Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Derartige hydrodynamische Drehmomentwandler sind allgemein bekannt. Diese können in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen und hier vorzugsweise zwischen einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite angeordnet sein. Innerhalb eines Gehäuses des Drehmomentwandlers ist ein mit der Antriebsseite verbundenes Pumpenrad angeordnet, das ein Turbinenrad antrieben kann, wobei das Turbinenrad über die Wirkung eines Drehschwingungsdämpfers mit der Abtriebsseite verbunden ist. Der Drehschwingungsdämpfer hat die vorrangige Aufgabe, Drehschwingungen zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite zu verringern.

Der Drehschwingungsdämpfer weist hierzu ein mit einem Antriebsteil wie einer Überbrü- ckungskupplung verbundenes Dämpferantriebsteil und ein mit der Abtriebsseite wie einer Dämpfernabe verbundenes und entgegen der Wirkung zweier wirksam in Reihe geschalteter Dämpferstufen mit jeweils mehreren Energiespeicherelementen gegenüber dem Dämpferantriebsteil begrenzt verdrehbares Dämpferabtriebsteil auf. Die Energiespeicherelemente der beiden Dämpferstufen sind auf einem gemeinsamen Radius angeordnet wodurch sich eine gute Drehschwingungsdämpfung des Drehschwingungsdämpfers und des hydrodynamischen Drehmomentwandlers erreichen lässt. Außerdem sind die Energiespeicherelemente der beiden Dämpferstufen wirksam über ein Dämpferzwischenteil miteinander verschaltet, wobei an einer radialen Verlängerung des Dämpferzwischenteils ein Schwingungstilger, beispielsweise in Form eines Fliehkraftpendels angebracht ist. Der Schwingungstilger bewirkt eine verbesserte Drehschwingungsdämpfung des Drehschwingungsdämpfers.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Bauraum des hydrodynamischen Drehmomentwandlers bei möglichst guter Drehschwingungsdämpfung zu verringern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Entsprechend wird ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einem in einem Gehäuse untergebrachten Pumpenrad und einem von diesem antreibbaren Turbinenrad und mit einem Drehschwingungsdämpfer vorgeschlagen, wobei der Drehschwingungsdämpfer ein Dämpferantriebsteil und ein entgegen der Wirkung zumindest zweier wirksam in Reihe geschalteten Dämpferstufen mit jeweils wenigstens einem Energiespeicherelement gegenüber diesem begrenzt verdrehbares Dämpferabtriebsteil aufweist. Das Energiespeicherelement kann als beliebig gestaltetes und federndes Element, insbesondere als Schraubenfeder, beispielsweise als Bogenfeder oder als Druckfeder ausgebildet sein. Des weiteren umfasst der Drehschwingungsdämpfer ein zwischen den Dämpferstufen wirksam angeordnetes und einen Schwingungstilger mittelbar oder unmittelbar aufnehmendes Dämpferzwischenteil wobei die Energiespeicherelemente der Dämpferstufen im Wesentlichen auf einem gemeinsamen Radius angeordnet sind und der Schwingungstilger axial zu dem Drehschwingungsdämpfer benachbart angeordnet ist. Dadurch kann der Bauraum des hydrodynamischen Drehmomentwandlers, insbesondere hinsichtlich der radialen Erstreckung verringert werden, während eine gute Drehschwingungsdämpfung erreicht werden kann. Das Dämpferantriebsteil kann mit einem Antriebsteil, beispielsweise einer Überbrückungskupplung verbunden sein und das Dämpferabtriebsteil kann an einem Abtriebsteil wie einer mit einem Getriebe verbindbaren Dämpfernabe befestigt und/oder drehfest mit dieser verbunden sein.

Die Ausdrücke„radial" beziehen sich auf eine gemeinsame Drehachse des hydrodynamischen Drehmomentwandlers, wobei„radial" einen Ortsbezug in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse und„axial" einen Ortsbezug entlang der Drehachse oder einer der Drehachse parallelen Linie herstellt.

Vorteilhafterweise ist der Schwingungstilger drehzahladaptiv wirksam, insbesondere als Fliehkraftpendel ausgeführt. Ein drehzahladaptiver Schwingungstilger weist verbesserte Eigenschaften der Drehschwingungsisolation auf, beispielsweise dadurch dass mehrere Schwingungsfrequenzen getilgt werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Turbinenrad entgegen der Wirkung wenigstens einer Dämpferstufe gegenüber dem Dämpferabtriebsteil verdrehbar. Dadurch wirkt der Drehschwingungsdämpfer als sogenannter Turbinendämpfer. Das Turbinenrad kann vorteilhafterweise mit dem Dämpferzwischenteil verbunden sein, mittelbar oder unmittelbar, in allen Fällen jedoch drehfest oder innerhalb eines gewissen Drehwinkels verdrehbar aber außerhalb dieses Verdrehwinkels drehfest. Durch diese Verbindung des Turbinenrads mii dem Drehschwingungsdämpfer ist das Turbinenrad mit seiner schwingungstechnisch wirksamen Masse zwischen wenigstens zwei Dämpferstufen wirksam eingebracht womit sich Vorteile bezüglich der Drehschwingungsdämpfung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers ergeben.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Turbinenrad drehfest mit dem Dämpferantriebsteil verbunden. Dadurch wirkt die Masse des Turbinenrads antriebsseitig, das heißt vor den Dämpferstufen, was unter bestimmten Umständen schwingungstechnische Vorteile bietet.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Energiespeicherelemente radial innerhalb eines sich umfangsseitig erstreckenden Sicherungsteils aufgenommen. Das Sicherungsteil kann beispielsweise als Retainer ausgeführt sein, der die Energiespeicherelemente abschnittsweise umschließt und dadurch gegenüber axialen und/oder radialen Verschiebungen der Energiespeicherelemente sichern kann.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst eine Dämpferstufe wenigstens zwei Energiespeicherelemente. Die Energiespeicherelemente können umfangsseitig beabstandet angeordnet sein. Vorteilhafterweise sind die Energiespeicherelemente einer Dämpferstufe parallel wirksam verschaltbar. Auch ist es denkbar, dass ein Energiespeicherelement einer Dämpferstufe ein weiteres Energiespeicherelement aufnimmt, wobei diese beiden Energiespeicherelemente parallel wirksam verschaltbar sind. Beispielsweise kann ein Energiespeicherelement mit einem geeignet bemessenen Innenumfang versehen sein, dass sich ein weiteres Energiespeicherelement mit einem entsprechend kleineren Außenumfang in das größere Energiespeicherelement einführen lässt, wobei die umfangsseitige Länge dieser beiden Energiespeicherelemente gleich oder verschieden sein kann. Ist die Länge beider Energiespeicherelemente gleich, so wirken diese parallel, wohingegen beispielsweise eine parallele Wirksamkeit bei verschiedener Länge erst ab einem bestimmten Drehwinkel einsetzen kann.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weisen die Energiespeicherelemente eine Steifigkeit auf, die sich für jeweils eine Dämpferstufe als Gesamtsteifigkeit der Dämpferstufe auswirkt, wobei die Gesamtsteifigkeit einer Dämpferstufe von der Gesamtsteifigkeit der anderen Dämpferstufe verschieden ist. Vorteilhaftweise ist die Gesamtsteifigkeit der ersten Dämpferstufe, also zwischen Dämpferantriebsteil und Dämpferzwischenteil geringer als die Gesamtsteifigkeit der weiteren Dämpferstufe. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Abbildungen, sowie deren Beschreibungsteile, bei deren Darstellung zugunsten der Übersichtlichkeit auf eine maßstabsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde. Es zeigen im Einzelnen:

Figur 1 : Teilquerschnitt durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer

Ausführungsform der Erfindung.

Figur 2: Teilquerschnitt durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Figur 1 ist ein Teilquerschnitt in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse 100 durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 10 in einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 10 weist ein Turbinenrad 12 auf, das durch ein hier nicht dargestelltes Pumpenrad antreibbar ist, wobei das Pumpenrad mit einer Antriebsseite, beispielsweise durch eine Brennkraftmaschine gebildet, verbunden ist. Die Überbrückung der hydrodynamischen Drehmomentübertragung zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite, beispielsweise durch ein Getriebe gebildet, über das Pumpenrad und das Turbinenrad 12 kann durch das Zuschalten einer Überbrückungskupplung bewirkt werden. Dazu ist ein Lamellenträger 16 der Überbrückungskupplung über ein Verbindungselement 34, wie eine Niet oder einen Abstandsbolzen, mit einem Dämpferantriebsteil 20 eines Drehschwingungsdämpfers 18 drehfest verbunden. Es ist auch denkbar, dass diese Verbindung durch alternative formschlüssige, kraftschlüssige oder stoffschlüssige Befestigungsmethoden wie Schweißen, Verschrauben oder Verstemmen erfolgen kann.

Radial außerhalb des Lamellenträgers 16 weist der Drehschwingungsdämpfer 8 umfangssei- tig angeordnete Energiespeicherelemente 26 auf, wodurch das Dämpferantriebsteil 20 über eine erste Dämpferstufe und Energiespeicherelemente 26 gegenüber einem Dämpferzwischenteil 24, beispielsweise einem Zwischenflansch entgegen der Wirkung dieser Energiespeicherelemente 26 verdrehbar ist. Das Dämpferzwischenteil 24 ist über die Wirkung weiterer, umfangsseitig zu den Energiespeicherelementen 26 der ersten Dämpferstufe benachbarter und auf gleichem Radius zu der Drehachse 100 angeordneter Energiespeicherelemente 26 einer weiteren, zweiten Dämpferstufe gegenüber einem Dämpferabtriebsteil 22 des Drehschwingungsdämpfers 8 verdrehbar. Die erste und die zweite Dämpferstufe sind wirksam in Reihe geschaltet, wodurch eine von dem Dämpferantriebsteil 20 kommende Drehschwingung zunächst von der ersten Dämpferstufe und anschließend von der zweiten Dämpferstufe aufgenommen wird.

Zur gleichmäßigen Beaufschlagung der Energiespeicherelemente 26 weist das Dämpferantriebsteil 20 einen Abschnitt 30 auf, der im Wesentlichen eine gebogene, S-förmige Gestalt aufweist. Auch das Dämpferabtriebsteil 22 und das Dämpferzwischenteil 24 weisen geeignete Abschnitte 31 , 32 zur Beaufschlagung und/oder wirksamen Verbindung mit den Energiespeicherelementen 26 der jeweiligen Dämpferstufen auf. Die Energiespeicherelemente 26 können als Bogenfedern oder als Druckfedern ausgeführt sein und sind über ein sich umfangsseitig erstreckendes Sicherungsteil 28, beispielsweise über einen sogenannten Retainer gegen eine axiale und radiale Verschiebung gesichert. Das Sicherungsteil 28 ist umfangsseitig und abschnittsweise an den Stellen des Abschnitts 30 des Dämpferantriebsteils 20 unterbrochen.

Das Dämpferabtriebsteil 22 ist radial innen mit einem Abtriebsteil wie einer Dämpfernabe 36 durch geeignete Befestigungsmethoden, beispielsweise durch Schweißen drehfest verbunden. Eine von der Überbrückungskupplung über den Lamellenträger 16 in den Drehschwingungsdämpfer 18 eingeleitete Drehschwingung wird demnach über das Dämpferantriebsteil 20 über die zwei in Reihe geschalteten Dämpferstufen an das Dämpferabtriebsteil 22 übertragen und durch das Schwingungsverhalten des Drehschwingungsdämpfers 18 beeinflusst.

Das Turbinenrad 12 ist mit seiner Turbinenschale 14 in einem radial inneren Umfangsbereich 40 mit einer gegenüber der Dämpfernabe 36 verdrehbaren und durch diese zentrierbaren Turbinennabe 38 drehfest verbunden. Axial zwischen der Turbinennabe 38 und der Turbinenschale 14 ist ein Scheibenteil 42 drehfest an diesen beiden Elementen befestigt. Das Scheibenteil 42 nimmt in einem radial äußeren Abschnitt einen Schwingungstilger 50 in Form eines drehzahladaptiven Schwingungstilgers, beispielsweise ein Fliehkraftpendel auf. Radial innerhalb des Schwingungstilgers 50 ist das Scheibenteil 42 über ein Verbindungselement 44 wie einen Abstandsbolzen oder eine Niet mit dem Dämpferzwischenteil 24 drehfest verbunden und damit entgegen der Wirkung der zweiten Dämpferstufe gegenüber dem Dämpferab- triebsieil 22 verdrehbar. Dabei kann eine Begrenzung der Drehbewegung des Dämpferzwischenteils 24 gegenüber dem Dämpferabtriebsteil 22 beispielsweise in Form von Anschlägen vorgesehen sein, damit eine von dem Turbinenrad 2 kommende Drehmomentüberhöhung die Energiespeicherelemente 26 der zweiten Dämpferstufe nicht über eine definiertes, maximales Drehmoment hinaus belastet. Der Schwingungstilger 50 und das Scheibenteil 42 sind axial zu dem Drehschwingungsdämpfer 18, zwischen Dämpferzwischenteil 24 und Turbinenschale 14 benachbart angeordnet. Der Schwingungstilger 50 umfasst zwei axial beabstandet und durch das Scheibenteil 42 getrennte Tilgermassen 46, die miteinander durch Verbindungselemente, beispielsweise durch Abstandsbolzen befestigt sind und die über Lagerungselemente 48 wie Wälzkörper, Rollenlager, Gleitlager oder vergleichbare Elemente in Ausschnitten 52 der Pendelmassen 46 und Ausschnitten 54 des Scheibenteils 42 gegenüber dem Scheibenteil 42 und innerhalb des durch die Ausschnitte 52, 54 definierten Bewegungsspielraums bewegbar sind. Durch die Anordnung des Schwingungstilgers 50 axial benachbart zu dem Drehschwingungsdämpfer 18, insbesondere zwischen Turbinenschale 14 und Drehschwingungsdämpfer 18 kann der Bauraum des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 verringert werden.

In Figur 2 ist ein Teilquerschnitt eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Ein Drehschwingungsdämpfer 18 ist über ein Dämpferantriebsteil 20 mit einem Lamellenträger 16 einer Überbrückungskupplung drehfest verbunden. Das Dämpferantriebsteil 20 ist durch einen Abschnitt 30 geeignet, Energiespeicherelemente 26 einer ersten Dämpferstufe zu beaufschlagen, wobei die Energiespeicherelemente 26 wirksam zwischen dem Dämpferantriebsteil 20 und einem Dämpferzwischenteil 24, insbesondere radial außen angeordnet sind. Das Dämpferzwischenteil 24 kann durch einen Abschnitt 31 weitere, wirksam zwischen dem Dämpferzwischenteil 24 und einem Dämpferabtriebsteil 22 angeordnete Energiespeicherelemente 26 einer mit der ersten Dämpferstufe in Reihe wirksam verschalteten zweiten Dämpferstufe beaufschlagen.

Die Energiespeicherelemente 26 können als Bogenfedern oder als Druckfedern ausgeführt sein und sind über ein sich umfangsseitig erstreckendes Sicherungsteil 28 beispielsweise über einen sogenannten Retainer gegen eine axiale und radiale Verschiebung gesichert. Das Sicherungsteil 28 ist umfangsseitig und abschnittsweise an den Stellen des sich axial erstreckenden Abschnitts 30 des Dämpferantriebsteils 20 und außerdem an den Stellen des Verbindungselements 34 unterbrochen. Das Sicherungsteil 28 weist eine radial nach innen verlaufende Verlängerung 56 auf, womit es über ein sich durch einen Ausschnitt 70 des Dämpferabtriebsteils 22 erstreckendes Verbindungselement 58, beispielsweise durch einen Bolzen, Abstandshalter oder eine Niet mit einem Scheibenteil 66 drehfest verbunden ist. Das Scheibenteil 66 ist axial zwischen der Turbinenschale 14 eines Turbinenrads 12 und einer Turbinennabe 38 und drehfest an diesen Elementen befestigt, insbesondere durch eine formschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung. Dadurch ist das Turbinenrad 12 mit dem Dämpferantriebsteil 20 verbunden. Dabei kann eine Begrenzung der Drehbewegung des Dämpferantriebsteils 20 gegenüber dem Dämpferzwischenteil 24 und/oder dem Dämpferausgangsteil 22 beispielsweise in Form von Anschlägen vorgesehen sein, damit eine von dem Turbinenrad 12 kommende Drehmomentüberhöhung die Energiespeicherelemente 26 der Dämpferstufe oder der Dämpferstufen nicht über eine definiertes, maximales Drehmoment hinaus belastet. Die Begrenzung der Drehbewegung kann auch durch die Verbindungselemente 58 bewirkt werden, indem diese in den Ausschnitten 70 des Dämpferabtriebsteils 22 einen definierten Bewegungsspielraum über einen Freiwinkel aufweisen und bei Überschreiten des Freiwinkels das Dämpferabtriebsteil 22 verdrehen und damit die Energiespeicherelemente zwischen Dämpferantriebsteil 20 und Dämpferabtriebsteil 22 überbrücken.

In einem radial auf gleicher Höhe wie das Befestigungselement 58 liegenden Abschnitt 60 des Scheibenteils 66 ist dieses umfangsseitig mit Verbindungselementen 62 bestückt, die eine Sicherungsscheibe 64 in axialem Abstand zu dem Scheibenteil 66 befestigen. Zwischen der Sicherungsscheibe 64 und dem Scheibenteil 66 ist ein weiteres Scheibenteil 68 drehbar gegenüber diesen sowie über das Verbindungselement 62 radial und axial zentriert aufgenommen. An diesem Scheibenteil 68 ist ein Schwingungstilger 50 in Form eines drehzahladaptiven Schwingungstilgers 50 wie ein Fliehkraftpendel angeordnet, wobei der Schwingungstilger axial zu dem Drehschwingungsdämpfer 18 benachbart liegt. Das Scheibenteil 68 ist über ein Verbindungselement 44 mit dem Dämpferzwischenteil 24 drehfest verbunden, womit der Schwingungstilger 50 mittelbar mit dem Dämpferzwischenteil 24 verbunden und wirksam zwischen der ersten und zweiten Dämpferstufe des Drehschwingungsdämpfers 18 angeordnet ist.

Bezuqszeichenliste Drehmomentwandler

Turbinenrad

Turbinenschale

Lamellenträger

Drehschwingungsdämpfer

Dämpferantriebsteil

Dämpferabtriebsteil

Dämpferzwischenteil

Energiespeicherelemente

Sicherungsteil

Abschnitt

Abschnitt

Abschnitt

Verbindungselement

Dämpfernabe

Turbinennabe

Umfangsbereich

Scheibenteil

Verbindungselement

Tilgermasse

Lagerungselement

Schwingungstilger

Ausschnitt

Ausschnitt Verlängerung Verbindungselement Abschnitt

Verbindungselement Sicherungsscheibe Scheibenteil Scheibenteil Ausschnitt

Drehachse