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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler, insbesondere einen Drehmomentwandler, der mit einer Überbrückungsvorrichtung versehen ist, die an der äußeren und an der inneren Peripherie jeweils eine Vielzahl von Torsionsfedern aufweist.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Drehmomentwandler sind häufig mit einer Überbrückungsvorrichtung zur direkten Übertragung eines Drehmoments von einer Frontabdeckung auf eine Turbine ausgestattet. Diese Überbrückungsvorrichtung hat einen Kolben, der für eine reibschlüssige Verbindung mit der Frontabdeckung ausgebildet ist, eine Antriebsplatte, an der der Kolben befestigt ist, eine Vielzahl von Torsionsfedern, die durch Antriebsplatte gestützt sind, und eine angetriebene Platte, die durch die Torsionsfedern in einer Drehrichtung elastisch mit dem Kolben verbunden ist. Die angetriebene Platte ist an der Turbine befestigt.
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Der Kolben teilt einen Raum zwischen der Frontabdeckung und der Turbine in einer axialen Richtung und kann durch eine Differenz des Hydraulikdrucks auf in axialer Richtung beiden Seiten bewegt werden. Ein Drehmoment der Frontabdeckung wird auf die Überbrückungsvorrichtung übertragen, wenn ein ringförmiger Reibbelag, der an einem äußeren Umfangsbereich des Kolbens vorgesehen ist, an eine ebene Reibfläche der Frontabdeckung gedrückt wird.
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Wenn mit der Überbrückungsvorrichtung ein Drehmoment übertragen wird, müssen die Torsionsfedern dahingehend geändert werden, dass sie eine geringere Steifigkeit aufweisen und der Torsionswinkel größer ist, um von einer Antriebsmaschine eingeführte Drehmomentschwankungen zu absorbieren und abzuschwächen. Aus diesem Grund wurde, wie Patentdokument 1 zeigt, bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der an einem äußeren Umfangsbereich und an einem inneren Umfangsbereich jeweils Torsionsfedern angeordnet und die Torsionsfedern an der äußeren Umfangsseite und die Torsionsfedern an der inneren Umfangsseite durch ein Zwischenelement verbunden sind.
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Ebenso wurde im Hinblick auf einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungsvorrichtung eine Konfiguration wie in Patentdokument 2 beschrieben vorgeschlagen, um eine axiale Dimension kürzer zu gestalten. Gemäß diesem Dokument wird die Dimension in der axialen Richtung verkürzt, indem der Torus kleiner und flacher ausgebildet wird.
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DOKUMENTLISTE
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PATENTLITERATUR
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- PATENTLITERATUR 1
Offengelegte japanische Patentanmeldungs-Publikation Nr. 2001-82577
- PATENTLITERATUR 2
Offengelegte japanische Patentanmeldungs-Publikation Nr. 2002-147563
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ÜBERSICHT
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Bei dem Drehmomentwandler, der in Patentdokument 1 beschrieben ist, arbeiten die Torsionsfedern an der äußeren Umfangsseite und die Torsionsfedern an der inneren Umfangsseite über das Zwischenelement in Aufeinanderfolge. Die Torsionsfedern an der inneren Umfangsseite sind derart angeordnet, dass zwei Schraubenfedern aufeinanderfolgend arbeiten. Folglich wird ein Torsionswinkel des Dämpfers vergrößert.
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Die in Patentdokument 1 beschriebene Vorrichtung ist jedoch in der axialen Richtung mit einer großen Länge ausgebildet, um zu vermeiden, dass sich die innenumfangsseitigen Torsionsfedern und die Turbine gegenseitig beeinflussen. Aus diesem Grund ist eine kompaktere Ausbildung der Vorrichtung nicht möglich. Auch lässt sich bei der Vorrichtung gemäß Patentdokument 1 keine gute Dämpfungscharakteristik erzielen, da ein Schraubendurchmesser der Schraubenfedern zur Verkürzung der Dimension in der axialen Richtung klein ist.
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Bei dem in Patentdokument 2 beschriebenen Drehmomentwandler ist die Dimension in der axialen Richtung hingegen kürzer, weil der Torus abgeflacht ist. In diesem Fall lässt sich jedoch kein großer Torsionswinkel erzielen, und es wird auch keine gute Dämpfungscharakteristik erreicht.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die kompaktere Ausbildung eines Raums in der axialen Richtung zu ermöglichen und gleichzeitig den Torsionswinkel der Überbrückungsvorrichtung zu vergrößern, so dass die Dämpfungscharakteristik weiter verbessert werden kann.
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Mittel zur Lösung der Aufgabe
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Ein Drehmomentwandler gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Drehmomentwandler, der ein Drehmoment, das von einer Frontabdeckung eingeleitet wird, auf ein getriebeseitiges Element überträgt und der eine Überbrückungsvorrichtung und einen Drehmomentwandler-Hauptkörper mit einem Flügelrad, einer Turbine und einem Leitrad umfasst. Die Überbrückungsvorrichtung ist eine Vorrichtung zur mechanischen Verbindung der Frontabdeckung mit der Turbine und hat eine Vielzahl von außenumfangsseitigen Torsionsfedern und eine Vielzahl von innenumfangsseitigen Torsionsfedern. Die außenumfangsseitigen Torsionsfedern sind mit einem ersten Anbringungsdurchmesser entlang einer Umfangsrichtung angeordnet. Die innenumfangsseitigen Torsionsfedern sind mit einem zweiten Anbringungsdurchmesser entlang einer Umfangsrichtrung radial innerhalb der außenumfangsseitigen Torsionsfedern angeordnet und arbeiten in Aufeinanderfolge mit den außenumfangsseitigen Torsionsfedern. Der erste Anbringungsdurchmesser ist gleich oder größer als ein Außendurchmesser eines Torus, der durch die Flügel des Drehmomentwandler-Hauptkörpers gebildet wird, und der zweite Anbringungsdurchmesser ist gleich oder kleiner als ein Innendurchmesser des Torus.
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Wenn bei diesem Drehmomentwandler die Überbrückungsvorrichtung aktiviert (im Überbrückungszustand) ist, wird das Drehmoment der Antriebsmaschine von der Frontabdeckung auf die außenumfangsseitigen Torsionsfedern und weiter auf die innenumfangsseitigen Torsionsfedern übertragen und an die Turbine abgegeben.
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Da gemäß diesem Aspekt die außenumfangsseitigen Torsionsfedern radial außerhalb des Torus und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern radial innerhalb des Torus angeordnet sind, können sich die Torsionsfedern und der Drehmomentwandler-Hauptkörper nicht gegenseitig beeinflussen, und ein Raum der gesamten Vorrichtung kann in der axialen Richtung kompakter ausgebildet werden. Auch können aus ähnlichen Gründen Torsionsfedern mit größeren Schraubendurchmessern als bei üblichen Vorrichtungen verwendet werden, wodurch sich eine Dämpfungscharakteristik erzielen lässt, die wirksam gegen Vibrationen des Fahrzeugs ist.
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Da die außenumfangsseitigen Torsionsfedern und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern außerdem in Aufeinanderfolge arbeiten, lässt sich ein großer Torsionswinkel sicherstellen, und es kann eine Charakteristik erzielt werden, die noch wirksamer gegen Vibrationen des Fahrzeugs ist.
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Ein Drehmomentwandler gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehmomentwandler gemäß dem ersten Aspekt, wobei ein der Frontabdeckung nächstliegender Bereich der Turbine mehr in Richtung Frontabdeckung positioniert ist als dem Drehmomentwandler-Hauptkörper nächstliegende Bereiche der außenumfangsseitigen Torsionsfedern und der innenumfangsseitigen Torsionsfedern.
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Da die Torsionsfedern und der Hauptkörper des Drehmomentwandlers gemäß diesem Aspekt so angeordnet sind, dass sie einander in einer axialen Richtung überlappen, kann die Dimension des Drehmomentwandlers insgesamt in der axialen Richtung verkürzt werden.
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Ein Drehmomentwandler gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Drehmomentwandler gemäß dem ersten Aspekt und umfasst ferner ein schwimmendes Element, das sich in einer Drehrichtung frei bewegt und bewirkt, dass mindestens zwei der außenumfangsseitigen Torsionsfedern in Aufeinanderfolge wirken.
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Gemäß diesem Aspekt wirken die außenumfangsseitigen Torsionsfedern und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern nicht nur in Aufeinanderfolge, sondern das schwimmende Element bewirkt auch, dass mindestens zwei der außenumfangsseitigen Torsionsfedern in Aufeinanderfolge wirken, wodurch der Torsionswinkel weiter vergrößert werden kann.
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Ein Drehmomentwandler gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehmomentwandler gemäß dem dritten Aspekt, wobei das schwimmende Element derart vorgesehen ist, dass es einen äußeren Umfangsbereich der außenumfangsseitigen Torsionsfedern bedeckt.
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Gemäß diesem Aspekt lässt sich durch das schwimmende Element verhindern, dass die außenumfangsseitigen Torsionsfedern aufgrund einer Zentrifugalkraft aus ihrer Lage geraten. Obwohl die äußeren Umfangsbereiche der außenumfangsseitigen Torsionsfedern und eine innere Umfangsfläche des schwimmenden Elements einem Gleitkontakt ausgesetzt sind, wenn sich die außenumfangsseitigen Torsionsfedern dehnen und zusammenziehen, ist der Gleitwiderstand zwischen den Torsionsfedern und dem schwimmenden Element gering, da sich das schwimmende Element in der Drehrichtung frei bewegt. Aus diesem Grund lässt sich das Hysteresedrehmoment niedrig gestalten.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Mit vorliegender Erfindung kann ein Raum in einer axialen Richtung kompakter ausgebildet werden, und der Torsionswinkel des Dämpfers der Überbrückungsvorrichtung kann vergrößert werden, so dass die Dämpfungscharakteristik verbessert werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Teilschnittansicht eines Drehmomentwandlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt eine Teilvorderansicht der Überbrückungsvorrichtung.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt eine Teilschnittansicht eines Drehmomentwandlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Antriebsmaschine (nicht gezeigt) ist links in 1 und ein Getriebe (nicht gezeigt) rechts in der Figur angeordnet. 2 ist eine Teilvorderansicht der Überbrückungsvorrichtung. In 2 wurden die Torsionsfedern, die als elastische Elemente dienen, weggelassen. Die Linie O-O in 1 ist eine Drehachse des Drehmomentwandlers und der Überbrückungsvorrichtung.
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Gesamtkonfiguration des Drehmomentwandlers
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Der Drehmomentwandler 1 ist eine Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle (nicht gezeigt) einer Antriebsmaschine auf die Eingangswelle des Getriebes und umfasst eine Frontabdeckung 2, die an einem Element auf einer Eingangsseite befestigt ist, einen Drehmomentwandler-Hauptkörper 6, der aus drei Arten von Flügelrädern gebildet ist (Pumpenrad 3, Turbinenrad 4 und Leitrad 5), und eine Überbrückungsvorrichtung 7. Die Frontabdeckung 2 ist ein kreisscheibenförmiges Element mit einem außenumfangsseitigen zylindrischen Bereich 10 an seinem äußeren Umfangsbereich, der axial in Richtung auf das Getriebe vorspringt. Das Pumpenrad 3 hat ein Pumpenradgehäuse 12, eine Vielzahl von Pumpenradflügeln 13 und eine zylinderförmige Pumpenradnabe 14. Das Pumpenradgehäuse 12 ist an den außenumfangsseitigen zylindrischen Bereich 10 der Frontabdeckung 2 geschweißt. Die Pumpenradflügel 13 sind an einer Innenseite des Pumpenradgehäuses 12 befestigt. Die Pumpenradnabe 14 ist an einer inneren Umfangsseite des Pumpenradgehäuses 12 vorgesehen. Die Turbine 4 ist in einer Fluidkammer angeordnet, die dem Pumpenrad 3 gegenüberliegt. Die Turbine 4 hat einen Turbinengehäuse 15, eine Vielzahl von Turbinenflügeln 16, die an dem Turbinengehäuse 15 befestigt sind, und eine Turbinennabe 17, die an einer inneren Umfangsseite des Turbinengehäuses 15 befestigt ist. Die Turbinennabe 17 hat einen Flansch 17a, der sich radial nach außen erstreckt, und ein innerer Umfangsbereich des Turbinengehäuses 15 ist mit mehreren Nieten 18 an dem Flansch 17a befestigt. Eine Getriebeeingangswelle (nicht gezeigt) ist mit einem inneren Umfangsbereich der Turbinennabe 17 verkeilt.
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Das Leitrad 5 ist zwischen inneren Umfangsbereichen des Pumpenrads 3 und der Turbine 4 angeordnet und ist ein Mechanismus, der den Betriebsölstrom lenkt, der aus der Turbine 4 in das Pumpenrad 3 zurückfließt. Das Leitrad 5 umfasst hauptsächlich einen kreisscheibenförmigen Leitradträger 20 und eine Vielzahl von Leitradflügeln 21, die an einer äußeren Umfangsfläche des Leitradträgers angeordnet sind. Der Leitradträger 20 ist über eine Einwegkupplung an einer stationären Welle (nicht gezeigt) gehalten. Eine Druckscheibe 25 ist axial zwischen der Frontabdeckung 2 und der Turbinennabe 16 vorgesehen, und Axiallager 26 und 27 sind jeweils zwischen der Turbinennabe 17 und dem Leitradträger 20 und zwischen dem Leitradträger 20 und dem Pumpenradgehäuse 12 angeordnet.
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Bei einem Drehmomentwandler 1 der vorstehend beschriebenen Art bilden die Pumpenradflügel 13, die Turbinenflügel 16 und die Leitradflügel 21 einen Torus 6a, der mit Betriebsöl gefüllt ist.
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Überbrückungsvorrichtung
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Die Überbrückungsvorrichtung ist einem Ringraum zwischen der Frontabdeckung 2 und der Turbine 4 angeordnet. Die Überbrückungsvorrichtung 7 umfasst im Wesentlichen einen Kolben 30, eine Antriebsplatte 31, eine Vielzahl von Torsionsfedern 32 und 33 an der inneren und an der äußeren Umfangsseite, ein Zwischenelement 34, das die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 verbindet, und eine angetriebene Platte 35.
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Kolben
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Der Kolben 30 ist ein kreisscheibenförmiges Plattenelement, das angeordnet ist, um einen Raum zwischen der Frontabdeckung 2 und der Turbine 4 in axialer Richtung zweizuteilen. Ein äußerer Umfangsbereich des Kolbens 30 bildet einen ebenen Reibverbindungsbereich 30a, und ein Reibbelag 37 ist in axialer Richtung auf der Antriebsmaschinenseite des Reibverbindungsbereichs 30a angeordnet. Eine ebene Reibfläche ist an der Frontabdeckung 2 gebildet und liegt dem Reibbelag 37 gegenüber. Ein innenumfangsseitiger zylindrischer Bereich 30b erstreckt sich axial in Richtung auf das Getriebe und ist an einer inneren Umfangskante des Kolbens 30 vorgesehen. Eine innere Umfangsfläche des innenumfangsseitigen zylindrischen Bereichs 30b ist derart gelagert, dass sie sich gegenüber einer äußeren Umfangsfläche der Turbinennabe 17 in einer axialen Richtung und in einer Drehrichtung bewegen kann. Wenn ein vorderes Ende des inneren zylindrischen Bereichs 30b mit einem Bereich der Turbinennabe 17 in Kontakt gelangt, wird der Kolben 30 daran gehindert, sich in einer axialen Richtung weiter in Richtung auf das Getriebe zu bewegen. Ein Dichtungsring 38 ist zwischen dem innenumfangsseitigen zylindrischen Bereich 30b und der äußeren Umfangsfläche der Turbinennabe 17 angeordnet.
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Auf diese Weise ist zwischen der Frontabdeckung 2 und dem Kolben 30 ein Raum A gebildet. Ein äußerer Umfangsbereich des Raums A wird durch den Reibbelag 37 blockiert, der an der Frontabdeckung 2 anliegt, und ein innerer Umfangsbereich des Raums A ist über eine in der Druckscheibe 25 gebildet Nut mit einem Ölkanal verbunden, der in der Eingangswelle gebildet ist.
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Antriebsplatte
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Die Antriebsplatte 31 ist ein ringförmiges Element aus Blech und ist in axialer Richtung auf der Getriebeseite des Reibkupplungsbereichs 30a des Kolbens 30 angeordnet. Ein innerer Umfangsbereich der Antriebsplatte 33 ist mit mehreren Nieten 40 an dem Kolben 30 befestigt. Eine Vielzahl von Eingriffsbereichen 31a, die sich axial in Richtung auf das Getriebe erstrecken, sind an einem äußeren Umfangsbereich der Antriebsplatte 31 gebildet. Die Eingriffsbereiche 31a haben in Umfangsrichtung vorgegebene Abstände und stützen die Endflächen der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32. Außerdem sind Stützbereiche 31b, die sich axial in Richtung auf das Getriebe erstrecken, über einem Kolbenanbringungsbereich der Antriebsplatte 21 gebildet. Die Stützbereiche 31b stützen eine innere Umfangsseite der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32.
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Außenumfangsseitige Torsionsfedern
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Jede der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 umfasst eine Kombination aus einer großen Schraubenfeder und einer kleinen Schraubenfeder, die in die große Schraubenfeder eingesetzt ist und eine kürzere Federlänge als die große Schraubenfeder hat. In dieser Ausführungsform sind insgesamt acht außenumfangsseitige Torsionsfedern 32 jeweils paarweise entlang einer Drehrichtung angeordnet, und das schwimmende Element 42 ist derart vorgesehen, dass zwei außenumfangsseitige Torsionsfedern 32 eines jeden Paares in Aufeinanderfolge arbeiten. Das schwimmende Element 42 ist ein ringförmiges Element mit einem C-förmigen Querschnitt und ist über dem Stützbereich 31b der Antriebsplatte 31 angeordnet. Das schwimmende Element 42 ist derart angeordnet, dass es sich relativ zur Antriebsplatte 31 drehen kann, und ein äußerer Umfangsbereich des schwimmenden Elements stützt äußere Umfangsbereiche der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32. Das heißt, das schwimmende Element 42 schränkt die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 auf solche Weise ein, dass sie in radialer Richtung nach außen nicht aus ihrer Lage geraten können. Vordere Endbereiche 42a auf der axialen Getriebeseite des schwimmenden Elements 42 sind radial nach innen und in Richtung auf die Antriebsmaschine gebogen, und die gebogenen Bereiche 42a dieser vorderen Endbereiche sind zwischen die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 jedes Paares geschaltet. Das heißt, beide umfangsrichtungsseitigen Endflächen der gebogenen Bereiche 42a liegen an einer Endfläche einer korrespondierenden Torsionsfeder 32 an.
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Dadurch sind die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32, wie vorstehend erläutert, derart angeordnet, dass beide umfangsseitige Enden jedes Paares von außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 durch die Eingriffsbereiche 31a der Antriebsplatte gestützt sind, und die gebogenen Bereiche 42a des schwimmenden Elements 42 sind in einen Zwischenbereich jedes Paares von außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 eingesetzt. Außerdem sind die äußeren Umfangsbereiche der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 durch einen äußeren Umfangsbereich des schwimmenden Elements 42 gestützt.
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Zwischenelement
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Das Zwischenelement 34 ist ein ringförmiges oder kreisscheibenförmiges Plattenelement, das zwischen dem Kolben 30 und dem Turbinengehäuse 15 angeordnet ist. Das Zwischenelement 34 umfasst eine erste Platte 44 und eine zweite Platte 45. Die erste Platte 44 und die zweite Platte 45 sind entlang der axialen Richtung voneinander beabstandet. Die erste Platte 44 ist in axialer Richtung auf der Getriebeseite und die zweite Platte 45 in axialer Richtung auf der Antriebsmaschinenseite angeordnet. Die erste Platte 44 und die zweite Platte 45 sind an ihren äußeren Umfangsbereichen mit Anschlagbolzen 46 verbunden, so dass sie sich relativ zueinander nicht drehen, jedoch axial bewegen können. Die erste Platte 44 und die zweite Platte 45 haben jeweils in einer axialen Richtung durchführende Fensterbereiche 44a und 45a. Die erste Platte 44 und die zweite Platte 45 haben jeweils Fensteröffnungen 44a und 45a, die in einer axialen Richtung durch die Platte hindurchführen.
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Eine Vielzahl von Eingriffsbereichen 44b, die sich zu den außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 erstrecken, sind an einem äußeren Umfangsende der ersten Platte 44 gebildet. Die Eingriffsbereiche 44b sind durch Biegen der vorderen Enden der ersten Platte 44 axial in Richtung auf die Antriebsmaschine gebildet. Die Eingriffsbereiche 44b sind mit einem vorgegebenen Zwischenabstand in Umfangsrichtung angeordnet, und ein Paar von umfangsseitigen Torsionsfedern 32, die in Aufeinanderfolge arbeiten, ist zwischen zwei Eingriffsbereichen 44b angeordnet.
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Innenumfangsseitige Torsionsfedern
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Jede der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 umfasst eine Kombination aus einer großen Schraubenfeder und einer kleinen Schraubenfeder, die in die große Schraubenfeder eingesetzt ist und die gleiche Federlänge wie die große Schraubenfeder hat. Die innenumfangsseitigen Schraubenfedern 33 sind entlang einer Drehrichtung an einer radial inneren Seite der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 angeordnet. Jede der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 ist in Fensterbereichen 44a und 45b der beiden Platten 44 und 45 des Zwischenelements 34 angeordnet. Dadurch sind beide in Umfangsrichtung liegende Enden und beide in radialer Richtung liegende Seiten jeder der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 durch die Fensterbereiche 44a und 45a gestützt. Außerdem wird durch die ausgeschnittenen und gebogenen Bereiche der Fensteröffnungen 44 und 45 verhindert, dass die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 in axialer Richtung aus ihrer Lage geraten.
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Angetriebene Platte
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Die angetriebene Platte 35 ist ein ringförmiges oder kreisscheibenförmiges Element, dessen innerer Umfangsbereich durch Niete 18 zusammen mit dem Turbinengehäuse 15 an dem Flansch 17a der Turbinennabe 17 befestigt ist. Die angetriebene Platte 35 ist zwischen der ersten Platte 44 und der zweiten Platte 45 angeordnet, so dass sie sich relativ zu beiden Platten 44 und 45 drehen kann. Fensteröffnungen 35a sind in einem äußeren Umfangsbereich der angetriebenen Platte 35 derart gebildet, dass sie mit den Fensteröffnungen 44a und 45a der ersten und der zweiten Platte 44 und 45 korrespondieren. Die Fensteröffnungen 35a führen in der axialen Richtung hindurch, und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 sind in diesen Fensteröffnungen 35a angeordnet. Eine Vielzahl von in einer Umfangsrichtung langen Kerben 35b ist in einem äußeren Umfangsbereich der angetriebenen Platte 35 gebildet, wie das anhand der gestrichelten Linie in 2 dargestellt ist. Die Anschlagbolzen 46 treten in axialer Richtung durch die Kerben 35b hindurch. Dadurch können die angetriebene Platte 35 und die beiden Platten 44 und 45, die das Zwischenelement 34 bilden, in einem durch die Kerben 35b gebildeten Winkelbereich eine relative Drehung vollziehen.
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Anordnung des Torus und der Torsionsfedern
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Der Torus 6a des Drehmomentwandler-Hauptkörpers 6a gemäß dieser Ausführungsform ist verhältnismäßig klein. Die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 der Verriegelungsvorrichtung sind radial außerhalb des Torus 6a angeordnet, und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 sind radial innerhalb des Torus 6a angeordnet.
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Wie 1 zeigt, sind insbesondere die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 entlang einer Drehrichtung an der Position eines Anbringungsdurchmessers Do angeordnet. Hingegen sind die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 entlang einer Drehrichtung an der Position des Anbringungsdurchmessers Di angeordnet. Ferner ist der Anbringungsdurchmesser Do der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 größer als ein äußerster Durchmesser To des Torus 6a, und der Anbringungsdurchmesser Di der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 ist kleiner als ein innerster Durchmesser Ti des Torus 6a.
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Auch sind die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 in dieser Ausführungsform mehr in Richtung auf das Getriebe angeordnet als die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 und liegen, was die Position in der axialen Richtung betrifft, näher an dem Drehmomentwandler-Hauptkörper 6. Der der Frontabdeckung 2 nächstliegende Bereich der Turbine 4 liegt näher als die dem Drehmomentwandler-Hauptkörper 6 nächstliegenden Bereiche der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 an der Frontabdeckung 2. Das heißt, der Drehmomentwandler-Hauptkörper 6 und die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 sind so angeordnet, dass sich in der axialen Richtung um eine Distanz L überlappen.
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Funktion und Unterscheidungsmerkmale
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Im Folgenden wird die Funktionsweise erläutert. Ein Drehmoment von der Kurbelwelle der Antriebsmaschine wird in die Frontabdeckung 2 eingeleitet. Dadurch dreht sich das Pumpenrad 3, und das Betriebsöl strömt von dem Pumpenrad 3 zur Turbine 4. Dieser Betriebsölstrom bewirkt die Drehung der Turbine 4, und das Drehmoment der Turbine 4 wird an eine Eingangswelle (nicht gezeigt) abgegeben.
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Ein Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers 1 steigt an, und wenn die Eingangswelle eine vorgegebene Drehzahl erreicht, läuft das Betriebsöl in dem Raum A durch eine Ölleitung in der Eingangswelle ab. Dadurch bewegt sich der Kolben 30 in Richtung auf die Frontabdeckung 2. Infolgedessen wird der Reibbelag 37 des Kolbens 30 an die Reibfläche der Frontabdeckung 2 gedrückt, und das Drehmoment der Frontabdeckung 2 wird an die Überbrückungsvorrichtung 7 abgegeben.
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In der Überbrückungsvorrichtung 7 wird das Drehmoment der Reihe nach auf den Kolben 30, die Antriebsplatte 31, die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32, das Zwischenelement 34, die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 und die angetriebene Platte 35 übertragen und an die Turbinennabe 17 abgegeben.
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Zusätzlich zur Drehmomentübertragung absorbiert und mildert die Überbrückungsvorrichtung 7 Drehmomentschwankungen, die von der Frontabdeckung 2 eingeführt werden. Insbesondere werden bei auftretenden Drehmomentschwankungen in der Überbrückungsvorrichtung 7 die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 nacheinander zwischen der Antriebsplatte 31 und der angetriebenen Platte 35 zusammengedrückt. Was die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 betrifft, so werden auch die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 jedes Paares nacheinander zusammengedrückt.
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Durch die soeben beschriebenen baulichen Merkmale kann der Torsionswinkel vergrößert werden. Darüber hinaus lässt sich ein noch größerer Torsionswinkel durch den aufeinanderfolgenden Einsatz der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 sicherstellen, wenn der Weg in Umfangsrichtung länger ist. Das bedeutet, dass die Torsionscharakteristik hin zu einer geringeren Steifigkeit geändert werden kann und dass die Vibrationsabsorptions- und Dämpfungsleistung weiter verbessert werden kann.
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Bis zum Anschlag der Anschlagbolzen 46 an den Endflächen der Kerben 35b, die in der angetriebenen Platte 35 gebildet sind, sind nur die großen Schraubenfedern der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 und die großen und kleinen Schraubenfedern der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 im Einsatz. Nach dem Anschlag der Anschlagbolzen 46 an den Endflächen der Kerben 35b, die in der angetriebenen Platte 35 gebildet sind, sind die großen und die kleinen Schraubenfedern der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 im Einsatz, und die großen (und innenumfangsseitigen Schraubenfedern 33 sind nicht im Einsatz). Dadurch verfügt diese Überbrückungsvorrichtung 7 über eine zweistufige Torsionscharakteristik.
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Indessen versuchen die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32, sich aufgrund von Zentrifugalkraft in Richtung auf die äußere Peripherie zu bewegen. Es ist daher notwendig, ein Element vorzusehen, das die Bewegung der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 in Richtung auf die äußere Peripherie einschränkt. In dieser Ausführungsform wird die Bewegung der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 in Richtung auf die äußere Peripherie eingeschränkt, indem ein äußerer Umfangsbereich der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 mit dem schwimmenden Element 42 gestützt wird. Da sich das schwimmende Elemente 42 zusammen mit den außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 bewegt, kann der Gleitwiderstand niedriger als bei üblichen Vorrichtungen gestaltet werden, bei denen die äußeren Umfangsbereiche der außenumfangsseitigen Torsionsfedern durch die Antriebsplatte gestützt werden.
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Da in dieser Ausführungsform die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 ferner durch das Zwischenelement 34 verbunden sind, umfasst ein Gesamthysteresedrehmoment eine Kopplung der Hysteresedrehmomente der inneren Umfangsseite und der äußeren Umfangsseite. Das heißt, in dieser Ausführungsform sind die Hysteresedrehmomente der außenumfangsseitigen Torsionsfedern niedriger als bei der üblichen Vorrichtung gemäß Patentdokument 1, und das Hysteresedrehmoment der innenumfangsseitigen Torsionsfedern unterscheidet sich nicht. Infolgedessen ist das Gesamthysteresedrehmoment sogar noch kleiner. Dadurch kann die Vibrationsabsorptions- und Dämpfungsleistung verbessert werden, und aufgrund einer Erweiterung des Überbrückungsbereichs lässt sich eine Kraftstoffeinsparung erzielen.
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Die außen- und innenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 und 33 sind derart angeordnet, dass der Anbringungsdurchmesser Do der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 größer als der äußerste Durchmesser To des Torus 6a und der Anbringungsdurchmesser Di der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 kleiner als der Anbringungsdurchmesser Ti des Torus 6a ist. Folglich können der Drehmomentwandler-Hauptkörper 6 und die Überbrückungsvorrichtung 7 näher zueinander angeordnet werden als bei einem herkömmlichen Drehmomentwandler.
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Auch sind der Drehmomentwandler-Hauptkörper 6 und die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 so angeordnet, dass sie einander in axialer Richtung um die Distanz L überlappen. Folglich kann der Raum des Drehmomentwandlers in der axialen Richtung insgesamt kompakter ausgebildet werden.
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Weitere Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Modifikationen und Überareitungen sind möglich, ohne den Schutzrahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Anbringungsdurchmesser Do der außenumfangsseitigen Torsionsfedern größer als der äußerste Durchmesser To des Torus. Es ist jedoch auch akzeptierbar, dass diese Durchmesser gleich sind. Ähnlich ist es ebenfalls akzeptierbar, dass der Anbringungsdurchmesser Di der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 und der innerste Durchmesser Ti des Torus gleich sind.
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Die Anzahl und die Länge der die außenumfangsseitigen und innenumfangsseitigen Torsionsfedern umfassenden Schraubenfedern sind nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Bei diesem Drehmomentwandler kann ein Raum in axialer Richtung kompakter ausgebildet werden, und der Torsionswinkel des Dämpfers der Überbrückungsvorrichtung kann vergrößert werden, so dass die Dämpfungscharakteristik verbessert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentwandler
- 2
- Frontabdeckung
- 3
- Pumpenrad
- 4
- Turbine
- 5
- Leitrad
- 6
- Drehmomentwandler-Hauptkörper
- 6a
- Torus
- 7
- Überbrückungsvorrichtung
- 13
- Pumpenradplatte
- 16
- Turbinenplatte
- 21
- Leitradplatte
- 32
- außenumfangsseitige Torsionsfedern
- 33
- innenumfangsseitige Torsionsfedern
- 42
- Frontelement
