DE4106414C2 - Zur Absorption von Torsionsschwingungen fähige Drehmomentübertragungsvorrichtung für eine automatische Kraftübertragung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentüber­ tragungsvorrichtung für eine automatische Kraftübertra­ gung eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1 und insbesondere eine solche Drehmomentüber­ tragungsvorrichtung, die Torsionsschwingungen absorbieren kann, die durch Schwankungen der Motorleistung verursacht werden.

In den letzten Jahren sind Drehmomentübertragungsvorrich­ tungen zwischen dem Verbrennungsmotor eines Kraftfahr­ zeugs und dem Drehmomentwandler einer automatischen Kraftübertragung des Fahrzeugs entwickelt und vorgeschla­ gen worden, die durch Schwankungen der Motorleistung ver­ ursachte Stöße absorbieren können. Eine derartige Drehmo­ mentübertragungsvorrichtung verwendet eine Torsionsdämp­ fungsvorrichtung, die zwischen die das Ausgangselement des Verbrennungsmotors darstellende Kurbelwelle und das das Eingangselement des Drehmomentwandlers darstellende Wandlergehäuse eingesetzt ist. Eine solche Drehmoment­ übertragungsvorrichtung ist beispielsweise aus der Ge­ brauchsmusteranmeldung JP 58-79 156-A bekannt.

Solche herkömmlichen Drehmomentübertragungsvorrichtungen sind hinsichtlich der Dämpfung der Torsionsschwingungen, die durch die Kurbelwelle verursacht werden, in keiner Weise befriedigend. Insbesondere hat die Torsionsvibra­ tion der Kurbelwelle einen Einfluß auf die Fahrzeugkaros­ serievibrationen und auf die Geräusche in der Fahrgast­ zelle, wenn die automatische Kraftübertragung im Verrie­ gelungsmodus, in dem die Kurbelwelle mit einer Eingangs­ welle der Kraftübertragung direkt und mechanisch gekop­ pelt ist, arbeitet. Die Übertragung der Torsionsschwin­ gungen von der Kurbelwelle an die Kraftübertragung kann unangenehme Karosserievibrationen und -geräusche verursa­ chen, die den Fahrkomfort verschlechtern.

Aus der EP-0 154 088 A1 ist eine Drehmomentübertragungsvorrichtung für eine automatische Kraftübertragung bekannt, mit einer Motorabtriebswelle, die durch das Abtriebsdrehmoment des Motors angetrieben wird, einem Eingangselement, das durch das übertragene Abtriebsdrehmoment des Motors in Drehrichtung angetrieben wird, und einer Fluiddämpfungsvorrichtung, die zwischen der Motorabtriebswelle und dem Eingangselement angeordnet ist, um diese miteinander zu verbinden, wobei die Fluiddämpfungsvorrichtung aufgrund einer relativen Winkelverschiebung zwischen der Motorabtriebswelle und dem Eingangselement eine Dämpfung erzeugt.

Die Ausbildung der Dämpfungsvorrichtung gemäß EP-0 154 088 A1 ist jedoch äußerst kompliziert aufgebaut und entsprechend kompliziert in der Herstellung, wodurch zusätzlich aufgrund der Ausgestaltung eine hohe Maßgenauigkeit verlangt wird, was wiederum hohe Produktionskosten zur Folge hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Drehmomentübertragungsvorrichtung für eine automatische Kraftübertragung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß durch einen einfachen Aufbau einer Fluiddämpfungsvorrichtung die Drehmomentübertragungsvorrichtung einfach und kostengünstig herstellbar ist, wobei ebenfalls Torsionsschwingungen unterdrückt werden können, die von der Kurbelwelle des Verbrennungmotors übertragen werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt des Hauptteils einer bevorzug­ ten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmo­ mentübertragungsvorrichtung für eine automatische Kraftübertragung.

Zunächst wird eine Drehmomentübertragungsvorrichtung für eine automatische Kraftübertragung gemäß einer bevorzug­ ten Ausführungform beschrieben, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Diese Drehmomentübertragungsvorrichtung ist dazu vorgesehen, das an einer Motorabtriebswelle 2, d. h. das an der Kurbelwelle anliegende Motorabtriebsdrehmoment an einen Drehmomentwandler zu übertragen. Die Drehmoment­ übertragungsvorrichtung umfaßt eine zwischen der Motorab­ triebswelle 2 und einem Wandlergehäuse 4 des Drehmoment­ wandlers 3 angeordnete hydrodynamische Schwingungsdämp­ fungsvorrichtung 1, die zwischen der Motorabtriebswelle 2 und dem Wandlergehäuse 4 eine Verbindung herstellt. Die hydrodynamische Schwingungsdämpfungsvorrichtung 1 umfaßt einen Hohlzylinder 5, der mit einer viskosen Arbeitsflüs­ sigkeit und einem Gas gefüllt ist. Das Gas ist im Hohlzy­ linder enthalten, um von der Temperatur abhängige Druck­ schwankungen im Hohlzylinder zu absorbieren. Im Innenraum des Hohlzylinders 5 ist ein Kolben 6 angeordnet, der zwei voneinander getrennte Fluidkammern definiert. Der Kolben 6 ist mit axialen Öffnungen 15 ausgebildet, die eine Fluidströmung mit begrenzter Strömungsrate zwischen den voneinander getrennten Kammern im Hohlzylinder zulassen.

Das Ausmaß der Strömungsbegrenzung durch die axialen Öff­ nungen 15 kann entsprechend der gewünschten Schwingungs­ dämpfungseigenschaften der hydrodynamischen Schwingungs­ dämpfungsvorrichtung 1 bestimmt werden. Mit dem Kolben 6 ist eine Kolbenstange 7 verbunden, die sich mit dem Kol­ ben 6 verschiebt und sich durch den Hohlzylinder 5 er­ streckt. Ferner ist im Hohlzylinder 5 eine Schraubenfeder 8 angeordnet. Diese Feder 8 sitzt an einem ihrer Enden am Kolben 6 auf, während sie mit ihrem anderen Ende auf ei­ nem Federsitz 9 aufsitzt, der in der Umgebung des axialen Endes des Hohlzylinders, durch den sich die Kolbenstange 7 erstreckt, ausgebildet ist, um so den Kolben 6 und die Kolbenstange 7 vorzuspannen. Zwischen dem axialen Ende des Hohlzylinders 5 und dem Federsitz 9 ist ein Dich­ tungselement 10 vorgesehen, mit der eine Fluiddichtung erzeugt wird, die eine Schubbewegung der Kolbenstange 7 zuläßt.

Die Kolbenstange 7 der hydrodynamischen Schwingungsdämp­ fungsvorrichtung 1 besitzt an ihrem äußeren Ende einen Ringabschnitt 11. Der Ringabschnitt 11 ist mittels einer Befestigungsschraube 12 mit dem Wandlergehäuse 4 verbun­ den. Andererseits ist der Hohlzylinder 5 der hydrodynami­ schen Schwingungsdämpfungsvorrichtung 1 über eine Strebe 13, die am axialen Ende der Motorabtriebswelle mittels einer Befestigungsschraube 14 starr befestigt ist, am axialen Ende der Motorabtriebswelle 2 angebracht.

Das Wandlergehäuse 4 besitzt eine Trägerwelle 16, die mit dem axialen Ende der Motorabtriebswelle 2 drehbar verbun­ den ist. Ferner enthält die Gehäuseabdeckung 4 in ihrem Innenraum einen Verriegelungskupplungs-Mechanismus 17, eine hydrodynamische Drehmomentwandlereinheit 18 usw. Wie bekannt, ist der Verriegelungskupplungs-Mechanismus 17 auf axial bewegliche Weise mit einer Turbinennabe 20 be­ festigt. Zu beiden Seiten des Verriegelungskupplungs-Me­ chanismus 17 sind eine Beaufschlagungskammer P₁ bzw. eine Freigabekammer P₂ definiert, um wahlweise den Verriege­ lungszustand herzustellen bzw. freizugeben. Die Belastung bzw. die Entlastung der Beaufschlagungskammer P₁ bzw. der Freigabekammer P₂ mit dem bzw. von dem Leitungsdruck wer­ den in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Fahrzeugs durch einen an sich bekannten Prozeß gesteuert. Wenn eine vor­ gegebene Verriegelungsbedingung erfüllt ist, etwa wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als ein vorgegebener Verriegelungsschwellenwert ist, wird in die Beaufschla­ gungskammer Leitungsdruck eingeleitet, um die Verriege­ lungskupplung in Eingriff zu bringen. Durch den Eingriff der Verriegelungskupplung wird die Motorabtriebswelle 2 direkt oder mechanisch mit einer Eingangswelle 19 einer (nicht gezeigten) Kraftübertragungseinheit verbunden. Wenn andererseits die vorgegebene Verriegelungsbedingung nicht erfüllt ist, wird der Leitungsdruck der Freigabe­ kammer zugeführt, um die Verriegelungskupplung in gelö­ stem Zustand zu halten. In diesem Fall arbeitet der Dreh­ momentwandler in einer Wandlerbetriebsart, um das Ein­ gangsdrehmoment von der Motorabtriebswelle 2 an die Ein­ gangswelle 91 der Kraftübertragungseinheit hydrodynamisch zu übertragen.

Ferner ist eine Antriebsplatte 21 vorgesehen, die ein Hohlrad 22 trägt. Die Antriebsplatte 21 ist über die hy­ drodynamische Schwingungsdämpfungsvorrichtung 1 mit der Motorabtriebswelle 2 verbunden. Andererseits greift das Hohlrad 22 in das Zahnrad eines für den Anlaßbetrieb vor­ gesehenen (nicht gezeigten) Startermotors ein.

Am Beginn der Motoranlaßbetätigung wird die Motorab­ triebswelle 2 in Drehrichtung angetrieben und liefert über das Hohlrad 22 und die Antriebsplatte 21 ein Ein­ gangsantriebsdrehmoment vom Startermotor. Wenn während des Anlegens des Antriebsdrehmomentes vom Startermotor an die Motorabtriebswelle 2 der Drehmomentwandler 3 im Ruhe­ zustand ist, wird zwischen der Motorabtriebswelle 2 und dem Wandlergehäuse 4 des Drehmomentwandlers 3 eine rela­ tive Winkelverschiebung bewirkt. Dann wird der Kolben der hydrodynamischen Schwingungsdämpfungsvorrichtung 1 zusam­ men mit der Kolbenstange 7 gegen die Federkraft der Schraubenfeder 8 nach außen getrieben. Durch die Bewegung des Kolbens wird die Arbeitsflüssigkeit in einer der Flüssigkeitskammern komprimiert, wodurch zwischen den beiden Flüssigkeitskammern eine Druckdifferenz erzeugt wird. Daher wird eine Flüssigkeitsströmung durch die axialen Öffnungen 15 erzeugt. Da die Strömungsrate der Flüssigkeit durch die Größe der Öffnungen 15 begrenzt wird, wird gegen die relative Winkelverschiebung zwischen der Motorabtriebswelle 2 und dem Wandlergehäuse 4 eine zusammen mit der Federkraft der Sprungfeder 8 wirkende hydrodynamische Dämpfungskraft ausgeübt. Daher kann ein Stoß am Beginn des Motoranlaßbetriebs erfolgreich absor­ biert werden und das Antriebsdrehmoment an das Wandlerge­ häuse 4 gleichmäßig übertragen werden.

Die hydrodynamische Schwingungsdämpfungsvorrichtung 1 be­ wirkt auch eine Absorption der aufgrund der Schwankung des Motorabtriebsdrehmoments hervorgerufenen Torsions­ schwingungen. Ähnlich wie der Stoß beim Motoranlaßbetrieb verursacht die Torsionsschwingung der Motorabtriebswelle 2 eine relative Winkelverschiebung zwischen der Motorab­ triebswelle 2 und dem Wandlergehäuse 4. Ähnlich wie oben erzeugt dann die hydrodynamische Schwingungsdämpfungsvor­ richtung 1 eine Dämpfungskraft, die eine Kombination der durch die Strömungsbegrenzung bei der Öffnung 15 erzeug­ ten hydrodynamischen Kraft und der Federkraft der Schrau­ benfeder 8 ist.

Folglich kann das Motorabtriebsdrehmoment über die hydro­ dynamische Schwingungsdämpfungsvorrichtung 1 gleichmäßig an das Wandlergehäuse 4 übertragen werden. Daher kann die an die Fahrzeugkarosserie übertragene Vibration zufrie­ denstellend unterdrückt werden, so daß eine Fahrzeugka­ rosserievibration und Karosseriegeräusche verringert wer­ den können.

In der beschriebenen Ausführungsform ist in die hydrody­ namische Schwingungsdämpfungsvorrichtung 1 eine viskose Flüssigkeit und ein Gas eingefüllt. Während des Motor­ laufs wirkt jedoch auf die Arbeitsflüssigkeit eine Zen­ trifugalkraft, die diese Arbeitsflüssigkeit nach außen zwingt. Daher befindet sich in diesem Fall das Gas an der an die Motorabtriebswelle 2 angrenzenden Seite des Zylin­ ders 5. Somit bleibt das vorhandene Gas nicht im Hubbe­ reich des Kolbens 6, weshalb es die Schwingungsdämpfungs­ leistung der hydrodynamischen Schwingungsdämpfungsvor­ richtung nicht beeinflussen kann.

Obwohl in der gezeigten Ausführungsform eine bestimmte Bauart einer hydrodynamischen Dämpfungsvorrichtung ge­ zeigt ist, kann sie durch eine Dämpfungseinheit ersetzt werden, die eine Kombination aus einem Dämpfungszylinder und einer mechanischen Feder aufweist. Ferner ist es auch möglich, eine Mehrzahl von hydrodynamischen Dämpfungsvor­ richtungen zu verwenden, in denen keine mechanische Feder eingebaut ist. In einem solchen Fall sind die mechani­ schen Federn in einem gegenseitigen Abstand am äußeren Umfang der Dämpfungsvorrichtung versetzt angebracht.

Claims (3)

1. Drehmomentübertragungsvorrichtung für eine automatische Kraftübertragung, mit
einer Motorabtriebswelle (2), die durch das Abtriebsdrehmoment des Motors angetrieben wird,
einem Eingangselement (4), das durch das übertragene Abtriebsdrehmoment des Motors in Drehrichtung angetrieben wird, und
einer Fluiddämpfungsvorrichtung (1), die zwischen der Motorabtriebswelle (2) und dem Eingangselement (4) angeordnet ist, um diese miteinander zu verbinden, wobei die Fluiddämpfungsvorrichtung (1) aufgrund einer relativen Winkelverschiebung zwischen der Motorabtriebswelle (2) und dem Eingangselement (4) eine Dämpfungskraft erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Eingangselement (4) für einen Drehmomentwandler (3) der automatischen Kraftübertragung vorgesehen ist, und daß die hydrodynamische Dämpfungsvorrichtung (1) ein an der Motorabtriebswelle (2) befestigtes, zylindrisches Dämpfungsgehäuse (5), das mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllt ist, einen Kolben (6), der im Innenraum des Dämpfungsgehäuses (5) angeordnet ist, um den Innenraum in zwei Kammern aufzuteilen, und eine Kolbenstange (7), die mit dem Eingangselement (49) verbunden ist, aufweist.

2. Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsgehäuse (5) mit einem Gas und einer hydraulischen Arbeitsflüssigkeit gefüllt ist, wobei das Gas der Absorption von Schwankungen des Innendrucks im Dämpfungsgehäuse (5) aufgrund von Temperaturveränderungen dient.

3. Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine mechanische Feder (8), die mit der Fluiddämpfungsvorrichtung (1) zusammenwirkt, um gegen eine relative Winkelverschiebung zwischen der Motorabtriebswelle (2) und dem Eingangselement (4) einen Widerstand zu schaffen.