DE112011101289B4

DE112011101289B4 - Drehmomentwandler mit Turbinen-Massentilger

Info

Publication number: DE112011101289B4
Application number: DE112011101289.6T
Authority: DE
Inventors: Patrick Lindemann; Brian Zaugg; Chad Mieczkowski
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2031-04-12
Also published as: US20150020512A1; CN104696433B; US9657823B2; JP2013525697A; CN102834650A; WO2011130182A2; US8881515B2; US20110247322A1; JP5882299B2; WO2011130182A3; CN104696433A; DE112011101289T5; CN102834650B

Abstract

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.

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 durch Verweis Bestandteil der vorliegenden Anmeldung ist.
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 derselben Anmelderin, die durch diesen Verweis Bestandteil der vorliegenden Anmeldung sein soll.
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 in 1A 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 in 3 gezeigten Dämpfereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 eine Rückansicht der in 3 gezeigten Dämpfereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
6 eine Explosionsansicht der in 3 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 in 8 gezeigten Buchse entlang der Linie 9-9 in 8.

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 Koordinatensystems 80 zur Verdeutlichung der in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Raumterminologie. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise im Zusammenhang mit einem zylindrischen Koordinatensystem erläutert. Das System 80 weist eine Längsachse 81 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 Achse 81 bzw. zum Radius 82 (der orthogonal zur Achse 81 verläuft) bzw. zum Umfang 83. Sie sind ebenfalls als parallel zu den entsprechenden Ebenen zu verstehen. Die Objekte 84, 85 und 86 dienen der Verdeutlichung der Anordnung der verschiedenen Ebenen. Die Fläche 87 des Objekts 84 bildet eine axiale Ebene, d.h. die Achse 81 bildet eine entlang der Fläche verlaufende Gerade. Die Fläche 88 des Objekts 85 bildet eine radiale Ebene, d.h. der Radius 82 bildet eine entlang der Fläche verlaufende Gerade. Die Fläche 89 des Objekts 86 bildet eine Umfangsfläche, d.h. der Umfang 83 bildet eine Linie entlang der Fläche. Weiterhin verläuft eine Bewegung oder Anordnung in axialer Richtung parallel zur Achse 81, eine radiale Bewegung oder Anordnung parallel zum Radius 82 und eine Bewegung oder Anordnung in Umfangsrichtung parallel zum Umfang 83. Eine Drehung ist als Drehung um die Achse 81 zu verstehen.
Auch in adverbialer Verwendung sind die Angaben „axial“, „radial“ und „in Umfangsrichtung“ bezüglich einer Ausrichtung parallel zur Achse 81 bzw. zum Radius 82 bzw. zum Umfang 83 sowie parallel zu entsprechenden Ebenen zu verstehen.
In 1B ist zur Verdeutlichung der in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Raumterminologie eine perspektivische Darstellung eines Objekts 90 im in 1A gezeigten zylindrischen Koordinatensystem 80 gezeigt. Das zylindrische Objekt 90 dient als Beispiel für ein zylindrisches Objekt in einem zylindrischen Koordinatensystem und ist in keiner Weise als Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu betrachten. Das Objekt 90 umfasst eine axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92 und eine Umfangsfläche 93. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene und die Fläche 93 ist Teil einer Umfangsebene.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf 2. Dargestellt ist eine Schnittansicht der oberen Hälfte eines Drehmomentwandlers 100 mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpfereinrichtung 200. Der Drehmomentwandler 100 umfasst ein Gehäuse 102, welches mittels Bolzen 104 mit einem Hauptantrieb (d.h. einem Antriebsmotor) verbunden ist. In einer nicht dargestellten Ausführungsform steht das Gehäuse 102 über (nicht gezeigte) Klemmen mit dem Hauptantrieb in Antriebsverbindung. An der Außenfläche 108 des Gehäuses 102 ist ein Wuchtgewicht 106 angebracht (d.h. angeschweißt). Ein Zentrierbereich 110 dient der radialen Positionierung des Drehmomentwandlers 100 in einer Kurbelwelle des (nicht gezeigten) Hauptantriebs.
Das Gehäuse 102 ist über eine Schweißverbindung 114 fest mit einem Pumpenmantel 112 verbunden, wobei die Schweißverbindung 114 eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Gehäuse 112 und dem Pumpenmantel 112 herstellt. In im Pumpenmantel 112 gebildeten Schlitzen 120 sind an Schaufeln 112 ausgebildete Zungen 116 angeordnet. Die Schaufeln können beispielsweise an das Gehäuse angelötet, angeschweißt oder angeklebt sein. Eine Pumpennabe 122 ist in einem Schweißpunkt 124 fest am Gehäuse 112 befestigt. Die Pumpennabe 122 dient der radialen Positionierung des Drehmomentwandlers 100 in einem (nicht dargestellten) Getriebe und der antriebsmäßigen Verbindung mit einer (nicht dargestellten) Getriebepumpe beispielsweise an einer Keilverzahnung 126.
Ein Kolbenblech 126 steht über Blattfedern 128 mit dem Gehäuse 102 in Antriebsverbindung. Die Blattfedern 128 sind mittels Nieten 130 am Kolbenblech 126 und mittels stranggepresster Niete 132 am Gehäuse 102 befestigt und ermöglichen ein axiales Verschieben des Kolbenblechs 126 relativ zum Gehäuse 102. Die Kolbenblechanordnung 133 des Drehmomentwandlers 100 umfasst das Kolbenblech 126, in dem eine Öffnung 135 in einem Abstand 139 zur Drehachse 141 des Kolbenblechs 126 einen Innenumfangsfläche 137 bildet. Das Kolbenblech 126 weist eine radiale Fläche 143 und eine schräge Fläche oder einen schrägen Abschnitt 136 auf, die bzw. der die Innenumfangsfläche 137 mit der radialen Fläche 143 verbindet. Mittels einer in einer Öffnung 135 im Blech 126 angeordneten Buchse 134 ist das Kolbenblech 126 bezüglich einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle abgedichtet und zentriert. Der schräge Abschnitt 136 des Kolbenblechs 126 erleichtert die Montage und schafft Platz für einen radialen Buchsenabschnitt 138. Die Buchse 134 umfasst demgemäß einen radialen Abschnitt 138, der in der Nähe des schrägen Abschnitts 136 angeordnet ist. Beim Einfügen der Buchse 134 in die Öffnung 135 erleichtert der Kontakt zwischen dem axialen Abschnitt 184 (s. 9) und der schrägen Fläche 136 eine axiale Verschiebung der Buchse 134 entlang der Innenumfangsfläche 137.
Der radiale Buchsenabschnitt 138 erleichtert die Montage an der Getriebeeingangswelle. Mit anderen Worten dient die Buchse 134 der Abdichtung des Kolbens 126 gegenüber der Getriebeeingangswelle, wobei der radiale Abschnitt 138 dazu dient, die Montage der Kolbenblechanordnung 133 an der Eingangswelle zu erleichtern. Die Eingangswelle umfasst beispielsweise eine stirnseitige Abschrägung, die sich bei der Montage der Kolbenblechanordnung 133 an der Eingangswelle mit dem radialen Abschnitt 138 ausrichtet, so dass eine radiale Fehlausrichtung der Komponenten kompensiert werden kann. Hierbei weist die Buchse 134 vorzugsweise eine reibungsarme Beschichtung auf, z.B. eine Teflon-Beschichtung zur Reduzierung der Reibung.
In axialer Richtung ist zwischen dem Kolbenblech 126 und dem Gehäuse 102 eine Antriebsscheibe 140 angeordnet. Die Antriebsscheibe 140 umfasst einen zwischen der Scheibe 140 und dem Gehäuse 102 angeordneten Reibungsmaterialring 142 und einen zwischen der Scheibe 140 und dem Kolbenblech 126 angeordneten Reibungsmaterialring 144. Weiterhin verfügt die Antriebsscheibe 140 über eine axiale Verlängerung 146, eine radiale Verlängerung 148 sowie einen Zentrierabschnitt 150 zur radialen Positionierung der Antriebsscheibe 140 bezüglich des Kolbenblechs 126. Wie nachfolgend beschrieben, ist die axiale Verlängerung 146 antriebsmäßig mit der Dämpfereinrichtung 200 verbunden.
Der Drehmomentwandler 100 umfasst Lagerungen 152 und 154 sowie eine Leitradanordnung 156. Die Leitradanordnung 156 umfasst ein Gussteil 158, einen äußeren Ring 160, einen inneren Ring 162, Rollen 164 und eine Seitenplatte 166. Die Ringe 160 und 162 bilden mit den Rollen 164 eine Freilaufkupplung für die Leitradanordnung 156. Weiterhin umfasst der Drehmomentwandler 100 die Dämpfereinrichtung 200 mit einer Turbinenanordnung 168, die ein Gehäuse 170, Schaufeln 172 und eine Antriebsnocke 174 aufweist. Die Schaufeln 172 weisen Zungen 176 auf, die in im Gehäuse 170 gebildete Schlitze 178 eingreifen. Die Schaufeln 172 sind beispielsweise durch Löten oder Schweißen mit dem Gehäuse 170 verbunden. Die Antriebsnocke 174 ist durch eine Schweißverbindung 180 am Turbinengehäuse 170 befestigt. Alternativ kann die Antriebsnocke 174 auf beliebige andere bekannte Weise mit dem Gehäuse 170 verbunden sein, z.B. auch durch Löten, Kleben oder eine mechanische Steckverbindung 176 oder mittels (nicht gezeigter) Niete.
Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die 2 bis 6. 3 zeigt eine perspektivische Vorderansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Dämpfereinrichtung. 4 zeigt eine Vorderansicht der in 3 gezeigten Ausführungsform der Dämpfereinrichtung. 5 ist eine Rückansicht der in 3 gezeigten Ausführungsform der Dämpfereinrichtung. 6 ist eine Explosionsansicht der Vorderseite der in 3 gezeigten Ausführungsform einer Dämpfereinrichtung.
Die Dämpfereinrichtung 200 weist eine Verbindungsplatte 202, eine Ausgangsnabe 204, und eine Abdeckplatte 206 auf. Die Platten 202 und 206 sind beispielsweise mittels Blechnieten 208 befestigt. Die Ausgangsnabe 204 ist z.B. mittels einer Keilverzahnung 209 antriebmäßig mit der Getriebeeingangswelle verbindbar. Weiterhin umfasst die Dämpfereinrichtung 200 zugseitige elastische Element 210 und schubseitige elastische Elemente 212. Bei den elastischen Elementen 210 und 212 kann es sich gemäß einer Ausführungsform um Druckfedern handeln. Die Verbindungsplatte 202 weist einen Schlitz 214 auf, durch den die von der Turbinenanordnung 168 ausgehende Nocke 174 in die elastischen Elemente 210, 212 eingreift, d.h. die elastischen Elemente stehen mit der Turbine 168 in Eingriff. Die elastischen Elemente 210 sind zur Übertragung eines Drehmoments an die Turbine 168 in die Richtung des Pfeils 216 angeordnet, während die elastischen Elemente 212 zur Übertragung eines Drehmoments auf die Turbine 168 in die durch den Pfeil 218 angezeigte Richtung angeordnet sind.
Weiterhin weist die Dämpfereinrichtung 200 einen Eingangsdämpfer bzw. eine Federanordnung 220 und einen Ausgangsdämpfer bzw. eine Federanordnung 222 auf. Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Eingangsdämpfer 220 bogenförmige Druckfedern, der Ausgangsdämpfer 222 Druckfedern. Federanordnung 220 ist vorzugsweise in der Nähe des radial außen liegenden Durchmessers 221 des Gehäuses 170, während Federanordnung 222 vorzugsweise in der Nähe des Innendurchmessers 223 des Gehäuses 170 angeordnet ist. Die elastischen Elemente 210 und 212 sind in einem Drehmomentpfad zwischen den Dämpfern 220 und 222 angeordnet. Dadurch wird ein von dem Eingangsdämpfer bzw. der Federanordnung 220 in die Verbindungsplatte 202 eingeleitetes Drehmoment von der Verbindungsplatte 202 an den Ausgangsdämpfer bzw. die Federanordnung 222 übertragen. Somit liegt die Verbindungsplatte 202 im Drehmomentpfad zwischen den Dämpfern 220 und 222. Die Elemente 210 und 212 sind antriebsmäßig mit der Verbindungsplatte 202 verbunden.
Der Dämpfer 220 ist mit der axialen Verlängerung 146 der Antriebsscheibe 140 verbunden, die einen Teil einer Drehmomentwandlerkupplung bildet und durch Betätigung der Kupplung wahlweise mit dem Gehäuse 102 koppelbar ist. Mit anderen Worten steht die Federanordnung 220 über die Antriebsscheibe 140 in Kupplungseingriff mit dem Gehäuse 102. Das Einrücken der Kupplung wird durch den auf das Kolbenblech 126 wirkenden Öldruck gesteuert, so dass die Kupplung im Drehmomentwandlerbetrieb ausgerückt ist, während sie im Drehmomentwandler eingerückt ist, so dass Drehmoment vom Gehäuse 102 auf die Antriebsscheibe 140 übertragen wird. Der Ausgangsdämpfer ist über die Ausgangsnabe 204 antriebsmäßig mit der (nicht gezeigten) Getriebeeingangswelle verbunden.
Die elastischen Elemente 210 und 212 sind in Umfangsrichtung beiderseits der Nocke 174 angeordnet. Die Breite der Nocke 174 in Umfangsrichtung ist größer als die in Umfangsrichtung gemessene Breite 224 des Schlitzes 214, so dass die elastischen Elemente 210 und 212 im entspannten Zustand von der Nocke 174 komprimiert werden. Wenn sich der Dämpfer 220 nicht im Zug- oder Schubbetrieb befindet, liegen dadurch ein Ende 226 des elastischen Elements 210 und ein Ende 228 des elastischen Elements 212 an einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Kanten der Nocke 174 an statt an der jeweiligen Kante 230 und 232 der Verbindungsplatte 202 oder an der jeweiligen Kante 231 und 233 der Abdeckplatte 206. Darüber hinaus ist die Nocke 174 so breit, dass das elastische Element 212 teilweise komprimiert wird, wenn das elastische Element 210 vollständig komprimiert ist und das elastische Element 210 teilweise komprimiert wird, wenn das elastische Element 212 vollständig komprimiert ist, Anders ausgedrückt drängt das schubseitige elastische Element 212 die Antriebsnocke 174 bei vollständiger Komprimierung des zugseitigem elastischem Elements 210 durch die Antriebsnocke 174 gegen das elastische Element 210 und umgekehrt.
Der Dämpfer 200 steht über ein Spielelement 234 mit dem Turbinengehäuse 170 in Antriebsverbindung. In einer Ausführungsform ist das Spielelement 234 als ein mit dem Gehäuse fest verbundener, in einen Schlitz 236 in der Verbindungsplatte 202 eingreifender Abstandsbolzen ausgebildet. Alternativ kann das Spielelement 234 als Keilverzahnung mit Flankenspiel zwischen aneinandergrenzenden Zähnen ausgebildet sein. Durch den Schlitz 236 wird eine Verdrehung der Turbine 168 bezüglich des Dämpfers 200 über einen vorgegebenen Verdrehwinkel ermöglicht, so dass eine Komprimierung der elastischen Elemente 210 und 212 möglich ist. Im Drehmomentwandlerbetrieb wird von der Turbine 168 ein Drehmoment an das Spielelement 234 und an die Verbindungsplatte 202 übertragen. Hierbei verfügen die elastischen Elemente 210, 212 über eine bestimmte Drehmomentkapazität. Übersteigt das von der Turbine 168 übertragene Drehmoment die Drehmomentkapazität, so stellt das Spielelement 234 eine antriebsmäßige Verbindung zwischen der Turbine 168 und der Verbindungsplatte 202 her. In einem Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsplatte 202 radial zentriert auf dem Flanschabschnitt 238 der Ausgangsnabe 204 angeordnet. An der Nabe 204 ist eine Druckscheibe 240 angeordnet.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf 7. 7 ist ein Schaubild einer Torsionskennlinie 300 für einen Turbinen-Massentilger. Auf der Achse 302 ist der Verdrehwinkel in Grad abgetragen. Auf der Achse 304 ist gemäß den Richtungspfeilen 216 und 218 in 3 das übertragene Drehmoment in Newton-Metern angegeben. Die Gerade 306 stellt die Torsionskennlinie für das elastische Element 210 dar; Gerade 308 die des elastischen Elements 212.
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 Dämpfer 200 auch für andere Drehwinkel ausgelegt sein. Die elastischen Elemente 210 und 212 sind jeweils zwischen den Kanten 230/231 bzw. 323/233 und der Nocke 174 vorgespannt, d.h. bei einem Verdrehwinkel von 0 Grad drängt das elastische Element 210 die Nocke 174 um den durch Punkt 310 angegebenen Drehmomentwert in die durch den Pfeil 216 angegebene Richtung, während das elastische Element 212 die Nocke 174 um den durch den Punkt 312 angegebenen Drehmomentwert in die durch den Pfeil 218 angegebene Richtung drängt. Die in den Punkten 310 und 312 angegebenen Drehmomentwerte haben denselben Absolutbetrag, aber unterschiedliche Richtungen, d.h. die Summe der Drehmomente von Punkt 310 und 312 ist null.
Die Gerade 300 ist die Summe der Geraden 306 und 308. In einem Übergangsbereich zwischen der Zugseite 316 und der Schubseite 318 bleibt die Steigung 314 der Geraden 300 konstant, da beide elastischen Elemente 210 und 212 über die gesamte Verdrehung des Dämpfers 200 hinweg aktiv sind. Gäbe es zwischen den beiden Elementen Spiel, so würde sich die Steigung im Punkt 320 verändern, und die Leistung des Dämpfers 200 wäre beeinträchtigt. Die Steigung der Momentenverlaufskurve des Dämpfers 200 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 und 8-9. 8 zeigt eine Rückansicht der Buchse 134. 9 zeigt einen Querschnitt durch die Buchse 34 entlang der in 8 gezeigten Geraden 9-9. Die Buchse 134 weist einen ringförmigen bzw. radialen Abschnitt 182 und einen axialen Vorsprung bzw. Abschnitt 184 mit einem abgewandten Ende 186 auf, der eine Innenumfangsfläche 137 des Kolbenblechs 126 (2) kontaktiert. Ausgehend vom Ende 187 des axialen Abschnitts 184 erstreckt sich der ringförmige Abschnitt 182 so weit, dass er den radialen Abschnitt 143 des Kolbenblechs 126 (2) kontaktiert. Der ringförmige Abschnitt ist ferner derart angeordnet, dass er bei der Montage des Kolbens an der Eingangswelle eine Axialbewegung der Buchse 134 begrenzt und so eine Verschiebung der Buchse in Axialrichtung aus der Kolbenöffnung heraus verhindert. In einem Ausführungsbeispiel weist der axiale Vorsprung 184 eine radiale Abschrägung auf (was in übertriebenem Maß durch die gestrichelte Linie 189 in 9 angedeutet ist), d.h. der Durchmesser 188 des Vorsprungs 184 ist in der Nähe des abgewandten Endes 186 kleiner als der Durchmesser 190 des Vorsprungs 184 in der Nähe des ringförmigen Abschnitts 182. Der Außendurchmesser 191 des axialen Abschnitts 184 am Ende 186 ist also kleiner als der Innenumfangsflächenabstand 139 des Kolbenblechs 126. Der Außendurchmesser 191 vergrößert sich von Ende 186 zum Ende 187 hin. Beispielsweise kann der Durchmesser 188 um 0,1 mm kleiner sein als der Durchmesser 190.
Nach der Befestigung des Kolbens an der Eingangswelle kann sich der Durchmesser 188 vergrößern. Durch die Welle kann das abgewandte Ende 186 nach außen verschoben werden, so dass sich die Buchse 134 an die Eingangswelle anpasst. Der abgeschrägte axiale Vorsprung 184 ermöglicht so verbesserte Dichtungseigenschaften mit minimalen Auswirkungen auf das Schleppmoment. Die Buchse 134 weist eine Umfangsunterbrechung 192 auf und wird durch Wälzen geformt, d.h. der radiale Abschnitt 182 ist unterbrochen. Durch die Unterbrechung 192 lässt sich die Buchse 134 bei der Verbindung mit dem Kolbenblech leichter zusammendrücken, und das abgewandte Ende 186 lässt sich bei der Verbindung mit der Eingangswelle leichter ausdehnen. An der Unterbrechung 192 kann die Buchse 134 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

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 oder 2, 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.