DE4109485A1

DE4109485A1 - By=pass coupling for hydrodynamic torque converter for vehicles - consists of piston type disc, with axle disc between it and cover plate, and outward bulges

Info

Publication number: DE4109485A1
Application number: DE19914109485
Authority: DE
Inventors: Friedrich Schramm
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1992-09-24

Abstract

The bypass coupling for a hydrodynamic torque converter, especially for vehicles, consists of a piston-type disc part (6) which has a friction surface (26) on its radially outer part (23). The disc part's (6) radially inner part is axially spaced apart from a cover-plate (12) fixed to it. An axle disc (11) is positioned between the piston and cover-plate and has windows (15) in containing two tangential spiral springs (13). The piston has outward, semicircular bulges (18) enclosing the spiral springs, and forming windows (17). The radial end edges are flush with the end edges (16) of the cover-plate (12). ADVANTAGE - The compact bridging-coupling consists of a piston acting as a control for the spiral springs and has outward, impervious bulges and dispenses with a second cover-plate.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überbrückungskupplung für ei nen hydrodynamischen Drehmomentwandler, insbesondere für Kraft fahrzeuge, bestehend aus einem als Kolben ausgebildeten Scheiben teil, welches in seinem radial äußeren Bereich mit einer Reibflä che versehen ist, in seinem radial weiter innen liegenden Bereich mit einem Deckblech fest verbunden ist, welches auf axialen, Ab stand gehalten ist, einer Nabenscheibe zwischen beiden, die Fen ster zur Aufnahme von im wesentlichen tangential angeordneten Schraubenfedern aufweist, und als Drehmomentausgangsteil fungiert, wobei zumindest auch im Deckblech entsprechende Fenster zur An steuerung der Schraubenfedern vorgesehen sind - mit im wesentli chen radial verlaufenden Endkanten.The invention relates to a lock-up clutch for egg NEN hydrodynamic torque converter, especially for power vehicles, consisting of a disk designed as a piston part, which in its radially outer area with a friction surface che is provided, in its radially inner region is firmly connected to a cover plate, which on axial, Ab stands, a hub disc between the two, the fen ster for receiving substantially tangentially arranged Has coil springs and acts as a torque output part, at least in the cover plate corresponding windows to Control of the coil springs are provided - with essentially Chen radially running end edges.

Eine Überbrückungskupplung der obengenannten Bauart ist beispiels weise aus der DE-OS 37 08 106 bekannt. Bei dieser bekannten Kon struktion weist der Kolben zwei im Abstand voneinander angeordne te Deckbleche auf, die Fenster zur Aufnahme von Schraubenfedern aufweisen. Zwischen beiden Deckblechen ist eine Nabenscheibe an geordnet, die ebenfalls entsprechende Fenster aufweist und als Ausgangsteil für die Überbrückungskupplung fungiert.A lock-up clutch of the type mentioned above is an example known from DE-OS 37 08 106. In this known Kon structure, the piston has two spaced apart te cover plates, the windows for receiving coil springs exhibit. A hub disc is on between the two cover plates ordered, which also has corresponding windows and as Output part for the lock-up clutch acts.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überbrückungskupp lung der obengenannten Bauart zu vereinfachen, ohne die Funktion zu beeinflussen. It is an object of the present invention to provide a lockup clutch to simplify the above-mentioned design without the function to influence.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch die Ausbildung des Kolbens selbst als Ansteuerelement für die Schraubenfedern ist es möglich, das eine Deckblech ersatzlos wegfallen zu lassen. Dies bringt nicht nur eine preiswertere Ausführung einer Überbrückungskupplung mit sich, sondern gleichzeitig auch einen geringeren axialen Raumbe darf. Durch die geschlossene Ausbildung der Auswölbungen ist die Funktion des Kolbens nach wie vor aufrechterhalten.This object is achieved by the characteristics of Main claim solved. By designing the piston itself as a control element for the coil springs, it is possible that to drop a cover plate without replacement. This does not bring only a cheaper version of a lock-up clutch with itself, but at the same time also a smaller axial space may. Due to the closed formation of the bulges, the The function of the piston is still maintained.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die umfangsmäßigen Endkanten der Fenster in einem etwa tangentialen Schnitt durch die Auswölbungen über einen Radius jeweils mit einem Plateau ver bunden, welches gegenüber dem ebenen Ringbereich, der konzentrisch zur Drehachse im Bereich der umfangsmäßig angeordneten Fenster, verläuft, axial in Richtung auf die Nabenscheibe zu erhaben aus geführt. Diese Ausbildung ermöglicht bei der Herstellung der Auswölbungen durch plastische Verformung eine günstige Anlage der Stirnenden der Schraubenfedern an den Endkanten der Auswölbungen. Es ist dadurch möglich, trotz Einhaltens eines Mindestradius die Endkanten auf eine relativ große axiale Tiefe parallel zueinander zu gestalten.According to a further feature of the invention, the circumferential End edges of the windows in an approximately tangential section the bulges over a radius ver with a plateau tied, which is concentric with the flat ring area to the axis of rotation in the area of the circumferentially arranged windows, extends axially in the direction of the hub disc guided. This training enables the manufacture of Bulges due to plastic deformation are a cheap investment Front ends of the coil springs on the end edges of the bulges. This makes it possible, despite maintaining a minimum radius End edges to a relatively large axial depth parallel to each other to design.

Dabei reichen die Plateaus in radialer Richtung über die Endkan ten hinaus.The plateaus extend radially over the end channel ten out.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind weitere Plateaus vorgesehen, die die radial inneren Bereiche der bereits behandel ten Plateaus untereinander verbinden und gegenüber diesen eben falls erhaben ausgeführt sind und gegenüber der Nabenscheibe als Reibfläche dienen. Damit ist einerseits eine Reibeinrichtung im Torsionsschwingungsdämpfer integriert und andererseits die Lage der Nabenscheibe in Achsrichtung festgelegt.According to a further feature of the invention, further plateaus are provided that the radially inner areas of the already treated Connect the plateaus with each other and just opposite them if raised and as compared to the hub disc Serve friction surface. This is on the one hand a friction device in the Torsional vibration damper integrated and on the other hand the location the hub disc in the axial direction.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, das radial außerhalb des durch die Fenster und die Auswölbungen gebildeten ersten ebenen Ringbe reiches ein weiterer ebener Ringbereich angeordnet ist, in wel chen durch plastische Verformung Anlageflächen mit einteiligen Nietfortsätzen angebracht sind, die der Befestigung des Deckble ches dienen. Dabei ist dieser zweite ebene Ringbereich axial in Richtung der Habenscheibe vorgezogen, so daß einerseits die Niet fortsätze keine allzu große axiale Erstreckung aufweisen müssen und andererseits das daran zu befestigende Deckblech durch einen geringen axialen Einzug seines radial äußeren Bereiches in etwa symmetrisch zum Kolben ausgeführt werden kann.It is also suggested that the radially outside of the the windows and the bulges formed the first flat ring rich another flat ring area is arranged, in which chen by plastic deformation contact surfaces with one-piece Rivet extensions are attached to the attachment of the cover plate ches serve. This second flat ring area is axially in Pulled towards the have disk so that the rivet Continuations do not have to have too large an axial extension and on the other hand the cover plate to be attached to it by a slight axial indentation of its radially outer area approximately can be carried out symmetrically to the piston.

Um die Nietfortsätze einfach und stufenförmig herstellen zu kön nen, wird vorgeschlagen, daß die Anlageflächen gegenüber dem Ringbereich erhaben ausgeführt sind. Dadurch ist es möglich, stufenweise die Nietfortsätze aus dem Material des Kolbens plastisch anzuformen. Zudem ergibt sich eine definierte Auflage fläche für die Nietbereiche des Deckbleches.In order to be able to manufacture the rivet extensions simply and step-wise NEN, it is proposed that the contact surfaces compared to the Ring area are raised. This makes it possible gradually the rivet extensions from the material of the piston to mold plastically. There is also a defined requirement area for the riveted areas of the cover plate.

Die Erfindung wird anschließend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:The invention is then based on an embodiment explained in more detail. The individual shows:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Schnittes durch eine Überbrückungs kupplung für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, wo bei vom Wandler lediglich das Turbinenrad gezeigt ist; Figure 1 shows the upper half of a section through a lock-up clutch for a hydrodynamic torque converter, where only the turbine wheel is shown by the converter.

Fig. 2 den Schnitt durch den kompletten Kolben gem. Fig. 1; Fig. 2 shows the section through the complete piston. Fig. 1;

Fig. 3 Teilansicht und -schnitt durch den Kolben gem. Fig. 2. Fig. 3 partial view and section according to the piston. Fig. 2.

Der prinzipielle Aufbau der Überbrückungskupplung geht aus Fig. 1 hervor. Die Überbrückungskupplung 1 besteht aus einem teilweise dargestellten Wandlergehäuse 2, welches an der nicht dargestell ten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine befestigt ist. Im Wand lergehäuse 2 und im axialen Abstand zu diesem ist das Turbinen rad 3 angeordnet, welches über Niete 10 an einer Habe 4 befestigt ist, die über eine Verzahnung drehfest auf einer nicht dargestell ten Abtriebswelle sitzt. Zwischen der Habe 4 und dem Wandlerge häuse 2 ist ein Drucklager 7 angeordnet, welches den Axialschub des Turbinenrades 3 aufnimmt. Auf einer zylindrischen Fläche der Habe 4 ist ein Kolben 6 axial in begrenztem Umfange verschiebbar aufgesetzt, der gegenüber der Habe 4 abgedichtet ist. Der Kol ben 6 weist einen radial außenliegenden ebenen Ringbereich 23 auf, der gegenüber einem ebenfalls ebenen Bereich des Wandlerge häuses 2 eine Reibfläche 26 aufweist. Der Kolben 6 ist radial innerhalb des Ringbereiches 23 über Vernietungen 14 mit einem Deckblech 12 fest verbunden, wobei sowohl im Kolben 6 als auch im Deckblech 12 Fenster 17 bzw. 16 zur Aufnahme von Schraubenfe dern 13 angeordnet sind. Zwischen dem Kolben 6 und dem Deckblech 12 ist eine Habenscheibe 11 angeordnet, welche ebenfalls Fenster 15 zur Aufnahme der Schraubenfedern 13 aufweist und im Bereich radial innerhalb der Federn 13 über eine Verzahnung 9 mit einem Winkelring 8 drehfest verbunden ist, der fest an der Habe 4 ange ordnet ist. Zur Bildung der Fenster 17 im Kolben 6 sind Auswöl bungen 18 vorgesehen, die im einzelnen in den Fig. 2 und 3 näher erläutert werden. Sämtliche Bauteile der Überbrückungskupp lung sind konzentrisch zur Drehachse 5 angeordnet und laufen im Betrieb um diese Drehachse 5.The basic structure of the lock-up clutch is shown in FIG. 1. The lock-up clutch 1 consists of a partially illustrated converter housing 2 , which is attached to the crankshaft (not shown) of an internal combustion engine. In the wall lergehäuse 2 and at an axial distance from this the turbine wheel 3 is arranged, which is fastened via rivets 10 to a hub 4 , which sits non-rotatably via a toothing on an output shaft, not shown. Between the housing 4 and the converter housing 2 , a thrust bearing 7 is arranged, which receives the axial thrust of the turbine wheel 3 . A piston 6 , which is sealed with respect to the handle 4, is axially displaceable to a limited extent on a cylindrical surface of the handle 4 . The Kol ben 6 has a radially outer flat ring region 23 , the housing 2 has a friction surface 26 with respect to a likewise flat region of the converter. The piston 6 is fixed radially within the ring area 23 via rivets 14 with a cover plate 12 , both in the piston 6 and in the cover plate 12 windows 17 and 16 are arranged for receiving screw springs 13 . Between the piston 6 and the cover plate 12 , a credit plate 11 is arranged, which also has windows 15 for receiving the coil springs 13 and is connected in the area radially inside the springs 13 via a toothing 9 with an angular ring 8 , which is firmly attached to the holder 4 is arranged. To form the window 17 in the piston 6 Auswöl exercises 18 are provided, which are explained in detail in FIGS . 2 and 3. All components of the bridging clutch are arranged concentrically to the axis of rotation 5 and run in operation about this axis of rotation 5 .

An dieser Stelle sei eine kurze Beschreibung der Funktion der Überbrückungskupplung angefügt. Das Wandlergehäuse 2, welches nur teilweise dargestellt ist, treibt mit dem von der Brennkraftma schine kommenden Drehmoment eine Pumpe an, die über ein hydrau lisches Medium das Turbinenrad 3 zum Umlauf bewegt. Das Turbinen rad 3 überträgt über die Habe 4 und die Verzahnung diese Drehbe wegung auf eine nicht dargestellte Abtriebswelle, die mit einem Getriebe in Verbindung steht. Bei dieser Betriebsweise ist prin zipiell Schlupf zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad vor handen. Um diesen Schlupf in bestimmten Betriebszuständen aus schalten zu können, ist eine Oberbrückungskupplung vorgesehen, die durch entsprechende Druckbeaufschlagung des hydraulischen Mediums von außen her bewirkt, daß der Kolben 6 mit seiner Reib fläche 26 in Anlage gebracht wird an die Gegenreibfläche im Wand lergehäuse 2. Dadurch wird das Drehmoment direkt vom Wandlerge häuse 2 über den Kolben 6 und das Deckblech 12 auf die Schrauben federn 13 des Torsionsschwingungsdämpfers übertragen und von dort über die Nabenscheibe 11 direkt auf die Habe 4. Damit ist der hydraulische Übertragungsweg durch die Überbrückungskupplung kurzgeschlossen und es findet kein Schlupf mehr statt.At this point, a brief description of the function of the lock-up clutch is attached. The converter housing 2 , which is only partially shown, drives a pump with the torque coming from the internal combustion engine, which moves the turbine wheel 3 via a hydraulic medium. The turbine wheel 3 transmits through the hub 4 and the toothing this Drehbe movement on an output shaft, not shown, which is in connection with a transmission. In this mode of operation, there is principally slip between the pump wheel and the turbine wheel. In order to be able to switch off this slip in certain operating states, a lock-up clutch is provided which, by appropriate pressurization of the hydraulic medium, causes the piston 6 with its friction surface 26 to be brought into contact with the counter friction surface in the wall housing 2 . As a result, the torque is transmitted directly from the converter housing 2 via the piston 6 and the cover plate 12 to the coil springs 13 of the torsional vibration damper and from there via the hub disc 11 directly to the hub 4 . This means that the hydraulic transmission path through the lock-up clutch is short-circuited and there is no longer any slippage.

Die Ausbildung des Kolbens 6 zur Ansteuerung der Schraubenfedern 13 geht insbesondere aus den Fig. 2 und 3 hervor. Der Kolben 6 weist zur Aufnahme der Schraubenfedern 13 Auswölbungen 18 auf, die aus dem Material des Kolbens durch plastische Verformung tiefgezogen sind. Diese Auswölbungen 18 müssen flüssigkeitsdicht sein, da über einen Druckunterschied zwischen beiden Seiten des Kolbens 6 seine Ansteuerung erfolgt. Um eine möglichst große An lagefläche für die Stirnenden der Schraubenfedern 13 zu erzielen, sind die umfangsmäßigen Endkanten 19 der Auswölbungen 18 zur Darstellung der Fenster 17 derart gestaltet, daß die Endkanten 19 über einen Radius R in jeweils ein Plateau 20 auslaufen, welches gegenüber dem ebenen Ringbereich 21, der sich konzentrisch um die Drehachse 5 erstreckt und sämtliche Auswölbungen 18 aufweist, erhaben ausgeführt ist, und zwar in Richtung auf die Nabenschei be 11 zu. Dadurch kann einerseits beim Herstellvorgang der Aus wölbungen 18 der Radius R recht klein gehalten werden und zum anderen werden die Endkanten 19 in Achsrichtung ausreichend groß und zueinander parallel verlaufend zur Ansteuerung der Stirnenden der Schraubenfedern 13.The formation of the piston 6 for controlling the coil springs 13 can be seen in particular from FIGS. 2 and 3. The piston 6 has 13 bulges 18 for receiving the coil springs, which are deep-drawn from the material of the piston by plastic deformation. These bulges 18 must be liquid-tight, since their actuation takes place via a pressure difference between the two sides of the piston 6 . In order to achieve the largest possible contact surface for the ends of the coil springs 13 , the circumferential end edges 19 of the bulges 18 are designed to represent the window 17 in such a way that the end edges 19 run out over a radius R into a plateau 20 , which is opposite the plane Ring region 21 , which extends concentrically about the axis of rotation 5 and has all the bulges 18 , is raised, in the direction of the hub disc 11 be. As a result, on the one hand, the radius R can be kept quite small during the manufacturing process of the bulges 18 and, on the other hand, the end edges 19 are sufficiently large in the axial direction and run parallel to one another for actuating the front ends of the coil springs 13 .

Wie insbesondere aus Fig 3 ersichtlich, erstrecken sich die Plateaus 20 in radialer Richtung über eine größere Strecke als die Höhe der Fenster 17. Sie verlaufen jedoch innerhalb des ebe nen Ringbereiches 21. Radial innen gehen diese Plateaus 20 in Plateaus 22 über, die jeweils zwei umfangsmäßig aufeinanderfol gende Plateaus 20 miteinander verbinden. Diese Plateausß 22 sind in Achsrichtung gegenüber den Plateaus 20 erhaben ausgeführt, und zwar in Richtung auf die Nabenscheibe 11 zu. Sie bilden Reib flächen gegenüber der Nabenscheibe 11 zur Erzeugung einer Reib kraft bei Beaufschlagung der Torsionsfedereinrichtung zur Milde rung der Torsionsschwingungen, die von der Brennkraftmaschine herrühren. Zu diesem Zwecke ist das Deckblech 12 über die Vernie tungen 14 mit einer axialen Vorspannung in seinem radial inneren Bereich versehen, so daß zwischen der Nabenscheibe 11 einerseits und den Plateaus 22 bzw. dem radial inneren Bereich des Deckble ches 12 andererseits eine Reibkraft erzeugt werden kann. An den ebenen Ringbereich 21 schließt sich nach radial außen ein wei terer ebener Ringbereich 23 an, der gegenüber dem ebenen Ringbe reich 21 in Achsrichtung etwas vorgezogen ist, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich. Dadurch wird einerseits der Bereich des Kolbens 6 mit den Schraubenfedern 13 vom Turbinenrad 3 zur besse ren Nutzung des Raumes zwischen Turbinenrad und Wandlergehäuse weggerückt und zum anderen kann die Vernietung 14 mit den eintei lig angeformten Nietortsätzen 25 relativ kurz ausgeführt werden. As can be seen in particular from FIG. 3 , the plateaus 20 extend in the radial direction over a greater distance than the height of the windows 17 . However, they run within the same ring area 21 . Radially on the inside these plateaus 20 merge into plateaus 22 , which connect two circumferentially adjacent plateaus 20 to one another. These plateaus 22 are raised in the axial direction relative to the plateaus 20 , in the direction of the hub disk 11 . They form friction surfaces with respect to the hub disk 11 for generating a frictional force when the torsion spring device is acted upon to moderate the torsional vibrations which originate from the internal combustion engine. For this purpose, the cover plate 12 via the vernie lines 14 with an axial preload in its radially inner region, so that between the hub disc 11 on the one hand and the plateaus 22 and the radially inner region of the cover plate 12, on the other hand, a frictional force can be generated . At the flat ring region 21 adjoins radially outward a further flat plane ring region 23 , which is somewhat preferable to the plane ring region 21 in the axial direction, as can be seen from FIGS . 1 and 2. On the one hand, the area of the piston 6 with the coil springs 13 is moved away from the turbine wheel 3 for better use of the space between the turbine wheel and converter housing, and on the other hand, the riveting 14 can be carried out relatively briefly with the rivet locus sets 25 integrally formed thereon.

Dabei ist die Vernietung 14 so aufgebaut, daß eine Anlagefläche 24 für den radial äußeren Bereich des Deckbleches 12 vorgesehen ist, die gegenüber dem ebenen Ringbereich 23 ebenfalls erhaben ausgeführt ist und in Richtung Deckblech 12 vorsteht. Dadurch ist die stufenweise Ausbildung der Nietfortsätze 25 möglich, die das Deckblech 12 mit dem Kolben 6 verbinden. Damit ist eine geringe axiale Kröpfung der Nabenscheibe 11 verbunden und somit eine recht symmetrische Krafteinleitung vom Kolben 6 in die Schrauben federn 13.The riveting 14 is constructed such that a contact surface 24 is provided for the radially outer region of the cover plate 12, which is also raised compared to the flat ring region 23 and protrudes in the direction of the cover plate 12 . This enables the rivet extensions 25 , which connect the cover plate 12 to the piston 6 , to be formed in stages. So that a slight axial offset of the hub disk 11 is connected and thus a fairly symmetrical introduction of force from the piston 6 into the coil springs 13 .

Claims

1. lock-up clutch for a hydrodynamic torque converter, especially for motor vehicles, consisting of a disc part designed as a piston, which is provided in its ra dial outer area with a friction surface, with its radially inner area is firmly connected to a cover plate, which on axial distance is maintained, a hub disc between the two, the window for receiving substantially tangentially arranged coil springs and acts as a torque output part, at least corresponding windows are provided in the cover plate for controlling the coil springs - with substantially radially extending end edges, thereby marked that the piston ( 6 ) benfedern in the area of the screw ( 13 ) from the hub disc ( 11 ) has groundbreaking closed bulges ( 18 ) which surround the coil springs ( 13 ) approximately semicircularly and thus form windows ( 17 ) and their circumferentially e end edges ( 19 ) are congruent with those ( 16 ) of the cover plate ( 12 ).

2. Bridging clutch according to claim 1, characterized in that the circumferential end edges ( 19 ) of the window ( 17 ) in egg nem approximately tangential section through the bulges ( 18 ) over a radius (R) each open into a plateau ( 20 ), which is axially raised towards the hub disk ( 11 ) in relation to the flat ring area ( 21 ), which runs concentrically to the axis of rotation ( 5 ) in the area of the circumferentially arranged windows ( 17 ).

3. Lock-up clutch according to claim 2, characterized in that the plateaus ( 20 ) extend in the radial direction over the end edges ( 19 ).

4. lock-up clutch according to claim 3, characterized in that the plateaus ( 20 ) of two circumferentially adjacent th windows ( 17 ) in their radially inner regions each because a further plateau ( 22 ) are interconnected, which with respect to the plateaus ( 20th ) is raised in the direction of the hub disc ( 11 ), and these plateaus ( 22 ) with respect to the hub disc ( 11 ) serve as friction surfaces.

5. lock-up clutch according to claim 1, characterized in that the bulges ( 18 ) with the windows ( 17 ) in a circumferential he most flat ring area ( 21 ) are arranged and radially outward a second flat ring area ( 23 ) connects, the radially outside can be cup-shaped, which is axially in the direction of the hub disc ( 11 ) relative to the ring region ( 21 ) and in which by plastic deformation contact surfaces ( 24 ) with one-piece rivet sets ( 25 ) for fastening the cover plate ( 12 ) are.

6. lock-up clutch according to claim 5, characterized in that the contact surfaces ( 24 ) relative to the ring region ( 23 ), he have executed.