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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler, der konfiguriert ist für die Übertragung eines Drehmoments von einer Antriebsmaschine durch ein Fluid.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Ein Drehmomentwandler ist eine Vorrichtung, die konfiguriert ist für die Übertragung eines Drehmoments von einer Antriebsmaschine durch ein Arbeitsfluid, mit dem der Drehmomentwandler gefüllt ist. Der Drehmomentwandler besteht hauptsächlich aus einer Frontabdeckung, aus einem Antriebsrad, einem Turbinenrad und einem Leitrad. Die Frontabdeckung ist ein Element, das mit einem antriebsmaschinenseitigen Element verbunden ist und in das ein Drehmoment von der Antriebsmaschine eingeleitet wird. Das Antriebsrad ist mit der Frontabdeckung verbunden, wobei das Turbinenrad dem Antriebsrad gegenüberliegt. Das Leitrad liegt zwischen dem inneren Umfangsbereich des Antriebsrads und jenem des Turbinenrads, um den Arbeitsfluidstrom zu regulieren, der von dem Turbinenrad zu dem Leitrad gelenkt wird. Hier wird das Drehmoment, das von der Frontabdeckung in das Antriebsrad eingeleitet wird, durch das Arbeitsfluid von dem Antriebsrad auf das Turbinenrad übertragen und von dem Turbinenrad in Richtung Getriebe abgegeben.
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Bei näherer Betrachtung der Konstruktion eines Antriebsrads, zum Beispiel eines Antriebsrads eines in PTL 1 beschriebenen Drehmomentwandlers, umfasst dieses Antriebsrad ein Antriebsradgehäuse, eine Vielzahl von Antriebsradschaufeln und eine Antriebsradnabe. Das Antriebsradgehäuse ist mit der Frontabdeckung verbunden, während die Antriebsradschaufeln in dem Antriebsradgehäuse angeordnet sind. Ferner erstreckt sich die Antriebsradnabe in einer Rohrform, und ihr antriebsmaschinenseitiger Endbereich ist an dem inneren Umfangsbereich des Antriebsradgehäuses festgeschweißt.
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Der Drehmomentwandler ist ferner mit einer Überbrückungsvorrichtung versehen, um die Drehmomentübertragungsleistung zu verbessern. Die Überbrückungsvorrichtung ist in einem Raum angeordnet, der zwischen dem Turbinenrad und der Frontabdeckung gebildet wird. Die Überbrückungsvorrichtung ist konfiguriert für die direkte Übertragung des Drehmoments von der Frontabdeckung auf die Turbine durch eine mechanische Verbindung der Frontabdeckung und der Turbine in einem Bereich, in dem die Funktion des Drehmomentwandlers nicht benötigt wird.
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Die in PTL 1 beschriebene Überbrückungsvorrichtung umfasst: einen Kolben, der derart konfiguriert ist, dass er an eine Reibfläche der Frontabdeckung angepresst wird; ein ausgangsseitiges Element, das an dem Turbinenrad befestigt ist; und eine Vielzahl von Torsionsfedern, die konfiguriert sind für die elastische Verbindung des Kolbens und des ausgangsseitigen Elements.
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DOKUMENTLISTE
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PATENTLITERATUR
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- PTL 1: Offengelegte japanische Patentanmeldungspublikation Nr. JP-A-2011-122640
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ÜBERSICHT
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Technische Probleme
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Bei einem Antriebsrad eines bekannten Drehmomentwandlers wie in PTL 1 beschrieben sind das Antriebsradgehäuse und die Antriebsradnabe durch eine Reibschweißung verbunden. Im Zuge des Reibschweißens werden die Antriebsradnabe und das Antriebsradgehäuse unter Druck relativ zueinander bewegt, wobei zwischen Nabe und Gehäuse eine Reibung entsteht. Dabei entstehen an dem vorderen Endbereich der Antriebsradnabe Grate, die in einem anschließenden Herstellungsschritt entfernt werden müssen, weshalb Bedarf besteht, das Herstellungsverfahren zu vereinfachen.
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Andererseits sind die mehreren Antriebsradschaufeln durch Hartlöten an der inneren Umfangsfläche des Antriebsradgehäuses befestigt. ”Ein Lötmetall” als Füllmaterial für die Lötung ist jedoch teuer. Hinzu kommt, dass das Antriebsrad zum Hartlöten in einen Ofen überführt werden muss. Die Herstellung des Antriebsrads ist also entsprechend langwierig.
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Wie vorstehend erwähnt, sind viele Drehmomentwandler mit einer Überbrückungsvorrichtung ausgestattet, wobei ein Kolben der Überbrückungsvorrichtung mit anderen Elementen gleitend bewegt wird. Daher wird der Kolben einer Nitrierhärtung unterzogen, um seine Oberflächenhärte zu verbessern und dadurch einen Kolbenabrieb zu verhindern. Die Nitrierhärtung ist ebenfalls langwierig und verteuert die Herstellung.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebsrad kostengünstig herzustellen.
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Es ist eine weitere Aufgab der vorliegenden Erfindung, eine Überbrückungsvorrichtung mit Kolben kostengünstig herzustellen.
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Problemlösung
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Ein Drehmomentwandler gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Frontabdeckung, die mit einem antriebsmaschinenseitigen Element verbunden ist; ein Antriebsrad, in das ein Drehmoment von der Frontabdeckung eingeleitet wird; ein Turbinenrad, das dem Antriebsrad gegenüberliegend angeordnet ist; und ein Leitrad, das zwischen einem inneren Umfangsbereich des Antriebsrads und einem inneren Umfangsbereich des Turbinenrads angeordnet ist und konfiguriert ist für die Steuerung eines Arbeitsfluidstroms von dem Turbinenrad zu dem Antriebsrad. Das Antriebsrad umfasst: ein Antriebsradgehäuse, das mit der Frontabdeckung verbunden ist; eine Vielzahl von Antriebsradschaufeln, die in dem Antriebsradgehäuse angeordnet sind; und eine Antriebsradnabe. Die Antriebsradnabe hat eine sich axial erstreckende Rohrform und ist an ihrem antriebsmaschinenseitigen Endbereich an einem inneren Umfangsbereich des Antriebsradgehäuses durch eine Reibschweißung befestigt und hat auch einen im Zuge des Reibschweißens entstandenen Grat.
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Hier ist die Antriebsradnabe durch eine Reibschweißung an dem Antriebsradgehäuse befestigt. Ferner bleibt der Grat, der während des Reibungsschweißens gebildet wird, unverändert bestehen. Mit anderen Worten: bei vorliegendem Drehmomentwandler ist kein Verfahrensschritt für eine Entgratung notwendig, so dass das Antriebsrad kostengünstig hergestellt werden kann.
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Ein Drehmomentwandler gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf den Drehmomentwandler des ersten Aspekts, wobei das Antriebsradgehäuse einen innumfangsseitigen Verlängerungsbereich hat, der an einem inneren Umfangsende des Antriebsradgehäuses derart gebildet ist, dass dieser sich weiter zur inneren Umfangsseite erstreckt als eine innere Umfangsfläche der Antriebsradnabe, und wobei der innenumfangsseitige Verlängerungsbereich verhindert, dass der Grat, der bei der Reibschweißung der Antriebsradnabe und des Antriebsradgehäuses entsteht, auf einer Antriebsmaschinenseite jenseits des Antriebsradgehäuses gebildet wird.
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Durch das Reibschweißen des Antriebsradgehäuses und der Antriebsradnabe bildet sich der Grat an dem vorderen Endbereich der Antriebsradnabe. Wenn der Grat in die Antriebsmaschinenseite gelangt, kann der Grat gegebenenfalls andere Elemente beeinträchtigen.
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Im Hinblick darauf ist bei dem Drehmomentwandler gemäß dem zweiten Aspekt der innenumfangsseitige Verlängerungsbereich an dem innenumfangsseitigen Endbereich des Antriebsradgehäuses gebildet, wodurch verhindert wird, dass der an dem vorderen Endbereich der Antriebsradnabe gebildete Grat in die Antriebsmaschinenseite hineinreicht. Dadurch lässt sich eine Situation verhindern, in der der Grat, der während des Reibschweißens gebildet wird, andere Elemente stört.
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Ein Drehmomentwandler gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf den Drehmomentwandler des ersten oder des zweiten Aspekts, wobei die Frontabdeckung an ihrer antriebsradseitigen Seitenfläche eine Reibfläche hat. Darüber hinaus enthält der Drehmomentwandler eine Überbrückungsvorrichtung, die zwischen der Frontabdeckung und dem Turbinenrad angeordnet ist und die das Drehmoment von der Frontabdeckung direkt auf das Turbinenrad überträgt. Die Überbrückungsvorrichtung hat einen Kolben, ein ausgangsseitiges Element und ein elastisches Element. Der Kolben hat ein Reibelement, das an die Reibfläche der Frontabdeckung angepresst wird, und ist für eine axiale Bewegung konfiguriert. Das ausgangsseitige Element ist an dem Turbinenrad befestigt. Das elastische Element verbindet den Kolben und das ausgangsseitige Element elastisch in einer Drehrichtung. Ferner ist nur ein Teil des Kolbens durch eine Oberflächenhärtung behandelt, und der behandelte Bereich ist für eine Gleitbewegung mit einem weiteren Element konfiguriert.
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Hier ist der Kolben nicht ganz, sondern nur teilweise durch eine Oberflächenhärtung behandelt, d. h. der Teil, der für eine Gleitbewegung ausgebildet ist, ist oberflächengehärtet, zum Beispiel nitriert. Dadurch wird die Behandlungszeit gegenüber der bisherigen Behandlungszeit verkürzt, so dass auch eine Reduzierung der Kosten möglich ist.
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Ein Drehmomentwandler gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf den Drehmomentwandler des dritten Aspekts, wobei die Reibfläche der Frontabdeckung nicht durch einen Poliervorgang behandelt ist.
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Die Reibfläche einer bekannten Frontabdeckung wird nach dem Fräsen poliert. Deshalb ist eine lange Bearbeitungszeit erforderlich, wodurch sich die Herstellungskosten erhöhen.
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In Anbetracht dessen wird bei dem vorliegenden Drehmomentwandler gemäß dem vierten Aspekt die Reibfläche der Frontabdeckung lediglich gefräst, während der bisher durchgeführte Poliervorgang entfällt. Auf diese Weise lässt sich die Bearbeitungszeit verkürzen, so dass die Herstellungskosten verringert werden können.
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Ein Drehmomentwandler gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler gemäß einem der Aspekte eins bis vier, wobei die mehreren Antriebsradschaufeln an ihren äußeren Umfangsbereichen auf der Seite des Antriebsradgehäuses eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweisen, während das Antriebsradgehäuse an seiner inneren Umfangsfläche ausgesparte Bereiche hat, in die die Vorsprünge eingefügt sind, und wobei die Antriebsradschaufeln durch ein Stauchen von Seitenbereichen der ausgesparten Bereiche an dem Antriebsradgehäuse befestigt sind.
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Hier sind die Vorsprünge der Antriebsradschaufeln in die an der inneren Umfangsseite des Antriebsradgehäuses gebildeten ausgesparten Bereiche eingefügt, und die ausgesparten Bereiche und deren benachbarte Bereiche sind gestaucht. Die Antriebsradschaufel ist dementsprechend an dem Antriebsradgehäuse befestigt.
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Ein Hartverlöten der Antriebsradschaufel mit dem Antriebsradgehäuse ist daher nicht notwendig, weshalb sich die Bearbeitungszeit und auch die Herstellungskosten reduzieren lassen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Wie vorstehend beschrieben, ist es erfindungsgemäß möglich, eine Reduzierung der Bearbeitungszeit und der Herstellungskosten zu erzielen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine vertikale Schnittansicht der Konstruktion eines Drehmomentwandlers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Teilvergrößerung von 1;
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3 eine vertikale Schnittansicht der Konstruktion einer Überbrückungsvorrichtung;
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4 eine Vorderansicht der Überbrückungsvorrichtung.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt einen Drehmomentwandler 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Drehmomentwandler 1 ist eine Vorrichtung zur Drehmomentübertragung von einer Antriebsmaschine auf eine Getriebeeingangswelle. In 1 ist die Antriebsmaschine (in der Zeichnung nicht dargestellt) auf der linken und das Getriebe (in der Zeichnung nicht dargestellt) auf der rechten Seite angeordnet. Eine in 1 angegebene Linie O-O bezeichnet eine Drehachse des Drehmomentwandlers 1.
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Der Drehmomentwandler 1 hat eine Frontabdeckung 2, ein Antriebsrad 4, ein Turbinenrad 5 und ein Leitrad 6, und diese Komponenten bilden den Hauptkörper eines Drehmomentwandlers. Ferner ist der Drehmomentwandler 1 mit einer Überbrückungsvorrichtung 7 ausgestattet. Das Antriebsrad 4, das Turbinenrad 5 und das Leitrad 6 bilden eine Fluidbetätigungskammer 3, die eine Ringform hat.
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[Hauptkörper des Drehmomentwandlers]
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Die Frontabdeckung 2 ist ein Element, in das über eine flexible Platte (in den Zeichnungen nicht dargestellt) ein Drehmoment eingeleitet wird. Die Frontabdeckung 2 hat einen Scheibenbereich 2a und einen rohrförmigen Bereich 2b, der sich von der äußeren Umfangskante des Scheibenbereichs 2a in Richtung auf das Getriebe erstreckt. Ferner hat die Frontabdeckung 2 eine zentrale Nabe 2c in ihrem zentralen Bereich. Die zentrale Nabe 2c ist ein sich axial erstreckendes rohrförmiges Element, das in die zentrale Öffnung einer Kurbelwelle eingesetzt ist.
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Der Scheibenbereich 2a hat eine Reibfläche 2d, die an dem äußeren Umfangsbereich der auf der Getriebeseite liegenden Seitenfläche des Scheibenbereichs 2a gebildet ist. Bei einer bekannten Vorrichtung ist die Reibfläche 2d poliert. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform hingegen ist die Reibfläche 2d lediglich gefräst und nicht poliert. Ferner ist bei der bekannten Vorrichtung außer der Reibfläche 2d ein weiterer Bereich der Seitenfläche auf der Getriebeseite des Scheibenbereichs 2a gefräst, um eine Beeinträchtigung anderer Elemente zu vermeiden. Vorliegend wird hingegen kein Fräsvorgang durchgeführt.
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Ferner ist an dem äußeren Umfangsbereich der antriebsmaschinenseitigen Seitenfläche des Scheibenbereichs 2a eine Vielzahl von Bolzen 8 festgeschweißt. Die flexible Platte (in den Zeichnungen nicht dargestellt) ist durch die Bolzen 8 an dem Scheibenbereich 2a befestigt. Es sollte beachtet werden, dass der Bereich, an dem die Bolzen 8 befestigt ist, ebenfalls nicht gefräst ist.
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Das Antriebsrad 4 besteht hauptsächlich aus: einem Antriebsradgehäuse 10; einer Vielzahl von Antriebsradschaufeln 11, die an der Innenseite des Antriebsradgehäuses 10 befestigt sind; einem Antriebsradkern 12 und einer Antriebsradnabe 13, die an dem inneren Umfangsbereich des Antriebsradgehäuses 10 befestigt ist.
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Der äußere Umfangsbereich des Antriebsradgehäuses 10 ist mit dem vorderen Endbereich des rohrförmigen Bereichs 2b der Frontabdeckung 2 verschweißt. Das Antriebsradgehäuse 10 hat an der Innenfläche (d. h. an der turbinenradseitigen Fläche) eine Vielzahl von ausgesparten Bereichen 10a zum Festlegen der Antriebsradschaufeln 11. Es sollte beachtet werden, dass jede der Antriebsradschaufeln 11 drei ausgesparte Bereiche 10a hat, die jeweils an deren außenumfangsseitigen Bereich, radial mittlerem Bereich und innenumfangsseitigen Bereich gebildet sind.
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Jede Antriebsradschaufel 11 ist ein plattenförmiges Element und hat eine Vielzahl von Vorsprüngen 11a, die an ihrer äußeren Umfangskante auf der Getriebeseite gebildet sind, während eine Vielzahl von Vorsprüngen 11b an ihrer inneren Umfangskante auf der Antriebsmaschinenseite gebildet ist. Drei Vorsprünge 11a, die an der äußeren Umfangskante gebildet sind, sind jeweils in die ausgesparten Bereich 10a des Antriebsradgehäuses 10 eingefügt, und die ausgesparten Bereiche 10a sind gestaucht, so dass jede Antriebsradschaufel 11 an dem Antriebsradgehäuse 10 festgelegt ist. Andererseits sind zwei Vorsprünge 11b, die an der inneren Umfangskante der Antriebsradschaufel gebildet sind, in zwei Ausschnitte 12a eingefügt, die in dem Antriebsradkern 12 gebildet sind.
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Die Antriebsradnabe 13 ist ein rohrförmiges Element, und ihr antriebsmaschinenseitiges vorderes Ende ist mit dem innenumfangsseitigen Endbereich des Antriebsradgehäuses 10 reibverschweißt. Wie in der vergrößerten Darstellung von 2 gezeigt ist, ist ein Verlängerungsbereich 10b an dem innenumfangsseitigen Endbereich der Antriebsradgehäuses 10 gebildet und erstreckt sich von einer inneren Umfangsfläche 13a der Antriebsradnabe 13 um eine Wegstrecke d weiter nach innen. Wie die 1 und 2 zeigen, entstehend beim Reibschweißen der Antriebsradnabe Grate 13b an dem vorderen Endbereich der Antriebsradnabe 13. Dabei besteht die Möglichkeit, dass die Grate 13b, die sich an der inneren Umfangsseite der Antriebsradnabe 13 bilden, andere Elemente beeinträchtigen, wenn sie sich in Richtung auf die Antriebsmaschine erstrecken. Jedoch ist an dem innenumfangsseitigen Endbereich des Antriebsradgehäuses 10 der Verlängerungsbereich 10b gebildet, der verhindert dass die Grate 13b in die Antriebsmaschinenseite hineingeraten.
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Das Turbinenrad 5 liegt dem Antriebsrad 4 in einer Fluidkammer gegenüber. Das Turbinenrad 5 besteht hauptsächlich aus einem Turbinenradgehäuse 15, einer Vielzahl von Turbinenradschaufeln 16, einem Turbinenradkern 17 und einer Turbinenradnabe 18, die an dem inneren Umfangsbereich des Turbinenradgehäuses befestigt ist.
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Eine Vielzahl von Ausschnitten 15a ist in dem Turbinenradgehäuse 15 gebildet, während eine Vielzahl von Ausschnitten 17a in dem Turbinenradkern 17 gebildet ist. Jede Turbinenradschaufel 16 ist ein plattenförmiges Element und hat eine Vielzahl von Vorsprüngen 16a, die in ihrer äußeren Umfangskante gebildet sind, während an ihrer inneren Umfangskante eine Vielzahl von Vorsprüngen 16b gebildet ist. Die Vorsprünge 16a sind jeweils in die Ausschnitte 15a des Turbinenradgehäuses 15 eingefügt, während die Vorsprünge 16b jeweils in die Ausschnitte 17a des Turbinenradkerns 17 eingefügt sind, wodurch die Turbinenradschaufeln 16 festgelegt sind.
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Die Turbinenradnabe 18 ist in dem inneren Umfangsbereich des Turbinenradgehäuses 15 angeordnet und hat: einen rohrförmigen Bereich 18a, der sich in der axialen Richtung erstreckt; und einen Flanschbereich 18b, der sich von dem rohrförmigen Bereich 18a zur äußeren Umfangsseite erstreckt. Der innere Umfangsbereich des Turbinenradgehäuses 15 ist an dem Flanschbereich 18b der Turbinenradnabe 18 durch eine Vielzahl von Nieten 20 befestigt. Ferner ist in dem inneren Umfangsbereich des rohrförmigen Bereichs 18 der Turbinennabe 18 eine Keilöffnung 18c gebildet, die sich mit der Eingangswelle im Eingriff befindet.
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Das Leitrad 6 ist ein Mechanismus zum Regulieren des Ölstroms, der aus dem Turbinenrad 5 in das Antriebsrad 4 zurückkehrt. Das Leitrad 6 besteht aus Harz, einer Aluminiumlegierung oder dergleichen und ist in einem Stück geschmiedet. Das Leitrad 6 besteht hauptsächlich aus einem Leitradträger 21, der ringförmig ist; einer Vielzahl von Leitradschaufeln 22, die an der äußeren Umfangsfläche des Leitradträgers 21 montiert sind; und einem Leitradkern 23, der an der äußeren Umfangsseite der Leitradschaufeln 22 montiert ist. Der Leitradträger 21 wird über eine Einwegkupplung durch eine stationäre Welle (in den Zeichnungen nicht gezeigt), die rohrförmig ist, gestützt.
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Es ist zu beachten, dass ein erstes Axialdrucklager 25 zwischen dem inneren Umfangsbereich des Antriebsradgehäuses 10 und dem Leitradträger 21 montiert ist. Zum anderen sind ein Stützelement 26 und ein zweites Axialdrucklager zwischen der Einwegkupplung 24 und dem Flanschbereich 18b der Turbinenradnabe 18 montiert.
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[Überbrückungsvorrichtung]
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Die 3 und 4 zeigen die Überbrückungsvorrichtung 7 als Auszug aus der Gesamtkonstruktion. Die Überbrückungsvorrichtung 7 ist ein Mechanismus, der in einem zwischen dem Turbinenrad 5 und der Frontabdeckung 2 gebildeten Raum angeordnet ist und konfiguriert ist für die mechanische Verbindung der beiden Komponenten bei Bedarf.
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Die Überbrückungsvorrichtung 7 besteht hauptsächlich aus einem Kolben 31, einer Halteplatte 32, eine angetriebenen Platte 33, einer Vielzahl von ersten Torsionsfedern 34, einer Vielzahl von zweiten Torsionsfeder 35 und einem Stützelement 36.
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Der Kolben 31 ist ein plattenförmiges Element, das als Scheibe ausgebildet ist, und hat in seinem zentralen Bereich einen rohrförmigen Bereich 31a. Der rohrförmige Bereich 31a wird durch den rohrförmigen Bereich 18a der Turbinenradnabe 18 so gestützt, dass er sich axial bewegen kann. Es ist zu beachten, dass ein Dichtungselement 37 (siehe 1) an dem rohrförmigen Bereich 18a der Turbinenradnabe 18 montiert ist und für eine Abdichtung zwischen dem rohrförmigen Bereich 31a des Kolbens 31 und dem rohrförmigen Bereich 18a der Turbinenradnabe 18 sorgt. Ferner ist ein ringförmig ausgebildetes Reibelement 38 an dem äußeren Umfangsbereich des Kolbens 31 befestigt. Es ist zu beachten, dass eine Oberflächenhärtung durch Nitrieren in den Bereichen des Kolbens erfolgt, die für eine Gleitbewegung mit anderen Elementen konfiguriert sind. Insbesondere ist ein Bereich nitriergehärtet, der für eine Gleitbewegung mit den ersten Torsionsfedern 34 konfiguriert ist, ein Bereich, der für eine Gleitbewegung mit den zweiten Torsionsfedern 35 konfiguriert ist, und ein Bereich, der für eine Gleitbewegung mit dem Flanschbereich 18b der Turbinenradnabe 18 konfiguriert ist.
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Die Halteplatte 32 ist ein Element, das ringförmig ausgebildet ist, und hat einen Festlegungsbereich 32a, drei Stützbereiche 32b, die in gleichen Winkelabständen gebildet sind, und Federaufnahmebereiche 32c. Der Festlegungsbereich 32a ist durch eine Vielzahl von Nieten 40 an dem Kolben 31 befestigt. Die Stützbereiche 32b sind derart gebildet, dass sie von dem Festlegungsbereich 32a zur äußeren Umfangsseite vorspringen und die umfangsseitigen Endbereiche der ersten Torsionsfedern 34 stützen. Die Federaufnahmebereiche 32c sind an der inneren Umfangsseite der Festlegungsbereiche 32a gebildet und nehmen die zweiten Torsionsfedern 35 darin auf.
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Die angetriebene Platte 33 ist ein ringförmiges Element, und ihr innerer Umfangsbereich ist zusammen mit dem Turbinengehäuse 15 durch eine Vielzahl von Nieten 20 an dem Flanschbereich 18b der Turbinennabe 18 befestigt. Ferner sind drei Fensteröffnungen 33a, in denen die zweiten Torsionsfedern 35 angeordnet sind, etwa in einem radial mittleren Bereich der angetriebenen Platte 33 gebildet. Umfangsseitige Stützbereiche 33b sind an dem außenumfangsseitigen Endbereich der angetriebenen Platte 33 gebildet und dabei in Richtung auf die Antriebsmaschine gebogen.
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Die umfangsseitigen Stützbereiche 33b an der äußeren Umfangsseite sind so konfiguriert, dass sie mit den umfangsseitigen Endbereichen der ersten Torsionsfedern 34 in Kontakt gebracht werden können. Ferner werden zwei Torsionsfedern 34, die in Reihe angeordnet sind, zwischen den umfangsseitigen Stützbereichen 33b der angetriebenen Platte 33 und den außenumfangsseitigen Stützbereichen 32b der Halteplatte 32 zusammengedrückt. Zum anderen sind die umfangsseitigen Endbereiche jeder Fensteröffnung 33a so konfiguriert, dass sie mit den umfangsseitigen Endbereichen jeder zweiten Torsionsfeder 35 in Kontakt gebracht werden können. Weiterhin wird jede zweite Torsionsfeder 35 zwischen den umfangsseitigen Endbereichen jedes Federaufnahmebereichs 32c der Halteplatte 32 zusammengedrückt.
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Die ersten Torsionsfedern 34 übertragen das Drehmoment über die Halteplatte 32 zwischen dem Kolben 31 und der angetriebenen Platte 33. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind drei Paare von ersten Torsionsfedern 34 (d. h. sechs erste Torsionsfedern 34) in Umfangsrichtung angeordnet und aufeinander ausgerichtet. Jedes Paar von ersten Torsionsfedern 34 ist aus zwei ersten Torsionsfedern 34 zusammengesetzt. Wie 4 zeigt, sind Federbleche 34a an beiden umfangsseitigen Endbereichen jeder ersten Torsionsfeder 34 angeordnet.
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Die zweiten Torsionsfedern 35 übertragen das Drehmoment zwischen der Halteplatte 32 und der angetriebenen Platte 33. Die drei zweiten Torsionsfedern 35 sind in Umfangsrichtung an der inneren Umfangsseite der ersten Torsionsfedern 34 angeordnet und aufeinander ausgerichtet.
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Das Stützelement 36 ist ein Element zum Stützen der außenumfangsseitigen Bereiche der ersten Torsionsfedern 34 und ist derart angeordnet, dass es sich relativ zur Halteplatte 32 und zur angetriebenen Platte 33 drehen kann. Das Stützelement 36 hat einen außenumfangsseitigen Stützbereich 36a, einen ersten axialen Begrenzungsbereich 35b (siehe 3), einen zweiten axialen Begrenzungsbereich 36c und Federstützbereiche 36d (siehe 4).
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Der außenumfangsseitige Stützbereich 36a ist ein Bereich zum Stützen der außenumfangsseitigen Seitenbereiche der ersten Torsionsfedern 34 und verhindert, dass die ersten Torsionsfedern zur äußeren Umfangsseite herausspringen.
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Der erste axiale Begrenzungsbereich 36b ist an dem antriebsmaschinenseitigen Endbereich des außenumfangsseitigen Stützbereichs 36a gebildet, so dass er zur inneren Umfangsseite vorspringt. Der erste axiale Begrenzungsbereich 36b ist zwischen dem außenumfangsseitigen Endbereich des Kolbens 31 und jenem der Halteplatte 32 angeordnet. Dementsprechend wird das Stützelement 36 an einer axialen Bewegung gehindert.
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Der zweite axiale Begrenzungsbereich 36c ist ein Bereich, der die ersten Torsionsfedern 34 an einer Bewegung in Richtung auf das Getriebe hindert, und ist an dem getriebeseitigen Endbereich des außenumfangsseitigen Stützbereichs 36a gebildet, so dass er zur inneren Umfangsseite vorspringt.
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Wie in 4 dargestellt ist, können die Federstützbereiche 36d die umfangsseitigen Endbereiche der ersten Torsionsfedern 34 stützen und sind jeweils umfangsseitig zwischen zwei ersten Torsionsfedern 34, die einander benachbart sind, angeordnet.
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[Funktionsweise]
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In einem niedrigen Drehzahlbereich ist die Überbrückungsvorrichtung deaktiviert (die Kupplung ist ausgerückt), und das Drehmoment der Antriebsmaschine wird von der Frontabdeckung 2 auf das Antriebsrad 4 übertragen. Ferner wird das in das Antriebsrad 4 eingeleitete Drehmoment durch ein Fluid von dem Antriebsrad 4 auf das Turbinenrad 5 und weiter auf die Eingangswelle des Getriebes übertragen.
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorgegebene oder höhere Geschwindigkeit erreicht, wird der Kolben 31 in Richtung auf die Frontabdeckung 2 bewegt und das Reibelement 38 an die Reibfläche 2d der Frontabdeckung 2 angepresst. Wenn das Reibelement 38 an die Frontabdeckung 2 angepresst wird, wird das Drehmoment der Frontabdeckung 2 über die Halteplatte 32, die ersten Torsionsfedern 34 und die zweiten Torsionsfedern 35 von dem Kolben 31 auf die angetriebene Platte 33 übertragen. Das auf die angetriebene Platte 33 übertragene Drehmoment wird von der angetriebenen Platte 33 auf das Turbinenrad 5 übertragen. Mit anderen Worten: die Frontabdeckung 2 ist mechanisch mit dem Turbinenrad 5 verbunden, und das Drehmoment der Frontabdeckung wird über das Turbinenrad 5 direkt an die Eingangswelle abgegeben.
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[Merkmale]
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- (1) Ein Schritt zum Entfernen der Grate 13b, die durch die Reibschweißung der Antriebsradnabe 13 und des Antriebsradgehäuses 10 entstehen, wird nicht durchgeführt, so dass die Herstellungskosten gesenkt werden können.
- (2) Der innenumfangsseitige Verlängerungsbereich 10b ist an dem innenumfangsseitigen Endbereich des Antriebsradgehäuses 10 gebildet, und dadurch wird verhindert, dass Grate, die durch die Reibschweißung der Antriebsradnabe 13 und des Antriebsradgehäuses 10 entstehen, auf der Antriebsmaschinenseite jenseits des Antriebsradgehäuses 10 gebildet werden. Aus diesem Grund müssen die Grate 13b nicht entfernt werden, weshalb sich der Herstellungsschritt vereinfachen lässt.
- (3) Die Nitrierhärtung des Kolbens 31 wird nicht auf der gesamten Oberfläche ausgeführt, sondern nur in den Bereichen, die für einen Gleitkontakt mit anderen Elementen konfiguriert sind. Dadurch wird die Bearbeitungszeit im Vergleich zu bisher verkürzt und eine entsprechende Kostenreduzierung ermöglicht.
- (4) Die Reibfläche 2d der Frontabdeckung 2 wird ohne Polieren nur durch Fräsen endbearbeitet. Ferner werden die Seitenflächen der Frontabdeckung 2 mit Ausnahme ihrer Reibfläche nicht gefräst. Dadurch können die Bearbeitungszeit und die Herstellungskosten reduziert werden.
- (5) Die Antriebsradschaufeln 11 sind durch Stauchen festgelegt, wobei sie in die ausgesparten Bereiche 10a, die an der Innenfläche des Antriebsradgehäuses 10 gebildet sind, eingefügt sind. Eine Hartlötung zum Festlegen der Antriebsradschaufeln 11 an der Antriebsradgehäuse 10 ist daher nicht notwendig. Die Herstellungskosten können entsprechend reduziert werden.
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[Weitere beispielhafte Ausführungsformen]
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene beispielhafte Ausführungsform beschränkt, sondern erlaubt innerhalb ihres Rahmens vielfältige Änderungen oder Modifikationen.
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- (a) In der vorstehenden beispielhaften Ausführungsform ist der Kolben teilweise oberflächengehärtet. Der Kolben kann jedoch derart konfiguriert sein, dass dieser in einer Bearbeitungszeit, die kürzer ist als bisher, vollständig oberflächenbehandelt werden kann.
- (b) Die Konstruktion der Überbrückungsvorrichtung ist nicht auf die vorstehend beschriebene beispielhafte Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel können die Torsionsfedern derart ausgelegt sein, dass sie nur an der äußeren Umfangsseite angeordnet sind.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Bei dem erfindungsgemäßen Drehmomentwandler lässt sich eine Verkürzung der Bearbeitungszeit erzielen, wodurch gleichzeitig die Fertigungskosten gesenkt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentwandler
- 2
- Frontabdeckung
- 2d
- Reibfläche
- 4
- Antriebsrad
- 5
- Turbinenrad
- 6
- Leitrad
- 7
- Überbrückungsvorrichtung
- 10
- Antriebsradgehäuse
- 10a
- ausgesparter Bereich
- 10b
- Verlängerungsbereich
- 11
- Antriebsradschaufel
- 11a
- Vorsprung
- 11b
- Vorsprung
- 13
- Antriebsradnabe
- 13b
- Grat
- 31
- Kolben
- 32
- Halteplatte
- 33
- angetriebene Platte (ausgangsseitiges Element)
- 34
- Torsionsfeder
- 35
- Torsionsfeder
