DE19549617C2 - Bridging net-type clutch friction ring for hydrodynamic torque converter - Google Patents
Bridging net-type clutch friction ring for hydrodynamic torque converterInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit in einem Gehäuse aufgenommenen Pumpenrad, Turbinenrad und Leitrad, mit einer Wandlerüberbrückungskupplung, wie Naßlaufkupplung, mit einem Reibring, wobei der Reibring wenigstens eine Reibfläche mit einem Außenumfang und einem Innenumfang besitzt, im Bereich der Reibfläche Nuten zur Kühlung eingebracht sind, die eine Verbindung zwischen dem Außenumfang und dem Innenumfang gewährleisten.The invention relates to a hydrodynamic torque converter in one Housed pump wheel, turbine wheel and stator, with a Converter lock-up clutch, such as wet-running clutch, with a friction ring, wherein the friction ring has at least one friction surface with an outer circumference and has an inner circumference, grooves for cooling in the area of the friction surface are introduced, the connection between the outer circumference and the Ensure the inner circumference.
Derartige hydrodynamische Drehmomentwandler mit Reibring beziehungsweise mit Reibbelägen sowie mit einem solchen ausgerüstete Naßlaufkupplungen sind durch die US 4,969,543 und die US 5,056,631 bekannt geworden. In diesen beiden US-Patenten sind hydrodynamische Strömungswandler mit einer Überbrückungskupplung beschrieben, bei denen die in Eingriff stehenden Reibflächen derart ausgebildet sind, daß auch bei geschlossener Überbrückungskupplung ein Ölstrom zwischen den beidseits eines Ringkolbens vorgesehenen Kammern ermöglicht wird. Diese hydrodynamischen Strömungswandler besitzen ein Gehäuse, in dem ein Pumpenrad, ein Turbinenrad, ein Leitrad sowie die Überbrückungskupplung, welche den Ringkolben besitzt, aufgenommen sind. Beidseits des Ringkolbens sind die mit Öl befüllbaren Kammern gebildet, wobei radial innerhalb der Reibflächen einer Überbrükungskupplung die erste der Kammern gebildet ist und in der zweiten Kammer zumindest das Turbinenrad vorgesehen ist. Die erste Kammer ist vom Ringkolben und einer radialen Wandung des Gehäuses begrenzt. Der Ölstrom dient zur Reduzierung der infolge Schlupf in der Überbrückungskupplung auftretenden thermischen Belastung der Bauteile, insbesondere im Bereich des Reibbelages beziehungsweise der Reibflächen.Such a hydrodynamic torque converter with a friction ring or with friction linings and equipped with such Wet-running clutches are known from US 4,969,543 and US 5,056,631 become. These two US patents are hydrodynamic Flow converter described with a lock-up clutch, in which the engaging friction surfaces are designed such that even closed lock-up clutch an oil flow between the two sides an annular piston provided chambers is made possible. This hydrodynamic flow transducers have a housing in which a Impeller, a turbine wheel, a stator and the lock-up clutch, which has the ring piston, are included. On both sides of the ring piston the oil-fillable chambers are formed, being radially inside the Friction surfaces of a lockup clutch the first of the chambers is formed and at least the turbine wheel is provided in the second chamber. The first chamber is from the annular piston and a radial wall of the housing limited. The oil flow serves to reduce the consequent slip in the Bridging clutch occurring thermal load on the components, especially in the area of the friction lining or the friction surfaces.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die bekannten Drehmomentwandler mit Reibring mit Nuten zur Durchführung einer Kühlflüssig keit sowie die damit ausgerüsteten Naßlaufkupplungen bezüglich der durch den Volumenstrom an Flüssigkeit erzielbaren Kühlung zu optimieren. Dies soll unter anderem durch einen besseren Wärmeaustausch im Bereich der Reibflächen der Naßlaufkupplung zwischen der Flüssigkeit und den angrenzenden Bauteilen erzielt werden. Weiterhin soll durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Reibringes beziehungsweise der Naßlaufkupplung eine hohe Drehmomentkapazität der Naßlaufkupplung gewährleistet werden. Außerdem soll der Reibring beziehungsweise die mit dem Reibring ausgestattete Reibscheibe und somit auch die Naßlaufkupplung in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar sein. The present invention was based on the object, the known Torque converter with friction ring with grooves to carry a coolant speed as well as the wet running clutches equipped with it with regard to the To optimize volume flow of liquid achievable cooling. This is said under among other things through better heat exchange in the area of the friction surfaces the wet-running coupling between the liquid and the adjacent components be achieved. Furthermore, the inventive design of the Friction rings or the wet clutch a high Torque capacity of the wet clutch can be guaranteed. Moreover the friction ring or the one equipped with the friction ring Friction disk and thus the wet clutch in a particularly simple and be economically producible.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß die Nuten über eine Teillänge ihrer Erstreckung wenigstens eine Drosselstelle bilden, welche das durch die Nuten strömbare Volumen an Kühlflüssigkeit bestimmt und die Drosselstellen an die Kammer, welche bei geschlossener Überbrückungskupplung den höheren Druck aufweist, angrenzen.According to the invention, this is achieved in that the grooves over a Part of their extent form at least one throttle point, which the volume of coolant flowing through the grooves is determined and the Throttling points to the chamber, which when closed Bypass clutch that has higher pressure, limit.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Reibring auf einem Trägerbauteil befestigt ist. Vorteilhaft ist das Trägerbauteil der Ringkolben. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Trägerbauteil eine Lamelle und in einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Trägerbauteil das Gehäuse.It is expedient if the friction ring is attached to a carrier component is. The carrier component of the annular piston is advantageous. In another The exemplary embodiment is a lamella and in another The carrier component is the housing.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Drosselstelle für eine turbulente Strömung ausgestaltet ist und die übrigen Nutenbereiche für eine im wesentlichen laminare Strömung.It is also appropriate if the throttle point for a turbulent flow is designed and the remaining groove areas for a substantially laminar Flow.
Vorteilhaft ist es, wenn die Länge einer Drosselstelle in der Größenordnung zwischen 2 und 8 mm, vorzugsweise in der Größenordnung von 3 bis 5 mm, liegt.It is advantageous if the length of a throttle point is of the order of magnitude between 2 and 8 mm, preferably in the order of 3 to 5 mm, lies.
Vorteilhaft ist es, wenn das Querschnittsverhältnis zwischen den länglichen Bereichen der Nuten mit größerem Querschnitt und der Drosselstelle in der Größenordnung zwischen 3 zu 1 und 8 zu 1, vorzugsweise in der Größenordnung zwischen 4 zu 1 und 6 zu 1, liegt.It is advantageous if the cross-sectional ratio between the elongated Areas of the grooves with a larger cross section and the throttle point in the The order of magnitude between 3 to 1 and 8 to 1, preferably of the order of magnitude between 4 to 1 and 6 to 1.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Drosselstelle durch eine kurze kanalartige Vertiefung mit scharfkantigem Strömungseintritt und/oder Strö mungsaustritt gebildet ist.It is also expedient if the throttle point is replaced by a short channel-like depression with sharp-edged flow entry and / or flow exit is formed.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die wenigstens eine Drosselstelle am Außenumfang des Reibringes vorgesehen ist.Furthermore, it is expedient if the at least one throttle point on The outer circumference of the friction ring is provided.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der Reibring eine Mehrzahl von vom Außen umfang ausgehende, über den Umfang verteilte, radial verlaufende Drossel stellen aufweist, welche in in Umfangsrichtung verlaufende Nutabschnitte übergehen.It is also appropriate if the friction ring a plurality of from the outside circumferentially outgoing, radial throttle distributed over the circumference places, which extends in the circumferential direction of the groove sections pass.
Auch ist es zweckmäßig, wenn bezogen auf die zwischen dem Außenumfang und dem Innenumfang des Reibringes vorhandene Fläche, der Flächenanteil, welcher von den Nuten eingenommen wird, in der Größenordnung von 30 bis 60 Prozent, vorzugsweise in der Größenordnung von 40 bis 50 Prozent, liegt.It is also useful if based on the between the outer circumference and the inner circumference of the friction ring, the area, the area percentage, which is taken up by the grooves, in the order of 30 to 60 Percent, preferably on the order of 40 to 50 percent.
Gemäß eines weiteren erfindungsgemäßen Gedankens ist es bei einem hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einem Gehäuse, in welchem ein Pumpenrad, ein Turbinenrad, ein Leitrad sowie eine Wandlerüberbrückungs kupplung aufgenommen sind, mit einem Reibring, wobei der Reibring Bestandteil der Wandlerüberbrückungskupplung ist, wobei die Überbrückungskupplung einen Ringkolben aufweist, beidseits dessen jeweils eine mit Öl befüllbare Kammer vorhanden ist, der Ringkolben wenigstens eine Reibfläche trägt, die mit einer Gegenreibfläche in Reibeingriff bringbar ist, wobei radial innerhalb der Reibflächen zwischen dem Ringkolben und einem die Gegenreibfläche tragenden Bauteil die erste der Kammern gebildet ist und wenigstens eine der Reibflächen durch einen Reibring gebildet ist, wobei über die im Reibring eingebrachten Nuten bei axialer Anlage der Reibflächen ein Ölfluß aufgrund des zwischen den beiden Kammern vorhandenen Druckunterschiedes erfolgen kann, vorteilhaft, wenn die Nuten über eine Teillänge ihrer Erstreckung wenigstens eine Drosselstelle bilden, welche das durch die Nuten strömbare Volumen an Kühlflüssigkeit bestimmt, wobei die Nut ausgehend vom radial äußeren Rand der Reibfläche nach radial innen verläuft, eine Umlenkung aufweist und nach der Umlenkung nach radial außen verläuft und nach einer weiteren Umlenkung wieder nach radial innen verläuft.According to a further idea according to the invention, it is one hydrodynamic torque converter with a housing in which a Pump wheel, a turbine wheel, a guide wheel and a converter bypass clutch are included, with a friction ring, the friction ring component the lockup clutch is, the lockup clutch has an annular piston, on both sides of which one can be filled with oil Chamber is present, the annular piston carries at least one friction surface with a counter friction surface can be brought into frictional engagement, radially inside the Friction surfaces between the ring piston and the counter friction surface bearing component, the first of the chambers is formed and at least one of the Frictional surfaces are formed by a friction ring, being over those in the friction ring introduced grooves with axial contact of the friction surfaces an oil flow due to the there can be a pressure difference between the two chambers, advantageous if the grooves at least over a partial length of their extension form a throttling point which determines the volume that can flow through the grooves Coolant determined, the groove starting from the radially outer edge of the The friction surface runs radially inward, has a deflection and after Redirection extends radially outwards and after a further deflection again runs radially inwards.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Nut zum radial inneren Rand der Reibfläche verläuft.Furthermore, it can be expedient if the groove faces the radially inner edge the friction surface runs.
Bei einem erfindungsgemäßen Drehmomentwandler ist es zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von über den Umfang des Reibringes verteilten Drosselstellen vorhanden sind, die in in Umfangsrichtung zickzackförmig beziehungsweise mäanderförmig geführte Nutabschnitte übergehen.In a torque converter according to the invention, it is useful if a plurality of throttle points distributed over the circumference of the friction ring are present in the circumferential direction zigzag or pass over meandering groove sections.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Nuten wenigstens zwei Umlenkungen besitzen.It is particularly advantageous if the grooves have at least two deflections have.
Auch ist es vorteilhaft, wenn im Bereich einer Drosselstelle die zwischen den beiden Kammern vorhandene Druckdifferenz um circa 60 bis 80 Prozent, vorzugsweise 70 bis 80 Prozent, abgebaut wird.It is also advantageous if in the area of a throttle point between the pressure difference existing in both chambers by approximately 60 to 80 percent, preferably 70 to 80 percent.
Vorteilhaft ist es, wenn die Nuten durch Anprägungen oder Ausschnitte im Reibring gebildet sind.It is advantageous if the grooves by embossing or cutouts in the Friction ring are formed.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn bei einem hydrodynamischen Drehmomentwandler mit Reibring die Tiefe der Nuten im Bereich der zumindest einen Drosselstelle zumindest gleich oder größer der Tiefe der Nuten im Bereich außerhalb der Drosselstellen ist.Furthermore, it is advantageous if a hydrodynamic Torque converter with friction ring the depth of the grooves in the area at least one throttle point at least equal to or greater than the depth of the Grooves in the area outside of the throttling points.
Auch ist es zweckmäßig, wenn im Bereich der Reibfläche des Reibringes Kühlnuten eingebracht werden, die derart ausgestaltet sind, daß sie zumindest über eine Teillänge ihrer Erstreckung wenigstens eine Drosselstelle bilden, welche das durch die Nuten strömbare Volumen an Kühlflüssigkeit überwiegend bestimmt. Die Nuten können dabei derart ausgebildet sein, daß sie eine Verbindung zwischen dem Außendurchmesser beziehungsweise dem Außenumfang und dem Innendurchmesser beziehungsweise dem Innenumfang des Reibringes gewährleisten. Die Nuten sind also dann radial nach außen hin und radial nach innen hin offen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die wenigstens eine Drosselstelle derart ausgebildet ist, daß im Bereich derselben eine turbulente Strömung vorhanden ist. Die Nutbereiche, die sich außerhalb einer solchen Drosselstelle befinden, sollen derart bezüglich Breite und Tiefe ausge staltet sein, daß dort eine zumindest im wesentlichen laminare Strömung auftritt.It is also expedient if in the area of the friction surface of the friction ring Cooling grooves are introduced, which are designed such that they at least form at least one throttle point over a partial length of their extent, which predominantly the volume of coolant flowing through the grooves certainly. The grooves can be designed such that they are a Connection between the outer diameter or the outer circumference and the inner diameter or the inner circumference of the Ensure friction rings. The grooves are then radially outwards open radially inwards. It is particularly advantageous if the least a throttle point is designed such that a in the area turbulent flow is present. The groove areas that are outside of one Such throttling should be so in terms of width and depth be designed so that an at least substantially laminar flow occurs there.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Anordnung der Kühlnuten beziehungsweise Kühlkanäle kann eine direkte Kühlung der in Eingriff sich befindlichen Reibflächen, insbesondere bei Dauerschlupf, erzielt werden. Durch die erfindungsgemäße Drosselung des Volumenstromes an Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit des Differenzdruckes zwischen den beiden beidseits eines Kolbens vorgesehenen Kammern einer Wandlerüberbrückungskupplung kann eine optimale Kühlung über den gesamten Betriebsbereich des entsprechenden hydrodynamischen Drehmomentwandlers erzielt werden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, daß im Bereich der Drosselstellen aufgrund der dort vorhandenen turbulenten Strömung ein verhältnismäßig hoher Druckabfall vorhanden ist, wohingegen in den übrigen Nutenbereichen die Strömungsverluste aufgrund des vorhandenen, verhältnismäßig großen Durchflußquerschnittes sehr gering sind. Bei dem eingangs erwähnten Stand der Technik sind die Nuten derart ausgebildet, daß in diesen überwiegend eine laminare Drosselung über die gesamte Länge vorhanden ist. Bei einer solchen Drosselung steigt der Volumenstrom linear mit dem Druck beziehungsweise linear mit der Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern der Über brückungskupplung. Bei turbulenter Drosselung gemäß der vorliegenden Erfindung steigt der Volumenstrom gemäß einer Wurzelfunktion in Abhängigkeit des vorhandenen Druckes beziehungsweise der vorhandenen Druckdifferenz. Das bedeutet also, daß eine turbulente Drosselung günstiger ist, da praktisch über den ganzen Druckbereich, welcher bei einem hydrodynamischen Drehmomentwandler auftritt, unterhalb des maximal zulässigen Druckes ein größerer Volumenstrom vorhanden ist.The inventive design and arrangement of the cooling grooves or cooling channels can engage the direct cooling located friction surfaces, especially in the event of continuous slip, can be achieved. By the throttling of the volume flow of coolant according to the invention in Dependence of the differential pressure between the two on both sides of a piston provided chambers of a converter lockup clutch can optimal cooling over the entire operating range of the corresponding hydrodynamic torque converter can be achieved. The invention Design has the particular advantage that in the area of the throttling points due to the turbulent flow there a relatively high one Pressure drop is present, whereas in the other groove areas Flow losses due to the existing, relatively large Flow cross-section are very small. In the state of the Technology, the grooves are designed such that predominantly one laminar throttling is present over the entire length. With one Throttling increases the volume flow linearly with the pressure respectively linear with the pressure difference between the two chambers of the over up clutch. With turbulent throttling according to the present According to the invention, the volume flow increases depending on a root function the existing pressure or the existing pressure difference. So this means that turbulent throttling is cheaper because it is practical over the entire pressure range, which in a hydrodynamic Torque converter occurs below the maximum permissible pressure there is a larger volume flow.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Drosselstellen mit einer verhältnismäßig geringen Länge in bezug auf die Gesamtlänge einer Nut kann weiterhin der Einfluß der Fertigungstoleranzen der Belagnuten (Breite und Tiefe) sowie der Einfluß der Fertigungstoleranzen und betriebsbedingten Verformungen des Kolbens und der Gegenreibfläche auf den Strömungswiderstand der Belagnuten gering gehalten beziehungsweise minimiert werden. Da die Ölviskosität mit steigender Temperatur abnimmt, kann durch die erfindungs gemäßen Drosselstellen weiterhin erzielt werden, daß mit zunehmender Temperatur des Kühlöles ein größerer Volumenstrom und somit eine bessere Kühlung erzielt wird. Der Strömungswiderstand der Drosselstellen beziehungs weise der Belagnuten nimmt also in bezug auf das Öl mit zunehmender Temperatur ab. Dieser an sich positive Effekt muß jedoch durch entsprechende Ausgestaltung der Drosselstellen auf das gewünschte Maß an Ölvolumen beschränkt werden, da bei zu großem Durchfluß der Druck in der Schließkammer der Überbrükungskupplung nicht mehr gehalten werden kann.By using throttling points with a relatively short length with respect to the total length of a groove can the influence of the manufacturing tolerances of the lining grooves (width and depth) as well as the influence of manufacturing tolerances and operational deformations of the piston and the counter friction surface on the flow resistance of the Lining grooves are kept low or minimized. Since the Oil viscosity decreases with increasing temperature, can by the Invention appropriate throttling points continue to be achieved with increasing Temperature of the cooling oil a larger volume flow and thus a better one Cooling is achieved. The flow resistance of the throttling points way of the grooved grooves increases with respect to the oil Temperature. This positive effect per se must, however, be accompanied by appropriate Design of the throttling points to the desired level of oil volume be limited, since the pressure in the Locking chamber of the lock-up clutch can no longer be held.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Drosselung des Kühlmittels in Blenden, das heißt kurze Kanalanteile mit scharfkantigem Strömungseintritt und/oder Strömungsaustritt stattfindet. Dadurch kann eine einwandfreie turbulente Strömung gewährleistet werden, wodurch der Strömungswiderstand nur jeweils linear von der Breite und der Tiefe der Blende beziehungsweise der Drosselstelle abhängig ist. Bei langen Kanälen mit im wesentlichen laminarer Strömung, wie dies zum Beispiel bei dem angeführten Stand der Technik der Fall ist, ist der Strömungswiderstand in der vierten Potenz vom hydraulischen Radius beziehungsweise Durchmesser abhängig. Das bedeutet, daß Toleranzen der Nutenabmessungen den Strömungswiderstand sehr stark beeinflussen.It can be particularly advantageous if the throttling of the coolant in Apertures, i.e. short channel sections with sharp-edged flow entry and / or flow exit takes place. This can make a flawless turbulent flow can be ensured, reducing flow resistance only linear in each case of the width and depth of the aperture or the Throttle is dependent. For long channels with essentially laminar Flow, as is the case, for example, in the state of the art Case, the flow resistance is in the fourth power of the hydraulic Radius or diameter dependent. That means tolerances of the groove dimensions influence the flow resistance very strongly.
Die Nuten beziehungsweise Kanäle können in die Reibfläche des Reibringes beziehungsweise des Reibbelages derart eingebracht sein, daß die Reibfläche radial außen einen praktisch durchgehenden Ringbereich bildet, der nur von den Drosselkanälen, welche radial oder schräg verlaufen, unterbrochen wird. Radial innerhalb des Ringbereiches sind Nutbereiche beziehungsweise Kanalbereiche mit gegenüber dem Querschnitt eines Drosselkanales erheblich größerem Quer schnitt vorgesehen, so daß in diesen Bereichen im Vergleich zu dem in den Drosselkanälen vorhandenen Strömungswiderstand lediglich ein sehr geringer Strömungswiderstand vorhanden ist. Der Hauptanteil des Gesamtströmungswiderstandes der Kühlnuten ist also im Bereich der Drosselstellen beziehungsweise der Drosselkanäle vorhanden.The grooves or channels can be in the friction surface of the friction ring or the friction lining be introduced such that the friction surface radially outside forms a practically continuous ring area that only from the Throttle channels that run radially or at an angle are interrupted. Radial within the ring area are groove areas or channel areas with a cross that is considerably larger than the cross section of a throttle duct cut provided so that in these areas compared to that in the Throttle channels existing flow resistance only a very low Flow resistance is present. The main part of the The total flow resistance of the cooling grooves is in the range of Throttle points or throttle channels are available.
Die Drosselstellen sind vorzugsweise am Außendurchmesser der Überbrückungskupplung beziehungsweise des Reibringes angeordnet, da dadurch die Anpreßkraft beziehungsweise die Schließkraft der Überbrückungskupplung vergrößert werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, daß über den größten Teil der radialen Erstreckung der in Eingriff stehenden Reibflächen ein auf ein wesentlich niedrigeres Druckniveau gedrosselter Druck vorhanden ist, wodurch die Schließkraft entsprechend vergrößert werden kann.The throttling points are preferably on the outside diameter of the Lockup clutch or the friction ring arranged there thereby the contact pressure or the closing force of the Lockup clutch can be enlarged. This is on it attributed to that over most of the radial extent of the in Engaging friction surfaces to a much lower pressure level throttled pressure is present, causing the closing force accordingly can be enlarged.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die Drosselstellen derart angeordnet sind, daß diese immer in einem tragenden Bereich der Reibfläche liegen, so daß die Drosselung nicht durch einen Spalt zwischen Belagoberfläche und der Oberfläche der Gegenreibfläche umgangen werden kann. Diesbezüglich wird insbesondere auf die Fig. 7 und 8 verwiesen. Sofern die übrigen Belagbereiche, in denen die Kanalabschnitte mit verhältnismäßig großem Querschnitt vorgesehen sind, nicht an der Gegenoberfläche voll anliegen und somit überströmt werden, vermindert sich der Gesamtströmungswiderstand auf ein Maß, welches die Funktion nicht beeinträchtigt, da die hier vorgesehenen Kanalabschnitte lediglich nur einen sehr geringen Anteil von der Gesamt drosselung übernehmen. Vorzugsweise sind die Kühlölnuten beziehungsweise Kanäle verhältnismäßig tief ausgebildet, wodurch der Einfluß der Fertigungs toleranzen und des Setzens des Belages auf den Strömungswiderstand minimiert wird. Die Kanalführung soll derart erfolgen, daß keine toten Bereiche vorhanden sind, welche nicht durchströmt werden. Die in der Reibfläche beziehungsweise im Reibbelag vorgesehenen Nuten können angeprägt oder durchgestanzt sein.Furthermore, it is particularly advantageous if the throttling points are arranged in such a way that they always lie in a load-bearing area of the friction surface, so that the throttling cannot be avoided by a gap between the surface of the lining and the surface of the counter friction surface. In this regard, reference is made in particular to FIGS. 7 and 8. If the other covering areas, in which the channel sections are provided with a relatively large cross-section, do not lie fully against the counter surface and are thus overflowed, the overall flow resistance is reduced to a level which does not impair the function, since the channel sections provided here are only one take a small share of the overall throttling. The cooling oil grooves or channels are preferably formed relatively deep, as a result of which the influence of the manufacturing tolerances and the setting of the coating on the flow resistance is minimized. The channels should be routed in such a way that there are no dead areas that are not traversed by air. The grooves provided in the friction surface or in the friction lining can be stamped or punched through.
Die Länge einer Drosselstelle kann in vorteilhafter Weise zwischen 2 und 8 mm, vorzugsweise in der Größenordnung zwischen 3 und 5 mm liegen.The length of a throttle point can advantageously be between 2 and 8 mm, preferably in the order of 3 to 5 mm.
Das Querschnittsverhältnis zwischen den länglichen Bereichen der Nuten mit größerem Querschnitt und einer Drosselstelle kann in der Größenordnung zwischen 3 zu 1 und 8 zu 1, vorzugsweise in der Größenordnung zwischen 4 zu 1 und 6 zu 1 liegen. Es sind jedoch auch je nach Anwendungsfall größere und kleinere Verhältnisse möglich.The cross-sectional ratio between the elongated areas of the grooves with Larger cross-section and a throttling point can be of the order of magnitude between 3 to 1 and 8 to 1, preferably of the order of 4 to 1 and 6 to 1. However, depending on the application, they are also larger and smaller ratios possible.
Zweckmäßig ist es weiterhin, wenn der Reibring eine Mehrzahl von vom Außen umfang ausgehende, über den Umfang verteilte, radial verlaufende Drossel stellen aufweist, welche in in Umfangsrichtung verlaufende Nutabschnitte übergehen, die radial innen mit einem zum Innenrand des Reibringes hin offenen Abflußabschnitt verbunden sind.It is also expedient if the friction ring has a plurality of from the outside circumferentially outgoing, radial throttle distributed over the circumference places, which extends in the circumferential direction of the groove sections pass over, the radially inside with a towards the inner edge of the friction ring open drainage section are connected.
Auch ist es besonders vorteilhaft, wenn die Drosselstellen in einen radial äußeren, in Umfangsrichtung verlaufenden Nutabschnitt übergehen, der über radial verlaufende Nutabschnitte mit einem inneren, in Umfangsrichtung ver laufenden Nutabschnitt in Verbindung steht, welcher in einen Abflußabschnitt mündet.It is also particularly advantageous if the throttle points are in a radial pass over the outer, circumferential groove section, the over radially extending groove sections with an inner circumferential ver current groove section is connected, which in a drainage section empties.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken ist es zweckmäßig, wenn die in Umfangsrichtung verlaufenden Nutabschnitte in bezug auf die zugeordnete Drosselstelle - in Umfangsrichtung betrachtet - symmetrisch angeordnet sind. Auch ist es besonders vorteilhaft, wenn - in radialer Richtung betrachtet - einer Drosselstelle ein Abflußquerschnitt gegenüberliegt.According to a further idea according to the invention, it is useful if the circumferential groove sections with respect to the associated Throttle point - viewed in the circumferential direction - are arranged symmetrically. It is also particularly advantageous if - viewed in the radial direction - one Throttle point is opposite a discharge cross section.
Bei einem hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem Gehäuse, in welchem ein Pumpenrad, ein Turbinenrad, ein Leitrad sowie eine Wandlerüber brückungskupplung aufgenommen ist, mit zumindest einer Reibfläche, die mit einer Gegenreibfläche in Reibeingriff bringbar ist, wenigstens eine Reibfläche ist durch einen Reibring gebildet, wobei die Überbrückungskupplung einen Ringkolben aufweist, beidseits dessen jeweils eine mit Öl befüllbare Kammer vorhanden ist, wobei radial innerhalb der Reibflächen zwischen dem Ringkolben und einem eine Gegenreibfläche tragenden Bauteil die erste der Kammern gebildet ist, wobei über im Reibring eingebrachte Nuten bei axialer Anlage der Reibflächen ein Ölfluß aufgrund des zwischen den beiden Kammern vorhandenen Druckunterschiedes erfolgen kann, ist es gemäß eines weiteren erfinderischen Gedankens zweckmäßig, wenn die Nuten über eine Teillänge ihrer Erstreckung wenigstens eine Drosselstelle bilden, welche das durch die Nuten strömbare Volumen an Kühlflüssigkeit bestimmt und die Drosselstellen an die Kammer, welche bei geschlossener Überbrückungskupplung den höheren Druck aufweist, angrenzen, wobei die Nut ausgehend vom radial äußeren Rand der Reibfläche nach radial innen verläuft, eine Umlenkung aufweist und nach der Umlenkung nach radial außen verläuft und nach einer weiteren Umlenkung wieder nach radial innen verläuft.For a hydrodynamic torque converter with a housing, in which a pump wheel, a turbine wheel, a stator and a converter bridging clutch is added, with at least one friction surface with a counter friction surface can be brought into frictional engagement, at least one friction surface formed by a friction ring, wherein the lock-up clutch Has annular piston, on both sides of which a chamber can be filled with oil is present, being radially within the friction surfaces between the annular piston and a component carrying a counter friction surface, the first of the chambers is formed, wherein in the friction ring grooves in the axial contact of the An oil flow due to friction between the two chambers existing pressure difference can take place, it is according to another inventive idea useful if the grooves over a partial length their extension form at least one throttle point, which by the Grooves flowable volume of coolant determined and the throttling points the chamber which the higher when the lock-up clutch is closed Has pressure, border, the groove starting from the radially outer edge the friction surface runs radially inward, has a deflection and after Redirection extends radially outwards and after a further deflection again runs radially inwards.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie aus der folgenden Figurenbeschreibung hervor. Further expedient design options of the invention go out the dependent claims and from the following description of the figures.
Anhand der Fig. 1 bis 11 sei die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 11. Show
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Einrichtung mit einer Naßlaufkupplung, die einen erfindungsgemäßen Reibring aufweist, Fig. 1 shows a section through a device having a Naßlaufkupplung having a friction ring according to the invention,
Fig. 2 eine Teilansicht eines gemäß der Erfindung ausgestalten Reibbelages, Fig. 2 is a partial view of designing according to the invention the friction lining,
Fig. 3 einen im vergrößerten Maßstab dargestellten Schnitt gemäß der Linie III der Fig. 2, Fig. 3 is a section according to line III of Fig. 2 shown on an enlarged scale,
Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV der Fig. 2, Fig. 4 shows a section along the line IV of Fig. 2,
Fig. 5 die durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Drosselstelle gemäß der Erfindung im Bereich der Reibfläche beziehungsweise in den Nuten erzielbare Druckverteilung in radialer Richtung, Fig. 5, by the inventive arrangement of a throttle body according to the invention in the area of the friction surface or in the grooves achievable pressure distribution in the radial direction
Fig. 6 ein Diagramm, anhand dessen die Wirkung der verbesserten Nuten ausgestaltung erläutert wird, Fig. 6 is a graph by which the effect of the improved grooves is illustrated embodiment,
Fig. 7 und 8 eine Anordnungsvariante für einen Reibbelag und FIGS. 7 and 8 a variant arrangement for a friction lining, and
Fig. 9 bis 11 weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten von Kühlkanälen beziehungsweise Kühlnuten. Fig. 9 to 11 show further possible configurations of cooling channels or cooling grooves.
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung 1 besitzt ein Gehäuse 2, das einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 3 aufnimmt. Das Gehäuse 2 ist mit einer antreibenden Welle verbindbar, die durch die Abtriebswelle einer Brennkraftma schine, wie z. B. die Kurbelwelle, gebildet sein kann. Die drehfeste Verbindung zwischen der antreibenden Welle und dem Gehäuse 2 kann über ein Antriebsblech erfolgen, das radial innen mit der antreibenden Welle und radial außen mit dem Gehäuse 2 drehfest verbindbar ist. Ein derartiges Antriebsblech ist beispielsweise durch die JP-POS 58-30532 bekannt geworden.The device 1 shown in Fig. 1 has a housing 2 which accommodates a hydrodynamic torque converter 3. The housing 2 is connectable to a driving shaft, the machine by the output shaft of an internal combustion engine, such as. B. the crankshaft can be formed. The rotationally fixed connection between the driving shaft and the housing 2 can take place via a drive plate which can be connected in a rotationally fixed manner radially on the inside to the driving shaft and radially on the outside with the housing 2 . Such a drive plate is known for example from JP-POS 58-30532.
Das Gehäuse 2 ist durch eine der antreibenden Welle beziehungsweise der Brennkraftmaschine benachbarte Gehäuseschale 4 sowie eine an dieser befestigte weitere Gehäuseschale 5 gebildet. Die beiden Gehäuseschalen 4 und 5 sind radial außen über eine Schweißverbindung 6 fest miteinander abdichtend verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird zur Bildung der äußeren Schale des Pumpenrades 7 die Gehäuseschale 5 unmittelbar herangezogen. Hierfür sind die Schaufelbleche 8 in an sich bekannter Weise an der Gehäuseschale 5 befestigt. Die Gehäuseschale 5 ist axial auf den äußeren hülsenartigen Bereich 4a der Gehäuseschale 4 gesteckt. Axial zwischen dem Pumpenrad 7 und der radialen Wandung 9 des Gehäuses 4 ist ein Turbinenrad 10 vorgesehen, das fest beziehungsweise drehstarr mit einer Abtriebsnabe 11, welche über eine Innenverzahnung mit einer Getriebeeingangswelle drehfest koppelbar ist, verbunden ist. Axial zwischen den radial inneren Bereichen des Pumpen- und des Turbinenrades ist ein Leitrad 12 vorgesehen. Die Gehäuse schale 5 besitzt radial innen eine hülsenartige Nabe 13, die an dem Gehäuse eines Getriebes drehbar und abdichtend lagerbar ist. In dem durch die beiden Gehäuseschalen 4, 5 gebildeten Innenraum 14 ist weiterhin eine Überbrückungs kupplung 15 vorgesehen, die wirkungsmäßig parallel zum Drehmomentwandler 3 angeordnet ist. Die Überbrückungskupplung 15 ermöglicht eine Drehmo mentkoppelung zwischen der Abtriebsnabe 11 und der antreibenden Gehäuse schale 4. Wirkungsmäßig in Reihe mit der Überbrückungskupplung 15 ist ein drehelastischer Dämpfer 16 geschaltet, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem ringförmigen Kolben 17 der Überbrückungskupplung 15 und der Abtriebsnabe 11 vorgesehen ist. Der drehela stische Dämpfer 16 umfaßt in an sich bekannter Weise Kraftspeicher in Form von Schraubenfedern. Der axial zwischen der radial verlaufenden Wandung 9 und dem Turbinenrad 10 vorgesehene ringförmige Kolben 17 ist radial innen auf der Abtriebsnabe 11 begrenzt axial verschiebbar gelagert. Der ringförmige Kolben 17 unterteilt den Innenraum 14 in eine erste Kammer 18, die radial innerhalb des Reibeingriffsbereiches 19 der Überbrückungskupplung 15 axial zwischen dem ringförmigen Kolben 17 und der radialen Gehäusewandung 9 gebildet ist, sowie eine zweite Kammer 20, in der unter anderem das Pumpenrad 7, das Turbinenrad 10 sowie das Leitrad 12 aufgenommen sind.The housing 2 is formed by a housing shell 4 adjacent to the driving shaft or the internal combustion engine and by a further housing shell 5 fastened to it. The two housing shells 4 and 5 are firmly connected to one another radially on the outside via a welded connection 6 . In the illustrated embodiment, the housing shell 5 is used directly to form the outer shell of the pump wheel 7 . For this purpose, the blade plates 8 are fastened to the housing shell 5 in a manner known per se. The housing shell 5 is axially placed on the outer sleeve-like region 4 a of the housing shell 4 . A turbine wheel 10 is provided axially between the pump wheel 7 and the radial wall 9 of the housing 4 , said turbine wheel 10 being connected in a fixed or rotationally rigid manner to an output hub 11 which can be coupled in a rotationally fixed manner to an transmission input shaft via an internal toothing. A stator 12 is provided axially between the radially inner regions of the pump and turbine wheels. The housing shell 5 has a radially inside a sleeve-like hub 13 which is rotatably and sealingly supported on the housing of a transmission. In the interior 14 formed by the two housing shells 4 , 5 , a lock-up clutch 15 is also provided, which is arranged in effect parallel to the torque converter 3 . The lock-up clutch 15 enables a torque coupling between the output hub 11 and the driving housing shell 4 . Effectively in series with the lockup clutch 15 , a torsionally elastic damper 16 is connected, which in the exemplary embodiment shown is provided between the annular piston 17 of the lockup clutch 15 and the output hub 11 . The Drehela-elastic damper 16 includes in a known manner energy storage in the form of coil springs. The annular piston 17 provided axially between the radially extending wall 9 and the turbine wheel 10 is mounted axially displaceably to a limited extent radially on the inside on the driven hub 11 . The annular piston 17 divides the interior 14 into a first chamber 18 , which is formed radially within the frictional engagement region 19 of the lock-up clutch 15 axially between the annular piston 17 and the radial housing wall 9 , and a second chamber 20 , in which, among other things, the pump wheel 7 , the turbine wheel 10 and the stator 12 are added.
Die Gehäuseschale 4 bildet mit einem ringförmigen, radial äußeren Bereich eine Reibfläche 21, die in Reibeingriff mit einem Reibbelag 22 bringbar ist, der von dem ringförmigen Bereich 23 des Kolbens 17 getragen ist.The housing shell 4 forms with an annular, radially outer area a friction surface 21 which can be brought into frictional engagement with a friction lining 22 which is carried by the annular area 23 of the piston 17 .
Bei neueren Konzepten für einen Antriebsstrang, z. B. eines Kraftfahrzeuges, wird die Überbrückungskupplung über zumindest einen Großteil des Betriebsbereiches des Strömungswandlers mit Schlupf betrieben, wobei während der Schlupfphasen im Reibeingriffsbereich 19 eine Verlustleistung in Form von Wärme anfällt, die bei bestimmten Betriebszuständen sehr hoch sein und mehrere Kilowatt betragen kann. Derartige Betriebszustände sind beispielsweise vorhanden bei Bergfahrt mit Anhänger sowie beim Wechsel vom unüberbrückten zum praktisch überbrückten Zustand der Wandlerkupplung. Derartige Konzepte zum Betreiben einer Wandlerüberbrückungskupplung mit Schlupf sind beispielsweise durch die DE 43 28 182 A1 vorgeschlagen worden.With newer concepts for a drive train, e.g. B. a motor vehicle, the lock-up clutch is operated over at least a large part of the operating range of the flow converter with slip, during the slip phases in the frictional engagement area 19, a power loss in the form of heat occurs, which can be very high in certain operating conditions and can be several kilowatts. Such operating states are present, for example, when driving uphill with a trailer and when changing from the unbridged to the practically bridged state of the converter clutch. Such concepts for operating a lockup clutch with slip have been proposed, for example, by DE 43 28 182 A1.
Um unzulässig hohe Temperaturen im Reibeingriffsbereich 19 zu vermeiden, und somit einer Zerstörung zumindest der Reibbelagoberfläche sowie eines Teils des im Innenraum 14 vorhandenen Öls entgegenzuwirken, sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Mittel in Form von im Reibbelag 22 eingebrachten Ölnuten beziehungsweise Kanälen 24 vorgesehen, über die auch bei praktisch geschlossener Überbrückungskupplung 15 ein stetiger Ölstrom zwischen der zweiten Kammer 20 und der ersten Kammer 18 erfolgen kann. Der Ölstrom wird dabei über die Reibfläche 22a des Reibbelages 22 und die Reibfläche 21 geleitet. Die Ölkanäle 24 sind bezüglich ihrer Form dahingehend optimiert, daß ein guter Wärmeaustausch zwischen den den Reibeingriff im Bereich 19 bewirkenden Bauteilen und dem durchströmenden Öl stattfinden kann. Eine bevorzugte Formgebung der Kanäle 24 wird im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 4 näher beschrieben. In order to avoid inadmissibly high temperatures in the friction engagement area 19 , and thus to counteract destruction of at least the friction lining surface and part of the oil present in the interior 14 , means in the form of oil grooves or channels 24 provided in the friction lining 22 are provided in the exemplary embodiment shown, via which with a practically closed lock-up clutch 15, a steady oil flow can take place between the second chamber 20 and the first chamber 18 . The oil flow is passed over the friction surface 22 a of the friction lining 22 and the friction surface 21 . The shape of the oil channels 24 is optimized in such a way that a good heat exchange can take place between the components causing the frictional engagement in the area 19 and the oil flowing through. A preferred shape of the channels 24 is described in more detail in connection with FIGS. 2 to 4.
Das radial weiter außen liegende Ende der Kanäle 24 steht mit der Kammer 20 und das radial weiter innen liegende Ende der Kanäle 24 steht mit der Kammer 18 in Verbindung. Bei geschlossener Überbrückungskupplung 15 fließt der Kühl ölstrom über die Kanäle 24 in die Kammer 18 und in dieser radial in Richtung zur Drehachse 25.The radially outer end of the channels 24 communicates with the chamber 20 and the radially inner end of the channels 24 communicates with the chamber 18 . When the lock-up clutch 15 is closed, the cooling oil flow flows through the channels 24 into the chamber 18 and in this radially in the direction of the axis of rotation 25 .
Dieser Kühlölstrom kann dann im Bereich der Abtriebsnabe 11, zum Beispiel über eine Hohlwelle oder über einen hierfür vorgesehenen Kanal abgeleitet werden, und zwar vorzugsweise zunächst in einen Ölkühler. Von diesem Ölkühler aus kann das Öl in einen Sumpf zurückgeführt werden und von dort aus wiederum in den hydraulischen Regel- beziehungsweise Steuerkreis.This cooling oil flow can then be diverted in the area of the output hub 11 , for example via a hollow shaft or via a channel provided for this purpose, and preferably initially into an oil cooler. From this oil cooler, the oil can be returned to a sump and from there back to the hydraulic control circuit.
In Fig. 2 ist ein kreisringförmiger Reibbelag 22 teilweise dargestellt, der bei einer Wandlerüberbrückungskupplung gemäß Fig. 1 Verwendung finden kann. Der Reibbelag 22 besitzt über den Umfang verteilte Nuten beziehungsweise Vertiefun gen 26, welche die Verbindungskanäle 24 zwischen den beiden Kammern 18 und 20 bilden. FIG. 2 partially shows an annular friction lining 22 which can be used in a converter lockup clutch according to FIG. 1. The friction lining 22 has grooves or depressions 26 distributed over the circumference, which form the connecting channels 24 between the two chambers 18 and 20 .
Der Reibbelag 22 besitzt einen Außenumfang beziehungsweise Außendurchmesser 27 sowie einen Innenumfang beziehungsweise Innendurchmesser 28. Ein kurzer Teilabschnitt 29 eines den Außen durchmesser 27 mit dem Innendurchmesser 28 verbindenden Kanales 24 bildet eine Drosselstelle beziehungsweise Drosselblende 30. Der Teilabschnitt 29 eines Kanales 24 ist dabei radial ausgerichtet und geht radial innen in in Umfangs richtung verlaufende, radial äußere Kanalabschnitte 31 über, welche über haarnadelartig ausgebildete Umlenkungen 32 in radial weiter innen liegende, ebenfalls in Umfangsrichtung verlaufende Kanalabschnitte 33 übergehen. Die Kanalabschnitte 33 sind mit einem radial nach innen hin offenen Aus trittsbereich 34 für das über die Kanäle 26 geleitete Kühlmittel verbunden. Die sich an eine Drosselstelle 30 anschließenden Kanalbereiche beziehungsweise Kanalabschnitte 31, 32, 33 und 34 sind im Querschnitt in bezug auf den Querschnitt einer Drosselstelle 30 derart ausgebildet, daß in diesen praktisch überwiegend eine laminare Strömung auch bei dem maximal auftretenden Differenzdruck zwischen den beiden Kammern 18 und 20 der Einrichtung gemäß Fig. 1 vorhanden ist. Im Bereich einer Drosselstelle 30 findet während des Betriebes der Einrichtung gemäß Fig. 1 und bei Reibeingriff der Überbrückungskupplung 15 praktisch immer eine turbulente Strömung statt. Die Kanäle 24 sind also derart ausgebildet, daß das über diese fließende Volumen an Kühlflüssigkeit nicht wie bei dem bekannten Stand der Technik durch den über die Gesamtlänge der Kanäle bewirkten Strömungswiderstand bestimmt wird, sondern hauptsächlich durch den im Bereich der Drosselstelle beziehungsweise Drosselstellen 30 vorhandenen Widerstand. Wie aus Fig. 2 weiterhin ersichtlich ist, besitzen die in Umfangsrichtung verlaufenden Kanalabschnitte 31 und 33 Teilabschnitte 35, 36, die, bezogen auf eine Drosselstelle 30, sich in unterschiedliche Drehrichtungen erstreken. Die Teilabschnitte 35, 36 sind dabei - in Umfangsrichtung betrachtet - symmetrisch gegenüber einer Drosselstelle 30 angeordnet.The friction lining 22 has an outer circumference or outer diameter 27 and an inner circumference or inner diameter 28 . A short section 29 of a channel 24 connecting the outer diameter 27 to the inner diameter 28 forms a throttle point or throttle diaphragm 30 . The section 29 of a channel 24 is aligned radially and goes radially inside into the circumferential direction, radially outer channel sections 31 , which pass through hairpin-shaped deflections 32 into radially further inside, also circumferential channel sections 33 . The channel sections 33 are connected to a radially inwardly open exit region 34 for the coolant passed through the channels 26 . The channel regions or channel sections 31 , 32 , 33 and 34 adjoining a throttle point 30 are designed in cross-section with respect to the cross-section of a throttle point 30 in such a way that a laminar flow practically predominantly therein, even at the maximum differential pressure between the two chambers 18 and 20 of the device according to FIG. 1 is present. In the area of a throttle point 30 , a turbulent flow practically always takes place during the operation of the device according to FIG. 1 and when the lockup clutch 15 is in frictional engagement. The channels 24 are thus designed in such a way that the volume of cooling liquid flowing through them is not determined, as in the known prior art, by the flow resistance caused over the entire length of the channels, but mainly by the resistance present in the region of the throttle point or throttle points 30 . As can also be seen from FIG. 2, the channel sections 31 and 33 extending in the circumferential direction have partial sections 35 , 36 which, in relation to a throttle point 30 , extend in different directions of rotation. The subsections 35 , 36 are - viewed in the circumferential direction - arranged symmetrically with respect to a throttle point 30 .
Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich ist, beträgt die Ausdehnung 29 einer Drosselstelle 30 nur einen sehr geringen Teil der Gesamtlänge eines Kanales 24. Für die üblichen Baugrößen von Naßlaufkupplungen beziehungsweise Überbrü kungskupplungen 15 mit einem äußeren Reibdurchmesser 27 in der Größenordnung zwischen 180 und 260 mm kann die Länge 29 einer Drosselstelle 30 je nach Anwendungsfall zwischen 2 und 8 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 5 mm betragen.As can be seen from FIGS. 2 to 4, the extent 29 of a throttle point 30 is only a very small part of the total length of a channel 24 . For the usual sizes of wet-running clutches or bridging clutch 15 with an outer friction diameter 27 in the order of magnitude between 180 and 260 mm, the length 29 of a throttle point 30 can be between 2 and 8 mm, preferably between 3 and 5 mm, depending on the application.
Der Durchflußquerschnitt einer Drosselstelle 30 ist im Verhältnis zum Durchflußquerschnitt der sich an die Austrittsseite der entsprechenden Drosselstelle 30 anschließenden Nutenabschnitte 31, 32, 33, 34 um ein vielfaches kleiner. Das Verhältnis kann dabei in der Größenordnung zwischen 1 zu 3 bis 1 zu 10 betragen. Für die meisten Anwendungsfälle reicht jedoch ein Verhältnis zwischen 1 zu 4 und 1 zu 6 aus. Aufgrund des wesentlich größeren Durchflußquerschnittes der Kanalabschnitte 31, 32, 33, 34 wird gewährleistet, daß in diesen Abschnitten praktisch immer beziehungsweise überwiegend eine laminare Strömung auftritt.The flow cross section of a throttle point 30 is many times smaller in relation to the flow cross section of the groove sections 31 , 32 , 33 , 34 adjoining the outlet side of the corresponding throttle point 30 . The ratio can be of the order of 1 to 3 to 1 to 10. However, a ratio between 1 to 4 and 1 to 6 is sufficient for most applications. Due to the substantially larger flow cross-section of the channel sections 31 , 32 , 33 , 34 , it is ensured that a laminar flow practically always or predominantly occurs in these sections.
Um eine optimale turbulente Strömung im Bereich der durch kurze kanalartige Vertiefungen gebildeten Drosselstellen 30 zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn zumindest der Querschnitt im Eintrittsbereich der Drosselstellen 30 scharfkantig ausgebildet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 gehen die Drosselstellen 30 austrittsseitig über eine durch Abrundungen gebildete all mähliche Erweiterung in die entsprechende Nutbereiche 31 über. Zweckmäßig kann es jedoch sein, wenn zwischen den Kanalabschnitten 31 und den Drosselstellen 30 ein scharfkantiger Querschnittsübergang vorhanden ist.In order to achieve an optimal turbulent flow in the region of the throttling points 30 formed by short channel-like depressions, it is expedient if at least the cross section in the entry region of the throttling points 30 is sharp-edged. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the throttling points 30 merge into the corresponding groove regions 31 on the outlet side via a gradual widening formed by roundings. However, it may be expedient if there is a sharp-edged cross-sectional transition between the channel sections 31 and the throttle points 30 .
Der Flächenanteil der durch die Nuten beziehungsweise Kanäle 24 beanspruchten Fläche kann in bezug auf die zwischen dem Außendurchmesser 27 und dem Innendurchmesser 28 vorhandenen Fläche in der Größenordnung zwischen 30 und 65 Prozent, vorzugsweise in der Größenordnung von 40 bis 55 Prozent liegen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 beträgt dieser Anteil circa 50 Prozent.The proportion of the area occupied by the grooves or channels 24 can be in the range between 30 and 65 percent, preferably in the order of 40 to 55 percent, with respect to the area between the outer diameter 27 and the inner diameter 28 . In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, this proportion is approximately 50 percent.
Die Drosselstellen 30 sind vorzugsweise derart ausgebildet, daß durch diese circa 60 bis 85 Prozent, vorzugsweise 70 bis 80 Prozent zumindest des maximal zwischen den beiden Kammern 18 und 20 auftretenden Druckunterschiedes abgebaut wird. Das bedeutet also, daß nach den Drosselstellen 30 beziehungsweise kurz hinter den Drosselstellen 30 der in den Kanalabschnitten 31 vorhandene Druck nur noch um circa 15 bis 40 Prozent beziehungsweise 20 bis 30 Prozent größer ist als der in der Kammer 18 vorhandene Druck. Aufgrund der Wirkungsweise der Drosselstellen 30 ist es zweckmäßig, wenn diese, wie in Fig. 2 dargestellt, im äußeren Bereich beziehungsweise am Außenradius des Reibringes 22 angeordnet sind, also im Bereich des höheren Druckes, da dadurch der im Bereich der Reibflächen 21, 22a sich aufbauende und dem Schließdruck der Überbrückungskupplung 15 entgegenwirkende Druck kleingehalten werden kann. Dadurch kann das von der Überbrückungskupplung 15 für eine zwischen den beiden Kammern 18 und 20 vorhandene Druckdifferenz übertragbare Moment gegenüber den bisher bekannten Überbrückungskupplungen mit Kühlkanälen und einem ent sprechenden Volumen an Kühlflüssigkeit vergrößert werden. Durch Verlagerung wenigstens einzelner der Drosselstellen 30 radial nach innen kann jedoch die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung 15 für einen gegebenen Differenzdruck zwischen den beiden Kammern 18 und 20 auch verringert werden.The throttling points 30 are preferably designed such that at least about 60 to 85 percent, preferably 70 to 80 percent, of the at least the maximum pressure difference occurring between the two chambers 18 and 20 is reduced. This means that after the throttling points 30 or shortly after the throttling points 30, the pressure present in the channel sections 31 is only about 15 to 40 percent or 20 to 30 percent greater than the pressure existing in the chamber 18 . Due to the mode of operation of the throttle points 30 , it is expedient if, as shown in FIG. 2, they are arranged in the outer region or on the outer radius of the friction ring 22 , that is to say in the region of the higher pressure, since this means that in the region of the friction surfaces 21 , 22 a pressure building up and counteracting the closing pressure of the lock-up clutch 15 can be kept small. As a result, the torque that can be transmitted by the lockup clutch 15 for a pressure difference existing between the two chambers 18 and 20 can be increased compared to the previously known lockup clutches with cooling channels and a corresponding volume of cooling liquid. By displacing at least some of the throttle points 30 radially inward, however, the torque capacity of the lock-up clutch 15 can also be reduced for a given differential pressure between the two chambers 18 and 20 .
Aus Fig. 5 kann der Einfluß der radialen Anordnung der Drosselstellen 30 in bezug auf das übertragbare Drehmoment entnommen werden. In Fig. 5 ist auf der linken Seite im vergrößerten Maßstab ein Teilbereich der Gehäuseschale 4 sowie des Kolbens 17 mit dem darauf befestigten Reibbelag 22 dargestellt. Auf der rechten Seite der Fig. 5 sind über den radialen Erstreckungsbereich des Reibbelages 22 und in Abhängigkeit der Anordnung der Drosselstellen mögliche idealisierte Druckprofile dargestellt. Für einen gegebenen höheren Druck p1 in der Kammer 20 und einen gegebenen niedrigeren Druck p2 in der Kammer 18 ist, über die radiale Erstreckung des Reibbelages 22 betrachtet, bei einer Anordnung der Drosselstellen 30 radial außen, wie dies in Fig. 2 der Fall ist, im Bereich zwischen der Reibfläche 22a des Reibbelages 22 und der Reibfläche 21 eine gemäß der strichpunktierten Linie 37 verlaufende Druckverteilung in den Kanälen 24 möglich. Aus der strichpunktierten Linie 37 ist zu entnehmen, daß im Bereich der Drosselstellen 30 circa 80 Prozent der zwischen p1 und p2 vorhande nen Druckdifferenz abgebaut wird. Die Differenz zwischen dem nahe der Aus trittsseite der Drosselstellen 30 vorhandenen Druckes Pa und dem Druck p2 in der Kammer 18 ist somit verhältnismäßig klein. Bei Anordnung der Drosselstellen 30 radial innen, also im Bereich der Austrittsabschnitte 34 gemäß Fig. 2, würde sich eine Druckverteilung im Eingriffsbereich 19 gemäß der strichlierten Linie 38 ergeben. Aus den beiden Linien 37 und 38 ist ersichtlich, daß für eine gegebene Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 18 und 20 das von der Über brückungskupplung 15 übertragbare Moment durch Anordnung der Drossel stellen 30 auf verschiedenen Durchmessern beeinflußt werden kann. Durch Anordnung der Drosselstellen 30 radial außen kann der zur Übertragung eines bestimmten Momentes erforderliche Differenzdruck zwischen den beiden Kammern 18 und 20 gegenüber den bisherigen Überbrückungskupplungen mit einem Kühlölstrom zwischen den beiden Kammern 18,20 reduziert werden. Je nach Anzahl und Form der Drosselstellen 30 kann die Durchflußbreite einer solchen Drosselstelle 30 in der Größenordnung zwischen 0,4 und 2,5 mm liegen, vorzugsweise in der Größenordnung zwischen 0,5 und 1,5 mm. Die Tiefe der Nuten 26 kann in der Größenordnung zwischen 0,2 und 1 mm liegen, vorzugsweise in der Größenordnung zwischen 0,3 und 0,7 mm. Die Tiefe der Nuten 26 kann über die gesamte Erstreckung derselben praktisch gleich sein. Die Nuten 26 können jedoch auch Bereiche unterschiedlicher Tiefe aufweisen. From Fig. 5, the influence, the radial arrangement of the throttle points are taken with respect to the transmissible torque 30th In Fig. 5 a partial area of the housing shell 4 and the piston 17 is shown with the friction lining 22 attached thereto on the left side in an enlarged scale. On the right side of FIG. 5, possible idealized pressure profiles are shown over the radial extent of the friction lining 22 and depending on the arrangement of the throttling points. For a given higher pressure p1 in the chamber 20 and a given lower pressure p2 in the chamber 18 , viewed over the radial extent of the friction lining 22 , the throttling points 30 are arranged radially on the outside, as is the case in FIG. 2, in the area between the friction surface 22 a of the friction lining 22 and the friction surface 21, a pressure distribution in the channels 24 running according to the dash-dotted line 37 is possible. From the dash-dotted line 37 it can be seen that in the region of the throttling points 30 approximately 80 percent of the pressure difference existing between p1 and p2 is reduced. The difference between the pressure Pa present near the outlet side of the throttling points 30 and the pressure p2 in the chamber 18 is thus relatively small. If the throttling points 30 were arranged radially on the inside, that is to say in the region of the outlet sections 34 according to FIG. 2, a pressure distribution would result in the engagement region 19 according to the broken line 38 . From the two lines 37 and 38 it can be seen that, for a given pressure difference between the two chambers 18 and 20, the torque that can be transmitted from the lockup clutch 15 can be influenced by arranging the throttle 30 on different diameters. By arranging the throttle bodies 30 radially outward of the required for transmitting a particular moment the differential pressure between the two chambers 18 and 20 with respect to the previous lock-up clutches with a cooling oil flow between the two chambers 18, are reduced twentieth Depending on the number and shape of the throttling points 30 , the flow width of such a throttling point 30 can be in the range between 0.4 and 2.5 mm, preferably in the range between 0.5 and 1.5 mm. The depth of the grooves 26 can be of the order of 0.2 to 1 mm, preferably of the order of 0.3 to 0.7 mm. The depth of the grooves 26 can be practically the same over their entire extent. However, the grooves 26 can also have areas of different depths.
Insbesondere im Bereich der Drosselstellen 30 sowie gegebenenfalls im Übergangsbereich zwischen einer Drosselstelle 30 und den übrigen Nutabschnitten 31 kann es von Vorteil sein, wenn eine größere Tiefe vorhanden ist. Dies ist in Fig. 3 durch die mit dem Bezugszeichen 30a versehene strichpunktierte Linie angedeutet. Es kann also vorteilhaft sein, wenn um den gewünschten Durchflußquerschnitt einer Drosselstelle 30 zu erhalten, die Drosselstelle gegenüber den anderen Nutbereichen etwas tiefer und als Ausgleich hierfür in der Breite etwas kleiner ausgeführt wird. Dadurch kann gewährleistet werden, daß die Abhängigkeit der Drosselwirkung einer Drosselstelle 30 in bezug auf den Verschleiß des Reibbelages 22, welcher eine Querschnittsreduzierung der Drosselstelle 30 bewirkt, verringert ist.In particular in the area of the throttling points 30 and possibly in the transition area between a throttling point 30 and the other groove sections 31 , it can be advantageous if a greater depth is present. This is indicated in Fig. 3 by the dash-dot line provided with the reference numeral 30 a. It can therefore be advantageous if, in order to obtain the desired flow cross-section of a throttle point 30 , the throttle point is made somewhat deeper than the other groove areas and somewhat smaller in width to compensate for this. This can ensure that the dependence of the throttle effect of a throttle point 30 with respect to the wear of the friction lining 22 , which causes a reduction in the cross section of the throttle point 30 , is reduced.
Gemäß der Erfindung wird also der Volumenstrom an Kühlflüssigkeit innerhalb der Naßlaufkupplung mittels wenigstens einer Drossel 30 eingestellt, wobei in die verbleibende Belagfläche - in Strömungsrichtung betrachtet - hinter der entsprechenden Drosselstelle 30 verhältnismäßig lange Kanäle eingebracht werden können, welche einen möglichst kleinen Strömungswiderstand und eine große wärmetauschende Fläche gewährleisten.According to the invention, the volume flow of cooling liquid within the wet-running clutch is adjusted by means of at least one throttle 30 , whereby relatively long channels can be introduced into the remaining lining surface - viewed in the direction of flow - behind the corresponding throttle point 30 , which have the smallest possible flow resistance and a large heat-exchanging Ensure area.
In Fig. 6 ist auf der Abszissenachse die Druckdifferenz p1 - p2 (Δp) zwischen den beiden Kammern 20 und 18 aufgetragen. Auf der Ordinatenachse ist der sich in Abhängigkeit der vorhandenen Druckdifferenz einstellende Volumenstrom aufgetragen. In FIG. 6, the pressure difference p1 is on the abscissa - p2 (Ap) is applied between the two chambers 20 and 18. The volume flow which is set as a function of the pressure difference present is plotted on the ordinate axis.
Bei laminarer Drosselung des Volumentromes über die Länge der in einen Reibbelag eingebrachten Nuten ist ein praktisch linearer Zusammenhang zwischen der Druckdifferenz an den Nuten und dem Volumenstrom vorhanden. Dieser Zusammenhang ist durch die gerade, durchgezogene Linie der Fig. 6 repräsentiert. Als Druckdifferenz an den Nuten ist die Differenz zwischen dem Druck auf der Eingangsseite und dem Druck auf der Ausgangsseite der entsprechenden Nute beziehungsweise der Nuten zu verstehen. Eine derartige laminare Drosselung ergibt sich praktisch bei einer Ausgestaltung der Nuten entsprechend dem eingangs erwähnten Stand der Technik, nämlich der US- PS 4,969,543 und 5,056,631. Bei diesem Stand der Technik beträgt der Anteil der laminaren Drosselung circa 70 Prozent der in den Kanälen erfolgenden Gesamt drosselung.With laminar throttling of the volume flow over the length of the grooves made in a friction lining, there is a practically linear relationship between the pressure difference at the grooves and the volume flow. This relationship is represented by the straight, solid line of FIG. 6. The pressure difference at the grooves is the difference between the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side of the corresponding groove or grooves. Such a laminar throttling results practically when the grooves are designed in accordance with the prior art mentioned at the outset, namely US Pat. Nos. 4,969,543 and 5,056,631. In this prior art, the proportion of laminar throttling is approximately 70 percent of the total throttling in the channels.
Die strichlierte Linie stellt den erzielbaren Volumenstrom dar, der durch turbulente Drosselung gemäß der Erfindung erzielt werden kann. Der Volumenstromverlauf in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 20, 18 entspricht im wesentlichen dem Verlauf einer Wurzelfunktion. Der strichlierte Verlauf kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Nuten, insbesondere gemäß Fig. 2, erzielt werden. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, steht insbesondere - bei kleineren Druckdifferenzen bei einer turbulenten Drosselung ein größerer Volumenstrom zur Verfügung als bei einer laminaren Drosselung. Dies ist besonders vorteilhaft, da an der Lock-up auch bei kleinen Druckunterschieden zwischen den beiden Kammern 20 und 18 ein möglichst großer Volumenstrom zur Verfügung stehen soll, um eine möglichst gute Kühlung zu gewährleisten.The dashed line represents the achievable volume flow that can be achieved by turbulent throttling according to the invention. The volume flow curve as a function of the pressure difference between the two chambers 20 , 18 essentially corresponds to the curve of a root function. The dashed course can be achieved by the inventive design of the grooves, in particular according to FIG. 2. As can be seen from FIG. 6, in particular - with smaller pressure differences in the case of turbulent throttling, a larger volume flow is available than in the case of laminar throttling. This is particularly advantageous since the largest possible volume flow should be available on the lock-up even with small pressure differences between the two chambers 20 and 18 in order to ensure the best possible cooling.
Die den beiden Kennlinien gemäß Fig. 6 entsprechenden Nutausgestaltungen sind derart ausgelegt, daß sie für ein vorbestimmtes Δp max den gleichen Volumenstrom gewährleisten. Dieses Δp max liegt bei den üblichen hydrodyna mischen Drehmomentwandlern mit Überbrückungskupplung in der Größenordnung zwischen 7 und 10 bar. Das Δp max kann jedoch auch unterhalb oder oberhalb dieser Bandbreite liegen.The groove configurations corresponding to the two characteristic curves according to FIG. 6 are designed such that they ensure the same volume flow for a predetermined Δp max. This Δp max is in the usual hydrodynamic torque converters with lock-up clutch in the order of 7 to 10 bar. However, the Δp max can also be below or above this bandwidth.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der für einen Kühlölstrom vorgesehenen Nuten beziehungsweise Kanäle ermöglicht weiterhin die Temperaturabhängigkeit des Durchflusses durch diese Kanäle zu reduzieren und zwar, weil die überwiegende Drosselung, also der überwiegende Druckabbau im Bereich der verhältnismäßig kurzen Drosselstellen stattfindet. Die Nut im Bereich einer Drosselstelle geht nur linear in den Durchfluß beziehungsweise den Volumenstrom ein, wodurch eine geringere Abhängigkeit von den geometrischen Toleranzen gewährleistet wird. Bei einer Ausgestaltung der Nuten gemäß, dem vorerwähnten Stand der Technik findet der überwiegende Teil der Drosselung laminar statt und zwar über die gesamte Länge der Nuten. Bei einer solchen Drosselung geht die Nuthöhe in der vierten Potenz in den Durchfluß beziehungs weise in den Volumenstrom ein. Dadurch ergibt sich eine starke Abhängigkeit bezüglich der geometrischen Toleranzen des Belages beziehungsweise der Nuten. Weiterhin ist infolge der vorhandenen laminaren Drosselung eine starke Abhängigkeit des Volumenstromes von der Viskosität beziehungsweise der Temperatur des Kühlmittels vorhanden.The configuration according to the invention provided for a cooling oil flow Grooves or channels also allow temperature dependency to reduce the flow through these channels because the predominant throttling, i.e. the predominant pressure reduction in the area of relatively short throttling points takes place. The groove in the area of one Throttle point is only linear in the flow or Volume flow, which means less dependence on the geometric Tolerances is guaranteed. In an embodiment of the grooves according to the The majority of the throttling takes place in the aforementioned state of the art instead of laminar over the entire length of the grooves. With one Throttling relates the groove height in the fourth power to the flow instruct in the volume flow. This creates a strong dependency with regard to the geometric tolerances of the covering or Grooves. Furthermore, due to the existing laminar throttling, there is a strong one Dependence of the volume flow on the viscosity or Coolant temperature present.
Um zu gewährleisten, daß die erfindungsgemäßen Nuten ihre Drosselfunktion stets gewährleisten, ist eine Anlage des Reibbelages 22 an der Gegenreibfläche 21 im Bereich der Drosselstellen erforderlich. Es soll zumindest gewährleistet sein, daß in keinem der auftretenden Betriebszustände im Bereich der Drosselstelle ein Spalt klafft beziehungsweise ein derartiger Spalt soll nicht größer als 0,03 mm, vorzugsweise als 0,01 mm sein. Derartige Spalte können aufgrund einer unzureichenden Parallelität zwischen den in Eingriff bringbaren Reibflächen entstehen.In order to ensure that the grooves according to the invention always ensure their throttling function, it is necessary for the friction lining 22 to bear against the counter-friction surface 21 in the region of the throttling points. It should at least be ensured that there is no gap in any of the operating states occurring in the region of the throttle point, or that such a gap should not be larger than 0.03 mm, preferably 0.01 mm. Such gaps can arise due to insufficient parallelism between the friction surfaces that can be brought into engagement.
Um zu gewährleisten, daß in allen Betriebszuständen, in denen die Reibflächen in Eingriff stehen, die Drosselstellen 30 ihre Funktion übernehmen, ist es vorteilhaft, wenn der Reibbelag 22 entsprechend Fig. 7 von einem Bauteil, nämlich dem Ringkolben 17 getragen wird.In order to ensure that the throttling points 30 take over their function in all operating states in which the friction surfaces are in engagement, it is advantageous if the friction lining 22 is carried according to FIG. 7 by a component, namely the annular piston 17 .
In den Fig. 7 und 8 sind im vergrößerten Maßstab ein Teilbereich der Gehäuseschale 4 sowie des Kolbens 17 mit dem darauf befestigten Reibbelag 22 dargestellt. In Fig. 7 ist die Gestalt des Kolbens 17 dargestellt, die dieser in praktisch nicht beanspruchtem, also entspanntem Zustand einnimmt. Diese Kolbenform ist gegeben, wenn in den beiden Kammern 18 und 20 praktisch der gleiche Druck oder nur ein verhältnismäßig geringer Druckunterschied vorhanden ist. Im entspannten Zustand des Kolbens 17 ist der äußere Bereich 17a, welcher den Reibbelag 22 aufnimmt, derart ausgebildet, daß die Reibfläche 22a des Reibbelages 22 und die Reibfläche 21 des Gehäuses 4 zwischen sich einen keilförmigen Luftspalt 39 einschließen, der sich radial nach innen hin erweitert und einen Winkel Φ aufweist, der in der Größenordnung von 0,5 und 3°, vorzugsweise in der Größenordnung von 1 Winkelgrad liegen kann.In Figs. 7 and 8, a portion of the housing shell 4 and the piston 17 are shown with the friction pad 22 mounted thereon in an enlarged scale. In Fig. 7, the shape of the piston 17 is shown, which occupies this unclaimed in practice, so the relaxed state. This piston shape is given when practically the same pressure or only a relatively small pressure difference is present in the two chambers 18 and 20 . In the relaxed state of the piston 17 , the outer region 17 a, which receives the friction lining 22 , is designed such that the friction surface 22 a of the friction lining 22 and the friction surface 21 of the housing 4 enclose between them a wedge-shaped air gap 39 which extends radially inwards extended and has an angle Φ, which can be on the order of 0.5 and 3 °, preferably in the order of 1 degree.
In Fig. 8 ist die Stellung des Kolbens 17 dargestellt, die dieser bei einem vorbestimmten Überdruck in der Kammer 20 gegenüber der Kammer 18 einnimmt. Dieser Überdruck kann in der Größenordnung zwischen 4 und 8 bar liegen, wobei je nach gewünschtem maximalen Überdruck der Kolben 17 entsprechend federnd ausgebildet werden muß.In FIG. 8, the position of the piston 17 is shown, which it takes up at a predetermined excess pressure in the chamber 20 towards the chamber 18. This overpressure can be of the order of magnitude between 4 and 8 bar, whereby depending on the desired maximum overpressure, the piston 17 must be designed to be resilient.
Wie aus der gemeinsamen Betrachtungsweise der Fig. 7 und 8 zu entnehmen ist, ist bei Druckgleichheit beziehungsweise geringem Differenzdruck zwischen den beiden Kammern 18 und 20 der Reibbelag 22 lediglich über den radial äußeren ringförmigen Reibflächenabschnitt 40, in dem die Drosselstellen 30 vorgesehen sind, mit der Reibfläche 21 in Reibkontakt. Dadurch wird gewährleistet, daß bereits bei geringen Differenzdrücken zwischen den beiden Kammern 18 und 20 beziehungsweise bereits bei geringen Überdrücken in der Kammer 20 (zum Beispiel 1 bar) die Drosselstellen 30 ihre Funktion übernehmen. Mit zunehmendem Überdruck in der Kammer 20 gegenüber der Kammer 18 wird der Kolben 17 von der in Fig. 7 dargestellten Gestalt in die in Fig. 8 dargestellte Gestalt verformt. Dadurch nimmt der Kontaktbereich zwischen den Reibflächen 21 und 22a allmählich zu beziehungsweise der zwischen den Reibflächen 21 und 22a vorhandene Winkel Φ wird kleiner. Die Drosselstellen 30 gewährleisten jedoch auch weiterhin eine einwandfreie Steuerung des Volumens an Kühlflüssigkeit.As can be seen from the common approach of FIGS. 7 and 8, in the case of pressure equality or a slight differential pressure between the two chambers 18 and 20, the friction lining 22 is only connected to the radially outer annular friction surface section 40 in which the throttling points 30 are provided Friction surface 21 in frictional contact. This ensures that the throttling points 30 take over their function even at low differential pressures between the two chambers 18 and 20 or even at low excess pressures in the chamber 20 (for example 1 bar). With increasing overpressure in chamber 20 relative to chamber 18 , piston 17 is deformed from the shape shown in FIG. 7 to the shape shown in FIG. 8. As a result, the contact area between the friction surfaces 21 and 22 a gradually increases or the angle φ existing between the friction surfaces 21 and 22 a becomes smaller. However, the throttling points 30 continue to ensure proper control of the volume of coolant.
Der in Fig. 2 dargestellte Reibbelag beziehungsweise Reibring 22 ist einstückig ausgebildet. Dieser könnte jedoch auch aus mehreren, in Umfangsrichtung aneinandergefügten, sektorförmigen Belageinzelteilen zusammengesetzt werden.The friction lining or friction ring 22 shown in FIG. 2 is formed in one piece. However, this could also be composed of several sector-shaped covering parts joined together in the circumferential direction.
In den Fig. 9 bis 10 sind Reibbeläge 122, 222, 322 teilweise dargestellt, die mit Nuten beziehungsweise mit Kanälen entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgestattet sind.In FIGS. 9 to 10 friction linings 122, 222, 322 are shown in part, which are respectively provided with grooves with channels in accordance with the present invention.
Den Reibbelägen gemäß den Fig. 9 bis 11 ist gemeinsam, daß sie Drosselstellen 130, 230, 330 besitzen, die über den Umfang des Reibbelages verteilt sind. Diese Drosselstellen 130, 230, 330 bestimmen überwiegend den Volumenstrom, welcher durch die Kanäle 124, 224, 324 fließen kann. Die sich an die Drosselstellen 130, 230, 330 anschließenden Kanalabschnitte besitzen einen wesentlich größeren Durchflußquerschnitt als die Drosselstellen 130, 230, 330, so daß in diesen Kanalabschnitten überwiegend eine laminare Strömung vorhanden ist. Die Strömungsgeschwindigkeit in diesen Teilabschnitten der Kanäle 124, 224, 324 ist dabei erheblich geringer als die Strömungsgeschwindigkeit in den Drosselstellen 130, 230, 330. Dadurch wird auch ein optimaler Wärmeübergang zwischen dem durchfließenden Kühlmittel beziehungsweise Kühlöl und den angrenzenden Bauteilen erzielt.The friction linings according to FIGS. 9 to 11 have in common that they have throttling points 130 , 230 , 330 which are distributed over the circumference of the friction lining. These throttling points 130 , 230 , 330 predominantly determine the volume flow that can flow through the channels 124 , 224 , 324 . The channel sections adjoining the throttle points 130 , 230 , 330 have a substantially larger flow cross section than the throttle points 130 , 230 , 330 , so that a laminar flow is predominantly present in these channel sections. The flow rate in these sections of the channels 124 , 224 , 324 is considerably lower than the flow rate in the throttling points 130 , 230 , 330 . This also ensures optimal heat transfer between the coolant or cooling oil flowing through and the adjacent components.
Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 9 besitzt der Reibbelag 122 eine mit den Drosselstellen 130 in Verbindung stehende ringförmige Nut 131, die ihrerseits in Verbindung steht mit einer Vielzahl von nach innen verlaufenden radialen Nuten 132. Die Reibfläche des Reibbelages 122 ist gebildet durch die zwischen den einzelnen Nuten 132 vorhandenen Erhebungen 132a und der am Randbereich des Reibringes 122 vorhandenen ringförmigen Erhebung 122a, die durch die Drosselstellen 130 in einzelne, sektorförmige Abschnitte unterteilt ist.In the embodiment according to FIG. 9, the friction lining 122 has an annular groove 131 which is connected to the throttle points 130 and which in turn is connected to a multiplicity of inward radial grooves 132 . The friction surface of the friction lining 122 is formed by the elevations 132 a present between the individual grooves 132 and the annular elevation 122 a present at the edge area of the friction ring 122 , which elevation is divided into individual, sector-shaped sections by the throttle points 130 .
Der Reibbelag 222 gemäß Fig. 10 besitzt eine Mehrzahl von ringförmigen Vertiefungen 231, 231a, 231b, die durch radial verlaufende Nutbereiche 232, 232a miteinander verbunden sind. Der radial innere ringförmige Nutbereich 231b ist über radiale Nutbereiche 232b radial nach innen hin geöffnet. Die radialen Nutbereiche 232, 232a und 232b sind in bezug aufeinander in Umfangsrichtung derart versetzt, daß eine mehrfache Umlenkung des durch die Kanäle 224 strömenden Öles stattfindet.The friction lining 222 according to FIG. 10 has a plurality of annular depressions 231 , 231 a, 231 b, which are connected to one another by radially extending groove areas 232 , 232 a. The radially inner annular groove region 231 b is opened radially inwards via radial groove regions 232 b. The radial groove regions 232 , 232 a and 232 b are offset with respect to one another in the circumferential direction in such a way that the oil flowing through the channels 224 is deflected several times.
Bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform sind die Kanäle 324 am Anschluß an die Drosselstellen 330 in Umfangsrichtung mäanderförmig ausgebildet, so daß aufgrund der Fläche sowie der Länge der mäanderförmigen Bereiche der Kanäle 324 ein guter Wärmetausch zwischen dem Kühlöl und den angrenzenden Bauteilen beziehungsweise den angrenzenden Reibflächen stattfindet.In the embodiment shown in Fig. 11, the channels 324 are formed meandering in the circumferential direction at the connection to the throttling points 330 , so that due to the area and the length of the meandering areas of the channels 324 a good heat exchange between the cooling oil and the adjacent components or the adjacent ones Friction surfaces takes place.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung können die erfindungsgemäß ausgestalteten Kühlnuten, anstatt in den Reibbelag 22 eingebracht zu sein, im Bereich der Reibfläche 21 des Gehäuses 4 vorgesehen sein. Diese können dann durch Einprägen in das Blechmaterial gebildet werden. Radial außen und radial innen müssen die angeprägten Kanäle derart ausgebildet sein, daß diese zu den Kammern 18 und 20 hin offen sind. Weiterhin kann der Reibbelag 22 anstatt vom Kolben 17 getragen zu werden, auch am Gehäuse 4 befestigt sein. Weiterhin kann ein Reibbelag 22 von einer Zwischenlamelle getragen sein, wie dies zum Beispiel auch der Fall bei einigen Ausführungsformen des angeführten Standes der Technik ist. Die erfindungsgemäßen Kühlkanäle können weiterhin unmittelbar in das den Kolben 17 bildende Material eingeprägt sein, wobei dann der Reibbelag 22 von dem Gehäuse 4 oder von einer Zwischenlamelle getragen ist.According to a further embodiment of the invention, the cooling grooves designed according to the invention can be provided in the area of the friction surface 21 of the housing 4 instead of being introduced into the friction lining 22 . These can then be formed by stamping them into the sheet material. Radially outside and radially inside, the stamped channels must be designed such that they are open to the chambers 18 and 20 . Furthermore, the friction lining 22 can also be fastened to the housing 4 instead of being carried by the piston 17 . Furthermore, a friction lining 22 can be carried by an intermediate plate, as is the case, for example, in some embodiments of the cited prior art. The cooling channels according to the invention can furthermore be stamped directly into the material forming the piston 17 , in which case the friction lining 22 is carried by the housing 4 or by an intermediate plate.
Die in einen Reibbelag beziehungsweise Reibring eingebrachten Nuten beziehungsweise Kanäle können bei der Herstellung des Reibbelages eingebracht werden, also vor der Befestigung des Reibbelages auf einem Trägerbauteil, wie zum Beispiel einem Ringkolben oder einer Lamelle. Die Nuten, Rillen oder Kanäle können jedoch auch während der Befestigung, zum Beispiel durch Aufkleben des Reibbelages auf ein Trägerbauteil, oder nach einer solchen Befestigung in den Reibbelag eingebracht werden. Es kann also der Reibbelag, zum Beispiel 22 gemäß Fig. 2, zunächst auf den Ringkolben 17 befestigt werden und während dieser Befestigung oder danach die Kanäle 24 in den Reibring 22 eingeprägt werden. Letzteres erfolgt mittels eines Preßwerkzeuges, welches ent sprechende Profilierungen besitzt.The grooves or channels introduced into a friction lining or friction ring can be introduced during the manufacture of the friction lining, that is to say before the friction lining is fastened to a carrier component, such as, for example, an annular piston or a lamella. However, the grooves, grooves or channels can also be introduced into the friction lining during the fastening, for example by gluing the friction lining onto a carrier component, or after such fastening. The friction lining, for example 22 according to FIG. 2, can thus first be attached to the annular piston 17 and the channels 24 can be impressed into the friction ring 22 during this attachment or afterwards. The latter is done by means of a press tool, which has ent speaking profiles.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch Varianten, die insbesondere durch Kombination von einzelnen, in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen Merkmalen beziehungsweise Elementen sowie Funktionsweisen gebildet werden können.The invention is not based on the illustrated and described Embodiments limited, but also includes variants that especially by combining individual, in connection with the Various embodiments described features respectively Elements and functions can be formed.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010024440A1 (en) | 2009-07-09 | 2011-01-13 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Clutch mechanism for use in hydrodynamic torque converter, has friction lining attached on sides of lining carrier and including channel that is axially engaged through friction lining and lining carrier |
| DE102010049619A1 (en) | 2009-11-09 | 2011-05-12 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Clutch disk for coupling device, has carrier and friction linings arranged at front side of carrier, where carrier is made of number of curved segments arranged adjacent in circumferential direction |
| DE102014203800A1 (en) | 2014-03-03 | 2015-09-03 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | friction clutch |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10008167A1 (en) * | 2000-02-23 | 2001-08-30 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Friction clutch |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1284717B (en) * | 1962-10-06 | 1968-12-05 | Twin Disc Clutch Co | Cooling groove arrangement for friction disks of disk friction clutches |
| DE2551270A1 (en) * | 1974-11-15 | 1976-05-20 | Bofors Ab | COOLING PROCESS FOR A WET PLATE COUPLING AND THE PLATES PROVIDED FOR IT |
| JPS5830532A (en) * | 1981-08-17 | 1983-02-23 | Mitsubishi Motors Corp | Structure of facing for friction clutch |
| US4969543A (en) * | 1989-07-10 | 1990-11-13 | Ford Motor Co. | Slipping bypass clutch construction for a hydrokinetic torque converter |
| US5056631A (en) * | 1989-07-10 | 1991-10-15 | Ford Motor Company | Slipping bypass clutch construction for a hydrokinetic torque converter |
| DE4328182A1 (en) * | 1992-08-21 | 1994-02-24 | Luk Getriebe Systeme Gmbh | Control of torque transfer between IC engine and gearbox - Has fluid torque converter in parallel with friction clutch and adaptive control procedure to adjust clutch slip |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1804621U (en) | 1959-02-04 | 1960-01-21 | Hans-Ludwig Schirneker | FRUIT JUICE CONTAINER FOR BOTTLES, GLASSES OR. DGL. |
| DE8716896U1 (en) | 1987-12-23 | 1988-04-07 | Fichtel & Sachs Ag, 8720 Schweinfurt | Torsional vibration damper with individual friction areas |
-
1995
- 1995-01-13 DE DE19549617A patent/DE19549617C2/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-13 DE DE29521915U patent/DE29521915U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1284717B (en) * | 1962-10-06 | 1968-12-05 | Twin Disc Clutch Co | Cooling groove arrangement for friction disks of disk friction clutches |
| DE2551270A1 (en) * | 1974-11-15 | 1976-05-20 | Bofors Ab | COOLING PROCESS FOR A WET PLATE COUPLING AND THE PLATES PROVIDED FOR IT |
| JPS5830532A (en) * | 1981-08-17 | 1983-02-23 | Mitsubishi Motors Corp | Structure of facing for friction clutch |
| US4969543A (en) * | 1989-07-10 | 1990-11-13 | Ford Motor Co. | Slipping bypass clutch construction for a hydrokinetic torque converter |
| US5056631A (en) * | 1989-07-10 | 1991-10-15 | Ford Motor Company | Slipping bypass clutch construction for a hydrokinetic torque converter |
| DE4328182A1 (en) * | 1992-08-21 | 1994-02-24 | Luk Getriebe Systeme Gmbh | Control of torque transfer between IC engine and gearbox - Has fluid torque converter in parallel with friction clutch and adaptive control procedure to adjust clutch slip |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010024440A1 (en) | 2009-07-09 | 2011-01-13 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Clutch mechanism for use in hydrodynamic torque converter, has friction lining attached on sides of lining carrier and including channel that is axially engaged through friction lining and lining carrier |
| DE102010024440B4 (en) | 2009-07-09 | 2019-08-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Coupling device with a friction lining applied to a lining carrier |
| DE102010049619A1 (en) | 2009-11-09 | 2011-05-12 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Clutch disk for coupling device, has carrier and friction linings arranged at front side of carrier, where carrier is made of number of curved segments arranged adjacent in circumferential direction |
| DE102014203800A1 (en) | 2014-03-03 | 2015-09-03 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | friction clutch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE29521915U1 (en) | 1998-10-15 |
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Legal Events
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