DE102017104517A1

DE102017104517A1 - Überbrückungsvorrichtung für Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE102017104517A1
Application number: DE102017104517.1A
Authority: DE
Inventors: Satoru Matsuda
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2017-09-21
Also published as: KR20170108864A; US20170268579A1; JP2017166670A; CN107202145A; US10233978B2; CN107202145B; JP6731265B2; KR102321117B1

Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit einer einfachen Konstruktion einen Stoß zu verhindern, der entsteht, wenn die Überbrückungsvorrichtung in einen eingekuppelten Zustand gebracht wird. Eine erfindungsgemäße Überbrückungsvorrichtung hat eine Kupplungsscheibe (31), einen Kolben (32) und eine gewellte Feder (36). Die Kupplungsscheibe (31) ist zwischen einer Frontabdeckung und einem Turbinenrad angeordnet. Der Kolben (32) ist derart angeordnet, dass dieser sich in einer axialen Richtung bewegen kann, hat einen Andrückbereich (32a) zum Beaufschlagen der Kupplungsscheibe (31) mit Druck und ist konfiguriert für die Überführung der Kupplungsscheibe (31) in einen Drehmomentübertragungszustand. Die gewellte Feder (36) ist auf derselben Seite angeordnet wie der Andrückbereich (32a) des Kolbens (32). Die gewellte Feder (36) ist derart konfiguriert, dass ihre elastische Verformung einsetzt, bevor der Andrückbereich (32a) in Verbindung mit der Bewegung des Kolbens (32) in Richtung auf die Kupplungsscheibe (31) mit der Kupplungsscheibe (31) in Kontakt gelangt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Vorliegende Erfindung betrifft eine Überbrückungsvorrichtung und insbesondere eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler, der konfiguriert ist für die Übertragung eines Drehmoments von einer Frontabdeckung auf ein getriebeseitiges Element über ein Turbinenrad.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Drehmomentwandler sind häufig mit einer Überbrückungsvorrichtung ausgestattet, um ein Drehmoment von einer Frontabdeckung direkt auf ein Turbinenrad zu übertragen. Solche Überbrückungsvorrichtungen haben einen Kolben, ein eingangsseitiges Plattenelement, eine Mehrzahl von Torsionsfedern und ein ausgangsseitiges Plattenelement. Der Kolben kann mit der Frontabdeckung reibschlüssig verbunden werden. Die eingangsseitige Platte ist an dem Kolben befestigt. Die Torsionsfedern werden durch die eingangsseitige Platte gestützt. Die ausgangsseitige Platte ist über die Torsionsfedern in einer Drehrichtung mit dem Kolben und mit der eingangsseitigen Platte elastisch verbunden. Die ausgangsseitige Platte ist an dem Turbinenrad befestigt.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldungs-Publikation Nr. 2012-237441 wurde außerdem eine sogenannte Mehrscheiben-Überbrückungsvorrichtung vorgeschlagen, bei welcher eine Mehrzahl von Kupplungsscheiben verwendet wird, um die Kupplungskapazität zu erhöhen.
Bei der Überbrückungsvorrichtung, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldungs-Publikation Nr. 2012-237441 beschrieben ist, ist ein Kupplungsbereich zwischen der Frontabdeckung und dem Turbinenrad vorgesehen. Der Kupplungsbereich enthält diese Mehrzahl von Kupplungsscheiben. Hier wird ein Überbrückungszustand (Kraftübertragungszustand) hergestellt, wenn diese Kupplungsscheiben durch den Kolben aneinandergepresst werden. In diesem Zustand wird ein Drehmoment von der Frontabdeckung über den Kupplungsbereich ohne Eingriff eines Drehmomentwandlerkörpers direkt auf das Turbinenrad übertragen.
Bei der Überbrückungsvorrichtung, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldungs-Publikation Nr. 2012-237441 beschrieben ist, ist der Kolben derart konfiguriert, dass dieser durch Hydraulikdruck aktiviert wird und die Kupplungsscheiben mit Druck beaufschlagt, wodurch die Kupplungsscheiben aneinandergedrückt werden. Wenn dies geschieht und der Kolben die Kupplungsscheiben mit einer hohen Kraft beaufschlagt, kommt es zu einem Stoß, wenn die Kupplung eingerückt wird. Es wird davon ausgegangen, dass dieser Stoß durch die Steuerung des Hydraulikdrucks des auf den Kolben wirkenden Hydrauliköls abgemildert werden kann. Jedoch ist es nicht ohne weiteres möglich, den Hydraulikdruck so zu steuern, dass kein Stoß entsteht.
ÜBERSICHT
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Einrückstoß beim Aktivieren der Kupplung mit einer einfachen Konstruktion zu verhindern.

(1) Eine erfindungsgemäße Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler ist konfiguriert für die Übertragung eines Drehmoments von einer Frontabdeckung auf ein getriebeseitiges Element über ein Turbinenrad. Die Überbrückungsvorrichtung hat einen Kupplungsbereich, einen Kolben und ein elastisches Element. Der Kupplungsbereich befindet sich zwischen der Frontabdeckung und dem Turbinenrad. Der Kupplungsbereich enthält eine Kupplungsscheibe. Der Kolben ist derart angeordnet, dass dieser sich in einer axialen Richtung bewegen kann. Der Kolben hat eine Andrückfläche zum Andrücken der Kupplungsscheibe. Der Kolben ist konfiguriert für die Überführung des Kupplungsbereichs in einen Drehmomentübertragungszustand. Das elastische Element ist auf derselben Seite angeordnet wie die Andrückfläche des Kolbens. Das elastische Element ist derart konfiguriert, dass dessen elastische Verformung einsetzt, bevor die Andrückfläche in Verbindung mit der Bewegung des Kolbens in Richtung auf den Kupplungsbereich mit der Kupplungsscheibe in Kontakt gelangt.

Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung ist das elastische Element, das auf derselben Seite wie die Andrückfläche montiert ist, derart konfiguriert, dass dieses zunächst die Kupplungsscheibe kontaktiert, wenn der Kolben in der axialen Richtung bewegt wird. Wenn der Kolben unter einer elastischen Verformung des elastischen Elements weiter bewegt wird, beaufschlagt der Kolben die Kupplungsscheibe über die Andrückfläche mit Druck. Dementsprechend wird der Kupplungsbereich in den Drehmomentübertragungszustand überführt.
Bei dieser Konstruktion ist das elastische Element derart konfiguriert, dass dessen Kontakt mit der Kupplungsscheibe stattfindet, bevor der Kolben die Kupplungsscheibe über die Andrückfläche mit Druck beaufschlagt. Anschließend erfolgt der Kontakt der Andrückfläche des Kolbens mit der Kupplungsscheibe, während sich das elastische Element verformt. Auf diese Weise lässt sich der Stoß abmildern, der entsteht, wenn die Kupplung aktiviert wird.
Darüber hinaus wird die Kupplungsscheibe in mit der Andrückfläche des Kolbens in Kontakt gedrückt. Insbesondere wird die Kupplungsscheibe während der Verformung des elastischen Elements mit dem Kolben in Kontakt gedrückt. Die Beanspruchung des elastischen Elements kann dadurch verringert werden. Ferner ist eine zuverlässige Druckbeaufschlagung der Kupplungsscheibe möglich.

(2) Eine Bewegung des elastischen Elements kann größer sein als eine Bewegung des Kolbens, wobei die Bewegung des elastischen Elements definiert wird als Summe einer axialen Strecke des elastischen Elements, das in Verbindung mit der Kolbenbewegung bewegt wird, und eines Betrags der elastischen Verformung des elastischen Elements.

Bei dieser Konstruktion wird ähnlich wie vorstehend ausgeführt die Kupplungsscheibe während der elastischen Verformung des elastischen Elements mit dem Kolben direkt in Kontakt gedrückt. Dadurch kann die Beanspruchung des elastischen Elements verringert werden. Ferner lässt sich die Kupplungsscheibe zuverlässig mit Druck beaufschlagen.

(3) Der Kolben kann derart konfiguriert sein, dass dieser über die Andrückfläche eine direkte Presskraft auf den Kupplungsbereich ausübt, nachdem die elastische Verformung des elastischen Elements begonnen hat.
(4) Der Kolben und die Kupplungsplatte, die für einen Kontakt mit der Andrückfläche ausgebildet sind, können für eine Synchrondrehung miteinander konfiguriert sein.
(5) Der Kolben kann an der Andrückfläche eine ringförmige Vertiefung aufweisen. Das elastische Element kann in dieser Vertiefung angeordnet sein. Das elastische Element kann in der axialen Richtung hin zu dem Kupplungsbereich vorspringen, wobei sein vorspringendes Ende näher an dem Kupplungsbereich liegt als die Andrückfläche.
(6) Das elastische Element kann eine gewellte Feder sein. Die gewellte Feder hat in einer Draufsicht eine gewellte Form.
(7) Das elastische Element kann eine konische Tellerfeder sein.

Wie vorstehend beschrieben, ist es insgesamt möglich, mit einer einfachen Konstruktion den Stoß zu verhindern, der beim Herstellen des eingekuppelten Zustands der Überbrückungsvorrichtung entsteht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrückungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt schematisch und als Auszug aus 1 einen Bereich zum Stützen eines Kupplungsbereichs und eines Kolbens;
3 ist eine Teilvorderansicht des Kolbens;
4 zeigt schematisch und als Auszug aus 1 einen Dämpfungsbereich;
5 zeigt schematisch eine Positionierungskonstruktion des Dämpfungsbereichs;
6 zeigt in einem Diagramm die Torsionscharakteristik der Überbrückungsvorrichtung;
7 zeigt schematisch einen Synchronisationsmechanismus gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform;
8 zeigt schematisch einen Synchronisationsmechanismus gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist eine Teilschnittansicht eines Drehmomentwandlers 1 mit einer Überbrückungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 ist eine Antriebsmaschine (in den Zeichnungen nicht gezeigt) auf der linken Seite und ein Getriebe (in den Zeichnungen nicht gezeigt) auf der rechten Seite angeordnet. Eine Linie O-O in 1 kennzeichnet eine gemeinsame Drehachse des Drehmomentwandlers 1 und der Überbrückungsvorrichtung. Es sollte beachtet werden, dass der Begriff "radiale Richtung" in der vorliegenden Beschreibung sich auf eine Richtung entlang der Drehrichtung bezieht.
(Gesamtkonstruktion des Drehmomentwandlers 1)
Der Drehmomentwandler 1 ist eine Vorrichtung zur Kraftübertragung von einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Antriebsmaschine auf eine Eingangswelle des Getriebes. Wie in 1 gezeigt ist, besteht der Drehmomentwandler 1 aus einer Frontabdeckung 2, einem Drehmomentwandlerkörper 6 und einer Überbrückungsvorrichtung 7.
Die Frontabdeckung 2 ist an einem eingangsseitigen Element befestigt. Die Frontabdeckung 2 ist ein im Wesentlichen scheibenförmiges Element, dessen äußerer Umfangsbereich als außenumfangsseitiger rohrförmiger Bereich 10 in Richtung auf das Getriebe vorspringt.
Der Drehmomentkörper 6 setzt sich aus drei Arten von Flügelrädern (einem Pumpenrad 3, einem Turbinenrad 4 und einem Leitrad 5) zusammen.
Das Pumpenrad 3 wird durch ein Pumpenradgehäuse 12, eine Mehrzahl von Pumpenradflügeln 13 und eine Pumpenradnabe 14 gebildet. Das Pumpenradgehäuse 12 ist an dem außenumfangsseitigen rohrförmigen Bereich 10 der Frontabdeckung 2 festgeschweißt. Die Pumpenradflügel 13 sind an der Innenseite des Pumpenradgehäuses 12 befestigt. Die Pumpenradnabe 14 ist rohrförmig und ist an der inneren Umfangsseite des Pumpenradgehäuses 12 angeordnet.
Das Turbinenrad 4 liegt dem Pumpenrad 3 in einer Fluidkammer gegenüber. Das Turbinenrad 4 besteht aus einem Turbinenradgehäuse 15, einer Mehrzahl von Turbinenradflügeln 16 und einer Turbinenradnabe 17. Die Turbinenradflügel 16 sind an der Innenseite des Turbinenradgehäuses 15 befestigt. Die Turbinenradnabe 17 ist an dem inneren Umfangsbereich des Turbinenradgehäuses 15 befestigt. Die Turbinenradnabe 17 hat einen Flansch 17a, der sich radial nach außen erstreckt. Der innere Umfangsbereich des Turbinenradgehäuses 15 ist mit dem Flansch 17a verschweißt oder durch Niete (in den Zeichnungen nicht gezeigt) mit dem Flansch 17a verbunden. Außerdem ist die Turbinenradnabe 17 in ihrem inneren Umfangsbereich mit einer Keilöffnung versehen. Die Keilöffnung befindet sich im Eingriff mit der Eingangswelle des Getriebes (in den Zeichnungen nicht gezeigt).
Das Leitrad 5 ist konfiguriert für die Regulierung des Flusses des Hydrauliköls, das von dem Turbinenrad 4 zu dem Pumpenrad 3 zurückkehrt, und ist zwischen dem inneren Umfangsbereich des Pumpenrads 3 und jenem des Turbinenrads 4 angeordnet. Das Leitrad 5 besteht hauptsächlich aus einem Leitradträger 20 und einer Mehrzahl von Leitradflügeln 21, die an der äußeren Umfangsfläche des Leitradträgers 20 montiert sind. Der Leitradträger 20 wird über eine Einwegkupplung 22 durch eine stationäre Welle gestützt. Es sollte beachtet werden, dass axial auf beiden Seiten des Leitradträgers 20 Axiallager angeordnet sind.
(Überbrückungsvorrichtung 7)
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist die Überbrückungsvorrichtung 7 in einem Raum zwischen der Frontabdeckung 2 und dem Turbinenrad 4 angeordnet. Die Überbrückungsvorrichtung 7 umfasst eine Kupplungseinheit 28 und einen Dämpfungsbereich 29.
<Kupplungseinheit 28>
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist die Kupplungseinheit 28 eine Mehrscheibenkupplung. Die Kupplungseinheit 28 hat eine Mehrzahl von Kupplungsscheiben 31 (Kupplungsbereich), einen Kolben 32 und ein Stützelement 35. Das Stützelement 35 wird durch eine Hülse 33 und eine Ölkammerplatte 34 gebildet.
– Kupplungsscheiben 31 –
Die Mehrzahl Kupplungsscheiben 31 ist zwischen der Frontabdeckung 2 und dem Kolben 32 angeordnet. Die Mehrzahl von Kupplungsscheiben 31 umfasst zwei erste Kupplungsscheiben 31a und zwei zweite Kupplungsscheiben 31b. Die ersten Kupplungsscheiben 31a sind ringförmig, und ähnlich sind auch die zweiten Kupplungsscheiben 31b ringförmig. Diese beiden Arten von Kupplungsscheiben, d.h. die ersten Kupplungsscheiben 31a und die zweiten Kupplungsscheiben 31b sind alternierend angeordnet und in der axialen Richtung aufeinander ausgerichtet. Jede erste Kupplungsscheibe 31a ist an ihrem inneren Umfangsbereich mit einer Mehrzahl von Zähnen versehen. Jede der ersten und der zweiten Kupplungsscheiben 31a und 31b ist mit einem Reibbelag versehen, der an einer ihrer Seitenflächen befestigt ist. Jede der zweiten Kupplungsscheiben 31b ist an ihrem äußeren Umfangsbereich mit einer Mehrzahl von Zähnen versehen.
– Kolben 32 –
Der Kolben 32 hat eine Ringform und ist auf der Getriebeseite der Frontabdeckung 2 angeordnet. Der Kolben 32 wird durch das Stützelement 35 gestützt und kann sich in der axialen Richtung bewegen. Der Kolben 32 hat einen Andrückbereich 32a und eine Mehrzahl von Eingriffsvorsprüngen 32b.
Der Andrückbereich 32a ist ein Bereich, der die mehrzähligen Kupplungsscheiben 31 in Richtung auf die Frontabdeckung 2 drückt. Der Andrückbereich 32a ist an dem äußeren Umfangsbereich des Kolbens 32 vorgesehen und liegt den mehrzähligen Kupplungsscheiben 31 in der axialen Richtung gegenüber. Die Eingriffsvorsprünge 32b sind an dem inneren Umfangsbereich des Kolbens 32 vorgesehen. Wie einer teilweisen Nahansicht von 2 gezeigt ist, ist der ringförmige Andrückbereich 32a an seinem äußeren Umfangsbereich mit einer ringförmigen Vertiefung 32c versehen. Die ringförmige Vertiefung ist um eine vorgegebene Tiefe von der Oberfläche des Andrückbereichs 32a vertieft. Eine als elastisches Element vorgesehene gewellte Feder 36 ist in der ringförmigen Vertiefung 32c angeordnet.
Die Dicke der gewellten Feder 36 ist größer als die Tiefe der ringförmigen Vertiefung 32c. Deshalb springt die auf der Seite der Kupplungsscheibe 31 gelegene Fläche der gewellten Feder 36 in einem freien, nichtkomprimierten Zustand der gewellten Feder 36 über die Fläche des Andrückbereichs 32a vor. Außerdem ist die Bewegung der gewellten Feder 36 größer als die des Kolbens 32, wobei die Bewegung der gewellten Feder 36 definiert wird als die Summe der axialen Entfernung der gewellten Feder 36, die in Verbindung mit der Bewegung des Kolbens 32 bewegt wird, und des Betrags der elastischen Verformung der gewellten Feder 36.
Wenn der Kolben 32 zum Beispiel von der am nächsten liegenden Kupplungsscheibe 31 um 1,1 mm abgerückt wird, beträgt die Bewegung des Kolbens 32 "1,1 mm + α (Abriebbetrag)". Wenn die gewellte Feder 36 andererseits um 0,7 mm von der am nächsten liegenden Kupplungsscheibe wegbewegt wird, beträgt die Bewegungsstrecke der gewellten Feder 36 in Verbindung mit der Bewegung des Kolbens 32 0,7 mm. Als Beispiel-Einstellung ist die gewellte Feder 36 vorliegend auf eine elastische Verformung um bis zu 0,58 mm eingestellt. Deshalb sind "0,7 mm (Bewegungsstrecke der gewellten Feder 36) + 0,58 mm (Betrag der elastischen Verformung der gewellten Feder 38)" größer als "1,1 mm + α (Bewegung des Kolbens 32)".
Wenn der Kolben 36 bei vorstehender Konstruktion im überbückten Zustand in Richtung auf die Kupplungsscheiben 31 bewegt wird, kontaktiert die gewellte Feder 36 zuerst die am nächsten liegende der Kupplungsscheiben 31 und verformt sich anschließend elastisch. Danach erfolgt im Zuge der weiteren Bewegung des Kolbens 32 während der elastischen Verformung der gewellten Feder 36 der direkte Kontakt des Andrückbereichs 32a des Kolbens 32 mit der am nächsten liegenden der Kupplungsscheiben 31. Danach werden die Kupplungsscheiben 31 durch den Kolben 31 direkt aneiandergepresst.
Die Eingriffsvorsprünge 32b sind an dem inneren Umfangsbereich des Kolbens 32 vorgesehen und spring von dort zur inneren Umfangsseite vor. Wie in 3 gezeigt ist, sind die mehrzähligen Eingriffsvorsprünge 32b in der Umfangsrichtung in vorgegebenen Abständen angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass 3 eine Vorderansicht des Kolbens 32 von der Seite der Frontabdeckung 2 betrachtet ist.
– Stützelement 35 –
Die Hülse 33 bildet einen Teil des Stützelements 35 und hat einen ringförmigen Vorsprung 33a. Der ringförmige Vorsprung 33a springt von der auf der Seite der Frontabdeckung 2 gelegenen Seite der Hülse 33 axial vor. Deshalb sind zwischen der Frontabdeckung 2 und der Hülse 33 Spalten gebildet, die jeweils auf der inneren Umfangsseite und auf der äußeren Umfangsseite des ringförmigen Vorsprungs 33a liegen. Der ringförmige Vorsprung 33a ist an einer Seitenfläche der Frontabdeckung 2 festgeschweißt oder anderweitig befestigt. Dadurch ist die Hülse 33 derart konfiguriert, dass diese sich synchron mit der Frontabdeckung 2 dreht. Weiterhin ist die Hülse 33 an dem auf der Seite der Turbine 4 liegenden Ende ihres äußeren Umfangsbereichs mit einem Flansch 33b versehen. Der Flansch 33b hat eine Ringform und erstreckt sich radial nach außen.
Eine Antriebsnabe 37 ist an der Hülse 33 befestigt. Die Antriebsnabe 37 stützt die ersten Kupplungsplatten 31a. Die Antriebsnabe 37 hat einen Nabenkörper 37a und einen rohrförmigen Bereich 37b. Der Nabenkörper 37a hat im Wesentlichen eine Ringscheibenform. Der rohrförmige Bereich 37b wird durch einen in Richtung auf die Frontabdeckung 2 gebogenen äußeren Umfangsbereich des Nabenkörpers 37a gebildet.
Der Nabenkörper 37a ist an der auf der Seite der Frontabdeckung 2 gelegenen Seitenfläche der Hülse 33 befestigt. Der rohrförmige Bereich 37b ist mit einer Mehrzahl von Schlitzen 37c versehen. Die Schlitze 37c erstrecken sich in der axialen Richtung und sind in der Umfangsrichtung in vorgegebenen Abständen aufeinander ausgerichtet. Die Schlitze 37c sind auf der Seite der Frontabdeckung 2 offen. Die Zähne, die an dem inneren Umfangsbereich der ersten Kupplungsscheiben 31a vorgesehen sind, befinden sich mit den mehrzähligen Schlitzen 37c im Eingriff. Bei dieser Konstruktion können sich die ersten Kupplungsscheiben 31a relativ zu der Antriebsnabe 37 (d.h. zu der Hülse 33) nicht drehen, jedoch in der axialen Richtung bewegen.
Die Ölkammerplatte 34 bildet einen Teil des Stützelements 35 und ist auf der auf der Seite der Turbine 4 gelegenen Seite des Kolbens 32 angeordnet. Die Ölkammerplatte 34 hat einen Körper 34a und einen rohrförmigen Bereich 34b. Der Körper 34a ist ringscheibenförmig. Der rohrförmige Bereich 34b ist an dem äußeren Umfangsbereich des Körpers 34a vorgesehen. Der Körper 34a wird durch einen in Richtung auf die Frontabdeckung 2 gebogenen äußeren Umfangsbereich des Körpers 34a gebildet. Außerdem wird der äußere Umfangsbereich des Kolbens 32 durch den rohrförmigen Bereich 34b gestützt und kann sich in der axialen Richtung bewegen.
<Stützkonstruktion für die Ölkammerplatte 34>
Die Ölkammerplatte 34 ist an dem inneren Umfangsbereich des Körpers 34a an der auf der Seite der Frontabdeckung 2 gelegenen Seitenfläche des Flansches 33b der Hülse 33 festgeschweißt. Die Ölkammerplatte 34 ist hier ein Element zum Definieren einer Ölkammer (einer noch zu beschreibenden ersten Ölkammer C1) zwischen sich und dem Kolben 32. Daher wirkt, wenn Hydrauliköl in die Ölkammer geleitet wird, auf die Ölkammerplatte 34 eine Kraft in einer von dem Kolben 32 trennenden Richtung. Jedoch ist die Ölkammerplatte 34 an der auf der Seite des Kolbens 32 gelegenen Seitenfläche des Flansches 33b befestigt, d.h. an der Fläche, die zu der Richtung, in welcher die vorgenannten Kraft auf die Ölkammerplatte 34 wirkt, entgegengesetzt ist. Daher wird die Ölkammerplatte 34, die die durch einen Hydraulikdruck erzeugte Kraft empfängt, durch den Flansch 33b gestützt. Eine Deformation der Ölkammerplatte 34 kann dadurch verhindert werden.
<Synchronisationsmechanismus>
Die Eingriffsvorsprünge 32b des Kolbens 32 befinden sich jeweils im Eingriff mit den Schlitzen 37c der Antriebsnabe 37. Bei dieser Konfiguration ist der Kolben 32 derart konfiguriert, dass dieser über die Antriebsnabe 37 synchron mit der Hülse 33 und der Frontabdeckung 2 gedreht wird. Mit anderen Worten: ein Synchronisationsmechanismus zum Drehen des Kolbens 32 synchron mit dem Stützelement 35 besteht aus den Schlitzen 37c der Antriebsnabe 37 und den Eingriffsvorsprüngen 32b des Kolbens 32.
Es sollte beachtet werden, dass die Schlitze 37c und die Eingriffsvorsprünge 32b des Kolbens 32 über den gesamten Bewegungsbereich des Kolbens 32 im Eingriff sind. Aus diesem Grund lösen sich die Schlitze 37c und die Eingriffsvorsprünge 32b auch dann nicht voneinander, wenn der Kolben 32 in der axialen Richtung bewegt wird.
<Hydraulikkreis>
Die Hülse 33 ist an ihrer äußeren Umfangsfläche mit einem Dichtungselement S1 versehen. Daher sorgt das Dichtungselement S1 für eine Abdichtung zwischen der äußeren Umfangsfläche der Hülse 33 und der inneren Umfangsfläche des Kolbens 32. Zum anderen ist der Kolben 32 an seiner äußeren Umfangsfläche mit einem Dichtungselement S2 versehen. Das Dichtungselement S2 sorgt für eine Abdichtung zwischen der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 32 und der inneren Umfangsfläche des rohrförmigen Bereichs 34b der Ölkammerplatte 34. Bei dieser Konstruktion ist die erste Ölkammer C1 zwischen dem Kolben 32 und der Ölkammerplatte 34 definiert, um den Kolben 32 in Richtung auf die Kupplungsscheiben 31 zu drücken.
Die Hülse 33 ist mit einem Hydraulikkreis versehen. Das Hydrauliköl das von dem inneren Umfangsbereich der Turbinennabe 17 zugeführt wird, wird über den Hydraulikkreis zur ersten Ölkammer C1 geleitet. Der Hydraulikkreis umfasst einen ersten Ölkanal P1, einen zweiten Ölkanal P2 und einen Ölsumpf Ph.
Der Ölsumpf Ph ist an der auf der Seite des Turbinenrads 4 gelegenen Seitenfläche der Hülse 33 vorgesehen. Insbesondere ist an der auf der Seite des Turbinenrads 4 gelegenen Seitenfläche der Hülse 33 eine Nut 33c vorgesehen. Die Nut 33c ist eine in Richtung auf die Frontabdeckung 2 ausgesparte Ringnut. Zusätzlich ist eine ringförmige Platte 39 an der Hülse 33 befestigt, um die Nut 33c abzudecken. Mit anderen Worten: der Ölsumpf Ph wird durch die Nut 33c und die Platte 39 begrenzt.
Der erste Ölkanal P1 ist von der inneren Umfangsfläche des ringförmigen Vorsprungs 33a der Hülse 33 zu dem Ölsumpf Ph vorgesehen. Der erste Ölkanal P1 besteht aus einer Mehrzahl von Öffnungen, deren jede sich unter Annäherung an das Turbinenrad 4 von der inneren Umfangsseite zur äußeren Umfangsseite der Hülse 33 neigt.
Durch den vorgesehenen zweiten Ölkanal P2 stehen der Ölsumpf Ph und die erste Ölkammer C1 in Verbindung. Der zweite Ölkanal P2 besteht aus einer Mehrzahl von Öffnungen. Die Öffnungen erstrecken sich radial und orthogonal zu der Drehachse.
Es sollte beachtet werden, dass der gesamte Kanalbereich des zweiten Ölkanals P2 kleiner bemessen ist als der des ersten Ölkanals P1. Außerdem ist der Durchmesser der jeweiligen Öffnungen, die den zweiten Ölkanal P2 bilden, kleiner als der Durchmesser der jeweiligen Öffnungen, die den ersten Ölkanal P1 bilden. Mit diesen Ausbildungen kann eine Öffnungswirkung eintreten, wenn das Hydrauliköl durch den ersten Ölkanal P1 und den zweiten Ölkanal P2 fließt. Dementsprechend kann die Fließgeschwindigkeit des Hydrauliköls, das aus dem zweiten Kanal P2 fließt, niedrig gehalten werden, wodurch sich ein Pulsieren des Durchsatzes einer Ölpumpe verhindern lässt. Stöße, die bei Überführung der Kupplung in den aktiven Zustand entstehen, können dadurch abgemildert werden. Ferner ist der Ölsumpf Ph in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform zwischen dem ersten Ölkanal P1 und dem zweiten Ölkanal P2 definiert, wodurch sich ein Pulsieren des Durchsatzes der Ölpumpe noch weiter unterbinden lässt.
Zum anderen ist eine zweite Ölkammer C2 zwischen dem inneren Umfangsbereich der Hülse 33 und der Turbinenradnabe 17 definiert. Das Hydrauliköl wird durch eine Öffnung 17b, die in dem Flansch 17a der Turbinenradnabe 17 vorgesehen ist, in die zweite Ölkammer C2 geleitet. Die Hülse 33 ist ferner mit einem dritten Ölkanal P3 versehen. Die zweite Ölkammer C2 und ein die Kupplungsscheiben 31 aufnehmender Raum stehen über den dritten Ölkanal P3 in Verbindung.
<Dämpfungsbereich 29>
Der Dämpfungsbereich 29 ist ausgebildet zum Dämpfen von Vibrationen, die über die Frontabdeckung 2 in den Dämpfungsbereich eingeführt werden. Wie 4 zeigt, hat der Dämpfungsbereich 29 eine eingangsseitige Platte 40, innenumfangsseitige Torsionsfedern 41, eine Zwischenplatte 42, außenumfangsseitige Torsionsfedern 43 und eine angetriebene Platte 44.
– Eingangsseitige Platte 40 –
Die eingangsseitige Platte 40 ist auf der Ausgangsseite der Kupplungseinheit 28 montiert. Insbesondere umfasst die eingangsseitige Platte 40 eine erste Seitenplatte 45 und eine zweite Seitenplatte 46.
Die erste Seitenplatte 45 ist die auf der Antriebsmaschinenseite liegende Platte der die eingangsseitige Platte 40 bildenden Platten. Die erste Seitenplatte 45 hat einen ersten Kupplungseingriffsbereich 45a, der sich in Richtung auf die Frontabdeckung 2 erstreckt, und eine Mehrzahl von ersten Federeingriffsbereichen 45b.
Der erste Kupplungseingriffsbereich 45a ist im Wesentlichen rohrförmig. Der erste Kupplungseingriffsbereich 45a ist mit einer Mehrzahl von Nuten versehen. Die Nuten erstrecken sich in der axialen Richtung und sind in der Umfangsrichtung in vorgegebenen Abständen aufeinander ausgerichtet. Die Zähne, die an dem äußeren Umfangsbereich jeder der zweiten Kupplungsscheiben 31b gebildet sind, befinden sich mit den Nuten im Eingriff. Bei dieser Ausbildung können sich die zweiten Kupplungsscheiben 31b und die ersten Seitenplatten 45 relativ zueinander nicht drehen, können sich jedoch in der axialen Richtung relativ zueinander bewegen.
Die ersten Federeingriffsbereiche 45b sind in einem Bereich vorgesehen, der sich radial innenseitig von dem turbinenseitigen Ende des ersten Kupplungseingriffsbereichs 45a erstreckt. Insbesondere sind die ersten Federeingriffsbereiche 45b Fensterbereiche, die in der Umfangsrichtung in vorgegebenen Abständen angeordnet sind. Jeder erste Federeingriffsbereich 45b ist mit eingeschnittenen und nach oben gezogenen Bereichen versehen. Die eingeschnittenen und nach oben gezogenen Bereiche werden gebildet, indem der innenumfangsseitige Rand und der außenumfangsseitige Rand des ersten Federeingriffsbereichs 45b in der axialen Richtung eingeschnitten und hochgezogen werden. Die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 sind jeweils in den ersten Federeingriffsbereichen 45b angeordnet. Ferner befindet sich ein Paar von einander umfangsseitig gegenüberliegenden Wänden jedes ersten Federeingriffsbereichs 45b mit beiden Enden jeder innenumfangsseitigen Torsionsfeder 41 im Eingriff.
Die zweite Seitenplatte 46 ist die getriebeseitige Platte der die eingangsseitige Platte 40 bildenden Platten. Die zweite Seitenplatte 46 ist in der axialen Richtung in einem vorgegebenen Abstand von der ersten Seitenplatte 45 angeordnet. Die zweite Seitenplatte 46 ist durch eine Mehrzahl von Stegbolzen 47 mit der ersten Seitenplatte 45 verbunden, so dass sie als Einheit mit der ersten Seitenplatte drehbar ist.
Die zweite Seitenplatte 46 hat eine Mehrzahl von zweiten Federeingriffsbereichen 46a. Die zweiten Federeingriffsbereiche 46a sind Fensterbereiche, die in der Umfangsrichtung in vorgegebenen Abständen angeordnet sind. Die zweiten Federeingriffsbereiche 46a liegen den ersten Federeingriffsbereichen 45b jeweils axial gegenüber. Jeder zweite Federeingriffsbereich 46a ist mit eingeschnittenen und hochgezogenen Bereichen versehen. Die eingeschnittenen und hochgezogenen Bereiche werden gebildet, indem der innenumfangsseitige Rand und der außenumfangsseitige Rand jedes zweiten Federeingriffsbereichs 46a in der axialen Richtung eingeschnitten und hochgezogen werden. Die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 sind jeweils in den zweiten Federeingriffsbereichen 46a angeordnet. Ferner befindet sich ein Paar von in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Wänden jedes zweiten Federeingriffsbereichs 46a mit den beiden Enden jeder innenumfangsseitigen Torsionsfeder 41 im Eingriff.
– Innenumfangsseitige Torsionsfedern 41 –
Die mehrzähligen innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 sind in der Umfangsrichtung aufeinander ausgerichtet angeordnet.
Jede der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 besteht aus einer großen Schraubenfeder 41a und einer kleinen Schraubenfeder 41b. Die kleine Schraubenfeder 41b ist in die große Schraubenfeder 41a eingesetzt. Die Federlänge der kleinen Schraubenfeder 41b ist kürzer als die der großen Schraubenfeder 41a.
Jede der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 ist in die jeweiligen ersten Federeingriffsbereiche 45b (Fensterbereiche) der ersten Seitenplatte 45, die jeweiligen zweiten Federeingriffsbereiche 46a (Fensterbereiche) der zweiten Seitenplatte 46 und die jeweiligen dritten Federeingriffsbereiche 42a (Fensterbereiche) der noch zu beschreibenden Zwischenplatte 42 eingesetzt. Jede innenumfangsseitige Torsionsfeder 41 ist an ihren beiden Umfangsenden und an ihren beiden radialen Enden durch die ersten, zweiten und dritten Federeingriffsbereiche 45b, 46a und 42a (Fensterbereiche) gestützt. Ferner wird jede innenumfangsseitige Torsionsfeder 41 durch die eingeschnittenen und hochgezogenen Bereiche jedes ersten Federeingriffsbereichs 45b (Fensterbereichs) und jene des zweiten Federeingriffsbereichs 46a (Fensterbereichs) am Herausspringen gehindert.
– Zwischenplatte 42 –
Die Zwischenplatte 42 ist axial zwischen der ersten Seitenplatte 45 und der zweiten Seitenplatte 46 angeordnet. Die Zwischenplatte 42 kann sich relativ zu der ersten Seitenplatte 45, der zweiten Seitenplatte 46 und der angetriebenen Platte 44 drehen. Die Zwischenplatte 42 ist ein Element, das bewirkt, dass die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 und die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 hintereinander zum Einsatz kommen.
Der äußere Umfangsbereich der Zwischenplatte 42 hat im Wesentlichen eine Rohrform und ist in Richtung auf das Turbinenrad 4 offen. Der rohrförmige äußere Umfangsbereich der Zwischenplatte 42 hält die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43. Ferner sind noch zu beschreibende fünfte Federeingriffsbereiche 44b der angetriebenen Platte 44 in der Öffnung des rohrförmigen äußeren Umfangsbereichs angeordnet.
Die Zwischenplatte 42 hat eine Mehrzahl von dritten Federeingriffsbereichen 42a, eine Mehrzahl von vierten Federeingriffsbereichen 42b und eine längliche Öffnung 42d.
Die dritten Federeingriffsbereiche 42a sind in dem inneren Umfangsbereich der Zwischenplatte 42 vorgesehen und befinden sich jeweils im Eingriff mit den innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41. Die dritten Federeingriffsbereiche 42a sind Fensterbereiche, die in der Umfangsrichtung in vorgegebenen Abständen angeordnet sind. Jeder dritte Federeingriffsbereich 42a ist axial zwischen und gegenüberliegend jedem Paar der ersten Federeingriffsbereiche 45b und der zweiten Federeingriffsbereiche 46a angeordnet. Die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 sind jeweils in den dritten Federeingriffsbereichen 42a angeordnet. Ferner befindet sich ein Paar von einander umfangsseitigen gegenüberliegenden Wänden jedes dritten Federeingriffsbereichs 42a im Eingriff mit beiden Enden jeder innenumfangsseitigen Torsionsfeder 41.
Die vierten Federeingriffsbereiche 42b sind in dem äußeren Umfangsbereich der Zwischenplatte 42 angeordnet und sind dabei in der Umfangsrichtung in vorgegebenen Abständen aufeinander ausgerichtet. Die vierten Federeingriffsbereiche 42b befinden sich mit den außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 im Eingriff. Zwei in Umfangsrichtung benachbarte Federeingriffsbereiche der vierten Federeingriffsbereiche 42b befinden sich mit beiden Enden jeder außenumfangsseitigen Torsionsfeder 43 im Eingriff. Im Detail befinden sich zwei in Umfangsrichtung benachbarte Federeingriffsbereiche der vierten Federeingriffsbereiche 42b mit den inneren Umfangsbereichen und den äußeren Umfangsbereichen beider Enden jeder außenumfangsseitigen Torsionsfeder 43 im Eingriff.
Die längliche Öffnung 42d hat eine in Umfangsrichtung längliche Form. Die Stegbolzen 47 sind durch die längliche Öffnung 42d hindurchgesteckt. Im Detail ist der Schaftbereich jedes Stegbolzens 47 durch die längliche Öffnung 32d hindurchgesteckt. In diesem Zustand sind beide Enden jedes Stegbolzens 47 an der ersten Seitenplatte 45 und an der zweiten Seitenplatte 46 befestigt. Die Zwischenplatte 42 ist durch die Stegbolzen 47 an der ersten und an der zweiten Seitenplatte 45 und 46 befestigt.
– Außenumfangsseitige Torsionsfedern 43 –
Die mehrzähligen außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 sind in der Umfangsrichtung aufeinander ausgerichtet angeordnet. Ferner sind die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 radial außerhalb der Kupplungseinheit 28 angeordnet.
Die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 werden durch den äußeren Umfangsbereich der Zwischenplatte 42 gehalten sind derart konfiguriert, dass sie über die Zwischenplatte 42 in Reihe mit den innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 wirken.
Jede außenumfangsseitige Torsionsfeder 43 ist an ihren beiden Umfangsenden durch zwei in Umfangsrichtung benachbarte Federeingriffsbereiche der vierten Federeingriffsbereiche 42b der Zwischenplatte 42 gestützt. Ferner wird jede außenumfangsseitige Torsionsfeder 43 durch den äußeren Umfangsbereich (rohrförmigen Bereich) der Zwischenplatte 42 daran gehindert, nach außen herauszuspringen, und ist in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Federeingriffsbereichen der vierten Federeingriffsbereiche 42b angeordnet. Darüber hinaus kontaktiert jede außenumfangsseitige Torsionsfeder 43 an ihren beiden Umfangsenden zwei umfangsseitig benachbarte Federeingriffsbereiche der fünften Federeingriffsbereiche 44b der angetriebenen Platte 44.
– Angetriebene Platte 44 –
Die angetriebene Platte 44 ist ein ringscheibenförmiges Element und ist an dem Turbinenradgehäuse 15 befestigt. Außerdem kann sich die angetriebene Platte 44 relativ zu der Zwischenplatte 42 drehen.
Die angetriebene Platte 44 umfasst einen Körper 44a, die mehrzähligen fünften Federeingriffsbereiche 44b, eine erste Anschlagklaue 44c und eine zweite Anschlagklaue 44d.
Der Körper 44a hat im Wesentlichen eine Ringform und ist an dem Turbinenradgehäuse 15 befestigt. Im Detail ist der Körper 44a durch Befestigungsmittel wie beispielsweise eine Verschweißung an dem Turbinenradgehäuse 15 befestigt.
Die mehrzähligen fünften Federeingriffsbereiche 44b sind an der äußeren Umfangsseite des Körpers 44a vorgesehen und sind mit dem Körper 44a einstückig ausgebildet. Die fünften Federeingriffsbereiche 44b befinden sich mit den außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 im Eingriff. Die fünften Federeingriffsbereiche 44b sind durch einen axial in Richtung auf die Antriebsmaschine gebogenen äußeren Umfangsbereich der angetriebenen Platte 44 gebildet.
Die fünften Federeingriffsbereiche 44b sind in der Umfangsrichtung in vorgegebenen Abständen angeordnet. Jede außenumfangsseitige Torsionsfeder 43 ist zwischen zwei benachbarten Federeingriffsbereichen der fünften Federeingriffsbereiche 44b angeordnet. Zwei umfangsseitig benachbarte Federeingriffsbereiche der fünften Federeingriffsbereiche 44b befinden sich mit beiden Enden jeder außenumfangsseitigen Torsionsfeder 43 im Eingriff.
<Anschlagmechanismus>
In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform bestehen die Anschlagmechanismen aus einem Teil der Zwischenplatte 42, einem Teil der zweiten Seitenplatte 46 und einem Teil der angetriebenen Platte 44. Die Anschlagmechanismen 44 sind konfiguriert für die Begrenzung der relativen Drehung zwischen diesen Platten 42, 46 und 44. Die Anschlagmechanismen werden nachstehend im Detail erläutert.
Die Zwischenplatte 42 ist in ihrem radialen Zwischenbereich mit einem Ausschnitt 42c versehen. Der Ausschnitt 42c ist radial zwischen den dritten Federeingriffsbereichen 42a und den vierten Federeingriffsbereichen 42b vorgesehen. Der Ausschnitt 42c hat eine in Umfangsrichtung längliche Form und ist zur äußeren Umfangsseite offen. Zum anderen ist die angetriebene Platte 44 mit einer ersten Anschlagklaue 44c versehen, wie vorstehend beschrieben. Die erste Anschlagklaue 44c ist in den Ausschnitt 42c eingesetzt.
Die erste Anschlagklaue 44c ist an dem inneren Umfangsbereich der angetriebenen Platte 44, d.h. an dem inneren Umfangsbereich des Körpers 44a vorgesehen. Die erste Anschlagklaue 44c ist ein Bereich, der sich von dem inneren Umfangsbereich des Körpers 44a axial in Richtung auf die Antriebsmaschine erstreckt. Im Detail ist die erste Anschlagklaue 44c durch einen teilweise axial in Richtung auf die Antriebsmaschine gebogenen inneren Umfangsbereich des Körpers 44a gebildet.
Mit vorstehender Konstruktion wird die Zwischenplatte 42 an einer Drehung relativ zu der angetriebenen Platte 44 gehindert, und zwar durch den Kontakt der ersten Anschlagklaue 44c mit einer der umfangsseitigen Endflächen des Ausschnitts 42c der Zwischenplatte 42. Mit anderen Worten: ein Anschlagmechanismus besteht aus der ersten Anschlagklaue 44c und dem Ausschnitt 42c der Zwischenplatte 42.
Die zweite Seitenplatte 46 ist außerdem an ihrem äußeren Umfangsende mit einem Ausschnitt 46b versehen. Der Ausschnitt 46b ist zur Umfangsseite offen. Zum anderen ist die angetriebene Platte 44 mit der zweiten Anschlagklaue 44d versehen, wie vorstehend beschrieben. Die zweite Anschlagklaue 44d ist in den Ausschnitt 46b eingesetzt.
Die zweite Anschlagklaue 44d ist an dem inneren Umfangsbereich der angetriebenen Platte 44, d.h. an dem inneren Umfangsbereich des Körpers 44a vorgesehen. Die zweite Anschlagklaue 44d ist durch einen inneren Umfangsbereich des Körpers 44 gebildet, der sich teilweise zu der weiter innen liegenden Umfangsseite erstreckt.
Bei vorstehender Konstruktion werden die erste und die zweite Seitenplatte 45 und 46 durch den Kontakt der zweiten Anschlagklaue 44d mit einer der Endfläche des Ausschnitts 46b der zweiten Seitenplatte 46 an einer Drehung relativ zu der angetriebenen Platte 44 gehindert. Mit anderen Worten: der andere Anschlagmechanismus besteht aus der zweiten Anschlagklaue 44d und dem Ausschnitt 46b der zweiten Seitenplatte 46.
<Positionierungskonstruktion für den Dämpfungsbereich 29>
Eine Konstruktion für die Positionierung des Dämpfungsbereichs 29 wird mit Bezug auf 5 erläutert. Diese Positionierungskonstruktion ist für die Positionierung des Dämpfungsbereichs 29 in der radialen und in der axialen Richtung vorgesehen.
In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform hat das Turbinenradgehäuse 15 einen Turbinenradgehäusekörper 50 und einen Verbindungsbereich 51. Die Turbinenradflügel 16 sind in dem Turbinenradgehäusekörper 50 angeordnet. Das Verbindungselement 51 ist an seinem äußeren Umfangsbereich durch Niete 52 mit dem inneren Umfangsbereich des Turbinenradgehäusekörpers 50 verbunden und ist an seinem inneren Umfangsbereich durch Niete (nicht gezeigt) mit dem Turbinenradflansch 17a verbunden oder verschweißt. Das Verbindungselement 51 hat in seinem radialen Zwischenbereich einen rohrförmigen Bereich 51a. Der rohrförmige Bereich 51a erstreckt sich in der axialen Richtung.
Der rohrförmige Bereich 51a ist mit einer ersten Positionierungsfläche 51b und einer zweiten Positionierungsfläche 51c versehen. Die erste und die zweite Positionierungsfläche 51b und 51c werden durch einen Schneidevorgang oder dergleichen gebildet. Die erste Positionierungsfläche 51b ist ringförmig und ist parallel zur Drehachse angeordnet. Die zweite Positionierungsfläche 51c ist ringförmig und erstreckt sich von dem auf der Seite des Turbinenrads 4 gelegenen Ende der ersten Positionierungsfläche 51b radial nach außen und ist orthogonal zur Drehachse angeordnet.
Ferner kontaktiert die innenumfangsseitige Endfläche der Zwischenplatte 42 des Dämpfungsbereichs 29 die erste Positionierungsfläche 51b. Dementsprechend ist der gesamte Dämpfungsbereich 29 in der radialen Richtung angeordnet. Zum anderen kontaktiert eine Seitenfläche des innenumfangsseitigen Endes der Zwischenplatte 42 die zweite Positionierungsfläche 51c. Dementsprechend wird der gesamte Dämpfungsbereich 29 an einer Bewegung axial in Richtung auf das Turbinenrad gehindert.
Darüber hinaus ist eine Begrenzungsplatte 54, die ringscheibenförmig ist, an der auf der Seite der Frontabdeckung 2 gelegenen Seitenfläche des inneren Umfangsbereichs der Verbindungselements 51 befestigt. Die Begrenzungsplatte 54 erstreckt sich weiter zur äußeren Umfangsseite als das innenumfangsseitige Ende der ersten Seitenplatte 45 des Dämpfungsbereichs 29. Ferner kann die auf der Seite der Frontabdeckung 2 gelegene Seitenfläche der ersten Seitenplatte 45 mit dem äußeren Umfangsende der Begrenzungsplatte 54 in Kontakt gebracht werden. Mit dieser Konstruktion wird der gesamte Dämpfungsbereich 29 an einer Bewegung axial in Richtung auf die Frontabdeckung 2 gehindert.
(Funktionsweise)
Zunächst wird die Funktionsweise des Drehmomentwandlerkörpers 6 erläutert. Während der Drehung der Frontabdeckung 2 und des Pumpenrads 3 fließt das Hydrauliköl von dem Pumpenrad 3 zu dem Turbinenrad 4 und über das Leitrad 5 weiter zu dem Pumpenrad 3. Dementsprechend wird durch das Hydrauliköl ein Drehmoment von dem Pumpenrad 3 auf das Turbinenrad 4 übertragen. Das auf das Turbinenrad 4 übertragene Drehmoment wird über die Turbinenradnabe 17 auf die Eingangswelle des Getriebes übertragen.
Es sollte beachtet werden, dass bei laufender Antriebsmaschine das Hydrauliköl durch die Öffnung 17b der Turbinenradnabe 17 konstant in die zweite Ölkammer C2 fließt und durch den dritten Ölkanal P3 weiter zu den Kupplungsscheiben 31 und dem Antriebsrad 3 geleitet wird.
Wenn das Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers 1 ansteigt und die Drehung der Eingangswelle eine vorgegebene Geschwindigkeit erreicht, wird das Hydrauliköl durch den ersten Ölkanal P1, den Ölsumpf Ph und den zweiten Ölkanal P2 in die erste Ölkammer C1 geleitet. Zu diesem Zeitpunkt ist der Hydraulikdruck in der ersten Ölkammer C1 höher als der Druck des Hydrauliköls, das zu der Seite geleitet wird, auf der die Kupplungsscheiben 31 angeordnet sind. Daher wird der Kolben 32 in Richtung auf die Frontabdeckung 2 bewegt. Das Ergebnis ist, dass der Andrückbereich 32a des Kolbens 32 die Kupplungsscheiben 31 in Richtung auf die Frontabdeckung 2 drückt, wodurch ein Überbrückungszustand (eingerückter Kupplungszustand) hergestellt wird.
In dem vorstehend beschriebenen eingerückten Kupplungszustand wird über die Überbrückungsvorrichtung 7 ein Drehmoment von der Frontabdeckung 2 auf den Drehmomentwandlerkörper 6 übertragen. Insbesondere wird in der Überbrückungsvorrichtung 7 das in die Frontabdeckung 2 eingeleitete Drehmoment nacheinander und in der genannten Reihenfolge auf die Kupplungsscheiben 31, die erste und die zweite Seitenplatte 45 und 46, die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 (die großen Torsionsfedern 41a und die kleinen Torsionsfedern 41b), die Zwischenplatte 42, die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 und die angetriebene Platte 44 übertragen und dann an die Turbinenradnabe 17 abgegeben.
Die in den aktiven Kupplungszustand überführte Überbrückungsvorrichtung 7 ist vorliegend derart konfiguriert, dass diese wie vorstehend beschrieben ein Drehmoment überträgt und gleichzeitig eine Drehmomentschwankung dämpft, die über die Frontabdeckung 2 in die Überbrückungsvorrichtung eingeführt wird. Speziell bei auftretenden Torsionsschwingungen in der Überbrückungsvorrichtung 7 werden die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 und die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 ihrer Konfiguration entsprechend jeweils der Reihe nach zwischen der ersten und der zweiten Seitenplatte 45 und 46 und der angetriebenen Platte 44 zusammengedrückt. Dadurch wird eine mit den Torsionsschwingungen auftretende Drehmomentschwankung durch die Aktivierung der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 und der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 gedämpft.
Es sollte beachtet werden, dass im deaktivierten Zustand der Überbrückungsvorrichtung (d.h. es wird ein ausgerückter Zustand der Kupplung hergestellt) die erste Ölkammer C1 konfigurationsgemäß mit einem Ablauf verbunden wird. Dementsprechend wird das Hydrauliköl in der ersten Kammer C1 durch den zweiten Ölkanal P2, den Ölsumpf Ph und den ersten Ölkanal P1 abgeleitet. In diesem Zustand fällt der Hydraulikdruck in der ersten Ölkammer C1 unter den Hydraulikdruck auf der Seite ab, auf der die Kupplungsscheiben 31 angeordnet sind. Dadurch wird der Kolben 32 in Richtung auf das Turbinenrad 4 bewegt. Das Ergebnis ist, dass der von dem Andrückbereich 32a des Kolbens 32 auf die Kupplungsscheiben 31 ausgeübte Druck aufgehoben und dementsprechend der deaktivierte Zustand der Kupplung hergestellt wird.
(Torsionscharakteristik)
Nachstehend wird mit Bezug auf 6 die Torsionscharakteristik erläutert. Im aktivierten Zustand der Überbrückungsvorrichtung 7 wird ein über die Frontabdeckung 2 eingeleitetes Drehmoment über die Kupplungsscheiben 31 auf den Dämpfungsbereich 29 übertragen. Zu diesem Zeitpunkt werden bei einer stattfindenden relativen Drehung zwischen der ersten und der zweiten Seitenplatte 45 und 46, der Zwischenplatte 42 und der angetriebenen Platte 44 und bei Erzeugung eines Torsionswinkels zwischen diesen Platten die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 und die großen Schraubenfedern 41a der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 über die Zwischenplatte 42 der Reihe nach zusammengedrückt. Dementsprechend wird eine erste Torsionssteifigkeit K1 gebildet. In 6 ist mit dem Bezugszeichen J1 ein Bereich dargestellt, in welchem durch die erste Torsionssteifigkeit K1 ein Drehmoment im Verhältnis zu einem Torsionswinkel bestimmt wird.
Wenn dann das zu übertragende Drehmoment ansteigt, vergrößert sich ein relativer Drehwinkel (Torsionswinkel) zwischen der Zwischenplatte 42 und der ersten und der zweiten Seitenplatte 45 und 46. Wenn der relative Drehwinkel zwischen den Platten einen vorgegebenen Winkel erreicht, werden auch die kleinen Schraubenfedern 41b der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 zusammengedrückt. Mit anderen Worten: in diesem Zustand werden die großen Schraubenfedern 41a der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 und der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 in Reihe zusammengedrückt, und gleichzeitig werden die großen Schraubenfedern 41a und die kleinen Schraubenfedern 41b der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 parallel zusammengedrückt.
Durch die vorgenannten Abläufe wird eine zweite Torsionssteifigkeit K2 gebildet. In 6 wird durch das Bezugszeichen J2 ein Bereich angegeben, in welchem durch die zweite Torsionssteifigkeit K2 ein Drehmoment im Verhältnis zu einem Torsionswinkel bestimmt wird. Mit einem weiter zunehmenden Torsionswinkel kontaktiert die erste Anschlagklaue 44c der angetriebenen Platte 4 anschließend eine der Endflächen des Ausschnitts 42c der Zwischenplatte 42.
Wenn das zu übertragende Drehmoment weiter ansteigt, steigt auch der relative Drehwinkel (Torsionswinkel) zwischen der ersten und der zweiten Seitenplatte 45 und 46, der Zwischenplatte 42 und der angetriebenen Platte 44 weiter an (in diesem Zustand erfolgt eine Synchrondrehung der Zwischenplatte 42 und der angetriebenen Platte 44). Auf diese Weise wird eine relative Drehung zwischen der Zwischenplatte 42 und der angetriebenen Platte 44 in dem und nach dem Bereich J2 verhindert. Die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 43 werden daher deaktiviert. Mit anderen Worten: in dem und nach dem Bereich J2 werden die großen Schraubenfedern 41a und die kleinen Schraubenfedern 41b der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 zusammengedrückt.
Durch die vorstehenden Abläufe wird eine dritte Torsionssteifigkeit K3 gebildet. In 6 bezeichnet das Bezugszeichen J3 einen Bereich, in welchem durch die dritte Torsionssteifigkeit K3 das Drehmoment im Verhältnis zu dem Torsionswinkel bestimmt wird. Anschließend kontaktiert die zweite Anschlagklaue 44d der angetriebenen Platte 44 mit einem zunehmenden Torsionswinkel eine Endfläche des Ausschnitts 46b der zweiten Seitenplatte 46. In diesem Zustand werden die große Schraubenfeder 41a und die kleine Schraubenfeder 41b der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 41 deaktiviert.
(Merkmale)
Wenn der Kolben 32 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform im eingekuppelten Zustand der Überbrückungsvorrichtung 7 in Richtung auf die Kupplungsscheiben 31 bewegt wird, erfolgt zuerst der Kontakt der an dem Kolben 32 montierten gewellten Feder 36 mit der am nächsten liegenden der Kupplungsscheiben 31, und die gewellte Feder verformt sich elastisch. Die elastische Verformung der gewellten Feder 36 wird fortgesetzt, doch bevor die elastische Verformung der gewellten Feder 36 abgeschlossen ist, beaufschlagt der Andrückbereich 32a des Kolbens 32 die am nächsten liegende der Kupplungsscheiben 31 mit Druck, so dass die Kupplungsscheiben 31 aneinandergedrückt werden.
Durch den vorstehenden Ablauf kann der Stoß abgemildert werden, der entsteht, wenn die eingerückte Zustand der Kupplung hergestellt wird. Hinzu kommt, dass der Kolben 32 während der elastischen Verformung der gewellten Feder 36 die am nächsten liegende der Kupplungsscheiben 31 kontaktiert und die Kupplungsscheiben 31 unmittelbar mit Druck beaufschlagt. Die Beanspruchung der gewellten Feder 36 wird dadurch verringert. Außerdem können die Kupplungsscheiben 31 zuverlässig miteinander in Kontakt gedrückt werden.
(Weitere bevorzugte Ausführungsformen)
Vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind innerhalb des Rahmens der Erfindung vielfältige Änderungen und Modifikationen möglich.

(a) In der vorstehenden bevorzugten Ausführungsform wird als elastisches Element, das an dem Kolben 32 montiert ist, die gewellte Feder 36 verwendet. Das elastische Element ist jedoch nicht auf die gewellte Feder 36 beschränkt. Wie 7 zeigt, kann eine konische Tellerfeder 36' als elastisches Element verwendet werden.
(b) Die Position des elastischen Elements ist nicht auf das äußere Umfangsende des Kolbens beschränkt. Wie beispielsweise in 8 gezeigt ist, kann ein Kolben 50 an der inneren Umfangsseite eines Andrückbereichs 50a mit einer ringförmigen Vertiefung versehen sein. Darüber hinaus kann ein elastisches Element 51 (z.B. eine konische Tellerfeder, eine gewellte Feder etc.) in der ringförmigen Vertiefung angeordnet 50b angeordnet sein.
(c) In der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform wurde vorliegende Erfindung bei einer Überbrückungsvorrichtung angewendet, die konfiguriert ist für das Andrücken des Kolbens an die Kupplungsscheiben von der Turbinenseite konfiguriert. Vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei einer Überbrückungsvorrichtung angewendet werden, die konfiguriert ist für das Andrücken des Kolbens an Kupplungsscheiben von der der Turbinenseite gegenüberliegenden Frontabdeckungsseite.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2012-217441 [0003]
JP 2012-237441 [0004, 0005]

Claims

Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler, wobei die Überbrückungsvorrichtung konfiguriert ist für die Übertragung eines Drehmoments von einer Frontabdeckung auf ein getriebeseitiges Element über ein Turbinenrad, wobei die Überbrückungsvorrichtung umfasst: einen Kupplungsbereich, der zwischen der Frontabdeckung und dem Turbinenrad angeordnet ist; wobei der Kupplungsbereich eine Kupplungsscheibe aufweist; einen Kolben, der in einer axialen Richtung bewegbar angeordnet ist, wobei der Kolben eine Andrückfläche zur Druckbeaufschlagung einer Kupplungsscheibe hat, wobei der Kolben konfiguriert ist für die Überführung des Kupplungsbereichs in einen Drehmomentübertragungszustand; ein elastisches Element, das auf derselben Seite wie die Andrückfläche des Kolbens angeordnet ist, wobei das elastische Element derart konfiguriert ist, dass dessen Verformung einsetzt, bevor die Andrückfläche in Verbindung mit der Bewegung des Kolbens in Richtung auf den Kupplungsbereich mit der Kupplungsscheibe in Kontakt gelangt.
Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei eine Bewegung des elastischen Elements größer ist als eine Bewegung des Kolbens, wobei die Bewegung des elastischen Elements definiert wird als Summe einer axialen Entfernung des in Verbindung mit der Bewegung des Kolbens bewegten elastischen Elements und eines Betrags der elastischen Verformung des elastischen Elements.
Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kolben ausgebildet ist für eine direkte Ausübung einer Druckkraft über die Andrückfläche auf den Kupplungsbereich, nachdem das elastische Element sich zu verformen beginnt.
Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kolben und die Kupplungsscheibe, die für die Herstellung eines Kontakts mit der Andrückfläche ausgebildet sind, für eine Synchrondrehung miteinander konfiguriert sind.
Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kolben an der Andrückfläche eine ringförmige Vertiefung aufweist und wobei das elastische Element in der Vertiefung angeordnet ist und in der axialen Richtung hin zu dem Kupplungsbereich vorspringt, wobei sein vorspringendes Ende näher an dem Kupplungsbereich liegt als die Andrückfläche.
Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das elastische Element eine gewellte Feder ist, die in Draufsicht eine gewellte Form hat.
Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das elastische Element eine konische Tellerfeder ist.