DE2657306A1

DE2657306A1 - Vibrationsdaempfer

Info

Publication number: DE2657306A1
Application number: DE19762657306
Authority: DE
Inventors: Joseph Louis Bair; Edmund John Radke
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1976-12-17
Publication date: 1977-06-30
Also published as: US4027757A; SE429679B; IT1065735B; ES454410A1; DE2657306B2; AU508082B2; FR2335748A1; AU2039876A; SE7614239L; CA1040970A; JPS5277955A; FR2335748B1; GB1530359A; DE2657306C3; BR7608498A; AR211155A1

Description

Vibrationsdämpfer

Die Erfindung betrifft einen Vibrationsdämpfer für eine Kupplung für ein hydrodynamisches Gerät mit einer Nabe, die einen Flansch mit einer Plattenanordnung besitzt, welche zwei Platten enthält, die auf gegenüberliegenden Seiten des Flansches und in Abstand von diesem angeordnet sind, wobei Flansch und Platten jeweils eine Mehrzahl von öffnungen aufweisen, in denen jeweils eine Federvorrichtung angeordnet ist.

Es ist bekannt, bei einer herkömmlichen Kupplung vor dem manuell betätigten Getriebe zur Neutralisation von Torsionsschwingungen, die vom Motor ausgehen und sonst störende Geräusche im Getriebe und in der Antriebslinie hervorrufen würden, eine Kombination aus Feder und Reibungs-Vibrationsdämpfer zu verwenden.

Bei einem automatischen Getriebe, welches ein Gerät mit konstantem Schlupf, beispielsweise eine Strömungsmittelkupplung oder einen Drehmomentenwandler verwendet, werden die Torsionsschwingungen im Effekt hydraulisch absorbiert. Ein besonderer Vibrationsdämpfer hat sich als unnötig herausgestellt.

Um jedoch bessere Treibstoffverwertung von Motorfahrzeugen zu erzielen, die automatische Getriebe verwenden, verwendet in jüngster Zeit die Strömungsmittelkupplung oder der Drehmomentenwandler eine Verriegelungskupplung. Diese verriegelt bei einer programmierten Fahrzeuggeschwindigkeit, je nach Last und Be-

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schleunigung, die Kupplung oder den Drehmomentenwandler so, daß kein Schlupf mehr auftritt. Dies findet normalerweise statt, nachdem sich das Getriebe in einem hohen Gang befindet. Wenn das Getriebe verriegelt ist, können nun Torsionsschwingungen vom Motor nicht mehr hydraulisch absorbiert werden. Sie manifestieren sich daher in so störender Weise, daß ein Vibrationsdämpfer in der Verriegelungs-Kupplungsplatte zur Elimination der Störung notwendig ist.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem verbesserten Torsionsvibrationsdämpfer für eine Verriegelungskupplung, die bei einem Drehmomentenwandler in Automobilen verwendet wird. Der Vibrationsdämpfer besitzt eine hohe Drehmomentenkapazität und WinkelverSchiebung, paßt jedoch in einen sehr begrenzten Raum in Nähe des Gehäuses des Drehmomentenwandlers. Die Verriegelungskupplung im Drehmomentenwandler sorgt für eine direkte Kraftübertragung zwischen Motor und Getriebe des Fahrzeugs.
Dabei wird der Schlupf des Drehmomentenwandlers und der daraus folgende Wirkungsgradverlust eliminiert. Viele bekannte Vibrationsdämpfer, die in einem Drehmomentenwandler verwendet werden, hatten nicht ausreichend Drehmomentenkapazität, um die
Aufgabe zu erfüllen, und sie paßten nicht in den verfügbaren Raum.

Zur Schaffung der notwendigen Drehmomentenkapazität und Winkelverschiebung wurden größere Federn an einem geringfügig größeren Radius im Dämpfer verwendet. Dies erforderte mehr von dem ohnehin nur beschränkt zur Verfügung stehenden Raum. Zur Verwendung

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dieser größeren Federn wurden Antriebsplatten für den Vibrationsdämpfer entworfen, deren Umfang abwechselnd Beine und Zwischenräume aufwies, wobei alle Beine beider Platten an der gemeinsamen Ebene des Kolbens für die Verriegelungskupplung befestigt sind. Die Beine jeder Antriebsplatte ergeben radiale Montageflansche, die an einem einzigen Kreis abwechselnd und an dem Kupplungskolben zu befestigen sind.

Angesichts der größeren Federn, die auf einem größeren Radius als normal angeordnet sind, wurde die äußerste Fensterlippe der vorderen Antriebsplatte eliminiert. Zur Vereinfachung des Dämpfers wurde der Endanschlag zwischen den Antriebsflanschen und dem Flansch, der sich von der Nabe des Vibrationsdämpfers weg erstreckt, weggelassen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 einen senkrechten Teilschnitt durch den Drehmomentenwandler und die Verriegelungskupplung, welcher den Vibrationsdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Figur 2 eine Vorderansicht des Vibrationsdämpfers, gesehen von der rechten Seite in Figur 3;

Figur 3 einen senkrechten Schnitt gemäß der unregelmäßigen Linie 3-3 von Figur 2;

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Figur 4 eine Vorderansicht der hinteren Antriebsplatte des Vibrationsdämpfers;

Figur 5 einen senkrechten Schnitt gemäß Linie 5-5 von Figur 4;

Figur 6 eine Vorderansicht der vorderen Antriebsplatte des Vibrationsdämpfers;

Figur 7 einen senkrechten Schnitt gemäß Linie 7-7 von Figur 6;

Figur 8 eine Vorderansicht der Nabe des Vibrationsdämpfers;

Figur 9 einen senkrechten Schnitt gemäß Linie 9-9 von Figur 8;

Figur 10 die Vorderansicht einer Feder-Zwischenscheibe; Figur 11 eine Randansicht der Feder-Zwischenscheibe.

Figur 1 zeigt ein hydrodynamisches Gerät der Art, die normalerweise als hydraulischer Drehmomentenwandler bezeichnet wird. Der hydraulische Drehmomentenwandler 10 ist mit einer Verriegelungskupplung 41 verbunden, die entweder die Kraft durch den Wandler oder direkt über die Kupplung leitet und dabei den Wandler umgibt. Der Drehmomentenwandler 10 umfaßt im wesentlichen eine Eingangs- und eine Ausgangseinrichtung, die als Flügelrad 11 bzw.

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als Welle 12 dargestellt sind. Ein drehbares Gehäuse 13 ist einstückig mit der Eingangseinrichtung verbunden und schließt sowohl die Wandler- als auch die Kupplungselernente in sich ein.

eigentliche
Der/ Drehmomentenwandler 14 ist von herkömmlicher Bauweise und umfaßt ein Flügelrad 15, das in Antriebsverbindung mit dem Gehäu-

' se 13 steht, eine Turbine 16 und einen Stator 17.

Das Gehäuse 13 enthält einen vorderen, im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 18 und einen rückwärtigen zylindrischen Abschnitt 19, die durch eine Schweißung 21 miteinander verbunden sind. j Der vordere Abschnitt besitzt einen radial nach innen verlaufen- I

j den Flansch 22 mit einer inneren ringförmigen Kupplungsfläche '·

23. Ein Ring 24 mit über den Umfang verteilten Öffnungen 25 liegt am Flansch 22 an, der durch Bolzen und Muttern 26 am j Flügelrad 11 befestigt ist. Der Abschnitt 19 weist ein abgerunde-j j tes, nach innen verlaufendes Teil 27 auf, das beispielsweise durch Schweißen an der Flügelradnabe 28 befestigt ist.

Die Turbine 16 ist durch Schweißen an einer ringförmigen Nabe 29 befestigt, die auf die Ausgangswelle 12 aufgekeilt ist. Diese befindet sich konzentrisch innerhalb der Flügelradnabe 28 und ist mit einem geeigneten Rad eines Getriebes (nicht gezeigt) verbunden. Der Stator 17 ist in geeigneter Weise, beispielsweise durch eine Einwegkupplung 31 mit einer inneren Lauffläche 32 verbunden, die auf eine Stator-Reaktorhülse 33 aufgekeilt ist. Diese ist konzentrisch zwischen der Flügelradnabe 28 und der Ausgangswelle 12 angeordnet. Geeignete Lager (nicht gezeigt) sind zwischen den verschiedenen, konzentrisch angeordneten Wellen

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angeordnet und gewährleisten die richtige Ausrichtung und die unabhängige Drehung der jeweiligen Teile. Ein ringförmiges Schublager 34 ist zwischen der Statornabe und der inneren radialen Fläche des Flügelrades 15 vorgesehen. Es besitzt öffnungen, die radial verlaufen und Kanäle für den ölfluß bilden,

der später beschrieben wird.

Die Verriegelungskupplung 41 verwendet einen im wesentlichen ringförmigen Kupplungskolben 42 mit radial gewellter Kontur, der gleitend durch einen inneren axial verlaufenden Flansch

43 auf dem Ring 24 angebracht ist. Die radialen Kanäle 25 im Ring 24 dienen als ölkanäle und sorgen für Strömungsmitteldruck auf der linken Seite des Kolbens. In der Nähe des Außenrandes ist der Kolben mit einer flachen ringförmigen Reibungsfläche

44 versehen, auf der ein geeignetes Reibungsmaterial 45 befestigt ist.

Der Kupplungskolben 42 ist mit der ringförmigen Nabe 29 durch einen Vibrationsdämpfer 46 verbunden. Dieser befindet sich im Raum 47, der zwischen dem inneren Abschnitt des Kupplungskolbens und dem inneren Abschnitt der Turbine 16 liegt. Wie deutlicher in den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, enthält der Vibrationsdämpfer 46 eine Nabe 48 mit inneren Keilnuten 49, die mit äußeren Keilnuten auf der Nabe 29 zusammenwirken, sowie einen einstückigen, nach außen radial verlaufenden Flansch 51. Der

' Flansch 51, wie aus den Figuren 8 und 9 zu erkennen, ist mit einer Mehrzahl über den Umfang verteilter, sich nach außen

j öffnender Rücksprünge oder Kerben 52 für Federn versehen. Der

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! Außenrand 53 des Flansches besitzt eine geringere Dicke als der ; Abschnitt in der Nähe der Nabe.

\ Zwei im wesentlichen parallele Antriebsplatten, die als rück-

' wärtige Antriebsplatte 54 und vordere Antriebsplatte 66 bezeichnet werden, schließen die Nabe 48 und den Flansch 51 ein. Die

; hintere Antriebsplatte 54 (vergleiche Figuren 4 und 5) besteht aus einem im wesentlichen flachen Abschnitt 55 mit einer mittle-

; ren öffnung 56, welche die Nabe 48 aufnimmt, und eine Mehrzahl

: in Abstand befindlicher Federfenster oder -öffnungen 57, die im wesentlichen axial auf die Rücksprünge 52 im Flansch 51 ausgerichtet werden können. Jede öffnung besitzt eine innere Lippe

. 58 und eine äußere Lippe 59. Diese halten die Dämpfungsfedern in den Rücksprüngen 52 und den Fenstern 57. Der flache Abschnitt 55 endet in einem axial verlaufenden Ringrand 61, der auf den Kupplungskolben über den äußeren Rand 53 des Nabenflansches 51

_r zu ragt. Auf der Kante des Randes 61 ist eine Mehrzahl radial

; verlaufender Montageflansche oder -beine 62 in gleichem Abstand verteilt. Diese besitzen öffnungen 63 für geeignete Befestigungsvorrichtungen, beispielsweise Nieten 64. Die Beine sind

; durch Zwischenräume 65 voneinander getrennt.

Die vordere Antriebsplatte 66 (vergleiche Figuren 6 und 7) enthält ebenfalls einen im wesentlichen flachen Abschnitt 67 mit einer mittleren öffnung 68,welche die Nabe 48 aufnimmt, sowie eine Mehrzahl in Abstand befindlicher Federfenster oder -öffnun- '. gen 69, die im wesentlichen mit den Rücksprüngen 52 und den
Fenstern 57 ausgerichtet werden» Jedes Fenster 69 besitzt eine

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innere Lippe 71 und eine äußere abgeschrägte Kante 72, welche beim Halten der Dämpfungsfedern helfen. Geringfügig aus der Ebene des flachen Abschnitts 67 versetzt befindet sich eine Mehrzahl über den Umfang verteilter, radial verlaufender Montageflansche oder Beine 73 mit öffnungen 74 für geeignete Befestigungsmittel, beispielsweise Nieten 75. Zwischen den Beinen 73 sind Zwischenräume 76 ausgebildet.

Wie aus Figur 2 zu ersehen ist, befinden sich die hintere Antriebsplatte 54 und die vordere Antriebsplatte 66 auf gegenüberliegenden Seiten der Nabe 48. Die vordere Antriebsplatte liegt dabei in enger Nachbarschaft am Kupplungskolben 42; die Montage- | beine 73 berühren eine angehobene Ringfläche 77, die am Kolben ausgebildet ist, und sind daran vernietet. Die Montagebeine der hinteren Antriebsplatte 54 sind in den Zwischenräumen 76 zwischen den Beinen 73 der Platte 66 angeordnet und an der Fläche 77 vernietet. Die Zwischenräume 65 zwischen den Beinen 62 nehmen die Beine 73 der Platte 66 auf.

Innerhalb von jedem Satz ausgerichteter Fenster 57,69 und Kerbe 52 befindet sich eine Dämpfungsfeder 78. Die Enden der Feder berühren die Kanten 79 der Kerbe 52 und die Kanten 81,82 der Fenster 57 bzw. 69. Eine kleinere Feder 83 kann innerhalb jeder größeren Feder 78 zur Verstärkung des Dämpfungseffektes angebracht werden. Da die Federn größer sind und sich auf einem größeren Radius befinden als normal, wurde zur Vereinfachung der herkömmliche Endanschlag am Flansch 51 eliminiert. Die

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abgeschrägte Kante 72 wurde anstelle der äußeren Haltelippe

an der vorderen Antriebsplatte gesetzt. Zwischen dem Flansch 51 |

und jeder Platte 54 und 66 befindet sich in Nähe der Nabe 51 j

ein Feder-Abstandsring oder eine Feder-Zwischenscheibe 84 mit !

einer welligen Konfiguration, wie dies in Figur 11 zu erkennen ; ist. Außerdem befinden sich dort ein oder mehrere planare Ringe

oder Zwischenlagscheiben 85, welche einen axialen Schub zwischen ;

Nabe und Platten erzeugen. Dadurch wird die erforderliche Dämpfungsreibung erzeugt.

Der Kupplungskolben 42 und der Vibrationsdämpfer 46 können leicht zusammengebaut werden, wobei die Montagebeine 62 und 73 der hinteren Antriebsplatte 54 bzw. der vorderen Antriebsplatte 66 in einer gemeinsamen Ebene am Kolben 42 angebracht werden. Dadurch wird der Raum, der für den Dämpfer erforderlich ist, so klein wie möglich gehalten. Die Montagebeine der beiden Platten wechseln sich auf einem Kreis an der Fläche 77 ab. Der Vibrationsdämpfer erzeugt eine Neutralisationswirkung auf die Torsionsschwingungen, die zwischen dem Kupplungskolben 42 und der Nabe 48 übertragen werden, wenn die Kupplung eingerückt ist. Dies geschieht durch die Kombination der elastischen Vorspannung, welche sich der Relativverdrehung zwischen Nabe 48 und den Platen 54 und 66, die mit dem Kupplungskolben 42 verbunden sind, widersetzt, und durch die Dämpfungsreibung.

Was die Betätigung des Kupplungskolbens angeht, so ist immer ein Strömungsmitteldruck in der Kammer des Drehmomentenwandlers 14 vorhanden. Wenn sich das Getriebe in der neutralen Stellung

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oder in der Beschleunigung befindet, wird ein höherer Druck durch ^: eine gesonderte Leitung, beispielsweise durch einen (nicht ge~
zeigten) Kanal in der Ausgangswelle 12 in die Kammer 8 6 zwischen j dem Flansch 22 des Gehäuses 13 und dem Kupplungskolben 42 gelei- ■ tet. Dieser Druck drückt den Kolben in der Sicht von Figur 1 |

nach rechts und hält den Kolben gelöst, wobei der Antrieb in

den niedrigen Gängen über den Drehmomentenwandler erfolgt. j

Wenn das Getriebe in den direkten Gang schaltet, fällt der Druck,} der durch die öffnungen 2 5 in die Kolbenkammer 8 6 gelangt, auf -

einen Wert unter demjenigen im Drehmomentenwandler ab, möglicher-' weise auf Null. Auf diese Weise drückt der volle Druck im Dreh- ;

momentenwandler den Kupplungskolben 42 vorwärts (in der Sicht
von Figur 1 nach links). Dadurch werden die Reibungsfläche 44
und das Reibungsmaterial 45 am Kolben mit der Kupplungsfläche
23 am Flansch 22 in Berührung gebracht, der mit dem Schwungrad
11 dreht. Dies ergibt eine Eins-Zu-Eins-Verriegelung. Auf diese _;

Weise ergibt sich ein direkter Antrieb im direkten Gang zwischen j

dem Schwungrad 11 und der Ausgangswelle 12 durch das Gehäuse 13,
den Kupplungskolben 42, den Schwingungsdämpfer 46 und die ring- . förmige Nabe 29. ι

Dieser Vibrationsdämpfer 46 ist zwar so gebaut, daß er in den ' begrenzten Raum 47 in einem Drehmomentenwandler paßt; er kann
jedoch auch im angetriebenen Teil einer herkömmlichen Kupplung
verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Vibrationsdämpfer für eine Kupplung für ein hydrodynamisches Gerät mit einer Nabe, welche einen Flansch mit einer Plattenanordnung besitzt, die zwei Platten enthält, die auf gegenüberliegenden Seiten des Flansches und in Abstand von diesem angeordnet sind, wobei der Flansch und die Platten jeweils eine Mehrzahl von öffnungen besitzt, in denen jeweils eine Federvorrichtung angeordnet ist, gekennzeichnet durch über den Umfang verteilte Montagebeine (62,73) an jeder Platte (54,66),! die in einer gemeinsamen Ebene am antreibenden Teil (42) befestigt werden können.

2. Vibrationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (66) dieser Platten in der Nähe des antreibenden Teiles (42) angeordnet ist und verhältnismäßig flach ist, und daß die zweite (54) dieser Platten auf der gegenüberliegen den Seite des Nabenflansches (51) an ihrem äußeren Umfang in ^!

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ORiQINAL INSPECTED

einem axial verlaufenden ringförmigen Rand (61) endet, wobei Flanschabschnitte (62) die Montagebeine bilden, die radial nach außen verlaufen.

3. Vibrationsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ■ daß die Montagebeine (73) der ersten Platte (66) sich im wesentlichen in derselben Ebene wie die Platte befinden, und daß die Montagebeine (62) der zweiten Platte an der freien Kante des ringförmigen Randes (61) ausgebildet sind.

4. Vibrationsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Rand (61) die Außenkante (53) des Nabenflansches (51) und die Federvorrichtung umgibt.

5. Vibrationsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen im Nabenflansch nach außen sich öffnende Federrücksprünge (52) sind und Lippen (58,59) an der zweiten Platte und eine Lippe (71) und eine abgeschrägte Kante (72) an der ersten Platte die seitliche Bewegung der Federvorrichtung (78,83) bezogen auf den Satz von öffnungen verhindern.

6. Vibrationsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung eine Kompressionsfeder (78) umfaßt, die in den öffnungen angeordnet ist.

7. Vibrationsfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenflansch (51) eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten, sich nach außen öffnenden Federrücksprüngen (52) be-

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sitzt, daß die zwei Platten eine erste im wesentlichen flache Platte (66) mit einer Mehrzahl von über den Umfang verteilten öffnungen (69) enthält, wobei jede öffnung eine innere Lippe (71) und eine äußere abgeschrägte Kante (72) enthält, daß die Montagebeine (73) für die erste Platte geringfügig aus dem Mittelabschnitt der Platte versetzt sind, daß eine zweite im wesentlichen flache Platte (54) auf der gegenüberliegenden Seite des Montageflansches eine Mehrzahl ' von über den Umfang verteilten öffnungen (57) besitzt und an ihrem Außenumfang in einem axial verlaufenden ringförmigen Rand (61) endet, der den Nabenflansch und die Federvorrichtung umgibt, daß die Montagebeine der zweiten Platte Flanschabschnitte umfassen, die radial von dem ringförmigen Rand aus verlaufen, daß die öffnungen (51) in der zweiten Platte innere und äußere Lippen (58,59) besitzen, daß die Rücksprünge (52) im Nabenflansch und die öffnungen (57,69) in den Platten axial aufeinander ausgerichtet sind und die Federvorrichtung mit den Lippen (58,59,71) und der abgeschrägten Kante (72) der Platten aufnehmen und deren seitliche Bewegung begrenzen, daß die Federvorrichtung mindestens eine Kompressionsfeder (78) umfaßt, die in jedem Rücksprung und deh damit ausgerichteten Plattenöffnungen aufgenommen ist,und daß die Montagebeine (62,73) der Platten abwechselnd in der gemeinsamen Ebene des antreibenden Teiles (42) angeordnet und daran befestigt sind. i

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