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Dokumentenidentifikation DE102007019865A1 31.10.2007
Titel Überbrückungskupplung
Anmelder Kabushiki Kaisha F.C.C., Hamamatsu, Shizuoka, JP
Erfinder Fujiwara, Hiromi, Hamamatsu, Shizuoka, JP;
Mochizuki, Ryo, Hamamatsu, Shizuoka, JP;
Ozawa, Yoshihiko, Hamamatsu, Shizuoka, JP;
Amano, Yasutaka, Hamamatsu, Shizuoka, JP;
Tsuboi, Akira, Hamamatsu, Shizuoka, JP
Vertreter COHAUSZ & FLORACK, 40211 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 25.04.2007
DE-Aktenzeichen 102007019865
Offenlegungstag 31.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse F16H 45/02(2006.01)A, F, I, 20070425, B, H, DE
Zusammenfassung Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Überbrückungskupplung, welche die Gleitentfernung der Dämpferfedern relativ zur Wand der enthaltenden Aussparung reduzieren können, um die Hysterese zu reduzieren und somit die Motor-Drehmomentvariations-Absorbierleistung zu reduzieren. Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Überbrückungskupplung (10) bereitgestellt, die umfasst: einen Kupplungskolben (11), der innerhalb einer Abdeckung (5) eines Drehmomentwandlers (1) angeordnet ist und angepasst ist, um zwischen einer verbundenen Position und einer nicht verbundenen Position relativ zu der Drehmomentwandler-Abdeckung (5) bewegt zu werden; eine enthaltende Aussparung (18), die auf einer Umfangskante des Kupplungskolbens (11) zum Enthalten von Dämpferfedern (12) gebildet ist; und Verbindungselemente (16) zum Verbinden einer Turbine (3), die innerhalb der Drehmomentwandler-Abdeckung (5) und dem Kupplungskolben (11) über die Dämpferfedern (12), die innerhalb der enthaltenden Aussparung (18) enthalten sind, angeordnet ist; wobei ein Drehmoment, das in die Drehmomentwandler-Abdeckung (5) eingegeben wird, über den Kupplungskolben (11) und die Verbindungselemente (16) auf die Turbine (3) übertragen werden kann, wenn sich der Kupplungskolben in der verbundenen Position befindet, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: ein unabhängiges Element (17), das einen Außenumfangsabschnitt (17a) der enthaltenden Aussparung (18) bildet, welche gegenüber der ...

Beschreibung[de]
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überbrückungskupplung zur Übertragung eines Drehmoments, das in eine Abdeckung eines Drehmomentwandlers eingegeben wird (nachfolgend als „Drehmomentwandler-Abdeckung" bezeichnet) auf eine Turbine über einen Kupplungskolben und Verbindungselemente.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Ein Drehmomentwandler, der auf einem AT-Fahrzeug (= automatic transmission, Automatikgetriebe) eingerichtet ist, umfasst eine Drehmomentwandler-Abdeckung, in der Flüssigkeit (Arbeitsmedium) in einem normal flüssigdichten Zustand enthalten ist, eine Pumpe, die zusammen mit der Drehmomentwandler-Abdeckung gedreht wird, eine Turbine, die gegenüber der Pumpe angeordnet ist, und einen Stator, der mit einer Einwegkupplung verbunden ist, und wobei die Drehung der Pumpe über die Flüssigkeit mit Erhöhung des Drehmoments auf die Turbine übertragen werden kann. Demgemäß kann die Antriebskraft des Motors über die Flüssigkeit amplifiziert und auf ein Getriebe und Treibräder eines Fahrzeugs übertragen werden.

Eine Überbrückungskupplung ist innerhalb der Drehmomentwandler-Abdeckung angeordnet und soll den Drehmoment-Übertragungsverlust reduzieren, indem die Drehmomentwandler-Abdeckung und die Turbine zu einem geeigneten Zeitpunkt im Vergleich zur Drehmomentübertragung über Flüssigkeit verbunden werden. Das heißt, die Überbrückungskupplung weist einen Kupplungskolben auf, der mit der Turbine verbunden ist und zwischen einer verbundenen Position, in welcher der Kupplungskolben an eine Innenumfangsfläche der Drehmomentwandler-Abdeckung stößt, und einer nicht verbundenen Position, in welcher der Kupplungskolben und die Drehmomentwandler-Abdeckung getrennt sind, bewegt werden kann, und somit die Drehmomentwandler-Abdeckung und die Turbine direkt über den Kupplungskolben an der verbundenen Position verbunden werden können.

Dämpferfedern sind auf dem Kupplungskolben angeordnet, um die Drehmomentvariation von einem Motor in dem verbundenen Zustand der Überbrückungskupplung zu absorbieren. Mehrere der Dämpferfedern sind innerhalb einer bogenförmigen enthaltenden Aussparung angeordnet, welche entlang dem Außenumfangs-Kantenabschnitt des Kupplungskolbens gebildet ist, und können versetzt werden, um die Drehmomentvariation zu absorbieren, die von einem Motor übertragen wurde (sie z.B. Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 126298/1997).

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN

Da sich jedoch bei der Überbrückungskupplung des Standes der Technik jede Dämpferfeder versetzt (d.h. sich ausdehnt und zusammenzieht), während sie innerhalb der bogenförmigen enthaltenden Aussparung enthalten ist, neigt die Außenfläche (d.h. radial am weitesten außen liegende Fläche) der Feder dazu, mit der Fläche des Außenumfangsabschnitts der enthaltenden Aussparung kontaktiert zu werden, und somit würde durch die Gleitreibung während der Versetzung der Dämpfungsfeder Hysterese verursacht.

Eine derartige Hysterese pflegt sich proportional zur Gleitentfernung der Dämpferfeder relativ zur Fläche der enthaltenden Aussparung zu erhöhen, und die Erhöhung der Hysterese würde eine Erhöhung der Federkonstanten der Dämpferfeder verursachen und somit die Drehmomentvariations-Absorbierleistung verringern. Insbesondere, wenn die Dämpferfeder bogenförmig angeordnet ist, neigt die Außenfläche der Dämpferfeder dazu, gegen die Fläche der enthaltenden Aussparung gedrückt zu werden und somit werden die Gleitreibung zwischen der Dämpferfeder und der Fläche der enthaltenden Aussparung sowie die Hysterese erhöht und entsprechend würde die Motor-Drehmomentvariations-Absorbierleistung äußerst verringert.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überbrückungskupplung bereitzustellen, welche die Gleitentfernung der Dämpferfedern relativ zu der Wand der enthaltenden Aussparung reduzieren können, um die Hysterese zu reduzieren und somit die Motor-Drehmomentvariations-Absorbierleistung zu reduzieren.

MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME

Nach der vorliegenden Erfindung von Anspruch 1 wird eine Überbrückungskupplung bereitgestellt, die umfasst: einen Kupplungskolben, der innerhalb einer Abdeckung eines Drehmomentwandlers angeordnet ist und angepasst ist, zwischen einer verbundenen Position und einer nicht verbundenen Position relativ zu der Drehmomentwandler-Abdeckung bewegt zu werden; eine enthaltende Aussparung, die auf einer Umfangskante des Kupplungskolbens zum Enthalten von Dämpferfedern gebildet ist; und Verbindungselemente zum Verbinden einer Turbine, die innerhalb der Drehmomentwandler-Abdeckung und dem Kupplungskolben über die Dämpferfedern, die innerhalb der enthaltenden Aussparung enthalten sind, angeordnet ist; wobei ein Drehmoment, das in die Drehmomentwandler-Abdeckung eingegeben wird, über den Kupplungskolben und die Verbindungselemente auf die Turbine übertragen werden kann, wenn sich der Kupplungskolben in der verbundenen Position befindet, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: ein unabhängiges Element, das einen Außenumfangsabschnitt der enthaltenden Aussparung bildet, welche gegenüber der Außenfläche jeder Dämpferfeder angeordnet ist, wobei das unabhängige Element von dem Kupplungskolben derart getrennt ist, dass es sich relativ zu dem Kupplungskolben bewegen kann.

Es ist, wie in Anspruch 2 definiert, bevorzugt, dass das unabhängige Element ein im Wesentlichen „L"-förmiges Element mit einem Bodenwandabschnitt umfasst und der Außenumfangsabschnitt gegenüber einer Bodenaussparungs-Seitenfläche und der Außenfläche jeweils jeder Dämpferfeder angeordnet ist.

Es ist auch bevorzugt, wie in Anspruch 3 definiert, dass die Flächen jeweils des Bodenwandabschnitts und des Außenumfangsabschnitts des unabhängigen Elements gegenüber der Bodenaussparungs-Seitenfläche angeordnet sind und die Außenfläche jeder der Dämpferfeder jeweils oberflächenbehandelt ist, um ihren Verschleißwiderstand zu verbessern.

Es ist auch bevorzugt, wie in Anspruch 4 definiert, dass die Dämpferfedern mehrere Schraubenfedern umfassen, die unterschiedliche Federkonstante-Werte aufweisen.

WIRKUNGEN DER ERFINDUNG

Nach der Erfindung von Anspruch 1 kann, da ein unabhängiges Element bereitgestellt ist, das einen Außenumfangsabschnitt der enthaltenden Aussparung bildet, die gegenüber der Außenfläche jeder Dämpferfeder angeordnet ist, und das unabhängige Element von dem Kupplungskolben derart getrennt ist, dass es sich relativ zu dem Kupplungskolben bewegen kann, die Außenfläche der enthaltenden Aussparung (d.h. das unabhängige Element) zusammen mit der Versetzung der Dämpferfedern bewegt werden. Es ist somit möglich, die Gleitentfernung der Dämpferfedern relativ zu der Wand der enthaltenden Aussparung zu reduzieren und demgemäß die Hysterese zu reduzieren und somit die Motor-Drehmomentvariations-Absorbierleistung.

Nach der Erfindung von Anspruch 2 ist es möglich, da das unabhängige Element ein im Wesentlichen „L"-förmiges Element mit einem Bodenwandabschnitt umfasst und der Außenumfangsabschnitt gegenüber einer Bodenaussparungs-Seitenfläche und jeweils der Außenfläche einer Dämpferfeder angeordnet ist, die Gleitentfernung zwischen der Dämpferfeder und der enthaltenden Aussparung (d.h. das unabhängige Element) zu reduzieren. Demgemäß ist es möglich, die Hysterese weiter zu reduzieren und somit die Motor-Drehmomentvariations-Absorbierleistung.

Nach der Erfindung von Anspruch 3, ist es möglich, da die Flächen jeweils des Bodenwandabschnitts und des Außenumfangsabschnitts des unabhängigen Elements, das gegenüber der Bodenaussparungs-Seitenfläche und der Außenfläche jeweils einer Dämpferfeder angeordnet ist, oberflächenbehandelt sind, um ihren Verschleißwiderstand zu verbessern, den Verschleiß des unabhängigen Elements und der Dämpferfedern während deren langfristigen Benutzung zu verhindern.

Nach der Erfindung von Anspruch 4, ist es möglich, da die Dämpferfedern mehrere Schraubenfedern mit unterschiedlichen Federkonstante-Werten aufweisen, die Charakteristik der Dämpferfedern als Ganzes angemessen einzustellen und somit eine erwünschte Drehmomentvariations-Absorbierleistung zu erhalten.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich, welche in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, wobei:

1 eine Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers ist, auf den die Überbrückungskupplung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird;

2 eine Vorderansicht entlang der Linie II-II aus 1 ist;

3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III aus 2 ist;

4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV aus 2 ist;

5 eine erklärende Ansicht ist, welche ein Positionsverhältnis zwischen der Dämpferfeder und dem unabhängigen Element in der Überbrückungskupplung der vorliegenden Erfindung in einem Zustand vor der Versetzung der Dämpferfeder zeigt;

6 eine erklärende Ansicht ist, die ein Positionsverhältnis zwischen der Dämpferfeder und dem unabhängigen Element in der Überbrückungskupplung der vorliegenden Erfindung in einem Zustand nach der Versetzung der Dämpferfeder zeigt;

7 eine Vorderansicht der Überbrückungskupplung einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei die Dämpferfedern durch die Anordnung der Schraubenfedern mit unterschiedlichen Federkonstante-Werten in Reihe gebildet sind;

8 eine Vorderansicht der Überbrückungskupplung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei die Dämpferfedern durch die Anordnung der Schraubenfedern mit unterschiedlichen Federkonstante-Werten parallel zueinander gebildet sind;

9 ein Schaubild ist, das eine Beziehung zwischen dem Drehmomentwinkel der Dämpferfeder und dem Motor-Drehmoment aus Versuchsdaten zeigt, wobei Beispiele der vorliegenden Erfindung und des Stands der Technik verglichen werden; und

10 ein Schaubild ist, das eine Beziehung zwischen dem Median des Drehmomentwinkels und dem Hysterese-Drehmoment, basierend auf dem Schaubild aus 9, zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Eine Überbrückungskupplung der vorliegenden Erfindung soll ein Drehmoment, das in eine Abdeckung eines Drehmomentwandlers (d.h. eine Drehmomentwandler-Abdeckung) eingegeben wird, auf eine Turbine des Drehmomentwandlers über einen Kupplungskolben und Verbindungselemente übertragen werden, wenn der Kupplungskolben sich in der verbundenen Position befindet. Der Drehmomentwandler 1, auf den die Überbrückungskupplung 10 der vorliegenden Erfindung angewandt wird, wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.

Der Drehmomentwandler ist gewöhnlich auf einem AT-Fahrzeug (= automatic transmission, Automatikgetriebe) eingerichtet, um ein Drehmoment von einem Motor (nicht gezeigt) auf ein Getriebe (nicht gezeigt) zu übertragen, wobei das Drehmoment amplifiziert wird, und umfasst hauptsächlich eine Drehmomentwandler-Abdeckung 5, die um ihre Achse drehbar ist, auf welche Motordrehmoment und Motorleistung übertragen werden und in welcher Flüssigkeit (Arbeitsmedium) in einem flüssigdichten Zustand gefüllt ist, eine Pumpe 2, die auf einer rechten (in 1) Wand 5b der Drehmomentwandler-Abdeckung 5 gebildet ist und zusammen mit der Abdeckung 5 gedreht wird, eine Turbine 3, die gegenüber der Pumpe 2 an einer Seite der linken (1) Wand 5a angeordnet ist und innerhalb der Abdeckung 5 frei drehbar ist, einen Stator 4, der mit einer Statorwelle 8 über eine Einwegkupplung 9 verbunden ist, und eine Überbrückungskupplung 10.

Wenn die Drehmomentwandler-Abdeckung 5 und die Pumpe 2 durch Antriebskraft von einem Motor gedreht werden, wird ihr Drehmoment über die Flüssigkeit (Arbeitsmedium) auf die Turbine 3 übertragen, während es amplifiziert wird. Demgemäß wird, wenn die Turbine 3 von dem amplifizierten Drehmoment gedreht wird, eine Abtriebswelle 6, die mit der Turbine 3 über Keilwelleneingriff verbunden ist, ebenfalls gedreht und somit wird das Drehmoment auf das Getriebe (nicht gezeigt) des Fahrzeugs übertragen. In 7 bezeichnet ein Bezugszeichen 7 ein Getriebegehäuse.

Die Überbrückungskupplung 10 soll den Verlust an Drehmomentübertragung im Vergleich mit der Drehmomentübertragung, die Flüssigkeit benutzt, reduziert werden, indem die Drehmomentwandler-Abdeckung 5 und die Turbine 3 zu einem angemessenen Zeitpunkt direkt verbunden werden. Wie in 24 gezeigt, umfasst die Überbrückungskupplung 10 hauptsächlich einen Kupplungskolben 11, der von einem im Wesentlichen scheibenförmigen Element gebildet ist, mehrere Dämpferfedern 12, die von kreisförmigen, bogenförmigen Schraubenfedern entlang ihren Versetzungsrichtungen (ausdehnende und zusammenziehende Richtungen) gebildet sind, Verbindungslemente 16, zum Verbinden des Kupplungskolbens 11 mit der Turbine 3, und ein unabhängiges Element 17.

Der Kupplungskolben 11 kann in linke und rechte Richtungen (1) bewegt werden, indem der Flüssigkeitsdruck zwischen dem Kupplungskolben 11 und der linken Seitenwand 5a der Abdeckung 5 jeweils zu negativen oder nicht negativen Drücken geschaltet wird. Der Kupplungskolben 11 ist mit einer im Wesentlichen ringförmigen Auskleidung 11a (4) auf ihrer Außenumfangsfläche an ihrer linken Seite ausgestattet. Wenn der Flüssigkeitsdruck zwischen dem Kupplungskolben 11 und der linken Seitenwand 5a der Abdeckung 5 auf negativ gewechselt wird, stößt der Kupplungskolben 11 demgemäß an die Innenfläche der linken Seitenwand 5a der Drehmomentwandler-Abdeckung 5 über die Auskleidung 11a an, und somit werden der Kupplungskolben 11 und die Drehmomentwandler-Abdeckung 5 miteinander verbunden (diese Position wird als „verbundene Position" bezeichnet), andererseits wird der Kupplungskolben 11, wenn der negative Druck abgelassen wird, von der Wand 5a der Abdeckung 5 getrennt und somit wird die Verbindung zwischen dem Kupplungskolben 11 und der Drehwandler-Abdeckung 5 freigegeben (diese Position wird als „nicht verbundene Position" bezeichnet).

Auf einer Seite des Kupplungskolbens 11 gegenüber der Seite, auf welcher die Auskleidung 11a bereitgestellt ist, ist eine enthaltende Aussparung 18 (5) entlang ihrer Umfangskante gebildet. Die enthaltende Aussparung 18 ist als kreisförmige, bogenförmige Rille zum Enthalten der Dämpferfedern 12 gebildet und umfasst, wie in 4 gezeigt, eine abgestufte Fläche 11b, die durch das Biegen der Außenumfangskante des Kupplungskolbens 11 gebildet wird, einen Bodenwandabschnitt 17b (streng genommen ihre Innenfläche 17ba) des unabhängigen Elements 17, das später genauer beschrieben wird („Boden-" bedeutet ein Boden der enthaltenden Aussparung 18) und eine Außenumfangswand 17a (genau genommen ihre Innenumfangsfläche 17aa) des unabhängigen Elements 17.

Demgemäß ist die Außenfläche (d.h. radial am weitesten außen liegende Fläche) jeder Dämpferfeder 12, die in der enthaltenden Aussparung 18 enthalten ist, angepasst, um mit der Innenumfangsfläche 17aa durch eine Zentrifugalkraft während der Drehung des Kupplungskolbens 11 kontaktiert zu werden, und ferner ist die radial nach außen gerichtete Bewegung der Dämpferfeder 12 durch die Außenumfangswand 17a (streng genommen die Innenumfangsfläche 17aa) des unabhängigen Elements 17 begrenzt. Auf ähnliche Weise sind die Bewegungen der Dämpferfedern 12 in die axial nach außen gerichteten und die nach innen gerichteten Richtungen jeweils durch den Bodenwandabschnitt 17b (genau genommen seine Innenfläche 17ba) des unabhängigen Elements 17 und ein Führungselement 14, das auf dem Kupplungskolben 11 gesichert ist, begrenzt.

In der dargestellten Ausführungsform sind fünf Dämpferfedern 12 in der enthaltenden Aussparung 18 enthalten und ein Endstück 13 ist auf jedem Ende jeder Dämpferfeder 12 montiert. Metall-Dämpferhalter 15, die zwischen benachbarten Dämpferfedern 12 zum Definieren eines Raums zum Empfangen jeder Dämpferfeder 12 vorstehen, sind auf dem Kupplungskolben 11 gesichert. Jede Dämpferfeder 12 kann somit derart positioniert sein, dass die Endstücke auf ihren gegenüber liegenden Enden, an den Dämpferhalter 15 anstoßen.

Der Dämpferhalter 15 ist mit einem gebogenen Abschnitt 15b gebildet, welcher sich zur enthaltenden Aussparung 18 hin biegt. Die Turbine 3 und der Kupplungskolben 11 sind miteinander in ihrer Drehrichtung über die Dämpferfedern 12 verbunden, wobei das äußerste Ende jedes Verbindungsabschnitts 16 sich von der Turbine 3, die in den gebogenen Abschnitt 15b eingeführt wird, erstreckt. Das heißt, die Seitenstirnflächen jedes Verbindungsabschnitts 16, der in den gebogenen Abschnitt 15b eingeführt ist, sind angepasst, um an die Endstücke 13 der Dämpferfedern 12 anzustoßen und somit ist es möglich, dass die Drehmomentvariation durch Versetzung (d.h. Ausdehnung und Zusammenzug) der Dämpferfedern 12 absorbiert wird, während Drehmoment von dem Kupplungskolben 11 über die Verbindungsabschnitte 16 auf die Turbine 3 übertragen wird.

Axial nach innen gerichtete Bewegung des unabhängigen Elements 17 kann durch ein äußerstes Ende 15a des Dämpferhalters 15 begrenzt werden, der sich bis zur Außenumfangswand 17a des unabhängigen Elements 17 im Wesentlichen parallel zu der Bodenwand des unabhängigen Elements 17, wie in 4 gezeigt, erstreckt. Die radial nach innen gerichtete Bewegung des unabhängigen Elements 17 kann mit der radial nach innen gerichteten Endstirnseite der Bodenwand 17b des unabhängigen Elements 17 begrenzt werden, das an die gestufte Fläche 11b des Kupplungskolbens 11 anstößt. Die radial nach außen gerichtete Bewegung der Dämpferfeder, die durch die Zentrifugalkraft bewirkt wird, welche durch die Drehung der Überbrückungskupplung 10 erzeugt wird, kann durch die Außenumfangswand 17a des unabhängigen Elements 17 begrenzt werden, und somit kann das Herausfallen der Dämpferfedern 12 aus der enthaltenden Aussparung 18 verhindert werden.

Das unabhängige Element 17 ist entlang der Umfangskante des Kupplungskolbens 11 angeordnet, der davon getrennt ist und einen im Wesentlichen „L"-förmigen Querschnitt aufweist, der die Bodenwand 17b umfasst, die im Wesentlichen parallel zum Kupplungskolben 11 liegt, und wobei die Außenumfangswand 17a sich im Wesentlichen vertikal von der Bodenwand 17b erstreckt.

Wie zuvor beschrieben, ist die Innenfläche 17ba des Bodenwandabschnitts 17b eines unabhängigen Elements 17 derart angeordnet, dass es den Bodenseitenflächen der Dämpferfedern 12 gegenüber liegt, und wobei die Außenumfangswand 17a des unabhängigen Elements 17 derart angeordnet ist, dass es den radial am weitesten außen liegenden Flächen der Dämpferfedern 12 gegenüber liegt.

Das unabhängige Element 17 ist von dem Kupplungskolben 11 getrennt und kann daher relativ zum Kupplungskolben 11 frei gedreht werden. Demgemäß wird das unabhängige Element 17 gedreht, wobei es von den Dämpferfedern 12 unter einem Winkel relativ zu dem Kupplungskolben 11 mitgerissen wird, wenn sich die Dämpferfedern 12 versetzen (d.h. ausdehnen und zusammenziehen), während die radial am weitesten außen liegenden Flächen der Dämpferfedern 12 relativ stark zur Außenumfangswand 17a getrieben werden. Dies macht es möglich, die Gleitentfernung der Außenumfangswand 17a der Dämpferfedern 12 relativ zur Innenumfangsfläche 17aa der Außenumfangswand 17a des unabhängigen Elements 17 zu reduzieren.

Natürlich kann auch die Gleitentfernung der Bodenseitenflächen der Dämpferfedern 12 relativ zur Innenfläche 17ba der Bodenwand 17b des unabhängigen Elements 17 reduziert werden. Die Flächen 17ba, 17aa jeweils des Bodenwandabschnitts 17b und des Außenumfangsabschnitts 17a des unabhängigen Elements 17 sind oberflächenbehandelt, um ihren Verschleißwiderstand zu verbessern.

Der Betrieb der Überbrückungskupplung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.

Wenn der Kupplungskolben 11 von seiner nicht verbundenen Position in seine verbundenen Position geschoben wird, wird der Drehmoment-Übertragungsweg über die Flüssigkeit zum direkten Drehmoment-Übertragungsweg über den Kupplungskolben 11 der Überbrückungskupplung 10 geschaltet. In dieser direkten Drehmoment-Übertragung wird die Motor-Drehmomentvariation von den Dämpferfedern 12 absorbiert, nicht von der Flüssigkeit.

Das heißt, wenn die Drehmomentvariation während der Drehmoment-Übertragung von dem Kupplungskolben 11 auf die Turbine 3 über die Verbindungselemente 16 aufkommt, kann die Drehmomentvariation durch die Erzeugung von relativer Versetzung in die Drehrichtung zwischen den Verbindungselementen 16 (d.h. der Turbine 3) und dem Kupplungskolben 11 und durch die Druckversetzung (d.h. Zusammenziehung) der Dämpferfedern 12 innerhalb der enthaltenden Aussparung 18 absorbiert werden. Das Drehmoment ohne Variation wird von der Turbine 3 über die Abtriebswelle 6 auf ein Getriebe (nicht gezeigt) übertragen.

Es wird angenommen, dass ein Ende (z.B. Endstück 13) der Dämpferfeder 12 von ihrer Ausgangsposition „a" in 5 zu einer Position „c" in 6 versetzt wird, wenn die Dämpferfeder 12 komprimiert wird. Nach der vorliegenden Erfindung wird das unabhängige Element 17 auch in dieselbe Richtung unter einem Winkel „&bgr;" zu einer Position „b", die in 6 gezeigt ist, gedreht, wobei es von der Dämpferfeder 12 mitgerissen wird. Wenn das unabhängige Element 17 nicht bereitgestellt ist, wie auf dem Stand der Technik, ist die Gleitentfernung der Dämpferfeder 12 ein Winkel „&agr;" (d.h. von der Position „a" zur Position „b"). Wenn andererseits das unabhängige Element 17 nach der Erfindung bereitgestellt ist, wird die Gleitentfernung zu einem Wert, von dem „&bgr;" der Gleitlänge des unabhängigen Elements 17 von „&agr;" abgezogen ist.

Die Reduktion der Gleitentfernung der Dämpferfedern 12 relativ zur Außenumfangswand 17a trägt zur Reduktion der Hysterese und somit zur Verbesserung der Motor-Drehmomentvariations-Absorbierleistung bei. Des Weiteren weist das unabhängige Element 17 einen im Wesentlichen „L"-förmigen Querschnitt auf, dessen Außenumfangswand 17a und Bodenseitenwand 17b gegenüber sowohl der radial am weitesten außen liegenden Fläche als auch der Bodenseitenfläche der Dämpferfeder 12 angeordnet werden soll. Dies trägt zur weiteren Reduktion der Hysterese der Dämpferfedern 12 bei und somit zur weiteren Verbesserung der Motor-Drehmomentvariations-Absorbierleistung.

Außerdem, da die radial nach innen gerichtete Bewegung des unabhängigen Elements 17 durch den gestuften Abschnitt 11b des Kupplungskolbens 11 begrenzt ist, können Fehler, die durch die Bereitstellung des unabhängigen Elements 17 bewirkt wurden (z.B. das Herausfallen der Dämpferfedern 12 aus der enthaltenden Aussparung 18 aufgrund der radialen Bewegung des unabhängigen Elements 17) verhindert werden. Es ist auch möglich, da die Flächen 17ba, 17aa jeweils des Bodenwandabschnitts 17b und des Außenumfangsabschnitts 17a des unabhängigen Elements 17 oberflächenbehandelt sind, um ihren Verschleißwiderstand zu verbessern, den Verschleiß von sowohl dem unabhängigen Element 17 als auch den Dämpferfedern 12 für lange Zeit zu verhindern.

Dann werden Experimente zum Beweisen des technologischen Vorteils der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die Experimente wurden mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (d.h. mit dem unabhängigen Element 17) und mit einem Vergleichsbeispiel (d.h. des Standes der Technik ohne ein unabhängiges Element) durchgeführt. 9 zeigt eine Beziehung zwischen dem Drehwinkel (Grad) und dem Drehmoment (Nm) und 10 zeigt eine Beziehung zwischen dem Median des drehenden Drehmoments (50 Nm, 100 Nm, 150 Nm) und dem Hysterese-Drehmoment (Nm), basierend auf der Beziehung aus 9.

Wie aus 9 und 10 ersichtlich, zeigt die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Hysterese-Drehmoment auf, das niedriger ist als das des Vergleichsbeispiels des Stands der Technik über dem Median (50–150 Nm) des drehenden Drehmoments eines vorbestimmten Bereichs. Insbesondere am Median 150 Nm des drehenden Drehmoments ist das Hysterese-Drehmoment überaus niedriger (ungefähr 40%) als dasjenige des Vergleichsbeispiels. Demgemäß wird man zu schätzen wissen, dass die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Hysterese der Dämpferfedern auffallend reduzieren kann und somit die Motor-Drehmomentvariations-Absorbierleistung verbessern kann.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Offensichtlich werden dem Durchschnittsfachmann beim Durchlesen und Verstehen der vorhergehenden detaillierten Beschreibung Abwandlungen und Änderungen vorkommen. Zum Beispiel kann, wie in 7 gezeigt, eine Dämpferfeder 12' gebildet werden, indem in Reihe mehrere Schraubenfedern mit unterschiedlichen Federkonstanten kombiniert werden (z.B. eine Kombination aus einer Schraubenfeder 12a mit einer niedrigen Federkonstante und einer Schraubenfeder 12b mit einer hohen Federkonstante). Als Alternative dazu kann eine Dämpferfeder 12", wie in 8 gezeigt, gebildet werden, indem parallel mehrere Schraubenfedern mit unterschiedlichen Federkonstanten kombiniert werden (z.B. eine Kombination aus einer Schraubenfeder 12c mit einem großen Schraubendurchmesser und einer Schraubenfeder 12d mit einem kleinen Schraubendurchmesser).

Wenn die Dämpferfeder somit aus mehreren Schraubenfedern mit unterschiedlichen Federkonstanten gebildet wird, ist es möglich, die Charakteristiken der Dämpferfedern als Ganzes festzusetzen und somit eine wünschenswerte Drehmomentvariations-Absorbierleistung zu erhalten. In diesem Fall ist es möglich, in Reihe oder parallel drei oder mehr Schraubenfedern mit jeweils unterschiedlichen Federkonstanten zu kombinieren.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT

Die Überbrückungskupplung der vorliegenden Erfindung kann auf jede beliebige Überbrückungskupplung mit einem unabhängigen Element angewendet werden, das Abschnitte aufweist, die gegenüber der Außenfläche der Dämpferfedern angeordnet sind und relativ zu einem Kupplungskolben frei beweglich angeordnet sind.


Anspruch[de]
Überbrückungskupplung (10), die umfasst:

einen Kupplungskolben (11), der innerhalb einer Drehmomentwandler-Abdeckung(5) angeordnet ist und angepasst ist, zwischen einer verbundenen Position und einer nicht verbundenen Position relativ zu der Drehmomentwandler-Abdeckung (5) bewegt zu werden;

eine enthaltende Aussparung (18), die auf einer Umfangskante des Kupplungskolbens (11) zum Enthalten von Dämpferfedern (12) gebildet ist; und

Verbindungselemente (16) zum Verbinden einer Turbine (3), die innerhalb der Drehmomentwandler-Abdeckung (5) und dem Kupplungskolben (11) über die Dämpferfedern (12), die innerhalb der enthaltenden Aussparung (18) enthalten sind, angeordnet ist; wobei

ein Drehmoment, das in die Drehmomentwandler-Abdeckung (5) eingegeben wird, über den Kupplungskolben (11) und die Verbindungselemente (16) auf die Turbine (3) übertragen werden kann, wenn sich der Kupplungskolben in der verbundenen Position befindet, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst;

ein unabhängiges Element (17), das einen Außenumfangsabschnitt (17a) der enthaltenden Aussparung (18) bildet, welche gegenüber der Außenfläche jeder Dämpferfeder (12) angeordnet ist, wobei das unabhängige Element (17) von dem Kupplungskolben (11) derart getrennt ist, dass es sich relativ zu dem Kupplungskolben (11) bewegen kann.
Überbrückungskupplung (10) nach Anspruch 1, wobei das unabhängige Element (17) ein im Querschnitt im Wesentlichen „L"-förmiges Element mit einem Bodenwandabschnitt (17b) umfasst und der Außenumfangsabschnitt (17a) gegenüber einer Bodenaussparungs-Seitenfläche und der Außenfläche jeweils jeder Dämpferfeder (12) angeordnet ist. Überbrückungskupplung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei Flächen (17ba, 17aa) jeweils des Bodenwandabschnitts (17b) und des Außenumfangsabschnitts (17a) des unabhängigen Elements (17) gegenüber der Bodenaussparungs-Seitenfläche angeordnet sind und die Außenfläche jeder der Dämpferfedern (12) jeweils oberflächenbehandelt ist, um ihren Verschleißwiderstand zu verbessern. Überbrückungskupplung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dämpferfedern (12) mehrere Schraubenfedern umfassen, die unterschiedliche Federkonstante-Werte aufweisen.






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