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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentwandlereinrichtung, umfassend eine Gehäuseanordnung, eine in der Gehäuseanordnung angeordnete hydrodynamische Einrichtung und eine Überbrückungskupplungseinrichtung zur zumindest teilweisen Überbrückung der hydrodynamischen Einrichtung, wobei die Überbrückungskupplungseinrichtung eine Reibeinrichtung und ein axial verschiebliches Kolbenelement zur Betätigung der Reibeinrichtung umfasst, wobei das Kolbenelement auf einem Kolbenträger axial verschieblich angeordnet ist, und wobei durch die Überbrückungskupplungseinrichtung zumindest zwei Fluidräume, ein Kolbenraum und ein Torusraum, in der Gehäuseanordnung gebildet werden und wobei das Kolbenelement mittels einer Druckdifferenz zwischen den beiden Fluidräumen betätigbar ist.
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Bisher bekannte Drehmomentwandler in Getrieben von Kraftfahrzeugen weisen üblicherweise eine Wandlerüberbrückungskupplung auf, um je nach Bedarf eine ebenfalls in üblicher Weise angeordnete hydrodynamische Einrichtung zur Drehmomentwandlung zu überbrücken. Die Wandlerüberbrückungskupplung wird mittels eines Kolbens zur Betätigung einer Reibeinrichtung betätigt. Wird der Kolben betätigt, wird durch die Reibeinrichtung eine reibschlüssige Verbindung zwischen Getriebegehäuse und hydrodynamischer Einrichtung bereitgestellt und führt zur drehmomenttechnischen Überbrückung derselben. In den meisten Fahrsituationen, wo ein eindeutiges Druckverhältnis zwischen einem Kolbenraum, der durch den Raum zwischen einer Gehäusewand des Drehmomentwandlers und dem Kolben gebildet wird und einem Torusraum, also insbesondere dem Raum zwischen Kolben und der hydrodynamischen Einrichtung besteht, ist dies unbedenklich, da hier die Wandlerüberbrückungskupplung entweder offen oder geschlossen ist.
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Nachteilig ist jedoch das schnelle Umschalten von einem Drehmomentwandlerbetrieb auf einen Wandlerüberbrückungskupplungsbetrieb: Die Wandlerüberbrückungskupplung wird dann ruckartig geschlossen, was für den Fahrer eines Kraftfahrzeugs deutlich spürbar ist. Der vom Fahrer zu spürende Ruck beruht dabei auf Folgendem: Während des Motorbeschleunigungsvorgangs wird der Drehmomentwandler vom Drehmomentwandlerbetrieb zum Wandlerüberbrückungskupplungsbetrieb umgeschaltet. Zu Beginn des Umschaltens ist der Kolbenraumdruck niedriger als der Druck im Torusraum, weshalb sich der Kolben in der geöffneten Stellung befindet. Das Umschalten in den Wandlerüberbrückungskupplungsbetrieb bedingt, dass sich der Druck im Torusraum nach und nach bis zu einem Mindestfülldruck abbaut. Zusätzlich wird auch der Druck im Kolbenraum erhöht, bis es dann zu einer Druckverhältnisumkehrung zwischen Kolbenraumdruck und Torusraumdruck kommt. Der dadurch plötzlich auf Anschlag fahrende Kolben ist je nach Schaltgeschwindigkeit im Fahrzeug als besagter Ruck spürbar. Ein weiterer Nachteil ist, dass eine definierte Zwischenstellung zwischen einer geschlossenen und einer offenen Wandlerüberbrückungskupplung nicht möglich ist und so das Fahren mit Schlupf nicht möglich ist.
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Aus der
DE 100 01 906 A1 ist eine hydrodynamische Kupplungseinrichtung bekanntgeworden. Dabei ist ein elastisches Verbindungselement angeordnet, welches eine drehfeste Verbindung zwischen einem Kupplungskolben und einer Gehäuseanordnung ermöglicht. Das Verbindungselement ist beispielsweise als Blechteil ausgebildet und in seinem radial äußeren Bereich durch Vernietung mit dem Kupplungskolben verbunden und in seinem radial inneren Bereich axial zwischen der Gehäusenabe und dem Gehäusedeckel eingepresst und/oder mittels einer Laserschweißnaht fixiert. Nachteilig dabei ist jedoch, dass das elastische Element zum einen fix mit dem Gehäusedeckel, zum anderen ebenfalls fest mit dem Kolben verbunden ist. Dies führt zu einer äußerst eingeschränkten Beweglichkeit des Kolbens an sich.
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Aus der
DE 10 2009 042 078 A1 ist eine weitere Drehmomentwandlereinrichtung bekanntgeworden. Hierbei sind zwei Kolbenelemente angeordnet, wobei das erste Kolbenelement, welches der Gehäuseseite zugewandt ist, zur Betätigung der Überbrückungskupplung dient. Das zweite Kolbenelement ist wie das erste Kolbenelement axial verschieblich angeordnet, wobei sich beide gegeneinander über eine zwischen den beiden Kolben angeordnete Tellerfeder abstützen, d.h. zwischen dem ersten und zweiten Kolbenelement besteht eine axial wirkende Federverbindung. Nachteilig dabei ist, dass dadurch allgemein ein großer Bauraum benötigt wird, zum anderen ist diese Anordnung auch teuer und aufwändig, da zwei Kolbenelemente angeordnet werden müssen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Drehmomentwandlereinrichtung zur Verfügung zu stellen, die zum einen den Kolben für die Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung während der Druckverhältnisumkehrung zwischen Torus- und Kolbenraum sicher in der geöffneten Position hält und ebenfalls den Kolben auch während des Schließens immer an einer definierten Position, insbesondere für die Regelung im Schlupfbetrieb, hält. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehmomentwandlereinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche einfach herzustellen und flexibel an jeweilige Gegebenheiten anpassbar ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drehmomentwandlereinrichtung anzugeben, die kostengünstig herstellbar ist, nicht wesentlich mehr Bauraum benötigt und gleichzeitig zuverlässig ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Drehmomentwandlereinrichtung anzugeben.
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Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben bei einer Drehmomentwandlereinrichtung, umfassend eine Gehäuseanordnung, eine in der Gehäuseanordnung angeordnete hydrodynamische Einrichtung und eine Überbrückungskupplungseinrichtung zur zumindest teilweisen Überbrückung der hydrodynamischen Einrichtung, wobei die Überbrückungskupplungseinrichtung eine Reibeinrichtung und ein axial verschiebliches Kolbenelement zur Betätigung der Reibeinrichtung umfasst, wobei das Kolbenelement auf einem Kolbenträger axial verschieblich angeordnet ist, wobei durch die Überbrückungskupplungseinrichtung zumindest zwei Fluidräume, ein Kolbenraum und ein Torusraum, in der Gehäuseanordnung gebildet werden und wobei das Kolbenelement mittels einer Druckdifferenz zwischen den beiden Fluidräumen betätigbar ist, dadurch, dass eine Federeinrichtung für das Kolbenelement und eine Zentriereinrichtung für das Kolbenelement zur Zentrierung der Federeinrichtung am Kolbenelement angeordnet ist, und/oder eine Federeinrichtung für die Reibeinrichtung angeordnet ist, wobei die Federeinrichtung für besagtes Kolbenelement und/oder für besagte Reibeinrichtung jeweils derart ausgebildet ist, sodass bei einer Druckverhältnisumkehrung, insbesondere während des Öffnens und/oder Schließen der Überbrückungskupplungseinrichtung, zwischen den beiden Fluidräumen besagtes Kolbenelement und/oder besagte Reibeinrichtung in einer definierten axialen Position angeordnet sind.
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Mittels der Federeinrichtung und der Zentriereinrichtung zur Zentrierung der Federeinrichtung zumindest am Kolbenelement kann sowohl während der Druckverhältnisumkehrung als auch während des Schließens und Öffnens der Kolben zur Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung jeweils in einer definierten Position gehalten werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass mittels der Zentriereinrichtung große Federwege ermöglicht werden, so dass die Drehmomentwandlereinrichtung, insbesondere die Überbrückungskupplungseinrichtung äußerst flexibel an verschiedene Anforderungen anpassbar ist: Mittels des Zentrierelements wird die Federeinrichtung und ihre Federelemente zuverlässig auch bei langen Federwegen in ihrer optimalen Lage automatisch gehalten.
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Unter einer Welle ist nachfolgend nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente verdrehfest miteinander verbinden.
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Zwei Elemente werden insbesondere als miteinander verbunden bezeichnet, wenn zwischen den Elementen eine feste, insbesondere verdrehfeste Verbindung, besteht. Insbesondere drehen solche verbundenen Elemente mit der gleichen Drehzahl.
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Zwei Elemente werden im Weiteren als koppelbar oder verbindbar bezeichnet, wenn zwischen diesen Elementen eine lösbare Verbindung besteht. Insbesondere drehen solche Elemente mit der gleichen Drehzahl, wenn die Verbindung besteht.
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Die verschiedenen Bauteile und Elemente der genannten Erfindung können dabei über eine Welle bzw. ein Verbindungselement, aber auch direkt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Press- oder einer sonstigen Verbindung miteinander verbunden sein.
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Unter einer Kupplung ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen, ein Schaltelement zu verstehen, welches, je nach Betätigungszustand, eine Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen zulässt oder eine Verbindung zur Übertragung eines Drehmoments darstellt. Unter einer Relativbewegung ist beispielsweise eine Rotation zweier Bauteile zu verstehen, wobei die Drehzahl des ersten Bauteils und die Drehzahl des zweiten Bauteils voneinander abweichen. Darüber hinaus ist auch die Rotation nur eines der beiden Bauteile denkbar, während das andere Bauteil still steht oder in entgegengesetzter Richtung rotiert.
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Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Kupplung eine geöffnete Kupplung zu verstehen. Dies bedeutet, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen möglich ist. Bei betätigter bzw. geschlossener Kupplung rotieren die beiden Bauteile dementsprechend mit gleicher Drehzahl in dieselbe Richtung.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Zweckmäßigerweise sind zwischen Federeinrichtung und Kolbenträger und/oder Kolbenelement ein Sicherungselement und/oder ein Toleranzelement, insbesondere zur formschlüssigen Verbindung angeordnet. Dadurch kann beispielsweise der Abstand zwischen einer inneren und einer äußeren Anlage des Federelementes eingestellt werden, in dem beispielsweise das Toleranzelement entsprechend dick gewählt wird. Mittels des Sicherungselementes kann die Federeinrichtung gegen ein Herausrutschen gesichert werden. Mittels des Sicherungselementes kann auch verhindert werden, dass – falls beispielsweise als Federeinrichtung eine Tellerfeder verwendet wird – diese sich nicht in das Auflagematerial einarbeiten kann; eine Hysterese wird dadurch zuverlässig vermieden. Sicherungselement und Toleranzelement können auch einstückig ausgebildet sein.
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Vorteilhafterweise ist die Zentriereinrichtung im der Federeinrichtung zugewandten Bereich des Kolbenelementes angeordnet und umfasst ein Zentrierelement, insbesondere in Form eines Stegs. Durch das im besagten Bereich angeordnete Zentrierelement kann sich die Federeinrichtung, insbesondere durch einen über der Auflagekante angeordneten Steg am Kolbenelement zentrieren, wodurch eine gleichmäßige axiale Druckkraft erzeugt wird.
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Vorteilhafterweise ist der der Federeinrichtung zugewandte Bereich des Kolbenelements in Form einer abgerundeten Kante, welche mit der Federeinrichtung zusammenwirkt, ausgebildet. Damit wird verhindert, dass bei einem Schwenken der Federeinrichtung sich diese in das Material des Kolbenelements einarbeitet: In dem sie nicht mit der Kante, sondern mit der Seite an der Anlagefläche am Kolbenelement aufliegt, kann diese sich dann auf der abgerundeten Kante des Kolbenelements abrollen, wobei die Kante S-förmig ausgebildet sein kann.
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Zweckmäßigerweise ist die Federeinrichtung für das Kolbenelement in Form einer Schraubendruck-, Schraubenzug- oder Tellerfeder ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Ausführung der Federeinrichtung.
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Vorteilhafterweise ist die Federeinrichtung für die Reibeinrichtung in Form einer oder mehreren Wellfedern ausgebildet. Mittels der ein oder mehreren Wellfedern kann beispielsweise durch die Anordnung von Federn zwischen Reibelementen der Reibeinrichtung durch den geringen Federweg auch die Belastung für die Federelemente gesenkt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass so beispielsweise die Federn die Reibelemente im unbetätigten Zustand auf Abstand halten und somit die durch beispielsweise Öl verursachte Reibung reduzieren.
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Zweckmäßigerweise ist die Federeinrichtung in radialer Richtung innerhalb des Radius des Kolbenelementes angeordnet. Ein Vorteil dabei ist, dass somit die Federeinrichtung im Wesentlichen im Bereich des Kolbenträgers angeordnet ist, und die Bewegung des Kolbenelementes wenig eingeschränkt ist.
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Vorteilhafterweise ist die Federeinrichtung in radialer Richtung außerhalb, d.h. auf Höhe der radialen Erstreckung des Kolbenelementes angeordnet. Der Vorteil hierbei ist, dass der Bereich des Kolbenträgers kompakt ausgestaltet werden kann und gleichzeitig der im Allgemeinen große vorhandene Bauraum zwischen dem Kolbenelement und der hydrodynamischen Einrichtung genutzt werden kann. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität, da beispielsweise große Federwege damit möglich sind.
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Zweckmäßigerweise ist die Zentriereinrichtung an einem Anbindungselement zwischen Federeinrichtung und Kolbenträger angeordnet. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität hinsichtlich der möglichen Ausgestaltungen der Federeinrichtung, da diese flexibel mittels des Anbindungselements am Kolbenträger abgestützt werden kann.
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Vorteilhafterweise ist die Federeinrichtung im gemeinsamen Festlegungsbereich von Kolbenträger und Gehäuseanordnung angeordnet. Dies ermöglicht eine einfache und bauteilarme Festlegung der Federeinrichtung.
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Zweckmäßigerweise ist das Anbindungselement mittels eines Bajonettverschlusses und/oder mittels eines Toleranzelements, insbesondere in Form eines Sprengrings, am Kolbenträger festlegbar. Ist das Anbindungselement mittels eines Bajonettverschlusses festgelegt, ist dieser kostengünstig herstellbar, da dieser durch Biegen und Beschneiden eines Blechs hergestellt werden kann, was ebenfalls nur wenige zu verwendende Bauteile insgesamt bedeutet. Mittels eines Toleranzelements, insbesondere in Form eines Sprengrings kann das Anbindungselement zuverlässig am Kolbenträger festgelegt werden und insbesondere kann durch die Wahl des Toleranzelements auch eine Kompensation bei der Montage hinsichtlich der Einbaulage der Federeinrichtung ermöglicht bzw. erreicht werden.
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Vorteilhafterweise umfasst die Reibeinrichtung als Reibelemente mehrere Lamellen zur reibschlüssigen Verbindung und die Wellfedern sind zwischen den Lamellen, insbesondere zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden Lamellen angeordnet. Dadurch ist lediglich ein geringer Federweg für die Wellfedern nötig, was den Bauraum nicht wesentlich vergrößert. Ebenso reduziert sich die Belastung der Wellfedern.
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Zweckmäßigerweise ist das Sicherungselement, angeordnet zwischen a) Federeinrichtung und Kolbenelement und/oder b) zwischen Federeinrichtung und Kolbenträger als hartes Element ausgebildet. Mittels eines harten Elementes kann ebenfalls ein Einarbeiten von Federelementen in ein weicheres Material zur Abstützung verhindert werden. Beispielsweise kann dies in Form einer harten Scheibe, etc. ausgebildet sein. Je nach Bedarf kann auch ein zusätzliches hartes Element angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise weist die Zentriereinrichtung einen gebogenen Bund oder Sicken auf und/oder ist hakenförmig ausgebildet. Damit kann auf einfache Weise eine formschlüssige Verbindung zwischen Federeinrichtung und Sicherungselement einerseits und Kolbenträger und Sicherungselement andererseits hergestellt werden.
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Zweckmäßigerweise sind ein oder mehrere Trennelemente zur Separierung von radial innenliegenden und radial außenliegenden Lamellen angeordnet. Damit wird eine zuverlässige und nahezu vollständige Separierung von innenliegenden und außenliegenden Lamellen ermöglicht. Dies kann beispielsweise mittels der Federeinrichtung und einer entsprechenden axialen Lagerung der Lamellen erreicht werden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
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Dabei zeigen jeweils in schematischer Form
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1 eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 einen Teil/Ausschnitt der Drehmomentwandlereinrichtung gemäß 1 im Detail;
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3 einen weiteren Teil/Ausschnitt der Drehmomentwandlereinrichtung im Detail gemäß 1;
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4 eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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8 eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist eine Ausführungsform eines Drehmomentwandlers mit innenliegender Tellerfeder 9 als Federeinrichtung dargestellt. Die Drehmomentwandlereinrichtung umfasst dabei ein Gehäuse 4, das drehfest mit einer Eingangswelle 7 eines Getriebes verbunden ist. Im Bereich der Eingangswelle 7 ist auf der innenliegenden Seite der Gehäuseanordnung 4 ein Kolbenträger 8 fest angeordnet (Bezugszeichen 12), auf dem ein Kolben 6 axial beweglich ist. Zwischen dem Kolbenträger 8 und dem Kolben 6 sowie zwischen Kolben 6 und Gehäuseanordnung 4 ist jeweils eine Dichtung 13a bzw. 13b angeordnet. Der Kolben 6 ist im Wesentlichen entlang der Kontur des Gehäuses 4 ausgebildet und bildet zwischen sich, dem Gehäuse 4, und dem Kolbenträger 8 einen Kolbenraum KR, ebenfalls begrenzt durch die Dichtungen 13a, 13b. Auf der dem Kolben 6 axial gegenüberliegenden Seite, umfasst der Drehmomentwandler eine hydrodynamische Einrichtung 1, 2, 3, die zwischen sich und dem Kolben 6 einen sog. Torusraum TR bildet.
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Weiterhin ist zwischen Kolben 6 und Kolbenträger 8 eine Tellerfeder 9 angeordnet, die sich über eine harte Scheibe 11 an einem Distanz- oder Sprengring 10 abstützt, der sich wiederum teilweise formschlüssig am Kolbenträger 8 abstützt, so dass der Kolben 6 mit der Kraft der Tellerfeder 9 beaufschlagbar ist. Die Tellerfeder 9 verläuft dabei im Wesentlichen in senkrechter, d.h. in radialer Richtung. Wird der Kolben 6 in axialer Richtung in 1 nach rechts bewegt, wirkt dieser mit einem Lamellenpaket 5 einer Reibeinrichtung 5a einer Wandlerüberbrückungskupplung K für die hydrodynamische Einrichtung 1, 2, 3 zusammen, die in 1 schematisch dargestellt ist. Zur Zentrierung der Tellerfeder 9 am Kolben 6 ist eine Zentriereinrichtung Z im Bereich des Zusammenwirkens der beiden Bauteile 6, 9 angeordnet. Wird diese Wandlerüberbrückungskupplung K betätigt, wird eine reibschlüssige Verbindung zwischen Gehäuse 4 und hydrodynamischer Einrichtung 1, 2, 3, insbesondere mit dem Turbinenrad 1 ermöglicht.
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2 zeigt einen Teil/Ausschnitt der Drehmomentwandlereinrichtung gemäß 1 im Detail.
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In 2 ist im Detail der Bereich der Festlegung der Tellerfeder 9 am Kolbenträger 8 dargestellt. Die Tellerfeder 9 stützt sich über eine Zentriereinrichtung Z, umfassend im Wesentlichen eine S-förmig ausgebildete harte Scheibe 11 und einen Sicherungs- oder Sprengring 10, wobei sich die harte Scheibe 11 formschlüssig an dem Sicherungs- oder Sprengring 10 abstützt, formschlüssig am Kolbenträger 8 ab. Der Sicherungsring 10 kann dabei Einbautoleranzen und Verfahrwege der Tellerfeder 9 kompensieren, so dass eine Vielzahl von verschiedenen Federeinbaulagen ermöglicht wird. Um die Einbaulage bzw. den Federweg der Tellerfeder 9 einzustellen, kann bei der Montage der Abstand zwischen der inneren und äußeren Federanlage gemessen werden und durch entsprechende Wahl der Dicke des Sicherungsrings 10 die Tellerfeder 9 auf ein bestimmtes Einbaumaß eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das gewünschte Einbaumaß mit verschiedenen Dicken von Einstellscheiben oder gehärteten Scheiben oder ähnlichem justiert werden.
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Um eine Hysterese einer Feder, hier in Form einer Tellerfeder 9 zu vermeiden, ist es erforderlich, dass sich die üblicherweise harte Tellerfeder 9 nicht im Auflagematerial des Sicherungsrings 10 einarbeiten kann. Hierzu ist in 2 die harte Scheibe 11 vorgesehen, welche der Tellerfeder 9 eine umlaufende Auflagefläche bietet und ein Einarbeiten im Material des Sicherungsrings 10 verhindert. Die harte Scheibe 11 ist dabei so gebogen, dass durch eine formschlüssige Verbindung der Sicherungsring 10 am Herausspringen gehindert wird. Im Gegensatz hierzu ist die Federanlage am Kolben 6 mit einer Rundung versehen, wie dies in 3 dargestellt ist.
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3 zeigt einen weiteren Teil/Ausschnitt der Drehmomentwandlereinrichtung im Detail gemäß 1.
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In 3 ist der Bereich des Kolbens 6, der in Wirkverbindung mit der Tellerfeder 9 steht und als Teil der Zentriereinrichtung Z wirkt, im Detail gezeigt. Die Tellerfeder 9 liegt dabei an einer abgerundeten Kante mit einem S-förmigen Verlauf 14 an, so dass beim Schwenken der Tellerfeder 9 sichergestellt ist, dass diese sich nicht in einem weicheren Material des Kolbens 6 einarbeitet. Dies wird also dadurch bewerkstelligt, in dem sie nicht mit der Kante, sondern mit einer Seite an der Anlagefläche am Kolben 6 aufliegt und sich dann auf dem abgerundeten Kolben 6 abrollen kann. Weiter ist in 3 ein axialer Steg 17 am Kolben 6 als Zentriereinrichtung Z gezeigt, an dem sich die Tellerfeder 9 zentrieren kann, wodurch eine gleichmäßige axiale Druckkraft erzeugt wird.
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4 zeigt eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 4 ist im Wesentlichen eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zur Drehmomentwandlereinrichtung gemäß 1 ist bei der Drehmomentwandlereinrichtung gemäß 4 anstelle der innenliegenden Tellerfeder 9 nun ein innenliegendes Schraubendruckfederpaket 9 angeordnet: Somit ist nun zwischen Sicherungsring 10 und Kolben 6 eine Schraubendruckfeder 9 angeordnet, die sich an einer Zentriereinrichtung Z, umfassend einerseits ein im Wesentlichen S-förmiges Halteblech 15b, an dem sich das Federpaket 9 am Kolben 6 abstützt und andererseits ein zweites Halteblech 15a, an dem sich das Federpaket 9 am Sicherungsring 10 abstützt. Auf die harte Scheibe 11 kann hier verzichtet werden. Die Funktion des Sicherungselementes wird durch das axial und radial innere Halteblech 15a sichergestellt, welches insbesondere durch einen gebogenen Bund oder durch angeprägte Sicken oder ähnliches eine formschlüssige Verbindung mit dem Sicherungsring, insbesondere in Form eines Sprengrings 10 ermöglicht. Der Vorteil der Verwendung einer Schraubendruckfeder ist ihre lineare Federkennlinie. Das S-förmige Halteblech 15b weist die Form eines axialen Steg bzw. Auskragung oder Biegung als Zentriereinrichtung Z zur Zentrierung am Kolben 6 auf, so dass eine zuverlässige Kraftübertragung von dem Schraubendruckfederpaket 9 auf den Kolben 6 ermöglicht wird.
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5 zeigt eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 5 ist im Wesentlichen eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß 4 gezeigt. Im Unterschied zur Drehmomentwandlereinrichtung gemäß 4 ist in 5 anstelle des innenliegenden Schraubendruckfederpakets ein innenliegendes Schraubenzugfederpaket 9 angeordnet. Bei diesem kann auf das innenliegende Halteblech 15a verzichtet werden, da die Schraubenzugfeder 9 am Kolbenträger 8 im Festlegungsbereich 12 von Gehäuse 4 und Kolbenträger 8 festgelegt ist. Der Kolben 6 wird über das Halteblech 15b, an welchem die Schraubenzugfeder 9 festgelegt ist, entsprechend betätigt. Die Zentriereinrichtung Z umfasst hier wieder einen axialen Steg des Halteblechs 15b zur Zentrierung des Schraubenzugfederpakets 9 am Kolben 6, so dass eine zuverlässige Kraftübertragung von dem Schraubenzugfederpaket 9 auf den Kolben 6 ermöglicht wird.
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6 zeigt eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 6 ist eine Ausführungsform einer Drehmomentwandlereinrichtung gezeigt mit radial außenliegender Tellerfeder 9. Hier wird die Tellerfeder 9 über ein zusätzliches Anbindungsblech 16 am Kolbenträger 8 abgestützt. Um möglichst wenig Bauteile zu verwenden erfolgt die Festlegung des Anbindungsblechs 16 am Kolbenträger 8 mittels eines Bajonettverschlusses BV. Dieser kann einfach und kostengünstig hergestellt werden, beispielsweise durch Biegen und Beschneiden des Anbindungsbleches. Alternativ ist auch eine Anbindung über ein Sicherungselement, beispielsweise einen Sicherungsring oder ähnliches möglich. Das Anbindungsblech 16 weist weiter eine Zentriereinrichtung Z in Form einer hakenförmigen Ausbildung des Anbindungsblechs 16 im Bereich der Anlage der Tellerfeder 9 auf. Zwischen Kolben 6 und Tellerfeder 9 ist weiter im Bereich der Kraftübertragung derselben eine harte Scheibe 11 angeordnet. Wie auch in der Ausführungsform der 1 rollt sich die Tellerfeder 9 auf einer abgerundeten Gegenfläche des Anbindungsblechs 16 ab. Dabei erstreckt sich das Anbindungsblech 16 im Wesentlichen vom Kolbenträger 8 in radialer Richtung bis unterhalb der Wandlerüberbrückungskupplung K.
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7 zeigt eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 7 ist im Wesentlichen eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß 6 gezeigt. Im Unterschied zur Drehmomentwandlereinrichtung gemäß 6 ist bei der Drehmomentwandlereinrichtung gemäß 7 ein außenliegendes Schraubendruckfederpaket 9 angeordnet. Die Feder 9 stützt sich hierbei über ein Halteblech 15b ab. Im Bereich des Kolbenträgers 8 ist das Halteblech 15b, das mit einem Bajonettverschluss BV versehen ist, der das Halteblech 15b am Kolbenträger 8 festgelegt. Die Zentriereinrichtung Z ist hier in Form eines viertelkreisförmigen Bogens des Halteblechs 15b ausgebildet. Alternativ ist auch hier eine Festlegung des Halteblechs 15b mittels eines Sicherungsrings am Kolbenträger 8 möglich. Die andere Seite des Federpakets 9 ist am Kolben 6 festgelegt. Bei Festlegung mittels eines Sicherungsrings wird dann in analoger Weise wie vorstehend genannt eine formschlüssige Verbindung mit dem Sicherungsring ermöglicht und so ein Herausspringen vermieden. Einer der Vorteile eines außenliegenden Schraubendruckfederpakets 9 ist, dass bei einem außenliegenden Schraubendruckfederpaket ein größerer Durchmesser möglich ist neben dem bereits erwähnten Vorteil einer linearen Kennlinie. Dadurch besteht die Möglichkeit einer größeren Federanzahl und somit einer besseren Federkraft- und Federkennlinieneinstellung.
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8 zeigt eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 8 sind Federn 9 zwischen Lamellen 5 einer Reibeinrichtung 5a für die Wandlerüberbrückungskupplung K angeordnet. Die Lamellen 5 werden durch eine Verzahnung VZ an dem Gehäuse 4 als auch an einem Lamellenträger LT, der mit dem Turbinenrad 1 verbunden ist, zentriert. Die Verzahnung bildet somit eine Zentriereinrichtung Z für die Lamellen 5 und damit für die Wellfedern 9. In 8 ist die Wellfederung 9 zwischen den Außenlamellen dargestellt. Hierdurch wird eine geringe Anzahl an beeinflussenden Bauteilen und damit einen geringeren Federweg ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich können dann weitere oder andere federnde oder elastische nachgiebige Elemente zwischen den Lamellen 5 angeordnet werden. Durch den geringen Federweg reduziert sich auch die Belastung der Federn 9. Insgesamt ergibt dies den Vorteil, dass die Lamellen 5 im unbetätigten Zustand auf Abstand gehalten werden und somit die durch Hydrauliköl verursachte Reibung reduziert wird. Durch Vergrößerung des radialen Bauraumes für die Lamellen kann die Federkraft flexibler eingestellt werden, beispielsweise durch ein Vergrößern eines Verzahnungsdurchmessers im Gehäuse 4 oder eine Verkleinerung des mittleren Reiberadius. Mittels eines in 8 nicht gezeigten Abstandselementes können die Lamellen, also die Innen- und Außenlamellen nicht nur in axialer Richtung, sondern auch in radialer Richtung separiert werden. Hierfür ist ein definierter Abstand zwischen dem Innen- und Außenlamellenpaket erforderlich. Dies kann durch eine Kombination von Federung und axialer Lagerung der jeweiligen Lamellenpakete ermöglicht werden.
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Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung unter anderem den Vorteil, dass eine definierte Position des Kolbenelements bei veränderlichen Drücken im Kolben- und Torusraum zur Verfügung gestellt wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Drehmomentwandlereinrichtung einfach und kostengünstig herstellbar und zuverlässig ist.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Turbine
- 2
- Pumpe
- 3
- Leitrad
- 4
- Deckel Gehäuse
- 5
- Lamellenpaket
- 5a
- Reibeeinrichtung
- 6
- Kolben
- 7
- Eingangswelle
- 8
- Kolbenträger
- 9
- Feder
- 10
- Sicherungsring
- 11
- hohe Scheibe
- 12
- Festlegung Kolbenträger am Deckel
- 13a, 13b
- Dichtung
- 14
- S-förmiger Verlauf Kante Kolbenelement
- 15a, 15b
- Halteblech
- 16
- Anbindungsblech
- 17
- Steg
- K
- Wandlerüberbrückungskupplung
- KR
- Kolbenraum
- TR
- Torusraum
- R
- Radius Kolbenelement
- Z
- Zentriereinrichtung
- BV
- Bajonettverschluss
- LT
- Lamellenträger
- VZ
- Verzahnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10001906 A1 [0004]
- DE 102009042078 A1 [0005]
