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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kraftfahrzeuggetriebe. Sie betrifft insbesondere das Gebiet der hydrodynamischen Drehmomentwandler.
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Technischer Hintergrund
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Hydrodynamische Drehmomentwandler umfassen ein Impulsgeberrad und ein Turbinenrad, mit denen es möglich ist, ein Drehmoment zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe hydrodynamisch zu übertragen. Hydrodynamische Drehmomentwandler umfassen ferner eine Überbrückungskupplung, mit der es insbesondere beim Anfahren des Fahrzeugs möglich ist, das Drehmoment vom Motor zum Getriebe zu übertragen, indem die hydrodynamische Übertragung kurzgeschlossen wird.
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Verbrennungsmotoren weisen aufgrund der in den Motorzylindern aufeinanderfolgenden Explosionen Ungleichförmigkeiten auf. Um die durch die Ungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors verursachten Vibrationen zu filtern, ist bekannt, die hydrodynamischen Drehmomentwandler mit Torsionsdämpfern mit elastischen Organen und/oder mit Pendeldämpfern auszustatten, die im Übertragungsweg zwischen der Überbrückungskupplung und der Getriebeeingangswelle wirken. Wenn kein derartiger Dämpfer vorhanden ist, würden die in das Getriebe eintretenden Vibrationen im Betrieb dort Stöße, Geräusche oder Lärmbelästigungen verursachen, die besonders unerwünscht sind. Ein derartiger hydrodynamischer Drehmomentwandler ist beispielsweise in der
FR 3 011 605 A1 beschrieben.
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Die
DE 10 2008 057 648 A1 offenbart eine Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere zur Leistungsübertragung zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb.
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Aus der
DE 10 2013 215 726 A1 ist eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs bekannt.
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Zudem wird in der
DE 11 2014 000 705 T5 eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler beschrieben.
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Ferner offenbart die
DE 10 2010 054 249 A1 eine Kraftübertragungsvorrichtung, umfassend eine antriebsseitige Komponente und eine hydrodynamische Komponente mit einem Turbinenrad und eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen.
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Hydrodynamische Drehmomentwandler sind jedoch nicht vollständig zufriedenstellend. Die Filterleistungen der Dämpfer, mit denen hydrodynamische Wandler aus dem Stand der Technik ausgestattet sind, erweisen sich insbesondere als unzureichend.
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Kurzzusammenfassung
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Eine Idee, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, eine Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler vorzuschlagen, die zufriedenstellenden Filterleistungen hat.
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Gemäß einer Ausführungsform stellt die Erfindung eine Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler bereit, der dazu vorgesehen ist, innerhalb eines Gehäuses aufgenommen zu sein, wobei die Baugruppe Folgendes aufweist:
- - ein Turbinenrad, das gegenüber einem Impulsgeberrad angeordnet sein soll, das mit dem Gehäuse drehfest verbunden und dazu vorgesehen ist, mit dem Impulsgeberrad um eine Drehachse X in Bezug auf das Gehäuse in Drehung versetzt zu werden,
- - einen Torsionsdämpfer mit elastischen Organen, der Folgendes aufweist:
- • ein Eingangselement und ein Ausgangselement, die um die Achse X zueinander drehbar sind, wobei das Eingangselement über eine Überbrückungskupplung mit dem Gehäuse drehbar gekoppelt sein soll und das Ausgangselement mit einer Eingangswelle eines Getriebes zusammenwirken soll,
- • ein Zwischenelement, das bezogen auf das Eingangselement und das Ausgangselement um die Achse X drehbar angebracht ist,
- • eine erste Dämpfungsstufe, die zum Übertragen eines Drehmoments und zum Dämpfen der Drehungsungleichförmigkeiten zwischen dem Eingangselement und dem Zwischenelement angeordnet ist und elastische Organe aufweist, die zwischen dem Eingangselement und dem Zwischenelement liegen,
- • eine zweite Dämpfungsstufe, die zum Übertragen eines Drehmoments und zum Dämpfen der Drehungsungleichförmigkeiten zwischen dem Zwischenelement und dem Ausgangselement angeordnet ist, wobei die zweite Dämpfungsstufe Folgendes umfasst:
- ◯ mehrere Gruppen elastischer Organe, die jeweils ein erstes und ein zweites elastisches Organ umfassen, die umfangsmäßig nacheinander zwischen dem Zwischenelement und dem Ausgangselement angeordnet sind,
- ◯ ein Phasenorgan, das bezogen auf das Zwischenelement und das Ausgangselement drehbar und umfangsmäßig zwischen dem ersten und dem zweiten elastischen Organ jeder Gruppe elastischer Organe angeordnet ist, um sie nacheinander anzuordnen,
und
- - einen Pendeldämpfer mit einem um die Achse X drehbaren Trägerorgan und am Trägerorgan beweglich angebrachten Pendelgewichten,
bei dem das Turbinenrad mit dem Zwischenelement, dem Phasenorgan oder dem Ausgangselement drehfest verbunden ist, und
bei dem das Trägerorgan des Pendeldämpfers mit dem Zwischenelement oder dem Phasenorgan drehfest verbunden ist.
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Es ist beobachtet worden, dass es mit einer derartigen Baugruppe, bei der ein Torsionsdämpfer mit elastischen Organen mit einem Pendeldämpfer kombiniert wird, wie oben beschrieben ist, möglich ist, hervorragende Leistungen hinsichtlich des Filterns der Ungleichförmigkeiten zu erhalten.
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Durch eine Anordnung des Pendeldämpfers, der mit dem Phasenorgan oder dem Zwischenelement drehfest verbunden ist, ist es insbesondere möglich, gute Leistungen des Pendeldämpfers zu erhalten. Es ist insbesondere festgestellt worden, dass der Pendeldämpfer effizienter ist, zum einen wenn er mit Elementen drehfest verbunden ist, die eine geringe Trägheit haben, und zum anderen wenn er am Ausgang einer Dämpfungsstufe mit elastischen Organen angeordnet ist, um zu verhindern, dass der Pendeldämpfer gesättigt ist, indem er einem zu hohen Torsionserregungspegel ausgesetzt wird.
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Gemäß weiteren vorteilhaften Ausführungsformen kann eine derartige Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
- - Gemäß einer Ausführungsform ist das Turbinenrad mit dem Zwischenelement drehfest verbunden und das Trägerorgan des Pendeldämpfers mit dem Phasenorgan drehfest verbunden. Eine derartige Ausführungsform ist insbesondere dadurch vorteilhaft, dass sofern das Turbinenrad und das Trägerorgan des Pendeldämpfers nicht drehbar verbunden sind, der Pendeldämpfer nur mit einer geringen Trägheit verbunden ist, was ihm eine optimale Wirksamkeit verleiht.
- - Das Ausgangselement weist eine Nabe auf, die dazu vorgesehen ist, mit einer Eingangswelle eines Getriebes zusammenwirken, und das Zwischenelement und das Turbinenrad sind über eine axial zwischen dem Zwischenelement und dem Turbinenrad angeordnete ringförmige Querstrebe fest miteinander verbunden, wobei die ringförmige Querstrebe auf die Nabe aufgeschoben, auf dieser zentriert und in Drehung geführt ist.
- - Das Trägerorgan des Pendeldämpfers ist vorteilhafterweise auf die ringförmige Querstrebe aufgeschoben, auf dieser zentriert und in Drehung geführt.
- - Gemäß weiteren Ausführungsformen sind das Turbinenrad und das Trägerorgan des Pendeldämpfers alle beide mit dem Zwischenelement drehfest verbunden oder alle beide mit dem Phasenorgan drehfest verbunden.
- - Das Ausgangselement weist eine Nabe auf, die dazu vorgesehen ist, mit einer Eingangswelle eines Getriebes zusammenzuwirken, und das Trägerorgan des Pendeldämpfers ist auf die Nabe aufgeschoben, auf dieser zentriert und in Drehung geführt.
- - Das Turbinenrad und das Trägerorgan des Pendeldämpfers sind aneinander befestigt.
- - Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Trägerorgan des Pendeldämpfers mit dem Phasenorgan drehfest verbunden und das Turbinenrad mit dem Ausgangselement drehfest verbunden. Eine derartige Ausführungsform ist dadurch besonders vorteilhaft, dass sofern das Turbinenrad und das Trägerorgan des Pendeldämpfers nicht drehbar miteinander verbunden sind, der Pendeldämpfer nur mit einer geringen Trägheit verbunden ist, was ihm eine optimale Wirksamkeit verleiht.
- - Das Ausgangselement weist eine Nabe auf, die dazu vorgesehen ist, mit einer Eingangswelle eines Getriebes zusammenzuwirken, wobei die Nabe einen radialen Kragen aufweist, an dem das Turbinenrad befestigt ist, wobei das Trägerorgan des Pendeldämpfers um den radialen Kragen aufgeschoben, auf diesem zentriert und in Drehung geführt ist.
- - Die zweite Dämpfungsstufe liegt vorteilhafterweise radial innerhalb der ersten Dämpfungsstufe, wodurch der axiale Raumbedarf des Torsionsdämpfers mit elastischen Organen beschränkt wird.
- - Das Trägerorgan liegt axial zwischen dem Torsionsdämpfer mit elastischen Organen einerseits und dem Turbinenrad.
- - Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Dämpfungsstufe Folgendes auf:
- • mehrere Gruppen elastischer Organe, die jeweils ein erstes und ein zweites elastisches Organ umfassen, die umfangsmäßig nacheinander zwischen dem Eingangselement und dem Zwischenelement angeordnet sind,
- • ein Phasenorgan, das bezogen auf das Eingangselement und das Zwischenelement drehbar und umfangsmäßig zwischen dem ersten und dem zweiten elastischen Organ jeder Gruppe elastischer Organe der ersten Dämpfungsstufe angeordnet ist, um sie nacheinander anzuordnen.
- - Bei den elastischen Organen der ersten Dämpfungsstufe handelt es sich um Federn, die beispielweise gekrümmt sind und auf ein und demselben Durchmesser um die Achse X verteilt sind.
- - Das Ausgangselement weist zum einen eine Nabe auf, die dazu vorgesehen ist, mit einer Eingangswelle eines Getriebes zusammenzuwirken, und andererseits eine Abdeckung mit einem Ringabschnitt, der mit der Nabe drehfest verbunden ist, und mit mehreren Anlagelaschen, die ausgehend von dem Ringabschnitt radial nach außen hervorstehen und jeweils zwischen zwei Gruppen benachbarter elastischer Organe der zweiten Dämpfungsstufe angeordnet sind.
- - Das Eingangselement weist eine Scheibenträgernabe auf, die dazu vorgesehen ist, eine oder mehrere Kupplungsscheiben der Überbrückungskupplung aufzunehmen.
- - Das Eingangselement weist eine Eingangsscheibe mit einem Ringabschnitt und mit Anlagelaschen auf, die ausgehend von dem Ringabschnitt radial nach außen hervorstehen und jeweils zwischen zwei Gruppen benachbarter elastischer Organe der ersten Dämpfungsstufe angeordnet sind.
- - Das Eingangselement weist eine Eingangsscheibe und die Scheibenträgernabe auf, wobei die Eingangsscheibe und die Scheibenträgernabe aneinander befestigt sind.
- - Das Phasenorgan der ersten Dämpfungsstufe weist einen Ringabschnitt auf, in dem eine ringförmige Nut ausgebildet ist, wobei die elastischen Organe der ersten Dämpfungsstufe innerhalb der ringförmigen Nut aufgenommen sind, wobei das Phasenorgan ferner Phasenlaschen aufweist, die radial nach innen hervorstehen und jeweils zwischen dem ersten und dem zweiten elastischen Organ einer der Gruppen elastischer Organe angeordnet sind.
- - Das Zwischenelement weist Anlagelaschen auf, die jeweils zwischen zwei Gruppen benachbarter elastischer Organe der ersten Dämpfungsstufe angeordnet sind.
- - Bei den elastischen Organen der zweiten Dämpfungsstufe handelt es sich um Federn, die beispielsweise gerade und auf ein und demselben Durchmesser um die Achse X verteilt sind.
- - Das Ausgangselement weist eine Abdeckung mit Anlagelaschen auf, die jeweils zwischen zwei Gruppen umfangsmäßig nacheinander liegender elastischer Organe angeordnet sind.
- - Das Zwischenelement weist zwei Führungsscheiben auf, die drehfest und axial auf der einen und auf der anderen Seite der Abdeckung angeordnet sind, wobei die beiden Führungsscheiben Anlagesitze aufweisen, die sich umfangsmäßig zwischen den Gruppen elastischer Organe der zweiten Dämpfungsstufe erstrecken.
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Gemäß einer Ausführungsform stellt die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer wie zuvor beschriebenen Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler bereit.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Mit der nachfolgenden Beschreibung mehrerer besonderer Ausführungsformen der Erfindung, die lediglich zur Veranschaulichung und in nicht einschränkender Weise mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben sind, wird die Erfindung besser verstanden und werden weitere Ziele, Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung klarer.
- - 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß einer ersten Ausführungsform.
- - 2 ist eine perspektivische Vorderansicht der Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler aus 1.
- - 3 ist eine perspektivische Rückansicht der Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler aus den 1 und 2.
- - 4 ist eine Halbschnittansicht der Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler aus den 1 bis 3.
- - 5 ist eine Schnittansicht der Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler aus den 1 bis 4.
- - 6 ist eine weitere Schnittansicht der Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler aus den 1 bis 5.
- - 7 ist eine Halbschnittansicht einer Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- - 8 ist eine Halbschnittansicht einer Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß einer dritten Ausführungsform.
- 9 ist eine Halbschnittansicht einer Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß einer vierten Ausführungsform.
- - 10 ist eine schematische Veranschaulichung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers.
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Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen
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In der Beschreibung und in den Ansprüchen werden die Begriffe „äußere, äußerer, äußeres“ und „innere, innerer, inneres“ sowie die „axiale“ und „radiale“ Ausrichtung dazu verwendet, entsprechend den in der Beschreibung angegebenen Definitionen Elemente des hydrodynamischen Drehmomentwandlers zu bezeichnen. Es wird festgelegt, dass die „radiale“ Ausrichtung orthogonal zur Drehachse X des hydrodynamischen Drehmomentwandlers orientiert ist, die die „axiale“ Ausrichtung bestimmt, und dass die „Umfangsausrichtung“ von innen nach außen weg von der Achse orthogonal zur Achse X und orthogonal zur radialen Richtung gerichtet ist. Die Begriffe „äußere, äußerer, äußeres“ und „innere, innerer, inneres“ werden dazu verwendet, die relative Stellung eines Elements bezogen auf ein anderes mit Bezug auf die Achse X zu definieren, wobei ein Element nahe der Achse somit als inneres Element bezeichnet wird, im Gegensatz zu einem äußeren Element, das radial am Umfang angeordnet ist. Darüber hinaus werden die Begriffe „vordere, vorderer, vorderes“ AV und „hintere, hinterer, hinteres“ AR dazu verwendet, die relative Stellung eines Elements bezogen auf ein anderes mit Bezug auf die axiale Richtung zu definieren, wobei ein Element, das nahe dem Verbrennungsmotor angeordnet werden soll, als vorderes Element bezeichnet wird und ein Element, das nahe dem Getriebe angeordnet werden soll, als hinteres Element bezeichnet wird.
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Mit Bezug auf 10 ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 1 zu sehen, der die Übertragung eines Drehmoments zwischen der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors 2 und der Eingangswelle 3 eines Automatikgetriebes ermöglicht. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 1 weist ein Gehäuse auf, das an der Kurbelwelle befestigt ist, ein Impulsgeberrad 4, das mit dem Gehäuse drehfest verbunden ist, und ein Turbinenrad 5, das über einen Reaktor 6 von dem Impulsgeberrad 4 hydrokinematisch angetrieben werden kann.
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Der hydrodynamische Drehmomentwandler 1 weist auch eine Überbrückungskupplung 7 auf, die auch als „Lock-Up-Kupplung“ bezeichnet wird. Die Überbrückungskupplung 7 weist einen Kolben auf, der axial zwischen einer eingerückten Stellung, die auch als Überbrückungsstellung bezeichnet wird und in der er eine oder mehrere mit Reibbelägen versehene Scheiben gegen eine Reaktionsfläche klemmt, die an der Innenseite einer Querwand des Gehäuses ausgebildet ist, und einer ausgerückten Stellung beweglich ist, in der die Scheibe(n) gelöst ist bzw. sind. Wenn sich die Überbrückungskupplung 7 in ihrer ausgerückten Stellung befindet, wird das Drehmoment über das Impulsgeberrad 4 und das Turbinenrad 5 hydrokinematisch zwischen dem Motor 2 und der Eingangswelle 3 des Getriebes übertragen. Wenn sich im Gegensatz dazu die Überbrückungskupplung 7 in ihrer Überbrückungsstellung befindet, wird das Drehmoment über die Überbrückungskupplung 7 zwischen der Kurbelwelle des Motors 2 und der Eingangswelle 3 des Getriebes übertragen, indem die hydrokinematische Übertragung kurzgeschlossen wird, d.h. ohne dass das Impulsgeberrad 4 und das Turbinenrad 5 verwendet werden.
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Mit Bezug auf die 1 bis 6 wird eine Baugruppe für einen hydrokinematischen Drehmomentwandler gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben.
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Die Baugruppe weist eine Scheibenträgernabe 8 auf, an der eine oder mehrere nicht dargestellte Scheiben der Überbrückungskupplung 7 angebracht werden sollen. Die Scheibenträgernabe 8 weist äußere Rillen auf, die mit inneren Rillen zusammenwirken, die an jeder Kupplungsscheibe ausgebildet sind, so dass einerseits jede Kupplungsscheibe axial beweglich an der Scheibenträgernabe 8 angebracht ist, um bei Einrück- und Ausrückvorgängen der Überbrückungskupplung 7 ihre Verlagerung zu ermöglichen, und sie andererseits mit der Scheibenträgernabe 8 drehfest verbunden ist, um eine Drehmomentübertragung zwischen dem nicht gezeigten Gehäuse des hydrodynamischen Drehmomentwandlers und der Scheibenträgernabe 8 zu ermöglichen, wenn sich die Überbrückungskupplung 7 in ihrer eingerückten Stellung befindet.
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Die Baugruppe weist ferner eine Ausgangsnabe 9 mit inneren Rillen auf, die dazu vorgesehen sind, mit der Eingangswelle 3 des Getriebes zusammenzuwirken, so dass eine Übertragung des Drehmoments zum Getriebe möglich ist.
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Ein Torsionsdämpfer mit elastischen Organen 10 ist zum Übertragen des Drehmoments und zum Dämpfen der Ungleichförmigkeiten zwischen der Scheibenträgernabe 8 und der Ausgangsnabe 9 angeordnet. Die Funktion eines derartigen Torsionsdämpfers mit elastischen Organen besteht darin, die Vibrationen zwischen der Kurbelwelle des Motors 2 und der Eingangswelle 3 des Getriebes zu dämpfen, wenn sich die Überbrückungskupplung 7 in der eingerückten Stellung befindet und das Drehmoment somit von dem Motor 2 über die Überbrückungskupplung 7 zum Getriebe übertragen wird.
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Die Baugruppe weist ferner einen Pendeldämpfer 11 mit einem Trägerorgan 12 und Pendelgewichten 13 auf, die schwingend am Trägerorgan 12 angebracht sind. Das Trägerorgan 12 ist einem Element des Torsionsdämpfers mit elastischen Organen 10 im Drehmomentübertragungsweg zwischen der Scheibenträgernabe 8 und der Ausgangsnabe 9 zugeordnet. Der Pendeldämpfer 11 trägt somit zu einem Filtern der Ungleichförmigkeiten zwischen der Scheibenträgernabe 8 und der Ausgangsnabe 9 bei.
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Die Baugruppe weist außerdem ein Turbinenrad 5 auf, das direkt oder indirekt an die Ausgangsnabe 9 gekoppelt ist, so dass in der ausgerückten Stellung der Überbrückungskupplung das Drehmoment über das Impulsgeberrad 4 und das Turbinenrad 5 von dem Motor 2 zur Eingangswelle 3 des Getriebes übertragen wird.
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Der Torsionsdämpfer mit elastischen Organen 10 umfasst zwei Dämpfungsstufen 14, 15, die mittels eines Zwischenelements 16 in Reihe angeordnet sind. Mit anderen Worten wirkt die erste Dämpfungsstufe 14 zwischen der Scheibenträgernabe 8 und dem Zwischenelement 16, während die zweite Dämpfungsstufe 15 zwischen dem Zwischenelement 16 und der Ausgangsnabe 9 wirkt.
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Die erste Dämpfungsstufe 14 umfasst mehrere, bei der gezeigten Ausführungsform vier Gruppen elastischer Organe, die jeweils zwei elastische Organe 17a, 17b umfassen. Bei den elastischen Organen 17a, 17b handelt es sich hier um gekrümmte Schraubenfedern, die umfangsmäßig auf ein und demselben Durchmesser um die Achse X verteilt sind. Gemäß einer Ausführungsform umfasst jedes elastische Organ 17a, 17b zwei ineinander angebrachte Schraubenfedern. Jede Gruppe elastischer Organe erstreckt sich zum einen zwischen zwei umfangsmäßig nacheinander angeordneten Anlagelaschen 18 einer Eingangsscheibe 19 und zum anderen zwischen zwei umfangsmäßig nacheinander angeordneten Anlagelaschen 20 des Zwischenelements 16.
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Die Eingangsscheibe 19 weist einen Ringabschnitt auf, der über mehrere Niete 21 an der Scheibenträgernabe befestigt ist. Die Anlagelaschen 18 der Eingangsscheibe 19 erstrecken sich ausgehend von dem Ringabschnitt radial nach außen. Die Anlagelaschen 18 haben außerdem jeweils die Form eines U, dessen Konkavität nach hinten orientiert ist und bei dem die beiden Schenkel an dem Ende eines elastischen Organs 17a, 17b jeder Gruppe benachbarter elastischer Organe anliegen. Die Anlagelaschen 20 des Zwischenelements 16 sind ihrerseits umgebogen und erstrecken sich axial nach vorne zwischen den beiden Schenkeln einer Anlagelasche 18 der Eingangsscheibe 19, so dass sie an den elastischen Organen 17a, 17b, auf Höhe des radial mittleren Bereichs eines ihrer Enden, in Anlage gelangen können.
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Die erste Dämpfungsstufe 14 weist auch ein Phasenorgan 22 auf, das in Bezug auf die Scheibenträgernabe 8 und das Zwischenelement 16 um die Achse X frei drehbar angebracht ist. Das Phasenorgan 22 weist einen Ringabschnitt auf, der eine innere ringförmige Nut definiert, in der die elastischen Organe 17a, 17b aufgenommen sind, so dass sie radial gehalten werden. Das Phasenorgan 22 weist darüber hinaus Phasenlaschen 23 auf, die insbesondere in den 1 bis 3 gezeigt sind und sich ausgehend von dem Ringabschnitt radial nach innen erstrecken. Das Phasenorgan 22 weist eine Phasenlasche 23 für jede Gruppe elastischer Organe auf. Die Phasenlaschen 23 sind jeweils zwischen zwei nacheinander liegenden elastischen Organen 17a, 17b ein und derselben Gruppe geklemmt, so dass die beiden elastischen Organe 17a, 17b ein und derselben Gruppe aufgrund einer der Phasenlaschen 23 in Reihe angeordnet sind. Mit einem derartigen Phasenorgan 23 ist es möglich, eine Verformung der elastischen Organe 17a, 17b phasengleich zueinander zu gewährleisten, so dass die in den elastischen Organen 17a, 17b der ersten Dämpfungsstufe 14 erzeugten elastischen Kräfte gleichmäßig am Umfang verteilt sind.
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Im Betrieb, wenn ein Drehmoment übertragen wird, weist jede Gruppe ein erstes elastisches Organ 17a auf, das an einem ersten Ende an einer Anlagelasche 18 der Eingangsscheibe 19 und an einem zweiten Ende an einer der Phasenlaschen 23 anliegt, während das zweite elastische Organ 17b der Gruppe an einem ersten Ende an der Phasenlasche 23 und an einem zweiten Ende an einer Anlagelasche 20 des Zwischenelements 16 anliegt. Somit wird eine Übertragung des Drehmoments zwischen der Eingangsscheibe 19 und dem Zwischenelement 16 gewährleistet.
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Die zweite Dämpfungsstufe 15 umfasst mehrere, bei der gezeigten Ausführungsform (siehe 1 und 2) drei Gruppen elastischer Organe, die jeweils zwei elastische Organe 24a, 24b umfassen. Bei den elastischen Organen 24a, 24b handelt es sich hier um gerade Schraubenfedern, die umfangsmäßig auf ein und demselben Durchmesser um die Achse X verteilt sind. Gemäß einer Ausführungsform umfasst jedes elastische Organ 24a, 24b zwei ineinander angebrachte Schraubenfedern. Jede Gruppe elastischer Organe 24a, 24b erstreckt sich zum einen zwischen zwei umfangsmäßig nacheinander angeordneten Anlagesitzen 25 des Zwischenelements 16 und zum anderen zwischen zwei umfangsmäßig nacheinander angeordneten Anlagelaschen 26 einer Abdeckung 27, die insbesondere in den 4 bis 6 gezeigt ist.
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Die Abdeckung 27 weist einen inneren Ringabschnitt auf, der über eine nicht gezeigte Rillen- oder Nietverbindung mit der Ausgangsnabe 9 drehfest verbunden ist, und mehrere Anlagelaschen 26, von denen eine in 6 gezeigt ist und die ausgehend von dem inneren Ringabschnitt radial nach außen hervorstehen.
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Das Zwischenelement 16 besteht aus zwei Führungsscheiben 28, 29, die jeweils auf der einen und auf der anderen Seite der Abdeckung 27 angeordnet sind. Die Anlagelaschen 20, die mit den elastischen Organen 17a, 17b der ersten Dämpfungsstufe 14 zusammenwirken, sind an der vorderen Führungsscheibe 28 ausgebildet und ragen ausgehend von ihrem radial äußeren Abschnitt nach hinten. Die Führungsscheiben 28, 29 sind auf Höhe ihres radial äußeren Abschnitts über mehrere Niete 30 aneinander befestigt. Jede der Führungsscheiben 28, 29 weist Fenster 31 auf, die jeweils eine Gruppe aus zwei elastischen Organen 24a, 24b der zweiten Dämpfungsstufe 15 aufnehmen können. Die Umfangsenden jedes Fensters 31 weisen radiale Bereiche auf, die Anlagesitze 25 bilden, die für die Anlage der elastischen Organe 24a, 24b vorgesehen sind. Jedes Fenster 31 weist außerdem einen inneren und einen äußeren gekrümmten Rand auf, die ein axiales und radiales Halten der elastischen Organe 24a, 24b ermöglichen.
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Die elastischen Organe 24a, 24b jeder Gruppe sind über ein Phasenorgan 32, das insbesondere in den 4 und 6 gezeigt ist, in Reihe angeordnet. Das Phasenorgan 32 ist bezogen auf die Führungsscheiben 28, 29 und bezogen auf die Abdeckung 27 um die Achse X frei drehbar angebracht. Das Phasenorgan 32 liegt radial außerhalb der Abdeckung 27 zwischen den beiden Führungsscheiben 28, 29. Das Phasenorgan 32 weist einen Ringabschnitt auf, der radial außerhalb der elastischen Organe 24a, 24b der zweiten Dämpfungsstufe 15 angeordnet ist. Das Phasenorgan 32 weist ferner Phasenlaschen 33 auf, die insbesondere in den 4 und 6 gezeigt sind und ausgehend von dem Ringabschnitt radial nach innen hervorstehen. Das Phasenorgan 32 weist eine Phasenlasche 33 pro Gruppe elastischer Organe auf. Die Phasenlaschen 33 sind jeweils zwischen zwei nacheinander liegenden elastischen Organen 24a, 24b ein und derselben Gruppe eingeschoben, so dass die beiden elastischen Organe ein und derselben Gruppe aufgrund einer der Phasenlaschen 33 in Reihe angeordnet sind. Die Phasenlaschen 33 weisen zwei im Wesentlichen ebene Anlageflächen auf, zwischen denen ein Winkel gebildet ist und die der Anlage der Enden der elastischen Organe 24a, 24b dienen. Das Phasenorgan 32 ermöglicht es, eine Verformung der elastischen Organe 24a, 24b phasengleich zueinander zu gewährleisten, so dass die in der zweiten Dämpfungsstufe erzeugten elastischen Kräfte gleichmäßig am Umfang verteilt werden.
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Im Betrieb, wenn über die elastischen Organe 24a, 24b ein Motordrehmoment zwischen den Führungsscheiben 28, 29 und der Abdeckung 27 übertragen wird, umfasst jede Gruppe ein erstes elastisches Organ 24a, das an einem ersten Ende an einem Anlagesitz 25, der an den Führungsscheiben 28, 29 vorgesehen ist, und an einem zweiten Ende an einer Phasenlasche 33 des Phasenorgans 32 anliegt, während das zweite elastische Organ 24b der Gruppe an einem ersten Ende an der Phasenlasche 33 des Phasenorgans 32 und an einem zweiten Ende an einer Anlagelasche 26 der Abdeckung 27 anliegt.
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Bei der in den 1 bis 6 gezeigten Ausführungsform ist das Turbinenrad 5 mit dem Zwischenelement 16 drehfest verbunden. Wie in den 4 bis 6 gezeigt, ist axial zwischen der hinteren Führungsscheibe 29 und dem Turbinenrad 5 eine ringförmige Querstrebe 34 angeordnet. Die Befestigung der hinteren Führungsscheibe 29 am Turbinenrad 5 wird mit Nieten gewährleistet, die durch gegenüberliegende Öffnungen verlaufen, die in der hinteren Führungsscheibe 29, in der ringförmigen Querstrebe 34 und in dem Turbinenrad 5 ausgebildet sind. Die ringförmige Querstrebe 34 ist auf einem zylindrischen Abschnitt aufgeschoben, der auf Höhe des vorderen Endes der Ausgangsnabe 9 ausgebildet ist. Mit der ringförmigen Querstrebe 34 ist es somit möglich, das Zwischenelement 16, d.h. die Führungsscheiben 28, 29 und das Turbinenrad 5 in Bezug auf die Ausgangsnabe 9 zu zentrieren und in Drehung zu führen. Die ringförmige Querstrebe 34 wird axial nach vorne durch einen Absatz 35 gehalten, der in der Ausgangsnabe 9 ausgebildet ist und eine vordere Anlagefläche definiert.
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Erneut mit Bezug auf 1 ist zu sehen, dass der Pendeldämpfer 11 ein ringförmiges Trägerorgan 12 und mehrere, bei der gezeigten Ausführungsform sechs Pendelgewichte 13 umfasst, die umfangsmäßig am Trägerorgan 12 verteilt sind. Das Trägerorgan 12 liegt axial zwischen dem Torsionsdämpfer mit elastischen Organen 10 und dem Turbinenrad 5. Die Pendelgewichte 13 können in Reaktion auf die Drehungsungleichförmigkeiten bezogen auf das Trägerorgan 12 in einer zur Drehachse X orthogonalen Ebene oszillieren. Jedes Pendelgewicht 13 ist im Allgemeinen kreisbogenförmig. Jedes Pendelgewicht 13 weist darüber hinaus zwei Flanken 36a, 36b auf, die axial auf der einen und auf der anderen Seite des Trägerorgans 12 angeordnet und über zwei Verbindungsquerstreben 37 axial miteinander verbunden sind. Dazu weist jede Flanke 36a, 36b zwei Ausschnitte auf, die für die Anbringung durch Aufschieben der Verbindungsquerstreben 37 mit Kraft vorgesehen sind. Jede Verbindungsquerstrebe 37 durchquert axial eine entsprechende nicht gezeigte Öffnung, die in dem Trägerorgan 12 ausgebildet ist.
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Die Oszillationen der Pendelgewichte 13 werden von Führungsmitteln geführt. Die Führungsmittel weisen für jedes Pendelgewicht 13 zwei nicht gezeigte Rollelemente auf, die jeweils mit einer ersten Rollbahn, die am Pendelgewicht 13 vorgesehen ist, und mit einer zweiten Rollbahn zusammenwirken, die an dem Trägerorgan 12 vorgesehen ist. Für jedes Rollelement sind die erste und die zweite Rollbahn radial einander gegenüber angeordnet. Die ersten Rollbahnen sind an den Verbindungsquerstreben 37 vorgesehen, die die Flanken 36a, 36b verbinden, und die zweiten Rollbahnen sind durch den Außenrand der Öffnungen für den Durchgang der Verbindungsquerstreben gebildet, die im Trägerorgan 12 ausgebildet sind. Die Rollelemente sind beispielsweise durch zylindrische Rollen mit kreisförmigem Querschnitt gebildet. Die ersten und zweiten Rollbahnen haben insgesamt eine epizykloidische Form oder eine Kreisform.
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Die Formen der Rollbahnen sind derart ausgebildet, dass die Pendelgewichte 13 auf eine Ordnung mit einem Wert nahe der Ordnung der maßgeblichen Oberschwingungen abgestimmt sind, die von dem Motor erzeugt werden. Da ein Motor, der mit 2n Zylindern betrieben wird, hauptsächlich Oberschwingungen der Ordnung n erzeugt, muss somit der Pendeldämpfer auf eine Ordnung mit einem Wert nahe n abgestimmt werden, um die Hauptvibrationen zu dämpfen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler dazu vorgesehen, einem Motor mit Zylinderabschaltung zugeordnet zu sein. Ein derartiger Motor mit Zylinderabschaltung wird im sogenannten normalen Betriebsmodus mit all seinen geschalteten Zylindern betrieben, d.h. mit 2*n1 Zylindern, während er in einem Sparmodus nur mit einem Teil seiner geschalteten Zylinder, nämlich mit 2*n2 Zylindern betrieben wird. In diesem Fall ist es möglich, die Pendelgewichte 13 auf eine Ordnung mit einem Wert nahe n1, auf eine Ordnung mit einem Wert nahe n2 abzustimmen, oder auch einen Teil der Pendelgewichte auf eine Ordnung nahe n1 und den anderen Teil auf eine Ordnung nahe n2 abzustimmen.
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Wie in denn 4 bis 6 gezeigt ist, ist das Trägerorgan 12 um die ringförmige Querstrebe 34 aufgeschoben, so dass es mit der ringförmigen Querstrebe 34 möglich ist, die Zentrierung des Trägerorgans 12 und dessen Führung in Drehung in Bezug auf die Ausgangsnabe 9 zu gewährleisten.
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Das Trägerorgan 12 ist mit dem Phasenorgan 32 der zweiten Dämpfungsstufe 15 drehfest verbunden. Dazu ist das Trägerorgan 12 mit mehreren Querstreben 38 an dem Phasenorgan 32 befestigt, welche insbesondere in den 1 bis 6 gezeigt und einerseits an einer Phasenlasche 33 des Phasenorgans 32 und andererseits am Trägerorgan 12 genietet sind. Um das Gleichgewicht der Baugruppe zu gewährleisten, ist an jeder Phasenlasche 33 des Phasenorgans 32 eine Querstrebe 38 befestigt. Jede Querstrebe 38 weist einen mittleren Bereich 39 und zwei vernietete Enden auf, die jeweils durch eine in einer der Phasenlaschen 33 ausgebildete Öffnung und durch eine in dem Trägerorgan 12 ausgebildete Öffnung verlaufen. Der mittlere Bereich 39 hat einen Querschnitt, der größer ist als der der Öffnungen, die in den Phasenlaschen 33 und in dem Trägerorgan 12 ausgebildet sind, wodurch es möglich ist, einen festen axialen Abstand zwischen dem Trägerorgan 12 und dem Phasenorgan 32 beizubehalten.
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7 zeigt eine Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß einer zweiten Ausführungsform. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass das Trägerorgan 12 des Pendeldämpfers 11 wie auch das Turbinenrad 5 mit dem Zwischenelement 16 drehfest verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Trägerorgan 12 auf die Ausgangsnabe 9 aufgeschoben und auf dieser zentriert und in Drehung geführt. Das Trägerorgan 12 wird axial nach vorne durch einen Absatz35 gehalten, der in der Ausgangsnabe 9 ausgebildet ist und eine vordere Anlagefläche definiert. Das Trägerorgan 12 ist hier axial zwischen der hinteren Führungsscheibe 29 und dem Turbinenrad 5 eingeschoben. Die feste Verbindung zwischen der hinteren Führungsscheibe 29, dem Trägerorgan 12 des Pendeldämpfers 11 und dem Turbinenrad 5 wird hier durch Niete gewährleistet, die jeweils durch Öffnungen verlaufen, die in jedem dieser Elemente ausgebildet sind.
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8 zeigt eine Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß einer dritten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist einerseits das Trägerorgan 12 des Pendeldämpfers 11 mit dem Phasenorgan 32 der zweiten Dämpfungsstufe drehfest verbunden und andererseits das Turbinenrad 5 mit der Ausgangsnabe 9 drehfest verbunden. Das Trägerorgan 12 ist in der gleichen Weise wie zuvor mit Bezug auf die erste Ausführungsform der 1 bis 6 beschrieben mit dem Phasenorgan 32 der zweiten Dämpfungsstufe 15 drehfest verbunden. Die Ausgangsnabe 9 weist einen radialen Kragen 41 auf, der radial nach außen hervorsteht und eine hintere Anlagefläche aufweist, an der das Turbinenrad 5 beispielsweise über Niete 42 befestigt ist. Darüber hinaus wirkt der Außenumfang des radialen Kragens 41 mit dem Innenumfang des Trägerorgans 12 des Pendeldämpfers 11 zusammen, um dessen Zentrierung und Führung in Drehung zu gewährleisten.
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9 zeigt eine Baugruppe für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß einer vierten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist einerseits das Trägerorgan 12 des Pendeldämpfers 11 mit dem Phasenorgan 32 der zweiten Dämpfungsstufe 15 drehfest verbunden, und andererseits ist das Turbinenrad 5 am Trägerorgan 12 befestigt. Das Trägerorgan 12 und das Turbinenrad sind somit alle beide mit dem Phasenorgan 32 drehfest verbunden. Das Trägerorgan 12 des Pendeldämpfers 11 ist in der gleichen Weise wie zuvor mit Bezug auf die erste Ausführungsform der 1 bis 6 beschrieben drehfest mit dem Phasenorgan 32 der zweiten Dämpfungsstufe 15 verbunden. Das Trägerorgan 12 ist außerdem auf die Ausgangsnabe 9 aufgeschoben und auf dieser zentriert und in Drehung geführt. Das Trägerorgan 12 wird axial nach vorne durch einen Absatz 35 gehalten, der in der Ausgangsnabe 9 ausgebildet ist und eine vordere Anlagefläche definiert. Das Turbinenrad 5 und das Trägerorgan 12 des Pendeldämpfers 11 sind beispielsweise über Niete 43 aneinander befestigt.
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Auch wenn die Erfindung in Verbindung mit mehreren besonderen Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist offensichtlich, dass sie keineswegs darauf beschränkt ist und alle technischen Entsprechungen zu den beschriebenen Mitteln sowie deren Kombinationen umfasst, sofern diese in den Erfindungsrahmen fallen.
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Die Verwendung des Verbs „aufweisen“, „umfassen“ oder „enthalten“ und seiner konjugierten Formen schließt das Vorhandensein zusätzlicher Elemente oder Schritte zu denjenigen, die in einem Anspruch genannt sind, nicht aus. Sofern nicht anders angegeben, schließt die Verwendung des unbestimmten Artikels „ein“ oder „eine“ für ein Element oder einen Schritt das Vorhandensein mehrerer derartiger Elemente oder Schritte nicht aus.
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In den Ansprüchen sind die in Klammern gesetzten Bezugszeichen nicht als Beschränkung des Anspruchs zu verstehen.
