DE3938724C2 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrodynamischen Drehmomentwandler ent­ sprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein Drehmomentwandler der obengenannten Bauart ist beispielsweise aus der DE-OS 36 14 158 bekannt. Bei einem solchen Drehmomentwandler werden im überbrückten Zustand die Torsionsschwingungen durch die Torsionsfedereinrich­ tung ggf. mit Hilfe von Reibeinrichtungen gedämpft. Diese Entkoppelung von den Torsionsschwingungen aus der Brennkraftmaschine reicht etwa bis zu Drehzahlen von 1700 ... 1900 U/min herunter. Da in zunehmendem Maße Brennkraftma­ schinen zur Verfügung stehen, deren volles Drehmomentpotential noch bis zu wesentlich niedrigeren Drehzahlen herunterreicht, muß dafür Sorge getragen werden, daß auch in diesem niedrigen Drehzahlbereich eine ausreichende Entkop­ pelung stattfindet.

Es ist weiterhin aus der US-PS 4 844 216 bekannt, am Turbinenrad eines Drehmomentwandlers eine zusätzliche Masse über eine Zentriefugalkupplung derart anzukoppeln, daß die Verbindung lediglich bei hohen Drehzahlen herge­ stellt ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei Drehmomentwandlern mit Überbrückungskupplung eine Torsionsschwingungsdämpfung zu erzielen, die ein komfortables Fahren auch bei sehr niedrigen Drehzahlen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspru­ ches gelöst.

Durch Anordnung einer Zusatzmasse am Ausgangsteil der Torsionsfedereinrich­ tung wird auf der Sekundärseite das Massenträgheitsmoment erhöht, wodurch auch bei hoher Belastung deutlich niedrigere Drehzahlen ohne Komforteinbuße benutzt werden können. Es ist dazu nur ein sehr geringer technischer Aufwand nötig.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Zusatzmasse im Raum zwischen der im wesentlichen zylindrischen Kontur des Wandteils des Gehäuses, dem gewölbten radial äußeren Bereich der Turbinenradschale und dem mit der Reibfläche verse­ henen Bereich des Kolbens angeordnet werden. Dieser Raum kann somit zur An­ ordnung der Zusatzmasse herangezogen werden.

Bei einer Anordnung von zu beiden Seiten einer Nebenscheibe vorgesehenen Deckblechen, die an ihrem Außendurchmesser am Kolben drehfest angebracht sind und das Drehmoment über Torsionsfedern in Form von Schraubenfedern auf die Nabenscheibe weiterleiten, welche radial innerhalb der Schraubenfedern über eine Verzahnung mit der Turbinenradnabe drehfest verbunden ist, ist es vorteil­ haft, die Nabenscheibe nach radial außen mit Armen zu versehen, die eines oder beide Deckbleche in entsprechenden Aussparungen durchdringen, die umfangs­ mäßig gegenüber den Befestigungsbereichen der Deckbleche versetzt sind und mit der Zusatzmasse verbunden werden. Auf diese Weise ist die Zusatzmasse direkt an einem wirkungsmäßig hinter der Torsionsfedereinrichtung angeordneten Bauteil befestigt. Die vorteilhafte Lage der Zusatzmasse ändert sich dadurch nicht, da sie ebenfalls auf einem großen Durchmesser angeordnet ist.

Die Zusatzmasse wird in vorteilhafter Weise als umlaufender Ring ausgebildet - mit einer zylindrischen Außenkontur und einer an die gewölbte Form der Turbi­ nenradschale angepaßten Kontur.

Die Erfindung wird anschließend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung und Zusatzmasse;

Fig. 2 und 3 die Teilansichten eines Deckbleches und der Nabenscheibe der Tor­ sionsfedereinrichtung;

Fig. 1 zeigt die obere Hälfte eines Längsschnittes durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 1, der in bekannter Weise aus einem Pumpenrad 4, einen Turbinenrad 5 und einem Leitrad 32 besteht. Das Pumpenrad 4 ist mit einem Ge­ häuse 3 verbunden, welches etwa topfförmig aufgebaut ist - mit einem Boden­ teil 29 und einem Wandteil 30, welches etwa zylindrisch verläuft und in das Pumpenrad 4 übergeht. Das Bodenteil 29 ist in nicht näher dargestellter Weise mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine drehfest verbunden. Das Gehäuse 3 zusammen mit dem Pumpenrad 4 bildet eine flüssigkeitsdichte Einheit und ist zumindest teilweise mit einem Übertragungsmedium versehen. Das Turbinenrad 5 ist über eine Nabe 6 auf einer nicht dargestellten Getriebewelle gelagert und mit dieser drehfest verbunden. In vorliegendem Falle ist der Drehmomentwandler 1 aus Blechteilen zusammengesetzt und das Pumpenrad 4 weist Blechschaufeln 19 auf und das Turbinenrad 5 Blechschaufeln 16, die in der Blechschale 17 derart vernietet sind, daß sie mit Nietfortsätzen 18 die Blechschale 17 in entsprechende Öffnungen durchdringen und dort vernietet sind. Das Leitrad 32 ist in üblicher Weise als Gußteil gefertigt. Die Erfindung und ihre Funktion können selbstver­ ständlich auch bei einem als Gußteil hergestellten Turbinenrad Anwendung fin­ den. Im Raum zwischen dem Bodenteil 29 des Gehäuses 3 und der Blechscha­ le 17 ist die Überbrückungskupplung 2 und die Torsionsfedereinrichtung 9 ange­ ordnet. Die Überbrückungskupplung 2 setzt sich aus einem Kolben 7 zusammen, der im wesentlichen an die Innenkontur des Bodenteiles 29 angepaßt ist und im Bereich seines Außendurchmessers eine Reibfläche 8 mit dem Gehäuse 3 bildet. In seinem radial inneren Bereich ist der Kolben 7 auf der Nabe 6 axial verschieb­ bar geführt und gegenüber dieser abgedichtet. Zwischen Kolben 7 und Blechscha­ le 17 ist die Torsionsfedereinrichtung 9 angeordnet, deren Aufbau prinzipiell be­ kannt ist. Sie besteht aus einer mittleren Nabenscheibe 11 sowie wenigstens je einem Deckblech 13 auf jeder Seite der Nabenscheibe 11, wobei in beiden Arten dieser Bauteile Fenster angeordnet sind - zur Aufnahme von Torsionsfedern 10. In vorliegendem Falle sind die beiden Deckbleche 13 radial außerhalb der Feder­ anordnung über zusammengeführte Befestigungsbereiche 31 (s. Fig. 2) mit Kol­ ben 7 vernietet. Die Nabenscheibe 11 ist mit ihrem radial inneren Bereich inner­ halb der Torsionsfedern 10 über eine Verzahnung 156 drehfest - aber axial ver­ schiebbar - auf einem Winkelring 21 aufgesetzt, der fest mit der Nabe 6 verbun­ den ist. Radial außerhalb der Torsionsfedern 10 durchdringt die Nabenscheibe 11 mit Armen 12 (s. Fig. 3) Aussparungen 14 der Deckbleche 13 und an diesen Ar­ men 12 ist die Zusatzmasse 22 angenietet. In vorliegendem Falle sind einteilig an den Armen 12 angeordnete Nietfortsätze vorgesehen. Aus den Fig. 2 und 3 geht die Anordnung der Aussparungen 14 bzw. der Arme 12 hervor sowie die Fenster 27 bzw. 28 zur Aufnahme der Torsionsfedern 10. Die Zusatzmasse ist als umlaufender Ring ausgebildet und in den etwa dreieckförmigen Raum einge­ setzt, der von der Blechschale 17 des Turbinenrades, vom etwa zylindrischen Wandteil 30 des Gehäuses 3 und vom radial äußeren Bereich des Kolbens 7 ge­ bildet wird. Sämtliche Teile können sich im Betrieb um die Drehachse 25 drehen, die mit der Drehachse der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine übereinstimmt.

Die Funktion des Drehmomentwandlers ist kurz folgende:
Das Gehäuse 3 mit dem Pumpenrad 4 wird durch die Kurbelwelle der Brenn­ kraftmaschine angetrieben. Im Wandlerbetrieb wird das Drehmoment durch die Wandlerflüssigkeit auf das Turbinenrad 5 übertragen und von dort über die Na­ be 6 auf die nicht dargestellte Getriebewelle. Zur Kraftstoffeinsparung wird in bestimmten Betriebszuständen die Überbrückungskupplung geschlossen, wo­ durch das Drehmoment nicht mehr über die Wandlerflüssigkeit, sondern über die Torsionsfedereinrichtung 9 ebenfalls auf die Nabe 6 übertragen wird. In diesem Betriebszustand muß die Torsionsfedereinrichtung - ggf. mit entsprechenden Rei­ beinrichtungen - die schwingungsmäßige Entkoppelung von An- und Abtrieb übernehmen. Diese schwingungsmäßige Entkoppelung kann vor allem nach deut­ lich niedrigeren Drehzahlen hin durch Anordnung einer Zusatzmasse im Kraftweg hinter der Torsionsfedereinrichtung 9 erweitert werden. In vorliegendem Falle ist die Zusatzmasse 22 fest mit dem Ausgangsteil der Torsionsfedereinrichtung 9 verbunden, nämlich mit der Nabenscheibe 11, die über eine Verzahnung 15 dreh­ fest mit der Nabe 6 verbunden ist.

Claims (4)

1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung, beste­ hend aus einem etwa topfförmigen Gehäuse, das auf der Bodenseite antreibbar und auf der gegenüberliegenden Seite mit dem Pumpenrad verbunden ist, ei­ nem zwischen Boden und Pumpenrad angeordneten Turbinenrad, das über eine Nabe in Drehverbindung mit einer Getriebewelle steht, einer zwischen Turbi­ nenrad und Boden des Gehäuses angeordneten Überbrückungskupplung, deren Kolben an der Innenwandung des Bodens anlegbar ist und mit dieser eine Reibfläche bildet und im angelegten Zustand das Drehmoment vom Gehäuse über eine Torsionsfedereinrichtung auf die Getriebewelle überträgt, wobei zur besseren Dämpfung von Torsionsschwingungen eine mit dem Turbinenrad in Verbindung stehende Zusatzmasse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmasse (22) am Ausgangsteil (Nabenscheibe 11) der Torsionsfe­ dereinrichtung (9) angeordnet ist.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmasse (22) im Raum zwischen der im wesentlichen zylindri­ schen Kontur des Wandteiles (30) des Gehäuses (3), dem gewölbten, radial äußeren Bereich der Turbinenradschale (17) und dem mit der Reibfläche (8) versehenen Bereich des Kolbens (7) angeordnet ist.

3. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei die Torsionsfedereinrichtung aus zu beiden Seiten einer Nabenscheibe angeordneten Deckblechen besteht, die an ihrem Außendurchmesser am Kolben drehfest angeordnet sind, und das Drehmoment über Torsionsfedern in Form von Schraubenfedern auf die Na­ benscheibe weiterleiten, welche radial innerhalb der Schraubenfedern z. B. über eine Verzahnung mit der Turbinenradnabe drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (11) nach radial außen mit Armen (12) versehen ist, die eines oder beide Deckbleche (13) in entsprechenden Aussparungen (14) durchdringen, die umfangsmäßig gegenüber den Befestigungsbereichen (31) der Deckbleche (13) versetzt und mit der Zusatzmasse (22) verbunden sind.

4. Drehmomentwandler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmasse (22) als umlaufender Ring mit einer zylindrischen Außen­ kontur und mit einer an die gewölbte Form der Turbinenradschale (17) ange­ paßten Kontur ausgebildet ist.