GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Kolbenblech für einen
Drehmomentwandler und im Besonderen ein Kolbenblech mit geschmiedeten Antriebsnocken
am Kolbenblech, die getrennt vom Kolbenblech gebildet werden, um möglichen
Verschleiß zu verringern und die Haltbarkeit der Antriebsnocken zu erhöhen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bekanntlich wird ein Drehmomentwandler zur Übertragung eines
Drehmoments von einem Motor zu einem Getriebe eines Motorfahrzeugs verwendet.
1 veranschaulicht in einem allgemeinen Blockschaubild
die Beziehung zwischen dem Motor 7, dem Drehmomentwandler 10,
dem Getriebe 8 und der Differenzial-/Achsbaugruppe 9 in einem
typischen Fahrzeug.
Die drei Hauptkomponenten des Drehmomentwandlers sind die Pumpe
37, die Turbine 38 und der Stator 39. Aus dem Drehmomentwandler
wird eine dicht abgeschlossene Kammer, wenn die Pumpe am Deckel 11 angeschweißt
ist. Der Deckel ist mit der Wandlermitnehmerscheibe (Flexplate) 41 verbunden,
die wiederum mit der Kurbelwelle 42 des Motors 7 verschraubt ist.
Der Deckel kann unter Verwendung von Stegen oder Zapfen mit der Wandlermitnehmerscheibe
verbunden sein, die an den Deckel angeschweißt sind. Die Schweißverbindung
zwischen der Pumpe und dem Deckel überträgt das Motordrehmoment zur Pumpe.
Deshalb dreht sich die Pumpe immer mit der Motordrehzahl. Die Funktion der Pumpe
besteht darin, unter Verwendung dieser Drehbewegung die Flüssigkeit in radialer
Richtung nach außen und in axialer Richtung zur Turbine zu befördern.
Deshalb dient als Pumpe eine Kreiselpumpe, welche die Flüssigkeit von einem
kleinen radialen Einlass zu einem großen radialen Auslass befördert und
so die Energie der Flüssigkeit erhöht. Der Druck zum Einkuppeln der Getriebekupplungen
und der Wandlerkupplung wird durch eine zusätzliche Pumpe im Getriebe erzeugt,
die durch die Pumpennabe angetrieben wird.
Im Drehmomentwandler 10 wird durch die Pumpe (mitunter auch
als Laufrad bezeichnet), die Turbine und den Stator (mitunter auch als Reaktor bezeichnet)
ein Flüssigkeitskreislauf gebildet. Durch den Flüssigkeitskreislauf kann
der Motor weiter laufen, wenn das Fahrzeug anhält, und das Fahrzeug wieder
beschleunigen, wenn das durch einen Fahrer gewünscht wird. Ähnlich wie
bei einer Getriebeuntersetzung unterstützt der Drehmomentwandler das Motordrehmoment
durch ein Drehmomentverhältnis. Das Drehmomentverhältnis ist das Verhältnis
von Abtriebsdrehmoment zu Antriebsdrehmoment. Das Drehmomentverhältnis ist
am höchsten, wenn die Drehzahl der Turbine niedrig oder gleich null ist (auch
als Abwürgen bezeichnet). Die Drehmomentverhältnisse beim Abwürgen
liegen üblicherweise im Bereich von 1,8 bis 2,2. Das bedeutet, dass das Abtriebsdrehmoment
des Drehmomentwandlers 1,8- bis 2,2-mal so groß ist wie das Antriebsdrehmoment.
Die Abtriebsdrehzahl hingegen ist wesentlich niedriger als die Antriebsdrehzahl,
da die Turbine mit der Abtriebsseite verbunden ist und sich nicht dreht, während
die Antriebsseite mit der Motordrehzahl läuft.
Die Turbine 38 nutzt die mit der Flüssigkeit von der
Pumpe 37 aufgenommene Energie zum Antreiben des Fahrzeugs. Das Turbinengehäuse
22 ist mit der Turbinennabe 19 verbunden. Die Turbinennabe
19 überträgt das Drehmoment der Turbine mittels einer Keilnutverbindung
auf die Antriebswelle 43 des Getriebes. Die Antriebswelle ist über
Zahnräder und Wellen im Getriebe 8 sowie ein Achsdifferenzial
9 mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden. Die auf die Turbinenschaufeln
einwirkende Kraft der Flüssigkeit wird von der Turbine in Form eines Drehmoments
abgegeben. Axiale Drucklager 31 nehmen die durch die Flüssigkeit auf
die Komponenten einwirkenden axialen Kräfte auf. Sobald das Abtriebsdrehmoment
zur Überwindung der Trägheit des stehenden Fahrzeugs ausreicht, setzt
sich das Fahrzeug in Bewegung.
Nachdem die Energie der Flüssigkeit durch die Turbine in ein
Drehmoment umgesetzt wurde, enthält die Flüssigkeit noch restliche Energie.
Die aus der kleinen radialen Auslassöffnung 44 austretende Flüssigkeit
tritt normalerweise so in die Pumpe ein, dass sie der Drehung der Pumpe entgegenwirkt.
Der Stator 39 dient zum Umlenken der Flüssigkeit, um zur Beschleunigung
der Pumpe beizutragen und dadurch das Drehmomentverhältnis zu erhöhen.
Der Stator 39 ist durch einen Freilauf 46 mit der Statorwelle
45 verbunden. Die Statorwelle ist mit dem Getriebegehäuse
47 verbunden und dreht sich nicht. Der Freilauf 46 verhindert,
dass sich der Stator 39 bei niedrigen Drehzahlverhältnissen dreht
(wenn sich die Pumpe schneller dreht als die Turbine). Die vom Turbinenauslass
44 in den Stator 39 eintretende Flüssigkeit wird durch die
Statorschaufeln 48 umgelenkt, sodass sie in Drehrichtung in die Pumpe
37 eintritt.
Die Ein- und Austrittswinkel der Schaufeln, die Form des Pumpen- und
des Turbinengehäuses sowie der Gesamtdurchmesser des Drehmomentwandlers beeinflussen
dessen Leistungsparameter. Zu den Parametern für die Konstruktion gehören
das Drehmomentverhältnis, der Wirkungsgrad und die Fähigkeit des Drehmomentwandlers,
ein Motordrehmoment aufzunehmen, ohne dass der Motor „durchdrehen" kann.
Dazu kommt es, wenn der Drehmomentwandler zu klein ist und die Pumpe den Motor nicht
abbremsen kann.
Bei niedrigen Drehzahlverhältnissen arbeitet der Drehmomentwandler
zufriedenstellend, indem er den Motor laufen lässt, während das Fahrzeug
steht, und das Motordrehmoment zur Leistungssteigerung unterstützt. Bei hohen
Drehzahlverhältnissen ist der Drehmomentwandler weniger wirksam. Indem sich
die Drehzahl der Turbine an die Drehzahl der Pumpe angleicht, geht das Drehmomentverhältnis
des Drehmomentwandlers von einem hohen Wert von ungefähr 1,8 bis 2,2 auf ein
Drehmomentverhältnis von ungefähr 1 zurück. Das Drehmomentverhältnis
von 1 wird als Kupplungspunkt bezeichnet. An diesem Punkt braucht die in den Stator
eintretende Flüssigkeit nicht mehr umgelenkt zu werden, und der Freilauf im
Stator lässt die Drehung in derselben Richtung wie die Pumpe und die Turbine
zu. Da der Stator die Flüssigkeit nicht umlenkt, ist das vom Drehmomentwandler
abgegebene Drehmoment gleich dem aufgenommenen Drehmoment. Der gesamte Flüssigkeitskreislauf
dreht sich als eine Einheit.
Aufgrund von Verlusten in der Flüssigkeit liegt der maximale
Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers bei 92 bis 93 %. Deshalb wird zur mechanischen
Verbindung der Antriebsseite mit der Abtriebsseite des Drehmomentwandlers eine Drehmomentwandlerkupplung
49 eingesetzt, die den Wirkungsgrad auf nahezu 100 % erhöht. Die Kupplungskolbenplatte
17 wird durch Befehle von der Getriebesteuerung hydraulisch betätigt.
Die Kolbenplatte 17 ist an ihrem Innendurchmesser durch einen O-Ring
18 gegen die Turbinennabe 19 und an ihrem Außendurchmesser
durch einen Ring 51 aus Reibungsmaterial gegen den Deckel 11 abgedichtet.
Diese Dichtungen bilden eine Druckkammer und drücken die Kolbenplatte
17 gegen den Deckel 11. Diese mechanische Verbindung umgeht den
Flüssigkeitskreislauf des Drehmomentwandlers.
Die mechanische Verbindung der Drehmomentwandlerkupplung
49 überträgt wesentlich mehr Torsionsschwankungen an den Antriebsstrang.
Da der Antriebsstrang im Grunde ein Federn-Massen-System darstellt, können
Torsionsschwankungen vom Motor Resonanzschwingungen des Systems anregen. Um die
Resonanzschwingungen des Antriebsstrangs aus dem Fahrbereich zu entfernen, wird
ein Dämpfer verwendet. Der Dämpfer beinhaltet in Reihe angeordnete Federn
15, um die wirksame Federkonstante des Systems und so die Resonanzfrequenz
zu verringern.
Die Wandlerkupplung 49 umfasst im Allgemeinen vier Komponenten:
eine Kolbenplatte 17, Deckplatten 12 und 16, Federn
15 und einen Flansch 13. Die Deckplatten 12 und
16 übertragen das Drehmoment von der Kolbenplatte 17 auf
die Druckfedern 15. An der Deckplatte sind um die Federn 15 herum
Nasen 52 gebildet, um die Federn in axialer Richtung zu haltern. Das Drehmoment
wird über eine genietete Verbindung von der Kolbenplatte 17 auf die
Deckplatten 12 und 16 übertragen. Die Deckplatten
12 und 16 lassen das Drehmoment durch den Kontakt mit einer Kante
einer Aussparung für die Feder auf die Druckfedern 15 einwirken. Die
beiden Deckplatten unterstützen gemeinsam die Feder auf beiden Seiten ihrer
Mittelachse. Die Federkraft wird durch den Kontakt mit einer Kante der Aussparung
für die Flanschfeder auf den Flansch 13 übertragen. Mitunter
weist der Flansch auch eine drehfeste Zunge oder einen drehfesten Schlitz auf, der
in einen Teil der Deckplatte eingreift, um während der Übertragung hoher
Drehmomente ein zu starkes Zusammendrücken der Federn zu verhindern. Das Drehmoment
wird vom Flansch 13 auf die Turbinennabe 19 und auf die Antriebswelle
43 des Getriebes übertragen.
Die Energie kann bei Bedarf durch Reibung, die mitunter auch als Hysterese
bezeichnet wird, aufgenommen werden. Die Hysterese ergibt sich aus der Torsion und
der Entspannung der Dämpfungsplatten und ist somit doppelt so groß wie
das eigentliche Reibungsdrehmoment. Die Hysteresebaugruppe besteht im Allgemeinen
aus einer Membranfeder (oder Bellevillefeder) 14 zwischen dem Flansch
13 und einer der Deckplatten 16, um den Flansch 13 gegen
die andere Deckplatte 12 zu drücken. Durch die Steuerung der auf die
Membranfeder 14 ausgeübten Kraft kann auch das Reibungsdrehmoment
gesteuert werden. Typische Hysteresewerte liegen im Bereich von 10 bis 30 Nm.
Bekannt ist die Verwendung von Zungen in der Nähe eines Außenumfangs
eines Kolbenblechs in einem Drehmomentwandler, um das Blech mit einer Dämpferbaugruppe
zu verbinden. Insbesondere greifen die Zungen in Federn in der Baugruppe ein. Leider
kann das durch das Kolbenblech übertragene Drehmoment bei bestimmten Anwendungen
zu übermäßigem Verschleiß führen, was zum Ermüdungsbruch
und zum Ausfall der Kolbenzungen führt.
Somit besteht seit langem ein Bedarf an einem haltbarerem Mittel zum
Verbinden eines Kolbenblechs mit einer Dämpferbaugruppe in einem Drehmomentwandler.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen einen Antriebsnocken
für ein Kolbenblech in einem Drehmomentwandler, wobei der Nocken ein Unterteil,
das funktionell zum Verbinden mit einem Kolbenblech angeordnet ist, und einen hervorstehenden
Teil beinhaltet, der integraler Bestand des Unterteils ist und sich vom Unterteil
in axialer Richtung erstreckt. Der hervorstehende Teil ist funktionell so angeordnet,
dass er in ein Dämpfungselement im Drehmomentwandler eingreift. Gemäß
einigen Aspekten ist das Kolbenblech zum Verbinden mit einer Vielzahl der
Antriebsnocken eingerichtet, oder der Antriebsnocken ist zum Anbringen mit mindestens
einem Niet am Kolbenblech eingerichtet. Gemäß einigen Aspekten ist der
Antriebsnocken aus einem härtbaren Material oder durch Schmieden hergestellt.
Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Drehmomentwandler ein Außengehäuse
und eine Kupplung, und das Kolbenblech ist so angeordnet, dass es axial in die Kupplung
und das Gehäuse eingreift. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das
Kolbenblech einen Außenumfang, und der Antriebsnocken ist so angeordnet, dass
er in der Nähe des Außenumfangs befestigt wird, oder das Dämpfungselement
beinhaltet eine Feder, und der Antriebsnocken ist so angeordnet, dass er in die
Feder eingreift. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das Kolbenblech eine
axiale Ausdehnung, der Antriebsnocken beinhaltet eine radiale Ausdehnung, und die
radiale Ausdehnung ist größer als die axiale Ausdehnung.
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen auch eine Antriebsbaugruppe
für einen Drehmomentwandler, die ein axial verschiebbares Kolbenblech und eine
Vielzahl fest mit einer radialen Fläche des Kolbenblechs verbundener Antriebsnocken
beinhaltet, welche in ein Dämpfungselement im Drehmomentwandler eingreifen.
Gemäß einigen Aspekten ist jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken durch
mindestens einen Niet fest verbunden. Gemäß einigen Aspekten ist jeder
aus der Vielzahl der Antriebsnocken aus einem härtbaren Material oder durch
Schmieden hergestellt. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Drehmomentwandler
ein Außengehäuse und eine Kupplung, und das Kolbenblech ist so angeordnet,
dass es axial in die Kupplung und das Gehäuse eingreift, oder das Kolbenblech
beinhaltet einen Außenumfang, und jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken
ist in der Nähe des Außenumfangs fest angebracht. Gemäß einigen
Aspekten beinhaltet das Dämpfungselement eine Vielzahl von Federn, und die
Vielzahl der Antriebsnocken greift in die Vielzahl der Federn ein, oder das Kolbenblech
beinhaltet eine axiale Ausdehnung, jeder aus der Vielzahl der Antriebsnocken beinhaltet
eine radiale Ausdehnung, und die radiale Ausdehnung ist größer als die
axiale Ausdehnung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen haltbareren
Verbindungspunkt zwischen einem Kolbenblech und einem Dämpfungselement in einem
Drehmomentwandler bereitzustellen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen getrennten
Antriebsnocken zum Anbringen an einem Kolbenblech eines Drehmomentwandlers bereitzustellen,
damit das Kolbenblech in eine Dämpferbaugruppe im Drehmomentwandler eingreifen
kann.
Diese sowie weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsarten der Erfindung
und aus den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen klar.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein allgemeines Blockschaubild des Kraftflusses
in einem Motorfahrzeug, das zur Erläuterung der Stellung und Funktion eines
Drehmomentwandlers in dessen Antriebsstrang dient;
2 ist eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers
nach dem Stand der Technik in Einbaulage an einem Motor eines Motorfahrzeugs;
3 ist eine Ansicht des in 2
gezeigten Drehmomentwandlers von der linken Seite entlang der Linie 3-3 in
2;
4 ist eine Querschnittsansicht des in den
2 und 3 gezeigten Drehmomentwandlers
entlang der Schnittlinie 4-4 in 3;
5 ist eine erste Ansicht des in 2
gezeigten Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung aus der Sicht eines Betrachters
des Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung von der linken Seite;
6 ist eine zweite Ansicht des in 2
gezeigten Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung aus der Sicht eines Betrachters
des Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung von der rechten Seite;
7A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems,
das die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe darstellt;
7B ist eine perspektivische Ansicht eines Objekts in
dem Zylinderkoordinatensystem von 7A, das die in der
vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe darstellt;
8 ist eine Draufsicht auf einen Antriebsnocken gemäß
der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine perspektivische Ansicht des in
8 gezeigten Antriebsnockens;
10 ist eine Draufsicht auf ein Kolbenblech mit angebrachten
Antriebsnocken gemäß der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine Querschnittsansicht des in 10
gezeigten Kolbenblechs entlang der Schnittlinie 11-11 in 10;
12 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht
eines Drehmomentwandlers bei eingerückter Kupplung;
13 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht
des Drehmomentwandlers in 12, bei welche den Antriebsnocken
und die Kupplung im eingerückten Zustand zeigt;
14 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht
des Drehmomentwandlers in 12, welche den Antriebsnocken
und die Kupplung im ausgerückten Zustand zeigt; und
15 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht
des Drehmomentwandlers in 12, welche den Befestigungspunkt
für den Antriebsnocken zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Von vornherein sollte klar sein, dass gleiche Bezugsnummern in verschiedenen
Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente der
Erfindung bezeichnen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die gegenwärtig
als bevorzugt angesehenen Aspekte beschrieben wird, sollte klar sein, dass die beanspruchte
Erfindung nicht auf die beschriebenen Aspekte beschränkt ist.
Außerdem ist klar, dass diese Erfindung nicht auf die bestimmten
beschriebenen Verfahren, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und
insofern natürlich variieren kann. Ferner ist klar, dass die hier gebrauchten
Begriffe nur zur Beschreibung bestimmter Aspekte dienen und nicht als Einschränkung
des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung zu verstehen sind, der nur durch
die angehängten Ansprüche eingeschränkt wird.
Sofern nicht anderweitig definiert, haben alle hier gebrauchten technischen
und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, wie sie einem Fachmann geläufig
ist, an den sich diese Erfindung richtet. Obwohl zum Durchführen oder Testen
der Erfindung beliebige Verfahren, Einrichtungen oder Materialien verwendet werden
können, die den hier beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, werden
im Folgenden die bevorzugten Verfahren, Vorrichtungen und Materialien beschrieben.
Unter drehfest verbunden oder befestigt ist zu verstehen, dass zwei
Komponenten so miteinander verbunden sind, dass sich die Komponenten gemeinsam drehen,
das heißt, die beiden Komponenten sind bezüglich der Drehung fest miteinander
verbunden. Das drehfeste Verbinden von zwei Komponenten schränkt nicht unbedingt
die Relativbewegung in anderen Richtungen ein. Zum Beispiel können sich zwei
drehfest miteinander verbundene Komponenten durch eine Keilnutverbindung in axialer
Richtung gegeneinander bewegen. Es sollte jedoch klar sein, dass eine drehfeste
Verbindung nicht unbedingt bedeutet, dass eine Bewegung in anderen Richtungen möglich
ist. Zum Beispiel können zwei drehfest miteinander verbundene Komponenten axial
fest miteinander verbunden sein. Die obige Erläuterung der drehfesten Verbindung
kann auf die folgenden Erörterungen angewendet werden. Sofern nicht anders
angegeben, ist bei den folgenden Erörterungen unter einer Verbindung eine drehfeste
Verbindung zu verstehen.
7A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems
80, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendete räumliche Bezeichnungsweise
darstellt. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Verbindung mit
einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse
81 auf, die als Bezug für die folgenden Richtungs- und räumlichen
Begriffe dient. Die Attribute „axial", „radial" und „Umfangs-"
beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius
82 (der senkrecht zur Achse 81 ist) bzw. zum Umfang
83. Die Attribute „axial", „radial" und „Umfangs-"
beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Flächen. Zur
Erläuterung der Lage der verschiedenen Ebenen dienen die Objekte
84, 85 und 86. Die Fläche 87 des Objekts
84 bildet eine axiale Ebene. Das heißt, die Achse 81 bildet
eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 88 des Objekts
85 bildet eine radiale Ebene. Das heißt, der Radius 82 bildet
eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 89 des Objekts
86 bildet eine Umfangsfläche. Das heißt, der Umfang
83 bildet eine Linie entlang der Fläche. Gemäß einem weiteren
Beispiel verläuft eine axiale Bewegung oder Lage parallel zur Achse
81, eine radiale Bewegung oder Lage verläuft parallel zum Radius
82, und eine Umfangsbewegung oder -lage verläuft parallel zum Umfang
83. Eine Drehung erfolgt um die Achse 81.
Die Attribute „axial", „radial" und „Umfangs-"
beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius
82 bzw. zum Umfang 83. Die Attribute „axial", „radial"
und „Umfangs-" beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden
Ebenen.
7B ist eine perspektivische Ansicht des Objekts
90 im Zylinderkoordinatensystem 80 von 7A,
welche die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchte räumliche Bezeichnungsweise
darstellt. Das zylindrische Objekt 90 ist für ein zylindrisches Objekt
in einem Zylinderkoordinatensystem repräsentativ und ist keineswegs als Einschränkung
der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Das Objekt 90 beinhaltet eine
axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92 und eine Umfangsfläche
93. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen
Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene, und die Fläche
93 ist Teil einer Umfangsfläche.
8 ist eine Draufsicht auf einen Antriebsnocken
100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine perspektivische Ansicht des in
8 gezeigten Antriebsnockens 100.
10 ist eine Draufsicht auf einen Kolbenblech
148, an welchem Antriebsnocken 100 durch Niete 126,
128 und 130 fest angebracht sind.
11 ist eine Querschnittsansicht des Kolbenblechs
148 entlang der Schnittlinie 11-11 in 10.
12 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers
156, die einen Antriebsnocken 100 zeigt, der mit einem Mittelniet
128 am Kolbenblech 148 befestigt ist. Die folgende Beschreibung
ist in Verbindung mit den 8 bis 12
zu sehen. Nocken 100 sind unter Verwendung eines beliebigen in der Technik
bekannten Mittels mit dem Kolbenblech 148 verbunden. Gemäß einigen
Aspekten ist der Antriebsnocken 100 durch Niete 126,
128 und 130 am Kolbenblech 148 befestigt. Der Antriebsnocken
100 weist ein Unterteil 132 zum Anbringen am Außenumfang
des Kolbenblechs 148 sowie eine erhabene oder hervorstehende Antriebszunge
134 auf, die sich vom Unterteil 132 aus erstreckt. Die Antriebszunge
134 beinhaltet relativ ebene Flächen 136 und 138.
Die Flächen stellen den Bereich dar, an dem der Antriebsnocken 100
an den Bogenfedern 150 der Dämpferbaugruppe 152 im Drehmomentwandler
156 anliegt. Es sollte klar sein, dass die gezeigte Ausführungsart
der Antriebsnocken 100 nur eine Variante darstellt und dass die Antriebsnocken
100 viele andere Formen und Größen haben können.
Zu den zum Herstellen des Antriebsnocken 100 verwendeten
Werkstoffen zählen gehärteter Stahl, legierter Stahl nach SAE 4140 oder
ähnliche härtbare Substanzen, ist aber nicht darauf beschränkt. Gemäß
einigen Aspekten kann der Antriebsnocken 100 geschmiedet werden, wodurch
der Antriebsnocken 100 in vielen verschiedenen Formen und Größen
hergestellt werden kann, darunter vorteilhafterweise größere Abmessungen,
die bei auf herkömmliche Weise gebildeten oder gestanzten Antriebsringen oder
-blechen nicht möglich sind. Gehärteter Stahl bietet einen verschleißfesten
Kontaktpunkt für die Bogenfedern 150, wenn die Kupplung
151 einrückt und vom Kolbenblech 148 ein Drehmoment über
den Antriebsnocken 100 zu den Bogenfedern 150 übertragen
wird. Durch die Verwendung von gehärtetem Stahl zur Fertigung der Antriebsnocken
100 wird somit die Haltbarkeit der Antriebsnocken verlängert. Diese
Verlängerung ist bei Drehmomentwandlern für größere Drehmomente
von besonderem Vorteil.
Die Flächen 136 und 138 können eine radiale
Ausdehnung haben, die größer als die axiale Ausdehnung des Kolbenblechs
148 ist. Die größere radiale Ausdehnung der Kontaktflächen
136 und 138 bewirkt eine bessere Verteilung des vom Kolbenblech
148 durch die Antriebsnocken zu den Bogenfedern 150 übertragenen
Drehmoments. Der im Wesentlichen große Querschnitt der Flächen
136 und 138 an der Antriebszunge 134 versetzt den Antriebsnocken
100 in die Lage, größere Drehmomente zu verkraften als herkömmliche
Antriebszungen, was die Haltbarkeit des Antriebsnockens verlängert.
Gemäß einigen Aspekten schaffen Senknietlöcher
142, 144 und 146 am Unterteil 132 der Antriebsnocken
100 eine Stelle zum Befestigen der Antriebsnocken am Kolbenblech
148. Dieses Senkmerkmal in den Löchern 142, 144
und 146 dient zur Sicherstellung eines Abstands zwischen dem Kolbenblech
148 und der Federaufnahme 150. Der Antriebsnocken 100
ist mit drei Nietlöchern dargestellt, wobei sich das dritte Nietloch im Wesentlichen
in der Mitte der hervorstehenden Antriebszunge 134 befindet. Das mittlere
Nietloch 146 weist einen zusätzlichen runden Spalt auf, damit der
Niet beim Befestigen des Antriebsnockens 100 am Kolbenblech 148
richtig gestaucht werden kann. Es sollte klar sein, dass der Antriebsnocken
100 unter Verwendung von mehr oder weniger als drei Nieten am Kolbenblech
148 befestigt werden kann oder dass ein anderes Befestigungsmittel verwendet
werden kann.
Niete zur Verwendung mit Nocken 100 sind aus einer beliebigen
in der Technik bekannten Substanz gebildet. Bei der gezeigten Ausführungsart
sind die Antriebsnocken 100 an den Zungen 182 am Außenumfang des Kolbenblechs
148 befestigt. Es sollte klar sein, dass die Lage und die Befestigung der
Antriebsnocken 100 von der gezeigten Ausführungsart abweichen kann.
8 zeigt, dass aus den Ecken an der äußeren
Umfangsfläche der Antriebsnocken 100 Kerben 140 herausgearbeitet
werden können, um Antriebsnocken während des Montage und des Nietens sicherer
zu haltern. Dieses Merkmal kann je nach den verwendeten Fertigungsschritten wahlweise
eingesetzt werden. Alternativ kann zur Unterstützung des Fertigungsprozesses
ein ähnliches Merkmal wie die Kerbe 140 genutzt werden.
Es sollte klar sein, dass der Nocken 100 nicht auf die in
den Figuren gezeigte Größe, Form oder Anordnung begrenzt ist und dass
andere Größen, Formen und Anordnungen in Geist und Geltungsbereich der
beanspruchten Erfindung enthalten sind.
Das Kolbenblech 148 beinhaltet an seinem Innenumfang einen
Kragenteil 178, der in 12 an die Turbinennabe
180 anstößt. Die Antriebsnocken 100 sind so dargestellt,
dass die Antriebszunge 134 axial und parallel zum Kragen 178 des
Kolbenblechs 148 hervorsteht.
In 12 ist die vom Antriebsnocken
100 hervorstehende Antriebszunge 134 so dargestellt, dass sie
in die Bogenfeder 150 eingreift. Die Kupplung des Drehmomentwandlers
156 ist in einem eingerückten Zustand dargestellt und besteht aus
einem Antriebsring 154, einer Kupplungsscheibe 158, einem Kolbenblech
148 und den Reibungsflächen 160, 162 und
164. Der Antriebsring 154 greift in das Kolbenblech
148 und die Kupplungsscheibe 158 ein. Die Kupplungsscheibe
158 ist am Verbindungspunkt 168 drehfest mit dem Deckel
166 verbunden und axial zwischen dem Kolbenblech 148 und dem Antriebsring
154 angeordnet.
Ein axialer Druck auf der Betätigungsseite 170 des Kolbenblechs
148 verschiebt das Kolbenblech axial zur Kupplungsscheibe 158
und zum Antriebsring 154. Durch die axiale Verschiebung des Kolbenblechs
148 werden wiederum die Kupplungsscheibe 158 und der Antriebsring
154 gegen den Deckel 166 verschoben. Der Antriebsring
154 ist durch Zungen 172 (siehe 10)
mit dem Kolbenblech 148 drehfest verbunden, die am Außenumfang des
Kolbenblechs 148 und des Antriebsrings 154 angeordnet sind, sodass
sich der Antriebsring 154 axial zwischen dem Kolbenblech 148 und
dem Deckel 166 frei bewegen kann. Die drehfeste Verbindung des Antriebsrings
154 am Kolbenblech 148 ermöglicht die Übertragung eines
Drehmoments, das zum Antriebsring 154 übertragen wird, vom Deckel
166 zum Kolbenblech 148 über die Zungen 172 am Außenumfang
des Kolbenblechs 148.
13 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht
des Drehmomentwandlers 156 in 12, welche einen
Antriebsnocken 100 bei eingerückter Kupplung 151 zeigt. Die
folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 8 bis
13 zu sehen. Gemäß einigen Aspekten sind
die Antriebsnocken 100 fest mit den Zungen 182 verbunden und in
gleichmäßigen Abständen auf dem Außenumfang des Kolbenblechs
148 angeordnet. Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten sind
die Antriebsnocken 100 fest mit den Zungen 182 verbunden und asymmetrisch
auf dem Außenumfang des Kolbenblechs 148 angeordnet. Bei eingerückter
Kupplung beginnen das Kolbenblech 148, der Antriebsring 154 und
die Antriebsnocken 100, sich gleichzeitig mit dem Deckel 166 um
die Achse 184 des Drehmomentwandlers 156 zu drehen. In die Bogenfedern
150, die an einem Ende im Eingriff mit den Antriebsnocken 100
stehen, greift die von den Antriebsnocken 100 hervorstehende Antriebszunge
134 ein.
Das Kolbenblech 148 kann sich infolge eines hydraulischen
Drucks auf der Betätigungsseite 170 des Kolbenblechs 148
axial zum Antriebsring 154, zur Kupplungsscheibe 158 und zum Deckel
166 hin verschieben. Indem sich das Kolbenblech 148 axial auf
die Kupplungsscheibe 158 und den Antriebsring 154 zu bewegt, nähern
sich die drei Scheiben dem Deckel 166, und schließlich drückt
das Kolbenblech 148 den Antriebsring 154 gegen den Antriebsscheibendeckel
166, sodass die Kupplung dann eingerückt ist. Nach dem Einrücken
der Kupplung wird das Drehmoment zum Kolbenblech 148 und von dort durch
die Antriebsnocken 100 zu den Bogenfedern 150 übertragen.
Das durch die Antriebsnocken 100 zu den Bogenfedern 150 übertragene
Drehmoment führt zum Zusammendrücken der Bogenfedern, und das Drehmoment
wird dann zur Federaufnahme 152 übertragen.
Sobald der Druck in der Kammer 174 und somit auf der Betätigungsseite
170 im Drehmomentwandler nachlässt, wandert das Kolbenblech
148 zurück und verschiebt sich axial zur Turbine 188 hin.
In diesem ausgerückten Zustand bleibt das Kolbenblech 148 durch die
von den Antriebsnocken 100 axial hervorstehenden Antriebszungen
134 im Eingriff mit den Bogenfedern 150. Gemäß einigen
Aspekten ist die Kupplungsscheibe 158 am Punkt 168 mit dem Deckel
166 verbunden und dreht sich weiterhin gemeinsam mit dem Deckel
166, der mit der Antriebswelle des Motors verbunden ist. Das Kolbenblech
148 dreht sich gemeinsam mit der Federaufnahme 152, wenn sich
die Kupplung aufgrund der drehfesten Verbindung zwischen den Antriebsnocken
100 und den Bogenfedern 150 in einem ausgerückten Zustand
befindet.
14 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht
des Drehmomentwandlers 156 in 12, die einen
Antriebsnocken 100 bei ausgerückter Kupplung 151 zeigt.
15 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht
des Drehmomentwandlers 156 in 12, die den
Befestigungspunkt für den Antriebsnocken 100 zeigt. 14
zeigt einen Querschnitt des Antriebsnocken 100 annähernd durch die
Mitte des Antriebsnocken, wobei der gezeigte Antriebsnocken 100 mit dem
Niet 128 fest mit dem Kolbenblech 148 verbunden ist und durch
axial von den Antriebsnocken 100 hervorstehende Antriebszungen
134 mit der Bogenfeder 150 im Eingriff steht. 15
zeigt einen Querschnitt des Antriebsnocken 100 annähernd durch die
Mitte des Nietes 130.
Es sollte klar sein, dass ein Antriebsnocken gemäß der vorliegenden
Erfindung an einem Kolbenblech oder einem anderen Element als dem Kolbenblech 148
zum Übertragen eines Drehmoments verwendet werden kann. Ferner sollte klar
sein, dass an einem Element zum Übertragen eines Drehmoments
eine andere Anzahl von Antriebsnocken gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann als am Kolbenblech 148 in 10
gezeigt.
Somit ist zu erkennen, dass die Aufgaben der Erfindung wirksam gelöst
werden, obwohl sich der Fachmann Änderungen und Modifikationen vorstellen kann,
ohne von Geist oder Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Obwohl
die Erfindung unter Bezug auf eine spezielle bevorzugte Ausführungsart beschrieben
wird, ist klar, dass Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Geist
oder Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung abzuweichen.