DE3410526A1

DE3410526A1 - Fliehkraftbetaetigbare ueberbrueckung fuer hydrodynamische kupplungen und wandler

Info

Publication number: DE3410526A1
Application number: DE19843410526
Authority: DE
Inventors: Edwin Dipl.-Ing.(FH) 8738 Nüdlingen Karch; Wolfgang Dipl.-Ing.(FH) 8728 Haßfurt Thieler
Original assignee: Sachs Systemtechnik GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1984-03-22
Filing date: 1984-03-22
Publication date: 1985-10-03

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft im wesentlichen eine hydrodynamische Kupplung/Wandler mit in einem, zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllten, Gehäuse angeordnetem Pumpenrad und einem relativ zu dem Pumpenrad rotierbaren Turbinenrad.
Derartige hydrodynamische Kupplungen/Wandler dienen der Kraftübertragung in automatischen Getrieben von Kraftfahrzeugen. Sie erlauben ein weiches, ruckfreies Anfahren, einen ruckfreien und verschleiRarmen Betrieb, sowie die Dämpfung von lotorsc'nwingungen. Sie haben Jedoch den Nachteil, daß die Leistungsübertragung oberhalb des Anfahrbereiches durch den Schlupf zwischen dem Turbinenrad und dem Pumpenrad mit Verlust behaftet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydrodynamische Kupplung/Wandler zu schaffen, mit der in eingerückten Zustand eine verlustfreie IßeistunUsübertragung möglich ist. Ferner sollen Torsionsschwingungen und Stösse gedämpft und abgefedert werden und eine Hysterese zwischen Ein- und Auskuppeln gewährleistet sein.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß eine axiale wandung des Gehäuses flexibel ausgebildet und ihr auf ihrer axialen Außenseite eine Überbrückungskupplung zugeordnet ist. Durch diese Maßnahmen wird eine hydrodynamische Kupplung/Wandler geschaffen, bei der die Axialkraft der durch die fliehkraft nach radial außen gedrückten Flüssigkeit zur Betätigung einer axial verschiebbaren Überbrückungskupplung ausgenutzt werden kann.
Zur Ausgestaltung ist es dabei vorgesehen, daß die flexible axiale Wandlung. als Membranfeder ausgebildet ist und'diese Membranfeder bei Rotation des Turbinenrades durch die in dem Gehause vorhandene lüssigkeit axial nach außen verschiebbar ist.
Um zu erreichen, daß die Überbrückungskupplung beim Anfahren erst bei einer höheren Drehzahl einkuppelt und beim Verzögern bei einer niedrigeren Drehzahl auskuppelt, ist es vorgesehen, daß die Membranfeder einen axialen Schnappweg ausführend ausgebildet ist. Durch diese Maßnahmen wird eine Hysterese erzielt, die ein weiches Anfahren und Abbremsen ermoglicht. Zur Ausgestaltung ist es dabei vorgesehen, daß die Überbrückungskupplung mit einer Druckplatte und mindestens einem von der Druckplatte beaufschlagbaren Kupplung belag versehen ist und die Druckplatte der Membranfeder zugeordnet ist. sowie daß der Schnappweg der tnembranfeder im wesentlichen der ysterese zwischen dem Einkuppelpunkt und dem Auskuppelpunkt entspricht.
Zum Abfangen von Dorsionsschwingungen und Stössen ist es vorgesehen, daß der Uberbrückungskupplung eine mechanische Dänpfungsfeder zugeordnet ist.
Um Flüssigkeitsverluste im Stillstand zu vermeiden ist es vorgesehen, daß die Membranfeder nach radial innen mit einer Abschottung versehen und die Abschottung radial innen durch eine Abdichtung megenüber der Turbinenwelle abgedichtet ist sowie daß das Pumpenrad radial innen durch eine Abdichtung gegenüber der Abtriebswelle abgedichtet ist, Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben; es zeigen: Fig. 1 eine hydrodynamische Kupplung mit an einer als Membran ausgebildeten flexiblen Wandung und einer der Membran zugeordneten Überbrückungskupplung; Fig. 2 eine hydrodynamische Kupplung nach der Fig. 1 im nicht eingerückten Zustand; Fig. 3 eine hydrodynamische Kupplung nach der Fig. 1 mit durch externen Druck ansteuerbaren Überrückungskupplung; ig. 4 die Detaildarstellung des Schnappweges der Membranfeder, entsprechend dem Ausschnitt III inder Fi. 2; Fig. 5 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit fliehkraftbetätigter Überbrückungskupplung; Fig. 6 die graphische Darstellung des Einkuppelzustands über der Drehzahl einer hydrodynamischen Kuplung wandler mit Überbrückungskupplung.
Die in in Fig. 1 bis 3 dargestellte hydrodynamische Kupplung lo besteht im wesentlichen aus einem Gehause 11 in dem ein Pumpenrad 12 fest und ein Turbinenrad 13 relativ zu dem Pumpenrad 12 rotierbar angeordnet ist.
Der Innenraum des Gehäuses 11 ist mit einem hydraulischen Medium 15 teilweise gefüllt.
Die den Pumpenrad 12 entgegengesetzte axiale Außenwandlung des Gehäuses 11 ist - zumindest in seinem radialen Umfang - als eine Membranfeder 16 ausgebildet. Nach radial innen geht die Membranfeder 16 in eine Abschottung 17 über. Die Abschottung 17 ist gegenüber der das Turbinenrad 13 tragenden Turbinenwelle 24 mit einer Abdichtung 26 abgedichtet. Das Pumpenrad 12 ist auf einer Abtriebswelle 23 angeordnet und gegenüber dieser durch eine Abdichtung 25 abgedichtet.
A1lf der dem Innenraum abgewandten Außenseite ist an der Membranfeder 16 eine Druckplatte 18 einer überbrückungskupplung 14 mit nieten 3, befestigt. Die Überbrückupplung 14 weist nohen der Druckplatte 18 mindestens einen Kupplungsbelag 19 auf, der radiaLinnen mit tangential wirkenden Schraubenfedern 21 und Reibungsdämpfern 22 versehen ist. Der Kupplungsbelag 19 ist aus verschleißarmen Material, vorzugsweise aus Sinthermaterialien gefertigt. Bei dieser Ausführung löst der durch die Fliehkraft entstehende Axialdruck des hydraulischen Mediums 15 im Gehause 11 die Axialbewegung der Membranfeder 16 aus. Bei der Ausführung nach der Fig. 5 ist in der Abtriebswelle 23 eine axial verlaufende Bohrung 38 vorgesehen, die über eine radial verlaufende Sticnbohrung 4o mit dem Innenraum des Gehäuses 11 und damit mit dem hydraulischen Medium verbindbar ist. Bei dieser Ausführung kann die Axialbewegung der Membranfeder 16 durch einen von außen über die Bohrungen 78 und 40 eingeleiteten Druck ausgelöst werden. Dieser Druck wirkt auf den Flüssigkeitsstand 35, so daß die Membranfeder 15 gezielt auch bei niedrigeren Drehzahlen axial verschoben werden kann. Umgekehrt kann auch ein Unterdruck erzeugt werden, der auch bei höheren Drehzahlen ein Einriicken der Überbrückungskupplung hervorrufen kann. Durch diese Anordnung wird eine gezielte und weitgehend drezhalunabgängige Betätigung der Überbrückungskupplung 14 ermöglicht.
Teil der Überbrückungskupplung 14 ist ein Zahnkranz 20, der an seinem radial tuperen Bereich einem Gehäuseflansch 27 des Gehäuses 11 gegenüberliegt. Zwischen dem Zahnkranz 20 und dem Gehäuseflansch 27 ist - wie in der Fig. 4 im Detail dargestellt - die Membranfeder 16 mit ihrem radial ußeren Umfang festgelegt. Die Membranfeder 16 ist als Schnappfeder ausgelegt, die bei Druckbelastung einen Schnappweg 28 nach axial außen zurücklegt und bei Druckentlastung zurückschnappen kann.
Der Axialdruck auf die Membranfeder 16 wird dabei durch die Axialkraft der von dem Turbinenrad nach radial außen geförderten hydraulischen Flissigkeit 15 erzeugt. Die hydraulische Flüssigkeit 15 befindet sich dabei mit ihrem inneren Flüssigkeitsstand 35 im radial äußeren Bereich des Gehäuses 11.
In der Fig. 5 ist ein hydrodynamischer Wandler 39 dargestellt, dem eine zuvor beschriebene t;berbrückungskupplung 14 zugeordnet ist. Die Betätigung dieser t,Tberbrückungskupplung 14 kann ebenso durch die Fliehkraft des hydraulischen Mediums 15 oder durch einen externen Druck erfolgen.
Durch die aberwindung der Federkraft der Membranfeder 16 erfolgt - wie die Fig. 6 zeigt - die Einkupplung der Überbrückungskupplung 14 zu einem Einkuppelpunkt 29, der bei einer relativ hohen Drehzahl liegt. Sinkt im umgekehrten Fall bei einer Verzögerung des Fahrzeugs die Drehzahl ab, so läst die Überbrückungskupplung 14 erst bei einen Auskuppelpunkt 30, dessen Drehzahl um er als die tÄblfte kleiner ist als die Drehzahl beim Einkuppelpunkt 29. Dadurch wird erreicht, daß in Anfanrbereica 51 ein weicher Anstieg der Leistungsübertragung sichergestellt ist. Der Einkuppeldrehzahlbereich 32 ist strichliert dargestellt und wesentlich größer als der strichpunktiert dargestellte Auskuppeldrehzahlbereich 33.
Die Auskupplung erfolgt dabei - bedingt durch die Überwindung des Schnappweges 28 der Membranfeder 16 - bei einem größeren Einkuppelzustand 34 als die Einkupplung. Auf diese Weise entsteht zwischen dem Einkuppelpunkt 29 und dem Auskuppelpunkt 30 eine Hysterese 36, die beim Fahrbetrieb eine schlupffreie Leistungsübertragung durch die geschlossene Überbrückungskupplung 14 gewahrleistet und erst beim zum Stillstand gekommenen Fahrzeug auskuppelt.
Bezugszeichenliste zu 12 173 10 hydrodynamische Kupplung 11 Gehäuse 12 Pumpenrad 13 Turbinenrad 14 Überbrückungskupplung 15 hydraulisches Medium 16 Membranfeder 17 Abschottung 18 Druckplatte 19 Kupplungsbelag 20 Zahnkranz 21 Schraubenfeder 22 Reibungsdämpfer 23 Abtriebswelle 24 Turbinenwelle 25 Abdichtung 26 Abdichtung 27 Gehäuseflanseh 28 Schnappweg 29 Einkuppelpunkt 30 Atlskuppelpunkt 31 Anfahrbereich 32 Einkuppel-Drehzahlbereich 33 Auskuppeldrehzahlbereich 34 Einkuppelzustand 35 Flüssigkeitsstand 36 Hysterese 37 Nieten - Leerseite -

Claims

Fliehkraftbetätigbare Überbrückung für hydrodynamische Kupplungen und Wandler Ansprüche 1. Hydrodynamische Kupplung/Wandler mit in einem, zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllten, Gehause angeordnetem Pumpenrad und einem relativ zu dem Pumpenrad rotierbaren Turbinenrad, dadurch gekennzeichnet, daß eine axiale Wandung (16) des Gehauses (11) flexibel ausgebildet und ihr auf ihrer axialen Außenseite eine Soerbrückungskupolung (14) zugeordnet ist.
2. Hydrodynamische Kupplung/Wandler nach Anspruch 1, dadurcn gekennzeichnet, daß die Überbrückungskupplung (14) mit verschleißarmen Belegen (19) versehen ist.
3. Hydrodynamische Kupplung/Wandler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsbeläge (19) der Überbrückungskupplung (14) aus Sinthermaterial sind.
4. Hydrodynamische Kupplung/Wandler nach den Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible axiale Wandung (16) als Membranfeder ausgebildet ist und diese Membranfeder (16) bei Rotation des Turbinenrades (13) durch die in dem Gehäuse (11) vorhandene Flüssigkeit (35) axial nach außen verschiebbar ist.
5. Hydrodynamische Kupplung/Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder (16) einen axialen Schnappweg (28) ausführend ausgebildet ist.
6. Hydrodynamische Kupplung/Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungskupplung (14) mit einer Druckplatte (18) und mindestens einem von der Druckplatte (18) beaufschlagbaren Kupplung belag (19) versehen ist und die Druckplatte (18) der Membranfeder (1Z) zugeordnet ist.
7. Hydrodynamische Kupplung/Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbrückungskupplung (14) eine mechanische Dämpfungsfeder (21) zugeordnet ist.
8. Hydrodynamische Kupplung/Wandler nach den Ansprüchen 1 bis ?, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder (16) nach radial innen mit einer Abschottung (17) versehen und die Abschottung (17) radial innen durch eine Abdichtung (26) gegenüber der Turbinenwelle (24) abgedichtet ist.
n. Hydrodynamische Kupplung/Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (12) radial innen durch eine Abdichtung (25) gegenüber der Abtriebswelle (23) abgedichtet ist.
10. Hydrodynamische Kupplung/Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, da2 der Schnappweg (28) der Membranfeder (16) im wesentlichen der Hysterese (36) zwischen dem Einkuppelpunkt (29) und dem Auskuppelpunkt (30) entspricht.
11. Hydrodynamische Kupplung/Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Gehäuses (11) über eine Bohrung (38) mit externem Druck beaufschlagbar ist.
12. Hydrodynamische Kupplung/Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, da3 der Innenraum des Gehäuses (11) über eine axial in der Abtriebswelle (23) verlaufende wahrung (38) und einer mit dieser verbundenen, radial verlaufenden Stichbohrung (40) mit externer Druck beaufschlagbar ist.