DE112011100546B4

DE112011100546B4 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE112011100546B4
Application number: DE112011100546.6T
Authority: DE
Inventors: Stephan Maienschein; Peter Droll
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 2031-02-05
Also published as: CN102762888B; DE102011010343A1; CN102762888A; US20120305358A1; DE112011100546A5; WO2011100947A1; US8579093B2

Abstract

Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung (40) und einem antriebsseitig verbundenen Wandlergehäuse und einem damit drehfest verbundenen Pumpenrad sowie einem abtriebsseitig mit einer Abtriebsnabe (18) drehfest verbundenen Turbinenrad (30) und einem wirksam zwischen Kupplungsausgang (42) der Wandlerüberbrückungskupplung (40) und der Abtriebsnabe (18) angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer (10) sowie mit einer innerhalb des Wandlergehäuses angeordneten und einen Pendelflansch (52) mit daran begrenzt verschwenkbaren Pendelmassen (56) aufweisenden Fliehkraftpendeleinrichtung (50) dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelflansch (52) axial zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer (10) und dem Turbinenrad (30) angeordnet ist und mit dem Turbinenrad (30) und der Abtriebsnabe (18) über ein eine formschlüssige Verbindung (28) bildendes Nietelement drehfest verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Derartige hydrodynamische Drehmomentwandler können beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehmomentübertragung zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe angeordnet sein. Solche hydrodynamische Drehmomentwandler weisen ein antriebsseitig verbundenes Pumpenrad auf, das einen Fluidstrom in Richtung eines mit einer Abtriebsseite verbundenen Turbinenrads bewirkt und dieses damit antreiben kann. Bevor das Fluid aus dem Turbinenrad in das Pumpenrad zurückströmt, passiert es ein Leitrad und erfährt dadurch in bestimmten Situationen eine Veränderung der Strömungsrichtung, die eine Beeinflussung der Drehmomentübertragung zwischen Pumpenrad und Turbinenrad bewirkt.
Auch ist es bekannt, eine Wandlerüberbrückungskupplung in dem hydrodynamischen Drehmomentwandler zur Umgehung der über das Fluid stattfindenden hydrodynamischen Drehmomentübertragung anzuordnen. Dazu verbindet die Überbrückungskupplung die Antriebsseite, beispielsweise das mit dem Pumpenrad drehfest verbundene Wandlergehäuse wahlweise mit einer Abtriebsseite, beispielsweise in Form einer mit einer Getriebeeingangswelle über eine Verzahnung verbindbaren Abtriebsnabe. In solchen Situationen können sich von einer mit dem Wandlergehäuse verbundenen Brennkraftmaschine verursachte Torsionsschwingungen auf die Abtriebsnabe übertragen, weshalb üblicherweise ein Torsionsschwingungsdämpfer in dem Kraftfluss wirksam zwischen dem Kupplungsausgang der Wandlerüberbrückungskupplung und der Abtriebsnabe zur Dämpfung der Torsionsschwingungen angeordnet ist. Unter bestimmten Umständen und Anforderungen an den hydrodynamischen Drehmomentwandler sind die Dämpfungseigenschaften des Torsionsschwingungsdämpfers nicht ausreichend. Dazu kann eine Fliehkraftpendeleinrichtung innerhalb des Wandlergehäuses angeordnet werden, um die Dämpfungseigenschaften des hydrodynamischen Drehmomentwandlers zu verbessern.
Als weiterer Stand der Technik wird auf die DE 198 04 227 A1 verwiesen, die auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Anbindung der Fliehkraftpendeleinrichtung in dem hydrodynamischen Drehmomentwandler zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Entsprechend wird ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung und einem antriebsseitig verbundenen Wandlergehäuse und einem damit drehfest verbundenen Pumpenrad sowie einem abtriebsseitig mit einer Abtriebsnabe drehfest verbundenen Turbinenrad und einem wirksam zwischen Kupplungsausgang der Wandlerüberbrückungskupplung und der Abtriebsnabe angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer sowie mit einer innerhalb des Wandlergehäuses angeordneten und einen Pendelflansch mit daran begrenzt verschwenkbaren Pendelmassen aufweisenden Fliehkraftpendeleinrichtung vorgeschlagen wobei der Pendelflansch axial zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer und dem Turbinenrad angeordnet ist und mit dem Turbinenrad und der Abtriebsnabe mittels einer formschlüssigen Verbindung, beispielsweise über ein Nietelement drehfest verbunden ist. Dadurch kann die Anbindung zwischen dem Pendelflansch und dem Turbinenrad sowie der Abtriebsnabe verbessert und kostengünstiger ausgestaltet werden. Dabei kann der Torsionsschwingungsdämpfer als Reihendämpfer mit ersten und zweiten in Reihe wirksamen Energiespeicherelementen ausgebildet sein, wobei die ersten Energiespeicherelemente wirksam zwischen einem Dämpfereingangsteil und einem Dämpferzwischenteil und die zweiten Energiespeicherelemente wirksam zwischen dem Dämpferzwischenteil und dem Dämpferausgangsteil angeordnet sind. Auch ist es denkbar, dass der Torsionsschwingungsdämpfer als einfacher Dämpfer mit einem über die Wirkung von Energiespeicherelementen gegenüber einem Dämpfereingangsteil begrenzt verdrehbaren Dämpferausgangsteil ausgebildet ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Dämpferausgangsteil des Torsionsschwingungsdämpfers mit der Abtriebsnabe drehfest verbunden. Vorteilhafterweise ist das Dämpferausgangsteil mit der Abtriebsnabe über eine Verzahnung verbunden. Die Verzahnung kann derart ausgestaltet sein, dass sich ein axialer Bewegungsspielraum zwischen Dämpferausgangsteil und Abtriebsnabe ergibt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Dämpferausgangsteil mit einem Bauteil bestehend aus dem Pendelflansch oder dem Turbinenrad oder der Abtriebsnabe drehfest verbunden, insbesondere vernietet. Vorteilhafterweise bewirkt ein erstes Nietelement eine Verbindung des Pendelflansches mit dem Turbinenrad und mit der Abtriebsnabe und ein zweites Nietelement eine Verbindung des Dämpferausgangsteils mit einem der Bauteile. Insbesondere ist das erste und zweite Nietelement auf einem unterschiedlichen Radius angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Pendelflansch und das Dämpferausgangsteil im Bereich des ersten Nietelements umfangsseitig wechselseitig angeordnete und radial nach innen gerichtete Laschen zur Aufnahme der ersten und zweiten Nietelemente auf, wobei an einer Umfangsposition eine Lasche des Pendelflansches mit dem Turbinenrad und an einer anderen Umfangsposition eine Lasche des Dämpferausgangsteils mit dem Turbinenrad verbunden ist. Vorteilhafterweise sind die ersten und zweiten Nietelemente im Wesentlichen auf einem gemeinsamen Radius angeordnet. Auch kann die Dicke des Verbunds aus Pendelflansch und Turbinenrad sowie aus Dämpferausgangsteil und Turbinenrad umfangsseitig im Bereich der Nietelemente im Wesentlichen gleich groß sein. Insbesondere ist die Dicke des Bauteils und die Dicke der daran angeordneten Lasche unterschiedlich oder gleich groß. Damit kann die Dicke des Bauteils außerhalb des Bereichs der Nietverbindung unabhängig oder abhängig von der Dicke der Lasche ausgelegt werden. Beispielsweise kann die Dicke im Bereich der Lasche geringer sein als die Dicke des der Lasche zugehörigen Bauteils oder umgekehrt. Damit kann eine umfangsseitig gleichbleibende Dicke des Verbunds entweder aus Pendelflansch und Turbinenrad oder aus Dämpferausgangsteil und Turbinenrad erzielt werden. Idealerweise sind die Laschen integral aus dem jeweiligen Bauteil ausgebildet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Turbinenrad mit dem Pendelflansch und der Abtriebsnabe mittels eines Abstandsbolzens vernietet wobei das Dämpferausgangsteil axial beabstandet von diesem Verbund und mit diesem über den Abstandsbolzen befestigt ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Abbildungen, bei deren Darstellung zugunsten der Übersichtlichkeit auf eine maßstabsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde. Alle erläuterten Merkmale sind nicht nur in der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen beziehungsweise in Alleinstellung anwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildung(en) ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

1: Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
2: Räumliche Ansicht des in 1 dargestellten Ausschnitts, jedoch ohne Turbinenrad.
3: Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
4: Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
5: Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

In 1 ist ein Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Ausschnitt zeigt im Wesentlichen einen innerhalb eines Wandlergehäuses angeordneten und als Reihendämpfer ausgebildeten Torsionsschwingungsdämpfer 10 und eine Fliehkraftpendeleinrichtung 30. Das Dämpfereingangsteil 12 des Torsionsschwingungsdämpfers 10 ist mit einem Kupplungsausgang 42 einer Wandlerüberbrückungskupplung 40 drehfest über das Nietelement 44 verbunden. Das Dämpfereingangsteil 12 ist dabei über radial außen liegende, erste Energiespeicherelemente 14 mit einem gegenüber dem Dämpfereingangsteil 12 begrenzt verdrehbaren Dämpferzwischenteil 16 verbunden. Dabei umschließt das Dämpfereingangsteil 12 die ersten Energiespeicherelemente 14, beispielsweise Bogenfedern zu deren radialen und axialen Sicherung. An einer ersten Umfangsseite werden die ersten Energiespeicherelemente 14 durch das Dämpfereingangsteil 12 beaufschlagt wobei deren Kraftweiterleitung an einem zweiten umfangsseitigen Ende der ersten Energiespeicherelemente 14 durch ein an dem Dämpferzwischenteil 16 angebrachtes Beaufschlagungselement abgegriffen werden kann. Das Dämpferzwischenteil 16 ist als scheibenartiges Teil ausgeführt und radial innen an einer mit einer Getriebeeingangswelle über eine Verzahnung verbindbaren Abtriebsnabe 18 gegenüber dieser verdrehbar aufgenommen und zentriert. Das Dämpferzwischenteil 16 ist wiederum über zweite Energiespeicherelemente 20, beispielsweise Druckfedern mit einem aus zwei benachbarten und das Dämpferzwischenteil 16 zwischen sich aufnehmenden Scheibenteilen bestehenden Dämpferausgangsteil 22 wirksam verbunden.
Das dem Turbinenrad 30 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers nächstliegende Scheibenteil 24 hat integral sich radial nach innen erstreckende Laschen 26 ausgebildet, die ein Durchgangsloch zur Aufnahme eines Nietelements 28 zur Befestigung des Scheibenteils 24 mit dem Turbinenrad 30 und der Abtriebsnabe 18 bewirken. Dabei weist ein Pendelflansch 52 einer Fliehkraftpendeleinrichtung 50 wie in 2 erkennbar ebenfalls sich radial nach innen und umfangsseitig mit den Laschen 26 des Scheibenteils 24 wechselseitig angeordnete Laschen 54 zur Aufnahme eines weiteren Nietelements auf. Dieses Nietelement dient der Befestigung des Pendelflansches 52 an dem Turbinenrad 30 und der Abtriebsnabe 18. Die Lasche 54 des Pendelflansches 52 und die Lasche 26 des Scheibenteils 24 sind derart geformt und mit entsprechender Dicke versehen, dass sich an der dem Turbinenrad 30 zugewandten Seite eine im Wesentlichen ebene Anlagefläche 60 zur Anbindung des Turbinenrads 30 ergibt. Dabei kann die Dicke der Laschen 26, 54 unterschiedlich zu der Dicke des jeweiligen Bauteils 24, 52 sein. Auf der den Laschen 26, 54 axial gegenüberliegenden Seite des Turbinenrads 30 ist dieses über das Nietelement 28 mit der Abtriebsnabe 18 verbunden. Die Dicke des jeweiligen Verbunds aus Laschen 26, 54 und Turbinenrad 30 sowie Abtriebsnabe 18 ist im Bereich des Nietelements 28 im Wesentlichen gleich. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass gleich lange Nietelemente 28 umfangsseitig verteilt verwendet werden können.
Der Pendelflansch 52 ist im Wesentlichen als scheibenartiges Teil ausgeführt und erstreckt sich axial benachbart zu dem Torsionsschwingungsdämpfer 10, wobei der Pendelflansch 52 in einem radial äußeren Bereich beidseitig angeordnete Pendelmassen 56 aufnimmt. Die Pendelmassen 56 sind über Abstandsbolzen 58 miteinander befestigt und zusammen mit diesen gegenüber dem Pendelflansch 52 entlang von Ausschnitten in dem Pendelflansch 52 begrenzt verschwenkbar. Die Pendelmassen 56 sind gegenüber dem Pendelflansch 52 über Wälzkörper 59 in Ausschnitten in den Pendelmassen 56 und in dem Pendelflansch 52 zur Bewirkung einer Pendelbewegung abrollbar.
3 zeigt einen Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist diese Ausführung ähnlich zu der in 1 bzw. 2 mit dem wesentlichen Unterschied ausgestaltet, dass das Dämpferzwischenteil 16 radial weiter außen als das Scheibenteil 24 des Dämpferausgangsteils 22 endet, wobei letzteres auf der Abtriebsnabe 18 zentriert aufgenommen ist. Außerdem erstreckt sich der Pendelflansch 52 radial weiter nach innen und ist ebenfalls auf der Abtriebsnabe 18 zentriert angeordnet. Radial außerhalb der Abtriebsnabe 18 sind das Scheibenteil 24 und der Pendelflansch 52 miteinander über ein Nietelement 70 verbunden. Radial noch weiter außen ist der Pendelflansch 52 mit dem Turbinenrad 30 und der Abtriebsnabe 18 über ein weiteres Nietelement 28 verbunden. Durch die Verwendung zweier auf einem unterschiedlichen Radius angeordneter Nietelemente 28, 70 zur Befestigung der Bauteile miteinander kann die Gesamtdicke des Verbunds aus Scheibenteil 24, Pendelflansch 52, Turbinenrad 30 und Abtriebsnabe 18 im Bereich der Nietverbindung reduziert werden.
In 4 ist ein Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Ähnlich zu der Ausführung in 1 ist das Dämpferzwischenteil 16 auf der Abtriebsnabe 18 zentriert und gegenüber dieser verdrehbar aufgenommen. Das Scheibenteil 24 des Dämpferausgangsteils 22 ist über einen Abstandsbolzen 70 axial beabstandet an dem Pendelflansch 52 drehfest angebracht. Der Abstandsbolzen 70 in seiner weiteren Funktion als Nietelement befestigt außerdem den Pendelflansch 52 an dem daran direkt angrenzenden Turbinenrad 30 und Abtriebsnabe 18. Durch eine derartige Anordnung der Bauteile kann die Gesamtdicke im Bereich des Abstandsbolzens der im Verbund miteinander vernieteten Bauteile 30, 18, 52 reduziert werden.
5 zeigt einen Ausschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist das Scheibenteil 24 des Dämpferausgangsteils 24 über eine Verzahnung 80 mit der Abtriebsnabe 18 verbunden. Anstatt der Verzahnung kann auch eine andere Verbindungsmethode wie ein Verstemmen oder Verschweißen des Dämpferausgangsteils 22 mit der Abtriebsnabe 18 vorgesehen sein. Der Pendelflansch 52 ist mittels des Nietelements 28 mit dem Turbinenrad 30 und der Abtriebsnabe 18 drehfest verbunden.
Bezugszeichenliste

10: Torsionsschwingungsdämpfer
12: Dämpfereingangsteil
14: Energiespeicherelement
16: Dämpferzwischenteil
18: Abtriebsnabe
20: Energiespeicherelement
22: Dämpferausgangsteil
24: Scheibenteil
26: Lasche
28: Nietelement
30: Turbinenrad
40: Wandlerüberbrückungskupplung
42: Kupplungsausgang
44: Nietelement
50: Fliehkraftpendeleinrichtung
52: Pendelflansch
54: Lasche
56: Pendelmasse
58: Abstandsbolzen
59: Wälzkörper
60: Anlagefläche
70: Nietelement
80: Verzahnung

Claims

Hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung (40) und einem antriebsseitig verbundenen Wandlergehäuse und einem damit drehfest verbundenen Pumpenrad sowie einem abtriebsseitig mit einer Abtriebsnabe (18) drehfest verbundenen Turbinenrad (30) und einem wirksam zwischen Kupplungsausgang (42) der Wandlerüberbrückungskupplung (40) und der Abtriebsnabe (18) angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer (10) sowie mit einer innerhalb des Wandlergehäuses angeordneten und einen Pendelflansch (52) mit daran begrenzt verschwenkbaren Pendelmassen (56) aufweisenden Fliehkraftpendeleinrichtung (50) dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelflansch (52) axial zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer (10) und dem Turbinenrad (30) angeordnet ist und mit dem Turbinenrad (30) und der Abtriebsnabe (18) über ein eine formschlüssige Verbindung (28) bildendes Nietelement drehfest verbunden ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferausgangsteil (22) des Torsionsschwingungsdämpfers (10) mit der Abtriebsnabe (18) drehfest verbunden ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferausgangsteil (22) mit der Abtriebsnabe (18) über eine Verzahnung verbunden ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferausgangsteil (22) mit einem Bauteil bestehend aus dem Pendelflansch (52) oder dem Turbinenrad (30) oder der Abtriebsnabe (18) drehfest verbunden, insbesondere vernietet ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Nietelement zur Verbindung des Pendelflansches (52) mit dem Turbinenrad (30) und mit der Abtriebsnabe (18) vorgesehen ist und ein zweites Nietelement eine Verbindung des Dämpferausgangsteils (22) mit einem der Bauteile bewirkt.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Nietelement (28, 70) auf einem unterschiedlichen Radius angeordnet ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelflansch (52) und das Dämpferausgangsteil (22) im Bereich des ersten Nietelements (28) umfangsseitig wechselseitig angeordnete und radial nach innen gerichtete Laschen (26, 54) zur Aufnahme der ersten und zweiten Nietelemente (28, 70) aufweisen, wobei an einer Umfangsposition eine Lasche (54) des Pendelflansches (52) mit dem Turbinenrad (30) und an einer anderen Umfangsposition eine Lasche (26) des Dämpferausgangsteils (22) mit dem Turbinenrad (30) verbunden ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Nietelemente (28,70) im Wesentlichen auf einem gemeinsamen Radius angeordnet sind.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Verbunds aus Pendelflansch (52) und Turbinenrad (30) sowie aus Dämpferausgangsteil (22) und Turbinenrad (30) umfangsseitig im Bereich der Nietelemente (28 70) im Wesentlichen gleich groß ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Bauteils und die Dicke der daran angeordneten Lasche (26, 54) unterschiedlich oder gleich groß ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (26, 54) integral aus dem jeweiligen Bauteil ausgebildet sind.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad (30) mit dem Pendelflansch (52) und der Abtriebsnabe (18) mittels eines Abstandsbolzens (58) vernietet ist wobei das Dämpferausgangsteil (22) axial beabstandet von diesem Verbund und mit diesem über den Abstandsbolzen (58) befestigt ist.