DE102006022459A1

DE102006022459A1 - Drehschwingungsdämpferscheibe und Verfahren zur Herstellung dieser

Info

Publication number: DE102006022459A1
Application number: DE102006022459A
Authority: DE
Inventors: Adam Sterling Uhler; Todd Shreve Sturgin
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2006-05-13
Publication date: 2006-12-14
Also published as: US7585226B2; US20060288815A1; JP2006349169A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpferscheibe mit Aufnahmeräumen für Federelemente, insbesondere für Bogenfederelemente, die in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen angeordnet sind. DOLLAR A Um eine Drehschwingungsdämpferscheibe zu schaffen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist, sind die Federelemente mit einer geringen Vorspannung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen eingespannt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpferscheibe mit Aufnahmeräumen für Federelemente, insbesondere für Bogenfederelemente, die in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen angeordnet sind. Die Erfindung betrifft auch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer vorab beschriebenen Drehschwingungsdämpferscheibe. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer vorab beschriebenen Drehschwingungsdämpferscheibe.

Aus dem US-Patent US 6,675,457 B1 ist eine Drehschwingungsdämpferscheibe mit Aufnahmeräumen für Bogenfederelemente bekannt, die in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen angeordnet sind. Bei der Herstellung der bekannten Drehschwingungsdämpferscheibe werden die Federelemente in die vorgeformten Aufnahmeräume eingelegt. Nach dem Einlegen der Federelemente wird das die Aufnahmeräume begrenzende Blechmaterial weiter so um die Federelemente herum verformt, dass ein Herausfallen der Federelemente aus den Aufnahmeräumen verhindert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehschwingungsdämpferscheibe mit Aufnahmeräumen für Federelemente, insbesondere für Bogenfederelemente, die in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen angeordnet sind, zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.

Die Aufgabe ist bei einer Drehschwingungsdämpferscheibe mit Aufnahmeräumen für Federelemente, insbesondere für Bogenfederelemente, die in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen angeordnet sind, dadurch gelöst, dass die Federelemente mit einer geringen Vorspannung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen eingespannt sind. Durch die geringe Vorspannung der Federelemente wird ein Herausfallen der Federelemente aus den Aufnahmeräumen sicher verhindert, ohne dass das die Aufnahmeräume begrenzende Blechmaterial nach dem Einsetzen der Federelemente weiter um die Federelemente herum verformt wird.

Die Aufgabe ist bei einer Drehschwingungsdämpferscheibe mit Aufnahmeräumen für Federelemente, insbesondere für Bogenfederelemente, die in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen angeordnet sind, auch dadurch gelöst, dass die Drehschwingungsdämpferscheibe radial innerhalb der Federelemente an mindestens einer Stelle so verformt ist, dass der verformte Bereich ein Herausfallen des zugehörigen Federelements verhindert. Der verformte Bereich kann alternativ oder zusätzlich zu dem vorab beschriebenen Vorspannen der Federelemente vorgesehen werden. Vorzugsweise liegt das zugehörige Federelement im eingebauten Zustand teilweise an dem verformten Bereich an.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehschwingungsdämpferscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der verformte Bereich eine Lasche umfasst, die aus der Drehschwingungsdämpferscheibe heraus gebogen ist. Die Lasche wird zum Beispiel von einem im Wesentlichen U-förmigen Einschnitt in die Drehschwingungsdämpferscheibe gebildet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehschwingungsdämpferscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass der verformte Bereich eine Erhebung in der Drehschwingungsdämpferscheibe umfasst. Vorzugsweise ist die Gestalt der Erhebung an das zugehörige Federelement angepasst.

Die Erfindung betrifft auch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer vorab beschriebenen Drehschwingungsdämpferscheibe.

Bei einem Verfahren zum Herstellen einer vorab beschriebenen Drehschwingungsdämpferscheibe mit Aufnahmeräumen für Federelemente, insbesondere für Bogenfederelemente, die in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen angeordnet werden, ist die vorab angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass die Federelemente mit einer geringen Vorspannung zwischen den Anschlagbereichen eingespannt werden. Durch das Vorspannen der Federelemente wird ein Herausfallen der Federelemente aus den Aufnahmeräumen sicher verhindert, ohne dass das die Aufnahmeräume begrenzende Blechmaterial nach dem Einsetzen der Federelemente weiter um die Federelemente herum verformt werden muss.

Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Herstellen einer Drehschwingungsdämpferscheibe mit Aufnahmeräumen für Federelemente, insbesondere für Bogenfederelemente, die in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen angeordnet werden, auch dadurch gelöst, dass die Drehschwingungsdämpferscheibe radial innerhalb der Aufnahmeräume für die Federelemente an mindestens einer Stelle so verformt wird, dass der verformte Bereich ein Herausfallen eines zwischen den Anschlagbereichen angeordneten Federelements verhindert. In diesem Fall braucht das Federelement nicht vorgespannt zu werden. Das Verformen kann alternativ oder zusätzlich zu dem vorab beschriebenen Vorspannen der Federelemente durchgeführt werden. Vorzugsweise liegt das zugehörige Federelement im eingebauten Zustand an dem verformten Bereich an.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsdämpferscheibe vor dem Einsetzen der Federelemente verformt wird. Das liefert den Vorteil, dass die Drehschwingungsdämpferscheibe vor dem Einsetzen der Federelemente einer Wärmebehandlung unterzogen werden kann. Nach der Wärmebehandlung braucht die Drehschwingungsdämpferscheibe nicht mehr verformt zu werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsdämpferscheibe nach dem Einsetzen der Federelemente verformt wird. Dadurch wird das Einsetzen der Federelemente vereinfacht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
1 die obere Hälfte eines Längsschnitts durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpferscheibe;
2 die Drehschwingungsdämpferscheibe allein in der Draufsicht;
3 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie III-III in 2
4 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit IV aus 3;
5 eine perspektivische Darstellung der Drehschwingungsdämpferscheibe vor dem Einsetzen von Bogenfedern;
6 die Drehschwingungsdämpferscheibe aus 5 nach dem Einsetzen der Bogenfedern;
7 die Drehschwingungsdämpferscheibe aus 6 nach dem Herausbiegen von Laschen und
8 eine ähnliche Drehschwingungsdämpferscheibe wie in 7 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
1 zeigt die obere Hälfte eines Längsschnitts durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 1, der konzentrisch zu einer Drehachse 2 angeordnet ist. Der Drehmomentwandler 1 ist im (nicht dargestellten) Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Brennkraftmaschine 3 und einem Automatikgetriebe 7 angeordnet. Die Brennkraftmaschine 3 weist eine Abtriebswelle, zum Beispiel eine Kurbelwelle, auf, die drehfest mit einem Gehäuse 4 des Drehmomentwandlers 1 verbunden ist. Das Gehäuse 4 weist eine antriebsnahe Gehäusewand 5 und eine antriebsferne Gehäusewand 6 auf. Die antriebsnahe Gehäusewand 5 ist in ihrem radial inneren Bereich einstückig mit einem Nabenteil 8 verbunden, das mit einem Fortsatz im Schwungrad oder in der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine radial geführt ist.
Die antriebsferne Gehäusewand 6 des Drehmomentwandlers 1 ist mit einem Pumpenrad 10 in einer Baueinheit zusammengefasst. Zwischen dem Pumpenrad 10 und der antriebsnahen Gehäusewand 5 ist ein Turbinenrad 11 angeordnet, das fest mit einer Turbinenradnabe 12 verbunden ist, die über eine Verzahnung auf einer (nicht dargestellten) Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Zwischen dem Turbinenrad 11 und dem Pum penrad 10 ist ein Leitrad 13 angeordnet, das über einen Freilauf 15 auf einer Leitradnabe 14 geführt ist, die wiederum über eine Verzahnung auf einem gehäusefesten (nicht dargestellten) Rohrstück aufgesetzt ist.
Zwischen dem Turbinenrad 11 und der antriebsnahen Gehäusewand 5 ist ein Kolben 18 einer Wandlerüberbrückungskupplung 16 angeordnet. Der Kolben 18 weist radial innen einen von dem Getriebe 7 weg weisenden Bund 19 auf, der auf der Turbinenradnabe 12 axial verschiebbar lagert und dieser Nabe gegenüber durch eine Dichtung 20 abgedichtet wird. Zur Brennkraftmaschine 3, die auch als Antrieb bezeichnet wird, hin weist der Kolben 18 eine Reibfläche 22 auf, die gegenüber einer Reibfläche 24 angeordnet ist, die auf der der Brennkraftmaschine 3 abgewandten Seite der antriebsnahen Gehäusewand 5 vorgesehen ist. Zwischen den Reibflächen 22 und 24 ist eine Zwischenlamelle 25 angeordnet, die drehfest mit dem Kolben 18 verbunden ist. Zwischen der Zwischenlamelle 25 und der Reibfläche 22 wiederum ist eine weitere Zwischenlamelle 27 angeordnet, die drehfest mit der antriebsnahen Gehäusewand 5 verbunden ist.
Der Kolben 18 bildet gleichzeitig das Eingangsteil eines Drehschwingungsdämpfers 29, der zwischen den Kolben 18 und das Turbinenrad 11 geschaltet ist. Der Drehschwingungsdämpfer 29 weist mehrere Aufnahmeräume für Energiespeicherelemente auf. In der in 1 dargestellten Schnittansicht ist ein Aufnahmeraum 30 sichtbar, in dem ein Energiespeicherelement 31 aufgenommen ist. In das Energiespeicherelement 31 greift ein radial außen von dem Kolben 18 zum Getriebe 7 hin abgewinkelter Arm ein. Der Aufnahmeraum 30 ist in einer Drehschwingungsdämpferscheibe 32 ausgebildet, die radial innen mit Hilfe von Nietverbindungen 33 an der Turbinenradnabe 12 befestigt ist. Eine aus der Drehschwingungsdämpferscheibe 32 heraus gebogene Lasche 34 verhindert ein Herausfallen des Energiespeicherelements 31 aus dem Aufnahmeraum 30.
In 2 ist die Drehschwingungsdämpferscheibe 32 in der Draufsicht dargestellt. Die Drehschwingungsdämpferscheibe 32 hat im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe, deren radial äußerer Rand 36 umgebogen ist, um Aufnahmeräume für Energiespeicherelemente 31, 42, 43 und 44 zu bilden. Der umgebogene Rand 36 hat im Querschnitt die Gestalt eines Kreisbogens, der sich in seiner Umfangsrichtung über weniger als 180 Grad erstreckt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ein Einsetzen der Energiespeicherelemente 31, 42 bis 44 ermöglicht.
Bei den Energiespeicherelementen 31, 42 bis 44 handelt es sich um bogenförmige Schraubendruckfedern, die auch als Bogenfedern bezeichnet werden. Die Bogenfedern 31, 42 bis 44 sind jeweils zwischen zwei Anschlägen 45 und 46 angeordnet. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bogenfeder 31 mit einer geringen Vorspannung zwischen den Anschlägen 45 und 46 eingespannt. In gleicher Weise können die weiteren Bogenfedern 42 bis 44 zwischen den zugehörigen Anschlägen eingespannt sein. Die Anschläge 45 und 46 sind jeweils an einen verformten Bereich 47, 48 der Drehschwingungsdämpferscheibe 32 vorgesehen.
Radial innen weist die Drehschwingungsdämpferscheibe 32 ein Ringflansch 50 mit mehreren Durchgangslöchern 51, 52 auf. Die Durchgangslöcher 51, 52 dienen zum Durchführen von Befestigungsnieten (33 in 1). Alternativ oder zusätzlich zu der Vorspannung der Bogenfeder 31 ist radial innerhalb der Bogenfeder 31 eine Lasche 34 aus der Drehschwingungsdämpferscheibe 32 heraus gebogen. Die Lasche 34 wird im Wesentlichen von einem C-förmigen Einschnitt in die Drehschwingungsdämpferscheibe 32 gebildet.
In 3 ist die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie III-III in 2 dargestellt. In der Schnittansicht sieht man, dass das freie Ende der Lasche 34 so etwas unterhalb der Bogenfeder 31 angeordnet ist, dass diese nicht aus dem innerhalb des umgebogenen Randes 36 angeordneten Aufnahmeraum herausfallen kann. In 4 ist eine Einzelheit IV aus 3 vergrößert dargestellt.
In 5 ist die Drehschwingungsdämpferscheibe 32 perspektivisch vor dem Einsetzen der Bogenfedern und vor dem Verformen der Lasche dargestellt, von denen nur eine Lasche mit dem Bezugszeichen 34 versehen ist. Außerdem ist in 5 der Aufnahmeraum für die Bogenfedern innerhalb des umgebogenen Randes 36 insgesamt mit 55 bezeichnet. Der Aufnahmeraum 55 wird durch die verformten Bereiche 47 und 48 in mehrere Aufnahmeräume für die einzelnen Bogenfedern unterteilt.
In 6 sind die Bogenfedern 31, 42 bis 44 in die jeweiligen Aufnahmeräume eingesetzt, die radial außen von dem umgebogenen Rand 36 der Drehschwingungsdämpferscheibe 32 begrenzt werden. Allerdings weisen die Aufnahmeräume eine Öffnung auf, deren Öffnungsweite etwas größer als der Außendurchmesser der Bogenfedern ist. Dadurch wird das Einsetzen der Bogenfedern in die Aufnahmeräume erleichtert. Allerdings besteht die Gefahr, dass die Bogenfedern im Stillstand der Drehschwingungsdämpferscheibe 32 aus den Aufnahmeräumen herausfallen. Um das zu verhindern, werden die Bogenfedern vorzugsweise mit einer geringen Vorspannung zwischen den jeweiligen Anschlagbereichen eingespannt. Alternativ oder zusätzlich werden die Laschen, von denen in 6 nur die Lasche 34 mit einem Bezugszeichen versehen ist, aus der Drehschwingungsdämpferscheibe 32 aus der Papierebene nach oben heraus gebogen.
In 7 sind die Laschen 34 im heraus gebogenen Zustand dargestellt. Wie man sieht, liegen die Laschen 34 mit ihrem radial äußeren Rand radial innen an den Bogenfedern an und fixieren diese in den Aufnahmeräumen. Dadurch wird ein Herausfallen der Bogenfedern aus den Aufnahmeräumen sicher verhindert.
In 8 ist eine Drehschwingungsdämpferscheibe 62 perspektivisch dargestellt, die der in den 2 bis 7 dargestellten Drehschwingungsdämpferscheibe 32 ähnelt. Zur Bezeichnung gleicher Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der 2 bis 8 verwiesen. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen eingegangen.
Bei der in 8 dargestellten Drehschwingungsdämpferscheibe 82 werden die Bogenfedern 31, 42 bis 44 radial innen durch Erhebungen am Herausfallen gehindert, die aus der Drehschwingungsdämpferscheibe 62 herausgedrückt sind. Nur eine Erhebung 64 ist in 8 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Erhebung 64 dient dem gleichen Zweck wie die Lasche (34 in 7) bei der Drehschwingungsdämpferscheibe 32.

1: Drehmomentwandler
2: Drehachse
3: Brennkraftmaschine
4: Gehäuse
5: Gehäusewand antriebsnah
6: Gehäusewand antriebsfern
7: Getriebe
8: Nabenteil
10: Pumpenrad
11: Turbinenrad
12: Turbinenradnabe
13: Leitrad
14: Leitradnabe
15: Freilauf
16: Wandlerüberbrückungskupplung
18: Kolben
19: Bund auf Turbinenrad
20: Dichtung
22: Reibfläche
24: Reibfläche
25: Zwischenlamelle
27: Zwischenlamelle
30: Aufnahmeraum
31: Energiespeicherelement
32: Drehschwingungsdämpferscheibe
33: Nietverbindung
34: Lasche
36: umgebogener Rand
42: Energiespeicherelement
43: Energiespeicherelement
44: Energiespeicherelement
45: Anschlag
46: Anschlag
47: verformter Bereich
48: verformter Bereich
50: Flansch
51: Durchgangsloch
52: Durchgangsloch
55: Aufnahmebereich
62: Drehschwingungsdämpferscheibe
64: Erhebung

Claims

Drehschwingungsdämpferscheibe mit Aufnahmeräumen für Federelemente (31, 42-44), insbesondere für Bogenfederelemente, die in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen (45, 46) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (31, 42–44) mit einer geringen Vorspannung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen (45, 46) eingespannt sind.
Drehschwingungsdämpferscheibe mit Aufnahmeräumen für Federelemente (31, 42-44), insbesondere für Bogenfederelemente, die in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen (45, 46) angeordnet sind, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsdämpferscheibe (32; 62) radial innerhalb der Federelemente an mindestens einer Stelle (34; 64) so verformt ist, dass der verformte Bereich (34; 64) ein Herausfallen des zugehörigen Federelements (31) verhindert.
Drehschwingungsdämpferscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der verformte Bereich (34) eine Lasche umfasst, die aus der Drehschwingungsdämpferscheibe (32) heraus gebogen ist.
Drehschwingungsdämpferscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der verformte Bereich (64) eine Erhebung in der Drehschwingungsdämpferscheibe (62) umfasst.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer Drehschwingungsdämpferscheibe (32; 62) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Herstellen einer Drehschwingungsdämpferscheibe (32; 62), insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 4, mit Aufnahmeräumen für Federelemente (31, 42–44), insbesondere für Bogenfederelemente, die in Umfangsrichtung je weils zwischen zwei Anschlagbereichen (45, 46) angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (31, 42–44) mit einer geringen Vorspannung zwischen den Anschlagbereichen (45, 46) eingespannt werden.
Verfahren zum Herstellen einer Drehschwingungsdämpferscheibe (32; 62) mit Aufnahmeräumen für Federelemente (31, 42–44), insbesondere für Bogenfederelemente, die in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Anschlagbereichen (45, 46) angeordnet werden, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsdämpferscheibe (32; 62) radial innerhalb der Aufnahmeräume für die Federelemente (31, 42–44) an mindestens einer Stelle (34; 64) so verformt wird, dass der verformte Bereich (34; 64) ein Herausfallen eines zwischen den Anschlagbereichen (45, 46) angeordneten Federelements (31) verhindert.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsdämpferscheibe (32; 62) vor dem Einsetzen der Federelemente (31, 42–44) verformt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsdämpferscheibe (32; 62) nach dem Einsetzen der Federelemente (31, 42–33) verformt wird.