DE112011100683B4 - Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler - Google Patents

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Abstract

Überbrückungsvorrichtung (7) für einen Drehmömentwandler (1) zur Übertragung eines Drehmoments und zur gleichzeitigen Absorption und Dämpfung von Torsionsschwingungen, wobei die Überbrückungsvorrichtung (7) umfasst:ein Eingangsdrehelement (71);ein Ausgangsdrehelement (73);ein elastisches Element (74a, 74b) für die elastische Verbindung des Eingangsdrehelements (71) in einer Drehrichtung mit dem Ausgangsdrehelement (73); gekennzeichnet durch ein Stützelement (75), das derart angeordnet ist, dass es sich relativ zu dem Eingangsdrehelement (71) und dem Ausgangsdrehelement (73) drehen kann und das umfasst: einen das elastische Element (74a, 74b) stützenden Stützbereich (175); und einen Eingriffsbereich (275), der integral mit dem Stützbereich (175) ausgebildet ist und sich in der Drehrichtung mit dem elastischen Element (74a, 74b) im Eingriff befindet,wobei der Stützbereich (175) einen außenumfangsseitigen Stützbereich (175a) hat, der eine äußere Umfangsseite des elastischen Elements (74a, 74b) stützt, und wobei ein äußeres Umfangsende des außenumfangsseitigen Stützbereichs (175a) eine Krümmung aufweist, die proportional zu dem Abstand von dem Eingriffsbereich (275) in der Drehrichtung kontinuierlich abnimmt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überbrückungsvorrichtung, insbesondere eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler zur Drehmomentübertragung und gleichzeitig für die Absorption und Dämpfung von Torsionsschwingungen.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Drehmomentwandler umfassen vielfach eine Überbrückungsvorrichtung für die direkte Übertragung eines Drehmoments von einer Frontabdeckung auf eine Turbine. Die Überbrückungsvorrichtung hat einen Kolben, eine Halteplatte, eine Mehrzahl von Torsionsfederpaaren, eine angetriebene Platte und ein Stützelement. Der Kolben kann mit der Frontabdeckung reibschlüssig verbunden werden. Die Halteplatte ist an dem Kolben befestigt. Die Torsionsfedern sind durch die Halteplatte gestützt. Die angetriebene Platte ist durch die Torsionsfedern in einer Drehrichtung mit dem Kolben elastisch verbunden. Das Stützelement ist so angeordnet, dass es sich relativ zu dem Kolben und zu der angetriebenen Platte drehen kann. Es ist zu beachten, dass die angetriebene Platte vorliegend an der Turbine befestigt ist (siehe US 2005 / 0 211 522 A1 und DE 10 2005 019 928 A1 ).
  • Der Kolben teilt vorliegend den Raum zwischen der Frontabdeckung und der Turbine axial. Das Drehmoment der Frontabdeckung ist konfiguriert für die Übertragung auf die Überbrückungsvorrichtung, wenn ein an dem äußeren Umfangsbereich des Kolbens befestigter ringförmiger Reibbelag an eine Reibfläche der Frontabdeckung angepresst wird. Folglich wird das Drehmoment von der Überbrückungsvorrichtung auf die Turbine übertragen. Drehmomentschwankungen, die von einer Antriebsmaschine eingeführt werden, werden vorliegend durch eine Mehrzahl von Torsionsfedern absorbiert und gedämpft, die in dem äußeren Umfangsbereich der Überbrückungsvorrichtung angeordnet sind. Es ist zu beachten, dass die Mehrzahl von Torsionsfedern während der Betätigung des Drehmomentwandlers durch das Stützelement gestützt wird.
  • ÜBERSICHT
  • <Problemstellung>
  • US 2005 / 0 211 522 A1 offenbart eine Übertragungsvorrichtung mit einer verbesserten Überbrückungsreaktionszeit. Bei der Überbrückungsvorrichtung sind Befestigungsbereiche für ein Stützelement einer Dämpfungsfeder an vorbestimmten Umfangsbereichen eines Kolbens befestigt.
  • DE 10 2005 019 928 A1 offenbart einen hydrodynamischen Drehmomentwandler. Um die Charakteristik des Torsionsdämpfers zeitlich zu erhalten, ist ein Verschleißschutzring zwischen dem Blechkolben und den Schraubendruckfedern vorgesehen.
  • Die in JP 2002 - 089 657 A beschriebene Überbrückungsvorrichtung (im Folgenden als bekannte Überbrückungsvorrichtung bezeichnet) weist das Stützelement auf. Das Stützelement hat Stützklauenbereiche und Kerben. Jeder Stützklauenbereich ist zwischen den in Reihe angeordneten Torsionsfedern eines jeden Paares vorgesehen. Die Kerben dienen für die Montage der Halteplatte (d.h. eines Antriebselements) an dem Stützelement. Die Halteplatte hat Kompressions-Klauenbereiche. Die Kompressions-Klauenbereiche befinden sich in Kontakt mit den Enden der Torsionsfedern, um die Torsionsfedern in einer Umfangsrichtung zusammenzudrücken. Die Montage der Halteplatte an dem Stützelement erfolgt durch das Einsetzen der Kompressions-Klauenbereiche in die Kerben des Stützelements. Bei dieser Konstruktion wird jedes Torsionsfederpaar durch die Kompressions-Klauenbereiche in der Umfangsrichtung zusammengedrückt, während jeder Stützklauenbereich zwischen den Torsionsfedern jedes Paares angeordnet ist.
  • Durch die Bildung der Kerben in dem Stützelement hätte die Halteplatte bei der bekannten Überbrückungsvorrichtung leicht an dem Stützelement montiert werden können. Jedoch besteht bei der bekannten Überbrückungsvorrichtung das Risiko, dass sich die Belastung durch das jeweilige Torsionsfederpaar bei Erzeugung einer Zentrifugalkraft auf die Kerbenbereiche des Stützelements konzentriert, weshalb es bei der bekannten Konstruktion schwierig war, Torsionsfedern mit hohem Gewicht zu verwenden. Speziell wenn die Torsionsfedern eines Torsionsfederpaares ein unterschiedliches Gewicht hatten, hat sich das bei dem vorgenannten Nachteil deutlich ausgewirkt.
  • Es ist zu beachten, dass dem vorgenannten Nachteil bei dem Wagnis einer Verwendung von schweren Torsionsfedern durch eine Erhöhung der Plattendicke des Stützelements begegnet wurde. Dies hat aber zu dem weiteren Nachteil geführt, dass sich das Gewicht der Überbrückungsvorrichtung erhöht hat.
  • Bei der in JP 2008 - 138 797 A beschriebenen Überbrückungsvorrichtung hingegen werden die Torsionscharakteristiken einer Mehrzahl von Torsionsfederpaaren auf der Basis von Torsionscharakteristiken eines Torsionsfederpaares bestimmt, wenn die Mehrzahl von Torsionsfederpaaren zusammengedrückt wird. Mit anderen Worten: Es müssen die Torsionsfedercharakteristiken eines Torsionsfederpaares festgelegt werden, um die Torsionsfedercharakteristiken der Mehrzahl von Torsionsfederpaaren zu bestimmen.
  • Die Torsionscharakteristiken geben eine Relation zwischen dem Torsionswinkel (d.h. dem Drehwinkel) eines Torsionsfederpaares und dem Betrag der Drehmomentschwankung an, die durch ein Torsionsfederpaar abgemildert werden kann. Deshalb wird bei der Kompression eines Torsionsfederpaares die Drehmomentschwankung entsprechend der Torsionssteifigkeit eines Torsionsfederpaares abgemildert.
  • Bei der bekannten Überbrückungsvorrichtung sind die Torsionscharakteristiken linear. Es war aus diesem Grund unvermeidlich, die Torsionssteifigkeit zu erhöhen, um unter Verwendung von Torsionscharakteristiken eine vorgegebene Drehmomentschwankung abzumildern. Wird die Torsionssteifigkeit jedoch zu sehr vergrößert, kann möglicherweise eine Vibration entstehen, die den Torsionsfedern zugeschrieben wird.
  • Aus diesem Grund wurde zur Beseitigung des vorgenannten Nachteils eine Konfiguration mit einer Festlegung von Torsionscharakteristiken in bilinearer Form entwickelt. Im Gegensatz zu der Konfiguration mit einer Festlegung von Torsionscharakteristiken mit linearem Verlauf kann die Konfiguration mit einer Festlegung von Torsionscharakteristiken mit bilinearem Verlauf die den Torsionsfedern zugeschriebene Vibration unterbinden. Damit verbunden war allerdings der Nachteil, dass die den Torsionsfedern zugeschriebene Vibration selbst durch eine erste Torsionssteifigkeit einer bilinearen Torsionscharakteristik nicht ganz unterbunden werden konnte, wenn der Zielbetrag der Abmilderung der Drehmomentschwankung erhöht wurde.
  • Wenn andererseits ein großer Betrag als Zielbetrag für die Abmilderung von Drehmomentschwankungen festgelegt wird, lassen sich anfängliche Vibrationen unterbinden, indem die erste Torsionssteifigkeit mit bilinearen Torsionscharakteristiken zur Unterbindung von den Torsionsfedern zugeschriebenen Vibrationen gering bemessen wird. Vorliegend ist es jedoch notwendig, für das Erreichen eines Zielbetrags der Abmilderung eine zweite, hohe Torsionssteifigkeit festzulegen. Aus diesem Grund wird ein Verhältnis der zweiten Torsionssteifigkeit zu der ersten Torsionssteifigkeit vorliegend vergrößert. Demzufolge kann es in einem Bereich von Torsionscharakteristiken, der gleich oder größer als sein Knickpunkt ist, erneut zu Vibrationen kommen. Mit anderen Worten: Auch in diesem Fall ist der Nachteil entstanden, dass die den Torsionsfedern zugeschriebene Vibration nicht vollständig verhindert werden konnte.
  • Der vorstehend beschriebene Nachteil hat zu vorliegender Erfindung geführt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler anzugeben, die flexibel gestaltet werden kann.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler anzugeben, die ein leichtes Gewicht hat.
  • Es ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler anzugeben, bei der Vibrationen, die Schraubenfedern zugeschrieben werden, zuverlässig verhindert werden.
  • <Problemlösung>
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 1 ist eine Vorrichtung zur Drehmomentübertragung und gleichzeitig zur Absorption und Dämpfung von Drehmomentschwingungen. Die Überbrückungsvorrichtung umfasst ein Eingangsdrehelement, ein Ausgangsdrehelement, ein elastisches Element und ein Stützelement. Das elastische Element dient zur elastischen Verbindung des Eingangsdrehelements und des Ausgangsdrehelements in einer Drehrichtung. Das Stützelement ist derart angeordnet, dass es sich relativ zu dem Eingangsdrehelement und zu dem Ausgangsdrehelement drehen kann. Das Stützelement umfasst einen Stützbereich und einen Eingriffsbereich. Der Stützbereich stützt das elastische Element. Der Eingriffsbereich ist integral mit dem Stützbereich ausgebildet und befindet sich in der Drehrichtung mit dem elastischen Element im Eingriff. Hier hat der Stützbereich einen außenumfangsseitigen Stützbereich, der eine äußere Umfangsseite des elastischen Elements stützt. Ferner hat ein äußeres Umfangsende des außenumfangsseitigen Stützbereichs eine Krümmung, die im Verhältnis zu dem Abstand von dem Eingriffsbereich in der Drehrichtung kontinuierlich abnimmt.
  • Gemäß der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung wird das Drehmoment der Antriebsmaschine von dem Eingangsdrehelement auf das Ausgangsdrehelement übertragen. Wenn hierbei Torsionsschwingungen entstehen, werden diese von dem elastischen Element absorbiert und gedämpft, während sich das elastische Element mit dem Eingriffsbereich des Stützelements im Eingriff befindet und durch den Stützbereich des Stützelements gestützt wird.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Überbrückungsvorrichtung wird die Krümmung des äußeren Umfangsendes des außenumfangsseitigen Stützbereichs des Stützelements im Verhältnis zu dem Abstand von dem Eingriffsbereich in der Drehrichtung kontinuierlich reduziert. Dadurch ist es möglich, die Belastungskonzentration, zu der es während des Betriebs des elastischen Elements in dem Stützelement kommen kann, zu reduzieren. Insbesondere ist es bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung nicht notwendig, einen diskontinuierlichen Bereich wie beispielsweise eine Kerbe in dem Stützelement vorzusehen. Dadurch kann die Belastungskonzentration, die in dem Stützelement auftreten kann, im Vergleich zu der bekannten Überbrückungsvorrichtung merklich reduziert werden. Die vorliegende Überbrückungsvorrichtung kann somit die Belastungskonzentration, die in dem Stützelement auftreten kann, reduzieren. Aus diesem Grund lässt sich die Überbrückungsvorrichtung durch vielfältige Kombinationen der elastischen Elemente flexibel gestalten.
  • Ferner kann die vorliegende Überbrückungsvorrichtung die mögliche Belastungskonzentration in dem Stützelement reduzieren. Deshalb kann die Plattendicke des Stützelements bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung im Vergleich zu der bekannten Überbrückungsvorrichtung reduziert werden. Folglich lässt sich eine Reduzierung des Gewichts der Überbrückungsvorrichtung erzielen.
  • Es ist zu beachten, dass die vorliegende Überbrückungsvorrichtung aufgrund eines Bereichs mit reduzierter Krümmung des äußeren Umfangsendes des außenumfangsseitigen Stützbereichs des Stützelements leicht zu montieren ist. Mit anderen Worten: Die vorliegende Überbrückungsvorrichtung kann anders als die bekannte Überbrückungsvorrichtung auch ohne die Ausbildung einer für den Zusammenbau vorgesehen Kerbe montiert werden.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach Anspruch 2 bezieht sich auf die Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 1. In der Überbrückungsvorrichtung ist das äußere Umfangsende des außenumfangsseitigen Stützbereichs in einem in Drehrichtung mittleren Teil des außenumfangsseitigen Stützbereichs eben geformt.
  • In diesem Fall ist das äußere Umfangsende des außenumfangsseitigen Stützbereichs in einem in Drehrichtung mittleren Teil des außenumfangsseitigen Stützbereichs eben geformt. Aus diesem Grund kann eine mögliche Belastungskonzentration in dem Stützelement während des Betriebs des elastischen Elements zuverlässig verringert werden. Dadurch kann die Überbrückungsvorrichtung die Belastungskonzentration, die in dem Stützelement entstehen kann, reduzieren. Dies ermöglicht eine flexible Gestaltung der Überbrückungsvorrichtung durch vielfältige Kombinationen der elastischen Elemente. Darüber hinaus kann die vorliegende Überbrückungsvorrichtung auch die vorgenannten weiteren vorteilhaften Wirkungen erzielen.
  • Es ist zu beachten, dass die Formen von dem Stützelement gelöst werden müssen, nachdem dessen Formung abgeschlossen ist. Dies ist in diesem Fall ohne weiteres möglich, indem das außenumfangsseitige Ende des in Drehrichtung mittleren Teils des außenumfangsseitigen Stützbereichs plan ausgebildet ist.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach Anspruch 3 bezieht sich auf eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß einem der Ansprüche 1 und 2. In der Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler umfasst der Stützbereich des Stützelements ferner einen Seitenflächenstützbereich, der eine Seitenfläche des elastischen Elements stützt. Der Seitenflächenstützbereich ist zwischen dem Eingangsdrehelement und dem elastischen Element angeordnet.
  • In diesem Fall ist der Seitenflächenstützbereich zwischen dem Eingangsdrehelement und dem elastischen Element angeordnet, weshalb der Seitenflächenstützbereich nicht ohne weiteres geknickt oder verbeult werden kann, wodurch sich die Festigkeit des Stützelements verbessern lässt. Dies ermöglicht dementsprechend eine flexible Gestaltung der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung durch vielfältige Kombinationen der elastischen . Elemente. Ferner kann die Plattendicke des Stützelements bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung im Vergleich zu der bekannten Überbrückungsvorrichtung reduziert werden. Dies ermöglicht eine Reduzierung des Gewichts der Überbrückungsvorrichtung. Im Übrigen sind mit der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung auch die vorgenannten weiteren vorteilhaften Wirkungen erzielbar.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach Anspruch 4 bezieht sich auf eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3. Bei der Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler umfasst der Stützbereich des Stützelements ferner einen innenumfangsseitigen Erstreckungsbereich, der sich in einer von einer inneren Umfangsseite des elastischen Elements wegführenden Richtung erstreckt. Der innenumfangsseitige Erstreckungsbereich ist ein Bereich, der von dem Seitenflächenstützbereich in Richtung auf das elastische Element gekrümmt ist und der sich in einer von der inneren Umfangsseite des elastischen Elements wegführenden Richtung erstreckt.
  • Aufgrund des Bereichs, der sich von dem Seitenflächenstützbereich in Richtung auf das elastische Element krümmt, kann der innenumfangsseitige Erstreckungsbereich nicht ohne weiteres knicken oder sich verbeulen. Dadurch lässt sich die Festigkeit des Stützelements verbessern. Ferner erstreckt sich der innenumfangsseitige Erstreckungsbereich in der von der inneren Umfangsseite des elastischen Elements wegführenden Richtung, weshalb die radiale Biegesteifigkeit des Stützelements erhöht werden kann. Die vorliegende Überbrückungsvorrichtung kann dementsprechend durch vielfältige Kombinationen der elastischen Elemente flexibel gestaltet werden. Weiterhin kann die Plattendicke des Stützelements bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung im Vergleich zu der bekannten Überbrückungsvorrichtung reduziert werden, so dass eine Reduzierung des Gewichts der Überbrückungsvorrichtung erzielbar ist. Im Übrigen können mit der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung auch die vorgenannten weiteren vorteilhaften Wirkungen erzielt werden.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach Anspruch 5 bezieht sich auf die Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4. Bei der Überbrückungsvorrichtung hat der Eingriffsbereich des Stützelements einen gekrümmten Bereich und Verriegelungsbereiche. Die Verriegelungsbereiche sind in der Drehrichtung mit dem elastischen Element verriegelt. Die Verriegelungsbereiche sind durch die beiden einwärts gebogenen Enden des gekrümmten Bereichs gebildet.
  • In diesem Fall umfasst der Eingriffsbereich des Stützelements die Verriegelungsbereiche, die durch die beiden einwärts gebogenen Enden des gekrümmten Bereichs gebildet sind. Dadurch kann das elastische Element zuverlässig mit den Verriegelungsbereichen verriegelt werden. Ferner sind die Verriegelungsbereiche durch die beiden einwärts-gebogenen Enden des gekrümmten Bereichs gebildet, so dass die Verriegelungsbereiche nicht ohne weiteres geknickt oder verbeult werden können. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Festigkeit des Stützelements. Darüber hinaus ist es möglich, die radiale Biegesteifigkeit der Verriegelungsbereiche zu erhöhen. Aus diesem Grund kann die vorliegende Überbrückungsvorrichtung durch eine vielfältige Kombination der elastischen Elemente flexibel gestaltet werden. Weiterhin kann die Plattendicke des Stützelements bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung im Vergleich zu der bekannten Überbrückungsvorrichtung reduziert werden, so dass eine Reduzierung des Gewichts der Überbrückungsvorrichtung erzielbar ist. Im Übrigen können auch mit der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung die vorgenannten weiteren vorteilhaften Wirkungen erzielt werden.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach Anspruch 6 bezieht sich auf eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, Bei der Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler umfasst das elastische Element eine Mehrzahl von Paaren ersten Schraubenfedern und eine Mehrzahl von Paaren zweiter Schraubenfedern. Die ersten Schraubenfedern sind konfiguriert für eine Kompression in der Drehrichtung durch eine relative Drehung zwischen dem Eingangsdrehelement und dem Ausgangsdrehelement. Die ersten Schraubenfedern eines jeden Paares sind in Reihe angeordnet. Jede zweite Schraubenfeder hat eine kürzere Länge als jede erste Schraubenfeder und ist in einer inneren Peripherie jeder ersten Schraubenfeder angeordnet.
  • Bei der Überbrückungsvorrichtung wird das Drehmoment der Antriebsmaschine von dem Eingangsdrehelement auf das Ausgangsdrehelement übertragen. Wenn hierbei Torsionsschwingungen entstehen, werden diese durch die Mehrzahl von ersten Schraubenfederpaaren und durch die Mehrzahl von zweiten Schraubenfederpaaren absorbiert und gedämpft.
  • In diesem Fall werden Torsionsschwingungen zu Beginn der Kompression der ersten Schraubenfedern eines jeden Paares gemäß der Torsionssteifigkeit der ersten Schraubenfedern eines jeden Paares (Torsionscharakteristiken der ersten Stufe) absorbiert und gedämpft. Wenn dann die Kompression der ersten Schraubenfedern jedes Paares und die der zweiten Schraubenfedern eines jeden Paares einsetzt, werden Torsionsschwingungen gemäß der Torsionssteifigkeit der ersten Schraubenfedern eines jeden Paares und jener der zweiten Schraubenfedern eines jeden Paares (Torsionscharakteristiken der zweiten Stufe) absorbiert und gedämpft. Während schließlich die ersten Schraubenfedern eines jeden Paares und die zweiten Schraubenfedern eines jeden Paares zusammengedrückt werden, werden mindestens eine von den ersten Schraubenfedern jedes Paares und die zweite Schraubenfeder, die in der inneren Peripherie dieser ersten Schraubenfeder angeordnet ist, an einer Kompression gehindert, um Torsionsschwingungen gemäß einer Torsionssteifigkeit dieser zusammendrückbaren der ersten Schraubenfedern und gemäß der Torsionssteifigkeit der zusammendrückbaren der zweiten Schraubenfedern (Torsionscharakteristiken der dritten Stufe) zu absorbieren und zu dämpfen.
  • Gemäß der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung ist es möglich, mehrstufige (d.h. trilineare) Torsionscharakteristiken festzulegen. Gemäß der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung kann die Torsionssteifigkeit so festgelegt werden, dass sie durch die Festlegung der Torsionscharakteristiken auf eine trilineare Form allmählich vergrößert wird. Speziell die Torsionssteifigkeit der ersten Stufe lässt sich gering bemessen, weshalb sich Vibrationen unterbinden lassen, die entstehen können, wenn der Torsionswinkel klein ist.
  • Ferner sind die Torsionscharakteristiken bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung auf eine trilineare Form festgelegt, weshalb sich ein Verhältnis der Torsionssteifigkeit, zum Beispiel ein Verhältnis der zweiten Torsionssteifigkeit zur ersten Torsionssteifigkeit (N2/N1) und ein Verhältnis der dritten Torsionssteifigkeit zur zweiten Torsionssteifigkeit (N3/N2), im Vergleich zu einer Festlegung der Torsionscharakteristiken auf eine bilineare Form gering bemessen lässt. Es ist daher möglich, Vibrationen zu unterbinden, die erzeugt werden, wenn der jeweilige Knickpunkt in den Torsionscharakteristiken überschritten wird.
  • Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung die Torsionssteifigkeit der dritten Stufe gebildet, indem mindestens eine von den ersten Schraubenfedern jedes Paares und die zweite Schraubenfeder, die in der inneren Peripherie dieser ersten Schraubenfeder angeordnet ist, an einer Kompression gehindert werden. Auf diese Weise können trilineare Torsionscharakteristiken eingerichtet werden, ohne die Größe der Überbrückungsvorrichtung ändern zu müssen. Mit anderen Worten: Trilineare Torsionscharakteristiken sind ohne Größenänderung der bestehenden Überbrückungsvorrichtung einstellbar.
  • Es ist zu beachten, dass trilineare Torsionscharakteristiken ungeachtet der Größe des Zielbetrags der Abmilderung von Drehmomentschwankungen festgelegt werden können. Die vorstehend genannten vorteilhaften Wirkungen kommen insbesondere zum Tragen, wenn der Zielbetrag der Abmilderung von Drehmomentschwankungen hoch ist.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach Anspruch 7 bezieht sich auf eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 6. Bei der Überbrückungsvorrichtung wird mindestens eine von den ersten Schraubenfedern jedes Paares und diejenige zweite Schraubenfeder, die in der inneren Peripherie dieser ersten Schraubenfeder angeordnet ist, zusammengedrückt, während die Spiralen derselben dicht aneinander anliegen, um die Kompression einer der ersten Schraubenfedern jedes Paares und der in der inneren Peripherie dieser ersten Schraubenfeder angeordneten zweiten Schraubenfeder zu verhindern.
  • Wenn in diesem Fall unter der Bedingung, dass die ersten Schraubenfedern jedes Paares und die zweiten Schraubenfedern jedes Paares zusammengedrückt werden, mindestens eine der ersten Schraubenfedern jedes Paares und die eine der zweiten Schraubenfedern, die in der inneren Peripherie der dieser ersten Schraubenfeder angeordnet ist, zusammengedrückt wird, während ihre Spiralen eng aneinander anliegen, kann die Schraubenfeder, die unter enger Anlage ihrer Spiralen aneinander zusammengedrückt wird, nicht mehr weiter zusammengedrückt werden und trägt daher nicht zu den Torsionscharakteristiken bei. Dementsprechend werden Torsionsschwingungen gemäß der Torsionssteifigkeit der zusammendrückbaren ersten Feder und jener der zusammendrückbaren zweiten Feder (Torsionscharakteristik der dritten Stufe) absorbiert und gedämpft.
  • Gemäß der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung können die trilinearen Torsionscharakteristiken eingestellt werden, indem mindestens eine von den ersten Schraubenfedern jedes Paares und diejenige zweite Schraubenfeder, die in der inneren Peripherie dieser ersten Schraubenfeder angeordnet ist, unter der Bedingung zusammengedrückt, dass ihre Spiralen eng aneinander anliegen. Dadurch lassen sich bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung ohne weiteres trilineare Torsionscharakteristiken einstellen, indem lediglich die Form (z.B. die Gesamtlänge einer Schraubenfeder, der Abstand zwischen den Spiralen einer Schraubenfeder etc.) der ersten Schraubenfedern und der zweiten Schraubenfedern und die Torsionssteifigkeit der ersten Schraubenfedern und der zweiten Schraubenfedern geändert werden. Im Übrigen kann auch die vorliegende Überbrückungsvorrichtung die vorgenannten vorteilhaften Wirkungen erzielen.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach Anspruch 8 der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 7. Bei der Überbrückungsvorrichtung haben die zweiten Schraubenfedern jedes Paares die gleiche Länge. Ferner hat eine der zweiten Schraubenfedern jedes Paares eine Torsionssteifigkeit, die sich von der Torsionssteifigkeit der anderen der zweiten Schraubenfedern jedes Paares unterscheidet. Darüber hinaus; wird eine der zweiten Schraubenfedern jedes Paares zusammengedrückt, während ihre Spiralen dicht aneinander anliegen, um eine Kompression einer der ersten Schraubenfedern und derjenigen zweiten Schraubenfeder zu verhindern, die in der inneren Peripherie dieser ersten Schraubenfeder angeordnet ist.
  • Wenn in diesem Fall eine der zweiten Schraubenfedern jedes Paares zusammengedrückt wird, während ihre Spiralen eng aneinander anliegen, unter der Bedingung, dass die ersten Schraubenfedern jedes Paares und die zweiten Schraubenfedern jedes Paares zusammengedrückt werden, kann die zweite Schraubenfeder, die unter enger Anlage ihrer Spiralen aneinander zusammengedrückt wird, nicht mehr weiter zusammengedrückt werden und trägt somit nicht zu den Torsionscharakteristiken bei. Dementsprechend werden Torsionsschwingungen gemäß der Torsionssteifigkeit der zusammendrückbaren ersten Feder und jener der zusammendrückbaren zweiten Feder (Torsionscharakteristik der dritten Stufe) absorbiert und gedämpft.
  • Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung können trilineare Torsionscharakteristiken eingestellt werden, indem eine der zweiten Schraubenfedern jedes Paares unter der Bedingung zusammengedrückt wird, dass ihre Spiralen eng aneinander anliegen. Dadurch lassen sich bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung ohne weiteres trilineare Torsionscharakteristiken einstellen, indem lediglich die Form (z.B. die Gesamtlänge einer Schraubenfeder, der Abstand zwischen den Spiralen einer Schraubenfeder etc.) der ersten Schraubenfedern und der zweiten Schraubenfedern und die Torsionssteifigkeit der ersten Schraubenfedern und der zweiten Schraubenfedern geändert werden. Im Übrigen kann auch die vorliegende Überbrückungsvorrichtung die vorgenannten vorteilhaften Wirkungen erzielen.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach Anspruch 9 der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 8. Bei der Überbrückungsvorrichtung haben die mehreren ersten Schraubenfedern die gleiche Torsionssteifigkeit. Ferner haben die jeweiligen zweiten Schraubenfedern, die in der jeweiligen inneren Peripherie der mehreren ersten Schraubenfedern angeordnet sind, eine geringere Torsionssteifigkeit als die jeweiligen ersten Schraubenfedern.
  • In diesem Fall lässt sich die Torsionssteifigkeit auf sanfte Weise ändern, wenn die zweiten Schraubenfedern zu den Torsionscharakteristiken beitragen, indem die mehreren ersten Schraubenfedern mit gleicher Torsionssteifigkeit ausgebildet werden und indem die zweiten Schraubenfedern, die in der inneren Peripherie der jeweiligen ersten Schraubenfedern angeordnet sind, mit einer Torsionssteifigkeit ausgebildet sind, die kleiner ist als die der ersten Schraubenfedern. Mit anderen Worten: Es lässt sich eine mehrstufige Charakteristik erzielen, bei der sich die Torsionssteifigkeit nicht plötzlich scharf ändert. Darüber hinaus kann auch die vorliegende Überbrückungsvorrichtung die vorgenannten vorteilhaften Wirkungen erzielen.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach Anspruch 10 bezieht sich auf die Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9. Die Überbrückungsvorrichtung umfasst ferner eine Drehbegrenzungseinheit zur Begrenzung der relativen Drehung zwischen dem Eingangsdrehelement und dem Ausgangsdrehelement.
  • In diesem Fall wird die relative Drehung zwischen dem Eingangsdrehelement und dem Ausgangsdrehelement durch die Drehbegrenzungseinheit begrenzt. Dementsprechend wird eine Dämpferwirkung zum Absorbieren und Dämpfen von Torsionsschwingungen durch die ersten und zweiten Schraubenfedern begrenzt. Mit anderen Worten: Die Obergrenze von Torsionscharakteristiken der dritten Stufe wird durch die Drehbegrenzungseinheit festgelegt.
  • Durch die Festlegung der Obergrenze der Torsionscharakteristiken der dritten Stufe auf diese Weise durch die Drehbegrenzungseinheit kann das Drehmoment zuverlässig von dem Eingangsdrehelement auf das Ausgangsdrehelement übertragen werden, wenn der Torsionswinkel größer oder gleich einem vorgegebenen Winkel ist. Im Übrigen kann auch die vorliegende Überbrückungsvorrichtung die vorgenannten vorteilhaften Wirkungen erzielen.
  • <Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung>
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler anzugeben, die flexibel gestaltet werden kann. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, das Gewicht einer Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler zu reduzieren. Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, Vibrationen, die den Schraubenfedern in einer Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler zugeschrieben werden, zuverlässig zu verhindern.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Teilschnittansicht eines Drehmomentwandlers, der mit einer Überbrückungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
    • 2 ist eine Teilschnittansicht der Überbrückungsvorrichtung;
    • 3 ist eine Vorderansicht der Überbrückungsvorrichtung;
    • 4 ist eine Teilaußenansicht eines Federhalters der Überbrückungsvorrichtung;
    • 5 zeigt Schnittansichten der Federhalter;
    • 6 ist ein Diagramm zur Darstellung der trilinearen Torsionscharakteristiken der Überbrückungsvorrichtung;
    • 7 zeigt Musterdiagramme bei Betätigung der Torsionsfedern der Überbrückungsvorrichtung.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 ist eine Teilschnittansicht eines Drehmomentwandlers 1 mit einer Überbrückungsvorrichtung als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 ist eine Antriebsmaschine (in der Figur nicht dargestellt) auf der linken Seite, ein Getriebe (in der Figur nicht dargestellt) hingegen auf der rechten Seite angeordnet. In 1 kennzeichnet eine Linie O-O eine Drehachsenlinie des Drehmomentwandlers und der Überbrückungsvorrichtung. 2 ist eine Teilschnittansicht der Überbrückungsvorrichtung. 6 ist ein Diagramm, das die trilinearen Torsionscharakteristiken bei einer Betätigung eines Paares erster Torsionsfedern und eines Paares zweiter Torsionsfedern darstellt. 7 zeigt Musterdiagramme in den jeweiligen Stufen der Torsionscharakteristiken bei Betätigung eines Paares erster Torsionsfedern und eines Paares zweiter Torsionsfedern.
  • <Gesamtkonstruktion des Drehmomentwandlers>
  • 1 ist eine schematische vertikale Schnittansicht des Drehmomentwandlers 1, bei der eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der Drehmomentwandler 1 ist eine Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments von einer Kurbelwelle (in der Figur nicht dargestellt) der Antriebsmaschine auf eine Ausgangswelle (in der Figur nicht dargestellt) des Getriebes. In 1 ist die Antriebsmaschine (in der Figur nicht dargestellt) auf der linken-Seite und das Getriebe (in der Figur nicht dargestellt) auf der rechten Seite angeordnet. In 1 ist die Linie O-O die Drehachse des Drehmomentwandlers 1. Ferner kennzeichnet ein Pfeil R1 eine Antriebsseite des Drehmomentwandlers 1 in der Drehrichtung, während ein Pfeil R2 die zur Antriebsseite entgegengesetzte Seite kennzeichnet (siehe 3).
  • Der Drehmomentwandler 1 umfasst hauptsächlich eine flexible Platte (in der Figur nicht dargestellt) und einen Drehmomentwandler-Hauptkörper 5. Die flexible Platte ist durch ein scheibenförmiges dünnes Element gebildet. Die flexible Platte ist ein Element für die Drehmomentübertragung und zum Dämpfen von Biegeschwingungen, die von der Kurbelwelle auf den Drehmomentwandler-Hauptkörper 5 übertragen werden. Aus diesem Grund verfügt die flexible Platte über eine Steifigkeit, die in der Drehrichtung ausreichend hoch ist, um das Drehmoment zu übertragen, die jedoch in einer Biegerichtung gering ist.
  • Der Drehmomentwandler-Hauptkörper 5 umfasst eine Frontabdeckung 11, eine torusförmige Arbeitsfluidkammer 6, die durch drei Arten von Schaufelrädern gebildet ist (d.h. durch ein Pumpenrad 21, eine Turbine 22 und ein Leitrad 23), und eine Überbrückungsvorrichtung 7.
  • Die Frontabdeckung 11 ist ein scheibenförmiges Element, das angrenzend an die flexible Platte angeordnet ist. Die Frontabdeckung 11 hat in ihrer inneren Peripherie eine zentrale Nabe 16. Die zentrale Nabe 16 ist ein sich axial erstreckenden zylindrisches Element und ist in eine zentrale Öffnung der Kurbelwelle eingesetzt.
  • Der innere Umfangsbereich der flexiblen Platte ist durch eine Mehrzahl von Bolzen an der vorderen Endfläche der Kurbelwelle befestigt. Eine Mehrzahl von Muttern 12 ist an der äußeren Umfangsseite der Frontabdeckung 11 befestigt und in Umfangsrichtung in gleichen Abständen ausgerichtet. Der äußere Umfangsbereich der flexiblen Platte ist an der Frontabdeckung 11 durch Bolzen befestigt, die in die Muttern 12 geschraubt sind.
  • Die Frontabdeckung 11 hat einen außenumfangsseitigen rohrförmigen Bereich 11a in ihrem äußeren Umfangsbereich. Der außenumfangsseitige rohrförmige Bereich 11a erstreckt sich axial in Richtung auf das Getriebe. Die äußere Umfangskante eines Gehäuses 26 des Pumpenrads 21 ist an das vordere Ende des außenumfangsseitigen rohrförmigen Bereichs 11a geschweißt. Auf diese Weise bilden die Frontabdeckung 11 und das Pumpenrad 21 eine Fluidkammer, die mit Betriebsöl gefüllt ist. Das Pumpenrad 21 wird hauptsächlich durch das Pumpenradgehäuse 26, eine Mehrzahl von Pumpenradschaufeln 27, die an der Innenseite des Pumpenradgehäuses 26 befestigt sind, und eine Pumpenradnabe 28 gebildet, die an dem inneren Umfangsbereich des Pumpenradgehäuses 26 befestigt ist.
  • Die Turbine 22 ist in der Fluidkammer angeordnet und liegt dem Pumpenrad 21 axial gegenüber. Die Turbine 22 umfasst hauptsächlich ein Turbinengehäuse 30, eine Mehrzahl von Turbinenschaufeln 31, die an der turbinenseitigen Fläche des Turbinengehäuses 30 befestigt sind, und eine Turbinennabe 32, die an der inneren Umfangskante des Turbinengehäuses 30 befestigt ist. Das Turbinengehäuse 30 und die Turbinennabe 32 sind durch eine Mehrzahl von Nieten 33 aneinander befestigt.
  • Die Turbinennabe 32 hat an ihrer inneren Umfangsseite einen Keil für den Eingriff mit der Eingangswelle. Bei dieser Konstruktion ist die Turbine 32 derart konfiguriert, dass sie sich als Einheit mit der Eingangswelle dreht.
  • Das Leitrad 23 ist ein Mechanismus zum Regulieren des Ölstroms, der von der Turbine 22 zu dem Pumpenrad 21 zurückzuleiten ist. Das Leitrad 23 ist ein einteiliges Element, das aus Harz, einer Aluminiumlegierung oder dergleichen gegossen ist. Das Leitrad 23 ist zwischen dem inneren Umfangsbereich des Pumpenrads 21 und dem inneren Umfangsbereich der Turbine 22 angeordnet. Das Leitrad 23 wird hauptsächlich durch ein ringförmiges Leitradgehäuse 35 und eine Mehrzahl von Leitradschaufeln 36 gebildet, die an der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses 35 angeordnet sind. Das Leitradgehäuse 35 wird über eine Einwegkupplung 37 durch eine rohrförmige stationäre Welle (in den Figuren nicht dargestellt) gestützt. Die stationäre Welle erstreckt sich zwischen der äußeren Umfangsfläche der Eingangswelle und der inneren Umfangsfläche der Pumpenradnabe 28.
  • Die ringförmige Arbeitsfluidkammer 6 ist durch die vorgenannten jeweiligen Gehäuse 26, 30 und 35 der Schaufelräder 21, 22 und 23 in der Fluidkammer gebildet. Es ist zu beachten, dass zwischen der Frontabdeckung 11 und der Arbeitsfluidkammer 6 innerhalb der Fluidkammer in zuverlässiger Weise ein Ringraum 9 gebildet wird.
  • Die in den Figuren dargestellte Einwegkupplung 37 hat eine Konstruktion mit einer Klinke, wobei stattdessen auch eine Konstruktion mit Rollen oder Spannern verwendet werden kann.
  • Ein erstes Axiallager 41 ist axial zwischen dem inneren Umfangsbereich der Frontabdeckung 11 und der Turbinennabe 32 angeordnet. Eine erste Öffnung 17 ist in einem Bereich gebildet, in dem das erste Axiallager 41 angeordnet ist. Durch die erste Öffnung 17 kann das Betriebsöl in der radialen Richtung hindurchtreten. Ein Ölkanal, der in der Eingangswelle vorgesehen ist, eine erste Hydraulikkammer A (noch zu beschreiben) und der Raum zwischen der Turbine 22 und der Frontabdeckung 11 stehen über die erste Öffnung 17 miteinander in Verbindung. Ferner ist zwischen der Turbinennabe 32 und dem inneren Umfangsbereich des Leitrads (speziell der Einwegkupplung 37) eine Druckhülse 42 angeordnet. Eine zweite Öffnung 18 ist in einem Bereich gebildet, in dem die Druckhülse 42 angeordnet ist. Die zweite Öffnung 18 lässt Betriebsöl in der radialen Richtung hindurch und wieder zurück fließen. Mit anderen Worten: Die Arbeitsfluidkammer 6 und ein Ölkanal zwischen der Eingangswelle und der stationären Welle stehen über die zweite Öffnung 18 miteinander in Verbindung. Ferner ist ein zweites Axiallager 43 axial zwischen dem Leitrad 23 (speziell dem Gehäuse 35) und dem Pumpenrad 21 (speziell der Pumpenradnabe 28) angeordnet. Eine dritte Öffnung 19 ist in einem Bereich gebildet, in dem das zweite Axiallager 43 angeordnet ist. Die dritte Öffnung 19 lässt Betriebsöl in der radialen Richtung hindurch wieder zurück fließen. Mit anderen Worten: Die Arbeitsfluidkammer 6 und ein Ölkanal zwischen der stationären Welle und der Pumpenradnabe 28 stehen über die dritte Öffnung 19 miteinander in Verbindung. Es ist zu beachten, dass die jeweiligen Ölkanäle mit einem Hydraulikkreis (in den Figuren nicht dargestellt) verbunden sind und unabhängig voneinander Betriebsöl zu den ersten bis dritten Öffnungen 17 bis 19 leiten bzw. aus diesen Öffnungen ableiten können.
  • <Konstruktion der Überbrückungsvorrichtung>
  • Wie in den 1 bis 3 dargestellt ist, ist die Überbrückungsvorrichtung 7 ein Mechanismus für die mechanische Verbindung der Turbine 22 und der Frontabdeckung 11 nach Bedarf und ist in dem Raum 9 zwischen der Turbine 22 und der Frontabdeckung 11 angeordnet. Die Überbrückungsvorrichtung 7 ist in einem Raum angeordnet, der axial zwischen der Frontabdeckung 11 und der Turbine 22 gebildet ist. Die Überbrückungsvorrichtung 7 ist komplett scheibenförmig und teilt den Raum 9 in einer annähernd axialen Richtung. In diesem Fall ist der zwischen der Frontabdeckung 11 und der Überbrückungsvorrichtung 7 gebildete Raum als die erste Hydraulikkammer A definiert, wohingegen der zwischen der Überbrückungsvorrichtung 7 und der Turbine 22 gebildete Raum als eine zweite Hydraulikkammer B definiert ist.
  • Die Überbrückungsvorrichtung 7 wirkt als Kupplung und als ein elastischer Verbindungsmechanismus und umfasst einen Kolben 71, eine Antriebsplatte 72 (eine Halteplatte), eine angetriebene Platte 73, eine Mehrzahl von Torsionsfedern 74a.und 74b (erste Torsionsfedern 174 und zweite Torsionsfedern 274) und einen Federhalter 75.
  • Es ist zu beachten, dass in 3 entsprechende Bezugszeichen nur einem Paar der Torsionsfedern 74a und 74b zugeordnet sind, d.h. einem Paar erster Torsionsfedern 174a und 174b und einem Paar zweiter Torsionsfedern 274a und 274b.
  • Der Kolben 71 ist ein Element zum Einrücken/Ausrücken der Kupplung und wirkt ferner als Eingangselement in der Überbrückungsvorrichtung 7, das als elastischer Verbindungsmechanismus wirkt. Der Kolben 71 ist ein scheibenförmiges Element mit einer zentralen Öffnung. Um den Raum 9 in einer annähernd axialen Richtung zu teilen, erstreckt sich der Kolben 71 in dem Raum 9 und reicht dabei annähernd bis zu dem Außenumfang des Raums 9. Der Kolben 71 hat einen innenumfangsseitigen rohrförmigen Bereich 71b an seiner inneren Umfangskante. Der innenumfangsseitige rohrförmige Bereich 71b erstreckt sich axial in Richtung auf die Antriebsmaschine. Der innenumfangsseitige rohrförmige Bereich 71b ist durch die antriebsmaschinenseitige äußere Umfangsfläche der Turbinennabe 23 gestützt und kann sich dabei in der Drehrichtung und in der axialen Richtung bewegen. Es ist zu beachten, dass der Kolben 71 an dem getriebeseitigen Bereich der Turbinennabe 32 anliegt und dadurch an einer axialen Bewegung in Richtung auf das Getriebe gehindert wird.
  • Die Turbinennabe 32 hat an ihrer antriebsmaschinenseitigen äußeren Umfangsfläche eine Ringdichtung 32b. Die Ringdichtung 32b liegt an der inneren Umfangsfläche des innenumfangsseitigen rohrförmigen Bereichs 71b an. Mit dieser Konstruktion wird eine axiale Abdichtung an der inneren Umfangskante des Kolbens 71 erreicht. Ferner hat der Kolben 71 einen Reibverbindungsbereich 71c an seiner äußeren Umfangsseite. Der Reibverbindungsbereich 71c ist ein ringförmiger Bereich mit einer vorgegebenen Länge in der radialen Richtung. Der Reibverbindungsbereich 71c ist auch eben ausgebildet, so dass seine beiden axialen Flächen senkrecht zur axialen Richtung angeordnet werden können. Ein ringförmiger Reibbelag 76 ist an der axialen Antriebsmaschinenseite des Reibverbindungsbereichs 71c befestigt. Solchermaßen wird die Kupplung der Überbrückungsvorrichtung 7 durch den Kolben 71 und die ebene Reibfläche der Frontabdeckung 11 gebildet. Es ist zu beachten, dass der Koben 71 keinen sich axial erstreckenden rohrförmigen Bereich etc. an seiner äußeren Umfangskante hat.
  • Die Antriebsplatte 72 ist auf der axialen Getriebeseite des äußeren Umfangsbereichs des Kolbens 71 angeordnet. Die Antriebsplatte 72 ist ein ringförmiges Element aus Blech. Die Antriebsplatte 72 hat einen Befestigungsbereich 72a und Drehmomentübertragungsbereiche 72b, die sich von dem Befestigungsbereich zur äußeren Umfangsseite erstrecken. Der Befestigungsbereich 72a liegt an der axialen getriebeseitigen Fläche des Kolbens 71 an und ist durch eine Mehrzahl von Senknieten 71d an dem Kolben 71 befestigt. Die Drehmomentübertragungsbereiche 72b erstrecken sich von dem Befestigungsbereich 72a zur äußeren Umfangsseite. Insbesondere erstrecken sich die Drehmomentübertragungsbereiche 72b in der radialen Richtung von der Innenseite zur Außenseite und haben eine sanfte Krümmung, so dass sie sich axial in Richtung auf das Getriebe wölben, und eine weitere sanfte Krümmung, so dass sie sich axial in Richtung auf die Antriebsmaschine wölben, und erstrecken sich axial weiter in Richtung auf das Getriebe. Ferner hat der Befestigungsbereich 72a eine Mehrzahl von Eingriffsbereichen 72e auf der axialen Getriebeseite seines äußeren Umfangsbereichs. Die Eingriffsbereiche 72e springen axial weiter als die anderen Bereiche in Richtung auf das Getriebe vor.
  • Ein Federaufnahmebereich 72d ist in der Drehrichtung zwischen zwei benachbarten Drehmomentübertragungsbereichen 72b gebildet. In der beispielhaften Ausführungsform sind vier Aufnahmebereiche 72d gebildet. In 3 ist das Bezugszeichen 72d nur einem der Federaufnahmebereiche zugeordnet.
  • Der jeweilige Federaufnahmebereich 72d nimmt die Torsionsfedern 74a und 74b auf, die Schraubenfedern sind, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Die Torsionsfedern 74a und 74 b sind Elemente zur elastischen Verbindung des Kolbens 71 als Eingangselement und der angetriebenen Platte 73 als Ausgangselement in der Drehrichtung. Jedes Torsionsfederpaar 74a und 74b ist durch die ersten Torsionsfedern 174a und 174b und die zweiten Torsionsfedern 274a und 274b gebildet. Im Detail ist ein Paar der ersten Torsionsfedern 174a und 174b in jedem Federaufnahmebereich 72d angeordnet und wirkt in der Drehrichtung der Reihe nach. Ferner haben die ersten Torsionsfedern 174a und 174b die gleiche Torsionssteifigkeit. Es ist anzumerken, dass insgesamt acht erste Torsionsfedern 174a und 174b verwendet werden.
  • Die zweiten Torsionsfedern 274a und 274b sind in jedem Federaufnahmebereich 72d jeweils in der inneren Peripherie eines Paares der ersten Torsionsfedern 174a und 174b angeordnet. Speziell die zweiten Torsionsfedern 274a und 274b sind jeweils in der inneren Peripherie der ersten Torsionsfedern 174a und 174b angeordnet und können sich in der Drehrichtung bewegen. Insgesamt werden acht zweite Torsionsfedern 274a und 274b verwendet.
  • Es ist zu beachten, dass die Bezugszeichen „74a“, „174a“ und „274a“ den Torsionsfedern zugeordnet sind, die auf der in der Drehrichtung R1 gelegenen Seite in dem jeweiligen Federaufnahmebereich 72d angeordnet sind, wohingegen die Bezugszeichen „74b“, „174b“ und „274b“ den Torsionsfedern zugeordnet sind, die auf der in der Drehrichtung R2 gelegenen Seite in dem jeweiligen Federaufnahmebereich 72d angeordnet sind.
  • Ferner sind die zweiten Torsionsfedern 274a und 274b mit einer kürzeren Länge als die ersten Torsionsfedern 174a und 174b ausgebildet. Ferner haben die mehreren zweiten Torsionsfedern 274a und 274b die gleiche Länge.
  • Weiterhin ist jedes Paar der zweiten Torsionsfedern 274a und 274b derart gebildet, dass eine Torsionsfeder des Paares zweiter Torsionsfedern 274 und 274b eine andere Torsionssteifigkeit aufweisen kann als die andere Torsionsfeder jedes Paares zweiter Torsionsfedern 274a und 274b. Zum Beispiel ist jedes Paar der zweiten Torsionsfedern 274a und 274b derart gebildet, dass die auf der Drehrichtungsseite R1 angeordnete zweite Torsionsfeder 274a eine geringere Torsionssteifigkeit aufweisen kann als die zweite Torsionsfeder 274b, die auf der Drehrichtungsseite R2 angeordnet ist.
  • Ein Torsionsfederpaar, das durch die erste Torsionsfeder 174a und die zweite Torsionsfeder 274a gebildet ist, wirkt vorliegend in der Drehrichtung parallel. Ähnlich wirkt ein Torsionsfederpaar, das durch die erste Torsionsfeder 174b und die zweite Torsionsfeder 274b gebildet ist, in der Drehrichtung parallel. Darüber hinaus wirken diese beiden Torsionsfederpaare in der Drehrichtung der Reihe nach.
  • Die Antriebsplatte 73 ist ein Element zur Übertragung eines Drehmoments von den Torsionsfedern 74a und 74b auf die Turbine 22. Die angetriebene Platte 73 ist an der äußeren Umfangsseite des Turbinengehäuses 30 der Turbine 22 angeordnet. Die angetriebene Platte 73 umfasst hauptsächlich einen Befestigungsbereich 73a und eine Mehrzahl von Klauen 73b. Der Befestigungsbereich 73a ist beispielsweise durch einen Schweißvorgang an dem Turbinengehäuse 30 befestigt. Die mehreren Klauen 73b sind von der äußeren Umfangskante des Befestigungsbereichs 73a axial in Richtung auf die Antriebsmaschine gebogen. Die Klauen 73b liegen den Drehmomentübertragungsbereichen 72b der angetriebenen Platte 72 gegenüber und sind jeweils von der axialen Getriebeseite in die Drehmomentübertragungsbereiche 72b eingesetzt, die axial in Richtung auf die Antriebsmaschine konvex gekrümmt sind. Unter dieser Bedingung liegt jede Klaue 73b an den beiden in Drehrichtung gelegenen Enden der ersten Torsionsfedern 174a und 174b eines in dem jeweiligen Federaufnahmebereich 72d angeordneten Paares an.
  • Ferner hat die Antriebsplatte 73 Anschlagklauen 73b. Die Anschlagklauen 73b erstrecken sich von der inneren Umfangskante der Befestigungsbereiche 73a axial in Richtung auf die Antriebsmaschine. Jede Anschlagklaue 73b ist jeweils zwischen zwei benachbarten Eingriffsbereichen 72e der Antriebsplatte 72 angeordnet. Mit dieser Konstruktion wird die Kompression der Torsionsfedern 74a und 74b (174a, 174b, 274a, 274b), d.h. eine Dämpfungswirkung, gestoppt, wenn die Antriebsplatte 72 und die angetriebene Platte 73 relativ zueinander in einem großen Maße gedreht wurden und jede Anschlagklaue 73b dementsprechend in der Drehrichtung an einem der Eingriffsbereiche 72e anliegt. Solchermaßen bilden die Eingriffsbereiche 72e der Antriebsplatte 72 und die Anschlagklauen 73b der angetriebenen Platte 73 eine Drehbegrenzungseinheit. Mit anderen Worten: Die Drehbegrenzungseinheit wird durch die Eingriffsbereiche 72e der Antriebsplatte 72 und die Anschlagklauen 73b der angetriebenen Platte 73 gebildet.
  • Der Federhalter 75 ist ein Stützelement zum Stützen der Torsionsfedern 74a und 74b. Insbesondere ist der Federhalter 75 ein Element zum Stützen der Torsionsfedern 74a und 74b in der radialen Richtung. Der Federhalter 75 ist derart angeordnet, dass er sich relativ zu dem Kolben 71 und zu der angetriebenen Platte 73 drehen kann. Ferner ist der Federhalter 75 derart angeordnet, dass er sich relativ zu der Antriebsplatte 72 und zu der angetriebenen Platte 73 drehen kann.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, umfasst der Federhalter 5 hauptsächlich einen Stützbereich 175 und Eingriffsbereiche 275. Der Stützbereich 175 ist ein Bereich zum Stützen der Torsionsfedern 74a und 74b. Der Stützbereich 175 hat einen außenumfangsseitigen Stützbereich 175a, einen innenumfangsseitigen Erstreckungsbereich 175b und einen Verbindungsbereich (Seitenflächenstützbereich) 175c.
  • Der außenumfangsseitige Stützbereich 175a erstreckt sich von der äußeren Umfangskante des Verbindungsbereichs 175c in einer Rohrform axial in Richtung auf das Getriebe. Der außenumfangsseitige Stützbereich 175a ist derart geformt, dass sich die Krümmung seines außenumfangsseitigen Endes proportional zu dem Abstand von jedem Eingriffsbereich 275 in der Drehrichtung reduziert. Ferner hat jede Zone des außenumfangsseitigen Bereichs 175a, die zwischen zwei benachbarten Eingriffsbereichen 275 liegt, in ihrem in Drehrichtung mittleren Bereich ein ebenes äußeres Umfangsende. Mit anderen Worten: Der außenumfangsseitige Stützbereich 175a ist so gebildet, dass ein radialer Abstand d, der als Abstand von der äußeren Umfangsfläche des außenumfangsseitigen Stützbereichs 175a zu dem Kopf des äußeren Umfangsendes des außenumfangsseitigen Stützbereichs 175a definiert wird, im Verhältnis zu dem Abstand von jedem Eingriffsbereich 275 in der Drehrichtung kontinuierlich reduziert werden kann.
  • Wenn zum Beispiel jeder außenumfangsseitige Stützbereich 175a in der Drehrichtung betrachtet wird, wie in 5 dargestellt, hat sein äußeres Umfangsende eine Krümmung, die proportional zu dem Abstand von jedem Eingriffsbereich 275 in der Drehrichtung schwächer wird (siehe 5(b) bis 5 (c)). Ferner hat der außenumfangsseitige Stützbereich 175a in jeder seiner Zonen, die zwischen zwei benachbarten Eingriffsbereichen 275 liegen, ein ebenes äußeres Umfangsende (siehe 5(d)). Es ist zu beachten, dass die 5(b), 5(c) und 5(d) jeweils einem Querschnitt V2, V3 und V4 von 4 entsprechen.
  • Der wie vorstehend beschrieben ausgebildete außenumfangsseitige Stützbereich 175a ist an der äußeren Umfangsseite der ersten Torsionsfedern 174a und 174b angeordnet und liegt dabei näher an diesen Torsionsfedern. Die außenumfangsseitigen Stützbereiche 175a stützen die außenumfangsseitigen Bereiche der ersten Torsionsfedern 174a und 174b. Ferner ist der außenumfangsseitige Stützbereich 175a an der weiteren äußeren Umfangsseite der rohrförmigen Bereiche der Drehmomentübertragungsbereiche 72b der Antriebsplatte 72 angeordnet. Weiterhin ist der außenumfangsseitige Stützbereich 175a an der weiteren äußeren Umfangsseite der Klauen 73b der Antriebsplatte 73 angeordnet.
  • Der innenumfangsseitige Erstreckungsbereich 175b ist ein Bereich, der sich von der inneren Umfangsseite der ersten Torsionsfedern 174a und 174b radial nach innen erstreckt. Im Detail ist der innenumfangsseitige Erstreckungsbereich 175b ein Bereich, der von der inneren Umfangskante des Verbindungsbereichs 175c in Richtung auf die ersten Torsionsfedern 174a und 174b gekrümmt ist und sich dann in einer von der inneren Umfangsseite der ersten Torsionsfedern 174a und 174b wegführenden Richtung erstreckt. Mit anderen Worten: Der innenumfangsseitige Erstreckungsbereich 175b ist ein Bereich, der von der inneren Umfangskante des Verbindungsbereichs 175c axial in Richtung auf das Getriebe gekrümmt ist und sich dann in Richtung auf die Eingangswelle erstreckt.
  • Der innenumfangsseitige Erstreckungsbereich 175b ist zwischen dem Kolben 71 und der Antriebsplatte 72 angeordnet. Mit anderen Worten: Der innenumfangsseitige Erstreckungsbereich 175b, d.h. die innere Umfangsseite des Federhalters 75, wird durch den Kolben 71 und die Antriebsplatte 72 angemessen positioniert. Im Detail ist ein antriebsmaschinenseitiger Vorsprung 72c der Antriebsplatte 72 (unter Verwendung einer Steckhülse) mit der inneren Umfangsfläche des Federhalters 75 verbunden, zum Beispiel mit einem vorderen Ende 175d des innenumfangsseitigen Erstreckungsbereichs 175b. Auf diese Weise wird der Federhalter 75 zwischen dem Kolben 71 und der Antriebsplatte 72 richtig positioniert.
  • Der Verbindungsbereich 175c ist ein annähernd scheibenförmiger Bereich, der in Kontakt mit der axial getriebeseitigen Fläche des Reibverbindungsbereichs 71c des Kolbens 71 angeordnet ist. Ferner ist der Verbindungsbereich 175c axial zwischen dem Kolben 71 und den ersten Torsionsfedern 174a und 174b angeordnet. Weiterhin ist der Verbindungsbereich 175c axial zwischen dem Kolben 71 und der Antriebsplatte 72 angeordnet. Im Detail ist der Verbindungsbereich 175c axial zwischen dem Reibverbindungsbereich 71c des Kolbens 71 und den Drehmomentübertragungsbereichen 72b der Antriebsplatte 72 angeordnet. Ferner ist der Verbindungsbereich 175c axial zwischen dem Kolben 71 und der angetriebenen Platte 73 angeordnet. Im Detail ist der Verbindungsbereich 175c axial zwischen dem Kolben 71 und den Klauen 73b der angetriebenen Platte 73 angeordnet.
  • Solchermaßen ausgebildet kann der Federhalter 75 die Torsionsfedern 74a und 74b derart stützen, dass sie durch Zentrifugalkraft radial nach außen bewegt werden können.
  • Die Eingriffsbereiche 275 sind Bereiche, die in der Drehrichtung mit den ersten Torsionsfedern 174a und 174b in Eingriff zu bringen sind. Die Eingriffsbereiche 275 sind an den Stützbereich 175 angeformt. Jeder Eingriffsbereich 275 hat einen gekrümmten Bereich 275a und Verriegelungsbereiche 275b und 275c.
  • Der gekrümmte Bereich 275 ist ein Bereich zum Verbinden von benachbarten Zonen des außenumfangsseitigen Stützbereichs 175a und benachbarten Zonen des Verbindungsbereichs 175c. Der gekrümmte Bereich 275a ist integral mit dem außenumfangsseitigen Stützbereich 175a und dem Verbindungsbereich 175c ausgebildet.
  • Die Verriegelungsbereiche 275b und 275c sind Bereiche zum Verriegeln der ersten Torsionsfedern 174a und 174b in der Drehrichtung. Die Verriegelungsbereiche 275b und 275c sind durch beide nach innen gebogenen Enden des gekrümmten Bereichs 275a gebildet. Zum Beispiel ist der Verriegelungsbereich 275b ein Klauenbereich, der gebildet ist durch ein axiales Biegen des äußeren Umfangsendes des gekrümmten Bereichs 275a in Richtung auf die Antriebsmaschine. Der Verriegelungsbereich 275c andererseits ist ein Klauenbereich, der gebildet wird, indem das innere Ende des gekrümmten Bereichs 275a axial ausgeschnitten und in Richtung auf das Getriebe aufgebogen wird. Die Verriegelungsbereiche 275b und 275c sind in Drehrichtung zwischen den ersten Torsionsfedern 174a und 174b eines jeden in jedem Federaufnahmebereich 72d aufgenommenen Paares angeordnet.
  • Der wie vorstehend beschrieben ausgebildete Federhalter 75 hat einen einseitig offenen C-förmigen vertikalen Querschnitt. Ferner wirkt der Federhalter 75 als zwischengeschalteter Schwimmkörper. Das Drehmoment wird vorliegend von den ersten Torsionsfedern 174a und 174b über die Eingriffsbereiche 275 (z.B. die Verriegelungsbereiche 275b und 275c) auf den Federhalter 75 übertragen. Es ist zu beachten, dass der Federhalter 75 die Drehmomentübertragung von den zweiten Torsionsfedern 274a und 274b sowie von den ersten Torsionsfedern 174a und 174b aufnimmt, wenn die zweiten Torsionsfedern 274a und 274b zusammengedrückt werden.
  • <Betrieb des Drehmomentwandlers>
  • Unmittelbar nach dem Starten der Antriebsmaschine wird das Betriebsöl durch die erste Öffnung 1 und die dritte Öffnung 19 in den Drehmomentwandler-Hauptkörper 5 geleitet und durch die zweite Öffnung 18 abgeleitet. Das durch die erste Öffnung 17 zugeführte Betriebsöl fließt durch die erste Hydraulikkammer A zur äußeren Umfangsseite, dann durch die zweite Hydraulikkammer B und schließlich in die Arbeitsfluidkammer 6. Deshalb wird der Kolben 71 durch die Hydraulikdruckdifferenz zwischen der ersten Hydraulikammer A und der zweiten Hydraulikkammer B axial in Richtung auf die Kupplung bewegt. Mit anderen Worten: Der Reibbelag 76 wird von der Frontabdeckung 11 gelöst und der Überbrückungszustand aufgehoben. Während dieser Aufhebung des Überbrückungszustands erfolgt die Drehmomentübertragung zwischen der Frontabdeckung 11 und er Turbine 22 durch den Fluidantrieb zwischen dem Pumpenrad 21 und der Turbine 22.
  • <Betrieb der Überbrückungsvorrichtung>
  • Wenn das Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers 1 größer wird und die Drehzahl der Eingangswelle eine vorgegebene Drehzahl erreicht, wird das Betriebsöl durch die erste Öffnung 17 aus der ersten Hydraulikkammer A abgeleitet. Infolgedessen wird der Kolben 71 durch die Hydraulikdruckdifferenz zwischen der ersten Hydraulikkammer A und der zweiten Hydraulikkammer B in Richtung auf die Frontabdeckung 11 bewegt, und der Reibbelag 76 wird an die ebene Reibfläche der Frontabdeckung 11 angedrückt. Folglich wird das Drehmoment der Frontabdeckung 11 von dem Kolben 71 über die Antriebsplatte 72 und die Torsionsfedern 74a und 74b auf die angetriebene Platte 73 übertragen. Ferner wird das Drehmoment von der angetriebenen Platte 73 auf die Turbine 22 übertragen. Mit anderen Worten: Die Frontabdeckung 11 wird mechanisch mit der Turbine 22 verbunden, und das Drehmoment wird über die Turbine 22 von der Frontabdeckung 11 direkt an die Eingangswelle abgegeben.
  • Es ist zu beachten, dass, wenn Torsionsschwingungen eingeführt und dadurch die Torsionsfedern 74a und 74b wiederholt zusammengedrückt werden, die Torsionsfedern 74a und 74b aufgrund von Zentrifugalkraft radial nach außen bewegt werden und entlang der außenumfangsseitigen Stützbereiche 175a des Federhalters 75 gleiten. Jedoch ist der Federhalter 75 ein Element, das konfiguriert ist für eine Bewegung zusammen mit den Torsionsfedern 74a und 74b in der Drehrichtung. Aus diesem Grund wird der Gleitwiderstand zwischen beiden Elementen deutlich reduziert, und es findet eine ausreichende Dämpfung von Torsionsschwingungen statt.
  • < Torsionsschwingungsdämpfungscharakteristiken der Überbrückungsvorrichtung>
  • In dem vorstehend beschriebenen Überbrückungszustand überträgt die Überbrückungsvorrichtung 7 ein Drehmoment und absorbiert und dämpft gleichzeitig Torsionsschwingungen, die von der Frontabdeckung 11 in sie eingeleitet werden. Speziell bei der Einleitung von Torsionsschwingungen von der Frontabdeckung 11 in die Überbrückungsvorrichtung 7 und bei Bildung eines Torsionswinkels θ zwischen der Antriebsplatte 72 und der angetriebenen Platte 73, wie in 6 dargestellt, werden die ersten Torsionsfedern 174a und 174b in Drehrichtung zwischen der Antriebsplatte 72 und der angetriebenen Platte 73 zusammengedrückt. Dieser Zustand wird als erster Kompressionszustand J1 bezeichnet. Insbesondere werden die ersten Torsionsfedern 174a und 174b in Drehrichtung zwischen den Drehmomentübertragungsbereichen 72b der Antriebsplatte 72 und den Klauen 73b der angetriebenen Platte 73 zusammengedrückt. Der Federhalter 75 wird hierbei durch die Torsionsfedern 74a und 74b in Kompressionsrichtung bewegt und relativ zu der Antriebsplatte 72 und der angetriebenen Platte 73 gedreht.
  • Wenn sich der Torsionswinkel θ unter dieser Bedingung vergrößert, gelangt jedes Paar der zweiten Torsionsfedern 274a und 274b in Kontakt mit der Antriebsplatte 72 und der angetriebenen Platte 73. Dieser Zustand entspricht dem ersten Knickpunkt P1 in 6. Demgemäß werden die ersten Torsionsfedern 174a und 174b jedes Paares und die zweiten Torsionsfedern 274a und 274b jedes Paares in Drehrichtung zwischen der Antriebsplatte 72 und der angetriebenen Platte 73 zusammengedrückt. Dieser Zustand wird als ein zweiter Kompressionszustand J2 bezeichnet. Insbesondere werden die ersten Torsionsfedern 174a und 174b und die zweiten Torsionsfedern 274a und 274b in Drehrichtung zwischen den Drehmomentübertragungsbereichen 72b der Antriebsplatte 72 und den Klauen 73b der angetriebenen Platte zusammengedrückt. Der Federhalter 75 wird hierbei durch die Torsionsfedern 74a und 74b in Kompressionsrichtung bewegt und relativ zu der Antriebsplatte 72 und der angetriebenen Platte 73 gedreht.
  • Wenn sich der Torsionswinkel θ unter dieser Bedingung weiter vergrößert, wird eine Torsionsfeder eines jeden Paares von zweiten Torsionsfedern 274a und 274b, d.h. die zweite Torsionsfeder 274a mit geringerer Torsionssteifigkeit, zusammengedrückt, wobei ihre Spiralen eng aneinander anliegen. Dieser Zustand entspricht einem zweiten Knickpunkt P2 in 6. Wenn vorliegend die zweite Torsionsfeder 274a mit geringerer Torsionssteifigkeit zusammengedrückt wird und ihre Spiralen dabei eng aneinander anliegen, ist nicht nur die zweite Torsionsfeder 274a, deren Spiralen eng aneinander anliegen, sondern auch die erste Torsionsfeder 174a, in deren innerer Peripherie die zweite Torsionsfeder 274a aufgenommen ist, nicht mehr zusammendrückbar. Dementsprechend werden die andere der beiden zweiten Torsionsfedern 274a und 274b jedes Paares (d.h. die zweite Torsionsfeder 274b mit höherer Torsionssteifigkeit) und die erste Torsionsfedern 174b jedes Paares (d.h. die Torsionsfeder, in deren innerer . Peripherie die zweite Torsionsfeder 274b aufgenommen ist) in Drehrichtung zwischen der Antriebsplatte 72 und der angetriebenen Platte 73 zusammengedrückt. Dieser Zustand wird als dritter Kompressionszustand J3 bezeichnet. Speziell die erste Torsionsfeder 174b und die zweite Torsionsfeder 274b werden in Drehrichtung zwischen benachbarten Drehmomentübertragungsbereichen 72b der Antriebsplatte 72 und zwischen benachbarten Klauen 73b der angetriebenen Platte 73 zusammengedrückt.. Der Federhalter 75 wird hierbei durch die Torsionsfedern 74a und 74b in Kompressionsrichtung bewegt und relativ zu der Antriebsplatte 72 und der angetriebenen Platte 73 gedreht.
  • Wenn sich der Torsionswinkel θ unter dieser Bedingung weiter vergrößert, gelangen die Anschlagklauen 73b der angetriebenen Platte 73 schließlich in Kontakt mit den Eingriffsbereichen 72e der Antriebsplatte 72. Dieser Zustand entspricht einem dritten Knickpunkt P3 in 6. Dementsprechend werden die Kompression der ersten Betätigungs-Torsionsfeder 174b jedes Paares und die Kompression der zweiten Betätigungs-Torsionsfeder 274b jedes Paares gestoppt. Dieser Zustand wird als gestoppter Kompressionszustand P3 bezeichnet. Mit anderen Worten: Die Dämpfungsaktivitäten der Torsionsfedern 74a und 74b (174a, 174b, 274a und 274b) werden gestoppt.
  • Es folgt eine Erläuterung der Torsionscharakteristiken bei einer Betätigung der Torsionsfedern 74a und 74b (174a, 174b, 274a und 274b) wie vorstehend beschrieben. Es ist zu beachten, dass die folgende Erläuterung der Einfachheit halber anhand der Torsionscharakteristiken eines Paares der Torsionsfedern 74a und 74b (174a, 174b, 274a und 274b) erfolgt.
  • Wie in den 6 und 7 dargestellt ist, wird die Torsionssteifigkeit N11 (= 1/{(1/K1+1/K1)} = 1/(2/K1) der beiden in Reihe angeordneten ersten Torsionsfedern 174a und 174b in einem System im ersten Kompressionszustand J1 als Torsionssteifigkeit N1 festgelegt. Dementsprechend wird ein erster Gradient D1 der Torsionscharakteristik auf der Basis der Torsionssteifigkeit N1 in dem System festgelegt. Als nächstes wird eine Torsionssteifigkeit N2 in einem System (= 1/(1/N21+1/N22) = 1/[{1/(K1+K2)} + 1/{(K1+K2')}]) im zweiten Kompressionszustand J2 festgelegt durch die Synthese einer Torsionssteifigkeit N21 (= K1+K2) eines Paares der ersten Torsionsfedern 174a und der zweiten Torsionsfedern 274a, die parallel angeordnet sind, und einer Torsionssteifigkeit N22 (= K1+K2'; K2<K2') eines weiteren Paares der ersten Torsionsfedern 174b und der zweiten Torsionsfedern 274b, die parallel angeordnet sind. Dementsprechend wird ein zweiter Gradient D2 der Torsionscharakteristiken auf der Basis der Torsionssteifigkeit N2 in dem System festgelegt. Wenn die zweite Torsionsfeder 274a anschließend zusammengedrückt wird, während ihre Spiralen eng aneinander anliegen, und der zweite Kompressionszustand J2 dadurch in den dritten Kompressionszustand J3 geändert wird, wird eine Torsionssteifigkeit N33 (= K1+K2') eines Paares der ersten Torsionsfedern 174b und der zweiten Torsionsfedern 274b, die parallel angeordnet sind, als Torsionssteifigkeit N3 in einem System festgelegt. Dementsprechend wird ein dritter Gradient D3 der Torsionscharakteristiken auf der Basis der Torsionssteifigkeit N3 in dem System festgelegt. Auf diese Weise erfolgt die Festlegung der trilinearen Torsionscharakteristiken.
  • Wenn schließlich eine Änderung des dritten Kompressionszustands J3 in den Kompressions-Stoppzustand P3 erfolgt, erreicht der Torsionswinkel θ der Torsionscharakteristiken den maximalen Torsionswinkel θ. Wenn der Torsionswinkel θ den maximalen Torsionswinkel θ erreicht, entspricht das Drehmoment dem maximalen Drehmoment in der Torsionscharakteristik.
  • Die hier beschriebenen Torsionscharakteristiken beziehen sich auf die Torsionscharakteristiken eines Paares der ersten Torsionsfedern 174a und 174b und eines Paares der zweiten Torsionsfedern 274a und 274b, die radial innerhalb des Paares erster Torsionsfedern angeordnet sind. Aus diesem Grund ist die Torsionscharakteristik der gesamten Überbrückungsvorrichtung 7 (d.h. die Torsionscharakteristiken der mehreren Paare der ersten Torsionsfedern 174a und 174b und der mehreren Paare der zweiten Torsionsfedern 274a und 274b) auf die hier beschriebenen Torsionscharakteristiken festgelegt.
  • <Vorteilhafte Wirkungen der Torsionsschwingungsdämpfungscharakteristiken>
  • Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 7 können die Torsionscharakteristiken auf mehrstufige, d.h. trilineare Torsionscharakteristiken festgelegt werden. Mit der Festlegung auf trilineare Torsionscharakteristiken können die Torsionssteifigkeit N1, die Torsionssteifigkeit N2 und die Torsionssteifigkeit N3, die gemäß dem Torsionswinkel θ variieren, derart eingestellt werden, dass die Zunahme ohne plötzliches Variieren allmählich erfolgt. Insbesondere ist es möglich, die Torsionssteifigkeit N1 der ersten Stufe auf einen kleinen Wert zu bemessen. Dadurch lassen sich Vibrationen verhindern, die möglicherweise hervorgerufen werden, wenn der Torsionswinkel θ klein ist.
  • Im Detail ermöglicht die Einstellung einer trilinearen Torsionscharakteristik bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 die Einstellung eines Torsionssteifigkeitsverhältnisses, zum Beispiel eines Verhältnisses der zweiten Torsionssteifigkeit zur ersten Torsionssteifigkeit (N2/N1) und eines Verhältnisses der dritten Torsionssteifigkeit zur zweiten Torsionssteifigkeit (N3/N2), das kleiner ist als jenes bei Festlegung bilinearer Torsionscharakteristiken. Dementsprechend ist es möglich, Vibrationen zu verhindern, die entstehen, wenn der jeweilige Knickpunkt in den Torsionscharakteristiken überschritten wird.
  • Ferner wird bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 die Torsionssteifigkeit der dritten Stufe dadurch erreicht, dass die folgenden Federn nicht mehr zusammendrückbar sind: eine der ersten Torsionsfedern 174a und 174b jedes Paares; und mindestens eine der zweiten Torsionsfedern 274a und 274b, die radial innerhalb der ersten Torsionsfedern angeordnet sind. Dies ermöglicht trilineare Torsionscharakteristiken ohne Änderung der Größe der Überbrückungsvorrichtung.
  • Ferner können bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 trilineare Torsionscharakteristiken festgelegt werden durch die Kompression einer der zweiten Torsionsfedern 274a und 274b jedes Paares, deren Spiralen eng aneinander anliegen. Auf diese Weise lassen sich bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung trilineare Torsionscharakteristiken ohne weiteres festlegen, ohne hierfür die Gestalt der ersten Torsionsfedern 174a und 174b und der zweiten Torsionsfedern 274a und 274b (die Gesamtlänge jeder Torsionsfeder, den Abstand zwischen den Spiralen jeder Torsionsfeder etc.) und die Torsionssteifigkeit der ersten Torsionsfedern 174a und 174b und der zweiten Torsionsfedern 274a und 274b ändern zu müssen.
  • Ferner ist es bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 möglich, die Torsionssteifigkeit sanft zu ändern, wenn die zweiten Torsionsfedern 274a und 274b zu den Torsionscharakteristiken beitragen, indem die Torsionssteifigkeit der mehreren ersten Torsionsfedern 174a und 174b gleich bemessen wird und indem die Torsionssteifigkeit der zweiten Torsionsfedern 274 und 274b, die jeweils in der inneren Peripherie der mehreren ersten Torsionsfedern 174a und 174b. angeordnet sind, kleiner als die ersten Torsionsfedern 174a und 174b bemessen wird. Mit anderen Worten: Es können mehrstufige Charakteristiken erzielt werden, bei denen die Torsionssteifigkeit nicht plötzlich scharf variiert.
  • Darüber hinaus wird bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 die Obergrenze der Torsionscharakteristiken der dritten Stufe durch die Drehbegrenzungseinheiten 72e und 73b festgelegt. Mit der Festlegung der Obergrenze der Torsionscharakteristiken der dritten Stufe durch die Drehbegrenzungseinheiten 72e und 73b ist eine zuverlässige Drehmomentübertragung von der Eingangsseite auf die Ausgangsseite möglich, wenn der Torsionswinkel θ einen Wert größer oder gleich einem vorgegebenen Winkel erreicht.
  • <Vorteilhafte Wirkungen des Federhalters>
  • Bei vorliegendem Federhalter 75 nimmt die Krümmung des äußeren Umfangsendes des außenumfangsseitigen Stützbereichs 175a im Verhältnis zu dem Abstand von jedem Eingriffsbereich in der Drehrichtung kontinuierlich ab. Es ist daher möglich, die Belastungskonzentration zu reduzieren, die in dem Federhalter 75 stattfinden kann, wenn eine Zentrifugalkraft erzeugt wird. Insbesondere hat der außenumfangsseitige Stützbereich 175a ein ebenes äußeres Umfangsende in seinem in Drehrichtung mittleren Teil jeder seiner Zonen zwischen benachbarten Eingriffsbereichen. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Belastungskonzentration, zu der es in dem Federhalter 75 kommen kann, wenn eine Zentrifugalkraft erzeugt wird.
  • Mit dem vorliegenden Federhalter 75 ist aufgrund des schwach gekrümmten Bereichs des äußeren Umfangsendes des außenumfangsseitigen Stützbereichs 175a des Federhalters 75 und aufgrund eines ebenen Bereichs des in Drehrichtung mittleren Teils jeder Zone zwischen Eingriffsbereichen in dem außenumfangsseitigen Stützbereich 175a ferner eine einfache Montage der Überbrückungsvorrichtung 7 möglich.
  • Darüber hinaus ist der Verbindungsbereich 175c bei vorliegendem Federhalter 75 axial zwischen dem Kolben 71 und den Torsionsfedern 74a und 74b angeordnet, weshalb ein leicht mögliches Knicken des Verbindungsbereichs 175c verhindert und somit die Festigkeit des Federhalters 75 verbessert werden kann.
  • Ferner wird bei dem vorliegenden Federhalter 75 ein leicht mögliches Knicken des innenumfangsseitigen Erstreckungsbereichs 175b aufgrund eines von dem Verbindungbereich 175c in Richtung auf die Torsionsfedern 74a und 74b gekrümmten Bereichs verhindert und die Festigkeit des Federhalters 75 verbessert. Weiterhin erstreckt sich der innenumfangsseitige Erstreckungsbereich 175b in einer von der inneren Umfangsseite der Torsionsfedern 74a und 74 wegführenden Richtung. Dadurch kann die Biegesteifigkeit des Federhalters 75 in der radialen Richtung vergrößert werden.
  • Darüber hinaus hat bei vorliegendem Federhalter 75 jeder Eingriffsbereich 275 des Federhalters 75 die Verriegelungsbereiche 275b und 275c, die durch ein Einwärtsbiegen der beiden Enden des gekrümmten Bereichs 275a gebildet sind. Eine Verriegelung der Torsionsfedern 74a und 74b durch die Verriegelungsbereiche 275b und 275c ist daher zuverlässig möglich. Dadurch, dass die Verrieglungsbereiche 275b und 275c durch ein Einwärtsbiegen der beiden Enden des gekrümmten Bereichs 275a gebildet sind, lässt sich darüber hinaus ein leicht mögliches Knicken der Verriegelungsbereiche 275b und 275c verhindern, wodurch die Festigkeit des Federhalters 75 verbessert werden kann. Es ist außerdem möglich, die Biegesteifigkeit der Verriegelungsbereiche 275b und 275c in der radialen Richtung zu vergrößern.
  • <Weitere Ausführungsbeispiele>
  • (a) In der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform wurde der Fall exemplifiziert, in dem der zweite Kompressionszustand J2 durch eine Kompression jeder zweiten Torsionsfeder 274a, deren Spiralen eng aneinander anliegen, in den dritten Kompressionszustand J3 geändert wird. Diese Änderung zwischen den Kompressionszuständen kann aber auch durch eine Kompression der ersten Torsionsfedern 174a und 174b, deren Spiralen eng aneinander anliegen, herbeigeführt werden. Zum Beispiel ist die Steifigkeit einer der paarweisen ersten Torsionsfedern 174a und 174b anders bemessen als die der anderen der paarweisen ersten Torsionsfedern 174a und 174b. Ferner wird im zweiten Kompressionszustand J2 eine der paarweisen ersten Torsionsfedern 174a und 174b zusammengedrückt, wobei deren Spiralen eng aneinander anliegen. Dementsprechend kann der Kompressionszustand von dem zweiten Kompressionszustand J2 in den dritten Kompressionszustand J3 geändert werden. Mit anderen Worten: Es lässt sich der dritte Gradient D3 der Torsionscharakteristiken einstellen. Auch diese Konfiguration ermöglicht die Festlegung von trilinearen Torsionscharakteristiken.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung ist bei einer Überbrückungsvorrichtung eines Drehmomentwandlers für die Übertragung eines Drehmoments und gleichzeitig für die Absorption und Dämpfung von Torsionsschwingungen anwendbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Drehmomentwandler
    5
    Drehmomentwandler-Hauptkörper
    6
    Arbeitsfluidkammer
    7
    Überbrückungsvorrichtung
    9
    Ringraum
    11
    Frontabdeckung
    11a
    rohrförmiger Bereich
    12
    Mutter
    16
    Nabe
    17
    erste Öffnung
    18
    zweite Öffnung
    19
    dritte Öffnung
    21
    Pumpenrad
    22
    Turbine
    23
    Leitrad
    26
    Pumpenradgehäuse
    27
    Pumpenradschaufel
    28
    Pumpenradnabe
    30
    Turbinengehäuse
    31
    Turbinenschaufeln
    32
    Turbinennabe
    32b
    Ringdichtung
    33
    Nieten
    35
    Leitradgehäuse
    36
    Leitradschaufel
    37
    Einwegkupplung
    41
    erstes Axiallager
    42
    Druckhülse
    43
    zweites Axiallager
    71
    Kolben
    71b
    innenumfangsseitiger rohrförmiger Bereich
    71c
    Reibverbindungsbereich
    71d
    Senknieten
    72
    Antriebsplatte
    72a
    Befestigungsbereich
    72b
    Drehmomentübertragungsbereich
    72d
    Federaufnahmebereich
    72e
    Eingriffsbereich
    73
    angetriebene Platte
    73a
    Befestigungsbereich
    73b
    Klaue
    74a, 74b, 74c
    Torsionsfeder
    76
    Reibbelag
    174, 174a, 174b
    erste Torsionsfeder
    274, 274a, 274b
    zweite Torsionsfeder
    75
    Federhalter
    175
    Stützplatte
    175a
    außenumfangsseitiger Stützbereich
    175b
    innenumfangsseitiger Stützbereich
    175c
    Seitenflächenstützbereich
    275
    Eingriffsbereich
    275a
    gekrümmter Bereich
    275b, 275c
    Verriegelungsbereich
    72e, 73c
    Drehbegrenzungseinheit
    A
    erste Hydraulikkammer
    B
    zweite Hydraulikkammer
    D1
    erster Gradient der Drehmomentcharakteristiken
    D2
    zweiter Gradient der Drehmomentcharakteristiken
    D3
    dritter Gradient der Drehmomentcharakteristiken
    J1
    erster Kompressionszustand
    J2
    zweiter Kompressionszustand
    J3
    dritter Kompressionszustand
    P1
    erster Knickpunkt
    P2
    zweiter Knickpunkt
    P3
    dritter Knickpunkt
    θ
    Torsionswinkel

Claims (10)

  1. Überbrückungsvorrichtung (7) für einen Drehmömentwandler (1) zur Übertragung eines Drehmoments und zur gleichzeitigen Absorption und Dämpfung von Torsionsschwingungen, wobei die Überbrückungsvorrichtung (7) umfasst: ein Eingangsdrehelement (71); ein Ausgangsdrehelement (73); ein elastisches Element (74a, 74b) für die elastische Verbindung des Eingangsdrehelements (71) in einer Drehrichtung mit dem Ausgangsdrehelement (73); gekennzeichnet durch ein Stützelement (75), das derart angeordnet ist, dass es sich relativ zu dem Eingangsdrehelement (71) und dem Ausgangsdrehelement (73) drehen kann und das umfasst: einen das elastische Element (74a, 74b) stützenden Stützbereich (175); und einen Eingriffsbereich (275), der integral mit dem Stützbereich (175) ausgebildet ist und sich in der Drehrichtung mit dem elastischen Element (74a, 74b) im Eingriff befindet, wobei der Stützbereich (175) einen außenumfangsseitigen Stützbereich (175a) hat, der eine äußere Umfangsseite des elastischen Elements (74a, 74b) stützt, und wobei ein äußeres Umfangsende des außenumfangsseitigen Stützbereichs (175a) eine Krümmung aufweist, die proportional zu dem Abstand von dem Eingriffsbereich (275) in der Drehrichtung kontinuierlich abnimmt.
  2. Überbrückungsvorrichtung (7) für einen Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 1, wobei das äußere Umfangsende des außenumfangsseitigen Stützbereichs (175a) in einem in Drehrichtung mittleren Teil des außenumfangsseitigen Stützbereichs (175a) ebenflächig ist.
  3. Überbrückungsvorrichtung (7) für einen Drehmomentwandler (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Stützbereich (175) ferner einen Seitenflächenstützbereich (175c) umfasst, der eine Seitenfläche des elastischen Elements (74a, 74b) stützt und der zwischen dem Eingangsdrehelement (71) und dem elastischen Element (74a, 74b) angeordnet ist.
  4. Überbrückungsvorrichtung (7) für einen Drehmomentwandler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Stützbereich (175) ferner einen innenumfangsseitigen Erstreckungsbereich (175b) umfasst, der sich in einer von einer inneren Umfangsseite des elastischen Elements (74a, 74b) wegführenden Richtung erstreckt, wobei der innenumfangsseitige Erstreckungsbereich (175b) von dem Seitenflächenstützbereich (175c) in Richtung auf das elastische Element (74a, 74b) gekrümmt ist und sich in einer von der inneren Umfangsseite des elastischen Elements (74a, 74b) wegführenden Richtung erstreckt.
  5. Überbrückungsvorrichtung (7) für einen Drehmomentwandler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Eingriffsbereich (275) einen gekrümmten Bereich (275a) und Verriegelungsbereiche (275b, 275c) umfasst, wobei die Verriegelungsbereiche (275b, 275c) in der Drehrichtung mit den elastischen Elementen (74a, 74b) verriegelt sind und wobei die Verriegelungsbereiche (275b, 275c) durch ein Einwärtsbiegen beider Enden des gekrümmten Bereichs (275a) gebildet sind.
  6. Überbrückungsvorrichtung (7) für einen Drehmomentwandler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das elastische Element (74a, 74b) umfasst: eine Mehrzahl von Paaren erster Schraubenfedern (174), die derart konfiguriert sind, dass sie in der Drehrichtung durch eine relative Drehung zwischen dem Eingangsdrehelement (71) und dem Ausgangsdrehelement (73) zusammengedrückt werden; und eine Mehrzahl von Paaren zweiten Schraubenfedern (274), deren jede in einer inneren Peripherie jeder ersten Schraubenfeder (174) angeordnet ist und jeweils eine Länge hat, die kürzer ist als eine Länge jeder ersten Schraubenfeder (174), wobei die ersten Schraubenfedern (174) jedes Paars in Reihe angeordnet sind, und wobei die ersten Schraubenfedern (174) jedes Paares und die zweiten Schraubenfedern (274) jedes Paares zusammengedrückt werden, wenn mindestens eine der ersten Schraubenfedern (174) jedes Paares und die in der inneren Peripherie dieser einen ersten Schraubenfeder (174) angeordnete zweite Schraubenfeder (274) an einer Kompression gehindert wird, um Torsionsschwingungen gemäß einer Torsionssteifigkeit dieser einen der ersten Schraubenfedern (174) und gemäß einer Torsionssteifigkeit der einen zusammendrückbaren Schraubenfeder der zweiten Schraubenfedern (274) zu absorbieren und zu dämpfen.
  7. Überbrückungsvorrichtung (7) für einen Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 6, wobei mindestens eine der ersten Schraubenfedern jedes Paares (174) und die in der inneren Peripherie dieser einen der ersten Schraubenfedern (174) angeordnete zweite Schraubenfeder (274) zusammengedrückt werden, wobei deren Spiralen eng aneinander anliegen, um eine Kompression dieser einen der ersten Schraubenfedern (174) und der in der inneren Peripherie dieser einen der ersten Schraubenfedern (174) angeordneten zweiten Schraubenfeder (274) zu verhindern.
  8. Überbrückungsvorrichtung (7) für einen Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 7, wobei die zweiten Schraubenfedern (274) jedes Paares die gleiche Länge haben, wobei eine der zweiten Schraubenfedern (274a, 274b) jedes Paares eine Torsionssteifigkeit () hat, die sich von einer Torsionssteifigkeit der anderen der zweiten Schraubenfedern (274b, 274a) jedes Paares unterscheidet, und wobei eine der zweiten Schraubenfedern jedes Paares (274) zusammengedrückt wird und ihre Spiralen dabei eng aneinander anliegen, um eine Kompression dieser einen der ersten Schraubenfedern (174) und der in der inneren Peripherie dieser einen der ersten Schraubenfedern (174) angeordneten zweiten Schraubenfeder (274) zu verhindern.
  9. Überbrückungsvorrichtung (7) für einen Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 8, wobei die ersten Schraubenfedern (174) jedes Paares die gleiche Torsionssteifigkeit besitzen und wobei die jeweiligen zweiten Schraubenfedern (274) jedes Paares eine Torsionssteifigkeit besitzen, die geringer ist als eine Torsionssteifigkeit der jeweiligen ersten Schraubenfedern (174).
  10. Überbrückungsvorrichtung (7) für einen Drehmomentwandler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend: eine Drehbegrenzungseinheit (72e, 73c) zur Begrenzung der relativen Drehung zwischen dem Eingangsdrehelement (72) und dem Ausgangsdrehelement (73).
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