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Die vorliegende Erfindung betrifft
generell einen Drehmomentwandler.
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Drehmomentwandler werden gewöhnlich dazu
verwendet, ein Drehmoment zwischen der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors
und einem Automatikgetriebe zu übertragen.
Ein Drehmomentwandler umfaßt
typischerweise eine Vorderabdeckung, welche mit der Kurbelwelle
des Motors verbunden und mit einem Hydraulikfluid gefüllt ist.
Innerhalb der Vorderabdeckung sind drei Arten von Flügelrädern, ein
Impeller, eine Turbine und ein Stator, vorgesehen, welche einen
Torus bzw. einen scheibenkupplungsförmigen Gegenstand bilden. Der
Impeller ist gewöhnlich
mit einer Vorderabdeckung des Drehmomentwandlers verbunden und dreht
sich mit der Vorderabdeckung. Die Turbine, welche innerhalb der Vorderabdeckung
drehbar angeordnet ist, ist gewöhnlich
mit der Eingangswelle des Automatikgetriebes verbunden und dreht
sich mit dieser. Wenn ein Drehmoment von dem Motor der Vorderabdeckung zugeführt wird,
so drängen
die Impellerflügel
ein Fluid in die Turbine, wodurch bewirkt wird, daß sich diese dreht.
Folglich wird das Drehmoment auf das Getriebe übertragen. Der Stator bleibt
generell feststehend und dient dazu, den Fluidfluß zwischen
dem Impeller und der Turbine zu lenken.
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Es ist ein Drehmomentwandler bekannt,
welcher einen Torus (Impeller, Turbine, Stator) mit einem niedrigeren
Flachheitsverhältnis
und einer Form, welche in der Axialrichtung zusammengedrückt ist,
aufweist. Indem der Torus ultraflach gestaltet wird, kann die Axiallänge des
gesamten Drehmomentwandlers verkürzt
werden, und der Drehmomentwandler kann in einem Raum eingebaut werden,
welcher in der Axialrichtung begrenzt ist.
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Eine Überbrückungseinheit ist in einem Raum
zwischen einer Vorderabdeckung und dem Torus in dem Drehmomentwandler
vorgesehen. Die Überbrückungseinheit
ist eine Vorrichtung zum mechanischen Übertragen des Drehmoments der
Vorderabdeckung auf das Getriebe. Die Überbrückungseinheit umfaßt ein Kupplungsverbindungselement und
eine Dämpfungsvorrichtung.
Das Kupplungsverbindungselement wird durch Änderungen eines Hydraulikdrucks
von in dem Drehmomentwandler angeordnetem Öl in und/oder außer Eingriff
mit der Vorderabdeckung gebracht. Die Torsionsfedern haben die Aufgabe,
Torsionsschwingungen aufzunehmen und zu dämpfen, während sich die Überbrückungseinheit
in Eingriff befindet. Da in der letzten Zeit das Motordrehmoment
anstieg, kamen Mehrteller-Überbrückungseinheiten
zur Anwendung, welche eine Vielzahl von Reibflächen aufweisen.
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In letzter Zeit wurden Drehmomentwandler entwickelt,
bei welchen das Drehmoment durch ein Fluid lediglich bei einem Starten
des Motors übertragen
wird und sich die Überbrückungseinrichtung
beispielsweise bei Geschwindigkeiten von mehr als 10 km/h konstant
in Eingriff befindet. Bei einer derartigen Struktur, bei welcher
die Überbrückungseinheit in
einem größeren Geschwindigkeitsbereich
arbeitet, wird von den Torsionsfedern erwartet, daß sie hinsichtlich
einer ausreichenden Aufnahme und Dämpfung von Torsionsschwingungen,
welche durch Drehmomentschwankungen von dem Motor verursacht werden,
wirksamer sind. Wie oben beschrieben, neigt die Überbrückungseinheit dazu, einen größeren Axialraum
zu benötigen,
um mehrere Teller aufzunehmen und die Leistung der Torsionsfedern
zu verbessern.
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Im Hinblick auf obige Ausführung besteht
Bedarf nach einem Drehmomentwandler, welcher in Axialrichtung kompakt
ist, so daß er
in Bereiche eines begrenzten Axialraumes paßt. Die vorliegende Erfindung
spricht diesen Bedarf bei dem Stand der Technik sowie andere Erfordernisse
an, welche Fachleuten auf diesem Gebiet anhand der vorliegenden
Offenbarung deutlich werden.
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In der
DE 198 26 351 A1 ist eine
Statorschaufel beschrieben, bei der die zum Motor weisende Seite
und die zum Getriebe weisende Seite in einer Ebene mit den jeweiligen
Seiten des Kerns liegen.
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Bei der
DE 195 32 923 A1 stehen
die zum Motor weisende Seite und die zum Getriebe weisende Seite
der Statorschaufel auf beiden Seiten über den Kern über.
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Die Statorschaufeln nach der
DE 42 02 810 A1 ,
der
DE 20 07 470 A1 und
der
US 41 86 557 verjüngen sich
vom Statorträger
aus im Wesentlichen konisch in Richtung auf den Kern und stehen
auf beiden Seiten über
den Kern über.
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Die
EP 0 232 622 A1 zeigt einen Stator, bei dem
sowohl die zum Motor weisende Seite als auch die zum Getriebe weisende
Seite in einer Ebene mit den jeweiligen Seiten des Kerns liegt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Drehmomentwandler zu schaffen, dessen Leistung verbessert wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die
Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen
weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Die Erfindung wird im folgenden mit
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Teillängs-Querschnittsansicht eines
Drehmomentwandlers in Übereinstimmung
mit einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
und
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2 ist
eine schematische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der
Statorschaufel und dem Kern des Stators des in 1 dargestellten Drehmomentwandlers darstellt.
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1 ist
eine Längs-Querschnittsansicht
eines Drehmomentwandlers 1 als Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. Der Drehmomentwandler 1 überträgt ein Drehmoment von einer
Kurbelwelle 2 eines Motors auf eine (nicht dargestellte)
Eingangswelle eines Getriebes. Der Motor, welcher in der Zeichnung
nicht dargestellt ist, ist auf der linken Seite von 1 angeordnet. Das Getriebe, welches in
der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist auf der rechten Seite von 1 angeordnet. Eine Linie
O-O, welche in 1 dargestellt
ist, ist die Drehachse des Drehmomentwandlers 1.
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Der Drehmomentwandler 1 umfaßt hauptsächlich eine
flexible Platte 4 und einen Drehmomentwandler-Hauptkörper 5.
Die flexible Platte 4 ist hergestellt aus einem dünnen, scheibenförmigen Plattenmaterial,
welches dazu angepaßt
ist, das Drehmoment zu übertragen
und Biegeschwingungen, welche dem Drehmomentwandler 1 von
der Kurbelwelle 2 eingegeben werden, aufzunehmen.
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Der Drehmomentwandler-Hauptkörper 5 umfaßt eine Überbrückungseinheit 7,
einen Torus 6 mit drei Flügelrädern (Impeller 18,
Turbine 19 und Stator 20) und eine Vorderabdeckung 14.
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Die Vorderabdeckung 14 ist
ein scheibenförmiges
Element, welches neben der flexiblen Platte 4 angeordnet
ist. Eine Mittennabe ist fest an den Innenumfang der Vorderabdeckung 14 geschweißt. Die Mittennabe 15 ist
ein zylindrisches Element, welches in einer Axialrichtung verläuft und
in eine Mittenbohrung der Kurbelwelle 2 eingesetzt ist.
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Der Innenumfang der flexiblen Platte 4 ist
an der Kurbelwelle 2 mittels einer Vielzahl von Schrauben 10 an
gleichmäßig voneinander
in Abstand angeordneten Intervallen längs des Umfangs befestigt. Der
Außenumfang
der Motorseite der Vorderabdeckung 14 weist eine Vielzahl
von Muttern 11 auf, welche an gleichmäßig in Abstand angeordneten
Intervallen längs
des Umfangs fest damit verbunden sind. Die Schrauben 12 werden
in die Muttern 11 geschraubt, um den Außenumfang der flexiblen Platte 4 an
der Vorderabdeckung 14 zu befestigen. Ein ringförmiges Tellerrad 13 ist
fest mit dem Außenumfang der
flexiblen Platte 4 verbunden.
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Ein Außenumfangsrohr 16,
welches in der Axialrichtung zu der Getriebeseite verläuft, ist
an dem Außenumfang
der Vorderabdeckung 14 ausgebildet. Eine Außenumfangskante
eines Tellermantels eines Impellers 18 ist durch Schweißen an einem
Ende des Außenumfangsrohrs 16 befestigt.
Folglich bilden die Vorderabdeckung 14 und der Impeller 18 eine
Fluidkammer mit darin eingefülltem
Hydraulikfluid (Fluid). Der Impeller 18 umfaßt hauptsächlich den
Impellermantel 22, eine Vielzahl von Impellerschaufeln 23, welche
an einer Innenfläche
des Impellermantels 22 befestigt sind, und eine Impellernabe 24,
welche an einem Innenumfang des Impellermantels 22 befestigt ist.
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Eine Turbine 19 ist in Axialrichtung
gegenüber
dem Impeller 18 innerhalb der Fluidkammer angeordnet. Die
Turbine 19 umfaßt
hauptsächlich
einen Turbinenmantel 25 und eine Vielzahl von Turbinenschaufeln 26,
welche mit einer Impellerseitenfläche des Turbinenmantels 25 fest
verbunden sind. Der Innenumfang des Turbinenmantels 25 ist
durch eine Vielzahl von Nieten 28 an einem Flansch einer
Turbinennabe 27 befestigt. Die Turbinennabe 27 ist
relativ undrehbar mit einer Eingangswelle verbunden, welche in der
Figur nicht dargestellt ist.
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Der Stator 20 ist eine Vorrichtung
zum Regeln eines Flusses des Hydraulikfluids, welches von der Turbine 19 zu
dem Impeller 18 zurückkehrt.
Der Stator 20 ist ein Ein-Element, welches durch Gießen eines
Harzes oder einer Aluminiumlegierung hergestellt wird. Der Stator 20 ist
zwischen Innenumfangsabschnitten des Impellers 18 und der
Turbine 19 angeordnet. Der Stator 20 umfaßt hauptsächlich einen ringförmigen Träger 29,
eine Vielzahl von Statorschaufeln 30, welche an einer Außenumfangsfläche des
Trägers 29 ausgebildet
sind, und einen ringförmigen
Kern 31, welcher an Enden der Vielzahl der Statorschaufeln 30 befestigt
ist. Der Träger 29 wird
durch eine nicht dargestellte feste Welle durch eine Einwegkupplung 35 getragen.
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Die Einwegkupplung 35 wird
durch einen Außenring 33,
welcher an dem Träger 29 befestigt
ist, und einen Innenring 34, welcher an der festen Welle befestigt
ist, getragen. Ein Drucklager 39 ist zwischen dem Träger 29 und
der Impellernabe 24 angeordnet. Ein ringförmiger Riegel 36 ist
auf der Axialmotorseite bezüglich
des Außenrings 33 der
Einwegkupplung 32 angeordnet. Der Riegel 36 verhindert,
daß die
Einwegkupplung 32 in der Axialrichtung herausfällt. Ein Drucklager 40 ist
zwischen dem Riegel 36 und der Turbinennabe 27 angeordnet.
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Der Drehmomentwandler 1 weist
eine bedeutend kleinere Axialabmessung gegenüber herkömmlichen Drehmomentwandlern
auf. Genauer beträgt
das Flachheitsverhältnis
(L/H), welches das Verhältnis
der Axiallänge
L zu der Radialhöhe
H des Torus 6 ist, vorzugsweise etwa 0,7 oder weniger.
Die Axiallänge
L des Torus 6 ist die Distanz zwischen einem Abschnitt
einer Innenfläche des
Impellermantels 22 am nähesten
zu dem Getriebe und einem Abschnitt einer Innenfläche des
Turbinenmantels 25 der Turbine 19 am nähesten zu
dem Motor. Die Radialhöhe
H ist die Distanz zwischen einer Außenumfangsfläche des
Trägers 29 und
einem in Radialrichtung äußersten
Abschnitt der Innenflächen
des Impellermantels 22 und des Turbinenmantels 25.
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Die Turbine 19 weist vorzugsweise
eine kürzere
Axiallänge
auf als der Impeller 18. Anders ausgedrückt ist der Torus 6 aufgrund
des Impellers 18 und der Turbine 19 axial asymmetrisch.
Ein Verhältnis
(Lt/Lp) einer Axiallänge
Lt der Turbine 19 zu einer Axiallänge Lp des Impellers 18 liegt
in dem Bereich von 0,7 bis 0,9. Die Axiallänge Lt der Turbine 19 ist die
Distanz zwischen einer Axialposition C1 und einem Abschnitt der
Innenfläche
des Turbinenmantels 25 am nähesten zu dem Motor. Die Axialposition
C1 befindet sich zwischen einer Ausgangsöffnung des Impellers 18 und
einer Ausgangsöffnung
der Turbine 19. Die Axiallänge Lp des Impellers 18 ist
die Distanz zwischen der Axialposition C1 und einem Abschnitt der
Innenfläche
des Impellermantels 22 am nähesten zu dem Getriebe.
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Indem die Turbine 19 in
der Axialrichtung verkürzt
und der flach gemachte Drehmomentwandler 1, wie oben beschrieben,
stärker
axial asymmetrisch gestaltet wird, kann die Axiallänge des
gesamten Drehmomentwandlers 1 weiter verringert werden. Nachfolgend
werden die Schaufeln 30 des Stators 20 genau beschrieben.
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Jede der Vielzahl von Schaufeln 30 des
Stators 20 weist einen flügelförmigen Querschnitt auf, wie
in 2 dargestellt, und
verläuft
in der Radialrichtung, wie in 1 dargestellt.
Die Motorseiten-Axialkante 30a und die Getriebeseiten-Axialkante 30b der
Schaufel 30 verlaufen beide in der Radialrichtung. Eine
Axiallänge
S1 der Schaufel 30 ist kürzer als eine Axiallänge der
Außenumfangsfläche des Trägers 29.
Jede Schaufel 30 ist in dem Fluidpfad zwischen dem Träger 29 und
dem Kern 31 angeordnet. Jede Schaufel 30 verläuft ausgehend
von der Getriebeseite in der Axialrichtung des Trägers 29.
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Der Kern 31 ist ein ringförmiges Element, welches
eine Motorseiten-Axialfläche 31a und
eine Getriebeseiten-Axialfläche 31b aufweist.
Beide Flächen 31a und 31b sind
ringförmige
Flächen
mit vorbestimmten Radialbreiten. Wie in 1 zu sehen, ist die Radialbreite der
Motorseiten-Axialfläche 31a kleiner
als die Radialbreite der Getriebeseiten-Axialfläche 31b. Ein Axial-Getriebeseiten-Abschnitt
jeder Schaufel 30 steht in Axialrichtung zu der Getriebeseite über die
Getriebeseiten-Axialfläche 31b des
Kerns 31 hinaus vor. Anders ausgedrückt, ist die Getriebeseiten-Axialfläche 31b des
Kerns 31 in Axialrichtung näher an dem Motor angeordnet
als die Getriebeseiten-Axialkanten
der Schaufeln 30. Die Motorseiten-Axialkanten 30a der
Schaufeln 30 sind an der gleichen Axialposition wie die
Motorseiten-Axialfläche 31a des
Kerns 31 angeordnet. Genauer ist die Axiallänge S1 der
Schaufel 30 größer als
die Axiallänge
S2 des Kerns 31. Dieses Verhältnis (S2/S1) liegt vorzugsweise
in dem Bereich von 0,6 bis 0,9. Wenn das Verhältnis (S2/S1) 0,6 oder weniger
beträgt,
so ist der Kern 31 im Verhältnis zu der Länge der
Schaufeln 30 zu klein, um ein Ungleichgewicht zu korrigieren.
Wenn der Kern 31 eine feste Größe aufweist, so können die
Schaufeln 30 im Verhältnis
zu dem Kern 31 zu lang sein, um den Fluidstrom einzustellen,
wobei in diesem Fall die Schaufeln 30 lediglich den Strömungswiderstand
erhöhen.
Wenn das Verhältnis
(S2/S1) größer als
0,9 ist, so behindert der Kern 31 den Fluß des Hydraulikfluids
von dem Stator 20 zu dem Impeller 18.
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Eine Axialposition bzw. Ebene C2
stellt die Axialmitte jeder Schaufel 30 dar. Die Axialposition
C2 ist in Axialrichtung von der Axialposition C1 näher zu der
Getriebeseite versetzt. Anders ausgedrückt, ist die Axialposition
C2 näher
zu dem Impel ler 18 als die Axialposition C1 welche eine
Axialgrenze zwischen dem Impeller 18 und der Turbine 19 innerhalb
des Torus 6 (die Axialmitte zwischen der Ausgangsöffnung des
Impellers 18 und der Eingangsöffnung der Turbine 19)
ist. Bei dieser Struktur, bei welcher die Turbine 19 eine
kurze Axiallänge
Lt aufweist, wodurch die Ausgangsöffnung der Turbine 19 näher zu der
Eingangsöffnung
des Impellers 18 als bei einer herkömmlichen Struktur ist, sind
die Schaufeln 30 weiter weg von der Ausgangsöffnung der
Turbine 19 angeordnet, wodurch eine Störung zwischen diesen verhindert
wird. Außerdem
sind die Motorseiten-Axialkanten 30a der Schaufeln 30 näher zu der
Turbine 19, so daß ein
Vorstehen in Axialrichtung zu der Motorseite lediglich um eine Vorstehdistanz
S3 ausgehend von der Axialposition C1 vorgesehen ist. Die Vorstehdistanz
S3 beträgt
vorzugsweise 5 mm oder weniger.
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Nachfolgend wird die Überbrückungseinheit 7 genauer
beschrieben. Die Überbrückungseinheit 7 umfaßt hauptsächlich einen
Kolben 44 und eine Dämpfungsvorrichtung 45.
Der Kolben 44 ist eine scheibenförmige Platte, welche in Axialrichtung
neben der Motorseite der Vorderabdeckung 14 angeordnet
ist. Der Kolben 44 ist als Konkavabschnitt ausgebildet,
dessen Radialmitte in Axialrichtung zu der Getriebeseite vorsteht.
Ein ringförmiger
Konkavabschnitt entsprechend der Konkavität des Kolbens 44 ist
in der Vorderabdeckung 14 ausgebildet.
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Ein rohrförmiger Innenumfangsabschnitt 48, welcher
in Axialrichtung zu der Getriebeseite verläuft, ist an einem Innenumfang
bezüglich
des Kolbens 44 ausgebildet. Der rohrförmige Innenumfangsabschnitt 48 wird
durch die Außenumfangsfläche der
Turbinennabe 27 derart getragen, daß er relativ drehbar und in
Axialrichtung bewegbar ist. Ein Getriebeseiten-Axialende des rohrförmigen Innenumfangsabschnitts 48 ist
in Berührung
mit einem Flansch der Turbinennabe 27, um das Ausmaß einer
Axialbewegung des rohrförmigen
Innenumfangsabschnitts 48 zu der Ge triebeseite zu begrenzen.
Ein Dichtungsring 49 ist an der Außenumfangsfläche der
Turbinennabe 27 angeordnet. Der Dichtungsring 49 dichtet
den Raum in dem Innenumfang des Kolbens 44 in Axialrichtung
ab.
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Der Außenumfang des Kolbens 44 dient
als Kupplungsverbindungselement. Ein ringförmiger Reibbelag 46 ist
an der Motorseite an dem Außenumfang
des Kolbens 44 befestigt. Der Reibbelag 46 ist einer
ringförmigen
flachen Reibfläche
zugewandt, welche auf der Innenfläche auf dem Außenumfangsabschnitt
der Vorderabdeckung 14 ausgebildet ist. Eine Vielzahl von
Vorsprüngen 47,
welche in Axialrichtung zu der Getriebeseite verlaufen, ist an dem Außenumfang
des Kolbens 44 ausgebildet.
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Die Dämpfungsvorrichtung 45 umfaßt ein Antriebselement 52,
ein angetriebenes Element 53 und eine Vielzahl von Torsionsfedern 54 (elastischen Verbindungselementen).
Das Antriebselement 52 umfaßt zwei Platten 56 und 57,
welche in Axialrichtung nebeneinander angeordnet sind. Die Außenumfänge der
Platten 56 und 57 sind in Berührung miteinander und durch
eine Vielzahl von Nieten 55 zusammen befestigt. Eine Vielzahl
von Vorsprüngen,
welche in der Radialrichtung verlaufen, ist an den Außenumfangskanten
des Paares von Platten 56 und 57 derart ausgebildet,
daß sie
mit den Vorsprüngen 47 in
Eingriff sind, so daß der
Kolben 44 und das Antriebselement 52 in Axialrichtung
bewegbar, jedoch nicht drehbar relativ zueinander verbunden sind.
Die Platten 56 und 57 bilden einen Axialspalt
zwischen deren Innenumfängen,
um einen Abschnitt des angetriebenen Elements 53 und der
Federn 54 aufzunehmen. Eine Vielzahl von ersten und zweiten
Tragabschnitten 56a und 57a, welche längs des
Umfangs ausgerichtet sind, ist an dem Innenumfang jeder Platte 56 und 57 ausgebildet.
Die ersten und zweiten Tragabschnitte 56a und 57a definieren
Bohrungen, deren Radialkanten in der Axialrichtung zum Tragen der Torsionsfedern 54 darin
vorstehen.
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Das angetriebene Element 53 ist
eine scheibenförmige
Platte. Das angetriebene Element 53 ist in Axialrichtung
zwischen der ersten und der zweiten Platte 56 und 57 angeordnet.
Ein Innenumfang des angetriebenen Elements 53 ist an dem
Flansch der Turbinennabe 27 mittels einer Vielzahl von
Nieten 28 befestigt. Öffnungen 58 sind
an Positionen entsprechend dem ersten und dem zweiten Tragabschnitt 56a und 57a in
dem angetriebenen Element 53 ausgebildet. Jede Öffnung 58 ist
ein ovales Loch, welches in der Umfangsrichtung gedehnt ist. Die
Torsionsfedern 54 sind in den Öffnungen 58 und dem
ersten und dem zweiten Tragabschnitt 56a und 57a untergebracht.
Die Torsionsfedern 54 sind vorzugsweise Schraubenfedern,
welche in der Umfangsrichtung verlaufen. Beide Umfangsenden der
Torsionsfeder 54 werden durch Umfangsenden der Öffnung 58 und den
ersten und den zweiten Tragabschnitt 56a und 57a getragen.
Ferner werden Bewegungen der Torsionsfedern 54 in der Axialrichtung
durch die Radialkanten des ersten und des zweiten Tragabschnitts 56a und 57a begrenzt,
welche in der Axialrichtung vorstehen.
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Die Torsionsfedern 54 sind
an der Seite der Turbine 19 des Kolbens 44 angeordnet,
genauer in Axialrichtung zwischen dem Kolben 44 und der
Turbine 19. Da die Axiallänge Lt der Turbine 19 kürzer ist als
die einer herkömmlichen
Turbine, kann ein Windungsdurchmesser D der Torsionsfeder 54 durch
das verringerte Maß der
Axiallänge
der Turbine 19 vergrößert werden.
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Die Torsionsfedern 54 sind
an einem Innenumfang bezüglich
des Außenumfangs
angeordnet, welcher das Kupplungsverbindungselement des Kolbens 44 ist.
Die Torsionsfedern 54 sind auf der Motorseite bezüglich des
Innenumfangs der Turbine 19 angeordnet. Die Radialmitten
der Torsionsfedern 54 sind ferner an einem Innenumfang
bezüglich
der Radialmitte des Torus 6 angeordnet. Die Torsionsfedern 54 sind
innerhalb der ringförmigen
Konkavabschnitte des Kolbens 44 angeordnet. Genauer sind
die Motorseiten-Axialkanten der Torsionsfedern 54 in Axialrichtung
ferner auf der Motorseite bezüglich
des Reibbelags 46 des Kolbens 44 angeordnet. Da
die Torsionsfedern 54 nicht auf der Getriebeseite oder
an dem Außenumfang
des Kolbens 44 in der Überbrückungseinheit 7 angeordnet
sind, können
die Windungsdurchmesser D der Torsionsfedern 54 größer sein
als die von herkömmlichen
Federn.
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Insbesondere kann aufgrund der Tatsache, daß die Axiallänge Lt der
Turbine 19 kürzer
ist als die einer herkömmlichen
Turbine, der Windungsdurchmesser D jeder Torsionsfeder 54 in
ausreichendem Maße
vergrößert werden.
Der Windungsdurchmesser D jeder Torsionsfeder 54 ist beinahe
der gleiche wie die Axiallänge
Lt der Turbine 19. Genauer beträgt ein Verhältnis (D/Lt) vorzugsweise mindestens
0,85, und wieder vorzugsweise liegt es mindestens in dem Bereich
von 0,85 bis 1,0. Der Windungsdurchmesser D der Torsionsfedern 54,
welche die Dämpfungsvorrichtung 45 der Überbrückungseinheit 7 bilden,
kann vergrößert werden,
um die Leistung der Torsionsfedern 54 einfach zu verbessern.
Folglich ist die Fluiddrehmomentübertragung
durch den Torus 6 des Drehmomentwandlers 1 lediglich
bei einem Starten des Motors erforderlich, wobei die Überbrückungseinheit 7 anschließend konstant
arbeitet. Wenn die Größe der Torsionsfedern 54 nicht
ausreichend vergrößert werden
kann, so können
die Torsionsschwingungen nicht angemessen aufgenommen werden, wenn
die Überbrückungseinheit 7 arbeitet,
während die
Geschwindigkeiten verhältnismäßig niedrig
sind.
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Wie oben beschrieben, kann der Axialdurchmesser
der Torsionsfedern 54 in der Überbrückungseinheit 7 innerhalb
des Drehmomentwandlers 1 angemessen vergrößert werden,
wodurch eine Dämpfungsfunktion
der Überbrückungseinheit 7 verbessert wird.
Anders ausgedrückt,
kann ein Drehmomentwandler mit einem flach gemachten und asymmetrischen
Torus eine Überbrückungseinheit
mit einer besseren Dämpfungsfunktion
aufweisen.
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Wenn das Drehmoment auf die Kurbelwelle 2 von
dem Motor übertragen
wird, welcher nicht dargestellt ist, so wird das Drehmoment auf
die Vorderabdeckung 14 und den Impeller 18 über die
flexible Platte 4 übertragen.
Das Hydraulikfluid, welches durch die Impellerschaufeln 23 des
Impellers 18 angetrieben wird, dreht die Turbine 19.
Das Drehmoment dieser Turbine 19 wird durch die Turbinennabe 27 auf
die Eingangswelle, welche nicht dargestellt. ist, ausgegeben. Das
Hydraulikfluid, welches von der Turbine 19 zu dem Impeller 18 strömt, strömt zu dem Impeller 18 durch
den durch den Träger 29 und
den Kern 31 des Stators 20 definierten Pfad.
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Bei dem ultraflachen und asymmetrischen Torus 6 stehen
die Getriebeseiten-Axialkanten 30b der Schaufeln 30 in
Axialrichtung zu der Getriebeseite über die Getriebeseiten-Axialfläche 31b des
Kerns 31 hinaus vor, um eine Behinderung des Flusses von Hydraulikfluid
von den Schaufeln 30 zu dem Impeller 18 durch
den Kern 31 zu vermeiden. Anders ausgedrückt, strömt das Hydraulikfluid
gleichmäßig infolge des
Kerns 31 mit einer Vertiefung in Axialrichtung zu der Motorseite
bezüglich
der Schaufeln 30. Ferner stören sich die Turbine 19 und
der Stator 20 nicht gegenseitig, da die Schaufeln 30 in
Axialrichtung zu der Getriebeseite bezüglich der Axialposition C1
versetzt sind, welche sich an der Grenze zwischen dem Impeller 18 und
der Turbine 19 befindet.
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Da die Motorseiten-Axialkante 30a der Schaufeln 30 lediglich
leicht bezüglich
der Axialposition C1 der Grenze vorstehen, ist ein Auftreten einer Störung zwischen
der Turbine 19 und dem Stator 20 noch weniger
wahrscheinlich. Da das Verhältnis
der Axiallänge
S1 der Schaufel 30 zu der Axiallänge S2 des Kerns 31 innerhalb
eines geeigneten Bereiches festzusetzen ist, wird die Leistung des
Stators 20 verbessert.
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Läuft
einmal das Hydraulikfluid in dem Raum zwischen der Vorderabdeckung 14 und
dem Kolben 44 von der Innenumfangsseite ab, so bewegt sich
der Kolben 44 zu der Vorderabdeckung 14 infolge
einer Differenz des Hydraulikdrucks, und der Reibbelag 46 wird
zu der Reibfläche
der Vorderabdeckung 14 gedrückt. Folglich wird das Drehmoment
von der Vorderabdeckung 14 durch die Überbrückungseinheit 7 auf
die Turbinennabe 27 übertragen.
Aufgrund der verbesserten Leistung der oben beschriebenen Torsionsfedern 54 können die
Torsionsschwingungen selbst bei Verwendung der Überbrückungseinheit 7 während niedriger
Geschwindigkeiten in ausreichendem Maße gedämpft werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Drehmomentwandler 1 ist
der Torus 6 flacher und weist vorzugsweise ein Flachheitsverhältnis (L/H)
von etwa 0,7 oder weniger auf. Ferner wird aufgrund der Tatsache, daß die Axiallänge Lt der
Turbine 1 kürzer
ist als die Axiallänge
Lp des Impellers 18, die Axiallänge L des Torus 6 noch
kürzer
als die eines herkömmlichen
Torus. Folglich ist bei dem Torus 6 des Drehmomentwandlers 1,
welcher innerhalb eines Raumes mit einer vorbestimmten Axiallänge L angeordnet
ist, mehr Raum für
weitere Elemente, wie eine Überbrückungseinheit 7,
welche darin anzuordnen sind, vorhanden.
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Ferner ist die Länge des Windungsdurchmessers
D jeder Torsionsfeder 54 beinahe gleich der Axiallänge Lt der
Turbine 19. So sind die Torsionsfedern 54 gegenüber herkömmlichen
Federn größer. Folglich
ist es möglich,
die Überbrückungseinheit 7 während eines
normalen Fahrens in Eingriff zu halten, außer dann, wenn der Motor gestartet
wird, wobei dies der einzige Zeitpunkt ist, zu welchem der Drehmomentwandler 1 verwendet
wird. Die Überbrückungseinheit 7 kann
aufgrund der Tatsache, daß die Hochleistungs-Torsionsfedern 54 die
Rotationsschwingungen angemessen aufnehmen und dämpfen können, in einem weiten Geschwindigkeitsbereich
verwendet werden.
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Während
lediglich ein Ausführungsbeispiel ausgewählt wurde,
um die vorliegende Erfindung zu erläutern, wird Fachleuten auf
diesem Gebiet aus der vorliegenden Offenbarung klar sein, daß verschiedene Änderungen
und Modifikationen darin vorgenommen werden können, ohne von den Umfang der
Erfindung, wie in den beiliegenden Ansprüchen definiert, abzuweichen.
Ferner dient die vorhergehende Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele
lediglich der Veranschaulichung und hat nicht den Zweck, die Erfindung,
wie sie durch die beiliegenden Ansprüche und deren Äquivalente
definiert ist, zu beschränken.