DE19804227A1 - Überbrückungskupplung mit einer Ausgleichsschwungmasse am Torsionsschwingungsdämpfer - Google Patents
Überbrückungskupplung mit einer Ausgleichsschwungmasse am TorsionsschwingungsdämpferInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Überbrückungskupplung gemäß dem Oberbegriff des An
spruchs 1.
In der DE 41 21 586 A1 ist, vorzugsweise in Fig. 1 oder 2, jeweils eine Überbrückungs
kupplung an einem hydrodynamischen Drehmomentwandler behandelt, die axial zwi
schen dem Wandlergehäuse und dem Turbinenrad angeordnet ist. Die Überbrückungs
kupplung weist einen Kolben auf, der drehbar und axial verschiebbar auf einer Turbi
nennabe angeordnet ist und über eine Nietverbindung an antriebsseitigen Ansteuermit
teln für elastische Elemente einer Dämpfungseinrichtung angreift, wobei er mit diesen
Ansteuermitteln ein antriebsseitiges Übertragungselement eines Torsionsschwingungs
dämpfers der Überbrückungskupplung bildet. Die elastischen Elemente in Form von Um
fangsfedern koppeln die antriebsseitigen Ansteuermittel mit einem abtriebsseitigen An
steuermittel in Form einer Nabenscheibe, die mit einer Innenverzahnung versehen ist,
über welche sie mit der Außenverzahnung eines Trägers, der mit der Turbinennabe
drehfest ist, gekoppelt ist. Das abtriebsseitige Ansteuermittel bildet zusammen mit der
Halterung ein abtriebsseitiges Übertragungselement des Torsionsschwingungsdämpfers
der Überbrückungskupplung.
Bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer wirken die relativ zueinander über die Dämp
fungseinrichtung aneinander angreifenden Übertragungselemente derart, daß ein
kompletter Frequenzbereich gefiltert werden kann. Torsionsschwingungen einer be
stimmten Ordnung kann dagegen nicht entgegengewirkt werden.
In der DE 196 18 864 A1 ist, beispielsweise in Fig. 1, ein Torsionsschwingungsdämpfer
beschrieben, der mit einem antriebsseitigen Übertragungselement in Form einer ersten
Schwungmasse und einem relativ hierzu drehbaren abtriebsseitigen Übertragungsele
ment in Form einer zweiten Schwungmasse ausgebildet ist. Beide Schwungmassen wei
sen Ansteuermittel für elastische Elemente einer Dämpfungseinrichtung auf, die in Um
fangsrichtung zwischen den Schwungmassen wirksam sind. Das abtriebsseitige Übertra
gungselement weist eine Aussparung auf, in welcher eine Ausgleichsschwungmasse
entlang einer Führungsbahn bewegbar angeordnet ist. Sowohl die Führungsbahn als
auch die Ausgleichsschwungmasse sind jeweils mit einer Krümmung ausgebildet, so daß
bei Einleitung einer Torsionsschwingung eine Abwälzbewegung der Ausgleichs
schwungmasse entlang der Führungsbahn erfolgt. Mit einer derartigen Einrichtung ist,
wegen der beiden über eine Dämpfungseinrichtung miteinander verbundenen
Schwungmassen, einerseits ein kompletter Frequenzbereich filterbar, das heißt, Ampli
tuden unterschiedlicher Ordnung werden gedämpft, während andererseits aufgrund der
Ausgleichsschwungmasse Torsionsschwingungen einer bestimmten Ordnung bei be
stimmten Amplitudengrößen hervorragend um einen bestimmten Betrag verringerbar
sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Torsionsschwingungsdämpfer an der
Überbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers so auszubil
den, daß von einem Antrieb, wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine, gelieferte
Torsionsschwingungen so weit als möglich ausfilterbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 an
gegebenen Merkmale gelöst.
Durch die Ausbildung des Torsionsschwingungsdämpfers an einer Überbrückungskupp
lung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers um eine Ausgleichsschwungmasse
kann die Beschleunigung an der Getriebeeingangswelle über den gesamten Drehzahlbe
reich und Funktionsbereich reduziert werden. Die Ausgleichsschwungmasse ist hierbei
auf eine bestimmte Ordnung der Schwingungsanregung abstimmbar. Durch Anordnung
der Ausgleichsschwungmasse auf der Seite des Turbinenrades ist die Ausgleichs
schwungmasse auch während der Schaltvorgänge an der Überbrückungskupplung wirk
sam, wodurch die Schlupfphase beim Einkuppeln deutlich verringert werden kann, da
der auf das Getriebe übertragene Einkuppelstoß reduziert ist.
Durch die Ausbildung der Ausgleichsschwungmasse mit einem axialen Mittenzapfen
und beidseits an diesen angrenzenden Sicherungsflanschen, deren Außenabmessungen
die Bemessung der Aussparung senkrecht zur Führungsbahn überschreiten, wird sicher
gestellt, daß die Ausgleichsschwungmasse die Aussparung und damit die Führungsbahn
nicht verlassen kann. Um eine derartige Ausgleichsschwungmasse dennoch in die Aus
sparung einbringen zu können, ist dieser anspruchsgemäß einer Einführung zugeordnet,
die sich radial innerhalb der Aussparung befindet. Bei geringer Drehzahl der Übertra
gungselemente des Torsionsschwingungsdämpfers, beispielsweise während der Abstell
phase des Motors, in der die Ausgleichsschwungmasse lediglich geringer Fliehkraftwir
kung unterliegt und unter Umständen nicht mehr an der Führungsbahn anliegt, soll
verhindert werden, daß die Ausgleichsschwungmasse nach radial innen fällt und damit
in den Bereich der Einführung gelangt, von wo aus sie das Übertragungselement verlas
sen könnte. Zur Vermeidung dieser Situation schließt sich ein radial zwischen der Aus
sparung und der Einführung vorgesehener Zugang über eine Verbindung an die Aus
sparung an, wobei dieser Zugang bewirken soll, daß die Ausgleichsschwungmasse in
der Aussparung verbleibt. Hierzu ist entweder anspruchsgemäß eine flache Verbindung
denkbar, welche die Ausgleichsschwungmasse aufgrund ihrer zumeist vorhandenen
Bewegung in Richtung der Führungsbahn und damit mit einer Komponente senkrecht
zur Radialrichtung nicht in die Einführung fallen läßt, so daß die Ausgleichsschwung
masse von der Brennkraftmaschine über die Einführung hinweggezogen wird und so im
Endlagenabschnitt der Aussparung zum Liegen kommt. Ebenso ist denkbar, zwischen
Zugang und Aussparung eine steile Verbindung vorzusehen, bei welcher aufgrund einer
im Erstreckungsbereich der Verbindung noch ansteigenden Bahn sowie eines kleinen
Radius an dieser Stelle die Ausgleichsschwungmasse bei ihrer Bewegung in Richtung der
Führungsbahn über den Zugang hinweggezogen wird.
Die Erfindung wird anschließend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es
zeigen im einzelnen:
Fig. 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch einen hydrodynamischen Drehmo
mentwandler mit Überbrückungskupplung und Torsionsschwingungsdämpfer mit
Ausgleichsschwungmasse;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen die Ausgleichsschwungmasse aufnehmenden Träger.
In Fig. 1 ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler dargestellt mit einem Lagerzap
fen 1, von dem aus sich ein Primärflansch 3 nach radial außen erstreckt. Dieser ist fest
verbunden mit einer Pumpenschale 5, die ihrerseits an ihrem radial inneren Ende eine
Wandlernabe 7 trägt. Durch die bislang beschriebenen Bauteile wird ein Wandlergehäu
se 9 gebildet.
Die Pumpenschale 5 nimmt eine Beschaufelung zur Bildung des Pumpenrades 11 auf,
das mit einem Turbinenrad 13 zusammenwirkt, das ebenfalls eine Beschaufelung auf
weist. Dieses ist an einer Turbinennabe 15 befestigt, die über eine Innenverzahnung 16
verfügt, über welche sie mit einer in üblicher Weise ausgebildeten Abtriebswelle ver
bunden ist. Eine derartige Abtriebswelle ist beispielsweise in der eingangs genannten
DE 41 21 586 A1 dargestellt und beschrieben.
Die Turbinennabe 15 ist zwischen einem Axiallager 17 und einem Axiallager 19 einge
spannt, wobei das Axiallager 17 die Turbinennabe vom Primärflansch 3 trennt. Das
Axiallager 19 seinerseits fixiert zusammen mit einem weiteren Axiallager 21, das sich im
Bereich der Wandlernabe 7 am Wandlergehäuse 9 abstützt, ein Leitrad 23, das zusam
men mit dem Pumpenrad 11 und dem Turbinenrad 13 den hydrodynamischen Wand
lerkreis 24 bildet.
Axial zwischen dem Primärflansch 3 und dem Turbinenrad 13 ist eine Überbrückungs
kupplung 25 vorgesehen, die einen Kolben 27 aufweist, der drehbar und axial ver
schiebbar auf der Turbinennabe 15 gelagert ist. Dieser Kolben 27 trägt in seinem radial
äußeren Bereich einen Reibbelag 29, der mit einer am Primärflansch 3 vorgesehenen
Reibfläche 31 zusammenwirkt. Die Kolbenrückseite ist durch den Wandlerkreis 24
druckbelastbar, so daß der Kolben 27 über seinen Reibbelag 29 an der Reibfläche 31
zur Anlage kommt, und ein am Wandlergehäuse 9 eingeleitetes Drehmoment auf den
Kolben 27 übertragbar ist. Für einen Abhub des Kolbens 27 vom Primärflansch 3 kann
über eine Kammer 35 gesorgt werden, die sich axial zwischen dem Primärflansch 3 und
dem Kolben 27 befindet, und die über Nutungen 33 im Axiallager 17 mit Druckmittel
versorgbar ist. Auch hierzu gibt die eingangs erwähnte DE 41 21 586 A1 Hinweise,
weshalb auf eine Darstellung verzichtet worden ist.
Der Kolben 27 weist eine Nietverbindung 37 mit antriebsseitigen Ansteuermitteln 39 in
Form von Deckblechen auf, mit denen er zusammen ein antriebsseitiges Übertragungse
lement 40 bildet. Die antriebsseitigen Ansteuermittel 39 greifen über elastische Elemen
te 41, bei denen es sich vorzugsweise um in Umfangsrichtung orientierte Federn han
delt, an einem abtriebsseitigen Ansteuermittel 43 in Form einer Nabenscheibe an, die
eine Innenverzahnung 45 aufweist, über welche sie mit einer Außenverzahnung 47 ei
ner Halterung 49 in Eingriff steht. Die Turbinennabe 15 nimmt einen Träger 51 für eine
Ausgleichsschwungmasse 54 fest auf, wobei dieser zusammen mit dem abtriebsseitige
Ansteuermittel 43 und der Halterung 49 ein abtriebsseitiges Übertragungselement 52
bildet. Torsionsschwingungen, die vom Wandlergehäuse 9 über den Kolben 27 eingelei
tet worden sind, werden demnach eine Auslenkung der Ausgleichsschwungmasse 54
entgegengesetzt zur Wirkrichtung der Torsionsschwingungen verursachen, wodurch
sich die Tilgerfunktion dieser Ausgleichsschwungmasse entfaltet. Die grundsätzliche
Funktionsweise einer derartigen Ausgleichsschwungmasse an einem Torsionsschwin
gungsdämpfer ist in der eingangs genannten DE 196 18 864 AI bereits beschrieben,
weshalb an dieser Stelle nicht nochmals darauf eingegangen wird.
Fig. 2 zeigt die Ausbildung des Trägers 51 im Erstreckungsbereich einer Aussparung 53,
die im radial äußeren Bereich als Führungsbahn 55 für die Ausgleichsschwungmasse 54
wirksam ist. Die Ausgleichsschwungmasse 54 wird bei zunehmender Auslenkung aus
ihrer Mittellage in Umfangsrichtung immer weiter nach radial innen gezwungen, was
gegen die an liegende Fliehkraft erfolgen muß, so daß sich bei zunehmender Auslen
kung der Eindruck ergibt, die Auslenkung erfolge gegen eine Feder zunehmender Stei
figkeit.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die Ausgleichsschwungmasse 54 einen Mittenzap
fen 57 auf, über den sie in der Aussparung 53 geführt ist. Beidseits axial angrenzend an
diesen Mittenzapfen 57 sind Sicherungsflansche 59 vorgesehen, die in ihrem Durchmes
ser größer als die radiale Erstreckung der Aussparung 53 ausgebildet sind, und dadurch
ein Herausfallen der Ausgleichsschwungmasse 54 aus der Aussparung 53 wirkungsvoll
verbinden. Um dennoch die Ausgleichsschwungmasse 54 problemlos in die Ausspa
rung 53 einbringen zu können, ist, wie Fig. 2 zeigt, radial innerhalb der Aussparung 53
eine Einführung 61 vorgesehen, deren Durchmesser so ausgebildet ist, daß ein Siche
rungsflansch 59 axial durchschiebbar und damit die Ausgleichsschwungmasse 54 ein
setzbar ist. Bei Drehbewegung des Torsionsschwingungsdämpfers gelangt die Aus
gleichsschwungmasse 54 infolge der Fliehkraft über einen die Einführung 61 an die
Aussparung 53 koppelnden Zugang 63 nach radial außen, wobei dieser Zugang 63 als
Engstelle ausgebildet ist, und zu beiden Seiten eine Verbindung 65,67 zur Ausspa
rung 53 aufweist. Die Verbindung 65 ist gemäß der linken Seite der Darstellung in Fig. 2
flach verlaufend, gemäß der Abbildung auf der rechten Seite dagegen sehr steil. Der
Hintergrund dieser Verbindung liegt darin, daß bei geringerer Drehzahl des Trägers 51,
beispielsweise beim Abstellen der Brennkraftmaschine, die auf die Ausgleichsschwung
masse 54 wirkende Fliehkraft so gering ist, daß die Ausgleichsschwungmasse 54 mögli
cherweise nicht mehr an der Führungsbahn 55 radial außen anliegt. Da aufgrund von
Torsionsschwingungen gleichzeitig aber stets eine Komponente in Verlaufsrichtung der
Führungsbahn 55 auf die Ausgleichsschwungmasse 54 einwirkt, wird diese über die
flache Verbindung 65 in Richtung zur seitlichen Erstreckung der Aussparung 53 geleitet,
um bei noch weiterem Absinken der Drehzahl in diesen Abschnitt 70 der Aussparung
53 zu fallen. Einen ähnliche Effekt bewirkt die steile Verbindung 67, wobei diese allerdings
wegen ihrer am Zugang 63 noch ansteigenden Bahn und des kleinen Radius dafür
sorgt daß die Ausgleichsschwungmasse 54 über den Zugang 63 gezogen wird und in
den entsprechenden Abschnitt 72 der Aussparung 63 fällt. Dadurch wird auch beim
Abstellen des Motors verhindert, daß die Ausgleichsschwungmasse in die Einführung 61
zurückfällt und möglicherweise den Träger 51 verlassen kann.
1
Lagerzapfen
3
Primärflansch
5
Pumpenschale
7
Wandlernabe
9
Wandlergehäuse
11
Pumpenrad
13
Turbinenrad
15
Turbinennabe
16
Innenverzahnung
17
,
19
Axiallager
21
Axiallager
23
Leitrad
24
Wandlerkreis
25
Überbrückungskupplung
27
Kolben
29
Reibbelag
31
Reibfläche
33
Nutungen
35
Kammer
37
Nietverbindung
39
antriebss. Ansteuermittel
40
antriebss. Übertragungselement
41
elastische Elemente
43
abtriebss. Ansteuermittel
45
Innenverzahnung
47
Außenverzahnung
49
Halterung
51
Träger
52
abtriebss. Übertragungselement
53
Aussparung
54
Ausgleichsschwungmasse
55
Führungsbahn
57
Mittenzapfen
59
Sicherungsflansche
61
Einführung
63
Zugang
65
,
67
Verbindung
70
,
72
Abschnitte
Claims (6)
1. Überbrückungskupplung an einem hydrodynamischen Drehmomentwandler mit
einem Torsionsschwingungsdämpfer, der ein antriebsseitiges Übertragungselement
und ein relativ hierzu drehbares, abtriebsseitiges Übertragungselement aufweist, die
jeweils mit Ansteuermitteln für elastische Elemente einer Dämpfungseinrichtung
versehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem abtriebsseitigen Übertragungselement (52) ein Träger (51) für eine Aus
gleichsschwungmasse (54) zugeordnet ist, der mit dem Turbinenrad (13) drehfest
verbunden und zur Aufnahme der Ausgleichsschwungmasse (54) wenigstens mit
einer Aussparung (53) versehen ist, die zumindest in ihrem Kontaktbereich mit der
Ausgleichsschwungmasse (54) eine Führungsbahn (55) aufweist, die eine Bewegung
der Ausgleichsschwungmasse (54) mit zumindest einer Komponente senkrecht zur
Radialrichtung am Träger (51) zuläßt.
2. Überbrückungskupplung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger (51) der Ausgleichsschwungmasse (54) axial zwischen einem Kol
ben (27) der Überbrückungskupplung (25) und dem Turbinenrad (13) angeordnet
und mit seinem radial inneren Ende mit dem abtriebsseitigen Ansteuermittel (43)
der elastischen Elemente (41) drehfest verbunden ist.
3. Überbrückungskupplung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgleichsschwungmasse (54) einen axialen Mittenzapfen (57) aufweist, mit
dem sie die Aussparung (53) durchgreift, und mit beidseits an diesen Mittenzap
fen (57) angrenzenden Sicherungsflanschen (59) versehen ist, die mit ihren Außen
abmessungen die Aussparung (53) senkrecht zur Führungsbahn (55) größenmä
ßig überschreiten.
4. Überbrückungskupplung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Aussparung (53) eine Einführung (61) für die Ausgleichsschwungmasse (54)
zugeordnet ist, die sich radial innerhalb der Aussparung (53) befindet und über ei
nen Zugang (63) mit dieser verbunden ist.
5. Überbrückungskupplung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zugang (63) über eine flache Verbindung (65) in die Aussparung (53) über
geht.
6. Überbrückungskupplung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zugang (63) über eine steile Verbindung (67) zur Aussparung (53) verfügt,
wodurch er bis unmittelbar in den Übergangsbereich zur Aussparung (53) nur un
wesentlich breiter als der Außendurchmesser des Mittenzapfens (57) ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19804227A DE19804227B4 (de) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | Überbrückungskupplung mit einer Ausgleichsschwungmasse am Torsionsschwingungsdämpfer |
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DE19804227A DE19804227B4 (de) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | Überbrückungskupplung mit einer Ausgleichsschwungmasse am Torsionsschwingungsdämpfer |
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DE19804227A1 true DE19804227A1 (de) | 1999-08-05 |
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Family
ID=7856525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19804227A Expired - Fee Related DE19804227B4 (de) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | Überbrückungskupplung mit einer Ausgleichsschwungmasse am Torsionsschwingungsdämpfer |
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