DE10233335A1 - Hydrodynamic torque converter especially for automatic transmission of motor vehicle has lockup clutch discs not cooled with oil from hydrodynamic circuit so heat dissipation takes place independently of field around lockup clutch - Google Patents

Hydrodynamic torque converter especially for automatic transmission of motor vehicle has lockup clutch discs not cooled with oil from hydrodynamic circuit so heat dissipation takes place independently of field around lockup clutch Download PDF

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Abstract

The hydrodynamic torque converter (1) has a turbine wheel (2), pump wheel (3), fixed stator (4) and a converter lockup clutch (6). The discs (7) of the lockup clutch are not cooled with oil from the torque converter's hydrodynamic circuit and therefore heat dissipation takes place independently of the field surrounding the lockup clutch. A passage (8) is provided in the pump wheel for the feed of oil to the disc, and cooled oil is fed directly into the disc space (12) via drillings (9) in the end plate (10) or cover (11).

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a hydrodynamic Torque converter with a lock-up clutch according to the kind defined in the preamble of claim 1.

Hydrodynamische Drehmomentwandler finden aus Komfortgründen insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Automatgetrieben, insbesondere Personenkraftwagen breite Verwendung. Die meisten hydrodynamischen Drehmomentwandler weisen ein Turbinenrad, ein Pumpenrad, ein feststehendes Leitrad und eine Wandlerüberbrückungskupplung auf. Um in Betriebsphasen, die keine Schaltungen eines mit dem Drehmomentwandler verbundenen Getriebes erfordern, Energieverluste zu vermeiden, die durch Schlupf zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad bedingt sind, sind die Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung versehen. Durch einen Kolben werden die Lamellen dieser Überbrückungskupplung zusammengepreßt und übernehmen die Drehmomentübertragung zwischen dem Wandlergehäuse und der Abtriebswelle. Dabei werden die Anpressflächen bzw. Reibflächen durch die Hydraulikflüssigkeitsströmung gekühlt, die durch Zwischenräume zwischen dem Wandlergehäuse und dem an das Wandlergehäuse angepressten Überbrückungsbauteil hindurch in dem Raum zwischen dem Überbrückungsbauteil und dem Wandlergehäuse und von dort in die Axialbohrung der Abtriebswelle strömt. Durch die Überbrückungskupplung treten hohen Reibleistungen auf, die beispielsweise durch die abzubauende Differenzdrehzahl, das aktuelle Motormoment und dynamische Momente sowie das verwendete Öl und die Reibbeläge der Überbrückungskupplung bestimmt werden.Hydrodynamic torque converters find for comfort reasons especially in motor vehicles with automatic transmissions, in particular Passenger cars wide use. Most hydrodynamic Torque converters have a turbine wheel, a pump wheel, a fixed one Stator and a converter lock-up clutch on. To in operating phases that no circuits one with the torque converter connected gearbox require to avoid energy losses caused by Slippage between the pump wheel and the turbine wheel are caused, the torque converters are equipped with a lock-up clutch. By a piston, the disks of this lock-up clutch are pressed together and take over the torque transmission between the converter housing and the output shaft. The contact surfaces or friction surfaces cooled by the hydraulic fluid flow that through spaces between the converter housing and the converter housing pressed-on bridging component through in the space between the bridging component and the converter housing and from there flows into the axial bore of the output shaft. By the lock-up clutch high levels of friction occur, for example due to the degradation Differential speed, the current engine torque and dynamic moments as well as the oil used and the friction linings the lock-up clutch be determined.

Wird in einem Bereich der Überbrückungskupplung eine Temperaturspitze erreicht, die zu einer Schädigung des Öls führt, so wird dadurch der Reibwertverlauf verändert und so daß kein stabiler Betriebspunkt eingestellt werden kann. Weiterhin kann es zu Temperaturspitzen und einer damit verbundenen Schädigung des Öls kommen.Will be in an area of the lock-up clutch reaches a temperature peak that leads to damage to the oil, the changed and so that no stable operating point can be set. Furthermore, it can temperature peaks and the associated damage to the oil.

Um dies zu vermeiden, gibt es mehrere Möglichkeiten. Bekannt ist, Reibbeläge mit verschiedenartigen Nuten zu versehen und diese mit einem möglichst großen Ölstrom, der durch die Nuten geführt wird, zu kühlen. Mit gezielter Gestaltung der Form der Nuten wird eine gleichmäßige, hohe Wärmeabfuhr angestrebt.To avoid this, there are several Possibilities. Is known friction linings to be provided with different types of grooves and these with one if possible large oil flow, which is led through the grooves to cool. With a targeted design of the shape of the grooves, a uniform, high Desired heat dissipation.

Aus der DE 196 03 596 A1 ist eine Kupplung zur Überbrückung eines Wandlers bekannt, bei der sich mindestens eine Drossel in und/oder zwischen den Belagträgern oder den Lamellen einer Überbrückungskupplung befindet, deren Wirkung unabhängig vom Verschleiß und der Fertigungsgenauigkeit der Belagnuten der Reibbeläge ist, wodurch eine bessere Durchströmung und damit verbesserte Wärmeabfuhr erreicht werden kann. Indem das Öl durch ein durch die Nuten und Drosseln bestimmtes Ölführungssystem auf einer Seite des Belagträgers oder einer Lamelle radial zugeführt und auf einer Seite radial abgeführt wird, kann eine optimale Durchströmung erreicht werden. So kann z.B. das Öl radial von oben oder unten zugeführt, einfach oder mehrfach durch den Belagträger oder durch die Lamelle von einer Seite auf die andere Seite geleitet und anschließend wieder radial abgeführt werden. Durch eine derartige Ölführung wird eine hohe und gleichmäßige Wärmeabfuhr ermöglicht.From the DE 196 03 596 A1 a clutch for bridging a converter is known in which there is at least one throttle in and / or between the lining carriers or the plates of a bridging clutch, the effect of which is independent of the wear and the manufacturing accuracy of the lining grooves of the friction linings, as a result of which a better flow and thus improved Heat dissipation can be achieved. By supplying the oil radially through an oil guide system determined by the grooves and throttles on one side of the lining carrier or a lamella and radially discharging it on one side, an optimal flow can be achieved. For example, the oil can be supplied radially from above or below, passed one or more times through the lining carrier or through the lamella from one side to the other side and then discharged again radially. Such an oil routing enables a high and uniform heat dissipation.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen weisen den Nachteil auf, daß die Lamellen der Wandlerüberbrü ckungskupplung mit Öl aus dem hydrodynamischen Kreislauf des Drehmomentwandlers gekühlt werden. Da sich die Güte der Kühlung sehr stark auf die Lebensdauer der Wandlerüberbrückungskupplung auswirkt, sind hier viele Faktoren zu berücksichtigen. Das Umfeld der Wandlerüberbrückungskupplung wird vor allem durch die konstruktive Ausführung sowie Art und Zustand des verwendeten Öls beeinflusst. Dabei sind so viele Faktoren zu berücksichtigen, daß die Lebensdauer einer Wandlerüberbrückungskupplung nur durch aufwendige Messungen und Erprobungen bestimmt werden können.The solutions known from the prior art have the disadvantage that the Sheets of the converter lock-up clutch with oil be cooled from the hydrodynamic circuit of the torque converter. Because the goodness the cooling very much have a major impact on the service life of the converter lock-up clutch many factors to consider here. The environment of the lockup clutch is mainly due to the design, type and condition of the oil used affected. There are so many factors to consider that the lifespan a converter lock-up clutch can only be determined by extensive measurements and trials.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine gezielte Kühlung der Lamellen einer Wandlerüberbrückungskupplung zu ermöglichen, die weitgehend unabhängig vom Umfeld und den damit verbundenen Störfaktoren der Wandlerüberbrückungskupplung ist.The present invention lies the task is based on a targeted cooling of the plates of a converter lockup clutch to allow the largely independent the environment and the associated interference factors of the converter lock-up clutch is.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandler gelöst.The basis of the invention The task is characterized by a, also the characteristic features of the Main claim, generic hydrodynamic torque converter solved.

Indem Lamellen einer Wandlerüberbrückungskupplung nicht mit Öl aus einem hydrodynamischen Kreislauf eines Drehmomentwandlers gekühlt werden, erfolgt eine Wärmeabfuhr unabhängig vom Umfeld der Wandlerüberbrückungskupplung. Diese vom Umfeld der Wandlerüberbrückungskupplung unabhängige Wärmeabfuhr kann durch verschiedene Ausgestaltungen erfolgen. So können Kanäle zur Zufuhr von Öl in einem Pumpenrad vorgesehen werden, die so ausgebildet sind, daß durch eine entstehende Pumpwirkung in den Kanälen das gekühlte Öl des Zulaufs des Drehmomentwandlers direkt durch Bohrungen, die sich in Endscheibe bzw. Wandlerdeckel befin den, zu den Lamellen im Lamellenraum gefördert wird. Im Drehmomentwandler kann eine Turbinennabe eine Querschnittsverengung aufweisen, die so ausgebildet ist, daß das Öl über Bohrungen in der Turbinennabe durch einen von der Druckdifferenz bewirkten auftretenden Düseneffekt angesaugt wird und eine Durchströmung der Kupplung stattfindet. Das Öl kann zwischen Turbinenschale und Lamellenträger über Bohrungen abfließen. Als eine weitere Möglichkeit der unabhängigen Wärmeabfuhr vom Umfeld der Wandlerüberbrückungskupplung ist die Darstellung einer gezielten Leckage aus einem Kolbenraum der Wandlerüberbrückungskupplung in einen Lamellenraum während eines Schaltvorganges und im geschlossenen Zustand mit Hilfe von Bohrungen, über die Öl zu den Lamellen gelangen und diese kühlen kann. Im offenen Zustand der Wandlerüberbrückungskupplung werden diese Bohrungen verschlossen, beispielsweise durch ein Rückschlagventil. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, daß gekühltes Öl vom Zulauf des hydrodynamischen Drehmomentwandlers durch Bohrungen durch einer Leitradwelle direkt zu den Lamellen der Wandlerüberbrückungskupplung geführt werden kann.By not cooling the plates of a converter lockup clutch with oil from a hydrodynamic circuit of a torque converter, heat is dissipated regardless of the environment of the converter lockup clutch. This heat dissipation, which is independent of the environment of the converter lockup clutch, can take place in various configurations. So channels can be provided for the supply of oil in a pump wheel, which are designed so that by a pumping effect in the channels, the cooled oil of the inlet of the torque converter directly through holes that are in the end plate or converter cover, to the fins is promoted in the slat space. In the torque converter, a turbine hub can have a cross-sectional constriction, which is designed such that the oil through bores in the turbine hub due to a nozzle effect caused by the pressure difference is sucked in and a flow through the clutch takes place. The oil can flow out between the turbine shell and lamella carrier through bores. Another possibility for independent heat dissipation from the area around the converter lock-up clutch is the representation of a specific leak from a piston chamber of the converter lock-up clutch into a multi-plate space during a switching process and in the closed state with the help of holes through which oil can reach the plates and cool them. When the converter lock-up clutch is open, these holes are closed, for example by a check valve. An embodiment of the present invention enables cooled oil to be fed directly from the inlet of the hydrodynamic torque converter through bores through a stator shaft to the plates of the converter lockup clutch.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung ist aber nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.Advantageous and expedient configurations the invention are specified in the subclaims. The invention but is not limited to the combinations of features of the claims, but rather arise for the expert further useful combinations of claims and individual claim characteristics from the task.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained below of the embodiments shown in the figures.

Es zeigen:Show it:

1 einen erfindungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandler, der Kanäle in einem Pumpenrad zur Zufuhr von Öl zu den Lamellen der Wandlerüberbrückungskupplung aufweist; 1 a hydrodynamic torque converter according to the invention, which has channels in a pump wheel for supplying oil to the disks of the converter lockup clutch;

2 einen erfindungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit Bohrungen in einer Turbinennabe, die Öl von den Lamellen der Wandlerüberbrückungskupplung abführen; 2 a hydrodynamic torque converter according to the invention with holes in a turbine hub, the oil from the disks of the converter lockup clutch;

3 einen erfindungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandler, der abhängig vom Schaltzustand eine gezielte Leckage zur Kühlung der Lamellen der Wandlerüberbrückungskupplung ermöglicht und 3 a hydrodynamic torque converter according to the invention, which enables a specific leakage for cooling the plates of the converter lock-up clutch depending on the switching state and

4 einen erfindungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandler, der gekühltes Öl direkt zu den Lamellen der Wandlerüberbrückungskupplung führt. 4 a hydrodynamic torque converter according to the invention, which leads the cooled oil directly to the plates of the lockup clutch.

Der in 1 dargestellte erfindungsgemäße hydrodynamische Drehmomentwandler 1 weist ein Turbinenrad 2, ein Pumpenrad 3 und ein Leitrad 4 auf, wobei das Turbinenrad 2 mit einem Abtrieb bzw. einer Welle 5 zur Drehmomentweiterleitung verbunden ist. Eine Wandlerüberbrückungskupplung 6 weist Lamellen 7 auf, die im geschlossenen Zustand der Wandlerüberbrückungskupplung 6 einen vollständigen Kraftschluss erzeugen und dadurch eine Überbrückung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 bewirken. Die Lamellen 7 der Wandlerüberbrückungskupplung 6 werden durch Öl gekühlt, das nicht aus dem hydrodynamischen Kreislauf des Drehmomentwandlers stammt, und dadurch eine Wärmeabfuhr unabhängig vom Umfeld der Wandlerüberbrückungskupplung 6 erfolgt. In dem Pumpenrad 3 ist ein Kanal 8 zur Zufuhr von Öl vorgesehen, das über eine Bohrung 9 in einer Endscheibe 10 oder einem Wandlerdeckel 11 das gekühlte Wandlerzulauföl zu den Lamellen 7 in einen Lamellenraum 12 gefördert wird.The in 1 shown hydrodynamic torque converter according to the invention 1 has a turbine wheel 2 , a pump wheel 3 and a stator 4 on, with the turbine wheel 2 with an output or a shaft 5 is connected for torque transmission. A converter lock-up clutch 6 has slats 7 on that in the closed state of the lockup clutch 6 generate a complete frictional connection, thereby bridging the hydrodynamic torque converter 1 cause. The slats 7 the converter lock-up clutch 6 are cooled by oil that does not come from the hydrodynamic circuit of the torque converter, and thereby heat dissipation regardless of the environment of the lockup clutch 6 he follows. In the impeller 3 is a channel 8th provided for the supply of oil through a hole 9 in an end plate 10 or a converter cover 11 the cooled converter inlet oil to the fins 7 in a slat room 12 is promoted.

2 zeigt einen erfindungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandler 1, in dessen Turbinennabe 13 sich Bohrungen 17 befinden. Durch eine Querschnittsverengung 15 wird das Öl hinter einem Lamellenträger 16 durch die Bohrungen 17 in der Turbinennabe 13 angesaugt, wodurch ein zusätzlicher Ölkreislauf durch die Kupplung entsteht. 2 shows a hydrodynamic torque converter according to the invention 1 , in its turbine hub 13 bores 17 are located. By narrowing the cross-section 15 the oil is behind a disk carrier 16 through the holes 17 in the turbine hub 13 sucked in, which creates an additional oil circuit through the clutch.

Die in 3 dargestellte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt einen erfindungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandler 1, der abhängig vom Schaltzustand eine gezielte Leckage zur Kühlung der Lamellen 7 der Wandlerüberbrückungskupplung 6 ermöglicht. Aus einem Kolbenraum 21 der Wandlerüberbrückungskupplung 6 kann während einer Schaltung und im geschlossenen Zustand der Wandlerüberbrückungskupplung 6 eine definierte Ölmenge durch Leckage über Bohrungen 22 in den Lamellenraum 12 abfließen. Im offenen Zustand der Wandlerüberbrückungskupplung 6 können die Bohrungen 22 beispielsweise durch ein Rückschlagventil verschlossen werden.In the 3 The illustrated embodiment of the present invention shows a hydrodynamic torque converter according to the invention 1 , depending on the switching status, a targeted leakage for cooling the slats 7 the converter lock-up clutch 6 allows. From a piston chamber 21 the converter lock-up clutch 6 can during a shift and when the converter lockup clutch is closed 6 a defined amount of oil through leakage through holes 22 in the slat space 12 flow away. With the converter lockup clutch open 6 can the holes 22 for example, be closed by a check valve.

4 zeigt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 1, der gekühltes Öl von der Welle 5 durch Bohrungen 23 direkt in den Lamellenraum 12 zu den Lamellen 7 der Wandlerüberbrückungskupplung 6 zuführt. 4 shows a hydrodynamic torque converter 1 , the chilled oil from the shaft 5 through holes 23 directly into the slat space 12 to the slats 7 the converter lock-up clutch 6 supplies.

11
Drehmomentwandlertorque converter
22
Turbinenradturbine
33
Pumpenradimpeller
44
Leitradstator
55
Wellewave
66
WandlerüberbrückungskupplungConverter lockup clutch
77
Lamellenslats
88th
Kanalchannel
99
Bohrungdrilling
1010
Endscheibeend disk
1111
Wandlerdeckelconverter cover
1212
Lamellenraumplate chamber
1313
Turbinennabeturbine hub
1414
Ablaufprocedure
1515
QuerschnittsverengungCross-sectional narrowing
1616
Lamellenträgerplate carrier
1717
Bohrungdrilling
1818
1919
Turbinenschaleturbine shell
2020
Ablaufprocedure
2121
Kolbenraumpiston chamber
2222
Bohrungdrilling
2323
Bohrungdrilling

Claims (7)

Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1), insbesondere für Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Turbinenrad (2), einem Pumpenrad (3), einem feststehenden Leitrad (4) und mit einer Wandlerüberbrückungskupplung (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (7) der Wandlerüberbrückungskupplung (6) nicht mit Öl aus dem hydrodynamischen Kreislauf des Drehmomentwandlers (1) gekühlt werden, und somit eine Wärmeabfuhr unabhängig vom Umfeld der Wandlerüberbrückungskupplung (6) erfolgt.Hydrodynamic torque converter ( 1 ), in particular for automatic transmissions of motor vehicles, with a turbine wheel ( 2 ), an impeller ( 3 ), a fixed stator ( 4 ) and with a converter lock-up clutch ( 6 ), characterized in that the slats ( 7 ) of the converter lock-up clutch ( 6 ) not with oil from the hydrodynamic circuit of the torque converter ( 1 ) are cooled, and thus heat dissipation regardless of the environment of the converter lock-up clutch ( 6 ) he follows. Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal (8) im Pumpenrad (3) zur Zufuhr von Öl zu den Lamellen (7) vorgesehen ist.Hydrodynamic torque converter ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a channel ( 8th ) in the impeller ( 3 ) to supply oil to the fins ( 7 ) is provided. Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß gekühltes Öl direkt durch Bohrungen (9) in Endscheibe (10) bzw. Wandlerdeckel (11) in einen Lamellenraum (12) gefördert wird.Hydrodynamic torque converter ( 1 ) according to claim 2, characterized in that cooled oil directly through bores ( 9 ) in end plate ( 10 ) or converter cover ( 11 ) in a slat space ( 12 ) is promoted. Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in einer Turbinennabe (13) eine Querschnittsverengung (15) befindet, wodurch das Öl hinter einem Lamellenträger (16) durch Bohrungen (17) in der Turbinennabe (13) angesaugt wird und eine Durchströmung der Lamellen (7) stattfindet.Hydrodynamic torque converter ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in a turbine hub ( 13 ) a narrowing of the cross-section ( 15 ) is located, whereby the oil behind a plate carrier ( 16 ) through holes ( 17 ) in the turbine hub ( 13 ) is sucked in and a flow through the slats ( 7 ) takes place. Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl zwischen Turbinenschale (19) und Lamellenträger (16) über einen Ablauf (20) abfließen kann.Hydrodynamic torque converter ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the oil between the turbine shell ( 19 ) and plate carrier ( 16 ) about a process ( 20 ) can flow off. Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Bohrungen (22) eine definierte Leckage aus einem Kolbenraum (21) der Wandlerüberbrückungskupplung (6) zu den Lamellen (7) ermöglicht wird.Hydrodynamic torque converter ( 1 ) according to claim 1, characterized in that through bores ( 22 ) a defined leakage from a piston chamber ( 21 ) of the converter lock-up clutch ( 6 ) to the slats ( 7 ) is made possible. Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gekühltes Öl durch Bohrungen (23) von der Welle (5) direkt zu den Lamellen (7) der Wandlerüberbrückungskupplung (6) zugeführt wird.Hydrodynamic torque converter ( 1 ) according to claim 1, characterized in that cooled oil through bores ( 23 ) from the shaft ( 5 ) directly to the slats ( 7 ) of the converter lock-up clutch ( 6 ) is supplied.
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