DE102011100166A1

DE102011100166A1 - Reibpaket für Dämpfernabe

Info

Publication number: DE102011100166A1
Application number: DE102011100166A
Authority: DE
Inventors: Patrick Lindemann; Mark Graf
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2011-05-02
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2031-05-03
Also published as: US8931608B2; US20110278121A1; DE102011100166B4

Abstract

Eine Reibanordnung für einen Drehmomentwandler weist folgendes auf: eine Seitenscheibe für einen DämAusgangsnabe; ein Turbinenrad für den Drehmomentwandler; und eine Tellerfeder. Die Seitenscheibe und die Scheibe sind fest mit dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers verbunden. Die Tellerfeder ist direkt mit der Ausgangsnabe im Eingriff, so dass sich die Tellerfeder mit der Ausgangsnabe dreht und axial mit Bezug auf die Ausgangsnabe verschieblich ist. Die Tellerfeder befindet sich in direktem Eingriff mit der Seitenscheibe und der Scheibe, so dass die Tellerfeder axial durch die Seitenscheibe und die Scheibe eingegrenzt wird. Die Tellerfeder ist mit Bezug auf die Seitenscheibe und die Scheibe drehbar.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Erzeugen von Hysterese in einem Drehmomentwandler. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Tellerfeder um Energie zwischen drehenden Bauteilen in einem Drehmomentwandler aufzunehmen.
Die US-Patentanmeldung 2009-0107792 lehrt einen Reihendämpfer mit Hysterese in einem einzelnen Dämpfer. Die vorangehende Anmeldung lehrt eine axiale Höhe für eine zusammengepresste Tellerfeder die in einem bestimmten Verhältnis zu einer Ausbildung einer Seitenscheibe für den Dämpfer steht.
Gemäß den hierin dargestellten Ausführungsformen wird eine Reibanordnung für einen Drehmomentwandler zur Verfügung gestellt die folgendes aufweist: eine Seitenscheibe für einen Dämpfer in dem Drehmomentwandler; eine Scheibe; eine Ausgangsnabe Zur Verbindung mit einer Eingangswelle eines Getriebes; und eine Tellerfeder. Die Seitenscheibe und die Scheibe sind fest mit einem Turbinenrad des Drehmomentwandlers verbunden. Die Tellerfeder befindet sich in direktem Eingriff mit der Ausgangsnabe, so dass sich die Tellerfeder mit der Ausgangsnabe dreht und axial mit Bezug auf die Ausgangsnabe verschieblich ist. Die Tellerfeder befindet sich im direkten Eingriff mit der Seitenscheibe so dass die Tellerfeder in axialer Richtung durch die Seitenscheibe und die Scheibe eingegrenzt wird. Die Tellerfeder ist mit Bezug auf die Seitenscheibe und die Scheibe drehbar.
Gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen wird ein Drehmomentwandler zur Verfügung gestellt, der folgendes aufweist: einen Dämpfer; eine Turbine; eine Ausgangsnabe zur Verbindung mit einer Ausgangswelle eines Getriebes; und eine Tellerfeder. Die Tellerfeder befindet sich im direkten Eingriff mit der Ausgangsnabe, so dass sich die Tellerfeder mit der Ausgangsnabe dreht. Die Tellerfeder ist mit Bezug auf den Dämpfer und die Turbine axial festgelegt und ist mit Bezug auf den Dämpfer und die Turbine drehbar.
Gemäß den hierin dargestellten Ausführungsformen wird ein Drehmomentwandler zur Verfügung gestellt, der folgendes aufweist: eine Dämpferseitenscheibe; eine Scheibe; ein Turbinenrad mit einem Bereich der axial zwischen der Dämpferseitenscheibe und der Scheibe angeordnet ist; eine Ausgangsnabe zur Verbindung mit einer Eingangswelle eines Getriebes; eine Tellerfeder mit einem äusseren Umfangsbereich der durch Druck zwischen der Dämpferseitenscheibe und der Scheibe in Eingriff kommt. Die Tellerfeder befindet sich in direktem Eingriff mit der Ausgangsnabe, so dass sich die Tellerfeder mit der Ausgangsnabe dreht. Eine axiale Höhe der Tellerfeder zwischen der Seitenscheibe und der Scheibe ist identisch mit einer axialen Dicke des Bereichs des Turbinenrades.
Diese und weitere Aufgaben und Vorzüge der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung und aus den beigefügten Zeichnungen und Patentansprüchen ersichtlich.
Verschiedene Ausführungsformen werden nur beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Schemazeichnungen erläutert, wobei gleiche Bezugszahlen gleichwertige Teile bezeichnen. Darin zeigt:
1A eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems, welches räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden;
1B eine perspektivische Ansicht eines Gegenstands im Zylinderkoordinatensystem von 1A, welches räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
2 eine teilweise Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers mit einer Reibanordnung;
3 eine Vorderansicht der in 2 gezeigten Tellerfeder;
4 eine Querschnittsansicht der in 3 gezeigten Tellerfeder, allgemein entlang der Linie 4-4 in 3;
5 eine Hinteransicht der Ausgangsnabe und der Tellerfeder die in 2 gezeigt werden.
Eingangs ist festzuhalten, dass gleiche Bezugszahlen in verschiedenen Zeichnungsansichten gleiche oder funktional ähnliche elementare Bestandteile der Erfindung bezeichnen. Obgleich die vorliegende Erfindung in Bezug auf derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wird, ist festzuhalten, dass die beanspruchte Erfindung nicht auf die offengelegten Ausführungsformen beschränkt ist.
Weiterhin ist festzuhalten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte beschriebene Methodik, Werkstoffe und Modifikationen beschränkt ist und als solche natürlich variiert werden kann. Es ist ebenso festzuhalten, dass die hier verwendeten Bezeichnungen nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen dienen und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken, der nur durch die beigefügten Patentansprüche begrenzt ist.
Falls nicht anders bestimmt, dann haben alle technischen und wissenschaftlichen Ausdrücke, die hier verwendet werden die gleiche Bedeutung wie sie allgemein von Fachleuten im Bereich der Technik wo die Erfindung angesiedelt ist verstanden wird. Obgleich beliebige Verfahren, Vorrichtungen oder Werkstoffe, die ähnlich oder gleichwertig zu den Beschriebenen sind, beim Ausführen oder Ausprobieren der Erfindung verwendet werden können, werden nun bevorzugte Verfahren, Vorrichtungen und Werkstoffe beschrieben.
1A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 80, welche räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Zusammenhang mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, welche im Folgenden als Bezug für Richtungsbezeichnungen und räumliche Bezeichnungen verwendet wird. Die Adjektive „axial”, „radial”, und „umfänglich” beziehen sich jeweils auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 (der senkrecht zur Achse 81 ist), und zum Umfang 83. Die Adjektive „axial”, „radial”, und „umfänglich” beziehen sich auch auf Ausrichtungen parallel zu den betreffenden Ebenen. Um die Anordnung von verschiedenen Ebenen zu verdeutlichen, werden die Gegenstände 84, 85 und 86 verwendet. Die Fläche 87 des Gegenstandes 84 bildet eine axiale Ebene. Das bedeutet, die Achse 81 bildet eine Mantellinie. Die Fläche 88 des Gegenstands 85 bildet eine radiale Ebene. Das bedeutet, der Radius 82 bildet eine Mantellinie. Die Fläche 89 des Gegenstandes 86 bildet eine Umfangsfläche. Das bedeutet, der Umfang 83 bildet eine Mantellinie. In einem weiteren Beispiel erfolgt die axiale Bewegung oder Anordnung parallel zur Achse 81, die radiale Bewegung oder Anordnung erfolgt parallel zum Radius 82, und die umfängliche Bewegung oder Anordnung erfolgt parallel zum Umfang 83. Die Drehung erfolgt mit Bezug auf die Achse 81.
Die Adverbien „axial”, „radial”, und „umfänglich” beziehen jeweils sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82, oder zum Umfang 83. Die Adverbien „axial”, „radial”, und „umfänglich” beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu den jeweiligen Ebenen.
1B ist eine perspektivische Ansicht des Gegenstands 90 in dem Zylinderkoordinatensystems 80 von 1A, welche räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden. Der zylindrische Gegenstand 90 steht für einen zylindrischen Gegenstand in einem Zylinderkoordinatensystem, und schränkt die vorliegende Erfindung in keinster Weise ein. Der Gegenstand 90 weist eine axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92, und eine Umfangsfläche 93 auf. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene, und die Fläche 93 ist Teil einer Umfangsfläche.
2 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers mit einer Reibanordnung 100. Die Reibanordnung 100 weist eine Seitenscheibe 104 für den Dämpfer 106 auf, eine Scheibe 108, eine Ausgangsnabe 110 und eine Tellerfeder 112 auf. Die Ausgangsnabe dient zur Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle (nicht gezeigt). Die Seitenscheibe und die Scheibe sind mit dem Turbinenrad 116 der Turbine 117 durch in der Technik bekannte Mittel verbunden, beispielsweise durch einen Niet 118. Es kann eine beliebige Anzahl von Nieten 118 verwendet werden.
3 zeigt eine Vorderansicht der in 2 gezeigten Tellerfeder 112.
4 zeigt eine Querschnittsansicht der Tellerfeder 112 allgemeine entlang der Linie 4-4 in 3.
5 zeigt eine rückwertige Ansicht der Ausgangsnabe 110 und der Tellerfeder 112 die in 2 gezeigt werden. Das nun folgende ist mit Bezug auf die 2 bis 5 zu sehen. In einer Ausführungsform befindet sich die Tellerfeder in direktem Eingriff mit der Ausgangsnabe, so dass sich die Tellerfeder mit der Ausgangsnabe dreht. Das heisst die Drehung der Ausgangsnabe bewirkt gleichzeitig eine Drehung der Feder aufgrund des Eingriffs zwischen der Feder und der Nabe. In einer Ausführungsform ist die Feder axial mit Bezug auf die Nabe beweglich. in einer Ausführungsform befindet sich die Tellerfeder in direktem Eingriff mit der Seitenscheibe und der Scheibe, so dass die Tellerfeder axial von der Seitenscheibe und der Scheibe gehalten wird. Weiterhin ist die Feder mit Bezug auf die Seitenscheibe und die Scheibe drehbar. Das heisst die Feder kann sich relativ zu der Seitenscheibe und der Scheibe drehen. In einer Ausführungsform befindet sich die Feder im Eingriff mit der Fläche 120 der Seitenscheibe, wobei die Fläche von dem Dämpferflansch 122 weg weist.
Die Tellerfeder ist axial mit Bezug auf den Dämpfer und die Turbine festgelegt. In einer Ausführungsform ist die Dämpferfeder axial mit Bezug auf die Seitenscheibe und die Scheibe festgelegt. In einer Ausführungsform befindet sich die Tellerfeder im Reibeingriff mit der Seitenscheibe und der Scheibe. Beispielsweise befindet sich die Seitenscheibe und die Scheibe im Druckeingriff mit der Feder, das heisst die Seitenscheibe und die Scheibe Oben jeweils axial Kräfte auf die Feder aus, beispielsweise jeweils auf innere und äussere Umfangsbereiche 124 und 125 der Feder, so dass die Feder zwischen der Seitenscheibe und der Scheibe zusammengedruckt wird und unter Spannung gesetzt wird. Die Feder reagiert auf den Druckeingriff dadurch, dass sie eine Kraft auf die Seitenscheibe und die Scheibe ausübt.
Der Druckeingriff und Reibeingriff der Feder mit der Seitenscheibe und der Scheibe und die Relativdrehung der Feder mit Bezug auf die Seitenscheibe und die Scheibe stellt eine Hysterese oder Absorption unerwünschte Energie in dem Drehmomentwandler zur Verfügung. Das heisst die Anordnung 100 absorbiert Energie die anderenfalls eine unerwünschte Vibrationen oder Schwingungen in dem Drehmomentwandler hervorrufen würde. Es ist wünschenswert, dass die Kraft auf die Feder und die Reibung zwischen der Feder und der Seitenscheibe und der Scheibe für Drehmomentwandler die eine Anordnung 100 aufweisen konstant ist. Des Turbinenrad weist eine Dicke 126 auf. In einer Ausführungsform ist die axiale Hohe 128 der Tellerfeder zwischen der Seitenscheibe und der Scheibe gleich der Dicke 126.
Die Tellerfeder wird axial zwischen der Seitenscheibe und der Scheibe zusammengepresst. Eine Druckkraft zwischen der Tellerfeder und der Seitenscheibe und der Scheibe wird allein durch die Charakteristik der Feder selbst bestimmt und durch einen axialen Abstand zwischen der Seitenscheibe und der Scheibe welcher gleich der Dicke des Turbinenrades ist. Damit werden die Druckkräfte und Reibkräfte zwischen der Feder und der Seitenscheibe und der Scheibe auch allein durch die Charakteristik der Feder selbst bestimmt und durch einen axialen Abstand zwischen der Seitenscheibe und der Scheibe. Das heisst, der einzige Faktor außer der Feder selbst welcher die Druckkraft bestimmt ist die Dicke 126. Beispielsweise beeinflussen Toleranzen die mit anderen Bauteilen des Drehmomentwandlers wie zum Beispiel die Dicke der Seitenscheibe 104 die Druckkraft nicht. In einer Ausführungsform ist die Federcharakteristik die freie Höhe 129 der Feder. Die freie Höhe ist die axiale Erstreckung der Feder in einem freien unbelasteten Zustand. Damit hängt in vorteilhafter Weise die Höhe 128, die der primäre Parameter zum Bestimmen der von der Tellerfeder aufgenommenen Last ist, nur von der Dicke 126 ab, anstatt beispielsweise von der Charakteristik oder Struktur von anderen oder mehreren Bauteilen in dem Drehmomentwandler abzuhängen.
Allgemein werden jeweilige Toleranzen für die Dicke 126 für eine Mehrzahl von Drehmomentwandlern mit einer Anordnung 100, beispielsweise eines Drehmomentwandlers 102 streng überwacht was eine hohe Gleichmäßigkeit entsprechender Höhen 128 und entsprechender Kräfte auf den Federn und für die jeweilige Reibung zwischen den Federn und den Seitenscheiben bedingt. Damit sind vorteilhafterweise die entsprechenden Lasten die von den Tellerfedern aufgenommen werden für eine Vielzahl von Drehmomentwandlern sehr gleichmäßig. Das bedeutet, dass jeweilige Federn 112 für einen Betrieb in einem breiten Lastbereich nicht erforderlich sind. Der Betrieb in einem breiten Lastbereich erzeugt üblicherweise für die jeweiligen Federn ungleichmäßige Ergebnisse. Beispielsweise erzeugt ein solcher Betrieb eine ungleichmäßige Aufnahme unerwünschte Energie. Jedoch sind die entsprechenden Lasten die von Drehmomentwandlern einschliesslich einer entsprechenden Anordnung 100 aufgenommen werden in vorteilhafter Weise gleichmäßig. Beispielsweise schwanken die Lasten nicht da die Feder nicht über einen unerwünscht breiten Bereich von Einsatzbedingungen wie zum Beispiel unterschiedlichen Druck- und Reibkräften zwischen den jeweiligen Seitenscheiben betrieben wird.
In einer Ausführungsform weist die Ausgangsnabe Ausschnitte 130 und 132 auf und die Tellerfeder weist Vorsprünge 134 und 136 auf die sich radial nach innen von dem Innenumfang 124 der Tellerfeder erstrecken. Die Vorsprünge 134 und 136 weisen jeweils eine Umfangslänge 140 und 142 auf die von einander verschieden sind. Beispielsweise ist die Länge 140 größer als die Länge 142. Vorsprünge 134 und 136 sind jeweils in Ausschnitten 130 und 132 angeordnet. Die Ausführung der Ausschnitte und Vorsprünge stellt sicher, dass die Feder in der Einrichtung in der in den Figuren gezeigten Anordnung eingebaut wird. Insbesondere ist die Feder so eingebaut, dass sie die Ecke 144 der Scheibe 108 nicht kontaktiert. Ein Kontakt mit der Ecke kann unerwünschten Verschleiss an der Feder hervorrufen. Daher ist es aufgrund der relativen Größe und Anordnung des Ausschnitts und der Vorsprünge nur möglich die Feder in der in den Figuren gezeigten Anordnung einzubauen. Beispielsweise passt der Vorsprung 134 in den Ausschnitt 130, aber er ist zu breit um in den Ausschnitt 132 zu passen. Daher ist nur eine Anordnung der Feder und der Nabe möglich.
In einer Ausführungsform weist der Drehmomentwandler 102 einen Deckel 144, eine Pumpe 146, ein Pumpenrad 148, ein Leitrad 150, und eine Drehmomentwandlerkupplung 152 auf. Die Kupplung 152 weist eine Kolbenscheibe 154 und eine Kupplungsscheibe 156 auf die sich im drehfesten Eingriff mit der Seitenscheibe 158 des Dämpfers befindet. Obgleich die Anordnung 100 mit dem Drehmomentwandler 102 gezeigt wird der eine bestimmte Anzahl und Anordnung von Bauteilen aufweist ist festzuhalten, dass die Anordnung 100 nicht auf eine Verwendung mit einem Drehmomentwandler beschränkt ist der den Satz und die Anordnung von Bauteilen enthält die für den Drehmomentwandler 102 gezeigt werden und dass die Anordnung 100 mit Drehmomentwandlern verwendbar ist die verschiedene Sätze und/oder Anordnungen von Bauteilen aufweisen als die für den Drehmomentwandler 102 gezeigten.
In einer Ausführungsform wird die Anordnung 100 dadurch hergestellt, dass die Tellerfeder und das Turbinenrad auf eine Scheibe 108 geschichtet werden, wobei die Seitenscheibe und die Feder und das Turbinenrad die aufeinander geschichteten Bauteile so zusammendrucken, dass die Seitenscheibe und die Scheibe 108 mit dem Turbinenrad in Kontakt sind und die Seitenscheibe und das Turbinenrad und die Scheibe mit einem Niet oder Nieten 118 befestigt werden.
Daraus wird ersichtlich, dass die Ziele der vorliegenden Erfindung wirksam erreicht werden, obgleich Modifikationen und Änderungen an der Erfindung für Fachleute ersichtlich sind, und sich diese Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung befinden. Festzuhalten ist auch, dass die vorangegangene Beschreibung lediglich die vorliegende Erfindung beispielhaft darstellt und in keinster Weise einschränkt. Daher sind andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich ohne über den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung hinauszugehen.

Claims

Reibanordnung für einen Drehmomentwandler die folgendes aufweist: eine Seitenscheibe für einen Dämpfer in dem Drehmomentwandler; eine Scheibe; eine Ausgangsnabe; ein Turbinenrad für den Drehmomentwandler; und eine Tellerfeder, wobei die Seitenscheibe und die Scheibe fest mit dem Turbinenrad verbunden sind, wobei die Tellerfeder direkt mit der Ausgangsnabe im Eingriff ist, so dass sich die Tellerfeder mit der Ausgangsnabe dreht und axial mit Bezug auf die Ausgangsnabe verschieblich ist, wobei sich die Tellerfeder in direktem Eingriff mit der Seitenscheibe und der Scheibe befindet, so dass die Tellerfeder axial durch die Seitenscheibe und die Scheibe eingegrenzt wird; und wobei die Tellerfeder mit Bezug auf die Seitenscheibe und die Scheibe drehbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei sich die Tellerfeder im Reibeingriff mit der Seitenscheibe und der Scheibe befindet.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei sich die Tellerfeder unter Druck im Eingriff mit der Seitenscheibe und der Scheibe befindet.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Turbinenrad eine Dicke aufweist, und wobei eine axiale Höhe der Tellerfeder zwischen der Seitenscheibe und der Scheibe identisch mit der Dicke des Turbinenrads ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Turbinenrad eine Dicke aufweist die Tellerfeder axial zwischen der Seitenscheibe und der Scheibe zusammengedrückt ist, wobei eine Druckkraft zwischen der Tellerfeder und der Seitenscheibe durch eine freie Höhe der Feder und einen axialen Abstand zwischen der Seitenscheibe und der Scheibe bestimmt wird, und wobei der axiale Abstand gleich der Dicke des Turbinenrads ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Seitenscheibe eine Fläche aufweist, die von einem Dämpferflansch weg weist, und wobei die Tellerfeder sich im Eingriff mit der Oberfläche der Seitenscheibe befindet.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Ausgangsnabe einen ersten und einen zweiten Ausschnitt aufweist, wobei die Tellerfeder einen ersten und einen zweiten Vorsprung aufweist der sich radial nach innen von einem Innenumfang der Tellerfeder erstreckt und jeweils in dem ersten und zweiten Ausschnitt angeordnet ist; und wobei der erste und der zweite Vorsprung jeweils eine erste und eine zweite Umfangslänge aufweist die sich voneinander unterscheiden.