DE19752451C2

DE19752451C2 - Überbrückungsdämpfer eines Drehmomentwandlers

Info

Publication number: DE19752451C2
Application number: DE19752451A
Authority: DE
Inventors: Hirotaka Fukushima; Hiroshi Mizukami; Mamoru Ohkubo
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 2001-08-09
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: US5941354A; DE19752451A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Überbrückungsdämp fer in einem Überbrückungsmechanismus eines Drehmomentwand lers zum Dämpfen von Schwingungen, welche von einem An triebsdrehelement auf ein Abtriebsdrehelement übertragen werden.

Der Dämpfungsmechanismus überträgt ein Drehmoment von einem Antriebsdrehelement auf ein Abtriebsdrehelement. Gleichzei tig dämpft der Dämpfungsmechanismus eine vom Antriebsdreh element zum Abtriebsdrehelement übertragene Schwingung. Ein Überbrückungsmechanismus, welcher in einem innerhalb des Drehmomentwandlers angeordneten Überbrückungsmechanismus vorgesehen und nachfolgend als "Überbrückungsdämpfer" be zeichnet wird, stellt ein Beispiel für obigen Dämpfungsme chanismus dar.

Der Drehmomentwandler weist innen drei Arten von Schaufelrä dern auf, d. h. ein Laufrad, ein Turbinenrad und ein Leitrad, und kann ein Drehmoment durch ein den Innenraum des Drehmo mentwandlers füllendes Arbeitsfluid bzw. Treibmittel über tragen. Das Laufrad ist an einer vorderen Abdeckung bzw. einem Vorderdeckel befestigt, welcher wiederum mit dem An triebsdrehelement gekoppelt ist. Das vom Laufrad zum Turbi nenrad durch das Leitrad strömende Treibmittel überträgt ein Drehmoment vom Laufrad zum Turbinenrad und anschließend zum Abtriebsdrehelement, welches mit dem Turbinenrad gekoppelt ist.

Der Überbrückungsmechanismus ist zwischen dem Turbinenrad und der vorderen Abdeckung angeordnet, um die vordere Ab deckung mit dem Turbinenrad mechanisch zu koppeln und hier bei das Drehmoment direkt vom Antriebsdrehelement zum Ab triebsdrehelement zu übertragen.

Normalerweise weist der Überbrückungsmechanismus ein Kolben element, welches gegen die vordere Abdeckung gedrückt wird, eine am Kolbenelement befestigte Halteplatte sowie Schrau benfedern auf, die durch die Halteplatte getragen werden. Ferner ist ein angetriebenes Element vorgesehen, welches in Drehrichtung des Mechanismus mit dem Kolbenelement durch die Schraubenfedern elastisch gekoppelt ist. Das angetriebene Element ist an dem mit dem Abtriebsdrehelement gekoppelten Turbinenrad befestigt. Die Bauteile des Überbrückungsmecha nismus bilden zudem einen Überbrückungs-Dämpfungsmechanis mus, um eine aufgebrachte Schwingung zu absorbieren und zu dämpfen.

Bei Betrieb des Überbrückungsmechanismus gleitet das Kolben element auf oder wird gegen die vordere Abdeckung gedrückt, so daß das Drehmoment von der vorderen Abdeckung auf das Kolbenelement und anschließend auf das Turbinenrad durch die Schraubenfedern übertragen wird. Der Überbrückungsmechanis mus überträgt das Drehmoment sowie absorbiert und dämpft zudem die Torsions- oder Winkelschwingung aufgrund der Über brückungsdämpfung. Die Schraubenfedern werden in wieder holender Form zwischen der am Kolbenelement befestigten Halteplatte und dem angetriebenen Element zusammengedrückt und gleiten hierbei auf der Halteplatte, so daß die Schwingung gedämpft wird.

Seit geraumer Zeit wird ein derartiger Überbrückungsdämpfer, welcher elastische Elemente aufweist, die an einem radialen Außenbereich des Drehmomentwandlers mit relativ großem Raum angeordnet sind, in verschiedenen Anwendungsfällen einge setzt, um die Axiallänge des Drehmomentwandlers zu verkür zen. Jedoch vermindert die Anordnung der elastischen Elemen te an dem radialen Außenbereich des Drehmomentwandlers den zulässigen maximalen Torsionswinkel des Drehmomentwandlers, verglichen mit den Anordnungen, bei welchen die elastischen Elemente an einem radialen Mittel- oder Innenbereich ange ordnet sind. Um dieses Problem zu lösen, können zwei elastische Elemente in Reihe mit einem dazwischenliegenden Zwi schenelement oder dergleichen angeordnet werden. Die in Rei he verbundenen elastischen Elemente können über eine große Länge zusammengedrückt werden, so daß ein erwünschter maxi maler Torsionswinkel sichergestellt wird. Die Kombination zweier elastischer Elemente mit unterschiedlichen Federkon stanten liefert zweistufige Torsionscharakteristika des Überbrückungsdämpfers und verbessert demgemäß die Torsions charakteristika.

Bei dem oben genannten Überbrückungsdämpfer muß ein An schlag- oder Hemmechanismus vorgesehen sein, um die Rela tivdrehung zwischen den Antriebs- und angetriebenen Elemen ten über einen Winkel zu begrenzen, welcher größer als ein vorgegebener Winkel ist. Demzufolge muß die Relativdrehung zwischen den Antriebs- und angetriebenen Elementen durch die Betätigung des Anschlagmechanismus gehemmt werden, wenn ein Drehmoment übertragen wird, welches größer als ein vorgege bener Wert ist. Dieser Anschlagmechanismus kann aus Schrau benfedern gebildet sein, welche als elastische Elemente ein gesetzt werden und als Anschlagmechanismus wirken, wenn sie vollständig zusammengedrückt sind.

Jedoch müssen die auch als Anschlagmechanismus verwendeten Schraubenfedern eine ausreichend hohe Festigkeit gegenüber der möglicherweise zu übertragenden maximalen Drehmomentlast haben, so daß die Merkmale der Schraubenfedern nicht aus ei nem breiten Bereich auswählbar sind. Hieraus ergibt sich ei ne Begrenzung der Dämpfungscharakteristika und eine Kosten zunahme der Schraubenfedern. Seit geraumer Zeit besteht ein Bedürfnis darin, die Haltbarkeit des Überbrückungsmechanis mus zu verbessern. Demzufolge muß die auf die Schraubenfeder wirkende Last vermindert werden.

Wenn die elastischen Elemente (Schraubenfedern) nicht als Anschlagmechanismus eingesetzt werden, ist ein unabhängiger Anschlagmechanismus erforderlich, welcher die Bauteileanzahl als auch die Herstellungsschritte und Herstellungskosten erhöht.

Die DE 36 14 158 A1 beschreibt einen Torsionsschwingungs dämpfer mit schwimmend gelagerten Zwischenteilen. Bei dem Tor sionsschwingungsdämpfer sind wenigstens zwei Sätze von Schraubenfedern in Reihe angeordnet. Die zur Abstützung dieser beiden Schraubenfedersätze notwendigen Zwischenteile sind lediglich über ihre Fenster an den Schraubenfedern geführt, so daß unkontrollierbare Fremdreibung auf ein Mindestmaß abge senkt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überbrückungs dämpfer eines Drehmomentwandlers mit einem Anschlagmechanismus zu schaffen, welcher eine Zunahme der Herstellungskosten un terdrücken und die Last gegen die elastischen Elemente vermin dern kann, die Auswahl der Spezifikationen der elastischen Elemente aus einem breiten Bereich ermöglicht sowie das Ein stellen der geeigneten beim Kraftfahrzeug erforderlichen Tor sionscharakteristika zuläßt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst; die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die vorhergehende und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nach folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Drehmoment wandlers mit einem Überbrückungsdämpfer entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 ein Seitenansichtsdiagramm von Bereichen des Über brückungsdämpfers des Drehmomentwandlers von Fig. 1;

Fig. 4 ein Diagramm des Torsionswinkels und der Torsions charakteristika des Überbrückungsdämpfers sowohl des ersten als auch zweiten Ausführungsbeispieles, wobei das erste Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 3 und das zweite Ausführungsbeispiel in den Fig. 5 bis 10 dargestellt ist;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht ähnlich Fig. 2 ei nes Überbrückungsmechanismus entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von Fig. 5;

Fig. 8 eine Draufsicht einer angetriebenen Platte des Über brückungsmechanismus, welche von den anderen Elemen ten des zweiten Ausführungsbeispieles entfernt dar gestellt ist;

Fig. 9 eine Ebene einer Antriebsplatte des Überbrückungsme chanismus, welche von den anderen Elementen des zweiten Ausführungsbeispieles entfernt dargestellt ist;

Fig. 10 ein Diagramm des Überbrückungsdämpfers des zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 11 eine Teilschnittansicht ähnlich Fig. 2 eines Über brückungsmechanismus eines Drehmomentwandlers ent sprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung;

Fig. 12 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von Fig. 11;

Fig. 13 eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII von Fig. 11;

Fig. 14 eine Ebene der Zwischenplatte, welche von anderen Elementen des dritten Ausführungsbeispieles entfernt dargestellt ist;

Fig. 15 eine Fig. 3 ähnliche Ansicht von Aspekten des Über brückungsdämpfers des dritten Ausführungsbeispieles in einem Betriebszustand;

Fig. 16 eine Fig. 15 ähnliche Ansicht von Aspekten des Über brückungsdämpfers des dritten Ausführungsbeispieles in einem weiteren Betriebszustand;

Fig. 17 eine den Fig. 15 und 16 ähnliche Ansicht des Über brückungsdämpfers des dritten Ausführungsbeispieles in einem weiteren Betriebszustand;

Fig. 18 eine den Fig. 15, 16 und 17 ähnliche Ansicht des Überbrückungsdämpfers des dritten Ausführungsbei spieles in einem weiteren Betriebszustand; und

Fig. 19 ein Diagramm des Torsionswinkels und der Torsions charakteristika des Überbrückungsdämpfers des drit ten Ausführungsbeispieles.

Erstes Ausführungsbeispiel

Ein in Fig. 1 dargestellter Drehmomentwandler 1 besteht aus einer vorderen Abdeckung bzw. einem Vorderdeckel 3, einer Drehmomentwandler-Haupteinheit, welche aus einem Laufrad 4, einem Turbinenrad 5 und einem (nicht dargestellten) Leitrad besteht, sowie aus einem Überbrückungsmechanismus 8. Ein nicht dargestellter Motor ist auf der linken Seite des Dreh momentwandlers 1 von Fig. 1 und ein (nicht dargestelltes) Getriebe ist auf der rechten Seite des Drehmomentwandlers 1 von Fig. 1 angeordnet. Nachfolgend wird die linke Seite von Fig. 1 als Motorseite und die rechte Seite von Fig. 1 als Getriebeseite bezeichnet.

Der Vorderdeckel 3 und das Gehäuse des Laufrades 4 legen eine Arbeitsfluidkammer fest, welche mit einem Arbeitsfluid bzw. Treibmittel gefüllt ist. Das Laufrad 4, das Turbinenrad 5 und das (nicht dargestellte) Leitrad haben im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die entsprechenden Bauteile aus dem Stand der Technik und werden aus diesem Grund nachfolgend nicht detaillierter beschrieben. Das Gehäuse des Turbinen rades 5 ist mit seinem inneren Umfangsbereich an einer Tur binenradnabe 6 durch Nieten 24 befestigt. Die Turbinenrad nabe 6 ist mit einer (nicht dargestellten) Welle keilver zahnt, welche sich vom Getriebe erstreckt.

Der Überbrückungsmechanismus 8 überträgt mechanisch ein Drehmoment vom Vorderdeckel 3 auf das Turbinenrad 5 sowie die Turbinenradnabe 6 und dämpft eine übertragene Schwin gung. Der Überbrückungsmechanismus 8 besteht im wesentlichen aus einem Antriebs-Kolbenelement 9, einem angetriebenen Ele ment 10 der Abtriebsseite, vier elastischen Elementen, etwa vier Schraubenfedern 13, einer das Antriebselement bildenden Halteplatte 14 sowie einer Zwischenplatte 30.

Das Kolbenelement 9 kann sich zum Vorderdeckel 3 hin- oder wegbewegen, entsprechend der Steuerung bzw. Regelung durch den Hydraulikdruck in der Drehmomentwandler-Haupteinheit. Das Kolbenelement 9 ist im wesentlichen als kreisförmige Platte ausgebildet und weist äußere und innere Umfangsvor sprünge 9a und 9b auf. Die äußeren und inneren Umfangsvor sprünge 9a und 9b verlaufen zum Getriebe (rechts in Fig. 1). Der innere Umfangsvorsprung 9b wird relativ drehbar und axi al bewegbar auf der äußeren Umfangsfläche der Turbinenrad nabe 6 getragen. Wenn die Kupplung des Überbrückungsmecha nismus ausgerückt wird, befindet sich der innere Umfangsvor sprung 9b mit der Turbinenradnabe 6 in Kontakt und kann sich axial ausschließlich zum Vorderdeckel 3 bewegen. Eine Sei tenfläche des äußeren Umfangsbereiches des Kolbenelementes 9 wird durch eine kreisförmige Reibungsfläche 20 abgedeckt, welche an dem Element befestigt ist und der Reibungsfläche des Vorderdeckels 3 gegenüberliegt.

Die Halteplatte 14 hält hauptsächlich die Schraubenfedern 13 auf dem Kolbenelement 9. Die Halteplatte 14 ist radial in nerhalb des äußeren Umfangsvorsprunges 9a des Kolbenelemen tes 9 angeordnet. Die Halteplatte 14 weist einen äußeren gebogenen Bereich 16 mit bogenförmigem Querschnitt auf. Die äußere Umfangsfläche des äußeren gebogenen Bereiches 16 be findet sich mit der inneren Umfangsfläche des äußeren Um fangsvorsprunges 9a in Kontakt. Der äußere Umfangsbereich 16 ist in Umfangsrichtung an zwei gleich beabstandeten Positio nen (die einander diametral gegenüberliegen) mit in Umfangs richtung verlaufenden Stützbereichen 17a und 17b ausgebil det, welche gebogen sind und zum Innenumfang sowie zum Ge triebe vorstehen. Des weiteren verläuft ein Befestigungsbe reich 18 radial von jedem Paar von in Umfangsrichtung verlaufenden Stützbereichen 17a und 17b nach innen. Jeder Befestigungsbereich 18 verläuft in Umfangsrichtung über einen vorgegebenen Winkel und ist am Kolbenelement 9 durch drei Nieten 21 befestigt. Antriebs-Eingriffsbereiche 19 verlaufen zum Getriebe und sind radial innerhalb der in Um fangsrichtung verlaufenden Stützbereiche 17a und 17b ange ordnet. Die Radialposition des Antriebs-Eingriffsbereiches 19 entspricht der Radialposition an der ersten Aussparung 33, welche an der Zwischenplatte 30 ausgebildet ist, die später beschrieben wird.

Die angetriebene Platte 10 besteht im wesentlichen aus einer ringförmigen Platte und ist mit dem äußeren Umfangsbereich des Gehäuses des Turbinenrades 5 verschweißt. Zwei Stützbe reiche 11 stehen zum Motor vom angetriebenen Element 10 hin vor. Jeder Stützbereich 11 ist zwischen den in Umfangsrich tung verlaufenden Stützbereichen 17a und 17b der Halteplatte 14 angeordnet. Zwei Abtriebs-Eingriffsbereiche 12 stehen vom Innenumfang des angetriebenen Elementes 10 zum Motor vor. Die Radialposition des Abtriebs-Eingriffsbereiches 12 ent spricht der Radialposition einer zweiten Aussparung 34, welche an der Zwischenplatte 30 ausgebildet ist, die später beschrieben wird.

Jede Schraubenfeder 13 überträgt ein Drehmoment im Über brückungsmechanismus 8 und absorbiert und dämpft zudem ge ringe Torsionsschwingungen, welche durch die Rotationsände rung des Motors verursacht werden, sowie eine Schwingung aufgrund des durch den Einrückvorgang der Kupplung verur sachten Stoßes. Die Schraubenfeder 13 koppelt elastisch das Kolbenelement 9 und das angetriebene Element 10 miteinander durch die Halteplatte 14 in Drehrichtung des Drehmo mentwandlers.

Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die ersten und zweiten Schraubenfedern 13A und 13B in einem der bogenförmigen Räume angeordnet, welche durch zwei Sets an diametral gegenüber liegenden in Umfangsrichtung verlaufenden Stützbereichen 17a und 17b sowie dem Stützbereich 11 festgelegt werden. Dritte und vierte Schraubenfedern 13C und 13D sind in dem anderen bogenförmigen Raum angeordnet, welcher zwischen den diame tral gegenüberliegenden in Umfangsrichtung verlaufenden Stützbereichen 17a und 17b sowie dem Stützbereich 11 defi niert ist.

Die ersten und zweiten Schraubenfedern 13A und 13B sind in Reihe mit einem dazwischen liegenden Federstützbereich 32 der Zwischenplatte 30, welche später beschrieben wird, und die dritten und vierten Schraubenfedern 13C und 13D sind analog in Reihe mit dem dazwischen angeordneten Federstütz bereich 32 positioniert. Die Kombination aus erster und dritter Schraubenfeder 13A und 13C sowie die Kombination aus zweiter und vierter Schraubenfeder 13B und 13D können insge samt große maximale Torsionswinkelcharakteristika erzielen.

Die Zwischenplatte 30 koppelt die Schraubenfedern 13 radial miteinander und begrenzt hierbei die radial nach außen ge richtete Bewegung der Schraubenfedern 13. Die Zwischenplatte 30 kann in den Antriebs-Eingriffsbereichen 19 oder den Ab triebs-Eingriffsbereichen 12 eingreifen und hierbei als An schlag gegen eine Relativdrehung der Antriebselemente, d. h. des Kolbenelementes 9 und der Halteplatte 14 relativ zum Ab triebselement, d. h. der angetriebenen Platte 10, wirken. Die Zwischenplatte 30 besteht hauptsächlich aus einer ringförmi gen Platte 31, Federstützbereichen 32, welche an Vorsprüngen 31a vorgesehen sind, die von der ringförmigen Platte 31 ra dial nach außen vorstehen, sowie aus ersten und zweiten Aus sparungen 33 und 34, welche durch Aussparen der ringförmigen Platte 31 ausgebildet sind.

Die ringförmige Platte 31 ist radial innerhalb der Schrau benfeder 13 und relativ drehbar axial zwischen der Halte platte 14 und dem Turbinenrad 5 angeordnet.

Die Federstützbereiche 32 sind an den Vorsprüngen 31a befe stigt, welche an den diametral gegenüberliegenden beiden Be reichen der ringförmigen Platte 31 radial nach außen vorste hen. Einer der Federstützbereiche 32 ist zwischen den ersten und zweiten Schraubenfedern 13A und 13B sowie der andere zwischen den dritten und vierten Schraubenfedern 13C und 13D angeordnet. Die Federstützbereiche 32 sind in die Enden der Schraubenfedern 13 eingepaßt, um diese Enden zu stützen, und koppeln hierbei die Schraubenfedern 13A und 13B sowie die Schraubenfedern 13C und 13D miteinander in Reihe.

Die ersten Aussparungen 33 sind an in Umfangsrichtung beab standeten zwei Positionen der Zwischenplatte 30 durch Aus sparungen des äußeren Umfangsbereiches der ringförmigen Platte 31 ausgebildet. Die gegenüberliegenden Endflächen je der ersten Aussparung 33 bilden einen ersten vorderen Ein griffsbereich 33a und einen ersten hinteren Eingriffsbereich 33b, welche jeweils in die Antriebs-Eingriffsbereiche 19 eingreifen. Der erste vordere Eingriffsbereich 33a besteht aus der vorderen Endfläche der ersten Aussparungen 33 in Drehrichtung des Drehmomentwandlers 1. Der erste hintere Eingriffsbereich 33b besteht aus der hinteren Endfläche der ersten Aussparung 33 in Drehrichtung des Drehmomentwandlers 1. Der Antriebs-Eingriffsbereich 19 der Halteplatte 14 ist in der ersten Aussparung 33 angeordnet.

Die zweiten Aussparungen 34 sind an in Umfangsrichtung beab standeten zwei Positionen der Zwischenplatte 30 durch Aus sparen des inneren Umfangsbereiches der ringförmigen Platte 31 ausgebildet. Die gegenüberliegenden Endflächen jeder zweiten Aussparung 34 bilden einen zweiten vorderen Ein griffsbereich 34a und einen zweiten hinteren Eingriffsbe reich 34b, welche jeweils in den Abtriebs-Eingriffsbereich 12 eingreifen. Der zweite vordere Eingriffsbereich 34a be steht aus der vorderen Endfläche der zweiten Aussparung 34 in Drehrichtung des Drehmomentwandlers 1. Der zweite hintere Eingriffsbereich 34b besteht aus der hinteren Endfläche der ersten Aussparung 34 in Drehrichtung des Drehmomentwandlers 1. Der Abtriebs-Eingriffsbereich 12 des angetriebenen Ele mentes 10 ist in der zweiten Aussparung 34 angeordnet.

Fig. 3 zeigt schematisch Hauptelemente, welche den in dem Überbrückungsmechanismus 8 enthaltenen Überbrückungsdämpfer bilden. Fig. 3 zeigt einen Zustand, bei welchem ein Drehmo ment nicht auf das Kolbenelement 9 übertragen wird, welche die Halteplatte 14 und das angetriebene Element 10 trägt. In diesem Zustand ist der Abstand (s1) zwischen dem Antriebs- Eingriffsbereich 19 und dem ersten vorderen Eingriffsbereich 33a kürzer als der Abstand (s2) zwischen dem Abtriebs-Ein griffsbereich 12 und dem zweiten hinteren Eingriffsbereich 34b. Der Abstand zwischen dem Antriebs-Eingriffsbereich 19 und dem ersten hinteren Eingriffsbereich 33b ist kürzer als der Abstand zwischen dem Abtriebs-Eingriffsbereich 12 und dem zweiten vorderen Eingriffsbereich 34a.

Die Betriebsweise wird nachfolgend erläutert.

Wenn der Überbrückungsmechanismus 8 sich im ausgerückten Zustand befindet und das Arbeitsfluid zwischen dem Vorder deckel 3 und dem Kolbenelement 9 abgeführt wird, bewegt sich das Kolbenelement 9 zum Vorderdeckel 3, so daß die Reibungs fläche 20 in engen Kontakt mit der Reibungsfläche des Vor derdeckels 3 gelangt. Hierdurch wird das Drehmoment des Vor derdeckels 3 auf das Kolbenelement 9 und weiter auf das Tur binenrad 5 durch die Halteplatte 14, die Schraubenfedern 13 und das angetriebene Element 10 übertragen. Das derart über tragene Drehmoment wird von der Turbinenradnabe 6 auf die (nicht dargestellte) vom Getriebe verlaufende Welle abgege ben. Die Richtung des Antriebs-Drehmomentes, d. h. die Dreh richtung des Drehmomentwandlers 1, ist durch R1 in Fig. 2 bezeichnet.

Wenn eine geringe Torsionsschwingung dem Vorderdeckel 3 wäh rend des eingerückten Zustandes des Überbrückungsmechanismus zugeführt wird, tritt zyklisch eine Relativrotation zwischen dem Kolbenelement 9 und dem angetriebenen Element 10 auf, so daß die Schraubenfedern 13 sich in Umfangsrichtung ausdehnen und zusammenziehen. Bei diesem Vorgang wird die geringe Tor sionsschwingung aufgrund der Eigenschaften der Schraubenfe dern 13, welche einen großen maximalen Torsionswinkel zuei gen haben, gedämpft. Die komprimierte Schraubenfeder 13 steht radial nach außen vor und neigt aufgrund der Zentri fugalkraft zudem zu einer radial nach außen gerichteten Bewegung. Jedoch werden die miteinander gekoppelten Schrau benfedern 13 (d. h. die ersten und zweiten Schraubenfedern 13A und 13B als auch die dritten und vierten Schraubenfedern 13C und 13D) an ihren gekoppelten Bereichen durch die Feder stützbereiche 32 getragen, so daß eine radial nach außen ge richtete Bewegung der Federn unterdrückt wird. Somit wird ein Reibgleiten zwischen den Schraubenfedern 13 und dem äußeren gebogenen Bereich 16 unterdrückt. Folglich ist der zwischen den Schraubenfedern 13 und dem äußeren gebogenen Bereich 16 auftretende Reibwiderstand gering und die Schrau benfedern 13 können wirkungsvoll die geringe Torsionsschwin gung absorbieren.

Wenn die Überbrückungskupplung eingerückt oder ausgerückt wird, tritt eine relativ große Torsionsschwingung aufgrund des Stoßes oder dergleichen auf. Bei diesem Vorgang wieder holen das Kolbenelement 9 und das angetriebene Element 10 große Relativdrehungen in beide Richtungen, so daß die Schwingung gedämpft wird. Wenn das Kolbenelement 9 und die Halteplatte 14 beginnen, sich in Richtung R1 von Fig. 2 re lativ zum angetriebenen Element 10 aufgrund der Drehmoment differenz zwischen dem Kolbenelement 9 und dem angetriebenen Element 10 zu drehen, drücken die in Umfangsrichtung verlau fenden Stützbereiche 17a und 17b gegen die hinteren Enden der gekoppelten Schraubenfedern 13 (13A und 13B sowie 13C und 13D) (s. Fig. 3). Die vorderen Enden der gekoppelten Schraubenfedern 13 werden in Drehrichtung durch die Stützbe reiche 11 gestützt, so daß die Schraubenfedern 13 zusammen gedrückt werden. Entsprechend der Relativdrehung wird jede Schraubenfeder 13 zusammengedrückt, wodurch das Kolbenele ment 9 und die Halteplatte 14 relativ zum angetriebenen Ele ment 10 rotieren und zudem rotiert das Zwischenelement 30 um einen Grad, welcher der Differenz zwischen dem relativen Drehgrad des Kolbenelementes 9 und dem Kompensionsgrad der zweiten und vierten Schraubenfedern 13B und 13D entspricht. Nachdem der Antriebs-Eingriffsbereich 19 der Halteplatte 14 in den ersten vorderen Eingriffsbereich 33a der Zwischen platte 30 eingreift, werden das Kolbenelement 9 und die Halteplatte 14 einstückig mit der Zwischenplatte 30 ge koppelt, um sich relativ zum angetriebenen Element 10 zu drehen. Zudem werden die zweiten und vierten Schraubenfedern 13B und 13D nicht länger zusammengedrückt und lediglich die ersten und dritten Schraubenfedern 13A und 13C erfahren eine weitere Kompression, so daß die Dämpfungseigenschaften variieren (von der ersten Stufe in R1 zur zweiten Stufe in R1 von Fig. 4). Wenn die Relativdrehung weiter bis zu einem bestimmten Umfang ausgeführt wird, greift der zweite hintere Eingriffsbereich 34b der Zwischenplatte 30 in den Abtriebs- Eingriffsbereich 12 der angetriebenen Platte 10 ein. Hierbei werden das Kolbenelement 9 und die Halteplatte 14 mit dem angetriebenen Element 10 durch die Zwischenplatte 30 ge koppelt, um sich in Drehrichtung R1 einstückig zu drehen, so daß die Relativdrehung des Kolbenelementes 9 und der Halte platte 14 relativ zum angetriebenen Element 10 verhindert wird (Änderung von der zweiten Stufe in R1 zum Anschlag von Fig. 4). Somit erzeugt, wie in Fig. 4 dargestellt, die Zwi schenplatte 30 zweistufige Dämpfungscharakteristika und wirkt zudem als Anschlag.

Bei obigem Betrieb entspricht der maximale relative Drehwin kel, welchen das Kolbenelement 9 und die Halteplatte 14 in Richtung R1 relativ zum angetriebenen Element 10 einnehmen können, wenn der Drehwinkel durch den Anschlag begrenzt wird, einem Wert, der durch Teilen des Produktes aus (s1 + s2) und π erzielt wird, wobei in Umfangslänge der Zwischenplatte 30 s1 den Abstand zwischen dem Antriebs-Eingriffsbereich 19 und dem ersten vorderen Eingriffsbereich 33a und s2 den Abstand zwischen dem Abtriebs-Eingriffsbereich 12 und dem zweiten hinteren Eingriffsbereich 34b darstellt. Wenn das Kolbenelement 9 und die Halteplatte 14 in Richtung R2 in Fig. 2 relativ zum angetriebenen Element 10 rotieren, tritt eine der obigen entgegengesetzte Erscheinung auf. Insbe sondere werden die ersten und dritten Schraubenfedern 13A und 13C nicht mehr zusammengedrückt, nachdem der Antriebs- Eingriffsbereich 19 in den ersten hinteren Eingriffsbereich 33b eingreift, so daß die Dämpfungscharakteristika sich ändern (von der ersten Stufe in R2 zur zweiten Stufe in R2 von Fig. 4). Wenn eine weitere Relativdrehung auftritt, greift der zweite vordere Eingriffsbereich 34a in den Ab triebs-Eingriffsbereich 12 ein und die Relativdrehung des Kolbenelementes 9 und der Halteplatte 14 relativ zum ange triebenen Element 10 wird gehemmt (die Charakteristika ändern sich von der zweiten Stufe in R2 zum Anschlag in Fig. 4).

Wie oben beschrieben, weist der Überbrückungsdämpfer des Überbrückungsmechanismus 8 Torsionscharakteristika auf, welche einen großen Torsionswinkel ermöglichen und zwei Stufen aufweisen. Demgemäß kann die Torsionsschwingung wirkungsvoll absorbiert und gedämpft werden.

Bei obigem Ausführungsbeispiel sind die Schraubenfedern 13 im äußeren Umfangsbereich des Drehmomentwandlers 1 angeord net sowie der Überbrückungsdämpfer in dem kleinen Raum am äußeren Umfangsbereich ausgebildet. Dieser Aufbau ist mög lich, da die Zwischenplatte 30 als Anschlagmechanismus wirkt. Die Schraubenfedern 13 werden nicht als Anschlagme chanismus eingesetzt, sowie die Positionen der jeweiligen Eingriffsbereiche festgelegt, so daß ein Zusammendrücken der Schraubenfedern 13 verhindert wird, welches die zulässigen Kompressionslängen übersteigt. Hierdurch können die Schrau benfedern 13 mit Sicherheit die nötige Haltbarkeit aufwei sen. Die Zeitpunkte des Eingriffes in die vorderen und hin teren Bereiche des Antriebs-Eingriffsbereiches 19 sowie des Eingriffes in die vorderen und hinteren Bereiche des Ab triebs-Eingriffsbereiches 12 in Drehrichtung des Drehmoment wandlers 1 können willkürlich und unterschiedlich ausgewählt werden, indem die Bereiche der Aussparungen an der Zwischen platte 30 verändert werden. Hierdurch können die Dämpfungs charakteristika bzw. -eigenschaften des Überbrückungsdämp fers variierend ausgewählt werden. Dieses Ausführungsbei spiel ist derart ausgestaltet, daß die Relativdrehung des Kolbenelementes 9 relativ zum angetriebenen Element 10 in positiver Drehrichtung des Drehmomentwandlers 1 die Dämp fungscharakteristika, welche von denjenigen bei negativer Drehrichtung abweichen, erzielt. Somit ist obiges Ausfüh rungsbeispiel derart ausgestaltet, daß der Änderungspunkt oder Änderungszeitpunkt der Dämpfungscharakteristika sowie der maximale relative Drehgrad, welcher durch den Anschlag in positiver Drehrichtung festgelegt ist, von denjenigen bei negativer Drehrichtung abweichen.

Zweites Ausführungsbeispiel

Die Fig. 5 bis 7 zeigen einen Überbrückungsmechanismus 41 eines Drehmomentwandlers mit einem Überbrückungsdämpfer ei nes zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Ein (nicht dargestellter) Motor ist auf der linken Seite der Fig. 6 und 7 sowie ein (nicht dargestelltes) Getriebe auf der rechten Seite der Fig. 6 und 7 angeordnet. Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht des Überbrückungsmechanismus 41 bei Betrach tung von der Getriebeseite mit einer entfernten angetriebe nen Platte 45, welche später beschrieben wird. Bei den Dreh richtungen von Fig. 5 stellt die Drehrichtung R1 die positi ve Drehrichtung des Motors und des Drehmomentes sowie die Drehrichtung R2 die negative Drehrichtung dar.

Der Drehmomentwandler weist allgemein bekannte Merkmale, wie etwa ein Turbinenrad, ein Leitrad und ein Laufrad auf, wel che als solche nachfolgend nicht beschrieben werden.

Fig. 6 zeigt eine vordere Abdeckung bzw. einen Vorderdeckel 90 (Antriebsdrehelement) sowie ein Turbinenrad 92 (Abtriebs drehelement) des Drehmomentwandlers. Der Vorderdeckel 90 ist mit einer Kurbelwelle des Motors verbunden und legt eine Ar beitsfluidkammer des Drehmomentwandlers zusammen mit einem nicht dargestellten Laufrad fest. Der Vorderdeckel 90 weist an der Innenwand oder -fläche seines äußeren Umfangsberei ches eine flache ringförmige Reibungsfläche 91 auf. Das Tur binenrad 92 ist ein Flügel- bzw. Schaufelrad, welches axial dem nicht dargestellten Laufrad gegenüberliegt und besteht hauptsächlich aus einem Turbinenradgehäuse 93 und mehreren Turbinenradblättern 94, welche am Turbinenradgehäuse 93 be festigt sind. Der innere Umfangsbereich des Turbinenradge häuses 93 ist mit einer (nicht dargestellten) Hauptantriebs welle des Getriebes durch eine Turbinenradnabe gekoppelt.

Der Überbrückungsmechanismus 41 überträgt mechanisch das Drehmoment vom Vorderdeckel 90 auf das Turbinenrad 92, wäh rend eine übertragene Torsionsschwingung absorbiert und ge dämpft wird. Der Überbrückungsmechanismus 41 weist eine Kupplungsfunktion und Dämpfungsfunktion (Überbrückungsdämp fer) auf. Der Überbrückungsmechanismus 41 ist, wie in Fig. 6 dargestellt, in einem Raum zwischen dem Vorderdeckel 90 und dem Turbinenrad 92 angeordnet. Der Überbrückungsmechanismus 41 besteht hauptsächlich aus einem Antriebselement, welches aus einem Kolben 42 und Antriebsplatten 43 gebildet ist, sowie aus einem Abtriebselement, welches hauptsächlich aus angetriebenen Platten 45 als auch ersten und zweiten Schrau benfedern (erste und zweite elastische Elemente) 47 und 48 besteht, sowie einer Zwischenplatte oder Zwischenelement 44, welches zwischen den Antriebs- und Abtriebsplatten angeord net ist.

Das Antriebselement besteht aus dem Kolben 42 und den An triebsplatten 43.

Der Kolben 42 stellt ein Kupplungselement dar, welches sich zum Vorderdeckel 90 entsprechend der Steuerung bzw. Regelung des Hydraulikdruckes in der Drehmomentwandler-Haupteinheit oder von diesem wegbewegen kann. Der Kolben 42 besteht im wesentlichen aus einer kreisförmigen Platte und weist innere und äußere Umfangsvorsprünge 51 und 52 auf. Die inneren und äußeren Umfangsvorsprünge 51 und 52 sind jeweils zylinder förmig und verlaufen zum Getriebe. Der innere Umfangsvor sprung 51 wird relativ drehbar und axial bewegbar auf der äußeren Umfangsfläche der (nicht dargestellten) Turbinenrad nabe getragen. Eine Seitenfläche des Kolbens 42 wird durch eine daran befestigte kreisförmige Reibungsfläche 42a abge deckt und liegt der Reibungsfläche 91 des Vorderdeckels 90 gegenüber.

Die Antriebsplatten 43 sind am Kolben 42 befestigt und stüt zen in Drehrichtung die ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48. Die Antriebsplatten 43 sind neben dem äußeren Umfangsbereich des Kolbens 42 und radial innerhalb des äußeren Umfangsvorsprunges 52 sowie an in Umfangsrichtung gleich beabstandeten vier Positionen angeordnet. Wie in den Fig. 5, 6 und 9 dargestellt, besteht jede Antriebsplatte 43 aus einem Befestigungsbereich 53, einem radialen innenkon vexen Bereich 54, welcher sich vom Außenumfang des Befesti gungsbereiches 53 zum Getriebe erstreckt, aus einem radialen außenkonkaven Bereich 55, welcher radial außerhalb des innenkonvexen Bereiches 54 angeordnet und zum Motor offen ist, aus einem radialen äußeren Eingriffsbereich 56, welcher radial außerhalb des außenkonkaven Bereiches 55 positioniert ist, sowie aus einem Antriebs-Eingriffsbereich 57, welcher durch teilweises Einschneiden und Biegen eines umfänglichen zentralen Bereiches des Befestigungsbereiches 53 hergestellt wird und zum Getriebe verläuft. Der innenkonvexe Bereich 54, der außenkonkave Bereich 55 und der äußere Eingriffsbereich 56 können sich mit den radial inneren, mittleren und äußeren Bereichen der ersten und zweiten Federsitze 70 und 71 in Kontakt befinden, welche später beschrieben werden und an den Endflächen der ersten und zweiten Schraubenfedern 45 bzw. 48 befestigt sind. Der Befestigungsbereich 53 weist Öffnungen für Nieten 50 auf. Die Antriebsplatte 43 ist am Kolben 42 durch Nieten 50 befestigt und wirkt als Element der Antriebsseite. Da der innere konvexe Bereich 54, der außenkonkave Bereich 55 und der äußere Eingriffsbereich 56 mehrere Bereiche an radial unterschiedlichen Positionen der Endflächen der ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48 durch die ersten und zweiten Schraubensitze 70 und 71 stützen, werden die ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48 in stabiler Form gestützt. Die äußere Umfangsfläche des äußeren Eingriffsbereiches 36 ist mit der inneren Umfangsfläche des äußeren Umfangsvorsprunges 52 des Kolbens 42 in Kontakt. Dies erleichtert das Positionieren der An triebsplatte 43 und unterdrückt die Verformung der Antriebs platte 43 in radial nach außen gerichteter Richtung. Der An triebs-Eingriffsbereich 57 ist in einer ersten Öffnung 62 an der Zwischenplatte 44 angeordnet, wie später noch, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, beschrieben wird.

Die ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48 werden durch die Zwischenplatte 44 miteinander gekoppelt und bilden hierdurch ein Schraubenfederset. Vier derart ausgebildete Schraubenfedersets sind an in Umfangsrichtung gleich beab standeten Positionen angeordnet und wirken parallel zueinan der. Die erste Schraubenfeder 47 weist eine höhere Steifheit als die zweite Schraubenfeder 48 auf. Jedoch werden zwei stufige Dämpfungscharakteristika erzielt. In jedem Schrau benfederset ist die erste Schraubenfeder 47 in positiver Drehrichtung R1 vor der zweiten Schraubenfeder 48 angeord net, wobei ein mittlerer Stützbereich 61 der Zwischenplatte 44 zwischen den beiden Federn positioniert ist. Die erste Schraubenfeder 47 ist am vorderen Ende in positiver Drehrichtung R1 der ersten Schraubenfeder 47 angeordnet. Der erste Federsitz 70 weist einen kreis- und scheibenförmigen Stützbereich sowie einen Eingriffsbereich auf, welcher vom Stützbereich in die Schraubenfeder verläuft. Die Rückfläche des Stützbereiches des ersten Federsitzes 70 wird durch den innenkonvexen Bereich 54, den außenkonkaven Bereich 55 und den äußeren Eingriffsbereich 56 der Antriebsplatte 43 oder den Federstützbereich 45b der angetriebenen Platten 45 ge stützt, wie später noch beschrieben wird (s. Fig. 6). Der zweite Federsitz 71 ist am vorderen Ende in negativer Dreh richtung R2 der zweiten Schraubenfeder 48 angeordnet. Der zweite Federsitz 71 weist den gleichen Aufbau wie der ersten Federsitz 70 auf und ist in analoger Form durch die An triebsplatte 43 oder die angetriebene Platte 45 gestützt.

Die Zwischenplatte 44 ist zwischen den ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48 betätigbar und weist einen ring förmigen Bereich oder Ring 60, den mittleren Stützbereich 61 und die ersten und zweiten Öffnungen 62 und 63 auf, welche im wesentlichen an radial mittleren Bereichen des Ringes 60 ausgestaltet sind.

Der mittlere Stützbereich 61 ist zwischen dem vorderen Ende in negativer Drehrichtung R2 der ersten Schraubenfeder 47 und dem vorderen Ende in positiver Drehrichtung R1 der zweiten Schraubenfeder 48 positioniert, um eine Drehmomentüber tragung zwischen den ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48 zu ermöglichen. Der mittlere Stützbereich 61 ist an seinen gegenüberliegenden Seiten in Drehrichtung mit ersten und zweiten Vorsprüngen 61a und 61b ausgebildet, welche in Drehrichtung vorstehen. Die ersten und zweiten Vorsprünge 61a und 61b werden in die ersten und zweiten Schraubenfedern 47 bzw. 48 eingefügt. Die je vier mittleren Stützbereiche 61 sind durch den Ring 60 miteinander gekoppelt. Hierdurch wird die radial nach außen gerichtete Bewegung jedes mittleren Stützbereiches 61 beschränkt. Somit wird die radial nach außen gerichtete Bewegung des vorderen Endes in negativer Drehrichtung R2 der ersten Schraubenfeder 47 und das vordere Ende in positiver Drehrichtung R1 der zweiten Schraubenfeder 48 begrenzt.

Wie in Fig. 5 dargestellt, sind die ersten und zweiten Öff nungen 62 und 63 am radialen Mittelbereich des Ringes 60 ausgebildet. Die ersten Öffnungen 62 sind an in Umfangsrich tung vier gleich beabstandeten Positionen sowie die zweiten Öffnungen 63 an vier in Umfangsrichtung gleich beabstandeten Positionen angeordnet.

Die ersten Öffnungen 62 sind an Positionen gegenüberliegend der Antriebsplatte 43 angeordnet sowie die Antriebs-Ein griffsbereiche 57 der Antriebsplatte verlaufen durch die jeweiligen Öffnungen 62 (s. Fig. 6). Wie in den Fig. 5 und 10 dargestellt, bilden in Umfangsrichtung die gegenüberlie genden Endflächen der ersten Öffnung 62 einen ersten vorde ren Eingriffsbereich 62a bzw. einen ersten hinteren Ein griffsbereich 62b, in welchen der Antriebs-Eingriffsbereich 57 eingreifen kann. Der erste vordere Eingriffsbereich 62a stellt die vordere Endfläche in Drehrichtung R1 des Drehmo mentwandlers 1 der ersten Öffnung 62 dar. Der erste hintere Eingriffsbereich 62b stellt die hintere Endfläche in Dreh richtung R1 des Drehmomentwandlers 1 der ersten Öffnung 62 dar.

Die zweiten Öffnungen 63 sind radial innerhalb der mittleren Stützbereiche 61 angeordnet und die Abtriebs-Eingriffsberei che 45c der angetriebenen Platte 45 verlaufen jeweils durch die Öffnungen 63 (s. Fig. 7). Die in Umfangsrichtung gegen überliegenden Endflächen der zweiten Öffnung 63 bilden einen zweiten vorderen Eingriffsbereich 63a und einen zweiten hin teren Eingriffsbereich 63b, in welchen der Abtriebs-Ein griffsbereich 45c jeweils eingreifen kann. Der zweite vorde re Eingriffsbereich 63a stellt die vordere Endfläche in Drehrichtung R1 des Drehmomentwandlers 1 der zweiten Öffnung 63 dar. Der zweite hintere Eingriffsbereich 63b stellt die hintere Endfläche in Drehrichtung R1 des Drehmomentwandlers 1 der zweiten Öffnung 63 dar.

Das Abtriebselement besteht aus der angetriebenen Platte 45 und dem Stützring 46.

Die angetriebene Platte 45 ist ein an dem Turbinenradgehäuse 93 des Turbinenrades 92 befestigtes Element und weist einen ringförmigen Bereich 45a, vier Eingriffsbereiche 45b, welche am Außenumfang des ringförmigen Bereiches 45a ausgebildet sind, sowie vier Abtriebs-Eingriffsbereiche 45c auf, welche am Innenumfang des ringförmigen Bereiches 45a, wie in Fig. 8 dargestellt, ausgebildet sind. Der ringförmige Bereich 45a ist mit dem Turbinenradgehäuse 93 verschweißt. Jeder Feder stützbereich 45b verläuft von dem ringförmigen Bereich 45a zum Motor und wird zwischen zwei Schraubenfedersets einge fügt, die einander benachbart sind und jeweils erste und zweite Schraubenfedern 47 und 48 aufweisen. Der Federstütz bereich 45b verläuft in den außenkonkaven Bereich 55 der An triebsplatte 43 und dessen in Umfangsrichtung gegenüberlie genden Enden sind mit den ersten und zweiten Schraubenfeder sitzen 70 bzw. 71 in Kontakt. Der äußere Eingriffsbereich 45c verläuft von dem ringförmigen Bereich 45a zum Motor und durch die zweite Öffnung 63 an der Zwischenplatte 44 (s. Fig. 7).

Der Stützring 46 ist eine durch Preßformerei hergestellte ringförmige Metallplatte und besteht im wesentlichen aus ei nem zylindrischen Bereich 65 und einem kreisförmigen Plat tenbereich 66, welcher radial nach innen vom Ende des zylin drischen Bereiches 65 nahe dem Getriebe verläuft. Der kreis förmige Plattenbereich 66 weist an vier in Umfangsrichtung gleich beabstandeten Positionen seines Innenumfanges ausge sparte Eingriffsbereiche 67 auf. Die Federstützbereiche 45b der angetriebenen Platte 45 werden jeweils in die ausgespar ten Eingriffsbereiche 67 eingefügt und greifen in diese ein. Hierdurch rotiert der Stützring 46 zusammen mit der ange triebenen Platte 45. Der Federbereich 45b und der ausgespar te Eingriffsbereich 67 sind für eine einfache Montage in axial lösbarem Eingriff. An jeder mit dem ausgesparten Ein griffsbereich 67 ausgebildeten Position ist der kreisförmige Plattenbereich 66 zum Getriebe gebogen, um einen Federkon taktbereich 68 auszubilden. Der Federkontaktbereich 68 ist mit den ersten und zweiten Federsitzen 70 und 71 in Kontakt. Der zylindrische Bereich 65 ist radial innerhalb des äußeren Umfangsvorsprunges 52 positioniert und bedeckt die Außenum fänge der ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48. Der zylindrische Bereich 65 ist nahe dem äußeren Umfangsvor sprung 52 des Kolbens 42 positioniert, jedoch wird zwischen diesen Elementen ein Raum beibehalten. Der die Außenumfänge der ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48 bedeckende zylindrische Bereich 65 verhindert ein radial nach außen ge richtetes Lösen und weitere Vorgänge dieser Elemente.

Die Funktionsweise wird nachfolgend beschrieben.

Das Drehmoment der Motorkurbelwelle wird dem Vorderdeckel 90 durch eine (nicht dargestellte) flexible Platte zugeführt. Das Drehmoment wird auf das nicht gezeigte Laufrad übertra gen. Wenn das Laufrad rotiert, strömt das Arbeitsfluid zum Turbinenrad 92 und dreht dieses. Das Drehmoment des Turbi nenrades 92 wird an die Hauptantriebswelle durch die nicht dargestellte Turbinenradnabe abgegeben.

Wenn das Übersetzungsverhältnis des Drehmomentwandlers zu nimmt und die Hauptantriebswelle eine vorgegebene Drehge schwindigkeit erreicht, wird das Arbeitsfluid zwischen dem Kolben 42 und dem Vorderdeckel 90 durch den Innenraum der Hauptantriebswelle abgeführt. Somit drückt die Druckdiffe renz den Kolben 42 zur Reibfläche 91 des Vorderdeckels 90. Demgemäß wird das Drehmoment vom Vorderdeckel 90 auf das Turbinenrad 92 durch den Überbrückungsmechanismus 41 über tragen. Folglich wird der Vorderdeckel 90 mechanisch mit dem Turbinenrad 92 gekoppelt und das Drehmoment des Vorder deckels 90 direkt auf die Hauptantriebswelle abgegeben, ohne am Laufrad vorbeizulaufen. Im eingerückten Zustand der Über brückungskupplung drückt die Antriebsplatte 43 in positiver Drehrichtung R1 die durch die Zwischenplatte 44 gekoppelten ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48, so daß die er ste Schraubenfeder 47 den Federstützbereich 45b der ange triebenen Platte 45 und den Federkontaktbereich 28 des Stützringes 46 drückt. Demgemäß wird das Drehmoment vom Kol ben 42 auf die angetriebene Platte 45 übertragen.

Im eingerückten Zustand der Überbrückungskupplung überträgt der Überbrückungsmechanismus 41 das Drehmoment und absor biert und dämpft zudem die Torsionsschwingung, welche vom Vorderdeckel 90 übertragen wurde. Insbesondere dehnen und ziehen sich die ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48 zwischen der Antriebsplatte 43 und der angetriebenen Platte 45 zusammen, so daß die Torsionsschwingung absorbiert und gedämpft wird. Dies wird nachfolgend detailliert anhand von Fig. 10 beschrieben, welche schematisch den Überbrückungsme chanismus darstellt.

Wenn die am Kolben 42 befestigte Antriebswelle 43 beginnt, in Richtung R1 von Fig. 10 relativ zur angetriebenen Platte 45 aufgrund der Drehmomentdifferenz zwischen dem Kolben 42 und der angetriebenen Platte 45 zu rotieren, drückt die an getriebene Platte 43 die Rückenden in Drehrichtung R1 der gekoppelten ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48.

Die vorderen Enden in Drehrichtung R1 der ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48 werden durch die Federstützberei che 45b der angetriebenen Platte 45 derart gestützt, daß die ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48 zusammenge drückt werden. Entsprechend der Relativdrehung werden die ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48 derart zusam mengedrückt, daß die Antriebsplatte 43 relativ zur angetrie benen Platte 45 rotiert sowie die Zwischenplatte 44 zudem um einen Grad entsprechend der Differenz der Kompressionslänge zwischen den ersten und zweiten Schraubenfedern 47 und 48 rotiert.

Nachdem der Antrieb-Eingriffsbereich 57 der Antriebsplatte 43 in den ersten vorderen Eingriffsbereich 62a der ersten Öffnung 62 an der Zwischenplatte 44 eingreift, werden die Antriebsplatte 43 und die Zwischenplatte 44 einstückig mit einander gekoppelt und rotieren relativ zur angetriebenen Platte 45 (zu den Feder-Eingriffsbereichen 45b, den Ab triebs-Eingriffsbereichen 45c und weiteren Elementen). An schließend werden die zweiten Schraubenfedern 48 nicht län ger zusammengedrückt und lediglich die ersten Schraubenfe dern 47 weiter komprimiert, so daß die Dämpfungscharakteri stika sich ändern (von der ersten Stufe in R1 zur zweiten Stufe in R2 von Fig. 4).

Wenn die Relativdrehung weiter bis zu einem bestimmten Um fang durchgeführt wird, greift der zweite hintere Eingriffs bereich 63b der zweiten Öffnung 63 an der Zwischenplatte 44 in den Abtriebs-Eingriffsbereich 45c der angetriebenen Plat te 45 ein. Hierdurch werden die Antriebsplatte 43 und die angetriebene Platte 45 durch die Zwischenplatte 44 mitein ander gekoppelt, um einstückig in Richtung R1 zu rotieren, so daß eine Relativdrehung zwischen der Antriebsplatte 43 und der angetriebenen Platte 45 unterdrückt wird (Änderung von der zweiten Stufe in R1 zum Anschlag von Fig. 4). Somit erzeugt, wie in Fig. 4 dargestellt, die Zwischenplatte 44 die zweistufigen Dämpfungscharakteristika und wirkt zudem als Anschlag.

Bei obiger Betriebsweise entspricht der maximale relative Drehwinkel, welchen die Antriebsplatte 43 in Richtung R1 relativ zur angetriebenen Platte 45 erzielen kann, wenn sie durch den Anschlag begrenzt wird, einem Wert, welcher durch Teilen des Produktes aus (s1 + s2) und π erzielt wird, wobei s1 den Abstand zwischen dem Antriebs-Eingriffsbereich 57 und dem ersten vorderen Eingriffsbereich 62a sowie s2 den Ab stand zwischen dem Abtriebs-Eingriffsbereich 45c und dem zweiten hinteren Eingriffsbereich 63b entlang der Umfangs länge der Zwischenplatte 44 darstellt.

Wenn die Antriebsplatte 43 in Richtung R2 von Fig. 5 relativ zur angetriebenen Platte 45 rotiert, tritt ein dem obigen Phänomen entgegengesetztes auf. Nachdem der Antriebs-Ein griffsbereich 57 in den ersten hinteren Eingriffsbereich 62b eingreift, ändern sich die Dämpfungscharakteristika (von der ersten Stufe in R2 zur zweiten Stufe in R2 von Fig. 4). Wenn die Relativdrehung weiter auftritt, greift der zweite vorde re Eingriffsbereich 63a in den Abtriebs-Eingriffsbereich 45c ein und die Relativdrehung der Antriebsplatte 43 relativ zur angetriebenen Platte 45 wird gehemmt (Charakteristika-Ände rung von der zweiten Stufe in R2 zum Anschlag von Fig. 4).

Wie oben beschrieben weist der Überbrückungsdämpfer des Überbrückungsmechanismus 41 Torsionscharakteristika auf, welche einen großen Torsionswinkel ermöglichen und zwei Stu fen aufweisen. Demgemäß kann die Torsionsschwingung wir kungsvoll absorbiert und gedämpft werden.

Drittes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 11 bis 13 zeigen einen Überbrückungsmechanismus 101 des Drehmomentwandlers mit einem Überbrückungsdämpfer ent sprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein (nicht dargestellter) Motor ist auf der linken Seite der Fig. 12 und 13 sowie ein (nicht dargestelltes) Getriebe auf der rechten Seite der Fig. 12 und 13 darge stellt. Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht des Überbrückungs mechanismus 101, bei Betrachtung von der Getriebeseite, wo bei der ringförmige Bereich 105a der später beschriebenen angetriebenen Platte 105 entfernt wurde. Bei den Drehrich tungen von Fig. 11 stellt die Drehrichtung R1 die positive Drehrichtung des Motors und des Drehmomentes sowie die Richtung R2 die negative Drehrichtung dar.

Der Drehmomentwandler weist bekannte Elemente, wie etwa ein Turbinenrad, ein Leitrad und ein Laufrad, auf und wird aus diesem Grund nicht beschrieben.

Die Fig. 12 zeigt einen Vorderdeckel bzw. eine vordere Ab deckung 150 (Antriebsdrehelement) und ein Turbinenrad 152 (Abtriebsdrehelement) des Drehmomentwandlers. Der Vorder deckel 150 ist mit einer Motorkurbelwelle gekoppelt und de finiert eine Arbeitsfluidkammer des Drehmomentwandlers zu sammen mit einem nicht dargestellten Laufrad. Der Vorder deckel 150 weist an seiner Innenwand oder Innenfläche des äußeren Umfangsbereiches eine flache ringförmige Reibungs fläche 151 auf. Das Turbinenrad 152 stellt ein Schaufelrad dar, welches dem nicht dargestellten Laufrad axial gegen überliegt und besteht im wesentlichen aus einem Turbinenrad gehäuse 153 und mehreren Turbinenradblättern 154, welche am Turbinenradgehäuse 153 befestigt sind. Der innere Umfangs bereich des Turbinenradgehäuses 153 ist mit einer (nicht dargestellten) Hauptantriebswelle des Getriebes durch eine Turbinenradnabe gekoppelt.

Der Überbrückungsmechanismus 101 überträgt mechanisch das Drehmoment vom Vorderdeckel 150 auf das Turbinenrad 152, während er eine übertragene Torsionsschwingung absorbiert oder dämpft. Der Überbrückungsmechanismus 101 weist eine Kupplungsfunktion und Dämpfungsfunktion (Überbrückungsdämp fer) auf. Der Überbrückungsmechanismus 101 ist, wie in Fig. 12 dargestellt, in einen Raum zwischen dem Vorderdeckel 150 und dem Turbinenrad 152 angeordnet.

Der Überbrückungsmechanismus 101 besteht hauptsächlich aus einem Antriebselement, welches aus einem Kolben 102 und An triebsplatten 103 besteht, sowie aus einem Abtriebselement, welches hauptsächlich aus einer angetriebenen Platte 105 als auch ersten und zweiten Schraubenfedern (ersten und zweiten elastischen Elementen) 107 und 108 besteht, sowie aus einer Zwischenplatte oder einem Zwischenelement 104, welches zwi schen den Antriebs- und Abtriebselementen angeordnet ist.

Das Antriebselement ist aus dem Kolben 102, den Antriebs platten 103 und Anschlagstiften 109 gebildet.

Der Kolben 102 stellt ein Kupplungselement dar, welches zum Vorderdeckel 150 entsprechend der Steuerung bzw. Regelung des Hydraulikdruckes in der Drehmomentwandler-Haupteinheit oder von dieser weg bewegbar ist. Der Kolben 102 besteht im wesentlichen aus einer kreisförmigen Platte und weist innere und äußere Umfangsvorsprünge 111 und 112 auf. Die inneren und äußeren Umfangsvorsprünge 111 und 112 sind jeweils zy linderförmig und verlaufen zum Getriebe. Der innere Umfangs vorsprung 111 wird relativ drehbar und axial bewegbar auf der äußeren Umfangsfläche der (nicht dargestellten) Turbi nenradnabe getragen. Eine Seitenfläche des Kolbens 102 wird durch eine daran befestigte kreisförmige Reibungsfläche 102a bedeckt und liegt der Reibfläche 151 des Vorderdeckels 150 gegenüber.

Die Antriebsplatten 103 sind am Kolben 102 befestigt und stützen in Drehrichtung erste und zweite Schraubenfedern 107 und 108. Die Antriebsplatten 103 sind neben dem äußeren Um fangsbereich des Kolbens 102 sowie radial innerhalb des äußeren Umfangsvorsprunges 112 und an vier in Umfangsrich tung gleich beabstandeten Positionen angeordnet. Wie in den Fig. 11 und 12 dargestellt, ist jede Antriebsplatte 103 aus einem Befestigungsbereich 113, einem radial inneren Ein griffsbereich 114, welcher vom Außenumfang des Befestigungs bereiches 113 zum Getriebe verläuft, aus einem konkaven Bereich 115, welcher radial außerhalb des inneren Eingriffs bereiches 114 und zum Motor geöffnet angeordnet ist, sowie aus einem radial äußeren Eingriffsbereich 116 gebildet, wel cher radial außerhalb des konkaven Bereichs 115 positioniert ist. Der innere Eingriffsbereich 114, der konkave Bereich 115 und der äußere Eingriffsbereich 116 bilden Antriebs-Ein griffsbereiche, welche mit den radial inneren, mittleren und äußeren Bereichen der ersten und zweiten Federsitze 130 und 131 in Kontakt treten können, die später noch beschrieben werden und an den Endflächen der ersten und zweiten Schrau benfedern 107 bzw. 108 befestigt sind. Der Befestigungsbe reich 113 weist Öffnungen für Nieten 110 auf. Die Antriebs platte 103 ist am Kolben 102 durch Nieten 110, wie in Fig. 12 dargestellt, befestigt und wirkt als Element der An triebsseite. Da die Antriebs-Eingriffsbereiche mehrere Be reiche an radial unterschiedlichen Positionen der Endflächen der ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 stützen, werden die ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 stabil getragen. Die äußere Umfangsfläche des äußeren Ein griffsbereiches 116 ist mit der inneren Umfangsfläche des äußeren Umfangsvorsprungs 112 des Kolbens 102 in Kontakt. Dies erleichert die Positionierung der Antriebsplatte 103 und unterdrückt die Verformung der Antriebsplatte 103 in radial nach außen gerichteter Richtung.

Jeder Anschlagstift 109 ist im wesentlichen an der radial gleichen Position wie die Niet 110 und insbesondere im wesentlichen zwischen benachbarten Antriebsplatten 103 ange ordnet. Wie in Fig. 13 dargestellt, ist der Anschlagstift 109 am Kolben 102 befestigt.

Die ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 sind durch die Zwischenplatte 104 miteinander gekoppelt und bil den hierbei ein Schraubenfederset. Vier derart ausgebildete Schraubenfedersets sind an in Umfangsrichtung gleich beab standeten Positionen angeordnet und prallel zueinander be tätigbar. Die erste Schraubenfeder 107 weist eine größere Steifheit als die zweite Schraubenfeder 108 auf. Dies lie fert zweistufige Dämpfungscharakteristika. Bei jedem Schrau benfederset ist die erste Schraubenfeder 107 in positiver Drehrichtung 101 vor der zweiten Schraubenfeder 108 angeord net, wobei der mittlere Stützbereich 121 der Zwischenplatte 104 zwischen den beiden Federn positioniert ist. Der erste Federsitz 130 ist am vorderen Ende in positiver Drehrichtung R1 der ersten Schraubenfeder 107 angeordnet. Der erste Fe dersitz 130 weist einen kreis- und scheibenförmigen Stütz bereich sowie einen Eingriffsbereich auf, welcher vom Stütz bereich zur Schraubenfeder verläuft. Die Rückfläche des Stützbereiches des ersten Federsitzes 130 wird durch den inneren Eingriffsbereich 114, den konkaven Bereich 115 und den äußeren Eingriffsbereich 116 der Antriebsplatte 103 ge stützt. Der zweite Federsitz 131 ist am vorderen Ende in ne gativer Drehrichtung R2 der zweiten Schraubenfeder 108 ange ordnet. Der zweite Federsitz 131 weist den gleichen Aufbau wie der erste Federsitz 130 auf und wird in analoger Form durch die Antriebsplatte 103 gestützt.

Die Zwischenplatte 104 ist zwischen den ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 betätigbar und weist einen Ring 120, einen mittleren Stützbereich 121 sowie erste und zweite Krallen (Eingriffsbereiche) 120a und 120b auf, die am Innen umfang des Ringes 120, wie in Fig. 14 dargestellt, ausgebil det sind.

Der mittlere Stützbereich 121 ist zwischen dem Vorderende in negativer Drehrichtung R2 der ersten Schraubenfeder 107 und dem Vorderende in positiver Drehrichtung R1 der zweiten Schraubenfeder 108 angeordnet, um eine Drehmomentübertragung zwischen den ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 zu ermöglichen. Der mittlere Stützbereich 121 ist dreieck förmig und konvergiert radial nach innen sowie erste und zweite geneigte Stützflächen 121a und 121b sind an dessen gegenüberliegenden Seiten in Drehrichtung ausgebildet. Da die Stützflächen 121a und 121b geneigt sind, wird ein Teil- bzw. lokaler Kontakt der Stützflächen 121a und 121b mit den ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 unterdrückt. Demgemäß weisen die ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 als auch die Zwischenplatte 104 eine lange Betriebs zeit auf. Der mittlere Stützbereich 121 hat an seinen gegen überliegenden Seiten in Drehrichtung erste und zweite Vor sprünge 121c und 121d, welche in Drehrichtung vorstehen. Die ersten und zweiten Vorsprünge 121c und 121d verlaufen im we sentlichen in Umfangsrichtung von und demgemäß senkrecht zu den ersten und zweiten Stützflächen 121a und 121b und werden in das vordere Ende in negativer Drehrichtung R2 der ersten Schraubenfeder 107 bzw. in das vordere Ende in positiver Drehrichtung R1 der zweiten Schraubenfeder 108 eingefügt. Die ersten und zweiten Vorsprünge 121c und 121d sind mit den inneren Umfangsflächen der ersten und zweiten Schraubenfe dern 107 bzw. 108, wie in Fig. 13 dargestellt, in Kontakt. Die vier mittleren Stützbereiche 121 sind durch einen Ring 120 miteinander gekoppelt, welcher als Kupplungsbereich dient. Demgemäß wird die radial nach außen gerichtete Bewe gung jedes mittleren Stützbereiches 121 begrenzt. Folglich wird die radial nach außen gerichtete Bewegung des vorderen Endes in negativer Drehrichtung R2 der ersten Schraubenfeder 107 und des vorderen Endes in positiver Drehrichtung R1 der zweiten Schraubenfeder 108 beschränkt.

Die ersten und zweiten Krallen 120a und 120b (bzw. Erhebun gen) sind am Innenumfang des Ringes 120 ausgebildet. Die er sten und zweiten Krallen 120a und 120b sind jeweils an vier in Umfangsrichtung gleich beabstandeten Positionen angeord net. Jede erste Kralle 120a kann in den Anschlagstift 109 des Antriebselementes eingreifen, wenn das Antriebselement relativ zum Abtriebselement in positiver Drehrichtung R1 rotiert und hierdurch die den vorgegebenen Winkel zwischen der Zwischenplatte 104 und dem Antriebselement überschreitende Relativdrehung begrenzt, um eine hinsichtlich der Fe stigkeit zulässige vorgegebene Verformungslänge übersteigen de Verformung zu unterdrücken. Die erste Kralle 120a ist in positiver Drehrichtung R1 vor dem Anschlagstift 109 angeord net und kann in den Anschlagstift 109 eingreifen, wenn die Überbrückungsdämpfung aktiv ist. Die zweite Kralle 120b ist in positiver Drehrichtung R1 hinter dem Anschlagstift 109 angeordnet und kann in den Anschlagstift 109 eingreifen, wenn der Überbrückungsdämpfer aktiv ist.

Da die Zwischenplatte 104 nicht direkt durch ein anderes Element gestützt wird, ist es unwahrscheinlich, daß ein Rei bungswiderstand auftritt.

Das Abtriebselement besteht aus der angetriebenen Platte 105 und dem Stützring 106. Die angetriebene Platte 105 stellt ein an dem Turbinenradgehäuse 153 des Turbinenrades 152 be festigtes Element dar und weist einen mit dem Turbinenradge häuse 153 verschweißten ringförmigen Bereich 105a sowie vier Eingriffsbereiche 105b auf, die vom ringförmigen Bereich 105a zum Motor verlaufen und in Räume zwischen benachbarten Federsitzen eingefügt sind, wobei jedes Federset aus ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 gebildet ist, die durch den dazwischen angeordneten mittleren Stützbereich 121 miteinander gekoppelt sind. Der Eingriffsbereich 105b ver läuft in den konkaven Bereich 115 an der Antriebsplatte 103 und weist die in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden auf, die mit den ersten und zweiten Federsitzen 130 bzw. 131 in Kontakt sind. Somit wirkt der Eingriffsbereich 105b als Abtriebs-Eingriffsbereich.

Der Stützring 106 ist eine ringförmige Metallplatte, welche durch Preßformerei gebildet wird, und besteht hauptsächlich aus einem zylindrischen Bereich 125 und einem kreisförmigen Plattenbereich 126, welcher radial nach innen vom Ende des zylindrischen Bereiches 125 nahe dem Getriebe verläuft. Der kreisförmige Plattenbereich 126 ist an vier in Umfangsrichtung gleich beabstandeten Positionen seines Innenumfanges mit ausgesparten Eingriffsbereichen 127 ausgebildet. Die Eingriffsbereiche 105b der angetriebenen Platte 105 werden in die ausgesparten Eingriffsbereiche 127 eingefügt bzw. greifen in diese ein. Demgemäß rotiert der Stützring 106 zusammen mit der angetriebenen Platte 105. Der Eingriffsbe reich 105b und der ausgesparte Eingriffsbereich 127 sind für eine einfache Montage axial lösbar miteinander in Eingriff. An jeder den ausgesparten Eingriffsbereich 127 aufweisenden Position ist der kreisförmige Plattenbereich 126 teilweise zum Getriebe umgebogen, um einen Federkontaktbereich 128 zu bilden. Der Federkontaktbereich 128 berührt die ersten und zweiten Federsitze 130 und 131. Somit bildet der Federkon taktbereich 128 den Abtriebs-Eingriffsbereich zusammen mit dem Eingriffsbereich 105b der angetriebenen Platte 105. Da die Federkontaktbereiche 128 und die Eingriffsbereiche 105b die radial unterschiedlichen Positionen der ersten und zwei ten Federsitze 130 und 131 stützen, welche an den ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 befestigt sind, werden die Enden der ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 in stabiler Form gestützt, wie auch durch die Antriebs-Ein griffsbereiche erzielbar ist. Der zylindrische Bereich 125 ist radial innerhalb des äußeren Umfangsvorsprunges 112 an geordnet und deckt die Außenumfänge der ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 ab. Der zylindrische Bereich 125 ist nahe dem äußeren Umfangsvorsprung 112 des Kolbens 102 angeordnet, jedoch wird ein Abstand zwischen diesen Elemen ten beibehalten. Der zylindrische Bereich 125 bedeckt die Außenumfänge der ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 und verhindert ein radial nach außen gerichtetes Lösen und weitere Vorgänge dieser Elemente. Wie in Fig. 11 darge stellt, verbleibt ein Radialraum zwischen dem zylindrischen Bereich 125 und den Außenumfängen der ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108, wenn sich die Anordnung in einem freien Zustand befindet. Zudem wird ein Radialraum zwischen dem zylindrischen Bereich 125 und dem mittleren Stützbereich 121 der Zwischenplatte 104 beibehalten.

Da die angetriebene Platte 105 und der Stützring 106 jeweils aus den unabhängigen Elementen gebildet sind, können diese Bauteile einfachen Aufbau und einfache Anordnungen aufwei sen, obgleich die Bauteileanzahl zunimmt. Folglich kann die komplette Herstellungsarbeit vereinfacht werden, verglichen mit der Situation, bei welcher diese Bauteile als einzelnes Element ausgebildet sind.

Die Funktionsweise wird nachfolgend beschrieben.

Ein Drehmoment der Motorkurbelwelle wird auf den Vorder deckel 150 durch eine (nicht dargestellte) flexible Platte übertragen. Das Drehmoment wird auf das nicht dargestellte Laufrad abgegeben. Wenn das Laufrad rotiert, strömt das Ar beitsfluid zum Turbinenrad 152 und dreht dieses. Das Drehmo ment des Turbinenrades 152 wird an die Hauptantriebswelle durch die nicht dargestellte Turbinenradnabe übertragen.

Wenn das Übersetzungsverhältnis des Drehmomentwandlers zu nimmt und die Hauptantriebswelle eine vorgegebene Drehge schwindigkeit erreicht, wird das Arbeitsfluid zwischen dem Kolben 102 und dem Vorderdeckel 150 durch den Innenraum der Hauptantriebswelle abgeführt. Somit drückt die Druckdiffe renz den Kolben 102 zur Reibfläche 151 des Vorderdeckels 150. Folglich wird das Drehmoment des Vorderdeckels 150 auf das Turbinenrad 152 durch den Überbrückungsmechanismus 101 übertragen. Demgemäß wird der Vorderdeckel 150 mechanisch mit dem Turbinenrad 152 gekoppelt und das Drehmoment vom Vorderdeckel 150 direkt auf die Hauptantriebswelle abgege ben, ohne das Laufrad zu durchlaufen.

Im eingerückten Zustand der Überbrückungskupplung drücken die Antriebs-Eingriffsbereiche (innere Eingriffsbereiche 114, konkave Bereiche 115 und äußere Eingriffsbereiche 116) der Antriebsplatte 103 in positiver Drehrichtung R1 die er sten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108, welche durch die Zwischenplatte 104 miteinander gekoppelt sind, so daß die ersten Schraubenfedern 107 einen Druck auf die Abtriebs- Eingriffsbereiche (Eingriffsbereiche 105b und Federkontakt bereiche 128) der angetriebenen Platte 105 ausübt. Demgemäß wird das Drehmoment vom Kolben 102 auf die angetriebene Platte 105 übertragen.

Im eingerückten Zustand der Überbrückungskupplung überträgt der Überbrückungsmechanismus 101 das Drehmoment und absor biert und dämpft zudem die Torsionsschwingung, welche vom Vorderdeckel 150 übertragen wird. Die ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 dehnen sich und ziehen sich zu sammen zwischen der Antriebsplatte 103 und der angetriebenen Platte 105, wodurch die Torsionsschwingung absorbiert und gedämpft wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 in Reihe gekoppelt, so daß das Antriebselement über einen großen Winkel relativ zum Ab triebselement rotieren kann. Demgemäß können große maximale Torsionswinkelcharakteristika sichergestellt werden, ob gleich die ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 an radialen Außenpositionen des Drehmomentwandlers und des Überbrückungsmechanismus 101 positioniert sind. Die Steif heit (Federkonstante) der ersten Schraubenfeder 107 und der zweiten Schraubenfeder 108 weichen voneinander ab und lie fern daher zweistufige Federcharakteristika, wie in Fig. 19 dargestellt ist. Somit kann die Antriebs-Torsionsschwingung mit verschiedenwertiger Amplitude und Frequenz wirkungsvoll gedämpft werden.

Die Torsionsfunktion des Überbrückungsmechanismus 101 wird nachfolgend detailliert in Verbindung mit den Diagrammen der Fig. 15 bis 19 beschrieben. Bei der nachfolgenden Beschrei bung wird angenommen, daß die Antriebselemente, d. h. die An triebsplatte 103 und die Anschlagstifte 109, fixiert sind, und das Abtriebselement, d. h. die angetriebene Platte 105, relativ zu den anderen Elementen rotiert.

Zuerst wird der Fall beschrieben, bei welchem die angetrie bene Platte 105 in negativer Drehrichtung R2 von der neutra len oder anfänglichen Position in Fig. 15 relativ rotiert. Hierbei übt die angetriebene Platte 105 einen Druck auf die ersten Schraubenfedern 107 in negativer Drehrichtung R2 aus. Diese Kraft wird als elastische Reaktionskraft der ersten Schraubenfedern 107 auf die zweiten Schraubenfedern 108 durch die mittleren Stützbereiche 121 übertragen. Da der Torsionswinkel klein ist, wird die zweite Schraubenfeder 108 mit geringer Steifheit in großem Umfang zusammengedrückt so wie die erste Schraubenfeder 107 lediglich in kleinem Umfang zusammengedrückt wird. Wenn der Torsionswinkel zunimmt, ge langt die erste Kralle 120a der Zwischenplatte 104 mit dem Anschlagstift 109, wie in Fig. 16 dargestellt, in Kontakt, so daß die Relativdrehung zwischen der Zwischenplatte 104 und der Antriebsplatte 103 stoppt. In neutralem Zustand weist die erste Schraubenfeder 107 eine Größe oder Länge ml und die zweite Schraubenfeder 108 eine Länge n1 auf. Bei obigem zusammengedrücktem Zustand weist die erste Schrauben feder 107 eine verringerte Länge m2 und die zweite Schrau benfeder 108 eine kürzere Länge n2 auf. Die zweite Schrau benfeder 108 wird zwischen dem mittleren Stützbereich 121 der Zwischenplatte 104 und der Antriebsplatte 103 nicht weiter zusammengedrückt, da sich die Zwischenplatte 104 nicht weiter relativ zur Antriebsplatte 103 dreht. Somit wird die zweite Schraubenfeder 108 mit niedriger Steifheit und somit Haltbarkeit, welche beträchtlich durch die hohe Kraft beeinflußt wird, nicht auf eine Länge zusammenge drückt, welche kleiner als die Länge n2 ist. Die Länge n2 wird auf einen hinsichtlich der Festigkeit der zweiten Schraubenfeder 108 zulässigen Wert eingestellt und hierdurch weist die zweite Schraubenfeder 108 eine bestimmte Lebens dauer auf. Dieser Zustand entspricht dem Torsionswinkel Θ1 der Torsionscharakteristika von Fig. 19. Wenn der Torsions winkel weiter zunimmt, wird die zwischen dem mittleren Stützbereich 121 der Zwischenplatte 104 und der angetrie benen Platte 105 angeordnete erste Schraubenfeder 107 zusammengedrückt (s. Fig. 17). Dieser Zustand entspricht dem Torsionswinkel Θ2 der Torsionscharakteristika von Fig. 19. Wenn der Torsionswinkel weiter um mehr als Θ2 zunimmt, wirkt die erste Schraubenfeder 107 schlußendlich als Anschlag. Je doch weist die erste Schraubenfeder 107 eine Steifheit auf, welche derart festgelegt ist, daß ein den Winkel Θ2 bei nor maler Verwendung des Drehmomentwandlers überschreitende Funktion verhindert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird somit die erste Schraubenfeder 107 lediglich bis zur Länge m³ zusammengedrückt, welche keine Probleme hinsicht lich der Festigkeit liefert.

Anschließend wird der Fall beschrieben, bei welchem die angetriebene Platte 105 in positiver Drehrichtung R1 relativ aus der neutralen oder anfänglichen Position von Fig. 15 ro tiert. Hierbei übt die angetriebene Platte 105 Druck auf die zweiten Schraubenfedern 108 in positiver Drehrichtung R1 aus. Diese Kraft wird als elastische Reaktionskraft der zweiten Schraubenfedern 108 auf die ersten Schraubenfedern 107 durch die mittleren Stützbereiche 121 übertragen. Solan ge der Torsionswinkel klein ist, wird die zweite Schrauben feder 108 mit niedriger Steifheit in großem Umfang sowie die erste Schraubenfeder 107 lediglich in kleinem Umfang zusam mengedrückt. Wenn der Torsionswinkel zunimmt, gelangt die zweite Kralle 120b der Zwischenplatte 104 mit dem Anschlag stift 119, wie in Fig. 18 dargestellt, in Kontakt, so daß die Relativdrehung zwischen der Zwischenplatte 104 und der Antriebsplatte 103 stoppt. Dieser Zustand entspricht dem Torsionswinkel Θ3 der Torsionscharakteristika von Fig. 19. Der Abstand zwischen dem Anschlagstift 109 und der zweiten Kralle bzw. Klaue 120b im freien Zustand wird bestimmt, so daß bei obigem Zustand die zweite Schraubenfeder 108 voll ständig zusammengedrückt wird. Demgemäß verhindern die komplett zusammengedrückten zweiten Schraubenfedern 108 die Relativdrehung zwischen der angetriebenen Platte 105 und der Zwischenplatte 104. Zudem wird die Relativdrehung zwischen der Zwischenplatte 104 und der Antriebsplatte 103 durch den Kontakt zwischen den zweiten Krallen 120b und den Anschlag stiften 109 verhindert. Folglich ist eine Relativdrehung zwischen der angetriebenen Platte 105 und der Antriebsplatte 103 nicht länger zulässig. Somit würde jede zweite Schrau benfeder 108 als Anschlag wirken, sofern ein eine weitere Relativdrehung bewirkendes Drehmoment aufgebracht würde, so daß sich eine geringere Lebensdauer der zweiten Schraubenfe der 108 ergibt. Bei normalem Betrieb des Drehmomentwandlers rotiert jedoch die angetriebene Platte 105 nicht über einen Winkel Θ3 relativ zur Antriebsplatte 103 in positiver Dreh richtung R1 und folglich ist ein unabhängiger Anschlag für den Schutz der zweiten Schraubenfeder 108 nicht erforder lich. Aufgrund der Kostenverringerung und der Verringerung der Bauteileanzahl weist dieses Ausführungsbeispiel ledig lich die Anschlagstifte 109 sowie die ersten und zweiten Krallen 120a und 120b, jedoch keinen weiteren Anschlagmecha nismus auf. Die zweite Kralle 120b wirkt als Anschlag, kann jedoch minimiert werden, da der Torsionswinkel den Wert Θ3 während der normalen Verwendung nicht übersteigt. Bei Elimi nierung wird die erste Schraubenfeder 107 weiter zusammenge drückt und wirkt schlußendlich als Anschlag, wenn der Tor sionswinkel den Wert Θ3 übersteigt.

Die Torsionscharakteristika K1 von Fig. 19 werden durch die Kombination der Federcharakteristika der ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 erzeugt. Die Torsionscharakteri stika K2 werden durch die Federcharakteristika der ersten Schraubenfedern 107 zwischen den Längen m2 und m3 erzeugt.

Anstelle der Anordnung mit den Anschlagstiften 109 als An triebselementen kann eine Anordnung eingesetzt werden, bei welcher die ersten und zweiten Schraubenfedern 107 und 108 an umgekehrten Positionen sowie den Anschlagstiften 109 ent sprechende Eingriffselemente (Abtriebs-Eingriffsbereiche) an der Außenseite angeordnet sind. Bei dieser Anordnung wirken die zweiten Krallen (Eingriffsbereiche) 120b als Anschlag, wenn das Antriebselement in positiver Drehrichtung R1 relativ zum Abtriebselement in großem Umfang rotiert, so daß die zweiten Schraubenfedern 108 geschützt werden können.

Weitere Ausführungsbeispiele und Modifikationen

Obgleich die Schraubenfedern 13 des ersten Ausführungsbei spieles das gleiche Elastizitätsmodul aufweisen, können auch Schraubenfedern mit hohem Elastizitätsmodul anstelle der er sten und dritten Schraubenfedern 13A und 13C und Schrauben federn mit kleinem Elastizitätsmodul anstelle der zweiten und vierten Schraubenfedern 13B und 13D eingesetzt werden. Wenn die Schraubenfedern mit kleinem Elastizitätsmodul zu erst zwischen dem Kolbenelement 9 und der Zwischenplatte 30 zusammengedrückt werden, werden die Schraubenfedern mit großem Elastizitätsmodul zwischen dem angetriebenen Element 10 und die Kombination aus Kolbenelement 9 und Zwischenplat te 30, nachdem das Kolbenelement 9 und die Zwischenplatte 30 einstückig miteinander gekoppelt sind, zusammengedrückt. Wenn die Federn mit unterschiedlichen Elastizitätsmodulen in der oben beschriebenen Kombination eingesetzt werden, können die den Fahrzeugen entsprechenden Dämpfungscharakteristika in einfacher Form festgelegt werden. Bei diesem Aufbau müssen die ausgesparten Bereiche sowie die Anordnung aus ersten und zweiten Aussparungen 33 und 34 modifiziert werden.

Wenn die Federn mit großem Elastizitätsmodul eingesetzt wer den, kann ein hohes Drehmoment übertragen werden, wenn diese Federn vollständig zusammengedrückt sind, sowie die voll ständig zusammengedrückten Federn als Anschlag eingesetzt werden, sofern diese Federn eine ausreichende Haltbarkeit aufweisen. Hierbei müssen lediglich die Federn mit geringem Elastizitätsmodul und somit geringer Haltbarkeit durch den Eingriff dieser Federn in die Antriebs-Eingriffsbereiche 19 der Zwischenplatte 30 oder in die Abtriebs-Eingriffsbereiche 12 geschützt werden, so daß das Aufbringen einer hohen Last auf diese Federn verhindert wird.

Erfindungsgemäß weist der Überbrückungsdämpfer des Drehmo mentwandlers das Zwischenelement mit dem Eingriffsbereich auf, welcher in den Antriebs- oder Abtriebs-Eingriffsbereich eingreifen kann. Folglich kann das Aufbringen einer extrem hohen Last auf die elastischen Elemente verhindert werden, so daß Ausgestaltungsspezifikationen der elastischen Elemen te aus einem großen Bereich auswählbar sowie die Torsions charakteristika und die Anschlagmomente entsprechend den Fahrzeugen in einfacher Form festlegbar sind.

Die Kompressionszeitpunkte der beiden elastischen Elemente, welche in Reihe mit dem dazwischenliegenden Zwischenelement angeordnet sind, können in geeigneter Form zusammen in Ab hängigkeit von der Anordnung der jeweiligen Eingriffsberei che des Zwischenelementes eingestellt werden. Somit können die Torsionscharakteristika des Überbrückungsdämpfers zwei Stufen aufweisen und/oder unterschiedliche Charakteristika in Abhängigkeit von der Drehrichtung haben.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung einen Überbrückungsdämpfer eines Drehmomentwandlers 1 mit einer Halteplatte 14, einem angetriebenen Element 10, ersten Schraubenfedern 13A, zweiten Schraubenfedern 13B und einer Zwischenplatte 30. Die ersten Schraubenfedern 13A sind zwi schen der Halteplatte 14 und der angetriebenen Platte 10 an geordnet. Die zweiten Schraubenfedern 13B sind zwischen der Halteplatte 14 und den ersten Schraubenfedern 13A positio niert. Die Zwischenplatte 30 weist Federstützbereiche 32, welche zwischen den ersten und zweiten Schraubenfedern 13A und 13B angeordnet sind, um die ersten und zweiten Schrau benfedern 13A und 13B in Umfangsrichtung zu stützen, sowie Eingriffsbereiche 33a, 33b, 34a und 34b auf, welche in die Halteplatte 14 oder das angetriebene Element 10 eingreifen können.

Verschiedene Details der vorliegenden Erfindung können ver ändert werden, ohne deren Schutzumfang zu verlassen. Des weiteren dient die vorhergehende Beschreibung der erfin dungsgemäßen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erläuterung und nicht zur Einschränkung der vorliegenden Erfindung, wel che durch die beigefügten Ansprüche und Äquivalente festge legt ist.

Claims

1. Überbrückungsdämpfer eines Drehmomentwandlers (1), wobei der Überbrückungsdämpfer in einem Überbrückungsmechanis mus (8) des Drehmomentwandlers (1) aufgenommen ist und ein Drehmoment von einem Antriebsdrehelement (3) auf ein Abtriebsdrehelement (5) mechanischen überträgt sowie eine vom Antriebsdrehelement (3) auf das Abtriebsdreh element (5) übertragene Schwingung dämpft:
mit einem Antriebselement (14) zur Aufnahme eines Dreh momentes vom Antriebsdrehelement (3);
mit einem Abtriebselement (10) zur Abgabe des Drehmomen tes an das Abtriebsdrehelement (5), wobei das Antriebs- und Abtriebselement (14, 10) einen relativen Drehversatz in eine erste Richtung R1 und eine zweite Richtung R2 ausführen können;
mit einem ersten elastischen Element (13A), welches zwi schen dem Antriebselement (14) und dem Abtriebselement (10) angeordnet ist;
mit einem zweiten elastischen Element (13B), welches zwischen dem Antriebs- oder Abtriebselement (14, 10) und dem ersten elastischen Element (13A) angeordnet ist; und
mit einem Zwischenelement (30) mit einem Stützbereich (32), welcher zwischen den ersten und zweiten elasti schen Elementen (13A, 13B) angeordnet ist und in Umfangsrichtung die ersten und zweiten elastischen Elemen te (13A, 13B) stützt, wobei das Zwischenelement (30) mit einem Eingriffsbereich (33a, 33b, 34a, 34b) ausgebildet ist, welcher zumindest in das Antriebs- oder Abtriebs element (14, 10) eingreifen kann;
wobei das Antriebselement (14) einen Antriebs-Eingriffs bereich (19) aufweist, welcher in das Zwischenelement (30) entsprechend dem zwischen diesen Elementen auftretenden relativen Drehversatz eingreifen kann,
wobei das Abtriebselement (10) einen Abtriebs-Eingriffs bereich (12) aufweist, welcher in das Zwischenelement (30) entsprechend den zwischen diesen Elementen auftretenden relativen Drehversatz eingreifen kann,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenelement (30) einen ersten vorderen Eingriffsbereich (33a), welcher nach hinten in Drehrichtung des Drehmomentwandlers in den Antriebs-Eingriffsbereich (19) eingreifen kann, einen ersten hinteren Eingriffsbereich (33b), welcher nach vorne in Drehrichtung des Drehmomentwandlers in den Antriebs-Eingriffsbereich (19) eingreifen kann, einen zweiten vorderen Eingriffsbereich (34a), welcher nach hinten in Drehrichtung des Drehmomentwandlers in den Ab triebs-Eingriffsbereich (12) eingreifen kann, sowie einen zweiten hinteren Eingriffsbereich (34b) aufweist, welcher in Drehrichtung des Drehmomentwandlers nach vorne in den Abtriebs-Eingriffsbereich (12) eingreifen kann, und
wobei im torsionsfreien Zustand des Antriebs- und Ab triebsdrehelementes (3, 5) der erste Abstand zwischen dem Antriebs-Eingriffsbereich (19) und dem ersten vorde ren Eingriffsbereich (33a) von dem zweiten Abstand zwi schen dem Abtriebs-Eingriffsbereich (12) und dem zweiten hinteren Eingriffsbereich (34b) abweicht, und der dritte Abstand zwischen dem Antriebs-Eingriffsbereich (19) und dem ersten hinteren Eingriffsbereich (33b) von dem vier ten Abstand zwischen dem Abtriebs-Eingriffsbereich (12) und dem zweiten vorderen Eingriffsbereich (34a) ab weicht.

2. Überbrückungsdämpfer des Drehmomentwandlers nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenele ment (30) einen ringförmigen Bereich (31), einen Stütz bereich (32) an dem ringförmigen Bereich (31) zum Stützen der ersten und zweiten elastischen Elemente (13A, 13B), eine erste Aussparung (33) in dem ringförmi gen Bereich (31), welche an ihren gegenüberliegenden En den mit dem ersten vorderen Eingriffsbereich (33a) und dem ersten hinteren Eingriffsbereich (33b) ausgebildet ist sowie mit einer zweiten Aussparung (34) in den ring förmigen Bereichen (31), welche an dessen gegenüberlie genden Enden mit dem zweiten vorderen Eingriffsbereich (34a) und dem zweiten hinteren Eingriffsbereich (34b) ausgebildet ist.

3. Überbrückungsdämpfer des Drehmomentwandlers nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenele ment (44) einen ringförmigen Bereich (60) mit ersten und zweiten Öffnungen (62, 63) und einem Stützbereich (61) aufweist, wobei die erste Öffnung (62) in Axialrichtung des Drehmomentwandlers durch den ringförmigen Bereich (60) verläuft und in Umfangsrichtung an dessen gegen überliegenden Enden den ersten vorderen Eingriffsbereich (62a) und den ersten hinteren Eingriffsbereich (62b) aufweist, wobei die zweite Öffnung (63) in Axialrichtung des Drehmomentwandlers durch den ringförmigen Bereich (60) verläuft und in Umfangsrichtung an ihren gegenüber liegenden Enden den zweiten vorderen Eingriffsbereich (63a) und den zweiten hinteren Eingriffsbereich (63b) aufweist, und wobei der Stützbereich (61) die ersten und zweiten elastischen Elemente (47, 48) stützt, und daß der Antriebs-Eingriffsbereich (57) in die erste Öff nung (62) und der Abtriebs-Eingriffsbereich (56) in die zweite Öffnung (63) verläuft.

4. Überbrückungsdämpfer des Drehmomentwandlers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes erste und zweite elastische Element (47, 48) eine Verformungslänge aufweist, welche durch den mög lichen Grad der Kompressionsverformung der ersten bzw. zweiten elastischen Elemente (47, 48) festgelegt ist,
wobei im drehmomentfreien Zustand der Antriebs- und Ab triebsdrehelemente der größere der beiden ersten und zweiten Abstände kleiner als die Verformungslänge entwe der des ersten oder zweiten elastischen Elementes (47, 48) ist, der kleinere der ersten und zweiten Abstände kleiner als die Verformungslänge des anderen der ersten und zweiten elastischen Elemente ist, der größere der dritten und vierten Abstände kleiner als die Verfor mungslänge des ersten oder zweiten elastischen Elementes ist, und der kleinere der dritten und vierten Abstände kleiner als die Verformungslänge des anderen der ersten und zweiten elastischen Elemente ist.

5. Überbrückungsdämpfer des Drehmomentwandlers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elastische Element (13A) ein Elastizitätsmodul aufweist, welches dem des zweiten elastischen Elementes (13B) entspricht.

6. Überbrückungsdämpfer des Drehmomentwandlers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elastische Element (47) ein größeres Ela stizitätsmodul als das zweite elastische Element (48) aufweist.

7. Überbrückungsdämpfer des Drehmomentwandlers nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite elastische Element (108) vor dem Stützbe reich des Zwischenbereiches relativ zur umgekehrten Drehrichtung des Drehmomentwandlers angeordnet ist,
daß der Eingriffsbereich (120) des Zwischenelementes (104) vor dem Antriebs-Eingriffsbereich (114) relativ zur positiven Drehrichtung des Drehmomentwandlers ange ordnet ist.

8. Überbrückungsdämpfer des Drehmomentwandlers nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste elastische Element (107) vor dem Stützbe reich des Zwischenbereiches relativ zur umgekehrten Drehrichtung des Drehmomentwandlers angeordnet ist,
daß das zweite elastische Element (108) vor dem Stützbe reich des Zwischenbereiches relativ zur positiven Dreh richtung des Drehmomentwandlers angeordnet ist,
daß der Eingriffsbereich (120) des Zwischenelementes hinter dem Abtriebs-Eingriffsbereich relativ zur positi ven Drehrichtung des Drehmomentwandlers angeordnet ist.

9. Überbrückungsdämpfer des Drehmomentwandlers nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten elastischen Elemente (107, 108) an einer radial äußeren Position des Drehmomentwandlers an geordnet sind.