DE102015215888A1 - Centrifugal pendulum and hydrodynamic torque converter with centrifugal pendulum - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel (4) und einen hydrodynamischen Drehmomentwandler (1) mit einem um die Getriebeeingangswelle (6) angeordneten Gehäuse (14), einem in das Gehäuse (14) integrierten Pumpenrad (3), wobei das Gehäuse (14) ein gegenüber diesem verdrehbar angeordnetes Turbinenrad (10), eine zwischen Pumpenrad (3) und Turbinenrad (10) wirksam angeordnete Wandlerüberbrückungskupplung (9), gegebenenfalls einen Drehschwingungsdämpfer (13) und ein Fliehkraftpendel (4) aufnimmt. Um die Pendelelemente (29) besser zu führen, ist zwischen den Pendelelementen (29) und den Pendellaufbahnen (35) in Verlagerungsrichtung der Pendelelemente (29) ein Formschluss (49) vorgesehen.The invention relates to a centrifugal pendulum (4) and a hydrodynamic torque converter (1) having a housing (14) arranged around the transmission input shaft (6), an impeller (3) integrated in the housing (14), the housing (14) being opposite one another this rotatably arranged turbine wheel (10), between the impeller (3) and turbine wheel (10) effectively arranged converter lockup clutch (9), optionally a torsional vibration damper (13) and a centrifugal pendulum (4) receives. To better guide the pendulum elements (29), a positive connection (49) is provided between the pendulum elements (29) and the pendulum tracks (35) in the direction of displacement of the pendulum elements (29).
Description
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel und einen mit diesem ausgestatteten hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem um die Getriebeeingangswelle angeordneten Gehäuse, einem in das Gehäuse integrierten Pumpenrad, wobei das Gehäuse ein gegenüber diesem verdrehbar angeordnetes Turbinenrad, eine zwischen Pumpenrad und Turbinenrad wirksam angeordnete Wandlerüberbrückungskupplung und gegebenenfalls einen Drehschwingungsdämpfer aufnimmt.The invention relates to a centrifugal pendulum and equipped with this hydrodynamic torque converter with a arranged around the transmission input shaft housing, an integrated pump in the housing impeller, wherein the housing receives a relation to this rotatably arranged turbine wheel, an effective between the impeller and turbine torque converter lock-up clutch and optionally a torsional vibration damper ,
Fliehkraftpendel sind aus Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen hinreichend bekannt. Hierbei ist um eine Drehachse beispielsweise einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes oder dergleichen ein Trägerteil verdrehbar aufgenommen. An dem Trägerteil sind über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet, die in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse gegenüber dem Trägerteil pendelnd an dem Trägerteil aufgehängt sind. Durch diese pendelnde Aufhängung bilden die Pendelmassen im Fliehkraftfeld des drehenden Trägerteils einen drehzahladaptiven Drehschwingungstilger, indem die Pendelmassen durch entsprechende Auslenkung dem Antriebsstrang während Drehmomentspitzen Energie entziehen und bei Drehmomentminima zuführen.Centrifugal pendulum are sufficiently known from drive trains of motor vehicles. Here, a support member is rotatably received about an axis of rotation, for example, a crankshaft of an internal combustion engine, a transmission input shaft of a transmission or the like. Pendulum masses distributed over the circumference are arranged on the support part, which are suspended in a plane perpendicular to the axis of rotation with respect to the support part in a pendulum fashion on the support part. Due to this pendulum suspension, the pendulum masses in the centrifugal force field of the rotating support member form a speed-adaptive torsional vibration damper by withdrawing the pendulum mass energy through corresponding deflection of the drive train during torque peaks and feed at torque minima.
Beispielsweise können – wie aus der
Ein Fliehkraftpendel kann – wie beispielsweise anhand der oben genannten Druckschriften
Desweiteren sind hydrodynamische Drehmomentwandler aus Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen bekannt und sind vorzugsweise zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe angeordnet. Dabei wird zum Anfahren des Kraftfahrzeuges bevorzugt die Wandlerfunktion des Drehmomentwandlers mit Drehmomentüberhöhung genutzt, indem das Drehmoment vom Gehäuse, das mittels der Kurbelwelle von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, über das Pumpenrad geleitet wird. Das Pumpenrad treibt dabei ein Turbinenrad an, welches das Drehmoment über ein Ausgangsteil unter Abstützung an einem Leitrad zur Momentenerhöhung auf eine Getriebeeingangswelle des Getriebes überträgt. Bei höheren Drehzahlen wird eine zwischen Pumpenrad und Turbinenrad wirksam angeordnete Wandlerüberbrückungskupplung geschlossen, so dass das Drehmoment unter Überbrückung der Wandlerkomponenten direkt vom Gehäuse über das Ausgangsteil auf die Getriebeeingangswelle übertragen wird und somit der sich verschlechternde Wirkungsgrad der Wandlerkomponenten bei höheren Drehzahlen eliminiert wird.Furthermore, hydrodynamic torque converter from drive trains of motor vehicles are known and are preferably arranged between an internal combustion engine and a transmission. In this case, the converter function of the torque converter with torque increase is preferably used to start the motor vehicle by the torque from the housing, which is driven by means of the crankshaft of the internal combustion engine, is passed through the impeller. The impeller thereby drives a turbine wheel, which transmits the torque via an output part under support to a stator for torque increase to a transmission input shaft of the transmission. At higher speeds, a lock-up clutch operatively arranged between impeller and turbine wheel is closed so that the torque is transmitted directly from the housing to the transmission input shaft, bypassing the converter components, thus eliminating the deteriorating efficiency of the converter components at higher speeds.
Die verwendeten Brennkraftmaschinen, beispielsweise 4-Zylinder-Diesel-Motoren, weisen hohe Drehungleichförmigkeiten auf, so dass in dem Gehäuse des Drehmomentwandlers ein oder mehrere Drehschwingungsdämpfer vorgesehen sind, die je nach deren Anordnung bei offener und/oder geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung zwischen dem Gehäuse und dem Ausgangsteil beziehungsweise zwischen Turbinenrad und dem Ausgangsteil des Drehmomentwandlers wirksam sind. Dabei ist unter einem Drehschwingungsdämpfer in bekannter Weise eine Anordnung mit einem Eingangs- und einem Ausgangsteil zu verstehen, die entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung begrenzt gegeneinander verdrehbar sind. Derartige Drehschwingungsdämpfer können mehrere Dämpferstufen enthalten, die zueinander seriell und/oder parallel angeordnet sind.The internal combustion engines used, for example, 4-cylinder diesel engines, have high rotational irregularities, so that in the housing of the torque converter, one or more torsional vibration dampers are provided, depending on their arrangement with open and / or closed lockup clutch between the housing and the output part or between the turbine wheel and the output part of the torque converter are effective. Here, under a torsional vibration damper in a known manner to understand an arrangement with an input and an output part, which are against the action of a spring device limited against each other rotated. Such torsional vibration dampers may include a plurality of damper stages, which are arranged to each other serially and / or in parallel.
Zur verbesserten Schwingungsisolation der Drehschwingungen der Brennkraftmaschine ist weiterhin die Verwendung von Fliehkraftpendeln im Gehäuse des Drehmomentwandlers bekannt, die in Verbindung mit Drehschwingungsdämpfern wirksam im Gehäuse integriert sind. Beispielsweise ist aus der
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen beziehungsweise nebengeordneten Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.The object is solved by the subject matter of claim 1. The dependent of this or independent claims give advantageous embodiments of the subject matter of claim 1 again.
Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel enthält einen um eine Drehachse angeordneten Pendelelementträger und über den Umfang verteilt an diesem angeordnete Pendelrollen. The proposed centrifugal pendulum contains a pendulum element carrier arranged about a rotation axis and distributed over the circumference arranged on this pendulum rollers.
Der Pendelelementträger kann aus einem einzigen als Pendelflansch ausgebildeten Scheibenteil ausgebildet sein, welcher beidseitig über den Umfang verteilt angeordnete Pendelelemente aufnimmt. Axial gegenüberliegende Pendelelemente können fest miteinander verbunden sein. Der Pendelelementträger kann aus zwei oder mehreren Scheibenteilen gebildet sein, wobei jeweils zwei Scheibenteile axial zwischen sich Pendelabschnitte aufweisen, zwischen denen axial und über den Umfang verteilt Pendelelemente aufgenommen sind. The pendulum element carrier can be formed from a single disk part designed as a pendulum flange, which accommodates pendulum elements arranged distributed on both sides over the circumference. Axial opposing pendulum elements can be firmly connected. The pendulum element carrier can be formed from two or more disc parts, wherein in each case two disc parts have axially between them pendulum sections, between which are distributed axially and distributed over the circumference pendulum elements.
Die Pendelelemente können als Pendelrollen ausgebildet sein, welche eine Pendellaufbahn aufweisen, mit der sie an dem Pendelelementträger abwälzen und damit monofilar ausgebildete Pendelbewegungen gegenüber dem Pendelelementträger ausführen. Die Pendelelemente können als bifilar an dem Pendelelementträger aufgehängte Pendelmassen ausgebildet sein, wobei die Pendelmassen mittels zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager an dem Pendelelementträger aufgehängt sind. Die Pendellager sind als komplementär zueinander ausgebildete Pendellaufbahnen der Pendelmassen und des Pendelelementträgers ausgebildet, auf denen ein zwischen den Pendellaufbahnen eines Pendellagers angeordneter Wälzkörper, beispielsweise eine Pendelrolle abwälzt. The pendulum elements may be formed as spherical rollers, which have a pendulum track, with which they roll on the pendulum element carrier and thus perform monofilar pendulum movements relative to the pendulum element carrier. The pendulum elements may be formed as bifilar pendulum masses suspended on the pendulum element carrier, wherein the pendulum masses are suspended by means of two circumferentially spaced pendulum bearings on the pendulum element carrier. The pendulum bearings are designed as complementary to each other formed pendulum tracks of the pendulum masses and the pendulum element carrier on which an arranged between the pendulum tracks of a pendulum bearing rolling elements, for example, a pendulum roller rolls.
Die Pendelelemente können beispielsweise als Scheiben aus Blech gebildet sein und rund, elliptisch, in Tropfenform oder ähnlicher Form ausgebildet sein. Die Pendelelemente sind verliergesichert an dem Pendelelementträger aufgenommen. Unter Fliehkrafteinwirkung des um die Drehachse drehenden Pendelelementträgers bilden die Pendelelemente mittels einer Wälzfläche mit einer Wälzfläche einer Pendellaufbahn des Pendelelementträgers einen Anlagekontakt. Bevorzugt kann der Pendelelementträger einteilig aus einem einen Pendelflansch bildenden Scheibenteilen oder zweiteilig oder mehrteilig aus Scheibenteilen wie Seitenteilen aus Blech gebildet sein, wobei die Pendelelemente axial zwischen diesen in einzelnen Pendelräumen getrennt voneinander aufgenommen sind. Beide Scheibenteile sind miteinander fest verbunden, beispielsweise vernietet oder verschweißt. Eines oder beide Scheibenteile sind drehangetrieben, beispielsweise von einer Kurbel- oder Getriebeeingangswelle oder in ein Aggregat, beispielsweise eingangs- und/oder ausgangsseitig in eine Kupplungsscheibe, einen Drehmomentwandler, eine Reibungskupplung, eine Doppelkupplung, eine Elektromaschine oder dergleichen integriert.The pendulum elements may be formed, for example, as discs made of sheet metal and round, elliptical, be formed in a teardrop or similar shape. The pendulum elements are captive secured to the pendulum element carrier. Under the action of centrifugal force of the pendulum element carrier rotating about the axis of rotation, the pendulum elements form a bearing contact by means of a rolling surface with a rolling surface of a pendulum track of the pendulum element carrier. Preferably, the pendulum element carrier may be formed integrally from a disc flange forming disc parts or in two parts or more parts of disc parts such as side panels made of sheet metal, wherein the pendulum elements are axially separated between them in individual pendulum spaces from each other. Both disc parts are firmly connected to each other, for example, riveted or welded. One or both disc parts are rotationally driven, for example, from a crank or transmission input shaft or in an aggregate, for example, input and / or output side in a clutch disc, a torque converter, a friction clutch, a dual clutch, an electric machine or the like integrated.
Unter Fliehkrafteinwirkung verlagern sich die Pendelelemente gegen die Pendellaufbahnen und verlagern sich dort zur Tilgung von Drehschwingungen. Über der Drehachse des Pendelelementträgers befindliche Pendelelemente sind in bevorzugter Weise bei zu geringer Fliehkraft gegen eine radiale Verlagerung nach radial innen geschützt. Hierzu können entsprechende Anschläge, beispielsweise weiche Anschlagpuffer, Federelemente oder dergleichen vorgesehen sein.Under centrifugal force, the pendulum elements shift against the pendulum tracks and shift there to eradicate torsional vibrations. About the axis of rotation of the pendulum element carrier located pendulum elements are protected in a preferred manner at too low centrifugal force against a radial displacement radially inward. For this purpose, corresponding stops, for example, soft stop buffer, spring elements or the like may be provided.
Das Fliehkraftpendel ist auf zumindest eine vorgegebene Schwingungsordnung, beispielsweise eine Hauptschwingungsordnung der Brennkraftmaschine abgestimmt. Ist in der Brennkraftmaschine eine Zylinderabschaltung vorgesehen, kann das Fliehkraftpendel auf mehrere Schwingungsordnungen, nämlich auf die Schwingungsordnung der vollen Zylinderanzahl und auf die Schwingungsordnungen der Brennkraftmaschine mit den übrigen betriebenen Zylindern abgestimmt sein. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Massen der Pendelelemente beziehungsweise Pendelmassen, unterschiedliche Laufbahnen beziehungsweise Pendellaufbahnen und/oder dergleichen vorgesehen werden. The centrifugal pendulum is tuned to at least one predetermined order of vibration, for example, a main vibration order of the internal combustion engine. If a cylinder deactivation is provided in the internal combustion engine, the centrifugal pendulum can be tuned to a plurality of oscillation orders, namely to the oscillation order of the full number of cylinders and to the oscillation orders of the internal combustion engine with the other cylinders operated. This can be provided for example by different masses of the pendulum elements or pendulum masses, different raceways or pendulum tracks and / or the like.
In dem vorgeschlagenen Fliehkraftpendel können die Pendelelemente axial in einem Trägerabschnitt zumindest zweier Scheibenteile untergebracht sein und beidseitig axial erweiterte Vorsprünge aufweisen. Diese Vorsprünge bilden jeweils mit einem eine Pendellaufbahn aufweisenden Schlitz eines Scheibenteils den Anlagekontakt. Dies bedeutet, dass die Pendelelemente mittels ihrer Vorsprünge in den Schlitzen geführt sind, wobei die Schlitze bogenförmig ausgebildet sind und sowohl den Schwingwinkel der Pendelelemente begrenzen als auch die Pendellaufbahn der Pendelelemente vorgeben.In the proposed centrifugal pendulum pendulum elements may be housed axially in a support portion of at least two disc parts and on both sides axially extended projections. These projections in each case form a bearing contact with a slot of a disk part having a pendulum track. This means that the pendulum elements are guided by means of their projections in the slots, wherein the slots are arcuate and both limit the swing angle of the pendulum elements and specify the pendulum track of the pendulum elements.
Die Vorsprünge können beispielsweise zapfenförmig ausgebildet sein und einen kleineren Durchmesser als ein Außenumfang der Pendelelemente aufweisen.The projections may be, for example, pin-shaped and have a smaller diameter than an outer circumference of the pendulum elements.
Um ein Rutschen der Pendelelemente auf den Pendellaufbahnen zu verhindern, ist in dem vorgeschlagenen Fliehkraftpendel zwischen den Pendelelementen und den Pendellaufbahnen in Verlagerungsrichtung der Pendelelemente ein Formschluss vorgesehen. Der Formschluss kann als Verzahnung zwischen Pendelelementen und Pendellaufbahnen vorgesehen sein. Die Verzahnung ist insbesondere als parallel zur Drehachse der Pendelelemente ausgerichtete Geradverzahnung ausgebildet. Weiterhin kann eine V-förmige Verzahnung vorgesehen sein.In order to prevent slippage of the pendulum elements on the pendulum tracks, is in the proposed centrifugal pendulum between the pendulum elements and the pendulum tracks in the direction of displacement of the pendulum elements a positive connection intended. The positive connection can be provided as a toothing between pendulum elements and pendulum tracks. The toothing is designed, in particular, as a straight toothing aligned parallel to the axis of rotation of the pendulum elements. Furthermore, a V-shaped toothing can be provided.
In einer vorteilhaften Ausführungsform mit axial zwischen zwei den Pendelelementträger bildenden Scheibenteilen angeordneten Pendelelementen können Pendellaufbahnen zur Bildung des Formschlusses mit den Pendelelementen an einem axialen Ansatz eines Scheibenteils angeordnet sein. Das den axialen Ansatz bildende Scheibenteil kann zugleich als Drehantriebsteil des Fliehkraftpendels dienen. Alternativ kann das mit diesem beispielsweise mittels Nieten verbundene Scheibenteil den axialen Ansatz mit den Pendellaufbahnen aufweisen. In an advantageous embodiment, with pendulum elements arranged axially between two disc elements forming the pendulum element carrier, pendulum tracks can be arranged on an axial projection of a disc part to form the positive connection with the pendulum elements. The disk part forming the axial projection can at the same time serve as a rotary drive part of the centrifugal pendulum. Alternatively, the disk part connected to it by means of rivets, for example, can have the axial shoulder with the pendulum raceways.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines Fliehkraftpendels können die den Formschluss bildenden Pendellaufbahnen jeweils an einem bogenförmigen Langloch der Scheibenteile angeordnet sein. According to a further advantageous embodiment of a centrifugal pendulum pendulum tracks which form the positive connection can each be arranged on an arcuate slot of the disc parts.
Um den Formschluss insbesondere bei geringen Drehzahlen des Pendelelementträgers oder bei stehendem Pendelelementträger aufrecht zu erhalten, können die Pendelelemente mit Spiel nach radial innen abgestützt sein. Das Spiel ist dabei kleiner als die Verzahnungstiefe des Formschlusses ausgebildet. Die Abstützung kann radial innerhalb der Pendelelemente durch zumindest eines der beiden Scheibenteile gebildet sein. Beispielsweise kann ein axialer Ansatz, beispielsweise eine Kröpfung eines der beiden Scheibenteile oder beider Scheibenteile den spielbehafteten Anschlag gegenüber den Pendelelementen bilden. Beispielsweise können Anprägungen und/oder Materialumformungen, Materialanhäufungen oder dergleichen beispielsweise mittels eines Fließpressverfahrens den spielbehafteten Anschlag in einem oder beiden Scheibenteilen bilden. Beispielsweise kann der spielbehaftete Anschlag zwischen Langlöchern in dem Pendelelementträger, beispielsweise in einem oder beiden diesen bildenden Scheibenteil und axial in diese eingreifenden Vorsprüngen der Pendelelemente vorgesehen sein. Hierbei können zur Bildung der spielbehafteten Anschläge separat Langlöcher und Vorsprünge ausgebildet sein oder die den Formschluss zwischen Pendelelementträger und Pendelelementen bildenden Langlöcher und Vorsprünge verwendet werden.In order to maintain the positive engagement, especially at low speeds of the pendulum element carrier or standing pendulum element carrier, the pendulum elements can be supported with play radially inward. The game is designed to be smaller than the toothing depth of the positive connection. The support may be formed radially within the pendulum elements by at least one of the two disc parts. For example, an axial projection, for example a cranking of one of the two disk parts or both disk parts, can form the play-related stop with respect to the pendulum elements. For example, embossments and / or material transformations, accumulations of material or the like, for example by means of an extrusion molding process form the play-afflicted stop in one or both disc parts. For example, the play-afflicted stop can be provided between slots in the shuttle element carrier, for example in one or both of these forming disc part and axially engaging in these protrusions of the pendulum elements. In this case, slots and projections may be formed separately for forming the backlash-bearing stops, or the elongated holes and projections forming the positive connection between the pendulum element carrier and the pendulum elements may be used.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können mehrere, beispielsweise zwei Pendelelemente jeweils zwischen zwei Scheibenteilen angeordnet sein. Beispielsweise sind im Falle von zwei Pendelelementen drei Scheibenteile vorgesehen, die an einem Trägerabschnitt jeweils axial voneinander beabstandet sind und die axial benachbarten Pendelelemente jeweils getrennt voneinander aufnehmen. Hierbei kann ein mittleres Scheibenteil mit einer Materialstärke versehen sein, das die Vorsprünge beider Pendelelemente aufnehmen kann. Es hat sich jedoch als vorteilhaft gezeigt, wenn die Vorsprünge axial nebeneinander angeordneter Pendelelemente aus einem die Pendelelemente und Scheibenteile durchgreifenden Stift gebildet sind. Hierdurch kann das mittlere Scheibenteil in derselben oder verminderter Materialstärke wie die anderen Scheibenteile ausgebildet werden. Es versteht sich, dass dies auch bei mehreren zwischen jeweils zwei äußeren Scheibenteilen angeordneten Scheibenteilen und mehr als zwei Pendelelementen zutrifft. Der Stift kann in entsprechende Öffnungen der Pendelelemente nach dem Fügen dieser in den Trägerabschnitt eingepresst werden oder in anderer Weise mit diesen form- reib- und/oder stoffschlüssig verbunden werden. Alternativ kann der Stift vorab in die Pendelelemente eingebracht werden, wobei der Stift anschließend vor dem Fügen wie Vernieten der Scheibenteile in die Schlitze eingefädelt wird. According to an advantageous embodiment, several, for example, two pendulum elements may each be arranged between two disc parts. For example, in the case of two pendulum elements three disc parts are provided, which are each axially spaced from each other on a support portion and each receive the axially adjacent pendulum elements separately. Here, a middle disc part may be provided with a material thickness that can accommodate the projections of both pendulum elements. However, it has proved to be advantageous if the projections of axially juxtaposed pendulum elements are formed from a pendulum elements and disc parts cross-pin. In this way, the middle disc part can be formed in the same or reduced material thickness as the other disc parts. It is understood that this also applies to a plurality of disc parts arranged between each two outer disk parts and more than two pendulum elements. The pin can be pressed into corresponding openings of the pendulum elements after joining them in the support section or in other ways with these form friction and / or materially connected. Alternatively, the pin can be introduced in advance into the pendulum elements, wherein the pin is then threaded before joining as riveting the disc parts in the slots.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann zumindest ein Kontaktbereich zwischen Pendelelementen und Scheibenteilen wärme- und/oder oberflächenbehandelt sein. Beispielsweise können entsprechende Kontaktbereiche, beispielsweise Vorsprünge der Pendelrollen, Stifte und/oder die in den Trägerabschnitten befindlichen Bereiche der Scheibenteile oder die gesamten Bauteile – Scheibenteile und/oder Pendelelemente gehärtet, bevorzugt randschichtgehärtet sein. Alternativ oder zusätzlich können an zumindest einem Kontaktbereich Beschichtungen, beispielsweise Schichten aus diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich können ein Teil der Wälzflächen oder alle Wälzflächen entsprechend wärme- oder oberflächenbehandelt sein. According to an advantageous embodiment, at least one contact area between pendulum elements and disk parts can be heat and / or surface treated. For example, corresponding contact areas, for example projections of the spherical rollers, pins and / or located in the support sections areas of the disc parts or the entire components - disc parts and / or pendulum elements hardened, preferably surface hardened. Alternatively or additionally, coatings, for example layers of diamond-like carbon (DLC), may be provided on at least one contact area. Alternatively or additionally, a part of the rolling surfaces or all rolling surfaces may be correspondingly heat-treated or surface-treated.
Um beispielsweise die Anlageflächen zwischen den Scheibenteilen und den Pendelelementen zur axialen Führung der Pendelelemente zu vermindern, können stirnseitige Kontaktbereiche zwischen Pendelelementen und Scheibenteilen nicht parallel, beispielsweise ballig ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die den Anlagekontakt bildenden Wälzflächen der Pendelelemente und der Scheibenteile zueinander in axiale Richtung nicht parallel ausgebildet sein. Beispielsweise können die Vorsprünge der Pendelelemente oder die Pendellaufbahnen der Scheibenteile an den Schlitzen ballig ausgebildet sein.For example, to reduce the contact surfaces between the disc parts and the pendulum elements for the axial guidance of the pendulum elements, frontal contact areas between pendulum elements and disc parts can not be parallel, for example, spherical. Alternatively or additionally, the contact surfaces forming rolling surfaces of the pendulum elements and the disc parts to each other in the axial direction can not be formed in parallel. For example, the projections of the pendulum elements or the pendulum tracks of the disc parts may be formed spherically at the slots.
Die Pendelelemente und/oder Führungsflansche können in einem Kontaktbereich zueinander oberflächen- oder wärmebehandelt sein.The pendulum elements and / or guide flanges can be surface-treated or heat-treated in a contact area with one another.
Weiterhin kann eine Erzeugung einer Verbindungsschicht im Randbereich durch zusätzliche chemische Elemente gegenüber dem Grundmaterial der Rolle oder eine Erhöhung mindestens eines Anteils dieser chemischen Elemente um mehr als 20% vorzugsweise mehr als 50% vorgesehen sein.Furthermore, a generation of a bonding layer in the edge region by additional chemical elements may be provided over the base material of the roll or an increase of at least a proportion of these chemical elements by more than 20%, preferably more than 50%.
Der Anlagekontakt zwischen Pendelelement und Führungsflansch kann in Richtung der Drehachse der Pendelelemente nicht parallel ausgebildet sein. Beispielsweise kann zumindest ein den Anlagekontakt bildendes Bauteil, beispielsweise ein Vorsprung des Pendelelements gewölbt, beispielsweise ballig, ausgebildet sein.The contact between the pendulum element and the guide flange can not be formed parallel in the direction of the axis of rotation of the pendulum elements. For example, at least one component forming the abutment contact, for example a protrusion of the pendulum element, can be arched, for example crowned.
Beispielsweise kann zur seitlichen Führung der Pendelelemente eine Seitenfläche der Pendelelemente zum Führungsflansch nicht parallel, beispielsweise ballig oder konisch ausgeführt sein, so dass der konstruktive seitliche Kontakt möglichst nahe im Bereich der Drehachse des Pendelelements liegt und eine geringe Reibung zwischen Pendelelement und Führungsflansch erzielt werden kann.For example, for lateral guidance of the pendulum elements, a side surface of the pendulum elements to the guide flange not parallel, for example, be spherical or conical, so that the constructive lateral contact as close as possible in the axis of rotation of the pendulum element and a low friction between the shuttle and guide flange can be achieved.
Der vorgeschlagene hydrodynamische Drehmomentwandler ist um eine Drehachse zwischen einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes wirksam angeordnet. Der Drehmomentwandler kann ein Gehäuse, beispielsweise ein torusförmiges Gehäuse aufweisen, welches um eine Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Das Gehäuse kann auf einem beispielsweise in Form eines Rohrabschnitts ausgebildeten Leitradstutzen gelagert und gegenüber diesem nach außen abgedichtet sein. Das Gehäuse kann von der Kurbelwelle drehangetrieben ausgebildet sein, wobei in das Gehäuse ein Pumpenrad integriert sein kann. Hierzu können an eine vorgeformte Wandlerschale Lamellen aufgenommen, beispielsweise in das Gehäuse eingehängt und dicht verlötet sein.The proposed hydrodynamic torque converter is operatively disposed about an axis of rotation between a crankshaft of an internal combustion engine and a transmission input shaft of a transmission. The torque converter may comprise a housing, for example a toroidal housing, which is arranged around a transmission input shaft. The housing may be mounted on a Leitradstutzen formed for example in the form of a pipe section and sealed against the outside. The housing may be rotationally driven by the crankshaft, wherein in the housing an impeller may be integrated. For this purpose, can be added to a preformed converter shell fins, for example, hung in the housing and be soldered tight.
Über ein in dem Gehäuse vorgehaltenes hydraulisches Fluid, beispielsweise ATF wird von dem Pumpenrad ein Turbinenrad angetrieben. Das Turbinenrad ist drehschlüssig mit der Getriebeeingangswelle verbunden. Insoweit dient das Pumpenrad als Eingangsteil und das Turbinenrad als Ausgangsteil des Drehmomentwandlers. Zwischen Pumpenrad und Turbinenrad kann ein Leitrad mittels eines Freilaufs gehäusefest beispielsweise am Leitradstutzen aufgenommen sein.By means of a hydraulic fluid stored in the housing, for example ATF, a turbine wheel is driven by the impeller. The turbine wheel is rotationally connected to the transmission input shaft. In that regard, the impeller serves as an input part and the turbine wheel as an output part of the torque converter. Between impeller and turbine, a stator by means of a freewheel housing fixed, for example, be taken on Leitradstutzen.
Zur Überbrückung der hydrodynamischen Kopplung zwischen Pumpenrad und dem Turbinenrad ist eine zwischen Pumpenrad und Turbinenrad wirksam angeordnete Wandlerüberbrückungskupplung vorgesehen, welche im geschlossenen Zustand den Drehmomentfluss reibschlüssig vom Gehäuse auf die Getriebeeingangswelle überträgt, im geöffneten Zustand die hydrodynamische Kopplung zwischen Pumpenrad und Turbinenrad schaltet und im schlupfenden Zustand das Drehmoment in ein über die Wandlerüberbrückungskupplung übertragenes Teilmoment und ein über die hydrodynamische Kopplung übertragenes Teilmoment aufteilt. Die Wandlerüberbrückungskupplung wird bevorzugt durch Änderungen der Flüsse oder Drücke des im Gehäuse vorgehaltenen Fluids bewirkt. Die Flüsse des Fluids werden von außen mittels entsprechender Steuereinrichtungen gesteuert und können über Öffnungen beispielsweise in der Getriebeeingangswelle, Spalten zwischen Getriebeeingangswelle und Leitradstutzen und/oder dergleichen zu- und abgeführt werden. Die Wandlerüberbrückungskupplung kann eine zwischen Gehäuse und Turbinenrad angeordnete Lamellenkupplung sein. To bridge the hydrodynamic coupling between impeller and the turbine between a pump and turbine effectively arranged lockup clutch is provided which transmits the torque flow frictionally in the closed state from the housing to the transmission input shaft, in the open state, the hydrodynamic coupling between impeller and turbine turns and in the slipping state the torque is divided into a torque transmitted via the torque converter lock-up clutch and a part-torque transmitted via the hydrodynamic coupling. The converter lockup clutch is preferably effected by changes in the flows or pressures of the fluid held in the housing. The flows of the fluid are controlled from the outside by means of appropriate control devices and can be supplied and removed via openings, for example in the transmission input shaft, gaps between the transmission input shaft and Leitradstutzen and / or the like. The torque converter lockup clutch may be a multi-plate clutch disposed between the housing and the turbine wheel.
Die Wandlerüberbrückungskupplung kann eine zwischen Gehäuse und Turbinenrad angeordnete Reibungskupplung, beispielsweise eine Lamellenkupplung sein oder aus einem einzigen, mit einer Gegenreibfläche einen Reibschluss bildenden Reibbelag gebildet sein. Die Wandlerüberbrückungskupplung kann einen axial verlagerbaren Kolben mit einer Reibfläche enthalten, der mit einer Gegenreibfläche einen Reibschluss bilden kann. Hierbei kann der Kolben drehfest mit der Turbine verbunden sein und mit einer am Gehäuse angeordneten Gegenreibfläche einen Reibschluss bilden Alternativ kann der Kolben drehfest mit dem Turbinenrad verbunden sein und mit einer Gegenreibfläche des Turbinenrads einen Reibschluss bilden. The torque converter lockup clutch may be a friction clutch arranged between the housing and the turbine wheel, for example a multi-plate clutch or may be formed from a single friction lining forming a frictional connection with a counter friction surface. The lockup clutch may include an axially displaceable piston having a friction surface that can frictionally engage a counter friction surface. Here, the piston can be rotatably connected to the turbine and form a frictional engagement with a counter friction surface arranged on the housing. Alternatively, the piston can be connected in a rotationally fixed manner to the turbine wheel and form a frictional connection with a counter friction surface of the turbine wheel.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Wandlerüberbrückungskupplung zwischen Außenumfängen des Pumpenrads und des Turbinenrads angeordnet. Hierdurch können zusätzliche Bauteile, beispielsweise Lamellen der Wandlerüberbrückungskupplung, Kolben und dergleichen eingespart werden. Desweiteren steht durch Wegfall dieser Bauteile zusätzlicher axialer Bauraum zur Verfügung, so dass der Drehmomentwandler axial besonders schmal ausgebildet werden kann. Das Turbinenrad der auf diese Weise ausgebildeten Wandlerüberbrückungskupplung ist so steif ausgebildet, dass die an der Wandlerüberbrückungskupplung am Reibschluss radial außerhalb der Lamellen des Turbinenrads auftretenden Kräfte übertragen werden können. Die Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung erfolgt in bevorzugter Weise, indem an beiden Seiten der Turbinenschale unterschiedliche Fluidströme oder Differenzdrücke eingestellt werden. Das Turbinenrad kann auf der Getriebeeingangswelle verdrehbar und axial begrenzt verlagerbar gelagert sein. Beispielsweise kann die Lagerung mittels einer Buchse vorgesehen sein, die die Getriebeeingangswelle gegenüber dem Turbinenrad abdichtet, so dass zwischen Turbinenrad und Pumpenrad einerseits und dem übrigen Volumen des Gehäuses andererseits unterschiedliche Fluidströme oder Flussrichtungen oder Druckdifferenzen zur Steuerung der Wandlerüberbrückungskupplung eingestellt werden können.According to an advantageous embodiment, the lockup clutch is disposed between outer peripheries of the impeller and the turbine wheel. As a result, additional components, such as fins of the converter lockup clutch, piston and the like can be saved. Furthermore, by eliminating these components additional axial space available, so that the torque converter can be axially formed particularly narrow. The turbine wheel of the lockup clutch formed in this way is designed to be so stiff that the forces occurring at the lockup clutch at the frictional engagement radially outside the vanes of the turbine wheel can be transmitted. The operation of the lockup clutch takes place in a preferred manner by setting different fluid flows or differential pressures on both sides of the turbine shell. The turbine wheel can be rotatably mounted on the transmission input shaft and axially limited displaceable. For example, the bearing can be provided by means of a bush which seals the transmission input shaft relative to the turbine wheel so that different fluid flows or flow directions or pressure differences for controlling the torque converter lockup clutch can be set between the turbine wheel and impeller on the one hand and the remaining volume of the housing on the other hand.
Der Drehmomentwandler enthält weiterhin ein Fliehkraftpendel und optional einen Drehschwingungsdämpfer. Zur verbesserten Schwingungsisolation von Drehschwingungen, einem verbesserten Schutz des Fliehkraftpendels, zur verbesserten Raumausnutzung und dergleichen Insbesondere bei einer Ausbildung der Wandlerüberbrückungskupplung mit radial außen in das Turbinenrad und das Pumpenrad integrierten Reibflächen können Pendelmassen beziehungsweise Pendelelemente des Fliehkraftpendels auf radialer Höhe der Wandlerüberbrückungskupplung angeordnet sein. Hierdurch kann beispielsweise durch axiale Überschneidung des Fliehkraftpendels und des Wandlertorus axialer Bauraum eingespart werden. The torque converter further includes a centrifugal pendulum and optionally a torsional vibration damper. For improved vibration isolation of torsional vibrations, improved protection of the centrifugal pendulum, for improved space utilization and the like Especially in a design of the lockup clutch with radially outside into the turbine and the impeller friction surfaces integrated pendulum masses or pendulum elements of the centrifugal pendulum can be arranged at the radial height of the lockup clutch. As a result, axial space can be saved, for example, by axial overlap of the centrifugal pendulum and the Wandlertorus.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehmomentwandlers kann der Pendelelementträger auf einer Nabe aufgenommen, beispielsweise mit dieser vernietet sein. Die Nabe ist mit der Getriebeeingangswelle drehschlüssig verbunden und weist hierzu beispielsweise ein Innenprofil wie Innenverzahnung auf, welche mit einem Außenprofil wie Außenverzahnung der Getriebeeingangswelle einen Drehschluss bildet.According to an advantageous embodiment of the torque converter, the pendulum element carrier can be accommodated on a hub, for example riveted to it. The hub is rotationally connected to the transmission input shaft and has for this purpose, for example, an inner profile such as internal toothing, which forms a rotational lock with an outer profile such as external toothing of the transmission input shaft.
Entgegen der Wirkungsrichtung des Drehmomentwandlers vom Eingangsteil zum Ausgangsteil mit dem Turbinenrad nachgeschalteten Fliehkraftpendel kann dieses axial zwischen einer der Kurbelwelle zugewandten Wandung des Gehäuses und dem Turbinenrad, also in geometrischer Anordnung zwischen Eingangsteil und Turbinenrad, angeordnet sein. Die Nabe des Fliehkraftpendels kann dabei mit einem endseitigen Abschnitt der Getriebeeingangswelle einen Drehschluss bilden und damit das Ausgangsteil des Drehmomentwandlers bilden.Contrary to the direction of action of the torque converter from the input part to the output part with the turbine downstream centrifugal pendulum, this can be arranged axially between one of the crankshaft facing wall of the housing and the turbine wheel, ie in geometrical arrangement between the input part and turbine wheel. The hub of the centrifugal pendulum can thereby form a rotational circuit with an end portion of the transmission input shaft and thus form the output part of the torque converter.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Pendelelementträger mehrteilig ausgebildet. Beispielsweise kann dieser aus einem die Pendelelemente axial führenden ersten Scheibenteil und einem zweiten, die Pendellaufbahnen aufweisenden Scheibenteil wie Führungsflanschen gebildet sein. Die beiden Scheibenteile können dabei radial innerhalb der Pendelelemente nach deren Einbringung in einen von den Scheibenteilen gebildeten Arbeitsraum miteinander verbunden beispielsweise vernietet sein.In a preferred embodiment, the shuttle element carrier is designed in several parts. For example, this may be formed from a pendulum elements axially leading first disc part and a second, the pendulum tracks having disc part as guide flanges. The two disc parts can be riveted radially within the pendulum elements after their introduction into a working space formed by the disc parts, for example.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erste der beiden miteinander verbundenen Scheibenteile mit der Nabe verbunden.In an advantageous embodiment, the first of the two interconnected disc parts is connected to the hub.
Ein in Wirkrichtung zwischen Turbinenrad und Fliehkraftpendel optional angeordneter Drehschwingungsdämpfer weist ein Eingangsteil auf, welches mit dem Turbinenrad verbunden, beispielsweise vernietet ist. Der Nietkreis dieser Vernietung ist bevorzugt radial innerhalb der Lamellen des Turbinenrads vorgesehen. Das Eingangsteil kann aus einem ringförmigen Blechteil gestanzt und geformt sein. Hierbei können die Elemente der Federeinrichtung, beispielsweise kurze Schraubendruck- oder Bogenfedern, radial außen umgreifend an dem Blechteil vorgesehen sein. Das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers kann mit dem Pendelelementträger direkt oder mit der Nabe verbunden sein. In vorteilhafter Weise können der Pendelelementträger und das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers gemeinsam mit der Nabe verbunden, beispielsweise vernietet sein.An in the effective direction between the turbine wheel and centrifugal pendulum optionally arranged torsional vibration damper has an input part, which is connected to the turbine wheel, for example, riveted. The riveting of this riveting is preferably provided radially within the fins of the turbine wheel. The input part may be stamped and formed from an annular sheet metal part. In this case, the elements of the spring device, for example, short helical or bow springs, may be provided radially on the outside surrounding the sheet metal part. The output part of the torsional vibration damper may be connected to the shuttle element carrier directly or to the hub. Advantageously, the pendulum element carrier and the output part of the torsional vibration damper can be connected together with the hub, for example, riveted.
Der hydrodynamische Drehmomentwandler mit Wandlerüberbrückungskupplung, Fliehkraftpendel und dem optionalen Drehschwingungsdämpfer kann als separate Baueinheit ausgebildet sein, der während der Montage des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs beziehungsweise auf die Getriebeeingangswelle aufgefädelt wird. The hydrodynamic torque converter with lockup clutch, centrifugal pendulum and the optional torsional vibration damper can be designed as a separate unit that is threaded during assembly of the drive train of a motor vehicle or on the transmission input shaft.
Die Erfindung wird anhand des in den
Die
Das Gehäuse
Das Fliehkraftpendel
Die Nabe
Der Drehschwingungsdämpfer
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass zwischen Pumpenrad
Die
Die
Die
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Drehmomentwandler torque converter
- 33
- Pumpenrad impeller
- 44
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 4a4a
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 4b4b
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 55
- Nabe hub
- 66
- Getriebeeingangswelle Transmission input shaft
- 99
- Wandlerüberbrückungskupplung Converter lockup clutch
- 10 10
- Turbinenradturbine
- 1313
- Drehschwingungsdämpfer torsional vibration dampers
- 1414
- Gehäuse casing
- 1515
- Befestigungsmittel fastener
- 1616
- Wandlerschale converter shell
- 1717
- Wandung wall
- 1818
- Ansatz approach
- 1919
- Kupplungsflansch coupling flange
- 2020
- Ringabschnitt ring section
- 2121
- Ansatz approach
- 2222
- Reibbelag friction lining
- 2323
- Kammer chamber
- 2424
- Buchse Rifle
- 2525
- Kammer chamber
- 2626
- Spalt gap
- 2727
- Hohlbohrung hollow bore
- 2828
- Ansatz approach
- 2929
- Pendelelement shuttle
- 29a29a
- Pendelelement shuttle
- 29b29b
- Pendelelement shuttle
- 3030
- Pendelelementträger Shuttle carrier
- 30a30a
- Pendelelementträger Shuttle carrier
- 30b30b
- Pendelelementträger Shuttle carrier
- 3131
- Scheibenteil disk part
- 31a31a
- Scheibenteil disk part
- 31b31b
- Scheibenteil disk part
- 3232
- Scheibenteil disk part
- 32a32a
- Scheibenteil disk part
- 32b32b
- Scheibenteil disk part
- 3333
- Niet rivet
- 3434
- Trägerabschnitt support section
- 3535
- Pendellaufbahn Pendulum career
- 35a35a
- Pendellaufbahn Pendulum career
- 3636
- Langloch Long hole
- 36b36b
- Langloch Long hole
- 3737
- Ausgangsteil output portion
- 3838
- Nabenflansch hub flange
- 38a38a
- Niet rivet
- 3939
- Eingangsteil introductory
- 4040
- Niet rivet
- 4141
- Federelement spring element
- 4242
- Einzug collection
- 4343
- Lamelle lamella
- 4444
- Ansatz approach
- 44a44a
- Ansatz approach
- 45a45a
- Kragen collar
- 4646
- Leitrad stator
- 4747
- Freilauf freewheel
- 4848
- Leitradstutzen Leitradstutzen
- 4949
- Formschluss form-fit
- 49a49a
- Formschluss form-fit
- 49b49b
- Formschluss form-fit
- 5050
- Verzahnung gearing
- 50a50a
- Verzahnung gearing
- 50b50b
- Verzahnung gearing
- 5151
- Vorsprung head Start
- 51b51b
- Vorsprung head Start
- 5252
- Anschlag attack
- 52a 52a
- Anschlag attack
- 52b52b
- Anschlag attack
- 53a53a
- Verzahnungselement toothed element
- 53b53b
- Verzahnungselement toothed element
- 54a54a
- Verzahnungselement toothed element
- 54b54b
- Verzahnungselement toothed element
- 55b55b
- Wandung wall
- A-AA-A
- Schnittlinie intersection
- dd
- Drehachse axis of rotation
- ss
- Spiel game
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- WO 2010/043194 A1 [0007] WO 2010/043194 A1 [0007]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |