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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Gewicht der vorderen
Abdeckung zu reduzieren, wobei gleichzeitig auch ausreichende Steifigkeit
aufrecht erhalten wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens zur Herstellung einer
vorderen Abdeckung für
eine hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung
nach dem Anspruch 1 gelöst.
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Die
Unteransprüche
beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
resultierende hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung verwendet
ein einfaches Verfahren, um Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der
vorderen Abdeckung zu erschweren.
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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.
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Die
resultierende hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung verwendet
ein einfaches Verfahren, um Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der
vorderen Abdeckung zu erschweren.
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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.
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Das
axiale Flanschteil erstreckt sich in axialer Richtung vom äußeren Rand
des radialen Flanschteils.
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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.
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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.
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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.
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Bei
diesem Verfahren zur Herstellung einer vorderen Abdeckung wird auch
der Vorsprung der vorderen Abdeckung unter Vereinfachung der Herstellung
der vorderen Abdeckung einstückig
ausgebildet.
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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.
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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.
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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.
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Diese
hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung
wendet ein einfaches Verfahren an, um ein Auftreten von Schweißverzug
an der Reibkontaktfläche
der vorderen Abdeckung schwieriger zu machen.
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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.
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Diese
hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung
erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der
vorderen Abdeckung sogar noch mehr.
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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.
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Diese
hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung
erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der
vorderen Abdeckung sogar noch weiter.
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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.
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Diese
hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung
erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der
vorderen Abdeckung sogar noch mehr.
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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.
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Diese
hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung
erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der
vorderen Abdeckung sogar noch weiter.
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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.
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Diese
hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung
erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der
vorderen Abdeckung sogar noch weiter.
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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.
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Diese
hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung
erschwert das Auftreten von Schweißverzug an der Reibkontaktfläche der
vorderen Abdeckung sogar noch weiter.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Diese
hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung
erreicht einen noch besseren Ausgleich zwischen Druckfestigkeit
und Gewichtsverringerung.
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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.
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Diese
hydrodynamische Drehmoment-Übertragungseinrichtung
erreicht das ausgewogenste Verhältnis
zwischen Druckfestigkeit und Gewichtsminderung.
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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.
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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.
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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.
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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;
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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(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.
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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.
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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.
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(3)Struktur der vorderen
Abdeckung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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(4) Verfahren zur Herstellung
der vorderen Abdeckung
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Das
Verfahren zur Herstellung der vorderen Abdeckung 11 wird
erläutert.
Die vordere Abdeckung wird durch drehendes Formen aus einem scheibenförmigen Rohling
(Stück
Material) geformt.
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1. Formgebung
des flachen Formteils
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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.
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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.
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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.
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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.
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2. Formgebung
der äußeren Form
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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.
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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.
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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.
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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.
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(5)Andere Ausführungsformen
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.