DE10164347A1

DE10164347A1 - Rückstellvorrichtung für einen Kupplungskolben eines Automatikgetriebes

Info

Publication number: DE10164347A1
Application number: DE10164347A
Authority: DE
Inventors: Chang-Wook Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-02-06
Also published as: JP3579724B2; US20030010593A1; JP2003049867A; KR20030006058A; KR100391471B1; US6675944B2

Abstract

Um die Wirkung einer Zentrifugalkraft auf den Lösevorgang eines Kupplungskolbens zu minimieren, stellt die vorliegende Erfindung eine Rückstellvorrichtung bereit, die einschließt ein Federlager, das mit derselben Drehzahl wie der Kupplungskolben rotiert, und eine Rückstellfeder, die an einem Ende an dem Federlager anliegt und eine elastische Kraft auf den Kupplungskolben aufbringt, wobei die elastische Kraft anwächst, wenn die Drehzahl des Kupplungskolbens anwächst.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

(a) Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung eines Automatikgetriebes, und insbesondere auf eine Rückstellvorrichtung eines Kupplungskolbens eines Automatikgetriebes.

(b) Beschreibung des Standes der Technik

Eine Mehrscheibenkupplung ist derart strukturiert, dass sie eine Vielzahl sich abwechselnder Kupplungsplatten und -scheiben besitzt, und wird verwendet, um in Motorrädern und Automatikgetrieben von Fahrzeugen Kraft zu übertragen. Der herkömmliche Mehrscheibenkupplungsaufbau schließt unter Bezugnahme auf Fig. 5 eine Vielzahl an Kupplungsplatten 104 ein, die im wesentlichen parallel innerhalb von Schlitzen eines inneren geschlitzten Abschnitts 102 eines Kupplungsgehäuses 100 montiert sind, und eine Vielzahl an Kupplungsscheiben 110, die zwischen den Kupplungsplatten 104 innerhalb Schlitzen eines äußeren geschlitzten Abschnitts 108 einer Nabe 106 montiert sind. Das heißt, die Kupplungsplatten 104 und die Kupplungsscheiben 110 sind teilweise in die Schlitze des inneren geschlitzten Abschnitts 102 des Kupplungsgehäuses 100 bzw. des äußeren geschlitzten Abschnitts 108 der Nabe 106 eingefügt.

Ein Kolben 112 ist in einem Bereich montiert, der durch das Kupplungsgehäuse 100 definiert ist, und es ist eine hydraulische Druckkammer 114 zwischen dem Kolben 112 und dem Kupplungsgehäuse 100 gebildet. Eine Rückstellfeder 116, die eine Druckfeder ist, ist auf einer Seite des Kolbens 112 gegenüber zu derjenigen, auf welcher die hydraulische Druckkammer gebildet ist, vorgesehen, um eine konstante Vorspannkraft auf den Kolben 112 in einer Richtung hin zu der hydraulischen Druckkammer 114 bereitzustellen.

Mit der Förderung eines ausreichenden hydraulischen Drucks an die hydraulische Druckkammer 114 überwindet der Kolben 112 eine elastische Kraft der Rückstellfeder 116, so dass der Kolben 112 sich in einer Richtung hin zu den Kupplungsplatten 104 und den Kupplungsscheiben 110 bewegt, um diese zusammenzudrücken und dadurch die Mehrscheibenkupplung zu betätigen, um die Kraftübertragung zu ermöglichen. Falls der hydraulische Druck dann von der hydraulischen Druckkammer 114 ausgestoßen wird, bewegt sich der Kolben 112 in der entgegengesetzten Richtung infolge der Vorspannkraft der Rückstellfeder 116. Dies entfernt die auf die Kupplungsplatten 104 und die Kupplungsscheiben 110 durch den Kolben 112 aufgebrachte Kraft, so dass die Kraftübertragung unterbrochen wird.

Allerdings ist der Ausstoß der Hydraulikflüssigkeit oftmals unvollständig. Das heißt, obwohl der hydraulische Druck in dem Pfad zwischen einer hydraulischen Drucksteuervorrichtung und der hydraulischen Druckkammer 114 vollständig ausgestoßen ist, wird ein Teil der Flüssigkeit in der hydraulischen Druckkammer 114 nicht ausgestoßen infolge einer Zentrifugalkraft, welche durch die Rotation der Kupplung erzeugt wird, wodurch ein Zentrifugalkraft-Hydraulikdruck erzeugt wird. In dem Fall, in welchem die Kupplung bei einer hohen Drehzahl rotiert, kann der Zentrifugalkraft- Hydraulikdruck den Eingriff der Kupplung aufrecht erhalten.

Fig. 5 zeigt zwei Arten von Kupplungsrückstellmechanismen gemäß dem Stand der Technik; von denen einer, wie in dem oberen Teil der Zeichnung dargestellt, ein "balance piston type" ("Ausgleichkolbentyp") ist, und von denen der andere, wie in dem unteren Abschnitt der Zeichnung dargestellt, ein "check ball type" ("Prüfkugeltyp") ist.

Gemäß dem Ausgleichkolbentyp ist ein Ausgleichkolben 118 von dem Kolben 112 nach innen montiert, wie in dem oberen Abschnitt des Beispiels eines herkömmlichen Mehrscheibenkupplungsaufbaus aus Fig. 5 dargestellt, und die Rückstellfeder 116 ist zwischen dem Kolben 112 und dem Ausgleichkolben 118 eingelegt. Auch wird ein entgegenwirkender hydraulischer Druck zu einem Raum zwischen dem Kolben 112 und dem Ausgleichkolben 118 derart gefördert, dass der entgegenwirkende hydraulische Druck ein Rückstellen des Kolbens 112 ermöglicht.

Gemäß dem Prüfkugeltyp, unter Bezugnahme auf den unteren Abschnitt des Beispiels eines herkömmlichen Mehrscheibenkupplungsaufbaus aus Fig. 5, ist eine Prüfkugel 120 auf einem äußeren Randabschnitt des Kolbens 112 montiert, wobei dieser Bereich des Kolbens 112 und der benachbarte Abschnitt derart gebildet sind, um eine Betätigung der Prüfkugel 120 zu ermöglichen. Verschiedene Kräfte wirken auf die Prüfkugel 120 einschließlich der Kraft des hydraulischen Drucks, der hydraulischen Kraft infolge der Rotation der Mehrscheibenkupplung und einer Auftriebskraft durch die Flüssigkeit, welche zur Erzeugung hydraulischen Drucks verwendet wird. Falls eine Drehzahl der Kupplung erhöht wird, überwindet die Zentrifugalkraft, die auf die Prüfkugel 120 wirkt, den Zentrifugalkraft-Hydraulikdruck, um einen Fluss der Flüssigkeit zu erzeugen, das heißt um den Ausstoß der verbleibenden Flüssigkeit zu ermöglichen.

Allerdings, in dem Fall des obigen ersten Beispiels, in welchem der Ausgleichkolben 118 verwendet wird, um den Zentrifugalkraft-Hydraulikdruck effektiv abzusetzen, muss ein innerer Durchmesser des Ausgleichkolbens 118 geringer sein als ein innerer Durchmesser des Kolbens 112. Hierdurch werden die Abmessungen des Getriebes erhöht.

Weiterhin, hinsichtlich der Anwendung der Prüfkugel 120, ist es schwierig die Prüfkugel 120 auszulegen und die Qualität derselben aufrecht zu erhalten, um die präzisen Design- und Konstruktionsparameter einzuhalten. Auch ist es schwierig die Prüfkugel 120 mit den präzisen Designparametern herzustellen, da die Oberflächen der Prüfkugel 120 und ihre Kontaktflächen mit hoher Genauigkeit hergestellt sein müssen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der obigen Probleme entwickelt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rückstellvorrichtung für einen Kupplungskolben eines Automatikgetriebes bereitzustellen, der eine Rückstellfeder einschließt, von der eine elastische Kraft anwächst, wenn die Drehzahl des Kupplungskolbens anwächst, so dass verhindert wird, dass der Kupplungskolben in Eingriff gelangt, wenn ein hydraulischer Druck gelöst wird.

Zum Lösen der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine Rückstellvorrichtung für einen Kupplungskolben eines Automatikgetriebes bereit, die aufweist ein Federlager, das mit derselben Drehzahl rotiert wie der Kupplungskolben, und eine Rückstellfeder, die an einem Ende an dem Federlager anliegt und eine elastische Kraft auf den Kupplungskolben aufbringt, wobei die elastische Kraft anwächst, wenn die Drehzahl des Kupplungskolbens anwächst.

Die Rückstellfeder kann realisiert sein durch Einschließen einer ebenen Federplatte, die in ihren zentralen Abschnitt in einer radialen Richtung zu einer Rotationsachse des Kupplungskolbens gekrümmt ist, und eine Masseneinheit, die auf dem gekrümmten zentralen Abschnitt angeordnet ist, wobei die Rückstellfeder an dem Federlager an einem Ende der ebenen Federplatte anliegt, und das andere Ende der ebenen Federplatte mit dem Kupplungskolben verbunden ist. Die Masseneinheit ist bevorzugt zylindrisch geformt.

Die Rückstellfeder kann auch realisiert sein durch Einschließen eines zentralen Abschnitts, der eine vorbestimmte Länge und Masse besitzt, und eines Paars elastischer Flügel, die derart gebildet sind, dass sie sich in einer radialen Richtung von einer Rotationsachse des Kupplungskolbens und einem vorbestimmten Winkel auf gegenüberliegenden Seiten des zentralen Abschnitts erstrecken, wobei ein distales Ende eines der elastischen Flügel an dem Federlager anliegt, und ein distales Ende des anderen elastischen Flügels an dem Kupplungskolben anliegt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die begleitenden Zeichnungen, welche in die Beschreibung 4 eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung, und dienen, zusammen mit der Beschreibung, zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung:
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Rückstellvorrichtung für einen Kupplungskolben eines Automatikgetriebes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Rückstellfeder gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Rückstellfeder aus Fig. 2;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Rückstellfeder aus Fig. 2 und dient zur Beschreibung des Betriebs der Rückstellfeder; und
Fig. 5 zeigt Schnittansichten von zwei Typen herkömmlicher Rückstellvorrichtungen für einen Kupplungskolben eines Automatikgetriebes.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Rückstellvorrichtung für einen Kupplungskolben eines Automatikgetriebes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Mehrscheibenkupplung.
Die Mehrscheibenkupplung 2 schließt eine Vielzahl an Kupplungsplatten 8 ein, die im wesentlichen parallel in Schlitzen eines inneren geschlitzten Abschnitts 6 eines Kupplungsgehäuses 4 montiert sind, und schließt ein eine Vielzahl an Kupplungsscheiben 14, die zwischen den Kupplungsplatten 8 Schlitzen eines äußeren geschlitzten Abschnitts 12 einer Nabe 10 montiert sind. Das heißt, die Kupplungsplatten 8 und die Kupplungsscheiben 14 sind teilweise in die Schlitze des inneren geschlitzten Abschnitts 6 des Kupplungsgehäuses 4 bzw. des äußeren geschlitzten Abschnitts 12 der Nabe 19 eingefügt.
Ein Kolben 16 ist in einem Bereich montiert, der durch das Kupplungsgehäuse 4 definiert ist, und eine hydraulische Druckkammer 18 ist zwischen dem Kolben 16 und dem Kupplungsgehäuse 4 gebildet. Eine Rückstellfeder 20 ist auf einer Seite des Kolbens 16 gegenüber zu derjenigen vorgesehen, auf welcher die hydraulische Druckkammer 18 gebildet ist, um konstant eine vorspannende Kraft auf den Kolben 16 in einer Richtung hin zu der hydraulischen Druckkammer 18 bereitzustellen.
Mit der Förderung eines ausreichenden hydraulischen Drucks an die hydraulische Druckkammer 18 überwindet der Kalben 16 die elastische Kraft der Rückstellfeder 20, so dass sich der Kolben 16 in einer Richtung hin zu den Kupplungsplatten 8 und den Kupplungsscheiben 14 bewegt, um dieselben zusammenzudrücken und dadurch die Mehrscheibenkupplung in Eingriff zu bringen, um die Kraftübertragung zu ermöglichen. Falls der hydraulische Druck dann von der hydraulischen Druckkammer 18 ausgestoßen wird, bewegt sich der Kolben 16 in der gegenüberliegenden Richtung infolge der vorspannenden Kraft der Rückstellfeder 20. Dies entfernt die auf die Kupplungsplatten 8 und die Kupplungsscheiben 14 durch den Kolben 16 aufgebrachte Kraft, so dass die Kraftübertragung unterbrochen wird.
Die Rückstellfeder 20 schließt unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 einen zentralen Abschnitt 22 ein, der zylindrisch geformt ist und eine vorbestimmte Masse besitzt, und schließt ein Paar elastischer Flügel 24 und 26 ein, die integral mit dem zentralen Abschnitt 22 gebildet sind und sich unter einem vorbestimmten Winkel auf gegenüberliegenden Seiten des zentralen Abschnitts 22 erstrecken.
Der zentrale Abschnitt 22 ist nicht auf eine zylindrische Form beschränkt und kann in zahlreichen anderen Konfigurationen gebildet sein. Auch ist es möglich, dass die elastischen Flügel 24 und 26 mit dem zentralen Abschnitt 22 verbunden sind, beispielsweise durch einen Schweißvorgang, und sie müssen nicht unbedingt wie beschrieben integral mit dem zentralen Abschnitt 22 gebildet sein.
Das Paar elastischer Flügel 24 und 26 kann derart gebildet sein, dass es eine ebene Federplatte besitzt, die in ihrem zentralen Abschnitt in einer radialen Richtung zu einer Rotationsachse des Kolbens 16 konvex gekrümmt ist, und eine Masseneinheit kann auf dem gekrümmten zentralen Abschnitt angeordnet sein, um einen zentralen Abschnitt mit der vorbestimmten Masse zu erhalten.
Die Rückstellfeder 20 ist unter Bezugnahme auf Fig. 1 in der Mehrscheibenkupplung 2 wie folgt montiert. Mit einer Längsachse des zentralen Abschnitts 22 in einer Richtung senkrecht zu der Ebene, die durch Schneiden der Mehrscheibenkupplung 2 für die Schnittansicht erzeugt wird, platziert, liegt ein distales Ende des elastischen Flügels 24 an der unteren Fläche eines Vorsprungs 28 des Kolben 16 an, und ein distales Ende des elastischen Flügels 26 liegt an einem Federlager 39 an, das in einem durch die Nabe 10 und den Kolben 16 definierten Bereich gebildet ist. Das Federlager 39 ist derart gebildet, dass der elastische Flügel nicht aus seiner Position rutscht, in welcher er in Kontakt mit dem Federlager 39 steht.
Die elastischen Flügel 24 und 26 der Rückstellfeder 20 üben konstant eine Vorspannkraft auf den Kolben 16 in einer Richtung der hydraulischen Druckkammer 18 aus. Darüber hinaus, unter Bezugnahme auf Fig. 4, falls der Kolben 16 hin zu den Kupplungsplatten und -scheiben 8 und 14 durch Fördern hydraulischen Drucks an die hydraulische Druckkammer 18 bewegt wird, werden die elastischen Flügel 24 und 26 verformt, so dass der Abstand zwischen ihnen vermindert wird. Dies erhöht die elastische Kraft, welche durch die elastischen Flügel 24 und 26 auf den Kolben 16 aufgebracht wird.
Falls die Mehrscheibenkupplung 2 bei hoher Drehzahl rotiert wird, wirkt die resultierende Zentrifugalkraft als eine (in der Zeichnung) nach oben gerichtete Kraft auf den zentralen Abschnitt 22 der Rückstellfeder 20, und dementsprechend wirkt die nach oben gerichtete Kraft auf den zentralen Abschnitt derart, dass die elastischen Flügel 24 und 26 weiter geöffnet werden, was bedeutet, dass die vorspannende Kraft der Rückstellfeder 20 erhöht wird.
Da die vorspannende Kraft der Rückstellfeder anwächst, wenn die Zentrifugalkraft anwächst, wird die ungewünschte Bewegung des Kolbens 16 hin zu den Kupplungsplatten 8 und Kupplungsscheiben 14 verhindert und es wird sichergestellt, dass der Kolben 16 sich zurückzieht, wenn der hydraulische Druck von der hydraulischen Druckkammer 18 gelöst wird. Das heißt, die durch die elastischen Flügel 24 und 26 während hoher Drehzahl der Mehrscheibenkupplung 2 aufgebrachte Kraft ist größer als ein Zentrifugalkraft-Hydraulikdruck, der dadurch entsteht, dass Flüssigkeit in der hydraulischen Druckkammer 18 übrigbleibt, wodurch eine Bewegung des Kolbens 16 durch den Zentrifugalkraft-Hydraulikdruck verhindert wird. Eine derartige Konfiguration der vorliegenden Erfindung ist einfacher und kostengünstiger als herkömmliche Strukturen, welche Ausgleichkolben und Prüfkugeln verwenden.
Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorstehend ausführlich beschrieben worden sind, sollte klar verstanden werden, dass zahlreiche Variationen und/oder Modifikationen des hierin gelehrten grundlegenden erfinderischen Konzepts, welche dem Fachmann ersichtlich sein werden, ebenfalls in den Grundgedanken und den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, fallen.

Claims

1. Rückstellvorrichtung für einen Kupplungskolben eines Automatikgetriebes, die aufweist:
ein Federlager, das mit derselben Drehzahl rotiert wie der Kupplungskolben; und
eine Rückstellfeder, die an einem Ende an dem Federlager anliegt und eine elastische Kraft auf den Kupplungskolben aufbringt, wobei die elastische Kraft anwächst, wenn die Drehzahl des Kupplungskolbens anwächst.

2. Rückstellvorrichtung nach Anspruch 1, worin die Rückstellfeder aufweist:
eine ebene Federplatte, die in ihrem zentralen Abschnitt in einer radialen Richtung zu einer Rotationsachse des Kupplungskolbens konvex gekrümmt ist; und
eine Masseneinheit, die auf dem gekrümmten zentralen Abschnitt angeordnet ist, und worin die Rückstellfeder an dem Federlager an einem Ende der ebenen Federplatte anliegt, und das andere Ende der ebenen Federplatte mit dem Kupplungskolben verbunden ist.

3. Rückstellvorrichtung nach Anspruch 1, worin die Rückstellfeder aufweist:
einen zentralen Abschnitt, der eine vorbestimmte Länge und Masse besitzt; und
ein Paar elastischer Flügel, die derart gebildet sind, dass sie sich in einer radialen Richtung von einer Rotationsachse des Kupplungskolbens unter einem vorbestimmten Winkel auf gegenüberliegenden Seiten des zentralen Abschnitts erstrecken, wobei ein distales Ende eines der elastischen Flügel an dem Federlager anliegt, und ein distales Ende des anderen elastischen Flügels an dem Kupplungskolben anliegt.

4. Rückstellvorrichtung nach Anspruch 2, worin die Masseneinheit zylindrisch geformt ist.