DE4414519C2 - 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 drehfest verbunden. 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.

Aus der DE 43 33 562 A1 ist daneben ein hydrokinetischer Drehmomentwandler bekannt, bei dem die integrierte Dämpfer­ anordnung einer analogen Überbrückungskupplung der vorstehend angegebenen Ausbildung und Funktion eine Beeinflussung des an die Getriebeeingangswelle angelieferten Drehmoments auch dann ergibt, wenn die Überbrückungskupplung bei gelöster Reibver­ bindung ihrer Kupplungsscheibe mit dem Wandlergehäuse unbe­ tätigt ist. Die Dämpferanordnung ist dafür mit dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers über ein scheibenförmiges Bauteil drehfest verbunden, das die Druckfedern der Dämpferanordnung als eine Art Widerlager umfangsseitig übergreift und radial innen an einem gleichzeitig eine Nabe des Turbinenrades bil­ denden Abschnitt auf einer Abtriebsnabe verdrehbar gelagert ist. Dieses scheibenförmige Bauteil ist weiterhin über eine Nietverbindung mit der Trägerplatte sowie mit einem weiteren, ein komplementäres Widerlager für die Druckfedern bildenden Bauteil drehfest verbunden, das seinerseits in der unmittel­ baren Nähe dieser Nietverbindung über ein Verzahnung mit der Kupplungsscheibe drehfest, jedoch axial nachgiebig bzw. ver­ lagerbar verbunden ist. Die Kupplungsscheibe ist schließlich auf derselben Abtriebsnabe axial verschieblich angeordnet, auf der auch das mit dem Turbinenrad verbundene eine scheiben­ förmige Bauteil gelagert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrokineti­ schen Drehmomentwandler der durch den Oberbegriff des Patent­ anspruches 1 angegebenen Art derart auszubilden, daß sich für die zur Beeinflussung des an die Getriebeeingangswelle ange­ lieferten Drehmoments vorgesehene Dämpferanordnung, die auch bei gelöster Reibverbindung der Kupplungsscheibe wirksam sein soll, eine einfachere Montierbarkeit der einzelnen Konstruktionsteile ergibt bei einem gleichzeitig ange­ strebten optimalen Anlegeverhalten der Kupplungsscheibe an dem Wandlergehause.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem hydrokinetischen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung gelöst, welcher die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist und mit den Merkmalen der Patentansprüche 2 und 3 ausgestattet sein kann.

Durch die bei dem erfindungsgemäßen Drehmomentwandler vorge­ sehene Anordnung der Übertragungsscheibe in dem Zwischenraum zwischen der Trägerplatte und der Kupplungsscheibe sowie weiterhin durch die axial verschiebliche Lagerung der Kupp­ lungsscheibe auf der Turbinenradnabe wird für die Dämpfer­ anordnung eine abgeschlossene Baueinheit erhalten, die ohne Zugriff auf Sonderbauteile relativ einfach montierbar ist. Weil bei dieser abgeschlossenen Baueinheit die Kupplungs­ scheibe der Wandlerströmung direkt ausgesetzt ist, wird damit für sie auch ein optimales Anlegeverhalten an dem Wandler­ gehäuse erhalten sowie für die gesamte Dämpferanordnung eine verbesserte Modulationsdämpfung erzielt. Maßgebend dafür ist, daß die Übertragungsscheibe durch ihre drehfeste Verbindung mit der Kupplungsscheibe eine zusätzliche Schwungmasse ergibt, die im Zusammenwirken mit den tangential angeordneten Druck­ federn die Drehschwingungen drastisch verringert, die im Wandlerbetrieb ausgelöst werden. Im übrigen ergibt die Über­ tragungsscheibe 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 Wandlergehäuse 4 ist ein Antriebszapfen 41 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, 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 Dampferanordnung 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, so daß 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 (3)

1. Hydrokinetischer Drehmomentwandler mit Überbrückungskupp­ lung, die für eine durch eine torroidale Fluidströmung beeinflußte Verriegelung eines Turbinenrades mit einem Pumpenrad der Wandlers eine durch den Druck der Wandler­ flüssigkeit axial verschiebliche Kupplungsscheibe auf­ weist, die für eine Reibverbindung mit dem Wandlergehäuse angeordnet und über eine Dämpferanordnung mit einer Wellen­ nabe einer Getriebeeingangswelle eines Fahrzeuggetriebes drehfest verbunden ist, wobei die Dämpferanordnung mit einer mit der Wellennabe drehfest verbundenen Trägerplatte für in Ausnehmungen tangential angeordnete Druckfedern ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (11) auf der Turbinenradnabe (7) axial verschieblich angeordnet und randseitig über Mitnehmer (16) mit einer in einem Zwischenraum zwischen der Trägerplatte (18) und der Kupp­ lungsscheibe (11) angeordneten Übertragungsscheibe (15) drehfest verbunden ist, die mit der Turbinenradnabe (7) über eine Vielkeilverbindung (17) drehfest verbunden sowie unter Vermittlung der mit ihr ebenfalls drehfest verbun­ denen Trägerplatte (18) an dem Wandlergehäuse (4) abge­ stützt ist.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trägerplatte (18) eine durch Haltestifte (24) an der Übertragungsscheibe (15) befestigte Stützscheibe (23) angeordnet ist und die Haltestifte (24) die Träger­ platte (18) an Schlitzen (24′) für eine begrenzte Dreh­ beweglichkeit der Trägerplatte relativ zu der Übertra­ gungsscheibe durchgreifen.

3. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übertragungsscheibe (15) mit Öffnungen (21) versehen ist, die für eine ergänzende Aufnahme der Druckfedern (20) der Dämpferanordnung mit den Ausnehmungen (19) der Trägerplatte (18) fluchtend angeordnet sind.