DE19704217C2 - Hydrodynamic torque converter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler zur Verbindung mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Gehäuse, einem auf einer Nabe ange­ ordneten, in axialer Richtung verschiebbaren Turbinenrad und einer Überbrückungskupplung zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Turbinenrad.The invention relates to a hydrodynamic torque converter for connection to an internal combustion engine, especially in Motor vehicles, with a housing, one on a hub arranged, axially displaceable turbine wheel and a lock-up clutch for establishing a connection between the housing and the turbine wheel.

Ein solcher Drehmomentwandler ist beispielsweise aus der DE 38 23 210 A1 oder der DE 195 15 302 A1 bekannt. Hydrodynamische Drehmomentwandler lassen sich mit Planetenradsätzen zu automati­ schen Getrieben kombinieren. Die Überbrückungskupplung dient dazu, in den oberen Gängen die motorseitige Gehäusewand mit dem Turbinenrad zu verbinden, um dadurch den hydrodynamischen Kreis­ lauf des Wandlers zu umgehen. Durch diese mechanische Kupplung entfallen bei höheren Drehzahlen die Energieverluste im Drehmom­ entwandler und der Wirkungsgrad des Getriebes steigt. Die Über­ tragung des Drehmoments bei der Überbrückungskupplung erfolgt über Reibbeläge. Es gibt Fahrzustände, in denen die Über­ brückungskupplung bewußt im Zustand gleitender Reibung gehalten wird. Durch Auswahl geeigneten Materials für die Reibbeläge und infolge der Tatsache, daß die Reibbeläge vom Wandlerfluid umge­ ben sind, wird der Zustand gleitender Reibung nahezu verschleiß­ frei durchgestanden.Such a torque converter is for example from DE 38 23 210 A1 or DE 195 15 302 A1. Hydrodynamic Torque converters can be automated with planetary gear sets combine gears. The lock-up clutch serves in addition, in the upper gears the engine-side housing wall with the Turbine wheel to connect, thereby the hydrodynamic circuit bypass the converter. Through this mechanical clutch there is no energy loss in torque at higher speeds converter and the efficiency of the transmission increases. The About Torque is carried by the lock-up clutch about friction linings. There are driving conditions in which the over bridge clutch deliberately kept in the state of sliding friction becomes. By selecting suitable material for the friction linings and  due to the fact that the friction linings are converted from the converter fluid ben, the state of sliding friction will almost wear out got through freely.

Sofern bei verschiedenen Betriebszuständen axiale Kräfte zu er­ warten sind, müssen diese über geeignete Axiallager abgefangen werden. Hierzu sind Axialgleit- oder Axialwälzlager bekannt. Bei niedrigen Belastungen werden als Axialwälzlager Rillenkugellager bei höheren Belastungen Nadellager eingesetzt. Wälzlager laufen zwar relativ geräuscharm, haben jedoch den Nachteil, daß sie recht teuer und letztendlich, auch schwer sind. Die zunehmende Ausstattungsvielfalt moderner Fahrzeuge bringt es mit sich, daß an alle Bauteile die Forderung gestellt wird, möglichst kompakt und leicht ausgebildet zu sein.Provided he has axial forces in different operating states are waiting, they must be intercepted using suitable axial bearings become. For this purpose, axial sliding or axial roller bearings are known. At Low loads are used as thrust ball bearings needle bearings are used for higher loads. Rolling bearings run relatively quiet, but have the disadvantage that they are quite expensive and ultimately, also difficult. The increasing A wide variety of equipment in modern vehicles means that The requirement for all components is as compact as possible and to be easily trained.

Gleitlager kommen der Forderung nach Leichtbau entgegen, haben jedoch den Nachteil, daß die Lagerflächen Verschleiß ausgesetzt sind. Wenn die Gleitflächen direkt in den Bauteilen des Wandlers ausgebildet werden, unterliegt der Wandler einem entsprechenden Verschleiß. Dieses Phänomen ist insbesondere dann sehr nachtei­ lig, wenn das Wandlerfluid durch Abriebpartikel verschmutzt ist, diese mit dem Fluidstrom zwischen die Gleitlagerflächen getragen werden und dort dann eine Riefenbildung verursachen. Die Riefen­ bildung wird zunächst zu einer Geräuscherhöhung und kann später zu einem Ausfall des Wandlers führen.Plain bearings meet the requirement for lightweight construction however, the disadvantage that the bearing surfaces are exposed to wear are. If the sliding surfaces are directly in the components of the converter trained, the converter is subject to a corresponding Wear. This phenomenon is particularly disadvantageous lig, if the converter fluid is contaminated by abrasion particles, these are carried with the fluid flow between the slide bearing surfaces and then cause scoring. The stripes education initially becomes an increase in noise and can later cause the converter to fail.

Von dieser Problemstellung ausgehend soll der Eingangs beschrie­ bene Drehmomentwandler verbessert werden.Starting from this problem, the input should be described bene torque converters can be improved.

Zur Problemlösung zeichnet sich ein gattungsgemäßer hydraulischer Drehmomentwandler dadurch aus, daß zur Abstützung axialer Kräfte zwischen der Nabe und dem Gehäuse ein Axiallager vorgesehen ist, das durch einen ringförmigen Reibbelag gebildet wird.A generic one is used to solve the problem hydraulic torque converter characterized in that for support axial forces between the hub and the housing an axial bearing is provided, which is formed by an annular friction lining becomes.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß durch die Verhältnisse im Wandler die Überbrückungskupplung im Zustand gleitender Reibung nahezu verschleißfrei betrieben werden kann. Reibbeläge sind wesentlich kostengünstiger als Wälzlager. Gleichzeitig sind sie wesentlich weicher als Metall, so daß et­ waige Abriebspartikel, die an die Lagerstelle geschwemmt werden, in den Reibbelag eingepreßt und dort unschädlich gemacht werden können. Eine Riefenbildung durch Schmutzpartikel kann nicht mehr eintreten. Sollte der Verschleiß der Reibbeläge dennoch zu groß werden, können diese einfach ausgetauscht werden. Eine aufwendi­ ge Nachbearbeitung des Drehmomentwandlers ist nicht notwendig.The invention takes advantage of the knowledge that by Conditions in the converter the lock-up clutch in the state  sliding friction can be operated almost without wear. Friction linings are much cheaper than rolling bearings. At the same time, they are much softer than metal, so that et Waive abrasion particles that are washed up to the deposit, are pressed into the friction lining and made harmless there can. Grooving due to dirt particles can no longer occur enter. If the wear of the friction linings is still too great can be easily replaced. An expensive one Post-processing of the torque converter is not necessary.

Vorzugsweise sind die Reibbeläge mit der Nabe oder dem Gehäuse verklebt. Er kann auch auf einer zusätzlichen Trägerscheibe auf­ geklebt sein, die zwischen der Nabe und dem Gehäuse angeordnet ist. Durch diese Ausbildung kann die Materialstärke besonders dünn gehalten werden.The friction linings with the hub or the housing are preferably glued. It can also be placed on an additional carrier disc be glued, which is arranged between the hub and the housing is. Through this training, the material thickness can be special be kept thin.

Wenn der Reibbelag eine Mehrzahl in radialer Richtung verlaufen­ de Nuten aufweist, die insbesondere vorzugsweise über den Umfang regelmäßig verteilt angeordnet sind, wird durch den Reibbelag selbst die Möglichkeit geschaffen, daß das Hydraulikfluid an der Lagerstelle entlangströmen und diese passieren kann. Eine Bear­ beitung des Gehäuses oder der Nabe kann dadurch entfallen. Die Fläche, gegen die der Reibbelag anläuft muß, um unnötigen Ver­ schleiß zu vermeiden, möglichst plan gearbeitet sein. Sie kann unbearbeitet bzw. bearbeitet (gedreht, geschliffen etc.) sein.If the friction lining runs a plurality in the radial direction de grooves, which particularly preferably over the circumference are regularly distributed, is due to the friction lining even created the possibility that the hydraulic fluid on the Flow along the bearing and can pass it. A bear Machining the housing or the hub can be omitted. The Area against which the friction lining has to run in order to avoid unnecessary ver to avoid wear, work as flat as possible. she can unprocessed or processed (turned, ground, etc.).

Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:With the help of a drawing, an embodiment of the Er invention are explained in more detail below. It shows:

Fig. 1 - die obere Hälfte des Längsschnittes durch einen hydro­ dynamischen Drehmomentwandler; Figure 1 - the upper half of the longitudinal section through a hydro dynamic torque converter.

Fig. 2 - die Turbinenradnabe mit dem aufgeklebten Reibbelag. Fig. 2 - the turbine hub with the glued-on friction lining.

Fig. 1 zeigt die obere Hälfte des Längsschnitts durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, der konzentrisch zu einer Drehachse 10 angeordnet ist. Der Drehmomentwandler besteht aus dem Pumpenrad 1 und dem Turbinenrad 2, das über den Freilauf 3 mit der Leitradnabe 4 verbunden ist. Das Turbinenrad 2 läuft in einer Turbinenschale 5, die mit der Turbinenradnabe 6 über Niete 7 starr verbunden ist. Die Überbrückungskupplung 8 ist zwischen dem Turbinenrad 2 und der motorseitigen Gehäuse-Hälfte 13 des Wandlers vorgesehen. Fig. 1 shows the upper half of the longitudinal section through a hydrodynamic torque converter, which is arranged concentrically to an axis of rotation 10 . The torque converter consists of the impeller 1 and the turbine wheel 2 , which is connected to the stator hub 4 via the freewheel 3 . The turbine wheel 2 runs in a turbine shell 5 which is rigidly connected to the turbine wheel hub 6 via rivets 7 . The lockup clutch 8 is provided between the turbine wheel 2 and the motor-side housing half 13 of the converter.

Um bei verschiedenen Betriebszuständen auftretende axiale Kräfte abzustützen, ist radial innen ein Axiallager vorgesehen. Hierzu ist zwischen der Turbinenradnabe 6 und dem Gehäuse 13 ein ring­ förmiger an sich bekannter Reibbelag 9 vorgesehen, der entweder mit der Nabe 6 oder dem Gehäuse 13 verklebt sein kann oder auf einem zusätzlichen, hier nicht näher dargestellten Trägerscheibe angeordnet sein kann, das zwischen Gehäuse 13 und Nabe 6 vorge­ sehen ist. Der Reibbelag wird permanet von der Wandlerflüssig­ keit umspült. Dabei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß der Reibbeiwert so weit reduziert wird, daß in der Lagerstelle keine höheren Reibkräfte auftreten, als in herkömmlichen Gleit­ lagern. Als Reibbelag 9 kann dasselbe Material wie in der Über­ brückungskupplung 8 verwendet werden.In order to support axial forces occurring in different operating states, an axial bearing is provided radially on the inside. For this purpose, between the turbine hub 6 and the housing 13 is a ring-shaped provided at a known friction lining 9, which may be either bonded to the hub 6 or the housing 13 or may be located on an additional, unspecified here illustrated carrier disc, the intermediate housing 13 and hub 6 is seen. The friction lining is constantly washed around by the converter fluid. It has surprisingly been found that the coefficient of friction is reduced so much that no higher frictional forces occur in the bearing than in conventional sliding bearings. As a friction lining 9 , the same material as in the lockup clutch 8 can be used.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Reibbelag 9 mit radialen Nuten 11 versehen, die regelmäßig beabstandet über den Umfang verteilt angeordnet sind. Über diese Nuten 11 kann die Wandlerflüssigkeit in den Kolbenraum 12 strömen. Wenn der Reibbelag 9 plan ausge­ bildet ist, müssen entsprechende Nuten oder Bohrungen im Gehäuse 13 oder der Turbinenradnabe 6 ausgebildet sein, um sicherzustel­ len, daß Wandlerflüssigkeit in den Kolbenraum 12 gelangen kann.As shown in FIG. 2, the friction lining 9 is provided with radial grooves 11 , which are regularly spaced around the circumference. The converter fluid can flow into the piston chamber 12 via these grooves 11 . If the friction lining 9 is formed plan, corresponding grooves or bores must be formed in the housing 13 or the turbine hub 6 in order to ensure that converter fluid can get into the piston chamber 12 .

BezugszeichenlisteReference list

11

Pumpenrad
Impeller

22nd

Turbinenrad
Turbine wheel

33rd

Freilauf
Freewheel

44th

Leitradnabe
Idler hub

55

Turbinenschale
Turbine shell

66

Turbinenradnabe
Turbine hub

77

Niet
rivet

88th

Überbrückungskupplung
Lock-up clutch

99

Reibbelag
Friction lining

1010th

Drehachse
Axis of rotation

1111

Nut
Groove

1212th

Kolbenraum
Piston chamber

1313

Gehäuse
casing

Claims (5)

1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler zur Verbindung mit einem Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse (13) einem auf einer Nabe (6) angeordneten, in axialer Richtung verschiebbaren Turbinenrad (2) und einer Überbrückungskupplung (8) zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Gehäuse (13) und dem Turbinenrad (2), dadurch gekennzeichnet, daß zur Ab­ stützung axialer Kräfte zwischen der Nabe (6) und dem Ge­ häuse (13) ein Axiallager vorgesehen ist, das durch einen ringförmigen Reibbelag (9) gebildet wird.1. Hydrodynamic torque converter for connection to an internal combustion engine, with a housing ( 13 ) arranged on a hub ( 6 ), axially displaceable turbine wheel ( 2 ) and a lock-up clutch ( 8 ) for establishing a connection between the housing ( 13 ) and the turbine wheel ( 2 ), characterized in that an axial bearing is provided for supporting axial forces between the hub ( 6 ) and the housing ( 13 ), which is formed by an annular friction lining ( 9 ). 2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (9) mit der Nabe (6) oder dem Gehäuse (13) verklebt ist.2. Torque converter according to claim 1, characterized in that the friction lining ( 9 ) with the hub ( 6 ) or the housing ( 13 ) is glued. 3. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (9) eine Mehrzahl in radialer Richtung verlaufende Nuten (11) aufweist.3. Torque converter according to claim 1, characterized in that the friction lining ( 9 ) has a plurality of grooves ( 11 ) extending in the radial direction. 4. Drehmomentwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (11) über den Umfang regelmäßig verteilt an­ geordnet sind. 4. Torque converter according to claim 3, characterized in that the grooves ( 11 ) are arranged regularly distributed over the circumference. 5. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (9) auf einer zwischen der Nabe (6) und dem Gehäuse (13) angeordneten Trägerscheibe aufgebracht ist.5. Torque converter according to claim 1, characterized in that the friction lining ( 9 ) on a between the hub ( 6 ) and the housing ( 13 ) arranged carrier disc is applied.