DE102004010884B4

DE102004010884B4 - Dämpfermechanismus und Dämpferscheibenanordnung

Info

Publication number: DE102004010884B4
Application number: DE102004010884A
Authority: DE
Inventors: Kozo Daito Yamamoto; Hiroshi Hirakata Uehara
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2024-03-06
Also published as: US20040185940A1; JP2004278744A; DE102004010884A1; US7172509B2

Abstract

Dämpfermechanismus mit:
einem ersten Drehelement (52);
einem zweiten Drehelement (53), das dazu ausgelegt ist, sich relativ zum ersten Drehelement (52) zu drehen;
einem Paar von ersten elastischen Elementen (58), wobei die ersten elastischen Elemente (58) in einer Drehrichtung ausgerichtet sind, um in der Drehrichtung in Reihe miteinander zu arbeiten;
einem zweiten elastischen Element (59), das dazu ausgelegt ist, parallel zum Paar von ersten elastischen Elementen (58) in der Drehrichtung zu arbeiten, wobei das zweite elastische Element (59) dazu ausgelegt ist, in der Drehrichtung zusammengedrückt zu werden, nachdem das Paar von ersten elastischen Elementen (58) aufgrund einer relativen Drehung des ersten Drehelements (52) und des zweiten Drehelements (53) auf einen ersten Winkel (θ1) zusammengedrückt wurde, und
einem dritten elastischen Element (60), das dazu ausgelegt ist, parallel mit dem Paar von ersten elastischen Elementen (58) und dem zweiten elastischen Element (59) in der Drehrichtung zu arbeiten, wobei...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dämpfermechanismus und eine Dämpferscheibenanordnung zum Übertragen eines Drehmoments und zum Absorbieren von Torsionsschwingungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Dämpfermechanismus und eine Dämpferscheibenanordnung, die ein Paar von elastischen Elementen enthalten, die funktional in Reihe miteinander vorgesehen sind.
Ein Dämpfermechanismus wird typischerweise in einem Kraftübertragungssystem zum Absorbieren und Dämpfen von Torsionsschwingungen sowie zum Übertragen eines Drehmoments verwendet. Der Dämpfermechanismus ist typischerweise mit einem ersten Drehelement, einem zweiten Drehelement und Torsionsfedern oder elastischen Elementen ausgestattet. Die elastischen Elemente oder Torsionsfedern sind zwischen den zwei Drehelementen angeordnet und werden zusammengedrückt, wenn sich die zwei Drehelemente relativ zueinander drehen. Eine typische Torsionsfeder besteht aus einer Schraubenfeder. Ein typisches elastisches Element kann aus Gummi oder Kunststoff bestehen. Ein Dämpfermechanismus kann in solche Vorrichtungen wie eine Kupplungsscheibenanordnung, eine Schwungradanordnung und eine Überbrückungsvorrichtung eines Drehmomentwandlers eingebaut werden.
Eine in einem Dämpfermechanismus verwendete Schraubenfeder ist typischerweise eine vom Bogentyp, die sich in einer langgestreckten Bogenform entlang der Drehrichtung des Dämpfermechanismus erstreckt, um eine niedrige Steifigkeit und einen breiten Torsionswinkel des Dämpfermechanismus zu erreichen. Eine Schraubenfeder vom Bogentyp weist jedoch gewöhnlich insofern ein Problem auf, als sich der mittlere Abschnitt der Schraubenfeder während des Zusammendrückzyklus aufgrund der Kraft der radial nach außen gerichteten Komponente in der radialen Richtung nach außen bewegt und somit an anderen Komponenten reibt. Dies erhöht den Reibungswiderstand und erschwert die Schwingungsabsorptionsfunktion des Dämpfermechanismus.
Wie in der Japanischen Patentanmeldung Veröffentlichung JP 01-46746 B gezeigt, die hiermit durch den Hinweis aufgenommen wird, ist eine Lösung für ein solches Problem unter Verwendung einer Struktur mit einem Paar von Schraubenfedern anstelle einer Schraubenfeder vom Bogentyp gut bekannt. Ein Schwebezwischenelement ist zwischen den Enden des Paars von Schraubenfedern in der Drehrichtung angeordnet.
Der von JP 01-46746 B offenbarte Dämpfermechanismus weist insofern ein Problem auf, als, obwohl er aufgrund von einem Paar von Schraubenfedern, die funktional in Reihe miteinander in der Drehrichtung vorgesehen sind, ein gewisses Niveau von Charakteristiken mit niedriger Steifigkeit vorsieht, es schwierig ist, eine mehrstufige Charakteristik zu erreichen, während eine niedrige Torsionssteifigkeit zumindest im niedrigen Drehmomentbereich realisiert wird. Somit wird eine weitere Verbesserung der Charakteristiken mit den herkömmlichen Strukturen verhindert.
Angesichts des Obigen ist es für Fachleute aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass ein Bedarf für einen verbesserten Dämpfermechanismus und eine verbesserte Dämpferscheibenanordnung besteht. Diese Erfindung wendet sich diesem Bedarf auf dem Fachgebiet sowie anderen Bedürfnissen zu, die für Fachleute aus dieser Offenbarung ersichtlich werden.
Die DE 101 46 904 A1 beschreibt einen Dämpfermechanismus bzw. eine Dämpferscheibenanordnung, bei welcher eine Vielzahl von Schraubenfedern derart angeordnet ist, dass sie zusammengedrückt werden, wenn sich zwei zugeordnete Platten relativ zu einer Nabe derart drehen, dass eine höhere Torsionssteifigkeit an der positiven Seite des Torsionswinkelbereichs als an der negativen Seite auftritt. Mittels eines Reibungserzeugungsmechanismus wird Reibung zwischen den beiden Platten bei deren Drehung relativ zur Nabe erzeugt, wobei der Reibungserzeugungsmechanismus eine größere Reibung an der positiven Seite des Torsionswinkelbereichs als an der negativen Seite erzeugt.
Eine weitere Dämpfungsscheibenanordnung ist aus der DE 199 16 871 A1 vorbekannt und weist ein Paar von Eingangsplatten sowie eine Zwischenplatte und ein erstes elastisches Element auf. Die Zwischenplatte ist zwischen dem Paar der Eingangsplatten angeordnet, wobei das erste elastische Element das Eingangsplattenpaar und die Zwischenplatte elastisch in Drehrichtung verbindet.
Ein weiteres Schwingungsdämpfungsgerät zeigt die DE 32 40 238 A1 . Dabei sind zwischen einem Paar von Eingangsplatten ein erstes, ein zweites sowie ein drittes elastisches Bauelement vorgesehen, welche jeweils in Abfolge zueinander in Wirkung treten, wobei das erste elastische Bauelement zunächst komprimiert wird, bis ein Anschlag in Einwirkung kommt, der eine weitere Kompression des ersten Bauelements verhindert und dessen Wirkung überbrückt. Erst danach wirkt das zweite elastische Bauelement, während das erste elastische Bauelement bei der Kompression des zweiten elastischen Bauelements zur Dämpfungswirkung nichts beiträgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dämpfermechanismus bzw. eine Dämpferscheibenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit noch niedrigere Steifigkeiten in kleineren Drehmomentbereichen realisieren.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombinationen der nebengeordneten Ansprüche gelöst, die jeweiligen Unteransprüche zeigen weitere bevorzugten Ausgestaltungsformen der Erfindung.
Ein Dämpfermechanismus gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mit einem ersten Drehelement, einem zweiten Drehelement, einem Paar von ersten elastischen Elementen und einem zweiten elastischen Element ausgestattet. Das zweite Drehelement ist relativ zum ersten Drehelement drehbar. Die ersten elastischen Elemente sind in einer Drehrichtung aufeinander ausgerichtet und sind funktional in der Drehrichtung in Reihe miteinander vorgesehen. Das zweite elastische Element ist funktional parallel zum Paar von ersten elastischen Elementen in der Drehrichtung in einer solchen Weise vorgesehen, dass das zweite elastische Element in der Drehrichtung zusammengedrückt wird, nachdem das Paar von ersten elastischen Elementen über einen bestimmten Winkel hinaus zusammengedrückt wurde, wenn sich das erste Drehelement und das zweite Drehelement relativ zueinander drehen.
Bei diesem Dämpfermechanismus beginnt das Zusammendrücken des Paars von ersten elastischen Elementen, wenn sich das erste Drehelement und das zweite Drehelement relativ zueinander drehen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine relativ niedrige Steifigkeit erzielt, da das Paar von ersten elastischen Elementen in der Drehrichtung zusammengedrückt wird. Wenn die relative Drehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement einen bestimmten Winkel erreicht, beginnt das Zusammendrücken des zweiten elastischen Elements. Zu diesem Zeitpunkt wird eine relativ hohe Steifigkeit erreicht, da das zweite elastische Element parallel zum Paar von ersten elastischen Elementen in der Drehrichtung zusammengedrückt wird. Folglich führt die Kombination des Paars von ersten elastischen Elementen und des zweiten elastischen Elements zu einer Charakteristik mit einer Kombination aus niedriger Steifigkeit und hoher Steifigkeit und einer verbesserten Geräusch- und Schwingungsunterdrückungsleistung. Durch Realisieren der vorstehend erwähnten Charakteristik der zweiten Stufe ist es überdies möglich, in der ersten Stufe eine noch niedrigere Steifigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Dämpfermechanismen zu realisieren, welche ein Bereich mit einem niedrigeren Drehmoment ist.
Ein Dämpfermechanismus gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Dämpfermechanismus des ersten Aspekts, wobei das zweite elastische Element und das erste Paar von elastischen Elementen in der Drehrichtung ausgerichtet sind. Da das zweite elastische Element und das Paar von ersten elastischen Elementen in diesem Dämpfermechanismus in der Drehrichtung ausgerichtet sind, nimmt die radiale Abmessung des Dämpfermechanismus nicht unnötig zu, um die Anordnung des zweiten elastischen Elements unterzubringen. Folglich ist es möglich, die vorstehend erwähnten zweistufigen Torsionscharakteristiken und die verbesserte Geräusch- und Schwingungsunterdrückungsleistung zu erreichen, selbst wenn in der radialen Richtung begrenzter Platz vorhanden ist. Was hier mit "in der Drehrichtung ausgerichtet" gemeint ist, ist, dass die Positionen in der Drehrichtung versetzt sind, d.h. die Drehpositionen stimmen nicht überein. Mit anderen Worten, das zweite und die ersten elastischen Elemente liegen auf demselben Umfang relativ zur Drehachse des Dämpfermechanismus, würden jedoch nicht auf demselben Radius relativ zur Achse liegen.
Ein Dämpfermechanismus gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Dämpfermechanismus des zweiten Aspekts und sieht eine Vielzahl von Paaren von ersten elastischen Elementen vor. Eine Vielzahl von zweiten elastischen Elementen sind auch vorgesehen, die zwischen der Vielzahl von Paaren der ersten elastischen Elemente jeweils in der Drehrichtung angeordnet oder in diese eingefügt sind.
Da die zwei zweiten elastischen Elemente dieses Dämpfermechanismus beispielsweise zwischen den zwei Paaren von ersten elastischen Elementen in der Drehrichtung angeordnet sind, nimmt die radiale Abmessung dieses Dämpfermechanismus nicht unnötig zu, um die Anordnung der zweiten elastischen Elemente unterzubringen.
Ein Dämpfermechanismus gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Dämpfermechanismus des zweiten oder dritten Aspekts, wobei das zweite elastische Element in einer solchen Weise angeordnet ist, dass der Bereich einer radialen Position des zweiten elastischen Elements und der Bereich einer radialen Position der ersten elastischen Elemente zumindest Bereiche aufweisen, die von der Drehachse in gleichen Abständen liegen. Da die radiale Position der zweiten elastischen Elemente in diesem Dämpfermechanismus mit jener des Paars von ersten elastischen Elementen hinsichtlich des Abstandes von der Achse zumindest überlappt, nimmt die radiale Abmessung dieses Dämpfermechanismus nicht unnötig zu, um die Anordnung der zweiten elastischen Elemente unterzubringen.
Ein Dämpfermechanismus gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Dämpfermechanismus des vierten Aspekts, wobei das zweite elastische Element in derselben radialen Richtungsposition wie jener der ersten elastischen Elemente angeordnet ist. Mit anderen Worten, das zweite elastische Element und die ersten elastischen Elemente liegen von der Drehachse in gleichen Abständen. Da die radiale Position der zweiten elastischen Elemente in diesem Dämpfermechanismus dieselbe ist wie jene der ersten elastischen Elemente, nimmt die radiale Abmessung dieses Dämpfermechanismus nicht unnötig zu, um die Anordnung der zweiten elastischen Elemente unterzubringen.
Ein Dämpfermechanismus gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Dämpfermechanismus des ersten bis fünften Aspekts und umfasst ferner ein Stützelement, das zwischen den ersten elastischen Elementen des Paars in der Drehrichtung angeordnet ist, um das Paar von ersten elastischen Elementen an ihren Enden in der Drehrichtung abzustützen. Da das Stützelement das Paar von ersten elastischen Elementen an ihren Enden in der Drehrichtung abstützt, werden die Positionen des Paars von ersten elastischen Elementen in diesem Dämpfermechanismus korrekt aufrechterhalten.
Eine Dämpferscheibenanordnung gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mit einem ersten Scheibenelement, einem zweiten Scheibenelement, einem Paar von ersten elastischen Elementen und einem zweiten elastischen Element ausgestattet. Das erste Scheibenelement weist einen ersten und einen zweiten Stützteil auf, die in der Drehrichtung ausgerichtet sind. Das zweite Scheibenelement ist auf einer Seite des ersten Scheibenelements in der axialen Richtung angeordnet. Ferner weist das zweite Scheibenelement einen ersten und einen zweiten Stützbereich entsprechend dem ersten bzw. dem zweiten Stützteil auf. Das Paar von ersten elastischen Elementen ist innerhalb des ersten Stützteils und des ersten Stützbereichs ausgerichtet. Die ersten elastischen Elemente sind in der Drehrichtung ausgerichtet und funktional in der Drehrichtung in Reihe miteinander vorgesehen. Das zweite elastische Element ist im zweiten Stützteil und im zweiten Stützbereich angeordnet. Das zweite elastische Element ist funktional parallel zum Paar von ersten elastischen Elementen in der Drehrichtung in einer solchen Weise vorgesehen, dass das zweite elastische Element in der Drehrichtung zusammengedrückt wird, nachdem das Paar von ersten elastischen Elementen auf einen bestimmten Winkel zusammengedrückt wurde.
In dieser Dämpferscheibenanordnung beginnt das Zusammendrücken des Paars von ersten elastischen Elementen, wenn sich das erste Scheibenelement und das zweite Scheibenelement relativ zueinander drehen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine relativ niedrige Steifigkeit erreicht, da das Paar von ersten elastischen Elementen in der Drehrichtung zusammengedrückt wird. Wenn die relative Drehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement einen bestimmten Winkel erreicht, beginnt als nächstes das Zusammendrücken des zweiten elastischen Elements. Zu diesem Zeitpunkt wird eine relativ hohe Steifigkeit erreicht, da das zweite elastische Element parallel zum Paar der ersten elastischen Elemente in der Drehrichtung zusammengedrückt wird. Folglich führt die Kombination des Paars der ersten elastischen Elemente und des zweiten elastischen Elements zu einer Charakteristik mit einer Kombination aus niedriger Steifigkeit und hoher Steifigkeit.
Eine Dämpferscheibenanordnung gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Dämpferscheibenanordnung des siebten Aspekts, wobei das zweite elastische Element und das Paar von ersten elastischen Elementen in der Drehrichtung ausgerichtet sind. Da das zweite elastische Element und das Paar von ersten elastischen Elementen in dieser Dämpferscheibenanordnung in der Drehrichtung ausgerichtet sind, nimmt die radiale Abmessung der Dämpferscheibenanordnung nicht unnötig zu, um die Anordnung des zweiten elastischen Elements unterzubringen.
Eine Dämpferscheibenanordnung gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Dämpferscheibenanordnung des siebten Aspekts und stellt eine Vielzahl von Paaren von ersten elastischen Elementen und eine Vielzahl von zweiten elasti schen Elementen bereit. Die Vielzahl von zweiten elastischen Elementen ist zwischen der Vielzahl von Paaren von ersten elastischen Elementen in der Drehrichtung angeordnet. Da zwei zweite elastische Elemente dieser Dämpferscheibenanordnung beispielsweise zwischen den zwei Paaren von ersten elastischen Elementen in der Drehrichtung angeordnet sind, nimmt die radiale Abmessung dieser Dämpferscheibenanordnung nicht unnötig zu, um die Anordnung der zweiten elastischen Elemente unterzubringen.
Ein Dämpfermechanismus gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Dämpferscheibenanordnung des neunten Aspekts, wobei das zweite elastische Element in einer solchen Weise angeordnet ist, dass die radiale Position des zweiten elastischen Elements mit jener der ersten elastischen Elemente zumindest überlappt. Mit anderen Worten, der Abstand von einem Teil des zweiten elastischen Elements zur Drehachse ist gleich dem Abstand von einem Teil der ersten elastischen Elemente zur Achse. Da die radiale Position der zweiten elastischen Elemente in dieser Dämpferscheibenanordnung mit jener des Paars von ersten elastischen Elementen zumindest überlappt, nimmt die radiale Abmessung dieser Dämpferscheibenanordnung nicht unnötig zu, um die Anordnung der zweiten elastischen Elemente unterzubringen.
In einer Dämpferscheibenanordnung gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das zweite elastische Element in derselben radialen Richtungsposition angeordnet wie jene des ersten Paars von elastischen Elementen. Mit anderen Worten, der Abstand von den zweiten elastischen Elementen und den ersten elastischen Elementen zur Drehachse ist gleich. Da die radiale Position der zweiten elastischen Elemente in dieser Dämpferscheibenanordnung dieselbe ist wie jene des Paars von ersten elastischen Elementen, nimmt die radiale Abmessung die ser Dämpferscheibenanordnung nicht unnötig zu, um die Anordnung der zweiten elastischen Elemente unterzubringen.
Eine Dämpferscheibenanordnung gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Dämpferscheibenanordnung des siebten bis elften Aspekts und umfasst ferner ein Stützelement, das zwischen dem Paar von ersten elastischen Elementen in der Drehrichtung angeordnet ist, um das Paar von ersten elastischen Elementen an ihren Enden in der Drehrichtung abzustützen. Da das Stützelement das Paar von ersten elastischen Elementen an ihren Enden in der Drehrichtung abstützt, werden die Positionen der ersten elastischen Elemente in dieser Dämpferscheibenanordnung korrekt aufrechterhalten.
Eine Dämpferscheibenanordnung gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Dämpferscheibenanordnung des siebten bis zwölften Aspekts, wobei ein Drehrichtungsspalt mit einem bestimmten Winkel zwischen den Drehrichtungsenden des zweiten Stützteils und des zweiten Stützbereichs auf einer Drehseite und einem Drehrichtungsende des zweiten elastischen Elements sichergestellt ist. Das zweite elastische Element dieser Dämpferscheibenanordnung wird nicht zusammengedrückt, selbst wenn das erste Scheibenelement und das zweite Scheibenelement beginnen, sich relativ zueinander zu drehen, bis die relative Drehung einen bestimmten Winkel erreicht, bei dem das Drehrichtungsende des zweiten elastischen Elements an den Drehrichtungsenden des zweiten Stützteils und des zweiten Stützbereichs auf einer Drehseite zum Anliegen kommt.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart.
Man nehme nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug, die einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden:
1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrückungsvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Seitenansicht der Dämpferscheibenanordnung der Überbrückungsvorrichtung;
3 ist eine Querschnittsansicht der Dämpferscheibenanordnung entlang O-III von 2;
4 ist eine Ansicht eines mechanischen Schaltplans der Dämpferscheibenanordnung der Überbrückungsvorrichtung; und
5 ist eine Ansicht eines Torsionscharakteristikdiagramms der Dämpferscheibenanordnung der Überbrückungsvorrichtung.
Ausgewählte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es ist für Fachleute aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nur zur Erläuterung und nicht für den Zweck der Begrenzung der Erfindung, die durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird, bereitgestellt werden.
(1) Grundstruktur des Drehmomentwandlers
1 ist eine schematische Zeichnung eines vertikalen Querschnitts eines Drehmomentwandlers 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Drehmomentwandler 1 überträgt ein Drehmoment von einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) eines Motors auf eine Antriebswelle (nicht dargestellt) eines Getriebes. Der Motor (nicht dargestellt) befindet sich auf der linken Seite von 1 und das Getriebe (nicht dargestellt) befindet sich auf der rechten Seite von 1. Die in 1 gezeigte Linie O-O ist die Drehachse des Drehmomentwandlers 1. Der Drehmomentwandler 1 enthält einen Torus 6 mit drei Arten von Leitschaufelrädern (einem Laufrad 18, einem Turbinenrad 19 und einem Leitrad bzw. Stator 20) und eine Überbrückungsvorrichtung 7.
Eine vordere Abdeckung 14 ist ein Scheibenelement, das nahe einem Ende der Kurbelwelle des Motors angeordnet ist. Eine mittlere Nabe 15 ist am radial inneren Teil der vorderen Abdeckung 14 durch Schweißen befestigt. Eine Vielzahl von Muttern 11 ist an der vorderen Abdeckung 14 am radial äußeren Teil auf ihrer Motorseite in einem gleichen Intervall in der Umfangsrichtung befestigt. Ein äußerer zylindrischer Teil 16 ist am radial äußeren Teil der vorderen Abdeckung 14 ausgebildet, welcher sich in Richtung der axialen Getriebeseite erstreckt. Die radial äußere Kante eines Laufradmantels 22 des Laufrades 18 ist an der Kante des äußeren zylindrischen Teils 16 befestigt. Folglich bilden die vordere Abdeckung 14 und das Laufrad 18 eine Fluidkammer, in der Hydrauliköl (Fluid) enthalten ist. Das Laufrad 18 weist hauptsächlich den Laufradmantel 22, eine Vielzahl der Laufradschaufeln 23, die innerhalb des Laufradmantels 22 befestigt sind, und eine Laufradnabe 24 auf, die an der radial inneren Kante des Laufradmantels 22 befestigt ist.
Das Turbinenrad 19 ist axial entgegengesetzt zum Laufrad 18 in der Fluidkammer angeordnet. Das Turbinenrad 19 weist hauptsächlich einen Turbinenmantel 25 und eine Vielzahl von Turbinenschaufeln 26 auf, die an der Laufradseitenfläche des Turbinenmantels 25 befestigt sind. Der radial innere Umfang des Turbinenmantels 25 ist an einem Flansch einer Turbinennabe 27 mit einer Vielzahl von Nieten 28 befestigt. Die Turbinennabe 27 ist mit der Antriebswelle (nicht dargestellt) in einer solchen Weise verbunden, dass irgendeine relative Drehung verboten wird.
Der Stator 20 ist ein Leitschaufelrad, das die Strömung des Hydrauliköls, das von dem Turbinenrad 19 zum Laufrad 18 zurückkehrt, gleichrichtet. Der Stator 20 besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder einer Aluminiumlegierung, welcher durch Gießen als einteiliges Element hergestellt wird. Der Stator 20 ist axial zwischen dem radial inneren Teil des Laufrades 18 und dem radial inneren Teil des Turbinenrads 19 angeordnet. Der Stator 20 weist hauptsächlich einen ringförmigen Träger 29 und eine Vielzahl von Statorschaufeln 30 auf, die am äußeren Umfang des Trägers 29 vorgesehen sind. Der Träger 29 ist durch eine ortsfeste Welle (nicht dargestellt) über eine Freilaufkupplung 35 gelagert.
Ein Axiallager 39 ist zwischen der Laufradnabe 24 und dem Träger 29 angeordnet. Ein Axiallager 40 ist auch zwischen dem Träger 29 und der Turbinennabe 27 angeordnet.
(2) Überbrückungsvorrichtung
Als nächstes wird die Überbrückungsvorrichtung 7 beschrieben. Die Überbrückungsvorrichtung 7 weist hauptsächlich ein Kolbenelement 44 und eine Dämpferscheibenanordnung 45 auf. Das Kolbenelement 44 ist ein scheibenartiges Element, das axial nahe der vorderen Abdeckung 14 auf der Motorseite angeordnet ist. Ein innerer zylindrischer Teil 48 ist am radial inneren Teil des Kolbenelements 44 ausgebildet, welches sich in Richtung der axialen Getriebeseite erstreckt. Der innere zylindrische Teil 48 ist derart gelagert, dass er sich drehen und relativ zu einem äußeren Umfang der Turbinennabe 27 axial bewegen kann. Die axiale Bewegung des inneren zylindrischen Teils 48 ist auf der Getriebeseite auf eine festgelegte Position durch den Flanschteil der Turbinennabe 27 begrenzt, da der innere zylindrische Teil 48 so ausgelegt ist, dass er an diesem anliegt. Ein Dichtungsring 49 ist an einem äußeren Umfang der Turbinennabe 27 angeordnet. Der Dichtungsring 49 dichtet die axialen Räume am inneren Umfang des Kolbenelements 44 zwischen der Turbinennabe 27 und dem Kolbenelement 44 ab.
Ein radial äußerer Umfangsteil des Kolbenelements 44 funktioniert als Einkuppelteil. Ein ringförmiger Reibbelag 46 ist am Kolbenelement 44 am äußeren Umfang der Motorseite befestigt. Der Reibbelag 46 ist einer ringförmigen flachen Reibungsebene zugewandt, die an der Innenseite des radial äußeren Teils der vorderen Abdeckung 14 ausgebildet ist. Mit Bezug auf 1 und 2 ist ein zylindrischer Teil 44a am radial äußeren Teil des Kolbenelements 44 ausgebildet. Der zylindrische Teil 44a erstreckt sich axial in Richtung der Getriebeseite. Ferner ist eine Vielzahl von Schlitzen 47 an diesem zylindrischen Teil 44a in Intervallen von gleichen Winkeln vorgesehen.
Die Dämpferscheibenanordnung 45 verbindet das Kolbenelement 44 elastisch mit dem Turbinenrad 19 in der Drehrichtung und absorbiert eine Torsionsschwingung ebenso wie sie ein Drehmoment vom Kolbenelement 44 auf das Turbinenrad 19 überträgt. Die Dämpferscheibenanordnung 45 weist ein Antriebselement 52 (erstes Drehelement), ein Abtriebselement 53 (zweites Drehelement) und eine Vielzahl von Torsionsfedern 58, 59 und 60 (erstes, zweites bzw. drittes elastisches Element) auf. Das Abtriebselement 53 weist hauptsächlich ein Paar von Plattenelementen 56 und 57 auf. Die linke Seite einer Ein-Punkt-Strichlinie von 2 zeigt die Dämpferscheibenanordnung 45, wenn das Plattenelement 57 entfernt ist.
Immer noch mit Bezug auf 1 und 2 ist das Antriebselement 52 ein ringförmiges, scheibenförmiges Element mit einer Viel zahl von Vorsprüngen 52a, die radial nach außen vorstehen. Die Vorsprünge 52a stehen mit den am zylindrischen Teil 44a des Kolbenelements 44 ausgebildeten Schlitzen 47 in Eingriff und dienen als Drehmomenteingabeteil, durch den das Drehmoment vom Kolbenelement 44 eingegeben wird. Infolge dieses Eingriffs drehen sich das Kolbenelement 44 und das Antriebselement 52 zusammen als Einheit in der Drehrichtung, obwohl sie sich axial relativ zueinander bewegen können.
Eine Vielzahl von Vorsprüngen 52b ist am inneren Umfang des Antriebselements 52 ausgebildet, welche sich radial nach innen erstrecken. Die zwischen den Vorsprüngen 52b vorgesehenen Räume bilden Federstützöffnungen 61 und 62. Die erste Federstützöffnung 61 (erster Stützteil) ist eine Öffnung, die in der Drehrichtung relativ lang ist und an zwei radial entgegengesetzten Stellen ausgebildet ist. Die zweite Federstützöffnung 62 (zweiter Stützteil) ist eine Öffnung, die in der Drehrichtung relativ kurz ist und zwischen den ersten Federstützöffnungen 61 in der Drehrichtung an radial entgegengesetzten Positionen ausgebildet ist. Jeder Vorsprung 52b weist eine Trapezform mit einer Breite auf, die sich verschmälert, wenn sich der Vorsprung 52b radial nach innen erstreckt.
Das Antriebselement 52 weist auch dritte Federstützöffnungen 63 (dritter Stützteil) und darin ausgebildete Anschlagschlitze 64 auf. Die dritten Federstützöffnungen 63 sind radial außerhalb der ersten und der zweiten Federöffnungen 61 und 62 ausgebildet. Die radialen Positionen der dritten Federstützöffnungen 63 entsprechen vorzugsweise jenen der zweiten Federstützöffnungen 62. Mit anderen Worten, die dritten Federstützöffnungen 63 liegen auf denselben Radien der Dämpferscheibenanordnung 45 wie die zweiten Federstützöffnungen 62. Die dritten Federstützöffnungen 63 weisen eine kürzere Länge in der Drehrichtung auf als jene der zweiten Federstützöffnungen 62. Die Schlitze 64 sind radial außerhalb der ersten und zweiten Federöffnungen 61 und 62 ausgebildet. Die Schlitze 64 sind an vier Stellen in der Drehrichtung ausgebildet. Jeder Schlitz 64 weist eine bogenartige Form auf, die sich der Länge nach in der Drehrichtung erstreckt.
Ein Paar von Plattenelementen 56 und 57, die das Abtriebselement 53 bilden, ist auf beiden axialen Seiten des Antriebselements 52 angeordnet. Eine erste bis dritte Federstützkante 71 bis 73 sind an den Plattenelementen 56 und 57 entsprechend der ersten bis dritten Federstützöffnung 61 bis 63 des Antriebselements 52 ausgebildet. Die erste bis dritte Federstützkante 71 bis 73 sind Fenster mit Kanten, die sich axial nach außen auf beiden Seiten der radialen Richtung öffnen. Die erste Federstützkante 71 (erster Stützbereich) weist eine Länge in der Drehrichtung auf, die gleich jener der ersten Federstützöffnung 61 ist. Die zweite Federstützkante 72 (zweiter Stützbereich) weist eine Länge in der Drehrichtung auf, die kürzer ist als jene der zweiten Federstützöffnung 62, und befindet sich innerhalb der zweiten Federstützöffnung 62 in der Drehrichtung. Die dritte Federstützkante 73 (dritter Stützbereich) weist eine Länge in der Drehrichtung auf, die länger ist als jene der dritten Federstützöffnung 63, und erstreckt sich außerhalb der dritten Federstützöffnung 63 in der Drehrichtung.
Die radial inneren Teile der Plattenelemente 56 und 57 berühren einander und sind durch die vorstehend erwähnten Nieten 28 zusammen mit dem radial inneren Teil des Turbinemantels 25 fest am Flansch der Turbinennabe 27 befestigt.
Die ersten Torsionsfedern 58, die zweiten Torsionsfedern 59 und die dritten Torsionsfedern 60 sind als Elemente vorgesehen, die einen elastischen Verbindungsteil der Dämpferscheibenanordnung 45 bilden. Es sind vorzugsweise zwei Paare von vier ersten Torsionsfedern 58 vorhanden. Es sind vorzugsweise zwei zweite Torsionsfedern 59 und zwei dritte Torsionsfedern 60 vorhanden. Diese Torsionsfedern 58 bis 60 sind vorzugsweise Schraubenfedern und werden in der Drehrichtung zwischen dem Antriebselement 52 und dem Antriebselement 53 zusammengedrückt, wenn sich das Antriebselement 52 und das Abtriebselement 53 relativ zueinander drehen. Die ersten Torsionsfedern 58 und die zweiten Torsionsfedern 59 sind Federn vom Eltern- und Kindtyp. Diese Federn können Einfachschraubenfedern sein.
Jede erste Torsionsfeder 58 ist in der ersten Federstützöffnung 61 und der ersten Federstützkante 71 angeordnet und wird durch diese in der radialen bzw. Drehrichtung abgestützt. Ferner sind beide Seiten an der ersten Torsionsfeder 58 durch die erste Federstützkante 71 axial abgestützt. Insbesondere ist ein Paar von ersten Torsionsfedern 58A und 58B in einer der ersten Federstützöffnungen 61 und einer der ersten Federstützkanten 71 angeordnet, die in der Drehrichtung aufeinander ausgerichtet sind, d.h. sie teilen sich denselben Umfang relativ zur Drehachse. Die rotationsmäßig äußeren Enden des Paars von ersten Torsionsfedern 58A und 58B stehen jeweils mit vorstehenden Teilen 52b in Kontakt. Die rotationsmäßig inneren Enden des Paars von ersten Torsionsfedern 58A und 58B liegen jeweils an Stützteilen 68b (Stützelement) eines schwebenden Zwischenelements 68 an. Das schwebende Zwischenelement 68 ist ein ringförmiges, scheibenförmiges Element, das auf der Seite des radial inneren Teils des Antriebselements 52 axial zwischen einem Paar von Plattenelementen 56 und 57 angeordnet ist. Das schwebende Zwischenelement 68 weist einen ringförmigen Teil 68a auf und ein Paar von Stützteilen 68b erstreckt sich von seinem radial äußeren Umfang radial nach außen. Jeder Stützteil 68b dringt in die erste Federstützöffnung 61 an einem Drehrichtungszentrum ein und liegt an den inneren Enden des Paars von ersten Torsionsfedern 58A und 58B in der Drehrichtung an. Der Stützteil 68b ist in einer Fächerform ausgebildet, wobei sich seine Breite in Richtung der radialen Außenseite verbreitert. Zusammengefasst ist der Stützteil 68b zwi schen dem Paar von ersten Torsionsfedern 58A und 58B in der Drehrichtung angeordnet, um das Paar von ersten Torsionsfedern 58A und 58B an ihren Drehenden abzustützen. Ferner sind beide Stützteile 68b durch den ringförmigen Teil 68a verbunden, um sich als Einheit zu drehen. Da der Stützteil 68b das Paar von ersten Torsionsfedern 58A und 58B an ihren Enden in der Drehrichtung abstützt, werden die Stellung und Position des Paars von ersten Torsionsfedern 58A und 58B korrekt aufrechterhalten.
Die zweite Torsionsfeder 59 ist in der zweiten Federstützöffnung 62 und der zweiten Federstützkante 72 angeordnet und ist durch diese in der radialen und Drehrichtung abgestützt. Ferner sind beide Seiten der zweiten Torsionsfeder 59 durch die zweite Federstützkante 72 axial abgestützt. Obwohl die Drehenden der zweiten Torsionsfeder 59 an sich radial erstreckenden Teilen der zweiten Federstützkante 72 in der Drehrichtung anliegen, sind sie von den Enden der zweiten Federstützöffnung 62 in der Drehrichtung in einer neutralen Position der Dämpferscheibenanordnung 45 getrennt. Wie in 2 gezeigt, ist der Spalt zwischen dem Ende der zweiten Torsionsfeder 59 auf der Seite der Drehrichtung R2 und dem Vorsprung 52b auf der Seite der Drehrichtung R2 der zweiten Torsionsfeder 59 als erster Drehrichtungsspalt 91 (θ1) bezeichnet. Ferner ist der Spalt zwischen dem Ende der zweiten Torsionsfeder 59 auf der Seite der Drehrichtung R1 und dem Vorsprung 52b auf der Seite der Drehrichtung R1 der zweiten Torsionsfeder 59 als vierter Drehrichtungsspalt 92 (θ1') bezeichnet.
Die dritte Torsionsfeder 60 ist in der dritten Federstützöffnung 63 und der dritten Federstützkante 73 angeordnet und wird durch diese in der radialen und Drehrichtung abgestützt. Ferner sind beide axialen Seiten der dritten Torsionsfeder 60 durch die dritte Federstützkante 73 axial abgestützt. Obwohl die Drehenden der dritten Torsionsfeder 60 an sich radial erstreckenden Teilen der dritten Federstützöffnung 63 in der Drehrichtung anliegen, sind sie von den Enden der dritten Federstützkante 73 in der Drehrichtung in einer neutralen Position der Dämpferscheibenanordnung 45 getrennt. Wie in 2 zu sehen ist, ist der Spalt zwischen dem Ende der dritten Torsionsfeder 60 auf der Seite der Drehrichtung R1 und dem Ende der dritten Federstützkante 73 auf der Seite der Drehrichtung R1 der dritten Torsionsfeder 60 als zweiter Drehrichtungsspalt 93 (θ2) bezeichnet. Ferner ist der Spalt zwischen dem Ende der dritten Torsionsfeder 60 auf der Seite der Drehrichtung R2 und dem Ende der dritten Federstützkante 73 auf der Seite der Drehrichtung R2 der dritten Torsionsfeder 60 als fünfter Drehrichtungsspalt 94 (θ2') bezeichnet.
Das erste Plattenelement 56 und das zweite Plattenelement 57 sind durch eine Vielzahl von Anschlagstiften 51 auf der äußeren Umfangsseite aneinander befestigt. Somit drehen sich das erste und das zweite Plattenelement 56 und 57 zusammen als Einheit und ihre axialen Positionen sind festgelegt. Die Anschlagstifte 51 erstrecken sich axial durch die Schlitze 64 des Antriebselements 52. Jeder Anschlagstift 51 ist in jeder Drehrichtung innerhalb des Schlitzes 64 beweglich. Wenn der Anschlagstift 51 an einem Drehende des Schlitzes 64 anliegt, stoppt die relative Drehung des Antriebselements 52 und des Abtriebselements 53. Mit anderen Worten, ein Anschlagsystem der Dämpferscheibenanordnung 45 wird durch den Anschlagstift 51 und den Schlitz 64 realisiert. Der Spalt zwischen dem Anschlagstift 51 und dem Ende des Schlitzes 64 in der Drehrichtung R2 ist als dritter Drehrichtungsspalt 95 (θ3) bezeichnet und der Spalt zwischen dem Anschlagstift 51 und dem Ende des Schlitzes 64 in der Drehrichtung R1 ist als sechster Drehrichtungsspalt 96 (θ3') bezeichnet.
Die Winkel θ1, θ2 und θ3 des ersten bis dritten Drehrichtungsspalts 91, 93 und 95 müssen eine Beziehung θ1 < θ2 < θ3 aufweisen. Überdies müssen die Winkel θ1', θ2' und θ3' des vierten bis sechsten Drehrichtungsspalts 92, 94 und 96 eine Beziehung θ1' < θ2' < θ3' aufweisen. Ferner können θ1 und θ1', θ2 und θ2' bzw. θ3 und θ3' entweder gleich oder verschieden sein.
(3) Betrieb
Das Drehmoment wird von der Kurbelwelle des Motors (nicht dargestellt) auf die vordere Abdeckung 14 und auf das Laufrad 18 übertragen. Das durch die Laufradschaufeln 23 des Laufrades 18 angetriebene Hydrauliköl bewirkt, dass sich das Turbinenrad 19 dreht. Das Drehmoment des Turbinerads 19 wird an die Antriebswelle (nicht dargestellt) über die Turbinennabe 27 ausgegeben. Das Hydrauliköl, das von dem Turbinenrad 19 zum Laufrad 18 strömt, strömt durch die Durchgänge des Stators 20 in Richtung des Laufrades 18.
Wenn das Hydrauliköl in dem Raum zwischen der vorderen Abdeckung 14 und dem Kolbenelement 44 aus dessen innerem Umfang abgelassen wird, bewegt sich das Kolbenelement 44 aufgrund der Hydraulikdruckdifferenz in Richtung der vorderen Abdeckung 14 und der Reibbelag 46 wird gegen die Reibfläche der vorderen Abdeckung 14 gepresst. Folglich wird das Drehmoment von der vorderen Abdeckung 14 über die Überbrückungsvorrichtung 7 auf die Turbinennabe 27 übertragen.
Als nächstes wird die Beschreibung auf die Torsionscharakteristiken der in 5 gezeigten Dämpferscheibenanordnung 45 unter Verwendung des mechanischen Schaltplans von 4 gerichtet. 4 ist ein Diagramm zum Darstellen der positiven Seite der Torsionscharakteristiken (rechte Hälfte von 5). Ausgehend vom neutralen Zustand, der in 4 gezeigt ist, wird das Abtriebselement 53 in der Drehrichtung R2 relativ zum Antriebselement 52 verdreht. Zu diesem Zeitpunkt wird das Antriebselement 52 in Richtung der Drehrichtung R1 relativ zum Abtriebselement 53, d.h. der Antriebsseite der Drehrichtung, verdreht. In dem Bereich bis zum Torsionswinkel θ1 wird jedes Paar von ersten Torsionsfedern 58A und 58B parallel zueinander oder unabhängig in der Drehrichtung zusammengedrückt. Ferner werden innerhalb jedes Paars von ersten Torsionsfedern 58A und 58B die Federn 58A und 58B in Reihe miteinander oder in einer Schubbeziehung von Ende zu Ende in dem Paar zusammengedrückt. Da das Paar von ersten Torsionsfedern 58A und 58B zwischen den Elementen 52 und 53 in Reihe zusammengedrückt wird, wird eine Charakteristik mit relativ niedriger Steifigkeit erreicht. Um die Funktionsweise jedes Paars genauer zu beschreiben, wird das Paar von ersten Torsionsfedern 58A und 58B (zwei Paare) über das schwebende Zwischenelement 68 in der Drehrichtung zwischen dem Ende der ersten Federstützkante 71 in der Drehrichtung R1 und dem Ende der ersten Federstützöffnung 61 in der Drehrichtung R2 zusammengedrückt. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich das schwebende Zwischenelement 68 relativ zum Antriebselement 52 und zum Abtriebselement 53 gemäß dem Zusammendrücken des Paars von ersten Torsionsfedern 58A und 58B.
Wenn der Torsionswinkel θ1 erreicht, beginnt das Zusammendrücken der zwei zweiten Torsionsfedern 59. Insbesondere wird jede zweite Torsionsfeder 59 in der Drehrichtung zwischen dem Ende der zweiten Federkante 72 in der Drehrichtung R1 und dem Ende der zweiten Federstützöffnung 62 in der Drehrichtung R2 zusammengedrückt. Folglich werden die Paare von ersten Torsionsfedern 58A und 58B (zwei Paare) und die zweiten Torsionsfedern 59 (zwei Stücke) parallel zwischen den Elementen 52 und 53 in der Drehrichtung zusammengedrückt und stellen eine relativ hohe Torsionssteifigkeit bereit.
Wenn der Verdrehungswinkel θ2 erreicht (d.h. wenn er um das Ausmaß θ2-θ1 vom Torsionswinkel θ1 verdreht wird), beginnt das Zusammendrücken der zwei dritten Torsionsfedern 60. Insbesondere wird die dritte Torsionsfeder 60 in der Drehrichtung zwischen dem Ende der dritten Federstützkante 73 in der Drehrichtung R1 und dem Ende der dritten Federstützöffnung 63 in der Drehrichtung R2 zusammengedrückt. Folglich werden die zwei Paare von ersten Torsionsfedern 58A und 58B, die zwei zweiten Torsionsfedern 59 und die zwei dritten Torsionsfedern 60 parallel zusammengedrückt, um eine noch höhere Steifigkeit als die Charakteristik der zweiten Stufe, d.h. eine Charakteristik einer dritten Stufe, bereitzustellen.
Wenn der Torsionswinkel θ3 erreicht (d.h. wenn er um das Ausmaß θ3-θ2 vom Torsionswinkel θ2 verdreht wird), kommt der Anschlagstift 51 am Ende des Schlitzes 64 in der Drehrichtung R2 zum Anliegen, wobei folglich die Verdrehungsbewegung des Abtriebselements 53 relativ zum Antriebselement 52 endet.
Da die Charakteristik der negativen Seite der Torsionscharakteristik (d.h. linke Hälfte von 5) der Verdrehung des Abtriebselements 53 relativ zum Antriebselement 52 in der Drehrichtung R1 ähnlich der Obigen ist, wird auf die Beschreibung verzichtet.
Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich ist, wird eine Charakteristik mit niedriger Steifigkeit erreicht, wenn das Paar von ersten Torsionsfedern 58A und 58B in Reihe oder in einer Kontaktbeziehung von Ende zu Ende bis zur ersten Stufe, d.h. bis zum Torsionswinkel θ1, zusammengedrückt wird, während in der zweiten Stufe, d.h. vom Torsionswinkel θ1 bis θ2, die zweite Torsionsfeder 59 unabhängig mit dem Paar von ersten Torsionsfedern 58A und 58B zusammengedrückt wird, wobei somit die Steifigkeit der zweiten Stufe bereitgestellt wird. Durch Realisieren der Charakteristik der zweiten Stufe im Bereich von größeren Torsionswinkeln ist es möglich, im ersten Bereich mit kleinerem Drehmoment eine niedrigere Steifigkeit vorzusehen als im Stand der Technik.
(4) Wirkungen der Anordnungen der Federn
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 und 2 ist die Dämpferscheibenanordnung 45 mit dem Antriebselement 52, dem Abtriebselement 53, dem Paar von ersten Torsionsfedern 58 und der zweiten Torsionsfeder 59 ausgestattet. Das Antriebselement 52 weist die erste und die zweite Federstützöffnung 61 und 62 auf, die in der Drehrichtung ausgerichtet sind. Das Abtriebselement 53 ist auf einer Seite des Antriebselements 52 in der axialen Richtung angeordnet und weist die erste und die zweite Federstützkante 71 und 72 entsprechend der ersten bzw. der zweiten Federstützöffnung 61 und 62 auf. Das Paar von ersten Torsionsfedern 58 ist innerhalb der ersten Federstützöffnung 61 und der ersten Federstützkante 71 angeordnet. Die ersten Torsionsfedern 58A und 58B sind in der Drehrichtung ausgerichtet und funktional in Reihe miteinander in der Drehrichtung vorgesehen. Die zweite Torsionsfeder 59 ist in der zweiten Federstützöffnung 62 und in der zweiten Federstützkante 72 angeordnet. Die zweite Torsionsfeder 59 ist funktional parallel zum Paar von ersten Torsionsfedern 58 in der Drehrichtung in einer solchen Weise vorgesehen, dass die zweite Torsionsfeder 59 in der Drehrichtung zusammengedrückt wird, nachdem das Paar von ersten Torsionsfedern um einen bestimmten Winkel zusammengedrückt wurde.
In dieser Dämpferscheibenanordnung 45 beginnt das Zusammendrücken des Paars von ersten Torsionsfedern 58 zuerst, wenn sich das Antriebselement 52 und das Abtriebselement 53 relativ zueinander drehen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine relativ niedrige Steifigkeit erreicht, da das Paar von ersten Torsionsfe dern 58 in der Drehrichtung zusammengedrückt wird. Wenn die relative Drehung zwischen dem Antriebselement 52 und dem Abtriebselement 53 einen bestimmten Winkel erreicht, beginnt als nächstes das Zusammendrücken der zweiten Torsionsfeder 59. Zu diesem Zeitpunkt wird eine relativ hohe Steifigkeit erreicht, da die zweite Torsionsfeder 59 parallel zum Paar von ersten Torsionsfedern 58 in der Drehrichtung zusammengedrückt wird. Folglich führt die Kombination des Paars von ersten Torsionsfedern 58 und der zweiten Torsionsfeder 59 zum Erzielen einer Charakteristik mit einer Kombination aus niedriger Steifigkeit und hoher Steifigkeit.
Wie vorher beschrieben, ist die zweite Torsionsfeder 59 zwischen dem Paar von ersten Torsionsfedern 58A und 58B in der Drehrichtung (in einer anderen Position in der Drehrichtung), ferner in einer Position, die in der radialen Richtung zumindest überlappt, und vorzugsweise in derselben Position in der radialen Richtung angeordnet. Was hier mit "eine Position, die in der radialen Richtung überlappt" gemeint ist, ist, dass ein ringförmiger Bereich für jede Feder zugewiesen ist, so dass er einen Außendurchmesser und einen Innendurchmesser aufweist, die mit dem äußeren Umfang und dem inneren Umfang der Feder zusammenfallen; die ringförmigen Bereiche für zwei Federn teilen sich einen überlappenden Bereich. Was hier mit "dieselbe Position in der radialen Richtung" gemeint ist, bedeutet, dass die mittleren Positionen von zwei Federn in den radialen Richtungen im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Durch Anordnen der Federn in dieser Weise erhöht die Anordnung der zweiten Torsionsfeder 59 nicht unnötig die radiale Abmessung der Dämpferscheibenanordnung 45. Mit anderen Worten, es ist möglich, die Dämpferscheibenanordnung 45 mit kompakter Größe zu erzielen, selbst wenn eine exzellente Torsionscharakteristik realisiert wird, wie vorstehend beschrieben.
Alternative Ausführungsbeispiele werden nun erläutert. Angesichts der Ähnlichkeit zwischen dem ersten und den alternativen Ausführungsbeispielen werden den Teilen der alternativen Ausführungsbeispiele, die zu den Teilen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, dieselben Bezugsziffern wie den Teilen des ersten Ausführungsbeispiels gegeben. Überdies können die Beschreibungen der Teile des zweiten Ausführungsbeispiels, die zu den Teilen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, der Kürze halber weggelassen werden.
(5) Alternative Ausführungsbeispiele
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend erwähnte Ausführungsbeispiel begrenzt, sondern vielmehr sind verschiedene andere Änderungen und Modifikationen innerhalb des wesentlichen Umfangs der Erfindung möglich. Die Struktur der Überbrückungsvorrichtung ist beispielsweise nicht auf das vorstehend erwähnte Ausführungsbeispiel begrenzt.
Obwohl zwei Paare von ersten elastischen Elementen in dem Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, können drei Paare von ihnen vorgesehen werden. In diesem Fall können ebenso drei zweite elastische Paare vorgesehen werden. Die Erfindung kann nicht nur auf die Überbrückungsvorrichtung des Drehmomentwandlers, sondern auch in anderen Vorrichtungen wie z.B. der Kupplungsscheibenanordnung und der Schwungradanordnung angewendet werden.
Wirkung der Erfindung
Die Kombination des Paars der ersten elastischen Elemente und des zweiten elastischen Elements führt folglich zum Erzielen einer Charakteristik mit einer Kombination aus niedriger Steifigkeit und hoher Steifigkeit und einer verbesserten Geräusch- und Schwingungsunterdrückungsleistung im Dämpfermechanismus und in der Dämpferscheibenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Zusammenfassend wird ein Dämpfermechanismus oder eine Dämpferscheibenanordnung, die eine niedrige Steifigkeit unter Verwendung eines Paars von elastischen Elementen realisiert, bereitgestellt, um eine weitere niedrige Steifigkeit in einem Bereich mit kleinen Drehmomenten zu erzielen. Der Dämpfermechanismus weist ein Antriebselement 52, ein Abtriebselement 53, ein Paar von ersten Torsionsfedern 58A und 58B und eine zweite Torsionsfeder 59 auf. Die Federn 58A und 58B sind funktional in Reihe miteinander in einer Drehrichtung vorgesehen. Die Feder 59 ist funktional parallel zu den Federn 58A und 58B in einer solchen Weise vorgesehen, dass die Feder 59 in der Drehrichtung zusammengedrückt wird, nachdem die Federn 58A und 58B auf einen bestimmten Winkel zusammengedrückt wurden, wenn sich das Antriebselement 52 und das Abtriebselement 53 relativ zueinander drehen.
Wie hierin verwendet, beziehen sich die folgenden Richtungsbegriffe "vorwärts, rückwärts, oberhalb, abwärts, vertikal, horizontal, unterhalb und quer" sowie irgendwelche anderen ähnlichen Richtungsbegriffe auf jene Richtungen eines Fahrzeugs, das mit der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Folglich sollten diese Begriffe, wie zum Beschreiben der vorliegenden Erfindung verwendet, relativ zu einem mit der vorliegenden Erfindung ausgestatteten Fahrzeug interpretiert werden.
Der Begriff "ausgelegt", wie hierin verwendet, um eine Komponente, einen Abschnitt oder einen Teil einer Vorrichtung zu beschreiben, umfasst eine Hardware und/oder Software, die dazu konstruiert und/oder programmiert ist, die gewünschte Funktion zu erfüllen.
Begriffe, die in den Ansprüchen als "Mittel-Plus-Funktion" ausgedrückt sind, sollten überdies jegliche Struktur einschließen, die verwendet werden kann, um die Funktion dieses Teils der vorliegenden Erfindung zu erfüllen.
Die Begriffe des Grades wie z.B. "im Wesentlichen", "etwa" und "ungefähr", wie hierin verwendet, bedeuten eine angemessene Menge einer Abweichung des modifizierten Begriffs, so dass das Endergebnis nicht signifikant verändert wird. Diese Begriffe können beispielsweise als eine Abweichung von mindestens ± 5% des modifizierten Begriffs einschließend aufgefasst werden, wenn diese Abweichung die Bedeutung des Worts, das sie modifiziert, nicht aufheben würde.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität zur japanischen Patentanmeldung Nr. JP 03-073878 . Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung JP 03-073878 wird hiermit durch den Hinweis hierin aufgenommen.
Obwohl nur ausgewählte Ausführungsbeispiele gewählt wurden, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, ist es für Fachleute aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hierin vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen. Ferner sind die vorangehenden Beschreibungen der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele nur zur Erläuterung und nicht für den Zweck der Begrenzung der Erfindung, die durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist, vorgesehen. Somit ist der Schutzbereich der Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt.

Claims

Dämpfermechanismus mit: einem ersten Drehelement (52); einem zweiten Drehelement (53), das dazu ausgelegt ist, sich relativ zum ersten Drehelement (52) zu drehen; einem Paar von ersten elastischen Elementen (58), wobei die ersten elastischen Elemente (58) in einer Drehrichtung ausgerichtet sind, um in der Drehrichtung in Reihe miteinander zu arbeiten; einem zweiten elastischen Element (59), das dazu ausgelegt ist, parallel zum Paar von ersten elastischen Elementen (58) in der Drehrichtung zu arbeiten, wobei das zweite elastische Element (59) dazu ausgelegt ist, in der Drehrichtung zusammengedrückt zu werden, nachdem das Paar von ersten elastischen Elementen (58) aufgrund einer relativen Drehung des ersten Drehelements (52) und des zweiten Drehelements (53) auf einen ersten Winkel (θ1) zusammengedrückt wurde, und einem dritten elastischen Element (60), das dazu ausgelegt ist, parallel mit dem Paar von ersten elastischen Elementen (58) und dem zweiten elastischen Element (59) in der Drehrichtung zu arbeiten, wobei das dritte elastische Element (60) dazu ausgelegt ist, in der Drehrichtung zusammengedrückt zu werden, nachdem aufgrund einer relativen Drehung des ersten Drehelements (52) und des zweiten Drehelements (53) das Paar von ersten elastischen Elementen (58) und das zweite elastische Element (59) auf einen zweiten Winkel (θ2) zusammengedrückt wurde, wobei das zweite elastische Element (59) und das Paar von ersten elastischen Elementen (58) in der Drehrichtung ausgerichtet sind.
Dämpfermechanismus nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl des Paars von ersten elastischen Elementen (58) vorgesehen ist und eine Vielzahl der zweiten elastischen Elemente (59) zwischen der Vielzahl von Paaren von ersten elastischen Elementen (58) in der Drehrichtung angeordnet ist.
Dämpfermechanismus nach Anspruch 2, wobei das zweite elastische Element (59) in einer radialen Position angeordnet ist, um mit der radialen Position der ersten elastischen Elemente (58) zu überlappen.
Dämpfermechanismus nach Anspruch 3, wobei das zweite elastische Element (59) in derselben radialen Position wie jene der ersten elastischen Elemente (58) angeordnet ist.
Dämpfermechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welcher ferner ein Stützelement (68b) umfasst, das zwischen einem elastischen Element des Paars von ersten elastischen Elementen (58) und dem anderen elastischen Element des Paars von ersten elastischen Elementen (58) in der Drehrichtung angeordnet ist, wobei das Stützelement dazu ausgelegt ist, die Drehenden des Paars von ersten elastischen Elementen (58) zu berühren.
Dämpfermechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das zweite elastische Element (59) in einer radialen Position angeordnet ist, um mit der radialen Position der ersten elastischen Elemente (58) zu überlappen.
Dämpfermechanismus nach Anspruch 6, wobei das zweite elastische Element (59) in derselben radialen Position wie jene der ersten elastischen Elemente (58) angeordnet ist.
Dämpfermechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welcher ferner ein Stützelement (68b) umfasst, das zwischen einem elastischen Element des Paars von ersten elastischen Elementen (58) und dem anderen elastischen Element des Paars von ersten elastischen Elementen (58) in der Drehrichtung angeordnet ist, wobei das Stützelement dazu ausgelegt ist, die Drehenden des Paars von ersten elastischen Elementen (58) zu berühren.
Dämpfermechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welcher ferner einen Anschlagmechanismus (51, 64) umfasst, der die relative Drehung des ersten und des zweiten Drehelements (52, 53) in einem dritten Winkel (θ3) stoppt.
Dämpfermechanismus nach Anspruch 9, wobei der zweite Winkel (02) größer ist als der erste Winkel (θ1) und der dritte Winkel (θ3) größer ist als der zweite Winkel (θ2).
Dämpferscheibenanordnung (45) mit: einem ersten Scheibenelement (52) mit einem ersten und einem zweiten Stützteil (61, 62), die in einer Drehrichtung angeordnet sind; einem zweiten Scheibenelement (53), das auf einer axialen Seite des ersten Scheibenelements (52) angeordnet ist, wobei das zweite Scheibenelement einen ersten und einen zweiten Stützbereich (71, 72) entsprechend dem ersten bzw. dem zweiten Stützteil (61, 62) aufweist; einem Paar von ersten elastischen Elementen (58), die innerhalb des ersten Stützteils (61) und des ersten Stützbereichs (71) angeordnet sind, wobei das Paar von elastischen Elementen in der Drehrichtung ausgerichtet ist, um in Reihe miteinander in der Drehrichtung zu arbeiten; einem zweiten elastischen Element (59), das innerhalb des zweiten Stützteils (62) und des zweiten Stützbereichs (72) angeordnet ist, wobei das zweite elastische Element (59) dazu ausgelegt ist, parallel zu dem Paar von ersten elastischen Elementen (58) in der Drehrichtung zu arbeiten, nachdem das erste elastische Element (58) aufgrund einer rela tiven Drehung des ersten und des zweiten Scheibenelements (52, 53) auf einen ersten Winkel (θ1) zusammengedrückt wurde, und einem dritten elastischen Element (60), das in einem dritten Stützteil (63) des ersten Scheibenelements (52) und einem dritten Stützbereich (73) des zweiten Scheibenelements (53) angeordnet ist, wobei ein zweiter Drehrichtungsspalt (93) zwischen einem Drehrichtungsende des dritten Stützbereichs (73) auf einer Drehseite und einem Drehrichtungsende des dritten elastischen Elements (60) sichergestellt ist, wobei das zweite elastische Element (59) und das Paar von ersten elastischen Elementen (58) in der Drehrichtung ausgerichtet sind.
Dämpferscheibenanordnung nach Anspruch 11, wobei eine Vielzahl von Paaren von ersten elastischen Elementen (58) vorgesehen ist und eine Vielzahl der zweiten elastischen Elemente (59) zwischen der Vielzahl von Paaren von ersten elastischen Elementen (58) in der Drehrichtung angeordnet ist.
Dämpferscheibenanordnung nach Anspruch 12, wobei das zweite elastische Element (59) in einer radialen Position angeordnet ist, um mit der radialen Position der ersten elastischen Elemente (58) zu überlappen.
Dämpferscheibenanordnung nach Anspruch 12, wobei das zweite elastische Element (59) in derselben radialen Position wie jene der ersten elastischen Elemente (58) angeordnet ist.
Dämpferscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, welche ferner ein Stützelement (68b) umfasst, das zwischen einem elastischen Element des Paars von ersten elastischen Elementen (58) und dem anderen elastischen Element des Paars von ersten elastischen Elementen (58) in der Drehrichtung angeordnet ist, wobei das Stützelement dazu ausgelegt ist, die Drehenden des Paars von ersten elastischen Elementen (58) zu berühren.
Dämpferscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei ein erster Drehrichtungsspalt (91) mit einem bestimmten Winkel zwischen einem Drehrichtungsende des zweiten Stützteils (62) auf einer Drehseite und einem Drehrichtungsende des zweiten elastischen Elements (59) sichergestellt ist.