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Technisches Gebiet
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Vorliegende Erfindung betrifft eine Überbrückungsvorrichtung, insbesondere eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler, die zwischen eine mit einem antriebsmaschinenseitigen Element verbundene Frontabdeckung und eine mit dem Getriebe verbundene Turbinennabe angeordnet ist.
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Technischer Hintergrund
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Zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs ist ein Drehmomentwandler mit einer Überbrückungsvorrichtung ausgestattet. Die Überbrückungsvorrichtung ist in einem zwischen einer Frontabdeckung und einer Turbine gebildeten Raum angeordnet und ist konfiguriert für die mechanische Verbindung der Frontabdeckung und der Turbine, um zwischen der Frontabdeckung und der Turbine ein Drehmoment direkt zu übertragen.
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Allgemein hat die Überbrückungsvorrichtung einen Kolben, an dem ein Reibelement als Kupplungsbereich montiert ist, und einen Dämpfungsmechanismus. Der Kolben wird durch die Wirkung von Hydraulikdruck an die Frontabdeckung angepresst und über das Reibelement wird ein Drehmoment von der Frontabdeckung auf den Kolben übertragen. Der Dämpfungsmechanismus enthält andererseits ein ausgangsseitiges Element, das mit der Turbine verbunden ist, und eine Vielzahl von Torsionsfedern, um den Kolben und das ausgangsseitige Element elastisch miteinander zu verbinden. Ferner wird das auf den Kolben übertragene Drehmoment durch diese mehreren Torsionsfedern auf das ausgangsseitige Element und weiter auf die Turbine übertragen.
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PTL 1 beschreibt eine Überbrückungsvorrichtung mit einem dynamischen Dämpfungsmechanismus, bei dem ein Trägheitselement an dem ausgangsseitigen Element montiert ist, um eine Variation der Antriebsmaschinendrehung zu verhindern. Bei der Überbrückungsvorrichtung ist das Trägheitselement an dem an der Turbine befestigten Ausgangselement derart montiert, dass es relativ zu letzterem drehbar ist. Ferner sind zwischen dem Ausgangselement und dem Trägheitselement Torsionsfedern als elastische Elemente montiert.
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Bei der in PTL 1 beschriebenen Vorrichtung ist darüber hinaus ein Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus zwischen dem Ausgangselement und dem Trägheitselement montiert. Der Mechanismus zum Erzeugen eines Hysteresedrehmoments ist konfiguriert für das Variieren des Betrags des Hysteresedrehmoments abhängig von Drehzahlbereichen und dadurch für das Verringern der Variation der ausgangsseitigen Drehzahl über weite Drehzahlbereiche.
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DOKUMENTLISTE
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PATENTLITERATUR
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- PTL 1: Offengelegte japanische Patentanmeldungs-Publikation Nr. 2012-87856
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ÜBERSICHT
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Technische Probleme
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Bei der in PTL 1 beschriebenen Vorrichtung ist ein erstes Hysteresedrehmoment ausgebildet, um in einem niedrigen Drehzahlbereich erzeugt zu werden, während ein zweites Hysteresedrehmoment, das größer als das erste Hysteresedrehmoment ist, ausgebildet ist, um in einem mittleren bis hohen Drehzahlbereich erzeugt zu werden. Hinzukommt, dass bei dieser Vorrichtung das Trägheitselement für eine Verriegelung gegenüber dem Ausgangselement konfiguriert ist, um in dem hohen Drehzahlbereich eine relative Drehung zwischen den beiden Elementen zu verhindern.
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Hierbei ist es notwendig, eine Drehzahl, bei welcher die relative Drehung zwischen dem Ausgangselement und dem Trägheitselement verhindert wird (eine Verriegelungsdrehzahl), genau festzulegen, damit durch die dynamische Dämpfungsvorrichtung eine möglichst wirksame Abschwächung von Variationen der Drehung erfolgen kann. Wenn die Verriegelungsdrehzahl variiert, wird in der Kennlinie der Variation der Drehung unvermeidbar eine Drehzahlbereich verwendet, in dem die Variation der Drehung groß ist. Die Wirkung der Abschwächung der Variation der Drehung kann daher nicht effizient ausgeübt werden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Überbrückungsvorrichtung, die mit einer dynamischen Dämpfungsvorrichtung ausgestattet ist, dafür zu sorgen, dass die Wirkung der dynamischen Dämpfungsvorrichtung so effektiv wie möglich ausgeübt wird.
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Problemlösung
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Eine Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die zwischen einer mit einem antriebsmaschinenseitigen Element verbundenen Frontabdeckung und einer mit einem Getriebe verbundenen Turbine angeordnet ist und ein eingangsseitiges Drehelement, in das eine Kraft eingeleitet wird, ein ausgangsseitiges Drehelement, eine Vielzahl von elastischen Elementen, ein Zwischenelement und eine dynamische Dämpfungsvorrichtung umfasst. Das ausgangsseitige Drehelement ist relativ zu dem eingangsseitigen Drehelement drehbar und ist mit der Turbine verbunden. Die mehreren elastischen Elemente verbinden das eingangsseitige Drehelement in einer Drehrichtung elastisch mit dem ausgangsseitigen Drehelement. Das Zwischenelement kann sich relativ zu dem eingangsseitigen Drehelement und zur Ausgangsdrehrichtung drehen und bewirkt, dass mindestens zwei der mehreren elastischen Elemente nacheinander wirken. Die dynamische Dämpfungsvorrichtung enthält ein Trägheitselement, das mit dem Zwischenelement verbunden ist.
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Bei der vorliegenden Vorrichtung wird die Kraft von der Frontabdeckung in das eingangsseitige Drehelement eingeleitet und wird über die mehreren elastischen Elemente und das ausgangsseitige Drehelement auf die Turbine übertragen. Dabei wird durch das Zwischenelement bewirkt, dass mindestens zwei der mehreren elastischen Elemente nacheinander wirken. Ferner ist die dynamische Dämpfungsvorrichtung an dem Zwischenelement montiert und eine Variation der Drehung lässt sich durch die dynamische Dämpfungsvorrichtung verhindern.
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Die Wirksamkeit des Betriebs der dynamischen Dämpfungsvorrichtung ist hierbei abhängig von der Drehzahl, die entsprechend der Spezifikation der dynamischen Dämpfungsvorrichtung bestimmt werden muss (z.B. eine Verriegelungsdrehzahl, bei welcher der dynamische Dämpfungsmechanismus unvermeidbar deaktiviert wird). Ferner besteht die Möglichkeit, dass die im Voraus bestimmte Drehzahl aufgrund von Herstellungsfehlern bei einzelnem Bauteilen der dynamischen Dämpfungsvorrichtung usw. variiert.
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In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen wird bei vorliegender Erfindung eine Konstruktion verwendet, bei welcher die dynamische Dämpfungsvorrichtung mit dem Zwischenelement verbunden ist und die elastischen Elemente zwischen der dynamischen Dämpfungsvorrichtung und dem ausgangsseitigen Drehelement angeordnet sind. Diese Konstruktion erlaubt es, eine Variation der Drehung wirksam zu verhindern, selbst wenn einzelne Bauteile der dynamischen Dämpfungsvorrichtung Herstellungsfehler aufweisen.
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Vorzugsweise umfassen die mehreren elastischen Elemente eine Vielzahl von ersten elastischen Elementen und eine Vielzahl von zweiten elastischen Elementen. Die mehreren ersten elastischen Elemente verbinden das eingangsseitige Drehelement in der Drehrichtung elastisch mit dem Zwischenelement. Die mehreren zweiten elastischen Elemente sind derart konfiguriert, dass sie über das Zwischenelement mit den mehreren ersten elastischen Elementen in Reihe wirken und das Zwischenelement in der Drehrichtung elastisch mit dem ausgangsseitigen Drehelement verbinden.
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Vorzugsweise sind die mehreren ersten elastischen Elemente an einer äußeren Umfangsseite der mehreren zweiten elastischen Elemente angeordnet.
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Vorzugsweise hat die Überbrückungsvorrichtung ferner einen Kupplungsbereich, der konfiguriert ist für die Übertragung und für das Blockieren der Übertragung der Kraft zwischen der Frontabdeckung und dem eingangsseitigen Drehelement.
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Vorzugsweise enthält die dynamische Dämpfungsvorrichtung einen Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus, der konfiguriert ist für die Erzeugung eines ersten Hysteresedrehmoments in einem niedrigen Drehzahlbereich und für die Erzeugung eines zweiten Hysteresedrehmoments, das größer ist als das erste Hysteresedrehmoment, in einem mittleren bis hohen Drehzahlbereich.
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Wenn die dynamische Dämpfungsvorrichtung den Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus enthält, variieren die Kennlinien der Drehzahlvariation des ausgangsseitigen Drehelements abhängig von dem Betrag des Hysteresedrehmoments.
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Speziell wenn, der Betrag des Hysteresedrehmoments der dynamischen Dämpfungsvorrichtung klein ist verringert sich die Drehzahlvariation des ausgangsseitigen Drehelements im niedrigen Drehzahlbereich. Wenn der Betrag des Hysteresedrehmoments der dynamischen Dämpfungsvorrichtung hingegen groß ist, verringert sich die Drehzahlvariation des ausgangsseitigen Drehelements in dem mittleren Drehzahlbereich.
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In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen ist die vorliegende Erfindung konfiguriert für eine Erhöhung des Hysteresedrehmoments in der dynamischen Dämpfungsvorrichtung entsprechend einer Erhöhung der Drehzahl. Daher lässt sich eine Drehzahlvariation auf der Ausgangsseite über weite Drehzahlbereiche verhindern. Auch wenn eine Überbrückungsdrehzahl niedrig eingestellt ist, kann eine Drehzahlvariation durch eine Anbringung der dynamischen Dämpfungsvorrichtung an der Überbrückungsvorrichtung über weite Bereiche verhindert werden.
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Vorzugsweise sind mindestens zwei der mehreren ersten elastischen Elemente derart konfiguriert, dass sie nacheinander wirken. Bei dieser Konstruktion kann ein Torsionswinkel vergrößert werden, und Vibrationen lassen sich so weit wie möglich verhindern.
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Vorzugsweise sind mindestens zwei der mehreren zweiten elastischen Elemente derart konfiguriert, dass sie nacheinander wirken. Bei dieser Konstruktion kann der Torsionswinkel noch weiter vergrößert werden, und ähnlich wie vorstehend lassen sich Vibrationen so weit wie möglich verhindern.
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Zu beachten ist, dass sich das Auftreten einer Sekundärresonanz im mittleren Drehzahlbereich verhindern lässt, wenn der Torsionswinkel angemessen vergrößert werden kann, was dazu führen kann, dass der Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus nicht genutzt wird oder entfällt kann.
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Vorzugsweise umfasst der Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus einen Schieber und ein Kontaktelement. Der Schieber ist konfiguriert für eine Drehung zusammen mit dem Trägheitselement und kann sich bezüglich des Trägheitselements in einer radialen Richtung bewegen und hat eine sich in der Drehrichtung erstreckende Schiebefläche. Das Kontaktelement ist konfiguriert für eine Drehung zusammen mit dem Zwischenelement, ist konfiguriert für einen Kontakt mit der Schiebefläche des Schiebers, so dass ein Bereich eines Torsionswinkels relativ zu dem Trägheitselement im niedrigen Drehzahlbereich auf einen ersten Winkelbereich begrenzt ist, ist konfiguriert für einen Kontakt mit der Schiebefläche des Schiebers, so dass der Bereich des Torsionswinkels relativ zu dem Trägheitselement im mittleren Drehzahlbereich, der eine höhere Drehzahl als die Drehzahl im niedrigen Drehzahlbereich enthält, auf einen zweiten Winkelbereich, der enger als der erste Winkelbereich ist, begrenzt ist, und ist konfiguriert für einen Kontakt mit der Schiebefläche des Schiebers, so dass eine Torsion relativ zu dem Trägheitselement im hohen Drehzahlbereich, der eine höhere Drehzahl als die Drehzahl im mittleren Drehzahlbereich enthält, verhindert wird.
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Der Schieber kann einen Verriegelungsbereich aufweisen, mit dem das Kontaktelement in Eingriff gebracht wird und der an einem in Drehrichtung mittleren Teil der Gleitfläche gebildet ist.
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Wenn bei dieser Konstruktion die Drehzahl die hohe Drehzahl erreicht und der Bereich des relativen Torsionswinkels zwischen dem Kontaktelement und dem Trägheitselement enger wird, wird das Kontaktelement endgültig mit dem Verrieglungsbereich des Schiebers in Eingriff gebracht und eine relative Drehung zwischen den beiden Elementen verhindert. Anders ausgedrückt: das Hysteresedrehmoment wird unendlich.
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Die Überbrückungsvorrichtung kann ferner eine ausgangsseitige dynamische Dämpfungsvorrichtung aufweisen, die mit der Turbine verbunden ist und ein Trägheitselement aufweist.
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Bei dieser Konstruktion kann eine Variation der Drehung des ausgangsseitigen Drehelements durch die ausgangsseitige dynamische Dämpfungsvorrichtung soweit wie möglich verhindert werden.
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Die dynamische Dämpfungsvorrichtung ist durch einen Niet an dem Zwischenelement befestigt.
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Die dynamische Dämpfungsvorrichtung kann an einer äußeren Umfangsseite der zweiten elastischen Elemente mit dem Zwischenelement verbunden sein.
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Die ausgangsseitige dynamische Dämpfungsvorrichtung kann an einer inneren Umfangsseite der zweiten elastischen Elemente mit der Turbine verbunden sein.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es bei einer erfindungsgemäßen Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler möglich, dafür zu sorgen, dass durch die Vermeidung einer Sekundärresonanz in einer dynamischen Dämpfungsvorrichtung die Wirkung der dynamischen Dämpfungsvorrichtung so effektiv wie möglich ausgeübt wird, eine Variation der Drehung verhindert und insbesondere ein niedriger Kraftstoffverbrauch erzielt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Schnittansicht einer Konstruktion eines Drehmomentwandlers, der mit einer Überbrückungsvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist;
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2 ist eine Teilvorderansicht von 1;
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3 ist eine schematische Darstellung der Überbrückungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform als Auszug der Gesamtkonstruktion;
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4 ist eine Vorderansicht der Überbrückungsvorrichtung in 3;
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5 ist eine Vorderansicht einer Dämpfungsplatte, die einen Teil der dynamischen Dämpfungsvorrichtung in 3 bildet;
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6 enthält Schnittansichten von 5 entlang der Linien O-A, O-B und O-C;
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7 ist eine Vorderansicht eines Trägheitsrings, der einen Teil der dynamischen Dämpfungsvorrichtung in 3 bildet;
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8 enthält Schnittansichten von 7, entlang der Linien O-A, O-B und O-C;
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9 ist eine Teilvergrößerung von 4;
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10 ist ein Kennliniendiagramm der Antriebsmaschinendrehzahl und der Drehzahlvariation;
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11 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Vorgangs eines Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform;
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12 zeigt schematisch eine zweite beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und entspricht 1.
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DETAILBESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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– Erste beispielhafte Ausführungsform –
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1 ist eine Teilschnittansicht eines Drehmomentwandlers 1, der mit einer Überbrückungsvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. In 1 ist eine Antriebsmaschine (in der Zeichnung nicht gezeigt) auf der linken Seite und ein Getriebe (in der Zeichnung nicht gezeigt) auf der rechten Seite angeordnet. 2 ist eine Teilvorderansicht der Überbrückungsvorrichtung. Torsionsfedern als elastische Elemente und eine dynamische Dämpfungsvorrichtung sind in 2 nicht dargestellt. Es ist zu beachten, dass eine Linie O-O in 1 eine Drehachse des Drehmomentwandlers und der Überbrückungsvorrichtung angibt.
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[Gesamtkonfiguration des Drehmomentwandlers]
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Der Drehmomentwandler 1 ist eine Vorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments von einer antriebsmaschinenseitigen Kurbelwelle (in den Zeichnungen nicht dargestellt) auf eine Eingangswelle des Getriebes und umfasst eine Frontabdeckung 2, die an einem eingangsseitigen Element festgelegt ist, einen Drehmomentwandlerkörper 6, der aus drei Arten von Schaufelrädern (einem Laufrad 3, einer Turbine 4 und einem Stator 5) und einer Überbrückungsvorrichtung 7 gebildet ist.
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Die Frontabdeckung 2 ist ein scheibenförmiges Element, und ein außenumfangsseitiger rohrförmiger Bereich 10 ist an dem äußeren Umfangsbereich der Frontabdeckung 2 derart gebildet, dass er axial in Richtung auf das Getriebe vorspringt. Das Laufrad 3 setzt sich zusammen aus einem Laufradgehäuse 12, das an dem außenumfangsseitigen rohrförmigen Bereich 10 der Frontabdeckung 2 festgeschweißt ist, einer Vielzahl von Laufradschaufeln 13, die an der Innenseite des Laufradgehäuses 12 befestigt sind, und einer rohrförmigen Laufradnabe 14, die an der inneren Umfangsseite des Laufradgehäuses 12 angeordnet ist.
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Die Turbine 4 ist in einer Fluidkammer angeordnet und liegt dem Laufrad 3 gegenüber. Die Turbine 4 setzt sich aus einem Turbinengehäuse 15, einer Vielzahl von Turbinenschaufeln 16, die an dem Turbinengehäuse 15 befestigt sind, und einer Turbinennabe 17 zusammen, die an einem inneren Umfangsbereich des Turbinengehäuses 15 befestigt ist. Das Turbinengehäuse 17 hat einen Flansch 17a, der sich zu äußeren Umfangsseite erstreckt, und der innere Umfangsbereich des Turbinengehäuses 15 ist durch eine Vielzahl von Nieten 18 an dem Flansch 17a befestigt. Ferner ist die Eingangswelle des Getriebes (in den Zeichnungen nicht dargestellt) durch eine Keilverbindung mit dem inneren Umfangsbereich der Turbinennabe 17 verbunden.
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Der Stator 5 ist ein Mechanismus zum Regulieren des Flusses des Betriebsöls, das aus der Turbine 4 in das Laufrad 3 zurückkehrt, und ist zwischen dem inneren Umfangsbereich des Laufrads 3 und jenem der Turbine 4 angeordnet. Der Stator 5 ist hauptsächlich aus einem Statorträger 20 und einer Vielzahl von Statorschaufeln 21 gebildet, die an der äußeren Umfangsfläche des Statorträgers 20 befestigt sind. Der Statorträger 20 wird über eine Einwegkupplung 22 durch eine stationäre Welle (in den Zeichnungen nicht dargestellt) gestützt. Es ist zu beachten, dass Axiallager 24 und 25 in der axialen Richtung an beiden Seiten des Statorträgers 20 montiert sind. Ferner ist eine Druckscheibe 26 zwischen der Frontabdeckung 2 und der Turbinennabe 17 montiert.
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[Überbrückungsvorrichtung 7]
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3 zeigt die Überbrückungsvorrichtung 7 als Auszug aus 1. Die Überbrückungsvorrichtung 7 ist in einem zwischen der Frontabdeckung 2 und der Turbine 4 gebildeten Ringraum angeordnet. Die Überbrückungsvorrichtung 7 umfasst hauptsächlich einen Kolben 30, eine Antriebsplatte 31, eine Vielzahl von außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32, eine Vielzahl von innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33, ein Zwischenelement 34, das die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 derart verbindet, dass die beiden Arten von Torsionsfedern nacheinander wirken, eine angetriebene Platte 35 und eine dynamische Dämpfungsvorrichtung 36. Ein eingangsseitiges Drehelement ist vorliegend durch einen Kolben 30 und die Antriebsplatte 31 gebildet, wohingegen ein ausgangsseitiges Drehelement durch die angetriebene Platte 35 gebildet ist.
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<Kolben 30>
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Der Kolben 30 ist ein scheibenförmiges Plattenelement und ist derart angeordnet, dass er einen zwischen der Frontabdeckung 2 und der Turbine 4 gebildeten Raum in der axialen Richtung in zwei Räume unterteilt. Der äußere Umfangsbereich des Kolbens 30 ist als ebener Reibkupplungsbereich 30a ausgebildet, und ein Reibbelag (ein Kupplungsbereich) 37 ist an der axialen Antriebsmaschinenseite des Reibkupplungsbereich 30a befestigt. Die Frontabdeckung 2 hat eine ebene Reibfläche, die dem Reibbelag 37 gegenüberliegend gebildet ist. Ferner ist an der inneren Umfangskante des Kolbens 30 ein innenumfangsseitiger rohrförmiger Bereich 30b gebildet, der sich axial in Richtung auf das Getriebe erstreckt. Die innere Umfangsseite des innenumfangsseitigen rohrförmigen Bereichs 30b ist durch die äußere Umfangsfläche der Turbinennabe 17 derart gestützt, dass sie sich bezüglich derselben sowohl in der axialen als auch in der Drehrichtung bewegen kann. Es ist zu beachten, dass der Kolben 30 an einer Bewegung von der Kontaktposition axial in Richtung auf das Getriebe gehindert wird, während sich das vordere Ende des innenumfangsseitigen rohrförmigen Bereichs 30b mit einem Bereich der Turbinennabe 17 in Kontakt befindet. Ein Dichtungsring 38 ist zwischen dem inneren Umfangsbereich 30b und der äußeren Umfangsfläche der Turbinennabe 17 befestigt.
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Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird zwischen der Frontabdeckung 2 und dem Kolben 30 ein Raum A (siehe 1) gebildet. Der äußere Umfangsbereich des Raums A wird blockiert, während sich der Reibbelag 37 mit der Frontabdeckung 2 in Kontakt befindet, während der innere Umfangsbereich des Raumes A über eine in der Druckscheibe 26 gebildete Nut mit einem in der Eingangswelle gebildeten Ölweg in Verbindung steht.
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<Antriebsplatte 31>
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Wie in 3 gezeigt ist, ist die Antriebsplatte 31 ein ringförmiges Element aus Blech und ist axial an der Getriebeseite des Reibverbindungselements 30a des Kolbens 30 angeordnet. Der innere Umfangsbereich der Antriebsplatte 31 ist durch eine Vielzahl von Nieten 40 an dem Kolben 30 befestigt. Andererseits hat der äußere Umfangsbereich der Antriebsplatte 31 eine Vielzahl von Eingriffsbereichen 31a, die sich axial zu dem Getriebe erstrecken. Die mehreren Eingriffsbereiche 31a sind derart ausgebildet, dass sie in Umfangsrichtung in vorgegebenen Abständen ausgerichtet sind und die Endflächen der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 stützen. Ferner ist an der äußeren Umfangsseite des an dem Kolben befestigten Bereichs der Antriebsplatte 31 ein Stützbereich 31b derart gebildet, dass dieser sich axial zu dem Getriebe erstreckt. Die innenumfangsseitigen Bereiche der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 sind durch den Stützbereich 31b gestützt.
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<Außenumfangsseitige Torsionsfedern 32>
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Jede der mehreren außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 ist gebildet durch eine Kombination einer großen Schraubenfeder und einer kleinen Schraubenfeder, die in die große Schraubenfeder eingesetzt ist und eine kürzere Federlänge als die große Schraubenfeder hat. Es sind vorliegend zum Beispiel insgesamt acht außenumfangsseitige Torsionsfedern 32 vorgesehen, wovon zwei eine Gruppe bilden, und ein schwimmendes Element 42 ist vorgesehen, um zu bewirken, dass die beiden außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 jeweils nacheinander wirken.
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Das schwimmende Element 42 ist ein ringförmiges Element mit einem C-förmigen Querschnitt und ist an der radial äußeren Seite des Stützbereichs 31b der Antriebsplatte 31 vorgesehen. Das schwimmende Element 42 ist derart angeordnet, dass es sich relativ zu Antriebsplatte 31 drehen kann, und sein äußerer Umfangsbereich stützt die äußeren Umfangsbereiche der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32. Mit anderen Worten: die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 werden durch das schwimmende Element 42 daran gehindert, zur äußeren Umfangsseite herauszuspringen. Die axialen getriebeseitigen vorderen Enden 42a des schwimmenden Elements 42 krümmen sich zu den beiden inneren Umfangs- und Motorseiten, und jeder der gekrümmten Bereiche 42a der vorderen Enden ist zwischen den außenumfangsseitigen Torsionsfedern 42 innerhalb einer Gruppe eingesetzt. Mit anderen Worten: beide der umfangsseitigen Endflächen jedes gebogenen Bereichs 42 kontaktieren die Endflächen der relevanten außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, sind die mehreren außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 derart angeordnet, dass beide der umfangsseitigen Enden einer Gruppe der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 durch die Eingriffsbereiche 31a der Antriebsplatte 31 gestützt sind und dass jeder gekrümmte Bereich 42a des schwimmenden Elements 42 in den Zwischenbereich einer Gruppe der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 eingesetzt ist. Ferner sind die außenumfangsseitigen Bereiche der außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 durch die äußeren Umfangsbereiche des schwimmenden Elements 42 gestützt.
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<Zwischenelement>
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Wie in 3 gezeigt ist, setzt sich das Zwischenelement 34 aus einer ersten Platte 44 und einer zweiten Platte 45 zusammen. Die erste und die zweite Platte 44 und 35 sind ringscheibenförmige Elemente, die zwischen dem Kolben 30 und dem Turbinengehäuse 15 angeordnet sind. Die erste und die zweite Platte 44 und 45 sind axial in einem Abstand angeordnet. Die erste Platte 44 ist axial auf der Getriebeseite angeordnet, während die zweite Platte 45 axial auf der Antriebsmaschinenseite angeordnet ist. Die erste und die zweite Platte 44 und 45 sind an ihren äußeren Umfangsbereichen durch eine Vielzahl von Anschlagbolzen 46 verbunden, so dass sie sich axial nicht bewegen und relativ zueinander nicht drehen können. Jede der ersten und zweiten Platten 44 und 45 hat Fensterbereiche 44a, 45a, welche die Platten axial durchgreifen. Wie 2 zeigt, hat jeder Fensterbereich 44a, 45a eine umfangsseitig längliche Form und hat ausgeschnittene und nach oben herausgebogene Bereiche, die an seinem inneren und äußeren Umfangsbereich derart gebildet sind, dass sie ausgeschnitten und nach oben herausgebogen sind.
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Darüber hinaus ist eine Vielzahl von Eingriffsbereichen 44b an dem äußeren Umfangsende der zweiten Platte 44 sich zu den außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 erstreckend gebildet. Die mehreren Eingriffsbereiche 44b sind gebildet durch ein axial in Richtung auf die Antriebsmaschine gebogenes vorderes Ende der ersten Platte 44. Die mehreren Eingriffsbereiche 44b sind in Umfangsrichtung in vorgegebenen Abständen angeordnet, und jede Gruppe der in Reihe wirkenden außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 ist zwischen zwei Eingriffsbereichen angeordnet.
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<Innenumfangsseitige Torsionsfedern 33>
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Jede der mehreren innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 ist gebildet durch eine Kombination einer großen Schraubenfeder und einer kleinen Schraubenfeder, die in die große Schraubenfeder eingesetzt ist und die gleiche Länge hat wie die große Schraubenfeder. Jede innenumfangsseitige Schraubenfeder 33 ist in den Fensterbereichen 44a und 45a der beiden Platten 44 und 45 des Zwischenelements 34 angeordnet. Zudem ist jede innenumfangsseitige Torsionsfeder 33 an ihren beiden Umfangsenden und beiden radialen Enden durch die Fensterbereiche 44a und 45a gestützt. Ferner wird jede innenumfangsseitige Torsionsfeder 33 durch die ausgeschnittenen und nach oben herausgebogenen Bereiche der Fensterbereiche 44 und 45 daran gehindert, axial herauszuspringen.
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<Angetriebene Platte 35>
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Die angetriebene Platte 35 ist ein ringscheibenförmiges Element und ist zusammen mit dem Turbinengehäuse 15 durch die Niete 18 an ihrem inneren Umfangsbereich an dem Flansch 17a der Turbinennabe 17 befestigt. Die angetriebene Platte 35 ist zwischen der ersten Platte 44 und der zweiten Platte 45 angeordnet, so dass sie sich relativ zu den beiden Platten 44 und 45 drehen kann. Außerdem sind Fensteröffnungen 35a in den äußeren Umfangsbereich der angetriebenen Platte 35 gebohrt, so dass sie mit den Fensterbereichen 44a und 45a der ersten und der zweiten Platte 44 und 45 fluchten. Die Fensteröffnungen sind axial durchgreifende Öffnungen 35a, und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 sind in den Fensteröffnungen 35a angeordnet. Wie ferner anhand der gestrichelten Linie in 2 dargestellt ist, ist eine Vielzahl von umfangsseitigen länglichen Ausschnitten (in der Zeichnung nicht dargestellt) 35b in dem äußeren Umfangsbereich der angetriebenen Platte 35 gebildet. Außerdem durchgreifen Anschlagbolzen 46 die Ausschnitte 35 axial. Deshalb können sich die angetriebene Platte 35 und die beiden Platten 44 und 45, die das Zwischenelement 34 bilden, relativ zueinander in einem Winkelbereich drehen, in dem der jeweilige Ausschnitt 35b gebildet ist.
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[Dynamische Dämpfungsvorrichtung 36]
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Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, enthält die dynamische Dämpfungsvorrichtung 36 eine Dämpfungsplatte 47, einen Trägheitsring 48, eine Vielzahl von Torsionsfedern 49, eine Vielzahl von Schiebern, eine Seitenplatte 51 und Federn 52. Es ist zu beachten, dass 4 eine Vorderansicht der dynamischen Dämpfungsvorrichtung 36 von der Antriebsmaschinenseite aus gesehen ist. Ferner ist ein Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus zusammengesetzt aus einem Teil der Dämpfungsplatte 47, den mehreren Schiebern 50 und den Federn 52. Eine detaillierte Erläuterung des Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus erfolgt nachstehend.
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5 zeigt eine Teilvorderansicht der Dämpfungsplatte 47, wohingegen die 6(a) bis 6(c) Querschnitte von 5 jeweils entlang der Linien O-A, O-B und O-C zeigen. Die Dämpfungsplatte 47 ist als ringförmiges Scheibenelement ausgebildet und hat in ihrem inneren Umfangsende Nietöffnungen 47a. Wie 3 zeigt, ist das innere Umfangsende der Dämpfungsplatte 47 durch Anschlagbolzen 46, welche die Nietöffnungen 47a durchgreifen, an der ersten Platte 44 befestigt, die einen Teil des Zwischenelements 34 bildet. Zum anderen hat das äußere Umfangsende der Dämpfungsplatte 47 eine Vielzahl von Klauen 47b (Kontaktelemente) und eine Vielzahl von Eingriffselementen (47c). Wie in 6(c) gezeigt ist, sind die Klauen 47b gebildet durch das in Richtung auf das Getriebe herausgebogene Umfangsende. Wie 6(a) zeigt, sind die Eingriffselemente 47c derart gebildet, dass sie anders als der andere Bereich axial in Richtung auf das Getriebe bewegt werden. Die Klauen 47b und die Eingriffselemente 47c sind umfangsseitig einander abwechselnd angeordnet.
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7 ist eine Teilvorderansicht des Trägheitsrings 48, wohingegen die 8(a) bis 8(c) Querschnitte von 7 entlang der Linien O-A, O-B und O-C zeigen. Der Trägheitsring 48 ist so angeordnet, dass dieser sich relativ zur Dämpfungsplatte 47 drehen kann. Der Trägheitsring 48 ist ein ringförmiges Element und hat eine Vielzahl von Federaufnahmebereichen 48a und eine Vielzahl von Schieberaufnahmebereichen 48b, die beide umfangsseitig in vorgegebenen Abständen fluchtend angeordnet sind. Die jeweiligen Aufnahmebereiche 48a und 48b sind ausgesparte Bereiche, die sich axial in Richtung auf die Antriebsmaschine öffnen und in Richtung auf das Getriebe ausgespart sind. Jeder der mehreren Schieberaufnahmebereiche 48b ist derart angeordnet, dass er umfangsseitig zwischen zwei der Federaufnahmebereiche 48a geschaltet ist.
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Darüber hinaus ist eine Vielzahl von vorspringenden Bereichen 48c an dem äußeren Umfangsende des Trägheitsrings 48 derart ausgebildet, dass der jeweilige vorspringende Bereich sich über einen Bereich fortsetzt, der einem Schieberaufnahmebereich 48b und einem Teil von zwei an den Schieberaufnahmebereich 48b angrenzenden Federaufnahmebereichen 48a entspricht. Die vorspringenden Bereiche 48c springen axial in Richtung auf die Antriebsmaschine vor. Wie ferner in 8 gezeigt ist, ist an dem inneren Umfangsende des Trägheitsrings 48 ein Begrenzungsbereich 48d derart gebildet, dass dieser zur inneren Umfangsseite vorspringt. Die Seitenplatte 51 kontaktiert den Begrenzungsbereich 48d von der Getriebeseite, wodurch eine axiale Bewegung des Trägheitsrings 48 begrenzt wird. Es ist zu beachten, dass die Seitenplatte 51 zusammen mit der Dämpfungsplatte 47 durch Anschlagbolzen 46 an ihrem inneren Umfangsbereich an der ersten Platte 44 des Zwischenelements 34 festgelegt ist.
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Wie in 4 gezeigt ist, sind die mehreren Torsionsfedern 49 in den Federaufnahmebereichen 48a des Trägheitsrings 48 aufgenommen. Außerdem befinden sich die einen Enden der Torsionsfedern 49 mit den beiden Enden jedes Eingriffsbereichs 47c der Dämpfungsplatte 47 im Eingriff. Dies führt zu einer Konstruktion, bei der die Dämpfungsplatte 47 und der Trägheitsring 48 in der Drehrichtung durch die Torsionsfedern 49 elastisch verbunden sind.
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Wie 4 zeigt, sind die Schieber 50 in Umfangsrichtung längliche Elemente und sind radial beweglich in den Schieberaufnahmebereichen 48b des Trägheitsrings 48 aufgenommen. 9 zeigt den Schieberaufnahmebereich 48b des Trägheitsrings 48 und den Schieber 50 als Auszug der Gesamtkonstruktion.
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Der Schieberaufnahmebereich 48b hat Federaufnahmebereiche 48e an seinen beiden umfangsseitigen Enden. Außerdem wirken die beiden umfangsseitigen Endwände des Schieberaufnahmebereichs 48b als Führungselemente 48f.
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Zum anderen hat der Schieber 50 Federaufnahmebereiche 50a, die in seinen beiden Umfangsenden radial nach innen gebildet sind. Darüber hinaus ist eine Feder 52 in jedem Federaufnahmebereich 50a angeordnet, um den Schieber 50 zur inneren Umfangsseite zu beaufschlagen. Die beiden Längsenden des Schiebers 50 sind für einen Gleitkontakt mit den Führungsbereichen 48f des Schieberaufnahmebereichs 48b ausgebildet. Ferner ist eine äußere Umfangsfläche 50b des Schiebers 50 derart gekrümmt, dass sie nach innen vertieft ist. Weiterhin ist an dem umfangsseitig mittleren Bereich der äußeren Umfangsfläche 50b ein Verriegelungsbereich 50c gebildet, in den die Klaue 47b der Dämpfungsplatte 47 eingreift.
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Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion bilden die Klauen 47b der Dämpfungsplatte 47, die Schieber 50 und die Federn 52 den Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus, der konfiguriert ist für die Erzeugung eines variablen Hysteresedrehmoments zwischen der Dämpfungsplatte 47 und dem Trägheitsring 48. Es ist zu beachten, dass der Trägheitsring 48, die Torsionsfedern 49, die Schieber 50 und die Federn 52 in dem Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus als Trägheitselement wirken.
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[Funktionsweise]
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Die Funktionsweise des Drehmomentwandlerkörpers wird zunächst kurz erläutert. Während der Drehung der Frontabdeckung 2 und des Laufrads 3 fließt das Betriebsöl aus dem Laufrad 3 zur Turbine 4, und über das Betriebsöl wird ein Drehmoment von dem Laufrad 3 auf die Turbine 4 übertragen. Das auf die Turbine 4 übertragene Drehmoment wird über die Turbinennabe 10 auf die Eingangswelle (in den Zeichnungen nicht gezeigt) des Getriebes übertragen.
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Wenn sich das Geschwindigkeitsverhältnis des Drehmomentwandlers 1 vergrößert und die Drehzahl der Eingangswelle eine vorgegebene Geschwindigkeit erreicht, fließt das Betriebsöl in dem Raum A über den Ölweg im Inneren der Eingangswelle ab. Der Kolben 30 wird deshalb in Richtung auf die Frontabdeckung 2 bewegt. Der Reibbelag 37 des Kolbens 30 wird folglich an die Reibfläche der Frontabdeckung 2 angepresst und das Drehmoment der Frontabdeckung 2 an die Überbrückungsvorrichtung 7 abgegeben.
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In der Überbrückungsvorrichtung 7 wird das Drehmoment nacheinander auf den Kolben 30, die Antriebsplatte 31, die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32, das Zwischenelement 34, die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 und die angetriebene Platte 35 übertragen und anschließend an die Turbinennabe 17 abgegeben.
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In der Überbrückungsvorrichtung 7 wird das Drehmoment übertragen, und es wird ebenfalls eine Variation des von der Frontabdeckung 2 in die Überbrückungsvorrichtung eingeleiteten Drehmoments gedämpft und abgemildert. Speziell wenn Torsionsschwingungen in der Überbrückungsvorrichtung 7 entstehen, werden die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 und die innenumfangsseitigen Torsionsfeder 33 zwischen der Antriebsplatte 31 und der angetriebenen Platte 35 nacheinander zusammengedrückt. Darüber hinaus werden in ähnlicher Weise von den außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 diejenigen, die jeweils einer Gruppe zugehören, nacheinander zusammengedrückt. Der Torsionswinkel lässt sich auf diese Weise vergrößern. Hinzukommt, dass bewirkt wird, dass die außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32, die sich über einen langen Umfangsweg erstrecken können, nacheinander zum Einsatz kommen. Der Torsionswinkel kann daher zuverlässig soweit wie möglich vergrößert werden. Das bedeutet, dass die Steifigkeit in der Torsionskennlinie soweit wie möglich verringert und dadurch wiederum das Vibrationsabsorptions- und dämpfungsverhalten soweit wie möglich verbessert werden kann.
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[Funktionsweise der dynamischen Dämpfungsvorrichtung]
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Das auf das Zwischenelement 34 übertragene Drehmoment wird über die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 auf die angetriebene Platte 35 und über die Turbinennabe 17 weiter auf ein getriebeseitiges Element übertragen. Dabei ist die dynamische Dämpfungsvorrichtung 36 an dem Zwischenelement 34 montiert, weshalb die Variation der Drehung der Antriebsmaschine wirksam verhindert werden kann. Eine diesbezügliche Erläuterung folgt nachstehend.
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Wie in 10 dargestellt ist, nimmt bei einer sinkenden Drehzahl der Antriebsmaschine die Variation der Drehung der Antriebsmaschine, die durch eine Variation der Verbrennung verursacht wird, allgemein zu (Kennlinie E1). Wenn hier der Trägheitsring 24 (d.h. die dynamische Dämpfungsvorrichtung 36) nicht vorgesehen ist, wird die Variation der von dem Drehmomentwandler abzugebenden Drehzahl allmählich größer, wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine kleiner wird. Wenn hingegen die dynamische Dämpfungsvorrichtung 36 vorgesehen ist, wie in der vorliegenden Ausführungsform, ist es möglich, die Drehzahlvariation der Turbine als ausgangsseitiges Element auf einen Wert rund um eine bestimmte Drehzahl der Antriebsmaschine (etwa 1200 U/min in dem Beispiel von 10) zu verringern (Kennlinien E2 und E3).
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Eine Differenz zwischen den Kennlinien E2 und E3 in einem niedrigen Drehzahlbereich wird hier auf die Größe des Hysteresedrehmoments in dem Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus zurückgeführt. Mit anderen Worten: die Kennlinie E2 entspricht einem Zustand, in dem der Betrag des Hysteresedrehmoments vergleichsweise groß ist, wohingegen die Kennlinie E3 einem Zustand entspricht, in dem der Betrag des Hysteresedrehmoments vergleichsweise gering ist. In Kennlinie E2 nimmt die Drehzahlvariation der Turbine ab, wenn die Antriebsmaschine etwa mit einer Drehzahl von weniger als 1200 U/min gedreht wird, wird dann bei etwa 1500 U/min maximiert und nimmt in einem Drehzahlbereich höher als 1500 U/min allmählich wieder ab. In Kennlinie E3 hingegen zeigt die Drehzahlvariation der Turbine den minimalen Wert mit einem Wert, der kleiner ist als jener der Kennlinie E2, bei dem etwa die Drehzahl der Antriebsmaschine 1200 U/min übersteigt, überschreitet dann die Drehzahlvariation in der Kennlinie E2 und zeigt den maximalen Wert bei einer Drehzahl der Antriebsmaschine von rund 1600 U/min.
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Zu beachten ist, dass in der Kennlinie E3 eine Strich-Punkt-Linie einen Zustand angibt, in dem als Dämpfungsmechanismus dienende Torsionsfedern nicht an der Ausgangsseite der dynamischen Dämpfungsvorrichtung montiert sind, wohingegen die durchgezogene Linie einen Zustand angibt, in dem die als Dämpfungsmechanismus dienenden Torsionsfedern an der Ausgangsseite der dynamischen Dämpfungsvorrichtung montiert sind.
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Aus diesen Kennlinien ist zu ersehen, dass in einem niedrigen Drehzahlbereich der Antriebsmaschine die Drehzahlvariation der Turbine geringer ist, wenn der Betrag des Hysteresedrehmoments kleiner ist, wohingegen in einem mittleren Drehzahlbereich die Drehzahlvariation der Turbine geringer ist, wenn der Betrag des Hysteresedrehmoments größer ist. Andererseits wird in einem hohen Drehzahlbereich die Drehzahlvariation der Turbine weniger von der Größe des Hysteresedrehmoments beeinflusst.
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In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen ist der Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform dahingehend konfiguriert, dass das Hysteresedrehmoment von den Drehzahlbereichen abhängig gemacht wird. Insbesondere ist der Betrag des durch den Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus zu erzeugenden Drehmoments im niedrigen Drehzahlbereich der Antriebsmaschine gering und vergrößert sich allmählich in dem mittleren und hohen Drehzahlbereich.
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[Funktionsweise des Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus]
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Anhand von 11 wird nunmehr ein Vorgang beschrieben, bei dem das Hysteresedrehmoment entsprechend den Drehzahlbereichen variiert.
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Zunächst ist der Betrag der Zentrifugalkraft, die auf die Schieber 50 wirkt, im niedrigen Drehzahlbereich relativ gering. Deshalb wird in dem in 11(a) dargestellten <Normalzustand> jeder Schieber 50 durch die Druckkraft der Federn 52 zur inneren Umfangsseite gedrückt. Wenn in einem solchen Zustand die dynamische Dämpfungsvorrichtung 36 aktiviert wird und die Dämpfungsplatte 47 und der Trägheitsring 48 relativ zueinander gedreht werden, wird jede Klaue 47b der Dämpfungsplatte 47 relativ zu dem Schieber 50 an der äußeren Umfangsseite der äußeren Umfangsfläche 50b jedes Schiebers 50 bewegt.
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Dabei gelangt jede Klaue 47b in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche 50b jedes Schiebers 50, wodurch ein Winkelbereich einer relativen Drehung der Dämpfungsplatte 47 (Torsionswinkel) begrenzt wird. Ferner wird der Torsionswinkel im niedrigen Drehzahlbereich, der in 11(a) dargestellt ist, auf θ1 maximiert. Andererseits wird in einem Torsionswinkelbereich von ±θ1 jede Klaue 47b gleichmäßig nach außerhalb jedes Schiebers 50 bewegt, wodurch der Betrag des Hysteresedrehmoments hier gering ist.
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Wenn die Drehzahl steigt, vergrößert sich der Betrag der Zentrifugalkraft, die auf die Schieber 50 wirkt. Wenn eine große Zentrifugalkraft auf jeden Schieber 50 wirkt, wird jeder Schieber 50 gegen die Druckkraft der Federn 52 zur äußeren Umfangsseite bewegt, wie das in dem <gedämpften Zustand> von 11(b) dargestellt ist. In einem solchen Zustand nähern sich jede Klaue 47b und die äußere Umfangsfläche 50b jedes Schiebers 50 aneinander an, und der Bereich, in dem sich jede Klaue 47b problemlos bewegen lässt (Torsionswinkel) wird θ2, wobei dieser Bereich enger ist als jener im niedrigen Drehzahlbereich von 11(a). Ferner kommt es bei einem Torsionswinkel von θ2 oder größer zu einem festen Kontakt jeder Klaue 47b mit der äußeren Umfangsfläche 50b jedes Schiebers 50, und daher wir ein Hysteresedrehmoment erzeugt, das größer ist als jenes im niedrigen Drehzahlbereich.
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Wenn die Drehzahl dann weiter ansteigt, wird jeder Schieber 50 gegen die Druckkraft der Federn 52 noch weiter zur äußeren Umfangsseite bewegt, und es wird ein Zustand hergestellt, der in 11(c) als <verriegelter Zustand> gezeigt ist. In diesem Zustand greift jede Klaue 47b in den Verriegelungsbereich 50c der äußeren Umfangsfläche 50b jedes Schiebers 50 ein. Mit anderen Worten: eine relative Drehung zwischen den Klauen 47b (d.h. der Dämpfungsplatte 47) und dem Trägheitsring 48 wird verhindert und ein verriegelter Zustand hergestellt. Dadurch wird das Hysteresedrehmoment in der dynamischen Dämpfungsvorrichtung 36 in dem in 11(c) gezeigten Zustand infinit.
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Wie in 10 gezeigt ist, wird bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion die Kennlinie der Variation der Drehzahl der Turbine zur Kennlinie E3 im niedrigen Drehzahlbereich und wird zur Kennlinie E2 in dem mittleren bis hohen Drehzahlbereich. Aus diesem Grund kann die Variation der Drehzahl der Turbine gegenüber den gesamten Drehzahlbereichen in einem niedrigen Bereich unterbunden werden.
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Eine Verriegelungsdrehzahl, bei der die relative Drehung zwischen der Dämpfungsplatte 47 und dem Trägheitsring 48 verhindert wird, kann hier auf der Basis des Gewichts von Bauelementen festgelegt werden, die den Trägheitsring 48 und/oder so weiter einschließen. Jedoch kann angenommen werden, dass aufgrund von Herstellungsfehlern und/oder so weiter Fehler bei der Drehzahlverriegelung auftreten. Wenn Fehler bei der Drehzahlverriegelung auftreten, lässt sich eine Variation der Drehung, die auf eine Sekundärresonanz zurückgeführt wird, nicht wirksam verhindern.
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In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen ist in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die dynamische Dämpfungsvorrichtung 36 an dem Zwischenelement 34 befestigt, und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 sind zwischen der dynamischen Dämpfungsvorrichtung 36 und der Turbinennabe 17 montiert, um eine Vibration zu verhindern. Wie ein Vergleich zwischen der Strich-Punkt-Linie und der durchgezogenen Linie der Kennlinie E3 in 10 zeigt, wird ein Spitzenwert durch die Funktionsweise der innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 gesenkt, wodurch sich eine Zunahme einer Variation der Drehung auch dann verhindern lässt, wenn ein Fehler bei der Drehzahlverrieglung auftritt.
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– Zweite beispielhafte Ausführungsform –
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12 zeigt einen Drehmomentwandler 1', der mit einer Überbrückungsvorrichtung 7' gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Ähnlich wie in 1 ist in 12 die Antriebsmaschine links und das Getriebe rechts in der Zeichnung angeordnet. Außerdem kennzeichnet eine Linie O-O in 12 eine Drehachse des Drehmomentwandlers und der Überbrückungsvorrichtung 7'.
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Die Konstruktion der zweiten beispielhaften Ausführungsform erhält man, indem bei der Konstruktion der ersten beispielhaften Ausführungsform eine weitere dynamische Dämpfungsvorrichtung 60 an der Turbine (der Turbinennabe) montiert wird. Mit Ausnahme des Vorgenannten ist die grundlegende Konstruktion der zweiten beispielhaften Ausführungsform ähnlich wie jene der ersten beispielhaften Ausführungsform, wenngleich sich bestimmte Formen von Komponenten voneinander unterscheiden. Die Bezugszeichen in der zweiten beispielhaften Ausführungsform sind daher die gleichen wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform, und die entsprechenden Elemente werden nachstehend nicht mehr gesondert erläutert.
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Die ausgangsseitige dynamische Dämpfungsvorrichtung 60 ist zusammen mit dem Turbinengehäuse 15 und der angetriebenen Platte 35 durch die Niete 18 an der Turbinennabe 17 befestigt. Ähnlich wie die dynamisches Dämpfungsvorrichtung 36, die an dem Zwischenelement 34 befestigt ist, enthält die ausgangsseitige dynamische Dämpfungsvorrichtung 60 eine Dämpfungsplatte 62, einen Trägheitsring 63, eine Vielzahl von Torsionsfedern 64, eine Vielzahl von Schiebern (nicht dargestellt), eine Seitenplatte 66 und Federn (nicht dargestellt). Die Konstruktion der dynamischen Dämpfungsvorrichtung 60 ist ähnlich wie die der ersten beispielhaften Ausführungsform, mit Ausnahme bestimmter Dimensionen, u.a. des Gewichts.
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Die Dämpfungsplatte 62 ist an ihrem inneren Umfangsbereich durch Niete 18 an der Turbinennabe 17 befestigt, und ihr äußerer Umfangsbereich erstreckt sich zwischen dem Zwischenelement 34 und der Turbine 4. Der Trägheitsring 63 ist durch die Seitenplatte 66 gestützt und ist zwischen der Zwischenplatte 34 und der Turbine 4 angeordnet. Die Seitenplatte 66 ist durch Niete 68 an der Dämpfungsscheibe 62 befestigt und stützt, wie vorstehend beschrieben, den Trägheitsring 63. Ferner sind die Schieber und die Federn in 12 nicht dargestellt, doch sind diese ähnlich ausgebildet wie jene der ersten beispielhaften Ausführungsform, mit Ausnahme der Dimensionen und der Federkonstanten. Ebenso ist der Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus ähnlich wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform ausgebildet.
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Es ist zu beachten, dass bei der neu hinzugefügten ausgangsseitigen dynamischen Dämpfungsvorrichtung 60 in der zweiten beispielhaften Ausführungsform eine Verriegelungsdrehzahl höher eingestellt ist als jene für die dynamische Dämpfungsvorrichtung 36, die an dem Zwischenelement 34 befestigt ist.
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Durch das Hinzufügen der dynamischen Dämpfungsvorrichtung 60 wie vorstehend beschrieben kann eine Zunahme der Variation der Drehung bei einer höheren Drehzahl verhindert werden. Mit anderen Worten: eine Zunahme der Variation der Drehung, die auf eine hohe Resonanzgüte zurückgeführt wird, kann verhindert werden.
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[Weitere Ausführungsformen]
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Vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind vielfältige Änderungen und Modifikationen möglich.
- (a) In den vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen sind von den mehreren außenumfangsseitigen Torsionsfedern 32 und von den mehreren innenumfangsseitigen Torsionsfedern 33 zwei betreffende Federn so konfiguriert, dass sie hintereinander zum Einsatz kommen. Die Anordnungsposition der jeweiligen vorgenannten Federarten ist nicht auf die vorstehend beschrieben Anordnungsposition beschränkt. Aus diesem Grund ist das schwimmende Element 42 bei vorliegender Erfindung kein wesentliches Element.
- (b) In den vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen ist die dynamische Dämpfungsvorrichtung an dem Zwischenelement befestigt, das die außenumfangsseitigen Torsionsfedern und die innenumfangsseitigen Torsionsfedern verbindet. Die Anordnungsposition der dynamischen Dämpfungsvorrichtung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Anordnungsposition beschränkt.
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Die dynamische Dämpfungsvorrichtung kann zum Beispiel an dem schwimmenden Element befestigt sein, um zu bewirken, dass die betreffenden beiden Federn der außenumfangsseitigen Torsionsfedern nacheinander wirken. Alternativ kann die dynamische Dämpfungsvorrichtung in einer ähnlichen Weise an einem Element befestigt sein, das bewirkt, dass die betreffenden beiden Federn der innenumfangsseitigen Torsionsfedern nacheinander wirken. Bei beiden Konstruktionen lässt sich das Auftreten einer Sekundärresonanz durch die Anordnung von Torsionsfedern als Dämpfungsmechanismus an der Ausgangsseite der dynamischen Dämpfungsvorrichtung verhindern.
- (c) Der Verriegelungsmechanismus in der dynamischen Dämpfungsvorrichtung kann durch eine Einstellung der Steifigkeit der innenumfangsseitigen Torsionsfedern auf einen möglichst niedrigen Wert entfallen.
- (d) Die Konstruktion für die Verbindung der dynamischen Dämpfungsvorrichtung mit dem Zwischenelement ist nicht auf jene der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel können Zähne oder Klauen und Ausschnitte oder dergleichen jeweils in dem Zwischenelement und in einem Element gebildet sein, das einen Teil der dynamischen Dämpfungsvorrichtung bildet, und beide Arten von Elementen können für eine Verbindung konfiguriert sein.
- (e) Der Hysteresedrehmomentserzeugungsmechanismus ist nicht auf die vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Ebenso ist der Verriegelungsmechanismus zum Verhindern einer relativen Drehung zwischen der Dämpfungsplatte und dem Trägheitsring nicht auf jenen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
- (f) In den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen werden Schraubenfedern als die elastische Elemente verwendet. Stattdessen können auch andere Arten von elastischen Elementen verwendet werden, zum Beispiel Elemente aus Harz usw.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Bei einer Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler gemäß vorliegender Erfindung ist es möglich, dafür zu sorgen, dass eine Wirkung einer dynamischen Dämpfungsvorrichtung so effektiv wie möglich ausgeübt wird, indem das Auftreten einer Sekundärresonanz in der dynamischen Dämpfungsvorrichtung verhindert wird, dass eine Variation der Drehung verhindert wird und dass speziell ein niedriger Kraftstoffverbrauch erzielt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1'
- Drehmomentwandler
- 2
- Frontabdeckung
- 4
- Turbine
- 7, 7'
- Überbrückungsvorrichtung
- 30
- Kolben
- 31
- Antriebsplatte
- 32
- außenumfangsseitige Torsionsfeder
- 33
- innenumfangsseitige Torsionsfeder
- 34
- Zwischenelement
- 35
- angetriebene Platte
- 36, 60
- dynamische Dämpfungsvorrichtung
- 37
- Reibbelag
- 47, 6
- Dämpfungsplatte
- 47b
- Klaue (Kontaktelement)
- 48, 63
- Trägheitsring
- 50
- Schieber
- 50b
- Schiebefläche
- 50c
- Verriegelungselement
