DE4424988C1 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwand­ ler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-GM-Schrift 87 16 896 ist es bekannt, dem Kolben einer Überbrückungskupplung einen Torsionsschwingungsdämpfer zuzuordnen, welcher mit zwei Deckplatten und einer zwischen denselben angeordneten Nabenscheibe, die ebenso wie die Deck­ platten Fenster zur Aufnahme von Federelementen einer Torsi­ onsfederung aufweist, ausgebildet ist. Die beiden Deckplatten werden von Blechen umgriffen, die durch Niete in feststehen­ dem Abstand zueinander gehalten sind. Die Deckplatten sind über weitere Niete mit dem Kolben verbunden.

Durch die Verwendung dieser Mehrzahl von Nieten wird der Tor­ sionsschwingungsdämpfer vergleichsweise schwer, wodurch die Trägheit des Kolbens in unerwünschter Weise erhöht wird. Au­ ßerdem ist der Fertigungsaufwand durch die Einbringung dieser Niete hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolben an ei­ ner Überbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmoment­ wandlers mit einem Torsionsschwingungsdämpfer zu versehen, welcher massearm ausgebildet und fertigungstechnisch vorteil­ haft herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch Ausbildung wenigstens einer der Deckplatten mit Vorsprüngen und zumindest einer mit Ausnehmungen für Vorsprünge besteht die Möglichkeit, die beiden Deckplatten durch eine Steckverbindung miteinander in Eingriff zu bringen. Die Herstellung der Steckverbindung erfolgt unter Einbringen von Vorsprüngen einer Deckplatte in die jeweils zugeordneten Ausnehmungen der anderen Deckplatte, wobei aufgrund des Fehlens von Spiel in Umfangsrichtung si­ chergestellt ist, daß es nicht zu einer Relativbewegung der beiden Deckplatten in Umfangsrichtung kommt. Dies ist unbe­ dingt erforderlich, um den Federelementen der Torsionsfederung eine sichere Anlagefläche zu bieten. Derart zusammengebracht, werden die Vorsprünge verformt, beispielsweise durch Umbiegen, so daß sie die um- oder durchgriffene Deckplatte hintergreifen und dadurch mit der vorbestimmbaren Axialkraft gegen die mit den Vorsprüngen ausgebildete Deckplatte heranziehen. Dadurch kommen die beiden Deckplatten zumindest bereichsweise in An­ lage aneinander, wobei in Abhängigkeit von der erzeugten Axi­ alkraft ein zugeordneter Kraftschluß zwischen den Deckplatten besteht. Bedingt durch diesen Kraftschluß werden die Deckplatten auch in Bereichen, in welchen sie nicht unmittelbar aneinander liegen, zueinander hingezogen, so daß sie, sofern gemäß Anspruch 2 eine Nabenscheibe zwischen ihnen angeordnet ist, mit einer vorbestimmbaren Anpreßkraft auf dieselbe einwirken. Hierdurch entsteht eine der Anpreßkraft zugeordnete Reibwirkung, so daß die Deckplatten in einer Zu­ satzfunktion gleichzeitig als Dämpfungseinrichtung wirksam sind. Um sicherzustellen, daß die vorbestimmbare Anpreßkraft bei zunehmender Drehzahl des Kolbens unter der Wirkung der Fliehkraft nicht reduziert wird, ist die Maßnahme nach An­ spruch 3 von Vorteil, wonach ein Vorsprung einer Deckplatte nicht nur an der Nabenscheibe, sondern auch an der anderen Deckplatte in Achsrichtung entlanggeführt ist und die letzt­ genannte Deckplatte hintergreift. Durch diese Maßnahme wird aufgrund des zusätzlichen Verbunds der beiden Deckplatten miteinander einer Aufweitung unter Fliehkrafteinwirkung im Kontaktbereich mit der Nabenscheibe entgegengewirkt. Durch Ergänzung derart miteinander verbundener Deckplatten mit Reibelementen nach Anspruch 4 kann eine besonders hohe Dämp­ fungswirkung erzielt werden. Anspruch 5 zeigt auf, wie der zulässige Verdrehwinkel zwischen der Nabenscheibe und den Deckplatten begrenzbar und damit verhinderbar ist, daß die Federelemente der Torsionsfederung bei Einleitung eines Dreh­ momentstoßes auf Block gehen. Dies wird nämlich unterbunden, da zuvor der Vorsprung das in dieser Richtung wirksame Ende der Aussparung in der Nabenscheibe erreicht.

In Anspruch 6 ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Deck­ platten angegeben, wodurch diese die Federelemente der Torsi­ onsfederung umschließen.

In Anspruch 7 ist eine vorteilhafte Erstreckungsrichtung für die Vorsprünge an der jeweiligen Deckplatte angegeben, wodurch ein Aufstecken der mit den Vorsprüngen versehenen Deckplatte auf die andere Deckplatte erleichtert wird. Nach Abschluß dieses Aufsteckvorganges ist die Hintergreifung der von den Vorsprüngen durchgriffenen Deckplatte durch die im Anspruch 8 angegebene Verfahrensweise vorteilhaft realisierbar.

Um nicht nur zwischen den beiden Deckplatten auf jegliche Verbindungselemente, wie beispielsweise auf Niete verzichten zu können, ist nach Anspruch 9 vorgesehen, den Torsions­ schwingungsdämpfer durch weitere an zumindest einer der Deck­ platten vorgesehene Vorsprünge mit dem Kolben zu verbinden, wofür die Vorsprünge entsprechende Durchgänge im Kolben ohne Spiel in Umfangsrichtung durchgreifen und, nach Durchgriff, den Kolben von dessen Rückseite her hintergreifen. Dem gleichen Ziel, nämlich der Herstellung einer festen Verbindung des Torsionsschwingungsdämpfers mit dem Kolben dient auch die Maßnahme nach Anspruch 10, wobei dort allerdings die Vor­ sprünge der zumindest einen Deckplatte in vorbestimmbarer Tiefe in jeweils einen Durchgang des Kolbens eingreifen und kraftschlüssig in dem Durchgang gehalten werden. Der Kraft­ schluß ist beispielsweise durch Stauchen der Vorsprünge nach Einbringen derselben in den Durchgang realisierbar.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Schnittes durch eine Über­ brückungskupplung für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem Kolben und einem daran befestigten Torsionsschwingungsdämpfer;

Fig. 2 eine der beiden Deckplatten vor Einleitung eines Verformungsvorganges in Draufsicht;

Fig. 3 die andere Deckplatte, ebenfalls vor einem Ver­ formungsvorgang in Draufsicht;

Fig. 4 die beiden Deckplatten nach Herstellung einer Verbindung untereinander in Draufsicht;

Fig. 5 wie Fig. 1, aber mit konstruktiv anderer Anbrin­ gung des Torsionsschwingungsdämpfers am Kolben und anderer Ausbildung der Deckplatten;

Fig. 6 wie Fig. 1, aber mit nochmals anderer konstruk­ tiver Ausbildung der Befestigung der Torsions­ schwingungsdämpfers am Kolben sowie der Ausbildung von dessen Deckplatten.

Der prinzipielle Aufbau der Überbrückungskupplung wird anhand von Fig. 1 näher erläutert. Die Überbrückungskupplung 1 wirkt mit einem teilweise dargestellten Wandlergehäuse 2 zusammen, welches an der nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brenn­ kraftmaschine befestigt ist. Innerhalb des Wandlergehäuses 2 und mit axialem Abstand zu diesem ist ein Turbinenrad 3 ange­ ordnet, welches in nicht dargestellter Weise an einer nicht gezeigten Turbinennabe befestigt ist, die drehfest auf einer Abtriebswelle sitzt.

Die Überbrückungskupplung 1 weist einen Kolben 6 auf, der axial in begrenztem Umfang verschiebbar ist. Der Kolben 6 weist einen radial außenliegenden ebenen Ringbereich 32 auf, der gegenüber einem ebenen Bereich des Wandlergehäuses 2 mit einem Reibbelag 33 versehen ist.

Am Kolben 6 ist im radial äußeren Bereich ein Torsionsschwin­ gungsdämpfer 7 befestigt, der zwei Deckplatten 8, 9 aufweist. Die an dem Kolben 6 in Anlage kommende Deckplatte 8 ist, wie in Fig. 2 besser entnehmbar, mit Vorsprüngen 10, 11 und 12 ausgebildet, während die Deckplatte 9 gemäß Fig. 3 Vorsprün­ ge 14 aufweist. Wie aus Fig. 1 zu sehen, sind die Vorsprün­ ge 14 an der Deckplatte 9 in Richtung zum Kolben 6 umgebogen und durchgreifen eine Ausnehmung 16 (Fig. 2) der Deckplatte 8 zwischen deren beiden Vorsprüngen 12, die ebenfalls in Rich­ tung zum Kolben 6 verlaufen. Die beiden Vorsprünge 12 der Deckplatte 8 bilden seitliche Begrenzungen für den Vor­ sprung 14 der Deckplatte 9, der zwischen den Vorsprüngen 12 ohne Spiel in Umfangsrichtung aufgenommen ist. Die Vorsprün­ ge 12 dienen weiterhin zum Durchgriff von Durchgängen 17 im Kolben 6, und hintergreifen den letztgenannten, so daß der Torsionsschwingungsdämpfer 7 mit einer vorbestimmbaren An­ preßkraft am Kolben 6 in Anlage gehalten wird.

Die Vorsprünge 10 der Deckplatte 8 werden in Richtung zu ei­ ner zwischen dieser Deckplatte und der Deckplatte 9 angeord­ neten Nabenscheibe 18 umgebogen und durchgreifen jeweils eine zwischen je zwei nach radial innen reichenden Verlänge­ rungen 19 der Nabenscheibe 18 verbliebene Aussparung 50 mit Spiel in Umfangsrichtung. Anschließend ist das freie Ende des Vorsprungs 10 in Achsrichtung auch an der Deckplatte 9 vor­ beigeführt und hintergreift die letztgenannte durch eine nochmalige Umbiegung nach radial außen. In Abhängigkeit von der durch diese Hintergreifung erzeugten Axialkraft werdend die beiden Deckplatten 8, 9 gegeneinander und damit gegen die zwischen diesen angeordnete Nabenscheibe 18 gezogen. Dadurch entsteht eine Reibung jeweils zwischen der Nabenscheibe 18 und einer der Deckplatten 8, 9, die besonders große Beträge an­ nimmt, wenn zwischen der Nabenscheibe 18 und der jeweiligen Deckplatte 8, 9 jeweils ein Reibelement 20 einer Dämpfungsvorrichtung 21 angeordnet ist. Diese Hintergreifung der Deckplatte 9 durch die Vorsprünge 10 der Deckplatte 8 ra­ dial innen am Torsionsschwingungsdämpfer 7 verhindert außerdem ein Abheben der Deckplatten 8, 9 im radial inneren Bereich von der Nabenscheibe 18 unter der Einwirkung von Fliehkräften und damit einen Abfall der Dämpfungswirkung der Reibelemente 20. Im radial äußeren Bereich sind die Deckplatten 8, 9 dadurch zusammengehalten, daß der Vorsprung 11 über den Rand der Deckplatte 9 hinausragt und, diesen Rand hintergreifend, über denselben gebogen ist.

Der Torsionsschwingungsdämpfer 7 weist im radial mittleren Bereich an den Deckplatten 8, 9 jeweils eine Anformung 23, 24 auf, welche jeweils ein Federelement 25 einer Torsionsfede­ rung 26 umschließen. Die Anformungen 23, 24 erstrecken sich im Bereich von die Federelemente 25 aufnehmenden Fenstern 27 der Nabenscheibe 18. Die letztgenannte umgreift mit ihren radial inneren Verlängerungen 19 drehfest einen Bügel 28, der am Turbinenrad 3 befestigt ist.

An dieser Stelle sei eine kurze Beschreibung der Funktion der Überbrückungskupplung 1 angefügt. Das Wandlergehäuse 2 treibt mit dem von der Brennkraftmaschine kommenden Drehmoment eine Pumpe an, die über ein hydraulisches Medium, vorzugsweise Öl, das Turbinenrad 3 zum Umlauf bewegt. Das letztgenannte über­ trägt über die nicht gezeigte Turbinennabe diese Drehbewegung auf eine Abtriebswelle, die mit einem Getriebe in Verbindung steht. Bei dieser Betriebsweise ist prinzipiell Schlupf zwi­ schen einem nicht gezeigten Pumpenrad des Drehmomentwandlers und dem Turbinenrad 3 vorhanden. Um diesen Schlupf in be­ stimmten Betriebszuständen ausschalten zu können, ist die Überbrückungskupplung 1 vorgesehen, die bei entsprechender Druckbeaufschlagung des Kolbens 6 von der Turbinenradseite her bewirkt, daß der Kolben mit seinem Reibbelag 33 an der Gegen­ reibfläche am Wandlergehäuse 2 in Anlage gebracht wird. Da­ durch wird das Drehmoment direkt vom Wandlergehäuse 2 und den Kolben 6 auf die Deckplatten 8, 9 und von diesen über die Federelemente 25 der Torsionsfederung 26 auf die Nabenschei­ be 18 geleitet, die diese Bewegung aufgrund ihrer drehfesten Verbindung mit dem Turbinenrad 3 auf das letztgenannte über­ trägt, von dem aus die Bewegung auf die Turbinennabe geleitet wird. Damit ist der hydraulische Übertragungsweg durch die Überbrückungskupplung 1 geschlossen und es findet kein Schlupf mehr statt.

Drehmomentstöße, die vom Wandlergehäuse 2 über den Reibbe­ lag 33 auf den Kolben 6 übertragen werden, sind, wie bereits erläutert, durch die Federelemente 25 aufnehmbar, wobei die Reibelemente 20 während der Verformung der Federelemente 25 dämpfend wirken.

Die Aussparung 50 zwischen jeweils zwei radialen Verlänge­ rungen 19 der Nabenscheibe 18 für die Vorsprünge 10 ist je­ weils so bemessen, daß die einer bestimmten Bewegungsrichtung der Deckplatten 8, 9 relativ zur Nabenscheibe 18 zugeordnete Verlängerung 19 als Anschlag 29 wirksam ist, der ein Verformen der Federelemente 25 bis auf Block verhindert, weil er vor einem restlosen Zusammendrücken der Federelemente wirksam wird, indem er die Ausschwingweite der Deckplatten 8, 9 relativ zur Nabenscheibe 18 begrenzt.

In Fig. 5 ist ein weiterer Kolben 6 mit einem Torsionsschwin­ gungsdämpfer 7 dargestellt, der sich im wesentlichen durch die Ausbildung des Ansatzes 10 am radial inneren Ende der Deck­ platte 8 von dem Torsionsschwingungsdämpfer gemäß der seither beschriebenen Fig. 1 unterscheidet. Im Gegensatz zu dem letztgenannten ist dieser Vorsprung 10 nämlich so ausgerichtet und dimensioniert, daß er zwar in eine Ausnehmung 30 der Na­ benscheibe 18 eingreift, diese aber ebenso wie die andere Deckplatte 9 nicht durchgreift, sondern lediglich mit vorbe­ stimmbarer Tiefe in die Ausnehmung 30 ragt. Eine Relativbewe­ gung der Deckplatten 8, 9 gegenüber der Nabenscheibe 18 unter Verformung der Federelemente 25 findet nur innerhalb eines Winkelbereiches statt, der durch die Vorsprünge 10, welche nach Zurücklegung eines vorbestimmbaren Drehwinkels an einer als Anschlag 29 wirksamen Seitenwand der Ausnehmung 30 der Nabenscheibe 18 zur Anlage kommen, die Relativbewegung be­ grenzt.

Im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 1 ragen bei der vorliegenden Ausführung die Vorsprünge 14 nach radial außen, wo sie von den Vorsprüngen 11, welche durch Hintergreifung der Deckplatte 9 dieselbe gegen die Deckplatte 8 ziehen, in Um­ fangsrichtung spielfrei gehalten sind.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführung eines Torsionsschwin­ gungsdämpfers 7, bei dem die Vorsprünge 10 einer der beiden Deckplatten 8, 9 mit vorbestimmbarer Tiefe in eine Ausnehmung 30 der Nabenscheibe 18 eingreifen. Hervorzuheben ist bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer 7, daß dessen beide Deckplatten 8, 9 am radial äußeren Ende die Vorsprünge 11, 14 aufweisen, die parallel zueinander verlaufend, als Vorsprün­ ge 12 dienen, die in eine Ausnehmung 17 eines im wesentlichen axial verlaufenden Abschnittes 52 des Kolbens 6 eingreifen. Durch Herstellung eines Kraftschlusses zwischen den Vorsprün­ gen 12 der beiden Deckplatten 8, 9, beispielsweise durch Stau­ chen im Bereich der Ausnehmung 17, werden diese pressend vom Kolben 6 gehalten. Der Torsionsschwingungsdämpfer 7 ist da­ durch drehfest mit dem Kolben 6 verbunden. Dagegen greift das radial innere Ende der Nabenscheibe 18 in bekannter Weise über den Bügel 28 am Turbinenrad 3 an.

Claims (10)

1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer Überbrückungs­ kupplung, die einen über wenigstens einen Reibbelag mit dem Wandlergehäuse verbindbaren, in Achsrichtung auslenkbaren Kolben umfaßt, der über einen Torsions­ schwingungsdämpfer mit der Abtriebsseite verbunden ist, wobei der Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Naben­ scheibe und mit untereinander fest verbundenen Deck­ platten, die ebenso wie die Nabenscheibe Fenster zur Aufnahme jeweils eines Federelements einer Torsionsfede­ rung aufweisen, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Deckplatten (8, 9) mit Vorsprün­ gen (10, 11, 12, 14) versehen ist, von denen wenigstens ein Teil (14) zum Durchgriff von Ausnehmungen (16) der je­ weils anderen Deckplatte (8, 9) ohne Spiel in Umfangs­ richtung vorgesehen ist und durch welche unter Erzeugung einer vorbestimmbaren Axialkraft zwischen den beiden Deckplatten (8, 9) zumindest eine derselben hintergreifbar ist.

2. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1 mit Deckplatten, welche die Nabenscheibe axial zwischen sich aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zwischen den Deckplatten (8, 9) wirksame Axialkraft die von diesen auf die Nabenscheibe (18) ausgeübte Anpreßkraft vorbe­ stimmbar ist.

3. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (18) wenigstens eine Aussparung (30, 50) für je einen Vor­ sprung (10) einer Deckplatte (8, 9) aufweist, die der Vorsprung (10) der entsprechenden Deckplatte (8, 9) mit Spiel in Umfangsrichtung durchgreift, wobei dieser in Achsrichtung weiterhin an der anderen Deckplatte (8, 9) entlang geführt ist und dieselbe unter Erzeugung einer vorbestimmbaren Axialkraft zwischen den beiden Deck­ platten (8, 9) hintergreift.

4. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß axial zwischen je­ weils einer Deckplatte (8, 9) und der Nabenscheibe (18) jeweils ein Reibelement (20) einer Dämpfungsvorrich­ tung (21) angeordnet ist.

5. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (10) der ent­ sprechenden Deckplatte (8, 9) mit vorbestimmbarem Spiel in Umfangsrichtung in die zugeordnete Aussparung (30, 50) der Nabenscheibe (18) eingreift.

6. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Deck­ platten (8, 9) eine Anformung (23, 24) zur Aufnahme je eines Federelements (25) der Torsionsfederung (26) aufweist, die jeweils im Erstreckungsbereich eines Fensters (27) der Nabenscheibe (18) angeordnet ist.

7. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (10, 11, 12, 14) an der zumindest einen Deckplatte (8, 9) in Richtung zur je­ weils anderen Deckplatte (8, 9) verlaufen.

8. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hintergreifung vorzugsweise durch Umbiegen des Vorsprungs (10, 11) einer Deck­ platte (8, 9) über die andere Deckplatte (8, 9) ausführbar ist.

9. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest ein Vorsprung (12) einer Deckplatte (8, 9) einen Durchgang (17) im Kolben (6) ohne Spiel in Umfangsrichtung durchgreift und, unter Er­ zeugung einer vorbestimmbaren Anpreßkraft zwischen dem Kolben (6) und der diesem zugewandten Deckplatte (8, 9), den Kolben (6) hintergreift.

10. Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (12) der Deck­ platten (8, 9) kraftschlüssig in einem Durchgang (17) des Kolbens (6) gehalten sind.