DE4414519A1 - Hydrokinetischer Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrokinetischen Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem aus der US 3 185 273 bekannten Drehmomentwandler ist eine Kupplungsscheibe der Überbrückungskupplung über ein Gleitlager auf der Nabe des beschaufelten Turbinenrades des Wandlers axial verschieblich gelagert und begrenzt im Zusammenwirken mit dem Pumpenrad eine erste Druckkammer. Bei der Druckbeaufschlagung dieser Druckkammer durch die dem Wandler zugeleitete Wandlerflüssigkeit erhält die Kupplungsscheibe unter Vermittlung einer Reibscheibenan­ ordnung eine Reibverbindung mit einer Ringfläche des Wandler­ gehäuses. Die Reibscheibenanordnung ist mit einer Träger­ platte für die tangential angeordneten Druckfedern einer Dämpferanordnung ausgebildet und ist mit einer Wellennabe einer Getriebeeingangswelle eines Fahrzeuggetriebes drehfest verbunden. Bei betätigter Überbrückungskupplung wird das von der Antriebsmaschine gelieferte Drehmoment unter Umgehung des Wandlers an das Getriebe weitergeleitet. Die Drehmoment­ lieferung an das Getriebe wird dabei durch die Dämpferanord­ nung gedämpft. Diese Dämpfung liegt andererseits nicht vor, wenn das Drehmoment bei unbetätigter Überbrückungskupplung dann unter Vermittlung des Drehmomentwandlers über die Tur­ binenradwelle an das Getriebe angeliefert wird. In diesem Fall wird die Wandlerflüssigkeit in eine zweite Druckkammer zugeleitet, die zwischen der Kupplungsscheibe und dem Wandlergehäuse ausgebildet ist und durch deren gegenüber der ersten Druckkammer höhere Druckbeaufschlagung dann die Reibverbindung der Kupplungsscheibe mit dem Wandlergehäuse gelöst ist.

Aus der EP 0 001 839 B1 ist ein hydrokinetischer Drehmoment­ wandler bekannt, bei welchem die Kupplungsscheibe einer funktionell vergleichbaren Überbrückungskupplung auf der Getriebeeingangswelle axial verschieblich angeordnet ist. Die Kupplungsscheibe ist über Mitnehmer mit einer Träger­ platte für tangential angeordnete Druckfedern einer ent­ sprechenden Dämpferanordnung drehfestverbunden. Die Träger­ platte der Dämpferanordnung ist mit der Turbinenradnabe verschweißt, die ihrerseits über eine Vielkeilverbindung mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbunden ist. Durch die Kupplungsscheibe werden auch hier zwei Druckkammern gegeneinander abgetrennt. Durch eine differentielle Druck­ beaufschlagung dieser Druckkammern mit der Wandlerflüssig­ keit erhält die Kupplungsscheibe entweder eine unmittelbar über eine Reibscheibe wirkende Reibverbindung mit dem Wandlergehäuse, womit die Überbrückungskupplung betätigt ist und das dabei durch die Dämpferanordnung beeinflußte Drehmoment unter Vermittlung der Turbinenradnabe an die Getriebeeingangswelle angeliefert wird. Wenn andererseits mit der differentiellen Druckbeaufschlagung der beiden Druckkammern die Reibverbindung der Kupplungsscheibe mit dem Wandlergehäuse gelöst ist, dann ist auch dabei eine Beeinflussung des an das Getriebe angelieferten Drehmoments durch die Dämpferanordnung ausgeschlossen, weil bei unbetä­ tigter Überbrückungskupplung das Drehmoment über die Turbi­ nenradnabe direkt an die Getriebeeingangswelle angeliefert wird. Wegen der drehfesten Verbindung der Turbinenradnabe über die Trägerplatte der Dämpferanordnung mit der Kupplungs­ scheibe der Überbrückungskupplung wird dabei jedoch gleich­ zeitig eine zusätzliche Schwungmasse erhalten, welche zur Stabilisierung der Drehung des Turbinenrades beiträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrokinetischen Drehmomentwandler bereitzustellen, bei welchem die integrierte Dämpferanordnung einer Überbrückungs­ kupplung der vorstehend angegebenen Ausbildung und Funktion eine Beeinflussung des an die Getriebeeingangswelle angelie­ ferten Drehmoments auch dann ergibt, wenn die Überbrückungs­ kupplung bei gelöster Reibverbindung ihrer Kupplungsscheibe mit dem Wandlergehäuse unbetätigt ist.

Die bei dem erfindungsgemäßen Drehmomentwandler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 zur Lösung dieser Aufgabe zusätzlich vorgesehene Übertragungsscheibe ergibt bei unbetätigter Überbrückungskupplung eine unmittel­ bare Einschaltung der Dämpferanordnung in den Drehmoment­ übertragungsweg von der Turbinenradnabe zu der Getriebeein­ gangswelle, sodaß damit die Dämpferanordnung die Drehmoment­ anlieferung an das Getriebe entsprechend feinfühlig beein­ flussen kann. Die Übertragungsscheibe ergibt dabei durch ihre drehfeste Verbindung mit der Kupplungsscheibe gleich­ zeitig eine zusätzliche Schwungmasse, die im Zusammenwirken mit den tangential angeordneten Druckfedern der Dämpferan­ ordnung eine drastische Verringerung der Drehschwingungen ergibt, die von dem Wandlerbetrieb ausgelöst werden. Durch die zusätzlich vorgesehene Übertragungsscheibe wird im übrigen der bauliche Aufwand der Überbrückungskupplung nur unwesentlich vergrößert bei gleichzeitiger Möglichkeit einer Beibehaltung des bisher für die Kupplung benötigten Einbau­ raumes, da die Unterbringung der zusätzlichen Übertragungs­ scheibe nur eine entsprechend angepaßte veränderte Formgebung der Kupplungsscheibe und der Trägerplatte der Dämpferanord­ nung erfordert. Im übrigen ergibt die Übertragungsscheibe keinen nachteiligen Einfluß auf die Drehmomentlieferung an das Getriebe bei betätigter Überbrückungskupplung, weil da­ bei durch ihre drehfeste Verbindung mit der Kupplungsscheibe die Dämpferanordnung dann ebenfalls direkt in den Drehmoment­ übertragungsweg eingeschaltet bleibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung näher erläutert, die eine Schnittansicht des Drehmomentwandlers mit unbetätigter Überbrückungskupp­ lung zeigt.

Der in der Zeichnung gezeigte hydrokinetische Drehmoment­ wandler weist eine herkömmliche Ausbildung mit einem be­ schaufelten Pumpenrad 1, einem ebenfalls beschaufelten Turbinenrad 2 und einem Leitrad 3 auf, die innerhalb eines gemeinsamen Wandlergehäuses 4 torroidale Strömungsverhält­ nisse für eine den Wandler durchströmende Wandlerflüssigkeit ergeben. Der das Pumpenrad 1 umgebende Teil des Wandlerge­ häuses 4 ist mit einer hohlen Pumpenradnabe 5 verschweißt, über welche das Pumpenrad an dem Gehäuse eines Fahrzeugge­ triebes drehbar abgestützt ist, dessen Getriebeeingangswelle 6 über eine Vielkeilverzahnung mit einer Wellennabe 6′ dreh­ fest verbunden ist.

Das beschaufelte Turbinenrad 2 ist andererseits mit einer Turbinenradnabe 7 drehfest verbunden, die auf einer fest­ stehenden Hohlwelle 8 abgestützt ist, welche die Getriebe­ eingangswelle koaxial umgibt und auf dieser über eine Buchse 8′ gelagert ist. Mit der Hohlwelle 8 ist das Leitrad 3 über eine Einwegkupplung 9 verbunden, die an dem Wandlergehäuse 4 durch ein Schublager 9′ abgestützt ist. An dem Wandlergehäu­ se 4 ist ein Antriebszapfen 4′ für eine Verschraubung mit einem Schwungrad (nicht dargestellt) vorgesehen, welches mit der Kurbelwelle einer Antriebsmaschine antriebsmäßig verbun­ denen ist. Das Wandlergehäuse 4 erfährt somit bei seinem Antrieb durch die Antriebsmaschine eine Drehung um einen Lagerzapfen 10, wobei das bei dieser Drehung mitgenommene Pumpenrad 1 die in den Wandler zugeleitete Wandlerflüssig­ keit unter Mitwirkung des Turbinenrades 2 und des Leitrades 3 in eine torroidale Strömung versetzt, die eine Drehmoment­ lieferung an die mit der Wellennabe 6′ verbundene Getriebe­ eingangswelle 6 des Fahrzeuggetriebes vermittelt.

Das Drehmoment wird hin zu der Wellennabe 6′ und damit zu der Getriebeeingangswelle 6 durch eine Überbrückungskupplung übertragen. Die Überbrückungskupplung ist mit einer Kupp­ lungsscheibe 11 ausgebildet, die mit einer randseitig ange­ ordneten Reibscheibe 12 mit dem benachbarten Bereich des Wandlergehäuses 4 in eine Reibverbindung bringbar ist. Die Kupplungsscheibe 11 ist dafür mit einer Scheibennabe 13 auf der Turbinenradnabe 7 axial verschieblich angeordnet, wobei zwischen beiden eine Wellendichtung 14 angeordnet ist.

Mit der Kupplungsscheibe 11 ist eine Übertragungsscheibe 15 über Mitnehmer 16 drehfest verbunden, die bezüglich der Übertragungsscheibe 15 randseitig angeordnet sind. Die Übertragungsscheibe 15 ist andererseits über eine Vielkeil­ verbindung 17 mit der Turbinenradnabe 7 drehfest verbunden. Weiterhin ist die Übertragungsscheibe 15 ebenfalls randsei­ tig mit einer Trägerplatte 18 für in Ausnehmungen 19 tangen­ tial angeordnete Druckfedern 20 einer Dämpferanordnung drehfest verbunden. Um eine raumsparende Anordnung in dem Zwischenraum zwischen der Kupplungsscheibe 11 und der Träger­ platte 18 zu erhalten, ist die Übertragungsscheibe 15 mit Öffnungen 21 versehen ist, die für eine ergänzende Aufnahme der Druckfedern 20 mit den Ausnehmungen 19 fluchten. Die Trägerplatte 18 ist über eine Schweißverbindung 22 mit der Wellennabe drehfest verbunden.

In Übereinstimmung mit dem Strömungsprinzip, das in der einleitend erwähnten EP 0 001 839 B1 für die Zuleitung der Wandlerflüssigkeit für die axiale Verschiebung der Kupplungs­ scheibe näher beschrieben ist, wird für die beiden Seiten der Kupplungsscheibe 11 eine differentielle Druckbeaufschlagung durch die in den Drehmomentwandler zugeleitete Wandlerflüs­ sigkeit gesteuert. Wenn die Reibverbindung zwischen der Kupplungsscheibe 11 und dem umgebenden Wandlergehäuse 4, wie in der Zeichnung dargestellt, gelöst ist, dann wird das durch das Turbinenrad 2 vermittelte Drehmoment an der Turbinenrad­ nabe 7 auf die Übertragungsscheibe 15 und von dort unter Ver­ mittlung der Dämpferanordnung durch die Trägerplatte 18 an die Wellennabe 6′ übertragen. Bei dieser Übertragung des Dreh­ moments wird wegen der drehfesten Verbindung der Übertragungs­ scheibe 15 durch die Mitnehmer 16 die Kupplungsscheibe 11 mit­ gedreht, sodaß durch die beiden Scheiben eine ergänzende Schwungmasse erhalten wird, welche bei der Anlieferung des Drehmoments an die mit der Wellennabe 6′ drehfest verbundene Getriebeeingangswelle durch die Dämpferanordnung gedämpft wird.

Wenn andererseits bei einer Umkehrung der differentiellen Druckbeaufschlagung der Kupplungsscheibe 11 deren Reibver­ bindung an der Reibscheibe 12 mit dem Wandlergehäuse 4 hergestellt wird, dann wird das Drehmoment von dem Wandler­ gehäuse über die Kupplungsscheibe 11 und die Mitnehmer 16 an die Übertragungsscheibe 15 übertragen, von wo es dann über die Trägerplatte 18 der Dämpferanordnung an die Wellennabe 6′ angeliefert wird. Die Druckfedern 20 ergeben somit auch hier eine Beeinflussung des an die Getriebeeingangswelle dann unter Umgehung des Drehmomentwandler angelieferten Drehmoments. In diesem Fall ist noch von Bedeutung, daß die Trägerplatte 18 in der Nähe ihrer drehfesten Verbindung mit der Wellennabe 6′ durch eine Stützscheibe 23 an dem benachbarten Bereich des Wandlergehäuses 4 abgestützt ist. Die Stützscheibe 23 ist über Haltestifte 24 an der Übertragungsscheibe 15 befestigt, wobei im Bereich dieser Haltestifte 24 die Trägerplatte 18 mit Schlitzen 24′ versehen ist, um eine relative Drehung in Bezug auf die Übertragungsscheibe 15 zu erhalten. Die Stütz­ scheibe 23 ergibt damit unter Vermittlung der Mitnehmer 16 eine Art Widerlager für die Kräfte, welche die Reibverbindung der Kupplungsscheibe 11 mit dem Wandlergehäuse 4 ergeben. An diesem Widerlager erfährt auch die Übertragungsscheibe 15 eine Abstützung, indem sie dafür über eine entsprechend angepaßte Formgebung eine Berührungsstellung mit der Träger­ platte 18 einnimmt.

Es versteht sich, daß für die Überbrückungskupplung auch Reibverbindungen mit dem Wandlergehäuse in Übereinstimmung mit den Ausbildungen realisierbar sind, die aus den einlei­ tend genannten Druckschriften bekannt sind. Auch ist für die Trägerplatte eine direkte Abstützung an dem Wandlergehäuse denkbar.

Claims (6)

1. Hydrokinetischer Drehmomentwandler mit Überbrückungskupp­ lung, die für eine durch eine torroidale Fluidströmung beeinflußte Verriegelung eines Turbinenrades (2) mit einem Pumpenrad (1) des Wandlers eine durch den Druck der Wandlerflüssigkeit auf der Turbinenradnabe (7) axial verschiebliche Kupplungsscheibe (11) aufweist, die für eine Reibverbindung (12) mit dem Wandlergehäuse (4) und über eine Dämpferanordnung für eine drehfeste Verbindung mit einer Wellennabe (6′) einer Getriebeeingangswelle (6) eines Fahrzeuggetriebes angeordnet ist, wobei die Dämpferanordnung aus einer mit der Wellennabe (6′) drehfest verbundenen Trägerplatte (18) für in Ausnehmun­ gen (19) tangential angeordnete Druckfedern (20) ausge­ bildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Kupplungsscheibe (11) eine mit der Turbinenradnabe (7) und mit der Trägerplat­ te (18) der Dämpferanordnung drehfest verbundene Über­ tragungsscheibe (15) drehfest verbunden ist.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, bei welchem die Übertragungsscheibe (15) über randseitig angeordneten Mitnehmer (16) mit der Kupplungsscheibe (11) drehfest verbunden ist.

3. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Übertragungsscheibe (15) über eine Vielkeilverbin­ dung (17) mit der Turbinenradnabe (7) drehfest verbunden ist.

4. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Übertragungsscheibe (15) unter Vermittlung der Trägerplatte (18) an dem Wandlergehäuse (4) abgestützt ist.

5. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem an der Trägerplatte (18) eine durch Haltestifte (24) an der Übertragungsscheibe (15) befestigte Stütz­ scheibe (23) angeordnet ist und die Haltestifte (24) die Trägerplatte (18) an Schlitzen (24′) für eine begrenzte Drehbeweglichkeit der Trägerplatte relativ zu der Über­ tragungsscheibe durchgreifen.

6. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Übertragungsscheibe (15) mit Öffnungen (21) versehen ist, die für eine ergänzende Aufnahme der Druck­ federn (20) der Dämpferanordnung mit den Ausnehmungen (19) der Trägerplatte (18) fluchtend angeordnet sind.