DE102011085402A1

DE102011085402A1 - Hydrodynamischer Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE102011085402A1
Application number: DE201110085402
Authority: DE
Inventors: Eugen Kombowski; Thorsten Krause
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-05-10
Also published as: WO2012062275A3; DE112011103706A5; WO2012062275A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem Turbinenrad und einem Drehschwingungsdämpfer mit einem ersten Energiespeicherelement einer ersten Dämpferstufe und einem zweiten Energiespeicherelement einer zweiten Dämpferstufe und einem die erste und zweite Dämpferstufe verbindenden Dämpferzwischenteil wobei das Turbinenrad über die Wirkung eines dritten Energiespeicherelements gegenüber dem Dämpferzwischenteil verdrehbar ist und dem Turbinenrad eine Zusatzmasse zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der DE 10 2008 056 636 A1 ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler bekannt. Dieser hydrodynamische Drehmomentwandler weist ein Pumpenrad, ein Turbinenrad und einen Drehschwingungsdämpfer auf. Der Drehschwingungsdämpfer umfasst dabei erste Energiespeicherelemente einer ersten Dämpferstufe und zweite Energiespeicherelemente einer zweiten Dämpferstufe wobei die Dämpferstufen wirksam in Reihe geschaltet sind. Ein Dämpferzwischenteil verbindet die erste und die zweite Dämpferstufe miteinander, wobei das Turbinenrad als Massenträgheitselement über die Wirkung von dritten Energiespeicherelementen gegenüber dem Dämpferzwischenteil verdrehbar ist. Unter gewissen Umständen kann die Masse des Turbinenrads für eine ausreichende Tilgungsfunktion und Drehschwingungsdämpfung nicht ausreichend sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Drehschwingungsdämpfung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Entsprechend wird ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einem Turbinenrad und einem Drehschwingungsdämpfer mit einem ersten Energiespeicherelement einer ersten Dämpferstufe und einem zweiten Energiespeicherelement einer zweiten Dämpferstufe und einem die erste und zweite Dämpferstufe verbindenden Dämpferzwischenteil vorgeschlagen wobei das Turbinenrad über die Wirkung eines dritten Energiespeicherelements gegenüber dem Dämpferzwischenteil verdrehbar ist und dem Turbinenrad eine Zusatzmasse zugeordnet ist. Dadurch kann eine höhere Trägheitsmasse unter Einbeziehung der Masse des Turbinenrads erzielt werden und womit sich eine bessere Tilgerwirkung über die dritten Energiespeicherelemente erreichen lässt. Die Zusatzmasse kann mittelbar oder unmittelbar an dem Turbinenrad befestigt sein. So kann die Zusatzmasse an einem Bauteil des Turbinenrads, insbesondere an der Turbinenschale und/oder der Turbinennabe angebracht sein. Auch kann die Zusatzmasse zu dem Turbinenrad beabstandet angeordnet sein.
Insgesamt weist der Drehschwingungsdämpfer wenigstens zwei Dämpferstufen auf, kann aber auch mehrere in Reihe und/oder parallel wirksam verschaltete Dämpferstufen aufweisen, wobei die dritten Energiespeicherelemente mit einem oder auch mit mehreren der zwischen den einzelnen Dämpferstufen wirksamen Zwischenteile zusammen wirken kann.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt die Beaufschlagung des dritten Energiespeicherelements durch ein an dem Turbinenrad drehfest angeordnetes Tilgerelement und die Zusatzmasse ist an dem Tilgerelement befestigt. Vorteilhafterweise ist die Zusatzmasse in einem radial äußeren Bereich des Tilgerelements befestigt. Vorzugsweise ist die Zusatzmasse drehfest gegenüber dem Tilgerelement, kann aber auch gegenüber dem Tilgerelement verschwenkbar sein. In letzterem Fall kann die Zusatzmasse beispielsweise als Fliehkraftpendelmasse ausgebildet sein, die gegenüber dem Tilgerelement entlang einer Pendelbahn verschwenkbar ist und an dem Tilgerelement mit Hilfe von Laufrollen aufgenommen ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Tilgerelement einen das dritte Energiespeicherelement radial außen umgreifenden Aufnahmebereich auf.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Zusatzmasse mit dem Tilgerelement vernietet. Auch kann die Zusatzmasse mit Hilfe einer anderen Befestigungsmöglichkeit an dem Tilgerelement angeordnet sein, beispielsweise verschraubt, verschweißt oder mit Abstandsbolzen verbunden sein.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist die Zusatzmasse einer der Geometrie wenigstens eines benachbarten Teils angepasste Form auf. Damit wird insbesondere eine platzsparende Bauweise bei zugleich möglichst hoher Massenwirkung ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Tilgerelement axial zwischen Drehschwingungsdämpfer und Turbinenrad angeordnet ist. Auch kann das Tilgerelement auf einer Turbinennabe des Turbinenrads aufgenommen sein.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung überlappen sich die dritten Energiespeicherelemente mit den ersten und/oder zweiten Energiespeicherelementen radial. Damit kann eine gute Dämpfungswirkung und Tilgerwirkung erzielt werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Abbildungen, bei deren Darstellung zugunsten der Übersichtlichkeit auf eine maßstabsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde. Alle erläuterten Merkmale sind nicht nur in der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen beziehungsweise in Alleinstellung anwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
1: Ein Teilquerschnitt eines Ausschnitts eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
2: Ein Teilquerschnitt eines Ausschnitts eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
In 1 ist ein Teilquerschnitt eines Ausschnitts eines um eine Drehachse 100 drehbaren hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 10 weist eine Überbrückungskupplung mit einem Lamellenträger 12 als Kupplungsausgang auf, der hier als Innenlamellenträger zur Aufnahme von radial außen liegenden Lamellen ausgebildet ist. Der Lamellenträger 12 ist mit einem Dämpfereingangsteil 16 eines zwei in Reihe geschalteten Dämpferstufen aufweisenden Drehschwingungsdämpfers 14 drehfest über eine Nietverbindung 18 verbunden, in diesem Beispiel radial innerhalb der ersten Energiespeicherelemente 20. Das Dämpfereingangsteil 16 erstreckt sich nach radial innen und ist mit seinem radialen Ende auf einer Abtriebsnabe 22 aufgenommen.
In einem radial äußeren Bereich des Dämpfereingangsteils 16 sind die ersten und hier als Schraubenfedern ausgebildeten Energiespeicherelemente 20 der ersten Dämpferstufe angeordnet und durch einen aus dem Dämpfereingangsteil 16 ausgebildeten Aufnahmebereich 24 radial sowie axial gesichert. An dem Aufnahmebereich 24 sind umfangsseitig abschnittsweise Beauschlagungsmittel 26 befestigt, die den Eingriff bzw. die Beaufschlagung der ersten Energiespeicherelemente 20 bewirken. Dazu sind die Beaufschlagungsmittel 26 U-förmig ausgestaltet. Dabei ist das Dämpfereingangsteil 16 gegenüber einem Dämpferzwischenteil 28 über die Wirkung der ersten Energiespeicherelemente 20 unter Ausbildung der ersten Dämpferstufe begrenzt verdrehbar.
Radial innerhalb des U-förmigen Beaufschlagungsmittels 26 erstreckt sich das Beaufschlagungsmittel 30 des Dämpferzwischenteils 28, das hierzu in dem Bereich der ersten Energiespeicherelemente 20 axial verläuft und anschließend in ein radial sich erstreckendes weiteres Beaufschlagungsmittel 32 für die radial innerhalb der ersten Energiespeicherelemente 20 angeordneten zweiten Energiespeicherelemente 34 der zweiten Dämpferstufe übergeht. Das Dämpferzwischenteil 28 ist radial innen auf der Abtriebsnabe 22 aufgenommen.
Axial beidseitig des Dämpferzwischenteils 28 ist jeweils ein Scheibenteil 36 angebracht, wobei beide Scheibenteile 36 über einen Abstandsbolzen 38 drehfest miteinander verbunden sind und zusammen das Dämpferausgangsteil 40 bilden, das wiederum über die Wirkung der zweiten Energiespeicherelemente 34 gegenüber dem Dämpferzwischenteil 28 unter Ausbildung der zweiten und mit der ersten in Reihe geschalteten Dämpferstufe verdrehbar ist. Der Abstandsbolzen 38 ist durch eine Öffnung 42 in dem Dämpferzwischenteil 28 durchgeführt, wobei die Öffnung 42 die Verdrehung entlang eines definierten Verdrehwinkels des Dämpferzwischenteils 28 gegenüber dem Dämpferausgangsteil 40 zulassen kann und bei weiterer Verdrehung größer als der definierte Verdrehwinkel auch als Verdrehwinkelbegrenzung wirken kann, beispielsweise indem der Abstandsbolzen 38 an der Berandung der Öffnung 42 anschlägt.
An dem Dämpferausgangsteil 40 sind wiederum Beaufschlagungsmittel 44 für den Eingriff mit den zweiten Energiespeicherelementen 34 vorgesehen. Das Dämpferausgangsteil 40 ist mit der Abtriebsnabe 22 drehfest verbunden, beispielsweise indem ein Scheibenteil 36 mit der Abtriebsnabe 22 verschweißt ist. Die Abtriebsnabe 22 bildet den Ausgang des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 und kann mit einer Getriebeeingangswelle eines nachgeordneten Getriebes drehfest verbunden werden.
Auf der Abtriebsnabe 22 ist eine Turbinennabe 46 aufgenommen an der ein hier nicht dargestelltes Turbinenrad fest angeordnet ist. Zwischen dem Turbinenrad bzw. der Turbinenradschale und der Turbinennabe 46 ist ein Tilgerelement 48 eines mit dem Dämpferzwischenteil 28 in Wirkverbindung stehenden Tilgers 50 befestigt. Der Tilger 50 weist in einem radial äußeren Bereich dritte Energiespeicherelemente 52 auf, beispielsweise in Form von Schraubenfedern, über deren Wirkung das Tilgerelement 48 gegenüber dem Dämpferzwischenteil 28 begrenzt verdrehbar ist. Durch den Tilger 50 kann eine gezielte Beeinflussung der Resonanzfrequenz des Dämpfersystems erreicht werden, beispielsweise kann diese reduziert werden, insbesondere in Abhängigkeit von der Federsteifigkeit der dritten Energiespeicherelemente 52 und der Masse des auf die dritten Energiespeicherelemente 52 mittelbar oder unmittelbar einwirkenden Bauteils bzw. Bauteilverbund.
Die dritten Energiespeicherelemente 52 sind radial auf Höhe der ersten Energiespeicherelemente 20 angeordnet und überlappen sich radial mit diesen und sind in einem aus dem Tilgerelement 48 ausgebildeten Aufnahmebereich 54 aufgenommen und radial sowie axial gesichert. Der Aufnahmebereich 54 bildet wiederum Beaufschlagungsmittel aus oder es sind alternativ Mittel zur Beaufschlagung der dritten Energiespeicherelemente 52 an dem Tilgerelement 48 mittelbar oder unmittelbar vorgesehen, die den Eingriff mit den dritten Energiespeicherelementen 52 bewirken. Der Eingriff des Dämpferzwischenteils 28 mit den dritten Energiespeicherelementen 52 erfolgt über sich von dem Dämpferzwischenteil 28 gewinkelt weg erstreckende Beaufschlagungsmittel 56. Dabei können die Beaufschlagungsmittel 56 wie hier gezeigt integral aus dem Dämpferzwischenteil 28 ausgebildet sein oder an dem Dämpferzwischenteil 28 als separates Bauteil befestigt sein.
Das Turbinenrad ist zusammen mit der Turbinennabe 46 mit dem Tilgerelement 48 fest verbunden. In einem radial innerhalb der dritten Energiespeicherelemente 52 liegenden Bereich ist an dem Tilgerelement 48 auf der axial dem Drehschwingungsdämpfer 14 zugewandten Seite eine Zusatzmasse 58 befestigt. Diese Zusatzmasse 58 ist hier mit dem Tilgerelement 48 mit Hilfe einer Nietverbindung 60 verbunden und dient der Erhöhung der Trägheitsmasse an der dem Drehschwingungsdämpfer 14 abgewandten Wirkungsseite in Bezug auf die dritten Energiespeicherelemente 52.
In dieser speziellen Ausführungsform der Erfindung ist die Zusatzmasse 58 als scheibenförmiges Bauteil ausgebildet und insbesondere aus einem Material mit möglichst großer Dichte bestehend. In der in 2 gezeigten weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung ist die an dem Tilgerelement 48 mit Hilfe einer Nietverbindung 60 befestigte Zusatzmasse 58 der Geometrie des benachbarten Tilgerelements 48 und vorzugsweise auch der Geometrie des angrenzenden Turbinenrads in der Form angepasst. Zur weiteren Erhöhung der Masse ist die Zusatzmasse 58 in einem radial äußeren Bereich umgebogen, kann dabei auch in weiteren speziellen Ausführungen der Erfindung mehrfach umgebogen werden.
Bezugszeichenliste

10: Hydrodynamischer Drehmomentwandler
12: Lamellenträger
14: Drehschwingungsdämpfer
16: Dämpfereingangsteil
18: Nietverbindung
20: Energiespeicherelemente
22: Abtriebsnabe
24: Aufnahmebereich
26: Beaufschlagungsmittel
28: Dämpferzwischenteil
30: Beaufschlagungsmittel
32: Beaufschlagungsmittel
34: Energiespeicherelemente
36: Scheibenteil
38: Abstandsbolzen
40: Dämpferausgangsteil
42: Öffnung
44: Beaufschlagungsmittel
46: Turbinennabe
48: Tilgerelement
50: Tilger
52: Energiespeicherelemente
54: Aufnahmebereich
56: Beaufschlagungsmittel
58: Zusatzmasse
60: Nietverbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008056636 A1 [0002]

Claims

Hydrodynamischer Drehmomentwandler (10) mit einem Turbinenrad und einem Drehschwingungsdämpfer (14) mit einem ersten Energiespeicherelement (20) einer ersten Dämpferstufe und einem zweiten Energiespeicherelement (34) einer zweiten Dämpferstufe und einem die erste und zweite Dämpferstufe verbindenden Dämpferzwischenteil (28) wobei das Turbinenrad über die Wirkung eines dritten Energiespeicherelements (52) gegenüber dem Dämpferzwischenteil (28) begrenzt verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Turbinenrad eine Zusatzmasse (58) zugeordnet ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Energiespeicherelement (52) zur Ausbildung eines Tilgers angeordnet ist und die Beaufschlagung des dritten Energiespeicherelements (52) durch ein an dem Turbinenrad drehfest angeordnetes Tilgerelement (48) erfolgt und die Zusatzmasse (58) an dem Tilgerelement (48) befestigt ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (58) in einem radial äußeren Bereich des Tilgerelements (48) befestigt ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (58) gegenüber dem Tilgerelement (48) verschwenkbar ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tilgerelement (48) einen das dritte Energiespeicherelement (52) radial außen umgreifenden Aufnahmebereich (54) aufweist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (58) mit dem Tilgerelement (48) vernietet ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (58) einer der Geometrie wenigstens eines benachbarten Teils (48) angepasste Form aufweist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Tilgerelement (48) axial zwischen dem Drehschwingungsdämpfer (14) und dem Turbinenrad angeordnet ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Tilgerelement (48) auf einer Turbinennabe (46) des Turbinenrads aufgenommen ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Energiespeicherelemente (52) sich mit den ersten (20) und/oder zweiten (34) Energiespeicherelemente radial überlappen.