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Dokumentenidentifikation DE112005002860T5 10.01.2008
Titel Drehmomentwandler
Anmelder Exedy Corp., Neyagawa, Osaka, JP
Erfinder Kuwahata, Mitsuru, Neyagawa, Osaka, JP;
Sano, Hiroyuki, Neyagawa, Osaka, JP;
Matsuda, Satoru, Neyagawa, Osaka, JP
Vertreter Flügel Preissner Kastel Schober, 80335 München
DE-Aktenzeichen 112005002860
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, LY, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM
WO-Anmeldetag 28.10.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2005/019885
WO-Veröffentlichungsnummer 2006057135
WO-Veröffentlichungsdatum 01.06.2006
Date of publication of WO application in German translation 10.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse F16H 45/02(2006.01)A, F, I, 20051028, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 41/24(2006.01)A, L, I, 20051028, B, H, DE   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler und insbesondere einen Drehmomentwandler, der eine Überbrückungsvorrichtung aufweist.

Technischer Hintergrund

Allgemein ermöglicht ein Drehmomentwandler die gleichmäßige Beschleunigung und Verzögerung eines Fahrzeugs durch die Nutzung eines Fluids für die Kraftübertragung. Ein durch das Fluid bedingter Schlupf führt jedoch zu einem Energieverlust, der wiederum schlechtere Kraftstoffverbrauchswerte zur Folge hat.

Zur Beseitigung des vorstehend genannten Nachteils umfasst ein bekannter Drehmomentwandler eine Überbrückungsvorrichtung, die eine an einer Eingangsseite vorgesehene Frontabdeckung und eine an einer Ausgangsseite vorgesehene Turbine mechanisch miteinander verbindet. Die Überbrückungsvorrichtung ist in einem Raum zwischen der Frontabdeckung und der Turbine angeordnet. Die Überbrückungsvorrichtung weist einen scheibenförmigen Kolben auf, der in Richtung auf die Frontabdeckung gedrückt wird, eine angetriebene Platte, die auf der Rückseite der Turbine angeordnet ist, und eine Torsionsfeder, die den Kolben und die angetriebene Platte in einer Drehrichtung elastisch miteinander verbindet. Ein ringförmiges Reibelement haftet an dem Kolben in einer Position, in der es einer ebenen Reibfläche der Frontabdeckung zugewandet ist.

Gemäß der bekannten Überbrückungsvorrichtung wird der Betrieb des Kolbens in Reaktion auf eine Änderung des Hydraulikdrucks in einer Fluidkammer gesteuert. Insbesondere in einem Zustand, in dem die Überbrückungsvorrichtung ausgerückt ist, wird ein Arbeitsfluid von einem extern vorgesehenen Hydraulikdruckkreis in einen Raum zwischen dem Kolben und der Frontabdeckung geleitet. Das Hydraulikfluid strömt in dem Raum zwischen der Frontabdeckung und dem Kolben in einer radialen Richtung nach außen und in einen Drehmomentwandler-Hauptkörper in einem äußeren Umfangsbereich. Wenn die Überbrückungsvorrichtung eingerückt wird, wird das Arbeitsfluid in dem Raum zwischen der Frontabdeckung und dem Kolben aus einer inneren Umfangsseite abgeleitet, und der Kolben bewegt sich aufgrund der Hydraulikdruckdifferenz dementsprechend in Richtung auf die Frontabdeckung. Folglich wird das an dem Kolben vorgesehene Reibelement an die Reibfläche der Frontabdeckung gedrückt. Dadurch erfolgt die Übertragung eines Drehmoments von der Frontabdeckung über die Überbrückungsvorrichtung auf die Turbine.

In Reaktion auf den Einsatz einer Überbrückungsvorrichtung im Bereich einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs und in Reaktion auf den Einsatz eines Drehmomentwandlers im höheren Drehmomentbereich wird ein technologischer Fortschritt betreffend die Leistung eines Dämpfungsmechanismus gewünscht. Außerdem ist seit einiger Zeit ein Drehmomentwandler bekannt, bei dem die Drehmomentübertragung durch das Fluid nur beim Anfahren erfolgt und die Überbrückungsvorrichtung zum Beispiel eingerückt wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit gleich 20 km/h oder höher ist. Folglich erfordert die Konstruktion mit einem größeren Überbrückungsbereich eine leistungsfähigere Torsionsfeder, so dass eine Torsionsschwingung in Reaktion auf Drehmomentschwankungen eines Motors angemessen absorbiert oder gedämpft werden kann. Insbesondere ist die Leistungsverbesserung bei der Absorption/Dämpfung von Torsionsschwingungen durch eine Verlängerung des Radius der Torsionsfeder erforderlich.

Da aber die Torsionsfeder in einer axialen Richtung zwischen der Frontabdeckung und der Turbine angeordnet ist, hat die Vergrößerung der Torsionsfeder eine Vergrößerung des Drehmomentwandlers insgesamt zur Folge.

Um den vorstehend genannten Nachteil zu beseitigen, erreicht ein bekannter Drehmomentwandler eine Vergrößerung der Abmessung der Torsionsfeder durch eine Anordnung der Torsionsfeder der Überbrückungsvorrichtung an einer inneren Umfangsseite in einer Arbeitsfluidkammer (siehe z.B. Patentdokument 1).

  • Patentdokument 1: EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG 0070662A1

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die bekannte Überbrückungsvorrichtung für den Drehmomentwandler umfasst ein Paar von eingangsseitigen Plattenelementen, die an einem Kolben befestigt sind, ein ausgangsseitiges Plattenelement, das in einer axialen Richtung zwischen den eingangsseitigen Plattenelementen angeordnet und an einer Turbine befestigt ist, und eine Torsionsfeder, die die eingangsseitigen Plattenelemente und das ausgangsseitige Plattenelement in der Drehrichtung verbindet. Das ausgangsseitige Plattenelement ist zusammen mit einem Turbinengehäuse durch Niete an der Turbinennabe befestigt.

Bei dem in der bekannten Weise ausgebildeten Drehmomentwandlers ist die Konstruktion des Wandlers komplex und umfasst eine größere Anzahl von Bauteilen, wodurch die Herstellung verteuert wird.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aufbau der Überbrückungsvorrichtung in einem Drehmomentwandler zu verbessern, bei dem ein äußeres Umfangsende der Torsionsfeder der Überbrückungsvorrichtung bezogen auf ein inneres Umfangsende der Arbeitsfluidkammer radial nach innen positioniert ist.

Mittel zur Lösung der Aufgabe

Ein Drehmomentwandler gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Frontabdeckung, ein Pumpenrad, eine Turbine, ein Leitrad und eine Überbrückungsvorrichtung. Das Pumpenrad ist mit der Frontabdeckung verbunden, um eine Fluidkammer zu bilden. Die Turbine ist in der Fluidkammer dem Pumpenrad zugewandt angeordnet und weist ein Turbinengehäuse, eine an einer pumpenradseitigen Fläche des Turbinengehäuses befestigte Turbinenschaufel und eine Turbinennabe auf, die an einem inneren Umfangsbereich des Turbinengehäuses angeordnet ist. Das Leitrad ist zwischen einem inneren Umfangsbereich des Pumpenrads und dem inneren Umfangsbereich der Turbine angeordnet und bildet zusammen mit dem Pumpenrad und der Turbine eine Arbeitsfluidkammer. Eine Überbrückungsvorrichtung ist zwischen der Frontabdeckung und der Turbine angeordnet, um die Frontabdeckung und die Turbine mechanisch zu verbinden. Die Überbrückungsvorrichtung weist eine Torsionsfeder auf, die Torsionsschwingungen absorbiert und dämpft. Ein äußeres Umfangsende der Torsionsfeder ist bezogen auf ein inneres Umfangsende der Arbeitsfluidkammer radial nach innen positioniert. Die Überbrückungsvorrichtung hat einen Kolben, der für eine Verbindung mit der Frontabdeckung konfiguriert ist, eine Torsionsfeder, ein Antriebselement, das an dem Kolben befestigt ist und das die Torsionsfeder antreibt, und ein angetriebenes Element, das an dem Turbinengehäuse befestigt ist und durch die Torsionsfeder angetrieben wird.

Bei diesem Drehmomentwandler ist das angetriebene Element der Überbrückungsvorrichtung an dem Turbinengehäuse befestigt. Diese Konstruktion vereinfacht die Bauweise der Überbrückungsvorrichtung.

Ein Drehmomentwandler gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehmomentwandler gemäß dem ersten Aspekt, wobei das angetriebene Element an einem Befestigungsbereich des Turbinengehäuses befestigt ist, der bezogen auf einen Bereich des Turbinengehäuses, an dem die Turbinenschaufel befestigt ist, radial nach innen positioniert ist.

Da das angetriebene Element bei diesem Drehmomentwandler an dem auf der inneren Umfangsseite liegenden Bereich des Turbinengehäuses befestigt ist, wird die Bauweise der Überbrückungsvorrichtung vereinfacht.

Ein Drehmomentwandler gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehmomentwandler gemäß dem zweiten Aspekt, wobei das Leitrad einen ringförmigen Leitradträger und eine Leitradschaufel aufweist, die an einer äußeren Umfangsfläche des Leitradträgers vorgesehen ist. Der Leitradträger hat einen Ausnehmungsbereich, der korrespondierend mit der Position der Torsionsfeder an einer Oberfläche in der Nähe der Torsionsfeder gebildet ist.

Da der Leitradträger bei diesem Drehmomentwandler den Ausnehmungsbereich an der mit der Torsionsfeder korrespondierenden Position aufweist, lässt sich die axiale Dimension eines inneren Umfangsbereichs des Drehmomentwandlers angemessen verkürzen.

Ein Drehmomentwandler gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehmomentwandler gemäß dem dritten Aspekt, wobei ein Befestigungsbereich des Turbinengehäuses derart konfiguriert ist, dass er eine Form entlang des Ausnehmungsbereichs hat und in der Nähe des Ausnehmungsbereichs angeordnet ist.

Da der Befestigungsbereich des Turbinengehäuses bei diesem Drehmomentwandler derart konfiguriert ist, dass er an einer der Torsionsfeder zugewandten Fläche eine Ausnehmung hat, kann die axiale Dimension des inneren Umfangsbereichs des Drehmomentwandlers angemessen kurz sein.

Ein Drehmomentwandler gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehmomentwandler gemäß dem vierten Aspekt, wobei der Befestigungsbereich des Turbinengehäuses in der axialen Richtung nahe an einer Mittelposition des Leitrads und der Turbine positioniert ist.

Da der Befestigungsbereich des Turbinengehäuses bei diesem Drehmomentwandler in der axialen Richtung in angemessener Nähe zu dem Getriebe positioniert ist, kann die axiale Dimension des inneren Umfangsbereichs des Drehmomentwandlers angemessen kurz sein.

Ein Drehmomentwandler gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehmomentwandler gemäß dem fünften Aspekt, wobei der Befestigungsbereich des Turbinengehäuses bezogen auf die Mittelposition des Leitrads und der Turbine in einer axialen Richtung näher an dem Leitrad liegt.

Da der Befestigungsbereich des Turbinengehäuses bei diesem Drehmomentwandler in der axialen Richtung angemessen nahe an dem Getriebe liegt, kann die axiale Dimension des inneren Umfangsbereichs des Drehmomentwandlers angemessen kurz sein.

Ein Drehmomentwandler gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehmomentwandler gemäß einem der Aspekte eins bis sechs, wobei der Befestigungsbereich des Turbinengehäuses eine ebene Fläche aufweist, die vertikal zu einer Rotationsachse angeordnet ist.

Da der Befestigungsbereich bei diesem Drehmomentwandler die ebene Fläche aufweist, kann das angetriebene Element problemlos und sicher befestigt werden.

Ein Drehmomentwandler gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehmomentwandler gemäß einem der Aspekte eins bis sieben, wobei das angetriebene Element entsprechend der Position der Torsionsfeder ringförmig angeordnet ist.

Da das angetriebene Element bei diesem Drehmomentwandler entsprechend der Position der Torsionsfeder angeordnet ist, kann ein Dämpfungsmechanismus in einer radialen Richtung kleiner ausgebildet sein.

Ein Drehmomentwandler gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehmomentwandler gemäß einem der Aspekte eins bis acht, wobei das angetriebene Element mehrere Klauen aufweist, die sich in Richtung auf den Kolben erstrecken und die in einer Drehrichtung mit den Enden der Torsionsfeder in Kontakt sind.

Bei diesem Drehmomentwandler ist das die Klauen aufweisende angetriebene Element einfach gebaut.

Ein Drehmomentwandler gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Drehmomentwandler gemäß einem der Aspekte eins bis neun, wobei ein in der axialen Richtung näher an dem Motor liegendes Ende der Torsionsfeder verglichen mit einem der Motorseite am nächsten gelegenen Ende des Turbinengehäuses in der axialen Richtung näher an dem Getriebe positioniert ist.

Da die Torsionsfeder bei diesem Drehmomentwandler in der axialen Richtung angemessen nahe an dem Getriebe positioniert ist, kann die axiale Dimension des inneren Umfangsbereichs des Drehmomentwandler angemessen kurz sein.

Wirkungen der Erfindung

Da ein angetriebenes Element der Überbrückungsvorrichtung bei einem erfindungsgemäßen Drehmomentwandler an einem Turbinengehäuse befestigt ist, wird die Bauweise der Überbrückungsvorrichtung vereinfacht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Längsschnittansicht eines Drehmomentwandlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine Ansicht einer Teilebene einer Überbrückungsvorrichtung.

1
Drehmomentwandler
4
Verriegelungsvorrichtung
11
Turbine
20
Turbinengehäuse
20a
innerer Umfangsbereich (Befestigungsbereich)
27
Leitradträger
41
Kolben
42
Dämpfungsmechanismus
50
Antriebselement
51
angetriebenes Element
52
Torsionsfeder

WEG ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG (1) Struktur

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den anliegenden Zeichnungsfiguren wie folgt erläutert.

Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein Drehmomentwandler 1 eine Frontabdeckung 2, eine torusförmige Arbeitsfluidkammer 3 mit drei Arten von Flügelrädern (d.h. mit einem Pumpenrad 10, einer Turbine 11 und einem Leitrad 12), die koaxial zur Frontabdeckung 2 angeordnet sind, und eine Überbrückungsvorrichtung 4, die in einer axialen Richtung in einem Raum zwischen der Frontabdeckung 2 und der Turbine 11 angeordnet ist. Äußere Umfangsbereiche der Frontabdeckung 2 und ein Pumpenradgehäuse 15 des Pumpenrads 10 sind durch Schweißen befestigt. Die Frontabdeckung 2 und das Pumpenradgehäuse 15 des Pumpenrads 10 bilden eine Fluidkammer, die mit dem Arbeitsfluid gefüllt ist.

Die Frontabdeckung 2 nimmt ein Drehmoment auf, das von einer Kurbelwelle eines Motors eingegeben wird. Die Frontabdeckung 2 weist einen scheibenförmigen Hauptkörper 5 auf. Eine zentrale Nabe 6 ist an der Mitte des Hauptkörpers 5 befestigt. Mehrere Muttern 7 sind an einer Oberfläche des Hauptkörpers 5 auf einer Motorseite und an einem äußeren Umfangsbereich desselben befestigt. Ein zylindrischer äußerer Umfangsbereich 8, der sich axial in Richtung auf ein Getriebe erstreckt, ist integral mit dem äußeren Umfangsbereich des Hauptkörpers 5 ausgebildet.

Eine ringförmige und ebene Reibfläche 70 ist an einer Innenseite und an dem äußeren Umfangsbereich des Hauptkörpers 5 der Frontabdeckung 2 gebildet. Die Reibfläche 70 ist in der axialen Richtung dem Getriebe zugewandt.

Die Arbeitsfluidkammer 3 ist in der Fluidkammer in der axialen Richtung näher an dem Getriebe angeordnet. Dadurch ist die Fluidkammer unterteilt in die Arbeitsfluidkammer 3 und in einen Raum, der zwischen dem Hauptkörper 5 der Frontabdeckung 2 und der Turbine 11 gebildet ist.

Das Pumpenrad 10 hat ein Pumpenradgehäuse 15, mehrere Pumpenradflügel 16, die an einer Innenfläche des Pumpenradgehäuses 15 befestigt sind, und eine Pumpenradnabe 18, die an einem inneren Umfangsende des Pumpenradgehäuses 15 angeordnet ist. Die Pumpenradflügel 16 sind in einer radialen Richtung verglichen mit einem bekannten Pumpenradflügel bedeutend kürzer ausgebildet und an einer Innenseite eines äußeren Umfangsbereichs des Pumpenradgehäuses 15 befestigt.

Die Turbine 11 ist dem Pumpenrad 10 in der Fluidkammer zugewandt angeordnet. Die Turbine 11 hat ein Turbinengehäuse 20, mehrere Turbinenschaufeln 21, die an dem Turbinengehäuse 20 befestigt sind, und eine Turbinennabe 23, die an einem inneren Umfangsende des Turbinengehäuses 20 befestigt ist. Die Turbinenschaufel 21 ist in einer radialen Richtung verglichen mit einer bekannten Turbinenschaufel bedeutend kürzer ausgebildet und an einer Innenseite eines äußeren Umfangsbereichs des Turbinengehäuses 20 befestigt.

Die Turbinennabe 23 weist einen zylindrischen Vorsprung 23a und einen Flansch 23b auf, der in einer radialen Richtung von dem Vorsprung 23a nach außen verlängert ist. Der Flansch 23b ist durch mehrere Niete 24 an einem inneren Umfangsbereich des Turbinengehäuses 20 befestigt. Ferner ist an einer inneren Umfangsfläche des Vorsprungs 23a ein Keil 23c gebildet. Der Keil 23c befindet sich im Eingriff mit einer Hauptantriebswelle 71, die sich von der Getriebeseite erstreckt. Infolgedessen wird ein von der Turbinennabe 23 übertragenes Drehmoment an die Hauptantriebswelle 71 abgegeben.

Das Leitrad 12 ist zwischen einem inneren Umfangsbereich des Pumpenrads 10 und einem inneren Umfangsbereich der Turbine 11 angeordnet. Das Leitrad 12 lenkt das aus der Turbine 11 zurückkehrende Arbeitsfluid um in das Pumpenrad 10, um eine Drehmomentverstärkung durch den Drehmomentwandler 1 zu erreichen. Durch die Drehmomentverstärkung des Drehmomentwandlers 1 lässt sich eine außergewöhnliche Beschleunigungsleistung erzielen, wenn das Fahrzeug startet. Das Leitrad 12 hat einen Leitradträger 27 und mehrere Leitradschaufeln 28, die an einer äußeren Umfangsfläche des Leitradträgers 27 vorgesehen sind.

Der Leitradträger 27 ist über eine Einwegkupplung 30 durch eine Leitradwelle 72 gehalten. Die Leitradwelle 72 ist ein zylindrisches Element, das um eine Hauptantriebswelle 71 angeordnet ist. Verglichen mit einem bekannten Leitradträger hat der Leitradträger 27 in einer radialen Richtung eine längere Erstreckung, und eine durchgehende Fläche 27a in analer Richtung auf der Motorseite ist vertieft. Insbesondere liegt ein in der radialen Richtung mittlerer Bereich der in der axialen Richtung dem Motor zugewandten Fläche 27a des Leitradträgers 27 bezogen auf einen äußeren Umfangsbereich einer einlassseitigen Fläche der Leitradschaufel 28 und bezogen auf einen inneren Umfangsbereich der Leitradschaufel 28 in der axialen Richtung näher an dem Getriebe. Dadurch ist die Fläche 27a in der axialen Richtung relativ zu einer Mittelposition C1 in einer axialen Richtung der Arbeitsfluidkammer 3 natürlicherweise näher zur Getriebeseite positioniert.

Ferner ist ein innerer Umfangsbereich 20a des Turbinengehäuses 20 (d.h. ein Bereich, an dem die Turbinenschaufel 21 nicht befestigt ist) in einer axialen Richtung entlang einer Linie des Leitradträgers 27 gekrümmt, und ein in einer radialen Richtung mittlerer Bereich des inneren Umfangsbereichs 20a ist relativ zu der in der axialen Richtung mittleren Position C1 der Arbeitsfluidkammer 3 in der axialen Richtung näher zu dem Getriebe positioniert. Da der innere Umfangsbereich 20a des Turbinengehäuses 20 in der axialen Richtung nahe an der Mittelposition C1 des Pumpenrads 10 und der Turbine 11 und in der axialen Richtung angemessen nahe zur Getriebeseite liegt, kann die axiale Dimension des inneren Umfangsbereichs des Drehmomentwandlers 1 angemessen verkürzt werden. Da insbesondere der innere Umfangsbereich 20a des Turbinengehäuses 20 relativ zu der Mittelposition C1 des Leitrads 10 und der Turbine 11 in der axialen Richtung näher zu dem Leitrad 10 positioniert ist und in der axialen Richtung angemessen nahe zu der Getriebeseite positioniert ist, kann die axiale Dimension des inneren Umfangsbereichs des Drehmomentwandlers 1 angemessen kürzer gestaltet werden. Wie vorstehend erläutert wurde, wird durch die Bildung des in der axialen Richtung dem Motor zugewandten Ausnehmungsbereichs durch eine Krümmung des Leitradträgers 27 und durch eine Krümmung des Turbinengehäuses 20 derart, dass dieses in der axialen Richtung hin zur Getriebeseite abragt, ein Raum für die Unterbringung eines Dämpfungsmechanismus 42 an dem inneren Umfangsbereich in der Arbeitsfluidkammer 3 sichergestellt, und zwar insbesondere an der inneren Peripherie eines der Turbine 11 entsprechenden Bereichs.

Eine erste Zwischenlegscheibe 32 ist in einer axialen Richtung zwischen dem Hauptkörper 5 der Frontabdeckung 2 und der Turbinennabe 23 angeordnet. Mehrere sich in einer radialen Richtung erstreckende Nuten sind an der ersten Zwischenlegscheibe 32 gebildet und ermöglichen eine Strömung des Fluids in der radialen Richtung auf den beiden Seiten der ersten Zwischenlegscheibe 32. Eine erste Öffnung 66, durch welche das Arbeitsfluid in einer radialen Richtung strömt, ist in der axialen Richtung zwischen einem inneren Umfangsbereich der Frontabdeckung 2 und der Turbinennabe 23 gebildet. Die erste Öffnung 66 stellt die Kommunikation zwischen einer in der Hauptantriebswelle 71 gebildeten Ölleitung 61 und einer zwischen der Frontabdeckung 2 und einem Kolben 41 gebildeten vorderen Kammer 81 her.

Ein zweites Axiallager 33 ist zwischen der Turbinennabe 23 und der Einwegkupplung 30 angeordnet. Arbeitsfluid strömt auf beiden Seiten des zweiten Axiallagers 33 in einer radialen Richtung. Eine zweite Öffnung 67, die eine Kommunikation des Arbeitsfluids in einer radialen Richtung mit ihren beiden Seiten erlaubt, ist zwischen der Turbinennabe 23 und einem inneren Umfangsbereich des Leitrads 12 gebildet (d.h. insbesondere zwischen der Turbinennabe 23 und der Einwegkupplung 30). Die zweite Öffnung 67 stellt die Kommunikation zwischen der Arbeitsfluidkammer 3 und einer zwischen der Hauptantriebswelle 71 und der Statorwelle 72 gebildeten Ölleitung 62 her.

Ein drittes Axiallager 34 ist in einer axialen Richtung zwischen dem Leitradträger 27 und einem inneren Umfangsbereich des Pumpenradgehäuses 15 vorgesehen. Arbeitsfluid strömt in einer radialen Richtung auf beiden Seiten des dritten Axiallagers 34. Eine dritte Öffnung 68, die eine Kommunikation des Arbeitsfluids in einer radialen Richtung mit ihren beiden Seiten erlaubt, ist in einer axialen Richtung zwischen dem Leitrad 12 (d.h. insbesondere dem Leitradträger 27) und dem Pumpenrad 10 gebildet. Mit anderen Worten: Die dritte Öffnung 68 stellt die Kommunikation zwischen der Arbeitsfluidkammer 3 und einer zwischen der Leitradwelle 72 und der Pumpenradnabe 18 gebildeten Ölleitung 83 her.

Jede der Ölleitungen 61 bis 63 ist jeweils mit Hydraulikkreisen verbunden, so dass das Arbeitsfluid unabhängig durch die erste bis dritte Öffnung 66 bis 68 zugeleitet und abgeleitet werden kann.

Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist in dem in der axialen Richtung zwischen dem Hauptkörper 5 der Frontabdeckung 2 und der Turbine 11 gebildeten Ringraum angeordnet und verbindet und löst die Frontabdeckung 2 mechanisch mit und von der Turbine 11, in Abhängigkeit von Änderungen des Hydraulikdrucks in dem Raum. Die Überbrückungsvorrichtung 4 verfügt über eine Kolbenfunktion, die in Übereinstimmung mit Änderungen des Hydraulikdrucks in dem Raum ausgeübt wird, und über eine Dämpferfunktion, die Torsionsschwingungen in einer Drehrichtung absorbiert und dämpft. Die Überbrückungsvorrichtung 4 weist den Kolben 41 und den Dämpfungsmechanismus 42 auf. Der Kolben 41 ist ein scheibenförmiges Element, das in dem Raum nahe an dem Hauptkörper 5 der Frontabdeckung 2 angeordnet ist. Der Kolben 41 teilt den Raum in eine vordere Kammer 81 auf der Seite der Frontabdeckung 2 und in eine hintere Kammer 82 auf der Seite der Turbine 11. Ein äußerer Umfangsbereich des Kolbens 41 dient als Reibverbindungsbereich 49, der in einer axialen Richtung relativ zu der Reibfläche 70 der Frontabdeckung 2 auf der Getriebeseite angeordnet ist. Ein Reibverbindungsbereich 49 ist ein ringförmiger und ebener Plattenbereich, an dessen dem Motor in einer axialen Richtung zugekehrten Seite ein ringförmiger Reibbelag 46 befestigt ist.

Ein zylindrischer innerer Umfangsbereich 47 ist an einem inneren Umfangsende des Kolbens 41 gebildet. Der zylindrische innere Umfangsbereich 47 erstreckt sich in axialer Richtung von dem inneren Umfangsende des Kolbens 41 in Richtung auf die Getriebeseite. Eine innere Umfangsfläche des zylindrischen inneren Umfangsbereichs 47 ist durch eine äußere Umfangsfläche 26 der Turbinennabe 23 gelagert, so dass sie sich in einer axialen Richtung und in einer Drehrichtung bewegen kann. Eine Seite des zylindrischen inneren Umfangsbereichs 47, die in einer axialen Richtung näher an dem Getriebe liegt, ist so konfiguriert, dass sie mit einem Flansch 23b der Turbinennabe 23 in Kontakt ist. Demzufolge wird die Bewegung des Kolbens 41 axial in Richtung auf das Getriebe eingeschränkt. Eine Ringnut ist an der äußeren Umfangsfläche 26 gebildet, und ein Dichtungsring 48 ist in der Ringnut angeordnet. Der Dichtungsring 48 befindet sich in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des zylindrischen inneren Umfangsbereichs 47. Beide Seiten des inneren Umfangsbereichs des Kolbens 41 in der axialen Richtung sind durch den Dichtungsring 48 abgedichtet.

Der Dämpfungsmechanismus 42 übertragt ein Drehmoment von dem Kolben 41 auf die Turbinennabe 23 und absorbiert und dämpft die Torsionsschwingung. Der Dämpfungsmechanismus 42 ist in einer radialen Richtung zwischen dem inneren Umfangsbereich des Turbinengehäuses 20 und einem mittleren Bereich des Kolbens 41 angeordnet. Insbesondere ist der Dämpfungsmechanismus 42 in einem dem Ausnehmungsbereich des inneren Umfangsbereichs 20a des Turbinengehäuses 20 zugewandten Ringraum positioniert.

Der Dämpfungsmechanismus 42 umfasst ein Antriebselement 50, ein angetriebenes Element 51 und eine Torsionsfeder 52. In 2 zeigt der Pfeil R1 eine Drehrichtung für den Antrieb und der Pfeil R2 eine Richtung für den Schubbetrieb.

Das Antriebselement 50 dient zum Einleiten eines Drehmoments in die Torsionsfeder 52 und hat weiterhin die Funktion, die Torsionsfeder 52 an dem Kolben 41 zu halten. Das Antriebselement 50 ist ein ringförmig verlängertes Plattenelement und ist in der axialen Richtung auf der Getriebeseite an einer Fläche des Kolbens 41 befestigt. Das Antriebselement 50 ist in der axialen Richtung dem Ausnehmungsbereich des inneren Umfangsbereichs 20a des Turbinengehäuses 20 zugewandt angeordnet. Insbesondere weist das Antriebselement 50 einen scheibenförmigen Bereich 50a auf, der mit dem Kolben 41 in Kontakt ist, und einen zylindrischen äußeren Umfangsbereich 50b, der sich von einem äußeren Umfangsende des scheibenförmigen Bereichs 50a axial in Richtung auf die Getriebeseite erstreckt. Der scheibenförmige Bereich 50a ist durch mehrere Niete 55, die in einer Umfangsrichtung an mehreren Positionen angeordnet sind, an dem Kolben 41 befestigt.

Die Torsionsfeder 52 ist ein elastisches Element, das die Torsionsschwingung absorbiert, und sie besteht zum Beispiel aus einer Schraubenfeder. Mehrere Torsionsfedern 52 sind in einer Umfangsrichtung angeordnet. Die Torsionsfedern 52 sind auf der Getriebeseite des scheibenförmigen Bereichs 50a des Antriebselements 50 und radial innerhalb des zylindrischen äußeren Umfangsbereichs 50b positioniert. Unter solchen Umständen ist die Torsionsfeder 52 zwischen Nieten 55 angeordnet. Ein oberes Ende des zylindrischen äußeren Umfangsbereichs 50b ist in einer radialen Richtung leicht nach innen gebogen, so dass die Bewegung der Torsionsfeder 52 in einer axialen Richtung eingeschränkt wird.

Der zylindrische äußere Umfangsbereich 50b weist einen ersten Stützbereich 50c auf, der durch einen Ziehvorgang derart umgeformt ist, dass er in einer Drehrichtung an einer Position zwischen den Torsionsfedern 52 radial nach innen abragt. Die beiden in einer Drehrichtung liegenden Enden des ersten Stützbereichs 50c sind in Kontakt mit den in einer Drehrichtung liegenden Enden der Torsionsfedern 52 (d.h. insbesondere in Kontakt mit einem Federblech).

Das Antriebselement 50 weist einen zweiten Stützbereich 50c auf, der sich an einer in Drehrichtung axialen Position zwischen den Torsionsfedern 52 von einem inneren Umfangsende des scheibenförmigen Bereichs 50 axial in Richtung auf die Getriebeseite erstreckt. Ein vorderes Ende des zweiten Stützbereichs 50e ist in einer radialen Richtung nach außen gebogen. Die beiden in Drehrichtung liegenden Enden des zweiten Stützbereichs 50e sind in Kontakt mit in der Drehrichtung liegenden Enden der Torsionsfeder 52 (d.h. insbesondere in Kontakt mit dem Federblech). Das Antriebselement 50 weist ferner einen dritten Stützbereich 50d auf, der sich in einer axialen Richtung an einer der Torsionsfeder 52 entsprechenden Position von einem inneren Umfangsende des scheibenförmigen Bereichs 50a in Richtung auf die Getriebeseite erstreckt. Der dritte Stützbereich 50d begrenzt die nach innen gerichtete Bewegung der Torsionsfeder 52 in der radialen Richtung.

Das angetriebene Element 51 ist ein ringförmiges Plattenelement und ist an einem inneren Umfangsbereich des Turbinengehäuses 20 befestigt. Insbesondere weist das angetriebene Element 51 einen ringförmigen Bereich 51a auf, der durch Hartlöten oder Schweißen (z.B. Tig-Schweißen) an dem Ausnehmungsbereich 20a des Turbinengehäuses 20 befestigt ist. Der ringförmige Bereich 51a und ebenso der Ausnehmungsbereich 20a weisen eine zur Drehachse vertikale Ebene auf. Der innere Umfangsbereich des ringförmigen Bereichs 51a hat einen ringförmigen Vorsprung 51b, der sich in der axialen Richtung entlang einer Linie eines zylindrischen Bereichs 20b, der an der inneren Umfangsseite des Ausnehmungsbereichs 20a gebildet ist, in Richtung auf den Motor erstreckt. Ferner hat das angetriebene Element 51 Eingriffsklauen 51c (d.h. solche, die als Klauen dienen), die durch Krümmen und Aufbiegen einer Seite des äußeren Umfangsbereichs des ringförmigen Bereichs 51a derart gebildet sind, dass sie sich axial in Richtung auf den Motor erstrecken. Die Eingriffsklaue 51c erstreckt sich zwischen den Torsionsfedern 52, 52 und die in der Drehrichtung liegenden Enden der Eingriffsklaue 51c sind in Kontakt mit den in der Drehrichtung liegenden Enden der Torsionsfedern 52 (d.h. insbesondere in Kontakt mit Enden des Federblechs). Da der innere Umfangsbereich 20a des Turbinengehäuses 20 eben ausgebildet ist, wird das angetriebene Element 51 problemlos und sicher an dem inneren Umfangsbereich 20a des Turbinengehäuses 20 gehalten.

Die Torsionsfeder 52 ist an einer inneren Umfangsseite in der Arbeitsfluidkammer 3 positioniert. Insbesondere ist ein äußeres Umfangsende der Torsionsfeder 52 verglichen mit einem inneren Umfangsende der Arbeitsfluidkammer 3 (d.h. einer äußeren Umfangsfläche des Leitradträgers 27) radial nach innen positioniert. Ferner befindet sich ein Bereich der Torsionsfeder 52 in der inneren Umfangsseite der Arbeitsfluidkammer 3, und ein in der axialen Richtung getriebeseitiges Ende der Torsionsfeder 52 ist bezogen auf ein in der axialen Richtung getriebeseitiges Ende der Turbinenschaufel 21 der Turbine 11 in der axialen Richtung näher an der Mittelposition C1 des Torus positioniert. Da das angetriebene Element 51 ferner entsprechend der Position der Torsionsfeder 52 ringförmig angeordnet ist, ist der Dämpfungsmechanismus 42 in einer radialen Richtung verkleinert.

Demzufolge ist ein Schraubendurchmesser der Torsionsfeder 52 im Vergleich zu einer bekannten Torsionsfeder ohne eine Zunahme der axialen Dimension des Drehmomentwandlers 1 selbst bedeutend größer. Ein größerer Schraubendurchmesser der Torsionsfeder 52 kann die Leistung der Torsionsfeder 52 ohne weiteres verbessern. Infolgedessen kommt die Drehmomentübertragung durch das Fluid unter Nutzung des Torus des Drehmomentwandlers 1 nur beim Starten des Fahrzeugs und danach zum Einsatz, und der Drehmomentwandler 1 kann unter einem Zustand einer mechanischen Drehmomentübertragung betrieben werden, wenn die Überbrückungsvorrichtung 4 eingerückt ist.

Die Verkleinerung des Torus wie vorstehend erläutert kann die Drehmomentübertragungsleistung durch das Fluid verringern. Bei einem Drehmomentwandler jedoch, der das Drehmoment nur beim Starten durch das Fluid überträgt und bei dem die Überbrückungsvorrichtung eingerückt wird, wenn sich das Fahrzeug mit 20 km/h oder schneller bewegt, führt die Abnahme der Drehmomentübertragungsleistung durch das Fluid nicht zu einem nennenswerten Problem.

(2) Funktionsweise

Die Funktionsweise des Drehmomentwandlers 1 wird im Folgenden erläutert. Ein von einer Kurbelwelle auf einer Motorseite übertragenes Drehmoment wird über eine flexible Platte in die Frontabdeckung 2 eingeleitet. Durch das in die Frontabdeckung 2 eingeleitete Drehmoment dreht sich das Pumpenrad 10, so dass das Arbeitsfluid von dem Pumpenrad 10 in die Turbine 11 strömt. Durch die Strömung des Arbeitsfluids dreht sich die Turbine 11, und das Drehmoment der Turbine 11 wird an die Hauptantriebswelle 71 abgegeben.

Wenn ein Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers 1 größer wird und die Hauptantriebswelle 71 sich mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit dreht, strömt das Arbeitsfluid in der vorderen Kammer 81 aus der ersten Öffnung 66. Der Kolben 41 bewegt sich daher in Richtung auf die Frontabdeckung 2. Deshalb wird der Reibbelag 46 an die Reibfläche 70 der Frontabdeckung 2 gedrückt, und das Drehmoment der Frontabdeckung 2 wird an die Überbrückungsvorrichtung 4 abgegeben. In der Überbrückungsvorrichtung 4 erfolgt die Übertragung eines Drehmoments der Reihe nach durch den Kolben 41, das Antriebselement 50, die Torsionsfeder 52 und das angetriebene Element 51 auf die Turbinennabe 23.

(3) Wirkung der Erfindung

Wirkungen der Erfindung werden im Folgenden erläutert. Gemäß dem Drehmomentwandler 1 wird die Konstruktion des Dämpfungsmechanismus vereinfacht, indem der Dämpfungsmechanismus 42 der Überbrückungsvorrichtung 4 verglichen mit der Arbeitsfluidkammer 3 radial nach innen positioniert ist. Insbesondere wird bei vorliegender Erfindung im Vergleich zu einer bekannten Konstruktion die Anzahl von Teilen verringert, indem eine Torsionfeder zwischen zwei Platten aufgenommen und ein zwischen den beiden Platten vorgesehener Nabenflansch mit Nieten an einer Turbinennabe befestigt ist.

Da das angetriebene Element 51 des Dämpfungsmechanismus 42 an dem inneren Umfangsbereich 20a des Turbinengehäuses 20 befestigt ist bzw. da mit anderen Worten der Dämpfungsmechanismus 42 in dem Ausnehmungsbereich des Turbinengehäuses 20 angeordnet ist, lässt sich insbesondere eine axiale Dimension des inneren Umfangsbereichs des Drehmomentwandlers 1 angemessen klein gestalten.

Da das in der axialen Richtung motorseitige Ende der Torsionsfeder 52 und das in der axialen Richtung motorseitige Ende des Antriebselements 50 verglichen mit dem Bereich des Turbinengehäuses 20 der Turbine 11, der in der axialen Richtung dem Motor am nächsten liegt, nahe an dem Getriebe positioniert sind, kann die axiale Dimension des inneren Umfangsbereichs des Drehmomentwandlers 1 angemessen klein sein.

(4) Weitere Ausführungsformen

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Konstruktion beschränkt. Variationen sind möglich, solange diese nicht von dem Wesen der Erfindung abweichen und den Rahmen der Erfindung verlassen.

Das angetriebene Element kann aus mehreren Elementen gebaut sein, die geteilt sind und in einer Umfangsrichtung angeordnet sind.

Das angetriebene Element kann mit Nieten oder durch Klammern an dem Turbinengehäuse befestigt sein.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Da die vorliegende Erfindung eine Vereinfachung der Konstruktion einer Überbrückungsvorrichtung ermöglicht, ist die vorliegende Erfindung bei einem Drehmomentwandler anwendbar, insbesondere bei einem Drehmomentwandler mit einer Überbrückungsvorrichtung.

ZUSAMMENFASSUNG

Drehmomentwandler (1), bei dem ein äußeres Umfangsende einer Torsionsfeder (52) einer Überbrückungsvorrichtung (4) bezogen auf ein inneres Umfangsende einer Arbeitsfluidkammer radial nach innen angeordnet ist und der eine vereinfachte Konstruktion einer Überbrückungsvorrichtung aufweist. Gemäß dem Drehmomentwandler (1) ist die äußere Peripherie der Torsionsfeder (52) bezogen auf die innere Peripherie der Arbeitsfluidkammer (3) radial nach innen positioniert. Die Überbrückungsvorrichtung (4) weist einen Kolben (41) auf, der mit einer Frontabdeckung (2) verbunden werden kann, die Torsionsfeder (52), ein Antriebselement (50), das an dem Kolben befestigt und für den Antrieb der Torsionsfeder (52) ausgebildet ist, und ein angetriebenes Element (51), das an einem Turbinengehäuse (20) befestigt ist und durch die Torsionsfeder (52) angetrieben wird.


Anspruch[de]
Drehmomentwandler, umfassend:

eine Frontabdeckung;

ein Pumpenrad, das mit der Frontabdeckung verbunden ist, um eine Fluidkammer zu bilden;

eine Turbine, die dem Pumpenrad in der Fluidkammer zugewandt angeordnet ist und die ein Turbinengehäuse, eine an einer pumpenradseitigen Fläche des Turbinengehäuses befestigte Turbinenschaufel und eine an einem inneren Umfangsbereich des Turbinengehäuses befestigte Turbinennabe aufweist;

ein zwischen einem inneren Umfangsbereich des Pumpenrads und einem inneren Umfangsbereich der Turbine angeordnetes und zusammen mit dem Pumpenrad und der Turbine eine Arbeitsfluidkammer bildendes Leitrad; und

eine Überbrückungsvorrichtung, die zwischen der Frontabdeckung und der Turbine angeordnet ist und die die Frontabdeckung und die Turbine mechanisch verbindet, wobei die Überbrückungsvorrichtung eine Torsionsfeder zum Absorbieren und Dämpfen einer Torsionsschwingung aufweist; wobei

ein äußeres Umfangsende der Torsionsfeder relativ zu einem inneren Umfangsende der Arbeitsfluidkammer radial nach innen positioniert ist;

und wobei die Überbrückungsvorrichtung einen Kolben aufweist, der für die Verbindung mit der Frontabdeckung ausgelegt ist, die Torsionsfeder, ein an dem Kolben befestigtes Antriebselement zum Antrieb der Torsionsfeder und ein an dem Turbinengehäuse befestigtes angetriebenes Element, das durch die Torsionsfeder angetrieben wird.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, wobei das angetriebene Element an einem Befestigungsbereich befestigt ist, der relativ zu einem Bereich des Turbinengehäuses, an dem die Turbinenschaufel befestigt ist, radial nach innen positioniert ist. Drehmomentwandler nach Anspruch 2, wobei das Leitrad einen ringförmigen Leitradträger und eine Leitradschaufel aufweist, die an einer äußeren Umfangsfläche des Leitradträgers vorgesehen ist; und wobei der Leitradträger einen Ausnehmungsbereich aufweist, der an einer torsionsfederseitigen Fläche an einer der Torsionsfeder entsprechenden Position angeordnet ist. Drehmomentwandler nach Anspruch 3, wobei der Befestigungsbereich des Turbinengehäuses derart konfiguriert ist, dass er eine Form entlang des Ausnehmungsbereichs hat und nahe an dem Ausnehmungsbereich angeordnet ist. Drehmomentwandler nach Anspruch 4, wobei der Befestigungsbereich des Turbinengehäuses in einer axialen Richtung nahe an einem Mittelbereich des Pumpenrads und der Turbine positioniert ist. Drehmomentwandler nach Anspruch 5, wobei der Befestigungsbereich des Turbinengehäuses bezogen auf die Mittelposition des Pumpenrads und der Turbine in der axialen Richtung näher zu dem Pumpenrad positioniert ist. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Befestigungsbereich des Turbinengehäuses eine zur Drehachse vertikale ebene Fläche aufweist. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das angetriebene Element entsprechend der Torsionsfeder ringförmig angeordnet ist. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das angetriebene Element eine Vielzahl von Klauen aufweist, die sich in Richtung auf den Kolben erstrecken und die sich in einer Drehrichtung in Kontakt mit Enden der Torsionsfeder befinden. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein in einer axialen Richtung motorseitiges Ende der Torsionsfeder bezogen auf das dem Motor am nächsten liegende Ende des Turbinengehäuses in der axialen Richtung näher zu dem Getriebe positioniert ist.






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