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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Drehmomentwandler und insbesondere Drehmomentwandler mit einer vorgespannten Kupplung zum Selbsteinrücken eines Drehmomentwandlers mit Turbinenkolben unter Leerlaufbedingungen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In der Patentanmeldung
US 2015 / 0 027 110 A1 wird ein elastisches Bauteil zum Vorspannen einer axial verschiebbaren Turbine offenbart. In der Patentanmeldung
US 2014 / 0 097 055 A1 wird ein Drehmomentwandler mit einem Turbinenkolben offenbart, bei dem es sich um eine axial verschiebbare Turbine handelt, die als Kolben einer Überbrückungskupplung dient. In der Patentanmeldung
US 2016 / 0 116 041 A1 wird ein Drehmomentwandler offenbart, der ein Laufrad, einen durch das Laufrad antreibbaren Turbinenkolben und ein ringförmiges Überbrückungs-Widerstandsbauteil enthält. Weitere einschlägige Drehmomentwandler sind aus den Veröffentlichungen
DE 11 2015 005 424 T5 ,
DE 10 2013 202 661 A1 sowie
DE 11 2016 000 667 T5 bekannt.
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KURZDARSTELLUNG
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Beispielhafte Aspekte umfassen allgemein einen Drehmomentwandler, der umfasst: eine Dämpferbaugruppe, die eine Federaufnahme; und eine mit der Dämpferbaugruppe verbundene Turbinenbaugruppe enthält, wobei die Turbinenbaugruppe enthält: ein Turbinengehäuse, das einen axial verschiebbaren Turbinenkolben enthält; eine an dem Turbinenkolben befestigte Antriebsscheibe; und eine Membranfeder, wobei die Antriebsscheibe Öffnungen zum Aufnehmen der Membranfeder hat; die Membranfeder mit einer Vorspannungskraft auf den Turbinenkolben einwirkt. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält der Drehmomentwandler ferner eine Nabe, wobei die Federaufnahme durch die Nabe mit einer Antriebswelle des Getriebes verbunden ist. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Membranfeder eine Vielzahl radial äußerer Zungen, die an einer Außenfläche des Turbinengehäuses anliegen. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Dämpferbaugruppe ferner eine Lagerbaugruppe, wobei die Federaufnahme innerhalb der Federbaugruppe angeordnet ist; und wobei die Membranfeder eine Vielzahl radial innerer Zungen enthält, die an einer der Turbine zugewandten Fläche der Lagerbaugruppe anliegen. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Antriebsscheibe eine Vielzahl von Öffnungen zum Aufnehmen der Vielzahl radial innerer Zungen. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Lagerbaugruppe ferner eine Zwischenscheibe, die axial an der der Turbine zugewandten Seite angeordnet ist, um eine Last auszugleichen, die durch die an die Lagerbaugruppe anstoßenden radial inneren Zungen beaufschlagt wird. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält der Turbinenkolben eine Mehrscheiben-Kegelkupplung.
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Andere beispielhafte Aspekte umfassen allgemein einen Drehmomentwandler, der umfasst: ein Laufrad; eine Turbine, die einen Turbinenkolben in einem Stück enthält, wobei der Turbinenkolben axial zum Laufrad hin und von diesem weg verschiebbar ist; eine mit der Turbine verbundene Dämpferbaugruppe, wobei die Dämpferbaugruppe enthält: eine Federaufnahme; und ein zwischen der Federaufnahme und der Turbine angeordnetes Federbauteil, das zum Ausüben einer Vorspannungskraft dient, um die Turbine unter Freilaufbedingungen gegen das Laufrad zu drücken. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält der Turbinenkolben eine Mehrscheiben-Kegelkupplung. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält das Federbauteil eine erste und eine zweite Kontaktfläche, die an der Dämpferbaugruppe beziehungsweise der Turbine anliegen. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Dämpferbaugruppe ferner eine Vielzahl von Federn und eine Antriebsscheibe, in die die Vielzahl von Federn eingreifen. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält das Federbauteil ferner eine Vielzahl radial innerhalb angeordneter Finger. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Antriebsscheibe ferner eine Vielzahl von Öffnungen zum Aufnehmen der Vielzahl von Fingern. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält der Drehmomentwandler ferner einen Deckel, der mit einem Motor verbunden ist, und die Dämpferbaugruppe enthält ferner eine Lagerbaugruppe; die Lagerbaugruppe enthält eine Druckfläche, die gleitend in den Vorderdeckel eingreift. Gemäß einem beispielhaften Aspekt umfasst die Lagerbaugruppe ein erstes und ein zweites Lager, die axial an beiden Seiten der Federaufnahme angeordnet sind, wobei das erste Lager am Deckel und das zweite Lager an dem Federbauteil anliegt. Gemäß einem beispielhaften Aspekt handelt es sich bei dem ersten und dem zweiten Lager um Wälzlager. Gemäß einem beispielhaften Aspekt umfasst die Lagerbaugruppe eine Druckscheibe, die an der dem Deckel zugewandten Seite der Federaufnahme angeordnet ist und am Deckel anliegt, und ein Wälzlager, das an der der Turbine zugewandten Seite der Federaufnahme angeordnet ist und an dem Federbauteil anliegt. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Federaufnahme mindestens einen ausgeschnittenen Abschnitt zum Zentrieren der Lagerbaugruppe. Gemäß einem beispielhaften Aspekt zeigt eine erste Seite der Turbine zum Laufrad und eine zweite Seite der Turbine zum Dämpfer, wobei das Federbauteil so beschaffen ist, dass die Turbine vom Laufrad weggedrückt wird, wenn ein Druck an der ersten Seite der Turbine einen Druck an der zweiten Seite der Turbine um einen vorgegebenen Betrag übersteigt. Gemäß einem beispielhaften Aspekt ist das Federbauteil zusammengedrückt, wenn der Druck an der ersten Seite der Turbine den Druck an der zweiten Seite der Turbine um den vorgegebenen Betrag übersteigt.
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Andere beispielhafte Aspekte umfassen allgemein einen Drehmomentwandler, der umfasst: ein Laufrad, das fest an einem Deckel befestigt ist, um ein Gehäuse zu bilden; eine Turbine, die einen Turbinenkolben und eine Mehrscheiben-Kegelkupplung enthält, wobei der Turbinenkolben axial zum Laufrad hin und von diesem weg verschiebbar ist; eine mit der Turbine verbundene Dämpferbaugruppe, wobei die Dämpferbaugruppe enthält: eine Federaufnahme, die eine Lagerbaugruppe enthält, wobei die Lagerbaugruppe an dem Deckel anliegt; und eine zwischen der Federaufnahme und der Turbine angeordnete Membranfeder, die eine Vielzahl radial innerer Finger hat; eine fest an der Turbine angebrachte Antriebsscheibe, die eine Vielzahl von Öffnungen zum Aufnehmen der Vielzahl radial innerer Finger hat; und einen Druckübertragungsweg: der durch die Membranfeder erzeugt wird, die eine Vorspannungskraft erzeugt, um unter Freilaufbedingungen die Turbine gegen das Laufrad zu drücken; um an einer ersten Kontaktfläche gegen die Turbine zu drücken und die Mehrscheiben-Kegelkupplung vorzuspannen; wobei die Vorspannungskraft durch das fest am Deckel angebrachte Laufrad ausgeglichen wird; und die Membranfeder gegenüber dem Deckel durch ein erstes Lager frei drehbar ist, das durch die Federaufnahme gegen ein zweites Lager drückt, das an der Membranfeder anliegt, um den Kreislauf zu schließen.
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Figurenliste
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Nunmehr werden das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung in der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren ausführlich beschrieben, wobei:
- 1A eine seitliche Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers mit einem vorgespannten Turbinenkolben gemäß einem beispielhaften Aspekt veranschaulicht.
- 1B eine perspektivische Ansicht einer Antriebsscheiben/Membranfeder-Baugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt zeigt.
- 2A eine alternative Ausführungsform eines Drehmomentwandlers mit einem vorgespannten Turbinenkolben gemäß einem beispielhaften Aspekt veranschaulicht;
- 2B eine alternative Ausführungsform eines Drehmomentwandlers mit einem vorgespannten Turbinenkolben gemäß einem beispielhaften Aspekt veranschaulicht;
- 2C eine alternative Ausführungsform eines Drehmomentwandlers mit einem vorgespannten Turbinenkolben gemäß einem beispielhaften Aspekt veranschaulicht;
- 2D eine alternative Ausführungsform eines Drehmomentwandlers mit einem vorgespannten Turbinenkolben gemäß einem beispielhaften Aspekt veranschaulicht; und
- 3 eine alternative Ausführungsform eines Drehmomentwandlers mit einem vorgespannten Turbinenkolben gemäß einem beispielhaften Aspekt veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Von vornherein sollte einsichtig sein, dass gleiche Zeichnungsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente bezeichnen. Außerdem ist klar, dass diese Erfindung nicht auf die einzelnen hierin beschriebenen Ausführungsformen, Verfahrensweisen, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Es ist auch klar, dass die hierin verwendeten Begriffe nur zum Beschreiben einzelner Aspekte dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschränken sollen, der nur durch die beiliegenden Ansprüche eingeschränkt wird.
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Sofern nicht anderweitig definiert, weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung auf, wie sie dem Fachmann geläufig ist, an den sich diese Offenbarung richtet. Zwar können zum Umsetzen oder Testen der Erfindung beliebige Verfahren, Einheiten oder Materialien verwendet werden, die den hierin beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, jedoch werden nunmehr die folgenden beispielhaften Verfahren, Einheiten und Materialien beschrieben.
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Unter drehfest verbundenen Komponenten ist zu verstehen: jedes Mal, wenn sich eine der Komponenten dreht, drehen sich alle Komponenten; und eine Relativdrehung zwischen den Komponenten ist nicht möglich. Eine axiale oder radiale Verschiebung zwischen den Komponenten ist möglich, aber nicht erforderlich.
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Die Offenbarung stellt einen Drehmomentwandler mit einem Laufrad und einem Vorderdeckel bereit, die miteinander verbunden sind. Das heißt, ein Deckelrand ist in ein passendes Laufrad eingefügt, obwohl alternativ ein Rand eines Laufrades in einen passenden Vorderdeckel eingefügt sein kann. Dann werden die beiden Komponenten durch Schweißen miteinander verbunden, um ein Drehmomentwandlergehäuse zu bilden. Ein verschiebbares elastisches Bauteil kompensiert Toleranzen, sodass die Turbinenkupplung im drucklosen Zustand in das Laufrad eingreift. Mit anderen Worten, der Drehmomentwandler ist nicht mit einer Drehmomentwandlerkupplungstrennung ausgestattet. Bei steigendem Trenndruck werden die Turbinenkupplung vom Laufrad weg gedrückt und das elastische Bauteil weiter zusammengedrückt. Die Begriffe elastisches Bauteil und Federbauteil werden hierin austauschbar verwendet.
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Bei Drehmomentwandlern, die das Turbinengehäuse als Kolbenblech verwenden, was hierin austauschbar als Turbinenkolben bezeichnet wird und zusammen mit dem Turbinengehäuse aus einem Stück gebildet ist, kann es zu einem Turbinendruck kommen, durch den das Gehäuse sich ausdehnt oder aufwölbt. Unter Leerlaufbedingungen (wenn sich die Turbine schneller dreht als das Laufrad) ist der Turbinendruck zum Motor hin gerichtet, sodass die Turbine ausgerückt wird. Bei solchen Drehmomentwandlern kann die Verwendung eines elastischen oder Federbauteils zwischen dem Turbinengehäuse und dem Vorderdeckel erforderlich sein, um das Trennen der Drehmomentwandlerkupplung zu steuern und die Überbrückung im Freilauf zu unterstützen. Daraus ergibt sich der Zusatznutzen, dass die Strömung oder der Druck bei eingerückter Kupplung angehalten werden kann, was zu geringerem Kraftstoffverbrauch führt. Ohne ein elastisches oder Federbauteil können die Bauteiltoleranzen bei einer normal geöffneten Kupplung zu einem großen Spalt an der Reibungsfläche führen, wenn der Drehmomentwandler an einem Anschlag montiert ist. Der große Spalt kann verhindern, dass die Kupplung einrückt, wenn die Druckkraft den Turbinendruck nicht übersteigen kann, oder zu einem abrupten Einkuppeln führen, wenn der große Spalt plötzlich geschlossen wird.
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Das elastische Bauteil biegt sich stark genug durch, um die Gesamttoleranz und das Aufwölben des Drehmomentwandlers zu kompensieren. Das heißt, das elastische Bauteil ist so beschaffen, dass das Reibungsmaterial der Turbine immer noch in das Laufrad eingreift, wenn die Gesamttoleranz der Bauteile zu einem größtmöglichen Abstand zwischen der Turbine und dem Deckel führt, und so vorgespannt, dass die Kupplung während der axialen Dehnung des Drehmomentwandlers infolge des hydrodynamischen Drucks bei höheren Drehzahlen in Kontakt bleibt. Beim Betätigen der Kupplung, wenn die Turbine durch einen Druckunterschied in der Kupplung gegen das Laufrad gedrückt wird, wirken die Vorspannungsfinger in derselben Richtung wie der Druckunterschied in der Kupplung. Beim Trennen der Kupplung, wenn die Turbine durch einen Druck innerhalb des Torus vom Laufrad weg verschoben wird, werden das Laufrad und die Turbine voneinander getrennt und die Turbine gegen das elastische Bauteil gedrückt. Der zum Trennen der Kupplung erforderliche Druck steigt, um die Kraft des elastischen Bauteils zu überwinden, wodurch der Eingriff unter Leerlaufbedingungen verstärkt wird, da die Betätigungskraft selbst bei geringer Betätigungsströmung und niedrigem Betätigungsdruck groß genug ist.
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1A zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Drehmomentwandler 10 ist um eine Mittelachse oder Drehachse 11 drehbar und enthält einen Vorderdeckel 12, der mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbunden ist, und einen Rückdeckel 14, der ein Gehäuse 16 eines Laufrades oder einer Pumpe 18 bildet. Die hierin verwendeten Begriffe axial, radial und Umfang- beziehen sich auf die Mittelachse 11. Der Drehmomentwandler 10 enthält auch eine Turbinenbaugruppe 19 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Turbinenbaugruppe 19 enthält einen Turbinenkolben 20, der axial zum Laufrad 18 hin und von diesem weg verschiebbar ist, um eine Laufradkupplung des Laufrades 18 einzurücken und zu trennen und so eine Überbrückungskupplung zu bilden. Der Turbinenkolben 20 enthält ein Turbinengehäuse 22 und einen Mittelring 24, der eine Vielzahl von Turbinenschaufeln 26 zwischen beiden haltert.
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Das Turbinengehäuse 22 enthält einen rundlichen Schaufelhalterungsabschnitt 28, der wie eine ringförmige Schale geformt ist und an dem die dem Motor zugewandten Kanten der Turbinenschaufeln 26 anliegen. Radial außerhalb des Schaufelhalterungsabschnitts 28 ragt eine radial äußere Verlängerung 30, die den Kolben bildet, radial von einem Außenumfang des Schaufelhalterungsabschnitt 28 aus nach außen, um einen ringförmigen Vorsprung zu definieren, der eine sich radial erstreckende ebene, ringförmige und zum Laufrad zeigende Fläche 30a und einen äußersten Umfang hat, der einen äußersten Umfang des Turbinenkolbens 20 definiert. Demgemäß sind der Kolben und das Turbinengehäuse 22 aus einem Stück gebildet. Radial innerhalb des Schaufelhalterungsabschnitts 28 enthält das Turbinengehäuse 22 eine radial innere ringförmige Verlängerung 31, die an einem radial inneren Ende derselben in einen sich axial erstreckenden inneren Umfangsabschnitt 33 übergeht, dessen innere Umfangsfläche an einer äußeren Umfangsfläche einer Nabe 35 anliegt.
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Das Laufrad 18 enthält Laufradschaufeln 34, die durch Zungen jeweils an einer dem Getriebe zugewandten Seite desselben am Laufradgehäuse 16 und an einer dem Motor zugewandten Seite desselben befestigt sind. Das Laufradgehäuse 16 enthält einen rundlichen Schaufelhalterungsabschnitt 32, der wie eine ringförmige Schale geformt ist und an den dem Getriebe zugewandten Kanten der Laufradschaufeln 34 anliegt. Radial außerhalb des Schaufelhalterungsabschnitts 32 ragt von einem Außenumfang des rundlichen Schaufelhalterungsabschnitts 32 eine sich radial erstreckende Wand 36 hervor und definiert eine ringförmige Wand einer der Turbine zugewandten, sich radial erstreckenden ebenen, ringförmigen Fläche 36a. Demgemäß sind die Laufradkupplung und das Laufradgehäuse 16 aus einem Stück gebildet. Radial innerhalb des Schaufelhalterungsabschnitts 32 enthält das Laufradgehäuse 16 eine radial innere ringförmige Verlängerung 39, die sich von dem Schaufelhalterungsabschnitt 32 aus radial nach innen erstreckt. Ein radial inneres Ende der Verlängerung 39 ist mit einer Laufradnabe 41 verbunden. Die in 1A gezeigte Mehrscheiben-Kegelkupplung 38 gemäß einem beispielhaften Aspekt wird wegen der größeren Kupplungskapazität verwendet, jedoch kann jede beliebige Turbinenkolbenkonfiguration verwendet werden.
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Auf die dem Laufrad zugewandte, sich radial erstreckende Fläche 30a der radial äußeren Verlängerung 30 ist ein Reibungsmaterial 40 aufgeklebt, um die Mehrscheiben-Kegelkupplung 38 einzukuppeln. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Reibungsmaterial 40 anstelle oder zusätzlich zu der radial äußeren Verlängerung 30 auch auf die der Turbine zugewandte, sich radial erstreckende Fläche 36a der sich radial erstreckenden Wand 36 aufgeklebt sein. Unabhängig davon, ob das Reibungsmaterial 40 auf die radial äußere Verlängerung 30 oder die sich radial erstreckende Wand 40 aufgeklebt ist, ist das Reibungsmaterial 40 axial zwischen den Flächen 30a, 36a und dazwischen liegenden Scheibenflächen bereitgestellt.
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Der Drehmomentwandler 10 enthält auch einen Stator 42 axial zwischen der Turbine 20 und dem Laufrad 18, um die von den Turbinenschaufeln 26 kommende Flüssigkeit vor Erreichen des Laufrades 18 umzulenken, um den Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers 10 zu erhöhen. Der Stator 42 enthält ein Statorgussteil 44, das eine Vielzahl von Schaufeln 46 und einen Statorsockel 48 enthält. Der Stator 42 enthält auch eine Freilaufkupplung 50, die durch eine Zentrierscheibe 52 innerhalb des Statorsockels 48 gehaltert wird. Eine axiale Druckscheibe 54 axial zwischen dem Stator 42 und dem Laufrad 18 ist an einem Außenumfang der Zentrierscheibe 52 am Stator 42 befestigt. Die Freilaufkupplung 50 enthält einen inneren Laufring 56, einen äußeren Laufring 58 und Wälzkörper 60 radial zwischen dem inneren Laufring 56 und dem äußeren Laufring 58. Das Statorgussteil 44 ist drehfest mit dem äußeren Laufring 58 verbunden, und je nach den Betriebsbedingungen des Drehmomentwandlers 10 sind der innere Laufring 56 und der äußere Laufring 58 entweder drehfest miteinander verbunden oder gegeneinander drehbar.
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Zwischen dem Vorderdeckel 12 und der Turbine 20 ist eine Dämpferbaugruppe 62 angeordnet, die ein Drehmoment von der Turbine 20 zur Antriebswelle des Getriebes überträgt. Federn 66 sind durch eine Federaufnahme 72 gehaltert, die ein Profil des Außendurchmessers der Federn umschließt und an einem radial äußeren Ende der Dämpferbaugruppe 62 gebildet ist. Die Federaufnahme 72 ist zwischen Lagern 74, 76 angeordnet und stellt ein Mittel zur rotatorischen Trennung zwischen dem Deckel 12 und der Membranfeder 80 bereit. Es können in der Technik bekannte Lager wie beispielsweise Wälzlager oder hydrodynamische Lager verwendet werden, die jedoch nicht als Einschränkung anzusehen sind. Das dem Deckel zugewandte Lager 74 wird durch ein ausgeschnittenes Merkmal 78a der Federaufnahme 72 zentriert. Das der Turbine zugewandte Lager 76 wird durch ein ausgeschnittenes Merkmal 78b der Federaufnahme 72 zentriert. Die Dämpferbaugruppe 62 enthält die zwischen den Lagern 74, 76 angeordnete Federaufnahme 72 mit einer Nabe 82 an einem radial inneren Ende derselben, die drehfest mit einer Antriebswelle des Getriebes verbunden ist.
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Gemäß dieser Ausführungsform ist die Dämpferbaugruppe 62 mit dem Turbinenkolben 20 verbunden, um sich mit dieser zu drehen, indem die Antriebsscheibe 64 über den Umfang hinweg in einen äußeren Federnsatz 66 der Dämpferbaugruppe 62 eingreift. Die Antriebsscheibe 64 ist drehfest mit der Turbinenbaugruppe 19 verbunden. Die Antriebsscheibe 64 enthält Öffnungen oder Fenster zum Aufnehmen zumindest eines Abschnitts eines Federbauteils oder einer Membranfeder. Ein ringförmiger Unterteil 70 der Antriebsscheibe 64 ist durch Schweißen oder Hartlöten oder Nieten fest mit der dem Vorderdeckel zugewandten Fläche des Turbinengehäuses 22 verbunden, beispielsweise durch einen in 1A gezeigten Niet 84.
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Die Turbinenbaugruppe 19 enthält auch eine der Turbine zugewandte Vorspannungsfeder 80, bei der es sich gemäß dieser Ausführungsform um eine Membranfeder handelt und die axial zwischen der Federaufnahme 72 und dem Turbinengehäuse 22 angeordnet ist. Die Vorspannungsfeder 80 wird hierin austauschbar als Federbauteil 80 oder Membranfeder 80 bezeichnet. Ein Innendurchmesser 86 der Membranfeder 80 enthält eine Vielzahl sich radial und axial erstreckender Zungen oder Finger 92, die an der Zwischenscheibe 90 anliegen. Die Zwischenscheibe 90 dient zum Ausgleichen wechselnder Belastungen der Finger oder Zungen 92 der Membranfeder. Die Zwischenscheibe 90, bei der es sich um eine hydrodynamische Druckscheibe handeln kann, übt eine ausgeglichene Kraft auf die Lagerbaugruppe 94 mit ihren Lagern 74, 76 aus. Die Membranfeder 80 enthält Zungen oder Finger 92 mit einer Fläche 98, die an der Lagerbaugruppe 94 anliegt. An einem Außendurchmesser der Membranfeder 80 enthält diese Zungen oder Finger 97 mit einer Fläche 96, die am Turbinengehäuse 22 anliegt. Gemäß alternativen Ausführungsformen können die Zungen oder Finger 97 mit der Fläche 96 in Form von Rampen gebildet sein, die angeschrägt sind.
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1 B veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer dem Deckel zugewandten Seite der Antriebsscheibe 64 und der Membranfeder 80 der Turbinenbaugruppe 19. 1 B zeigt eine Vielzahl von Zungen oder Fingern 92 des Federbauteils oder der Membranfeder 80, die innerhalb einer Vielzahl von Öffnungen oder Fenstern 68 der Antriebsscheibe 64 angeordnet sind.
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Im Allgemeinen zeigen die Ausführungsformen der 1 bis 3 einen Drehmomentwandler 10 mit einer Dämpferbaugruppe 62, die eine Federaufnahme 72 enthält; und mit einer Turbinenbaugruppe 19 (19A, 19B, 19C, 19D, 119), die mit der Dämpferbaugruppe 62 verbunden ist. Die Turbinenbaugruppe 19 (19A, 19B, 19C, 19D, 119) enthält ein Turbinengehäuse 22 mit einem axial verschiebbaren Turbinenkolben 20; eine Antriebsscheibe 64 (64A, 64B, 64C, 64D, 164), die am Turbinenkolben 20 befestigt ist; und eine Membranfeder 80 (80A, 80B, 80C, 80D, 180). Die Antriebsscheibe 64 (64A, 64B, 64C, 64D, 164) hat Öffnungen oder Fenster 68 zum Aufnehmen der Membranfeder 80 (80A, 80B, 80C, 80D, 180); und die Membranfeder wirkt mit einer Vorspannungskraft auf den Turbinenkolben ein. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält der Drehmomentwandler 10 ferner eine Nabe 82, eine Federaufnahme 72, die über die Nabe 82 mit einer Antriebswelle des Getriebes verbunden ist. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Membranfeder 80 (80A, 80B, 80C, 80D, 180) radial äußere Zungen 97 mit einer Fläche 96, die an einem durch das Bauteil 96 dargestellten Kontaktpunkt an einer Außenfläche des Turbinengehäuses 22 anliegt. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Dämpferbaugruppe 62 ferner eine Lagerbaugruppe 94 (194), wobei die Federaufnahme 72 innerhalb der Lagerbaugruppe 94 (194) angeordnet ist. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Membranfeder 80 (80A, 80B, 80C, 80D, 180) radial innere Zungen 92, die an einer der Turbine zugewandten Seite der Lagerbaugruppe 94 (194) anliegen. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Antriebsscheibe 64 (64A, 64B, 64C, 64D, 164) eine Vielzahl von Öffnungen 68 zum Aufnehmen der radial inneren Zungen 92. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Lagerbaugruppe 94 (194) ferner eine Zwischenscheibe 90, die axial an der der Turbine zugewandten Seite angeordnet ist, zum Ausgleichen einer Last, die durch die an der Lagerbaugruppe 94 (194) anliegenden radial inneren Zungen 92 beaufschlagt wird. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält der Turbinenkolben 20 eine Mehrscheiben-Kegelkupplung 38.
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Gemäß anderen beispielhaften Aspekten zeigen Ausführungsformen der 1 bis 3 einen Drehmomentwandler 10, der umfasst: ein Laufrad 18; eine Turbine oder eine Turbinengehäuse 19, das einen aus einem Stück gefertigten Turbinenkolben 20 enthält, wobei der Turbinenkolben 20 axial auf das Laufrad 18 zu und von diesem weg verschiebbar ist; eine mit der Turbine 19 verbundene Dämpferbaugruppe 62, wobei die Dämpferbaugruppe 62 enthält: eine Federaufnahme 72; und ein zwischen der Federaufnahme 72 und der Turbine 19 angeordnetes Federbauteil 80 (80A, 80B, 80C, 80D, 180) zum Ausüben einer Vorspannungskraft, um die Turbine unter Freilaufbedingungen gegen das Laufrad zu drücken. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält der Turbinenkolben 20 eine Mehrscheiben-Kegelkupplung 38. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält das Federbauteil 80 (80A, 80B, 80C, 80D, 180) eine erste und eine zweite Kontaktfläche 98 und 96, die an der Dämpferbaugruppe beziehungsweise der Turbine anliegen. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Dämpferbaugruppe 62 ferner eine Vielzahl von Federn 66 und eine Antriebsscheibe 64 (64A, 64B, 64C, 64D, 164), die in die Vielzahl von Federn eingreift. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält das Federbauteil 80 (80A, 80B, 80C, 80D, 180) ferner eine Vielzahl radial innerhalb angeordneter Finger 92. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Antriebsscheibe 64 (64A, 64B, 64C, 64D, 164) ferner eine Vielzahl von Öffnungen 68 zum Aufnehmen der Vielzahl von Fingern 92. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält der Drehmomentwandler 10 ferner einen Deckel, der mit einem (nicht gezeigten) Motor verbunden ist, und die Dämpferbaugruppe 62 enthält ferner eine Lagerbaugruppe 94 (194); wobei die Lagerbaugruppe eine Druckfläche 95 enthält, die gleitend in den Vorderdeckel 12 eingreift. Gemäß einem beispielhaften Aspekt umfasst die Lagerbaugruppe 94 ein erstes und ein zweites Lager 74 und 76, die axial an beiden Seiten der Federaufnahme angeordnet sind, wobei das Lager 74 am Deckel 12 und das Lager 76 am Federbauteil 80 (80A, 80B, 80C, 80D, 180) anliegt. Gemäß einem beispielhaften Aspekt handelt es sich bei den Lagern 74 und 76 um Wälzlager. Gemäß einem anderen beispielhaften Aspekt enthält der Drehmomentwandler 110 von 3 eine Lagerbaugruppe 194, die eine Druckscheibe 175, die an der dem Deckel zugewandten Seite der Federaufnahme 172 angeordnet ist und am Deckel 112 anliegt, und ein Wälzlager 176 umfasst, das an der der Turbine zugewandten Seite der Federaufnahme 172 angeordnet ist und an dem Federbauteil 180 anliegt. Gemäß einem beispielhaften Aspekt enthält die Federaufnahme 72 mindestens einen ausgeschnittenen Abschnitt 78a und/oder 78b (178a und/oder 178b) zum Zentrieren der Lagerbaugruppe 94 (194). Gemäß einem beispielhaften Aspekt zeigt eine erste Seite der Turbine 19 zum Laufrad 18 und eine zweite Seite der Turbine 19 zum Dämpfer 62, wobei das Federbauteil 80 (80A, 80B, 80C, 80D, 180) so beschaffen ist, dass die Turbine vom Laufrad weggedrückt wird, wenn ein Druck an einer ersten Seite der Turbine einen Druck an der zweiten Seite der Turbine um einen vorgegebenen Betrag übersteigt. Gemäß einem beispielhaften Aspekt wird das Federbauteil 80 (80A, 80B, 80C, 80D, 180) zusammengedrückt, wenn der Druck an der ersten Seite der Turbine den Druck an der zweiten Seite der Turbine um den vorgegebenen Betrag überschreitet.
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Die 2A bis 2D veranschaulichen alternative Ausführungsformen der Turbinenbaugruppe 19 und zeigen Membranfedern (80A, 80B, 80C, 80D) in verschiedenen Konfigurationen. 3 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform, bei der die Lagerbaugruppe 194 nicht ein Paar Wälzlager wie in den 1 bis 2D, sondern ein hydrodynamisches Drucklager oder eine Druckscheibe 175 an der dem Deckel zugewandten Seite zeigt.
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Andere beispielhafte Aspekte umfassen allgemein einen Drehmomentwandler 10 (110), der umfasst: ein Laufrad 18 (118), das an einer Schweißnaht 13 (113) fest mit dem Deckel 12 (112) verbunden ist, um ein Gehäuse zu bilden; eine Turbine oder Turbinenbaugruppe 19 (119), die einen Turbinenkolben 20 (120) und eine Mehrscheiben-Kegelkupplung 38 (138) enthält, wobei der Turbinenkolben 20 (120) axial zum Laufrad 18 (118) hin und von diesem weg verschiebbar ist; eine mit der Turbine 19 (119) verbundene Dämpferbaugruppe 62 (162), wobei die Dämpferbaugruppe 62 (162) enthält: eine Federaufnahme 72, (172) mit einer Lagerbaugruppe 94 (194), die am Deckel 12 (112) anliegt, und eine zwischen der Federaufnahme 72 (172) und der Turbine angeordnete Membranfeder 80 (80A, 80B, 80C, 80D, 180) mit einer Vielzahl radial innerer Finger; und eine fest mit der Turbine 19 (119) verbundene Antriebsscheibe, die eine Vielzahl von Öffnungen 68 zum Aufnehmen der radial inneren Finger 92 (192) hat. Ein Druckübertragungsweg wird zum Beispiel durch die Membranfeder 80 gebildet, die eine Vorspannungskraft ausübt, um unter Leerlaufbedingungen die Turbine 19 gegen das Laufrad 18 zu drücken; wobei an der Kontaktfläche 96 ein Druck auf die Turbine (Turbinengehäuse 22) ausgeübt wird, um die Mehrscheiben-Kegelkupplung 38 vorzuspannen; wobei ein Ausgleich durch das Laufrad 18 erfolgt, das an der Schweißnaht 13 fest mit dem Deckel 12 verbunden ist; und wobei die Membranfeder durch das Lager 74 rotatorisch vom Deckel getrennt ist, das über die Federaufnahme 72 gegen das an der Membranfeder 80 anliegende Lager 76 drückt, um den Kreislauf zu schließen.
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Bezugszeichenliste
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- 10 (10A, 10B, 10C, 10D, 110)
- Drehmomentwandler
- 11
- Drehachse
- 12, 112
- Deckel oder Vorderdeckel
- 13, 113
- Schweißnaht
- 14
- Rückdeckel
- 16
- Laufradgehäuse
- 18, 118
- Laufrad
- 19, (19A, 19B, 19C, 19D, 119)
- Turbine oder Turbinenbaugruppe
- 20, 120
- Turbinenkolben
- 22
- Turbinengehäuse
- 24
- Mittelring
- 26
- Turbinenschaufeln
- 28
- Schaufelhalterungsabschnitt
- 30
- radial äußere Verlängerung
- 30a
- zum Laufrad zeigende, sich radial erstreckende Fläche
- 31
- radial innere ringförmige Verlängerung
- 32
- Schaufelhalterungsabschnitt
- 33
- sich axial erstreckender innerer Umfangsabschnitt
- 34
- Laufradschaufeln
- 35
- Nabe
- 36
- sich radial erstreckende Wand
- 36a
- zur Turbine zeigende, sich radial erstreckende Fläche
- 37
- Mittelring
- 38, 138
- Mehrscheiben-Kegelkupplung
- 39
- radial innere ringförmige Verlängerung
- 40
- Reibungsmaterial
- 41
- Laufradnabe
- 42
- Stator
- 44
- Statorgussteil
- 46
- Statorschaufeln
- 48
- Statorsockel
- 50
- Freilaufkupplung
- 52
- Zentrierscheibe
- 54
- Druckscheibe
- 56
- innerer Laufring
- 58
- äußerer Laufring
- 60
- Federn
- 62, 162
- Dämpferbaugruppe
- 64, (64A, 64B, 64C, 64D, 164)
- Antriebsscheibe
- 66
- Federn
- 68
- Öffnungen oder Fenster
- 70
- ringförmiges Unterteil der Antriebsscheibe 64
- 72, 172
- Federaufnahme
- 74
- Lager
- 76, 176
- Lager
- 78a, 78b (178a, 178b)
- ausgeschnittenes Merkmal
- 80, (80A, 80B, 80C, 80D, 180)
- Membranfeder oder Andruckfeder oder Federbauteil oder elastisches Bauteil
- 82
- Nabe
- 84
- Niet
- 86
- Innendurchmesser oder Membranfeder
- 90
- Zwischenscheibe
- 92, 192
- Zungen oder Finger
- 94, 194
- Lagerbaugruppe
- 95
- Druckfläche
- 96
- Fläche oder Kontaktfläche oder Kontaktpunkt
- 97
- radial äußere Zungen
- 98
- Fläche oder Kontaktfläche oder Kontaktpunkt
- 175
- Druckscheibe
