DE112016006905T5

DE112016006905T5 - Drehmomentwandler für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE112016006905T5
Application number: DE112016006905.7T
Authority: DE
Inventors: Sanghyun Sung; Wan Choi; Soon Cheol SHIN
Original assignee: Valeo Kapec Co Ltd
Current assignee: Valeo Kapec Co Ltd
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2019-02-14
Also published as: WO2017204403A1; CN109642649A; KR101803952B1; US20190120360A1; US10808820B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart einen Drehmomentwandler für ein Fahrzeug, bei dem die Anzahl der Komponenten reduziert und die Stabilität in einer langhubigen Torsionsdämpferstruktur mit Federn verbessert wird, die in zwei Stufen arbeiten.
Der Drehmomentwandler für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine vordere Abdeckung, ein Laufrad, eine Turbine, einen Reaktor, eine Überbrückungskupplung und einen Torsionsdämpfer, und die Überbrückungskupplung beinhaltet eine mit der vorderen Abdeckung gekoppelte Kupplungstrommel, mehrere erste Reibscheiben, die mit der Kupplungstrommel gekoppelt sind, zweite Reibscheiben, die zwischen den mehreren ersten Reibscheiben angeordnet sind, und eine Haltescheibe, die einen verlängerten Trommelabschnitt aufweist, mit dem die zweite Reibscheibe gekoppelt ist und die an dem Torsionsdämpfer vorgesehene Federn trägt.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drehmomentwandler für ein Fahrzeug, bei dem die Anzahl der Komponenten reduziert und die Stabilität in einer langhubigen Torsionsdämpferstruktur mit Federn verbessert wird, die in zwei Stufen arbeiten.
[Stand der Technik]
Im Allgemeinen wird ein Drehmomentwandler zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Fahrzeugs angeordnet und dient dazu, die Antriebsleistung des Motors unter Verwendung eines Fluides auf das Getriebe zu übertragen. Der Drehmomentwandler beinhaltet ein Laufrad, das sich dreht, indem es mit der Antriebsleistung des Motors versorgt wird, eine Turbine, die sich durch aus dem Laufrad austretendes Öl dreht, und einen Reaktor (auch Stator genannt), der einen Ölstrom, der zum Laufrad zurückkehrt, in eine Drehrichtung des Laufrads leitet, um eine Änderungsrate des Drehmoments zu erhöhen.
Wenn eine auf den Motor ausgeübte Last erhöht wird, kann sich der Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers verschlechtern, weswegen der Drehmomentwandler eine Überbrückungskupplung (auch „Dämpferkupplung“ genannt) aufweist, die eine direkte Verbindung zwischen Motor und Getriebe ermöglicht. Die Überbrückungskupplung ist zwischen der Turbine und einer direkt mit dem Motor verbundenen Frontabdeckung angeordnet und ermöglicht die Übertragung der Drehleistung des Motors direkt auf die Turbine.
Die Überbrückungskupplung umfasst einen Kolben, der in axialer Richtung einer Turbinenwelle bewegt werden kann. Weiter gelangt ein Reibelement, welches mit der vorderen Abdeckung in Reibkontakt kommt, in Eingriff mit dem Kolben. Überdies ist ein Torsionsdämpfer, der Stöße und Vibrationen absorbieren kann, die in Drehrichtung der Welle auftreten, wenn das Reibelement mit der vorderen Abdeckung in Eingriff gelangt, mit dem Kolben gekoppelt.
Insbesondere, weil Komponenten der Überbrückungskupplung und des Torsionsdämpfers durch Nieten miteinander verbunden sind, erhöht sich die Anzahl der Komponenten, was zu Problemen führt, da sich die Anzahl der Fertigungsschritte bei automatischen Montageprozessen erhöht und sich dadurch die Produktivität verschlechtert. Darüber hinaus besteht im Stand der Technik das Problem, dass eine Erhöhung der Komponentenanzahl zu einem Kostenanstieg führt.
[ERFINDUNG]
[Technische Aufgabe]
Die vorliegende Erfindung wurde in dem Bestreben unternommen, einen Drehmomentwandler für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem die Anzahl der Komponenten zum Verbinden einer Überbrückungskupplung und einer Dämpferkupplung in einem Langhubdämpfer zur Realisierung einer geringen Steifigkeit minimiert wird, wodurch sich die Anzahl der Fertigungsschritte reduziert.
[Technische Lösung]
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt einen Drehmomentwandler für ein Fahrzeug zur Verfügung, der Folgendes beinhaltet: eine vordere Abdeckung; ein Laufrad, das mit der vorderen Abdeckung gekoppelt ist und sich zusammen mit der vorderen Abdeckung dreht; eine Turbine, die an einer dem Laufrad zugewandten Position angeordnet ist; einen Reaktor, der zwischen dem Laufrad und der Turbine angeordnet ist und einen Ölstrom ändert, der von der Turbine zum Laufrad fließt; eine Überbrückungskupplung, die die vordere Abdeckung und die Turbine direkt verbindet; und einen Torsionsdämpfer, der mit der Überbrückungskupplung gekoppelt ist,
wobei die Überbrückungskupplung umfasst: eine Kupplungstrommel, die mit der vorderen Abdeckung gekoppelt ist; mehrere erste Reibscheiben, die mit der Kupplungstrommel gekoppelt sind; zweite Reibscheiben, die zwischen den mehreren ersten Reibscheiben angeordnet sind; und eine Haltescheibe, die einen verlängerten Trommelabschnitt aufweist, mit dem die zweiten Reibscheiben gekoppelt sind, und am Torsionsdämpfer vorgesehene Federn trägt.
Der Torsionsdämpfer kann Folgendes beinhalten: erste Federn und zweite Federn, die an der Haltescheibe in Umfangsrichtung angeordnet sind; eine Verbindungsscheibe, die zwischen den ersten Federn und den zweiten Federn angeordnet ist und die die Drehkraft, die durch die ersten Federn übertragen wird, auf die zweiten Federn überträgt; eine Abdeckscheibe, die mit der Haltescheibe gekoppelt ist; und eine angetriebene Scheibe, die mit der Turbine gekoppelt ist und eine Seite der zweiten Feder trägt.
Der verlängerte Trommelabschnitt kann in axialer Richtung angeordnet sein, die Haltescheibe kann einen verlängerten Federstützabschnitt aufweisen, der sich in radialer Richtung vom verlängerten Trommelabschnitt erstreckt, und der verlängerte Federstützabschnitt kann Federpassnuten aufweisen, in die die Federn eingesetzt werden.
Der verlängerte Trommelabschnitt kann Nutabschnitte aufweisen, in die die zweiten Reibungsscheiben in einer Richtung parallel zu einer Welle eingesetzt werden.
[Vorteilhafte Wirkungen]
Die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Haltescheibe den verlängerten Trommelabschnitt aufweist, in den einige der mehreren Reibscheiben der Überbrückungskupplung eingesetzt werden, so dass die Haltescheibe Komponenten mit der Überbrückungskupplung und dem Torsionsdämpfer teilt und dadurch die Anzahl der Komponenten reduziert, der Herstellungsprozess vereinfacht und die Produktivität verbessert werden kann.
Figurenliste

1 ist eine halb quergeschnittene Ansicht, die einen in axialer Richtung geschnittenen Drehmomentwandler darstellt, um eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Struktur einer Überbrückungskupplung zeigt, die bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Hauptteil eines Torsionsdämpfers, der bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, demontiert ist.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Haltescheibe zeigt, die ein Hauptteil der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
5 ist ein Flussdiagramm für die Kraftübertragung zur Erläuterung des Vorgangs der Übertragung der Antriebsleistung eines Motors, wenn die Überbrückungskupplung der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betätigt wird.

[Ausführungsform der Erfindung]
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren ausführlich beschrieben, damit die Fachleute in demjenigen technischen Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, die beispielhafte Ausführungsform leicht ausführen können. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf verschiedene Weise eingesetzt werden und ist nicht auf die hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Ein für die Beschreibung irrelevantes Teil wird in den Zeichnungen weggelassen, um die vorliegende Erfindung klar zu beschreiben, und dieselben oder ähnliche Bestandteile werden in der gesamten Beschreibung mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
1 ist eine halbe quergeschnittene Ansicht zur Erläuterung einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und veranschaulicht einen Drehmomentwandler für ein Fahrzeug.
Ein Drehmomentwandler für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine vordere Abdeckung 1, die mit einer Kurbelwelle eines Motors verbunden ist und sich dreht, ein Laufrad 3, das mit der vorderen Abdeckung 1 verbunden ist und sich zusammen mit der vorderen Abdeckung 1 dreht, eine Turbine 5, die an einer dem Laufrad 3 zugewandten Stelle angeordnet ist, und einen Reaktor 7 (auch Stator genannt), der zwischen dem Laufrad 3 und der Turbine 5 angeordnet ist, einen aus der Turbine 5 strömenden Ölstrom ändert und das Öl dem Laufrad 3 zuführt. Der Reaktor 7, der das Öl zum Laufrad 3 fördert, weist den gleichen Drehpunkt auf wie die vordere Abdeckung 1. Weiterhin ist zwischen der vorderen Abdeckung 1 und der Turbine 5 eine Überbrückungskupplung 9 angeordnet, die als Mittel zur direkten Verbindung des Motors mit einem Getriebe dient.
Die Überbrückungskupplung 9 weist einen Kolben 11 mit einer annähernd kreisförmigen Scheibenform auf. Weiterhin kann der Kolben 11 in einer Mittenrichtung einer Welle gedreht und in einer axialen Richtung beweglich angeordnet werden.
Unterdessen ist ein Torsionsdämpfer 13, der dazu dient, die in Drehrichtung der Welle aufgebrachte Torsionskraft zu absorbieren und Vibrationen zu dämpfen, mit der Überbrückungskupplung 9 gekoppelt.
Die bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandte Überbrückungskupplung 9 kann als Mehrscheibenkupplung konfiguriert werden.
Das heißt, die Überbrückungskupplung 9 beinhaltet eine Kupplungstrommel 15, die mit der vorderen Abdeckung 1 gekoppelt ist, mehrere erste Reibscheiben 17 und 19, eine Haltescheibe 21, die einen verlängerten Trommelabschnitt 21a aufweist, und mehrere zweite Reibscheiben 23 und 25.
Die Kupplungstrommel 15 ist mit dem vorderen Deckel 1 gekoppelt, hat eine zylindrische Form und ist in axialer Richtung angeordnet. Weiterhin weist die Kupplungstrommel 15 Passbohrungen auf, die in einer inneren Umfangsfläche der Kupplungstrommel 15 so ausgebildet sind, dass die mehreren ersten Reibscheiben 17 und 19 in die Passbohrungen eingesetzt werden können. Die ersten Reibscheiben 17 und 19 weisen passende vorstehende Abschnitte auf, die an einer äußeren Umfangsfläche der ersten Reibscheiben 17 und 19 ausgebildet sind. Die vorstehenden Passstücke werden in die Passbohrungen eingesetzt und können in axialer Richtung verschoben werden (siehe 1 und 2).
Jede der Passbohrungen der Kupplungstrommel 15 weist auf einer Seite in axialer Richtung eine Öffnung auf, und die Passbohrungen sind bezüglich der Welle in radialer Richtung durchdringend ausgebildet. Die ersten Reibscheiben 17 und 19 können durch den Kolben 11 in axialer Richtung bewegt werden. Der verlängerte Trommelabschnitt 21a der Haltescheibe 21 ist in einem vorbestimmten Abstand von der Kupplungstrommel 15 an einer Position angeordnet.
Die Haltescheibe 21 beinhaltet den verlängerten Trommelabschnitt 21a und einen verlängerten Federstützabschnitt 21b.
Der verlängerte Trommelabschnitt 21a ist in axialer Richtung vorgesehen und hat einen kleineren Durchmesser als die Kupplungstrommel 15. Der verlängerte Trommelabschnitt 21a weist auch Nuten auf, in die die mehreren zweiten Reibscheiben 23 und 25 eingesetzt werden können. Die zweiten Reibscheiben 23 und 25 sind mit dem verlängerten Trommelabschnitt 21a gekoppelt und können in axialer Richtung bewegt werden. Weiterhin sind die zweiten Reibscheiben 23 und 25 zwischen den ersten Reibscheiben 17 und 19 angeordnet.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können an dem verlängerten Trommelabschnitt 21a Nutabschnitte gebildet werden, und in den Nutabschnitten können in axialer Richtung passende vorstehende Abschnitte, die auf inneren Umfangsflächen der zweiten Reibscheiben 23 und 25 gebildet sind, angebracht werden.
Unterdessen kann eine dritte Reibscheibe 27 mit der Kupplungstrommel 15 gekoppelt werden. An einer Außenumfangsfläche der dritten Reibscheibe 27 sind ebenfalls passende vorstehende Abschnitte ausgebildet, die in die Passbohrungen der Kupplungstrommel 15 eingesetzt werden können. Die dritte Reibscheibe 27 kann eine Reaktionskraft gegen die ersten Reibscheiben 17 und 19 und die zweiten Reibscheiben 23 und 25 bereitstellen. Das heißt, wenn der Kolben 11 die ersten Reibungsscheiben 17 und 19 in axialer Richtung drückt, werden die ersten Reibungsscheiben 17 und 19 und die zweiten Reibungsscheiben 23 und 25 in axialer Richtung bewegt, und die dritte Reibungsscheibe 27 stellt die Reaktionskraft gegen die ersten Reibungsscheiben 17 und 19 und die zweiten Reibungsscheiben 23 und 25 bereit.
In der Zwischenzeit kann ein Sprengring, der eine axiale Bewegung der dritten Reibscheibe 27 einschränkt, mit der Kupplungstrommel 15 gekoppelt werden.
Wie in den 1 und 3 dargestellt, umfasst der Torsionsdämpfer 13 den verlängerten Federstützabschnitt 21b der Haltescheibe 21, erste Federn 31, eine Verbindungsscheibe 33, zweite Federn 35 und eine angetriebene Scheibe 37. Darüber hinaus kann eine Abdeckscheibe 36, die mit dem verlängerten Federstützabschnitt 21b der Haltescheibe 21 gekoppelt ist, durch Nieten mit dem Torsionsdämpfer 13 gekoppelt werden.
Der verlängerte Federstützabschnitt 21b der Haltescheibe 21 beinhaltet Federpassnuten 21c, in die die ersten Federn 31 und die zweiten Federn 35 eingesetzt sind. Die Mehrfach-Federpassnuten 21c sind in Umfangsrichtung angeordnet. Weiterhin ist ein äußerer Umfangsabschnitt des verlängerten Federstützabschnitts 21b der Haltescheibe 21 so geformt, dass er die ersten Federn 31 und die zweiten Federn 35 umgibt.
Die ersten Federn 31 sind in einem vorgegebenen Abstand in Umfangsrichtung auf der Haltescheibe 21 angeordnet. Zusätzlich sind die mehreren zweiten Federn 35 an der Haltescheibe 21 in Umfangsrichtung zwischen den mehreren ersten Federn 31 angeordnet.
Die mehreren ersten Federn 31 und die mehreren zweiten Federn 35 können eine elastische Kraft in Drehrichtung bereitstellen und so Vibrationen und Stöße absorbieren.
Die Verbindungsscheibe 33 ist in Abschnitten eingebaut, in denen die ersten Federn 31 und die zweiten Federn 35 einander gegenüberliegen. Die Verbindungsscheibe 33 kann dazu dienen, elastische Kraft der ersten Federn 31 aufzunehmen und die elastische Kraft an die zweiten Federn 35 zu übertragen. Das heißt, die Verbindungsscheibe 33 weist Biegeabschnitte 33a auf, die teilweise in eine zur Welle parallele Richtung gebogen sind. Weiterhin sind die Biegeabschnitte 33a der Verbindungsscheibe 33 zwischen den ersten Federn 31 und den zweiten Federn 35 angeordnet.
Daher kann die Antriebskraft, die durch die ersten Federn 31 übertragen wird, auf die Verbindungsscheibe 33 und dann auf die zweiten Federn 35 übertragen werden.
Diese Struktur kann einen Langhubdämpfer zur Realisierung einer geringen Steifigkeit des Torsionsdämpfers 13 implementieren.
Die angetriebene Scheibe 37 ist mit der Turbine 5 gekoppelt und kann die Antriebsleistung über die zweiten Federn 35 aufnehmen. Wie in den 3 und 4 dargestellt, umfasst die angetriebene Scheibe 37 mehrere Stützabschnitte 37a, von denen jeder ein Ende der zweiten Feder 35 trägt.
Die Stützabschnitte 37a der angetriebenen Scheibe 37 sind in vorbestimmten Abständen angeordnet und können jeweils ein Ende der zweiten Feder 35 tragen.
Ein Betriebsvorgang der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird im Folgenden ausführlich beschrieben.
Zunächst wird, wenn die Überbrückungskupplung 9 nicht arbeitet, die Antriebsleistung des Motors über die vordere Abdeckung 1 auf das Laufrad 3 übertragen. Weiterhin wird die auf das Laufrad 3 übertragene Antriebsleistung durch die Turbine 5 auf eine Keilnabe übertragen und dann über eine Eingangswelle des Getriebes auf das Getriebe übertragen. Bei diesem Vorgang kann der Torsionsdämpfer 13 Vibrationen und Stöße in Drehrichtung durch die mit der Turbine 5 verbundene angetriebene Scheibe 37 absorbieren.
Wie in 5 dargestellt, wird beim Betätigen der Überbrückungskupplung 9 die Antriebsleistung des Motors über die vordere Abdeckung 1 auf die Kupplungstrommel 15 übertragen. Anschließend wird die Antriebsleistung des Motors über die ersten Reibscheiben 17 und 19 und die zweiten Reibscheiben 23 und 25 auf den verlängerten Trommelabschnitt 21a der Haltescheibe 21 übertragen. Die Antriebsleistung des Motors, die auf den verlängerten Trommelabschnitt 21a der Haltescheibe 21 übertragen wird, wird auf den verlängerten Federstützabschnitt 21b der Halteplatte 21 übertragen, die integral mit dem verlängerten Trommelabschnitt 21a ausgebildet ist. Die Antriebskraft, die auf den verlängerten Federstützabschnitt 21b der Haltescheibe 21 übertragen wird, wird über die ersten Federn 31 auf die Verbindungsscheibe 33 übertragen. Überdies wird die Antriebskraft, die auf die Verbindungsscheibe 33 übertragen wird, auf die zweiten Federn 35 übertragen. In diesem Fall werden Schwingungen und Stöße in Drehrichtung von den ersten Federn 31 und den zweiten Federn 35 aufgenommen. Darüber hinaus stellen die ersten Federn 31 und die zweiten Federn 35 nacheinander eine elastische Kraft bereit, wodurch eine geringe Steifigkeit erreicht wird.
Weiter wird die Antriebsleistung des Motors, die auf die zweiten Federn 35 übertragen wird, auf die angetriebene Scheibe 37 übertragen. Die Antriebsleistung, die auf die angetriebene Scheibe 37 übertragen wird, wird über die Turbine 5 auf die Keilnabe übertragen und anschließend über die Eingangswelle des Getriebes auf das Getriebe übertragen.
Daher kann in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Antriebskraft der Überbrückungskupplung 9 über die einzelne Haltescheibe 21 auf den Torsionsdämpfer 13 übertragen werden, so dass die Anzahl der Komponenten reduziert werden kann. In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf eine Komponente zum Verbinden der Überbrückungskupplung 9 und des Torsionsdämpfers 13 verzichtet werden, so dass die Anzahl der Fertigungsschritte reduziert werden kann. Die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zur Vereinfachung des Herstellungsprozesses des Drehmomentwandlers beitragen, der als Automatisierungsprozess eingerichtet ist.
Darüber hinaus hat die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass die Anzahl der Komponenten so reduziert wird, dass die Komponenten leicht zu verwalten sind und die Herstellungskosten gesenkt werden können.
Obwohl diese Erfindung im Zusammenhang mit den derzeit als praktisch geltenden beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil verschiedene Änderungen und gleichwertige Anordnungen abdecken soll, die unter die Idee und den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Drehmomentwandler für ein Fahrzeug, umfassend: eine vordere Abdeckung; ein Laufrad, das mit der vorderen Abdeckung gekoppelt ist und sich zusammen mit der vorderen Abdeckung dreht; eine Turbine, die an einer dem Laufrad zugewandten Stelle angeordnet ist; einen Reaktor, der zwischen dem Laufrad und der Turbine angeordnet ist und einen Ölstrom ändert, der von der Turbine zum Laufrad fließt; eine Überbrückungskupplung, die die vordere Abdeckung und die Turbine direkt verbindet; und einen Torsionsdämpfer, der mit der Überbrückungskupplung gekoppelt ist, wobei die Überbrückungskupplung Folgendes beinhaltet: eine Kupplungstrommel, die mit der vorderen Abdeckung gekoppelt ist; mehrere erste Reibscheiben, die mit der Kupplungstrommel gekoppelt sind; zweite Reibscheiben, die zwischen den mehreren ersten Reibscheiben angeordnet sind; und eine Haltescheibe, die einen verlängerten Trommelabschnitt aufweist, mit dem die zweiten Reibscheiben gekoppelt sind, und welche am Torsionsdämpfer vorgesehene Federn trägt.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei: der Torsionsdämpfer beinhaltet: erste Federn und zweite Federn, die an der Haltescheibe in Umfangsrichtung angeordnet sind; eine Verbindungsscheibe, die zwischen den ersten Federn und den zweiten Federn angeordnet ist und die Drehkraft, die durch die ersten Federn übertragen wird, auf die zweiten Federn überträgt; eine Abdeckscheibe, die mit der Haltescheibe gekoppelt ist; und eine angetriebene Scheibe, die mit der Turbine gekoppelt ist und eine Seite der zweiten Feder trägt.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei: der verlängerte Trommelabschnitt in axialer Richtung angeordnet ist, die Haltescheibe einen verlängerten Federstützabschnitt aufweist, der sich in radialer Richtung vom verlängerten Trommelabschnitt erstreckt, und der verlängerte Federstützabschnitt Federpassnuten aufweist, in die die Federn eingesetzt werden.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei: der verlängerte Trommelabschnitt Nutabschnitte aufweist, in die die zweiten Reibscheiben in einer Richtung parallel zu einer Welle eingesetzt sind.