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Dokumentenidentifikation DE102007026656A1 20.12.2007
Titel Geschmiedete Antriebsnocken für ein Kolbenblech
Anmelder LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, 77815 Bühl, DE
Erfinder Kneidel, Craig, Wooster, US
DE-Anmeldedatum 08.06.2007
DE-Aktenzeichen 102007026656
Offenlegungstag 20.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse F16H 41/24(2006.01)A, F, I, 20070608, B, H, DE
Zusammenfassung Es wird ein Antriebsnocken für ein Kolbenblech in einem Drehmomentwandler beschrieben, der ein Unterteil, das funktionell zum Befestigen am Kolbenblech eingerichtet ist, und einen hervorstehenden Teil beinhaltet, der integraler Bestandteil des Unterteils ist und sich axial vom Unterteil aus erstreckt. Der hervorstehende Teil ist funktionell so angeordnet, dass er in ein Dämpfungselement im Drehmomentwandler eingreift. Gemäß einigen Aspekten ist das Kolbenblech zum Befestigen einer Vielzahl von Antriebsnocken eingerichtet, während der Antriebsnocken gemäß anderen Aspekten zum Befestigen am Kolbenblech mit einem Niet eingerichtet ist. Gemäß einigen Aspekten ist der Nocken aus einem härtbaren Material oder durch Schmieden hergestellt. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das Kolbenblech ferner einen Außenumfang, und der Antriebsnocken ist so angeordnet, dass er in der Nähe des Außenumfangs angebracht wird. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das Dämpfungselement ferner eine Feder, und der Antriebsnocken ist so angeordnet, dass er mit der Feder in Eingriff steht. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das Kolbenblech ferner eine axiale Ausdehnung und der Antriebsnocken eine radiale Ausdehnung, und die radiale Ausdehnung ist größer als die axiale Ausdehnung.

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Kolbenblech für einen Drehmomentwandler und im Besonderen ein Kolbenblech mit geschmiedeten Antriebsnocken am Kolbenblech, die getrennt vom Kolbenblech gebildet werden, um möglichen Verschleiß zu verringern und die Haltbarkeit der Antriebsnocken zu erhöhen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bekanntlich wird ein Drehmomentwandler zur Übertragung eines Drehmoments von einem Motor zu einem Getriebe eines Motorfahrzeugs verwendet. 1 veranschaulicht in einem allgemeinen Blockschaubild die Beziehung zwischen dem Motor 7, dem Drehmomentwandler 10, dem Getriebe 8 und der Differenzial-/Achsbaugruppe 9 in einem typischen Fahrzeug.

Die drei Hauptkomponenten des Drehmomentwandlers sind die Pumpe 37, die Turbine 38 und der Stator 39. Aus dem Drehmomentwandler wird eine dicht abgeschlossene Kammer, wenn die Pumpe am Deckel 11 angeschweißt ist. Der Deckel ist mit der Wandlermitnehmerscheibe (Flexplate) 41 verbunden, die wiederum mit der Kurbelwelle 42 des Motors 7 verschraubt ist. Der Deckel kann unter Verwendung von Stegen oder Zapfen mit der Wandlermitnehmerscheibe verbunden sein, die an den Deckel angeschweißt sind. Die Schweißverbindung zwischen der Pumpe und dem Deckel überträgt das Motordrehmoment zur Pumpe. Deshalb dreht sich die Pumpe immer mit der Motordrehzahl. Die Funktion der Pumpe besteht darin, unter Verwendung dieser Drehbewegung die Flüssigkeit in radialer Richtung nach außen und in axialer Richtung zur Turbine zu befördern. Deshalb dient als Pumpe eine Kreiselpumpe, welche die Flüssigkeit von einem kleinen radialen Einlass zu einem großen radialen Auslass befördert und so die Energie der Flüssigkeit erhöht. Der Druck zum Einkuppeln der Getriebekupplungen und der Wandlerkupplung wird durch eine zusätzliche Pumpe im Getriebe erzeugt, die durch die Pumpennabe angetrieben wird.

Im Drehmomentwandler 10 wird durch die Pumpe (mitunter auch als Laufrad bezeichnet), die Turbine und den Stator (mitunter auch als Reaktor bezeichnet) ein Flüssigkeitskreislauf gebildet. Durch den Flüssigkeitskreislauf kann der Motor weiter laufen, wenn das Fahrzeug anhält, und das Fahrzeug wieder beschleunigen, wenn das durch einen Fahrer gewünscht wird. Ähnlich wie bei einer Getriebeuntersetzung unterstützt der Drehmomentwandler das Motordrehmoment durch ein Drehmomentverhältnis. Das Drehmomentverhältnis ist das Verhältnis von Abtriebsdrehmoment zu Antriebsdrehmoment. Das Drehmomentverhältnis ist am höchsten, wenn die Drehzahl der Turbine niedrig oder gleich null ist (auch als Abwürgen bezeichnet). Die Drehmomentverhältnisse beim Abwürgen liegen üblicherweise im Bereich von 1,8 bis 2,2. Das bedeutet, dass das Abtriebsdrehmoment des Drehmomentwandlers 1,8- bis 2,2-mal so groß ist wie das Antriebsdrehmoment. Die Abtriebsdrehzahl hingegen ist wesentlich niedriger als die Antriebsdrehzahl, da die Turbine mit der Abtriebsseite verbunden ist und sich nicht dreht, während die Antriebsseite mit der Motordrehzahl läuft.

Die Turbine 38 nutzt die mit der Flüssigkeit von der Pumpe 37 aufgenommene Energie zum Antreiben des Fahrzeugs. Das Turbinengehäuse 22 ist mit der Turbinennabe 19 verbunden. Die Turbinennabe 19 überträgt das Drehmoment der Turbine mittels einer Keilnutverbindung auf die Antriebswelle 43 des Getriebes. Die Antriebswelle ist über Zahnräder und Wellen im Getriebe 8 sowie ein Achsdifferenzial 9 mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden. Die auf die Turbinenschaufeln einwirkende Kraft der Flüssigkeit wird von der Turbine in Form eines Drehmoments abgegeben. Axiale Drucklager 31 nehmen die durch die Flüssigkeit auf die Komponenten einwirkenden axialen Kräfte auf. Sobald das Abtriebsdrehmoment zur Überwindung der Trägheit des stehenden Fahrzeugs ausreicht, setzt sich das Fahrzeug in Bewegung.

Nachdem die Energie der Flüssigkeit durch die Turbine in ein Drehmoment umgesetzt wurde, enthält die Flüssigkeit noch restliche Energie. Die aus der kleinen radialen Auslassöffnung 44 austretende Flüssigkeit tritt normalerweise so in die Pumpe ein, dass sie der Drehung der Pumpe entgegenwirkt. Der Stator 39 dient zum Umlenken der Flüssigkeit, um zur Beschleunigung der Pumpe beizutragen und dadurch das Drehmomentverhältnis zu erhöhen. Der Stator 39 ist durch einen Freilauf 46 mit der Statorwelle 45 verbunden. Die Statorwelle ist mit dem Getriebegehäuse 47 verbunden und dreht sich nicht. Der Freilauf 46 verhindert, dass sich der Stator 39 bei niedrigen Drehzahlverhältnissen dreht (wenn sich die Pumpe schneller dreht als die Turbine). Die vom Turbinenauslass 44 in den Stator 39 eintretende Flüssigkeit wird durch die Statorschaufeln 48 umgelenkt, sodass sie in Drehrichtung in die Pumpe 37 eintritt.

Die Ein- und Austrittswinkel der Schaufeln, die Form des Pumpen- und des Turbinengehäuses sowie der Gesamtdurchmesser des Drehmomentwandlers beeinflussen dessen Leistungsparameter. Zu den Parametern für die Konstruktion gehören das Drehmomentverhältnis, der Wirkungsgrad und die Fähigkeit des Drehmomentwandlers, ein Motordrehmoment aufzunehmen, ohne dass der Motor „durchdrehen" kann. Dazu kommt es, wenn der Drehmomentwandler zu klein ist und die Pumpe den Motor nicht abbremsen kann.

Bei niedrigen Drehzahlverhältnissen arbeitet der Drehmomentwandler zufriedenstellend, indem er den Motor laufen lässt, während das Fahrzeug steht, und das Motordrehmoment zur Leistungssteigerung unterstützt. Bei hohen Drehzahlverhältnissen ist der Drehmomentwandler weniger wirksam. Indem sich die Drehzahl der Turbine an die Drehzahl der Pumpe angleicht, geht das Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers von einem hohen Wert von ungefähr 1,8 bis 2,2 auf ein Drehmomentverhältnis von ungefähr 1 zurück. Das Drehmomentverhältnis von 1 wird als Kupplungspunkt bezeichnet. An diesem Punkt braucht die in den Stator eintretende Flüssigkeit nicht mehr umgelenkt zu werden, und der Freilauf im Stator lässt die Drehung in derselben Richtung wie die Pumpe und die Turbine zu. Da der Stator die Flüssigkeit nicht umlenkt, ist das vom Drehmomentwandler abgegebene Drehmoment gleich dem aufgenommenen Drehmoment. Der gesamte Flüssigkeitskreislauf dreht sich als eine Einheit.

Aufgrund von Verlusten in der Flüssigkeit liegt der maximale Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers bei 92 bis 93 %. Deshalb wird zur mechanischen Verbindung der Antriebsseite mit der Abtriebsseite des Drehmomentwandlers eine Drehmomentwandlerkupplung 49 eingesetzt, die den Wirkungsgrad auf nahezu 100 % erhöht. Die Kupplungskolbenplatte 17 wird durch Befehle von der Getriebesteuerung hydraulisch betätigt. Die Kolbenplatte 17 ist an ihrem Innendurchmesser durch einen O-Ring 18 gegen die Turbinennabe 19 und an ihrem Außendurchmesser durch einen Ring 51 aus Reibungsmaterial gegen den Deckel 11 abgedichtet. Diese Dichtungen bilden eine Druckkammer und drücken die Kolbenplatte 17 gegen den Deckel 11. Diese mechanische Verbindung umgeht den Flüssigkeitskreislauf des Drehmomentwandlers.

Die mechanische Verbindung der Drehmomentwandlerkupplung 49 überträgt wesentlich mehr Torsionsschwankungen an den Antriebsstrang. Da der Antriebsstrang im Grunde ein Federn-Massen-System darstellt, können Torsionsschwankungen vom Motor Resonanzschwingungen des Systems anregen. Um die Resonanzschwingungen des Antriebsstrangs aus dem Fahrbereich zu entfernen, wird ein Dämpfer verwendet. Der Dämpfer beinhaltet in Reihe angeordnete Federn 15, um die wirksame Federkonstante des Systems und so die Resonanzfrequenz zu verringern.

Die Wandlerkupplung 49 umfasst im Allgemeinen vier Komponenten: eine Kolbenplatte 17, Deckplatten 12 und 16, Federn 15 und einen Flansch 13. Die Deckplatten 12 und 16 übertragen das Drehmoment von der Kolbenplatte 17 auf die Druckfedern 15. An der Deckplatte sind um die Federn 15 herum Nasen 52 gebildet, um die Federn in axialer Richtung zu haltern. Das Drehmoment wird über eine genietete Verbindung von der Kolbenplatte 17 auf die Deckplatten 12 und 16 übertragen. Die Deckplatten 12 und 16 lassen das Drehmoment durch den Kontakt mit einer Kante einer Aussparung für die Feder auf die Druckfedern 15 einwirken. Die beiden Deckplatten unterstützen gemeinsam die Feder auf beiden Seiten ihrer Mittelachse. Die Federkraft wird durch den Kontakt mit einer Kante der Aussparung für die Flanschfeder auf den Flansch 13 übertragen. Mitunter weist der Flansch auch eine drehfeste Zunge oder einen drehfesten Schlitz auf, der in einen Teil der Deckplatte eingreift, um während der Übertragung hoher Drehmomente ein zu starkes Zusammendrücken der Federn zu verhindern. Das Drehmoment wird vom Flansch 13 auf die Turbinennabe 19 und auf die Antriebswelle 43 des Getriebes übertragen.

Die Energie kann bei Bedarf durch Reibung, die mitunter auch als Hysterese bezeichnet wird, aufgenommen werden. Die Hysterese ergibt sich aus der Torsion und der Entspannung der Dämpfungsplatten und ist somit doppelt so groß wie das eigentliche Reibungsdrehmoment. Die Hysteresebaugruppe besteht im Allgemeinen aus einer Membranfeder (oder Bellevillefeder) 14 zwischen dem Flansch 13 und einer der Deckplatten 16, um den Flansch 13 gegen die andere Deckplatte 12 zu drücken. Durch die Steuerung der auf die Membranfeder 14 ausgeübten Kraft kann auch das Reibungsdrehmoment gesteuert werden. Typische Hysteresewerte liegen im Bereich von 10 bis 30 Nm.

Bekannt ist die Verwendung von Zungen in der Nähe eines Außenumfangs eines Kolbenblechs in einem Drehmomentwandler, um das Blech mit einer Dämpferbaugruppe zu verbinden. Insbesondere greifen die Zungen in Federn in der Baugruppe ein. Leider kann das durch das Kolbenblech übertragene Drehmoment bei bestimmten Anwendungen zu übermäßigem Verschleiß führen, was zum Ermüdungsbruch und zum Ausfall der Kolbenzungen führt.

Somit besteht seit langem ein Bedarf an einem haltbarerem Mittel zum Verbinden eines Kolbenblechs mit einer Dämpferbaugruppe in einem Drehmomentwandler.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen einen Antriebsnocken für ein Kolbenblech in einem Drehmomentwandler, wobei der Nocken ein Unterteil, das funktionell zum Verbinden mit einem Kolbenblech angeordnet ist, und einen hervorstehenden Teil beinhaltet, der integraler Bestand des Unterteils ist und sich vom Unterteil in axialer Richtung erstreckt. Der hervorstehende Teil ist funktionell so angeordnet, dass er in ein Dämpfungselement im Drehmomentwandler eingreift. Gemäß einigen Aspekten ist das Kolbenblech zum Verbinden mit einer Vielzahl der Antriebsnocken eingerichtet, oder der Antriebsnocken ist zum Anbringen mit mindestens einem Niet am Kolbenblech eingerichtet. Gemäß einigen Aspekten ist der Antriebsnocken aus einem härtbaren Material oder durch Schmieden hergestellt. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Drehmomentwandler ein Außengehäuse und eine Kupplung, und das Kolbenblech ist so angeordnet, dass es axial in die Kupplung und das Gehäuse eingreift. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das Kolbenblech einen Außenumfang, und der Antriebsnocken ist so angeordnet, dass er in der Nähe des Außenumfangs befestigt wird, oder das Dämpfungselement beinhaltet eine Feder, und der Antriebsnocken ist so angeordnet, dass er in die Feder eingreift. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das Kolbenblech eine axiale Ausdehnung, der Antriebsnocken beinhaltet eine radiale Ausdehnung, und die radiale Ausdehnung ist größer als die axiale Ausdehnung.

Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen auch eine Antriebsbaugruppe für einen Drehmomentwandler, die ein axial verschiebbares Kolbenblech und eine Vielzahl fest mit einer radialen Fläche des Kolbenblechs verbundener Antriebsnocken beinhaltet, welche in ein Dämpfungselement im Drehmomentwandler eingreifen. Gemäß einigen Aspekten ist jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken durch mindestens einen Niet fest verbunden. Gemäß einigen Aspekten ist jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken aus einem härtbaren Material oder durch Schmieden hergestellt. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Drehmomentwandler ein Außengehäuse und eine Kupplung, und das Kolbenblech ist so angeordnet, dass es axial in die Kupplung und das Gehäuse eingreift, oder das Kolbenblech beinhaltet einen Außenumfang, und jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken ist in der Nähe des Außenumfangs fest angebracht. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das Dämpfungselement eine Vielzahl von Federn, und die Vielzahl der Antriebsnocken greift in die Vielzahl der Federn ein, oder das Kolbenblech beinhaltet eine axiale Ausdehnung, jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken beinhaltet eine radiale Ausdehnung, und die radiale Ausdehnung ist größer als die axiale Ausdehnung.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen haltbareren Verbindungspunkt zwischen einem Kolbenblech und einem Dämpfungselement in einem Drehmomentwandler bereitzustellen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen getrennten Antriebsnocken zum Anbringen an einem Kolbenblech eines Drehmomentwandlers bereitzustellen, damit das Kolbenblech in eine Dämpferbaugruppe im Drehmomentwandler eingreifen kann.

Diese sowie weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsarten der Erfindung und aus den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen klar.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein allgemeines Blockschaubild des Kraftflusses in einem Motorfahrzeug, das zur Erläuterung der Stellung und Funktion eines Drehmomentwandlers in dessen Antriebsstrang dient;

2 ist eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers nach dem Stand der Technik in Einbaulage an einem Motor eines Motorfahrzeugs;

3 ist eine Ansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers von der linken Seite entlang der Linie 3-3 in 2;

4 ist eine Querschnittsansicht des in den 2 und 3 gezeigten Drehmomentwandlers entlang der Schnittlinie 4-4 in 3;

5 ist eine erste Ansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung aus der Sicht eines Betrachters des Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung von der linken Seite;

6 ist eine zweite Ansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung aus der Sicht eines Betrachters des Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung von der rechten Seite;

7A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems, das die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe darstellt;

7B ist eine perspektivische Ansicht eines Objekts in dem Zylinderkoordinatensystem von 7A, das die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe darstellt;

8 ist eine Draufsicht auf einen Antriebsnocken gemäß der vorliegenden Erfindung;

9 ist eine perspektivische Ansicht des in 8 gezeigten Antriebsnockens;

10 ist eine Draufsicht auf ein Kolbenblech mit angebrachten Antriebsnocken gemäß der vorliegenden Erfindung;

11 ist eine Querschnittsansicht des in 10 gezeigten Kolbenblechs entlang der Schnittlinie 11-11 in 10;

12 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers bei eingerückter Kupplung;

13 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers in 12, bei welche den Antriebsnocken und die Kupplung im eingerückten Zustand zeigt;

14 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers in 12, welche den Antriebsnocken und die Kupplung im ausgerückten Zustand zeigt; und

15 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers in 12, welche den Befestigungspunkt für den Antriebsnocken zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Von vornherein sollte klar sein, dass gleiche Bezugsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente der Erfindung bezeichnen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die gegenwärtig als bevorzugt angesehenen Aspekte beschrieben wird, sollte klar sein, dass die beanspruchte Erfindung nicht auf die beschriebenen Aspekte beschränkt ist.

Außerdem ist klar, dass diese Erfindung nicht auf die bestimmten beschriebenen Verfahren, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Ferner ist klar, dass die hier gebrauchten Begriffe nur zur Beschreibung bestimmter Aspekte dienen und nicht als Einschränkung des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung zu verstehen sind, der nur durch die angehängten Ansprüche eingeschränkt wird.

Sofern nicht anderweitig definiert, haben alle hier gebrauchten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, wie sie einem Fachmann geläufig ist, an den sich diese Erfindung richtet. Obwohl zum Durchführen oder Testen der Erfindung beliebige Verfahren, Einrichtungen oder Materialien verwendet werden können, die den hier beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, werden im Folgenden die bevorzugten Verfahren, Vorrichtungen und Materialien beschrieben.

Unter drehfest verbunden oder befestigt ist zu verstehen, dass zwei Komponenten so miteinander verbunden sind, dass sich die Komponenten gemeinsam drehen, das heißt, die beiden Komponenten sind bezüglich der Drehung fest miteinander verbunden. Das drehfeste Verbinden von zwei Komponenten schränkt nicht unbedingt die Relativbewegung in anderen Richtungen ein. Zum Beispiel können sich zwei drehfest miteinander verbundene Komponenten durch eine Keilnutverbindung in axialer Richtung gegeneinander bewegen. Es sollte jedoch klar sein, dass eine drehfeste Verbindung nicht unbedingt bedeutet, dass eine Bewegung in anderen Richtungen möglich ist. Zum Beispiel können zwei drehfest miteinander verbundene Komponenten axial fest miteinander verbunden sein. Die obige Erläuterung der drehfesten Verbindung kann auf die folgenden Erörterungen angewendet werden. Sofern nicht anders angegeben, ist bei den folgenden Erörterungen unter einer Verbindung eine drehfeste Verbindung zu verstehen.

7A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 80, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendete räumliche Bezeichnungsweise darstellt. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Verbindung mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, die als Bezug für die folgenden Richtungs- und räumlichen Begriffe dient. Die Attribute „axial", „radial" und „Umfangs-" beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 (der senkrecht zur Achse 81 ist) bzw. zum Umfang 83. Die Attribute „axial", „radial" und „Umfangs-" beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Flächen. Zur Erläuterung der Lage der verschiedenen Ebenen dienen die Objekte 84, 85 und 86. Die Fläche 87 des Objekts 84 bildet eine axiale Ebene. Das heißt, die Achse 81 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 88 des Objekts 85 bildet eine radiale Ebene. Das heißt, der Radius 82 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 89 des Objekts 86 bildet eine Umfangsfläche. Das heißt, der Umfang 83 bildet eine Linie entlang der Fläche. Gemäß einem weiteren Beispiel verläuft eine axiale Bewegung oder Lage parallel zur Achse 81, eine radiale Bewegung oder Lage verläuft parallel zum Radius 82, und eine Umfangsbewegung oder -lage verläuft parallel zum Umfang 83. Eine Drehung erfolgt um die Achse 81.

Die Attribute „axial", „radial" und „Umfangs-" beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 bzw. zum Umfang 83. Die Attribute „axial", „radial" und „Umfangs-" beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Ebenen.

7B ist eine perspektivische Ansicht des Objekts 90 im Zylinderkoordinatensystem 80 von 7A, welche die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchte räumliche Bezeichnungsweise darstellt. Das zylindrische Objekt 90 ist für ein zylindrisches Objekt in einem Zylinderkoordinatensystem repräsentativ und ist keineswegs als Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Das Objekt 90 beinhaltet eine axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92 und eine Umfangsfläche 93. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene, und die Fläche 93 ist Teil einer Umfangsfläche.

8 ist eine Draufsicht auf einen Antriebsnocken 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.

9 ist eine perspektivische Ansicht des in 8 gezeigten Antriebsnockens 100.

10 ist eine Draufsicht auf einen Kolbenblech 148, an welchem Antriebsnocken 100 durch Niete 126, 128 und 130 fest angebracht sind.

11 ist eine Querschnittsansicht des Kolbenblechs 148 entlang der Schnittlinie 11-11 in 10.

12 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 156, die einen Antriebsnocken 100 zeigt, der mit einem Mittelniet 128 am Kolbenblech 148 befestigt ist. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 8 bis 12 zu sehen. Nocken 100 sind unter Verwendung eines beliebigen in der Technik bekannten Mittels mit dem Kolbenblech 148 verbunden. Gemäß einigen Aspekten ist der Antriebsnocken 100 durch Niete 126, 128 und 130 am Kolbenblech 148 befestigt. Der Antriebsnocken 100 weist ein Unterteil 132 zum Anbringen am Außenumfang des Kolbenblechs 148 sowie eine erhabene oder hervorstehende Antriebszunge 134 auf, die sich vom Unterteil 132 aus erstreckt. Die Antriebszunge 134 beinhaltet relativ ebene Flächen 136 und 138. Die Flächen stellen den Bereich dar, an dem der Antriebsnocken 100 an den Bogenfedern 150 der Dämpferbaugruppe 152 im Drehmomentwandler 156 anliegt. Es sollte klar sein, dass die gezeigte Ausführungsart der Antriebsnocken 100 nur eine Variante darstellt und dass die Antriebsnocken 100 viele andere Formen und Größen haben können.

Zu den zum Herstellen des Antriebsnocken 100 verwendeten Werkstoffen zählen gehärteter Stahl, legierter Stahl nach SAE 4140 oder ähnliche härtbare Substanzen, ist aber nicht darauf beschränkt. Gemäß einigen Aspekten kann der Antriebsnocken 100 geschmiedet werden, wodurch der Antriebsnocken 100 in vielen verschiedenen Formen und Größen hergestellt werden kann, darunter vorteilhafterweise größere Abmessungen, die bei auf herkömmliche Weise gebildeten oder gestanzten Antriebsringen oder -blechen nicht möglich sind. Gehärteter Stahl bietet einen verschleißfesten Kontaktpunkt für die Bogenfedern 150, wenn die Kupplung 151 einrückt und vom Kolbenblech 148 ein Drehmoment über den Antriebsnocken 100 zu den Bogenfedern 150 übertragen wird. Durch die Verwendung von gehärtetem Stahl zur Fertigung der Antriebsnocken 100 wird somit die Haltbarkeit der Antriebsnocken verlängert. Diese Verlängerung ist bei Drehmomentwandlern für größere Drehmomente von besonderem Vorteil.

Die Flächen 136 und 138 können eine radiale Ausdehnung haben, die größer als die axiale Ausdehnung des Kolbenblechs 148 ist. Die größere radiale Ausdehnung der Kontaktflächen 136 und 138 bewirkt eine bessere Verteilung des vom Kolbenblech 148 durch die Antriebsnocken zu den Bogenfedern 150 übertragenen Drehmoments. Der im Wesentlichen große Querschnitt der Flächen 136 und 138 an der Antriebszunge 134 versetzt den Antriebsnocken 100 in die Lage, größere Drehmomente zu verkraften als herkömmliche Antriebszungen, was die Haltbarkeit des Antriebsnockens verlängert.

Gemäß einigen Aspekten schaffen Senknietlöcher 142, 144 und 146 am Unterteil 132 der Antriebsnocken 100 eine Stelle zum Befestigen der Antriebsnocken am Kolbenblech 148. Dieses Senkmerkmal in den Löchern 142, 144 und 146 dient zur Sicherstellung eines Abstands zwischen dem Kolbenblech 148 und der Federaufnahme 150. Der Antriebsnocken 100 ist mit drei Nietlöchern dargestellt, wobei sich das dritte Nietloch im Wesentlichen in der Mitte der hervorstehenden Antriebszunge 134 befindet. Das mittlere Nietloch 146 weist einen zusätzlichen runden Spalt auf, damit der Niet beim Befestigen des Antriebsnockens 100 am Kolbenblech 148 richtig gestaucht werden kann. Es sollte klar sein, dass der Antriebsnocken 100 unter Verwendung von mehr oder weniger als drei Nieten am Kolbenblech 148 befestigt werden kann oder dass ein anderes Befestigungsmittel verwendet werden kann.

Niete zur Verwendung mit Nocken 100 sind aus einer beliebigen in der Technik bekannten Substanz gebildet. Bei der gezeigten Ausführungsart sind die Antriebsnocken 100 an den Zungen 182 am Außenumfang des Kolbenblechs 148 befestigt. Es sollte klar sein, dass die Lage und die Befestigung der Antriebsnocken 100 von der gezeigten Ausführungsart abweichen kann.

8 zeigt, dass aus den Ecken an der äußeren Umfangsfläche der Antriebsnocken 100 Kerben 140 herausgearbeitet werden können, um Antriebsnocken während des Montage und des Nietens sicherer zu haltern. Dieses Merkmal kann je nach den verwendeten Fertigungsschritten wahlweise eingesetzt werden. Alternativ kann zur Unterstützung des Fertigungsprozesses ein ähnliches Merkmal wie die Kerbe 140 genutzt werden.

Es sollte klar sein, dass der Nocken 100 nicht auf die in den Figuren gezeigte Größe, Form oder Anordnung begrenzt ist und dass andere Größen, Formen und Anordnungen in Geist und Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung enthalten sind.

Das Kolbenblech 148 beinhaltet an seinem Innenumfang einen Kragenteil 178, der in 12 an die Turbinennabe 180 anstößt. Die Antriebsnocken 100 sind so dargestellt, dass die Antriebszunge 134 axial und parallel zum Kragen 178 des Kolbenblechs 148 hervorsteht.

In 12 ist die vom Antriebsnocken 100 hervorstehende Antriebszunge 134 so dargestellt, dass sie in die Bogenfeder 150 eingreift. Die Kupplung des Drehmomentwandlers 156 ist in einem eingerückten Zustand dargestellt und besteht aus einem Antriebsring 154, einer Kupplungsscheibe 158, einem Kolbenblech 148 und den Reibungsflächen 160, 162 und 164. Der Antriebsring 154 greift in das Kolbenblech 148 und die Kupplungsscheibe 158 ein. Die Kupplungsscheibe 158 ist am Verbindungspunkt 168 drehfest mit dem Deckel 166 verbunden und axial zwischen dem Kolbenblech 148 und dem Antriebsring 154 angeordnet.

Ein axialer Druck auf der Betätigungsseite 170 des Kolbenblechs 148 verschiebt das Kolbenblech axial zur Kupplungsscheibe 158 und zum Antriebsring 154. Durch die axiale Verschiebung des Kolbenblechs 148 werden wiederum die Kupplungsscheibe 158 und der Antriebsring 154 gegen den Deckel 166 verschoben. Der Antriebsring 154 ist durch Zungen 172 (siehe 10) mit dem Kolbenblech 148 drehfest verbunden, die am Außenumfang des Kolbenblechs 148 und des Antriebsrings 154 angeordnet sind, sodass sich der Antriebsring 154 axial zwischen dem Kolbenblech 148 und dem Deckel 166 frei bewegen kann. Die drehfeste Verbindung des Antriebsrings 154 am Kolbenblech 148 ermöglicht die Übertragung eines Drehmoments, das zum Antriebsring 154 übertragen wird, vom Deckel 166 zum Kolbenblech 148 über die Zungen 172 am Außenumfang des Kolbenblechs 148.

13 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 156 in 12, welche einen Antriebsnocken 100 bei eingerückter Kupplung 151 zeigt. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 8 bis 13 zu sehen. Gemäß einigen Aspekten sind die Antriebsnocken 100 fest mit den Zungen 182 verbunden und in gleichmäßigen Abständen auf dem Außenumfang des Kolbenblechs 148 angeordnet. Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten sind die Antriebsnocken 100 fest mit den Zungen 182 verbunden und asymmetrisch auf dem Außenumfang des Kolbenblechs 148 angeordnet. Bei eingerückter Kupplung beginnen das Kolbenblech 148, der Antriebsring 154 und die Antriebsnocken 100, sich gleichzeitig mit dem Deckel 166 um die Achse 184 des Drehmomentwandlers 156 zu drehen. In die Bogenfedern 150, die an einem Ende im Eingriff mit den Antriebsnocken 100 stehen, greift die von den Antriebsnocken 100 hervorstehende Antriebszunge 134 ein.

Das Kolbenblech 148 kann sich infolge eines hydraulischen Drucks auf der Betätigungsseite 170 des Kolbenblechs 148 axial zum Antriebsring 154, zur Kupplungsscheibe 158 und zum Deckel 166 hin verschieben. Indem sich das Kolbenblech 148 axial auf die Kupplungsscheibe 158 und den Antriebsring 154 zu bewegt, nähern sich die drei Scheiben dem Deckel 166, und schließlich drückt das Kolbenblech 148 den Antriebsring 154 gegen den Antriebsscheibendeckel 166, sodass die Kupplung dann eingerückt ist. Nach dem Einrücken der Kupplung wird das Drehmoment zum Kolbenblech 148 und von dort durch die Antriebsnocken 100 zu den Bogenfedern 150 übertragen. Das durch die Antriebsnocken 100 zu den Bogenfedern 150 übertragene Drehmoment führt zum Zusammendrücken der Bogenfedern, und das Drehmoment wird dann zur Federaufnahme 152 übertragen.

Sobald der Druck in der Kammer 174 und somit auf der Betätigungsseite 170 im Drehmomentwandler nachlässt, wandert das Kolbenblech 148 zurück und verschiebt sich axial zur Turbine 188 hin. In diesem ausgerückten Zustand bleibt das Kolbenblech 148 durch die von den Antriebsnocken 100 axial hervorstehenden Antriebszungen 134 im Eingriff mit den Bogenfedern 150. Gemäß einigen Aspekten ist die Kupplungsscheibe 158 am Punkt 168 mit dem Deckel 166 verbunden und dreht sich weiterhin gemeinsam mit dem Deckel 166, der mit der Antriebswelle des Motors verbunden ist. Das Kolbenblech 148 dreht sich gemeinsam mit der Federaufnahme 152, wenn sich die Kupplung aufgrund der drehfesten Verbindung zwischen den Antriebsnocken 100 und den Bogenfedern 150 in einem ausgerückten Zustand befindet.

14 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 156 in 12, die einen Antriebsnocken 100 bei ausgerückter Kupplung 151 zeigt.

15 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 156 in 12, die den Befestigungspunkt für den Antriebsnocken 100 zeigt. 14 zeigt einen Querschnitt des Antriebsnocken 100 annähernd durch die Mitte des Antriebsnocken, wobei der gezeigte Antriebsnocken 100 mit dem Niet 128 fest mit dem Kolbenblech 148 verbunden ist und durch axial von den Antriebsnocken 100 hervorstehende Antriebszungen 134 mit der Bogenfeder 150 im Eingriff steht. 15 zeigt einen Querschnitt des Antriebsnocken 100 annähernd durch die Mitte des Nietes 130.

Es sollte klar sein, dass ein Antriebsnocken gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Kolbenblech oder einem anderen Element als dem Kolbenblech 148 zum Übertragen eines Drehmoments verwendet werden kann. Ferner sollte klar sein, dass an einem Element zum Übertragen eines Drehmoments eine andere Anzahl von Antriebsnocken gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann als am Kolbenblech 148 in 10 gezeigt.

Somit ist zu erkennen, dass die Aufgaben der Erfindung wirksam gelöst werden, obwohl sich der Fachmann Änderungen und Modifikationen vorstellen kann, ohne von Geist oder Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Obwohl die Erfindung unter Bezug auf eine spezielle bevorzugte Ausführungsart beschrieben wird, ist klar, dass Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Geist oder Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung abzuweichen.


Anspruch[de]
Antriebsnocken für ein Kolbenblech in einem Drehmomentwandler, wobei der Antriebsnocken Folgendes umfasst:

ein Unterteil, das funktionell zum Befestigen an dem Kolbenblech angeordnet ist; und

einen hervorstehenden Teil, der integraler Bestandteil des Unterteils ist und sich axial vom Unterteil aus erstreckt, wobei der hervorstehende Teil funktionell so angeordnet ist, dass er in ein Dämpfungselement im Drehmomentwandler eingreift.
Antriebsnocken nach Anspruch 1, wobei das Kolbenblech zum Befestigen einer Vielzahl der Antriebsnocken eingerichtet ist. Antriebsnocken nach Anspruch 1, wobei der Antriebsnocken zum Befestigen am Kolbenblech mit mindestens einem Niet eingerichtet ist. Antriebsnocken nach Anspruch 1, wobei der Antriebsnocken aus einem härtbaren Material hergestellt ist. Antriebsnocken nach Anspruch 1, wobei der Antriebsnocken durch Schmieden hergestellt ist. Antriebsnocken nach Anspruch 1, wobei der Drehmomentwandler ferner ein Außengehäuse und eine Kupplung umfasst und das Kolbenblech so angeordnet ist, dass es axial in die Kupplung und das Gehäuse eingreift. Antriebsnocken nach Anspruch 1, wobei das Kolbenblech ferner einen Außenumfang umfasst und der Antriebsnocken so angeordnet ist, dass er in der Nähe des Außenumfangs befestigt wird. Antriebsnocken nach Anspruch 1, wobei das Dämpfungselement ferner eine Feder umfasst und der Antriebsnocken so angeordnet ist, dass er mit der Feder im Eingriff steht. Antriebsnocken nach Anspruch 1, wobei das Kolbenblech ferner eine axiale Ausdehnung und der Antriebsnocken ferner eine radiale Ausdehnung umfasst und die radiale Ausdehnung größer als die axiale Ausdehnung ist. Antriebsbaugruppe für einen Drehmomentwandler, die Folgendes umfasst:

ein axial verschiebbares Kolbenblech; und

eine Vielzahl getrennter Antriebsnocken, die fest mit einer radialen Fläche des Kolbenblechs verbunden sind und mit einem Dämpfungselement im Drehmomentwandler im Eingriff stehen.
Antriebsbaugruppe nach Anspruch 10, bei der jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken mit mindestens einem Niet fest angebracht ist. Antriebsbaugruppe nach Anspruch 10, bei der jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken aus einem härtbaren Material hergestellt ist. Antriebsbaugruppe nach Anspruch 10, bei der jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken durch Schmieden hergestellt ist. Antriebsbaugruppe nach Anspruch 10, bei der der Drehmomentwandler ferner ein Außengehäuse und eine Kupplung umfasst und das Kolbenblech so angeordnet ist, dass es axial mit der Kupplung und dem Gehäuse im Eingriff steht. Antriebsbaugruppe nach Anspruch 10, bei der das Kolbenblech ferner einen Außenumfang umfasst und jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken in der Nähe des Außenumfangs angebracht ist. Antriebsbaugruppe nach Anspruch 10, bei der das Dämpfungselement ferner eine Vielzahl von Federn umfasst und die Vielzahl der Antriebsnocken mit der Vielzahl der Federn im Eingriff steht. Antriebsbaugruppe nach Anspruch 10, bei der das Kolbenblech ferner eine axiale Ausdehnung und jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken ferner eine radiale Ausdehnung umfasst und die radiale Ausdehnung größer als die axiale Ausdehnung ist.






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