DE10210832A1 - Hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischer Drehmomentwandler - Google Patents

Abstract

Eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischer Drehmomentwandler, umfasst eine Gehäuseanordnung (12), ein in der Gehäuseanordnung (12) angeordnetes und bezüglich dieser um eine Drehachse (A) drehbares Turbinenrad (28) sowie eine Überbrückungskupplungsanordnung (44) zur wahlweisen Herstellung einer Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Gehäuseanordnung (12) und dem Turbinenrad (28), wobei die Überbrückungskupplungsanordnung (44) wenigstens ein mit einer Baugruppe (28) von Gehäuseanordnung (12) und Turbinenrad (28) gemeinsam drehbares Reiborgan (60) aufweist, das an seinen beiden axialen Stirnseiten Reiboberflächen (80, 82) zur reibmäßigen Wechselwirkung mit Gegen-Reiborganen (58) aufweist, die mit der anderen Baugruppe (12) von Gehäuseanordnung (12) und Turbinenrad (28) gemeinsam drehbar sind. Dabei ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Reiborgan (60) wenigstens zwei Reiborganteile (76, 78) aufweist, die an nicht reibend wirksam werdenden Rückseiten (84, 86) derselben aneinander anliegen, und dass an wenigstens einem der Reiborganteile (76, 78) im Bereich von dessen Rückseite (84, 86) eine eine Fluidströmung durch das Reiborgan (60) hindurch zulassende Fluidströmungskanalanordnung (94) vorgesehen ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischer Drehmomentwandler, umfassend eine Gehäuseanordnung, ein in der Gehäuseanordnung angeordnetes und bezüglich dieser um eine Drehachse drehbares Turbinenrad sowie eine Überbrückungskupplungsanordnung zur wahlweisen Herstellung einer Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Gehäuseanordnung und dem Turbinenrad, wobei die Überbrückungskupplungsanordnung wenigstens ein mit einer Baugruppe von Gehäuseanordnung und Turbinenrad gemeinsam drehbares Reiborgan aufweist, das an seinen beiden axialen Stirnseiten Reiboberflächen zur reibmäßigen Wechselwirkung mit Gegen- Reiborganen aufweist, die mit der anderen Baugruppe von Gehäuseanordnung und Turbinenrad gemeinsam drehbar sind.
• Die bei hydrodynamischen Kopplungseinrichtungen vorgesehenen Überbrückungskupplungsanordnungen dienen dazu, eine direkte mechanische Kopplung im Drehmomentübertragungsweg zu schaffen, um durch Fluidumwälzung eingeführte Verluste zumindest in einigen Betriebszuständen zu vermeiden oder zu minimieren. Dabei entsteht in der Überbrückungskupplungsanordnung vor allem im Schlupfbetrieb Reibwärme. Diese Reibwärme muss in umgebende Komponenten bzw. das im Gehäuse vorhandene Arbeitsfluid abgeführt werden. Besonders kritisch ist hierbei die reibmäßige Beaufschlagung von nicht mit Reibbelägen sondern mit metallischen Oberflächen reibend wirksam werdenden Organen.
• Aus der WO 93/13339 ist eine in Form eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers aufgebaute hydrodynamische Kopplungseinrichtung bekannt, bei welcher ein Reiborgan in Form einer Lamelle drehmomentübertragungsmäßig über einen Dämpfungsmechanismus an das Turbinenrad angekoppelt ist. Beidseits dieses Reiborgans liegen Gegen-Reiborgane, die drehfest mit der Gehäuseanordnung verbunden sind und durch Einstellung der Innendruckverhältnisse gegen die an beiden axialen Seiten der Lamelle bzw. des Reiborgans vorgesehenen Reiboberflächen pressbar sind. An dem Reiborgan sind mit Oberflächennutungen versehene Reibbeläge vorgesehen, welche auch im Schlupfbetrieb das bereichsweise Umströmen der reibend wirksam werdenden Oberflächen der Gegenreiborgane ermöglichen. Somit kann direkt aus dem kritischen Bereich Reibwärme abgeführt werden. Gleichzeitig haben diese Nuten die Funktion, im Drehmomentübertragungszustand der Überbrückungskupplungsanordnung einen Fluidaustausch zu ermöglichen. Um dabei jedoch die erforderliche Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten eines Kupplungskolbens sicherzustellen, müssen die Nuten einen bestimmten Strömungswiderstand bereitstellen, welcher jedoch die Kühlcharakteristik derselben beeinträchtigt. Ein zu großer Strom durch diese Nuten hindurch erfordert zum Aufrechterhalten der Druckdifferenz eine vergleichsweise groß dimensionierte Getriebeölpumpe.
• Aus der DE 197 20 575 C1 ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler bekannt, bei welchem ein als Lamelle ausgebildetes, Reibbeläge tragendes Reiborgan an seinen beiden reibend wirksam werdenden Oberflächen ebenfalls Kanäle aufweist, die mit Strömungskanälen, die am Kupplungskolben bzw. der Gehäuseanordnung selbst gebildeten Gegen-Reiborganen vorgesehen sind, zum Bereitstellen einer Kühlwirkung wirksam sind.
• Die DE 44 23 640 C1 offenbart einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, bei welchem ein lamellenartiges Reiborgan an seinen beiden Seiten wiederum mit Reibbelägen versehen ist. An einem Kupplungskolben bzw. der Gehäuseanordnung sind ringscheibenartige Gegen-Reiborgane vorgesehen. Diese weisen an ihrer jeweiligen Rückseite, welche dem Kupplungskolben bzw. der Gehäuseanordnung zugewandt positioniert ist, nutartige Kanäle auf, durch welche wiederum eine Fluidaustauschverbindung zwischen den beiden beidseits des Kupplungskolbens gebildeten Raumbereichen vorgesehen wird.
• Ferner sind hydrodynamische Drehmomentwandler bekannt, bei welchen der Fluidaustaustausch zwischen den beiden Raumbereichen über eine sogenannte Kolbendüse erfolgt. Im Kupplungskolben ist dabei eine die beiden angesprochenen Raumbereiche verbindende Öffnung vorgesehen. Die im Bereich der Reibbeläge vorgesehenen Nutungen dienen ebenfalls der Kühlung. Das darin vorgesehene Fluid wird jedoch nicht durch Druckdifferenz sondern im Wesentlichen durch Scherreibung vorangefördert.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, derart auszugestalten, dass vor allem in den durch Reibwärme besonders belasteten Bereichen eine verbesserte Wärmeabfuhr ermöglicht wird.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischer Drehmomentwandler, umfassend eine Gehäuseanordnung, ein in der Gehäuseanordnung angeordnetes und bezüglich dieser um eine Drehachse drehbares Turbinenrad sowie eine Überbrückungskupplungsanordnung zur wahlweisen Herstellung einer Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Gehäuseanordnung und dem Turbinenrad, wobei die Überbrückungskupplungsanordnung wenigstens ein mit einer Baugruppe von Gehäuseanordnung und Turbinenrad gemeinsam drehbares Reiborgan aufweist, das an seinen beiden axialen Stirnseiten Reiboberflächen zur reibmäßigen Wechselwirkung mit Gegen-Reiborganen aufweist, die mit der anderen Baugruppe von Gehäuseanordnung und Turbinenrad gemeinsam drehbar sind.
• Dabei ist dann weiter vorgesehen, dass das wenigstens eine Reiborgan wenigstens zwei Reiborganteile aufweist, die an nicht reibend wirksam werdenden Rückseiten derselben aneinander anliegen, und dass an wenigstens einem der Reiborganteile im Bereich von dessen Rückseite eine Fluidströmung durch das Reiborgan hindurch zulassende Fluidströmungskanalanordnung vorgesehen ist.
• Die vorliegende Erfindung teilt also ein an seinen beiden axialen Seiten reibend wirksam werdendes Reiborgan in zwei Teile auf, die mit nicht reibend wirksamen Rückseiten aneinander anliegen und in diesem Bereich dann durch Fluidströmung gekühlt werden können. Es ist also nicht erforderlich, an den reibend wirksam werdenden Oberflächen eine deren Reibfläche verringernde und ggf. auch die Reibcharakteristik beeinträchtigende Nutung bereitzustellen.
• Um die Kühlwirkung weiter verbessern zu können, wird vorgeschlagen, dass im Bereich beider aneinander anliegender Rückseiten Fluidströmungskanalanordnungen vorgesehen sind.
• Aus Gründen der fertigungstechnischen Einfachheit wird vorgeschlagen, dass die wenigstens zwei Reiborganteile zueinander baugleich sind. Aus Gründen der einfacheren Herstellung wird weiter vorgeschlagen, dass die wenigstens zwei Reiborganteile nicht fest miteinander verbunden sind. Letztendlich werden bei reibkraftmäßiger Beaufschlagung die Reiborganteile in axialer Richtung mit ihren Rückseiten ohnehin gegeneinander gepresst, so dass für eine feste Halterung der beiden Reiborganteile aneinander nicht gesorgt werden muss.
• Bei der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiter vorgesehen sein, dass die Fluidströmungskanalanordnung wenigstens einen von einem radial äußeren Bereich eines Reiborganteils nach radial innen führenden nutartigen Kanal oder/und wenigstens einen von einem radial inneren Bereich eines Reiborganteils nach radial außen führenden nutartigen Kanal umfasst. Der wenigstens eine Kanal kann sich dabei im Wesentlichen radial erstrecken, kann jedoch auch derart ausgebildet sein, dass er sich im Wesentlichen sekantial erstreckt, wobei selbstverständlich auch vorgesehen sein kann, dass der wenigstens eine Kanal von einem radial äußeren Bereich des Reiborganteils zu einem radial inneren Bereich des Reiborganteils führt.
• Alternativ ist es möglich, dass der wenigstens eine Kanal vor dem radial äußeren Bereich oder dem radial inneren Bereich des Reiborganteils endet und insofern keine ein jeweiliges Reiborganteil in radialer Richtung vollständig überbrückende Verbindung herstellt. In diesem Falle kann weiter vorgesehen sein, dass bei einem jeweiligen Kanal eine das Reiborganteil durchsetzende Öffnung vorgesehen ist, die zu einer durch dieses Reiborganteil bereitgestellten Reiboberfläche offen ist. In diesem Falle ist es dann weiter vorteilhaft, wenn in einem reibend mit der Reiboberfläche in Wechselwirkung bringbaren Gegen-Reiborgan eine mit der Öffnung in Ausrichtung bringbare Strömungskanalanordnung ausgebildet ist.
• Um bei Bereitstellung eines vorbestimmten Strömungswiderstandes dafür zu sorgen, dass über den Umfang verteilt eine möglichst gleichmäßige Umströmung der Reiborganteile erzielt wird, wird vorgeschlagen, dass die an den beiden mit ihren Rückseiten aneinander anliegenden Reiborganteilen ausgebildeten Kanäle in Umfangsrichtung zueinander versetzt positioniert sind. Vor allem bei sekantialer bzw. in Umfangsrichtung langgestreckter Ausgestaltung der Kanäle kann dabei selbstverständlich vorgesehen sein, dass diese in verschiedenen Bereichen sich kreuzen.
• Bei einer alternativen Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen hydrodynamischen Kopplungseinrichtung kann weiter vorgesehen sein, dass die Fluidströmungskanalanordnung wenigstens teilweise durch eine Oberflächenstrukturierung an der Rückseite von wenigstens einem der Reiborganteile gebildet ist. Hier wird also an der Rückseite eine mehr oder weniger statistische Einsenkungsanordnung geschaffen, so dass bei aneinander anliegenden Rückseiten eine im Wesentlichen über die gesamte Rückseite verteilte teilweise auch mikroskopische Kanalanordnung geschaffen wird, durch welche das Arbeitsfluid hindurch strömen kann. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Oberflächenstrukturierung durch Kugelstrahlen, Sandstrahlen, Bürsten oder dergleichen gebildet ist. Auch bei der erfindungsgemäßen hydrodynamischen Kopplungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass die Überbrückungskupplungsanordnung einen Innenraum der Gehäuseanordnung im Wesentlichen in zwei Raumbereiche unterteilt und dass ein Fluidaustausch zwischen den beiden Raumbereichen nur im Bereich der Reiborgane und Gegen-Reiborgane möglich ist. In diesem Falle wird sichergestellt, dass der gesamte zwischen den beiden Raumbereichen ausgetauschte Fluidstrom zur Kühlung der Überbrückungskupplungsanordnung beiträgt. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der Fluidaustausch nur durch die Fluidströmungskanalanordnung in dem wenigstens einen Reiborgan hindurch möglich ist.
• Insbesondere dann, wenn das wenigstens eine Reiborgan aus Metall aufgebaut ist und wenigstens eine Reiboberfläche desselben durch eine Metalloberfläche gebildet ist, ist das Bereitstellen der erfindungsgemäßen, an der Rückseite eines Reiborganteils des Reiborgans ausgebildeten Strömungskanalanordnung vorteilhaft. Wie bereits eingangs ausgeführt, sind besonders die nicht mit Reibbelägen versehenen und reibend wirksam werdenden Reiborgane thermisch besonders stark belastet, da die an anderen Reiborganen ggf. vorgesehenen Reibbeläge, die im Allgemeinen aus organischem Material, aus Sintermaterial o. dgl. aufgebaut sind, in thermischer Hinsicht im Wesentlichen als Isolatoren zu betrachten sind und insofern ein Großteil der erzeugten Reibwärme in den nicht mit Reibbelägen versehenen und aus Metall ausgebauten Reiborganen aufgenommen wird.
• Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:
• Fig. 1 eine Teil-Längsschnittansicht einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung;
• Fig. 2 eine Teil-Axialansicht eines ringscheibenartig ausgebildeten Reiborganteils;
• Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltung;
• Fig. 4 eine weitere der Fig. 2 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltung.
• In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer hydrodynamischer Drehmomentwandler allgemein mit 10 bezeichnet. Dieser umfasst eine Gehäuseanordnung 12 mit einem Gehäusedeckel 14 und einer Pumpenradschale 16. Die Pumpenradschale 16 ist radial innen mit einer Pumpenradnabe 18 verbunden und trägt an ihrer Innenseite eine Mehrzahl von Pumpenradschaufeln 20. Diese Pumpenradschaufeln 20 bilden zusammen mit der Pumpenradschale 16 und der Pumpenradnabe 18 im Wesentlichen ein Pumpenrad 22, das über eine an der Gehäuseanordnung 12 vorgesehene Ankopplungsanordnung 24 drehfest an eine Antriebswelle, beispielsweise eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, angebunden werden kann. Im Innenraum 26 der Gehäuseanordnung 12 ist ferner ein Turbinenrad 28 vorgesehen. Dieses umfasst eine Turbinenradschale 30, die an ihrer dem Pumpenrad 22 zugewandten Seite eine Mehrzahl von Turbinenradschaufeln 32 trägt und radial innen mit einer Turbinenradnabe 34 drehfest verbunden ist. Die Turbinenradnabe 34 kann dann in an sich bekannter Art und Weise drehfest an eine Abtriebswelle, beispielsweise Getriebeeingangswelle, angekoppelt werden.
• Zwischen dem Pumpenrad 22 und dem Turbinenrad 28 liegt ein Leitrad 36. Leitradschaufeln 38 desselben sind auf einem Leitradring 40 getragen, welcher wiederum über eine Freilaufanordnung 42 auf einem nicht dargestellten Stützorgan derart getragen ist, dass die Leitradschaufeln 38 mit dem Leitradring 40 um eine Drehachse A in einer Richtung drehbar sind, gegen Drehung in der anderen Richtung jedoch festgelegt sind.
• Der Drehmomentwandler 10 umfasst ferner eine Überbrückungskupplungsanordnung 44. Diese Überbrückungskupplungsanordnung 44 weist einen Kupplungskolben 46 auf, welcher über ein Mitnahmeelement 48 drehfest, in gewissem Ausmaß jedoch axial bewegbar an einer mit dem Gehäusedeckel 14 in seinem radial inneren Bereich fest verbundenen Gehäusenabe 50 gehalten ist. Der Kupplungskolben 46 ist auf der Gehäusenabe 50 axial beweglich und fluiddicht geführt. In seinem radial äußeren Bereich weist der Kupplungskolben 46 eine Reiboberfläche 52 auf, welcher im gleichen radialen Bereich eine Reiboberfläche 54 des Gehäusedeckels 14 gegenüberliegt. Zwischen diesen beiden Reiboberflächen 52, 54 liegt ein Lamellenpaket 56 mit zwei Außenlamellen 58 und einer zwischen diesen vorgesehenen Innenlamelle 60. Die beiden Außenlamellen 58 weisen jeweils einen ringartigen und beispielsweise aus Metall aufgebauten Reibbelagträger 62 auf, der an seinen beiden axialen Seiten Reiboberflächen bereitstellende Reibbeläge 64, 66 trägt. In seinem radial äußeren Bereich weist der Reibbelagträger 62 eine vorsprungs- bzw. verzahnungsartige Mitnahmekonfiguration 68 auf, die mit einer entsprechenden Gegen-Mitnahmekonfiguration 70 eines Drehschwingungsdämpfereingangsbereichs 72 in Drehmitnahmeeingriff steht. Ein Ausgangsbereich 74 des Drehschwingungsdämpfers ist an das Turbinenrad 28, im dargestellten Falle an die Turbinenradnabe 34, angebunden.
• Die Innenlamelle 60 ist im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel zweigeteilt und weist zwei Lamellenteile 76, 78 auf. Diese beiden zueinander vorzugsweise baugleichen Lamellenteile 76, 78 weisen jeweilige Reiboberflächen 80, 82 auf, welche den Reibbelägen 64, 66 der beiden Außenlamellen 58 gegenüber liegen. Mit ihren nicht reibend wirksam werdenden Rückseiten 84, 86 liegen die Lamellenteile 76, 78 aneinander an. In ihrem radial inneren Bereich weisen die beiden Lamellenteile 76, 78 nicht zuletzt auf Grund ihrer vorzugsweise gleichen baulichen Ausgestaltung jeweils eine vorsprungs- bzw. verzahnungsartige Mitnahmekonfiguration 87 auf, die in Drehmitnahmeeingriff mit einem am Gehäusedeckel 14 vorgesehenen Mitnahmeelement 88 stehen. Da die beiden Lamellenteile 76, 78 in axialer Richtung bei Druckbeaufschlagung durch den Kupplungskolben 46 aneinander abgestützt sind, ansonsten jedoch gleichermaßen drehfest an die Gehäuseanordnung 12 angekoppelt sind, ist es nicht erforderlich, diese miteinander fest zu verbinden, beispielsweise zu verschweißen oder zu verlöten. Neben der bereits angesprochenen baulich einander entsprechenden Ausführung ist dies ein weiterer Beitrag zu einem möglichst einfachen Aufbau.
• Soll über die Überbrückungskupplungsanordnung 44 ein Drehmoment übertragen werden, so wird in einem der im Wesentlichen durch die Überbrückungskupplungsanordnung 44 im Innenraum 26 generierten Raumbereiche 90, 92, nämlich einem das Turbinenrad 28 enthaltendem Raumbereich 90, der Fluiddruck bezüglich des Fluiddrucks in einem Raumbereich 92, welcher im Wesentlichen zwischen dem Kupplungskolben 46 und dem Gehäusedeckel 44 gebildet ist, erhöht. Der Kupplungskolben 46 wird dann axial gegen die diesem nahe liegende Außenlamelle 58 gepresst, so dass die gesamten zur Verfügung gestellten Reiboberflächen in Reibwechselwirkung treten und somit zumindest einen Teil des zu übertragenden Drehmoments übertragen. Da die an den Außenlamellen 58 vorgesehenen Reibbeläge 64, 66 thermisch sehr gut isolieren, wird ein Großteil der dabei entstehenden Reibwärme im Bereich der metallischen Reiboberflächen 52, 54 am Kupplungskolben 46 bzw. am Gehäusedeckel 14 bzw. 80, 82 der Innenlamelle 60 anfallen. Während auf Grund ihrer großflächigen Ausgestaltung der Kupplungskolben 46 und der Gehäusedeckel 14 die in diesen angesammelte Wärmeenergie sehr gut abführen können, ist die Innenlamelle 60 an beiden reibend wirksam werdenden Seiten derselben eingeschlossen, so dass hier eine sehr starke thermische Belastung entsteht. Um dieser thermischen Belastung entgegenzuwirken, ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass im Bereich der gegenseitigen Anlage der beiden Lamellenteile 76, 78 eine Strömungskanalanordnung generiert ist, durch welche das im Innenraum 26 der Gehäuseanordnung 12 vorhandene Arbeitsfluid hindurchtreten kann, um dabei Wärmeenergie aufzunehmen und sie aus dem Bereich der Innenlamelle 60 abzuführen. Verschiedene Möglichkeiten der Bereitstellung einer derartigen Fluidströmungskanalanordnung werden nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 2 bis 4 beschrieben.
• In Fig. 2 erkennt man das Lamellenteil 76 mit seiner Rückseite 84, in welcher eine allgemein mit 94 bezeichnete Fluidströmungskanalanordnung vorgesehen ist. Diese umfasst über den Umfang verteilt mehrere Fluidströmungskanäle 96, die im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel den radial äußeren Bereich 98 des Lamellenteils 76 mit dem radial inneren Bereich 100 desselben verbinden, so dass eine in radialer Richtung das Lamellenteil 76 vollständig überbrückende und insofern eine Fluidverbindung zwischen den beiden Raumbereichen 90, 92 herstellende Fluidströmungsverbindung geschaffen ist. Man erkennt in Fig. 2, dass verschiedene Geometrien bzw. Erstreckungsrichtungen der als Oberflächennuten ausgebildeten Kanäle 96 möglich sind. Während der in Fig. 2 links erkennbare Kanal 96 sich näherungsweise rein radial erstreckt, ist der in Fig. 2 rechts erkennbare Kanal 96 im Wesentlichen sekantial sich erstreckend ausgebildet, so dass für das diesen Kanal durchströmende Fluid eine längere Wechselwirkungsstrecke vorhanden ist. Es ist selbstverständlich, dass verschiedene Kanalgeometrien bzw. Erstreckungsrichtungen an ein und demselben Lamellenteil vorgesehen sein können, wobei auf eine bezüglich der Mittelachse sysmmetrische Anordnung geachtet werden sollte, um in Umfangsrichtung eine gleichmäßige Kühlwirkung zu erhalten.
• Bei dem in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandler 10 ist im Kupplungskolben 46 keine Kolbendüse vorhanden. D. h. der Fluidaustausch zwischen den beiden Raumbereichen 90, 92 findet vor allem im eingerückten Zustand der Überbrückungskupplung ausschließlich im Bereich der Lamellen 58, 60 statt. Dies ermöglicht einerseits eine vergleichsweise gute Kühlung vor allem der Innenlamelle 60, erfordert andererseits jedoch einen gewissen minimalen Strömungswiderstand, um die zum Aufbringen der erforderlichen Einrückkraft notwendige Druckdifferenz zwischen den beiden Raumbereichen 90, 92 aufrecht erhalten zu können. Um unter Berücksichtigung dieser Anforderung die Kühlwirkung so effizient als möglich bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass bei baugleicher Ausgestaltung der beiden Lamellenteile 76, 78, der Innenlamelle 60 diese derart positioniert werden, dass die an den Rückseiten 84, 86 vorgesehenen Kanäle 96 zueinander in Umfangsrichtung versetzt sind, so dass bei vorgegebenem Gesamt-Strömungsquerschnitt eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Kanalmusters über den Umfang erlangt werden kann.
• In Fig. 3 ist eine alternative Ausgestaltungsform des Lamellenteils 76 dargestellt. Man erkennt hier eine riefenartige Oberflächenstrukturierung 102, welche beispielsweise durch Bürsten generiert werden kann. Eine Oberflächenstrukturierung kann auch durch Sandstrahlen oder Kugelstrahlen erhalten werden. Durch eine derartige Oberflächenstrukturierung wird sichergestellt, dass bei gegenseitiger Anlage der beiden Lamellenteile 76, 78 keine gesamtflächige sondern eine mehr oder weniger punktuelle Anlage erhalten wird und durch die Oberflächenstrukturierung dann ein über die gesamten Rückseiten verteiltes mehr oder weniger statistisches Kanalmuster geschaffen wird, das zum Durchströmen für das Fluid bereitsteht. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausgestaltungsform erstrecken sich in dem Lamellenteil 76 Kanäle 104 vom radial äußeren Bereich 98 des Lamellenteils 76 nach radial innen, enden jedoch noch, bevor sie den radial inneren Bereich 100 erreichen bzw. zu diesem offen sind. Diese Kanäle 104 erzeugen also an der Rückseite 84 kein das Lamellenteil 76 vollständig überbrückendes und somit einen Fluidaustausch zwischen den beiden Raumbereichen 90, 92 zulassendes Kanalmuster. Im Bereich der Enden dieser Kanäle 104 sind jedoch im Lamellenteil 76 Durchtrittsöffnungen 106 vorhanden, welche eine Verbindung der Kanäle 104 mit der in Fig. 1 nicht erkennbaren Reiboberfläche 80 des Lamellenteils 76 herstellen. An dem dieser Reiboberfläche gegenüber liegend und mit dieser reibend zusammenwirkenden Bauteil, im dargestellten Falle dem Reibbelag 66 der in Fig. 1 links erkennbaren Außenlamelle 58, ist ein Oberflächennutmuster mit beispielsweise in Umfangsrichtung aufeinander folgenden T-artig konfigurierten Kanälen 108 vorhanden. Diese weisen einen im radialen Bereich der Öffnung 106 liegenden und sich näherungsweise in Umfangsrichtung erstreckenden Abschnitt 110 auf, von welchem ein Verbindungsabschnitt 112 sich nach radial innen erstreckt und zum Raumbereich 92 offen ist. Das radial außen in die Kanäle 104 des Lamellenteils 76 eintretende Fluid strömt durch diese Kanäle 104 und die Öffnungen 106 dann in die Kanäle 108 in dem gegenüber liegenden Reibbelag 66 und von diesen dann in den Raumbereich 92.
• Man erkennt in Fig. 4, dass die Positionierung der Kanäle 104 in Umfangsrichtung derart ausgewählt ist, dass nicht alle diese Kanäle 104 gleichzeitig in Verbindung stehen mit einem jeweiligen Kanal 108 des gegenüber liegenden Reibbelags. Vorzugsweise ist die Anordnung derart, dass jeweils nur ein einziger dieser Kanäle 104 zusammen mit einem der Kanäle 108 dann eine Fluidaustauschverbindung zwischen den beiden Rambereichen 90, 92 bereitstellt, und dass dann, wenn diese Fluidaustauschverbindung durch Erreichen eines Umfangendbereichs eines Abschnitts 110 aufgehoben wird, nach kurzzeitiger Unterbrechung ein anderer der Kanäle 104 mit einem weiteren der Kanäle 108 eine derartige Verbindung herstellt. So kann ein näherungsweise gleichmäßiger und nur kurzzeitig unterbrochener Fluidstrom bei definiertem Strömungswiderstand bereitgestellt werden.
• Durch die vorliegende Erfindung wird vor allem für hydrodynamische Kopplungseinrichtungen bzw. Drehmomentwandler, welche nach dem Zweileitungsprinzip aufgebaut sind, bei Beibehalt der Möglichkeit des Fluidaustausches in einfacher Art und Weise die Kühlung der thermisch besonders belasteten Bereiche, nämlich der reibend wirksam werdenden Metalloberfläche einer Lamelle, ermöglicht. Durch das Einbringen zumindest wesentlicher Teile der diesen Fluidaustausch zulassenden Kanalanordnungen in eine reibend nicht wirksam werdende Rückseite bzw. mehrere Rückseiten von einer einzigen Lamelle zuzuordnenden Lamellenteilen wird die durch die reibend wirksam werdenden Oberflächen bereitgestellte Reibcharakteristik nur gering bzw. überhaupt nicht beeinträchtigt. Die Kühlcharakteristik der Strömungskanalanordnung kann angepasst werden an die jeweils im Betrieb auftretenden bzw. zu erwartenden Anforderungen. Dies betrifft sowohl die Anzahl der bereitzustellenden Kanäle, als auch deren Länge bzw. Qerschnittsgeometrie und Abmessung. Auch im Falle der in den Reibbelägen oder sonstigen Elementen zusätzlich noch bereitzustellenden Nuten bzw. Kanäle kann durch Auswahl der Formgebung bzw. der Querschnittsgeometrie und Abmessung auf das Strömungsverhalten Einfluss genommen werden. Selbstverständlich ist es hier auch möglich, über den Umfang eine umlaufende Belagsnutung vorzusehen.
• Hinsichtlich des Aufbaus des hydrodynamischen Drehmomentwandlers und auch des Aufbaus der Überbrückungskupplung, wie sie vorangehend beschrieben worden sind, sei ausgeführt, dass hier in verschiedenen Bereichen Änderungen vorgenommen werden können, die jedoch vom Prinzip der vorliegenden Erfindung nicht abweichen bzw. davon Gebrauch machen. Insbesondere ist es im Bereich der Überbrückungskupplungsanordnung möglich, die Anzahl der Reiblamellen zu variieren bzw. auch die mehrteilig aufgebaute Lamelle als Außenlamelle bereitzustellen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, die mehrteilig aufgebaute Lamelle beispielsweise aus drei Teilen zusammenzufügen, von welchen zwei dann jeweilige Reiboberflächen bereitstellen und eines mittig positioniert ist und zur Abstützung der Rückseiten der beiden reibend wirksamen Lamellenteile dient.
• Selbstverständlich können die Erfindungsprinzipien auch bei einer sogenannten Fluidkupplung Anwendung finden, welche im Wesentlichen nur ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, jedoch kein Leitrad aufweist. Auch dort kann das Turbinenrad dann über eine erfindungsgemäß ausgestaltete Überbrückungskupplunganordnung drehfest an die Gehäuseanordnung angekoppelt werden.

Claims (16)

1. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischer Drehmomentwandler, umfassend eine Gehäuseanordnung (12), ein in der Gehäuseanordnung (12) angeordnetes und bezüglich dieser um eine Drehachse (A) drehbares Turbinenrad (28) sowie eine Überbrückungskupplungsanordnung (44) zur wahlweisen Herstellung einer Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Gehäuseanordnung (12) und dem Turbinenrad (28), wobei die Überbrückungskupplungsanordnung (44) wenigstens ein mit einer Baugruppe (28) von Gehäuseanordnung (12) und Turbinenrad (28) gemeinsam drehbares Reiborgan (60) aufweist, das an seinen beiden axialen Stirnseiten Reiboberflächen (80, 82) zur reibmäßigen Wechselwirkung mit Gegen-Reiborganen (58) aufweist, die mit der anderen Baugruppe (12) von Gehäuseanordnung (12) und Turbinenrad (28) gemeinsam drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Reiborgan (60) wenigstens zwei Reiborganteile (76, 78) aufweist, die an nicht reibend wirksam werdenden Rückseiten (84, 86) derselben aneinander anliegen, und dass an wenigstens einem der Reiborganteile (76, 78) im Bereich von dessen Rückseite (84, 86) eine eine Fluidströmung durch das Reiborgan (60) hindurch zulassende Fluidströmungskanalanordnung (94) vorgesehen ist.

2. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich beider aneinander anliegender Rückseiten (84, 86) Fluidströmungskanalanordnungen (94) vorgesehen sind.

3. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Reiborganteile (76, 78) zueinander baugleich sind.

4. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Reiborganteile (76, 78) miteinander nicht fest verbunden sind.

5. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidströmungskanalanordnung (94) wenigstens einen von einem radial äußeren Bereich (98) eines Reiborganteils (76, 78) nach radial innen führenden nutartigen Kanal (96; 104) oder/und wenigstens einen von einem radial inneren Bereich (100) eines Reiborganteils (76, 78) nach radial außen führenden nutartigen Kanal (96) umfasst.

6. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal (96; 104) sich im Wesentlichen radial erstreckt.

7. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal (96) sich im Wesentlichen sekantial erstreckt.

8. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal (96) von einem radial äußeren Bereich (98) des Reiborganteils (76, 78) zu einem radial inneren Bereich (100) des Reiborganteils (76, 78) führt.

9. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal (104) vor dem radial äußeren Bereich (98) oder dem radial inneren Bereich (104) des Reiborganteils (76, 78) endet und durch eine das Reiborganteil (76, 78) durchsetzende Öffnung (106) zu der durch dieses Reiborganteil (76, 78) bereitgestellten Reiboberfläche (80, 82) offen ist.

10. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem reibend mit der Reiboberfläche (80, 82) in Wechselwirkung bringbaren Gegen-Reiborgan (58) eine mit der Öffnung (106) in Ausrichtung bringbare Strömungskanalanordnung (108) ausgebildet ist.

11. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3 und einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die an den beiden mit ihren Rückseiten (84, 86) aneinander anliegenden Reiborganteilen (76, 78) ausgebildeten Kanäle (96; 104) in Umfangsrichtung zueinander versetzt positioniert sind.

12. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidströmungskanalanordnung (94) wenigstens teilweise durch eine Oberflächenstrukturierung (102) an der Rückseite (84, 86) von wenigstens einem der Reiborganteile (76, 78) gebildet ist.

13. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturierung (102) durch Kugelstrahlen, Sandstrahlen, Bürsten oder dergleichen gebildet ist.

14. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungskupplungsanordnung (44) einen Innenraum (26) der Gehäuseanordnung (12) im Wesentlichen in zwei Raumbereiche (90, 92) unterteilt und dass ein Fluidaustausch zwischen den beiden Raumbereichen (90, 92) nur im Bereich der Reiborgane (60) und Gegen-Reiborgane (58) möglich ist.

15. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidaustausch nur durch die Fluidströmungskanalanordnung (94) in dem wenigstens einen Reiborgan (60) hindurch möglich ist.

16. Hydrodynamische Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Reiborgan (60) aus Metall aufgebaut ist und dass wenigstens eine Reiboberfläche (80, 82) desselben durch eine Metalloberfläche gebildet ist.