DE10162530B4 - Hydrodynamic coupling device - Google Patents
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Abstract
Hydrodynamische Kopplungseinrichtung, umfassend eine Gehäuseanordnung (12), ein in der Gehäuseanordnung (12) vorgesehenes Turbinenrad (24), welches eine Turbinenradnabe (34) zur drehfesten Ankopplung an ein Abtriebsorgan aufweist, eine Überbrückungskupplungsanordnung (44) zur Herstellung einer Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Gehäuseanordnung (12) und der Turbinenradnabe (34), im Drehmomentübertragungsweg zwischen der Überbrückungskupplungsanordnung (44) und der Turbinenradnabe (34) eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung (32) mit einer Dämpferelementenanordnung (70) und einem bei Erreichen eines vorbestimmten Grenzdrehmomentes die Dämpferelementenanordnung (70) überbrückenden Drehmomentübertragungsbereich (72, 74), dadurch gekennzeichnet, – dass das Grenzdrehmoment kleiner ist als ein in einem normalen Antriebszustand zu übertragendenes Antriebsdrehmoment, – dass der Torsionsschwingungsdämpferanordnung (32) eine Reibeinrichtung zugeordnet ist, – dass durch die Torsionsschwingungsdämpferanordnung (32) zwei Komponenten (30, 34) zur Drehmomentübertragung gekoppelt sind, – dass die beiden Komponenten (30, 34) in einem begrenzten Drehwinkelbereich vor Wirksamwerden des Drehmomentübertragungsbereichs (72, 74) bezüglich einander drehbar sind – und dass die Reibeinrichtung nur in Endbereichen des Drehwinkelbereichs wirksam ist.A hydrodynamic coupling device comprising a housing assembly (12), a turbine wheel (24) provided in the housing assembly (12) having a turbine hub (34) for rotationally fixed coupling to an output member, a lockup clutch assembly (44) for establishing a torque transfer connection between the housing assembly (12). 12) and the turbine hub (34), in the torque transmission path between the lock-up clutch assembly (44) and the turbine hub (34) comprises a torsional vibration damper assembly (32) having a damper element assembly (70) and a torque transfer region (72) bridging the damper member assembly (70) upon reaching a predetermined limit torque , 74), characterized in that - the limit torque is smaller than a drive torque to be transmitted in a normal drive state, - that the friction damper assembly (32) is associated with a friction device, - da ss are coupled by the torsional vibration damper assembly (32), two components (30, 34) for transmitting torque, - that the two components (30, 34) in a limited rotation angle range before the torque transmission region (72, 74) are rotatable relative to each other - and Friction device is effective only in end portions of the rotation angle range.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, wie z. B. einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, durch welche ein Drehmoment zwischen. einem Antriebsaggregat und einer Getriebeanordnung übertragen werden kann, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.The present invention relates to a hydrodynamic coupling device, such. B. a hydrodynamic torque converter, by which a torque between. a drive unit and a gear arrangement can be transmitted, according to the preamble of claim 1 and a Torsionsschwingungsdämpferanordnung according to the preamble of claim 3rd
Ein aus der
Die komprimierbare Schraubendruckfedern als elastische Elemente aufweisende Torsionsschwingungsdämpferanordnung kann hinsichtlich ihrer Eigenfrequenz so ausgelegt werden, dass diese in einem Bereich liegt, in welchem eine Anregung durch die im normalen Fahrzustand auftretenden Anregungsfrequenzen nicht zu einer Schwingungsanregung führen können. Im Allgemeinen liegt die Eigenfrequenz derartiger Dämpferanordnungen in einem sehr niedrigen Bereich. Aufgrund der dafür erforderlichen vergleichsweise großen Steifigkeit derartiger Dämpferanordnungen sind diese dann geeignet, bei den im normalen Fahrbetrieb auftretenden Antriebsdrehmomenten, die im Bereich von einigen 100 Nm liegen können, die zur Schwingungsentkopplung erforderliche Dämpfungsfunktion bereitzustellen.The compressible helical compression springs as elastic elements having torsional vibration damper assembly can be designed in terms of their natural frequency so that it is within a range in which excitation by the excitation frequencies occurring in the normal driving state can not lead to a vibrational excitation. In general, the natural frequency of such damper assemblies is in a very low range. Due to the required comparatively high rigidity of such damper arrangements, these are then suitable for providing the damping torque required for vibration decoupling in the drive torques occurring in normal driving operation, which may be in the range of a few 100 Nm.
Bei moderneren Antriebssystemen treten jedoch Zustände auf, in welchen die durch derartige als Lastdämpfer wirkende Torsionsschwingungsdämpferanordnungen vorgesehene Entkopplungseigenschaft nicht wirksam ist. Beispielsweise ist ein derartiger Zustand ein Stand-by-Zustand, in welchem bei beispielsweise an einer Ampel anhaltendem Fahrzeug ohne Aktivität des Fahrers das Automatikgetriebe in einen neutralen Zustand geschaltet wird. Um das Fahrzeug festzuhalten, werden die Bremsen aktiviert. Will der Fahrer wieder losfahren, was durch Niederdrücken des Fahrpedals erkennbar wird, so werden die Bremsen geöffnet und das Getriebe wieder in den Fahrmodus geschaltet. Um diesen Vorgang sehr schnell durchführen zu können, müssen die Kupplungen im Getriebe sehr schnell geschlossen werden, was im Allgemeinen zu einem für Fahrzeuginsassen stark bemerkbaren Stoß im Antriebsstrang führt.In more modern drive systems, however, conditions occur in which the decoupling property provided by such torsional vibration damper arrangements acting as load dampers is not effective. For example, such a state is a stand-by state in which, for example, at a traffic light persistent vehicle without activity of the driver, the automatic transmission is switched to a neutral state. To hold the vehicle, the brakes are activated. If the driver wants to start again, as can be seen by depressing the accelerator pedal, the brakes are opened and the transmission is switched back to the driving mode. In order to be able to carry out this process very quickly, the clutches in the transmission must be closed very quickly, which generally leads to a shock to the vehicle occupants strongly noticeable impact in the drive train.
Ein weiterer hinsichtlich des Auftretens von Schwingungsanregungen kritischer Zustand ist das sogenannte Schubeinregeln, also ein Zustand, bei welchem durch zumindest teilweises Einrücken der Überbrückungskupplungsanordnung das Motorbremsmoment zum Abbremsen eines Fahrzeugs genutzt werden soll. Hierzu wird durch aktive Ansteuerung der Überbrückungskupplungsanordnung bei vorzugsweise sehr kleinem Bewegungsspiel des Kupplungskolbens einer derartigen Überbrückungskupplungsanordnung das über die Kupplungsanordnung zu übertragende Drehmoment erhöht, wobei davon ausgegangen wird, dass zunächst die Überbrückungskupplungsanordnung nicht aktiviert war. Ein kleines Kolbenspiel hat jedoch zur Folge, dass durch den im Allgemeinen dann immer geringfügig vorhandenen Schlupf in der Überbrückungskupplung zumindest geringe Drehmomente übertragen werden können, die ausreichen, um aufgrund der vorhandenen Schwingungsanregungen im Getriebe Rasselgeräusche durch die aneinander schlagenden Zahnradzähne zu erzeugen.Another with respect to the occurrence of vibration excitations critical condition is the so-called Schubeinregeln, ie a state in which by at least partially engaging the lock-up clutch arrangement, the engine braking torque to be used for braking a vehicle. For this purpose, the torque to be transmitted via the clutch arrangement is increased by active activation of the lockup clutch arrangement with preferably very small movement play of the clutch piston such a lockup clutch arrangement, it being assumed that initially the lockup clutch arrangement was not activated. However, a small piston clearance has the consequence that at least slight torques can then be transmitted through the generally then always present slip in the lock-up clutch, which are sufficient to generate due to the existing vibration excitations in the transmission rattle noise through the abutting gear teeth.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung bzw. eine dafür vorgesehene Torsionsschwingungsdämpferanordnung derart auszubilden, dass für Fahrzeuginsassen unangenehm spürbare Schwingungsanregungen im Wesentlichen nicht übertragen werden bzw. deutlich gedämpft werden.It is the object of the present invention to form a hydrodynamic coupling device or a torsional vibration damper arrangement provided for this purpose such that uncomfortably noticeable vibration excitations for vehicle occupants are essentially not transmitted or significantly attenuated.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung gemäß Anspruch 1. Diese umfasset eine Gehäuseanordnung, ein in der Gehäuseanordnung vorgesehenes Turbinenrad, welches eine Turbinenradnabe zur drehfesten Ankopplung an ein Abtriebsorgan aufweist, eine Überbrückungskupplungsanordnung zur Herstellung einer Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Gehäuseanordnung und der Turbinenradnabe, im Drehmomentübertragungsweg zwischen der Überbrückungskupplungsanordnung und der Turbinenradnabe eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung mit einer Dämpferelementenanordnung und einem bei Erreichen eines vorbestimmten Grenzdrehmomentes die Dämpferelementenanordnung überbrückkenden Drehmomentübertragungsbereich, wobei das Grenzdrehmoment kleiner ist als ein in einem normalen Antriebszustand zu übertragendenes Antriebsdrehmoment.According to a first aspect of the present invention, this object is achieved by a hydrodynamic coupling device according to claim 1. This comprises a housing assembly, a turbine provided in the housing assembly, which has a turbine hub for rotationally fixed coupling to an output member, a lock-up clutch assembly for producing a torque transmission connection between the Housing assembly and the turbine hub, in the torque transmission path between the lockup clutch assembly and the turbine hub, a torsional vibration damper assembly having a damper element assembly and a torque transfer region bridging upon reaching a predetermined limit torque, the damper element assembly, wherein the limit torque is smaller than a drive torque to be transmitted in a normal drive state.
Durch den Einsatz einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung, die nur in einem Bereich geringer zu übertragender Drehmomente als solche wirksam ist, bei Überschreiten des Grenzmoments jedoch überbrückt ist, werden vor allem in einem Zustand, in dem eine ansonsten möglicherweise vorgesehene Lastdämpferstufe aufgrund der wesentlich größeren Steifigkeit zur Schwingungsdämpfung nicht beitragen kann, im Antriebssystem auftretende Schwingungen und Stöße weitgehend gedämpft. By using a Torsionsschwingungsdämpferanordnung, which is effective only in a range of low torque to be transmitted, however, bridged when the limit torque is exceeded, especially in a state in which an otherwise possibly provided load damper stage due to the much greater rigidity for vibration damping not can contribute, vibrations occurring in the drive system and shocks largely damped.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Grenzdrehmoment im Bereich. von 20 Nm–50 Nm liegt, also in einem Bereich, der deutlich unter den im normalen Fahrzustand über einen Antriebsstrang übertragenen bzw. von einem Antriebsaggregat abgegebenen Drehmomenten liegt.For example, it can be provided that the limit torque in the range. is 20 Nm-50 Nm, ie in a range that is well below the transmitted in the normal driving condition via a drive train or delivered by a drive unit torques.
Um die Schwingungsdämpfungsfunktion weiter verbessern zu können, ist der Torsionsschwingungsdämpferanordnung eine Reibeinrichtung zugeordnet. Diese ist derart ausgebildet, dass durch die Torsionsschwingungsdämpferanordnung zwei Komponenten zur Drehmomentübertragung gekoppelt sind, dass die beiden Komponenten in einem begrenzten Drehwinkelbereich vor Wirksamwerden des Drehmomentübertragungsbereichs bezüglich einander drehbar sind und dass die Reibeinrichtung im Wesentlichen nur in Endbereichen des Drehwinkelbereichs wirksam ist. Dies bedeutet also, dass die bei der erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpferanordnung ggf. vorgesehene Reibeinrichtung verschleppt wirksam wird. Erst wenn die Endbereiche der zugelassenen Relativverdrehung zwischen den beiden Komponenten erreicht werden, setzt die Reibung ein, was zur Folge hat, dass der die Torsionsschwingungsdämpferanordnung dann überbrückende Drehmomentübertragungsbereich nicht stoßartig aktiviert wird, sondern ein mehr oder weniger allmählicher Übergang in den Überbrückungszustand erlangt wird.In order to further improve the vibration damping function, the torsional vibration damper assembly is associated with a friction device. This is configured such that two components are coupled by the torsional vibration damper assembly for transmitting torque, that the two components are rotatable with respect to each other in a limited rotational angle range before the torque transmission range takes effect, and that the friction device is effective only in end portions of the rotational angle range. This means, therefore, that the friction device possibly provided in the torsional vibration damper arrangement according to the invention is delayed in action. Only when the end regions of the permitted relative rotation between the two components are reached does the friction set in, with the result that the torque transfer region bridging the torsional vibration damper assembly is not activated abruptly, but a more or less gradual transition to the bridging state is achieved.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung, insbesondere für eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung, gemäß Anspruch 3. Diese umfasst eine Primärseite und eine gegen die Wirkung einer Dämpferelementenanordnung bezüglich der Primärseite um eine Drehachse drehbare Sekundärseite, wobei die Dämpferelementenanordnung eine Mehrzahl von Dämpferfedereinheiten umfasst, wobei jede Dämpferfedereinheit in ihren beiden Umfangsendbereichen an jeweiligen Abstützbereichen der Primärseite und der Sekundärseite abgestützt oder abstützbar ist, wobei bei der Primärseite oder/und der Sekundärseite bei der den Endbereichen einer Dämpferfedereinheit zugeordneten Abstützbereiche ein radial äußerer Abstützabschnitt bezüglich eines radial inneren Abstützabschnitts in Umfangsrichtung versetzt ist, derart, dass in einem nicht belasteten Zustand der wenigstens eine Abstützbereich nur mit seinem radial äußeren Abstützabschnitt abstützt.According to a second aspect of the present invention, the object mentioned is achieved by a torsional vibration damper arrangement, in particular for a hydrodynamic coupling device, according to claim 3. This comprises a primary side and a against the action of a damper element arrangement with respect to the primary side about a rotation axis rotatable secondary side, wherein the damper element arrangement a plurality of damper spring units, wherein each damper spring unit is supported or supportable in its two Umfangsendbereichen at respective support portions of the primary side and the secondary side, wherein at the primary side and / or the secondary side at the end portions of a damper spring unit associated support portions a radially outer support portion with respect to a radial inner support section is offset in the circumferential direction, such that in a non-loaded state of at least one support area only supported with its radially outer support portion.
Durch den Versatz der einer Dämpferfedereinheit zugeordneten Abstützabschnitte eines Abstützbereichs wird dafür gesorgt, dass bei in Umfangsrichtung orientiert eingebauten Dämpferfedern die Dämpferfedern in ihren Endbereichen bei Drehmomenteinleitung ungleichmäßig belastet werden. Bevor die Dämpferfedern in Längsrichtung komprimiert werden, werden ihre Endbereiche durch Verkippen derselben belastet. Hinsichtlich dieser Verkippung weisen im Allgemeinen als Schraubendruckfedern ausgebildete Dämpferfedern jedoch eine deutlich höhere Elastizität auf. Vor allem im Anfangszustand der Drehmomentübertragung bzw. bei sehr geringen Drehmomenten, beispielsweise im Bereich von 20 Nm–50 Nm wird hier also eine Vordämpferstufe wirksam, die die Übertragung ansonsten unangenehm spürbar Schwingungen oder Stöße deutlich mindert.Due to the offset of a damper spring unit associated with supporting portions of a support area is ensured that when oriented in the circumferential direction built damper springs, the damper springs are loaded unevenly in their end at torque introduction. Before the damper springs are compressed in the longitudinal direction, their end portions are loaded by tilting them. However, with regard to this tilting, damper springs designed generally as helical compression springs have a significantly higher elasticity. Especially in the initial state of torque transmission or at very low torques, for example in the range of 20 Nm-50 Nm so here is a pre-damper stage effective, the transmission otherwise unpleasant noticeable vibrations or shock significantly reduces.
Hier kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die dem wenigstens einen Endbereich zugeordneten Abstützbereiche der Primärseite und der Sekundärseite durch Abstützkanten gebildet sind und dass in einem drehmomentübertragungsfreien Zustand die Abstützkanten der Primärseite und der Sekundärseite zueinander nicht parallel verlaufen. Weiterhin ist es möglich, dass die Primärseite ein Zentralscheibenelement aufweist, dass die Sekundärseite beidseits des Zentralscheibenelements jeweils ein Deckscheibenelement aufweist, dass in den Deckscheibenelementen und dem Zentralscheibenelement jeweils Abstützbereiche für die Endbereiche der Dämpferfedereinheiten vorgesehen sind und dass das Zentralscheibenelement die zueinander in Umfangsrichtung versetzten Abstützabschnitte aufweist.Here, it can be provided, for example, that the supporting areas of the primary side and the secondary side assigned to the at least one end area are formed by supporting edges and that in a torque-transfer-free state, the supporting edges of the primary side and the secondary side do not run parallel to one another. Furthermore, it is possible for the primary side to have a central disk element, that the secondary side each have a cover disk element on both sides of the central disk element, that support regions for the end regions of the damper spring units are provided in the cover disk elements and the central disk element, and that the central disk element has the support sections offset from one another in the circumferential direction ,
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:The invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments. It shows:
Die
Zwischen dem Pumpenrad
Der hydrodynamische Drehmomentwandler
Die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
Die Dämpferfedern
Aufgrund dieser Auslegung der Torsionsschwingungsdämpferanordnung
Um dafür zu sorgen, dass nicht die Integration der Torsionsschwingungsdämpferanordnung
In den
Eine Dämpferelementeneinheit
Man erkennt in
Durch diese Ausgestaltung der Abstützbereiche wird es möglich, in den vorangehend bereits angesprochenen kritischen Zuständen die Übertragung von Stößen oder Drehmomentschwankungen über die hydrodynamische Kopplungsanordnung, welche eine derartige Torsionsschwingungsdämpferanordnung enthält, weitgehend zu unterbinden. Vor allem erkennt man aus der vorangehenden Beschreibung, dass hierzu im Wesentlichen keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind, wenn eine derartige hydrodynamische Kopplungseinrichtung bereits eine Lastdämpferstufe enthält. Auch kann durch den in Umfangsrichtung gekrümmten Einbau der Dämpferfedern eine bessere spannungsmäßige Auslastung der Federn erlangt werden. Man erkennt aus der vorangehenden Beschreibung weiter, dass das wesentliche Prinzip der in
Zu beiden vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen sei schließlich noch ausgeführt, dass der in
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- 2001-12-19 DE DE10162530.8A patent/DE10162530B4/en not_active Expired - Fee Related
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