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DE102007034053A1 - Hydrodynamische Kupplungsvorrichtung und Verfahren zu deren Betreiben - Google Patents

Hydrodynamische Kupplungsvorrichtung und Verfahren zu deren Betreiben Download PDF

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DE102007034053A1
DE102007034053A1 DE200710034053 DE102007034053A DE102007034053A1 DE 102007034053 A1 DE102007034053 A1 DE 102007034053A1 DE 200710034053 DE200710034053 DE 200710034053 DE 102007034053 A DE102007034053 A DE 102007034053A DE 102007034053 A1 DE102007034053 A1 DE 102007034053A1
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DE
Germany
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chambers
coupling device
parts
hydrodynamic coupling
control
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Withdrawn
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DE200710034053
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English (en)
Inventor
Christian Spahn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplungseinrichtung (1), die einen hydrodynamischen Wandlerkreis (2, 3) sowie eine Überbrückungskupplung (4) aufweist, wobei die Überbrückungskupplung (4) einen Torsionsschwingungsdämpfer (5) umfasst, der im geschlossenen Zustand der Überbrückungskupplung (4) Drehbewegungen zwischen einer Antriebswelle (6) und einer Abtriebswelle (7) dämpft. Um eine effiziente Torsionsdämpfung zu erzielen, sieht die Erfindung vor, dass der Torsionsschwingungsdämpfer (5) ein erstes Teil (8) aufweist, das im geschlossenen Zustand der Überbrückungskupplung (4) mit der Antriebswelle (6) in direkter oder indirekter Drehverbindung steht, sowie ein zweites Teil (9) aufweist, das mit der Abtriebswelle (7) in direkter oder indirekter Drehverbindung steht, wobei zwischen den beiden Teilen (8, 9) des Torsionsschwingungsdämpfers (5) mindestens zwei mit einem Fluid, insbesondere Hydrauliköl, gefüllte Kammern (10) ausgebildet werden, deren Volumen (V) sich bei relativer Drehung der beiden Teile (8, 9) verändert. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen hydrodynamischen Kupplungseinrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplungseinrichtung, die einen hydrodynamischen Wandlerkreis sowie eine Überbrückungskupplung aufweist, wobei die Überbrückungskupplung einen Torsionsschwingungsdämpfer umfasst, der im geschlossenen Zustand der Überbrückungskupplung Drehbewegungen zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle dämpft. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen hydrodynamischen Kupplungseinrichtung.
  • Durch die Ungleichförmigkeit des Laufs eines Verbrennungsmotors entstehen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs Torsionsschwingungen, die von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors über die Kupplung auf das Getriebe übertragen werden. Durch die Entwicklung sparsamerer Verbrennungsmotoren ergibt sich ein ungleichförmigerer Lauf des Verbrennungsmotors. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an den Fahrkomfort an. Daher kommt der Dämpfung von Torsionsschwingungen im Antriebsstrang eine stärkere Bedeutung zu.
  • In der DE 197 21 642 C1 ist eine gattungsgemäße Lösung beschrieben, bei der ein mechanischer Torsionsschwingungsdämpfer zum Einsatz kommt, der über Federn (dort als „Kraftspeicher" bezeichnet) eine Torsionsdämpfung zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle vornimmt. Der zur Verfügung stehende Drehwinkel für die Schwingungsdämpfung ist bei derartigen Torsionsschwingungsdämpfern jedoch relativ stark beschränkt. Der maximale Verdrehwinkel beträgt hierbei zumeist im Beriech von 40° (20° pro Drehrichtung). Bei Sonderlösungen (Zweidämpferwandler) sind Verdrehwinkel von bis zu 60° möglich. Ein möglichst großer Verdrehwinkel ist zur Komfortsteigerung wünschenswert.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydrodynamische Kupplungsvorrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass mit ihr ein erhöhter Fahrkomfort erreichbar ist. Es soll insbesondere ein erhöhter effektiver Verdrehwinkel des Torsionsschwingungsdämpfers bei guten Torsionsdämpfungseigenschaften erreicht werden, so dass Torsionsschwingungen über einen größeren Winkelbereich und besser ausgeglichen werden können.
  • Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsschwingungsdämpfer ein erstes Teil aufweist, das im geschlossenen Zustand der Überbrückungskupplung mit der Antriebswelle in direkter oder indirekter Drehverbindung steht, sowie ein zweites Teil aufweist, das mit der Abtriebswelle in direkter oder indirekter Drehverbindung steht, wobei zwischen den beiden Teilen des Torsionsschwingungsdämpfers mindestens zwei mit einem Fluid, insbesondere Hydrauliköl, gefüllte Kammern ausgebildet werden, deren Volumen sich bei relativer Drehung der beiden Teile verändert.
  • Zwischen den beiden Teilen sind bevorzugt vier oder sechs Kammern ausgebildet.
  • Das eine Teil des Torsionsschwingungsdämpfers kann rohrförmig ausgebildet sein, wobei sich von der inneren Oberfläche des Rohres mindestens zwei Trennwände radial nach innen erstrecken. Entsprechend kann das andere Teil des Dämpfers als wellenförmiger Rotor ausgebildet sein, wobei sich von der wellenförmigen Struktur mindestens zwei Trennwände radial nach außen erstrecken.
  • Ferner können Mittel vorhanden sein, mit denen ein Fluidstrom von einer der Kammern in eine andere der Kammern beeinflusst werden kann. Die Mittel können ein Ventil umfassen, das koaxial in der Abtriebswelle angeordnet ist und das durch eine Betätigungsbewegung betätigt wird, die in Achsrichtung verläuft. Alternativ können die Mittel mindestens eine Drossel umfassen, die in einer Trennwand des rohrförmig ausgebildeten Teils angeordnet ist. Die Mittel umfassen vorzugsweise weiterhin eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung, mit der der Fluidstrom zwischen den Kammern beeinflussbar ist. Weiterhin kann ein Sensor zur Erfassung von Torsionsschwingungen (Amplituden und/oder Drehgeschwindigkeiten und/oder Drehbeschleunigungen) zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle angeordnet sein, wobei der Sensor mit der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung in Verbindung steht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer solchen hydrodynamischen Kupplungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass Torsionsschwingungen zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle gemessen werden und dass die gemessenen Werte an eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung geleitet werden, wobei die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung derart Einfluss auf die Mittel zur Beeinflussung des Fluidstroms von einer der Kammern in eine andere der Kammern nimmt, dass die Amplituden der Torsionsschwingungen einen Zielwert erreichen oder sich diesem Zielwert annähern. Der Zielwert für die Amplitude der Torsionsschwingungen ist bevorzugt Null.
  • In der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung kann die zur Annäherung der Amplitude der Torsionsschwingungen an den Zielwert berechneten Signale um einen vorgegebenen Betrag vergrößert bzw. erhöht werden, um Leckverluste zwischen den Kammern auszugleichen. Es kann auch vorgesehen sein, dass in der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung die zur Annäherung der Amplitude der Torsionsschwingungen an den Zielwert berechneten Signale mit einem vorgegebenen Faktor multipliziert werden, um Leckverluste zwischen den Kammern auszugleichen.
  • Ein alternatives Verfahren zum Betreiben der hydrodynamischen Kupplungseinrichtung sieht vor, dass die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung auf die Mittel zur Beeinflussung des Fluidstroms von einer der Kammern in eine andere der Kammern gemäß eines in der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung gespeicherten Funktionsverlaufs Einfluss nimmt, wobei der Funktionsverlauf in Abhängigkeit von der Drehzahl eines Antriebsmotors die Größe der Beeinflussung des Fluidstroms vorgibt. Die Größe der Beeinflussung des Fluidstroms ist dabei bevorzugt die Öffnungsfläche eines Ventils. Die Größe der Beeinflussung des Fluidstroms kann dabei um einen vorgegebenen Betrag vergrößert bzw. erhöht werden, um Leckverluste zwischen den Kammern auszugleichen. Es ist alternativ oder additiv auch möglich, dass die Größe der Beeinflussung des Fluidstroms durch Multiplikation mit einem Faktor erhöht wird, um Leckverluste zwischen den Kammern auszugleichen.
  • Die Erfindung stellt also auf einen Drehmomentwandler ab, der mit einem Torsionsschwingungsdämpfer ausgestattet ist, mit dem in geregelter oder zumindest gesteuerter Weise auf das Torsionsdämpfungsverhalten Einfluss genommen werden kann. Mit einem geregelten bzw. gesteuerten Torsionsschwingungsdämpfer lässt sich die Dämpfung entsprechend den Torsionsschwingungen über dem Drehzahlbereich in den einzelnen Getriebegangstufen verstellen und somit optimal aussteuern.
  • Die bevorzugte Lösung stellt gemäß der Erfindung auf einen sternförmigen Flüssigkeitsdämpfer ab. Dessen Vorteile bestehen darin, dass eine sehr kompakte Bauform erreicht wird, dass wenige bewegliche Teile benötigt werden, dass eine gute Integrierbarkeit in den Wandler gegeben ist und dass – vor allem – ein relativ großer Verdrehwinkel möglich ist (bei 3-flügeliger Ausgestaltung des Dämpfers etwa 90°, bei 2-flügeliger Ausgestaltung etwa 145°).
  • Der Druck ist dabei im gesamten System konstant. Es werden nur Volumina Öl verschoben. Die Undichtigkeiten des Dämpfers sind dabei ebenfalls konstant.
  • Sehr vorteilhaft ist bei der vorliegenden Erfindung, dass Leckverluste zwischen Fluid-Kammern problemlos hingenommen werden können, so dass es nicht erforderlich ist, einen allzu großen Aufwand bei der Fertigung der Bauteile des Torsionsschwingungsdämpfers treiben zu müssen. Leckverluste werden vielmehr gezielt ausgeglichen, so dass sie problemlos akzeptabel sind. Die Undichtigkeit des Dämpfers wird bevorzugt als Störgröße bei der Regelung vom Regler berücksichtigt.
  • Damit ist überhaupt erst eine sehr wirtschaftliche Fertigung der benötigten Komponenten möglich.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
  • 1 den Radialschnitt durch eine hydrodynamische Kupplungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einer Regeleinrichtung,
  • 2 den Radialschnitt durch eine hydrodynamische Kupplungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einer Steuereinrichtung,
  • 3 eine zu 2 weitere alternative Ausführungsform der Kupplungseinrichtung mit einer Steuereinrichtung,
  • 4 den Schnitt E-F gemäß 3 durch den Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform,
  • 5 den Schnitt E-F gemäß 3 durch den Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einer zweiten Ausführungsform,
  • 6 den Torsionsschwingungsdämpfer in vergrößerter Ansicht im Schnitt C-D gemäß 7,
  • 7 den Torsionsschwingungsdämpfer in vergrößerter Ansicht im Schnitt A-B gemäß 6 und
  • 8 den Funktionsverlauf für die Öffnungsfläche eines Ventils über der Drehzahl eines Antriebmotors samt einem um einen Verschiebebetrag erhöhten Verlauf.
  • In 1 ist eine hydrodynamische Kupplungseinrichtung 1 zu sehen, die in an sich bekannter Weise aufgebaut ist. Es ist ein hydrodynamischer Wandlerkreis 2, 3 vorhanden, der ein Pumpenrad 2 und ein Turbinenrad 3 umfasst, mit denen ein Drehmoment auf hydrodynamischem Weg übertragbar ist. Ferner ist eine Überbrückungskupplung 4 vorhanden, mit der eine direkte Verbindung zwischen einer Antriebswelle 6 und einer Abtriebswelle 7 hergestellt werden kann. Bei der Antriebswelle handelt es sich zumeist um ein Wellenteil, das mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbunden ist; die Abtriebswelle 7 ist zumeist die Eingangswelle eines nicht dargestellten Getriebes.
  • Die Überbrückungskupplung 4 umfasst einen Torsionsschwingungsdämpfer 5, der zentraler Teil der vorliegenden Erfindung ist. Er dient zur Dämpfung von Torsionsschwingungen, die zwischen der Antriebswelle 6 und der Abtriebswelle 7 vorliegen. Wie im Ausführungsbeispiel zu sehen, kann der Torsionsschwingungsdämpfer 5 mit einem konventionellen Torsionsschwingungsdämpfer 18 kombiniert werden, der mit einer Anzahl Bogenfedern (Schraubenfedern) ausgestattet ist.
  • Der Torsionsschwingungsdämpfer 5 besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich aus einem äußeren, ersten Teil 8 und aus einem zweiten, inneren Teil 9. Zum Aufbau dieser Teile wird auf die 4 und 5 verwiesen. Hier ist zu sehen, dass das äußere, erste Teil rohrförmig ausgebildet ist, wobei sich von der Innenseite des Rohres radial nach innen Trennwände 11 erstrecken. Bei der Lösung gemäß 4 sind dies drei Trennwände 11, bei der Lösung gemäß 5 nur zwei. Das innere, zweite Teil 9 des Torsionsschwingungsdämpfers 5 ist wellenförmig ausgeführt, wobei sich von der Welle Trennwände 12 radial nach außen erstrecken. Wie in den 4 und 5 zu sehen ist, werden damit Kammern 10 ausgebildet, die mit Hydrauliköl gefüllt werden. Im Falle der Lösung gemäß 4 ergeben sich bei einem Rotor 9 mit drei sich sternförmig erstreckenden Trennwänden 12 sechs Kammern 10, bei der Lösung gemäß 5 liegen vier Kammern 10 vor. Wie weiter zu sehen ist, hat eine Relativdrehung zwischen den Teilen 8 und 9 des Torsionsschwingungsdämpfers zur Folge, dass sich die Volumina V einer Kammer 10 verändern, d. h. vergrößern oder verkleinern.
  • In 4 und 5 ist im übrigen noch angedeutet, dass auch eine (steuerbare oder regelbare) Drossel 15 in der Trennwand 11 für einen Fluidaustausch zwischen den Kammern 10 sorgen kann.
  • Weiterhin sind Mittel 13 vorgesehen, s. 1, mit denen eine Beeinflussung des Ölstroms von einer der Kammern 10 in eine benachbarte Kammer 10 erfolgen kann. In 1 umfassen diese Mittel 13 zunächst ein Ventil 14, das in räumlicher Nähe zum Torsionsschwingungsdämpfer 5 angeordnet ist. Das Ventil 14 ist vorliegend koaxial in der Abtriebswelle 7 angeordnet. Es hat einen Ventilsitz 19, an dem – je nach axialer Position eines Steuerkörpers 20 des Ventils 14 – eine mehr oder weniger große Öffnungsfläche A am Ventilsitz 19 freigegeben werden kann. Das Ventil 14 definiert also die Durchflussöffnung zwischen den Kammern 10 des Torsionsschwingungsdämpfers 5.
  • Über das Ventil 14 und dessen Öffnungsstellung kann daher Einfluss darauf genommen werden, ob ein Fluidfluss zwischen zwei benachbarten Kammern 10 vorliegt und wie groß dieser ist. Hierzu wird auf die Detaildarstellung des Torsionsschwingungsdämpfers 5 gemäß der 6 und 7 verwiesen. Über radiale und axiale Bohrungen 23 bzw. 24 im ersten Teil 8 des Torsionsschwingungsdämpfers 5 ist eine fluidische Verbindung zu dem Ventilraum 25 hergestellt, in dem sich das Ventil 14 befindet. Der Ventilraum 25 leitet den zur Steuerung der Wandlerkupplung nötigen Ölstrom. In 7 sind die jeweiligen Eintrittsöffnungen 26 der axialen Bohrungen 24 in die Kammer 10 zu erkennen. Damit wird ersichtlich, dass in Abhängigkeit der Stellung des Ventils 14, d. h. in Abhängigkeit der Öffnungsfläche A des Ventils 14, ein mehr oder weniger großer Ölfluss von einer Kammer 10 in eine andere Kammer 10 erfolgen kann. Damit wird der Widerstand bestimmt, der vorliegt, wenn sich die beiden Teile 8 und 9 des Torsionsschwingungsdämpfers 5 relativ zueinander drehen.
  • Die Betätigung des Ventils 14 erfolgt durch weitere Bestandteile der Mittel 13 zum Beeinflussen des Fluidstroms, nämlich durch eine Betätigungseinrichtung 21, die in Verbindung mit einem Regler 22 steht. Die Betätigungseinrichtung 21 und der Regler 22 bilden zusammen eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung 16.
  • Ferner ist ein Sensor 17 vorgesehen, mit dem der relative Drehwinkel bzw. die relative Drehgeschwindigkeit zwischen der Antriebswelle 6 und der Abtriebswelle 7 erfasst werden kann. Das gemessene Signal leitet der Sensor 17 mittels Kabel oder auch drahtlos (z. B. über RFID-Technologie oder Funk) an den Regler 22 weiter. Dem Regler 22 können gegebenenfalls auch weitere Informationen aufgegeben werden.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, liegt damit ein geschlossener Regelkreis vor:
    Nach Messung der relativen Verdrehung oder Drehgeschwindigkeit zwischen der Antriebswelle 6 und der Abtriebswelle 7 nimmt der Regler 22 auf die Betätigungseinrichtung 21 gezielt Einfluss, so dass das Ventil 14 so eingestellt wird, dass sich möglichst geringe Schwingungsamplituden der Torsionsschwingungen zwischen Antriebs- und Abtriebswelle 6, 7 ergeben.
  • Die Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen der Antriebswelle 6 und dem Torsionsschwingungsdämpfer 5 erfolgt in bekannter Weise durch einen Kolben 27, der über Reibbeläge 28 eine reibschlüssige Verbindung zur Antriebswelle 6 herstellen kann. Sobald die Reibbeläge 28 in Kontakt sind, ist die „Wandlerkupplung geschlossen", was zumeist im Bereich von ca. 1.000 min–1 des Antriebsmotors der Fall ist. In diesem Zustand ist dann der Torsionsschwingungsdämpfer 5 aktiviert.
  • In 2 und 3 sind keine geregelten, sondern gesteuerte Systeme skizziert. Das zu betätigende Ventil 14 ist bei der Lösung gemäß 2 analog angeordnet wie bei der Ausgestaltung nach 1. Bei der Lösung gemäß 3 sitzt das Ventil 14 nahe der Betätigungseinrichtung 21. Die Betätigungseinrichtung 21 wird von einer Steuerung 29 mit Steuersignalen beaufschlagt. Die zentrale Anordnung des Ventils 14 nahe beim Torsionsschwingungsdämpfer 5 hat die positive Folge einer geringen Totzeit und damit eines verbesserten Steuer- bzw. Regelverhaltens.
  • In der Steuerung 29 ist ein Funktionsverlauf hinterlegt, wie er exemplarisch in 8 zu sehen ist. Hier ist für jede Drehzahl n eine Öffnungsfläche A (als prozentualer Wert der vollständigen Öffnung des Ventils 14) vorgegeben. Der hydraulische Dämpfer, also der Torsionsschwingungsdämpfer 5 arbeitet, sobald die „Wandlerkupplung geschlossen" ist, im Beispielfall also ab ca. 1.000 min–1 des Verbrennungsmotors. Gemäß der in die Steuerung 29 eingegebenen Motordrehzahl n wird also ein entsprechendes Steuersignal an das Ventil 14 ausgegeben, wobei zunächst für den Funktionsverlauf ein empirisch als optimal erkannter Istwert festgelegt wird.
  • Um aus Kostengründen die einzelnen Bauteile des Torsionsschwingungsdämpfers 5 nicht übermäßig genau herstellen zu müssen, wird in Kauf genommen, dass es zu Leckverlusten zwischen den Kammern 10 des Dämpfers 5 kommt. Dies gleicht die Steuerung dadurch aus, dass – wie es in 8 gesehen werden kann – ein Verschiebebetrag X auf die Istwert-Kurve hinzugerechnet wird, um zu einer Sollwertkurve zu gelangen. Entsprechend könnte alternativ auch die Multiplikation der Istwerte mit einem Faktor X größer als 1 zu einer entsprechenden Sollwertkurve führen.
  • Zum Ausgleich der Undichtigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers, d. h. zum Ausgleich von Leckagen zwischen den Kammern sei noch folgendes angemerkt:
    Wie erläutert, wird die Undichtigkeit im sternförmigen Dämpfer erfasst und mit einem Verschiebebetrag oder Faktor von der Steuerung bzw. Regelung berücksichtigt und somit ausgeglichen.
  • Der in 8 dargestellte Sollwert ist die theoretisch nötige Öffnungsfläche der Regeleinrichtung bzw. des Ventils 14, um zu der jeweiligen Drehzahl n die Torsionsschwingungen optimal zu dämpfen. Der Istwert ist die von der Steuerung bzw. Regelung vorgegebene Öffnungsfläche A des Ventils 14. Die Steuerung bzw. Regelung bildet den Istwert aus verschiedenen, entweder durch Sensoren ermittelten oder vorgegebenen Kennwerten. Der Istwert und der in 8 oben dargestellte Verschiebebetrag X ergeben in diesem Ausführungsbeispiel den zu der jeweilige Drehzahl n nötigen Sollwert der Öffnungsfläche des Ventils.
  • Grundsätzlich gibt es dabei drei Möglichkeiten, den Torsionsschwingungsdämpfer unter der Berücksichtigung der Undichtigkeit zu regeln bzw. zu steuern:
    • 1. Die Steuerung arbeitet mit vorher ermittelten Kennlinien und berücksichtigt dabei einen gleichfalls in Versuchen ermittelten durchschnittlichen Wert für die Undichtigkeit.
    • 2. An Stelle des durchschnittlichen Wertes der Undichtigkeit wird für jeden Dämpfer vor dem Einbau ein individueller Kennwert der Undichtigkeit ermittelt.
    • 3. Die Torsionsschwingungen werden von dem Sensor 17 im laufenden Betrieb aufgenommen, und die Regelung ermittelt die jeweils individuell günstigste Öffnungsfläche A des Ventils 14 des Dämpfers.
  • Bei der Möglichkeit Nr. 1 soll die Steuerung die Undichtigkeit durch einen als Erfahrungswert gewonnenen Verschiebebetrag oder Faktor berücksichtigen. Diesen Erfahrungswert muss man vor dem Serienanlauf durch Versuche mit einer Anzahl Dämpfer ermitteln. Durch Toleranzschwankungen bei der Fertigung werden der Erfahrungswert und der individuell nötige Verschiebebetrag X (s. 8) meistens voneinander abweichen. Außerdem muss der Erfahrungswert bei jeder Fertigungsänderung an den hydraulischen Dämpferteilen überprüft und angeglichen werden.
  • Sicher ist die Möglichkeit Nr. 1 die kostengünstigste der drei Varianten, durch die beschriebenen Abweichungen zwischen dem Erfahrungswert und dem individuell benötigten Verschiebebetrag X ist hier jedoch der Abstand zur optimalen Lösung am größten.
  • Bei der zweiten Möglichkeit soll der Verschiebebetrag X unter der Annahme, dass die Undichtigkeit eines Dämpfers über seine Lebensdauer und in allen Betriebszuständen weitgehend konstant ist, vor dem Einbau jeweils individuell auf einem Prüfstand ermittelt und in die Steuerung eingegeben werden.
  • Dies kann z. B. so geschehen, dass der fertig montierte Dämpfer vor dem Einbau in den Wandler in einem Prüfstand mit Öl gefüllt wird. Durch Schließen der Steuerungs- oder Regeleinrichtung wird der Dämpfer praktisch „funktionslos" gesetzt und dann ein Drehmoment so aufgebracht, dass die beiden Dämpferteile gegeneinander verdreht werden. Wenn der Dämpfer zu 100% dicht wäre, wäre auch ein Verdrehen nicht möglich, doch durch die Undichtigkeit ist ein solches Verdrehen möglich. Der erhaltene Verdrehwinkel über der Zeit ist ein individuelles Maß für die Undichtigkeit des Dämpfers und wird in der jeweiligen Steuerung bzw. Regelung zur Berechnung des Verschiebebetrages X hinterlegt (s. 8).
  • Diese zweite Möglichkeit mit dem individuell für jeden Dämpfer ermittelten Verschiebebetrag X ist genauer als der Erfahrungswert gemäß der ersten genannten Möglichkeit, seine individuelle Ermittlung ist aber umständlicher und damit teurer.
  • Gemäß der Möglichkeit Nr. 3 werden die Torsionsschwingungen über den Sensor erfasst und als Istgröße an den Regler weiter gegeben. Dort wird die Istgröße laufend mit der Sollgröße – die zumeist „Null" ist – verglichen und der Dämpfer entsprechend nachgestellt. Es entsteht ein Regelkreis, der es ermöglicht, die Torsionsschwingungen optimal auszusteuern. Eine gesonderte Berücksichtigung der Undichtigkeit im Dämpfer ist dabei nicht nötig.
  • Statt dessen können weitere Faktoren im Regler berücksichtigt werden. So wäre es z. B. denkbar, dass man – sofern dies für ein Fahrprogramm gemäß einer „sportlichen Fahrweise" gewünscht wird – ein gewisses Maß an Torsionsschwingungen als Vibrationen zulässt.
  • 1
    hydrodynamische Kupplungseinrichtung
    2, 3
    hydrodynamischer Wandlerkreis
    2
    Pumpenrad
    3
    Turbinenrad
    4
    Überbrückungskupplung
    5
    Torsionsschwingungsdämpfer
    6
    Antriebswelle
    7
    Abtriebswelle
    8
    erstes Teil des Torsionsschwingungsdämpfers
    9
    zweites Teil des Torsionsschwingungsdämpfers
    10
    Kammer (ölgefüllt)
    11
    Trennwand
    12
    Trennwand
    13
    Mittel zum Beeinflussung des Fluidstroms
    14
    Ventil
    15
    Drossel
    16
    Steuerungs- oder Regelungseinrichtung
    17
    Sensor zur Erfassung von Drehbewegungen
    18
    mechanischer Torsionsschwingungsdämpfer
    19
    Ventilsitz
    20
    Steuerkörper
    21
    Betätigungseinrichtung
    22
    Regler
    23
    radiale Bohrung
    24
    axiale Bohrung
    25
    Ventilraum
    26
    Eintrittsöffnung
    27
    Kolben
    28
    Reibbelag
    29
    Steuerung
    V
    Volumen
    X
    Verschiebebetrag/Verstärkungsfaktor
    n
    Motordrehzahl
    A
    Öffnungsfläche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19721642 C1 [0003]

Claims (18)

  1. Hydrodynamische Kupplungseinrichtung (1), die einen hydrodynamischen Wandlerkreis (2, 3) sowie eine Überbrückungskupplung (4) aufweist, wobei die Überbrückungskupplung (4) einen Torsionsschwingungsdämpfer (5) umfasst, der im geschlossenen Zustand der Überbrückungskupplung (4) Drehbewegungen zwischen einer Antriebswelle (6) und einer Abtriebswelle (7) dämpft, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsschwingungsdämpfer (5) ein erstes Teil (8) aufweist, das im geschlossenen Zustand der Überbrückungskupplung (4) mit der Antriebswelle (6) in direkter oder indirekter Drehverbindung steht, sowie ein zweites Teil (9) aufweist, das mit der Abtriebswelle (7) in direkter oder indirekter Drehverbindung steht, wobei zwischen den beiden Teilen (8, 9) des Torsionsschwingungsdämpfers (5) mindestens zwei mit einem Fluid, insbesondere Hydrauliköl, gefüllte Kammern (10) ausgebildet werden, deren Volumen (V) sich bei relativer Drehung der beiden Teile (8, 9) verändert.
  2. Hydrodynamische Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Teilen (8, 9) vier Kammern (10) ausgebildet sind.
  3. Hydrodynamische Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Teilen (8, 9) sechs Kammern (10) ausgebildet sind.
  4. Hydrodynamische Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Teil (8) rohrförmig ausgebildet ist, wobei sich von der inneren Oberfläche des Rohres mindestens zwei Trennwände (11) radial nach innen erstrecken.
  5. Hydrodynamische Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Teil (9) als wellenförmiger Rotor ausgebildet ist, wobei sich von der wellenförmigen Struktur mindestens zwei Trennwände (12) radial nach außen erstrecken.
  6. Hydrodynamische Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (13) vorhanden sind, mit denen ein Fluidstrom von einer der Kammern (10) in eine andere der Kammern (10) beeinflusst werden kann.
  7. Hydrodynamische Kupplungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13) ein Ventil (14) umfassen, das koaxial in der Abtriebswelle (7) angeordnet ist und das durch eine Betätigungsbewegung betätigt wird, die in Achsrichtung verläuft.
  8. Hydrodynamische Kupplungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13) mindestens eine Drossel (15) umfassen, die in einer Trennwand (11) des rohrförmig ausgebildeten Teils (8) angeordnet ist.
  9. Hydrodynamische Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13) eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (16) umfassen, mit der der Fluidstrom zwischen den Kammern (10) beeinflussbar ist.
  10. Hydrodynamische Kupplungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (17) zur Erfassung von Torsionsschwingungen zwischen der Antriebswelle (6) und der Abtriebswelle (7) angeordnet ist, wobei der Sensor (17) mit der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (16) in Verbindung steht.
  11. Verfahren zum Betreiben einer hydrodynamischen Kupplungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Torsionsschwingungen zwischen der Antriebswelle (6) und der Abtriebswelle (7) gemessen werden und dass die gemessenen Werte an eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (16) geleitet werden, wobei die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (16) derart Einfluss auf die Mittel (13) zur Beeinflussung des Fluidstroms von einer der Kammern (10) in eine andere der Kammern (10) nimmt, dass die Amplituden der Torsionsschwingungen einen Zielwert erreichen oder sich diesem Zielwert annähern.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielwert für die Amplitude der Torsionsschwingungen Null ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (16) die zur Annäherung der Amplitude der Torsionsschwingungen an den Zielwert berechneten Signale um einen vorgegebenen Betrag (X) vergrößert bzw. erhöht werden, um Leckverluste zwischen den Kammern (10) auszugleichen.
  14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (16) die zur Annäherung der Amplitude der Torsionsschwingungen an den Zielwert berechneten Signale mit einem vorgegebenen Faktor (X) multipliziert werden, um Leckverluste zwischen den Kammern (10) auszugleichen.
  15. Verfahren zum Betreiben einer hydrodynamischen Kupplungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (16) auf die Mittel (13) zur Beeinflussung des Fluidstroms von einer der Kammern (10) in eine andere der Kammern (10) gemäß eines in der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (16) gespeicherten Funktionsverlaufs Einfluss nimmt, wobei der Funktionsverlauf in Abhängigkeit von der Drehzahl (n) eines Antriebsmotors die Größe (A) der Beeinflussung des Fluidstroms vorgibt.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Beeinflussung des Fluidstroms die Öffnungsfläche (A) eines Ventils (14) ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Beeinflussung des Fluidstroms um einen vorgegebenen Betrag (X) vergrößert bzw. erhöht wird, um Leckverluste zwischen den Kammern (10) auszugleichen.
  18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Beeinflussung des Fluidstroms durch Multiplikation mit einem Faktor (X) erhöht wird, um Leckverluste zwischen den Kammern (10) auszugleichen.
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