DE112012001668T5

DE112012001668T5 - Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE112012001668T5
Application number: DE112012001668.8T
Authority: DE
Inventors: Naoki Tomiyama
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2014-01-30
Also published as: US20140008174A1; JP2012219999A; CN103403397A; US8978853B2; JP5315377B2; WO2012140938A1

Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler anzugeben, durch welche sich eine Vibration, die einer Schraubenfeder angelastet wird, zuverlässig verhindern lässt. Die Überbrückungsvorrichtung (7) umfasst ein Eingangsrotationselement (71), ein Ausgangsrotationselement (85), eine erste Torsionsfeder (74), eine zweite Torsionsfeder (83) und eine dritte Torsionsfeder (84). Das Ausgangsrotationselement (85) kann sich relativ zu dem Eingangsrotationselement (71) drehen. Ein Drehmoment wird von dem Eingangsrotationselement (71) auf die erste Torsionsfeder (74) übertragen. Die zweite Torsionsfeder (83) ist in einer radialen Richtung umfangsseitig weiter innen angeordnet als die erste Torsionsfeder (74) und ist derart konfiguriert, dass sie mit der ersten Torsionsfeder (74) in Reihe wirkt. Die dritte Torsionsfeder (84) ist in der radialen Richtung umfangsseitig weiter außen angeordnet als die zweite Torsionsfeder (83) und ist derart konfiguriert, dass sie mit der zweiten Torsionsfeder (83) in Reihe wirkt und das Drehmoment auf das Ausgangsrotationselement (85) überträgt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überbrückungsvorrichtung, insbesondere eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler zum Übertragen eines Drehmoments und zum gleichzeitigen Absorbieren und Dämpfen einer Torsionsschwingung.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein Drehmomentwandler ist vielfach mit einer Überbrückungsvorrichtung zur direkten Übertragung eines Drehmoments von einer Frontabdeckung auf eine Turbine ausgestattet. Die Überbrückungsvorrichtung umfasst: einen Kolben, der mit der Frontabdeckung reibschlüssig verbunden werden kann; eine an dem Kolben befestigte Halteplatte; eine Vielzahl von Schraubenfederpaaren, die durch die Halteplatte gestützt sind; und eine angetriebene Platte, die über die Vielzahl von Schraubenfederpaaren in der Drehrichtung mit dem Kolben elastisch verbunden ist. Die angetriebene Platte ist an der Turbine befestigt (siehe PTL 1).
Hier unterteilt der Kolben den Raum zwischen der Frontabdeckung und der Turbine axial. Das Drehmoment der Frontabdeckung ist konfiguriert für eine Übertragung auf die Überbrückungsvorrichtung, wenn ein an dem äußeren Umfangsbereich des Kolbens ringförmig befestigter Reibbelag an eine Reibfläche der Frontabdeckung angepresst wird. Dementsprechend erfolgt eine Übertragung des Drehmoments von der Überbrückungsvorrichtung auf die Turbine. Eine Drehmomentschwankung, die von einer Antriebsmaschine eingeführt wird, wird hier durch die Vielzahl von Schraubenfederpaaren, die in dem äußeren Umfangsbereich der Überbrückungsvorrichtung angeordnet sind, absorbiert und gedämpft.
DOKUMENTLISTE
PATENTLITERATUR

PTL 1: Offengelegte japanische Patentanmeldungs-Publikation Nr. JP-A-2008-138797

ÜBERSICHT
TECHNISCHE PROBLEME
Bei der Überbrückungsvorrichtung, die in Patentliteratur 1 beschrieben ist (im Folgenden als bekannte Überbrückungsvorrichtung bezeichnet), werden beim Zusammendrücken der Vielzahl von Schraubenfederpaaren deren Torsionscharakteristiken auf der Basis der Torsionscharakteristik eines einzelnen Schraubenfederpaares bestimmt, wenn die Vielzahl von Schraubenfederpaaren zusammengedrückt wird. Mit anderen Worten: um die Torsionscharakteristiken der Vielzahl von Schraubenfederpaaren zu bestimmen, muss die Torsionscharakteristik dieses einen Schraubenfederpaares festgelegt werden.
Eine Torsionscharakteristik gibt eine Relation an zwischen einem Torsionswinkel (ein Drehwinkel) des einzelnen Schraubenfederpaares und dem Betrag einer Drehmomentschwankung, die durch dieses einzelne Schraubenfederpaar gedämpft werden kann. Aus diesem Grund wird beim Zusammendrücken des einzelnen Schraubenfederpaares die Drehmomentschwankung entsprechend der Torsionssteifigkeit des einzelnen Schraubenfederpaares gedämpft.
Die bekannte Überbrückungsvorrichtung hat eine lineare Torsionscharakteristik. Als einzige Möglichkeit bei dem Versuch, einen vorgegebenen Betrag einer Drehmomentschwankung unter Anwendung der Torsionscharakteristik zu dämpfen, bleibt daher nur die Vergrößerung der Torsionssteifigkeit. Wenn aber die Torsionssteifigkeit zu sehr vergrößert wird, kann dies die Ursache für eine unvermeidbare Vibration sein, die den Schraubenfedern angelastet wird.
Im Hinblick darauf wurde eine Konfiguration ausgearbeitet, bei der zur Beseitigung des genannten Nachteils eine zweistufige Torsionscharakteristik eingestellt wird. Die Konfiguration mit Einstellung einer zweistufigen Torsionscharakteristik kann eine auf die Schraubenfedern zurückzuführende Vibration im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der eine lineare (einstufige) Torsionscharakteristik eingestellt ist, weiter unterdrücken. Wenn jedoch der Zielbetrag der Dämpfung der Drehmomentschwankung erhöht wird, entsteht der Nachteil, dass die den Schraubenfedern angelastete Vibration nicht vollständig unterdrückt werden kann, auch nicht mit der ersten Torsionssteifigkeit der zweistufigen Torsionscharakteristik.
Es sollte beachtet werden, dass die den Schraubenfedern angelastete Vibration zum Beispiel eine Vibration umfasst, die in den Schraubenfedern erzeugt wird, wenn bei einer Motordrehzahl, die geringfügig höher ist als die Leerlaufdrehzahl des Motors die Überbrückungsfunktion aktiviert und zu diesem Zeitpunkt eine abrupte Drehmomentschwankung eingeführt wird.
Wenn andererseits die erste Torsionssteifigkeit (eine Torsionssteifigkeit der ersten Stufe) der zweistufigen Torsionscharakteristik verringert wird, um die auf die Schraubenfedern zurückzuführende Vibration zu unterdrücken, wobei der Zielbetrag der Dämpfung der Drehmomentschwankung hoch ist, lässt sich die anfängliche Vibration zwar unterdrücken, doch muss die zweite Torsionssteifigkeit (eine zweite Stufe der Torsionssteifigkeit) vergrößert werden, damit der Zielbetrag der Dämpfung zuverlässig erreicht wird. Aus diesem Grund lässt sich nicht vermeiden, dass sich das Verhältnis der zweiten Torsionssteifigkeit zur ersten Torsionssteifigkeit vergrößert, weshalb die Möglichkeit besteht, dass im Bereich einer Torsionscharakteristik größer oder gleich einem Knickpunkt unvermeidbar eine erneute Vibration (Vibration mit einem Vibrationssprung) erzeugt wird. Mit anderen Worten: auch in diesem Fall ist entsteht der unvermeidbare Nachteil, dass eine den Schraubenfedern anzulastenden Vibration nicht vollständig unterdrückt werden kann.
Angesichts dieses Nachteils ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler anzugeben, die eine zuverlässige Unterdrückung einer den Schraubenfedern angelasteten Vibration ermöglicht.
PROBLEMLÖSUNG
Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 1 ist eine Vorrichtung für die Übertragung eines Drehmoments und für die Absorption und Dämpfung einer Torsionsschwingung. Die Überbrückungsvorrichtung umfasst ein Eingangsrotationselement, ein Ausgangsrotationselement, eine erste Schraubenfeder, eine zweite Schraubenfeder und eine dritte Schraubenfeder.
Das Ausgangsrotationselement ist konfiguriert für eine Drehung relativ zu dem Eingangsrotationselement. Die erste Schraubenfeder ist die Schraubenfeder, auf die das Drehmoment von dem Eingangsdrehmoment übertragen wird. Die zweite Schraubenfeder ist in einer radialen Richtung umfangsseitig weiter innen angeordnet als die erste Schraubenfeder. Die zweite Schraubenfeder ist derart konfiguriert, dass sie in Reihe mit der ersten Schraubenfeder wirkt. Die dritte Schraubenfeder ist in der radialen Richtung umfangsseitig weiter außen angeordnet als die zweite Schraubenfeder. Die dritte Schraubenfeder ist derart konfiguriert, dass sie mit der zweiten Schraubenfeder in Reihe wirkt. Die dritte Schraubenfeder ist konfiguriert für die Übertragung des Drehmoments auf das Ausgangsrotationselement.
Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung wird das Drehmoment der Antriebsmaschine von dem Eingangsrotationselement auf das Ausgangsrotationselement übertragen. Wenn hier die Torsionsschwingung erzeugt wird, wird diese durch zumindest eine Schraubenfeder von erster, zweiter und dritter Schraubenfeder absorbiert und gedämpft.
In diesem Fall werden zum Beispiel die erste Schraubenfeder, die zweite Schraubenfeder und die dritte Schraubenfeder zusammengedrückt, wenn das Drehmoment der Antriebsmaschine von dem Eingangsrotationselement in die erste Schraubenfeder eingeleitet wird. Dementsprechend erfolgt eine Absorption und Dämpfung der Torsionsschwingung gemäß der Torsionssteifigkeit der jeweiligen Schraubenfedern (Torsionscharakteristik einer ersten Stufe). Wenn hier von der ersten, zweiten und dritten Schraubenfeder eine an einer Kompression gehindert wird, erfolgt die Absorption und Dämpfung der Torsionsschwingung entsprechend der Torsionssteifigkeit der zusammendrückbaren Schraubenfedern (Torsionscharakteristik einer zweiten Stufe). Wenn von der ersten, zweiten und dritten Schraubenfeder beliebige zwei an einer Kompression gehindert werden, erfolgt die Absorption und Dämpfung der Torsionsschwingung entsprechend der Torsionssteifigkeit der einen zusammendrückbaren Schraubenfeder (Torsionscharakteristik der dritten Stufe). Es sollte beachtet werden, dass die hier beschriebene mehrstufige Torsionscharakteristik lediglich ein Beispiel zum besseren Verstehen der Funktion darstellt und dass vielfältige Änderungen möglich sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Gemäß der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung ist es möglich, ohne weiteres mehrstufige (z. B. zumindest dreistufige) Torsionscharakteristiken festzulegen, indem die erste Schraubenfeder, die zweite Schraubenfeder und die dritte Schraubenfeder verwendet werden.
Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Überbrückungsvorrichtung die Einstellung einer Torsionssteifigkeit, die geringer ist als bei bekannten Vorrichtungen, indem die erste Schraubenfeder, die zweite Schraubenfeder und die dritte Schraubenfeder in Reihe geschaltet sind. Dementsprechend können auch größere Torsionswinkel für die Schraubenfedern eingestellt werden. Zum Beispiel lässt sich die Torsionssteifigkeit, beispielweise die Torsionssteifigkeit in der ersten Stufe, unter der Bedingung, dass die erste Schraubenfeder, die zweite Schraubenfeder und die dritte Schraubenfeder betätigt werden, so einstellen, dass sie geringer ist als beim Stand der Technik. Aus diesem Grund kann die den Schraubenfedern zugeschriebene Vibration zuverlässig unterdrückt werden. Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung lassen sich daher Torsionscharakteristiken mit großen Winkeln und geringer Steifigkeit realisieren.
Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Überbrückungsvorrichtung die zweite Schraubenfeder in der radialen Richtung umfangsseitig weiter innen angeordnet als die erste Schraubenfeder und die dritte Schraubenfeder. Dementsprechend hat ein Diagramm, das durch die Verbindung der Achse der ersten Schraubenfeder, der Achse der zweiten Schraubenfeder und der Achse der dritten Schraubenfeder gebildet wird, im Querschnitt die Form eines umgekehrten Dreiecks, das die Drehachse des Eingangsrotationselements und des Ausgangsrotationselements enthält. Dadurch lässt sich der Innenraum des Drehmomentwandlers wirksam nutzen, indem die jeweiligen Schraubenfedern in dem Innenraum des Drehmomentwandlers angeordnet sind.
Dadurch kann die Torsionssteifigkeit entsprechend der erfindungsgemäßen Überbrückungsvorrichtung geringer bemessen werden, wodurch Torsionscharakteristiken mit großen Winkeln und geringen Steifigkeiten realisierbar sind. Dementsprechend kann die Vibration, die den Schraubenfedern zugeschrieben wird, zuverlässig unterdrückt werden. Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Überbrückungsvorrichtung ohne weiteres die Einstellung von drei- oder mehrstufigen Torsionscharakteristiken, so dass das Verhältnis der Torsionssteifigkeit vorliegender Überbrückungsvorrichtung klein bemessen werden kann. Dementsprechend lässt sich eine Vibration unterdrücken, die erzeugt wird, wenn die jeweiligen Knickpunkte in den Torsionscharakteristiken überschritten werden. Hinzu kommt, dass bei der erfindungsgemäßen Überbrückungsvorrichtung die vorstehend beschriebenen Wirkungen selbst bei einer Vergrößerung der Anzahl von Schraubenfedern, die in dem vorgenannten Querschnitt anzuordnen sind, ohne eine Änderung der Größe des Drehmomentwandlers erzielbar sind, indem die erste Schraubenfeder, die zweite Schraubenfeder und die dritte Schraubenfeder in nutzbringender Weise in dem Innenraum des Drehmomentwandlers angeordnet sind.
Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 2 bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schraubenfeder aus einem Paar von Schraubenfedern besteht, die entlang einer Umfangsrichtung in Reihe angeordnet sind.
Hier ist die erste Schraubenfeder aus einem Schraubenfederpaar gebildet. Ferner sind die Schraubenfedern des Schraubenfederpaares in Reihe angeordnet, weshalb die Torsionssteifigkeit der ersten Schraubenfeder geringer eingestellt werden kann als in dem Fall, in dem die erste Schraubenfeder durch eine einzige Schraubenfeder gebildet ist. Es daher möglich, den Torsionswinkel zu vergrößern und gleichzeitig zuverlässig eine Vibration zu unterdrücken, die bei einem kleinen Torsionswinkel entstehen kann.
Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 3, bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2 und umfasst ferner eine vierte Schraubenfeder. Die vierte Schraubenfeder ist in einer inneren Peripherie der ersten Schraubenfeder angeordnet. Die vierte Schraubenfeder hat eine freie Länge, die kürzer als die der ersten Schraubenfeder ist.
Wenn in diesem Fall zum Beispiel das Drehmoment der Antriebsmaschine von dem Eingangsrotationselement in die erste Schraubenfeder eingeleitet wird, werden die erste bis dritte Schraubenfeder zusammengedrückt, und die Torsionsschwingung wird entsprechend den Torsionssteifigkeiten der jeweiligen Schraubenfedern (Torsionscharakteristik der ersten Stufe) absorbiert und gedämpft. Wenn von der zweiten und dritten Schraubenfeder eine an einer Kompression gehindert wird, wird die Torsionsschwingung entsprechend der Torsionssteifigkeit der zusammendrückbaren Schraubenfeder absorbiert und gedämpft (Torsionscharakteristik der zweiten Stufe). Wenn ferner die andere von zweiter und dritter Schraubenfeder an einer Kompression gehindert wird, wird die Torsionsschwingung entsprechend der Torsionssteifigkeit der ersten Schraubenfeder absorbiert und gedämpft (Torsionscharakteristik der dritten Stufe). Wenn die erste Schraubenfeder weiter zusammengedrückt wird, werden die erste Schraubenfeder und die vierte Schraubenfeder zusammengedrückt, und die Torsionsschwingung wird entsprechend den Torsionssteifigkeiten dieser Schraubenfeder absorbiert und gedämpft (Torsionscharakteristik der vierten Stufe). Es sollte beachtet werden, dass die hier beschriebenen mehrstufigen Torsionscharakteristiken beispielhaft sind und lediglich dem besseren Verständnis der Funktionsweise dienen und dass vielfältige Änderungen möglich sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Gemäß der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung ist es möglich, ohne weiteres mehrstufige (z. B. vierstufige) Torsionscharakteristiken festzulegen, indem die erste bis vierte Schraubenfeder verwendet werden. Die Anzahl der Übergangspunkte (Knickpunkte) von einer gegebenen Torsionscharakteristik zur nächsten Torsionscharakteristik lässt sich dementsprechend erhöhen, so dass die Torsionscharakteristik für das gesamte System einen gleichmäßigen Verlauf hat. Mit anderen Worten: es lässt sich eine Torsionscharakteristik mit einer geringeren Schwankung erstellen. Ferner werden bei der Torsionscharakteristik der vierten Stufe die erste Schraubenfeder und die vierte Schraubenfeder parallel zusammengedrückt, so dass die Torsionssteifigkeit der vierten Stufe erhöht und ein Zieldrehmoment deshalb ohne weiteres erreicht werden kann.
Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 4 bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die dritte Schraubenfeder mit Bezug auf die erste Schraubenfeder in der axialen Richtung auf einer Getriebeseite angeordnet ist.
Hier liegt die dritte Schraubenfeder mit Bezug auf die erste Schraubenfeder auf der axialen Getriebeseite, und ferner ist die dritte Schraubenfeder wie beschrieben in der radialen Richtung an der äußeren Umfangsseite angeordnet. Daher kann die dritte Schraubenfeder einen überschüssigen Raum effizient nutzen, indem sie den radial äußeren Bereich des Innenraums des Drehmomentwandlers belegt. Selbst wenn die Anzahl der Schraubenfedern, die an dem vorstehend beschriebenen Querschnitt anzuordnen sind, erhöht wird, lassen sich die vorstehend beschriebenen Vorteile erzielen, ohne die Größe des Drehmomentwandlers zu ändern.
Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 5 bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Schraubenfeder und die dritte Schraubenfeder zwischen dem Eingangsrotationselement und einer Fluidbetätigungskammer des Drehmomentwandlers angeordnet sind.
Hier sind die zweite Schraubenfeder und die dritte Schraubenfeder zwischen dem Eingangsrotationselement und der Fluidbetätigungskammer des Drehmomentwandlers angeordnet. Aus diesem Grund kann das Drehmoment bei wirksamer Dämpfung einer Schwankung des in die erste Schraubenfeder eingeleiteten Drehmoments auf die Fluidbetätigungskammer (z. B. die Turbine) übertragen werden.
Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 6 bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 und umfasst ferner eine Kompressionsbegrenzungseinheit. Die Kompressionsbegrenzungseinheit ist konfiguriert für die Begrenzung der Kompression mindestens einer Schraubenfeder von erster, zweiter und dritter Schraubenfeder.
Hier wird die Kompression mindestens einer Schraubenfeder von erster, zweiter und dritter Schraubenfeder durch die Kompressionsbegrenzungseinheit begrenzt. Daher wird ein Dämpfungsbetrieb für die Absorption und Dämpfung einer Torsionsschwingung in der Schraubenfeder gestoppt, deren Zusammendrücken verhindert wird. Dementsprechend lassen sich die Knickpunkte ohne weiteres steuern, so dass die mehrstufigen Torsionscharakteristiken flexibel gestaltet werden können.
Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 7 bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mindestens eine Schraubenfeder von erster, zweiter und dritter Schraubenfeder an einer Kompression gehindert wird, indem bewirkt wird, dass Schraubenabschnitte mindestens einer Schraubenfeder von erster, zweiter und dritter Schraubenfeder eng aneinander anliegen.
Hier wird die Kompression mindestens einer Schraubenfeder von erster, zweiter und dritter Schraubenfeder verhindert, indem bewirkt wird, dass Schraubenabschnitte der relevanten Schraubenfeder(n) eng aneinander anliegen, wodurch die Knickpunkte gesteuert werden. Auf diese Weise lassen sich die Knickpunkte ohne Bereitstellung eines speziellen Mechanismus oder spezieller Mittel steuern, wodurch die Überbrückungsvorrichtung wiederum kleiner gebaut werden kann. Mit anderen Worten: die Größe des Drehmomentwandlers kann reduziert werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht bei einer Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler eine wirksame Unterdrückung einer Vibration, die Schraubenfedern zugeschrieben wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Teilschnittansicht eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrückungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Überbrückungsvorrichtung;
3 ist eine Vorderansicht der Überbrückungsvorrichtung bei Betrachtung der ersten und der vierten Torsionsfedern von einer Getriebeseite;
4 ist eine Schnittansicht der Überbrückungsvorrichtung (ein Schnitt A-A')
5 ist eine Schnittansicht der Überbrückungsvorrichtung (ein Schnitt B-B')
6 ist eine Vorderansicht der Überbrückungsvorrichtung bei Betrachtung der zweiten und der dritten Torsionsfedern von der Getriebeseite;
7 ist eine Schnittansicht der Überbrückungsvorrichtung (ein Schnitt C-C');
8 ist ein Diagramm zur Darstellung der Torsionscharakteristiken der Überbrückungsvorrichtung;
9A ist ein Modelldiagramm der Überbrückungsvorrichtung bei Einsatz von Torsionsfedern;
9B ist ein Modelldiagramm der Überbrückungsvorrichtung bei Einsatz der Torsionsfedern.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist eine Teilschnittansicht eines Drehmomentwandlers 1 mit einer Überbrückungsvorrichtung als beispielshafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 ist eine Antriebsmaschine (in den Figuren nicht dargestellt) auf der linken Seite und ein Getriebe (in den Figuren nicht gezeigt) auf der rechten Seite angeordnet. Eine Linie ”O-O” in 1 bezeichnet die Drehachse des Drehmomentwandlers und der Überbrückungsvorrichtung. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Überbrückungsvorrichtung. Die 3 und 6 sind Teilvorderansichten der Überbrückungsvorrichtung. Die 4, 5 und 7 sind Schnittansichten der Überbrückungsvorrichtung. 8 ist ein Diagramm zur Darstellung von mehrstufigen Torsionscharakteristiken. 9 ist ein Modelldiagramm, das die Schraubenfedern bei deren Einsatz in den jeweiligen Stufen der Torsionscharakteristiken darstellt.
Gesamtkonstruktion des Drehmomentwandlers
Der Drehmomentwandler 1 umfasst hauptsächlich eine flexible Platte (in den Figuren nicht dargestellt) und einen Drehmomentwandler-Hauptkörper 5. Die flexible Platte wird durch ein scheibenförmiges dünnes Element gebildet. Die flexible Platte ist ein Element für die Drehmomentübertragung und die Dämpfung einer Biegeschwingung, die von einer Kurbelwelle auf den Drehmomentwandler-Hauptkörper 5 übertragen wird. Aus diesem Grund verfügt die flexible Platte in der Drehrichtung über eine ausreichende Steifigkeit für die Drehmomentübertragung, während ihre Steifigkeit in einer Biegerichtung gering ist.
Der Drehmomentwandler-Hauptkörper 5 umfasst: eine Frontabdeckung 11; eine torusförmige Fluidbetätigungskammer 6, die durch drei Arten von Schaufelrädern (ein Antriebsrad 21, eine Turbine 22 und ein Leitrad 23) gebildet ist; und eine Überbrückungsvorrichtung 7.
Die Frontabdeckung 11 ist ein scheibenförmiges Element und ist angrenzend an die flexible Platte angeordnet. Die Frontabdeckung 11 ist an ihrem inneren Umfangsende mit einem zentralen Ansatz 16 versehen. Der zentrale Ansatz 16 ist ein zylindrisches Element, das sich axial erstreckt und in eine zentrale Öffnung der Kurbelwelle eingesetzt ist.
Der innere Umfangsbereich der flexiblen Platte ist durch eine Vielzahl von Bolzen (in den Figuren nicht dargestellt) an der vorderen Endfläche der Kurbelwelle befestigt. An dem äußeren Umfangsbereich der Frontabdeckung 11 ist eine Vielzahl von Muttern 12 angeordnet, die in Umfangsrichtung in gleichen Abständen aneinandergereiht sind. Der äußere Umfangsbereich der flexiblen Platte ist durch Bolzen (in den Figuren nicht dargestellt), die in die Muttern 12 geschraubt sind, an der Frontabdeckung 11 festgelegt.
Ein außenumfangsseitiger rohrförmiger Bereich 11a ist an dem äußeren Umfangsbereich der Frontabdeckung 11 gebildet und erstreckt sich axial in Richtung auf das Getriebe. Die äußere Umfangskante eines Antriebsradgehäuses 26 des Antriebsrads 21 ist an dem vorderen Ende des außenumfangsseitigen rohrförmigen Bereichs 11a festgeschweißt. Die Frontabdeckung 11 und das Antriebsrad 21 bilden auf diese Weise eine Fluidkammer, die mit Betriebsöl gefüllt ist. Das Antriebsrad 21 umfasst hauptsächlich: das Antriebsradgehäuse 26; eine Vielzahl von Antriebsradschaufeln 27, die an der Innenseite des Antriebsradgehäuses 26 festgelegt sind; und eine Antriebsradnabe 28, die an dem inneren Umfangsbereich des Antriebsradgehäuses 26 befestigt ist.
Die Turbine 22 liegt dem Antriebsrad 21 in der Fluidkammer axial gegenüber. Die Turbine 22 umfasst hauptsächlich: ein Turbinengehäuse 30; eine Vielzahl von Turbinenschaufeln 31, die an der antriebsradseitigen 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 Vielzahl von Nieten 33 aneinander befestigt.
Ein Keil, der mit der Eingangswelle in Eingriff zu bringen ist, ist an der inneren Umfangsfläche der Turbinennabe 32 gebildet. Dadurch ist die Turbinennabe 32 für eine Drehung als Einheit mit der Eingangswelle konfiguriert.
Das Leitrad 23 ist ein Mechanismus zur Regulierung des Betriebsölstroms, der aus der Turbine 22 in das Antriebsrad zurückzuleiten ist. Das Leitrad 23 ist ein Element, das aus Harz, einer Aluminiumlegierung der dergleichen in einem Stück gegossen ist. Das Leitrad 23 ist zwischen dem inneren Umfangsbereich des Antriebsrads 21 und dem der Turbine 22 angeordnet. Das Leitrad 23 umfasst hauptsächlich ein ringförmiges Leitradgehäuse 35 und eine Vielzahl von Leitradschaufeln 36, die an der äußeren Umfangsfläche des Leitradgehäuses 35 befestigt sind. Das Leitradgehäuse 35 ist über eine Einwegkupplung 37 durch eine rohrförmige stationäre Welle (in den Zeichnungen nicht dargestellt) gestützt. Die stationäre Welle erstreckt sich zwischen der äußeren Umfangsseite der Eingangswelle und der inneren Umfangsfläche der Antriebsradnabe 28.
Die torusförmige Fluidbetätigungskammer 6 ist durch die jeweiligen Gehäuse 26, 30 und 35 der jeweiligen Schaufelräder 21, 22 und 23, die vorstehend beschrieben wurden, in der Fluidkammer gebildet. Es sollte beachtet werden, dass in der Fluidkammer zwischen der Frontabdeckung 11 und der Fluidbetätigungskammer 6 zuverlässig ein Ringraum 9 gebildet wird. Es sollte beachtet werden, dass die in 1 dargestellte Einwegkupplung eine Konstruktion mit einem Schaltrad hat, jedoch auch eine Konstruktion mit Rollen oder Spreizbolzen aufweisen kann.
Das Betriebsöl kann radial durch einen axialen Raum zwischen dem inneren Umfangsbereich und der Frontabdeckung 11 und der Turbinennabe 32 hindurchfließen. Der Durchflussbereich wird als erste Öffnung 17 bezeichnet. Ein in der Eingangswelle gebildeter Ölweg, eine erste Hydraulikkammer A (noch zu beschreiben) und ein zwischen der Turbine 22 und der Frontabdeckung 11 gebildeter Raum stehen über die erste Öffnung 17 miteinander in Verbindung.
Ferner ist ein erstes Axialdrucklager 42 zwischen der Turbinennabe 32 und dem inneren Umfangsbereich des Leitrads 23 (insbesondere der Einwegkupplung) angeordnet. Eine zweite Öffnung 18, durch welche das Betriebsöl in der radialen Richtung zu- und abfließen kann, ist in dem Bereich gebildet, in dem das erste Axialdrucklager 42 angeordnet ist. Mit anderen Worten: die Fluidbetätigungskammer 6 und ein zwischen der Eingangswelle und der stationären Welle gebildeter Ölweg stehen über die zweite Öffnung 18 miteinander in Verbindung.
Ferner ist ein zweites Axialdrucklager 43 axial zwischen dem Leitrad 23 (speziell dem Gehäuse 35) und dem Antriebsrad 21 (speziell der Antriebsradnabe 28) angeordnet. Eine dritte Öffnung 19, durch welche das Betriebsöl in der radialen Richtung zu- und abfließen kann, ist in dem Bereich gebildet, in dem das zweite Axialdrucklager 43 angeordnet ist. Mit anderen Worten: die Fluidbetätigungskammer 6 und ein zwischen der stationären Welle und dem Antriebsradgehäuse 28 gebildeter Ölweg stehen über die dritte Öffnung 19 miteinander in Verbindung. Es sollte beachtet werden, dass die jeweiligen Ölwege mit Hydraulikkreisen (in den Figuren nicht dargestellt) verbunden sind und geeignet sind, das Betriebsöl unabhängig voneinander zu/aus der ersten bis dritten Öffnung 17 bis 19 zu leiten/abzuleiten.
Konstruktion der Überbrückungsvorrichtung
Wie in den 1 bis 7 dargestellt ist, ist die Überbrückungsvorrichtung 7 ein Mechanismus, der in dem zwischen der Turbine 22 und der Frontabdeckung 11 gebildeten Raum 9 angeordnet ist, um beide Komponenten je nach Notwendigkeit miteinander zu verbinden. Die Überbrückungsvorrichtung 7 ist in dem Raum angeordnet, der axial zwischen der Frontabdeckung 11 und der Turbine 22 gebildet wird. Die Überbrückungsvorrichtung 7 ist insgesamt scheibenförmig und teilt den Raum 9 in einer annähernd axialen Richtung. Hier wird der zwischen der Frontabdeckung 11 und der Überbrückungsvorrichtung 7 gebildete Raum als erste Hydraulikkammer A definiert, wohingegen der zwischen der Überbrückungsvorrichtung 7 und der Turbine 22 gebildete Raum als zweite Hydraulikkammer B definiert wird.
Die Überbrückungsvorrichtung 7 hat die Funktion einer Kupplung und die eines elastischen Verbindungsmechanismus. Die Überbrückungsvorrichtung 7 umfasst einen ersten elastischen Verbindungsmechanismus 70 und einen zweiten elastischen Verbindungsmechanismus 80. Der erste elastische Verbindungsmechanismus 70 und der zweite elastische Verbindungsmechanismus 80 sind in Reihe geschaltet.
Wie in den 2 bis 5 dargestellt ist, umfasst der erste elastische Kupplungsmechanismus 70 hauptsächlich einen Kolben 71, eine erste Antriebsplatte 72, eine erste angetriebene Platte 73, erste Torsionsfedern 74, vierte Torsionsfedern 77 und einen Federhalter 75.
Der Kolben 71 ist ein Element zum Einrücken/Ausrücken der Kupplung. Der Kolben 71 wirkt als Eingangselement in der Überbrückungsvorrichtung 7, die als elastischer Verbindungsmechanismus wirkt. Der Kolben 71 hat die Form einer Scheibe, durch die eine zentrale Öffnung gebohrt ist. Der Kolben 71 erstreckt sich in der radialen Richtung über den gesamten Innenraum 9. Ein innenumfangsseitiger rohrförmiger Bereich 71b ist an der inneren Umfangskante des Kolbens 71 gebildet und erstreckt sich axial in Richtung auf die Antriebsmaschine. Der innenumfangsseitige rohrförmige Bereich 71b ist durch die antriebsmaschinenseitige äußere Umfangsfläche der Turbinennabe 32 gestützt und kann sich in der Drehrichtung und in der axialen Richtung bewegen. Es sollte beachtet werden, dass der Kolben 71 an einer Bewegung axial in Richtung auf das Getriebe gehindert wird und sich dabei mit einen Nabenflansch 81 in Kontakt befindet, der auf der Getriebeseite angeordnet ist.
Ferner ist ein kranzförmiger Dichtungsring 32b an der antriebsmaschinenseitigen äußeren Umfangsfläche der Turbinennabe 32 angeordnet und befindet sich in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des innenumfangsseitigen rohrförmigen Bereichs 71b. Dadurch wird an der inneren Umfangskante des Kolbens 71 eine axiale Abdichtung erreicht. Ferner ist ein Reibkupplungsbereich 71c an der äußeren Umfangsbereich des Kolbens 71 gebildet. Der Reibkupplungsbereich 71c ist ein ringförmiger Bereich mit einer vorgegebenen Länge in der radialen Richtung. Der Reibkupplungsbereich 71c hat eine ebene Form, so dass die beiden axialen Flächen senkrecht zur Achsrichtung angeordnet sind. Ein ringförmiger Reibbelag 76 ist an der axialen Antriebsmaschinenseite des Reibkupplungsbereichs 71c befestigt. Dadurch ist die Kupplung der Überbrückungsvorrichtung 7 durch den Kolben 71 und die ebene Reibfläche der Frontabdeckung 11 gebildet. Es sollte beachtet werden, dass ein sich axial erstreckender rohrförmiger Bereich oder dergleichen an der äußeren Umfangskante des Kolbens 71 nicht gebildet ist.
Die erste Antriebsplatte 72 ist auf der axialen Getriebeseite des äußeren Umfangsbereichs des Kolbens 71 angeordnet. Die erste Antriebsplatte 72 ist ein ringförmiges Element aus Blech. Die erste Antriebsplatte 72 hat einen Festlegungsbereich 72a, erste Drehmomentübertragungsbereiche 72b und erste Eingriffsbereiche 72c. Der Festlegungsbereich 72a ist durch eine Vielzahl von Nieten 71d an dem Kolben 71 befestigt und befindet sich in Kontakt mit der axial getriebeseitigen Fläche des Kolbens 71. Die mehreren ersten Eingriffsbereiche 72c erstrecken sich von dem Festlegungsbereich 72a zur äußeren Umfangsseite.
Insbesondere sind die ersten Eingriffsbereiche 72c an der axialen Getriebeseite des äußeren Umfangsbereichs des Festlegebereichs 72a gebildet. Die ersten Eingriffsbereiche 72c sind Bereiche, die axial weiter als die anderen Bereiche in Richtung auf das Getriebe vorspringen.
Die ersten Drehmomentübertragungsbereiche 72b erstrecken sich von dem Festlegungsbereich 72a nach außen. Zum Beispiel sind die ersten Drehmomentübertragungsbereiche 72b in der radialen Richtung von der Innenseite zur Außenseite leicht gekrümmt, so dass sie in der axialen Richtung in Richtung auf den Motor konvex ausgebildet sind. Weiterhin sind die ersten Drehmomentübertragungsbereiche 72b leicht gekrümmt, so dass sie in der axialen Richtung in Richtung auf das Getriebe konvex ausgebildet sind. Daran anschließend sind die ersten Drehmomentübertragungsbereiche 72b leicht gekrümmt, so dass sie in der axialen Richtung in Richtung auf die Antriebsmaschinenseite konvex ausgebildet sind. Schließlich erstrecken sich die ersten Drehmomentübertragungsbereiche 72b axial in Richtung auf das Getriebe. Zwischenräume, die in der Drehrichtung zwischen benachbarten ersten Drehmomentübertragungsbereichen 72b vorhanden sind, dienen als erste Federaufnahmebereiche 72 (siehe 3). In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind die Federaufnahmebereiche 72d an vier Positionen gebildet.
Die ersten Torsionsfedern 74 sind in den ersten Federaufnahmebereichen 72d aufgenommen. Jede erste Torsionsfeder 74 umfasst ein Paar von Torsionsfedern 74a und 74b. Die jeweiligen Torsionsfedern 74a und 74b sind Federn, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Die ersten Torsionsfedern 74 sind Elemente für die elastische Verbindung des Kolbens 71 als Eingangselement und der ersten angetriebenen Platte 73 in der Drehrichtung.
Im Einzelnen ist jede erste Torsionsfeder 74, die aus einem Paar von Torsionsfedern 74a und 74b gebildet ist, wie in 3 dargestellt in dem jeweiligen ersten Federaufnahmebereich 72d derart angeordnet, dass sie in Drehrichtung in Reihe wirken kann. Ferner sind die jeweiligen Torsionsfedern 74a und 74b jedes Paares derart ausgebildet, dass ihre Torsionssteifigkeit die gleiche sein kann. Vorliegend werden insgesamt vier Gruppen von ersten Torsionsfedern 74 verwendet, d. h. insgesamt acht Torsionsfedern 74a und 74b. Die acht Torsionsfedern 74a und 74b sind jeweils derart ausgebildet, dass ihre freie Länge die gleiche sein kann.
Wie in den 3 und 5 dargestellt ist, sind die vierten Torsionsfedern 77 an der inneren Umfangsseite der jeweiligen Torsionsfedern 74a und 74b jedes Paares in dem jeweiligen ersten Federaufnahmebereich 72 angeordnet. Insbesondere sind die vierten Torsionsfedern 77 derart ausgebildet, dass ihre freie Länge kürzer sein kann als die freie Länge der Torsionsfedern 74a und 74b, die jeweils die erste Torsionsfeder 74 bilden. Die vierten Torsionsfedern 77 sind an der inneren Umfangsseite der Torsionsfedern 74a und 74b angeordnet und können sich in der Drehrichtung bewegen. Insgesamt werden vorliegend acht vierte Torsionsfedern 77 verwendet. Die acht vierten Torsionsfedern 77 sind jeweils derart ausgebildet, dass ihre freie Länge die gleiche sein kann.
Es sollte beachtet werden, dass, wie in 3 dargestellt, in jedem ersten Federaufnahmebereich 72d ein Bezugszeichen ”74a” der Torsionsfeder zugeordnet ist, die auf der Drehrichtungsseite R1 liegt, wohingegen ein Bezugszeichen ”74b” der Torsionsfeder zugeordnet ist, die auf der Drehrichtungsseite R2 liegt.
Eine Gruppe von Torsionsfedern, die aus den ersten Torsionsfedern 74 und den vierten Torsionsfedern 77 gebildet ist, wirkt in Drehrichtung parallel. Insbesondere wirkt eine Gruppe von Torsionsfedern, die aus der Torsionsfeder 74a und der vierten Torsionsfeder 77 gebildet ist, in Drehrichtung parallel. Ähnlich wirkt eine Gruppe von Torsionsfedern, die aus der Torsionsfeder 74b und der vierten Torsionsfeder 77 gebildet ist, in Drehrichtung parallel. Ferner wirken die Torsionsfedern 74a und 74b in der Drehrichtung in Reihe.
Die erste Antriebsplatte 73 ist ein Element für die Übertragung eines Drehmoments von den ersten Torsionsfedern 74 auf den Nabenflansch 81. Die erste angetriebene Platte 73 umfasst hauptsächlich: einen ersten Befestigungsbereich 73a; eine Vielzahl von ersten Klauen 73b und einen Verbindungsbereich 73c für die Verbindung des ersten Befestigungsbereichs 73a und der mehreren ersten Klauen 73b. Der erste Befestigungsbereich 73a ist zum Beispiel durch Niete 34 an dem Nabenflansch 81 befestigt. Die mehreren ersten Klauen 73b sind von der äußeren Umfangskante des Verbindungsbereichs 73c axial in Richtung auf die Antriebsmaschine gebogen und erstrecken sich dann axial in Richtung auf die Antriebsmaschine.
Die ersten Klauen 73b sind den ersten Drehmomentübertragungsbereichen 72b der ersten Antriebsplatte 72 gegenüberliegend angeordnet. Insbesondere sind die ersten Klauen 73b von der axialen Getriebeseite in die ersten Drehmomentübertragungsbereiche 72b eingesetzt, die in der axialen Richtung in Richtung auf die Antriebsmaschine konvex gekrümmt sind. Unter dieser Bedingung befinden sich die ersten Klauen 73b mit den jeweiligen ersten Torsionsfedern 74 in Kontakt, d. h. mit beiden in Drehrichtung liegenden Enden der jeweiligen Paare von Torsionsfedern 74a und 74b, die in den jeweiligen ersten Federaufnahmebereichen 72d angeordnet sind.
Ferner ist sind an dem Verbindungsbereich 73c erste Anschlagbereiche 73d gebildet. Die ersten Anschlagbereiche 73d sind Bereiche, die an dem äußeren Umfangsbereich des Verbindungsbereichs 73c in Richtung auf die Antriebsmaschine gekrümmt sind. Die ersten Anschlagbereiche 73d sind zwischen den ersten Eingriffsbereichen 72c der ersten Antriebsplatte 72 angeordnet, die einander in Umfangsrichtung benachbart sind. Mit dieser Konstruktion wird die Kompression jeder ersten Torsionsfeder 74 (74a, 74b), d. h. ein Dämpfungsvorgang gestoppt, wenn die erste Antriebsplatte 72 und die erste angetriebene Platte 73 in einem größeren Ausmaß relativ zueinander gedreht werden und jeder erste Anschlagbereich 73d in der Drehrichtung mit einem der benachbarten ersten Eingriffsbereiche 72c in Kontakt gelangt.
Die ersten Eingriffsbereiche 72c der ersten Antriebsplatte 72 und die ersten Anschlagbereiche 73d der ersten Antriebsplatte 73, die hier beschrieben sind, wirken als erste Kompressionsbegrenzungseinheit 91. Mit anderen Worten: die erste Kompressionsbegrenzungseinheit 91 umfasst die ersten Eingriffsbereiche 72c der ersten Antriebsplatte 72 und die ersten Anschlagbereiche 73d der ersten angetriebenen Platte 73.
Der Federhalter 75 ist ein Stützelement zum Stützen der ersten Torsionsfedern 74. Insbesondere ist der Federhalter 75 ein Element zum Stützen der ersten Torsionsfedern 74 in der radialen Richtung. Der Federhalter 75 ist derart angeordnet, dass er sich relativ zu dem Kolben 71 und der ersten angetriebenen Platte 73 drehen kann. Ferner ist der Federhalter 75 derart angeordnet, dass er sich relativ zu der ersten Antriebsplatte 72 und der ersten angetriebenen Platte 73 drehen kann.
Wie die 3 bis 5 zeigen, hat der Federhalter 75 hauptsächlich einen Stützbereich 175 und Eingriffsbereiche 275. Der Stützbereich 175 ist ein Bereich zum Stützen der ersten Torsionsfedern 74. Im Einzelnen ist der Stützbereich 175 ein Bereich zum Stützen der ersten Torsionsfedern 74, die durch Zentrifugalkraft radial nach außen bewegt werden. Die Eingriffsbereiche 275 sind Bereiche, die in der Drehrichtung mit den jeweiligen Paaren von Torsionsfedern 74a und 74b, die die jeweiligen ersten Torsionsfedern 74 bilden, in Eingriff zu bringen sind. Die Eingriffsbereiche 275 sind in einem Stück mit dem Stützbereich 175 ausgebildet.
Der Federhalter 75 wirkt als zwischengeschalteter Schwimmkörper. Hier wird das Drehmoment von den jeweiligen ersten Torsionsfedern 74, d. h. den jeweiligen Torsionsfederpaaren 74a und 74b, über die Eingriffsbereiche 275 auf den Federhalter 75 übertragen. Es sollte beachtet werden, dass, wenn die vierten Torsionsfedern 77 zusammengedrückt werden, der Federhalter 75 nicht nur ein von den ersten Torsionsfedern 74, sondern auch ein von den vierten Torsionsfedern 77 übertragenes Drehmoment empfängt.
Wie die 2, 6 und 7 zeigen, umfasst der zweite elastische Verbindungsmechanismus 80 hauptsächlich den Nabenflansch 81, eine zweite Antriebsplatte 82, zweite Torsionsfedern 83, dritte Torsionsfedern 84 und eine zweite angetriebene Platte 85.
Der Nabenflansch 81 hat eine Scheibenform mit einer zentralen Öffnung. Ein innenumfangsseitiger rohrförmiger Bereich 81b ist an der inneren Umfangskante des Nabenflansches 81 gebildet und erstreckt sich axial in Richtung auf das Getriebe. Der innenumfangsseitige rohrförmige Bereich 81b des Nabenflansches 81 ist durch die antriebsmaschinenseitige äußere Umfangsfläche der Turbinennabe 32 gestützt und kann sich in der Drehrichtung bewegen. Ferner ist der innenumfangsseitige rohrförmige Bereich 81b des Nabenflansches 81 zwischen den Kolben 71 und die Turbinennabe 32 geschaltet und dort gehalten. Im Einzelnen ist ein drittes Axialdrucklager 44 zwischen dem Nabenflansch 81 und der Turbinennabe 32 angeordnet. Der innenumfangsseitige rohrförmige Bereich 81b des Nabenflansches 81 ist über das dritte Axialdrucklager 44 zwischen den Kolben 71 und die Turbinennabe 32 geschaltet und dort gehalten.
Ferner ist ein zweiter Drehmomentübertragungsbereich 81a an dem äußeren Umfangsbereich des Nabenflansches 81 gebildet. Der zweite Drehmomentübertragungsbereich 81a umfasst Bereiche, die zwischen den zweiten Torsionsfedern 83 angeordnet sind, die in Umfangsrichtung einander benachbart sind. Ferner tritt der zweite Drehmomentübertragungsbereich 81a mit beiden in Drehrichtung gelegenen Enden der jeweiligen zweiten Torsionsfedern 83 in Kontakt. Ferner ist der zweite Drehmomentübertragungsbereich 81a zwischen einer Halteplatte 182 und einer Drehmomentübertragungsplatte 282 angeordnet, die die noch zu beschreibende zweite Antriebsplatte 82 bilden. Weiterhin sind die zweiten Eingriffsbereiche 181a in dem zweiten Drehmomentübertragungsbereich 81a gebildet. Die zweiten Eingriffsbereiche 181a sind in Drehrichtung zwischen den benachbarten Bereichen des zweiten Drehmomentübertragungsbereichs 81a angeordnet.
Die zweite Antriebsplatte 82 umfasst die Halteplatte 182 und die Drehmomentübertragungsplatte 282. Die Halteplatte 182 ist ein ringförmiges Element aus Metall. Die Halteplatte 182 hat einen Halteplattenhauptkörper 182a, zweite Federaufnahmebereiche 182b und dritte Federaufnahmebereiche 182c. Die zweiten Federaufnahmebereiche 182b sind Bereiche für die Aufnahme der zweiten Torsionsfedern 83. Im Einzelnen sind die zweiten Torsionsfedern 83 zwischen den zweiten Federaufnahmebereichen 182b und vierten Federaufnahmebereichen 282b der noch zu beschreibenden Drehmomentübertragungsplatte 282 angeordnet und aufgenommen. Die mehreren zweiten Federaufnahmebereiche 182b sind an dem inneren Umfangsbereich des Halteplattenhauptkörpers 182a gebildet. Ferner sind die mehreren zweiten Federaufnahmebereiche 182b jeweils in dem Halteplattenhauptkörper 182a gebildet und in Drehrichtung durch vorgegebene Abstände voneinander getrennt.
Die dritten Federaufnahmebereiche 182c sind Bereiche für die Aufnahme der dritten Torsionsfedern 84. Die dritten Federaufnahmebereiche 182c sind in dem äußeren Umfangsbereich des Halteplattenhauptkörpers 182a gebildet. Im Einzelnen stützen die dritten Federaufnahmebereiche 182c die äußeren Umfangsseiten der dritten Torsionsfedern 84. Mit anderen Worten: die dritten Federaufnahmebereiche 182c stützen die dritten Torsionsfedern 84 in der radialen Richtung. Insbesondere sind die dritten Torsionsfedern 84 in den dritten Federaufnahmebereichen 182c und fünften Federaufnahmebereichen 382d der noch zu beschreibenden Drehmomentübertragungsplatte 282 aufgenommen.
Die Drehmomentübertragungsplatte 282 ist ein ringförmiges Element aus Metall. Die Drehmomentübertragungsplatte 282 hat einen Drehmomentübertragungsplatten-Hauptkörper 282a, die vierten Federaufnahmebereiche 282b, zweite Anschlagbereiche 282c, dritte Drehmomentübertragungsbereiche 282d und dritte Eingriffsbereiche 282e.
Der Drehmomentübertragungsplatten-Hauptkörper 282a ist an dem Halteplattenhauptkörper 182a befestigt. Zum Beispiel ist der Drehmomentübertragungsplatten-Hauptkörper 282a durch Niete an dem Halteplattenhauptkörper 182a befestigt.
Die vierten Federaufnahmebereiche 282b sind Bereiche für die Aufnahme der zweiten Torsionsfedern 83. Die vierten Federaufnahmebereiche 282b sind in Positionen gebildet, die den zweiten Federaufnahmebereichen 182b der Halteplatte 182 gegenüberliegen. Die zweiten Torsionsfedern 83 sind zwischen den vierten Federaufnahmebereichen 282b und den zweiten Federaufnahmebereichen 182b der Halteplatte 182 angeordnet. Dementsprechend sind die Torsionsfedern 83 positioniert. Die mehreren vierten Federaufnahmebereiche 282b sind in dem inneren Umfangsbereich des Drehmomentübertragungsplatten-Hauptkörpers 282a gebildet. Ferner sind die mehreren vierten Federaufnahmebereiche 282b jeweils in dem Drehmomentübertragungsplatten-Hauptkörper 282a gebildet und in Drehrichtung durch vorgegebene Abstände voneinander getrennt.
Die zweiten Torsionsfedern 83 sind Federn, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Die zweiten Torsionsfedern 83 sind Elemente für die elastische Verbindung des Nabenflansches 81 und der zweiten Antriebsplatte 82 (die Drehmomentübertragungsplatte 282) in der Drehrichtung. Wie 2 zeigt, sind die zweiten Federaufnahmebereiche 182b und die vierten Federaufnahmebereiche 282b vorliegend umfangsseitig weiter innen gebildet als die ersten Federaufnahmebereiche 72d. Mit anderen Worten: die zweiten Torsionsfedern 83, die in den zweiten Federaufnahmebereichen 182b und in den vierten Federaufnahmebereichen 282b angeordnet sind, liegen in der radialen Richtung umfangsseitig weiter innen als die ersten Torsionsfedern 74.
Insbesondere sind die zweiten Torsionsfedern 83 zwischen dem Kolben 71 und der Fluidbetätigungskammer 6 (der Turbine 22) angeordnet und liegen in der radialen Richtung umfangsseitig weiter innen als die ersten Torsionsfedern 74. Insbesondere sind die zweiten Torsionsfedern 83 zwischen der ersten angetriebenen Platte 73 und der Fluidbetätigungskammer 6 (der Turbine 22) angeordnet und liegen in der radialen Richtung umfangsseitig weiter innen als die ersten Torsionsfedern 74.
Die zweiten Anschlagbereiche 282c sind zwischen den Eingriffsbereichen 181a des Nabenflansches 81 angeordnet, die in der Drehrichtung einander benachbart sind. Mit dieser Konstruktion wird die Kompression jeder der zweiten Torsionsfedern 83, d. h. ein Dämpfungsvorgang, gestoppt, wenn der Nabenflansch 81 und die Drehmomentübertragungsplatte 282 relativ zueinander in einem größeren Ausmaß gedreht werden und der jeweilige zweite Anschlagbereich 282c in der Drehrichtung mit einem der einander benachbarten zweiten Eingriffsbereiche 181a in Kontakt gelangt. Die zweiten Eingriffsbereiche 181a des Nabenflansches 81 und die zweiten Anschlagbereiche 282c der Drehmomentübertragungsplatte 282, die vorliegend beschrieben sind, wirken als zweite Kompressionsbegrenzungseinheit 92. Mit anderen Worten: die zweite Kompressionsbegrenzungseinheit 92 umfasst die zweiten Eingriffsbereiche 181a des Nabenflansches 81 und die zweiten Anschlagbereiche 282c der Drehmomentübertragungsplatte 282.
Die dritten Drehmomentübertragungsbereiche 282d erstrecken sich von den äußeren Umfangsseiten der vierten Federaufnahmebereiche 282b radial nach außen. Insbesondere sind die dritten Drehmomentübertragungsbereiche 282d in der radialen Richtung von innen nach außen gewölbt, so dass sie axial in Richtung auf die Antriebsmaschine konvex ausgebildet sein können, und erstrecken sich dann axial in Richtung auf die Antriebsmaschine. Zwischenräume, die zwischen den in der Drehrichtung einander benachbarten dritten Drehmomentübertragungsbereichen 282d gebildet sind, sind als die fünften Federaufnahmebereiche 382d vorgesehen. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind die fünften Federaufnahmebereiche 382d an acht Positionen gebildet.
Die dritten Torsionsfedern 84 sind in den fünften Federaufnahmebereichen 382d aufgenommen. Die dritten Torsionsfedern 84 erstrecken sich in Umfangsrichtung. Die dritten Torsionsfedern 84 sind Elemente für die elastische Verbindung der Drehmomentübertragungsplatte 282 und der zweiten Antriebsplatte 85 in der Drehrichtung als Ausgangselement.
Wie in 2 gezeigt ist, sind die dritten Federaufnahmebereiche 182c und die fünften Federaufnahmebereiche 382d umfangsseitig weiter außen angeordnet als die zweiten Federaufnahmebereiche 182b und die vierten Federaufnahmebereiche 282b. Mit anderen Worten: die dritten Torsionsfedern 84, die in den dritten Federaufnahmebereichen 182c und in den fünften Federaufnahmebereichen 382d angeordnet sind, liegen in der radialen Richtung umfangsseitig weiter außen als die zweiten Torsionsfedern 83. Ferner sind die dritten Torsionsfedern 84 zwischen dem Kolben 71 und der Fluidbetätigungskammer 6 angeordnet. Insbesondere sind die dritten Torsionsfedern 84 zwischen den ersten Torsionsfedern 74 und der Fluidbetätigungskammer 6 (die Turbine 22) angeordnet und liegen in der radialen Richtung umfangsseitig weiter außen als die zweiten Torsionsfedern 83.
Die mehreren dritten Eingriffsbereiche 282e erstrecken sich an der äußeren Umfangsseite der vierten Federaufnahmebereiche 282b axial in Richtung auf das Getriebe. Insbesondere sind die dritten Eingriffsbereiche 282e an der axialen Getriebeseite des äußeren Umfangsbereichs des Drehmomentübertragungsplatten-Hauptkörpers 282a gebildet. Die dritten Eingriffsbereiche 282e sind Bereiche, die axial weiter als andere Bereiche in Richtung auf das Getriebe vorspringen.
Die zweite angetriebene Platte 85 ist ein Element für die Drehmomentübertragung von den dritten Torsionsfedern 84 auf die Turbine 22. Die zweite angetriebene Platte 85 ist an dem äußeren Umfangsbereich des Turbinengehäuses 30 der Turbine 22 angeordnet. Die zweite angetriebene Platte 85 umfasst hauptsächlich einen zweiten befestigten Bereich 85a, eine Vielzahl von zweiten Klauen 85b und dritte Anschlagbereiche 85c. Der zweite befestigte Bereich 85a ist an dem Turbinengehäuse 30 befestigt, zum Beispiel festgeschweißt. Die mehreren zweiten Klauen 85b sind von der äußeren Umfangskante des zweiten befestigten Bereichs 85a in Richtung auf die Antriebsmaschine gebogen. Die zweiten Klauen 85b sind den dritten Drehmomentübertragungsbereichen 282d der Drehmomentübertragungsplatte 282 gegenüberliegend angeordnet. Ferner sind die Klauen 85b von der axialen Getriebeseite in die dritten Drehmomentübertragungsbereiche 282d eingesetzt, die axial in Richtung auf die Antriebsmaschine konvex gekrümmt sind. Unter dieser Bedingung sind die zweiten Klauen 85b mit beiden in Drehrichtung liegenden Enden der in den jeweiligen fünften Federaufnahmebereichen 382d angeordneten dritten Torsionsfedern 84 in Kontakt.
Die dritten Anschlagbereiche 85c sind zwischen den zweiten befestigten Bereichen 85a und den zweiten Klauen 85b angeordnet. Die dritten Anschlagbereiche 85c sind zwischen den dritten Eingriffsbereichen 282e der zweiten Antriebsplatte 82 (die Drehmomentübertragungsplatte 282) angeordnet, die einander in Drehrichtung benachbart sind. Mit dieser Konstruktion wird die Kompression jeder dritten Torsionsfeder 84, d. h. der Dämpfungsvorgang, gestoppt, wenn die zweite Antriebsplatte 82 und die zweite angetriebene Platte 85 in einem größeren Ausmaß relativ zueinander gedreht werden und jeder dritte Anschlagbereich 85c in der Drehrichtung an einem der benachbarten dritten Eingriffsbereiche 282e anschlägt. Die dritten Eingriffsbereiche 282e der zweiten Antriebsplatte 82 und die dritten Anschlagbereiche 85c der zweiten angetriebenen Platte 85, die vorliegend beschrieben sind, wirken als dritte Kompressionsbegrenzungseinheit 93. Mit anderen Worten: die dritte Kompressionsbegrenzungseinheit 93 umfasst die dritten Eingriffsbereiche 282e der zweiten Antriebsplatte 82 und die dritten Anschlagbereiche 85c der zweiten angetriebenen Platte 85.
Funktionsweise des Drehmomentwandlers
Direkt nach dem Starten der Antriebsmaschine wird das Betriebsöl durch die erste Öffnung 17 und die dritte Öffnung 19 in den Drehmomentwandler-Hauptkörper 5 geleitet und durch die zweite Öffnung 18 aus diesem abgeleitet. Das durch die erste Öffnung 17 zugeführte Betriebsöl fließt durch die erste Hydraulikkammer A zur äußeren Umfangsseite und dann durch die zweite Hydraulikkammer B und schließlich in die Fluidbetätigungskammer 6. Deshalb wird der Kolben 71 durch die Hydraulikdruckdifferenz zwischen der ersten Hydraulikkammer A und der zweiten Hydraulikkammer B axial in Richtung auf das Getriebe bewegt. Mit anderen Worten: der Reibbelag 76 wird von der Frontabdeckung 11 getrennt, und der Überbrückungszustand wird aufgehoben. Während der Überbrückungszustand auf diese Weise aufgehoben wird, erfolgt eine Drehmomentübertragung zwischen der Frontabdeckung 11 und der Turbine 22 durch den Fluidantrieb zwischen dem Antriebsrad 21 und der Turbine 22.
Übersicht über die Abläufe in der Überbrückungsvorrichtung
Wenn das Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers 1 erhöht 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 aufgrund der Hydraulikdruckdifferenz zwischen der ersten Hydraulikkammer A und der zweiten Hydraulikkammer B der Kolben 71 in Richtung auf die Frontabdeckung 11 bewegt und der Reibbelag 76 an die ebene Reibfläche der Frontabdeckung 11 angepresst.
Dadurch wird das Drehmoment der Frontabdeckung 11 über die jeweiligen Elemente von dem Kolben 71 auf die zweite angetriebene Platte 85 übertragen. Die vorliegend beschriebenen jeweiligen Elemente sind die erste Antriebsplatte 72, die ersten Torsionsfedern 74, die erste angetriebene Platte 73, der Nabenflansch 81, die zweiten Torsionsfedern 83, die zweite Antriebsplatte 82, die dritten Torsionsfedern 84 usw.
Ferner wird das Drehmoment von der zweiten angetriebenen Platte 85 auf die Turbine 22 übertragen. Mit anderen Worten: die Frontabdeckung 11 wird mechanisch mit der Turbine 22 verbunden, und das Drehmoment der Frontabdeckung 11 wird über die Turbine 22 direkt an die Eingangswelle abgegeben.
Es sollte beachtet werden, dass, wenn eine Torsionsschwingung eingeleitet wird und die ersten Torsionsfedern 74 wiederholt zusammengedrückt werden, wie vorstehend beschrieben, die ersten Torsionsfedern 74 durch Zentrifugalkraft radial nach außen bewegt werden und entlang des Federhalters 75 gleiten. Jedoch ist der Federhalter 75 ein Element, das für eine Bewegung gemeinsam mit den ersten Torsionsfedern 74 in der Drehrichtung konfiguriert ist. Deshalb wird der Gleitwiderstand zwischen den beiden Elementen 74 und 75 deutlich verringert, und es erfolgt eine ausreichende Dämpfung von Torsionsschwingungen.
Detaillierte Abläufe in der Überbrückungsvorrichtung
In dem oben beschriebenen Überbrückungszustand (verbundener Zustand) überträgt die Überbrückungsvorrichtung 7 ein Drehmoment und absorbiert und dämpft gleichzeitig eine Torsionsschwingung, die von der Frontabdeckung 11 in sie eingeleitet wird. Wenn die Torsionsschwingung von der Frontabdeckung 11 in die Überbrückungsvorrichtung 7 eingeleitet und ein Torsionswinkel θ zwischen der ersten Antriebsplatte 72 und der zweiten angetriebenen Platte 85 gebildet wird, wie in 8 dargestellt, werden die ersten Torsionsfedern 74 (74a, 74b) zwischen der ersten Antriebsplatte 72 und der ersten angetriebenen Platte 73 in der Drehrichtung zusammengedrückt. Dabei wird der Federhalter 75 in die Kompressionsrichtung der ersten Torsionsfedern 74 bewegt und relativ zur ersten Antriebsplatte 72 und zur ersten angetriebenen Platte 73 gedreht.
Dabei werden ferner die zweiten Torsionsfedern 83 in der Drehrichtung zwischen dem Nabenflansch 81 und der zweiten angetriebenen Platte 82 zusammengedrückt. Weiterhin werden die dritten Torsionsfedern 84 in der Drehrichtung zwischen der zweiten Antriebsplatte 82 und der zweiten angetriebenen Platte 85 zusammengedrückt. Der Zustand, in dem die ersten Torsionsfedern 74, die zweiten Torsionsfedern 83 und die dritten Torsionsfedern 84 zusammengedrückt werden, wird als erster Kompressionszustand J1 (siehe 8) bezeichnet.
Wenn sich der Torsionswinkel θ unter dieser Bedingung vergrößert, wird die dritte Kompressionsbegrenzungseinheit 93 wirksam und begrenzt die Kompression der dritten Torsionsfedern 84. Mit anderen Worten: der Dämpfungsbetrieb der dritten Torsionsfedern 84 wird gestoppt. Der Zustand zu diesem Zeitpunkt entspricht einem ersten Knickpunkt P1 in 8. Wenn sich der Torsionswinkel θ weiter vergrößert, werden die ersten Torsionsfedern 74 in der Drehrichtung zwischen der ersten Antriebsplatte 72 und der ersten angetriebenen Platte 73 zusammengedrückt. Ferner werden die zweiten Torsionsfedern 83 in der Drehrichtung zwischen dem Nabenflansch 81 und der zweiten angetriebenen Platte 82 zusammengedrückt. Der Zustand wird als zweiter Kompressionszustand J2 (siehe 8) bezeichnet.
Wenn sich der Torsionswinkel θ unter dieser Bedingung weiter vergrößert, wird die zweite Kompressionsbegrenzungseinheit 92 wirksam und begrenzt die Kompression der zweiten Torsionsfedern 83. Mit anderen Worten: der Dämpfungsbetrieb der zweiten Torsionsfedern 83 wird gestoppt. Der Zustand zu diesem Zeitpunkt entspricht einem zweiten Knickpunkt P2 in 8. Wenn sich der Torsionswinkel θ daraufhin weiter vergrößert, werden die ersten Torsionsfedern 74 in der Drehrichtung zwischen der erste Antriebsplatte 72 und der ersten angetriebenen Platte 73 zusammengedrückt. Der Zustand wird als dritter Kompressionszustand J3 (siehe 8) bezeichnet.
Vergrößert sich der Torsionswinkel θ unter dieser Bedingung weiter, werden die vierten Torsionsfedern 77, die in den inneren Peripherien der ersten Torsionsfedern 74 angeordnet sind, in der Drehrichtung zusammen mit den ersten Torsionsfedern 74 zusammengedrückt. Der Zustand, in dem die Kompression der vierten Torsionsfedern 77 zu diesem Zeitpunkt beginnt, entspricht einem dritten Knickpunkt P3 in 8. Wenn sich der Torsionswinkel θ danach weiter vergrößert, werden die ersten Torsionsfedern 74 und die vierten Torsionsfedern 77 in der Drehrichtung zwischen der ersten Antriebsplatte 72 und der ersten angetriebenen Platte 73 zusammengedrückt. Der Zustand wird als vierter Kompressionszustand J4 (siehe 8) bezeichnet.
Vergrößert sich der Torsionswinkel θ unter dieser Bedingung weiter, wird die erste Kompressionsbegrenzungseinheit 91 wirksam und begrenzt die Kompression der ersten Torsionsfedern 74 und die der vierten Torsionsfedern 77. Mit anderen Worten: der Dämpfungsbetrieb der ersten Torsionsfedern 74 und jener der vierten Torsionsfedern 77 wird gestoppt. Der Zustand zu diesem Zeitpunkt entspricht einem vierten Knickpunkt P4 (einem Kompressionsstopp) in 8.
Torsionsschwingungsdämpfungs-Charakteristiken der Überbrückungsvorrichtung Nachstehend werden die Torsionscharakteristiken im Zusammenhang mit der ersten bis vierten Torsionsfeder 74, 83, 84 und 77, die wie vorstehend beschrieben betätigt werden, erläutert.
Wie die 8 und 9 zeigen, wird in dem ersten Kompressionszustand J1 eine Torsionssteifigkeit N1 (= 1/[2/K1 + 1/K2 + 1/K3]) der ersten bis dritten Torsionsfedern 74 (74a, 74b), 83 und 84, die in Reihe angeordnet sind, als Torsionssteifigkeit N1 in einem System festgelegt (siehe 9(a)). Dementsprechend wird ein erster Verlauf D1 der Torsionscharakteristik auf der Basis der Torsionssteifigkeit N1 in dem System festgelegt. In dem zweiten Kompressionszustand J2 wird dann eine Torsionssteifigkeit N2 der beiden Torsionsfedern, d. h. der ersten und der zweiten Torsionsfedern 74 (74a, 74b) und 83 (= 1/[2K/1 + 1/K2]) als Torsionssteifigkeit N2 in dem System (siehe 9(b)) festgelegt. Dementsprechend wird ein zweiter Verlauf D2 der Torsionscharakteristik auf der Basis der Torsionssteifigkeit N2 in dem System festgelegt.
Danach wird in dem dritten Kompressionszustand J3 eine Torsionssteifigkeit N3 der ersten Torsionsfedern 74 (74a, 74b) (= 1/[2/K1]) als Torsionssteifigkeit N3 in dem System festgelegt (siehe 9(c)). Dementsprechend wird ein dritter Verlauf D3 der Torsionscharakteristik auf der Basis der Torsionssteifigkeit N3 in dem System festgelegt. Anschließend wird in dem vierten Kompressionszustand J4 eine Torsionssteifigkeit N4 der ersten und der vierten Torsionsfedern 74 (74a, 74b) und 77 (= 1/[2/K1 + K1')]) als Torsionssteifigkeit N4 in dem System festgelegt (siehe 9(d)). Dementsprechend wird ein vierter Verlauf D4 der Torsionscharakteristik auf der Basis der Torsionssteifigkeit N4 in dem System festgelegt.
Wenn schließlich der vierte Kompressionszustand J4 in den Zustand P4 des Kompressionsstopps (der vierte Knickpunkt) übergeht, wird die Kompression sämtlicher Torsionsfedern 74 (74a, 74b), 83 und 84 begrenzt (siehe 9(e)), und das Drehmoment erreicht sein Maximum. Auf diese Weise werden vierstufige Torsionscharakteristiken festgelegt.
Vorteilhafte Wirkungen der Torsionsschwingungsdämpfungs-Charakteristiken
Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 können mehrstufige (d. h. vierstufige Torsionscharakteristiken) festgelegt werden. Durch diese Festlegung von vierstufigen Torsionscharakteristiken lassen sich die Torsionssteifigkeiten N1, N2, N3 und N4 derart einstellen, dass sie ohne eine abrupte Änderung allmählich vergrößert werden. Das bedeutet im Einzelnen, dass bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 das Torsionssteifigkeitsverhältnis durch Einstellung der vierstufigen Torsionscharakteristiken auf einen kleinen Wert eingestellt werden kann. Zum Beispiel ist es bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung möglich, das Verhältnis der Torsionssteifigkeit, beispielsweise das Verhältnis der zweiten Torsionssteifigkeit zur dritten Torsionssteifigkeit (N2/N1) und das Verhältnis der dritten Torsionssteifigkeit zur zweiten Torsionssteifigkeit (N3/N2), auf einen Wert einzustellen, der kleiner ist als im Fall einer Festlegung von zweistufigen oder dreistufigen Torsionscharakteristiken. Die Unterdrückung einer Vibration, die entsteht, wenn die jeweiligen Knickpunkte der Torsionscharakteristiken überschritten werden, ist demzufolge möglich.
Ferner werden bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 der erste Knickpunkt P1, der zweite Knickpunkt P2 und der vierte Knickpunkt P4 durch die erste bis dritte Kompressionsbegrenzungseinheit 91, 92 und 93 festgelegt. Die Knickpunkte P1, P2 und P4 lassen sich daher ohne weiteres steuern, so dass es einfach ist, mehrstufige Torsionscharakteristiken zu gestalten. Ferner ist eine präzise Festlegung der Knickpunkte P1, P2 und P4 möglich, weshalb die Torsionssteifigkeit zuverlässig geändert werden kann. Mit anderen Worten: ein von dem Konstrukteur gewünschtes Drehmoment kann zuverlässig von der Antriebsseite auf die Abtriebsseite übertragen werden.
Ferner kann bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 die Torsionssteifigkeit derart festgelegt werden, dass sie geringer ist als beim Stand der Technik, indem die ersten Torsionsfedern 74, die zweiten Torsionsfedern 83 und die dritten Torsionsfedern 84 in Reihe geschaltet werden. Dies erlaubt die Einstellung eines größeren Torsionswinkels für die Schraubenfedern. Zum Beispiel kann die Torsionssteifigkeit unter der Bedingung, dass die ersten Torsionsfedern 74, die zweiten Torsionsfedern 83 und die dritten Torsionsfedern 84 betätigt werden, d. h. die Torsionssteifigkeit der ersten Stufe, auf einen niedrigeren Wert als beim Stand der Technik eingestellt werden, so dass sich die den Schraubenfedern angelastete Vibration zuverlässig unterdrücken lässt. Dadurch lassen sich bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 Torsionscharakteristiken mit größeren Winkeln und geringen Steifigkeiten realisieren.
Weiterhin sind bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 die zweiten Torsionsfedern 83 in der radialen Richtung umfangsseitig weiter innen angeordnet als die ersten Torsionsfedern 74 und die dritten Torsionsfedern 84. Mit anderen Worten: die ersten Torsionsfedern 74 und die dritten Torsionsfedern 84 sind in dem Innenraum des Drehmomentwandlers in der radialen Richtung an der äußeren Umfangsseite angeordnet. Diese Konstruktion erlaubt eine effiziente Nutzung des Innenraums des Drehmomentwandlers, so dass selbst bei einer größeren Anzahl von Torsionsfedern die vorstehend beschriebenen Wirkungen erzielbar sind, ohne die Größe des Drehmomentwandlers zu ändern.
Weiterhin sind bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 die zweiten Torsionsfedern 83 und die dritten Torsionsfedern 84 zwischen dem Kolben 71 und dem Fluiddämpfungselement 6 des Drehmomentwandlers angeordnet. Aus diesem Grund kann ein Drehmoment auf die Fluidbetätigungskammer 6 (z. B. die Turbine 22) übertragen werden, während sich eine in die ersten Torsionsfedern 74 eingeführte Drehmomentschwankung wirksam dämpfen lässt.
Weiterhin ist bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 jede erste Torsionsfeder 74 aus einem Paar von Torsionsfedern gebildet, und die Torsionsfedern des Paares sind in Reihe angeordnet. Deshalb lässt sich die Torsionssteifigkeit jeder ersten Torsionsfeder 74 weiter reduzieren als die einer ersten Torsionsfeder 74, die nur aus einer Torsionsfeder besteht. Dies ermöglicht eine zuverlässige Unterdrückung einer Vibration, die entstehen kann, wenn der Torsionswinkel klein ist, zum Beispiel eine Vibration, die entsteht, wenn die Überbrückungsvorrichtung 7 unter der Torsionssteifigkeit der ersten Stufe betätigt wird.
Weiterhin ist bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 7 die freie Länge jeder vierten Torsionsfeder 77 kürzer bemessen als die der ersten Torsionsfeder 74. Ferner ist jede vierte Torsionsfeder 77 in der inneren Peripherie jeder ersten Torsionsfeder 74 angeordnet, so dass ein Übergangspunkt (der dritte Knickpunkt P3) von einer gegebenen Torsionscharakteristik zur nächsten Torsionscharakteristik zu den Torsionscharakteristiken addiert werden kann. Aus diesem Grund können die Torsionscharakteristiken für das gesamte System mit einem sanften Verlauf ausgebildet werden. Mit anderen Worten: die Torsionscharakteristiken lassen sich derart ausbilden, dass sie geringeren Schwankungen unterliegen. Ferner werden bei der Torsionscharakteristik der vierten Stufe die ersten Torsionsfedern 74 und die vierten Torsionsfedern 77 parallel zusammengedrückt, so dass die Torsionssteifigkeit der vierten Stufe dementsprechend vergrößert werden kann. Aus diesem Grund ist ein Zieldrehmoment ohne weiteres erreichbar.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen

(a) In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wurde ein Fall beschrieben, in dem die Kompression der ersten bis dritten Torsionsfeder 74, 83, 84 durch die erste bis dritte Kompressionsbegrenzungseinheit 91, 92 und 93 begrenzt wird. Eine von erster bis dritter Torsionsfeder 74, 83 und 84 kann jedoch auch an einer Kompression gehindert werden, indem bewirkt wird, dass Schraubenabschnitte derselben eng aneinander anliegen. Zum Beispiel kann die Kompression der Torsionsfedern verhindert werden, indem die Kompressionsbegrenzungseinheiten 91, 92 und 93 bei gegebenen Torsionsfedern zum Einsatz kommen und indem bewirkt wird, dass die Schraubenabschnitte der anderen Torsionsfedern eng aneinander anliegen.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar bei einer Überbrückungsvorrichtung eines Drehmomentwandlers, um ein Drehmoment zu übertragen und gleichzeitig eine Drehmomentschwingung zu absorbieren und zu dämpfen.
Bezugszeichenliste

1: Drehmomentwandler
6: Fluidbetätigungskammer
7: Überbrückungsvorrichtung
71: Kolben (Eingangsrotationselement)
74, 74a, 74b: erste Torsionsfeder (erste Schraubenfeder)
77: vierte Torsionsfeder (vierte Schraubenfeder)
83: zweite Torsionsfeder (zweite Schraubenfeder)
84: dritte Torsionsfeder (dritte Schraubenfeder)
85: zweite angetriebene Platte (Ausgangsrotationselement)
91, 92, 93: Kompressionsbegrenzungseinheit
D1: erster Verlauf der Torsionscharakteristik
D2: zweiter Verlauf der Torsionscharakteristik
D3: dritter Verlauf der Torsionscharakteristik
D4: vierter Verlauf der Torsionscharakteristik

Claims

Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler zum Übertragen eines Drehmoments und zum Absorbieren und Dämpfen einer Torsionsschwingung, umfassend: ein Eingangsrotationselement; ein Ausgangsrotationselement, das für eine Drehung relativ zu dem Eingangsrotationselement konfiguriert ist; eine erste Schraubenfeder, auf die ein Drehmoment von dem Eingangsrotationselement übertragen wird; eine zweite Schraubenfeder, die in einer radialen Richtung umfangsseitig weiter innen angeordnet ist als die erste Schraubenfeder, wobei die zweite Schraubenfeder derart konfiguriert ist, dass sie mit der ersten Schraubenfeder in Reihe wirkt, und eine dritte Schraubenfeder, die in der radialen Richtung umfangsseitig weiter außen angeordnet ist als die zweite Schraubenfeder, wobei die dritte Schraubenfeder derart konfiguriert ist, dass sie mit der zweiten Schraubenfeder in Reihe wirkt und dass sie das Drehmoment auf das Ausgangsrotationselement überträgt.
Überbrückungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Schraubenfeder aus einem Paar von Schraubenfedern besteht und das Paar von Schraubenfedern entlang einer Umfangsrichtung in Reihe angeordnet ist.
Überbrückungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine vierte Schraubenfeder, die in einer inneren Peripherie der ersten Schraubenfeder angeordnet ist, wobei die vierte Schraubenfeder eine freie Länge hat, die kürzer als eine freie Länge der ersten Schraubenfeder ist.
Überbrückungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die dritte Schraubenfeder mit Bezug auf die erste Schraubenfeder in der axialen Richtung auf einer Getriebeseite angeordnet ist.
Überbrückungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Schraubenfeder und die dritte Schraubenfeder zwischen dem Eingangsrotationselement und einer Fluidbetätigungskammer des Drehmomentwandlers angeordnet sind.
Überbrückungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend: eine Kompressionsbegrenzungseinheit, die konfiguriert ist für die Begrenzung der Kompression von zumindest einer Schraubenfeder von erster, zweiter und dritter Schraubenfeder.
Überbrückungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest eine Schraubenfeder von erster, zweiter und dritter Schraubenfeder an einer Kompression gehindert wird, indem bewirkt wird, dass Schraubenabschnitte zumindest einer der Schraubenfedern eng aneinander anliegen.