DE19835758A1

DE19835758A1 - Torsionsschwingungsdämpfer mit einer axialen Sicherungseinrichtung

Info

Publication number: DE19835758A1
Application number: DE19835758A
Authority: DE
Inventors: Christoph Sasse; Joerg Sudau; Wolfgang Kundermann
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-08-13
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 2000-02-17
Also published as: US6099434A

Abstract

Ein Torsionsschwingungsdämpfer für eine Überbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers ist mit einem antriebsseitigen Dämpferelement, das mit Energiespeichern einer Dämpfungseinrichtung in Wirkverbindung steht, und mit einem zur Abstützung der Energiespeicher in Umfangsrichtung dienenden abtriebsseitigen Dämpferelement versehen. Die einzelnen Energiespeicher sind über in Umfangsrichtung entlang einer Führungsbahn bewegbare Gleitelemente miteinander verbunden. Die Führungsbahn ist an einem der Dämpferelemente aufgenommen, wobei ihr eine Sicherungseinrichtung gegen axiale Bewegungen der Gleitelemente zugeordnet ist. Diese Sicherungseinrichtung ist an der den Gleitelementen zugewandten Seite der Führungsbahn ausgebildet und verfügt mit zumindest einem der Gleitelemente über eine formschlüssige Verbindung.

Description

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 30 21 189 C2 ist, insbesondere aus den Fig. 4 und 5 sowie der zuge ordneten Beschreibung, ein Torsionsschwingungsdämpfer für eine Überbrückungskupp lung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers bekannt. Die Überbrückungskupp lung weist einen Kolben auf, der über einen Reibbelag mit einem antriebsseitigen Ra dialflansch des Wandlergehäuses in Wirkverbindung bringbar ist und an dem ein an triebsseitiges Dämpferelement des Torsionsschwingungsdämpfers befestigt ist, das mit nach innen greifenden Radialvorsprüngen als Ansteuerelement für Energiespeicher einer Dämpfungseinrichtung des Torsionsschwingungsdämpfers wirksam ist. Abtriebsseitig stützen sich die Energiespeicher an einer als abtriebsseitiges Dämpferelement wirksa men Nabenscheibe ab, die mit einem Turbinenrad in drehfester Verbindung steht. Die vorgenannten Energiespeicher sind über in Umfangsrichtung entlang einer Führungs bahn bewegbare Gleitelemente miteinander verbunden, wobei die Führungsbahn am antriebsseitigen Dämpferelement ausgebildet ist. Durch die bereits erwähnten Radialvor sprünge dieses Dämpferelementes, welche die Energiespeicher axial eng umgreifen, ist dieses als Sicherungseinrichtung gegen axiale Bewegungen sowohl der Energiespeicher als auch der Gleitelemente wirksam.

Bei einer derartigen Ausbildung des antriebsseitigen Dämpferelementes ist dessen Formgebung relativ kompliziert, da es so gebogen sein muß, daß die Radialvorsprünge in bestimmten Umfangsabschnitten als Ansteuerelemente für die Energiespeicher die nen, in anderen Umfangsabschnitten dagegen sowohl als Führungsbahn für die Gleite lemente als auch als axiale Sicherungseinrichtung. Dadurch ist das antriebsseitige Dämp ferelement vergleichsweise kompliziert und aufwendig zu fertigen, so daß auch die Her stellkosten hoch sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsschwingungsdämpfer so aus zubilden, daß dieser bei einfachstmöglicher konstruktiver Ausbildung sowohl die radiale als auch die axiale Führung von Elementen der Dämpfungseinrichtung übernimmt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 an gegebenen Merkmale gelöst. Durch die Maßnahme, die Sicherungseinrichtung an der den Gleitelementen zugeordneten Seite der Führungsbahn des antriebsseitigen Dämpfe relements auszubilden, wird erreicht, daß an der unmittelbaren radialen Kontaktstelle der Gleitelemente mit dieser Führungsbahn eine axial wirksame, formschlüssige Verbin dung entsteht. Den Gleitelementen ist somit die gewünschte Relativbewegbarkeit ge genüber der Führungsbahn in Umfangsrichtung erlaubt, eine axiale Relativbewegung wird dagegen unterbunden. Da eine derartige formschlüssige Verbindung einfach da durch gebildet werden kann, daß an einem der Bauteile - Führungsbahn oder Gleitele ment - ein Radialvorsprung und am jeweils anderen Bauteil eine entsprechende Radial vertiefung vorhanden ist, in welche der erwähnte Radialvorsprung eingreift, wird eine denkbar einfache Sicherungseinrichtung gebildet. Hierbei kann der Radialvorsprung entweder durch eine Radialausformung an der Führungsbahn oder durch eine Radialan formung am Gleitelement gebildet sein. Beide Bauteile sind aber auch geeignet, die Radialausformung bzw. die Radialanformung in Form der Radialvertiefung zu erhalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Führungsbahn für die Gleitelemente an der radialen Innenseite eines Umfangsrings ausgebildet, der am Turbinenrad befestigt ist. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform liegt darin, der Überbrückungskupplung ein Planetengetriebe zuzuordnen, was sich bei Torsionsschwingungsdämpfern insbe sondere in hydrodynamischen Drehmomentwandlern zur zumindest teilweisen Unter drückung störender Frequenzen als besonders wirkungsvoll erwiesen hat.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung nä her erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine hälftige Schnittdarstellung eines hydrodynamischen Drehmomentwand lers mit einem Torsionsschwingungsdämpfer und einer Überbrückungskupp lung mit einem Lamellenpaket und einen Planetengetriebe;

Fig. 2 wie Fig. 1, aber ohne Planetengetriebe;

Fig. 3 wie Fig. 1, aber mit nur einem Reibbelag zwischen einem Kolben der Über brückungskupplung und einem Wandlergehäuse;

Fig. 4 wie Fig. 1, aber mit einer Lamelle mit zwei Reibbelägen axial zwischen dem Kolben der Überbrückungskupplung und dem Wandlergehäuse;

Fig. 5 wie Fig. 1, aber mit einer anderen konstruktiven Ausbildung einer Führungs bahn für Gleitelemente einer Dämpfungseinrichtung des Torsionsschwin gungsdämpfers.

Fig. 1 zeigt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 8, der an einen Antrieb 3 in Form einer Kurbelwelle 1 einer Brennkraftmaschine befestigt ist. Die Kurbelwelle 1 weist eine mittige Ausnehmung 5 auf, in welcher ein Lagerzapfen 7 eingeführt ist, der an ei nem von einer Mittenachse 10 nach außen verlaufenden Radialflansch 11 des Wandler gehäuses 9 befestigt ist. Im radial äußeren Bereich des Radialflansches 11 sind Befesti gungsklötzchen 13 vorgesehen, die mit Gewindebohrungen zum Eingriff einer Ver schraubung 16 versehen sind. Durch diese Verschraubung 16 wird eine in Achsrichtung flexible Platte 17 gehalten, die radial weiter innen über eine Verschraubung 15 eine Be festigung der Platte 17 an der Kurbelwelle 1 erlaubt.

Das Wandlergehäuse 9 weist weiterhin eine Pumpenschale 19 auf, an der im radial in neren Bereich eine Gehäusenabe 21 befestigt ist. Die Pumpenschale 19 bildet zusam men mit einer Beschaufelung ein Pumpenrad 23. Diesem ist ein Turbinenrad 25 zuge ordnet, das außer einer Beschaufelung eine Turbinenschale 37 und eine Turbinenna be 35 aufweist. Axial zwischen dem Pumpenrad 23 und dem Turbinenrad 25 ist ein Leit rad 27 vorgesehen, das zusammen mit den vorgenannten Rädern 23 und 25 den hy drodynamischen Kreis 28 bildet. Das Leitrad 27 ist auf einem Freilauf 29 angeordnet, der zwischen zwei Axiallagerungen 33 angeordnet ist, wobei jede dieser Axiallagerun gen 33 mit jeweils einem Durchlaß 48 für Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist. Diese Hy draulikflüssigkeit stammt von einem Vorratsbehälter 142 und wird über ein Steuerven til 140 an Ringkanäle 144 und 146 geleitet, von denen der erstgenannte radial zwischen der Gehäusenabe 21 und einer über eine Verzahnung mit dem Freilauf 29 verbundenen Hülse 38 und der andere radial zwischen der Hülse 38 und einer Abtriebswelle 41 ver läuft, die um die Mittenachse 10 drehbar ist und als Getriebeeingangswelle dient. Diese Abtriebswelle 41 steht mit der Turbinennabe 35 über eine Verzahnung 39 in drehfester Verbindung. Die Turbinennabe 35 stützt sich in Achsrichtung über eine der Axiallage rungen 33 am Freilauf 29 ab, der seinerseits über die andere Axiallagerung 33 an der Pumpenschale 19 zur Anlage kommt. Auf der anderen axialen Seite stützt sich die Tur binennabe 35 über eine Axiallagerung 47 an einer Gehäusenabe 45 ab, die am Radial flansch 11 befestigt ist und einen Durchlaß 48 für Hydraulikflüssigkeit aufweist, die über eine Mittenbohrung 43 der Abtriebswelle 41 in eine Kammer 148 förderbar ist, die sich axial zwischen dem Radialflansch 11 und einem axial bewegbar auf der Gehäusena be 45 gelagerten Kolben 51 einer Überbrückungskupplung 61 befindet. Auf der Ge genseite des Kolbens 51 befindet sich eine Kammer 150, die mit dem hydrodynami schen Kreis 28 in Wirkverbindung steht. Der Kolben 51 ist über eine Verzahnung 49 drehfest an der Gehäusenabe 45 aufgenommen und ist, sofern ein Überdruck in der Kammer 148 aufgebaut wird, mit einem Axialvorsprung 53 an einem Lamellenpaket 55, das Reibbeläge 56 umfaßt, in Anlage bringbar. Zum Aufbau eines Überdrucks in der Kammer 148 wird das Steuerventil 140 derart geschaltet, daß Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 142 über die Mittenbohrung 43 in der Abtriebswelle 41 und über den Durchlaß 48 in der Gehäusenabe 45 in die Kammer 148 einströmt. Aufgrund dieses Überdrucks bewegt sich der Kolben 51 in Richtung zum Lamellenpaket 55 und führt dadurch, da dieses sich an einer axialen Sicherungsscheibe 50 abstützt, zu einer reib schlüssigen Verbindung der einzelnen Lamellen über die Reibbeläge 56, wodurch die Bewegung des Wandlergehäuses 9 und damit eines drehfest mit diesem verbundenen Antriebsteils 57 der Überbrückungskupplung 61 auf ein Abtriebsteil 59 geleitet wird, das an einem abtriebsseitigen Dämpferelement 63 eines Torsionsschwingungsdämp fers 65 befestigt ist. Dieses als Nabenscheibe 69 ausgebildete abtriebsseitige Dämpfere lement 63 ist in einer Lagerschale 67 der Turbinennabe 35 aufgenommen und weist im radial mittleren Bereich eine Axialausdrückung 71 in Richtung zum benachbarten Turbi nenrad 25 auf, wobei diese Axialausdrückung 71 als Lagerstelle für ein Planetenrad 75 eines Planetengetriebes 77 wirksam ist. Selbstverständlich können mehrere dieser Plane tenräder 75 an der Nabenscheibe 69 aufgenommen sein, wodurch diese als Planeten träger 74 wirksam ist.

Das Planetenrad 75 steht über seine Verzahnung in Wirkverbindung mit einem Getrie beelement 78 in Form eines Sonnenrades 79, das an der Turbinennabe 35 mittels einer Schweißnaht befestigt ist. Im radial äußeren Bereich des Planetenrades 75 greift ein Hohlrad 81 des Planetengetriebes 77 an, das in Umfangsrichtung schwimmend gelagert ist. In Achsrichtung dagegen ist das Hohlrad ebenso wie das Planetenrad 75 einerseits durch eine Ausbauchung 83 am Planetenträger 74 und anderenseits durch eine Halte rung 85 gesichert, die über eine Vernietung 89, die zur Verbindung der Turbinenscha le 37 mit der Turbinennabe 35 dient, mit einem Radialvorsprung 87 an der letztgenann ten verbunden ist. Durch den Planetenträger 74 wird somit über dessen Ausbauchung 83 in Verbindung mit der Halterung 85 eine Axialsicherung 86 für Getriebeelemente des Planetengetriebes 77 gebildet.

Die Nabenscheibe 69 weist im radial äußeren Bereich ein radial vorspringendes, ab triebsseitiges Ansteuerelement 91 für sich in Umfangsrichtung erstreckende elastische Elemente 93 einer Dämpfungseinrichtung 95 des Torsionsschwingungsdämpfers 65 auf. Die elastischen Elemente 93 sind über Gleitelemente 97 miteinander verbunden und können sich auch über solche Gleitelemente am abtriebsseitigen Ansteuerelement 91 sowie an antriebsseitigen Ansteuerelementen 98 umfangsseitig abstützen, wobei die letztgenannten Ansteuerelemente in Form von Radialvorsprüngen 117 an einem Um fangsring 101 ausgebildet sind, der über einen Haltebügel 103 am Turbinenrad 25 be festigt ist und an dessen radialer Innenseite eine Führungsbahn 99 für die Gleitelemen te 97 vorgesehen ist. Im Erstreckungsbereich dieser Führungsbahn 99 verläuft eine Ver tiefung 105 im Umfangsring 101, in welche ein entsprechender Radialvorsprung 107 in zumindest einem der Gleitelemente 97 radial eingreift. Insofern dient die Vertiefung 105 im Umfangsring 101 als Radialausformung 109 und der Radialvorsprung 107 in den Gleitelementen 97 als Radialanformung 111, wobei sich hierdurch eine formschlüssige Verbindung 115 und damit eine axial wirksame Sicherungseinrichtung 113 der Gleite lemente 97 und damit der elastischen Elemente 93 gegenüber dem Umfangsring 101 und damit dem Turbinenrad 25 ergibt. Derart in Achsrichtung gegen Bewegungen gesi chert, vermögen die Gleitelemente 97 ihre Bewegung in Umfangsrichtung bei Einleitung von Drehmomentstößen ungehindert fortzusetzen.

Bezogen auf den Torsionsschwingungsdämpfer 65 dient der Umfangsring 101 als an triebsseitiges Dämpferelement 116.

Der Torsionsschwingungsdämpfer in Fig. 2 entspricht demjenigen in Fig. 1, allerdings unter Verzicht auf das Planetengetriebe 77.

In Fig. 3 ist anstatt eines Lamellenpaketes am Kolben 51 ein einzelner Reibbelag 119 vorgesehen, der mit einer entsprechenden Reibfläche am Radialflansch 11 des Wandler gehäuses 9 in Anlage bringbar ist. Das Sonnenrad 79 des mit der Überbrückungskupp lung 61 verbundenen Planetengetriebes 77 steht bei dieser Ausführungsform über ei nen Bügel 121 in drehfester Verbindung mit dem Turbinenrad 25 über dessen Turbi nennabe 35.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der erfindungsgemäße Torsionsschwin gungsdämpfer 65 mit einer axial zwischen dem Radialflansch 11 des Wandlergehäu ses 9 und dem Kolben 51 der Überbrückungskupplung 61 axial verlagerbaren Lamel le 123, welche Reibbeläge 125 und 127 trägt, in drehfester Verbindung steht. Die Ver bindung wird über einen Zahnring 129 hergestellt, der mit der Lamelle 123 über Form schluß drehfest und mit dem Umfangsring 101 durch eine Schweißnaht fest verbunden ist. Von der anderen Axialseite aus ist der Umfangsring 101 durch die Halterung 85 axial gesichert, mit dem Turbinenrad 25 verbunden.

Eine andere Ausführungsform des Umfangsrings 101 zeigt Fig. 5, nach welcher am Hal tebügel 103 Laschen 131 befestigt sind, die in axial einander entgegengesetzten Rich tungen auseinander gebogen und an ihren radialen Innenseiten mit Krümmungen 133 versehen sind, die einer Krümmung 135 an der Außenseite 137 der Gleitelemente 97 zugeordnet sind. Aufgrund der Kontaktfläche über die beiden Krümmungen 133 und 135 werden die Gleitelemente 97 in Achsrichtung gegen Relativbewegungen gegen über dem Umfangsring 101 gesichert. Weiterhin sind Halterungen 152 am antriebsseiti gen Dämpferelement 116 zur axialen Sicherung der elastischen Elemente 93 der Dämp fungseinrichtung 95 vorgesehen.

Bezugszeichenliste

1

Kurbelwelle

3

ntrieb

5

Ausnehmung

7

Lagerzapfen

8

hydrod. Drehmomentwandler

9

Wandlergehäuse

10

Mittenachse

11

Radialflansch

13

Befestigungsklötzchen

15

,

16

Verschraubung

17

Platte

19

Pumpenschale

21

Gehäusenabe

23

Pumpenrad

25

Turbinenrad

27

Leitrad

28

hydrod. Kreis

29

Freilauf

33

Axiallagerungen

35

Turbinennabe

37

Turbinenschale

38

Hülse

39

Verzahnung

41

Abtriebswelle

43

Mittenbohrung

45

Gehäusenabe

46

Durchlaß

47

Axiallagerung

48

Durchlaß

49

Verzahnung

50

axiale Sicherungsscheibe

51

Kolben

53

Axialvorsprung

55

Lamellenpaket

56

Reibbeläge

57

Antriebsteil

59

Abtriebsteil

61

Überbrückungskupplung

63

abtriebss. Dämpferelement

65

Torsionsschwingungsdämpfer

67

Lagerschale

69

Nabenscheibe

71

Axialausdrückung

74

Planetenträger

75

Planetenrad

77

Planetengetriebe

78

Getriebeelement

79

Sonnenrad

81

Hohlrad

83

Ausbauchung

85

Haltung

86

Axialsicherung

87

Radialvorsprung

89

Vernietung

91

abtriebs. Ansteuerelement

93

elastische Elemente

95

Dämpfungseinrichtung

97

Gleitelemente

98

antriebss. Ansteuerelemente

99

Führungsbahn

101

Umfangsring

103

Haltebügel

105

Vertiefung

107

Radialvorsprung

109

Radialausformung

111

Radialanformung

113

Sicherungseinrichtung

115

formschlüssige Verbindung

116

antriebss. Dämpferelement

117

Radialvorsprung

119

Reibbelag

121

Bügel

123

Lamelle

125

,

127

Reibbelag

129

Zahnring

131

Laschen

133

Krümmung

135

Krümmung

137

Außenseite der Gleitelemente

140

Steuerventile

142

Vorratsbehälter

144

,

146

Ringkanäle

148

,

150

Kammern

152

Halterungen

Claims

1. Torsionsschwingungsdämpfer für eine Überbrückungskupplung eines hydrodynami schen Drehmomentwandlers mit einem antriebsseitigen Dämpferelement, das mit Energiespeichern einer Dämpfungseinrichtung in Wirkverbindung steht, und mit ei nem zur Abstützung der Energiespeicher in Umfangsrichtung dienenden ab triebsseitigen Dämpferelement, wobei die einzelnen Energiespeicher über in Um fangsrichtung entlang einer Führungsbahn bewegbare Gleitelemente miteinander verbunden sind, die Führungsbahn an einem der Dämpferelemente aufgenommen ist und der Führungsbahn eine Sicherungseinrichtung gegen axiale Bewegungen der Gleitelemente zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungseinrichtung (113) an der den Gleitelementen (97) zugewandten Seite der Führungsbahn (99) ausgebildet ist, und mit zumindest einem der Gleite lemente (97) über eine formschlüssige Verbindung (115) verfügt.

2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (99) als Sicherungseinrichtung (113) wenigstens eine Radial ausformung (109) aufweist, die mit einer entsprechenden Radialanformung (111) am jeweiligen Gleitelement (97) in Radialeingriff steht.

3. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialausformung (109) an der Führungsbahn (99) durch eine umlaufende Vertiefung (105) gebildet wird, in welche ein Radialvorsprung (107) des Gleitele mentes (97) eingreift, wobei dieser Radialvorsprung (107) als Radialanfor mung (111) dient.

4. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 mit einer Führungsbahn, die an der radialen Innenseite eines Umfangsrings ausgebildet ist, der nach innen greifende Radialvorsprünge aufweist, die als antriebsseitige Ansteuerelemente für die Energie speicher der Dämpfungseinrichtung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsring (101) am Turbinenrad (25) befestigt ist.

5. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 4 mit einem abtriebsseitigen Dämpferelement, das als Nabenscheibe ausgebildet ist und ein abtriebsseitiges An steuerelement für die Energiespeicher der Dämpfungseinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (69) als Planetenträger (74) für zumindest ein Planeten rad (75) eines Planetengetriebes (77) wirksam ist, bei dem ein weiteres Getriebee lement (78) an der Turbinennabe (35) des Drehmomentwandlers (8) befestigt ist.

6. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Getriebeelement (74) durch ein Sonnenrad (79) gebildet ist.

7. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenrad (75) mit einem axial gesicherten, in Umfangsrichtung beweg baren Hohlrad (81) in Verzahnungseingriff steht.

8. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Axialsicherung (86) für zumindest einen Teil der Getriebeelemente des Pla netengetriebes (77), wie Planetenrad (75) und Hohlrad (81), einerseits durch den Planetenträger (74) und andererseits durch eine sich axial am Turbinenrad (25) ab stützende Halterung (85) gebildet ist.

9. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 mit einer Überbrückungskupplung, bei der axial zwischen dem Wandlergehäuse und einem Kolben eine axial verlager bare Lamelle vorgesehen ist, die über Reibbeläge mit dem Wandlergehäuse und dem Kolben in Reibverbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (99) einerseits mit der Lamelle (123) und andererseits mit der Halterung (85) drehfest verbunden ist.

10. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialausformung (109) an der Führungsbahn (99) durch zwei axial in ent gegengesetzten Richtungen umgebogene Laschen (131) gebildet ist, die an ihren den Gleitelementen (97) zugewandten Seiten eine Krümmung (133) aufweisen, mit welcher sie eine entsprechende Krümmung (135) der radialen Außenseiten (137) der Gleitelemente (97) zumindest teilweise umgreifen, wobei die Krümmung (135) an den Gleitelementen (97) als Radialanformung (111) wirksam ist.