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Die
vorliegende Erfindung basiert auf der japanischen Patentanmeldung
Nr. 2005-066121, die am 9. März
2005 eingereicht wurde, deren Inhalt hierin unter Bezugnahme aufgenommen
ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben, der betreibbar ist,
um Reibungskupplungselemente einer Kupplungs- oder Bremsvorrichtung,
die bei einem Automatikgetriebe vorgesehen ist, gegeneinander zu
treiben, um die Kupplungs- oder Bremsvorrichtung in ihren eingerückten Zustand
zu versetzen.
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Diskussion
des zugehörigen
Standes der Technik
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Ein
bekanntes Automatikgetriebe weist Kupplungen und Bremsen auf, von
denen jede mit Reibungskupplungselementen in der Gestalt einer Vielzahl
von Reibungsplatten versehen ist, so dass das Automatikgetriebe
automatisch durch wahlweises Einrücken und Ausrücken der
Kupplungen und Bremsen geschaltet wird. Die Reibungskupplungselemente
werden gegeneinander durch einen Kolben getrieben, um jede Kupplung
oder Bremse in ihren eingerückten
Zustand zu versetzen. JP-9-32919A und JP-10-89380A offenbaren ein
Beispiel eines solchen Kolbens, der zwei Kolbenelemente aufweist, nämlich ein
erstes Kolbenelement, das einen zylindrischen Abschnitt des Kolbens
ausbildet, und ein zweites Kolbenelement, das einen Bodenabschnitt des
Kolbens ausbildet. Bei dem in diesen Veröffentlichungen offenbarten
Kolben hat das erste Kolbenelement axiale Ausschnitte, die an einem
seiner entgegengesetzten axialen Endabschnitte ausgebildet sind,
während
das zweite Kolbenelement Eingriffklauen hat, die in die axialen
Ausschnitte gepasst sind, und wobei ein Haltering in einer Umfangsvertiefung
gepasst ist, die an der inneren Umfangsfläche des ersten Kolbenelements
ausgebildet ist, nämlich in
Kontakt mit dem zweiten Kolbenelement, so dass die ersten und zweiten
Kolbenelemente miteinander bei dem Kolben fixiert werden. Die Umfangsvertiefung
besteht aus einer Vielzahl von bogenförmigen Vertiefungen, die voneinander
durch die axialen Ausschnitte in Umfangsrichtung des ersten Kolbenelements
beabstandet sind.
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Bei
dem JP-9-32919A offenbarten Kolben verursacht eine axiale Bewegung
des Kolbens, dass eine Last von dem zweiten Kolbenelement auf die Umfangsvertiefung
des ersten Kolbenelements durch den Haltering aufgebracht wird.
Die Eingriffsklauen, die an dem zweiten Kolbenelement ausgebildet
sind, erstrecken sich in die radiale Richtung des Kolbens und sind
an den Haltering in Anstoß bringbar,
so dass die Last von den Eingriffklauen auf den Haltering bei der
axialen Bewegung des Kolbens aufgebracht wird. Der Haltering ist
lediglich in der Umfangsvertiefung des ersten Kolbenelements in
Kontakt mit dem zweiten Kolbenelement gepasst, das die Eingriffsklauen
hat, die in den axialen Ausschnitten des ersten Kolbenelements gefasst
sind, ohne jegliches Element, das den Haltering an seiner Seite stützt, die
von den Eingriffklauen entfernt ist, wobei das Aufbringen der Last
von dem zweiten Kolbenelement auf die Umfangsvertiefung des ersten
Kolbenelements durch den Haltering eine Spannungskonzentration an
den Abschnitten der Umfangsvertiefung verursacht, die angrenzend
an die axialen Ausschnitte in Umfangsrichtung des ersten Kolbenelements sind.
Demgemäss
gibt es die Tendenz, dass sich diese Abschnitte der Umfangsvertiefung
aufgrund der Spannungskonzentration elastisch verformen.
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Um
die elastische Verformung der Umfangsvertiefung des ersten Kolbenelements
bei dem Kolben von JP-9-32919A zu verhindern, muss daher der Haltering
eine ausreichend große
Dicke haben, was in unerwünschter
Art und Weise eine Vergrößerung des
Kolbens zur Folge hat.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund des vorstehend diskutierten
Standes der Technik gemacht. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen Kolben mit kleiner Abmessung für ein Automatikgetriebe zu
schaffen, der ein erstes Kolbenelement, das seinen zylindrischen
Abschnitt ausbildet, und ein zweites Kolbenelement aufweist, das
seinen Bodenabschnitt ausbildet, die miteinander durch einen Haltering
fixiert sind.
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Die
vorstehend angegebene Aufgabe kann gemäß dem Prinzip der vorliegenden
Erfindung gelöst
werden, die einen Kolben für
ein Automatikgetriebe schafft, der folgendes aufweist: ein erstes
Kolbenelement, das einen zylindrischen Abschnitt des Kolbens bildet
und eine Vielzahl axialer Ausschnitte sowie eine Umfangsvertiefung
hat, die an einem seiner axialen Endausschnitte ausgebildet ist;
ein zweites Kolbenelement, das einen Bodenabschnitt des Kolbens
ausbildet und eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Eingriffsklauen
hat, die in der Vielzahl der axialen Ausschnitte gepasst sind; und
einen Haltering, der in der Umfangsvertiefung gepasst ist und in
Anstoßkontakt
mit den Eingriffsklauen gehalten ist, wodurch die ersten und zweiten
Kolbenelemente miteinander fixiert werden, und wobei zumindest eine der
Vielzahl der Eingriffsklauen des zweiten Kolbenelements mit dem
Haltering zusammenwirkt, um dazwischen einen Spalt auszubilden.
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Bei
dem Kolben der vorliegenden Erfindung, der wie vorstehend beschrieben
aufgebaut ist, wirkt zumindest eine der sich radial erstreckenden
Eingriffsklauen des zweiten Kolbenelements, das in Anstoßkontakt
mit dem Haltering gehalten ist, mit dem Haltering zusammen, um dazwischen
einen Spalt auszubilden oder zu definieren. Bei der Anwesenheit dieses
Spalts wird eine Last nicht auf dem Haltering von den Eingriffsklauen,
nämlich
von den Umfangsabschnitten des zweiten Kolbenabschnitts aufgebracht,
die den axialen Ausschnitten entsprechen, wenn der Haltering durch
das zweite Kolbenelement bei einer axialen Bewegung des Kolbens
getrieben wird. Demgemäss
verhindert der Spalt, der zwischen der Eingriffsklaue und dem Haltering
ausgebildet ist, eine Spannungskonzentration an den Abschnitten der
Umfangsvertiefung des ersten Kolbenelements, die angrenzend an die
axialen Ausschnitte liegen, so dass die erforderlich Dicke des Halterings
verringert werden kann, was zu einer Abmessungsreduktion des Kolbens
führt.
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Gemäß einer
ersten bevorzugten Form dieser Erfindung hat jede zumindest eine
der vorstehend genannten Vielzahl der Eingriffsklauen einen Absatzabschnitt,
der ein radial äußeres Teil
und ein radial inneres Teil aufweist, die so ausgebildet sind, dass
das radial äußere Teil
von dem radial inneren Teil in eine axiale Richtung des zweiten Kolbenelements
entfernt von dem Haltering beabstandet ist, wobei der Absatzabschnitt
mit dem Haltering zusammenwirkt, um den Spalt auszubilden.
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Gemäß einer
zweiten bevorzugten Form dieser Erfindung sind axial innere Enden
der Vielzahl der axialen Ausschnitte durch jeweilige radiale Endflächen definiert,
die parallel zu einer radialen Richtung des ersten Kolbenelements
sind und die von der Umfangsvertiefung in eine Axialrichtung des
ersten Kolbenelements entfernt von den axial äußeren Enden der axialen Ausschnitte
beabstandet sind, wobei die Vielzahl der Eingriffsklauen aus zumindest
einer elastischen Vorspannklaue, die in die axiale Richtung des
zweiten Kolbenelements in Richtung auf die radialen Endflächen geneigt
ist und von der jede in Anstoßkontakt
mit der radialen Endfläche
eines entsprechenden der Vielzahl der axialen Ausschnitte gehalten
ist, und zumindest einer nicht elastischen Vorspannklaue besteht,
die nicht in Anstoßkontakt
mit der radialen Endfläche
des entsprechenden axialen Ausschnitts gehalten ist, wobei jede
der zumindest einen nicht elastischen Vorspannklauen mit dem Haltering
zusammenwirkt, um einen ersten Spalt dazwischen zu definieren, während jede
der zumindest einen elastischen Vorspannklauen mit dem Haltering zusammenwirkt,
um einen zweiten Spalt dazwischen zu definieren, wobei eine Abmessung
des ersten Spalts in die Axialrichtung des Kolbens kleiner als eine
Abmessung des zweiten Spalts in die Axialrichtung des Kolbens ist.
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Bei
dem Kolben gemäß der zweiten
bevorzugten Form der Erfindung wird jede elastische Vorspannklaue,
die in die axiale Richtung des zweiten Kolbenelements in Richtung
auf die radiale Endfläche
des entsprechenden axialen Ausschnitts geneigt ist, in Anstoßkontakt
mit der radialen Endfläche
gehalten, so dass das erste Kolbenelement axial durch jede elastische
Vorspannklaue vorgespannt wird. Die zumindest eine elastische Vorspannklaue
ist wirksam, um eine relative axiale Klapperverschiebung der ersten
und zweiten Kolbenelemente des Kolbens zu minimieren, die aufgrund
von Abmessungsfehlern der Kolbenelemente auftreten würde, auch
wenn die Abmessungsfehler innerhalb vorbestimmter Toleranzen gehalten
würden.
Demgemäss
verringert die zumindest eine elastische Vorspannklaue den Grad
der Verschlechterung der Haltbarkeit des ersten Kolbenelements und
der Reibungskupplungselemente (Reibungsplatten) einer Kupplungs-
oder Bremsvorrichtung, die aufgrund von unnötigen Anstoßkontakten des ersten Kolbenelements
mit den Reibungskupplungselementen auftreten würde. Daher ist die zumindest
eine elastische Vorspannklaue wirksam, einen Leistungsverlust des
Automatikgetriebes aufgrund eines Schleifphänomens der Kupplungs- oder Bremsvorrichtung
zu verringern, bei dem die Reibungskupplungselemente gegeneinander
durch den Kolben getrieben werden, während es nicht erforderlich
ist, dass die Kupplungs- oder Bremsvorrichtung in ihren eingerückten Zustand
versetzt wird.
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Der
Kolben gemäß der zweiten
bevorzugten Form der Erfindung ist ferner vorteilhaft aufgrund der axialen
Abmessung des ersten Spalts, der zwischen der nicht elastischen
Vorspannklaue und dem radial äußeren Endabschnitt
des Halterings ausgebildet ist, wobei die axiale Abmessung kleiner
als die axiale Abmessung des zweiten Spalts ist, der zwischen der elastischen
Vorspannklaue in der Form der zweiten Eingriffsklaue und dem Haltering
ausgebildet wird. Diese Abmessungsbeziehung zwischen dem ersten und
dem zweiten Spalt ist vorteilhaft beim Zusammenbauen der ersten
und zweiten Kolbenelemente.
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Die
elastische und nicht elastische Vorspannklauen können sich nämlich aufgrund des Zusammenbaues
wegen einer relativen axialen Bewegung der ersten und zweiten Kolbenelemente
verformen. Auch bei dem Vorfall dieser Verformung der elastischen
und nicht elastischen Vorspannklaue wird die nicht elastische Vorspannklaue
in den Anstoßkontakt
mit dem Haltering gebracht, bevor die elastischen Vorspannklauen
in Anstoßkontakt
mit dem Haltering gebracht werden. Wenn die nicht elastische Vorspannklaue
in Anstoßkontakt
mit dem Haltering gebracht wird, wird verhindert, dass das erste Kolbenelement
weitergehend in die axiale Richtung relativ zu dem zweiten Kolbenelement
bewegt wird, so dass eine nachfolgende elastische Verformung der
elastischen Vorspannklaue verhindert wird, wodurch eine plastische
Verformung der elastischen Vorspannklaue verhindert wird.
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Obwohl
zumindest eine der Vielzahl der Eingriffsklauen (zwei oder mehrere
Eingriffsklauen) des zweiten Kolbenelements notwendigerweise mit
dem Haltering zusammenwirken, um einen Spalt dazwischen auszubilden,
ist es wünschenswert,
dass alle Eingriffsklauen mit dem Haltering zusammenwirken, um jeweilige
Spalte dazwischen auszubilden.
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Bei
dem Kolben gemäß der ersten
bevorzugten Form der Erfindung sind die radial äußeren und inneren Teile des
Absatzabschnitts so ausgebildet, dass das radial äußere Teil
von dem radial inneren Teil in die axiale Richtung des zweiten Kolbenelements
entfernt von dem Haltering beabstandet ist. In diesem Fall kann
jede Eingriffsklaue, die teilweise den Spalt definiert, eine Dicke
haben, die gleich der Dicke des jeweiligen zweiten Kolbenelements
ist. Jedoch kann der Spalt zwischen dem Haltering und einem Abschnitt
der Eingriffsklaue ausgebildet werden, der eine geringere Dicke
als der andere Abschnitt der Eingriffsklaue hat. Der Absatzabschnitt
der Eingriffsklaue kann durch Ausbilden des zweiten Kolbenelements
durch Biegen eines ebenen Rohlings oder Werkstücks, beispielsweise durch einen
Pressformvorgang oder durch Bearbeiten eines Rohlings oder Werkstücks gebildet
werden.
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Jede
von der vorstehend angedeuteten, zumindest einen der Vielzahl der
Eingriffsklauen kann aus einem einzigen geradlinigen Abschnitt bestehen, der
sich radial nach außen
von dem zweiten Kolbenelement erstreckt und der an einem nahen Ende
mit Bezug auf die radiale Richtung des zweiten Kolbenelements gebogen
ist, so dass ein entferntes Ende des einzigen geradlinigen Abschnitts
von dem nahen Ende in eine axiale Richtung des zweiten Kolbenelements
entfernt von dem Haltering beabstandet ist.
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Das
innere Ende des Spalts mit Sicht in die radiale Richtung des zweiten
Kolbenelements kann nach außen
weisend von der inneren Umfangsfläche des ersten Kolbenelements
gelegen sein, an der die Umfangsvertiefung ausgebildet ist. Jedoch
wird das innere Ende des Spalts vorzugsweise nach innen weisend
von der inneren Umfangsfläche
des ersten Kolbenelements angeordnet. Diese Anordnung ist wirksam,
um die Spannungskonzentration an den Umfangsabschnitten der Umfangsvertiefung
zu reduzieren, die angrenzend an die axialen Ausschnitte liegen.
Wenn das innere Ende des Spaltes beträchtlich nach innen weisend
von der inneren Umfangsfläche des
ersten Kolbenelements gelegen ist, wird der Flächeninhalt der Eingriffsklaue,
die in Anstoßkontakt mit
dem Haltering steht, entsprechend verringert, so dass die Last,
die auf den Haltering von dem zweiten Kolbenelement aufgebracht
wird, in Umfangsrichtung des Halterings nicht einheitlich ist. Daher
wird das innere Ende des Spalts vorzugsweise nach innen weisen von
der inneren Umfangsfläche
des ersten Kolbenelements, aber so nah wie möglich an der inneren Umfangsfläche des
ersten Kolbenelements angeordnet.
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Die
zumindest eine elastische Vorspannklaue, die an dem Kolben gemäß der zweiten
bevorzugten Form der Erfindung vorgesehen ist, braucht nicht gemäß dem Prinzip
dieser Erfindung vorgesehen zu werden. In der zweiten bevorzugten
Form ist die zumindest eine elastische Vorspannklaue ebenso wie
die zumindest eine nicht elastische Vorspannklaue vorgesehen. Jede
elastische Vorspannklaue ist in die axiale Richtung des zweiten
Kolbenelements in Richtung auf die radiale Endfläche des entsprechenden axialen
Ausschnitts geneigt. Jede elastische Vorspannklaue weist nämlich die
radial äußeren und
inneren Teile auf, die so ausgebildet sind, dass das radial äußere Teil
von dem radial inneren Teil in die axiale Richtung des zweiten Kolbenelements
in Richtung auf die radiale Endfläche und entfernt von dem Haltering
beabstandet ist. Die elastische Vorspannklaue kann den Absatzabschnitt
haben, der in der ersten bevorzugten Form der Erfindung vorgesehen ist,
wie vorstehend beschrieben ist, oder kann aus dem einzigen geradlinigen
Abschnitt bestehen, wie vorstehend beschrieben ist. Ungeachtet der
Konfiguration der elastischen Vorspannklaue wird der Spalt zwischen
dieser elastischen Vorspannklaue und dem Haltering ausgebildet und
funktioniert die elastische Vorspannklaue als die zumindest eine
Eingriffsklaue, die gemäß dem Prinzip
der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, wie vorstehend beschrieben
ist. Die Eingriffsklaue wird als die elastische Vorspannklaue betrachtet,
wenn der Betrag des Spalts, der teilweise durch die Eingriffsklaue
in Anstoßkontakt
mit der radialen Endfläche
definiert wird, relativ groß ist.
Anders gesagt ist der Betrag des Spalts, der teilweise durch die
elastische Vorspannklaue definiert wird, größer als derjenige der teilweise
durch die nicht elastische Vorspannklaue definiert wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehend genannten und andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile, sowie
die technische und industrielle Bedeutung der vorliegenden Erfindung werden
durch das Studium der folgenden genauen Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele der
Erfindung besser verstanden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
betrachtet wird.
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1 ist
eine teilweise Draufsicht im Querschnitt eines Automatikgetriebes,
das mit einer Kupplungsvorrichtung mit einem Kolben in der Form
eines radial äußeren Kolbens
versehen ist, der gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufgebaut ist;
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2A ist eine Ansicht in eine Richtung eines
Pfeils A von 1;
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3 ist
eine Ansicht in eine Richtung eines Pfeils B von 1;
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht,
die eine erste Eingriffsklaue des Kolbens und seine Umgebung zeigt;
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5 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht,
die eine elastische Vorspannklaue in der Form einer zweiten Eingriffsklaue
des Kolbens und seiner Umgebung zeigt;
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6 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
entsprechend derjenigen von 4, die eine erste
Eingriffsklaue eines Kolbens zeigt, der gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung aufgebaut ist; und
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7 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
entsprechend derjenigen von 4, die eine erste
Eingriffsklaue eines Kolbens zeigt, der gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung aufgebaut ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Unter
Bezugnahme auf die Draufsicht des Querschnitts von 1 ist
ein Teil eines Automatikgetriebes gezeigt, das mit einer Kupplungsvorrichtung 10 einschließlich eines
Kolbens in der Form eines radial äußeren Kolbens 18 versehen
ist, der gemäß einem
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung aufgebaut ist.
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Die
Kupplungsvorrichtung 10 ist eine Doppelkupplungskonstruktion
und weist folgendes auf: eine Kupplungstrommel 16, die
einen ersten Satz Reibungskupplungselemente 12 und einen
zweiten Satz Reibungskupplungselemente 14 stützt; den
vorstehend genannten radial äußeren Kolben 18,
der radial außerhalb
der Kupplungstrommel 16 angeordnet ist, um die Kupplungstrommel 16 abzudecken;
und einen radial inneren Kolben 20, der radial innerhalb der
Kupplungstrommel 16 angeordnet ist.
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Das
Automatikgetriebe 8 hat eine Einfassung 24 und
eine Eingangswelle 22, die drehbar an ihren Endabschnitt 22a durch
die Einfassung 24 gestützt
wird. Die Eingangswelle 22 hat einen Flanschabschnitt 22b,
der an einer axialen Position in der Nähe des Endabschnitts 22 gelegen
ist. Der Flanschabschnitt 22b erstreckt sich radial nach
außen senkrecht
zu der Achse der Eingangswelle 22. Die Eingangswelle 22 ist
eine Turbinenwelle eines Drehmomentwandlers, der durch eine Antriebsleistungsquelle,
wie zum Beispiel einen Verbrennungsmotor eines Automobils betrieben
wird.
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Die
Kupplungstrommel 16 besteht aus einem radial inneren Nabenabschnitt 26 und
einem radial äußeren Trommelabschnitt 28.
Der radial innere Nabenabschnitt 26 ist ein im Wesentlichen
zylindrisches Element, das einen im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser
hat und das an einem sich axial erstreckenden zylindrischen Abschnitt 24a der
Einfassung gepasst ist. Der radial innere Nabenabschnitt 26 weist
einen dünnwandigen
axialen Endabschnitt 26a an der Seite des radial inneren
Kolbens 20 auf. Die innere Umfangsfläche des radial inneren Nabenabschnitts 26 hat
einen abgeschrägten
und gestuften Abschnitt 26b, der angrenzend an den axialen
Endabschnitt 26a liegt. Der abgeschrägte Teil des abgeschrägten und
gestuften Abschnitts 26b hat einen Innendurchmesser, der
sich in eine axialen Richtung des radial inneren Nabenabschnitts 26 in
Richtung auf den dünnwandigen
axialen Endabschnitt 26a vergrößert. Der axiale Endabschnitt 26a hat
eine Endwand, die bündig
mit einer von entgegengesetzten Wänden des Flanschabschnitts 22b der
Eingangswelle 22 ist, die an der Seite des radial inneren
Kolbens 20 liegt. Der radial innere Nabenabschnitt 26 und
die Eingangswelle 22 sind miteinander an der äußeren Umfangsfläche des
Flanschabschnitts 22b und der inneren Umfangsfläche des
axialen Endabschnitts 26a verschweißt. Der Flanschabschnitt 22b der
Eingangswelle 22 und der abgeschrägte und gestufte Abschnitt 26b des
axialen Endabschnitts 26a der radial inneren Nabe 26 wirken
zusammen, um teilweise einen Ölsumpf 30 zu
bilden, der radial nach innen von dem abgeschrägten und gestuften Abschnitt 26b ausgebildet
ist.
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Der
radial äußere Trommelabschnitt 28 ist ein
zylindrisches Element, das aus einem inneren zylindrischen Abschnitt 28a,
einem äußeren zylindrischen
Abschnitt 28c und einem ringförmigen Bodenabschnitt 28b besteht,
der die entsprechenden axialen Enden der inneren und äußeren zylindrischen
Abschnitte 28a, 28c verbindet. Der radial äußere Trommelabschnitt 28 ist
an einem axialen Ende durch den ringförmigen Bodenabschnitt 28b verschlossen
und ist an dem anderen axialen Ende offen.
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Der
innere zylindrische Abschnitt 28a ist an dem dünnwandigen
axialen Endabschnitt 26a des radial inneren Nabenabschnitts 26 gepasst
und die Endwand des inneren zylindrischen Abschnitts 28a, die
an der Seite des radial inneren Abschnitts 20 liegt, ist
bündig
mit der entsprechenden Endwand des axialen Endabschnitts 26a.
Der radial innere Nabenabschnitt 26 und der radial äußere Trommelabschnitt 28 sind
miteinander an der inneren Umfangsfläche des inneren zylindrischen
Abschnitts 28a und der äußeren Umfangsfläche des
axialen Endabschnitts 26a verschweißt. Demgemäss wird der radial äußere Trommelabschnitt 28 ebenso
wie der radial innere Nabenabschnitt 26 mit der Eingangswelle 22 gedreht.
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Der
ringförmige
Nabenabschnitt 28b des radial äußeren Trommelabschnitts 28 erstreckt
sich im Wesentlichen in die radiale Richtung der Eingangswelle 22 und
ist an seinem radial inneren Ende mit dem axialen Ende des inneren
zylindrischen Abschnitts 28a verbunden, das an der Seite
des radial äußeren Kupplungskolbens 18 liegt.
Der äußere zylindrische
Abschnitt 28c erstreckt sich von dem radial äußeren Ende
des ringförmigen
Bodenabschnitts 28b in die axiale Richtung (nach rechts
in 1). Der äußere zylindrische
Abschnitt 28c hält
eine Vielzahl sich nach innen erstreckender Reibungsplatten 32 des
ersten Satzes Reibungskupplungselemente 12 und eine Vielzahl
sich nach innen erstreckender Reibungsplatten 38 des zweiten
Satzes Reibungskupplungselemente 14, so dass die Reibungsplatten 32 an
einem Abschnitt der inneren Umfangsfläche des äußeren zylindrischen Abschnitts 28c verkeilt
sind, wobei der Abschnitt relativ nah an dem axial offenen Ende
des äußeren zylindrischen
Abschnitts 38c liegt, und so dass die Reibungsplatten 38 an
einem Abschnitt der inneren Umfangsfläche verkeilt sind, die relativ
nah an dem ringförmigen
Bodenabschnitt 28b und relativ entfernt von dem vorstehend
genannten axial offenen Ende liegt. Die Reibungsplatten 32, 38 erstrecken
sich von der inneren Umfangsfläche
des äußeren zylindrischen
Abschnitts 28c in die radial nach innen gerichtete Richtung
der Kupplungstrommel 16. Der erste Satz Reibungskupplungselemente 12 besteht
aus den vorstehend genannten sich nach innen erstreckenden Reibungsplatten 32 und
einer Vielzahl sich nach außen
erstreckender Reibungsplatten 34, die abwechselnd in Axialrichtung
der Kupplungstrommel 16 angeordnet sind. In ähnlicher Weise
besteht der zweite Satz Reibungskupplungselemente 14 aus
den vorstehend genannten, sich nach innen erstreckenden Reibungsplatten 28 und einer
Vielzahl sich nach außen
erstreckender Reibungsplatten 40, die abwechselnd in Axialrichtung angeordnet
sind.
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Die
sich nach außen
erstreckenden Reibungsplatten 34 des ersten Satzes Reibungskupplungselemente 12 sind
mit der äußeren Umfangsfläche eines
Zahnkranzes 36 des Automatikgetriebes 8 verkeilt,
der als Kupplungsnabe funktioniert. Die sich nach außen erstreckenden
Reibungsplatten 40 des zweiten Satzes Reibungskupplungselemente 14 sind mit
der äußeren Umfangsfläche einer
Kupplungsnabe 42 verkeilt. Die Kupplungsnabe 42 ist
fixiert an ihrer inneren Umfangsfläche an einem Sonnenrad 44 gepasst,
das fixiert an der Eingangswelle 22 gepasst ist, so dass
die Kupplungsnabe 42 mit dem Sonnenrad 44 gedreht
wird.
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Der
radial äußere Kolben 18 besteht
aus folgendem: einem ersten Kolbenelement 46, das radial außerhalb
von dem äußeren zylindrischen
Abschnitt 28c des radial äußeren Trommelabschnitts 28 angeordnet
ist und das einen zylindrischen Abschnitt des Kolbens 18 bildet;
einem ringförmigen
zweiten Kolbenelement 48, das mit einem der entgegengesetzten
axialen Endabschnitte des ersten Kolbenelements 46 eingreift
und das einen Bodenabschnitt des Kolbens 18 bildet; und
einem Haltering 50, der an dem vorstehend angedeuteten
einen axialen Endabschnitt des ersten Kolbenelements 46 fixiert
ist und der vorgesehen ist, um eine Entfernung des zweiten Kolbenelements 48 von
dem ersten Kolbenelement 46 zu verhindern. Der Haltering 50 ist
an seinem radial äußeren Abschnitt
in einer Umfangsvertiefung 51 gepasst, die in der inneren
Umfangsfläche des
ersten Kolbenelements 46 ausgebildet ist. Die Umfangsvertiefung 51 besteht
aus einer Vielzahl bogenförmiger
Vertiefungen, die voneinander durch eine Vielzahl axiale Ausschnitte 68 (die
später
beschrieben werden) in Umfangsrichtung des ersten Kolbenelements 46 beabstandet
sind.
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Das
zweite Kolbenelement 48 des radial äußeren Kolbens 18 ist
axial gleitfähig
an seiner inneren Umfangsfläche
an dem radial inneren Nabenabschnitt 26. Das zweite Kolbenelement 48 und
der ringförmige
Bodenabschnitt 28b des radial äußeren Trommelabschnitts 28 wirken
zusammen, um eine erste Hydraulikdruckkammer 52 zu definieren,
zu der ein Arbeitsöl
durch einen Öldurchgang 54 gefördert wird,
der durch den radial inneren Nabenabschnitt 26 ausgebildet
wird, so dass der radial äußere Kolben 18 axial
bewegbar ist, so dass das zweite Kolbenelement 48 von dem
ringförmigen
Bodenabschnitt 28b des radial äußeren Trommelabschnitts 28 wegbewegt
wird.
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An
einer von entgegengesetzten axialen Seiten des zweiten Kolbenelements 48,
die entfernt von der ersten Hydraulikdruckkammer 52 liegt,
ist ein Schwinghebel 58 angeordnet, so dass der Schwinghebel 58 an
seiner inneren Umfangsfläche
an der äußeren Umfangsfläche des
radial inneren Nabenabschnitts 26 gepasst ist. Der Schwinghebel 58 wirkt mit
dem zweiten Kolbenelement 48 des radial äußeren Kolbens 18 zusammen,
um eine zweite Hydraulikdruckkammer 60 zu definieren. Eine
Rückstellfeder 62 ist
zwischen den Schwinghebel 58 und das zweite Kolbenelement 48 zwischengesetzt,
um den Schwinghebel 58 und das zweite Kolbenelement 48 in
entgegengesetzte axiale Richtungen voneinander wegzubewegen. Die
axiale Position des Schwinghebels 58, der durch die Rückstellfeder 62 in
die axiale Richtung von dem radial äußeren Kolben 18 weggerichtet
vorgespannt wird, wird durch den Anstoßkontakt des Schwinghebels 58 an
seinem radial inneren Endabschnitt mit einem Haltering 64 bestimmt,
der an der äußeren Umfangsfläche des
radial inneren Nabenabschnitts 26 fixiert ist.
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Der
radial innere Nabenabschnitt 26 hat einen Öldurchgang
(nicht gezeigt) für
eine Verbindung zwischen der zweiten Hydraulikdruckkammer 60 und dem Ölsumpf 30,
so dass das Arbeitsöl
in die zweite Hydraulikdruckkammer 60 durch diesen Öldurchgang
eingeführt
wird. Demgemäß funktioniert
die zweite Hydraulikdruckkammer 60 als Rücknahmekammer
zum Zurücknehmen
eines Zentrifugalhydraulikdrucks, der in der ersten Hydraulikdruckkammer 52 entwickelt
wird. Das Arbeitsöl
wird aus der zweiten Hydraulikdruckkammer 60 in einen Raum
an der axialen Seite des Schwinghebels 58 entfernt von der
zweiten Hydraulikdruckkammer 60 durch eine axiale Vertiefung 65 ausgestoßen, die
durch einen axialen Abschnitt des radialen Nabenabschnitts 26 ausgebildet
ist, an dem der Schwinghebel 58 gepasst ist.
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Das
erste Kolbenelement 46 des radial äußeren Kolbens 18 wird
durch Pressen bzw. Drücken ausgebildet
und besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 48a, der
radial außerhalb
des äußeren zylindrischen
Abschnitts 28c des radial äußeren Trommelabschnitts 28 angeordnet
ist, und einem Pressabschnitt 46b, der so ausgebildet ist,
dass er sich von einem axialen Ende des zylindrischen Abschnitts 46a erstreckt,
das entfernt von dem zweiten Kolbenelement 48 ist. Der
Pressabschnitt 46b erstreckt sich im Allgemeinen in die
radial nach innen weisende Richtung und ist in die axiale Richtung
in Richtung auf den ersten Satz Reibungskupplungselement 12 geneigt, so
dass das radial innere Ende des Pressabschnitts 46b der
nächstliegenden
Reibungsplatte 32 des ersten Satzes Reibungskupplungselemente 12 gegenübersteht.
Wenn der ersten Hydraulikdruckkammer 52 das druckbeaufschlagte
Arbeitsöl
nicht zugeführt wird,
bleibt ein kleiner Betrag eines Zwischenraums zwischen dem radial
inneren Ende des Pressabschnitts 46b und der vorstehend
genannten nächstliegenden
Reibungsplatte 32. Der äußere zylindrische
Abschnitt 28c des radial äußeren Trommelabschnitts 28 hat
einen Haltring 56, der an seiner inneren Umfangsfläche fixiert
ist, um eine axiale Bewegung des ersten Satzes Reibungskupplungselemente 12 in
Richtung auf den zweiten Satz Reibungskupplungselemente 14 zu
verhindern.
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Unter
Bezugnahme auf die Ansicht von 2 in die
Richtung des Pfeils A in 1 ist das zweite Kolbenelement 48 des
radial äußeren Kolbens 18 gezeigt.
Das zweite Kolbenelement 48 wird ebenso durch Pressen bzw.
Drücken
ausgebildet und hat eine Vielzahl erster Eingriffsklauen 66a und
eine Vielzahl zweiter Eingriffsklauen 66b, beispielweise vier
erste Eingriffsklauen 66a und vier zweite Eingriffsklauen 66b,
die sich radial nach außen
von dem äußeren Umfang
des zweiten Kolbenelements 48 erstrecken, wie in 2 gezeigt
ist. Die ersten und zweiten Eingriffsklauen 66a, 66b sind
abwechselnd mit einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung des
zweiten Kolbenelements 48 angeordnet. Diese ersten und
zweiten Eingriffsklauen 66a, 66b werden gemeinsam
einfach als Eingriffsklauen 66 bezeichnet.
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Der
zylindrische Abschnitt 46a des ersten Kolbenelements 46 hat
eine Vielzahl axialer Ausschnitte 68, wie vorstehend angedeutet
ist, wie in 3 gezeigt ist, die eine Ansicht
in eine Richtung eines Pfeils B in 1 ist. Diese
Ausschnitte 68 sind an einem axialen Endteil des zylindrischen
Abschnitts 46a ausgebildet, an dem das erste Kolbenelement 46 mit
dem zweiten Kolbenelement 48 fixiert ist. Die Ausschnitte 68 erstrecken
sich von dem Ende des vorstehend angedeuteten axialen Endteils des zylindrischen
Abschnitts 46a in die axiale Richtung des ersten Kolbenelements 46 und
sind durch die Wanddicke des zylindrischen Abschnitts 46a ausgebildet.
Die Eingriffsklauen 66 des zweiten Kolbenelements 48 sind
in Eingriff mit den jeweiligen axialen Ausschnitten 68,
die voneinander in die Umfangsrichtung des ersten Kolbenelements 46 beabstandet sind,
mit dem gleichen Abstand wie die Eingriffsklauen 66 gehalten.
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Unter
Bezugnahme auf die vergrößerten Querschnittsansichten
von 4 und 5 sind jeweils eine der ersten
Eingriffsklauen 66a und ihre Umgebung sowie eine der zweiten
Eingriffsklauen 66b und ihre Umgebung gezeigt. Wie in den 4 und 5 gezeigt
ist, ist jede der ersten und zweiten Eingriffsklauen 66a, 66b in
eine axiale Richtung des ersten Kolbenelements 46 von dem
Haltering 50 weggebogen, so dass die so gebogenen ersten
und zweiten Eingriffsklauen 66a, 66b jeweils erste
und zweite Absatzabschnitte 70, 72 an der Seite
des Halterings 50 bereitstellen. Die ersten und zweiten
Absatzabschnitte 70, 72 wirken mit dem radial äußeren Abschnitt
des Halterings 50 zusammen, um jeweils erste und zweite
Spalte 74, 76 dazwischen zu definieren. Jeder
der Absatzabschnitte 70, 72 weist einen radial
inneren Teil und einen radial äußeren Teil auf,
die so ausgebildet sind, dass der radial äußere Teil von dem radial inneren
Teil in die axiale Richtung des zweiten Kolbenelements 48 entfernt
von dem Haltering 50 beabstandet ist. Das zweite Kolbenelement 48 hat
eine konstante Dicke in die radiale Richtung. Die Dicke jeder Eingriffsklaue 66 ist
nämlich gleich
der Dicke des Rests des zweiten Kolbenelements 48.
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Der
Betrag der Biegung der ersten Eingriffsklauen 66a ist kleiner
als derjenige der zweiten Eingriffsklauen 66b, so dass
die Abmessung d1 des ersten Spalts 74 in die axiale Richtung
des radial äußeren Kolbens 18 kleiner
als eine Abmessung d2 des zweiten Spalts 76 in die axiale
Richtung ist. Bei dieser Anordnung ist jede erste Eingriffsklaue 66a von einer
radialen Endfläche 68a beabstandet,
die parallel zu der radialen Richtung des ersten Kolbenelements 46 ist
und die das axial innere Ende des entsprechenden axialen Ausschnitts 68 definiert.
Die radiale Endfläche 78a ist
von der Umfangsvertiefung 51 in die radiale Richtung des
ersten Kolbenelements 46 von dem axial äußeren Ende des entsprechenden axialen
Ausschnitts 68 weggerichtet entfernt. Andererseits wird
jede zweite Eingriffsklaue 66b in Anstoßkontakt mit der radialen Endfläche 68a gehalten, während das
erste Kolbenelement 46 in die axiale Richtung weg von dem
Haltering 50 vorgespannt wird, so dass die zweiten Eingriffsklauen 66b als elastische
Vorspannklauen funktionieren. In dieser Hinsicht werden die ersten
Eingriffsklauen 66a als nicht elastische Vorspannklauen
bezeichnet.
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Wenn
alle Eingriffsklauen 66 des zweiten Kolbenelements 48 die
ersten Eingriffsklauen 66a wären, ohne dass die zweiten
Eingriffsklauen 66b als elastische Vorspannklauen dienten,
wären die
ersten und zweiten Kolbenelement 46, 48 relativ
zueinander in ihre axiale Richtung um einen Abstand verschiebbar,
der gleiche einem Spalt S ist, der zwischen den radialen Endfläche 68a und
den Eingriffsklauen 66a übrig bleibt. In dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
spannen jedoch die zweiten Eingriffsklauen 66b, deren radial äußere Endabschnitte
in Anstoßkontakt
mit den radialen Endflächen 68a gehalten sind,
das erste Kolbenelement 46 in die axiale Richtung vor,
um dadurch eine relative axiale Klappernverschiebung zwischen den
ersten und zweiten Kolbenelementen 46, 48 zu minimieren
oder zu verhindern.
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Die
ersten und zweiten Absatzabschnitte 70, 72 sind
an unterschiedlichen Positionen in radiale Richtung des zweiten
Kolbenelements 48 gelegen und die radial inneren Ende der
ersten und zweiten Spalte 74, 76 sind entsprechend
an unterschiedlichen Positionen in die radiale Richtung angeordnet. Genauer
beschrieben ist das radial innere Ende des ersten Spalts 74 geringfügig nach
innen von der inneren Umfangsfläche
des zylindrischen Abschnitts 46a des ersten Kolbenelements 46 gelegen
(an dem die Umfangsvertiefung 51 ausgebildet ist), während das radial
innere Ende des zweiten Spalts 76 in der Nähe und geringfügig nach
außen
von dem inneren Umfang des Halterings 50 gelegen ist. Da
das radial innere Ende des ersten Spalts 74 geringfügig nach
innen von der inneren Umfangsfläche
des ersten Kolbenelements 46 gelegen ist, ist der Betrag
einer Last, die auf den Haltering 50 von den Umfangsabschnitten
des zweiten Kolbenelements 48 entsprechend den ersten Eingriffsklauen 66a aufgebracht
wird, nahezu gleich dem Betrag einer Last, die auf den Haltering 50 von
den Umfangsabschnitten des zweiten Kolbenelements 48 aufgebracht
wird, die nicht den ersten und zweiten Klauen 66a, 66b entsprechen. Demgemäß wird die
Last, die von dem zweiten Kolbenelement 48 auf den Haltering 50 aufzubringen
ist, in Umfangsrichtung des Halterings 50 in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
einheitlicher gemacht als bei einer Anordnung, bei der radial inneren
Enden der ersten Spalte 74 in der Nähe oder radial nach innen von
dem inneren Umfang des Halterings 50 wie die radial inneren
Enden der zweiten Spalte 76 gelegen wären. Die radiale Position der
radial inneren Enden der zweiten Spalte 76 und die radiale
Position der zweiten Absatzabschnitte 72 werden durch eine erforderliche
elastische Kraft bestimmt, die durch die zweiten Eingriffsklauen 66b erzeugt
werden sollen, und können
nach außen
von den radialen Positionen angeordnet werden, wie in 5 gezeigt
ist, vorausgesetzt, dass die elastische Kraft, die erzeugt werden soll,
innerhalb eines vorbestimmten geeigneten Bereichs gehalten wird.
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An
dem radial äußeren Kolben 18 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung ist die erste Spalte 74 zwischen den ersten
Eingriffsklauen 66a und dem radial äußeren Endabschnitt des Halterings 50 ausgebildet,
während die
zweite Spalte 76 zwischen den zweiten Eingriffsklauen 66b und
dem Haltering 50 ausgebildet sind, so dass die Eingriffsklauen 66 den
Haltering 50 bei dem Aufbringen einer axialen Last von
dem zweiten Kolbenelement 48 auf den Haltering 50 nicht
treiben, wenn der radial äußere Kolben 18 axial
bewegt wird, um die Kupplungsvorrichtung 10 einzurücken. Daher leidet
der vorliegende radial äußere Kolben 18 nicht unter
einer Spannungskonzentration an den Umfangsabschnitten der Umfangsvertiefung 51 des
ersten Kolbenelements 46, die angrenzend an die axialen
Ausschnitte 68 liegen, so dass die Dicke des Halterings 50 vergleichsweise
klein ausgeführt
werden kann.
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Ferner
ist die axiale Abmessung d1 der ersten Spalte 74, die zwischen
den nicht elastischen Vorspannklauen in der Form der ersten Eingriffsklauen 66a und
dem radial äußeren Endabschnitt
des Halterings 50 ausgebildet werden, kleiner als die axiale
Abmessung d2 der zweiten Spalte 76, die zwischen den elastischen
Vorspannklauen in der Form der zweiten Eingriffsklauen 66b und
dem Haltering 50 ausgebildet werden. Die Abmessungsbeziehung zwischen
den ersten und zweiten Spalten 74, 76 ist vorteilhaft
beim Zusammenbauen der ersten und zweiten Kolbenelemente 46, 48.
Die ersten und zweiten Eingriffsklauen 66a, 66b können sich
nämlich während des
Zusammenbaus aufgrund einer relativen axialen Bewegung der ersten
und zweiten Kolbenelemente 46, 48 bewegen. Bei
dem Vorfall dieser Verformung der Eingriffsklauen 66 werden
die ersten Eingriffsklauen 66a in Anstoßkontakt mit dem Haltering 50 gebracht,
bevor die zweiten Eingriffsklauen 66b in Anstoßkontakt
mit dem Haltering 50 gebracht werden. Wenn die ersten Eingriffsklauen 66a in
Anstoßkontakt
mit dem Haltering 50 gebracht werden, wird verhindert,
dass das erste Kolbenelement 46 weitergehend in die axiale
Richtung relativ zu dem zweiten Kolbenelement 48 bewegt
wird, so dass die nachfolgende elastische Verformung der zweiten Eingriffsklauen 66b verhindert
wird, wodurch eine plastische Verformung der zweiten Eingriffsklauen 66b verhindert
wird, so dass die zweiten Eingriffsklauen 66b als elastische
Vorspannklauen funktionieren können.
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Unter
Bezugnahme auf 6 ist ein zweites Kolbenelement 82 eines
Kolbens gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung gezeigt. Das zweite Kolbenelement 82 hat
eine Vielzahl erster Eingriffsklauen 80, von denen eine 6 gezeigt
ist. In diesem Ausführungsbeispiel
ist jede erste Eingriffsklaue 80 an ihrem nahen Ende in
die axiale Richtung des zweiten Kolbenelements 82 von dem Haltering 50 weggebogen.
Diese erste Eingriffsklaue 80 besteht aus einem einzigen
geradlinigen Abschnitt, der sich radial nach außen von dem zweiten Kolbenelement 82 erstreckt,
und der an seinem nahen Ende mit Bezug auf die radiale Richtung
des zweiten Kolbenelements 82 gebogen ist, so dass das entfernte
Ende des einzigen geradlinigen Abschnitts von dem nahen Ende in
die axiale Richtung von dem Haltering 50 beabstandet ist.
Es wird nicht angenommen, dass die Eingriffsklaue 80 einen
Absatzabschnitt hat, so dass die erste Eingriffsklaue 80 einen radialen
Abschnitt parallel zu der radialen Richtung des zweiten Kolbenelements 82 nicht
aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel
wird ebenfalls ein Spalt 84 zwischen der ersten Eingriffsklaue 80 und
dem radial äußeren Endabschnitt
des Halterings 50 ausgebildet. Die ersten Eingriffsklauen 80 sind
in Anstoßkontakt
mit den radialen Endflächen 68a gehalten und
es wird angenommen, dass sie als elastische Vorspannklauen wie die
zweiten Eingriffsklauen 66b funktionieren.
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Unter
Bezugnahme auf 7 ist ein zweites Kolbenelement 48 eines
Kolbens gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung gezeigt. Das zweite Kolbenelement 48 in
dem dritten Ausführungsbeispiel
ist genauso wie das in dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut, das
in 4 gezeigt ist, außer einer Dicke der Eingriffsklauen 66a.
Die Eingriffsklauen 66a haben eine geringere Dicke als
der andere Abschnitt der Eingriffsklauen 66a und das zweite
Kolbenelement 48.
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In
den dargestellten Ausführungsbeispielen wird
der radial äußere Kolben
für die
Kupplungsvorrichtung 10 verwendet, wobei das Prinzip dieser
Erfindung in gleichem Maße
auf einen Kolben anwendbar ist, der für eine Bremsvorrichtung eines
Automatikgetriebes eines Fahrzeugs verwendet wird.
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Es
ist verständlich,
dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenartigen anderen Änderungen,
Abwandlungen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, die dem Fachmann
im Lichte der vorstehend angegebenen Lehre verfügbar sind.
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Somit
ist der Kolben 18 für
das Automatikgetriebe offenbart, bei dem das erste Kolbenelement 46,
das den zylindrischen Abschnitt des Kolbens ausbildet, eine Vielzahl
axialer Ausschnitte 68 und die Umfangsvertiefung 51 hat,
die in dem axialen Endabschnitt davon ausgebildet ist, und wobei
das zweite Kolbenelement 48, 82, das den Bodenabschnitt
des Kolbens ausbildet, eine Vielzahl sich radial erstreckender Eingriffsklauen 66, 80 hat,
die in die Vielzahl axialer Ausschnitte gepasst sind, während der
Haltering 50 in die Umfangsvertiefung gepasst ist und in
Anstoßkontakt
mit den Eingriffsklauen gehalten wird, die in die axialen Ausschnitte
gepasst sind, wodurch die ersten und zweiten Kolbenelemente miteinander
fixiert werden. Zumindest eine der Eingriffsklauen 66, 80 des
zweiten Kolbenelements 48, 82 wirkt mit dem Haltering 50 zusammen,
um einen Spalt 74, 76, 84 dazwischen
auszubilden, der eine Spannungskonzentration an Abschnitten der
Umfangsvertiefung 51 angrenzend an die axialen Ausschnitte 68 bei
einer axialen Bewegung des Kolbens 18 verhindert, so dass
die erforderliche Dicke des Halterings 50 verringert werden
kann, was zur Größenreduktion
des Kolbens führt.