DE10259075B4 - Verfahren zur Herstellung einer vorderen Adeckung für eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer vorderen Adeckung für eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer vorderen Abdeckung (11) für eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung, umfassend:
Formen einer Gleit- und/oder Reibkontaktfläche (44a) an einer axial gerichteten Fläche eines sich radial erstreckenden radialen Flanschteils (44) der vorderen Abdeckung (11);
Formen eines mit einer radial äußeren Kante des radialen Flanschteils (44) verbundenen und sich in axialer Richtung erstreckenden Schweißteils an einem Verbindungsteil (51);
Auslegen einer ersten Steifigkeit eines ersten, das Schweißteil enthaltenden Bereiches (47) geringer als eine zweite Steifigkeit eines zweiten, das Verbindungsteil (51) enthaltenden Bereiches mittels Wälzdrücken;
Verlagern eines Teils einer zweiten axialen Wandstärke (T4) in einem radial inneren Bereich der vorderen Abdeckung (11) hin zu einer ersten axialen Wandstärke (T3) eines radialen Flanschteils (44) eines radial äußeren Bereiches der vorderen Abdeckung (11) mittels Wälzdrücken, um die erste axiale Wandstärke (T3) zu erhöhen;
Einrichten der vorderen Abdeckung (11) zur Befestigung an einer Eingangswelle; und
Herstellen einer hydrodynamischen Drehmoment-Übertragungseinrichtung durch...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung vom Flüssigkeits-Typ, also eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung, die eine Sperrkupplung, d.h. eine Überbrückungskupplung hat, z.B. ein Drehmomentwandler oder eine Flüssigkeitskupplung. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung, die eine an ihrer vorderen Abdeckung ausgebildete Gleit- oder Reibkontaktfläche hat, um gegen die Überbrückungskupplung zu gleiten oder zu reiben.
  • Im Allgemeinen wird ein Drehmomentwandler vorgesehen, um eine sanfte Beschleunigung und Verzögerung zu erleichtern, weil er Leistung über eine Flüssigkeit überträgt. Jedoch führt der Schlupf der Flüssigkeit zu Energieverlusten und schlechter Kraftstoffausnutzung.
  • Deshalb sind herkömmliche hydrodynamische Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung ausgerüstet, die eine vordere Abdeckung auf einer Eingangsseite mechanisch mit einem Turbinenrad auf einer Ausgangsseite koppelt. Die Überbrückungskupplung ist in einem Raum zwischen der vorderen Abdeckung und dem Turbinenrad angeordnet. Die Überbrückungskupplung hat im Wesentlichen einen kreisrunden, scheibenförmigen Kolben, eine angetriebene Platte und eine Torsionsfeder. Der kreisrunde scheibenförmige Kolben kann eine Verbindung mit der vorderen Abdeckung herstellen. Die angetriebene Platte ist an der rückseitigen Fläche des Turbinenrades montiert. Weiter koppelt eine Torsionsfeder den Kolben und die angetriebene Platte in einer Drehrichtung elastisch zusammen. Ein ringförmiger Reibbelag ist an dem Kolben in einer Lage gegenüber einer planen Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung befestigt.
  • Bei der gerade beschriebenen herkömmlichen Sperreinrichtung wird die Bewegung des Kolbens durch die Änderung des hydraulischen Druckes innerhalb eines Hauptkörpers des Drehmomentwandlers gesteuert. Genauer gesagt: so lange der Sperreingriff ge löst ist, wird Öl von dem externen hydraulischen Kreis in den Raum zwischen dem Kolben und der vorderen Abdeckung gefördert. Dieses Arbeitsöl fließt radial nach außen durch den Zwischenraum zwischen der vorderen Abdeckung und dem Kolben und tritt über eine radial außen liegende Stelle in den Hauptkörper des Drehmomentwandlers ein. Sobald die Überbrückungskupplung greift, wird das Arbeitsöl zwischen der vorderen Abdeckung und dem Kolben an einer radial inneren Stelle abgesaugt und die hydraulische Druckdifferenz veranlasst den Kolben, sich in Richtung der vorderen Abdeckung zu verschieben. Als Ergebnis wird der an dem Kolben vorgesehene Reibbelag gegen die Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung gepresst. Somit wird das Drehmoment der vorderen Abdeckung über die Überbrückungskupplung zum Turbinenrad übertragen.
  • Eine herkömmliche vordere Abdeckung ist ein scheibenförmiges Glied, das durch Formpressen geformt ist. Die vordere Abdeckung hat hauptsächlich ein radiales Flanschteil, ein axiales Flanschteil und einen inneren zylindrischen Bereich. Der radiale Flanschteil hat eine dem Reibbelag der Überbrückungskupplung entsprechende Reibkontaktfläche. Der axiale Flanschteil erstreckt sich axial von der äußeren Umfangskante des radialen Flanschteils und ist durch Schweißen an dem Pumpenrad befestigt. Der innere zylindrische Bereich liegt radial einwärts von dem radialen Flanschteil. Ein zentrischer Vorsprung ist an der inneren Umfangskante der vorderen Abdeckung angeschweißt, d.h. an der inneren Umfangskante des inneren Umfangsbereiches.
  • Die vordere Abdeckung verlangt einen gewissen Grad an Steifigkeit, um dem hydraulischen Druck innerhalb des Drehmomentwandlers und dem durch die Rotation erzeugten inneren Druck zu widerstehen. Um die nötige Steifigkeit sicher zu stellen, ist es herkömmlich nötig, Ausgangsmaterial zu verwenden, das eine große Dicke hat. Eine mit solchem Material hergestellte vordere Abdeckung ist schwer und teuer. Es ist somit bei herkömmlichen vorderen Abdeckungen schwierig gewesen, das Gewicht der vorderen Abdeckung zu verringern und gleichzeitig auch eine genügende Steifigkeit zu erhalten.
  • Die Gehäuse der vorderen Abdeckung und des Pumpenrades sind durch Schweißen miteinander verbunden. Genauer gesagt, wird ein sich in axialer Richtung erstreckendes zylindrisches axiales Flanschteil an der äußeren Umfangskante der vorderen Abdeckung ausgeformt, und die äußere Umfangskante des Pumpengehäuses wird an der Außenkante des Flanschteils angeschweißt. Das Schweißen wird mit einer Mehrzahl von Schweißbrennern ausgeführt, die die zwei Glieder in Umfangsrichtung an einer Mehrzahl von Stellen verschweißen.
  • Da der Schweißvorgang über eine gewisse Zeit ausgeführt wird, verursachen ungleich verteilte Spannungen im Schweißnahtbereich das Auftreten von Schweißverzug in der vorderen Abdeckung, und die auf dem radialen Flanschteil vorgesehene Reibkontaktfläche wird in der Umfangsrichtung wellig. Dementsprechend kann die gewünschte Reibcharakteristik nicht erreicht werden, wenn die Überbrückungskupplung durch Reibung eingreift, und es treten Radschwingungen auf.
  • Solche und dazu ähnliche Drehmomentwandler sind in US 4,919,241 , DE 692 20 506 T2 , US 5,718,311 A , US 6,224,487 B1 , US 5,361,880 A , und US 4,638,897 offenbart.
  • Im Hinblick auf das Obige besteht Bedarf für eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung, die die oben genannten Probleme des Standes der Technik überwindet. Diese Erfindung spricht diesen Bedarf des Standes der Technik ebenso an wie andere, die für die Fachwelt aus dieser Offenbarung erkennbar werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Gewicht der vorderen Abdeckung zu reduzieren, wobei gleichzeitig auch ausreichende Steifigkeit aufrecht erhalten wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens zur Herstellung einer vorderen Abdeckung für eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach dem Anspruch 1 gelöst.
  • Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen.
  • Ein anderes Ziel der Erfindung ist, das Auftreten von Verzug an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung zu erschweren, wenn die vordere Abdeckung und das Pumpengehäuse verschweißt werden.
  • Die Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der vorderen Abdeckung einer hydrodynamischen Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung. Die Einrichtung ist versehen mit einer vorderen Abdeckung, einem Turbinenrad, einem Pumpenrad und einer Überbrückungskupplung. Die vordere Abdeckung ist an einer Eingangswelle befestigt. Das Turbinenrad ist mit einer Ausgangswelle verbunden. Das Pumpenrad ist durch Schweißen mit der vorderen Abdeckung verbunden. Die Überbrückungskupplung hat einen Reibbelag zum Gleiten gegenüber der vorderen Abdeckung. Das Herstellverfahren umfasst die folgenden Schritte:
    • – einen Schritt zum Formen einer Reibkontaktfläche zum Gleiten gegenüber dem Reibbelag an einer axial weisenden Fläche des sich radial erstrec96kenden radialen Flanschteils der vorderen Abdeckung;
    • – ein Schritt zum Formen eines Schweißteils zum Verschweißen mit dem Pumpenrad auf dem axialen Flanschteil, welches an dem Verbindungsteil mit dem äußeren Rand des radialen Flanschteils verbunden ist und sich in der axialen Richtung erstreckt;
    • – ein Schritt, um die Steifigkeit des das Schweißteil enthaltenden Bereiches mittels Wälzdrücken niedriger zu machen als die Steifigkeit des das Verbindungsteil enthaltenden Bereiches; und
    • – ein Schritt, in dem die Wandstärke des radialen Flanschteils erhöht wird durch Verlagern eines Teils der Wandstärke an einem radial inneren Bereich der vorderen Abdeckung hin zu einem radial äußeren Bereich der vorderen Abdeckung mittels Wälzdrücken.
  • Mit diesem Verfahren zur Herstellung hat die daraus entstehende vordere Abdeckung einer hydrodynamischen Drehmoment-Übertragungseinrichtung einen das Schweißteil enthaltenden Bereich, der so ausgebildet ist, dass er eine geringere Steifigkeit als der den Verbindungsbereich enthaltende Teil hat. Wenn die Schweißteile der vorderen Abdeckung mit dem Pumpenrad verschweißt werden, verformt sich der die Schweißteile enthaltende Bereich dementsprechend leicht, und der das Verbindungsteil enthaltende Bereich verformt sich nicht leicht. Als Ergebnis ist das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung erschwert.
  • Weiter wird die Wandstärke des radialen Flanschteils größer gemacht als die Wandstärke des inneren Umfangsbereiches der vorderen Abdeckung. Somit wird die Druckfestigkeit des radialen Flanschteils erhöht, während das Gewicht insgesamt verringert wird. Obwohl das radiale Flanschteil eine gewisse Druckfestigkeit benötigt, kann der innere Umfangsbereich seine Funktion hinreichend mit einer geringeren Druckfestigkeit erfüllen. Entsprechend treten als Ergebnis der Verringerung der Wandstärke des inneren Umfangsbereiches bezüglich der Druckfestigkeit keine Probleme auf. Kurz gesagt, erreicht diese vordere Abdeckung gleichzeitig sowohl hinreichende Druckfestigkeit als auch verringertes Gewicht.
  • Zudem kann Rohmaterial mit einer geringen Dicke verwendet werden, weil die Wandstärke des radialen Flanschteils durch Verlagern eines Teils der Wandstärke an einem radial inneren Bereich der vorderen Abdeckung hin zu einem radial äußeren Bereich der vorderen Abdeckung erhöht wird. Das erlaubt eine Verringerung der Herstellkosten.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der vorderen Abdeckung einer hydrodynamischen Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung nach dem neunten Aspekt, wobei das Verfahren auch einen Schritt umfasst, die Wandstärke des das Schweißteil enthaltenden Bereiches dünner zu machen als die Wandstärke des den Verbindungsbereich enthaltenden Teils.
  • Die resultierende hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung verwendet ein einfaches Verfahren, um Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung zu erschweren.
  • Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der vorderen Abdeckung einer hydrodynamischen Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung nach dem zweiten Aspekt, wobei der Schritt zur Verringerung der Wandstärke das Verlagern eines Teils der Wandstärke des das Schweißteil enthaltenden Bereiches zu dem das Verbindungssteil enthaltenden Bereich umfasst.
  • Die resultierende hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung verwendet ein einfaches Verfahren, um Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung zu erschweren.
  • Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der vorderen Abdeckung einer hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung, das einen Arbeitsschritt hat, in dem die Wandstärke des Basisbereiches des axialen Flanschteils durch Verlagern eines Teils der Wandstärke des Endbereichs hin zum Basisbereich erhöht wird.
  • Das axiale Flanschteil erstreckt sich in axialer Richtung vom äußeren Rand des radialen Flanschteils.
  • Bei diesem Verfahren zur Herstellung einer vorderen Abdeckung wird die Wandstärke des Basisbereiches des axialen Flanschteils größer gemacht als die Wandstärke des Endbereiches des axialen Flanschteils. Als Ergebnis wird die Druckfestigkeit des Basisbereiches erhöht, während das Gewicht insgesamt verringert wird. Obwohl der Basisbereich des axialen Flanschteils eine gewisse Druckfestigkeit verlangt, kann der Endbereich seine Funktion mit einer geringeren Druckfestigkeit hinreichend erfüllen. Entsprechend treten als Ergebnis der Verringerung der Wandstärke des Endbereiches keine Probleme bezüglich der Druckfestigkeit auf. Kurz gesagt, erzielt diese vordere Abdeckung gleichzeitig sowohl hinreichende Druckfestigkeit als auch verringertes Gewicht.
  • Zudem kann Rohmaterial von geringer Dicke verwendet werden, weil die Wandstärke des Basisbereiches des axialen Flanschteils, das sich von dem äußeren Rand des radialen Flanschteils erstreckt, durch Verlagern eines Teils der Wandstärke des Endbereiches hin zum Basisbereich erhöht wird. Dies erlaubt eine Verringerung der Herstellungskosten.
  • Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der vorderen Abdeckung einer hydrodynamischen Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach deren vierten Aspekt, das auch einen Arbeitsschritt umfasst, in dem ein zylindrischer Vorsprung, der axial in Richtung des Motors vorragt, einstückig im Zentrum des inneren Umfangsbereiches ausgebildet ist.
  • Bei diesem Verfahren zur Herstellung einer vorderen Abdeckung wird auch der Vorsprung der vorderen Abdeckung unter Vereinfachung der Herstellung der vorderen Abdeckung einstückig ausgebildet.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung entsprechend einem ersten Aspekt hat eine vordere Abdeckung, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, ein Turbinenrad, ein Pumpenrad und eine Überbrückungskupplung. Die vordere Abdeckung ist an einer Eingangswelle befestigt. Das Turbinenrad ist mit einer Ausgangswelle verbunden. Das Pumpenrad ist durch Schweißen mit der vorderen Abdeckung verbunden. Die Überbrückungskupplung hat einen Reibbelag zum Gleiten gegen die vordere Abdeckung. Die vordere Abdeckung hat ein radiales Flanschteil, das sich in radialer Richtung erstreckt, und ein axiales Flanschteil, das sich von der äußeren Kante des radialen Flanschteils in der axialen Richtung erstreckt. Vorzugsweise sind die Flanschteile einstückig als eine einzige Einheit ausgebildet. Das radiale Flanschteil hat auf einer axial weisenden Fläche des radialen Flanschteils eine Reibkontaktfläche zum Reiben gegen den Reibbelag. Das axiale Flanschteil hat ein Verbindungsteil an einem Ende, wo es mit dem radialen Flanschteil verbunden ist, und ein Schweißteil am anderen Ende, wo es durch Schweißen mit dem Pumpenrad verbunden ist. Das axiale Flanschteil ist so geformt, dass der das Schweißteil enthaltende Bereich eine geringere Steifigkeit hat als der das Verbindungsteil enthaltende Bereich.
  • Da der das Schweißteil enthaltende Bereich bei dieser hydrodynamischen Drehmoment-Übertragungseinrichtung eine geringere Steifigkeit hat als der das Verbindungsteil enthaltende Bereich, verformt sich der das Schweißteil enthaltende Bereich relativ leicht, und der das Verbindungsteil enthaltende Bereich verformt sich nicht leicht, wenn das Schweißteil der vorderen Abdeckung mit dem Pumpenrad verschweißt wird. Als Ergebnis ist es schwierig für einen Schweißverzug, an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung aufzutreten.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung nach einem zweiten Aspekt entspricht der Einrichtung nach dem ersten Aspekt, wobei die Steifigkeit des das Schweißteil enthaltenden Bereiches dadurch kleiner als die Steifigkeit des das Verbindungsteil enthaltenden Bereiches ist, dass man die Wandstärke des das Schweißteil enthaltenden Bereiches dünner macht als die Wandstärke des das Verbindungsteil enthaltenden Bereiches.
  • Diese hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung wendet ein einfaches Verfahren an, um ein Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung schwieriger zu machen.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung nach einem dritten Aspekt besteht aus der Einrichtung nach dem zweiten Aspekt, wobei der das Schweißteil enthaltende Bereich mindestens 30% der Gesamtheit des axialen Flanschteils belegt.
  • Diese hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung sogar noch mehr.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung nach einem vierten Aspekt entspricht der Einrichtung nach dem zweiten Aspekt, wobei die axiale Länge des das Schweißteil enthaltenden Bereiches länger ist als die axiale Länge des das Verbindungsteil enthaltenden Bereiches.
  • Diese hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung sogar noch weiter.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung nach einem fünften Aspekt entspricht der Einrichtung nach dem zweiten Aspekt, wobei der das Schweißteil enthaltende Bereich zumindest 80% der Gesamtheit des axialen Flanschteils einnimmt.
  • Diese hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung sogar noch mehr.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung nach einem sechsten Aspekt entspricht der Einrichtung nach dem zweiten Aspekt, wobei der das Schweißteil enthaltende Bereich das meiste der Gesamtheit des axialen Flanschteils mit Ausnahme des Verbindungsbereiches einnimmt.
  • Diese hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung sogar noch weiter.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung nach einem siebenten Aspekt entspricht der Einrichtung nach einem beliebigen der zweiten bis sechsten Aspekte, wobei die Wandstärke des das Schweißteil enthaltenden Teils 20% bis 90% der Wandstärke des das Verbindungsteil enthaltenden Bereiches beträgt.
  • Diese hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung sogar noch weiter.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Überbrückungskupplung nach einem achten Aspekt entspricht der Einrichtung nach dem siebenten Aspekt, wobei die Wandstärke des das Schweißteil enthaltenden Bereiches 30% bis 80% der Wandstärke des das Verbindungsteil enthaltenden Bereiches beträgt.
  • Diese hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung sogar noch weiter.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach einem neunten Aspekt hat eine vordere Abdeckung, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, ein Turbinenrad und ein Pumpenrad. Die vordere Abdeckung ist an einer Eingangswelle befestigt. Das Turbinenrad ist mit einer Ausgangswelle verbunden. Das Pumpenrad ist mit der vorderen Abdeckung verbunden. Die vordere Abdeckung hat ein radiales Flanschteil, das sich in radialer Richtung erstreckt, und ein axiales Flanschteil, das sich von einem äußeren Rand des radialen Flanschteils in der axialen Richtung erstreckt. Die Wandstärke des radialen Flanschteils beträgt 105 bis 200 der Dicke des Bleches, aus dem die vordere Abdeckung gemacht ist. Weiterhin beträgt die Wandstärke eines inneren Umfangsbereiches der vorderen Abdeckung 50% bis 95% der Dicke des Bleches, aus dem die vordere Abdeckung hergestellt ist.
  • In dieser hydrodynamischen Drehmoment-Übertragungseinrichtung ist die Wandstärke des radialen Flanschteils größer als die Dicke des Bleches, und die Wandstärke des inneren Umfangsbereiches der vorderen Abdeckung ist geringer als die Dicke des Bleches. Somit wird der Druck, dem das radiale Flanschteil widerstehen kann, die Druckfestigkeit, erhöht, während das Gewicht insgesamt verringert wird. Obgleich das radiale Flanschteil eine gewisse Druckfestigkeit verlangt, kann der innere Umfangsbereich mit einer kleineren Druckfestigkeit seine Funktion ausreichend erfüllen. Dem entsprechend treten als Ergebnis der Verringerung der Wandstärke der inneren Umfangsbereiches bezüglich der Druckfestigkeit keine Probleme auf. Kurz gesagt, erreicht diese vordere Abdeckung gleichzeitig hinreichende Druckfestigkeit und verringertes Gewicht.
  • Da die Wandstärke des radialen Flanschteils größer gemacht ist als die Dicke des Bleches, wird ein relativ dünnes Blech verwendet. Entsprechend kann das Gewicht der vorderen Abdeckung noch weiter verringert werden.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach einem zehnten Aspekt entspricht der Einrichtung nach dem neunten Aspekt, wobei die Wandstärke des radialen Flanschteils 150% bis 200% von der des Bleches ist, aus dem die vordere Abdeckung gemacht ist, und die Wandstärke des inneren Umfangsbereiches der vorderen Abdeckung ist 50% bis 75% der Dicke des Bleches, aus dem die vordere Abdeckung gemacht ist.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach einem elften Aspekt ist die Einrichtung nach dem neunten oder zehnten Aspekt mit einer Überbrückungskupplung, wobei die Wandstärke des inneren Umfangsbereiches der vorderen Abdeckung 50% bis 90% der Wandstärke des radialen Flanschteils beträgt.
  • Diese hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung erreicht einen noch besseren Ausgleich zwischen Druckfestigkeit und Gewichtsverringerung.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Sperrkupplung nach einem zwölften Aspekt entspricht der Einrichtung des elften Aspekts, wobei die Wandstärke des inneren Umfangsbereiches der vorderen Abdeckung 70% bis 90% der Wandstärke des radialen Flanschteils beträgt.
  • Diese hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung erreicht das ausgewogenste Verhältnis zwischen Druckfestigkeit und Gewichtsminderung.
  • Eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer Sperrkupplung nach einem dreizehnten Aspekt entspricht der Einrichtung nach einem beliebigen der neunten bis zwölften Aspekte, wobei das axiale Flanschteil an einem Ende, wo es an dem radialen Flanschteil anschließt, ein Verbindungsteil und an dem anderen Ende, wo es durch Schweißen mit dem Pumpenrad verbunden ist, ein Schweißteil hat. Darüber hinaus ist das axiale Flanschteil so geformt, dass die Wandstärke des das Schweißteil enthaltenden Bereiches geringer ist als die Wandstärke des das Verbindungsteil enthaltenden Bereiches.
  • Bei dieser hydrodynamischen Drehmoment-Übertragungseinrichtung ist die Wandstärke des Basisbereiches des axialen Flanschteils größer als die Wandstärke des Endbereiches des axialen Flanschteils. Als Ergebnis wird die Druckfestigkeit des Basisbereiches erhöht, während das Gewicht insgesamt verringert wird. Obwohl der Basisbereich des axialen Flanschteils eine gewisse Druckfestigkeit braucht, kann der Endbereich seine Funktion mit einer geringeren Druckfestigkeit hinreichend erfüllen. Entsprechend treten als Ergebnis der reduzierten Wandstärke des Endbereiches bezüglich der Druckfestigkeit keine Probleme auf. Kurz gesagt, erzielt diese vordere Abdeckung gleichzeitig sowohl hinreichende Druckfestigkeit als auch verringertes Gewicht.
  • Diese und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für die Fachwelt aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden, die in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung offenbart.
  • Mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen, die einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden, zeigt
  • 1 eine schematische senkrechte Schnittansicht eines Drehmomentwandlers, der in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
  • 2 ein Querschnitt einer vorderen Abdeckung des Drehmomentwandlers;
  • 3 ein vergrößerter Ausschnitt von 2;
  • 4 eine schematische Ansicht, die einen Schritt zum Formen der Oberflächen-Gestalt der vorderen Abdeckung erläutert; und
  • 5 eine schematische Ansicht, die einen Schritt zum Formen der äußeren Gestalt der vorderen Abdeckung erläutert.
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen werden nun ausgewählte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert. Für die Fachwelt wird aus dieser Offenbarung erkennbar, dass die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur der Erläuterung dient und nicht dazu, die durch die anhängenden Ansprüche und ihre Äquivalente definierte Erfindung einzuschränken.
  • (1) Grundlegende Struktur des Drehmomentwandlers
  • 1 ist eine schematische senkrechte Schnittansicht eines Drehmomentwandlers 1, der in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Der Drehmomentwandler 1 dient dazu, Drehmoment von einer Motor-Kurbelwelle 2 (Eingangswelle) auf eine Getriebe-Eingangswelle 3 (Ausgangswelle) zu übertragen. Der Motor (nicht dargestellt) liegt links von 1 und das Getriebe (nicht dargestellt) liegt rechts von 1. Die Linie O-O in 1 bezeichnet die Drehachse des Drehmomentwandlers 1.
  • Der Drehmomentwandler 1 hat hauptsächlich eine flexible Platte 4 und einen Drehmomentwandler-Hauptkörper 5. Die flexible Platte 4 ist ein dünnes, scheibenförmiges Teil, das dazu dient, Drehmoment zu übertragen und von der Kurbelwelle 2 auf den Drehmomentwandler 5 übertragene Schwingungen in Biege- oder Axialrichtung zu absorbieren. Die flexible Platte 4 hat deshalb genügende Steifigkeit in Drehrichtung, um Drehmoment zu übertragen, aber niedrige Steifigkeit in Biege- oder Axialrichtung.
  • Der Drehmomentwandler-Hauptkörper 5 hat ein als Torus geformtes Teil, das aus drei Arten von beschaufelten Rädern aufgebaut ist: einem Pumpenrad 21, einem Turbinenrad 22 und einem Leitrad 23, sowie eine Sperreinrichtung oder Überbrückungskupplung 7.
  • Die vordere Abdeckung 11 ist ein scheibenförmiges Bauteil, dessen sämtliche Teile einstückig ausgebildet sind. Die vordere Abdeckung 11 ist in enger Nachbarschaft zu der flexiblen Platte 4 angeordnet. Wie in 2 gezeigt, ist die vordere Abdeckung 11 ein scheibenförmiges Glied, das aus Blech gefertigt ist. Die vordere Abdeckung 11 hat ein scheibenförmiges Teil 41, ein axiales Flanschteil 42 und einen zylindrischen Vorsprung 43. Das axiale Flanschteil 42 ist zylindrisch und erstreckt sich von einer äußeren Umfangskante des scheibenförmigen Teils 41 axial in Richtung des Getriebes. Der zylindrische zentrale Vorsprung 43 erstreckt sich von einer inneren Umfangskante des scheibenförmigen Teils 41 axial in Richtung des Motors. Ein innerer Umfangsbereich 45 ist scheibenförmig und bildet, zusammen mit dem radialen Flanschteil 44, die axial gerichtete motorseitige Fläche einer Flüssigkeitskammer. Mit Bezug auf 1 ist der zylindrische Vorsprung 43 ein sich axial erstreckendes zylindrisches Glied, das einstückig mit dem inneren Umfangsbereich 45 geformt und in eine mittige Bohrung der Kurbelwelle 2 eingesetzt ist.
  • Wie aus 1 ersichtlich, ist ein innerer Umfangsteil der flexiblen Platte 4 mit einer Mehrzahl von Bolzen 13 am freien Ende der Kurbelwelle 2 befestigt. Eine Mehrzahl von Muttern 12 ist mit gleichem Umfangsabstand an einem äußeren Umfangsbereich der vorderen Abdeckung 11 befestigt, auf der Seite, die zum Motor gerichtet ist. Die flexible Platte 4 ist durch Einsetzen von Bolzen 14 in die Muttern 12 an dem äußeren Umfangsbereich der vorderen Abdeckung 11 befestigt. Damit wird ein gleichmäßiger Abstand zwischen der flexiblen Platte 4 und der vorderen Abdeckung 11 über dem Umfang aufrecht erhalten.
  • Bezüglich 2 hat das scheibenförmige Teil 41 der vorderen Abdeckung 11 radial außen das radiale Flanschteil 44 und radial innen den inneren Umfangsbereich 45. Mit anderen Worten liegt das radiale Flanschteil 44 radial außerhalb des scheibenförmigen Teils 41. Weiter liegt der innere Umfangsbereich 45 radial innerhalb des scheibenförmigen Teils 41. Das radiale Flanschteil 44 ist ein Bereich, der sowohl ringförmig als auch scheibenförmig ist, und hat eine vorgeschriebene Erstreckung in der radialen Richtung. Eine ringförmige, ebene Reibfläche 44a ist auf der Innenseite des radialen Flanschteils 44 ausgebildet, d.h. auf der Seite, die in axialer Richtung zum Getriebe hin ausgerichtet ist. Das axiale Flanschteil 42 ist ein zylindrischer Bereich, der von der äußeren Umfangskante des radialen Flanschteils 44 in axialer Richtung in Richtung auf das Getriebe verläuft. Wie aus 1 ersichtlich, ist das Pumpengehäuse 26 des Pumpenrades 21 durch Schweißen an dem äußeren Ende des axialen Flanschteils 42 festgelegt. Damit bilden die vordere Abdeckung 11 und das Pumpenrad 21 eine mit Arbeitsöl gefüllte Flüssigkeitskammer.
  • Das Pumpenrad 21 hat hauptsächlich ein Pumpengehäuse 26, eine Mehrzahl von Pumpenschaufeln 27 und eine Pumpennnabe 28. Die Mehrzahl von Pumpenschaufeln 27 ist an der Innenseite des Pumpengehäuses 26 befestigt. Die Pumpennabe 28 ist an einem inneren Umfangsteil des Pumpengehäuses 26 befestigt.
  • Das Turbinenrad 22 ist innerhalb der Flüssigkeitskammer auf eine solche Weise angeordnet, dass es dem Pumpenrad 21 in axialer Richtung gegenüber liegt. Das Turbinenrad 22 hat hauptsächlich eine Turbinengehäuse 30, eine Mehrzahl von Turbinen schaufeln 31 und eine Turbinennabe 32. Die Mehrzahl von Turbinenschaufeln 31 ist an einer Oberfläche des Turbinengehäuses 30 befestigt, die dem Pumpenrad 21 gegenüber liegt. Weiter ist die Turbinennabe 32 an einer inneren Umfangskante des Turbinengehäuses 30 befestigt. Das Turbinengehäuse 30 und die Turbinennabe 32 sind mit einander durch eine Mehrzahl von Nieten 33 verbunden. Keilwellenzähne zum Eingriff mit der Eingangswelle 3 sind auf einer inneren Oberfläche der Turbinennabe 32 ausgeformt. Als Wirkung dieser Keilwellenzähne rotiert die Turbinennabe 32 gemeinsam mit der Eingangswelle 3.
  • Das Leitrad 23 ist ein Mechanismus, der dazu dient, die Strömungsrichtung des von dem Turbinenrad 22 zum Pumpenrad 21 zurück fließenden Arbeitsöls auszurichten. Das Leitrad 23 ist ein Bauteil, das durch Gießen von Kunstharz, einer Aluminium-Legierung oder Ähnlichem als eine Einheit hergestellt ist. Das Leitrad 23 ist zwischen dem inneren Umfangsteil des Pumpenrades 21 und dem inneren Umfangsteil des Turbinenrades 22 angeordnet. Das Leitrad 23 besteht hauptsächlich aus einem ringförmigen Leitradgehäuse 35 und einer Mehrzahl von Leitschaufeln 36, die auf einer äußeren Oberfläche des Leitradgehäuses 35 vorgesehen sind. Das Leitradgehäuse 35 wird von einer zylindrischen fest stehenden Welle 39 über eine Einwegkupplung 37 (Überholkupplung, Freilaufkupplung) getragen. Die fest stehende Welle 39 verläuft zwischen der äußeren Oberfläche der Eingangswelle 3 und der inneren Oberfläche der Pumpennabe 28.
  • Die vorgenannten beschaufelten Räder 21, 22, 23 und Gehäuse 26, 30, 35 bilden eine Torus-förmige Flüssigkeits-Arbeitskammer 6 innerhalb der Flüssigkeitskammer. Innerhalb der Flüssigkeitskammer ist auch zwischen der vorderen Abdeckung 11 und der Flüssigkeits-Arbeitskammer 6 ein ringförmiger Raum 9 gebildet.
  • (2) Struktur der Sperreinrichtung (Überbrückungskupplung)
  • Die Sperreinrichtung oder Überbrückungskupplung 7 ist in dem Raum 9 zwischen dem Turbinenrad 22 und der vorderen Abdeckung 11 angeordnet. Die Überbrückungskupplung 7 dient dazu, das Turbinenrad 22 und die vordere Abdeckung 11 mechanisch mit einander zu koppeln, wenn es nötig ist. Die Überbrückungskupplung 7 ist in dem Raum angeordnet, der axial zwischen der vorderen Abdeckung 11 und dem Turbinenrad 22 besteht. Die Überbrückungskupplung 7 ist insgesamt scheibenförmig und halbiert ungefähr den Raum 9. Der Raum zwischen der vorderen Abdeckung 11 und der Überbrückungskupplung 7 wird hier als eine erste hydraulische Kammer A bezeichnet, und der Raum zwischen der Überbrückungskupplung 7 und dem Turbinenrad 22 wird als zweite hydraulische Kammer B bezeichnet.
  • Die Überbrückungskupplung 7 arbeitet sowohl als Kupplung als auch als elastischer Verbindungsmechanismus. Die Überbrückungskupplung 7 besteht hauptsächlich aus einem Kolben 71, einer Antriebsplatte 72, einer angetriebenen Platte 73, einer Mehrzahl von Torsionsfedern 74 und einem Federträger 75. Der Kolben 71 bildet eine Kupplung. Die Antriebsplatte 72 ist an dem Kolben 71 befestigt und bildet ein Dämpfer-Eingangsglied. Die angetriebene Platte 73 ist an dem Turbinenrad 22 befestigt und bildet ein Dämpfer-Ausgangsglied. Die Mehrzahl von Torsionsfedern 74 koppelt die Platten 72 und 73 in der Drehrichtung zusammen. Der Federträger 75 verbindet die Mehrzahl von Federn 74 in der Drehrichtung in Serie und stützt die Federn 74 in der radialen Richtung.
  • Der Kolben 71 ist ein Glied, das das Schließen und Lösen der Kupplung ausführt. Weiter dient der Kolben 71 auch als Eingangsglied für die Funktion als elastischer Koppel-Mechanismus der Überbrückungskupplung 7. Der Kolben 71 ist als eine kreisförmige Scheibe mit einem darin ausgeformten Mittenloch geformt. Der Kolben 71 erstreckt sich über die gesamte radiale Ausdehnung des Raumes 9, sodass er den Raum 9 ungefähr in zwei Teile teilt. Ein inneres zylindrisches Teil 71b, das sich in der axialen Richtung zum Getriebe hin erstreckt, ist auf der inneren Umfangskante des Kolbens 71 ausgebildet. Das innere zylindrische Teil 71b wird von der Außenfläche der Turbinennabe 32 derart abgestützt, dass es sich in Drehrichtung und in axialer Richtung bewegen kann. An der äußeren Oberfläche der Turbinennabe 32 ist jedoch ein Flansch 32a ausgebildet, der gegen das innere zylindrische Teil 71b anstößt, um die Bewegung des Kolbens 71 in der axialen Richtung hin zum Getriebe zu begrenzen. Auf der äußeren Oberfläche der Turbinennabe 32 ist auch ein ringförmiger Dichtungsring oder O-Ring 32b vorgesehen, der gegen die innere Oberfläche des inneren zylindrischen Teils 71b der Turbinennabe 32 anliegt, womit er eine Abdichtung gegen Flüssigkeitsbewegung an der inneren Umfangskante des Kolbens 71 in axialer Richtung erzeugt. Inzwischen ist ein Reibkupplungsteil 71c auf dem äußeren Umfangsteil des Kolbens 71 gebildet. Das Reibkupplungsteil 71c ist ein ringförmiger Bereich, der eine vorgeschrieben Erstreckung in der radialen Richtung hat und dessen beide in axialer Richtung weisende Seiten eben sind und Flächen bilden, die sich senkrecht zur axialen Richtung erstrecken. Ein ringförmiger Reibbelag 76 (Belagteil) ist an der Seite des Reibkupplungsteiles 71c angebracht, das in der axialen Richtung dem Motor gegenüber liegt. Der Reibbelag 76 liegt der Reibkontaktfläche 44a der vorderen Abdeckung 11 gegenüber, und der Reibbelag 76 und die Reibkontaktfläche 44a bilden zusammen die Kupplung der Überbrückungskupplung 7.
  • (3)Struktur der vorderen Abdeckung
  • 1. Dickenverhältnisse bezüglich des axialen Flanschteils
  • Wie in 2 dargestellt, besteht das axiale Flanschteil 42 aus einem motorseitigen Bereich 46 und einem getriebeseitigen Bereich 47. Die Wandstärke des getriebeseitigen Bereichs 47, d.h. die Erstreckung in der radialen Richtung, ist geringer als die des motorseitigen Bereichs 46, und damit ist die Steifigkeit des getriebeseitigen Bereiches 47 geringer.
  • Mit Bezug auf 3 hat der motorseitige Bereich 46 einen ersten Endteil 48, der mit dem radialen Flanschteil 44 verbunden ist. Der erste Endteil 48 hat denselben Grad von Wandstärke wie das radiale Flanschteil 44 und ist mit dem radialen Flanschteil 44 über ein Verbindungsteil 51 einstückig geformt. Das Verbindungsteil 51 bildet einen äußeren Eckenteil der vorderen Abdeckung 11. Kurz gesagt, ist der erste Endteil 48 ein Bereich gleichförmiger Dicke, der das Verbindungsteil 51 einschließt.
  • Der getriebeseitige Bereich 47 hat einen zweiten Endteil 49. Der äußere Bereich des zweiten Endteils 49 liegt gegen die äußere Umfangskante 26a des Pumpenrades 26 an und ist durch eine Schweißnaht 53 daran angeschweißt. Kurz gesagt, ist der zweite Endteil 49 ein Bereich gleichförmiger Dicke, der den verschweißten Teil umfasst. Darüber hinaus ist die gleichförmige Wandstärke des zweiten Endteils 49 geringer als die Wandstärke des ersten Endteils 48.
  • Der getriebeseitige Bereich 47 hat auch ein Zwischenteil 50. Das Zwischenteil 50 verbindet den ersten Endteil 48 und den zweiten Endteil 49 miteinander. Die Dicke des Zwischenteils 50 nimmt mit Annäherung vom ersten Endteil 48 an den zweiten Endteil 49 langsam ab.
  • Die innere Oberfläche des axialen Flanschteils 42 ist in axialer Richtung gerade, sodass sein innerer Durchmesser gleichförmig ist. Dementsprechend ist der äußere Durchmesser des axialen Flanschteils 42 am ersten Endteil 48 größer als am zweiten Endteil 49.
  • In der folgenden Betrachtung wird die Wandstärke (radiale Abmessung) des ersten Endteils 48 als T1 bezeichnet, und die Wandstärke (radiale Abmessung) des zweiten Endteils wird als T2 bezeichnet. Ebenso wird die axiale Länge des ersten Endteils 48 als L1 bezeichnet, und die axiale Länge des zweiten Endteils 49 wird als L2 bezeichnet, und die axiale Länge des Flanschteils 42 wird als L bezeichnet. Der motorseitige Ursprungs-Punkt von L wie von L2 ist die Rand, d.h. die Kante der Ecke des Verbindungsteils 51, die der seitlichen Fläche des radialen Flanschteils 44 entspricht, die in axialer Richtung dem Motor zugewandt ist.
  • Weil T2 kleiner ist als T1, ist die Steifigkeit des zweiten Endteils 49 geringer als die Steifigkeit des ersten Endteils 48. Deshalb tritt, wenn die äußere Umfangskante 26a des Pumpengehäuses 26 mit dem zweiten Endteil 49 verschweißt wird, ein durch das Schweißen verursachter Verzug hauptsächlich in dem zweiten Endteil 49 und in dem Zwischenteil 50 auf. Dementsprechend ist es schwierig für den Verzug, im ersten Endteil 48 und in dem radialen Flansch 44 aufzutreten. Damit kann die Planheit der Reibkontaktfläche 44a der vorderen Abdeckung aufrecht erhalten werden. Als Ergebnis ist es schwierig für die Reibleistung der reibenden Verbindung abzunehmen, und das Auftreten von Fahrzeugschwingungen ist nicht wahrscheinlich.
  • In dieser besonderen Ausführungsform ist die Wandstärke V (die Länge von der äußeren Ecke zur inneren Ecke) des Verbindungsbereiches 51, d.h. des Eckenteils, größer als die Wandstärke T1 des ersten Endteils 48. Dementsprechend ist es sogar noch schwieriger für den ersten Endteil 48 und den radialen Flanschteil 44, von der Schweißwärme verformt zu werden.
  • Es ist bevorzugt, dass die Wandstärke T2 des zweiten Endteils 49 20% bis 90% der Wandstärke T1 des ersten Endteils 48 beträgt. Wenn sie geringer ist als 20%, werden Probleme auf Grund der verringerten Festigkeit des axialen Flanschteils auftreten, und wenn sie größer ist als 90%, wird die Wirkung der Reduzierung der Wandstärke ungenügend sein. Es ist sogar besser für die Dicke T2 des zweiten Endteils 49, wenn sie 30 bis 80% der Dicke T1 des ersten Endteils 48 beträgt.
  • Es wird bevorzugt, dass die axiale Länge L2 des zweiten Endteils 49 30% bis 90% der axialen Länge L des axialen Flanschteils 42 ist. Wenn sie geringer ist als 30%, wird die Wirkung der verringerten Wandstärke ungenügend sein, und wenn sie größer ist als 90% werden Probleme aufgrund der verringerten Festigkeit des axialen Flanschteils auftreten. Entsprechend wird es bevorzugt, dass die axiale Länge L2 des zweiten Endteils 49 80% bis 90% der axialen Länge L des axialen Flanschteils 42 beträgt. Insbesondere wird es bevorzugt, dass die axiale Länge L2 des zweiten Endteils 49 größer ist als 50% der axialen Länge L des axialen Flanschteils 42 und/oder dass die axiale Länge L2 des zweiten Endteils 49 größer ist als die axiale Länge L1 des ersten Endteils 48.
  • Es wird bevorzugt, dass die Wandstärke T1 des ersten Endteils 48 5% bis 20% der axialen Länge L des axialen Flanschteils 42 beträgt. Unter der Annahme, dass die Wandstärke T1 des ersten Endteils 48 ungefähr die gleiche ist wie die Wandstärke des radialen Flanschteils 44, wird die Steifigkeit des axialen Flanschteils 42 zu niedrig sein, wenn die Wandstärke weniger als 5% der Länge ist. Weiterhin wird die Steifigkeit des axialen Flanschteils 42 zu hoch sein, wenn die Wandstärke größer als 20% der Länge ist. Es ist schwieriger für Schweißwärme, Verzug der Gleitkontaktfläche 44a zu verursachen, wenn die Dicke 10% der Länge ist, als wenn die Dicke 15% der Länge ist – sogar wenn die axiale Länge L2 des zweiten Endteils 49 kleiner ist als die axiale Länge L1 des ersten Endteils 48. Sobald die Dicke 10% der Länge beträgt und die axiale Länge L2 des zweiten Endteils 49 größer ist als die axiale Länge L1 des ersten Endteils 48, ist es noch schwieriger für die Schweißwärme, Verzug der Reibkontaktfläche 44a zu verursachen.
  • 2. Dickenverhältnisse bezüglich der gesamten vorderen Abdeckung
  • Wie in 2 ersichtlich, ist in der folgenden Erläuterung die Wandstärke (axiale Abmessung) des radialen Flanschteils 44 als T3 bezeichnet, und die Wandstärke (axiale Abmessung) des inneren Umfangsbereichs 45 ist als T4 bezeichnet. Die Wandstärke T3 des radialen Flanschteils 44 ist größer als die Wandstärke T4 des inneren Umfangsbereiches 45. Wie vorstehend erläutert, ist die Wandstärke T1 des Basisbereiches des axialen Flanschteils 42 größer als die Wandstärke T2 des freien Endbereiches. Damit bestehen hier keine Probleme bezüglich Druckfestigkeit, weil die Wandstärke am radialen Flanschteil 44 und am Basisbereich des axialen Flanschteils 42 groß ist, wo eine hohe Druckfestigkeit des Drehmomentwandlers besonderes notwendig ist. Da die Wandstärke des inneren Umfangsbereiches 45 und des zweiten Endteils 49 des axialen Flanschteils 42 beide klein sind, wird dabei das Gesamtgewicht beträchtlich verringert. Kurz gesagt, gibt diese Ausführung der vorderen Abdeckung 11 gute Druckfestigkeit und verringertes Gewicht.
  • Die Wandstärke des radialen Flanschteils 44 ist 105% bis 200% der Dicke des Bleches, und die Wandstärke des inneren Umfangsbereiches 45 der vorderen Abdeckung 11 ist 50 bis 95% der Dicke des Bleches. Somit wird ein relativ dünnes Material verwendet, und das Gewicht der vorderen Abdeckung 11 kann sogar noch weiter verringert werden. Es ist noch vorteilhafter, wenn die Wandstärke des radialen Flanschteils 150% bis 200% der Dicke des Bleches und die Wandstärke des inneren Umfangsbereiches 45 der vorderen Abdeckung 11 50% bis 75% der Blechdicke beträgt.
  • Ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der Druckfestigkeit und der Gewichtsverringerung der vorderen Abdeckung 11 wird erreicht, wenn die Wandstärke T4 des inneren Umfangsbereiches 45 der vorderen Abdeckung 11 50% bis 90% der Wandstärke T3 des radialen Flanschteils 44 beträgt. Die Ausgewogenheit ist sogar noch besser, wenn das genannte Verhältnis 70% bis 90% beträgt.
  • (4) Verfahren zur Herstellung der vorderen Abdeckung
  • Das Verfahren zur Herstellung der vorderen Abdeckung 11 wird erläutert. Die vordere Abdeckung wird durch drehendes Formen aus einem scheibenförmigen Rohling (Stück Material) geformt.
  • 1. Formgebung des flachen Formteils
  • Eine Wälzdrückmaschine 80, die das Wälzdrücken ausführt, wird mit Bezug auf 4 erläutert. Die Wälzdrückmaschine 80 hat einen Haltemechanismus 81 und ein erstes rotierendes Werkzeug 82. Der Haltemechanismus 81 hat eine Spindel 84 und einen ersten Haltedorn 85 und kann um eine Mittelachse S1-S1 rotieren. Die Spindel 84 ist ein massives zylindrisches Bauteil mit einem relativ großen Durchmesser. Die Spindel 84 hat im Zentrum ihrer Stirnfläche 84a einen eingezogenen Teil 84b. Der erste Haltedorn 85 ist ein massives zylindrisches Bauteil mit einem kleinen Durchmesser und hat einen vorstehenden Teil 85b im Zentrum seiner Stirnfläche 85a. Der erste Haltedorn 85 liegt der Spindel 84 in Axialrichtung gegenüber, und der vorstehende Teil 85b kann in den eingezogenen Teil 84b eingesetzt werden.
  • Das erste rotierende Werkzeug 82 hat ein erstes drehendes Werkzeug-Halteteil 89 und eine darin gehaltene erste Druckrolle 90. Das Halteteil 89 kann sich in axialer und radialer Richtung bewegen. Die erste Rolle 90 dient dazu, eine Platine 8 durch Abdrücken der Platine 8 gegen die Stirnfläche 84a der Spindel 84 und durch Verschieben von Material zu formen. Die erste Drückrolle 90 kann sich gegenüber dem Halteteil 89 um die Mittelachse S2S2 drehen. Die Mittelachse S2S2 ist gegenüber der Mittelachse S1S1 geneigt.
  • Die Platine B ist ein scheibenförmiges Metallteil, das durch Formstanzen geformt ist und schon einen mittigen Vorsprung 43 hat, bevor der Formgebungs-Prozess beginnt. In dem in 4 dargestellten Zustand ist die Platine B zwischen der Spindel 84 und dem ersten Haltedorn 85 gehalten. Genauer gesagt, ist der mittige Vorsprung 43 in den eingezogenen Teil 84b der Spindel 84 eingelegt und der vorspringende Teil 85b des ersten Haltedorns 85 liegt innerhalb des mittigen Vorsprungs 43. Dementsprechend ist nicht nur der Bereich des mittigen Vorsprungs 43, sondern auch der innere Umfangsbereich der Platine B zur Außenseite des mittigen Vorsprungs 43 zwischen der Stirnfläche 84a der Spindel 84 und der Stirnfläche 85a des ersten Haltedorns 85 eingespannt.
  • Nachdem der Mittenbereich der Platine B so gesichert ist, rotieren die Spindel 84 und der erste Haltedorn 85 um die Mittenachse S1S1. Daraufhin nähert sich das erste rotierende Werkzeug 82 der Platine B und bewegt sich so in radialer Richtung, dass die erste Drückrolle 90 um die Drehachse S2S2 rotiert. Die erste Drückrolle 90 drückt die Platine B gegen die Stirnfläche 84a der Spindel 84 und formt den scheibenförmigen Bereich der vorderen Abdeckung 11 aus. Während dieser Operation verschiebt das erste drehende Werkzeug 82 einen Teil der Wandstärke des inneren Umfangsbereiches 45 des scheibenförmigen Bereiches der Platine B in Richtung zum Zentrum. Als Ergebnis wird die Wandstärke des inneren Umfangsbereiches 45 der vorderen Abdeckung 11 geringer als die Wandstärke des radialen Flanschteils 44.
  • 2. Formgebung der äußeren Form
  • Als nächstes wird, wie in 5 dargestellt, ein zweiter Haltedorn 86 vorbereitet. Der zweite Haltedorn 86 ist ein zylindrisches Glied mit einer mittigen Bohrung. Der zweite Haltedorn 86 wird um den ersten Haltedorn 85 positioniert und hat eine Stirnfläche 86a. Die äußeren Umfangsflächen der Platine B sind zwischen der Stirnfläche 86a und der Stirnfläche 84a der Spindel 84 eingespannt.
  • Das zweite rotierende Werkzeug 87 hat ein zweites rotierendes Werkzeug-Halteteil 92 und eine darin gehaltene zweite Drückrolle 93. Das Halteteil 92 kann sich in axialer und radialer Richtung bewegen. Die zweite Drückrolle 93 ist eine Struktur, die dazu dient, die Platine B durch Andrücken gegen die äußere Oberfläche 86b des zweiten Haltedorns 86 und Verlagern von Material zu formen. Die zweite Drückrolle 93 kann sich bezüglich des Halteteils 92 um die Mittenachse S3S3 drehen. Die Mittenachse S3S3 ist parallel zu der Mittenachse S1S1.
  • Mit dem so sicher gehaltenen mittleren Bereich und äußeren Umfangsbereich der Platine B rotieren die Spindel 84, der erste Haltedorn 85 und der zweite Haltedorn 86 um die Mittenachse S1-S1. Darauf nähert sich das zweite rotierende Werkzeug 87 der Platine B und bewegt sich derart in der axialen Richtung, dass die zweite Drückrolle 93 um die Drehachse S3S3 rotiert. Die zweite Drückrolle 93 drückt den äußeren Umfangsbereich der Platine B gegen die äußere Oberfläche 86b des zweiten Haltedorns 86 und formt den axialen Flanschteil 42 der vorderen Abdeckung 11 aus.
  • Während dieses Vorgangs verschiebt das zweite rotierende Werkzeug 87 einen Teil der Wandstärke des Endbereiches des axialen Flanschteils 42 in Richtung des Basisbereichs. Als Ergebnis erhält die vordere Abdeckung 11 eine solche Form, dass die Wandstärke des ersten Endteils 48 und des Verbindungsteils 51 des axialen Flanschteils 42 größer ist als die Wandstärke des zweiten Endteils 49. Es sollte ersichtlich sein, dass die Wälzdrückmaschine mit den Haltedornen 85 und 86, der Spindel 84 und den ersten und zweiten rotierenden Werkzeugen 82 und 87 so konfiguriert werden kann, dass sie die vordere Abdeckung 11 mit beliebigen der vorgenannten Abmessungen und Merkmalen fertigt.
  • (5)Andere Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf Drehmomentwandler; sie kann ebenso für Flüssigkeitskupplungen angewendet werden. Auch sind Art und Struktur der Überbrückungskupplung nicht auf die der vorher beschriebene Ausführungsform beschränkt.
  • Bei einer hydrodynamischen Drehmomentübertragungs-Einrichtung, die entsprechend der Erfindung hergestellt ist, hat der Bereich, der das Schweißteil enthält, eine geringere Steifigkeit als der Bereich, der das Verbindungsteil enthält. Entsprechend verformt sich der Bereich mit dem Schweißteil leicht, und der das Verbindungsteil enthaltende Bereich verzieht sich nicht leicht, wenn das Schweißteil der vorderen Abdeckung mit dem Pumpenrad verschweißt wird. Als Ergebnis ist es schwierig für einen Schweißverzug, an der Reibkontaktfläche der vorderen Abdeckung aufzutreten.
  • Weiter ist bei einer hydrodynamischen Drehmoment-Übertragungseinrichtung, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, die Wandstärke des radialen Flanschteils größer als die Dicke des Bleches, und die Wandstärke des inneren Umfangsbereiches der vorderen Abdeckung ist geringer als die Dicke des Bleches. Daher ist die Druckfestigkeit des radialen Flanschteils erhöht, während das Gewicht insgesamt verringert wird. Da zudem ein relativ dünnes Blech verwendet wird, kann das Gewicht der vorderen Abdeckung sogar noch weiter verringert werden.
  • Wie hier gebraucht, beziehen sich die folgenden, eine Richtung bezeichnenden Begriffe „(nach) vorne, (nach) hinten, über, nach unten, vertikal, horizontal, unterhalb und quer" sowie jegliche andere ähnliche Richtungsbezeichnungen auf solche Richtungsangaben einer Einrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist. Entsprechend sollten diese Begriffe bezüglich einer gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüsteten Einrichtung so interpretiert werden, wie sie benutzt werden; um die vorliegende Erfindung zu beschreiben.
  • Näherungsangaben wie „wesentlich", „etwa" und „angenähert", wie sie hier verwendet werden, bezeichnen einen derart angemessenen Betrag der Abweichung des modifizierten Begriffs, dass das Endergebnis nicht signifikant verändert wird. Diese Begriffe sollten so aufgefasst werden, dass sie eine Abweichung von mindestens ±5% der modifizierten Größe einschließen, so lange diese Abweichung nicht die Bedeutung des Wortes umkehrt, das sie modifiziert.
  • Diese Anmeldung nimmt die Priorität der japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern 2001-401213 und 2001-401214 in Anspruch. Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldungen No. 2001-401213 und 2001-401214 wird durch Bezugnahme hier einbezogen.
  • Während nur ausgesuchte Ausführungsformen gewählt wurden, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, wird es aus dieser Offenbarung für die Fachwelt ersichtlich, dass hierbei vielfältige Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert ist. Weiterhin dient die vorangehende Beschreibung von Ausführungsformen entsprechend der vorliegenden Erfindung nur zur Erläuterung und nicht zur Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.
  • Die Erfindung schlägt also die Herstellung einer steifen vorderen Abdeckung 11 von geringem Gewicht vor, die einem Verzug einer Reibkontaktfläche 44a vorbeugt, wenn die vordere Abdeckung 11 und das Pumpengehäuse 26 miteinander verschweißt werden. Die vordere Abdeckung 11 hat ein radiales Flanschteil 44 und ein axiales Flanschteil 42, das von einer Außenkante des radialen Flanschteils 44 ausgeht. Das radiale Flanschteil 44 hat an einer axial weisenden Fläche eine Reibkontaktfläche 44a, um gegen über einem Reibbelag 76 zu gleiten. Das axiale Flanschteil hat ein Verbindungsteil 51, das an das radiale Flanschteil 44 anschließt, und ein Schweißteil, das durch Schweißen mit einem Pumpenrad 21 verbunden ist. Die verschiedenen Bereiche der vorderen Abdeckung 11 haben voneinander abweichende Steifigkeiten und Dicken.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung einer vorderen Abdeckung (11) für eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung, umfassend: Formen einer Gleit- und/oder Reibkontaktfläche (44a) an einer axial gerichteten Fläche eines sich radial erstreckenden radialen Flanschteils (44) der vorderen Abdeckung (11); Formen eines mit einer radial äußeren Kante des radialen Flanschteils (44) verbundenen und sich in axialer Richtung erstreckenden Schweißteils an einem Verbindungsteil (51); Auslegen einer ersten Steifigkeit eines ersten, das Schweißteil enthaltenden Bereiches (47) geringer als eine zweite Steifigkeit eines zweiten, das Verbindungsteil (51) enthaltenden Bereiches mittels Wälzdrücken; Verlagern eines Teils einer zweiten axialen Wandstärke (T4) in einem radial inneren Bereich der vorderen Abdeckung (11) hin zu einer ersten axialen Wandstärke (T3) eines radialen Flanschteils (44) eines radial äußeren Bereiches der vorderen Abdeckung (11) mittels Wälzdrücken, um die erste axiale Wandstärke (T3) zu erhöhen; Einrichten der vorderen Abdeckung (11) zur Befestigung an einer Eingangswelle; und Herstellen einer hydrodynamischen Drehmoment-Übertragungseinrichtung durch Zusammenbau der vorderen Abdeckung (11) mit einem Turbinenrad (22), das zur Verbindung mit einer Ausgangswelle eingerichtet ist, einem Pumpenrad (21), das durch Schweißen mit dem Schweißteil der vorderen Abdeckung (11) verbunden ist, und einer Überbrückungskupplung (7) mit einem gegen die Gleitkontaktfläche (44a) der vorderen Abdeckung (11) gleitenden Reibbelag (76).
  2. Verfahren zur Herstellung einer vorderen Abdeckung (11) nach Anspruch 1, weiter umfassend: Erzeugen einer ersten Wandstärke eines ersten, das Schweißteil enthaltenden Bereiches (47) dünner als eine zweite Wandstärke eines zweiten, das Verbindungsteil (51) enthaltenden Bereiches (46).
  3. Verfahren zu Herstellung einer vorderen Abdeckung (11) nach Anspruch 2, wobei der Arbeitsschritt der Verringerung der ersten Wandstärke das Verschieben eines Anteils des ersten, das Schweißteil enthaltenden Bereiches (47) zum zweiten, das Verbindungsteil (51) enthaltenden Bereiches (46) umfasst.
  4. Verfahren zur Herstellung einer vorderen Abdeckung nach Anspruch 1, weiter umfassend: Verlagern eines Teils einer ersten radialen Wandstärke eines Endbereichs (47) eines axialen Flanschteils (42) der vorderen Abdeckung (11) hin zu einem Basisbereich (46) des axialen Flanschteils (42), um eine zweite radiale Wandstärke des Basisbereiches (46) zu erhöhen.
  5. Verfahren zur Herstellung einer vorderen Abdeckung nach Anspruch 4, weiter umfassend: Formen eines zylindrischen Vorsprungs (43), der in einer axialen Richtung zu einer Motorseite hin vorragt, wobei der Vorsprung (43) einstückig im Zentrum eines inneren Um fangsbereiches der vorderen Abdeckung (11) ausgebildet ist.
  6. Verfahren zur Herstellung einer vorderen Abdeckung nach Anspruch 1, weiter umfassend: Formen eines zylindrischen Vorsprungs (43), der in einer axialen Richtung zu einer Motorseite hin vorragt, wobei der Vorsprung (43) einstückig im Zentrum eines inneren Umfangsbereiches der vorderen Abdeckung (11) ausgebildet ist.
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