DE112014002429T5 - Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler - Google Patents

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Abstract

Es sollen mehrstufige Torsionscharakteristiken für eine Überbrückungsvorrichtung festgelegt werden, und es soll auch das Hysteresedrehmoment in der Überbrückungsvorrichtung verringert werden. Vorliegende Überbrückungsvorrichtung umfasst ein Eingangsdrehelement, ein Ausgangsdrehelement, eine Mehrzahl von ersten Schraubenfedern (55), mindestens eine zweite Schraubenfeder (65) und ein schwimmendes Element (50). Das Ausgangsdrehelement ist auf beiden axialen Seiten des Eingangsdrehelements angeordnet und kann sich relativ zu dem Eingangselement drehen. Die mehreren ersten Schraubenfedern (55) sind an radial inneren Positionen angeordnet. Die mehreren ersten Schraubenfedern (55) sind derart konfiguriert, dass sie durch eine Drehung des Eingangsdrehelements relativ zu dem Ausgangsdrehelement nacheinander komprimiert werden, wodurch das Drehmoment von dem Eingangsdrehelement in sie eingeleitet wird. Die zumindest eine zweite Schraubenfeder (65) ist derart konfiguriert, dass sie komprimiert wird, wenn das Eingangsdrehelement und das Ausgangsdrehelement unter einem vorgegebenen relativen Winkel oder einem größeren Winkel relativ zueinander gedreht werden. Das schwimmende Element (50) ist radial innerhalb der ersten Schraubenfedern (55) angeordnet und verbindet die mehreren ersten Schraubenfedern (55) in Reihe.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Vorliegende Erfindung betrifft eine Überbrückungsvorrichtung, insbesondere eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler zur Drehmomentübertragung und zum Dämpfen und Abmildern von Torsionsschwingungen.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Drehmomentwandler sind häufig mit einer Überbrückungsvorrichtung für eine direkte Übertragung eines Drehmoments von einer Frontabdeckung auf eine Turbine ausgestattet. Eine Überbrückungsvorrichtung dieses Typs hat einen Kolben, eine Antriebsplatte, eine Mehrzahl von Schraubenfedern, eine angetriebene Platte und einen Federhalter (siehe PTL 1).
  • Bei einer Überbrückungsvorrichtung dieses Typs ist eine Mehrzahl von Schraubenfedern an der äußeren Umfangsseite angeordnet, und ähnlich ist eine Mehrzahl von Schraubenfedern an der inneren Umfangsseite angeordnet. Zusätzlich sind kleine Schraubenfedern jeweils in den inneren Umfangsbereichen der mehreren Schraubenfedern angeordnet, die an der inneren Umfangsseite angeordnet sind, und haben jeweils eine freie Länge, die kürzer ist als die jeder Schraubenfeder, die an der inneren Umfangsseite angeordnet ist. Mit dieser Konstruktion werden mehrstufige Torsionscharakteristiken gebildet.
  • DOKUMENTLISTE
  • PATENTLITERATUR
    • PTL 1: Offengelegte japanische Patentanmeldungs-Publikation Nr. 2011-252584
  • ÜBERSICHT
  • Technische Probleme
  • Wenn bei der bekannten Überbrückungsvorrichtung die Antriebsplatte und die angetriebene Platte relativ zueinander gedreht werden und dadurch zwischen den Platten ein Torsionswinkel gebildet wird, werden die Schraubenfedern der äußeren Umfangsseite zuerst betätigt. Anschließend, wenn sich der Torsionswinkel vergrößert, werden die Schraubenfedern der inneren Umfangsseite betätigt. Wenn sich der Torsionswinkel im Anschluss daran weiter vergrößert, werden die kleinen Schraubenfedern, die in den inneren Umfangsbereichen der Schraubenfedern der inneren Umfangsseite angeordnet sind, komprimiert. Auf diese Weise entsteht eine mehrstufige Torsionscharakteristik.
  • Bei der bekannten Überbrückungsvorrichtung wird durch die Betätigung der Schraubenfedern der äußeren Umfangsseite eine Torsionscharakteristik einer ersten Stufe gebildet. Dabei gleiten die Schraubenfedern der äußeren Umfangsseite durch Zentrifugalkraft gegen den Federhalter (ein schwimmendes Element), der an der äußeren Umfangsseite der Schraubenfedern der äußeren Umfangsseite angeordnet ist. Dementsprechend wird ein Hysteresedrehmoment erzeugt. Wenn aber das Hysteresedrehmoment bei der Torsionscharakteristik (Torsionssteifigkeit) der ersten Stufe größer wird, können die Schraubenfedern nicht wirksam betätigt werden, weshalb dies gegebenenfalls zu einer Herabsetzung der Effizienz bezüglich des Kraftstoffverbrauchs führt.
  • Um die Effizienz bezüglich des Kraftstoffverbrauchs zu verbessern, ist es wünschenswert, den Wert der Torsionscharakteristik (Torsionssteifigkeit) der ersten Stufe niedrig zu bemessen. Wenn aber die Torsionssteifigkeit in der ersten Stufe auf einen niedrigen Wert festgelegt wird, muss sich der Wert der Torsionssteifigkeit in der zweiten und in den darauffolgenden Stufen mit der Größe des Soll-Drehmoments vergrößern. Daher besteht die Wahrscheinlichkeit, dass wegen der Differenz zwischen den Werten der Torsionssteifigkeit vor und nach einem Knickpunkt, an dem die Torsionssteifigkeit geändert wird, Vibrationen entstehen. Um diese Vibrationen abzuschwächen, ist es wünschenswert, die Differenz zwischen den Werten der Torsionssteifigkeit vor und nach dem Knickpunkt zu verringern. Aus diesem Grund ist die Überbrückungsvorrichtung für eine mehrstufige Torsionscharakteristik ausgelegt.
  • Der vorstehend beschriebene Nachteil hat zu vorliegender Erfindung geführt, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine mehrstufige Torsionscharakteristik für eine Überbrückungsvorrichtung festzulegen und gleichzeitig ein Hysteresedrehmoment der Überbrückungsvorrichtung zu verringern.
  • Problemlösung
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 1 ist eine Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments und zum Dämpfen und Abschwächen von Torsionsschwingungen. Die vorliegende Überbrückungsvorrichtung umfasst ein Eingangsdrehelement, ein Ausgangsdrehelement, eine Vielzahl von ersten Schraubenfedern, mindestens eine zweite Schraubenfeder und ein schwimmendes Element. Das Ausgangsdrehelement ist auf beiden axialen Seiten des Eingangsdrehelements angeordnet und kann sich relativ zu dem Eingangsdrehelement drehen. Die mehreren ersten Schraubenfedern sind an radial inneren Positionen angeordnet. Die mehreren ersten Schraubenfedern sind so konfiguriert, dass sie durch die Drehung des Eingangsdrehelements relativ zu dem Ausgangsdrehelement nacheinander komprimiert werden, wobei das Drehmoment derart ausgelegt ist, dass dieses von dem Eingangsdrehelement in diese eingeleitet wird. Die zumindest eine zweite Schraubenfeder ist so konfiguriert, dass sie komprimiert wird, wenn sich das Eingangsdrehelement und das Ausgangsdrehelement relativ zueinander unter einem vorgegebenen relativen Winkel oder einem größer Winkel drehen. Das schwimmende Element ist radial innerhalb der ersten Schraubenfedern angeordnet und verbindet die mehreren ersten Schraubenfedern in Reihe.
  • Wenn bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung das Eingangsdrehelement und das Ausgangsdrehelement relativ zueinander gedreht werden und dabei zwischen dem Eingangsdrehelement und dem Ausgangsdrehelement ein Torsionswinkel gebildet wird, werden die mehreren ersten Schraubenfedern, die an radial inneren Positionen angeordnet sind, komprimiert. In diesem Zustand ist das schwimmende Element radial innerhalb der ersten Schraubenfedern angeordnet und verbindet die mehreren ersten Schraubenfedern. Die mehreren ersten Schraubenfedern sind daher so konfiguriert, dass sie nacheinander komprimiert werden. Wenn dann der Torsionswinkel den vorgegebenen oder einen größeren Winkel erreicht, wird die zumindest eine zweite Schraubenfeder komprimiert. Zu diesem Zeitpunkt werden die beiden ersten Schraubenfedern und die zumindest eine zweite Schraubenfeder komprimiert. Dadurch kann bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung eine mehrstufige Torsionscharakteristik festgelegt werden.
  • Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung werden die mehreren ersten Torsionsfedern, die an radial inneren Positionen angeordnet sind, zwischen dem Eingangsdrehelement und dem Ausgangsdrehelement komprimiert. Zudem verbindet das schwimmende Element die mehreren ersten Schraubenfedern von der radial inneren Seite der ersten Schraubenfedern. Mit dieser Konstruktion wird eine auf die ersten Schraubenfedern wirkende Zentrifugalkraft gering, und ein Gleitwiderstand der ersten Schraubenfedern gegen das schwimmende Element, der durch die Zentrifugalkraft verursacht wird, kann deutlich verringert werden. Mit anderen Worten: ein Hysteresedrehmoment lässt sich deutlich verringern. Dementsprechend können die ersten Schraubenfedern wirksam betätigt werden.
  • Darüber hinaus sind bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung benachbarte erste Schraubenfedern durch das schwimmende Element in Reihe verbunden. Mit dieser Konstruktion kann der Wert einer Torsionscharakteristik (Torsionssteifigkeit) einer ersten Stufe auf einen niedrigen Wert festgelegt werden. Ferner ist die zumindest eine zweite Schraubenfeder derart konfiguriert, dass sie komprimiert wird, wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen oder einen größeren Torsionswinkel erreicht, selbst wenn die Torsionscharakteristik (Torsionssteifigkeit) auf einen niedrigen Wert festgelegt ist. Daher kann die Überbrückungsvorrichtung zuverlässig betätigt werden, bis ein Soll-Drehmoment erreicht wird.
  • Dadurch kann bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung eine mehrstufige Torsionscharakteristik festgelegt werden, und auch das Hysteresedrehmoment kann verringert werden.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 1 bezieht sich auf die in Anspruch 1 angegebene Überbrückungsvorrichtung, wobei eine Torsionssteifigkeit in Torsionscharakteristiken derart ausgelegt ist, dass diese geändert wird, indem zumindest eine der Mehrzahl von ersten Schraubenfedern komprimiert wird, so dass deren Windungen eng aneinander anliegen. Die zumindest eine zweite Schraubenfeder ist derart konfiguriert, dass sie komprimiert wird, wenn das Eingangsdrehelement und das Ausgangsdrehelement unter dem vorgegebenen relativen Winkel oder einem größeren Winkel relativ zueinander gedreht werden, wodurch die Torsionssteifigkeit so ausgelegt ist, dass diese weiter geändert wird.
  • Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung ist die Torsionssteifigkeit derart ausgelegt, dass diese geändert wird, indem zumindest eine der Mehrzahl von Schraubenfedern komprimiert wird, so dass deren Windungen im Zustand der Betätigung der mehreren ersten Schraubenfedern eng aneinander anliegen. Ferner ist die zumindest eine zweite Schraubenfeder derart konfiguriert, dass sie komprimiert wird, wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen Winkel (relativen Winkel) oder einen größeren Winkel erreicht, wodurch die Torsionssteifigkeit so ausgelegt ist, dass diese weiter geändert wird. Es ist dadurch ohne weiteres möglich, bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung eine mehrstufige Torsionscharakteristik festzulegen.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 3 bezieht sich auf die Überbrückungsvorrichtung in Anspruch 1 oder 2 und umfasst ferner mindestens eine dritte Schraubenfeder, die jeweils in einem inneren Umfangsbereich einer der ersten Schraubenfedern angeordnet ist.
  • Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung ist jede dritte Schraubenfeder in dem inneren Umfangsbereich einer der ersten Schraubenfedern angeordnet. Daher kann die Torsionssteifigkeit durch die dritte(n) Schraubenfeder(n) ohne weiteres reguliert werden. Es sollte beachtet werden, dass, wenn die freie Länge jeder ersten Schraubenfeder und die jeder dritten Schraubenfeder gleich ist, eine Zunahme des zu übertragenden Drehmoments, eine Verringerung der Steifigkeit infolge einer Vergrößerung des Torsionswinkel und/oder so weiter erreicht werden können, indem anstelle der Festlegung der Torsionssteifigkeit nur mit den ersten Schraubenfedern die Torsionssteifigkeit mit den ersten Schraubenfedern und der(den) dritten Schraubenfeder(n) festgelegt wird. Dadurch lässt sich die Dämpferleistung verbessern.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 4 bezieht sich auf die Überbrückungsvorrichtung in Anspruch 3, wobei die mehreren dritten Schraubenfedern jeweils eine freie Länge haben, die kürzer ist als die freie Länge der ersten Schraubenfedern. Eine Torsionssteifigkeit in Torsionscharakteristiken ist derart ausgelegt, dass diese geändert wird, wenn mindestens eine der mehreren ersten Schraubenfedern und die in dem inneren Umfangsbereich mindestens einer der mehreren ersten Schraubenfedern angeordnete dritte Schraubenfeder komprimiert werden. Die zumindest eine zweite Schraubenfeder ist derart ausgelegt, dass diese komprimiert wird, wenn das Eingangsdrehelement und das Ausgangsdrehelement unter dem vorgegebenen relativen Winkel oder einem größeren Winkel relativ zueinander gedreht werden, wodurch die Torsionssteifigkeit so ausgelegt ist, dass sie weiter geändert wird.
  • Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung ist die Torsionssteifigkeit derart ausgelegt, dass diese geändert wird, wenn die dritte Schraubenfeder, die in dem inneren Umfangsbereich von mindestens einer der mehreren ersten Schraubenfedern angeordnet ist, ferner in dem Zustand betätigt wird, indem nur eine der mehreren ersten Schraubenfedern betätigt wird. Darüber hinaus ist die zumindest eine zweite Schraubenfeder derart konfiguriert, dass diese komprimiert wird, wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen Winkel oder einen größeren Winkel erreicht, wodurch die Torsionssteifigkeit so ausgelegt ist, dass diese weiter geändert wird. Dadurch können bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung ohne weiteres mehrstufige Torsionscharakteristiken festgelegt werden. Außerdem lässt sich in diesem Fall die Anzahl von Stufen in den Torsionscharakteristiken erhöhen. Es wird daher ermöglicht, dass die Überbrückungsvorrichtung weich und gleichmäßig arbeitet, wenn die Torsionssteifigkeit an einem Knickpunkt in den Torsionscharakteristiken variiert.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 5 bezieht sich auf die Überbrückungsvorrichtung in Anspruch 3, wobei eine Torsionssteifigkeit in den Torsionscharakteristiken derart ausgelegt ist, dass diese geändert wird, wenn die ersten Schraubenfedern und die zweiten Schraubenfedern gleichzeitig komprimiert werden. Außerdem ist die Torsionssteifigkeit derart ausgelegt, dass diese weiter geändert wird, wenn zumindest eine der mehreren dritten Schraubenfedern komprimiert wird, so dass Windungen derselben eng aneinander anliegen. Darüber hinaus ist die zumindest eine zweite Schraubenfeder derart konfiguriert, dass diese komprimiert wird, wenn das Eingangsdrehelement und das Ausgangsdrehelement unter dem vorgegebenen relativen Winkel oder einem größeren Winkel relativ zueinander gedreht werden, wodurch die Torsionssteifigkeit so ausgelegt ist, dass diese weiter geändert wird.
  • Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung ist die Torsionssteifigkeit derart ausgelegt, dass diese geändert wird, indem zumindest eine der mehreren dritten Schraubenfedern komprimiert wird, so dass Windungen derselben in einem Zustand, in dem die mehreren ersten Schraubenfedern und die dritten Schraubenfedern komprimiert werden, eng aneinander anliegen. Darüber hinaus ist die zumindest eine zweite Schraubenfeder derart konfiguriert, dass diese komprimiert wird, wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen oder einen größeren Winkel erreicht, wodurch die Torsionssteifigkeit so ausgelegt ist, dass diese weiter geändert wird.
  • Dadurch ist es möglich, bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung ohne weiteres eine mehrstufige Torsionscharakteristik festzulegen, indem zumindest eine der mehreren dritten Torsionsfedern komprimiert wird, so dass deren Windungen eng aneinander anliegen. Außerdem kann in diesem Fall die Anzahl von Stufen in den Torsionscharakteristiken vergrößert werden. Es wird daher ermöglicht, dass die Überbrückungsvorrichtung weich und gleichmäßig arbeitet, wenn die Torsionssteifigkeit an einem Knickpunkt in den Torsionscharakteristiken variiert.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 6 bezieht sich auf die Überbrückungsvorrichtung in einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zumindest eine zweite Schraubenfeder radial außerhalb der ersten Schraubenfedern angeordnet ist.
  • Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung ist die zumindest eine zweite Schraubenfeder radial außerhalb der ersten Schraubenfedern angeordnet. Die zumindest eine zweite Schraubenfeder ist derart konfiguriert, dass diese komprimiert wird, wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen Winkel oder einen größeren Winkel erreicht, und trägt daher nicht zu einem Hysteresedrehmoment der Torsionscharakteristik (Torsionssteifigkeit) der ersten Stufe bei. Mit anderen Worten: es können mehrstufige Torsionscharakteristiken festgelegt werden, während ein Zustand beibehalten wird, in dem das Hysteresedrehmoment in der Torsionscharakteristik der ersten Stufe verringert wird.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 7 bezieht sich auf die Überbrückungsvorrichtung in Anspruch 6 und umfasst ferner mindestens eine vierte Schraubenfeder, die in Abständen umfangsseitig von den ersten Schraubenfedern entfernt angeordnet ist. Bei dieser Konstruktion ist die zumindest eine vierte Schraubenfeder derart konfiguriert, dass diese komprimiert wird, nachdem die mehreren ersten Schraubenfedern und die mehreren zweiten Schraubenfedern komprimiert wurden, wodurch die Torsionssteifigkeit so ausgelegt ist, dass diese weiter geändert wird.
  • Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung ist die zumindest eine vierte Schraubenfeder derart konfiguriert, dass diese nach der Kompression der mehreren ersten Schraubenfedern und der mehreren zweiten Schraubenfedern komprimiert wird. Die Anzahl der Stufen in den Torsionscharakteristiken kann dadurch vergrößert werden. Mit anderen Worten: es wird ermöglicht, dass die Überbrückungsvorrichtung weich und gleichmäßig arbeitet, wenn die Torsionssteifigkeit an einem Knickpunkt in den Torsionscharakteristiken variiert.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 8 bezieht sich auf eine Überbrückungsvorrichtung in einem der Ansprüche 1 bis 7 und umfasst ferner zumindest eine fünfte Schraubenfeder, die jeweils in einem inneren Umfangsbereich der jeweiligen zumindest einen zweiten Schraubenfeder angeordnet ist.
  • Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung ist die zumindest eine fünfte Schraubenfeder in dem inneren Umfangsbereich der zumindest einen zweiten Schraubenfeder angeordnet. Daher kann die Torsionssteifigkeit durch die zumindest eine fünfte Schraubenfeder ohne weiteres reguliert werden. Wenn die freie Länge jeder fünften Schraubenfeder vorliegend kürzer bemessen ist als die jeder zweiten Schraubenfeder, ist die Festlegung einer mehrstufigen Torsionscharakteristik ohne weiteres möglich. Hinzu kommt, dass in diesem Fall die Anzahl von Stufen in den Torsionscharakteristiken vergrößert werden kann. Es wird daher ermöglicht, dass die Überbrückungsvorrichtung weich und gleichmäßig arbeitet, wenn die Torsionssteifigkeit an einem Knickpunkt in den Torsionscharakteristiken variiert.
  • Eine Überbrückungsvorrichtung gemäß Anspruch 9 bezieht sich auf die Überbrückungsvorrichtung in einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das schwimmende Element einen Körper, Verbindungsbereiche und Haltebereiche hat. Der Körper ist radial innerhalb der ersten Schraubenfedern angeordnet. Die Verbindungsbereiche haben eine Form, die von dem Körper nach außen vorspringt, und sie sind jeweils zwischen zwei benachbarten der ersten Schraubenfedern angeordnet. Die Haltebereiche sind radial außerhalb der Verbindungsbereiche angeordnet und halten jeweils äußere Umfangsbereiche von zwei benachbarten der ersten Schraubenfedern.
  • Bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung halten die Haltebereiche des schwimmenden Elements, die außerhalb der Verbindungsbereiche gebildet sind, die äußeren Umfangsbereiche von zwei benachbarten der ersten Schraubenfedern. Daher können die ersten Schraubenfedern an einer Bewegung radial nach außen gehindert werden, auch wenn die Zentrifugalkraft auf die ersten Schraubenfedern wirkt. Kurzum kann ein den ersten Schraubenfedern zugeschriebenes Hysteresedrehmoment zuverlässig verringert werden.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Vorliegende Erfindung ermöglicht eine Implementierung einer Überbrückungsvorrichtung, für welche mehrstufige Torsionscharakteristiken festgelegt werden können, während ein Hysteresedrehmoment gleichzeitig verringert werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische vertikale Schnittansicht eines Drehmomentwandlers, der für eine erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 2 ist eine Seitenansicht einer Überbrückungsvorrichtung des Drehmomentwandlers, die für die erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 3 ist eine vertikale Schnittansicht eines Dämpfers der Überbrückungsvorrichtung, der für die erste beispielhafte Ausführungsform verwendet wird;
  • 4 zeigt in einem Diagramm die Torsionscharakteristiken der für die erste beispielhafte Ausführungsform verwendeten Überbrückungsvorrichtung;
  • 5 ist eine Seitenansicht einer Überbrückungsvorrichtung des Drehmomentwandlers, der für eine zweite beispielhafte Ausführungsform verwendet wird;
  • 6 ist eine vertikale Schnittansicht eines Dämpfers der Überbrückungsvorrichtung, der für die zweite beispielhafte Ausführungsform verwendet wird;
  • 7 zeigt in einem Diagramm die Torsionscharakteristiken der für die zweite beispielhafte Ausführungsform verwendeten Überbrückungsvorrichtung;
  • 8 ist eine Seitenansicht einer Überbrückungsvorrichtung des Drehmomentwandlers, die für eine dritte beispielhafte Ausführungsform verwendet wird;
  • 9 ist eine vertikale Schnittansicht eines Dämpfers der Überbrückungsvorrichtung, der für die dritte beispielhafte Ausführungsform verwendet wird;
  • 10 ist eine Seitenansicht einer Überbrückungsvorrichtung des Drehmomentwandlers, die für eine vierte beispielhafte Ausführungsform verwendet wird;
  • 11 ist eine vertikale Schnittansicht eines Dämpfers der Überbrückungsvorrichtung, der für die vierte beispielhafte Ausführungsform verwendet wird.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • [Erste beispielhafte Ausführungsform]
  • [Konstruktion des Drehmomentwandlers]
  • 1 ist eine schematische vertikale Schnittansicht eines Drehmomentwandlers 1 als beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 ist eine Antriebsmaschine (in der Zeichnung nicht dargestellt) auf der linken Seite angeordnet, während ein Getriebe (in der Zeichnung nicht dargestellt) auf der rechten Seite angeordnet ist. Weiterhin ist in 1 mit 0-0 eine Drehachse des Drehmomentwandlers 1 angegeben. Der Pfeil R1 in 2 gibt die Drehrichtung der Antriebsmaschine und der Pfeil R2 eine zur Drehrichtung der Antriebsmaschine entgegengesetzte Richtung an.
  • Der Drehmomentwandler 1 hat einen Drehmomentwandlerkörper 2 und eine Überbrückungsvorrichtung 6. In 1 besteht der Drehmomentwandlerkörper 2 hauptsächlich aus einer Frontabdeckung 3, einem Pumpenrad 4, einem Turbinenrad 5 usw. Die Konstruktion des Drehmomentwandlerkörpers 2 ist ähnlich wie jene eines bekannten Drehmomentwandlerkörpers und wird daher nur kurz erläutert.
  • Die Frontabdeckung 3 ist ein scheibenförmiges Element, das mit einer Kurbelwelle der Antriebsmaschine verbunden ist. Die Frontabdeckung 3 bildet zusammen mit dem Pumpenrad 4 eine Betriebsölkammer des Drehmomentwandlers 1. Das Turbinenrad 5 ist in der Betriebsölkammer angeordnet, so dass dieses dem Pumpenrad 4 axial gegenüberliegt. Der innere Umfangsbereich des Turbinenrads 5 ist mit einer noch zu beschreibenden Turbinenradnabe 11 verbunden. Die Turbinenradnabe 11 ist mit einer Hauptantriebswelle (in der Zeichnung nicht dargestellt) des Getriebes verbunden.
  • Die Turbinenradnabe 11 ist ein zylindrisches Element. Die Turbinenradnabe 11 ist gebildet aus einem Ansatz 60 und einem scheibenförmigen Flansch 61, der an der äußeren Umfangsfläche des Ansatzes 60 gebildet ist. An der inneren Umfangsfläche des Ansatzes 60 ist ein Keil 62 gebildet. Der Keil 62 ist mit der getriebeseitigen Hauptantriebswelle keilverbunden. Ferner ist an dem Ansatz 60 eine äußere Umfangsfläche 63 gebildet. Die äußere Umfangsfläche 63 liegt auf einer axial antriebsmaschinenseitigen Seite des Flansches 61.
  • [Konstruktion der Überbrückungsvorrichtung]
  • Die Überbrückungsvorrichtung 6 wird anhand der 1 bis 3 beschrieben. Die Überbrückungsvorrichtung 6 ist eine Vorrichtung für eine mechanische Übertragung eines Drehmoments von der Frontabdeckung 3 auf das Turbinenrad 5 und gleichzeitig zum Dämpfen und Abschwächen von Torsionsschwingungen, die in dieses eingeleitet werden. Mit anderen Worten: die Überbrückungsvorrichtung 6 hat eine Kupplungsfunktion und eine Dämpfungsfunktion. Wie in 1 gezeigt ist, ist die Überbrückungsvorrichtung 6 in einem Raum zwischen der Frontabdeckung 3 und dem Turbinenrad 5 angeordnet.
  • Die Überbrückungsvorrichtung 6 besteht hauptsächlich aus einem Kolben 8, einer Antriebsplatte 9, angetriebenen Platten 10, einer Mehrzahl von Torsionsfedern 12 und einem schwimmenden Element 50. Diese Elemente bilden insgesamt einen Dämpfungsmechanismus 13. In dem Dämpfungsmechanismus 13 wirkt die Antriebsplatte 9 als ein Eingangsdrehelement, die angetriebenen Platten 10 wirken als ein Ausgangsdrehelement, und die Torsionsfedern 12 wirken als elastische Elemente zwischen den beiden Elementen. Es sollte beachtet werden, dass der Kolben 8 und die Antriebsplatte 9 ihrer Funktion nach als Eingangsdrehelement betrachtet werden können.
  • Der Kolben 8 ist derart angeordnet, dass er den Raum zwischen der Frontabdeckung 3 und dem Turbinenrad 5 axial teilt. Der Kolben ist ein ringscheibenförmiges Element und ist auch ein Element, das sich durch eine Variation des Hydraulikdrucks in dem Drehmomentwandler 1 axial bewegen kann. Der Kolben 8 ist auf der axialen Getriebeseite der Frontabdeckung 3 an diese angrenzend angeordnet. Der Kolben 8 hat einen ringförmigen Reibkupplungsbereich 15.
  • Der Reibkupplungsbereich 15 ist in dem äußeren Umfangsbereich des Kolbens 8 gebildet. Der Reibkupplungsbereich 15 hat eine ringförmige ebene Form. Der Reibkupplungsbereich 15 liegt einer ringförmigen ebenen Reibfläche 3a der Frontabdeckung 3 gegenüber. Ferner ist ein ringförmiger Reibbelag 16 an der auf der Seite der Frontabdeckung 3 gelegenen Seite des Reibkupplungsbereichs 15 montiert. Die auf der Seite des Turbinenrads 5 gelegene Fläche des Reibkupplungsbereichs 15 ist wärmebehandelt, zum Beispiel weichnitriert.
  • Die Torsionsfedern 12 sind derart konfiguriert, dass sie durch eine relative Drehung zwischen der Antriebsplatte 9 und den angetriebenen Platten 10 komprimiert werden. Die Torsionsfedern 12 werden zumindest durch eine von der Antriebsplatte 9 und den angetriebenen Platten 10 gehalten. Der Begriff "Torsionsfedern 12" ist ein Begriff, der die ersten Schraubenfedern 55 und die zweiten Schraubenfedern 65 umfasst. Es sollte beachtet werden, dass in dem hier beschriebenen Beispiel die Torsionsfedern 12 keine Federbleche aufweisen, dass die Torsionsfedern 12 jedoch Federbleche aufweisen können.
  • Ein außenumfangsseitiger rohrförmiger Bereich 17 ist in dem äußeren Umfangsbereich des Kolbens 8 gebildet und erstreckt sich axial in Richtung auf das Getriebe. Zum anderen ist ein innenumfangsseitiger rohrförmiger Bereich 18 an der inneren Umfangskante des Kolbens 8 gebildet und erstreckt sich axial in Richtung auf das Getriebe. Der innenumfangsseitige rohrförmige Bereich 18 wird radial durch die äußere Umfangsfläche 63 des Ansatzes 60 gestützt. Dementsprechend ist der Kolben 8 derart konfiguriert, dass dieser sich bezüglich der Turbinenradnabe 11 axial und drehrichtungsseitig bewegen kann.
  • Die Antriebsplatte 9 ist an dem Kolben 8 befestigt und wirkt als Eingangselement für die Einleitung eines Drehmoments in die Torsionsfedern 12. Die Antriebsplatte 9 ist ein ringförmiges Plattenelement und ist an ihrem äußeren Umfangsbereich mit dem äußeren Umfangsbereich (dem außenumfangsseitigen rohrförmigen Bereich 17) des Kolbens 8 verbunden. Die Antriebsplatte 9 ist axial zwischen der Turbine 5 und dem Kolben 8 angeordnet. Die Antriebsplatte 9 ist axial zwischen zwei angetriebenen Platten 10 angeordnet. Die Antriebsplatte 9 kann sich relativ zu den beiden angetriebenen Platten 10 drehen.
  • Die Antriebsplatte 9 hat einen Körper 25, erste Federbeaufschlagungsbereiche 26, erste Federhaltebereiche 27, Befestigungsbereiche 28 und einen Verbindungsbereich 29. Der Körper 25 ist im Wesentlichen ringförmig.
  • Die ersten Federbeaufschlagungsbereiche 26 haben eine Form, die von dem Körper 25 radial nach innen vorspringt. Die mehreren (z.B. drei) ersten Federbeaufschlagungsbereiche 26 sind in Umfangsrichtung jeweils in vorgegebenen Abständen angeordnet. Mehrere (z.B. zwei) der ersten Schraubenfedern 55 sind zwischen beliebigen zwei benachbarten ersten Federbeaufschlagungsbereichen 26 angeordnet.
  • Die ersten Federhaltebereiche 27 sind in dem Körper 25 gebildet und liegen radial außerhalb der ersten Federbeaufschlagungsbereiche 26. Die mehreren (z.B. drei) ersten Federhaltebereiche 27 sind in Umfangsrichtung jeweils in vorgegebenen Abständen angeordnet. Die ersten Federhaltebereiche 27 sind rechteckige Öffnungen, in denen jeweils die zweiten Schraubenfedern 65 angeordnet sind.
  • Die Befestigungsbereiche 28 dienen zum Befestigen der Antriebsplatte 9 an den angetriebenen Platten 10, so dass sich die Antriebsplatte 9 relativ zu den angetriebenen Platten 10 drehen kann. Die Befestigungsbereiche 28 sind Längsöffnungen, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Durch die Längsöffnungen sind jeweils Schäfte von Befestigungselementen, zum Beispiel Schäfte von Nieten, hindurchgesteckt. Diese Konstruktion ermöglicht durch die Befestigungselemente 49, zum Beispiel die Niete, eine Drehung der Antriebsplatte 9 relativ zu den beiden angetriebenen Platten 10. Zudem bilden die Befestigungsbereiche 28 zusammen mit den Befestigungselementen 49 (z.B. den Nieten) einen Anschlagmechanismus. Das maximale Drehmoment in den Torsionscharakteristiken wird bestimmt, wenn ein Befestigungselement 49 an einem der beiden Umfangsenden in jedem Befestigungsbereich 28 (jeder Längsöffnung) in Anlage gelangt.
  • Der Verbindungsbereich 29 ist ein Bereich zum Verbinden der Antriebsplatte 9 mit dem Kolben 8. Der Verbindungsbereich 29 ist in dem äußeren Umfangsbereich des Körpers 25 gebildet. Der Verbindungsbereich 29 ist an dem außenumfangsseitigen rohrförmigen Bereich 17 des Kolbens 8 befestigt und kann sich mit dem Kolben 8 drehen.
  • Die angetriebenen Platten 10 sind Elemente, die die Torsionsfedern 12 halten und an die ein Drehmoment von den Torsionsfedern 12 abgegeben wird. Die angetriebenen Platten 10 sind ringscheibenförmige Elemente. Die angetriebenen Platten 10 sind axial zwischen dem Turbinenrad 5 und dem Kolben 8 angeordnet. Die Antriebsplatte 9 ist axial zwischen den beiden angetriebenen Platten 10 angeordnet. Mit anderen Worten: die angetriebenen Platten 10 sind auf beiden Seiten der Antriebsplatte 9 angeordnet. Die inneren Umfangsbereiche der angetriebenen Platten 10 sind durch eine Vielzahl von in Umfangsrichtung ausgerichteten Nieten 47 an dem Flansch 61 befestigt.
  • Jede angetriebene Platte 10 hat einen Körper 35, zweite Federhaltebereiche 36 und zweite Federbeaufschlagungsbereiche 37. Der Körper 35 ist im Wesentlichen ringförmig.
  • Die zweiten Federhaltebereiche 36 sind in einem radial inneren Bereich des Körpers 35 gebildet. Die zweiten Federhaltebereiche 36 sind Fensterbereiche, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Jeder zweite Federhaltebereich 36 hält die radial äußeren Bereiche und die radial inneren Bereiche der ersten Schraubenfedern 55. Die mehreren (drei) zweiten Federhaltebereiche 36 sind hier in dem Körper 35 gebildet. Außerdem hat jeder zweite Federhaltebereich 36 Kontaktbereiche 36a an seinen beiden Umfangsenden, und die Kontaktbereiche 36a kontaktieren die einen Enden der ersten Schraubenfedern 55.
  • Die zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37 sind in einem radial äußeren Bereich des Körpers 35 gebildet. Die zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37 sind Fensterbereiche, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Die mehreren (drei) zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37 sind hier in dem Körper 35 gebildet. Jeder zweite Federbeaufschlagungsbereich 37 hält den radial äußeren Bereich und den radial inneren Bereich jeder zweiten Schraubenfeder 65. Außerdem kann sich jede zweite Schraubenfeder 65 zusammen mit der Antriebsplatte 9 umfangsseitig in jedem zweiten Federbeaufschlagungsbereich 37 (Fensterbereich) bewegen. Darüber hinaus können die Umfangsenden jedes zweiten Federbeaufschlagungsbereichs 37 jeweils mit den Enden jeder zweiten Schraubenfeder 65 in Kontakt gebracht werden. Insbesondere hat jeder zweite Federbeaufschlagungsbereich 37 Kontaktbereiche 37a an seinen beiden Umfangsenden, und die Kontaktbereiche 37a können mit den Enden jeder zweiten Schraubenfeder 65 in Kontakt gebracht werden. Jede zweite Schraubenfeder 65 ist derart konfiguriert, dass sie komprimiert wird, wenn die Antriebsplatte 9 relativ zu den angetriebenen Platten 10 gedreht wird und ein Druckausübungsbereich 37a jedes zweiten Federbeaufschlagungsbereichs 37 mit einem Ende jeder zweiten Schraubenfeder 65 in Kontakt gebracht wird.
  • Das schwimmende Element 50 ist ein Element, das bewirkt, dass zwei benachbarte der ersten Schraubenfedern 55 nacheinander betätigt werden. Das schwimmende Element 50 hat einen Körper 51, Verbindungsbereiche 52 und Haltebereiche 53. Der Körper 51 ist im Wesentlichen ringförmig und ist radial innerhalb der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet. Die Verbindungsbereiche 52 haben eine Form, die von dem Körper 51 nach außen vorspringt. Jeder Verbindungsbereich 52 ist zwischen zwei benachbarten der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet und wird jeweils mit dem Ende der beiden benachbarten ersten Schraubenfedern 55 in Kontakt gebracht. Jeder Haltebereich 53 ist radial außerhalb jedes Verbindungsbereichs 29 gebildet und hält die äußeren Umfangsbereiche der einen Enden der beiden benachbarten ersten Schraubenfedern 55.
  • <Detailkonstruktion der Torsionsfedern>
  • Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, umfassen die Torsionsfedern 12 mehrere (z.B. sechs) erste Schraubenfedern 55 und mehrere (z.B. drei) zweite Schraubenfedern 65.
  • Die ersten Schraubenfedern 55 sind zwischen der Antriebsplatte 9 und den angetriebenen Platten 10 angeordnet und wirken als elastische Elemente. Die ersten Schraubenfedern 55 sind an radial inneren Positionen angeordnet. Im Detail ist eine Mehrzahl von Paaren erster Schraubenfedern 55 an radial inneren Positionen angeordnet, so dass sie in Umfangsrichtung aufeinander ausgerichtet sind. Zusätzlich sind die mehreren Paare der ersten Schraubenfedern 55, zum Beispiel drei Paare der ersten Schraubenfedern 55, in Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet. Jedes Paar der ersten Schraubenfedern 55 ist zwischen zwei ersten Federbeaufschlagungsbereichen 26 angeordnet, die in Umfangsrichtung einander direkt benachbart sind.
  • Jedes Paar der ersten Schraubenfedern 55 ist aus einer Mehrzahl von (z.B. zwei) ersten Schraubenfedern 55 zusammengesetzt. Jeder Verbindungsbereich 29 des schwimmenden Elements 50 ist zwischen zwei ersten Schraubenfedern 55 angeordnet. Zusätzlich sind zwei erste Schraubenfedern 55 zwischen zwei Federbeaufschlagungsbereichen 26 angeordnet, die einander in der Antriebsplatte 9 benachbart sind. Darüber hinaus ist eine der beiden ersten Schraubenfedern 55 derart komprimierbar, dass ihre Windungen eng aneinander anliegen. Im Detail ist eine der beiden ersten Schraubenfedern 55 derart ausgebildet, dass ihre Windungen dichter gewickelt sind, als jene der anderen der beiden ersten Schraubenfedern 55.
  • Im Detail befinden sich die einen Enden der ersten Schraubenfedern 55 in Kontakt mit den Verbindungsbereichen 29 des schwimmenden Elements 50, während sich die anderen Enden der ersten Schraubenfedern 55 mit den ersten Federbeaufschlagungsbereichen 26 der Antriebsplatte 9 und den zweiten Federbeaufschlagungsbereichen 37 (deren Umfangsenden) der angetriebenen Platten 10 in Kontakt befinden. Wenn die Antriebsplatte 9 und die angetriebenen Platten 10 in diesem Zustand relativ zueinander gedreht werden und dadurch ein Torsionswinkel gebildet wird, werden die mehreren Paare der ersten Schraubenfedern 55 (drei Paare von zwei ersten Schraubenfedern 55 sind in Reihe angeordnet) in der Drehrichtung jeweils nacheinander komprimiert.
  • Die zweiten Schraubenfedern 65 sind zwischen der Antriebsplatte 9 und den angetriebenen Platten 10 angeordnet und wirken als elastische Elemente. Die zweiten Schraubenfedern 65 sind an radial äußeren Positionen angeordnet. Im Detail sind die mehreren zweiten Schraubenfedern 65 jeweils radial außerhalb der mehreren Paare der ersten Schraubenfedern 55 so angeordnet, dass sie in der Umfangsrichtung aufeinander ausgerichtet sind. Zusätzlich sind die mehreren (z.B. drei) zweiten Schraubenfedern 65 in Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet.
  • Insbesondere sind die drei zweiten Schraubenfedern 65 jeweils in den ersten Federhaltebereichen 27 der Antriebsplatte 9 angeordnet. Speziell befinden sich die beiden Umfangsenden jedes ersten Federhaltebereichs 27 in Kontakt mit den beiden Seiten jeder zweiten Schraubenfeder 65. Außerdem sind die drei zweiten Schraubenfedern 65 in den zweiten Federbeaufschlagungsbereichen 37 (Fensterbereichen) der angetriebenen Platten 10 jeweils in Umfangsrichtung bewegbar. Darüber hinaus sind die zweiten Schraubenfedern 65 derart konfiguriert, dass diese komprimiert werden, wenn ein Umfangsende der zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37, d.h. ein Kontaktbereich 37a der zweiten Federbeaufschlagungsbereiche, mit dem einen Ende der zweiten Schraubenfedern 65 in Kontakt gelangt. Mit anderen Worten: nur die ersten Schraubenfedern 55 sind so konfiguriert, dass sie komprimiert werden, bis ein Kontaktbereich 37a der zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37 mit einem Ende der zweiten Schraubenfedern 65 in Kontakt gelangt (wenn der Torsionswinkel kleiner ist als ein vorgegebener Winkel). Die zweiten Schraubenfedern 65 sind so konfiguriert, dass ihre Kompression einsetzt, wenn der Torsionswinkel größer oder gleich dem vorgegebenen Winkel ist.
  • [Ablauf in dem Drehmomentwandler]
  • Ein Ablauf in dem Drehmomentwandler 1 wird nachstehend erläutert. Wenn Betriebsöl durch einen hydraulischen Betätigungsmechanismus (in den Zeichnungen nicht dargestellt) zwischen die inneren Umfangsbereiche der Frontabdeckung 3 und den Kolben 8 geleitet wird, fließt das Betriebsöl durch den Zwischenraum zwischen der Frontabdeckung 3 und dem Kolben 8 zur äußeren Umfangsseite. Über den Spalt zwischen der Frontabdeckung 3 und dem Reibbelag 16 fließt das Betriebsöl noch weiter nach außen zur Umfangsseite und fließt in den Körper des Drehmomentwandlers 1. In diesem Zustand ist der Kolben vollständig zur axialen Getriebeseite bewegt und der Kupplungseingriff an dem Reibkupplungsbereich 2915 aufgehoben worden.
  • Anschließend, wenn das Betriebsöl durch den hydraulischen Betätigungsmechanismus (in den Zeichnungen nicht dargestellt) aus dem Zwischenraum zwischen der Frontabdeckung 3 und dem Kolben 8 abgeleitet wurde, wird der Kolbenmechanismus vollständig zur axialen Antriebsmaschinenseite bewegt. Dementsprechend wird der Reibbelag 16 mit hoher Kraft an die Frontabdeckung 3 angepresst und der Einrückzustand der Kupplung hergestellt. Durch den Kolben 8 wird ein Drehmoment von der Frontabdeckung 3 auf den Dämpfungsmechanismus 13 übertragen. In dem Dämpfungsmechanismus 13 wird das Drehmoment von der Antriebsplatte 9 durch die Torsionsfedern 12 auf die angetriebenen Platten 10 übertragen. Dann wird das Drehmoment durch das Turbinenrad 11 von den angetriebenen Platten 10 auf die Welle (in den Zeichnungen nicht dargestellt) übertragen. Wenn im Einrückzustand der Kupplung von der Antriebsmaschinenseite eine Drehmomentvariation eingeführt wird, werden die Torsionsfedern 12 drehrichtungsseitig zwischen der Antriebsplatte 9 und den angetriebenen Platten 10 in dem Dämpfungsmechanismus 13 komprimiert.
  • [Ablauf in der Überbrückungsvorrichtung]
  • Ein Ablauf in der Überbrückungsvorrichtung 6 wird nachstehend erläutert. Wenn die Drehung der Antriebsplatte 9 und der angetriebenen Platten 10 relativ zueinander einsetzt (wenn die Antriebsplatte 9 in Richtung R1 gedreht wird), werden zunächst drei Paare der ersten Schraubenfedern 55 (die sechs ersten Schraubenfedern 55) zwischen der Antriebsplatte 9 (den ersten Federbeaufschlagungsbereichen 26) und der angetriebenen Platte 10 (den Kontaktbereichen 36a der zweiten Federhaltebereiche 36) (siehe P1 in 2) komprimiert. Wie in 4 gezeigt ist, wird dementsprechend eine Torsionssteifigkeit einer ersten Stufe K1 gebildet.
  • Wenn der Torsionswinkel dann einen vorgegebenen ersten Winkel θ1 erreicht, werden beide der zwei ersten Schraubenfedern 55 eines jeden Paares derart komprimiert, dass ihre Windungen eng aneinander anliegen. Wird der Torsionswinkel dann größer oder gleich dem vorgegebenen ersten Torsionswinkel θ1, wird nur eine der ersten Schraubenfedern 55 eines jeden Paares komprimiert. Dementsprechend wird eine Torsionssteifigkeit einer zweiten Stufe K2 gebildet.
  • Wenn der Torsionswinkel anschließend einen vorgegebenen zweiten Winkel θ2 erreicht, wird ein Kontaktbereich 37a der zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37 der angetriebenen Platten 10 mit einem Ende der zweiten Schraubenfedern 65 in Kontakt gebracht (siehe P2 in 2). Wenn der Torsionswinkel dann größer oder gleich dem vorgegebenen zweiten Winkel θ2 wird, werden eine der ersten Schraubenfedern 55 eines jeden Paares (drei erste Schraubenfedern 55) und die drei zweiten Schraubenfedern 65 komprimiert. Dementsprechend wird eine Torsionssteifigkeit einer dritten Stufe K3 gebildet.
  • Schließlich wird, wenn ein Niet 49 mit einem der beiden Umfangsenden in jedem Befestigungsbereich 28 (jede Längsöffnung) der Antriebsplatte 9 in Kontakt gelangt (siehe P3 in 2), der Anschlagmechanismus aktiviert und das maximale Drehmoment in der Torsionscharakteristik bestimmt. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 eine dreistufige Torsionscharakteristik festgelegt. Ein dem vorstehend beschriebenen Vorgang ähnlicher Vorgang findet auch statt, wenn die Antriebsplatte 9 in Richtung R2 gedreht wird.
  • Es sollte beachtet werden, dass bei den vorliegend erläuterten Torsionscharakteristiken die Torsionssteifigkeit der ersten Stufe K1 definiert wird durch den Absolutwert eines ersten Drehmoments T1 gegenüber jenem des ersten Winkels θ1. Die Torsionssteifigkeit der zweiten Stufe K2 wird definiert durch den Absolutwert einer Differenz zwischen einem zweiten Drehmoment T2 und dem ersten Drehmoment T1 gegenüber jenem einer Differenz zwischen dem zweiten Winkel θ2 und dem ersten Winkel θ1. Die Torsionssteifigkeit der dritten Stufe K3 wird definiert durch den Absolutwert einer Differenz zwischen einem dritten Drehmoment T3 und dem zweiten Drehmoment T2 gegenüber jenem einer Differenz zwischen einem dritten Winkel θ3 und dem zweiten Winkel θ2.
  • [Merkmale]
    • (A1) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 werden die mehreren ersten Schraubenfedern 55, die an radial inneren Positionen angeordnet sind, zwischen der Antriebsplatte 9 und den angetriebenen Platten 10 komprimiert. Ferner verbindet das schwimmende Element 50 die mehreren ersten Schraubenfedern 55 von der radial inneren Seite der ersten Schraubenfedern 55. Bei dieser Konstruktion wird eine auf die ersten Schraubenfedern 55 wirkende Zentrifugalkraft klein, und ein Gleitwiderstand der ersten Schraubenfedern 55 gegen das schwimmende Element 50, der durch die Zentrifugalkraft verursacht wird, kann deutlich verringert werden. Mit anderen Worten: ein Hysteresedrehmoment kann deutlich verringert werden. Dementsprechend können die ersten Schraubenfeder 55 wirksam betätigt werden.
  • Darüber hinaus sind benachbarte erste Schraubenfedern 55 bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 6 durch das schwimmende Element 50 in Reihe verbunden. Bei dieser Konstruktion können Torsionscharakteristiken einer ersten Stufe (Torsionssteifigkeit K1) auf einen niedrigen Wert festgelegt werden. Selbst wenn die Torsionscharakteristiken der ersten Stufe (die Torsionssteifigkeit K1) auf einen niedrigen Wert festgelegt sind, sind die zweiten Schraubenfedern 65 derart konfiguriert, dass sie komprimiert werden, wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen Winkel θ2 oder einen größeren Winkel erreicht. Die Überbrückungsvorrichtung 6 kann daher zuverlässig betätigt werden, bis ein Soll-Drehmoment erreicht wird.
  • Dadurch können bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung 6 mehrstufige Torsionscharakteristiken festgelegt werden, und es kann ein Hysteresedrehmoment verringert werden.
    • (A2) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 ist die Torsionssteifigkeit derart ausgelegt, dass sie (von K1 in K2) geändert wird, indem mindestens eine beliebige der mehreren ersten Schraubenfedern 55 komprimiert wird, so dass ihre Windungen im Zustand der Betätigung der mehreren ersten Schraubenfedern 55 eng aneinander anliegen. Die zweiten Schraubenfedern 65 sind darüber hinaus derart konfiguriert, dass sie komprimiert werden, wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen Winkel θ2 (relativer Winkel) oder einen größeren Winkel erreicht, wodurch die Torsionssteifigkeit für eine weitere Änderung (von K2 in K3) ausgelegt ist. Auf
    • diese Weise ist es ohne weiteres möglich, bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 mehrstufige Torsionscharakteristiken festzulegen.
    • (A3) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 sind die zweiten Schraubenfedern 65 radial außerhalb der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet. Die zweiten Schraubenfedern 65 sind derart konfiguriert, dass sie komprimiert werden, wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen Winkel θ2 oder einen größeren Winkel erreicht, und tragen daher nicht zu einem Hysteresedrehmoment in der Torsionscharakteristik (Torsionssteifigkeit K1) der ersten Stufe bei. Mit anderen Worten: es können mehrstufige Torsionscharakteristiken festgelegt werden, während ein Zustand beibehalten wird, in dem das Hysteresedrehmoment in der Torsionscharakteristik der ersten Stufe verringert wird.
  • [Zweite beispielhafte Ausführungsform]
  • Die 5 und 6 zeigen eine Überbrückungsvorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform. Mit Ausnahme der Konstruktion der Schraubenfedern 12 ist die Konstruktion von Komponenten der Überbrückungsvorrichtung in der zweiten beispielhaften Ausführungsform ähnlich wie jene der entsprechenden Komponenten der Überbrückungsvorrichtung in der ersten beispielhaften Ausführungsform. Aus diesem Grund werden Komponenten, die ähnlich wie die entsprechenden Komponenten in der ersten beispielhaften Ausführungsform sind, an dieser Stelle nicht mehr eigens erläutert. Ebenso sind die Bezugszeichen in den 5 und 6 identisch mit jenen der entsprechenden Komponenten der ersten beispielhaften Ausführungsform. Es sollte beachtet werden, dass auch die Konstruktion des Drehmomentwandlerkörpers der zweiten beispielhaften Ausführungsform ähnlich ist wie jene des Drehmomentwandlerkörpers in der ersten beispielhaften Ausführungsform, so dass auch der Drehmomentwandlerkörper an dieser Stelle nicht mehr näher erläutert wird.
  • Komponenten, die sich von den entsprechenden Komponenten in der ersten beispielhaften Ausführungsform unterscheiden, werden nachstehend beschrieben, wohingegen Komponenten, die in der nachstehenden Beschreibung nicht enthalten sind, mit jenen übereinstimmen, die in der ersten beispielhaften Ausführungsform beschrieben wurden.
  • [Konstruktion der Überbrückungsvorrichtung]
  • Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, umfassen die Torsionsfedern 12 die mehreren (z.B. sechs) ersten Schraubenfedern 55, die mehreren (z.B. drei) zweiten Schraubenfedern 65, eine Mehrzahl (z.B. sechs) von ersten Zwischenschraubenfedern 155 (beispielhafte dritte Schraubenfedern) und eine Mehrzahl (z.B. drei) von zweiten Zwischenschraubenfedern 165 (beispielhafte fünfte Schraubenfedern).
  • Die grundlegende Konstruktion der mehreren ersten Schraubenfedern 55 und der mehreren zweiten Schraubenfedern 65 ist ähnlich wie jene in der ersten beispielhaften Ausführungsform. Mit anderen Worten: die ersten Schraubenfedern 55 und die zweiten Schraubenfedern 65 sind zwischen der Antriebsplatte 9 und der angetriebenen Platte 10 angeordnet und wirken als elastische Elemente. Aus diesem Grund werden die mehreren ersten Schraubenfedern 55 und die mehreren zweiten Schraubenfedern 65 nicht mehr im Einzelnen erläutert. Es sollte beachtet werden, dass die ersten Schraubenfedern 55 in einem vorliegend beschriebenen Beispiel nicht für eine Kompression ausgelegt sind, bei der ihre Windungen eng aneinander anliegen.
  • Die mehreren ersten Zwischenschraubenfedern 155 sind jeweils in den inneren Umfangsbereichen der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet. Die mehreren Zwischenschraubenfedern 155 haben jeweils eine freie Länge, die kürzer ist als die der ersten Schraubenfedern 55. Die mehreren Zwischenschraubenfedern 165 sind jeweils in den inneren Umfangsbereichen der zweiten Schraubenfedern 65 angeordnet. Die mehreren zweiten Zwischenschraubenfedern 165 haben jeweils eine freie Länge, die kürzer ist als die der zweiten Schraubenfedern 65.
  • [Ablauf in der Überbrückungsvorrichtung]
  • Ein Ablauf in der Überbrückungsvorrichtung 6 wird nachstehend erläutert. Wenn die relative Drehung der Antriebsplatte 9 und der angetriebenen Platten 10 einsetzt (wenn die Antriebsplatte 9 in Richtung R1 gedreht wird), werden zunächst die drei Paare der ersten Schraubenfedern 55 (die sechs ersten Schraubenfedern 55) zwischen der Antriebsplatte 9 (den ersten Federbeaufschlagungsbereichen 26) und den angetriebenen Platten 10 (den Kontaktbereichen 36a der zweiten Federhaltebereiche 36) komprimiert. Dementsprechend wird eine Torsionssteifigkeit einer ersten Stufe K1 gebildet, wie in 7 gezeigt.
  • Anschließend, wenn der Torsionswinkel einen vorgegebenen ersten Winkel θ1 erreicht, werden die Antriebsplatte 9 (die ersten Federbeaufschlagungsbereiche 26) und die angetriebenen Platten 10 (die Kontaktbereiche 36a der zweiten Federhaltebereiche 36) mit den ersten Zwischenschraubenfedern 155 in Kontakt gebracht (siehe P1 in 5). Dann, wenn der Torsionswinkel größer oder gleich dem vorgegebenen ersten Winkel θ1 ist, werden die ersten Schraubenfedern 55 und die ersten Zwischenschraubenfedern 155 der jeweiligen Paare komprimiert. Dementsprechend wird eine Torsionssteifigkeit einer zweiten Stufe K2 gebildet.
  • Wenn der Torsionswinkel anschließend einen vorgegebenen zweiten Winkel θ2 erreicht, wird ein Kontaktbereich 37a der zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37 der angetriebenen Platten 10 mit einem Ende der zweiten Schraubenfedern 65 in Kontakt gebracht (siehe P2 in 5).
  • Dann, wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen zweiten Torsionswinkel θ2 oder einen größeren Winkel erreicht, werden die ersten Schraubenfedern 55 und die ersten Zwischenschraubenfedern 155 der jeweiligen Paare und die drei dritten Schraubenfedern 65 komprimiert. Dementsprechend wird eine Torsionssteifigkeit einer dritten Stufe K3 gebildet.
  • Wenn der Torsionswinkel anschließend einen vorgegebenen dritten Winkel θ3 erreicht, wird ein Kontaktbereich 37a der zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37 der angetriebenen Platten 10 mit einem Ende der zweiten Zwischenschraubenfedern 165 in Kontakt gebracht. Dann, wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen dritten Torsionswinkel θ3 oder einen größeren Winkel erreicht, werden die ersten Schraubenfedern 55 und die ersten Zwischenschraubenfedern 155 der jeweiligen Paare, die drei zweiten Schraubenfedern 65 und die drei Zwischenschraubenfedern 165 komprimiert. Dementsprechend wird eine Torsionssteifigkeit einer vierten Stufe K3 gebildet.
  • Wenn schließlich ein Niet 49 mit einem der beiden Umfangsenden jedes Befestigungsbereichs 28 (jeder Längsöffnung) der Antriebsplatte 9 in Kontakt gelangt (siehe P3 in 5), wird der Anschlagmechanismus aktiviert und das maximale Drehmoment in den Torsionscharakteristiken bestimmt. Dadurch werden bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 vierstufige Torsionscharakteristiken festgelegt. Der vorstehend beschriebene Ablauf ist ähnlich, wenn die Antriebsplatte 9 in Richtung R2 gedreht wird.
  • Es sollte beachtet werden, dass bei den vorliegend beschriebenen Torsionscharakteristiken die Torsionssteifigkeit der vierten Stufe K4 definiert wird durch den Absolutwert einer Differenz zischen einem vierten Drehmoment T4 (maximales Drehmoment) und dem dritten Drehmoment T3 gegenüber jenem einer Differenz zwischen einem vierten Winkel θ4 und dem dritten Winkel θ3.
  • [Merkmale]
    • (B1) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 sind die erzielten vorteilhaften Wirkungen ähnlich wie jene, die mit der ersten beispielhaften Ausführungsform erzielt werden, mit Ausnahme des Vorteils betreffend den engen Kontakt der Windungen der Federn.
    • (B2) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 sind die ersten Zwischenschraubenfedern 155 in den inneren Umfangsbereichen der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet. Daher kann die Torsionssteifigkeit durch die ersten Zwischenschraubenfedern 155 ohne weiteres reguliert werden.
    • (B3) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 ist die Torsionssteifigkeit so ausgelegt, dass diese (von K1 in K2) geändert wird, wenn mindestens eine erste Zwischenschraubenfeder 155, die in dem inneren Umfangsbereich mindestens einer der mehreren ersten Schraubenfedern 55 angeordnet ist, im Zustand einer Betätigung lediglich der mehreren ersten Schraubenfedern 55 weiter betätigt wird. Darüber hinaus sind die zweiten Schraubenfedern 65 derart konfiguriert, dass diesem komprimiert werden, wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen Winkel θ2 oder einen größeren Winkel erreicht, wodurch die Torsionssteifigkeit derart ausgelegt ist, dass diese weiter (von K2 in K3) geändert wird. Auf diese Weise können bei vorliegender Überbrückungsvorrichtung ohne weiteres mehrstufige Torsionscharakteristiken festgelegt werden. Außerdem kann in diesem Fall die Anzahl von Stufen in den Torsionscharakteristiken vergrößert werden. Daher kann die Überbrückungsvorrichtung 6 weich und gleichmäßig arbeiten, wenn die Torsionssteifigkeit an einem Knickpunkt in den Torsionscharakteristiken variiert.
    • (B4) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 sind die zweiten Zwischenschraubenfedern 165 in den inneren Umfangsbereichen der zweiten Schraubenfedern 65 angeordnet. Daher lässt sich die Torsionssteifigkeit ohne weiteres durch die zweiten Zwischenschraubenfedern 165 regulieren. Außerdem ist die freie Länge jeder zweiten Zwischenschraubenfeder 165 kürzer bemessen als jene jeder zweiten Schraubenfeder 65, weshalb sich ohne weiteres mehrstufige Torsionscharakteristiken festlegen lassen. Ferner ist es hier möglich, die Anzahl der Stufen der Torsionscharakteristiken zu vergrößern. Daher kann die Überbrückungsvorrichtung weich und gleichmäßig arbeiten, wenn die Torsionssteifigkeit an einem Knickpunkt in den Torsionscharakteristiken variiert.
  • [Dritte beispielhafte Ausführungsform]
  • Die 8 und 9 zeigen eine Überbrückungsvorrichtung gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform. Mit Ausnahme der Konstruktion der Schraubenfedern 12 ist die Konstruktion von Komponenten der Überbrückungsvorrichtung in der dritten beispielhaften Ausführungsform ähnlich wie die Konstruktion der entsprechenden Komponenten der Überbrückungsvorrichtung in der zweiten beispielhaften Ausführungsform. Aus diesem Grund werden in der nachstehenden Beschreibung Komponenten, die ähnlich wie ihre entsprechenden Komponenten in der ersten beispielhaften Ausführungsform sind, nicht mehr eigens erläutert. Ebenso sind in den 8 und 9 diejenigen Komponenten, die ähnlich sind wie ihre entsprechenden Komponenten in der ersten beispielhaften Ausführungsform, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es sollte beachtet werden, dass auch der Drehmomentwandlerkörper in der dritten beispielhaften Ausführungsform ähnlich ist wie der Drehmomentwandlerkörper in der ersten beispielhaften Ausführungsform und deshalb nicht mehr näher erläutert wird.
  • [Konstruktion der Überbrückungsvorrichtung]
  • Wie in den 8 und 9 gezeigt ist, umfassen die Torsionsfedern 12 die mehreren (z.B. sechs) ersten Schraubenfedern 55, die mehreren (z.B. drei) zweiten Schraubenfedern 65, die mehreren (z.B. sechs) ersten Zwischenschraubenfedern 155 und die mehreren (z.B. drei) zweiten Zwischenschraubenfedern 165.
  • Die mehreren ersten Schraubenfedern 55 und die mehreren zweiten Schraubenfedern 65 sind in ihrer grundlegenden Konstruktion ähnlich wie jene in der ersten beispielhaften Ausführungsform. Mit anderen Worten: die ersten Schraubenfedern 55 und die zweiten Schraubenfedern 65 sind zwischen der Antriebsplatte 9 und den angetriebenen Platten 10 angeordnet und wirken als elastische Elemente. Die mehreren ersten Schraubenfedern 55 und die mehreren zweiten Schraubenfedern 65 werden daher nicht mehr im Einzelnen erläutert. Es sollte beachtet werden, dass in einem vorliegend beschriebenen Beispiel die ersten Schraubenfedern 55 nicht für eine Kompression ausgelegt sind, bei der ihre Windungen eng aneinander anliegen.
  • Die mehreren ersten Zwischenschraubenfedern 155 sind jeweils in den inneren Umfangsbereichen der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet. Die mehreren ersten Zwischenschraubenfedern 155 haben jeweils die gleiche freie Länge wie die ersten Schraubenfedern 55. Die mehreren zweiten Zwischenschraubenfedern 165 sind jeweils in den inneren Umfangsbereichen der zweiten Schraubenfedern 65 angeordnet. Die mehreren zweiten Zwischenschraubenfedern 165 haben jeweils eine kürzere freie Länge als die zweiten Schraubenfedern 65.
  • [Ablauf in der Überbrückungsvorrichtung]
  • Ein Ablauf in der Überbrückungsvorrichtung 6 wird nachstehend erläutert. Wenn die Drehung der Antriebsplatte 9 und der angetriebenen Platten 10 relativ zueinander einsetzt (wenn die Antriebsplatte 9 in Richtung R1 gedreht wird), werden zunächst die drei Paare der ersten Schraubenfedern 55 (die sechs ersten Schraubenfedern 55) und die sechs ersten Zwischenschraubenfedern 155 zwischen der Antriebsplatte 9 (den ersten Federbeaufschlagungsbereichen 26) und den angetriebenen Platten 10 (den Kontaktbereichen 36a der zweiten Federhaltebereiche 36) komprimiert (siehe P1 in 8). Dementsprechend wird die Torsionssteifigkeit der ersten Stufe K1 gebildet, wie in 4 gezeigt ist. Die Torsionssteifigkeit der ersten Stufe K1 ist hier größer als in der ersten beispielhaften Ausführungsform.
  • Wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen ersten Winkel θ1 erreicht, wird ein Kontaktbereich 37a der zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37 der angetriebenen Platten 10 mit einem Ende der zweiten Schraubenfedern 65 in Kontakt gebracht (siehe P2 in 8). Wenn der Torsionswinkel dann den vorgegebenen zweiten Winkel θ2 oder einen größeren Winkel erreicht, werden die drei Paare der ersten Schraubenfedern 55 (die sechs ersten Schraubenfedern 55), die sechs ersten Zwischenschraubenfedern 155 und die drei zweiten Schraubenfedern 65 komprimiert. Dementsprechend wird die Torsionssteifigkeit der zweiten Stufe K2 gebildet.
  • Wenn anschließend der Torsionswinkel den vorgegebenen zweiten Winkel θ2 erreicht, wird ein Kontaktbereich 37a der zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37 der angetriebenen Platten 10 mit einem Ende der zweiten Zwischenschraubenfedern 165 in Kontakt gebracht. Erreicht der Torsionswinkel dann den vorgegebenen dritten Winkel θ3 oder einen größeren Winkel, werden die drei Paare der ersten Schraubenfedern 55 (die sechs ersten Schraubenfedern 55), die sechs ersten Zwischenschraubenfedern 155, die drei zweiten Schraubenfedern 65 und die drei zweiten Zwischenschraubenfedern 165 komprimiert. Dementsprechend wird die Torsionssteifigkeit der dritten Stufe K3 gebildet.
  • Wenn schließlich ein Niet 49 mit einem der beiden Umfangsenden jedes Befestigungsbereichs 28 (jeder Längsöffnung) der Antriebsplatte 9 in Kontakt gelangt (siehe P3 in 8), wird der Anschlagmechanismus aktiviert und das maximale Drehmoment in den Torsionscharakteristiken bestimmt. Auf diese Weise erfolgt die Festlegung einer dreistufigen Torsionscharakteristik in der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6. Ein ähnlicher Ablauf wie der vorstehend beschriebene Ablauf findet statt, wenn die Antriebsplatte 9 in Richtung R2 gedreht wird.
  • [Merkmale]
    • (C1) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 sind die erzielten vorteilhaften Wirkungen ähnlich wie jene, die mit der ersten beispielhaften Ausführungsform erzielt werden, mit Ausnahme des Vorteils betreffend den engen Kontakt der Windungen der Federn.
    • (C2) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 sind die ersten Zwischenschraubenfedern 155 in den inneren Umfangsbereichen der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet. Daher kann die Torsionssteifigkeit durch die ersten Zwischenschraubenfedern 155 ohne weiteres reguliert werden. Hinzu kommt, dass sich die Dauerhaftigkeit verbessern lässt, indem die Torsionssteifigkeit nicht nur mit den ersten Schraubenfedern 55, sondern mit den ersten Schraubenfedern 55 und den ersten Zwischenschraubenfedern 155 festgelegt wird.
    • (C3) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 sind die zweiten Zwischenschraubenfedern 165 in den inneren Umfangsbereichen der zweiten Schraubenfedern 65 angeordnet. Daher lässt sich die Torsionssteifigkeit ohne weiteres durch die zweiten Zwischenschraubenfedern 165 regulieren. Außerdem ist die freie Länge jeder zweiten Zwischenschraubenfeder 165 kürzer bemessen als jene jeder zweiten Schraubenfeder 65, weshalb sich ohne weiteres mehrstufige Torsionscharakteristiken festlegen lassen. Ferner ist es hier möglich, die Anzahl der Stufen der Torsionscharakteristiken zu vergrößern. Daher kann die Überbrückungsvorrichtung 6 weich und gleichmäßig arbeiten, wenn die Torsionssteifigkeit an einem Knickpunkt in den Torsionscharakteristiken variiert.
  • [Vierte beispielhafte Ausführungsform]
  • Die 10 und 11 zeigen eine Überbrückungsvorrichtung gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform. Mit Ausnahme der Konstruktion der Antriebsplatte 9, der angetriebenen Platten 10, des schwimmenden Elements 50 und der Torsionsfedern 12 ist die Konstruktion von Komponenten der Überbrückungsvorrichtung in der vierten beispielhaften Ausführungsform ähnlich wie die Konstruktion der entsprechenden Komponenten der Überbrückungsvorrichtung in der ersten beispielhaften Ausführungsform. Aus diesem Grund werden in der nachstehenden Beschreibung Komponenten, die ähnlich wie ihre entsprechenden Komponenten in der ersten beispielhaften Ausführungsform sind, nicht mehr eigens erläutert. Ebenso sind in den 10 und 11 diejenigen Komponenten, die ähnlich sind wie ihre entsprechenden Komponenten in der ersten beispielhaften Ausführungsform, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es sollte beachtet werden, dass auch der Drehmomentwandlerkörper in der vierten beispielhaften Ausführungsform ähnlich ist wie der Drehmomentwandlerkörper in der ersten beispielhaften Ausführungsform und deshalb nicht mehr näher erläutert wird.
  • [Konstruktion der Überbrückungsvorrichtung]
  • Wie in den 10 und 11 gezeigt ist, umfassen die Torsionsfedern 12 die mehreren (z.B. vier) ersten Schraubenfedern 55, die mehreren (z.B. zwei) zweiten Schraubenfedern 65, die mehreren (z.B. vier) ersten Zwischenschraubenfedern 155 und mehrere (z.B. zwei) dritte Schraubenfedern 75 (beispielhafte vierte Schraubenfedern).
  • Die mehreren ersten Schraubenfedern 55 und die mehreren zweiten Schraubenfedern 65 sind in ihrer grundlegenden Konstruktion ähnlich wie jene in der ersten beispielhaften Ausführungsform. Mit anderen Worten: die ersten Schraubenfedern 55 und die zweiten Schraubenfedern 65 sind zwischen der Antriebsplatte 9 und den angetriebenen Platten 10 angeordnet und wirken als elastische Elemente. Die mehreren ersten Schraubenfedern 55 und die mehreren zweiten Schraubenfedern 65 werden daher nicht mehr im Einzelnen erläutert. Es sollte beachtet werden, dass in einem vorliegend beschriebenen Beispiel die ersten Schraubenfedern 55 nicht für eine Kompression ausgelegt sind, bei der ihre Windungen eng aneinander anliegen.
  • Die mehreren ersten Zwischenschraubenfedern 155 sind jeweils in den inneren Umfangsbereichen der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet. Die mehreren ersten Zwischenschraubenfedern 155 haben jeweils die gleiche freie Länge wie die ersten Schraubenfedern 55. Die dritten Schraubenfedern 75 sind an radial inneren Positionen angeordnet. Außerdem ist jede dritte Schraubenfeder 75 zwischen einem Paar der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet, die in Umfangsrichtung aneinander angrenzend angeordnet sind. Darüber hinaus sind die beiden dritten Schraubenfedern 75 einander radial gegenüberliegend angeordnet.
  • In der Antriebsplatte 9 sind vier Zwischenräume (erste Zwischenräume S1 und zweite Zwischenräume S2) in Umfangsrichtung zwischen den mehreren (z.B. vier) ersten Federbeaufschlagungsbereichen 26 gebildet. Jedes Paar der ersten Schraubenfedern 55 ist in jedem der ersten beiden Zwischenräume S1, die einander radial gegenüberliegen, angeordnet. Jede dritte Schraubenfeder 75 ist in jedem der beiden zweiten Zwischenräume S2, die einander radial gegenüberliegen, angeordnet. Jede dritte Schraubenfeder 75 kann sich in dem jeweiligen zweiten Zwischenraum S2 in Umfangsrichtung bewegen. Insbesondere ist die Umfangslänge jedes zweiten Zwischenraums S2 länger als die freie Länge jeder dritten Schraubenfeder 75.
  • Jede angetriebene Platte 10 hat ferner dritte Federhaltebereiche 38. Die dritten Federhaltebereiche 38 sind in einem radial inneren Bereich des Körpers 25 gebildet. Weiterhin ist jeder dritte Federhaltebereich 38 zwischen den zweiten Federhaltebereichen 26, die einander in Umfangsrichtung benachbart sind, gebildet. Die dritten Federhaltebereiche 38 sind Fensterbereiche. Die dritten Federhaltebereiche 38 halten die dritten Schraubenfedern 75. Darüber hinaus hat jeder dritte Federhaltebereich 38 Kontaktbereiche 38a an seinen beiden Umfangsenden, und die Kontaktbereiche 38a kontaktieren die Enden jeder dritten Schraubenfeder 75. Die mehreren (zwei) dritten Federhaltebereiche 38 sind vorliegend in dem Körper 25 gebildet.
  • Die mehreren (z.B. zwei) Verbindungsbereiche 52 sind dem schwimmenden Element 50 gebildet. Zwei dritte Zwischenräume S3 sind zwischen den beiden Kupplungsbereichen 52 gebildet, die einander in Umfangsrichtung benachbart sind. Zwei der ersten Federbeaufschlagungsbereiche 26 sind in jedem dritten Zwischenraum S2 angeordnet. Ferner sind zwei der ersten Schraubenfedern 55 und jede dritte Schraubenfeder 75 in jedem dritten Zwischenraum S3 angeordnet. In jedem Zwischenraum S3 ist jede dritte Schraubenfeder 75 in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet.
  • [Ablauf in der Überbrückungsvorrichtung]
  • Ein Ablauf in der Überbrückungsvorrichtung 6 wird nachstehend erläutert. Wenn die Drehung der Antriebsplatte 9 und der angetriebenen Platten 10 relativ zueinander einsetzt (wenn die Antriebsplatte 9 in Richtung R1 gedreht wird), werden zunächst die beiden Paare der ersten Schraubenfedern 55 (die vier ersten Schraubenfedern 55) und die vier ersten Zwischenschraubenfedern 155 zwischen der Antriebsplatte 9 (den ersten Federbeaufschlagungsbereichen 26) und den angetriebenen Platten 10 (den Kontaktbereichen 36a der zweiten Federhaltebereiche 36) komprimiert. Dementsprechend wird die Torsionssteifigkeit der ersten Stufe K1 gebildet, wie in 4 gezeigt. Die Torsionssteifigkeit der ersten Stufe K1 ist hier größer als in der ersten beispielhaften Ausführungsform.
  • Wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen ersten Winkel θ1 erreicht, wird ein Kontaktbereich 37a der zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37 der angetriebenen Platten 10 mit einem Ende der zweiten Schraubenfedern 65 in Kontakt gebracht. Wenn der Torsionswinkel dann den vorgegebenen ersten Winkel θ1 oder einen größeren Winkel erreicht, werden die beiden Paare der ersten Schraubenfedern 55 (die vier ersten Schraubenfedern 55), die vier ersten Zwischenschraubenfedern 155 und die beiden zweiten Schraubenfedern 65 komprimiert. Dementsprechend wird die Torsionssteifigkeit der zweiten Stufe K2 gebildet.
  • Wenn anschließend der Torsionswinkel den vorgegebenen zweiten Winkel θ2 erreicht, wird die Antriebsplatte 9 (die ersten Federbeaufschlagungsbereiche 26) mit den dritten Schraubenfedern 75 in Kontakt gebracht. Wenn der Torsionswinkel dann den zweiten vorgegebenen Winkel θ2 oder einen größeren Winkel erreicht, werden die dritten Schraubenfedern 75 zwischen der Antriebsplatte 9 (den ersten Federbeaufschlagungsbereichen 26) und den angetriebenen Platten 10 (den Kontaktbereichen der dritten Federhaltebereiche 38) komprimiert. Dementsprechend wird die Torsionssteifigkeit der dritten Stufe K3 gebildet.
  • Wenn schließlich ein Niet 49 mit einem der beiden Umfangsenden jedes Befestigungsbereichs 28 (jeder Längsöffnung) der Antriebsplatte 9 in Kontakt gelangt, wird der Anschlagmechanismus aktiviert und das maximale Drehmoment in den Torsionscharakteristiken bestimmt. Auf diese Weise erfolgt die Festlegung einer dreistufigen Torsionscharakteristik in der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6. Ein ähnlicher Ablauf wie der vorstehend beschriebene Ablauf findet statt, wenn die Antriebsplatte 9 in Richtung R2 gedreht wird.
  • [Merkmale]
    • (D1) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 sind die erzielten vorteilhaften Wirkungen ähnlich wie jene, die mit der ersten beispielhaften Ausführungsform erzielt werden, mit Ausnahme des Vorteils betreffend den engen Kontakt der Windungen der Federn.
    • (D2) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 sind dritten Schraubenfedern 75 derart konfiguriert, dass sie nach einer Kompression der mehreren ersten Schraubenfedern 55 und der mehreren zweiten Schraubenfedern 65 weiter komprimiert werden. Die Anzahl der Stufen in den Torsionscharakteristiken kann daher vergrößert werden. Mit anderen Worten: Die Überbrückungsvorrichtung 6 kann weich und gleichmäßig arbeiten, wenn die Torsionssteifigkeit an einem Knickpunkt in den Torsionscharakteristiken variiert.
    • (D3) Bei der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung 6 sind die ersten Zwischenschraubenfedern 155 in den inneren Umfangsbereichen der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet. Daher lässt sich die Torsionssteifigkeit ohne weiteres durch die ersten Zwischenschraubenfedern 155 regulieren. Außerdem kann die Dauerhaftigkeit verbessert werden, indem die Torsionssteifigkeit nicht nur mit den ersten Schraubenfedern 55, sondern stattdessen mit den ersten Schraubenfedern 55 und den ersten Zwischenschraubenfedern 155 festgelegt wird.
  • [Weitere beispielhafte Ausführungsformen]
    • (a) Anhand der dritten beispielhaften Ausführungsform wurde eine Konstruktion dargestellt, bei welcher die ersten Zwischenschraubenfedern 155 (beispielhafte dritte Schraubenfedern) jeweils in den inneren Umfangsbereichen der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet sind und jeweils die gleiche freie Länge haben wie jede erste Schraubenfeder 55. Bei dieser Konstruktion kann jede der beiden ersten Zwischenschraubenfedern 155 jedes Paares für eine Kompression konfiguriert sein, bei der ihre Windungen eng aneinander anliegen.
  • Wenn die Drehung der Antriebsplatte 9 und der angetriebenen Platten 10 relativ zueinander einsetzt, werden insbesondere zunächst drei Paare der ersten Schraubenfedern 55 (die sechs ersten Schraubenfedern 55) und die sechs ersten Zwischenschraubenfedern 155 zwischen der Antriebsplatte 9 (den ersten Federbeaufschlagungsbereichen 26) und den angetriebenen Platten 10 (den Kontaktbereichen 36a der zweiten Federhaltebereiche 36) komprimiert (siehe P1 in 8). Dementsprechend wird die Torsionssteifigkeit der ersten Stufe K1 gebildet, wie in 7 dargestellt.
  • Wenn der Torsionswinkel den vorgegebenen ersten Winkel θ1 erreicht, wird die erste Zwischenschraubenfeder 155, die in dem inneren Umfangsbereich einer der beiden ersten Schraubenfedern 55 jedes Paares angeordnet ist (nachstehend als die eine erste Schraubenfeder 55 bezeichnet), derart komprimiert, dass ihre Windungen eng aneinander anliegen. Mit anderen Worten: die eine erste Schraubenfeder 55 und die erste Zwischenschraubenfeder 155, die derart komprimiert werden, dass ihre Windungen dicht aneinander anliegen, werden inaktiv. Dann werden die andere der beiden ersten Schraubenfedern 55 jedes Paares (nachstehend als die andere erste Schraubenfeder 55 bezeichnet) und die erste Zwischenschraubenfeder 155, die in dem inneren Umfangsbereich der anderen ersten Schraubenfeder 55 jedes Paares angeordnet sind, komprimiert (wobei die erste Zwischenschraubenfeder 155 nicht in einer Weise komprimiert wird, dass ihre Windungen dicht aneinander anliegen). Dementsprechend wird die Torsionssteifigkeit der zweiten Stufe K2 gebildet, wie in 7 dargestellt.
  • Wenn der Torsionswinkel anschließend den dritten Winkel θ3 erreicht, gelangt ein Kontaktbereich 37a der zweiten Federbeaufschlagungsbereiche 37 der angetriebenen Platten 10 in Kontakt mit einem Ende der zweiten Zwischenschraubenfedern 165. Erreicht der Torsionswinkel dann den vorgegebenen dritten Winkel θ3 oder einen größeren Winkel, werden eine erste Schraubenfeder 55 des jeweiligen Paares (die drei ersten Schraubenfedern 55), die ersten Zwischenschraubenfedern 155, die nicht in einer Weise komprimiert werden, dass ihre Windungen eng aneinander anliegen (die drei ersten Zwischenschraubenfedern 155), die drei zweiten Schraubenfedern 65 und die drei Zwischenschraubenfedern 165 komprimiert. Dementsprechend wird die Torsionssteifigkeit der vierten Stufe K4 gebildet.
  • Wenn schließlich ein Niet 49 mit einem der beiden Umfangsenden des Befestigungsbereichs 28 (jeder Längsöffnung) der Antriebsplatte 9 in Kontakt gelangt (siehe P3 in 8), wird der Anschlagmechanismus aktiviert und das maximale Drehmoment in den Torsionscharakteristiken bestimmt. Dadurch werden die vierstufigen Torsionscharakteristiken in der vorliegenden Überbrückungsvorrichtung festgelegt
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Anzahl von Stufen in den Torsionscharakteristiken vergrößert werden, indem eine der beiden ersten Zwischenschraubenfedern 155 eines jeden Paares derart komprimiert wird, dass ihre Windungen eng aneinander anliegen.
  • Die Festigkeit einer Schraubenfeder, die nicht wärmebehandelt wurde, ist allgemein geringer als die einer wärmebehandelten Schraubenfeder. Um einen Bruch aufgrund von Sprödigkeit zu vermeiden, wurde eine Schraubenfeder, bei deren Kompression die Windungen eng aneinander anliegen, keiner Wärmebehandlung unterzogen.
  • Zum Beispiel sind die vorstehend genannten ersten Schraubenfedern 55 Hauptschraubenfedern, weshalb es wesentlich ist, dass eine für die ersten Schraubenfedern 55 notwendige Stabilität zuverlässig erreicht wird. Aus diesem Grund ist für die ersten Schraubenfedern 55 eine Wärmebehandlung erwünscht. Aus dem vorstehend genannten Grund sind nicht die ersten Schraubenfedern 55, sondern die ersten Zwischenschraubenfedern 155 als diejenigen Schraubenfedern ausgelegt, die einer Wärmebehandlung unterzogen werden (Schraubenfedern, bei deren Kompression die Windungen eng aneinander anliegen). Bei dieser Ausbildung wird die notwendige Stabilität für die ersten Hauptschraubenfedern 55 zuverlässig erreicht, und gleichzeitig kann die Anzahl von Stufen in den Torsionscharakteristiken durch die ersten Hilfs-Zwischenschraubenfedern 155 vergrößert werden. Mit anderen Worten: eine Verbesserung der Stabilität der Überbrückungsvorrichtung und eine Vergrößerung der Anzahl von Stufen in den Torsionscharakteristiken lassen sich gleichzeitig erzielen.
    • (b) Anhand der vorstehend beschriebenen dritten und vierten beispielhaften Ausführungsformen wurde eine Konstruktion dargestellt, bei welcher die ersten Schraubenfedern 55 nicht für eine Kompression ausgelegt sind, bei welcher die Windungen eng aneinander anliegen. Jedoch können die ersten Schraubenfedern 55 für eine Kompression ausgelegt sein, bei welcher die Windungen eng aneinander anliegen. Wahlweise können die ersten Zwischenschraubenfedern 155, die in den inneren Umfangsbereichen der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet sind, anstelle der ersten Schraubenfedern 55 für eine Kompression ausgelegt sein, bei der die Windungen eng aneinander anliegen. Mit dieser Konfiguration kann in den Torsionscharakteristiken eine größere Anzahl von Stufen festgelegt werden. Außerdem lassen sich gleichzeitig ähnlich vorteilhafte Wirkungen erzielen wie bei den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen.
    • (c) Anhand der vorstehend beschriebenen dritten und vierten beispielhaften Ausführungsformen wurde eine Konstruktion dargestellt, bei der die ersten Zwischenschraubenfedern 155, die in den inneren Umfangsbereichen der ersten Schraubenfedern 55 angeordnet sind, jeweils die gleiche freie Länge haben wie die ersten Schraubenfedern 55. Die ersten Zwischenschraubenfedern 155 können jedoch auch so ausgebildet sein, dass ihre Länge jeweils kürzer ist als die der ersten Schraubenfedern 55. Mit dieser Konstruktion kann eine größere Anzahl von Stufen in den Torsionscharakteristiken festgelegt werden. Außerdem lassen sich gleichzeitig ähnlich vorteilhafte Wirkungen erzielen wie bei den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen.
    • (d) Anhand der vierten beispielhaften Ausführungsform wurde eine Konstruktion dargestellt, bei der die zweiten Zwischenschraubenfedern 165 nicht in den inneren Umfangsbereichen der zweiten Schraubenfedern 65 angeordnet sind. Jedoch können die zweiten Zwischenschraubenfedern 165 jeweils in den inneren Umfangsbereichen der zweiten Schraubenfedern 65 angeordnet sein. Bei dieser Konstruktion sind die dritten Schraubenfedern derart konfiguriert, dass sie aktiviert werden, nachdem die zweiten Zwischenschraubenfedern 165 aktiviert wurden. Diese Konstruktion erlaubt es, eine größere Anzahl von Stufen in den Torsionscharakteristiken festzulegen. Außerdem lassen sich gleichzeitig ähnlich vorteilhafte Wirkungen erzielen wie bei den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Vorliegende Erfindung eignet sich für eine weitreichende Anwendung bei Überbrückungsvorrichtungen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Drehmomentwandler
    3
    Frontabdeckung
    6
    Überbrückungsvorrichtung
    9
    Antriebsplatte (Eingangsdrehelement)
    10
    angetriebene Platte (Ausgangsdrehelement)
    12
    Torsionsfeder
    55
    erste Schraubenfeder
    65
    zweite Schraubenfeder
    75
    dritte Schraubenfeder (beispielhafte vierte Schraubenfeder)
    155
    erste Zwischenschraubenfeder (beispielhafte dritte Schraubenfeder)
    165
    zweite Zwischenschraubenfeder (beispielhafte fünfte Schraubenfeder)

Claims (9)

  1. Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler zur Übertragung eines Drehmoments und zum Dämpfen und Abmildern von Torsionsschwingungen, umfassend: ein Eingangsdrehelement; ein Ausgangsdrehelement, das auf beiden axialen Seiten des Eingangsdrehelements angeordnet ist und sich relativ zu dem Eingangsdrehelement drehen kann; eine Mehrzahl von ersten Schraubenfedern, die an radial inneren Positionen angeordnet sind, wobei die ersten Schraubenfedern derart konfiguriert sind, dass diese durch die Drehung des Eingangsdrehelements relativ zu dem Ausgangsdrehelement nacheinander komprimiert werden, wodurch das Drehmoment derart ausgelegt ist, dass dieses von dem Eingangsdrehelement in sie eingeleitet wird; mindestens eine zweite Schraubenfeder, die derart konfiguriert ist, dass sie komprimiert wird, wenn das Eingangsdrehelement und das Ausgangsdrehelement unter einem vorgegebenen relativen Winkel oder einem größeren Winkel relativ zueinander gedreht werden, und ein schwimmendes Element, das radial innerhalb der ersten Schraubenfedern angeordnet ist und die mehreren ersten Schraubenfedern in Reihe verbindet.
  2. Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 1, wobei eine Torsionssteifigkeit in den Torsionscharakteristiken derart ausgelegt ist, dass diese geändert wird durch eine Kompression einer der mehreren ersten Schraubenfedern derart, dass ihre Windung eng aneinander anliegen, wobei die zumindest eine zweite Schraubenfeder derart konfiguriert ist, dass diese komprimiert wird, wenn das Eingangsdrehelement und das Ausgangsdrehelement unter dem vorgegebenen relativen Winkel oder einem größeren Winkel relativ zueinander gedreht werden, wodurch die Torsionssteifigkeit derart ausgelegt ist, dass diese weiter geändert wird.
  3. Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, ferner umfassend: zumindest eine dritte Schraubenfeder, die jeweils in einem inneren Umfangsbereich einer der ersten Schraubenfedern angeordnet ist.
  4. Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 3, wobei die mehreren dritten Schraubenfedern jeweils eine freie Länge haben, die kürzer ist als die freie Länge der ersten Schraubenfedern, wobei eine Torsionssteifigkeit in den Torsionskarakteristiken derart ausgelegt ist, dass diese geändert wird, wenn zumindest eine der Mehrzahl von ersten Schraubfedern und die dritten Schraubfedern, die in den inneren Umfangsbereich der zumindest einen der Mehrzahl von ersten Schraubfedern angeordnet sind, gleichzeitig komprimiert werden wobei die mindestens eine zweite Schraubenfeder derart konfiguriert ist, dass diese komprimiert wird, wenn das Eingangsdrehelement und das Ausgangsdrehelement unter dem vorgegebenen relativen Winkel oder einem größeren Winkel relativ zueinander gedreht werden, wodurch die Torsionssteifigkeit derart ausgelegt ist, dass diese weiter geändert wird.
  5. Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 3, wobei eine Torsionssteifigkeit in den Torsionscharakteristiken derart ausgelegt ist, dass diese geändert wird, wenn die ersten Schraubenfedern und die dritten Schraubenfedern gleichzeitig komprimiert werden, wobei die Torsionssteifigkeit derart ausgelegt ist, dass diese weiter geändert wird, wenn mindestens eine der mehreren ersten Schraubenfedern derart komprimiert wird, dass ihre Windungen eng aneinander anliegen, und wobei die zumindest eine zweite Schraubenfeder derart konfiguriert ist, dass diese komprimiert wird, wenn das Eingangsdrehelement und das Ausgangsdrehelement unter dem vorgegebenen relativen Winkel oder einem größeren Winkel relativ zueinander gedreht werden, wodurch die Torsionssteifigkeit derart ausgelegt ist, dass diese weiter geändert wird.
  6. Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zumindest eine zweite Schraubenfeder radial außerhalb der ersten Schraubenfedern angeordnet ist.
  7. Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß Anspruch 6, ferner umfassend: mindestens eine vierte Schraubenfeder, die umfangsseitig in Abständen von den ersten Schraubenfedern entfernt angeordnet ist, wobei die zumindest eine vierte Schraubenfeder derart konfiguriert ist, dass sie nach der Kompression der mehreren ersten Schraubenfedern und der mehreren zweiten Schraubenfedern komprimiert wird, wodurch die Torsionssteifigkeit derart ausgelegt ist, dass diese weiter geändert wird.
  8. Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend: mindestens eine fünfte Schraubenfeder, die jeweils in einem inneren Umfangsbereich der jeweils mindestens einen zweiten Schraubenfeder angeordnet ist.
  9. Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das schwimmende Element einen Körper, Verbindungsbereiche und Haltebereiche hat, wobei der Körper radial innerhalb der ersten Schraubenfedern angeordnet ist, die Verbindungsbereiche eine von dem Körper nach außen vorspringende Form haben und jeweils zwischen zwei benachbarten der ersten Schraubenfedern angeordnet sind und die Haltebereiche radial außerhalb der Verbindungsbereiche angeordnet sind und jeweils äußere Umfangsbereiche von zwei benachbarten der ersten Schraubenfedern halten.
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