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Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Momentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der beispielsweise in der französischen Patentanmeldung
FR 2 775 747 A1 beschriebenen und dargestellten Art.
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In dieser Druckschrift wird ein hydrodynamischer Momentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, beschrieben und dargestellt, der folgendes umfaßt:
- – ein Gehäuse mit einer insgesamt radial ausgerichteten Wand, die drehfest mit einer treibenden Welle verbunden werden kann;
- – ein Turbinenrad, das drehfest mit einer Nabe verbunden ist, die drehfest mit einer getriebenen Welle verbunden werden kann;
- – eine zwischen dem Turbinenrad und der radialen Wand wirksame Überbrückungskupplung, die, axial von vorn nach hinten zwischen dem Turbinenrad und der radialen Wand angeordnet, folgendes umfaßt:
- – einen insgesamt radial ausgerichteten, axial beweglichen und drehfest mit dem Gehäuse verbundenen Kolben; und
- – eine insgesamt radial ausgerichtete ringförmige Kupplungsscheibe, die drehfest an der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe angefügt ist und die auf einer ersten Fläche eine erste Gegenbahn trägt, die mit einer fest mit dem Kolben verbundenen ersten Reibbahn zusammenwirkt, um einen ersten ringförmigen Reibbereich zu definieren, und die auf ihrer der ersten Fläche gegenüberliegenden zweiten Fläche eine zweite Gegenbahn trägt, die mit einer fest mit der radialen Wand verbundenen zweiten Reibbahn zusammenwirkt, um einen zweiten ringförmigen Reibbereich zu definieren, wobei jeder Reibbereich radial einerseits durch einen Außendurchmesser und andererseits durch einen Innendurchmesser begrenzt ist.
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Die Kupplungsscheibe ist daher ausrückbar mit der radialen Wand des Gehäuses verbunden.
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Aus der
DE 195 36 952 A1 ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung bekannt, bei der die mittleren Durchmesser der beiden ringförmigen Reibbereiche unterschiedlich groß sind. Die beiden Reibbereiche sind insofern im Verhältnis zueinander radial versetzt.
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Auch aus der nachveröffentlichten
DE 100 05 516 A1 ist eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler bekannt, bei der die beiden ringförmigen Reibbereiche verschieden große mittlere Durchmesser aufweisen, so daß die beiden Reibbereiche relativ zueinander radial versetzt sind.
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In der eingangs genannten Druckschrift
FR 2 775 747 A1 ist die Kupplungsscheibe an ihrem äußeren Umfang mit Ansätzen versehen, die sich oberhalb des Kolbens erstrecken, um an einem Eingangsteil eines Torsionsdämpfers einzugreifen, der ein Ausgangsteil umfaßt, das mit einer mit der Nabe verbundenen Zwischenscheibe versehen ist. Umfangsmäßig wirksame elastische Organe wirken zwischen den Ein- und Ausgangsteilen, die so gestaltet sind, daß sie die elastischen Organe aufnehmen, die sich radial oberhalb des Kolbens und der Bahnen erstrecken.
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Eine derartige Anordnung eines Torsionsdämpfers hat, insbesondere wenn er mit großem Durchmesser ausgeführt ist, die Notwendigkeit zur Folge, daß der Außendurchmesser der Reibbeläge verringert werden muß, um den radialen und axialen Bauraumbedarf nicht zu vergrößern. Eine solche Verringerung des Außendurchmessers der Reibbeläge führt jedoch zu einer Begrenzung des übertragenen Drehmoments, was einen wesentlichen Nachteil darstellt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Kapazität der Drehmomentübertragung zu erhöhen und gleichzeitig den gleichen Bauraumbedarf beizubehalten, ohne die Leistungen des hydrodynamischen Momentwandlers zu beeinträchtigen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen hydrodynamischen Momentwandler nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, daß der Außendurchmesser eines der beiden Reibbereiche größer als der Außendurchmesser des anderen der beiden Reibbereiche ist, wobei der Innendurchmesser des besagten anderen Reibbereichs kleiner als der Innendurchmesser des besagten anderen Reibbereichs ist.
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Dank der Erfindung wird bei einem gleichen Bauraumbedarf dadurch die Drehmomentkapazität vergrößert, da die zweite Bahn und Gegenbahn im Verhältnis zur ersten Bahn und Gegenbahn insgesamt versetzt sind, wodurch sich der mittlere Radius vergrößern läßt, der üblicherweise als das arithmetische Mittel der Innen- und Außenradien der Reibbeläge bezogen auf die Symmetrie- und Drehachse definiert ist.
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Erfindungsgemäß vergrößert sich die Drehmomentkapazität ebenso wie die Druckkraft, und zwar ohne Erhöhung des Zuleitungsdrucks und daher ohne Erhöhung des Verbrauchs.
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Darüber hinaus eignet sich die Erfindung gut zur Standardisierung, da die Teile insgesamt unverändert bleiben, wodurch sich die Produktionskosten eines solchen Momentwandlers entsprechend verringern lassen. Außerdem können Torsionsdämpfer mit großem Durchmesser, wie etwa vorgewölbte gekrümmte Federn mit großer Umfangslänge, in Kombination mit der Erfindung verwendet werden. Die Größe der elastischen Organe und das Volumen ihrer Aufnahme werden durch die erfindungsgemäßen Anordnungen nicht verändert.
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Wie nach dem bisherigen Stand der Technik ist es möglich, eine handhabbare und transportierbare Untergruppe herzustellen, die aus der Kupplungsscheibe und den elastischen Organen besteht, wodurch sich abschließend die Montagezeit verkürzen läßt.
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Nach anderen Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsarten der Erfindung ist folgendes vorgesehen:
- – Der Außendurchmesser des besagten einen Reibbereichs ist kleiner als der Innendurchmesser des besagten anderen Reibbereichs.
- – Der Außendurchmesser des zwischen dem Kolben und der Kupplungsscheibe wirksamen Reibbereichs ist kleiner als der Innendurchmesser des zwischen der radialen Wand und der Kupplungsscheibe wirksamen Reibbereichs.
- – Die Kupplungsscheibe ist drehfest mit der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe über Dämpfungsmittel verbunden, die zwei Kopplungsorgane umfassen, von denen eines mit der Kupplungsscheibe und das andere mit der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe drehfest verbunden ist, wobei diese Kopplungsorgane über umfangsmäßig wirksame elastische Organe untereinander zusammenwirken.
- – Ein erstes Kopplungsorgan ist fest mit der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe und das zweite Kopplungsorgan ist fest mit der Kupplungsscheibe verbunden.
- – Das zweite Kopplungsorgan ist, beispielsweise durch Schweißen, an der Kupplungsscheibe angefügt.
- – Das zweite Kopplungsorgan ist auf der der zweiten Gegenbahn entgegengesetzten Seite angeordnet.
- – Das zweite Kopplungsorgan ist insgesamt gegenüber der zweiten Gegenbahn angeordnet.
- – Das zweite Kopplungsorgan ist einstückig mit der Kupplungsscheibe ausgeführt.
- – Ein erstes Kopplungsorgan ist fest mit der Kupplungsscheibe verbunden, und das zweite Kopplungsorgan ist fest mit der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe verbunden.
- – Das erste Kopplungsorgan ist an der Kupplungsscheibe angefügt.
- – Das erste Kopplungsorgan ist einstückig mit der Kupplungsscheibe ausgeführt.
- – Das erste Kopplungsorgan umfaßt ein Führungsorgan zur Führung der umfangsmäßig wirksamen elastischen Organe, das mit Auflagestellen für diese elastischen Organe versehen ist.
- – Das Führungsorgan für die elastischen Organe umfaßt einen ringförmigen Abschnitt, der in Form einer axialen Auskehlung gestaltet ist, in der die umfangsmäßig wirksamen elastischen Organe aufgenommen sind.
- – Die axiale Auskehlung ist zur radialen Wand hin offen.
- – Die axiale Auskehlung ist entgegengesetzt zur radialen Wand offen.
- – Das zweite Kopplungsorgan umfaßt Auflageelemente für die umfangsmäßig wirksamen elastischen Organe.
- – Die Auflageelemente sind jeweils zwischen den Umfangsenden von zwei aufeinanderfolgenden umfangsmäßig wirksamen elastischen Organen eingesetzt.
- – Die Auflageelemente dringen in die axiale Auskehlung des ringförmigen Abschnitts ein, um jeweils zwischen den beiden Umfangsenden von zwei aufeinanderfolgenden umfangsmäßig wirksamen elastischen Organen eingesetzt zu werden.
- – Die Auflageelemente gehen von einem Kranz aus, der gegebenenfalls in ringförmige Segmente unterteilt ist.
- – Die Auflageelemente verlaufen insgesamt senkrecht zur Kupplungsscheibe.
- – Die Auflageelemente sind einstückig mit einem Organ ausgeführt, das fest mit der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe oder mit der Kupplungsscheibe verbunden ist.
- – Der Momentwandler umfaßt Sicherungselemente für die elastischen Organe, die einstückig mit dem Organ ausgeführt sind, wobei die Auflageelemente einstückig mit dem Organ ausgeführt und zwischen den Sicherungselementen eingefügt sind.
- – Die Kupplungsscheibe ist über starre Mittel drehfest mit der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe verbunden.
- – Die erste und die zweite Gegenbahn gehören jeweils zu wenigstens einem Reibbelag, der direkt oder indirekt entweder an der Kupplungsscheibe oder am Kolben und an der radialen Wand oder auf wenigstens einer der Flächen der Kupplungsscheibe und auf dem Kolben oder der radialen Wand des Gehäuses angefügt ist.
- – Die Auflageelemente sind durch Biegen aus dem äußeren Umfang der Kupplungsscheibe herausgearbeitet.
- – Die Auflageelemente schließen sich jeweils durch eine Abwinklung an einen insgesamt zur Ebene der Kupplungsscheibe parallelen Abschnitt an, der sich seinerseits durch eine 180°-Biegung an den äußeren Umfang der Kupplungsscheibe anschließt.
- – Der Kranz schließt sich durch eine Abwinklung an einen zur Ebene der Kupplungsscheibe parallelen Abschnitt an, der sich seinerseits durch eine ringförmige 180°-Biegung an den äußeren Umfang der Kupplungsscheibe anschließt.
- – Die Auflageelemente schließen sich an den die erste Gegenbahn tragenden äußeren Umfang der Kupplungsscheibe an, während die zweite Gegenbahn zu wenigstens einem zusätzlichen Teil gehört, das auf wenigstens einem der Auflageelemente oder auf der Kupplungsscheibe befestigt ist.
- – Das zusätzliche Teil weist einen gegebenenfalls in ringförmige Segmente unterteilten und fest mit der zweiten Gegenbahn verbundenen quer ausgerichteten Ring auf, und der Ring erstreckt sich oberhalb der zweiten Gegenreibbahn.
- – Der Querring schließt sich mittels einer, gegebenenfalls unterteilten, zweiten Abwinklung an seinen inneren Umfang an, wobei sich diese zweite Abwinklung oberhalb der ersten Abwinklung erstreckt.
- – Die besagte erste und zweite Abwinklung sind Teilstücke mit konischen Formen, wobei sich die zweite Abwinklung in Kontakt mit der ersten Abwinklung befindet.
- – Die zweite Abwinklung schließt sich an wenigstens eine Zunge an, die zu einem der Auflageelemente gehört und fest mit diesem verbunden ist.
- – Das zusätzliche Teil hat eine kleinere Dicke als die Kupplungsscheibe, so daß der quer ausgerichtete Ring elastisch verformbar ist.
- – Jede Zunge des zusätzlichen Teils ist befestigt zwischen einem Auflageelement und einem zum Auflageelement parallelen Verstärkungsfinger eingefügt, wobei der besagte Finger an seinem zur Querwand gerichteten axialen Ende einen Anschlag aufweist, um die Verschiebung des Querrings des zusätzlichen Teils zu begrenzen.
- – Das zusätzliche Teil hat eine Dicke, die insgesamt gleich der Dicke der Kupplungsscheibe ist, so daß der Querring starr ist.
- – Der Querring ist im Verhältnis zur Kupplungsscheibe axial in Richtung der radialen Wand versetzt.
- – Der Querring befindet sich in der Ebene der Kupplungsscheibe.
- – Die Auflageelemente sind durch Stanzen und Biegen aus der Kupplungsscheibe herausgearbeitet.
- – Die Auflageelemente schließen sich durch eine Abwinklung an die Kupplungsscheibe an, und die zweite Gegenbahn ist fest mit einer ersten Beilage verbunden, die wenigstens teilweise Ausschnitte bedeckt, die die Kupplungsscheibe oberhalb der Auflageelemente für deren Ausbildung aufweist, wobei sich die Beilage quer unterhalb der Abwinklung erstreckt, um eine Abdichtung zwischen der radialen Wand und der Kupplungsscheibe herbeizuführen, wenn diese zwischen der ersten und der zweiten Bahn eingespannt ist.
- – Die zweite Gegenbahn gehört zu einem an der besagten ersten Beilage befestigten Reibbelag.
- – Die erste Beilage ist eben und in Kontakt mit der Kupplungsscheibe befestigt.
- – Die erste Beilage ist an ihrem äußeren und inneren Umfang mit der Kupplungsscheibe befestigt und weist wenigstens einen, gegebenenfalls unterteilten, Vorsprung zur Befestigung des die zweite Gegenbahn bildenden Reibbelags auf.
- – Die erste Gegenbahn gehört zu einem direkt an der Kupplungsscheibe befestigten Reibbelag.
- – Die erste Gegenbahn ist fest mit einer an der Kupplungsscheibe befestigten zweiten Beilage verbunden.
- – Befestigungsorgane befestigen die erste und die zweite Beilage zusammen an der Kupplungsscheibe, wobei jede Beilage dazu eine Befestigungsstelle zur Aufnahme der besagten Befestigungsorgane aufweist.
- – Die Befestigungsorgane kommen zwischen dem inneren Umfang der ersten Beilage und dem äußeren Umfang der zweiten Beilage zum Einsatz, so daß sich die erste und die zweite Gegenbahn quer beiderseits der Befestigungsorgane erstrecken.
- – Die erste Beilage wird quer verlängert, um sich unterhalb der ersten Gegenbahn zu erstrecken, wobei die Befestigungsorgane zwischen den inneren Umfängen der Beilagen, radial unterhalb der ersten Gegenbahn, zum Einsatz kommen.
- – Die erste Gegenbahn gehört zu einem an der zweiten Beilage befestigten Reibbelag.
- – Jede Beilage weist eine Lagerstelle für ihren zugehörigen Reibbelag auf, wobei die Lagerstellen im Verhältnis zu den in Kontakt mit der Kupplungsscheibe befindlichen Befestigungsstellen in der zur Kupplungsscheibe entgegengesetzten Richtung axial versetzt sind.
- – Die Zunge des zusätzlichen Teils hat eine identische Form wie das Auflageelement, das ihr zugeordnet ist.
- – Die Zungen des zusätzlichen Elements haben eine andere Größe als die Auflageelemente.
- – Wenigstens eines der Elemente unter dem Auflageelement und der Zunge des zusätzlichen Teils umfaßt zwei gegenüberliegende Sockel, die sich umfangsmäßig erstrecken und die jeweils einen Zentriersockel bilden, der in einer formschlüssigen Aufnahme eingesetzt ist, die am Umfangsende eines benachbarten elastischen Organs ausgebildet ist.
- – Der Verstärkungsfinger hat eine identische Form wie das Auflageelement, das ihm zugeordnet ist.
- – Die Verstärkungsfinger haben eine andere Größe als die Auflageelemente.
- – Wenigstens eines der Elemente unter dem Verstärkungsfinger und der Zunge des zusätzlichen Teils umfaßt zwei gegenüberliegende Sockel, die sich umfangsmäßig erstrecken und die jeweils einen Zentriersockel bilden, der in einer formschlüssigen Aufnahme eingesetzt ist, die am Umfangsende eines benachbarten elastischen Organs ausgebildet ist.
- – Das erste Kopplungsorgan ist an der Kupplungsscheibe verschweißt.
- – Die Kupplungsscheibe ist zweiteilig mit einem äußeren und einem inneren Teil gestaltet, wobei der äußere Teil dieser Kupplungsscheibe den ringförmigen Abschnitt des Führungsorgans und der innere Teil dieser Kupplungsscheibe einen Kragen bildet, der den ringförmigen Abschnitt radial verlängert.
- – Die erste und die zweite Gegenbahn sind auf einem Boden, der die axiale Auskehlung begrenzt, und auf dem Kragen angefügt, der den ringförmigen Abschnitt radial verlängert.
- – Der ringförmige Abschnitt des Führungsorgans ist drehfest mit der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe durch das Ineinandergreifen von Zahnungen und formschlüssigen Ausnehmungen verbunden, die an dem ringförmigen Abschnitt und der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe eingearbeitet sind, wobei sich diese Zahnungen in etwa rechtwinklig zu den formschlüssigen Ausnehmungen erstrecken.
- – Der ringförmige Abschnitt des Führungsorgans erstreckt sich in einer ringförmigen Einsenkung, die in die radiale Wand des Gehäuses eingearbeitet ist.
- – Die Kupplungsscheibe ist mit einer inneren axialen Versteifungsrandleiste versehen.
- – Die Kupplungsscheibe ist drehfest mit der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe durch das Ineinandergreifen von Zahnungen und formschlüssigen Ausnehmungen verbunden, die an der Kupplungsscheibe und der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe eingearbeitet sind, wobei sich diese Zahnungen beispielsweise in etwa rechtwinklig zu den formschlüssigen Ausnehmungen erstrecken.
- – Die Zahnungen und formschlüssigen Ausnehmungen sind an einer axialen Umfangsrandleiste der Kupplungsscheibe und an einem radialen Umfangsteil eines Organs der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe angebracht.
- – Die Zahnungen und formschlüssigen Ausnehmungen sind an einer axialen Umfangsrandleiste eines Organs der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe und an einem radialen Umfangsteil der Kupplungsscheibe angebracht.
- – Die axiale Umfangsrandleiste des Organs der Baueinheit aus Turbinenrad und Nabe erstreckt sich teilweise in einer in die radiale Wand des Gehäuses eingearbeiteten Freigabeeinsenkung.
- – Der Momentwandler umfaßt wenigstens ein Teil zur drehfesten Verbindung der radialen Wand mit der treibenden Welle, das im Verhältnis zum Reibbelag in Kontakt mit der radialen Wand des Gehäuses radial versetzt ist.
- – Der innere Anschlußradius der radialen Wand an den axial ausgerichteten ringförmigen Abschnitt des Gehäuses ist relativ groß, um die Beanspruchungen im Gehäuse zu begrenzen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird. Darin zeigen im einzelnen:
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1 eine Axialteilschnittansicht eines hydrodynamischem Momentwandlers nach einer ersten Ausführungsart gemäß den Lehren der Erfindung, wobei die Auflageelemente an der Kupplungsscheibe angefügt sind;
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2 eine Axialteilschnittansicht einer Variante der ersten Ausführungsart, wobei die Kupplungsscheibe mit einer axialen Versteifungsrandleiste versehen ist;
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3 eine Axialteilschnittansicht einer zweiten Ausführungsart der Erfindung, wobei die Auflageelemente einstückig ausgeführt und durch Biegen aus der Kupplungsscheibe herausgearbeitet sind;
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die 4 und 5 Axialteilschnittansichten zur Veranschaulichung einer dritten bzw. vierten Ausführungsart der Erfindung, wobei sich die Auflageelemente an den äußeren Umfang der Kupplungsscheibe anschließen und wobei die zweite Gegenbahn zu wenigstens einem zusätzlichen Teil gehört, das an wenigstens einem der Auflageelemente befestigt ist;
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die 6 bis 9 Axialteilschnittansichten zur Veranschaulichung einer fünften, sechsten, siebten bzw. achten Ausführungsart der Erfindung, wobei die Auflageelemente durch Stanzen und Biegen aus der Kupplungsscheibe herausgearbeitet sind;
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die 10 bis 16 ähnliche Ansichten wie die 3 bis 9 zur Veranschaulichung anderer Ausführungsarten der Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden identische, gleichartige oder ähnliche Bestandteile jeweils durch die gleichen Bezugsnummern bezeichnet.
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Um das Verständnis der Beschreibung und der Ansprüche zu erleichtern, werden Ausdrücke wie vorn, hinten, oben, unten, vertikal, horizontal usw. ohne einschränkende Wirkung und unter Bezugnahme auf die Figuren verwendet.
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In den Figuren ist ein hydrodynamischer Momentwandler 10, insbesondere für die Kraftübertragung in einem Kraftfahrzeug, dargestellt worden, der ein mit Öl befülltes dichtes Gehäuse 12 mit zwei Schalen umfaßt, die an ihrem äußeren Umfang dicht miteinander verbunden sind. Eine der Schalen, die in den Figuren veranschaulicht ist, umfaßt eine als radiale Wand bezeichnete Wand 14, die sich insgesamt quer in einer Ebene senkrecht zur allgemeinen Dreh- und axialen Symmetrieachse X-X des Momentwandlers 10 erstreckt.
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Die radiale Wand 14 ist einstückig als tiefgezogenes Blechteil mit konstanter Dicke ausgeführt und wird jenseits ihres äußeren radialen Rands durch einen axial ausgerichteten ringförmigen Abschnitt 16 in Form einer zylindrischen Einfassung verlängert, deren vorderer freier Abschlußrand in an sich bekannter Weise gestaltet ist, um die Verbindung dieser Schale 12 mit der (in den Figuren nicht dargestellten) anderen Schale des Gehäuses zu ermöglichen, die so gestaltet ist, daß sie das Pumpenrad bilden kann.
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In ihrem mittleren Teil umfaßt die radiale Wand 14 eine mittige Muffe 20. Die drehfeste Verbindung der radialen Wand 14 mit einer (in den Figuren nicht dargestellten) treibenden Welle, hier mit der Kurbelwelle des Fahrzeugs, erfolgt hier anhand eines (nicht dargestellten) biegsamen Flansches, der an fest mit der Wand 14 verbundenen, mit einem Gewinde versehenen Befestigungsteilen 300 befestigt ist.
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Die Muffe 20 erstreckt sich axial nach hinten von einem mittleren Abschnitt 22 der radialen Wand 14 aus, der im Verhältnis zur mittleren radialen Ebene, in der sich die Wand 14 erstreckt, axial nach vorn versetzt ist.
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Der hintere ringförmige freie Abschlußrand 24 der Muffe 20 ist an dem mit kleinerem Durchmesser ausgeführten hinteren Teil 26 eines abgestuften Druckrings 28 verschweißt, der axial nach hinten, außerhalb des Gehäuses 12, durch ein hinteres zylindrisches Endteilstück 30 verlängert wird, das ein Zentrierelement bildet. Der Druckring 28 ist daher fest mit der Wand 14 verbunden.
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Der mit größerem Durchmesser ausgeführte vordere Teil 32 des Druckrings 28 erstreckt sich axial im Innern des Gehäuses 12 und radial teilweise gegenüber der vorderen Innenfläche 34 des mittleren Abschnitts 22 der Wand 14.
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Der vordere Teil 32 des Druckrings 28 begrenzt außen eine axial ausgerichtete zylindrische ringförmige Fläche 35, die eine äußere Umfangsfläche für die, hier dichte, axiale Gleitverschiebung einer inneren radialen Hülse 38 bildet, die zu einem insgesamt radial ausgerichteten Kolben 40 gehört.
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Die Fläche 35 enthält eine radiale Auskehlung 42, die für das Einsetzen einer Dichtung 11 vorgesehen ist.
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Von seiner radial ausgerichteten Rückseite 44 aus umfaßt der mit größerem Durchmesser ausgeführte Teil 32 des Druckrings 28 eine Reihe von axial ausgerichteten Nasen 36, die vorzugsweise gleichmäßig winklig verteilt sind und die zusammen mit der Fläche 34 des mittleren Teils 22 der radialen Wand 14 eine entsprechende Anzahl von radial ausgerichteten Durchgängen bilden, die eine Verbindung zwischen einer inneren Betätigungskammer 48, die axial durch die Wand 14 und den Kolben 40 begrenzt wird, und einem oder mehreren Kanälen 50 herstellen, die durch den mit kleinerem Durchmesser ausgeführten vorderen zylindrischen Teil 26 des Druckrings 28 hindurchgehen, um die Betätigungskammer 48 mit dem Innern des Druckrings 28 in Verbindung zu setzen, der axial nach vorn durch das zylindrische Teilstück 30 verschlossen ist und der axial nach hinten im Innern des in Form einer hohlzylindrischen Hülse ausgeführten Körpers 52 mündet, die zu einer Nabe 54 gehört, die bei 56 innen genutet ist, um ihre drehfeste Verbindung mit einer (in den Figuren nicht dargestellten) getriebenen Welle zu ermöglichen.
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Der Druckring 28 weist daher eine mittige Sackbohrung für die Fluidbefüllung der Kammer 48 über die Kanäle 50, die Nasen 36 und die getriebene Welle auf, die bekannterweise mit einem Kanal für die Befüllung der Kammer 48 versehen ist.
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Die Nabe 54 verläuft koaxial zu den anderen Elementen des Momentwandlers 10, insbesondere zum Druckring 28, und wird radial nach außen, von dem hinteren Endabschnitt 58 seiner Hülse 52 aus, durch einen radial ausgerichteten Flansch 60 verlängert.
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Am Flansch 60 oder als Variante am Druckring 28 ist ein Teil 62 angesetzt, um ein axiales Auflageteil für die vordere radiale Fläche 64 des vorderen Teils 32 des Druckrings 28 einerseits und für die vordere ringförmige Abschlußfläche 66 der Führungshülse 38 für die Gleitverschiebung des Kolbens 40 andererseits zu bilden.
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Das Teil 62 verhindert daher Kontakte Metall auf Metall und weist einen niedrigen Reibungskoeffizienten auf.
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Dazu besteht das Teil 62 im wesentlichen aus einer Platte in Form eines flachen Rings, die eine Anschlagplatte bildet.
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Die hintere ebene ringförmige Fläche 74 der Platte 62 bildet eine Auflagefläche für die Hülse 38 und für die vordere radiale Fläche 64 des Druckrings 28, der eine Einsenkung für seine Zentrierung am inneren zylindrischen Rand der Platte 62 umfaßt.
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Das angesetzte Teil 62 sorgt daher auch für eine Zentrierung des Druckrings 28 im Verhältnis zur Nabe 54.
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Das Teil 62 bildet außerdem ein Abstandsstück zwischen dem Flansch 60 und dem Kolben 40, das heißt, daß in der geöffneten Position des Kolbens 40 ein axiales Spiel zwischen der vorderen ringförmigen Fläche 80 gegenüber dem inneren radialen Teil 82 des Kolbens 40 und der gegenüberliegenden Fläche 84 des Flansches 60 existiert.
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Der mittlere Hauptteil des Flansches 60 wird radial nach außen durch einen äußeren radialen Rand 86 verlängert, der eine ringförmige Einsenkung 88 enthält, die in der vorderen radialen Fläche 90 des Flansches 60 ausgebildet ist. Der Flansch 60 ist daher in Höhe des Rands 86 weniger dick.
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Der radiale Boden der Einsenkung 88 bildet eine nach hinten gerichtete axiale Auflagefläche für einen flachen und radial ausgerichteten ringförmigen inneren radialen Rand 92, der zu einer Zwischenscheibe 94 gehört.
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Dieser innere radiale Rand 92 ist am Rand 86 des Flansches 60 durch eine Reihe von Nieten 95 befestigt, die jeweils durch ein im Rand 86 des Flansches 60 ausgebildetes Loch 96 und durch ein entsprechendes Loch 98 hindurchgehen, das im inneren radialen Rand 92 der Zwischenscheibe 94 ausgebildet ist. Außerdem geht jeder Niet 95 durch ein Loch 100 hindurch, das in einem Innenring 102 ausgebildet ist, der zu einem Turbinenrad 104 gehört.
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Der Ring 102 erstreckt sich radial nach innen in einer radialen Ebene und grenzt an der vorderen ringförmigen Fläche 106 des Rands 92 der Zwischenscheibe 94 an, so daß er auch im Innern der Einsenkung 88 aufgenommen ist.
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Von ihrem inneren radialen Rand 92 aus umfaßt die Zwischenscheibe 94, radial nach außen, eine Abwinklung 108, anschließend einen mittleren Abschnitt 110 in Form eines flachen Rings, um sich in etwa an den gegenüberliegenden Umriß des Turbinenrads 104 anzupassen, danach einen Abschnitt mit kegelstumpfartiger Gesamtform und einen ringförmigen äußeren Umfangsabschnitt 114, der insgesamt halbtorusförmig ausgebildet ist. Dieser Abschnitt 114 erstreckt sich größtenteils radial oberhalb des Kolbens 40, wobei er am äußeren Umfang des Turbinenrads 104 mit Schaufeln angeordnet ist.
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Der mit konkaver Form ausgeführte ringförmige Abschnitt 114 ist insgesamt als eine axial ausgerichtete Auskehlung gestaltet, die axial nach hinten in Richtung der radialen Wand 14 offen ist und die sich sehr nahe am Kolben 40 befindet, wobei sie sich am äußeren Umfang des Momentwandlers 10 und des Turbinenrads 104 erstreckt.
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Wie man in 1 erkennen kann, in welcher der ringförmige Abschnitt 114 im Axialschnitt veranschaulicht ist, umfaßt der besagte Abschnitt einen axial ausgerichteten äußeren ringförmigen Teil 116, der sich axial nach hinten von einem vorderen Teil 118 mit konkaver Form, hier mit insgesamt halbkreisförmigem Querschnitt, aus erstreckt, der in einer radialen Ebene verläuft und der mit dem äußeren Umfangsrand des kegelstumpfförmigen Abschnitts 112 durch einen insgesamt axial ausgerichteten inneren ringförmigen Teil 120 verbunden ist.
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Im einzelnen hat der vordere Teil 118 eine flache Form in Höhe seines Anschlußbereichs am inneren Teil 120, um sehr nahe an das Turbinenrad 104, hier tangential, heranzureichen, und den gesamten verfügbaren Raum am äußeren Umfang des Turbinenrads 104 einzunehmen.
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Im Schnitt weist der ringförmige Umfangsabschnitt 114 ein C-förmiges Profil auf, wobei er umfangsmäßig wirksame elastische Organe, hier in Form einer Reihe von umfangsmäßig wirksamen Schraubenfedern 122 aufnimmt, die auf einem gleichen Kreisumfang zum Einsatz kommen und deren Außendurchmesser etwas kleiner als die vertikale Höhe des ringförmigen Umfangsabschnitts 114 zwischen seinen Teilen 116, 120 ist.
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Nach einem bekannten Prinzip sind die Federn 122 daher umfangsmäßig geführt.
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Außerdem ist festzustellen, daß der äußere Teil 116 axial länger als der innere Teil 120 ist, der leicht in Richtung der Symmetrieachse X-X geneigt ist, um das Einsetzen der Federn 122 im ringförmigen Umfangsabschnitt 114 zu ermöglichen. Dieser innere Teil 120 erleichtert das Abnehmen der Federn 122. Der äußere Teil 116 umfaßt an seinem axialen Ende Ausbuchtungen 13, um die Federn 122 zu halten.
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Die Federn 122 kommen zwischen der Zwischenscheibe 94 und einer Kupplungsscheibe 152 zum Einsatz. Dazu umfaßt der ringförmige Abschnitt 114 Auflagebereiche, bei denen es sich um Umfangsauflageflächen handelt, die durch die Umfangsenden von gegenüberliegenden Ausbuchtungen 124 und 126 gebildet werden, die radial nach innen bzw. nach außen in den äußeren 116 und inneren 120 ringförmigen Teilen ausgebildet sind.
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Die Kupplungsscheibe 152 ist ein Teil mit der allgemeinen Form eines flachen Rings.
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Sie besteht aus einem Körper oder Mittelteil 154 in Form eines flachen Rings, dessen gegenüberliegende, hintere und vordere, ringförmige ebene Flächen eine erste Gegenbahn 210 und eine zweite Gegenbahn 230 tragen, wobei die besagten Gegenbahnen 220, 230 jeweils zu einem ringförmigen Reibungsbelag oder Reibbelag 245, 245' gehören, der an der Kupplungsscheibe 152 angefügt ist. Die Reibbeläge 245, 245' sind beispielsweise durch verkleben jeweils auf der betreffenden Fläche des Mittelteils 154 befestigt.
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Die zweite Gegenbahn 230, 245' der Kupplungsscheibe 152 ist für das ausrückbare Zusammenwirken mit einer zweiten ringförmigen Reibbahn 220 vorgesehen, die fest mit der radialen Wand 14 verbunden ist, wobei sie hier in der Innenfläche der radialen Wand 14 gegenüber der zweiten Gegenbahn 230, 245' ausgebildet ist.
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Im einzelnen ist die zweite Reibbahn 220 in die Innenfläche eines Abschnitts der radialen Wand 14 eingearbeitet, der mittels einer ringförmigen axialen Ausbuchtung ausgeführt ist, so daß er sich in einer vertikalen Ebene erstreckt, die im Verhältnis zu der vertikalen Mittelebene, in der sich die radiale Wand 14 erstreckt, axial nach vorn, das heißt nach links mit Blick auf 1, versetzt ist.
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Der die erste Gegenbahn 210 bildende Reibbelag 245 ist für das ausrückbare Zusammenwirken mit einer axial nach hinten ausgerichteten ersten ringförmigen Reibbahn 200 vorgesehen, die fest mit dem Kolben 40 verbunden ist, wobei sie hier auf der entsprechenden Fläche eines äußeren radialen Umfangsteils 178 des Kolbens 40 ausgebildet ist.
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Dabei definieren die erste Bahn 200 und Gegenbahn 210 und die zweite Bahn 220 und Gegenbahn 230 jeweils erste und zweite Reibbereiche Z1, Z2, die im Verhältnis zueinander radial versetzt sind.
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Dabei ist jeder Reibbereich Z1, Z2 radial einerseits durch einen Außendurchmesser D1ext, D2ext und andererseits durch einen Innendurchmesser D1int, D2int begrenzt, wobei der Außendurchmesser D1ext, D2ext eines der beiden Reibbereiche Z1, Z2 größer als der Außendurchmesser D2ext, D1ext des anderen der beiden Reibbereiche Z2, Z1 ist und wobei der Innendurchmesser D2int, D1int des besagten anderen Reibbereichs Z2, Z1 kleiner als der Innendurchmesser D1int, D2int des besagten anderen Reibbereichs Z1, Z2 ist.
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Die Erfindung weicht daher von der Lehre des Stands der Technik ab, die darin besteht, daß der erste und der zweite Reibbereich Z1, Z2 in Übereinstimmung gebracht werden, so daß nach dieser Lehre des Stands der Technik die Außendurchmesser der ersten und zweiten Reibbahnen im allgemeinen beide begrenzt waren, was sich zum Nachteil des übertragenen Drehmoments auswirkte, insofern für eine der Reibbahnen und nicht notwendigerweise für beide Reibbahnen Abmessungsvorgaben zu beachten waren.
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Dank der Erfindung vergrößert sich die Drehmomentkapazität durch eine Vergrößerung des mittleren Radius eines der Reibbereiche, der den schwächsten Abmessungsvorgaben unterliegt. Die Drehmomentkapazität erhöht sich daher ebenso wie die Druckkraft, und zwar ohne Zunahme des Zuleitungsdrucks oder des Verbrauchs.
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Bei den in den 1 bis 12 dargestellten Ausführungsarten der Erfindung sind der Außen- und der Innendurchmesser der ersten Reibbahn 200 kleiner als der Außen- und der Innendurchmesser der zweiten Reibbahn 220.
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Bei den in den 13 bis 16 dargestellten Ausführungsarten sind hingegen der Außen- und der Innendurchmesser der ersten Reibbahn 200 größer als der Außen und der Innendurchmesser der zweiten Reibbahn 220.
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Hier ist daher der erste Reibbereich Z1 im Verhältnis zum zweiten Reibbereich Z2 axial nach außen versetzt.
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In einem erfindungsgemäßen hydrodynamischen Momentwandler 10 ist der, insbesondere radiale und axiale, Bauraumbedarf vorteilhafterweise zumindest mit dem des bisherigen Stands der Technik identisch.
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Darüber hinaus eignet sich die Erfindung gut für die Standardisierung, da sämtliche Teile unverändert bleiben, wodurch sich die Produktionskosten eines derartigen Momentwandlers entsprechend verringern lassen. Torsionsdämpfer mit großem Durchmesser, die insbesondere vorgewölbte gekrümmte Federn mit großer Umfangslänge umfassen, können in Kombination mit der Erfindung verwendet werden.
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Als Variante ist die Kupplungsscheibe 152 ohne Reibbeläge 245, 245' ausgeführt, wobei sie direkt an den Reibbahnen 200, 220 in Reibung tritt. Es ist daher möglich, direkt eine Reibung zwischen den ersten und zweiten Reibbahnen 200, 220 und den ersten und zweiten Gegenbahnen 210, 230 herbeizuführen oder für die Reibung Reibbeläge 245, 245' anzubringen, die durch jedes geeignete Mittel, wie etwa Aufnieten oder Verkleben, fest mit der Kupplungsscheibe 152 verbunden werden können. Außerdem könnten die Strukturen auch umgekehrt werden, wobei in Betracht gezogen werden könnte, die Reibbeläge 245, 245' an den Reibbahnen anzubringen, damit die Reibung an den Gegenbahnen 210, 230 und nicht an den Reibbahnen 200, 220 stattfindet.
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Grundsätzlich kann die Kupplungsscheibe 152 axial ausrückbar durch den Kolben 40 zwischen einer fest mit dem Kolben verbundenen ersten Reibbahn 200 und einer fest mit der radialen Wand 14 des Gehäuses 12 verbundenen zweiten Reibbahn 220 eingespannt werden, wobei die Kupplungsscheibe 152 dazu eine erste Gegenbahn 210 für den Kontakt mit der ersten Reibbahn 200 und eine zweite Gegenbahn 230 für den Kontakt mit der zweiten Reibbahn 220 trägt.
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Wie man in den Figuren erkennen kann, ist der äußere radiale Umfangsteil 178 des Kolbens 40 im Verhältnis zu der radialen Gesamtebene, in der sich der Kolben 40 erstreckt, axial nach hinten versetzt.
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Der Kolben
40 ist drehfest mit der radialen Wand
14 durch eine Reihe von elastischen Zungen
180 verbunden, die in etwa entlang einem Kreisumfang angeordnet sind und die tangential zwischen dem Deckel
12 und dem Kolben
40 zum Einsatz kommen, wobei sie eine relative axiale Verschiebung dieser beiden Elemente ermöglichen, wie dies in der
FR-A-2 772 103 vom 8. Dezember 1997 beschrieben wird.
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Wie insbesondere in 1 zu erkennen ist, umfaßt die Kupplungsscheibe 152 Auflage- oder Mitnahmeansätze 128, die sich axial nach vorn in Richtung des ringförmigen Abschnitts 114, in etwa auf halber Höhe zwischen den ringförmigen Teilen 116 und 120, erstrecken.
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In einer ersten Ausführungsart der Erfindung, die in 1 dargestellt ist, sind die Ansätze 128 an der Kupplungsscheibe 152 auf der zur zweiten Gegenbahn 230 entgegengesetzten Seite angebracht. Die Ansätze können durch jedes Mittel an der Kupplungsscheibe 152 angebracht sein, hier vorzugsweise durch Schweißen oder durch Verkleben. Dieses Schweißen kann als Elektro-, Widerstands-, Laser- oder Reibschweißen erfolgen. Als Variante kann die Verbindung zwischen den Ansätzen 128 und der Kupplungsscheibe 152 anhand von durchgedrückten oder nicht durchgedrückten Nieten oder durch ein Auffalzverfahren erfolgen.
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Daraus folgt, daß die Mitnahmeansätze 128 entsprechend der in Betracht gezogenen Befestigungsart aus einem anderen Werkstoff als die Kupplungsscheibe 152 ausgeführt sein können. Die Mitnahmeansätze 128 sind daher in einer Ausführungsform aus Metall ausgeführt und an der aus Kunststoff bestehenden Kupplungsscheibe 152 verklebt. Diese Kupplungsscheibe 152 kann dann Erhebungen aufweisen, mittels derer die erste Gegenbahn 210 und die zweite Gegenbahn 230 ausgebildet sind, so daß die Kupplungsscheibe 152 dazu bestimmt ist, direkt zwischen dem Kolben 40 und der Querwand 14 eingespannt zu werden.
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Die Mitnahmeansätze 128 können einzeln an der Kupplungsscheibe 152 angebracht oder aus einem, gegebenenfalls in ringförmige Segmente unterteilten Kranz herausgearbeitet sein, wobei sie sich im übrigen insgesamt gegenüber der zweiten Gegenbahn 230 befinden.
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Die Mitnahmeansätze 128 können winklig gleichmäßig verteilt sein, wobei sie jeweils an der Kupplungsscheibe 152 senkrecht zu dieser oder an einer rechtwinkligen Anschlußabwinklung angebracht sein können.
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Jeder Mitnahmeansatz
128 umfaßt in der Nähe seines vorderen axialen Endes zwei gegenüberliegende Finger oder Sockel. Zu weiteren Einzelheiten kann auf die Druckschrift
FR-A-2 775 747 oder
WO-99/45294 , insbesondere auf
2 der zuletzt genannten Druckschrift, verwiesen werden. Jeder Sockel ist ein Zentrier- und Haltesockel für eine Feder
122, die sich umfangsmäßig von einem seitlichen Rand aus erstreckt und die in das Innere des offenen Endes der angrenzenden Feder eindringt. Die Sockel sind hier trapezförmig ausgeführt. Die umfangsmäßige Beabstandung der Mitnahmeansätze
128 und die Länge jeder Feder
122 sind so bemessen, daß jede Feder zwischen zwei gegenüberliegenden Sockeln oder Fingern
134 angebracht ist, zwischen denen sie gehalten wird, um eine strukturelle Gesamteinheit mit der Kupplungsscheibe
152 zu bilden, bevor diese, nach vorheriger Anbringung ihrer Federn
122, in den Momentwandler
10 eingebaut wird. Im Verhältnis zur Kupplungsscheibe
152 werden die Federn axial nach hinten durch Halteansätze gehalten, die sich vom Umfangsrand der Kupplungsscheibe
152 aus radial nach außen erstrecken, wobei sie leicht axial nach vorn umgebogen sind, um mit dem oberen Teil der Federn
122 radial oberhalb der Ansätze
128 und hier radial unterhalb der Ausbuchtungen
124 in Kontakt zu kommen. Es gibt zum Beispiel zwei Halteansätze zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mitnahmeansätzen
128, wobei die Halteansätze winklig gleichmäßig verteilt sind.
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In der Einbauposition zwischen zwei Sockeln 134 ist die Umfangslänge jeder Feder 122 etwas kleiner als der Abstand zwischen den gegenüberliegenden und aufeinanderfolgenden Auflageflächen 124, 126, so daß die Untergruppe, die aus der Kupplungsscheibe 152 mit den daran angebrachten Federn 122 besteht, axial, von hinten nach vorn, in den ringförmigen Abschnitt 114 in Form einer Auskehlung eingesetzt werden kann. Nach dem Einbau bleibt die Möglichkeit einer relativen axialen Verschiebung 152 im Verhältnis zur Zwischenscheibe 94 und zum Abschnitt 114 bestehen.
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Zur Information sei daran erinnert, daß das Turbinenrad 104 durch ein (nicht dargestelltes) Pumpenrad über den Umlaut des im Gehäuse enthaltenen Fluids zwischen den Schaufeln der besagten Räder angetrieben wird und daß nach dem Anfahren des Fahrzeugs die Überbrückungskupplung zur Vermeidung von Schlupferscheinungen zwischen Turbinen- und Pumpenrad eine drehfeste Verbindung der mit dem Turbinenrad verbundenen getriebenen Welle mit der treibenden Welle ermöglicht, die mit der radialen Wand 14 des Gehäuses verbunden ist.
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Die Überbrückungskupplung kommt daher zwischen dem Turbinenrad und der radialen Wand zum Einsatz. Sie verschiebt sich durch ihren Kolben 40 auf dem fest mit der radialen Wand 14 verbundenen Druckring 28. Die Betätigung des Schließens oder Überbrückens und des Öffnens der Kupplung erfolgt nach einer bekannten Technik durch eine Veränderung des Drucks in der Kammer 48, die axial durch den Kolben 40 und die radiale Wand 14 und radial nach innen durch den Druckring 28 und nach außen durch die Kupplungsscheibe 152 begrenzt wird.
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Die Wand 14 bildet das eigentliche Eingangselement des hydrodynamischen Momentwandlers 10, da sie mit der treibenden Welle verbunden ist, während das Turbinenrad 104 über die fest mit ihm verbundene Nabe 54 das Ausgangselement des besagten Momentwandlers 10 bildet.
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Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann insbesondere der Kolben 40 drehfest mit der radialen Wand 14 anhand eines fest mit dem Kolben verbundenen Rings verbunden sein, der als Zapfenlöcher dienende axiale Nuten aufweist, in die als Zapfen dienende radiale Ansätze eingreifen, die zu einer fest mit der Wand 14 verbundenen Platte gehören, die eine Reibbahn für den hinteren Reibbelag bildet. Als Variante weist die Platte axiale Ansätze auf, die jeweils zwischen zwei im Kolben ausgebildeten Ausbuchtungen eingesetzt sind.
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Die Reibbeläge
245,
245' können, beispielsweise durch Verkleben, fest mit dem Teil
178 des Kolbens
40 bzw. der die zweite Reibbahn
220 bildenden radialen Wand
14 verbunden sein. In allen Fällen ist die Scheibe
152 eine Kupplungsscheibe, die dazu bestimmt ist, ausrückbar zwischen der gegebenenfalls mit einer Beschichtung versehenen Wand
14 und dem gegebenenfalls mit einer Beschichtung versehenen Kolben
40 eingespannt zu werden. Die Reibbeläge
245,
245' können natürlich mit Nuten versehen sein, wie dies in der vorerwähnten
WO-A-93 13339 beschrieben wird. Diese Nuten ermöglichen es, einen kontrollierten Schlupf der Reibbeläge
245,
245' herbeizuführen.
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Die Kupplungsscheibe 152 kann zwischen den zwei Reibbelägen 245, 245' eingefügt sein, die gegebenenfalls einteilig mit der Kupplungsscheibe 152 ausgeführt sind.
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Auflageteller können die Mitnahmeansätze 128 schützen und mittig eine zylindrische Ausstülpung, hier in Form von hohlen Stiften aufweisen, die in das Innere einer Feder 122 eindringt, um durch ihre Abschlußfläche als Auflage für eine Schraubenfeder zu dienen, die von der Feder 122 umgeben ist.
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Die Federn 122 sind daher konzentrisch eingebaut, und der Auflageteller kommt am seitlichen Rand des Mitnahmeansatzes 128 zur Anlage, wobei er durch den mittleren Sockel 134 gehalten wird, der in die umfangsmäßig ausgerichtete Ausstülpung des Auflagetellers eindringt, um diesen zu halten.
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Der Auflageteller ist daher hutförmig ausgeführt und dient als Zentrierelement für die Feder 122 und als Auflage für die innere Feder.
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In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die konzentrische Anbringung der Federn dadurch ermöglicht wird, daß ein erhebliches Volumen am äußeren Umfang des hydrodynamischen Momentwandlers 10 radial oberhalb des äußeren Umfangs des Kolbens 40 freigegeben wird.
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Wenn die Überbrückungskupplung geschlossen ist, wird das Antriebsdrehmoment von der Wand 14 an das Turbinenrad über einen Torsionsdämpfer übertragen, der einerseits zwei Drehmomentübertragungsteile, und zwar die Kupplungsscheibe 152 und die Zwischenscheibe 94 sowie andererseits elastische Organe umfaßt, die zwischen diesen beiden Teilen zum Einsatz kommen und durch den mit der Zwischenscheibe 94 einstückigen ringförmigen Umfangsabschnitt 114 geführt sind.
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Der innere Teil 120 des Abschnitts 114 kann möglichst nahe an den Kolben 40 heranreichen, dessen äußerer Umfang abgeschrägt ist, um sich nicht mit dem Anschlußbereich des Teils 120 am kegelstumpfartigen Abschnitt 122 der Zwischenscheibe zu überlagern.
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Die an der Kupplungsscheibe 152 angebrachten elastischen Organe 122 erstrecken sich hier oberhalb des äußeren Umfangs des Kolbens 40.
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Die Federn 122 erstrecken sich im Verhältnis zum oberen Teil 116 leicht axial vorstehend.
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Die Ansätze 128 greifen symmetrisch, das heißt diametral, an den Federn an.
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Die Ansätze 128 können natürlich ebenso wie der obere Teil 116 axial geneigt sein.
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Das Vorhandensein einer Zwischenscheibe 94 ist nicht unbedingt erforderlich, da der ringförmige Abschnitt 114 direkt am Turbinenrad 104 befestigt sein kann. Alle Kombinationen sind möglich. Die Ansätze erleichtern durch ihre Neigung den Einbau der Federn 122. Der vordere Teil 118 des konkaven Abschnitts 114 umfaßt hier einen axial ausgerichteten äußeren Teil 116, der von einem ringförmigen konkaven vorderen Teil 118 aus nach hinten verläuft, der sich kreisbogenförmig auf einem Winkel über 180° erstreckt und an einen zur Achse X-X geneigten inneren Teil angeschlossen ist, der sich an die Zwischenscheibe 94 anschließt.
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Außerdem können die im äußeren Teil 116 ausgebildeten Auflagebereiche durch Stanzen ausgeführt sein und aus einstückigen Streifen bestehen.
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Grundsätzlich können alle in der
WO 99/45294 beschriebenen Anordnungen in Betracht gezogen werden. So können wie in
7 dieser Druckschrift die Finger oder Sockel zur Anbringung der zwischen den Umfangsenden der Federn
122 eingefügten Auflageteller dienen, wodurch außerdem die konzentrische Aufnahme einer zusätzlichen Feder im Innern der Feder
122 ermöglicht wird. Der ringförmige Abschnitt
114 kann direkt am Turbinenrad
104 befestigt sein, was beispielsweise durch Schweißen oder Falzen erfolgen kann, wie dies in den
11 bis
13 dieser Druckschrift zu erkennen ist. Außerdem ist das Vorhandensein der Federn nicht unbedingt erforderlich, wie dies in
5 dieser Druckschrift zu erkennen ist.
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In der ersten Ausführungsart der Erfindung können die an der Kupplungsscheibe angefügten Ansätze 128 mit einer anderen Dicke als die vorteilhafterweise mit einer ebenen Form ausgebildete Kupplungsscheibe ausgeführt sein. Sie können insbesondere dicker als die Kupplungsscheibe 152 sein und daher einen größeren Auflagebereich für die Federn bilden, wodurch sich ihr Verschleiß entsprechend verringert. Diese Ansätze 128 können, insbesondere örtlich, anhand einer Wärmebehandlung gehärtet sein.
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Wie in 2 veranschaulicht und ähnlich wie in der ersten Ausführungsart der Erfindung ist die Kupplungsscheibe 152 als Variante mit einer inneren axialen Versteifungsrandleiste 500 versehen.
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Nach einer zweiten Ausführungsart der Erfindung sind, wie in 3 dargestellt, die Mitnahmeansätze 128 einstückig mit der Kupplungsscheibe 152 ausgeführt, wobei die besagten Ansätze 128 insbesondere durch Biegen aus dem äußeren Umfang der Kupplungsscheibe 152 herausgearbeitet sind.
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Wie in 3 dargestellt, schließen sich die Ansätze jeweils durch eine Abwinklung 240 an einen zur Ebene der Kupplungsscheibe insgesamt parallelen Abschnitt an, wobei sich der besagte Abschnitt seinerseits durch eine 180°-Biegung 241 an den äußeren Umfang der Kupplungsscheibe 152 anschließt. Die Ansätze 128 lassen sich einfach durch Biegen der Kupplungsscheibe 152 ausführen, wobei die Ansätze 128 insgesamt senkrecht zur Kupplungsscheibe 152 verlaufen.
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Als Variante sind die Mitnahmeansätze 128 aus einem Kranz herausgearbeitet, der sich durch eine Abwinklung 240 an einen zur Ebene der Kupplungsscheibe parallelen ringförmigen Abschnitt anschließt, wobei sich der besagte Abschnitt seinerseits durch eine 180°-Biegung 241 an den äußeren Umfang der Kupplungsscheibe 152 anschließt.
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In dieser zweiten Ausführungsart gemäß der Erfindung gehören die erste und die zweite Gegenbahn 210, 230 jeweils zu einem Reibbelag 245, der an der Kupplungsscheibe 152 oder am Kolben 40 und der Wand 14 des Gehäuses 12 angefügt ist.
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Dabei ist zu beachten, daß die Biegung gemäß dieser zweiten Ausführungsart sehr robust ist und die Erzielung einer guten Rechtwinkligkeit der Mitnahmeansätze 128 im Verhältnis zur Kupplungsscheibe 152 ermöglicht.
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Wie in den 4 und 5 veranschaulicht, schließen sich in einer dritten und vierten Ausführungsart gemäß der Erfindung die Mitnahmeansätze 128 an den äußeren Umfang der Kupplungsscheibe 152, die die erste Gegenbahn 210 trägt, durch einen Abschnitt an, bei dem es sich beispielsweise um einen Abschnitt in Form einer entweder abgerundeten oder kegelstumpfförmigen Abwinklung handeln kann, die einen ebenen Teil umfaßt, auf dem der entsprechende Abschnitt des zusätzlichen Teils 242 zur Anlage kommen kann.
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Dieser Abschnitt kann natürlich auch eine andere geometrische Form aufweisen, wobei der Abschnitt beispielsweise aus einer rechtwinkligen Abwinklung bestehen könnte.
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In diesen Ausführungsarten gehört die zweite Gegenbahn 230 zu wenigstens einem zusätzlichen Teil 242, das an wenigstens einem der Mitnahmeansätze 128 oder an der Kupplungsscheibe 152 befestigt ist.
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So weist das zusätzliche Teil 242 einen gegebenenfalls in ringförmige Segmente unterteilten, quer ausgerichteten Ring 243 auf, der fest mit der zweiten Gegenbahn 210 verbunden ist, wobei sich der Ring 243 oberhalb der ersten Gegenreibbahn 230 erstreckt.
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Der Querring 243 schließt sich an seinem inneren Umfang mittels einer gegebenenfalls unterteilten zweiten Abwinklung 244 an, wobei sich die zweite Abwinklung 244 oberhalb der ersten Abwinklung 246 erstreckt.
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Für den Fall, daß die ersten und zweiten Abwinklungen 244, 246 Teilstücke mit konischen Formen sind, befindet sich die zweite Abwinklung 244 vorteilhafterweise in Kontakt mit der ersten Abwinklung 246, wie dies in den 4 und 5 zu erkennen ist.
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Die zweite Abwinklung 244 schließt sich an wenigstens eine Zunge an, die einem der Mitnahmeansätze 128 zugeordnet ist, wobei sie fest mit diesem verbunden ist.
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In 5, in der die vierte Ausführungsart veranschaulicht ist, hat das zusätzliche Teil 242 eine geringere Dicke als die Kupplungsscheibe 152, so daß der quer ausgerichtete Ring 243 elastisch verformbar ist.
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Jede Zunge des zusätzlichen Teils 242 ist zwischen einem Mitnahmeansatz 128 und einem zum Mitnahmeansatz 128 parallelen Verstärkungsfinger 248 eingefügt und befestigt, wobei der besagte Finger 248 an seinem zur Querwand gerichteten axialen Ende einen Anschlag 249 aufweist, um die Verschiebung des Querrings des zusätzlichen Teils zu begrenzen.
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Wie in 4 dargestellt, hat das zusätzliche Teil 242 als Variante gemäß einer dritten Ausführungsart eine Dicke, die insgesamt gleich der Dicke der Kupplungsscheibe 152 ausfällt, so daß der Querring 242 starr ist und kein Verstärkungsfinger 248 benötigt wird.
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Der Querring 243 ist im Verhältnis zur Kupplungsscheibe 152 axial in Richtung der Querwand 14 versetzt, insbesondere wenn sich die zweite Abwinklung 244 vorteilhafterweise mit der ersten Abwinklung 246 in Kontakt befindet, wodurch sich der axiale Bauraumbedarf entsprechend verkleinern läßt.
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Als Variante befindet sich der Querring 243 in der Ebene der Kupplungsscheibe 152, wenn beispielsweise der Abschnitt aus einer rechtwinkligen Abwinklung besteht.
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Dank diesen Ausführungsarten kann die Kupplungsscheibe des bisherigen Stands der Technik beibehalten werden, wobei sich die Verschleißerscheinungen an den Federn durch das zusätzliche Teil 242 oder den Verstärkungsfinger 248 verringern.
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Die Befestigung des zusätzlichen Teils 242 oder des Verstärkungsfingers 248 an den Mitnahmeansätzen 128 kann durch Schweißen erfolgen, wie dies in den 4 und 5 dargestellt ist. Als Variante findet die Befestigung durch Aufnieten oder Verkleben statt. Als Variante erfolgt die Schweißverbindung durch Widerstands- oder Laserschweißen.
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Nach einer fünften, sechsten, siebten und achten Ausführungsart gemäß der Erfindung, die in den 6 bis 9 veranschaulicht sind, sind die Mitnahmeansätze 128 durch Stanzen und Biegen aus der Kupplungsscheibe 152 herausgearbeitet.
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Die Mitnahmeansätze 128 schließen sich durch eine Abwinklung 246 an die Kupplungsscheibe 152 an, und die zweite Gegenbahn 230 ist fest mit einer ersten Beilage 251 verbunden, die wenigstens teilweise Ausschnitte 253 bedeckt, die die Kupplungsscheibe 152 oberhalb der Mitnahmeansätze 128 für deren Ausbildung aufweist, wobei sich die Beilage 251 quer unterhalb der Abwinklung 246 erstreckt, um eine Abdichtung zwischen der Querwand 14 und der Kupplungsscheibe 152 herbeizuführen, wenn diese zwischen der ersten und der zweiten Reibbahn 200, 220 eingespannt ist.
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Die zweite Gegenbahn 230 gehört zu einem Reibbelag 245', der an der besagten, hier aus Metall ausgeführten, ersten Beilage 251 befestigt ist, die grundsätzlich eine geringere Dicke als die Kupplungsscheibe 152 aufweist.
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In 6 ist die erste Beilage 251 eben und in Kontakt mit der Kupplungsscheibe 152 befestigt.
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In den 7 bis 9 ist die erste Beilage 251 an ihrem äußeren und inneren Umfang mit der Kupplungsscheibe 152 befestigt, wobei sie wenigstens einen, gegebenenfalls unterteilten Vorsprung 254 für die Befestigung des Reibbelags 245 aufweist, der die zweite Gegenbahn 230 bildet.
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In 7 gehört die erste Gegenbahn 210 zu einem direkt an der Kupplungsscheibe 152 befestigten Reibbelag 245.
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In den 8 und 9 ist die erste Gegenbahn 210 fest mit einer zweiten Beilage 252 verbunden, die an der Kupplungsscheibe 152 befestigt ist.
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In diesen Figuren werden die erste und die zweite Beilage 251, 252 durch Befestigungsorgane 260 zusammen an der Kupplungsscheibe 152 befestigt, wobei jede Beilage dazu eine Befestigungsstelle 261 aufweist, um die besagten Befestigungsorgane 260 aufzunehmen. Die Beilagen 251, 252 sind aus Metall und mit der gleichen Dicke ausgeführt, die kleiner als die Dicke der Kupplungsscheibe 252 ausfällt. Als Variante können die Reibbeläge nach Maßgabe des jeweils übertragenen Drehmoments unterschiedliche Dicken aufweisen.
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Die Beilagen 251, 252 sind elastisch ausgeführt. Als Variante erfolgt die Befestigung der Beilagen an der Kupplungsscheibe 152 durch Aufnieten oder Verkleben. Als Variante ist die Befestigung durch verschweißen ausgeführt, wobei sie durch Widerstands- oder Laserschweißen erfolgt.
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In 8 kommen die Befestigungsorgane 260 zwischen dem inneren Umfang der ersten Beilage 251 und dem äußeren Umfang der zweiten Beilage 252 zum Einsatz, so daß sich die erste und die zweite Gegenbahn 210, 230 quer beiderseits der Befestigungsorgane 260 erstrecken.
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In 9 wird die erste Beilage 251 in Querrichtung verlängert, so daß sie sich unterhalb der ersten Gegenbahn 210 erstreckt, während die Befestigungsorgane 260 zwischen den inneren Umfängen der Beilagen 251, 252 radial unterhalb der ersten Gegenbahn 210 zum Einsatz kommen.
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In den 7 bis 9 gehört die erste Gegenbahn 210 zu einem an der zweiten Beilage 252 befestigten Reibbelag 245.
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Jede Beilage 251, 252 weist eine Lagerstelle für ihren zugehörigen Reibbelag 245, 245' auf, wobei die Lagerstellen im Verhältnis zu den Befestigungsstellen 260 in Kontakt mit der Kupplungsscheibe 152 axial in der zur Kupplungsscheibe 152 entgegengesetzten Richtung versetzt sind. Als Variante wird die erste Gegenbahn 210 direkt durch die zum Kolben 40 gerichtete Fläche der Beilage 252 gebildet; die zweite Gegenbahn 230 kann natürlich direkt durch die zur Querwand 14 gerichtete Fläche der ersten Beilage 251 gebildet werden.
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In 7 kann die erste Gegenbahn 210 direkt durch die zum Kolben 40 gerichtete Fläche der Kupplungsscheibe 152 gebildet werden. In den 7 bis 9 ist die Abwinklung 246 eine 90°-Abwinklung, so daß die Mitnahmeansätze 128 senkrecht zur Kupplungsscheibe 152 verlaufen. Als Variante kann die Abwinklung 246 etwas größer als 90° sein.
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Die Mitnahmeansätze 128 verlaufen daher insgesamt senkrecht zur Kupplungsscheibe 152.
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Als Variante kann die Abwinklung 246 eine ähnliche Form wie diejenige der 4 und 5 aufweisen.
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Wie vorstehend erwähnt, sind die Mitnahmeansätze 128 drehfest und starr mit der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54 verbunden.
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Die Mitnahmeansätze 128 sind hier elastisch mit der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54 verbunden, ebenso wie in den 2 bis 5, über umfangsmäßig wirksame elastische Organe 122, die zwischen der besagten Baueinheit 104-54 und den Mitnahmeansätzen 128 zum Einsatz kommen, wobei die besagten Mitnahmeansätze 128 jeweils zwischen den Umfangsenden von zwei aufeinanderfolgenden umfangsmäßig wirksamen elastischen Organen 122 aufgenommen sind.
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Die Überbrückungskupplung weist einen ringförmigen Umfangsabschnitt 114 auf, der in Form einer in Richtung der radialen Wand 14 offenen axialen Auskehlung gestaltet ist und drehfest mit der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54 verbunden ist, wobei er am äußeren Umfang des Turbinenrads 104 angeordnet ist. Der ringförmige Abschnitt 114 führt die umfangsmäßig wirksamen elastischen Organe 122 in Umfangsrichtung und hält sie nach vorne. Der ringförmige Abschnitt 114 weist Auflagestellen 124, 126 auf. Die Mitnahmeansätze 128 dringen in die axiale Auskehlung des ringförmigen Umfangsabschnitts 114 ein, so daß sie jeweils zwischen den beiden Umfangsenden von zwei aufeinanderfolgenden umfangsmäßig wirksamen elastischen Organen 122 aufgenommen werden.
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Die Zunge des zusätzlichen Teils 242 der 4 und 5 hat eine identische Form wie der Mitnahmeansatz 128, der ihr zugeordnet ist.
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Als Variante haben die Zungen des zusätzlichen Teils 232 eine andere Größe als die Mitnahmeansätze 128.
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Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So können in einer nicht dargestellten Ausführungsart die Zungen des zusätzlichen Teils in Umfangsrichtung eine andere Größe als die Mitnahmeansätze 128 aufweisen, so daß wenigstens eines der Elemente Mitnahmeansätze 128 – Zunge des zusätzlichen Teils 242 zwei gegenüberliegende Sockel 134 umfaßt, die sich umfangsmäßig erstrecken und die jeweils einen Zentriersockel bilden, der in eine formschlüssige Aufnahme eingesetzt wird, die am Umfangsende 138 eines benachbarten elastischen Organs 122 ausgebildet ist.
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In 5 hat der Verstärkungsfinger 248 eine identische Form wie der Mitnahmeansatz 128, der ihm zugeordnet ist.
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In den Bahnen 200, 220 und in den Gegenbahnen 210, 230 können Nuten ausgebildet sein, wie dies an sich bekannt ist.
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In 10 ist ein hydrodynamischer Momentwandler 10 nach einer neunten Ausführungsart der Erfindung dargestellt worden.
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Im Unterschied zur ersten Ausführungsart der Erfindung ist in diesem Fall der ringförmige Abschnitt 114 zur Führung der Federn 122 Lest mit der Kupplungsscheibe 152 verbunden, wobei er beispielsweise durch Schweißen an dieser angefügt ist. Die durch den ringförmigen Abschnitt 114 begrenzte Auskehlung ist entgegengesetzt zur radialen Wand 14 offen.
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Im übrigen sind die Auflageansätze 128 fest mit der Zwischenscheibe 94 verbunden, wobei sie beispielsweise einstückig mit dieser Zwischenscheibe 94 oder mit jedem anderen fest mit der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54 verbundenen Träger ausgeführt sind.
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Gegebenenfalls sind Ansätze 262 zur Sicherung der Federn 122 einstückig mit der Zwischenscheibe 94 oder mit jedem fest mit der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54 verbundenen Träger wie bei der in 11 dargestellten zehnten Ausführungsart der Erfindung ausgeführt. Diese zur radialen Wand 14 hin auseinanderlaufenden Sicherungsansätze 262 sind zwischen den Auflageansätzen 128 eingefügt.
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In 11 ist festzustellen, daß der innere ringförmige Teil 120 des ringförmigen Abschnitts 114 mit Zungen 264 für die Auflage der Federn 122 versehen ist, die in diesen Teil 120 eingeschnitten sind.
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In 12 ist ein hydrodynamischer Momentwandler 10 nach einer elften Ausführungsart der Erfindung dargestellt.
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In diesem Fall ist die Kupplungsscheibe 152 zweiteilig, mit einem äußeren und einem inneren Teil ausgeführt. Der äußere Teil dieser Kupplungsscheibe 152 bildet den ringförmigen Führungsabschnitt 114, während der innere Teil dieser Kupplungsscheibe 152 einen Kragen 266 bildet, der den ringförmigen Abschnitt 114 radial verlängert.
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Die Reibbeläge 245, 245' sind am Boden 118 des ringförmigen Abschnitts 114 und am Kragen 266 angefügt, der den ringförmigen Abschnitt 114 radial verlängert.
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In 13 ist ein hydrodynamischer Momentwandler 10 nach einer zwölften Ausführungsart der Erfindung dargestellt worden.
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In diesem Fall ist der ringförmige Führungsabschnitt 114 drehfest mit der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54 durch das Ineinandergreifen von Zahnungen 268 und formschlüssigen Ausnehmungen 270 verbunden, die am ringförmigen Abschnitt 114 und an der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54 eingearbeitet sind. Die Zahnungen erstrecken sich in etwa rechtwinklig zu den formschlüssigen Ausnehmungen.
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In diesem Beispiel sind die Zahnungen 268 und formschlüssigen Ausnehmungen 270 einerseits in den axial ausgerichteten äußeren ringförmigen Teil 116 des ringförmigen Abschnitts 114 und andererseits in einen radialen Umfangsteil 272 der Zwischenscheibe 94 eingearbeitet.
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Der ringförmige Abschnitt 114 erstreckt sich in einer ringförmigen Einsenkung 274, die in die radiale Wand des Gehäuses eingearbeitet ist.
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Die Sicherungsansätze 262 zur Sicherung der Federn 122 sind vorzugsweise einstückig mit der Kupplungsscheibe 152 oder mit jedem anderen fest mit dieser Kupplungsscheibe 152 verbundenen Träger ausgeführt. Diese Sicherungsansätze 262 sind zwischen den Auflageansätzen 128 eingefügt, die ihrerseits einstückig mit der Kupplungsscheibe 152 ausgeführt sind.
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Es ist zu beachten, daß in dieser zwölften Ausführungsart der Erfindung der Torsionsdämpfer axial zwischen der radialen Wand 14 des Gehäuses und der Kupplungsscheibe 152 angeordnet ist, während der Torsionsdämpfer bei den elf vorangehenden Ausführungsarten axial zwischen dieser Kupplungsscheibe 152 und der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54 angebracht ist.
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Die 15 und 16 veranschaulichen andere Ausführungsarten des erfindungsgemäßen hydrodynamischem Momentwandlers 10, wobei die Kupplungsscheibe 152 über starre Mittel drehfest mit der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54 verbunden ist.
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So ist bei den in den 15 und 16 veranschaulichten Beispielen die Kupplungsscheibe 152 drehfest mit der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54 durch das Ineinandergreifen von Zahnungen 276 und formschlüssigen Ausnehmungen 278 verbunden, die an der Kupplungsscheibe 152 und an der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54, genauer gesagt: an der Zwischenscheibe 94, eingearbeitet sind. Die Zahnungen erstrecken sich in etwa rechtwinklig zu den formschlüssigen Ausnehmungen.
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Bei der in 14 veranschaulichten dreizehnten Ausführungsart sind die Zahnungen 276 und die formschlüssigen Ausnehmungen 278 an einer axialen Umfangsrandleiste 280 der Zwischenscheibe 94 (oder an jedem anderen Organ der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 94) und an einem radialen Umfangsteil 282 der Kupplungsscheibe 152 angebracht, wobei letztere vorzugsweise flach ausgeführt ist.
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Die axiale Umfangsrandleiste 280 erstreckt sich teilweise in einer Freigabeeinsenkung 284, die, beispielsweise durch Tiefziehen, in die radiale Wand 14 des Gehäuses eingearbeitet ist.
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Bei der in den 15 und 16 veranschaulichten vierzehnten und fünfzehnten Ausführungsart sind die Zahnungen 276 und die formschlüssigen Ausnehmungen 278 an einer axialen Umfangsrandleiste 286 der Kupplungsscheibe 152 und an einem radialen Umfangsteil 288 der Zwischenscheibe 94 (oder an jedem anderen Organ der Baueinheit aus Turbinenrad 104 und Nabe 54) angebracht.
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Insoweit die Außen- und Innendurchmesser der ersten Reibbahn 200 größer als die Außen- und Innendurchmesser der zweiten Reibbahn 220 sind, kann der innere Anschlußradius der radialen Wand 14 an den axial ausgerichteten ringförmigen Abschnitt 16 des Gehäuses relativ groß ausfallen, um die Beanspruchungen im Gehäuse zu begrenzen (siehe 15).
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Aus den gleichen Gründen im Zusammenhang mit einem radialen Versatz der Reibbahnen 200, 220 ist das an der radialen Wand 14 verschweißte Verbindungsteil 300 oder ähnliches im Verhältnis zu dem in Kontakt mit der radialen Wand 14 des Gehäuses befindlichen Reibbelag 245' vorteilhafterweise radial versetzt, um die Reibung dieses Reibbelags 245' an der Schweißstelle des Verbindungsteil 300 zu verhindern (siehe 16).