DE3446379C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Als Kupplungseinrichtung zwischen dem antriebsmaschinenseitigen Schwungrad und dem ausgangsseitigen Drehmomentwandler wurde eine Ausbildung mit einer scheibenförmigen Eingangsplatte, die sich senkrecht zur Mittellinie erstreckt, oder eine Zahneingriffseinrichtung mit einer Innenverzahnung an entweder dem Schwungrad oder dem Wandler und einer Außenverzahnung an dem jeweils anderen Teil ver­ wendet - z. B. DE-PS 16 25 802.

Die vorgenannte scheibenförmige Eingangsplatte vermag allerdings nur verhältnismäßig kleine Drehmomente zu übertragen. Versucht man, größere Momente durch dickere Ausbildung der Platte zu beherr­ schen, so verliert die Platte ihre Flexibilität, und andere Teile kön­ nen brechen. Bei Verzahnungskupplung können zwar große Drehmomen­ te übertragen und fehlerhafte Achsfluchtung kann ausgeglichen wer­ den, es besteht jedoch keinerlei Dämpfungsvermögen gegenüber Dreh­ momentschwankungen bzw. die Zahnflächen verschleißen und geben ungewöhnliche Geräusche von sich.

Da aufgrund der großvolumigen Teile des Drehmomentwandlers, die direkt mit dem Schwungrad gekuppelt sind (wie das Pumpengehäuse) eine relativ hohe Trägheit gegeben ist, tritt für den Fall von Schwankungen in der Maschine ein sehr großes Torsionsdrehmoment im Bereich der Verbindung zwischen dem Schwungrad und dem Wandler auf. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß fehlerhafte Aus­ richtungen der Achsen des Schwungrades und des Drehmomentwandlers derart, daß ein völliges Fluchten nicht erreicht wird, zu erheblichen Belastungen der Lager und anderer Teile führt, wodurch die Nutzungs­ dauer der Übertragungseinrichtung beeinträchtigt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kraftübertragungseinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die bei einfacher Ausgestaltung und kostengünstiger Herstellbarkeit Fluchtungsfehler zwischen den Achsen ausgleicht und hohe trägheitsbedingte Torsions­ drehmomente absorbiert.

Ausgehend von einer Kraftübertragungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsge­ mäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäß ausgerüstete Kraftübertragungseinrichtung mit Drehmomentwandler weist eingangsseitig ein Schwungrad und aus­ gangsseitig einen Drehmomentwandler auf, die konzentrisch einander zugeordnet sind, wobei der Frontdeckel des Drehmomentwandlers mit dem Schwungrad unter folgenden Bedingungen gekuppelt ist:

Die Kupplung bzw. Verbindung umfaßt eine Blattfedervorrichtung, deren Breitrichtung zumindest annähernd parallel zur Mittellinie bzw. Drehachse verläuft und die sich etwa radial erstreckend zwischen dem Frontdeckel und dem Schwungrad angeordnet ist, wodurch der Frontdeckel und das Schwungrad in Umfangsrichtung gesehen elastisch miteinander verkuppelt werden.

Die Blattfedervorrichtung und wenigstens eine der beiden Teile, näm­ lich Frontdeckel oder Schwungrad, sind mit einem derartigen Spiel ausgestattet, daß eine Relativbewegung zwischen dem Frontdeckel und dem Schwungrad in radialer Richtung und in Richtung der Mittellinie bzw. Drehachse möglich ist.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen und im Zusammenhang mit den in der Zeichnung wiederge­ gebenen Ausführungsbeispielen, deren nachfolgende Beschreibung die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine vertikale Teilschnittdarstellung durch das Aus­ führungsbeispiel;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung ähnlich derjenigen der Fig. 2 eines anderen Ausführungsbeispieles;

Fig. 4 eine vertikale Teildarstellung eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispieles.

Gemäß Fig. 1 ist innerhalb eines antriebsmaschinenseitigen Kurbel­ wellengehäuses 1 eine Kurbelwelle 2 angeordnet, an deren Ende ein Schwungrad 3 konzentrisch angeschlossen ist. Der Pfeil F in Fig. 1 gibt die Frontseite bzw. Frontrichtung an. An das Schwungrad 3 ist mit Hilfe einer - später zu beschreibenden - Verbindung 4 der Front­ deckel 6 eines Drehmomentwandlers 5 angeschlossen, und zwar kon­ zentrisch um die Mittellinie O ₁-O ₁. Ein in Frontrichtung ragender Vorsprung 7, der im Mittellinienbereich bzw. Zentrum des Frontdec­ kels 6 vorgesehen ist, greift verschiebbar und drehbar in eine Höh­ lung 8 ein, die im Zentrum des Schwungrades 3 ausgebildet ist. Entgegengesetzt dazu ist an dem rückwärtigen Ende der äußeren Peripherie des Frontdeckels 6 ein konzentrisches Pumpengehäuse 9 an­ geschlossen. Am inneren Umfangsteil des Pumpengehäuses 9 ist ein Führungsrohr 10 einstückig ausgebildet, dessen Endteil in die Boh­ rung eines Zahnrades 12 eingepaßt und dort festgelegt ist, welches eine nicht dargestellte Zahnradpumpe im Inneren des Wandlergehäu­ ses 11 antreibt.

Im Inneren des Führungsrohres 10 ist mit einem gewissen Zwischen­ raum rund um die Mittellinie O ₁-O ₁ bzw. Drehachse eine Ausgangs­ welle 30 gehalten, deren frontseitiger Endabschnitt 31 in einer Aus­ sparung 32 im Mittelbereich des Frontdeckels 6 über ein Nadellager 33 gelagert ist. Eine Keilverzahnung in einem Umfangsbereich der Aus­ gangswelle 30 greift in eine solche einer Turbinenradnabe 34 ein, um die herum ein Turbinenflügelrad 35 konzentrisch ausgebildet ist. Eine Statorwelle 37 ist konzentrisch und mit einem bestimmten Abstand zwischen dem Führungsrohr 10 und der Ausgangswelle 30 angeordnet, und das rückseitige Ende dieser Welle 37 ist an dem Wandlergehäuse 11 festgelegt. Am anderen Ende der Statorwelle 37 ist eine Außen- Keilverzahnung ausgebildet, die in eine entsprechende Innen-Keilver­ zahnung einer Nabe 39 eines Statorflügelrades 38 eingreift. Zwischen einem Absatz 40 des Pumpengehäuses 9 und der Statorwelle 37 ist ein Kugellager 41 angeordnet, wodurch das Pumpengehäuse drehbar an der Statorwelle gelagert ist. Das Drehmomentwandlergehäuse 11 er­ streckt sich so weit in Frontrichtung, daß es den gesamten Dreh­ momentwandler 5 völlig einfaßt, das frontseitige Ende des Gehäuses 11 ist an das rückseitige Ende des Kurbelwellengehäuses 1 angeschlos­ sen.

Die Verbindung zwischen dem Schwungrad 3 und dem Frontdeckel 6 ist als Blattfedervorrichtung 4 ausgebildet. Die bzw. die einzelne Blattfeder 50 weist eine annähernd rechteckige Form auf und ist an­ nähernd radial angeordnet. Genauer gesagt erstreckt sich die Blatt­ feder 50 in radialer Richtung des Schwungrades 3 länger und ist der­ art angeordnet, daß ihre Breitenrichtung nahezu parallel zu der Mittellinie O ₁-O ₁ verläuft. Im oberen Endbereich der Blattfeder 50 ist ein Schlitz bzw. eine Langlochausnehmung 51 vorgesehen, die sich in Längsrichtung der Blattfeder 50 länger erstreckt. Im unteren Endbereich der Feder 50 ist eine kreisrunde Ausnehmung bzw. eine Bohrung 52 vorgesehen. Wie Fig. 2 erkennen läßt, umfaßt die Blatt­ federvorrichtung 4 eine Vielzahl von Blattfedern 50, die schichtweise zu einer Gruppe zusammengefaßt sind und deren obere und untere Ausnehmungen von zwei Stiften 53 und 54 durchgriffen sind, deren Längsrichtung tangential zur Rotationsrichtung um die Mittellinie ver­ läuft (Pfeil X ₁ in Fig. 2). Der äußere Seitenbereich der Blattfedern 50 (deren oberer Endbereich in Fig. 1) ist in eine Ausnehmung 56 einge­ setzt, die zur Zentralseite hin offen in einem Halteteil 55 annähernd U-förmiger bzw. Pi-förmiger Querschnittsgestalt ausgebildet ist. Die beiden von den Federn 50 abragenden Enden des Stiftes 53 sind in Bohrungen 57 bzw. 58 eingesetzt und gehalten, die in dem Halteteil 55 ausgebildet sind. Die inneren Enden der Blattfedern 50 sind in eine Aussparung 60 eingesetzt, die zur äußeren Umfangsseite hin geöffnet in einem Halteteil 59 annähernd U-förmiger bzw. Pi-förmiger Querschnittsgestalt ausgebildet ist. Die beiden von den Federn 50 abragenden Enden des Stiftes 54 sind in Bohrungen 61 bzw. 62 einge­ setzt und gehalten, die in dem Halteteil 59 ausgebildet sind.

In die Bohrungen 57, 58 und 61, 62 greifen rechtwinklig dazu (in Richtung parallel zu der Mittellinie O ₁-O ₁ in Fig. 1) eindringende Schraubbolzen 65, 66 ein, selbstschneidende Schrauben nämlich, um zu verhindern, daß die Stifte 53, 54 aus den zugehörigen Bohrungen ausgleiten. Das Halteteil 55 ist an einem Vorsprung 67 festgelegt, der im äußeren Umfangsbereich des Schwungrades vorgesehen ist - Fig. 1 - und zwar mit Hilfe von Schrauben 65, das Halteteil 59 ist an einem Vorsprung 68 festgelegt, der an der Innenseite des Frontdeckels 6 ausgebildet ist, und zwar mit Hilfe von Schrauben 66. Im Ergebnis ist die Blattfeder 50 bzw. die Gruppe solcher Blattfedern nach außen hin gesehen leicht in Frontrichtung geneigt derart gehalten, daß sie frei um die Stifte 53 und 54 drehen kann und mit Hilfe des Stif­ tes 53 sich in Längsrichtung der Langlochausnehmung 51 zu versetzen in der Lage ist.

Die Blattfedervorrichtung 4 ist durch eine Vielzahl von Blattfedern 50 bzw. Gruppen aus solchen Blattfedern gebildet, die gleichmäßig über den Umfang verteilt zwischen dem Schwungrad 3 und dem Front­ deckel 6 angeordnet und an entsprechend verteilt vorgesehenen Vor­ sprüngen 67 und 68 gehalten sind.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Bei Antrieb der Kurbelwelle 2 durch die Antriebsmaschine wird ein Drehmoment über das Schwung­ rad 3, die Blattfedervorrichtung 4 und den Frontdeckel 6 auf das Pumpengehäuse 9 übertragen. Das drehende Pumpengehäuse 9 treibt über das Zahnrad 12 die nicht dargestellte Zahnradpumpe an, und das Turbinenflügelrad 35 wird entsprechend über die Hydraulikflüs­ sigkeit in dem Drehmomentwandler 5 in Umdrehungen versetzt, wodurch ein Ausgangsdrehmoment von der Ausgangswelle 30 abgenommen werden kann. Für den Fall, daß sich zwischen dem Schwungrad 3 und dem Drehmomentwandler 5 ein Torsionsvibrationsdrehmoment aufbaut, weicht die Blattfedervorrichtung 4 bzw. deren Federn 50 in Rotationsrichtung (Richtung X ₁ in Fig. 2) oder in Rotationsgegenrichtung in Abhängig­ keit von der Größenordnung des Drehmomentes aus, so daß das Tor­ sionsdrehmoment absorbiert wird. Aufgrund der Verwendung von Blatt­ federn 50 widersteht im übrigen die Verbindung bzw. Blattfedervor­ richtung in ausreichendem Maße Wärmeeinflüssen bzw. ist in der La­ ge, solche auszugleichen.

Im Zuge des Zusammenbaus sind Fluchtungsfehler aufgrund von To­ leranzen und dergleichen unvermeidlich, und zwar solche zwischen dem Vorsprung 7 und der Höhlung 8, dem Kurbelwellengehäuse 1 und dem Drehmomentwandlergehäuse 11. Diese Fluchtungsfehler im Verlauf der Mittellinie O ₁-O ₁ werden durch die Blattfedervorrichtung 4 absorbiert, weil die Blattfedern 50 um die Stifte 53 und 54 rotieren können. Abweichungen in radialer Richtung werden dadurch unschäd­ lich gemacht, daß die Blattfedern 50 in Längsrichtung der Langloch­ ausnehmungen 51 hinsichtlich des Stiftes 53 beweglich sind.

Die mit der Richtung ihrer Breite annähernd parallel zu der Mittel­ linie O ₁-O ₁ verlaufend angeordneten, d. h. mit ihrer Breitseite in radial abstrebenden, durch die Mittellinie gehenden Ebenen gelegenen Blattfedern, die zwischen dem Frontdeckel 6 und dem Schwungrad 3 etwa radial gerichtet sind, verbinden die Teile 3, 6 miteinander in Umfangsrichtung elastisch. Zwischen den Blattfedern 50 und wenig­ stens einem der beiden zu verkuppelnden Teile, nämlich des Front­ deckels 6 und des Schwungrades 3, ist ein Bewegungsspiel vorhanden, das eine Relativbewegung in radialer Richtung und in Richtung der Mittellinie zwischen diesen Teilen erlaubt (z. B. Rotation und Ver­ schiebebewegung des Stiftes 53 innerhalb der Langlochausnehmung 51 und Rotation des Stiftes 54 in der Bohrung 52). Damit wird folgendes erreicht:

• a) Da ein Torsionsdrehmoment zwischen dem Schwungrad 3 und dem Drehmomentwandler 5 absorbiert bzw. gedämpft wird, läßt sich eine Beschädigung oder Zerstörung der Verbindung 4, des Dreh­ momentwandlers 5 und der nicht dargestellten Zahnradpumpe ver­ meiden.
• b) Da Fluchtungsfehler ausgeglichen werden, treten an den Lagern keine besonders hohen Belastungen auf (z. B. im Bereich des Na­ dellagers 33), und auch nicht im Bereich anderer Teile, so daß sich die Lebensdauer entsprechend verlängert.
• c) Die Ausbildung ist so einfach wie sich die Blattfedern 50 montie­ ren lassen, was in einer einfachen und kostengünstigen Herstel­ lung seinen Niederschlag findet.

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Verbindung bzw. Blattfedervorrichtung 4 dergestalt, daß zwischen die radial nach außen weisenden Endbereiche einer jeden Blattfeder 50 ein Polster 70 eingesetzt ist, das mit von dem Stift 53 durchgriffen wird. Die Pol­ ster haben einen gewissen Dämpfungseffekt und sind z. B. als gummi­ ähnlich elastischer Körper hergestellt.

Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die bzw. die Gruppe der Blattfedern 50 an einem innenseitigen Halteteil 59 mit Hilfe zweier Stifte 71 und 72 festgelegt, derart, daß sie mit ihren Breitflächen in bzw. parallel zur Richtung der Mittellinie O ₁-O ₁ ( Fig. 1) verlaufen. Das außen gelegene Ende der Blattfeder bzw. Blattfedern 50 ist in die Aussparung 56 des Halteteils 55 derart eingesetzt, daß es frei in Richtung der Mittellinie O ₁-O ₁ (Fig. 1) und in radialer Richtung gleiten kann. In diesem Falle ist der Zusammen­ bau besonders einfach, da die Blattfedern 50 der Blattfedervorrich­ tung insgesamt zunächst an dem Halteteil 59 festgelegt werden können und sodann mit ihren radial äußeren Enden in Richtung des Pfei­ les X ₂ in den Eingriff mit den Halteteilen 55 überführbar sind.

Claims (6)

1. Kraftübertragungseinrichtung mit Drehmomentwandler, die ein eingangsseitiges Schwungrad aufweist, das koaxial zu dem ausgangs­ seitigen Drehmomentwandler angeordnet ist, dessen Frontdeckel an das Schwungrad über eine flexible Kupplung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung zwischen dem Schwungrad (3) und dem Frontdec­ kel (6) des Drehmomentwandlers (5) durch eine Blattfedervorrich­ tung (4) gebildet ist, die hinsichtlich ihrer Blattebene zumindest an­ nähernd parallel zu der Mittellinie (O ₁-O ₁) bzw. koaxialen Rotations­ achse ausgerichtet ist und sich in etwa radialer Richtung zwischen dem Schwungrad (3) und dem Frontdeckel (6) zur Bildung einer in Umfangsrichtung elastischen Verbindung erstreckt, wobei die Blattfe­ dervorrichtung (4) und wenigstens eines der beiden Teile Frontdec­ kel (6) und Schwungrad (3) ein Spiel aufweist, das eine Relativbewe­ gung zwischen dem Frontdeckel (6) und dem Schwungrad (3) in Ra­ dial- und Mittellinienrichtung erlaubt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Endbereich der Blattfedervorrichtung (4) eine Schlitz­ ausbildung bzw. eine Langlochausnehmung (51) vorgesehen ist, die sich in radialer Richtung länger erstreckt, und daß in dem anderen Endbereich der Blattfedervorrichtung (4) eine kreisrunde Ausnehmung bzw. eine Bohrung (52) ausgebildet ist, welche beiden Ausnehmungen (51 und 52) von Stiften (53, 54) durchgriffen sind, die sich tangen­ tial zur Rotationsrichtung erstrecken, so daß die Blattfedervorrich­ tung (4) frei drehbar um die Stifte (53, 54 ) und frei gleitbar in Längsrichtung der Schlitzausbildung bzw. der Langlochausnehmung (51) gehalten ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Endbereich der Blattfedervorrichtung (4) festgelegt ist, während deren anderer Endbereich in eine Aussparung (56) eingreift, in der er in Richtung der Mittellinie frei schwenkbar und in radialer Richtung frei verschiebbar gehalten ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Blattfedern (50) schichtweise in Gruppen zu­ sammengefaßt sind, die in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet angeordnet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radial inneren und radial äußeren Endbereiche der Blattfe­ dern (50) in U-förmigen Halteteilen (55, 59) aufgenommen sind und daß beide Enden der Stifte (53, 54) in die Halteteile (55, 59) ein­ gesetzt und durch Schraubbolzen (65) - insbesondere solche selbst­ schneidender Ausbildung -, die die Halteteile (55, 59) rechtwinklig zu den Stiften (53, 54) durchdringen, gegen Ausgleiten gesichert festgelegt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Blattfedern (50) einer jeden Gruppe Dämpfungs­ polster (70) eingesetzt sind, die von dem Stift (53) durchgriffen sind.