DE112015007109T5

DE112015007109T5 - Drehmomentwandler mit steuerbarer Zwillingskupplung

Info

Publication number: DE112015007109T5
Application number: DE112015007109.1T
Authority: DE
Inventors: Victor NORWICH; Scott Strong
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2018-08-02
Also published as: WO2017082879A1; US20180299002A1; US10753446B2

Abstract

Ein Drehmomentwandler aufweist einen Deckel zum Aufnehmen eines Drehmoments; ein Laufrad, das ein drehfest mit dem Deckel verbundenes Laufradgehäuse aufweist; eine Turbine, die hydraulisch mit dem Laufrad verbunden ist und ein Turbinengehäuse aufweist; eine erste Kupplung, die axial verschiebbar ist, um in den Deckel einzugreifen; eine zweite Kupplung, die axial verschiebbar ist, um in das Laufradgehäuse einzugreifen; und einen Schwingungsdämpfer, der aufweist: eine erste Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der ersten Kupplung verbunden ist; eine zweite Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der zweiten Kupplung verbunden ist; und einen Abtriebsflansch, der so angeordnet ist, dass er drehfest mit einer Antriebswelle eines Getriebes verbunden wird. In einem ersten Überbrückungsmodus sind die erste und die zweite Kupplung so angeordnet, dass sie geschlossen werden, um ein Drehmoment von dem Deckel zu der ersten beziehungsweise der zweiten Antriebskomponente zu übertragen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein einen Drehmomentwandler, der eine Zwillingskupplung zum Erhöhen der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers und eine Dichtung aufweist, um die Steuerbarkeit der Kupplung zu verbessern und Energieverluste zu verringern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
11 aus der veröffentlichten US-Patentanmeldung US 2015/0198227 A1 (Blough) veranschaulicht einen Drehmomentwandler 420 nach dem Stand der Technik. Der Drehmomentwandler 420 nach dem Stand der Technik weist einen Deckel 421 zum Aufnehmen eines Drehmoments, eine Pumpe 422, die drehfest mit dem Deckel 421 verbunden ist, eine Turbine 423, die ein Turbinengehäuse 424 aufweist, einen Stator 425, eine Turbinenkupplung 426, Torsionsschwingungsdämpfer 428 und 429 und eine Drehmomentwandlerkupplung 430 auf. Die Drehmomentwandlerkupplung 430 weist einen Kolben 437 auf, der in der axialen Richtung AD2 vom Deckel 421 weg verschoben wird. Die Dämpfer 428 und 329 weist Abtriebsflansche 431 beziehungsweise 432 auf, die mit einer Antriebswelle eines Getriebes verbunden sind. Bei dem Drehmomentwandler 420 handelt es sich um einen dreistufigen Drehmomentwandler, wobei die Kammern 433, 434 und 435 den Betrieb der Kupplungen 426 und 430 steuern.
Der Drehmomentwandler 420 ist so gestaltet, dass er die Übertragung eines Drehmoments entweder über die Kupplung 426 oder über die Kupplung 430 ermöglicht. Es ist jedoch unwirtschaftlich, das Drehmoment gleichzeitig über die Kupplungen 426 und 430 zu übertragen, zum Beispiel durch gleichzeitiges Schließen der Kupplungen. Zum Schließen der Kupplung 426 wird die Kammer 434 mit Druck beaufschlagt, um das Turbinengehäuse 424 in der axialen Richtung AD2 zu verschieben. Um zum Schließen der Kupplung 426 möglichst wenig Druck zu benötigen, wird der Druck in der Kammer 433 niedrig gehalten. Durch das Beaufschlagen der Kammer 434 mit Druck wird jedoch der Kolben 437 in die Richtung AD1 gedrückt, wodurch die Kupplung 426 geöffnet wird. Zum Schließen der Kupplung 430 wird die Kammer 435 mit Druck beaufschlagt, um den Kolben 437 in der Richtung AD2 zu verschieben. Um beide Kupplungen 426 und 430 gleichzeitig zu schließen, müssen die beiden Kammern 434 und 435 mit Druck beaufschlagt werden. Somit wird die Kammer 434 mit Druck beaufschlagt, um die Kupplung 426 wie gewünscht einzurücken, und die Kammer 435 muss mit Druck beaufschlagt werden, um die Kupplung 430 wie gewünscht einzurücken und zusätzlich dem Druck in der Kammer 434 entgegenzuwirken. Das führt zu einem unerwünschten Energieaufwand der Pumpe, die den Flüssigkeitsdruck für den Drehmomentwandler 420 liefert. Ferner wird der für einen Drehmomentwandler verfügbare Flüssigkeitsdruck üblicherweise durch eine Pumpe in einem Getriebe geliefert und ist aufgrund der Betriebsbedingungen des Getriebes begrenzt. Deshalb steht möglicherweise kein ausreichender Flüssigkeitsdruck zur Verfügung, um beide Kammern 434 und 435 ausreichend mit Druck zu beaufschlagen. Wenn die Kupplung 326 geschlossen ist, kommt es außerdem zu Energieverlusten durch den Kühlflüssigkeitsstrom von der Kammer 434 zur Kammer 433 durch Kühlkanäle, die üblicherweise im Reibungsmaterial der Kupplung vorhanden sind. Genauer gesagt, der Druck in der Kammer 433 wird absichtlich niedrig gehalten, um den in der Kammer 434 erforderlichen Druck zu verringern, jedoch wird durch den Druckunterschied zwischen den Kammern 433 und 434 der Flüssigkeitsstrom aus der Kammer 334 auf unerwünschte Weise verstärkt und muss durch die Pumpe nachgeliefert werden.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird ein Drehmomentwandler bereitgestellt, der aufweist: eine Drehachse; einen Deckel zum Aufnehmen eines Drehmoments; ein Laufrad, das ein drehfest mit dem Deckel verbundenes Laufradgehäuse aufweist; eine Turbine, die hydraulisch mit dem Laufrad verbunden ist und ein Turbinengehäuse aufweist; eine erste Kupplung; eine zweite Kupplung; einen Schwingungsdämpfer, der aufweist: eine erste Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der ersten Kupplung verbunden ist; eine zweite Antriebkomponente, die drehfest mit einer Komponente der zweiten Kupplung verbunden ist; und einen Abtriebsflansch, der drehfest mit einer Antriebswelle eines Getriebes verbunden ist. In einem ersten Überbrückungsmodus sind die erste und die zweite Kupplung so angeordnet, dass sie geschlossen werden, um ein Drehmoment von dem Deckel zu der ersten beziehungsweise der zweiten Antriebskomponente zu übertragen.
Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird ein Drehmomentwandler bereitgestellt, der aufweist: eine Drehachse; einen Deckel zum Aufnehmen eines Drehmoments; ein Laufrad, das ein drehfest mit dem Deckel verbundenes Laufradgehäuse aufweist; eine Turbine, die hydraulisch mit dem Laufrad verbunden ist und ein Turbinengehäuse aufweist; eine erste Kupplung, die axial verschiebbar ist, um den Deckel einzurücken; eine zweite Kupplung, die axial verschiebbar ist, um das Laufradgehäuse einzurücken; und einen Schwingungsdämpfer, der aufweist: eine erste Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der ersten Kupplung verbunden ist; eine zweite Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der zweiten Kupplung verbunden ist; und einen Abtriebsflansch, der drehfest mit einer Antriebswelle eines Getriebes verbunden ist. In einem ersten Überbrückungsmodus sind die erste und die zweite Antriebskomponente so angeordnet, dass sie ein Drehmoment von dem Deckel zu dem Abtriebsflansch übertragen. Die Komponente der zweiten Kupplung weist das Turbinengehäuse auf; oder die zweite Kupplung weist einen von dem Turbinengehäuse getrennten Kolben auf und die Komponente der zweiten Kupplung weist den Kolben auf.
Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird ein Drehmomentwandler bereitgestellt, der aufweist: eine Drehachse; einen Deckel zum Aufnehmen eines Drehmoments; ein Laufrad, das ein drehfest mit dem Deckel verbundenes Laufradgehäuse aufweist; eine Turbine, die hydraulisch mit dem Laufrad verbunden ist und ein Turbinengehäuse aufweist; eine erste Kupplung, eine zweite Kupplung; einen Schwingungsdämpfer, der aufweist: eine erste Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der ersten Kupplung verbunden ist; eine zweite Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der zweiten Kupplung verbunden ist; ein Dichtungselement, das gegen die erste und die zweite Antriebskomponente abdichtet; und einen Abtriebsflansch, der drehfest mit einer Antriebswelle eines Getriebes verbunden ist; eine erste Kammer, die zumindest teilweise durch das Laufrad und die Komponente der zweiten Kupplung gebildet ist; eine zweite Kammer, die zumindest teilweise durch die Komponente der ersten Kupplung, das Dichtungselement und die zweite sowie zweite Antriebskomponente gebildet ist; und eine dritte Kammer, die zumindest teilweise durch den Deckel und die Komponente der ersten Kupplung gebildet ist.
Figurenliste
Es werden lediglich beispielhaft verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen offenbart, in denen bestimmte Bezugszeichen jeweils entsprechende Teile kennzeichnen, wobei:

1 eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems ist, das zum Veranschaulichen der in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe dient;
2 eine Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers ist, der eine Zwillingskupplung, einen vereinfachten Schwingungsdämpfer und ein Dichtungselement in einem ersten Überbrückungsmodus aufweist;
3 eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers von 2 in einem zweiten Überbrückungsmodus ist;
4 eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers von 2 in einem dritten Überbrückungsmodus ist;
5 eine Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers ist, der eine Zwillingskupplung und einen vereinfachten Schwingungsdämpfer ohne ein Dichtungselement in einem ersten Überbrückungsmodus aufweist;
6 eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers von 5 in einem zweiten Überbrückungsmodus ist;
7 eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers von 5 in einem dritten Überbrückungsmodus ist;
8 eine Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers ist, der eine Zwillingskupplung und einen vereinfachten Schwingungsdämpfer in einem ersten Überbrückungsmodus aufweist;
9 eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers von 8 in einem zweiten Überbrückungsmodus ist;
10 eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers von 8 in einem dritten Überbrückungsmodus ist; und
11 eine Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers nach dem Stand der Technik ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Von vornherein sollte einsichtig sein, dass gleiche Zeichnungsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente der Offenbarung bezeichnen. Es sollte klar sein, dass die beanspruchte Offenbarung nicht auf die offenbarten Aspekte beschränkt ist.
Außerdem ist klar, dass diese Offenbarung nicht auf die einzelnen beschriebenen Verfahrensweisen, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Es ist auch klar, dass die hierin verwendeten Begriffe nur zum Beschreiben einzelner Aspekte dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einschränken sollen.
Sofern nicht anderweitig definiert, weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung auf, wie sie dem Fachmann geläufig sind, an den sich diese Offenbarung richtet. Es sollte klar sein, dass zum Umsetzen oder Testen der Offenbarung beliebige Verfahren, Einheiten oder Materialien verwendet werden können, die den hierin beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind. Unter „drehfest verbundenen“ Komponenten ist zu verstehen, dass eine erste Komponente so mit einer zweiten Komponente verbunden ist, dass sich die zweite Komponente jedes Mal zusammen mit der ersten Komponente dreht, wenn sich die erste Komponente dreht, und dass sich die erste Komponente jedes Mal zusammen mit der zweiten Komponente dreht, wenn sich die zweite Komponente dreht. Eine axiale Verschiebung zwischen der ersten und der zweiten Komponente ist möglich.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 10, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht. Die vorliegende Anmeldung wird zumindest teilweise in Verbindung mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 10 weist eine Längsachse 11 auf, die als Bezug für die folgenden räumlichen und Richtungsbegriffe dient. Eine axiale Richtung AD ist parallel zur Achse 11. Eine radiale Richtung RD ist senkrecht zur Achse 11. Eine Umfangsrichtung CD ist durch einen Endpunkt eines (zur Achse 11 senkrechten) Radius R definiert, der um die Achse 11 rotiert.
Zum Verdeutlichen der räumlichen Begriffe dienen die Objekte 12, 13 und 14. Eine axiale Fläche, beispielsweise die Fläche 15 des Objekts 12, ist durch eine zur Achse 11 parallele Ebene gebildet. Die Achse 11 ist koplanar zur ebenen Fläche 15, jedoch ist es nicht erforderlich, dass eine axiale Fläche koplanar zur Achse 11 ist. Eine radiale Fläche, beispielsweise die Fläche 16 des Objekts 13, ist durch eine Ebene gebildet, die senkrecht zur Achse 11 und koplanar zu einem Radius, zum Beispiel dem Radius 17 ist. Die Fläche 18 des Objekts 14 bildet eine zylindrische oder Umfangsfläche. Zum Beispiel bildet der Umfang 19 einen Kreis auf der Fläche 18. Ein weiteres Beispiel besagt, dass eine axiale Bewegung parallel zur Achse 11, eine radiale Bewegung senkrecht zur Achse 11 und eine Umfangsbewegung parallel zum Umfang 19 erfolgen. Eine Drehbewegung erfolgt in Bezug auf die Achse 11. 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-“ betreffen auch eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden E „axial“, „radial“ und „Umfangs-“ beziehen sich auf Ausrichtungen parallel zur Achse 11, zum Radius 17 beziehungsweise zum Umfang 19.
2 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers 100, der eine Zwillingskupplung, einen vereinfachten Schwingungsdämpfer und ein Dichtungselement in einem ersten Überbrückungsmodus aufweist.
3 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 100 von 2 in einem zweiten Überbrückungsmodus.
4 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 100 von 2 in einem dritten Überbrückungsmodus. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 2 bis 4 zu sehen. Der Drehmomentwandler 100 weist eine Drehachse AR, einen Deckel 101, ein Laufrad 102, eine Turbine 103, Kupplungen 104 und 116 und einen vereinfachten Schwingungsdämpfer 105 auf. Der Deckel 101 ist so angeordnet, dass er ein Drehmoment von einem (nicht gezeigten) Motor empfängt. Das Laufrad 102 weist ein drehfest mit dem Deckel 101 verbundenes Laufradgehäuse 106 auf. Die Turbine 103 ist hydraulisch mit dem Laufrad 102 verbunden und weist ein Turbinengehäuse 108 auf. Der Schwingungsdämpfer 105 weist Antriebskomponenten 110 und 111 und einen Abtriebsflansch 112 auf. Die Antriebskomponente 110 ist drehfest mit einer Komponente der Kupplung 104 verbunden, und die Antriebskomponente 111 ist drehfest mit einer Komponente der Kupplung 116 verbunden. Die Antriebskomponenten 110 und 111 sind so angeordnet, dass sie ein Drehmoment vom Deckel 101 zum Abtriebsflansch 112 übertragen.
Der Abtriebsflansch 112 ist so angeordnet, dass er drehfest mit der Antriebswelle IS eines (nicht gezeigten) Getriebes verbunden ist. Bei dem in 2 gezeigten Überbrückungsmodus ist die Kupplung 104 geschlossen, die Kupplung 116 hingegen offen. Die Kupplung 104 ist so angeordnet, dass sie geschlossen wird, um ein Drehmoment vom Deckel 101 zur Antriebskomponente 110 zu übertragen.
Bei dem in 3 gezeigten Überbrückungsmodus ist die Kupplung 104 offen, und die Kupplung 116 ist geschlossen. Die Kupplung 116 ist geschlossen, um ein Drehmoment vom Deckel 101 zur Antriebskomponente 111 zu übertragen. Bei dem in 4 gezeigten Überbrückungsmodus sind beide Kupplungen 104 und 116 geschlossen. Die Kupplungen 104 und 116 werden geschlossen, um ein Drehmoment vom Deckel 101 zu den Antriebskomponenten 110 beziehungsweise 111 zu übertragen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Kupplung 104 einen axial verschiebbaren Kolben 115 auf, und die drehfest mit der Antriebskomponente 110 verbundene Komponente der Kupplung 104 weist einen Kolben 115 auf, der drehfest mit dem Deckel 101 verbunden wird. Bei dem in 2 gezeigten Überbrückungsmodus ist der Kolben 115 axial verschiebbar, um durch Reibung in den Deckel 101 einzugreifen, und der Kolben überträgt ein Drehmoment zur Antriebskomponente 110. Das Reibungsmaterial F1 ist zwischen dem Abschnitt 115A des Kolbens 115 und dem Abschnitt 101A des Deckels 101 nahe der Antriebskomponente 110 angeordnet.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei der mit der Antriebskomponente 111 verbundenen Komponente der Kupplung 116 um das Turbinengehäuse 108. Die Kupplung 116 weist einen radial äußersten Abschnitt 108A des Turbinengehäuses 108, einen Abschnitt 106A des Laufradgehäuses 106 und ein Reibungsmaterial F2 zwischen den Abschnitten 106A und 108A auf. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist der Abschnitt 108A zusammen mit dem Turbinengehäuse 108 aus einem Stück gebildet. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Kupplung 116 um eine integrierte Turbinenkupplung, die zwischen dem Torus 107 und dem radial äußersten Teil 117 des Deckels 101 angeordnet ist. Bei der in 3 gezeigten Überbrückungskupplung wird das Turbinengehäuse 108 axial verschoben, um durch Reibung in das Laufradgehäuse 106 einzugreifen.
Der Drehmomentwandler 100 weist zwei getrennt steuerbare Kammern 118, 119 und 120 auf, die mit Druck beaufschlagt werden, um die Kupplungen 104 und 116 zu öffnen und zu schließen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist der Drehmomentwandler 100 ein Dichtungselement 121 zum Abdichten der Antriebskomponenten 110 und 111 gegen eine Komponente des Dämpfers 105, zum Beispiel die unten beschriebene Scheibe 126, auf. Die Kammer 118 ist zumindest teilweise durch das Laufrad 102 und eine Komponente der Kupplung 116 gebildet, zum Beispiel durch das Turbinengehäuse 108. Die Kammer 119 ist zumindest teilweise durch die Antriebskomponenten 110 und 111, das Dichtungselement 121 und entsprechende Komponenten der Kupplungen 104 und 116 gebildet, zum Beispiel durch den Kolben 115 und das Turbinengehäuse 108. Die Kammer 120 ist zumindest teilweise durch den Deckel 101 und eine Komponente der Kupplung 104 gebildet, zum Beispiel durch den Kolben 115.
Bei der in 2 gezeigten Überbrückungskupplung ist der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 118 höher als die entsprechenden Flüssigkeitsdrücke in den Kammern 119 und 120. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist nur die Kammer 118 mit Druck beaufschlagt. Das Turbinengehäuse 108 und die Antriebskomponente 111 werden in die axiale Richtung AD1 gedrückt. Die Kupplung 116 wird geöffnet, und die Antriebkomponente 111 übt eine Kraft auf die Antriebskomponente 110 auf, um die Kupplung 104 zu schließen. Die Kupplung 104 wird geschlossen, um ein Drehmoment vom Deckel 101 zur Antriebskomponente 110 zu übertragen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Beschichtung F1 Nuten auf, um einen Kühlflüssigkeitsstrom durch die Beschichtung F1 zuzulassen.
Bei dem in 3 gezeigten Überbrückungsmodus wird das Turbinengehäuse 108 in der axialen Richtung AD2 axial verschoben, die der axialen Richtung AD1 entgegengesetzt ist, um durch Reibung in das Laufradgehäuse 106 einzugreifen. Ein Reibungsmaterial F2 ist zwischen dem Abschnitt 106A des Laufradgehäuses 106 und dem Abschnitt 108A des Turbinengehäuses 108 angeordnet. Bei dem in 3 gezeigten Überbrückungsmodus ist der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 120 höher als entsprechende Flüssigkeitsdrücke in den Kammern 118 und 119. Die Kammern 118 und 119 sind mit niedrigeren Drücken beaufschlagt oder drucklos. Das Turbinengehäuse 108 greift durch Reibung in das Laufradgehäuse 106 ein, um ein Drehmoment vom Laufradgehäuse 106 zur Antriebskomponente 111 zu übertragen.
Bei dem in 3 gezeigten Überbrückungsmodus wird durch das Verschieben des Kolbens 115 eine axiale Kraft auf die Antriebskomponente 110 in der axialen Richtung AD2 ausgeübt. Die Komponente 110 überträgt die Kraft auf die Antriebskomponente 111, um das Turbinengehäuse 108 in der Richtung AD2 zu verschieben.
Bei dem in 4 gezeigten Überbrückungsmodus ist der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 119 höher als entsprechende Flüssigkeitsdrücke in den Kammern 118 und 120, und die Antriebskomponenten 110 beziehungsweise 111 übertragen ein Drehmoment vom Deckel 101 beziehungsweise vom Laufradgehäuse 106 zum Abtriebsflansch 112. Die Kammern 118 und 120 sind mit geringeren Drücken beaufschlagt oder drucklos. Bei dem Beispiel von 4 wird der Kolben 115 in der axialen Richtung AD1 und das Turbinengehäuse 108 in der axialen Richtung AD2 verschoben. Aufgrund des Dichtungselementes 121 werden Energieverluste verhindert, die dann entstehen, wenn Flüssigkeit von der Hochdruckkammer 119 durch die Kühlnuten in den Kupplungen 116 beziehungsweise 104 in die Niederdruckkammer 118 und 120 sickert, und die Steuerbarkeit der Kupplungen 104 und 116 wird verbessert. Zwischen den Kammern 118 und 120 kann ein Kühlflüssigkeitsstrom bei niedrigerem Druck bereitgestellt werden, der die Kammer 119 umgeht.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist der Schwingungsdämpfer 105 Deckbleche 125 und 126 sowie Federn 128, 129 und 130 auf. Die Deckbleche 125 und 126 sind drehfest miteinander verbunden. Die Feder 128 greift in die Antriebskomponente 110 und in das Deckblech 125 ein. Die Feder 129 greift in die Antriebskomponente 111 und das Deckblech 126 ein. Die Feder 130 greift in das Deckblech 125, das Deckblech 126 und den Abtriebsflansch 112 ein. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Feder 128 in Bezug auf die Feder 129 radial ausgerichtet und axial versetzt.
Bei den in den 2 und 3 gezeigten Überbrückungsmodi übertragen die Antriebskomponenten 110 beziehungsweise 111 ein Drehmoment vom Deckel 101 zu den Deckblechen 125 beziehungsweise 126. Die Deckbleche 125 und 126 übertragen das Drehmoment zum Flansch 112. Bei dem in 4 gezeigten Überbrückungsmodus übertragen die Antriebskomponenten 110 beziehungsweise 111 ein Drehmoment vom Deckel 101 zu den Deckblechen 125 beziehungsweise 126. Die Deckbleche 125 und 126 übertragen das Drehmoment zum Abtriebsflansch 112. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist der Abtriebsflansch 112 in der Kammer 119 angeordnet.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist das Deckblech 126 einen radial äußersten abgewandten Abschnitt 126A auf und ein Dichtungselement 121 ist an dem radial äußersten Abschnitt 126A befestigt und dichtet die Antriebskomponenten 110 und 111 gegen das Deckblech 126 ab.
Kanäle CH1, CH2 und CH3 sind mit den Kammern 118, 119 beziehungsweise 120 verbunden und hydraulisch voneinander isoliert. Der Kanal CH1 ist durch eine Pumpennabe PH und eine Antriebswelle IS gebildet. Die Kanäle CH2 und CH3 befinden sich innerhalb der Antriebswelle IS. Die Kanäle CH1, CH2 und CH3 sind mit einer Pumpe des Getriebes verbunden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform werden alle Kanäle CH1, CH2 und CH3 unter Verwendung eines Hydraulikventils gesteuert, das in der Lage ist, den Fließdruck von der Getriebepumpe zu verteilen.
5 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers 200, der eine Zwillingskupplung und einen vereinfachten Schwingungsdämpfer ohne ein Dichtungselement aufweist, in einem ersten Überbrückungsmodus.
6 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 200 von 5 in einem zweiten Überbrückungsmodus.
7 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 200 von 5 in einem dritten Überbrückungsmodus. Die obige Erörterung in Bezug auf den Drehmomentwandler 100 gilt bis auf die folgenden Ausnahmen auch für den Drehmomentwandler 200. Die Kammer 119 ist zumindest teilweise durch den Kolben 115 und das Turbinengehäuse 108 gebildet. Der Drehmomentwandler 200 weist kein Dichtungselement zum Abdichten der Kammer 119 gegen die Kammern 118 und 120 auf. Stattdessen gibt es eine Öffnung 201 zwischen den Antriebskomponenten 110 und 111. Die Kammer 119 ist hydraulisch mit den Kammern 118 beziehungsweise 120 verbunden, wenn die Kupplungen 116 beziehungsweise 104 offen sind, da die mit Druck beaufschlagte Flüssigkeit durch die Öffnung 201 zwischen der Kammer 119 und den Kammern 118 und 120 fließen kann. Wenn die Kupplungen 104 und 116 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform geschlossen sind, fließt die mit Druck beaufschlagte Flüssigkeit von der Kammer 119 durch Nuten in dem betreffenden Reibungsmaterial der Kupplungen 104 und 116 in die Kammern 118 und 120.
Bei dem Überbrückungsmodus von 5 sind die Kammern 118 und 119 in Bezug auf die Kammer 120 mit Druck beaufschlagt, um die Kupplung 104 zu schließen. Die mit Druck beaufschlagte Flüssigkeit in den Kammern 118 und 119 wird durch die Öffnung 201 vermischt, um die Kupplung 116 offen zu halten. Bei dem Überbrückungsmodus von 6 sind die Kammern 119 und 120 in Bezug auf die Kammer 118 mit Druck beaufschlagt, um die Kupplung 116 zu schließen. Die mit Druck beaufschlagte Flüssigkeit in den Kammern 119 und 120 wird durch die Öffnung 201 vermischt, um die Kupplung 104 offen zu halten. Bei dem Überbrückungsmodus von 7 ist die Kammer 119 in Bezug auf die Kammern 118 und 120 mit Druck beaufschlagt.
Ein Vorteil besteht darin, dass der Drehmomentwandler 200 Kosteneinsparungen bietet, da es sich bei dem Dichtungselement 121 um eine teure Komponente handelt.
Der in den 2 bis 7 gezeigte Schwingungsdämpfer 105 ist weniger komplex, erfordert weniger Platz in dem Drehmomentwandler, hat nur wenige Teile und ist aufgrund der Verwendung eines einzigen Abtriebsflanschs 112 zum Verbinden der Antriebskomponenten 110 und 111 mit der Antriebswelle IS im Vergleich zu dem oben erörterten Zwillingsschwingungsdämpfer kostengünstiger.
8 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers 300, der eine Zwillingskupplung und einen vereinfachten Schwingungsdämpfer aufweist, in einem ersten Überbrückungsmodus. Die obigen Erörterungen bezüglich der Struktur und Funktion des Drehmomentwandlers100 in den 2 bis 4 gelten bis auf angegebene Ausnahmen auch für den Drehmomentwandler 300. Die Kupplung 116 weist einen axial verschiebbaren Kolben 302 auf. Der Kolben 302 ist vom Turbinengehäuse 108 getrennt und drehfest mit der Antriebskomponente 111 verbunden. Die Kammer 118 weist einen Abschnitt auf, der durch den Kolben 302 und das Gehäuse 108 umgrenzt ist. Bei dem Überbrückungsmodus von 8 ist die Kammer 118 mit Druck beaufschlagt, um den Kolben 302 in die Richtung AD1 zu drücken, der wiederum die Antriebskomponenten 111 und 110 und den Kolben 115 in die Richtung AD1 drückt, um die Kupplung 104 zu schließen.
9 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 300, der eine Zwillingskupplung und einen vereinfachten Schwingungsdämpfer aufweist, in einem zweiten Überbrückungsmodus. Bei dem in 9 gezeigten Überbrückungsmodus ist die Kammer 120 mit Druck beaufschlagt, um den Kolben 115 der Richtung AD2 zu verschieben, um die Kupplung 104 zu öffnen und die Antriebskomponenten 110 und 111 und den Kolben 302 in der Richtung AD2 zu verschieben, um die Kupplung 116 zu schließen.
10 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 300, der eine Zwillingskupplung und einen vereinfachten Schwingungsdämpfer aufweist, in einem dritten Überbrückungsmodus. Bei dem in 10 gezeigten Überbrückungsmodus ist die Kammer 119 mit Druck beaufschlagt, um den Kolben 115 in der Richtung AD1 zu verschieben, um die Kupplung 104 zu schließen, und den Kolben 302 in der Richtung AD2 zu verschieben, um die Kupplung 116 zu schließen.
Es ist von Vorteil, dass die Kammer 119 durch das Dichtungselement 121 gegen die Kammern 118 und 120 abgedichtet ist. Der Wirkungsgrad der Kupplung, der durch Division der Kupplungskapazität durch den Betätigungsdruck der Kupplung berechnet wird, wird durch Verwenden der Kupplung 104, der Kupplung 116 und der abgedichteten Kammer 119 der Drehmomentwandler 100 und 300 beeinflusst und verbessert. Die Zufuhr der mit Druck beaufschlagten Flüssigkeit zu den Drehmomentwandlern 100 und 300 ist wie oben erwähnt begrenzt; und deshalb kann der oben erwähnte Betätigungsdruck bei dem begrenzt zur Verfügung stehenden Druck als konstant angesehen werden. Bei dem in den 4 und 10 gezeigten Überbrückungsmodus ist die Kammer 119 mit Druck beaufschlagt, um die Kupplungen 104 und 116 zu schließen, um die Kupplungskapazität der Drehmomentwandler 100 und 300 zu erhöhen. Es ist von Vorteil, dass die Kammer 119 ohne die oben erwähnten Verluste für die Kammern 118 und 120 mit Druck beaufschlagt ist. Somit nimmt der zum Einrücken der Kupplungen 104 und 116 verfügbare Druck zu. Somit kann der Wirkungsgrad der Kupplung durch die Verwendung einer Zwillingskupplung und der Anordnung (Durchmesser) des Dichtungselements 121 erhöht werden.
Es ist von Vorteil, dass bei der beispielhaften Ausführungsform der Drehmomentwandler 100 und 300 in den 2 bis 4 beziehungsweise 8 bis 10 die zum Steuern der Kupplungen 104 und 116 erforderlichen Abläufe vereinfacht sind. Zum Beispiel brauchen bei den in den 2 und 3 beziehungsweise 8 und 9 gezeigten Überbrückungsmodi nur die Kammern 118 beziehungsweise 120 mit Druck beaufschlagt zu werden. Nach dem Stand der Technik müssen zwei Kammern, darunter eine Kammer der Schwingungsdämpfer mit Druck beaufschlagt werden, um eine der Kupplungen zu schließen und die andere Kupplung offen zu lassen. Wie oben bereits erwähnt, werden bei dem in den 4 und 10 gezeigten Überbrückungsmodus Energieverluste infolge des Flüssigkeitsstroms von einer Hochdruckkammer 119 zu den Niederdruckkammern 118 und 120 vermieden.
Es ist einsichtig, dass verschiedene der oben offenbarten sowie weitere Merkmale und Funktionen oder deren Alternativen auf wünschenswerte Weise zu vielen anderen verschiedenen Systemen oder Anwendungen kombiniert werden können. Ein Fachmann kann später verschiedene gegenwärtig unvorhersehbare oder unerwartete Alternativen, Modifikationen, Varianten oder Verbesserungen daran vornehmen, die durch die folgenden Ansprüche erfasst sein sollen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2015/0198227 A1 [0002]

Claims

Drehmomentwandler, der umfasst: eine Drehachse; einen Deckel zum Aufnehmen eines Drehmoments; ein Laufrad, das ein drehfest mit dem Deckel verbundenes Laufradgehäuse aufweist; eine Turbine, die hydraulisch mit dem Laufrad verbunden ist und ein Turbinengehäuse aufweist; eine erste Kupplung; eine zweite Kupplung; einen Schwingungsdämpfer, der aufweist: eine erste Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der ersten Kupplung verbunden ist; eine zweite Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der zweiten Kupplung verbunden ist; und einen Abtriebsflansch, der drehfest mit einer Antriebswelle eines Getriebes verbunden ist, wobei die erste und die zweite Kupplung in einem ersten Überbrückungsmodus geschlossen werden, um ein Drehmoment von dem Deckel zu der ersten beziehungsweise zweiten Antriebskomponente übertragen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei: die erste Kupplung in einem zweiten Überbrückungsmodus geschlossen wird, um ein Drehmoment von dem Deckel zu der ersten Antriebskomponente zu übertragen, während die zweite Kupplung offen bleibt; und die zweite Kupplung in einem dritten Überbrückungsmodus geschlossen wird, um ein Drehmoment von dem Deckel zu der zweiten Antriebskomponente zu übertragen, während die erste Kupplung offen bleibt.
Drehmomentwandler nach Anspruch 2, wobei: der Drehmomentwandler in dem ersten Überbrückungsmodus eine erste Drehmomentkapazität hat; der Drehmomentwandler in dem zweiten Überbrückungsmodus eine zweite Drehmomentkapazität hat, die kleiner als die erste Drehmomentkapazität ist; und der Drehmomentwandler in dem dritten Überbrückungsmodus eine dritte Drehmomentkapazität hat, die von der zweiten Drehmomentkapazität verschieden und kleiner als die erste Drehmomentkapazität ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei: die erste Kupplung einen Kolben aufweist; die Komponente der ersten Kupplung den Kolben aufweist; und in dem ersten und dem zweiten Überbrückungsmodus: der Kolben axial verschiebbar ist, um durch Reibung in den Deckel einzugreifen; und der Kolben ein Drehmoment zu der ersten Antriebskomponente überträgt.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei die Komponente der zweiten Kupplung in dem ersten und dem dritten Überbrückungsmodus axial verschiebbar ist, um durch Reibung in das Laufradgehäuse einzugreifen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 5, wobei die Komponente der zweiten Kupplung das Turbinengehäuse aufweist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 5, wobei: die zweite Kupplung einen Kolben aufweist, der bezüglich des Turbinengehäuses drehbar ist; und die Komponente der zweiten Kupplung den Kolben aufweist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei: der Schwingungsdämpfer aufweist: erste und zweite Deckelplatten; eine erste Feder, die mit der ersten Antriebskomponente und der ersten Deckelplatte in Eingriff steht; eine zweite Feder, die mit der zweiten Antriebskomponente und der zweiten Deckelplatte in Eingriff steht; und eine dritte Feder, die mit der ersten Deckelplatte, der zweiten Deckelplatte und dem Abtriebsflansch in Eingriff steht, wobei: in den ersten, zweiten und dritten Überbrückungsmodi die ersten und zweiten Deckelplatten Drehmoment von dem Deckel zu dem Abtriebsflansch übertragen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, der ferner umfasst: eine erste Kammer, die zumindest teilweise durch die Komponente der zweiten Kupplung und das Laufrad gebildet ist; eine zweite Kammer, die zumindest teilweise durch die erste und die zweite Antriebskomponente und die Komponente der zweiten Kupplung gebildet ist; und eine dritte Kammer, die zumindest teilweise durch den Deckel und die Komponente der ersten Kupplung gebildet ist, wobei in dem ersten Überbrückungsmodus: ein Fluiddruck in der zweiten Kammer höher als jeweilige Fluiddrücke in den zweiten und dritten Kammern ist; und die zweiten und dritten Antriebskomponenten Drehmoment von dem Deckel zu dem Abtriebsflansch übertragen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 2, der ferner umfasst: eine erste Kammer, die zumindest teilweise durch die Komponente der zweiten Kupplung und das Laufrad gebildet ist; eine zweite Kammer, die zumindest teilweise durch die erste und die zweite Antriebskomponente und die Komponente der zweiten Kupplung gebildet ist; und eine dritte Kammer, die zumindest teilweise durch den Deckel und die Komponente der ersten Kupplung gebildet ist, wobei in dem zweiten Überbrückungsmodus: ein Fluiddruck in der ersten Kammer höher als jeweilige Fluiddrücke in der dritten Kammer ist; und die erste Komponente der ersten Kupplung durch Reibung in den Deckel eingreift, um ein Drehmoment von dem Deckel zu der ersten Antriebskomponente zu übertragen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 2, der ferner umfasst: eine erste Kammer, die zumindest teilweise durch die Komponente der zweiten Kupplung und das Laufrad gebildet ist; eine zweite Kammer, die zumindest teilweise durch die erste und die zweite Antriebskomponente und die Komponente der zweiten Kupplung gebildet ist; und eine dritte Kammer, die zumindest teilweise durch den Deckel und die Komponente der ersten Kupplung gebildet ist, wobei in dem dritten Überbrückungsmodus: ein Fluiddruck in der dritten Kammer höher als ein Fluiddruck in der ersten Kammer ist; und die zweite Kupplung ein Drehmoment von dem Deckel zu der zweiten Antriebskomponente überträgt.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, der ferner umfasst: eine erste Kammer, die zumindest teilweise durch die Komponente der zweiten Kupplung und das Laufrad gebildet ist; eine zweite Kammer, die zumindest teilweise durch die erste und die zweite Antriebskomponente und die Komponente der zweiten Kupplung gebildet ist; und eine dritte Kammer, die zumindest teilweise durch den Deckel und die Komponente der ersten Kupplung gebildet ist, wobei der Abtriebsflansch in der zweiten Kammer angeordnet ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, der ferner umfasst: eine erste Kammer, die zumindest teilweise durch die Komponente der zweiten Kupplung und das Laufrad gebildet ist; eine zweite Kammer, die zumindest teilweise durch die erste und die zweite Antriebskomponente und die Komponente der zweiten Kupplung gebildet ist; eine dritte Kammer, die zumindest teilweise durch den Deckel und die Komponente der ersten Kupplung gebildet ist, und erste, zweite und dritte Kanäle: die mit den ersten, zweiten bzw. dritten Kammern verbunden sind; und hydraulisch voneinander isoliert sind, wobei: die erste Kanal mit einer Pumpe für das Getriebe verbunden ist; und die zweiten und dritten Kanäle über vierte bzw. fünfte hydraulisch isolierte Kanäle in der Getriebewelle mit der Pumpe verbunden sind.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei der Schwingungsdämpfer aufweist: eine Feder, die mit der ersten und der zweiten Antriebskomponente in Eingriff steht; eine Deckelplatte, die mit der Feder in Eingriff steht und ein radial äußerstes distales Ende aufweist; und ein Dichtungselement: das an dem radial äußerstem Ende angebracht ist; und die erste und die zweite Antriebskomponente gegenüber der Deckelplatte abdichtet.
Drehmomentwandler, der umfasst: eine Drehachse; einen Deckel zum Aufnehmen eines Drehmoments; ein Laufrad, das ein drehfest mit dem Deckel verbundenes Laufradgehäuse aufweist; eine Turbine, die sich in Fluidkommunikation mit dem Laufrad befindet und ein Turbinengehäuse aufweist; eine erste Kupplung, die axial versetzbar ist, um in das Gehäuse einzugreifen; eine zweite Kupplung, die axial versetzbar ist, um in das Laufradgehäuse einzugreifen; und einen Schwingungsdämpfer, der aufweist: eine erste Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der ersten Kupplung verbunden ist; eine zweite Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der zweiten Kupplung verbunden ist; und einen Abtriebsflansch, der drehfest mit einer Antriebswelle eines Getriebes verbunden ist, wobei die erste und die zweite Antriebskomponente in einem ersten Überbrückungsmodus ein Drehmoment von dem Deckel zu dem Abtriebsflansch übertragen; und wobei: die Komponente für die zweite Kupplung das Laufradgehäuse aufweist; oder die zweite Kupplung einen Kolben aufweist, der von dem Laufradgehäuse getrennt ist, und die Komponente für die zweite Kupplung den Kolben aufweist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 15, wobei: der Schwingungsdämpfer erste und zweite Deckelplatten aufweist; die ersten und zweiten Deckelplatten ein radial äußerstes distales Ende aufweisen; und die Schwingungsdämpfer ein Dichtungselement aufweist: das an dem radial äußerstem Ende angebracht ist; und die ersten und die zweite Antriebskomponente gegenüber der ersten oder zweiten Deckelplatte abdichten.
Drehmomentwandler nach Anspruch 15, wobei: in einem zweiten Überbrückungsmodus die zweite Kupplung offen ist und die erste Kupplung schließt, um ein Drehmoment von dem Deckel zu der ersten Antriebskomponente zu übertragen; und in einem dritten Überbrückungsmodus die erste Kupplung offen ist und die zweite Kupplung schließt, um ein Drehmoment von dem Deckel zu der zweiten Antriebskomponente zu übertragen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 17, wobei: der Drehmomentwandler in dem ersten Überbrückungsmodus eine erste Drehmomentkapazität hat; der Drehmomentwandler in dem zweiten Überbrückungsmodus eine zweite Drehmomentkapazität hat, die von der ersten Drehmomentkapazität verschieden ist; und der Drehmomentwandler in dem dritten Überbrückungsmodus eine dritte Drehmomentkapazität hat, die größer als die erste Drehmomentkapazität und größer als die zweite Drehmomentkapazität ist.
Drehmomentwandler, der umfasst: eine Drehachse; einen Deckel zum Aufnehmen eines Drehmoments; ein Laufrad, das ein drehfest mit dem Deckel verbundenes Laufradgehäuse aufweist; eine Turbine, die sich in Fluidkommunikation mit dem Laufrad befindet und ein Turbinengehäuse aufweist; eine erste Kupplung; eine zweite Kupplung; einen Schwingungsdämpfer, der aufweist: eine erste Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der ersten Kupplung verbunden ist; eine zweite Antriebskomponente, die drehfest mit einer Komponente der zweiten Kupplung verbunden ist; ein Dichtungselement, das gegenüber der ersten und der zweiten Antriebskomponente abdichtet; und einen Abtriebsflansch, der drehfest mit einer Antriebswelle eines Getriebes verbunden ist; eine erste Kammer, die zumindest teilweise durch das Laufrad und die Komponente der zweiten Kupplung gebildet ist; eine zweite Kammer, die zumindest teilweise durch die Komponente der ersten Kupplung, das Dichtungselement und die erste und die zweite Antriebskomponente gebildet ist; und eine dritte Kammer, die zumindest teilweise durch den Deckel und die Komponente der ersten Kupplung gebildet ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 19, wobei in einem Überbrückungsmodus die ersten und zweiten Kupplungen schließen, um ein Drehmoment von dem Deckel zu der ersten Antriebskomponente zu übertragen.