DE112011101289B4 - Drehmomentwandler mit Turbinen-Massentilger - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung beansprucht nach 35 U.S.C §119(e) die Priorität der am 12. April 2010 eingereichten vorläufigen
US-Anmeldung Nr. 61/323,309 - Die Erfindung betrifft allgemein einen Drehmomentwandler, insbesondere einen Drehmomentwandler mit einem Turbinen-Massentilger.
- Turbinen-Massentilger sind bekannt, z.B. aus der
US 2009/0125202 A1 - Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen verbesserten Drehmomentwandler bzw. eine verbesserte Dämpfereinrichtung für einen Drehmomentwandler zur Verfügung zu stellen.
- Eine erfindungsgemäße Dämpfereinrichtung für einen Drehmomentwandler umfasst ein zugseitiges elastisches Element zur Übertragung eines Drehmoments an eine Turbine des Drehmomentwandlers in eine erste Richtung und ein von dem zugseitigen elastischen Element separates schubseitiges elastisches Element zur Übertragung eines Drehmoments an die Turbine in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung. Erfindungsgemäß bleibt die Steigung einer Momentenverlaufskurve des Dämpfers in einem Übergangsbereich zwischen der Drehmomentübertragung an die Turbine in die erste Richtung und der Drehmomentübertragung an die Turbine in die zweite Richtung konstant. Die Dämpfereinrichtung umfasst vorzugsweise einen Eingangsdämpfer und einen Ausgangsdämpfer. Die elastischen Elemente sind in einem Drehmomentpfad zwischen dem Eingangsdämpfer und dem Ausgangsdämpfer angeordnet. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Eingangsdämpfer wahlweise mit einem Gehäuse des Drehmomentwandlers im Eingriff und der Ausgangsdämpfer steht in Antriebsverbindung mit einer Ausgangsnabe des Drehmomentwandlers.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Dämpfereinrichtung die Turbine mit einer mit den zugseitigen und den schubseitigen elastischen Elementen in Kontakt stehenden Antriebsnocke. Im entspannten Zustand werden das zugseitige und das schubseitige elastische Element durch die Antriebsnocke komprimiert, wobei das schubseitige elastische Element derart angeordnet ist, dass es bei einer vollständigen Komprimierung des zugseitigen elastischen Elements zumindest teilweise komprimiert wird. In einem Ausführungsbeispiel ist das zugseitige elastische Element derart angeordnet, dass es zumindest teilweise komprimiert wird, wenn das schubseitige elastische Element vollständig komprimiert ist. In einem Ausführungsbeispiel drängt das schubseitige elastische Element die Antriebsnocke bei einer vollständigen Komprimierung des zugseitigen elastischen Elements durch die Antriebsnocke beispielsweise in die erste Richtung, und bei einer vollständigen Komprimierung des schubseitigen elastischen Elements durch die Antriebsnocke drängt das zugseitige elastische Element die Antriebsnocke in die zweite Richtung.
- Ein erfindungsgemäßer Drehmomentwandler umfasst ein mit einem Hauptantrieb in Antriebsverbindung stehendes Gehäuse, eine mit dem Gehäuse in Kupplungseingriff stehende erste Federanordnung, eine mit einer Eingangswelle eines Getriebes in Antriebsverbindung bringbare Ausgangsnabe, und eine mit der Ausgangsnabe in Antriebsverbindung stehende zweite Federanordnung. Der Wandler umfasst weiterhin eine in einem zwischen der ersten und der zweiten Federanordnung verlaufenden Drehmomentpfad angeordnete Verbindungsplatte, eine Turbine und eine von der ersten und zweiten Federanordnung separate, im Drehmomentpfad zwischen der Verbindungsplatte und der Turbine angeordnete dritte Federanordnung. Die dritte Federanordnung kann beispielsweise eine zugseitige Feder und eine schubseitige Feder aufweisen, wobei die Turbine eine zwischen der zugseitigen Feder und der schubseitigen Feder angeordnete Nocke aufweist. Hierbei weist die Turbine vorzugsweise einen Mantel auf, mit dem die Nocke fest verbunden ist, beispielsweise durch Schweißen, Löten, Kleben, oder durch eine mechanische Verbindung wie einen Niet oder eine Steckzunge.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel verfügt die Turbine über einen Außendurchmesser und einen Innendurchmesser, wobei die erste Federanordnung radial in der Nähe des Außendurchmessers, die zweite Federanordnung radial in der Nähe des Innendurchmessers und die dritte Federanordnung radial zwischen der ersten und der zweiten Federanordnung angeordnet sind. Hierbei kann der Drehmomentwandler im Drehmomentpfad zwischen der Turbine und der Verbindungsplatte ein Spielelement aufweisen. Die dritte Federanordnung verfügt über eine vorgegebene Drehmomentkapazität. Übersteigt das von der Turbine übertragene Drehmoment diese Drehmomentkapazität, so stellt das Spielelement eine Antriebsverbindung her zwischen der Turbine und der Verbindungsplatte. Bei dem Spielelement kann es sich beispielsweise um einen in einem Schlitz angeordneten Abstandsniet handeln.
- Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Drehmomentwandler ein fest mit der Turbine verbundenes Spielelement, das durch einen Schlitz in der Verbindungsplatte verläuft. Die Turbine ist relativ zur Verbindungsplatte zumindest teilweise drehbar ausgebildet, wobei das Spielelement bei einer vollständigen Komprimierung eines Abschnitts der dritten Federanordnung eine Antriebsverbindung zwischen der Turbine und der Verbindungsplatte herstellt.
- Eine erfindungsgemäße Kolbenblechanordnung für einen Drehmomentwandler umfasst eine Öffnung mit einem schrägen Abschnitt und eine in der Öffnung angeordnete Buchse mit einem in der Nähe des schrägen Abschnitts angeordneten Radiusabschnitt. Die Buchse dient der Abdichtung des Kolbens gegenüber einer Getriebeeingangswelle. Durch den Radiusabschnitt wird die Montage der Buchse auf der Eingangswelle erleichtert, wobei die Buchse vorzugsweise eine reibungsarme Beschichtung aufweist. Beispielsweise kann die Buchse einen ringförmigen Abschnitt und einen axialen Vorsprung mit einem abgewandten Ende und einer radialen Schrägung aufweisen. Der Durchmesser des Vorsprungs ist in der Nähe des abgewandten Endes vorzugsweise kleiner als in der Nähe des ringförmigen Abschnitts. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Buchse eine Umfangsunterbrechung auf und wird durch Wälzen geformt.
- Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolbenblechanordnung für einen Drehmomentwandler umfasst ein Kolbenblech mit einer Öffnung, die eine Innenumfangsfläche in einem Abstand zu einer Drehachse des Kolbenblechs, eine radiale Fläche und eine die Innenumfangsfläche mit der radialen Fläche verbindende Schrägfläche bildet. Weiterhin umfasst die Anordnung eine Buchse mit einem axialen Abschnitt, der in Verbindung mit der Innenumfangsfläche steht, und einem von einem ersten Ende des axialen Abschnitts ausgehenden radialen Abschnitt, der mit der radialen Fläche in Kontakt steht. Der Außendurchmesser des axialen Abschnitts an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des axialen Abschnitts ist kleiner als der Abstand. Der Außendurchmesser des axialen Abschnitts vergrößert sich vom zweiten Ende zum ersten Ende.
- In einer Ausführungsform erleichtert ein Kontakt zwischen dem axialen Abschnitt und der Schrägfläche beim Einfügen der Buchse in die Öffnung eine axiale Verschiebung der Buchse entlang der Innenumfangsfläche. Der radiale Abschnitt is vorzugsweise in Umfangsrichtung unterbrochen.
- Die Art und Betriebsweise der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: -
1A eine perspektivische Darstellung eines zylindrischen Koordinatensystems zur Verdeutlichung der in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Raumterminologie; -
1B eine perspektivische Darstellung eines Objekts im in1A gezeigten zylindrischen Koordinatensystem zur Verdeutlichung der in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Raumterminologie, -
2 eine Querschnittsdarstellung der oberen Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einem erfindungsgemäßen Turbinen-Massentilger; -
3 eine perspektivische Vorderansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpfereinrichtung; -
4 eine Vorderansicht der in3 gezeigten Dämpfereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
5 eine Rückansicht der in3 gezeigten Dämpfereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
6 eine Explosionsansicht der in3 gezeigten Dämpfereinrichtung von vorne gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
7 ein Schaubild einer Verdrehkennlinie für einen Turbinen-Massentilger gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
8 eine Rückansicht einer Buchse, und -
9 einen Querschnitt der in8 gezeigten Buchse entlang der Linie9 -9 in8 . - Zu Beginn sei darauf hingewiesen, dass gleiche Bezugszeichen in unterschiedlichen Figuren identische oder funktional ähnliche Elemente der Erfindung bezeichnen. Die Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und ist nicht auf die hier dargestellten Aspekte beschränkt. Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf die spezifische Methodik, die Materialien und die Varianten beschränkt, die nachfolgend beschrieben werden. Diese sind selbstverständlich variabel. Auch die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Aspekte und soll nicht als Einschränkung des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Der Schutzbereich der Erfindung wird ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert.
- Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Bezeichnungen die Bedeutung, wie sie ein Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung versteht. In der Praxis oder zu Testzwecken können zwar verschiedene den hier beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Materialien ähnliche Verfahren, Vorrichtungen und Materialien eingesetzt werden; nachfolgend werden jedoch die bevorzugten Verfahren, Vorrichtungen und Materialien beschrieben.
-
1A zeigt eine perspektivische Darstellung eines zylindrischen Koordinatensystems80 zur Verdeutlichung der in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Raumterminologie. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise im Zusammenhang mit einem zylindrischen Koordinatensystem erläutert. Das System80 weist eine Längsachse81 auf, die als Bezug für die nachfolgend erläuterten Richtungs- und Raumbezeichnungen dient. Die Bezeichnungen „axial“, „radial“ und „Umfangs-“ beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse81 bzw. zum Radius82 (der orthogonal zur Achse81 verläuft) bzw. zum Umfang83 . Sie sind ebenfalls als parallel zu den entsprechenden Ebenen zu verstehen. Die Objekte84 ,85 und86 dienen der Verdeutlichung der Anordnung der verschiedenen Ebenen. Die Fläche87 des Objekts84 bildet eine axiale Ebene, d.h. die Achse81 bildet eine entlang der Fläche verlaufende Gerade. Die Fläche88 des Objekts85 bildet eine radiale Ebene, d.h. der Radius82 bildet eine entlang der Fläche verlaufende Gerade. Die Fläche89 des Objekts86 bildet eine Umfangsfläche, d.h. der Umfang83 bildet eine Linie entlang der Fläche. Weiterhin verläuft eine Bewegung oder Anordnung in axialer Richtung parallel zur Achse81 , eine radiale Bewegung oder Anordnung parallel zum Radius82 und eine Bewegung oder Anordnung in Umfangsrichtung parallel zum Umfang83 . Eine Drehung ist als Drehung um die Achse81 zu verstehen. - Auch in adverbialer Verwendung sind die Angaben „axial“, „radial“ und „in Umfangsrichtung“ bezüglich einer Ausrichtung parallel zur Achse
81 bzw. zum Radius82 bzw. zum Umfang83 sowie parallel zu entsprechenden Ebenen zu verstehen. - In
1B ist zur Verdeutlichung der in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Raumterminologie eine perspektivische Darstellung eines Objekts90 im in1A gezeigten zylindrischen Koordinatensystem80 gezeigt. Das zylindrische Objekt90 dient als Beispiel für ein zylindrisches Objekt in einem zylindrischen Koordinatensystem und ist in keiner Weise als Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu betrachten. Das Objekt90 umfasst eine axiale Fläche91 , eine radiale Fläche92 und eine Umfangsfläche93 . Die Fläche91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche92 ist Teil einer radialen Ebene und die Fläche93 ist Teil einer Umfangsebene. - Die folgende Beschreibung bezieht sich auf
2 . Dargestellt ist eine Schnittansicht der oberen Hälfte eines Drehmomentwandlers100 mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpfereinrichtung200 . Der Drehmomentwandler100 umfasst ein Gehäuse102 , welches mittels Bolzen104 mit einem Hauptantrieb (d.h. einem Antriebsmotor) verbunden ist. In einer nicht dargestellten Ausführungsform steht das Gehäuse102 über (nicht gezeigte) Klemmen mit dem Hauptantrieb in Antriebsverbindung. An der Außenfläche108 des Gehäuses102 ist ein Wuchtgewicht106 angebracht (d.h. angeschweißt). Ein Zentrierbereich110 dient der radialen Positionierung des Drehmomentwandlers100 in einer Kurbelwelle des (nicht gezeigten) Hauptantriebs. - Das Gehäuse
102 ist über eine Schweißverbindung114 fest mit einem Pumpenmantel112 verbunden, wobei die Schweißverbindung114 eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Gehäuse112 und dem Pumpenmantel112 herstellt. In im Pumpenmantel112 gebildeten Schlitzen120 sind an Schaufeln112 ausgebildete Zungen116 angeordnet. Die Schaufeln können beispielsweise an das Gehäuse angelötet, angeschweißt oder angeklebt sein. Eine Pumpennabe122 ist in einem Schweißpunkt124 fest am Gehäuse112 befestigt. Die Pumpennabe122 dient der radialen Positionierung des Drehmomentwandlers100 in einem (nicht dargestellten) Getriebe und der antriebsmäßigen Verbindung mit einer (nicht dargestellten) Getriebepumpe beispielsweise an einer Keilverzahnung126 . - Ein Kolbenblech
126 steht über Blattfedern128 mit dem Gehäuse102 in Antriebsverbindung. Die Blattfedern128 sind mittels Nieten130 am Kolbenblech126 und mittels stranggepresster Niete132 am Gehäuse102 befestigt und ermöglichen ein axiales Verschieben des Kolbenblechs126 relativ zum Gehäuse102 . Die Kolbenblechanordnung133 des Drehmomentwandlers100 umfasst das Kolbenblech126 , in dem eine Öffnung135 in einem Abstand139 zur Drehachse141 des Kolbenblechs126 einen Innenumfangsfläche137 bildet. Das Kolbenblech126 weist eine radiale Fläche143 und eine schräge Fläche oder einen schrägen Abschnitt136 auf, die bzw. der die Innenumfangsfläche137 mit der radialen Fläche143 verbindet. Mittels einer in einer Öffnung135 im Blech126 angeordneten Buchse134 ist das Kolbenblech126 bezüglich einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle abgedichtet und zentriert. Der schräge Abschnitt136 des Kolbenblechs126 erleichtert die Montage und schafft Platz für einen radialen Buchsenabschnitt138 . Die Buchse134 umfasst demgemäß einen radialen Abschnitt138 , der in der Nähe des schrägen Abschnitts136 angeordnet ist. Beim Einfügen der Buchse134 in die Öffnung135 erleichtert der Kontakt zwischen dem axialen Abschnitt184 (s.9 ) und der schrägen Fläche136 eine axiale Verschiebung der Buchse134 entlang der Innenumfangsfläche137 . - Der radiale Buchsenabschnitt
138 erleichtert die Montage an der Getriebeeingangswelle. Mit anderen Worten dient die Buchse134 der Abdichtung des Kolbens126 gegenüber der Getriebeeingangswelle, wobei der radiale Abschnitt138 dazu dient, die Montage der Kolbenblechanordnung133 an der Eingangswelle zu erleichtern. Die Eingangswelle umfasst beispielsweise eine stirnseitige Abschrägung, die sich bei der Montage der Kolbenblechanordnung133 an der Eingangswelle mit dem radialen Abschnitt138 ausrichtet, so dass eine radiale Fehlausrichtung der Komponenten kompensiert werden kann. Hierbei weist die Buchse134 vorzugsweise eine reibungsarme Beschichtung auf, z.B. eine Teflon-Beschichtung zur Reduzierung der Reibung. - In axialer Richtung ist zwischen dem Kolbenblech
126 und dem Gehäuse102 eine Antriebsscheibe140 angeordnet. Die Antriebsscheibe140 umfasst einen zwischen der Scheibe140 und dem Gehäuse102 angeordneten Reibungsmaterialring142 und einen zwischen der Scheibe140 und dem Kolbenblech126 angeordneten Reibungsmaterialring144 . Weiterhin verfügt die Antriebsscheibe140 über eine axiale Verlängerung146 , eine radiale Verlängerung148 sowie einen Zentrierabschnitt150 zur radialen Positionierung der Antriebsscheibe140 bezüglich des Kolbenblechs126 . Wie nachfolgend beschrieben, ist die axiale Verlängerung146 antriebsmäßig mit der Dämpfereinrichtung200 verbunden. - Der Drehmomentwandler
100 umfasst Lagerungen152 und154 sowie eine Leitradanordnung156 . Die Leitradanordnung156 umfasst ein Gussteil158 , einen äußeren Ring160 , einen inneren Ring162 , Rollen164 und eine Seitenplatte166 . Die Ringe160 und162 bilden mit den Rollen164 eine Freilaufkupplung für die Leitradanordnung156 . Weiterhin umfasst der Drehmomentwandler100 die Dämpfereinrichtung200 mit einer Turbinenanordnung168 , die ein Gehäuse170 , Schaufeln172 und eine Antriebsnocke174 aufweist. Die Schaufeln172 weisen Zungen176 auf, die in im Gehäuse170 gebildete Schlitze178 eingreifen. Die Schaufeln172 sind beispielsweise durch Löten oder Schweißen mit dem Gehäuse170 verbunden. Die Antriebsnocke174 ist durch eine Schweißverbindung180 am Turbinengehäuse170 befestigt. Alternativ kann die Antriebsnocke174 auf beliebige andere bekannte Weise mit dem Gehäuse170 verbunden sein, z.B. auch durch Löten, Kleben oder eine mechanische Steckverbindung176 oder mittels (nicht gezeigter) Niete. - Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die
2 bis6 .3 zeigt eine perspektivische Vorderansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Dämpfereinrichtung.4 zeigt eine Vorderansicht der in3 gezeigten Ausführungsform der Dämpfereinrichtung.5 ist eine Rückansicht der in3 gezeigten Ausführungsform der Dämpfereinrichtung.6 ist eine Explosionsansicht der Vorderseite der in3 gezeigten Ausführungsform einer Dämpfereinrichtung. - Die Dämpfereinrichtung
200 weist eine Verbindungsplatte202 , eine Ausgangsnabe204 , und eine Abdeckplatte206 auf. Die Platten202 und206 sind beispielsweise mittels Blechnieten208 befestigt. Die Ausgangsnabe204 ist z.B. mittels einer Keilverzahnung209 antriebmäßig mit der Getriebeeingangswelle verbindbar. Weiterhin umfasst die Dämpfereinrichtung200 zugseitige elastische Element210 und schubseitige elastische Elemente212 . Bei den elastischen Elementen210 und212 kann es sich gemäß einer Ausführungsform um Druckfedern handeln. Die Verbindungsplatte202 weist einen Schlitz214 auf, durch den die von der Turbinenanordnung168 ausgehende Nocke174 in die elastischen Elemente210 ,212 eingreift, d.h. die elastischen Elemente stehen mit der Turbine168 in Eingriff. Die elastischen Elemente210 sind zur Übertragung eines Drehmoments an die Turbine168 in die Richtung des Pfeils216 angeordnet, während die elastischen Elemente212 zur Übertragung eines Drehmoments auf die Turbine168 in die durch den Pfeil218 angezeigte Richtung angeordnet sind. - Weiterhin weist die Dämpfereinrichtung
200 einen Eingangsdämpfer bzw. eine Federanordnung220 und einen Ausgangsdämpfer bzw. eine Federanordnung222 auf. Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Eingangsdämpfer220 bogenförmige Druckfedern, der Ausgangsdämpfer222 Druckfedern. Federanordnung220 ist vorzugsweise in der Nähe des radial außen liegenden Durchmessers221 des Gehäuses170 , während Federanordnung222 vorzugsweise in der Nähe des Innendurchmessers223 des Gehäuses170 angeordnet ist. Die elastischen Elemente210 und212 sind in einem Drehmomentpfad zwischen den Dämpfern220 und222 angeordnet. Dadurch wird ein von dem Eingangsdämpfer bzw. der Federanordnung220 in die Verbindungsplatte202 eingeleitetes Drehmoment von der Verbindungsplatte202 an den Ausgangsdämpfer bzw. die Federanordnung222 übertragen. Somit liegt die Verbindungsplatte202 im Drehmomentpfad zwischen den Dämpfern220 und222 . Die Elemente210 und212 sind antriebsmäßig mit der Verbindungsplatte202 verbunden. - Der Dämpfer
220 ist mit der axialen Verlängerung146 der Antriebsscheibe140 verbunden, die einen Teil einer Drehmomentwandlerkupplung bildet und durch Betätigung der Kupplung wahlweise mit dem Gehäuse102 koppelbar ist. Mit anderen Worten steht die Federanordnung220 über die Antriebsscheibe140 in Kupplungseingriff mit dem Gehäuse102 . Das Einrücken der Kupplung wird durch den auf das Kolbenblech126 wirkenden Öldruck gesteuert, so dass die Kupplung im Drehmomentwandlerbetrieb ausgerückt ist, während sie im Drehmomentwandler eingerückt ist, so dass Drehmoment vom Gehäuse102 auf die Antriebsscheibe140 übertragen wird. Der Ausgangsdämpfer ist über die Ausgangsnabe204 antriebsmäßig mit der (nicht gezeigten) Getriebeeingangswelle verbunden. - Die elastischen Elemente
210 und212 sind in Umfangsrichtung beiderseits der Nocke174 angeordnet. Die Breite der Nocke174 in Umfangsrichtung ist größer als die in Umfangsrichtung gemessene Breite224 des Schlitzes214 , so dass die elastischen Elemente210 und212 im entspannten Zustand von der Nocke174 komprimiert werden. Wenn sich der Dämpfer220 nicht im Zug- oder Schubbetrieb befindet, liegen dadurch ein Ende226 des elastischen Elements210 und ein Ende228 des elastischen Elements212 an einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Kanten der Nocke174 an statt an der jeweiligen Kante230 und232 der Verbindungsplatte202 oder an der jeweiligen Kante231 und233 der Abdeckplatte206 . Darüber hinaus ist die Nocke174 so breit, dass das elastische Element212 teilweise komprimiert wird, wenn das elastische Element210 vollständig komprimiert ist und das elastische Element210 teilweise komprimiert wird, wenn das elastische Element212 vollständig komprimiert ist, Anders ausgedrückt drängt das schubseitige elastische Element212 die Antriebsnocke174 bei vollständiger Komprimierung des zugseitigem elastischem Elements210 durch die Antriebsnocke174 gegen das elastische Element210 und umgekehrt. - Der Dämpfer
200 steht über ein Spielelement234 mit dem Turbinengehäuse170 in Antriebsverbindung. In einer Ausführungsform ist das Spielelement234 als ein mit dem Gehäuse fest verbundener, in einen Schlitz236 in der Verbindungsplatte202 eingreifender Abstandsbolzen ausgebildet. Alternativ kann das Spielelement234 als Keilverzahnung mit Flankenspiel zwischen aneinandergrenzenden Zähnen ausgebildet sein. Durch den Schlitz236 wird eine Verdrehung der Turbine168 bezüglich des Dämpfers200 über einen vorgegebenen Verdrehwinkel ermöglicht, so dass eine Komprimierung der elastischen Elemente210 und212 möglich ist. Im Drehmomentwandlerbetrieb wird von der Turbine168 ein Drehmoment an das Spielelement234 und an die Verbindungsplatte202 übertragen. Hierbei verfügen die elastischen Elemente210 ,212 über eine bestimmte Drehmomentkapazität. Übersteigt das von der Turbine168 übertragene Drehmoment die Drehmomentkapazität, so stellt das Spielelement234 eine antriebsmäßige Verbindung zwischen der Turbine168 und der Verbindungsplatte202 her. In einem Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsplatte202 radial zentriert auf dem Flanschabschnitt238 der Ausgangsnabe204 angeordnet. An der Nabe204 ist eine Druckscheibe240 angeordnet. - Die folgende Beschreibung bezieht sich auf
7 .7 ist ein Schaubild einer Torsionskennlinie300 für einen Turbinen-Massentilger. Auf der Achse302 ist der Verdrehwinkel in Grad abgetragen. Auf der Achse304 ist gemäß den Richtungspfeilen216 und218 in3 das übertragene Drehmoment in Newton-Metern angegeben. Die Gerade306 stellt die Torsionskennlinie für das elastische Element210 dar; Gerade308 die des elastischen Elements212 . - Der Dämpfer
200 ist für einen Betrieb bei +/- 5 Grad bei einem Gesamtdrehwinkel von 10 Grad ausgelegt. Bei diesen Angaben handelt es sich jedoch nur um Beispielwerte; je nach Anwendung kann der Dämpfer200 auch für andere Drehwinkel ausgelegt sein. Die elastischen Elemente210 und212 sind jeweils zwischen den Kanten 230/231 bzw. 323/233 und der Nocke174 vorgespannt, d.h. bei einem Verdrehwinkel von 0 Grad drängt das elastische Element210 die Nocke174 um den durch Punkt310 angegebenen Drehmomentwert in die durch den Pfeil216 angegebene Richtung, während das elastische Element212 die Nocke174 um den durch den Punkt312 angegebenen Drehmomentwert in die durch den Pfeil218 angegebene Richtung drängt. Die in den Punkten310 und312 angegebenen Drehmomentwerte haben denselben Absolutbetrag, aber unterschiedliche Richtungen, d.h. die Summe der Drehmomente von Punkt310 und312 ist null. - Die Gerade
300 ist die Summe der Geraden306 und308 . In einem Übergangsbereich zwischen der Zugseite316 und der Schubseite318 bleibt die Steigung314 der Geraden300 konstant, da beide elastischen Elemente210 und212 über die gesamte Verdrehung des Dämpfers200 hinweg aktiv sind. Gäbe es zwischen den beiden Elementen Spiel, so würde sich die Steigung im Punkt320 verändern, und die Leistung des Dämpfers200 wäre beeinträchtigt. Die Steigung der Momentenverlaufskurve des Dämpfers200 bleibt also in einem Übergangsbereich zwischen einer Drehmomentübertragung an die Turbine in eine erste Richtung bzw. die Zugrichtung und der Drehmomentübertragung an die Turbine in eine zweite Richtung bzw. die Schubrichtung konstant. - Die folgende Beschreibung bezieht sich auf
2 und8-9 .8 zeigt eine Rückansicht der Buchse134 .9 zeigt einen Querschnitt durch die Buchse34 entlang der in8 gezeigten Geraden9 -9 . Die Buchse134 weist einen ringförmigen bzw. radialen Abschnitt182 und einen axialen Vorsprung bzw. Abschnitt184 mit einem abgewandten Ende186 auf, der eine Innenumfangsfläche137 des Kolbenblechs126 (2 ) kontaktiert. Ausgehend vom Ende187 des axialen Abschnitts184 erstreckt sich der ringförmige Abschnitt182 so weit, dass er den radialen Abschnitt143 des Kolbenblechs126 (2 ) kontaktiert. Der ringförmige Abschnitt ist ferner derart angeordnet, dass er bei der Montage des Kolbens an der Eingangswelle eine Axialbewegung der Buchse134 begrenzt und so eine Verschiebung der Buchse in Axialrichtung aus der Kolbenöffnung heraus verhindert. In einem Ausführungsbeispiel weist der axiale Vorsprung184 eine radiale Abschrägung auf (was in übertriebenem Maß durch die gestrichelte Linie189 in9 angedeutet ist), d.h. der Durchmesser188 des Vorsprungs184 ist in der Nähe des abgewandten Endes186 kleiner als der Durchmesser190 des Vorsprungs184 in der Nähe des ringförmigen Abschnitts182 . Der Außendurchmesser191 des axialen Abschnitts184 am Ende186 ist also kleiner als der Innenumfangsflächenabstand139 des Kolbenblechs126 . Der Außendurchmesser191 vergrößert sich von Ende186 zum Ende187 hin. Beispielsweise kann der Durchmesser188 um 0,1 mm kleiner sein als der Durchmesser190 . - Nach der Befestigung des Kolbens an der Eingangswelle kann sich der Durchmesser
188 vergrößern. Durch die Welle kann das abgewandte Ende186 nach außen verschoben werden, so dass sich die Buchse134 an die Eingangswelle anpasst. Der abgeschrägte axiale Vorsprung184 ermöglicht so verbesserte Dichtungseigenschaften mit minimalen Auswirkungen auf das Schleppmoment. Die Buchse134 weist eine Umfangsunterbrechung192 auf und wird durch Wälzen geformt, d.h. der radiale Abschnitt182 ist unterbrochen. Durch die Unterbrechung192 lässt sich die Buchse134 bei der Verbindung mit dem Kolbenblech leichter zusammendrücken, und das abgewandte Ende186 lässt sich bei der Verbindung mit der Eingangswelle leichter ausdehnen. An der Unterbrechung192 kann die Buchse134 geringfügig undicht sein bzw. es können geringfügige Größenunterschiede zwischen der Buchse und der Eingangswelle bestehen, so dass das austretende Öl die Buchsenkontaktfläche schmiert, um Wärmebildung und Reibung zu reduzieren und so die Lebensdauer der Schnittstelle zwischen Buchse und Welle zu erhöhen.
Claims (18)
- Dämpfereinrichtung (200) für einen Drehmomentwandler (100) mit einem zugseitigen elastischen Element (210) zur Übertragung eines Drehmoments an eine Turbine (168) des Drehmomentwandlers (100) in eine erste Richtung (216) und mit einem vom zugseitigen elastischen Element separaten schubseitigen elastischen Element (212) zur Übertragung eines Drehmoments an die Turbine (168) in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung (218), gekennzeichnet durch einen Eingangsdämpfer (220) und einen Ausgangsdämpfer (222), wobei die elastischen Elemente (210, 212) in einem Drehmomentpfad zwischen dem Eingangsdämpfer (220) und dem Ausgangsdämpfer (222) angeordnet sind.
- Dämpfereinrichtung (200) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Steigung einer Momentenverlaufskurve des Dämpfers (200) in einem Übergangsbereich zwischen der Übertragung eines Drehmoments an die Turbine (168) in die erste Richtung (216) und der Übertragung des Drehmoments an die Turbine (168) in die zweite Richtung (218) konstant bleibt. - Dämpfereinrichtung (200) nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsdämpfer (220) wahlweise mit einem Gehäuse (170) des Drehmomentwandlers (100) in Eingriff ist und der Ausgangsdämpfer (222) in Antriebsverbindung mit einer Ausgangsnabe (204) des Drehmomentwandlers (100) steht. - Dämpfereinrichtung (200) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinrichtung (200) die Turbine (168) umfasst. - Dämpfereinrichtung (200) nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (168) eine mit dem zugseitigen und dem schubseitigen elastischen Element (210, 212) in Kontakt stehende Antriebsnocke (174) umfasst. - Dämpfereinrichtung (200) nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass das zugseitige und das schubseitige elastische Element (210, 212) im entspannten Zustand durch die Antriebsnocke komprimiert sind. - Dämpfereinrichtung (200) nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass das schubseitige elastische Element (212) bei vollständiger Komprimierung des zugseitigen elastischen Elements (210) zumindest teilweise komprimiert ist. - Dämpfereinrichtung (200) nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass das zugseitige elastische Element (210) bei vollständiger Komprimierung des schubseitigen elastischen Elements (212) zumindest teilweise komprimiert ist. - Dämpfereinrichtung (200) nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass das schubseitige elastische Element (212) die Antriebsnocke (174) bei vollständiger Komprimierung des zugseitigen elastischen Elements (210) durch die Antriebsnocke (174) in die erste Richtung (216) drängt. - Dämpfereinrichtung (200) nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass das zugseitige elastische Element (210) die Antriebsnocke (174) bei vollständiger Komprimierung des schubseitigen elastischen Elements (212) durch die Antriebsnocke (174) in die zweite Richtung (218) drängt. - Drehmomentwandler (100) mit einem mit einem Hauptantrieb in Antriebsverbindung stehenden Gehäuse (170), einer mit dem Gehäuse (170) in Kupplungseingriff stehenden ersten Federanordnung (220), einer zur Herstellung einer Antriebsverbindung mit einer Eingangswelle eines Getriebes angeordneten Ausgangsnabe (204), einer mit der Ausgangsnabe (204) in Antriebsverbindung stehenden zweiten Federanordnung (222), einer in einem Drehmomentpfad zwischen der ersten und der zweiten Federanordnung (220, 222) angeordneten Verbindungsplatte (202), einer Turbine (168) und mit einer in einem Drehmomentpfad zwischen der Verbindungsplatte (202) und der Turbine (168) angeordneten, von der ersten und der zweiten Federanordnung (220,222) separaten dritten Federanordnung.
- Drehmomentwandler (100) nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Federanordnung eine zugseitige Feder und eine schubseitige Feder aufweist und die Turbine (168) eine zwischen der zugseitigen Feder und der schubseitigen Feder angeordnete Nocke (174) aufweist. - Drehmomentwandler (100) nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine ein Gehäuse aufweist und die Nocke am Gehäuse befestigt ist. - Drehmomentwandler (100) nach
Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nocke (174) durch Schweißen, Löten, Kleben oder durch eine mechanische Verbindung mittels Niet oder Steckverbindung am Gehäuse befestigt ist. - Drehmomentwandler (100) nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (168) einen Außendurchmesser und einen Innendurchmesser aufweist, wobei die erste Federanordnung (220) radial in der Nähe des Außendurchmessers, die zweite Federanordnung (222) radial in der Nähe des Innendurchmessers und die dritte Federanordnung radial zwischen der ersten und der zweiten Federanordnung (220, 222) angeordnet sind. - Drehmomentwandler (100) nach
Anspruch 11 , gekennzeichnet durch ein im Drehmomentpfad zwischen der Turbine (168) und der Verbindungsplatte (202) angeordnetes Spielelement (234), wobei die dritte Federanordnung eine definierte Drehmomentkapazität aufweist und das Spielelement (234) eine Antriebsverbindung zwischen der Turbine (168) und der Verbindungsplatte (202) herstellt, wenn ein von der Turbine (168) übertragenes Drehmoment die Drehmomentkapazität übersteigt. - Drehmomentwandler (100) nach
Anspruch 16 , dadurch gekennzeichnet, dass das Spielelement (234) als in einem Schlitz angeordneter Abstandsniet ausgebildet ist. - Drehmomentwandler (100) nach
Anspruch 11 , gekennzeichnet durch ein fest mit der Turbine (168) verbundenes, durch einen Schlitz in der Verbindungsplatte (202) verlaufendes Spielelement (234), wobei die Turbine (168) relativ zur Verbindungsplatte (202) zumindest teilweise drehbar ist und das Spielelement (234) bei vollständiger Komprimierung eines Abschnitts der dritten Federanordnung eine Antriebsverbindung zwischen der Turbine (168) und der Verbindungsplatte (202) herstellt.
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