DE102005008660A1

DE102005008660A1 - Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE102005008660A1
Application number: DE200510008660
Authority: DE
Inventors: Stephan Maienschein; Rudolf Hönemann
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2025-02-26
Also published as: DE102005008660B4; FR2867540B1; FR2867540A1; JP2005257080A; US7296667B2; KR20060043803A; US20050199460A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler - insbesondere für ein Kraftfahrzeug - mit einem Drehschwingungs-Dämpfer, wobei zwischen mindestens zwei relativ zueinander drehbaren Bauteilen des Dämpfers ein Bauteil angeordnet ist, welches die Reibung reduziert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Drehschwingungs-Dämpfer.

Drehmomentwandler mit in ihnen integrierten Drehschwingungs-Dämpfern (kurz Dämpfer genannt) sind in vielfältiger Form aus dem Stand der Technik bekannt. In dem Kraftschluss von einem Verbrennungsmotor zu einer Getriebeeingangswelle werden bei dem Dämpfer die Momente über mindestens ein Eingangsteil über Federn zu dem Ausgangsteil geleitet. Da sicher gestellt werden soll, dass die Federn ihre räumliche Lage jederzeit beibehalten, sind das mindestens eine Eingangsteil und das Ausgangsteil eng zueinander benachbart, wodurch die Reibung zwischen diesen Teilen nicht unerheblich ist.

Um ein gutes Dämpfungsverhalten bei einem Drehmomentwandler-Dämpfer zu erhalten, sollte die Hysterese möglich klein und vor allen Dingen gleichmäßig sein.

Unter der Hysterese versteht man die Abweichung der Kennlinie Drehmoment über Drehwinkel, bei der die Kennlinie- bedingt durch Reibungskräfte – nicht durch den Koordinaten-Ursprung geht. Mit anderen Worten: Durch die Reibungskräfte wird die Drehwinkel-Drehmoment-Kennlinie bei der einen Drehrichtung parallel (bei Annahme einer konstanten Reibungskraft) zur „Koordinaten-Ursprungs-Kennlinie" zum Beispiel nach oben verschoben, während bei umgekehrter Drehrichtung die Kennlinie nach unten verschoben wird. Hieraus entsteht ein Momentensprung bei der Drehrichtungsumkehr. Ferner ist es nachteilig, dass im Nullpunktbereich keine Linearität gegeben ist.

Ein weiterer Nachteil der Hysterese ist (auch selbst dann wenn sie nur in kleinen Beträgen vorkommen sollte), dass sie über den Drehwinkel und in ihrem Langzeitverhalten nur schwierig beherrschbar ist.

Obwohl bereits eine Vielzahl von Dämpferprinzipien bekannt sind und diese auch ein relativ gutes Dämpfungsverhalten aufweisen, ist es dennoch Aufgabe der Erfindung, das Dämpfungsverhalten weiter zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an signifikanten Stellen des Dämpfers unter zur Hilfenahme eines dafür ausgestalteten Bauteiles, die Reibung reduziert wird.

Durch diese Maßnahme lässt sich das Dämpfungsverhalten in einer Weise verbessern, wie es zuvor nie erwartet war. Durch die erfindungsgemäße Lösung lassen sich speziell in einem Drehmomentwandler hierbei so genannte Turbinen-Torsions-Dämpfer, als auch reine Torsionsdämpfer in ihrem Dämpfungsverhalten deutlich verbessern. Bei einem Turbinen-Torsions-Dämpfer erfolgt der Kraftfluss – und damit auch die Dämpfung- auch bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung über den Dämpfer. Unter einem „reinen" Torsionsdämpfer versteht man in der Fachwelt einen Dämpfer, der nur bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung wirksam ist.

Im Nachfolgenden soll nun die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 Einen Schnitt durch einen Drehmomentwandler mit zwei Axial-Nadellagern im Dämpferbereich;
2 einen Schnitt durch einen Drehmomentwandler, wobei das linke Eingangsteil des Dämpfers sich axial auf einem drehsynchronen Bauteil abstützt;
3 eine perspektivische Ausschnittsansicht von einem radial inneren Teil des linken Eingangsteiles aus der 2;
4 eine Draufsicht zu den 2 und 3;
5 einen Schnitt durch einen Drehmomentwandler, bei dem am inneren Ende des linken Dämpfer-Eingangsteiles ein separates Bauteil angemietet ist;
6 einen Schnitt durch einen Drehmomentwandler, bei dem die Turbinennabe mittels eines Rillenkugellagers gelagert ist.
In der 1 sind die Federn des Dämpfers von einem rechten Eingangsteil 1, einem linken Eingangsteil 2 und einem Ausgangsteil 3 umfasst. Das Ausgangsteil 3 ist in seinem radial inneren Bereich als Flansch ausgebildet und mit einer Dämpfernabe 13 drehfest verbunden. Diese Dämpfernabe 13 leitet das gedämpfte Drehmoment in die nicht dargestellte Getriebeeingangswelle weiter. Ein innerer Lamellenträger 4 der Wandlerüberbrückungskupplung ist mit dem linken Eingangsteil 2 drehfest verbunden. Die Turbine des Drehmomentwandlers ist drehfest mit einer Turbinennabe 5 verbunden. Die Turbinennabe 5 ist auf einem Außendurchmesser der Dämpfernabe 13 gelagert. Das rechte Eingangsteil 1 ist mittels einer axial verschiebbaren Verzahnung mit der Turbinennabe 5 drehfest verbunden. Zwischen der Turbinennabe 5 und dem nicht bezeichneten Leitrad ist ein Lager 8 angeordnet, welches hier als Axial-Nadellager ausgeführt ist. Wegen der Relativdrehbewegung zwischen dem Leitrad und auch dem Drehmomentwandler-Gehäuses ist zwischen diesen ebenfalls ein Lager 14 – vorzugsweise ein Nadellager – angeordnet.
Im Betrieb eines Drehmomentwandlers kommt es zu einem Axialschub auf die Turbine, was wiederum weitere Reaktionen auf das Ausgangsteil 3 und das linke Eingangsteil 2 zur Folge haben kann. Dieser Schub ist umso stärker, je größer die Leistung des Drehmomentwandlers ist. Die Erfinder haben erkannt, dass gerade dieser Bereich des Dämpfers- bzw. diese Reaktionen – für eine relativ schlechte (weil große) Hysterese verantwortlich sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben sie deshalb zwischen dem linken Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 3 und auch zwischen dem Ausgangsteil 3, und der Turbinennabe 5 je ein Lager 6 und 7 angeordnet. Diese Lager sind in diesem Ausführungsbeispiel als Nadellager ausgeführt. Durch die Lager 6 und 7 wird die Reibung zwischen den relativ sich zueinander drehenden Bauteilen reduziert, wodurch die Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinie im Wesentlichen keine Hysterese mehr aufweist.
In der 2 wurde durch eine andere Maßnahme die Hysterese des Dämpfers verbessert, d.h. reduziert. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung greift eine Lasche 10 – die ein abgewinkeltes Ende des linken Eingangsteiles 2 darstellt- durch eine Freisparung 9 in dem Ausgangsteil 3 (Flansch) hindurch und stützt sich auf der Turbinennabe 5 ab. Die Lasche kann hierbei auch als Drehwinkel-Begrenzer Verwendung finden. Da die Turbinennabe 5 und das linke Eingangsteil 2 drehsynchron sind (das rechte Eingangsteil 1 ist mittels einer Verzahnung mit der Turbinennabe 5 drehfest verbunden, das Teil 1 wiederum mit dem Teil 2), kommt es zu keinen Reibungskräften zwischen den Bauteilen 5, 10. Diese Ausgestaltung des Dämpfers ist deshalb vorteilhaft, weil hier keine zusätzliche Lagerung 6, 7 gebraucht wird. Durch die Beabstandung des linken Eingangsteiles 2 zum Ausgangsteil 3 und die Beabstandung des rechten Eingangsteiles 1 zum Ausgangsteil 3, wird deutlich die Reibung reduziert und damit auch die Dämpferhysterese verbessert. Dass die Eingangsteile 1 und 2 drehsynchron sein müssen, wird auch dadurch deutlich, dass sie mittels einer Vernietung 15, mit einander gekoppelt sind. Diese Vernietung kann vorteilhafter Weise durch eine gestufte Lasche realisiert werden.
In einer nicht dargestellten Varianten kann das rechte Eingangsteil 1 radial weiter nach innen ragen, wodurch die Lasche 10 sich dann auf dem Teil 1 abstützt (die Verzahnung zwischen dem rechten Eingangsteil 1 und der Turbinennabe 5 ist dann radial innerhalb des „Laschen-Radius"). Da das linke 2 und das rechte Eingangsteil 1 definiert zueinander beabstandet sind und auch durch axialen Schub dieser Abstand sich nicht reduzieren kann, ist jederzeit genü gend Platz für das Ausgangsteil 3 vorhanden, weshalb es im Wesentlichen nicht zu einer Reibung zwischen dem Ausgangsteil und den Eingangsteilen kommen kann.
Um die Ausgestaltung der Lasche 10 besser verdeutlichen zu können, wurde mit der 3 ein vergrößerter Ausschnitt aus der 2 gewählt. Mittels einer geeigneten Ausstanzung und einem gleichzeitigen oder anschließenden Abwinkeln wird die Lasche 10 aus dem Blech des linken Eingangsteiles 2 gebildet. Durch die ergänzende Draufsicht aus der 4 ist die Anordnung und die Gestaltung der Lasche 10 selbsterklärend.
Mit der 5 wird eine Variante zu 2 gezeigt. Mit der 5 soll gezeigt werden, dass auch mittels eines Distanzbolzens 11 eine erfindungsgemäße Reibungsreduzierung realisiert werden kann. Dieser Distanzbolzen 11 ist mit dem linken Eingangsteil 2 vernietet. Der Distanzbolzen 11 stützt sich- wie in der 2 – wiederum auf der Turbinennabe 5 ab, wodurch Reibungskräfte zwischen den Eingangsteilen 1, 2 und dem Ausgangsteil 3 deutlich reduziert werden können. In diesem Zusammenhang soll auch eine Tellerfeder 12 erwähnt werden, die in diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Ausgangsteil 3 und dem linken Eingangsteil 2 angeordnet ist. Durch die definierte, exakte Verspannung dieser Tellerfeder 12, ist zum einen eine fein dosierbare Reibung realisierbar, und zum anderen kann hiermit der Ölrückfluss behindert werden, wodurch der Ölstrom verstärkt über die Reibflächen der Lamellenkupplung fließen kann.
In der 6 ist nun zwischen der Dämpfernabe 13 und der Turbinennabe 5 ein Lager 14 angeordnet. Dieses Lager 14 ist als Rillenkugellager ausgestaltet, wodurch es zum einen radiale Kräfte abfangen und- beispielsweise mittels einem rechten, inneren Rand (einem Bund) am Innendurchmesser der Turbinennabe 5 – zugleich auch axiale Kräfte auffangen kann.
Gemäß der Erfindung können als Reibung reduzierende Maßnahmen aber auch Gleitlager verwendet werden. Diese haben den Vorteil, dass sie oftmals kostengünstiger als Wälzlager sind. Als Gleitlagerwerkstoffe sind Bronzen, Sintermaterialien und auch Kunststoffe – wie z.B. Teflon – denkbar.
Im Rahmen der Erfindung sind auch Kombinationen aus Wälz und Gleitlager und Abstand-Hilfen – wie Laschen 10 oder Distanzbolzen 11 möglich.

1: rechtes Eingangsteil
2: linkes Eingangsteil
3: Ausgangsteil (Flansch)
4: innerer Lamellenträger
5: Turbinennabe
6: Lager
7: Lager
8: Lager
9: Freisparung im Flansch
10: Lasche am linken Eingangsteil
11: Distanzbolzen
12: Tellerfeder
13: Dämpfernabe (Nabe der Getriebeeingangswelle)
14: Lager
15: Vernietung

Claims

Drehmomentwandler – insbesondere für ein Kraftfahrzeug – mit einem Drehschwingungs-Dämpfer, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwischen zwei sich relativ zueinander drehbaren Bauteile (1, 2, 3, 5) des Dämpfers ein Bauteil (6, 7, 10, 11, 14) angeordnet ist, welches die Reibung reduziert.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer als Turbinen-Dämpfer ausgestattet ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer als Torsionsdämpfer ausgestaltet ist.
Drehmomentwandler nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (6, 7, 10, 11, 14) als Gleitlagerung ausgestattet ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerung zumindest mit einer Teflon-Oberfläche, oder einem ähnlichen Werkstoff, ausgerüstet ist.
Drehmomentwandler nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil als Wälzlager (6, 7, 14) ausgebildet ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (6, 7, 14) als Axial-Nadellager ausgestaltet ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (6, 7, 14) als Rillenkugellager ausgestaltet ist.
Drehmomentwandler nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen drehsynchronen Bauteilen (1, 2, 5) derart ein Abstandselement 10, 11 angeordnet ist, so dass ein zwischen den drehsynchronen Bauteilen (1, 2, 5) angeordnetes, nicht drehsynchrones Bauteil (3) im Bereich eines Abstandselements 10, 11, im Wesentlichen keine Berührung mit einem der drehsynchronen Bauteile (1, 2, 5) aufweist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die drehsynchronen Bauteile (1, 2, 5) von einem Eingangsteil (1, 2) des Dämpfers und einer Turbinennabe (5) gebildet werden.