DE4407727A1 - Drehmomentwandler und Wandlerüberbrückungskupplung - Google Patents
Drehmomentwandler und WandlerüberbrückungskupplungInfo
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- F16H2045/0273—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type characterised by the type of the friction surface of the lock-up clutch
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehmomentwandler
mit einer Wandlerüberbrückungskupplung, bestehend aus einem
Wandlergehäuse, einem Kolben und einem Reibbelag.
Aus der EP-A 05 70 036 ist ein Drehmomentwandler und
eine Wandlerüberbrückungskupplung bekanntgeworden. Bei die
ser bekannten Wandlerüberbrückungskupplung sind die Reibbe
läge nicht direkt auf dem Kolben (Druckplatte) aufgebracht,
sondern es ist eine separate Kupplungsscheibe vorgesehen,
die beweglich mit dem Kolben verbunden ist. Zwischen der
Kupplungsscheibe und dem Kolben ist eine mit einem Elasto
mer beschichtete Ausgleichsscheibe axial beweglich einge
schaltet. Hiermit wird eine gleichmäßige Anlage zwischen
der Scheibe mit den Reibbelägen und dem Wandlergehäuse
(Eingangsglied) erreicht. Die Ausgleichsscheibe gleicht
Fertigungsungenauigkeiten aus, so daß die Kupplungsscheibe
mit den Reibbelägen gleichmäßig am Wandlergehäuse anliegt.
Der vorstehend erörterte Vorschlag ist relativ aufwen
dig zu realisieren, benötigt man doch neben dem Kolben und
den normalerweise hierauf befestigten Reibbelägen eine zu
sätzliche Kupplungs- und Ausgleichsscheibe. Insgesamt sind
demnach zwei zusätzliche Bauteile erforderlich, die mit
entsprechenden Beschichtungen versehen sein müssen. Ferner
findet bei diesem Vorschlag keine Berücksichtigung, daß
sich das Reibverhalten der Wandlerüberbrückungskupplung in
Abhängigkeit des zu übertragenden Drehmomentes verändert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
die Reibbeläge einer Wandlerüberbrückungskupplung so anzu
ordnen bzw. auszubilden, daß das Reibverhalten in Abhängig
keit des zu übertragenden Drehmoments praktisch gleich bleibt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird da
durch gelöst, daß der Reibbelag - bezogen auf seine radiale
Erstreckung - ungleiche Belagstärken aufweist. Ausgehend
von der Erkenntnis, daß unterschiedliche Reibwertverläufe
bei unterschiedlichen Drehmomenten zu verzeichnen sind,
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Reibbelag mit un
gleichen Belagstärken auszubilden. Die Oberflächenkontur
des Reibbelags ist so zu wählen, daß der Reibbelag mit zu
nehmendem Druck im Inneren der Wandlerüberbrückungskupplung
zunehmend und letztlich vollständig am Wandlergehäuse an
liegt. Hiermit werden Reibschwingungen im gesamten Bereich
des zu übertragenden Drehmoments zuverlässig vermieden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Reibbelag - be
zogen auf die Drehachse des Drehmomentwandlers - innen eine
geringere Belagdicke als außen aufweist. Somit wird der
elastischen Verformung des Kolbens der Wandlerüberbrüc
kungskupplung zuverlässig begegnet, wenn die Kupplung ein
zunehmend höheres Drehmoment überträgt.
Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn
die Oberfläche des Reibbelags unter einem Winkel geneigt
verläuft. Die konische Ausbildung des Reibbelags ist ein
fach herzustellen und stellt die Anlage am Wandlergehäuse
im beschriebenen Sinne sicher.
Die Größe des Winkels ist hierbei derart bemessen, daß
die Oberfläche des Reibbelags bei einem maximalen Druck in
einem Innenraum des Drehmomentwandlers plan am Wandlerge
häuse anliegt.
Weitere, für die Erfindung wesentliche Merkmale sowie
die hieraus resultierenden Vorteile sind der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer Lösungsvorschläge zu entnehmen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine stark vereinfachte Darstellung eines
Teils eines Drehmomentwandlers mit Über
brückungskupplung im Längsschnitt;
Fig. 2 die schematische Darstellung eines Kolbens
der Wandlerüberbrückungskupplung nach
Fig. 1;
Fig. 3 eine teilweise Darstellung des Kolbens der
Wandlerüberbrückungskupplung mit einer
alternativen Ausführung bzw. Anordnung eines
Reibbelags;
Fig. 4 und Fig. 5 Anordnungsmöglichkeiten des Reibbelags am
Kolben der Wandlerüberbrückungskupplung,
gesehen in stark vereinfachter Vorderan
sicht.
In Fig. 1 ist ein Wandlergehäuse 1 (Eingangsglied)
eines selbst nicht vollständig dargestellten Drehmoment
wandlers angedeutet. Der Aufbau des Drehmomentwandlers ent
spricht der Standardbauweise, die dem Fachmann ohne weite
res geläufig ist, so daß sich eine nähere Erläuterung er
übrigt.
Die Turbine 2 dieses Drehmomentwandlers ist ebenfalls
angedeutet. Die Turbine 2 ist über eine Mitnahmeverzah
nung 3 mit einer Ausgangswelle 4 drehfest verbunden.
Zwischen dem Wandlergehäuse 1 und der Turbine 2 befin
det sich eine Wandlerüberbrückungskupplung 5. Die Wandler
überbrückungskupplung 5 wird aus einem Kolben 6 (Druck
platte), einem ringförmigen Reibbelag 7 und dem Wandlerge
häuse 1 gebildet.
Sofern der Druck in einem Innenraum 8 des Wandlerge
häuses 1 einen bestimmten Wert überschreitet, wird der Kol
ben 6 der Wandlerüberbrückungskupplung 5 in axialer Rich
tung nach links bewegt, bis der ringförmige Reibbelag 7 zur
Anlage am Wandlergehäuse 1 kommt. Die Wandlerüberbrückungs
kupplung 5 ist dann geschlossen, so daß ein direkter An
trieb vom Wandlergehäuse 1 über den Kolben 6, eine Dämpfer
einrichtung 9 und eine Mitnahmeverzahnung 10 auf die Aus
gangswelle 4 erfolgt.
Bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung 5
greift die resultierende Schließkraft F auf einem Durchmes
ser D1 an, der kleiner ist als ein Durchmesser D2, auf dem
die Reaktionskraft FR wirksam ist. Diese Kräfte können dazu
führen, daß sich der Kolben 6 durchbiegt.
Wenn der Reibbelag 7 eine gleichbleibende Belagdicke
aufweist, trägt der Reibbelag nur noch auf der - inneren -
Kante. Dies ist insbesondere bei einer schlupfgeregelten
Wandlerüberbrückungskupplung nachteilig. Eine derartige
Wandlerüberbrückungskupplung wird in Abhängigkeit der Dif
ferenzdrehzahl geregelt, so daß der auf den Kolben 6 wir
kende Druck in Abhängigkeit des zu übertragenden Drehmo
ments gehoben bzw. gesenkt wird.
Wenn sich der Kolben 6 mit steigendem Druck (steigen
dem Drehmoment) durchbiegt, so verschlechtert sich das
Reibverhalten der Wandlerüberbrückungskupplung wesentlich.
So wurde ermittelt, daß der Reibwert bei einem Drehmo
ment von 225 Nm, das entspricht einem Innendruck von 3 bar,
um ca. 10% geringer ist als bei einem zu übertragenden
Drehmoment von 75 Nm entsprechend einem Innendruck von
0,70 bar. Hinzu kommt, daß der Reibwert bei einem niedrigen
Drehmoment - bezogen auf die Differenzdrehzahl - flacher
abfällt als bei einem hohen Drehmoment.
Der Abfall des Reibwertverlaufes ist die Ursache von
Reibschwingungen. In der Praxis konnte nachgewiesen werden,
daß das Verhalten der Wandlerüberbrückungskupplung hin
sichtlich auftretender Reibschwingungen dann besonders
schlecht ist, je steiler der Abfall des Reibwertes über der
Drehzahldifferenz ist.
Die Ursache für die unterschiedlichen Reibwertverläufe
bei unterschiedlichen Drehmomenten ist auf zwei Gründe zu
rückzuführen:
- a) Der erforderliche Druck steigt mit dem Drehmoment. Biegt sich der Kolben 6 mit zunehmendem Druck durch, steigt die spezifische Reibleistung, was den Reibwert nachteilig beeinflußt
- b) Ein höheres zu übertragendes Drehmoment hat eine grö ßere Reibleistung zur Folge, selbst wenn sich der Kol ben 6 nicht durchbiegt.
Um den geschilderten Ursachen zu begegnen, wird vor
geschlagen, den Reibbelag 7 konisch auszubilden. Die Ober
fläche des Reibbelags 7 ist im unbelasteten Zustand des
Kolbens 6 unter einem spitzen Winkel α geneigt. Bei gerin
gem Druck im Innenraum trägt der Reibbelag 7 nur auf seiner
Außenfläche. Mit zunehmendem Druck liegt die Oberfläche des
Reibbelags 7 letztlich vollständig am Wandlergehäuse 1 an.
Der Winkel α ist so groß gewählt, daß der Reibbelag 7 erst
bei einem maximalen Druck auf seiner ganzen Oberfläche
trägt. Selbstverständlich ist es möglich, den Winkel α
durch eine konische Ausbildung des Kolbens 6 in seinem
Randbereich oder durch eine konische Ausbildung des Wand
lergehäuses 1 im Bereich der Anlagefläche des Reibbelags
herbeizuführen. Bei den letztgenannten Alternativen kann
ein Reibbelag 7 mit gleicher Belagstärke eingesetzt werden.
Schließlich ist es aber auch möglich, zumindest zwei
Varianten miteinander zu kombinieren.
In Fig. 3 ist eine alternative Lösungsmöglichkeit in
stark vereinfachter Darstellung wiedergegeben. Die Zeich
nung zeigt die obere Randzone des Kolbens 6 mit einem Reib
belag, der, abweichend von der Ausführung nach den Fig. 1
und 2, nicht konisch verläuft. Die Oberflächen des Reibbe
lags verlaufen viel mehr planparallel. Der Reibbelag 7 ist
mit einer ringförmigen Zwischenlage 11, die aus Stahl ge
fertigt ist, in geeigneter Weise verbunden, vorzugsweise
verklebt.
Die Zwischenlage 11 ist ihrerseits mit einer elasti
schen Unterlage 12 fest verbunden. Die elastische Unter
lage 12 wird aus einem elastomeren Werkstoff gebildet. Vor
zugsweise ist diese Unterlage mit dem Kolben 6 bzw. der
Zwischenlage 11 durch Vulkanisieren verbunden.
Die vorstehend erläuterte Ausbildung und Anordnung des
Reibbelags 7 bringt im wesentlichen zwei Vorteile mit sich:
- - zum einen erlaubt die elastische Unterlage 12 eine Anfederung des Reibbelags 7. Somit wird auch bei die ser Lösung der elastischen Verformung des Kolbens 6 der Wandlerüberbrückungskupplung zuverlässig begegnet und
- - zum anderen ist die elastische Unterlage 12 dazu be stimmt und geeignet, Scherbeanspruchungen aufzunehmen. Die Unterlage erfüllt somit zusätzlich die Funktion eines Schwingungsdämpfers.
In den Fig. 4 und 5 sind zwei Möglichkeiten zur Anord
nung des Reibbelags 7 in bezug auf die Längsachse des Kol
bens 6 der Wandlerüberbrückungskupplung schematisch abge
bildet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Reib
belag zwar kreisrund ausgebildet, jedoch ist er - etwa um
eine halbe Belagbreite - nach unten versetzt, bezogen auf
die Längsachse des Kolbens 6. Der Reibbelag 7 liegt somit
nicht mehr konzentrisch zur Randzone des Kolbens 6.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weicht die
Form des Reibbelags 7 von der kreisrunden Form (gesehen in
Vorderansicht) ab. Der Reibbelag 7 ist ellipsenförmig aus
gebildet.
Mit der Ausbildung bzw. Anordnung des Reibbelags 7
nach den Fig. 4 und 5 hat es folgende Bewandtnis:
Bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung 5 muß der Reibbelag 7 den Kolben 6 abdichten. Zur Kühlung des Reibbe lags 7 wäre es durchaus möglich, den Reibbelag mit Nuten zu versehen. In diesem Fall muß natürlich Kühlmittel (Kühlöl) bereitgestellt werden. Die Menge des Kühlöls ergibt sich aus dem Druckabfall an der Drosselstelle. Es besteht eine Abhängigkeit zur Öltemperatur und dem Anpreßdruck.
Bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung 5 muß der Reibbelag 7 den Kolben 6 abdichten. Zur Kühlung des Reibbe lags 7 wäre es durchaus möglich, den Reibbelag mit Nuten zu versehen. In diesem Fall muß natürlich Kühlmittel (Kühlöl) bereitgestellt werden. Die Menge des Kühlöls ergibt sich aus dem Druckabfall an der Drosselstelle. Es besteht eine Abhängigkeit zur Öltemperatur und dem Anpreßdruck.
Um die Dichtfunktion zu erhalten und den Reibbelag
trotzdem zu kühlen, wird erfindungsgemäß eine radial ver
setzte Anordnung des Reibbelags 7 vorgeschlagen. Dies hat
den Vorteil, daß der Reibbelag 7 auf der Oberfläche des
Wandlergehäuses 1 ständig neue Flächen überstreicht, so daß
hierdurch eine Kühlung des Reibbelags erfolgt. Neben diesem
Kühleffekt wird erreicht, daß auch bei kleinen Gleitge
schwindigkeiten Gleitreibung vorliegt, um Reibschwingungen
zu vermeiden.
Bezugszeichenliste
1 Wandlergehäuse
2 Turbine
3 Mitnahmeverzahnung
4 Ausgangswelle
5 Wandlerüberbrückungskupplung
6 Kolben
7 Reibbelag
8 Innenraum
9 Dämpfereinrichtung
10 Mitnahmeverzahnung
11 Zwischenlage
12 Unterlage
D1 Durchmesser
D2 Durchmesser
F Schließkraft
FR Reaktionskraft
α Winkel
2 Turbine
3 Mitnahmeverzahnung
4 Ausgangswelle
5 Wandlerüberbrückungskupplung
6 Kolben
7 Reibbelag
8 Innenraum
9 Dämpfereinrichtung
10 Mitnahmeverzahnung
11 Zwischenlage
12 Unterlage
D1 Durchmesser
D2 Durchmesser
F Schließkraft
FR Reaktionskraft
α Winkel
Claims (8)
1. Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungs
kupplung (5), bestehend aus einem Wandlergehäuse (1), einem
Kolben (6) und einem Reibbelag (7), dadurch gekenn
zeichnet, daß der Reibbelag (7) - bezogen auf
seine radiale Erstreckung - ungleiche Belagstärken auf
weist.
2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Reibbelag (7) - bezogen
auf die Drehachse des Drehmomentwandlers - innen eine ge
ringere Belagdicke als außen aufweist.
3. Drehmomentwandler nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Oberfläche des Reibbe
lags (7) unter einem Winkel (α) geneigt verläuft.
4. Drehmomentwandler nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Winkel (α) derart be
messen ist, daß die Oberfläche des Reibbelags (7) bei einem
maximalen Druck in einem Innenraum (8) des Drehmomentwand
lers plan am Wandlergehäuse (1) anliegt.
5. Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungs
kupplung (5), bestehend aus einem Wandlergehäuse (1), einem
Kolben (6), einem Reibbelag (7) und einer elastischen
Unterlage (12), dadurch gekennzeichnet,
daß der Reibbelag (7) mit einer Zwischenlage (11) fest ver
bunden ist und daß die Zwischenlage (11) über eine elasti
sche Unterlage (12) mit dem Kolben (6) drehfest verbunden
ist.
6. Drehmomentwandler nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die drehfeste Verbindung
der elastischen Unterlage (12) mit dem Kolben (6) und der
Zwischenlage (11) durch Vulkanisieren hergestellt ist.
7. Drehmomentwandler nach den Ansprüchen 5 und 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Unter
lage (12) aus einem Elastomer gebildet ist.
8. Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungs
kupplung (5), bestehend aus einem Wandlergehäuse (1), einem
Kolben (6) und einem Reibbelag (7), dadurch gekenn
zeichnet, daß der Reibbelag (7) zur Längsachse
des Kolbens (6) der Wandlerüberbrückungskupplung (5) radial
versetzt angeordnet ist und/oder von einer kreisrunden Form
abweicht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944407727 DE4407727A1 (de) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Drehmomentwandler und Wandlerüberbrückungskupplung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944407727 DE4407727A1 (de) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Drehmomentwandler und Wandlerüberbrückungskupplung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4407727A1 true DE4407727A1 (de) | 1995-09-14 |
Family
ID=6512182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944407727 Ceased DE4407727A1 (de) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Drehmomentwandler und Wandlerüberbrückungskupplung |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1994-03-08 DE DE19944407727 patent/DE4407727A1/de not_active Ceased
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