DE112014000708T5

DE112014000708T5 - Drehmomentwandler mit Fliehkraftpendeldämpfer

Info

Publication number: DE112014000708T5
Application number: DE112014000708.0T
Authority: DE
Inventors: Daniel Gerdeman; Joshua David Cerreta
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2015-10-15
Also published as: WO2014123753A1; JP2016507038A; JP6312156B2; US20140216879A1; US9163712B2

Abstract

Ein Drehmomentwandler enthält einen Deckel, ein Kolbenblech, einen ersten Dämpfer, eine Pendelscheibe und eine Antriebsscheibe. Der Deckel bildet zumindest einen Abschnitt eines Gehäuses für den Drehmomentwandler. Das Kolbenblech enthält eine Reibungsfläche zum Einkuppeln mit dem Deckel. Der erste Dämpfer enthält ein erstes elastisches Bauelement und einen ersten Flansch, der drehfest mit dem ersten elastischen Bauelement verbunden ist. Die Pendelscheibe ist axial zwischen dem Kolbenblech und dem ersten Flansch angeordnet und enthält erste Schlitze zum Haltern einer Pendelmasse. Die Antriebsscheibe enthält einen ersten Abschnitt, der an dem Kolbenblech befestigt ist, und eine axiale Zunge, die sich durch die Pendelscheibe erstreckt, um in den ersten Flansch einzugreifen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft allgemein einen Drehmomentwandler mit einem Fliehkraftpendeldämpfer und insbesondere einen Drehmomentwandler mit einem Fliehkraftpendeldämpfer, der axial zwischen einem Kolbenblech und einem Dämpfer angeordnet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Drehmomentwandler mit Fliehkraftpendeldämpfern sind bekannt. Ein Beispiel ist in der an denselben Anmelder abgetretenen US-Patentschrift 8 161 740 von Krause et al. dargestellt.
KURZDARSTELLUNG
Beispielhafte Aspekte umfassen allgemein einen Drehmomentwandler, der einen Deckel, ein Kolbenblech, einen ersten Dämpfer, eine Pendelscheibe und eine Antriebsscheibe enthält. Der Deckel bildet zumindest einen Teil eines Gehäuses für den Drehmomentwandler. Das Kolbenblech enthält eine Reibungsfläche zum Einkuppeln mit dem Deckel. Der erste Dämpfer enthält ein erstes elastisches Bauelement und einen ersten Flansch, der drehfest mit dem ersten elastischen Bauelement verbunden ist. Die Pendelscheibe ist axial zwischen dem Kolbenblech und dem ersten Flansch angeordnet und enthält erste Schlitze zum Haltern einer Pendelmasse. Die Antriebsscheibe enthält einen ersten an dem Kolbenblech befestigten Abschnitt und eine axiale Zunge, die sich durch die Pendelscheibe erstreckt, um in den ersten Flansch einzugreifen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Antriebsscheibe durch Niete an dem Kolbenblech befestigt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Pendelscheibe zweite Schlitze, die radial innerhalb der ersten Schlitze angeordnet sind, und die axiale Zunge der Antriebsscheibe erstreckt sich durch die zweiten Schlitze. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen enthält der Drehmomentwandler eine an der Pendelscheibe angebrachte Pendelmasse derart, dass die Pendelmasse in Bezug auf die Pendelscheibe hin und her schwingen kann. Die axiale Zunge der Antriebsscheibe ist radial innerhalb der Pendelmasse angeordnet. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die Pendelmasse und das erste elastische Bauelement axial ausgerichtet.
Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen enthält der Drehmomentwandler einen zweiten Dämpfer mit einem zweiten elastischen Bauelement, einem zweiten Flansch und einem ersten Deckblech. Der zweite Flansch ist drehfest mit dem zweiten elastischen Bauelement verbunden und zum drehfesten Verbinden mit der Antriebswelle eines Getriebes angeordnet. Die erste Deckplatte ist drehfest mit dem zweiten elastischen Bauelement verbunden und an der Pendelscheibe befestigt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die erste Deckplatte und die Pendelscheibe durch Niete befestigt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist der erste Dämpfer radial außerhalb des zweiten Dämpfers angeordnet.
Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen enthält der Drehmomentwandler ein Turbinengehäuse und eine zweite Deckplatte. Die zweite Deckplatte ist an der ersten Deckplatte befestigt, drehfest mit dem ersten und dem zweiten elastischen Bauteil verbunden und an dem Turbinengehäuse befestigt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält der zweite Flansch eine sich axial erstreckende Umfangsfläche, und die zweite Deckplatte enthält eine sich axial erstreckende Umfangsfläche, die die Umfangsfläche des zweiten Flanschs umgibt.
Weitere beispielhafte Aspekte umfassen allgemein einen Dämpfer für einen Drehmomentwandler, der ein Kolbenblech, einen ersten elastischen Dämpfer und einen Fliehkraftpendeldämpfer enthält. Der Fliehkraftpendeldämpfer enthält eine Pendelmasse, die axial zwischen dem Kolbenblech und dem ersten elastischen Dämpfer angeordnet ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält der Dämpfer eine Verbindungsscheibe, die radial innerhalb der Pendelmasse angeordnet ist, um das Kolbenblech mit dem ersten Dämpfer zu verbinden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung werden nunmehr ausführlicher in der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren beschrieben, wobei:
1A eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems ist, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht;
1B eine perspektivische Ansicht eines Objekts in dem Zylinderkoordinatensystem von 1A ist, die die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht;
2 eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts eines Drehmomentwandlers mit einem Fliehkraftpendeldämpfer gemäß einem beispielhaften Aspekt ist; und
3 eine Draufsicht auf eine Pendelscheibe ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Von vornherein sollte einsichtig sein, dass gleiche Zahlen in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente bezeichnen. Außerdem ist klar, dass diese Erfindung nicht allein auf die einzelnen hierin beschriebenen Ausführungsformen, Verfahrensweisen, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Es ist auch klar, dass die hierin verwendeten Begriffe nur zur Beschreibung einzelner Aspekte dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschränken sollen, der nur durch die beiliegenden Ansprüche eingeschränkt wird.
Sofern nicht anderweitig definiert, weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung auf, wie sie einem Fachmann geläufig ist, an den sich diese Erfindung richtet. Zur praktischen Umsetzung oder zum Testen der Erfindung können zwar beliebige Verfahren, Einheiten oder Materialien verwendet werden, die den hierin beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, jedoch werden im nunmehr die folgenden beispielhaften Verfahren, Einheiten und Materialien beschrieben.
1A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 80, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Verbindung mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, die als Bezugspunkt für die folgenden räumlichen und Richtungsbegriffe dient. Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 (der senkrecht zur Achse 81 steht) beziehungsweise zum Umfang 83. Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” betreffen auch eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Ebenen. Zur Verdeutlichung der Lage der verschiedenen Ebenen werden die Objekte 84, 85 und 86 verwendet. Die Fläche 87 des Objekts 84 bildet eine axiale Ebene. Das heißt, die Achse 81 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 88 des Objekts 85 bildet eine radiale Ebene. Das heißt, der Radius 82 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 89 des Objekts 86 bildet eine Umfangsfläche. Das heißt, der Umfang 83 bildet eine Linie entlang der Fläche. Ein weiteres Beispiel besagt, dass eine axiale Verschiebung oder Anordnung parallel zur Achse 81, eine radiale Verschiebung oder Anordnung parallel zum Radius 82 und eine Umfangsverschiebung oder -anordnung parallel zum Umfang 83 erfolgt. Eine Drehung erfolgt in Bezug auf die Achse 81.
Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 beziehungsweise zum Umfang 83. Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Ebenen.
1B ist eine perspektivische Ansicht eines Objekts 90 in dem Zylinderkoordinatensystem 80 von 1A, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht. Das zylindrische Objekt 90 ist für ein zylindrisches Objekt in einem Zylinderkoordinatensystem repräsentativ und soll die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken. Das Objekt 90 enthält 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 Umfangsfläche.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die 2 bis 3. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des Drehmomentwandlers 100 mit dem Fliehkraftpendeldämpfer 102 gemäß einem beispielhaften Aspekt. 3 ist eine Draufsicht auf die Pendelscheibe 104. Der Drehmomentwandler 100 enthält einen Deckel 106, ein Kolbenblech 108 und einen Dämpfer 110. Der Deckel 106 kann Nasen oder Zapfen zum Verbinden mit einem (nicht gezeigten) Motor enthalten. Der Deckel 106 bildet zumindest einen Abschnitt eines Gehäuses für den Drehmomentwandler. Das Kolbenblech 108 enthält eine Reibungsfläche 112 mit einem Ring 114 aus Reibungsmaterial zum Einkuppeln in den Deckel. Das heißt, das Kolbenblech soll durch Reibung in den Deckel einkuppeln, wenn darauf wie in der Technik bekannt ein Betätigungsdruck ausgeübt wird.
Der Dämpfer 110 enthält ein elastisches Bauelement 116 und einen Flansch 118. Bei dem elastischen Bauelement 116 kann es sich zum Beispiel um eine Schraubenfeder handeln. Der Flansch 118 ist zum Beispiel an der Zunge 119 drehfest mit dem elastischen Bauelement verbunden. Der Drehmomentwandler 100 enthält auch eine Pendelscheibe 104 und eine Antriebsscheibe 120. Die Pendelscheibe ist axial zwischen dem Kolbenblech und dem Flansch angeordnet. Das heißt, das Kolbenblech 108 enthält eine radiale Wand 122 und eine gegenüberliegende Reibungsfläche 112, und der Flansch 118 enthält eine radiale Wand 124, wobei mindestens ein Abschnitt der Pendelscheibe zwischen den radialen Wänden angeordnet ist. Zu beachten ist, dass beide Wände zwar im Wesentlichen radial verlaufen, jedoch auch andere Formen aufweisen können. Zum Beispiel kann der Flansch 118 eine gekrümmte, ringförmige oder kegelförmige Wand aufweisen. Die Pendelscheibe 104 enthält Schlitze 126, die zum Haltern der Pendelmasse 128 dienen. Die Pendelmasse 128 ist so angeordnet, dass sie in Bezug auf die Pendelscheibe hin und her schwingen kann, was in der an denselben Anmelder abgetretenen US-Patentschrift 8 161 740 gezeigt und beschrieben wird, die durch Bezugnahme in vollem Umfang hierin aufgenommen ist.
Die Antriebsscheibe 120 enthält einen Abschnitt 130, der zum Beispiel durch einen Niet 132 am Kolbenblech 108 befestigt ist, und eine axiale Zunge 134, die sich durch die Pendelscheibe erstreckt, um in den Flansch einzugreifen. Zwar ist der Abschnitt 130 als radiale Wand dargestellt, jedoch sind andere Formen des Abschnitts 130 möglich. Zum Beispiel kann der Abschnitt 130 gekrümmt, ringförmig oder kegelförmig sein. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Pendelscheibe 104 Schlitze 136, die radial innerhalb der Schlitze 126 angeordnet sind, und die axiale Zunge 134 der Antriebsscheibe erstreckt sich durch die Schlitze 136. Gemäß einer (nicht gezeigten) alternativen Ausführungsform kann die innere Umfangsfläche 138 der Pendelscheibe 104 einen größeren Innendurchmesser aufweisen, und die Zungen können sich radial innerhalb der inneren Umfangsfläche erstrecken. Die Zunge 134 ist radial innerhalb der Pendelmasse 128 angeordnet.
Der Drehmomentwandler 100 enthält auch einen zweiten Dämpfer 140, der ein elastisches Bauelement 142, einen Flansch 144 und ein Deckblech 146 enthält. Bei dem elastischen Bauelement 142 kann es sich zum Beispiel um eine Schraubenfeder handeln. Der Flansch 144 ist im Fensterbereich 148 drehfest mit dem elastischen Bauteil 142 verbunden und dient zum drehfesten Verbinden mit einer (nicht gezeigten) Antriebswelle des Getriebes an der Nabenverzahnung 150. Unter einem Fensterbereich ist ein Ausschnitt in der Platte zu verstehen, in den die Feder so eingefügt ist, dass die Enden der Feder auf dem Umfang an den Begrenzungswänden des Ausschnitts anliegen. Das Deckblech 146 ist im Fensterbereich 152 drehfest mit dem elastischen Bauteil 142 verbunden und durch einen Niet 154 an der Pendelscheibe 104 befestigt. Der Dämpfer 110 ist radial außerhalb des Dämpfers 140 angeordnet.
Der Drehmomentwandler 100 enthält ein Turbinengehäuse 156 und ein Deckblech 158 mit einem wahlfreien breiten Schlitz 159, um eine Relativdrehung der Antriebsscheibe 120 in Bezug auf das Deckblech zu ermöglichen. Das Turbinengehäuse 156 bildet einen Abschnitt eines in der Technik bekannten Flüssigkeitskreislaufs, der im Allgemeinen (nicht gezeigt) eine Turbine, einen Stator und ein Laufrad enthält. Das Deckblech 158 ist zum Beispiel durch einen Niet 160 am Deckblech 146 befestigt und drehfest mit den elastischen Bauelementen 116 und 142 verbunden. Das heißt, das Deckblech 158 enthält einen Federhalterungsabschnitt 162, der die Feder 116 aufnimmt, und einen Fensterbereich 164 ähnlich dem Fensterbereich 152 des Deckblechs 146, der die Feder 142 aufnimmt. Unter einem Halterungsabschnitt ist ein bogenförmiger Abschnitt des Deckblechs zum Aufnehmen der Feder, der über den Umfang hinweg an entgegengesetzten Enden der Feder Einbuchtungen enthält, um zu verhindern, dass die Feder über die eingebuchteten Abschnitte hinaus wandert, wenn der Flansch auf sie einwirkt. Das von der Zunge 119 des Flanschs an die Feder 116 übertragene Drehmoment wird durch die (nicht gezeigten) Einbuchtungsabschnitte des Deckblechs aufgenommen. Das Deckblech 158 ist zum Beispiel durch Schweißen oder Nieten im Bereich 166 am Turbinengehäuse befestigt.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält der Flansch 144 eine sich axial erstreckende Umfangsfläche 168, und das Deckblech 158 enthält eine sich axial erstreckende Umfangsfläche 170, welche die Fläche 168 so umschließt, dass das Deckblech und das Turbinengehäuse durch die Flanschverzahnung in Bezug auf die (nicht gezeigte) Antriebswelle radial zentriert sind. Das Kolbenblech 108 enthält eine Durchführung 172 zum Zentrieren und Abdichten in Bezug auf die Antriebswelle. Ein axial zwischen dem Kolbenblech und dem Flansch angeordneter Druckring 174 verhindert einen Metall/Metall-Kontakt, wenn der Flansch durch das Turbinengehäuse und das Deckblech 158 gegen das Kolbenblech gedrückt wird. Bei dem Druckring 174 kann es sich um ein Material mit geringer Reibung aus Papier handeln, das zum Beispiel am Kolbenblech oder am Flansch angeklebt ist.
Ein Drehmomentpfad des Drehmomentwandlers in einem Überbrückungsmodus kann wie folgt beschrieben werden. Wenn der Überbrückungsmodus ausgelöst wird, wird das Kolbenblech so gegen den Deckel gedrückt, dass das durch den Deckel vom Motor aufgenommene Drehmoment durch das Kolbenblech übertragen wird. Das Drehmoment wird vom Kolbenblech über die Antriebsscheibe zum Flansch 118 weitergeleitet. Der Flansch 118 überträgt das Drehmoment über die Feder 116 zum Deckblech 158. Das Deckblech 158 ist mit dem Deckblech 146, dem Turbinengehäuse 156 und der Pendelscheibe 104 verbunden. Die Pendelmasse 128 ist so abgestimmt, dass sie hin und her schwingt und Vibrationen der Deckbleche und des Turbinengehäuses verringert. Das gedämpfte Drehmoment wird über die Feder 142 zum Abtriebsflansch 144 weitergeleitet und verlässt den Drehmomentwandler über die Antriebswelle.
Die Konfiguration des Wandlers 100 ist aufgrund der Anordnung der Dämpferkomponenten vorteilhaft. Durch Verschieben sowohl der Pendelmassen als auch des äußeren Dämpfers radial nach außen wird der Wirkungsgrad verbessert, da das wirksame Trägheitsmoment der Pendel erhöht und die Federkonstante des Dämpfers verringert wird. Außerdem ermöglicht die Anordnung der Antriebsscheibe 120 eine wünschenswerte Anordnung des äußeren Dämpfers in einer kleinen Aussparung, die zwischen dem bogenförmigen Profil des Turbinengehäuses und dem axialen Rand des Wandlerdeckels gebildet ist. Dadurch wird das durch den Dämpfer in Anspruch genommene axiale Volumen verringert. Das ist besonders wichtig bei Fahrzeugen mit Frontantrieb, da das Einbauvolumen durch die Breite des Fahrzeugs begrenzt ist.
Natürlich sind dem Fachmann Änderungen und Modifikationen an den obigen Beispielen der Erfindung offensichtlich, ohne vom Wesensgehalt oder Schutzumfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Zwar wird die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte und/oder beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, jedoch ist klar, dass daran Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang oder Wesensgehalt der beanspruchten Erfindung abzuweichen.

Claims

Drehmomentwandler, der umfasst: einen Deckel, der zumindest einen Abschnitt eines Gehäuses für den Drehmomentwandler bildet; ein Kolbenblech, das eine Reibungsfläche zum Einkuppeln in den Deckel enthält; einen ersten Dämpfer, der ein erstes elastisches Bauelement und einen ersten Flansch enthält, der drehfest mit dem elastischen Bauelement verbunden ist; eine Pendelscheibe, die axial zwischen dem Kolbenblech und dem ersten Flansch angeordnet ist und erste Schlitze enthält, die zum Haltern einer Pendelmasse angeordnet sind; und eine Antriebsscheibe, die einen an dem Kolbenblech befestigten ersten Abschnitt und eine axiale Zunge enthält, die sich durch die Pendelscheibe erstreckt, um in den ersten Flansch einzugreifen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei die Antriebsscheibe durch Nieten an dem Kolbenblech befestigt ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei die Pendelscheibe radial innerhalb der ersten Schlitze angeordnete zweite Schlitze enthält und sich die axiale Zunge der Antriebsscheibe durch die zweiten Schlitze erstreckt.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, der ferner eine an der Pendelscheibe angebrachte Pendelmasse derart umfasst, dass die Pendelmasse in Bezug auf die Pendelscheibe hin und her schwingen kann, wobei die axiale Zunge der Antriebsscheibe radial innerhalb der Pendelmasse angeordnet ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 4, wobei die Pendelmasse und das erste elastische Bauelement axial ausgerichtet sind.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, der ferner umfasst: einen zweiten Dämpfer, der enthält: ein zweites elastisches Bauelement; einen zweiten Flansch, der drehfest mit dem zweiten elastischen Bauelement verbunden und zum drehfesten Verbinden mit der Antriebswelle eines Getriebes angeordnet ist; und ein erstes Deckblech, das drehfest mit dem zweiten elastischen Bauelement verbunden und an der Pendelscheibe befestigt ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 6, wobei das erste Deckblech und die Pendelscheibe durch Nieten befestigt sind.
Drehmomentwandler nach Anspruch 6, wobei der erste Dämpfer radial außerhalb des zweiten Dämpfers angeordnet ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 6, der ferner umfasst: ein Turbinengehäuse; und ein zweites Deckblech: das an dem ersten Deckblech befestigt ist; das drehfest mit dem ersten und dem zweiten elastischen Bauelement verbunden ist; und an dem Turbinengehäuse befestigt ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 9, wobei: der zweite Flansch eine sich axial erstreckende Umfangsfläche enthält; und das zweite Deckblech eine sich axial erstreckende Umfangsfläche enthält, die die Umfangsfläche des zweiten Flanschs umschließt.
Dämpfer für einen Drehmomentwandler, wobei der Dämpfer umfasst: ein Kolbenblech; einen ersten elastischen Dämpfer; und einen Fliehkraftpendeldämpfer, der eine axial zwischen dem Kolbenblech und dem ersten elastischen Dämpfer angeordnete Pendelmasse enthält.
Dämpfer nach Anspruch 11, der ferner umfasst: eine Verbindungsscheibe, die radial innerhalb der Pendelmasse zum Verbinden des Kolbenblechs mit dem ersten Dämpfer angeordnet ist.