DE102011010344A1

DE102011010344A1 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE102011010344A1
Application number: DE102011010344A
Authority: DE
Inventors: Stephan 76534 Maienschein; Peter 76189 Droll
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2011-08-18
Also published as: DE112011100549A5; CN102762889A; CN102762889B; WO2011100946A1; DE112011100549B4; US8490766B2; US20120298461A1

Abstract

Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung und einem antriebsseitig verbundenen Wandlergehäuse und einem damit drehfest verbundenen Pumpenrad sowie einem abtriebsseitig mit einer Abtriebsnabe drehfest verbundenen Turbinenrad und einem wirksam zwischen Kupplungsausgang der Wandlerüberbrückungskupplung und der Abtriebsnabe angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer sowie mit einer innerhalb des Wandlergehäuses angeordneten und einen Pendelflansch mit daran begrenzt verschwenkbaren Pendelmassen aufweisenden Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei der Pendelflansch axial zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer und dem Turbinenrad angeordnet und mit einem Dämpferausgangsteil des Torsionsschwingungsdämpfers drehfest verbunden ist und das Dämpferausgangsteil und/oder der Pendelflansch über eine formschlüssige Verbindung mit der Abtriebsnabe unmittelbar verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Derartige hydrodynamische Drehmomentwandler können beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehmomentübertragung zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe angeordnet sein. Solche hydrodynamische Drehmomentwandler weisen ein antriebsseitig verbundenes Pumpenrad auf, das einen Fluidstrom in Richtung eines mit einer Abtriebsseite verbundenen Turbinenrads bewirkt und dieses damit antreiben kann. Bevor das Fluid aus dem Turbinenrad in das Pumpenrad zurückströmt, passiert es ein Leitrad und erfährt dadurch in bestimmten Situationen eine Veränderung der Strömungsrichtung, die eine Beeinflussung der Drehmomentübertragung zwischen Pumpenrad und Turbinenrad bewirkt.
Auch ist es bekannt, eine Wandlerüberbrückungskupplung in dem hydrodynamischen Drehmomentwandler zur Umgehung der über das Fluid bewirkten hydrodynamischen Drehmomentübertragung anzuordnen. Dazu verbindet die Überbrückungskupplung die Antriebsseite, beispielsweise das mit dem Pumpenrad drehfest verbundene Wandlergehäuse wahlweise mit einer Abtriebsseite, beispielsweise in Form einer mit einer Getriebeeingangswelle über eine Verzahnung verbindbaren Abtriebsnabe. In solchen Situationen können sich von einer mit dem Wandlergehäuse verbundenen Brennkraftmaschine verursachte Torsionsschwingungen auf die Abtriebsnabe übertragen, weshalb üblicherweise ein Torsionsschwingungsdämpfer in dem Kraftfluss wirksam zwischen dem Kupplungsausgang der Wandlerüberbrückungskupplung und der Abtriebsnabe zur Dämpfung der Torsionsschwingungen angeordnet ist. Unter bestimmten Umständen und Anforderungen an den hydrodynamischen Drehmomentwandler sind die Dämpfungseigenschaften des Torsionsschwingungsdämpfers nicht ausreichend. Dazu kann eine Fliehkraftpendeleinrichtung innerhalb des Wandlergehäuses angeordnet werden, um die Dämpfungseigenschaften des hydrodynamischen Drehmomentwandlers zu verbessern.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Anbindung der Fliehkraftpendeleinrichtung und des Torsionsschwingungsdämpfers in dem Drehmomentwandler zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Entsprechend wird ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung und einem antriebsseitig verbundenen Wandlergehäuse und einem damit drehfest verbundenen Pumpenrad sowie einem abtriebsseitig mit einer Abtriebsnabe drehfest verbundenen Turbinenrad und einem wirksam zwischen Kupplungsausgang der Wandlerüberbrückungskupplung und der Abtriebsnabe angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer sowie mit einer innerhalb des Wandlergehäuses angeordneten und einen Pendelflansch mit daran begrenzt verschwenkbaren Pendelmassen aufweisenden Fliehkraftpendeleinrichtung vorgeschlagen wobei der Pendelflansch axial zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer und dem Turbinenrad angeordnet und mit einem Dämpferausgangsteil des Torsionsschwingungsdämpfers drehfest verbunden ist und das Dämpferausgangsteil und/oder der Pendelflansch über eine formschlüssige Verbindung mit der Abtriebsnabe unmittelbar verbindbar ist. Dadurch kann eine kostengünstige und zugleich stabile Befestigung des Torsionsschwingungsdämpfers und des Pendelflansches an der Abtriebsnabe erreicht werden. Dabei kann der Torsionsschwingungsdämpfer als Reihendämpfer mit ersten und zweiten in Reihe wirksamen Energiespeicherelementen ausgebildet sein, wobei die ersten Energiespeicherelemente wirksam zwischen einem Dämpfereingangsteil und einem Dämpferzwischenteil und die zweiten Energiespeicherelemente wirksam zwischen dem Dämpferzwischenteil und dem Dämpferausgangsteil angeordnet sind. Auch ist es denkbar, dass der Torsionsschwingungsdämpfer als einfacher Dämpfer mit einem über die Wirkung von Energiespeicherelemente gegenüber einem Dämpfereingangsteil begrenzt verdrehbaren Dämpferausgangsteil ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die formschlüssige Verbindung als Verzahnung oder als Verstemmung oder Verschweißung oder als Vernietung ausgeführt. Dabei kann die Verzahnung eine begrenzte axiale Verschiebbarkeit der damit drehfest verbundenen Bauteile ermöglichen. Dazu ist es vorteilhaft, die beiden über die Verzahnung verbundenen Bauteile gegeneinander axial zu sichern, beispielsweise mittels eines Sicherungsrings.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Turbinenrad mit der Abtriebsnabe über eine weitere formschlüssige Verbindung verbunden ist, insbesondere mittels eines Nietelements. Auch kann das Turbinenrad mit der Abtriebsnabe verstemmt oder verschweißt sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Pendelflansch mit dem Dämpferausgangsteil vernietet, kann aber auch mit diesem verschweißt, verschraubt, verstemmt oder über einen Abstandsbolzen verbunden sein.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Abbildungen, bei deren Darstellung zugunsten der Übersichtlichkeit auf eine maßstabsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde. Alle erläuterten Merkmale sind nicht nur in der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen beziehungsweise in Alleinstellung anwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
1: Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
2: Räumliche Ansicht des in 1 dargestellten Dämpferausgangsteils und der Abtriebsnabe.
3: Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
4: Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
5: Räumliche Ansicht des in 4 dargestellten Pendelflansches und der Abtriebsnabe.
6: Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
In 1 ist ein Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt und 2 zeigt hierzu das Dämpferausgangsteil und die Abtriebsnabe in räumlicher Darstellung. Der Ausschnitt zeigt einen innerhalb eines Wandlergehäuses angeordneten und als Reihendämpfer ausgebildeten Torsionsschwingungsdämpfer 10 und eine Fliehkraftpendeleinrichtung 12. Das Dämpfereingangsteil 14 des Torsionsschwingungsdämpfers 10 ist mit einem Kupplungsausgang 16 einer Wandlerüberbrückungskupplung 18 drehfest über das Nietelement 20 verbunden. Das Dämpfereingangsteil 14 ist dabei über radial außen liegende, erste Energiespeicherelemente 22 mit einem gegenüber dem Dämpfereingangsteil 14 begrenzt verdrehbaren Dämpferzwischenteil 24 verbunden. Dabei umschließt das Dämpfereingangsteil 14 die ersten Energiespeicherelemente 22, beispielsweise Bogenfedern zu deren radialen und axialen Sicherung. An einer ersten Umfangsseite werden die ersten Energiespeicherelemente 22 durch das Dämpfereingangsteil 14 beaufschlagt wobei deren Kraftweiterleitung an einem zweiten umfangsseitigen Ende der ersten Energiespeicherelemente 22 durch ein an dem Dämpferzwischenteil 24 angebrachtes Beaufschlagungselement abgegriffen werden kann. Das Dämpferzwischenteil 24 besteht aus zwei axial beabstandeten und ein Dämpferausgangsteil 26 axial zwischen sich aufnehmenden Scheibenteilen 28, 30. Das Dämpferzwischenteil 24 ist wiederum über in Ausschnitten 34 in dem Scheibeteil 28 aufgenommene zweite Energiespeicherelemente 32, beispielsweise Druckfedern mit einem Dämpferausgangsteil 26 wirksam verbunden.
Das Dämpferausgangsteil 26 ist radial nach innen in Richtung Abtriebsnabe 36 erweitert und mit dieser über eine formschlüssige Verbindung, wie hier gezeigt einer Verzahnung drehfest verbunden und mit einem Sicherungsring 41 auf der Abtriebsnabe axial gesichert. Dabei weist das Dämpferausgangsteil 26 wie auch die Abtriebsnabe 36 jeweils eine Verzahnung 38, 40 auf die miteinander in Eingriff stehen. Die Abtriebsnabe 36 ist an der Innenseite außerdem mit einer Verzahnung 42 zur Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes ausgestattet.
Radial außerhalb der formschlüssigen Verbindung zwischen Dämpferausgangsteil 26 und Abtriebsnabe 36 ist ein Pendelflansch 44 der Fliehkraftpendeleinrichtung 12 mit dem Dämpferausgangsteil formschlüssig über ein Nietelement 46 verbunden. Der Pendelflansch 44 ist im Wesentlichen als scheibenartiges Teil ausgeführt und erstreckt sich axial benachbart zu dem Torsionsschwingungsdämpfer 10 und dem Turbinenrad 48, wobei der Pendelflansch 44 in einem radial äußeren Bereich beidseitig angeordnete Pendelmassen 50 aufnimmt. Die Pendelmassen 50 sind über Abstandsbolzen 52 miteinander befestigt und zusammen mit diesen gegenüber dem Pendelflansch 44 entlang von Ausschnitten in dem Pendelflansch 44 begrenzt verschwenkbar. Die Pendelmassen 50 sind gegenüber dem Pendelflansch 44 über Wälzkörper in Ausschnitten in den Pendelmassen 50 und in dem Pendelflansch 44 zur Bewirkung einer Pendelbewegung abrollbar.
Etwa auf radialer Höhe des Nietelements 46 ist die Abtriebsnabe 36 mit dem Turbinenrad 48 über eine formschlüssige Verbindung, wie hier gezeigt mittels eines Nietelements 54 drehfest verbunden. Dazu weist die Abtriebsnabe 36 einen flanschartigen Abschnitt 56 zur Aufnahme des Turbinenrads 48 auf.
3 zeigt einen Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist diese Ausführung ähnlich zu der in 1 mit dem wesentlichen Unterschied ausgestaltet, dass das Dämpferzwischenteil 58 als scheibenartiges Bauteil ausgeführt und axial zwischen zwei Scheibenteilen 62, 64 des Dämpferausgangsteils 60 angeordnet ist. Das Scheibenteil 64 ist dabei derart radial nach innen verlängert, dass es über eine an seiner radialen Innenseite angebrachte Verzahnung 36 mit der Verzahnung 38 der Abtriebsnabe 36 drehfest verbindbar ist.
In 4 ist ein Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Ähnlich zu der Ausführung in 1 ist das Dämpferausgangsteil 26 als scheibenartiges Bauteil ausgeführt und von den beiden Scheibenteilen 28, 30 des Dämpferzwischenteils 24 im Bereich der zweiten Energiespeicherelemente 32 axial umschlossen. Das Dämpferausgangsteil 26 ist über ein Nietelement 46 mit dem Pendelflansch 44 drehfest verbunden, wobei der Pendelflansch 44 radial nach innen verlängert ist und an seiner Innenseite eine Verzahnung 66 aufweist über die dieser mit der Verzahnung 40 der Abtriebsnabe 36 in Eingriff gebracht und drehfest damit verbunden werden kann. Die axiale Sicherung des Pendelflansches 44 auf der Abtriebsnabe 36 übernimmt wird durch einen Sicherungsring 41 bewirkt. 5 verdeutlicht hierzu die räumliche Ausgestaltung des Pendelflansches 44 und der Abtriebsnabe 36. Der Pendelflansch 44 weist in einem radial äußeren Abschnitt Aussparungen 68 zur Aufnahme von Bolzen, die der Befestigung der axial paarweise gegenüberliegenden Pendelmassen dienen und Aussparungen 70 zur Aufnahme der Laufrollen zur Führung der Pendelmassen gegenüber dem Pendelflansch 44 auf.
6 zeigt einen Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Dabei ähnelt diese Ausführung der Variante aus 4 mit dem wesentlichen Unterschied, dass das Dämpferzwischenteil 58 als scheibenartiges Bauteil ausgeführt und axial zwischen zwei Scheibenteilen 62, 64 des Dämpferausgangsteils 60 angeordnet ist. Das Scheibenteil 64 ist dabei derart radial nach innen verlängert, dass es mittels eines Nietelements 46 mit dem Pendelflansch drehfest verbunden ist, wobei der Pendelflansch 44 eine Verzahnung 66 an dessen Innenseite zur Verbindung mit der Abtriebsnabe 36 aufweist.
Bezugszeichenliste

10: Torsionsschwingungsdämpfer
12: Fliehkraftpendeleinrichtung
14: Dämpfereingangsteil
16: Kupplungsausgang
18: Wandlerüberbrückungskupplung
20: Nietelement
22: Energiespeicherelement
24: Dämpferzwischenteil
26: Dämpferausgangsteil
28: Scheibenteil
30: Scheibenteil
32: Energiespeicherelement
34: Ausschnitt
36: Abtriebsnabe
38: Verzahnung
40: Verzahnung
42: Verzahnung
41: Sicherungsring
44: Pendelflansch
46: Nietelement
48: Turbinenrad
50: Pendelmassen
52: Abstandsbolzen
54: Nietelement
56: flanschartiger Abschnitt
58: Dämpferzwischenteil
60: Dämpferausgangsteil
62: Scheibenteil
64: Scheibenteil
66: Verzahnung
68: Aussparung
70: Aussparung

Claims

Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung (18) und einem antriebsseitig verbundenen Wandlergehäuse und einem damit drehfest verbundenen Pumpenrad sowie einem abtriebsseitig mit einer Abtriebsnabe (36) drehfest verbundenen Turbinenrad (48) und einem wirksam zwischen Kupplungsausgang (16) der Wandlerüberbrückungskupplung (18) und der Abtriebsnabe (36) angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer (10) sowie mit einer innerhalb des Wandlergehäuses angeordneten und einen Pendelflansch (44) mit daran begrenzt verschwenkbaren Pendelmassen (50) aufweisenden Fliehkraftpendeleinrichtung (12) dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelflansch (44) axial zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer (10) und dem Turbinenrad (48) angeordnet und mit einem Dämpferausgangsteil (26, 60) des Torsionsschwingungsdämpfers (10) drehfest verbunden ist und das Dämpferausgangsteil (26, 60) und/oder der Pendelflansch über eine formschlüssige Verbindung mit der Abtriebsnabe (36) unmittelbar verbindbar ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung als Verzahnung ausgeführt ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung als Verstemmung oder Verschweißung ausgeführt ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Abtriebsnabe (36) über die Verzahnung verbundene Bauteil axial auf der Abtriebsnabe (36) gesichert ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad (48) mit der Abtriebsnabe (36) über eine weitere formschlüssige Verbindung verbunden ist, insbesondere mittels eines Nietelements (20, 46, 54) verbunden ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelflansch (44) mit dem Dämpferausgangsteil (26, 60) vernietet ist.