 843 062 A2 eine fluidbefüllte Kopplungsanordnung bekannt, bei der ein an einer Abtriebsseite eines Kolbens abtriebsseitiger Druckraum zumindest im Wesentlichen einerseits durch die Abtriebsseite des Kolbens und andererseits durch eine dem Kolben zugeordnete Trennwandung begrenzt ist, die ihrerseits zwischen dem abtriebsseitigen Druckraum und einem Kühlraum, der in einer einen Reibbereich aufweisenden Kupplung vorgesehen ist. - Um jedoch Teile einzusparen und ein schlankeres Kupplungskonzept zu realisieren dient speziell bei einer Wandlerüberbrückungskupplung mit einem oder zwei Reibbelägen (TwinPlate) der zum Schließen der Wandlerüberbrückungskupplung verwendete Kupplungskolben gleichsam als Reibpartner, auf dessen Rückseite ein Wärmestau im Öl hervorgerufen wird, der sich allerdings nachteilig dadurch auf das Öl auswirken kann, da das Öl hinter dem Kolben nicht ausgetauscht wird. Die Folge davon ist eine fortwährende Erwärmung, wodurch kritische, ölschädigende Temperaturen erreicht werden, die eine Änderung der Reibwertcharakteristik hervorrufen können und damit die Grundlage für ein Rupfen der Kupplung bilden.
- Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung zu schaffen, bei dem durch eine verbesserte Kühlung der Wandlerüberbrückungskupplung die durch die Reibverlustleistung erzeugten maximalen Temperaturen an den Reibflächen einer Kupplung gesenkt werden, um dadurch die Lebensdauer des Öls und der Reibbeläge der Kupplung zu verlängern.
- Diese Aufgabe wird mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Danach ist der von einem Gehäuse umgebene hydrodynamische Drehmomentwandler konzentrisch um eine Nabe angeordnet und mit dieser drehfest verbundenen. In diesem sind ein Pumpenrad, ein Turbinenrad, ein Leitrad sowie eine Wandlerüberbrückungskupplung mit einem Lamellenpaket angeordnet. Das Lamellenpaket weist dabei mindestens eine Reibfläche auf, die mit einer Gegenreibfläche in einer Endlamelle in Eingriff bringbar ist. Die Reibflächen sind dabei üblicherweise mit Kühlnuten versehen. Weiter weist die Wandlerüberbrückungskupplung einen aus zwei Teilkolben zusammengesetzten Kolben auf, der unter Druckbeaufschlagung des Lamellenpaketes über die Stirnfläche seines Teilkolbens zum zusätzlichen Reibpartner wird, wobei das zur Kühlung der Reibpartner der Wandlerüberbrückungskupplung dienende, über den Drehmomentwandler umgewälzte Kühlöl, zwangsweise und vollständig durch den Kolben und die Kühlnuten des Lamellenpaketes geleitet wird.
- In vorteilhafter Weiterbildung des Drehmomentwandlers ist die Stelle der Einleitung des Öls, ausgehend vom Kolben, in das Lamellenpaket frei wählbar. Das gleiche gilt auch für die Stelle der Ausleitung des Öls aus dem Lamellenpaket.
- Außerdem ist es vorteilhaft, dass der der Wandlerüberbrückungskupplung zugewandte Teilkolben im Bereich dieser Wandlerüberbrückungskupplung mindestens eine Ausnehmung aufweist. Ebenfalls können mehrere Ausnehmungen über den Umfang dieses Teilkolbens verteilt angeordnet sein.
- Zur Herstellung eines Anschlusses durch das Lamellenpaket ist es besonders vorteilhaft, wenn die mindestens eine Lamelle mit mindestens einer Ausnehmung versehen ist. Allerdings können auch mehrere Ausnehmungen über den Umfang der Ringfläche der Lamelle verteilt angeordnet sein, die entweder auf gleichem Durchmesser angeordnet sind oder aber auch radial zueinander beabstandet sein können.
- Weiterhin ist es zur Bildung eines Raumes vorteilhaft, dass die beiden Teilkolben über mindestens eine Verbindungsstelle miteinander verbunden sind, die sich vorzugsweise am oder in der Nähe des Außendurchmessers mindestens eines der Teilkolben befindet.
- Allerdings kann auch eine als ringförmige Wölbung ausgebildete Verbindungsstelle die zugewandten Ringflächen der Teilkolben dichtend miteinander verbinden. Die Verbindung zwischen beiden Teilkolben kann jedoch auch nicht dichtend, sondern so ausgebildet sein, dass durch diese in radialer Richtung ein Kanal stehen bleibt.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Lamellenpaket der Wandlerüberbrückungskupplung aus mindestens einer Lamelle und einer Endlamelle. Dieser Aufbau der Wandlerüberbrückungskupplung reicht aus, um den erfindungsgemäßen zwangsgeführten Ölfluss durch diese zu realisieren. Ist mehr axialer Bauraum vorhanden, können ebenso gut mehrere Lamellen und eine Endlamelle zu einem Lamellenpaket zusammengefügt werden. Wichtig zur Realisierung einer Kupplungsfunktion ist jedoch, dass sowohl die mindestens eine Lamelle zur jeweils benachbarten Lamelle bzw. zur Endlamelle und die Endlamelle wiederum zur unmittelbar benachbarten Lamelle Reibbeläge aufweist, die von Kühlnuten durchzogen werden. Zur Gewährleistung des Austritts des Öls aus dem Lamellenpaket ist es entweder erforderlich, dass der Austritt des Öls aus der mindestens einen Lamelle in Höhe des Außenoder Innendurchmessers der Endlamelle erfolgt oder aber die Endlamelle über mindestens eine Ausnehmung verfügt. Wie auch bei der mindestens einen Lamelle können dabei auch mehrere Ausnehmungen über den Umfang der Ringfläche der Endlamelle verteilt angeordnet sein.
- In einer weiteren Ausführungsform kann die mindestens eine Lamelle mit mindestens einer Ausnehmung versehen sein. Vorteilhafterweise sind mehrere Ausnehmungen über den Umfang der Ringfläche der Lamelle verteilt auf gleichem Durchmesser angeordnet oder auch radial zueinander beabstandet.
- Zur Bildung eines Kanals im Lamellenpaket ist es besonders vorteilhaft, dass die Enden der mindestens einen Lamelle und das jeweils freie Ende der Endlamelle zur gegenüberliegenden Bauteilfläche beabstandet sind.
- In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Erfindung wird der Weg des Ölstromes durch die Wandlerüberbrückungskupplung in radialer Richtung durch entsprechend zwischen den die Reibflächen tragenden Teile der Wandlerüberbrückungskupplung bzw. des Lamellenpaketes eingesetzte Belagdichtringe oder Belagdichtlippen begrenzt.
- Durch die Bildung von Kanälen, durch Herstellung von Ausnehmungen in den jeweiligen Bauteilen bzw. durch Einbringung von Abdichtstellen zwischen axial benachbarten Bauteilen, wird der Weg des Kühlöls vom Kolben über die Wandlerüberbrückungskupplung vorgegeben und damit der Ölstrom zwangsgeführt, so dass eine optimale Kühlung des Öls erreicht wird.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1a eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Kolbens (Sandwichkolben) einer Wandlerüberbrückungskupplung mit zentraler Ölzufuhr und „offener“ Endlamelle, -
1b eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit zentraler Ölzufuhr und „offener“ Endlamelle, -
2 eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens gemäß1 b , mit einer Belagdichtringanordnung für die Abdichtung der Ölzufuhr in einer ersten Variante, -
3 eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens gemäß1b mit einer weiteren Variante der Belagdichtringanordnung für die Abdichtung der Ölzufuhr, -
4 eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit weiteren konstruktiven Ausbildung für eine Ölzufuhr, -
5 eine Teilschnittdarstellung eines offenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit einer Belagdichtringanordnung wie in2 und „offener“ Endlamelle, -
6 eine Teilschnittdarstellung eines offenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit einer Ölzufuhr wie in4 und geschlossener Endlamelle, -
7a und7b eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit jeweils abwechselnder Richtung der Ölzu fuhr durch die Reibbeläge der Wandlerüberbrückungskupplung, -
8 eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit einem Außenlamellenträger als einer weiteren konstruktiven Möglichkeit für die drehfeste Verbindung der Endlamelle und evtl. weiterer Außenlamellen jeweils mit dem Antrieb und der Abdichtung der Ölzufuhr, -
8a eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus8 , der den Bereich der Abdichtung der Ölzufuhr zeigt. - Die
1 bis8 zeigen einen Teilschnitt einer Wandlerüberbrückungskupplung4 eines Drehmomentwandlers1 mit einem Gehäuse2 , wobei die Bezeichnung gleicher Bauteile in allen Figuren beibehalten wird. Diese Wandlerüberbrückungskupplung4 besteht im Wesentlichen aus einem Kolben5 , der mittels zweier miteinander verbundener Teilkolben5a und5b zu einem so genannten „Sandwichkolben“ zusammengefügt und konzentrisch auf einer Nabe10 mit einer Rotationsachse3 angeordnet ist, mit der er fest verbunden ist. Dabei bildet der Teilkolben5a in Bezug zur Wandlerüberbrückungskupplung4 den äußeren Teilkolben und der Teilkolben5b entsprechend den inneren Teilkolben. Weiter steht dieser Kolben5 mit dem Lamellenpaket6 der Wandlerüberbrückungskupplung4 in Wirkverbindung, wobei die in diesem Ausführungsbeispiel eine Lamelle6a mit einem Lamellenträger7 verbunden und ebenfalls konzentrisch um die Nabe10 angeordnet ist. Das Lamellenpaket6 umfasst weiter eine Endlamelle6b , die in dieser und in der1b in das Gehäuse2 eingepresst ist. Die Stirnflächen der Lamellen6a und6b sind mit einem Reibbelag versehen. Sowohl bei den1a und1b , die jeweils eine nicht-erfindungsgemäße Ausführungsform des Drehmomentwandlers1 zeigen, als auch den nachfolgenden Figuren ist die Lamelle6a beidseitig, die Endlamelle6b dagegen einseitig, mit einem Reibbelag versehen, der der Lamelle6a zugewandt ist. Dieser jeweilige Reibbelag weist Vertiefungen auf, die beispielsweise einem Muster folgen. Auf diese Weise wird eine Zwangsführung eines Ölflusses durch Kühlnuten generiert, die für die Kühlung der Reibpartner und damit sowohl des Kolbens5 als auch der Lamellen6a ,6b notwendig ist. - Weiter ist dieser Drehmomentwandler
1 antriebsseitig drehfest mit einer Mitnahmescheibe12 verbunden. Von diesem Grundaufbau ausgehend, sind in den1a und1b beide Teilkolben5a und5b am Außenumfang miteinander so verbunden, dass durch diese Verbindung eine umlaufende Nut gebildet wird, in die eine Abdichtung in Form eines Dichtelementes11 zur Abdichtung des Kolbens5 gegenüber der Wand des Gehäuses2 eingebracht ist. Außerdem geht aus diesen beiden Figuren hervor, dass sowohl im Teilkolben5b als auch in der Lamelle6a mehrere über den Umfang verteilte Ausnehmungen9a und9b in Form beispielsweise von Bohrungen vorgesehen sind, die vorzugsweise auf dem gleichen Durchmesser angeordnet sind, wobei die Ausnehmungen im Teilkolben5b mit9a und die Ausnehmungen in der Lamelle6a mit9b bezeichnet werden. Vorzugsweise sind die Ausnehmungen9a im Kolben5 in diesem Ausführungsbeispiel auf dem gleichen Durchmesser wie der der Ausnehmungen9b der Lamelle6a angeordnet, so dass über deren Länge jeweils ein Kanal gebildet wird. In diesen Figuren sind diese Ausnehmungen9a und9b vorzugsweise auf einem mittleren Durchmesser und im Bereich des Lamellenträgers7 der Lamelle6a angeordnet. - In
1a , in der der Kolben5 noch nicht das Lamellenpaket6 mit Druck beaufschlagt, ist der Weg des Ölflusses zur Kühlung der Reibpartner durch Pfeile angedeutet. Hieraus ist ersichtlich, dass das zur Kühlung der Wandlerüberbrückungskupplung4 externe Öl durch eine radiale Bohrung13 in der Nabe10 austritt. Von dieser aus gelangt es in den Zwischenraum des doppelwandigen Sandwichkolbens5 , durchströmt diesen in Richtung Wandlerüberbrückungskupplung4 , tritt durch die Ausnehmungen9a ,9b hindurch, durchfließt die Kühlnuten der Reibbeläge von Lamelle6a und Endlamelle6b und umfließt außerdem den Innendurchmesser sowohl der Lamelle6a als auch die durch den vom Innendurchmesser der Endlamelle6b zum angrenzenden Lamellenträger gebildeten ringförmigen Ausnehmung15 , um letztendlich über entsprechende Ausnehmungen14 im Belagträger7 und Ausnehmungen16 in der Endlamelle6b in den Wandlerraum17 zu gelangen. - Auf diesem Weg wird das Öl, ausgehend von der Nabe
10 , über die Wandlerüberbrückungskupplung4 erwärmt. Abkühlen kann es sich dann im Wandlerraum16 . - In
1b ist der Durchfluss für das Öl gesperrt, indem der Kolben5 das Lamellenpaket6 mit Druck beaufschlagt und somit den Eintritt des Öls zum Wandlerraum17 durch die Ausnehmungen9a verschließt. Somit kann auch kein Öl weder die Ausnehmungen9b noch die restlichen Ausnehmungen14 ,15 und16 erreichen. - Im Unterschied zu den
1a und1b ist in der2 das Lamellenpaket6 und somit jeweils jede Lamelle6a und6b am Innendurchmesser mit einem Belagdichtring18 versehen, der den Zwischenraum zwischen den Lamellen6a ,6b in Richtung Nabe10 abdichtet. Ansonsten wird in dieser Figur mittels des Pfeils der Weg des Öls vom Eintritt in den Zwischenraum des Sandwichkolbens5 über die Ausnehmungen9a der Wandlerüberbrückungskupplung4 mit ihrem Lamellenpaket6 dargestellt. Da das Lamellenpaket6 in Richtung Nabe10 abgedichtet ist, kann das zwangsgeführte Öl nur noch über die Ausnehmungen16 in der Endlamelle6b in den Wandlerraum17 gelangen und sich dort abkühlen. - In
3 ist die Wandlerüberbrückungskupplung4 , ebenso wie in2 , geschlossen. In dieser Ausführung sind die Ausnehmungen9a des Teilkolbens5b wiederum deckungsgleich mit den in der Lamelle6a der Wandlerüberbrückungskupplung4 vorgesehenen Ausnehmungen9b angeordnet. Außerdem ist, im Gegensatz zu2 , das Lamellenpaket6 der Wandlerüberbrückungskupplung4 im Bereich des Umfanges der Lamelle6a abgedichtet. Dazu ist jeweils in den u. a. durch die Dicke der Reibbeläge vorgegebenen Zwischenräumen zwischen den Lamellen6a und6b ein Belagdichtring18 angeordnet. Somit gelangt der Ölstrom entsprechend der Pfeilrichtung in diesem Fall über die Nabe10 zunächst in den Zwischenraum zwischen den beiden Teilkolben5a und5b des Sandwichkolbens5 , durchströmt die Ausnehmungen9a und9b von Teilkolben5b bzw. Lamelle6a , um über die Kühlnuten der Reibbeläge des Lamellenpakets6 über deren Innendurchmesser sowohl durch die Ausnehmungen14 im Belagträger als auch durch die am Innendurchmesser der Endlamelle6b zum Belagträger7 gebildete ringförmige Ausnehmung15 schließlich in den Wandlerraum17 zu gelangen. - Weitere Möglichkeiten der Vorgabe des Ölweges werden in den nachfolgenden
4 bis8 aufgezeigt, die die Wandlerüberbrückungskupplung4 jeweils im geschlossenen Zustand zeigt. So besteht beispielsweise gemäß4 , die eine nicht-erfindungsgemäße Ausführungsform des Drehmomentwandlers1 zeigt, die Möglichkeit der Vorgabe des Ölweges darin, dass die Ausnehmungen9a des Teilkolbens5b soweit nach außen verlegt werden, dass der Innendurchmesser dieser Ausnehmungen9a größer ist als der Außendurchmesser der Lamelle6a bzw. mit diesem übereinstimmt. Außerdem ist der Innendurchmesser der Lamelle6a so gewählt, dass dieser in den Ausnehmungen14 des Lamellenträgers7 endet. Damit kann das im Zwischenraum des Sandwichkolbens5 befindliche Öl sowohl, ausgehend von den Ausnehmungen9a im Teilkolben5b über den Außendurchmesser der Lamelle6a , von da über die Kühlnuten der Reibbeläge des Lamellenpaketes6 , einerseits über die im Endbereich des Innendurchmessers der Endlamelle6b gebildete ringförmige Ausnehmung15 und andererseits über die im Lamellenträger7 vorgesehenen Aussparungen14 in den Wandlerraum17 einströmen. - Im Gegensatz zu den beschriebenen
1 bis4 zeigt5 eine weitere mögliche Gestaltung des Sandwichkolbens5 , der am äußeren Durchmesser offen ist. Bei diesem Kolben5 ist der Teilkolben5a in seinem Endbereich topfförmig gestaltet und so zum Teilkolben5b hin gewölbt, dass dieser mit seiner umlaufenden Wölbung19 (oder mehrere Wölbungen19 auf gleichem oder auch unterschiedlichem Durchmesser) abdichtend an der planen Stirnfläche des Teilkolbens5b anliegt. Auf diese Weise wird die eigentliche Verbindung zwischen beiden Teilkolben5a und5b hergestellt. Ebenso gut kann auch die Wölbung19 durch den Teilkolben5b erzeugt werden. Durch diese Wölbung/en19 wird eine gleichmäßigere Flächenpressungsverteilung an den Reibflächen der Reibpartner erzeugt. Außerdem ist in dieser Ausführung der Außendurchmesser des Teilkolbens5b vorzugsweise gleich groß mit dem der Lamelle6a , so dass zwischen der Wandung des topfförmigen Endes des Teilkolbens5a und den Mantelflächen aus Teilkolben5b und Lamelle6a ein umlaufender Kanal20 gebildet wird, der in die in diesem Bereich vorgesehenen Ausnehmungen16 der mit dem Gehäuse2 verstemmten Endlamelle6b einmündet. Weiter wird ein Kanal aus den Ausnehmungen9a und9b gebildet, die radial innerhalb der umlaufenden Abdichtung beider Teilkolben5a und5b infolge der Wölbung19 eingebracht sind. Außerdem sorgen wiederum in diesen Kanal in Richtung Nabe10 eingebrachte Belagdichtringe18 für eine radiale Abdichtung in dieser Richtung. Durch die erzeugte Abdichtung zwischen beiden Teilkolben5a und5b im Bereich der Stirnfläche des Teilkolbens5b in Form der umlaufenden Wölbung19 bzw. Kolbennase wird das im Zwischenraum des Sandwichkolbens5 befindliche Öl gezwungen, in den durch die Ausnehmungen9a und9b gebildeten Kanal in das Lamellenpaket6 einzuströmen, wie der Pfeil ausweist. Das Öl kann im Außendurchmesserbereich der Reibbeläge der Lamellen6a und6b austreten, wobei es deren Kühlnuten durchströmt, um letztendlich über die Ausnehmung16 im Bereich des Außendurchmessers der Endlamelle6b in den Wandlerraum17 zu gelangen. -
6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Sandwichkolbens5 , der ebenso wie in5 , am äußeren Ende offen ist. Ebenso weist dessen Teilkolben5a wie in5 eine ringförmigen Wölbung19 in Form einer Kolbennase auf, die einen bestimmten Durchmesserbereich aufweist, um eine Andrückfläche für eine Kupplungsschließkrafteinleitung zu bilden. Diese jedoch gegenüber5 mindestens in radialer Richtung so gestaltet ist, dass gegenüber dem Teilkolben5b ein Kanal gebildet wird. Ebenso wie in den vorangegangenen Figuren ist die Endlamelle6b fest mit dem Wandlergehäuse2 verbunden. Ansonsten wird das Öl weiter gemäß den Pfeilen wie in4 aufgezeigt, zwangsgeführt, wobei der Ölstrom umgelenkt wird, so dass er die Kühlnuten der Reibbeläge radial nach innen durchfließt. Nach dem Durchströmen des Lamellenpaketes6 gelangt das Öl wiederum in den Wandlerraum17 . - Die
7a , die einen ähnlichen Aufbau der Wandlerüberbrückungskupplung4 wie in2 aufzeigt, unterscheidet sich von dieser darin, dass die Positionen der Ausnehmungen9a im Teilkolben5b nicht mit den Positionen der Ausnehmungen9b in der Lamelle6a übereinstimmen, so dass durch die Belagdichtringe18 am Außenund Innendurchmesser der Lamelle6a zwischen Lamelle6a und Teilkolben5b einerseits und dem Belagdichtring am Innendurchmesser der Lamellen6b zwischen den Lamellen6a und6b andererseits eine Umleitung des Öls innerhalb des Lamellenpaketes6 um 180° zu den benachbarten Reibbelägen erreicht wird. Durch diese Umlenkung wird der Durchströmwiderstand für das Öl erhöht, wodurch die Verweildauer des Öls im Lamellenpaket6 verlängert wird und der Ölstrom länger die Möglichkeit hat, Wärme aus diesem beanspruchten Bereich von den Reibpartnern und damit den die Reibflächen tragenden Teilen abzuführen, wodurch die Wärme von den Reibpartnern besser vom Öl aufgenommen und von diesen abtransportiert werden kann. - In
7b wird ebenfalls eine Umlenkung des Öls um 180° gegenüber benachbarten Reibbelägen durch eine unterschiedliche Positionierung der Ausnehmungen9a und9b erreicht, wie dies an der Richtung der Pfeile ersichtlich ist. Ansonsten ist der Aufbau dieses hydrodynamischen Drehmomentwandlers1 mit Wandlerüberbrückungskupplung4 gleich dem in3 beschriebenen. - In
8 wird ebenfalls eine Umlenkung des Öls um 180° in der Wandlerüberbrückungskupplung4 anhand des Pfeilverlaufes ausgewiesen, die sich von den vorhergehenden1 bis7 darin unterscheidet, dass bei dieser Ausführung die Wandlerüberbrückungskupplung4 einen äußeren Lamellenträger8 aufweist, gegen den der Sandwichkolben5 umfangsmäßig abgedichtet ist und somit nicht am Wandlergehäuse2 anliegt. Ansonsten ist der Aufbau dieses Wandlers1 analog zu dem in7b . -
8a zeigt den Ausschnitt aus8 in einer Vergrößerung, so dass die Zwangsführung des Öls, dargestellt durch den Pfeilverlauf, durch die Kühlnuten der Reibbeläge der Wandlerüberbrückungskupplung4 deutlich sichtbar wird. Außerdem sind in dieser Figur die Räume der Lamelle6a zu den benachbarten Bauteilen5b ,6b deutlich erkennbar. - Durch diesen in den vorstehend beschriebenen
1 bis8 zwangsgeführten Kühlölstromverlauf wird die Kühlung der Reibpartner der Wandlerüberbrückungskupplung4 optimiert. Ein Selbstfördereffekt durch das Nutmuster in den Reibbelägen durch die Schleppwirkung oder Radialpumpenwirkung des Öls in den rotierenden Kühlnuten, wie im Stand der Technik genutzt, ist bei diesen Ausführungen nicht erforderlich. - Wird der Kühlölstrom im Bereich des Innendurchmesserbereiches der Reibfläche/n eingeleitet, wie in den
1a ,2 und5 , fließt aufgrund des geringen Durchströmungswiderstandes der Kühlölstrom in Wirkrichtung der Fliehkraft durch die Kühlnuten der Wandlerüberbrückungskupplung4 . Allerdings kann, wie in den3 ,4 ,7b und8 der Kühlölstrom auch wahlweise in den Durchmesserbereich mit der größten Flächenpressung eingeleitet werden, um in diesem Bereich gezielt die maximale Reibflächentemperatur zu senken. - Bei allen konstruktiven Ausführungen können sowohl die Stelle der Einleitung der Kupplungsschließkraft als auch die des Kühlöls in die Wandlerüberbrückungskupplung
4 bedarfsgerecht gewählt werden. Ersteres, um eine gleichmäßige Flächenpressung zu erreichen, letzteres, um die Stelle mit der größten Flächenpressung mit dem kühleren Öl zuerst zu durchströmen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Drehmomentwandler / Wandler
- 2
- Wandlergehäuse
- 3
- Rotationsachse
- 4
- Wandlerüberbrückungskupplung
- 5
- Kolben / Sandwichkolben
- 5a
- äußerer Teilkolben
- 5b
- innerer Teilkolben
- 6
- Lamellenpaket
- 6a
- Lamelle
- 6b
- Endlamelle
- 7
- Innerer Lamellenträger
- 7
- Äußerer Lamellenträger
- 9a
- Ausnehmung
- 9b
- Ausnehmung
- 10
- Nabe
- 11
- Abdichtung / Dichtelement
- 12
- Mitnahmescheibe
- 13
- Bohrung
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Durchlass / Kanal
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Wandlerraum
- 18
- Belagdichtring
- 19
- Wölbung
- 20
- Kanal
Claims (10)
- Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) mit einem Gehäuse (2), der konzentrisch um eine Nabe (10) angeordnet und mit dieser drehfest verbundenen ist, in welchem ein Pumpenrad, ein Turbinenrad, ein Leitrad sowie eine Wandlerüberbrückungskupplung (4) mit einem Lamellenpaket (6) angeordnet sind, und das Lamellenpaket (6) mindestens eine Reibfläche aufweist, die mit einer Gegenreibfläche in einer Endlamelle (6b) in Eingriff bringbar ist, wobei die Reibflächen mit Kühlnuten versehen sind, und die Wandlerüberbrückungskupplung (4) einen aus zwei Teilkolben (5a, 5b) zusammengesetzten Kolben (5) aufweist, und der Kolben (5) bei Druckbeaufschlagung des Lamellenpaketes (6) über die Stirnfläche seines Teilkolbens (5b) zum zusätzlichen Reibpartner wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Kühlung der Reibpartner der Wandlerüberbrückungskupplung (4) dienende, über den Drehmomentwandler (1) umgewälzte Kühlöl mit Hilfe von Belagdrichtringen oder Belagdichtlippen (18), die abschnittweise zwischen den Lamellen (6a, 6b) vorgesehen sind, zwangsweise und vollständig durch den Kolben (5) und die Kühlnuten des Lamellenpaketes (6) geleitet wird.
- Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stelle der Einleitung des Öls, ausgehend vom Kolben (5), in das Lamellenpaket (6) frei wählbar ist. - Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stelle der Ausleitung des Öls aus dem Lamellenpaket (6) frei wählbar ist. - Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der der Wandlerüberbrückungskupplung (4) zugewandte Teilkolben (5b) im Bereich dieser Wandlerüberbrückungskupplung (4) mindestens eine Ausnehmung (9a) aufweist. - Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang des ringförmig ausgebildeten Teilkolbens (5b) mehrere Ausnehmungen angeordnet sind. - Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkolben (5a, 5b) mindestens über eine Verbindungsstelle miteinander verbunden sind. - Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindungsstelle am oder in der Nähe des Außendurchmessers mindestens eines der Teilkolben (5a, 5b) befindet. - Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass eine als ringförmige Wölbung (19) ausgebildete Verbindungsstelle die zugewandten Ringflächen der Teilkolben (5a, 5b) dichtend miteinander verbindet. - Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Wölbung (19) mindesten einen Kanal für den Öldurchfluss in radialer Richtung aufweist. - Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenpaket (6) der Wandlerüberbrückungskupplung (4) aus mindestens einer Lamelle (6a) und einer Endlamelle (6b) besteht.
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