DE10348011B4

DE10348011B4 - Stator-Trägervorrichtung und diese umfassender Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE10348011B4
Application number: DE10348011A
Authority: DE
Inventors: Toru Toyota Ochi; Hiroaki Toyota Takeuchi; Yuji Toyota Yasuda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2023-10-16
Also published as: US20040076522A1; JP3659243B2; DE10348011A1; US6941752B2; JP2004132526A

Abstract

Stator-Trägervorrichtung zum Tragen des Stators (200) eines Drehmomentwandlers (100), umfassend:
eine Einweg-Kupplungsvorrichtung, die einen Außenlaufring (300) umfaßt, der radial an der Innenseite des Stators (200) angeordnet ist, sowie einen Innenlaufring (700), der radial außen um die Rotationsachse des Drehmomentwandlers (100) angeordnet ist;
wenigstens ein Stirnlager (600), das den Außenlaufring (300) und den Innenlaufring (700) auf Abstand hält;
wenigstens einen Drucklager-Laufring (500), der an die Stirnfläche des Außenlaufrings (300) angrenzt und so ausgelegt ist, daß er die Bewegungen des Stirnlagers (600) in Richtung der Rotationsachse beschränkt; und
wenigstens ein Drucklager (400), das an der Übertragungsfläche des Drucklager-Laufrings (500) angeordnet und in der Lage ist, die Last, die auf die Einweg-Kupplungsvorrichtung übertragen wird, zu tragen,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Außenlaufring (300) mit mindestens einer radialen, über seine gesamte radiale Breite reichenden Ölnut (304) ausgestattet ist, und daß der Drucklager-Laufring (500) mit mindestens einem Ölloch (504) in...

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft einen in einem Fahrzeug eingebauten Drehmomentwandler und insbesondere eine Technik, mit welcher der Stator des Drehmomentwandlers gestützt wird.
Ein Drehmomentwandler, mit dem ein von einer Leistungsquelle erzeugtes Drehmoment vervielfacht wird, und der das Drehmoment zur nächsten Kraftübertragungsstufe überträgt, umfaßt ein Flügelrad, das als „Stator" bezeichnet wird. Der Stator ist über eine Freilaufkupplung an einer Drehwelle befestigt und kann den Betriebsölstrom von einem Turbinenläufer zum Einlaß eines Pumpenlaufrads lenken.
13 zeigt einen Drehmomentwandler 1000, der eine herkömmliche Trägervorrichtung für einen Stator 2000 umfaßt. Wie in 13 dargestellt, hält eine Aluminiumunterlegscheibe 650 einen Freilaufkupplungs-Außenlaufring 350 und einen Freilaufkupplungs-Innenlaufring 750 auf Abstand. Die Last, die auf das Drucklager 450 ausgeübt wird, wird über einen Drucklager-Laufring 550 auf eine Aluminiumunterlegscheibe 650 übertragen. In diesem Fall muß die Aluminiumunterlegscheibe 650, welche die Last aufnimmt, in Axialrichtung ausreichend dick sein, um eine ausreichende Steifigkeit zu liefern. Bei der Herstellung herkömmlicher Trägervorrichtun- gen wird die Aluminiumunterlegscheibe 650 an der Freilaufkupplung befestigt, und das Drucklager 450 wird beabstandet von der Aluminiumunterlegscheibe 650 angebracht, wodurch sich die Axiallänge der Vorrichtung erhöht.
In der wie oben beschrieben konstruierten Leitrad-Trägervorrichtung werden die Standzeiten der Freilaufkupplung und des Drucklagers 450 durch die Lasten beeinflußt, die diese in Axial- und Radialrichtung aufnehmen. Die Standzeit des Stators wird ebenfalls durch diese Lasten beeinflußt. Um die Haltbarkeit des Stators zu erhalten, ist es daher notwendig, die Lasten richtig aufzunehmen oder zu tragen, eine „Abweichung" der Befestigungsposition des Stators relativ zur Drehachse zu verhindern und für eine ausreichende Schmierung zu sorgen. Über diese Anforderungen im Zusammenhang mit der Haltbarkeit des Stators hinaus besteht ein wachsender Bedarf an einer Reduzierung der axialen Abmessung des Stators, um den Drehmomentwandler zu verkleinern.

Die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2001-323985 offenbart eine Statorvorrichtung mit verringerter Axiallänge. Die Statorvorrichtung umfaßt ein Außenrad, das am Innenumfang des Stators befestigt ist, ein Innenrad, das coaxial zum Außenrad befestigt ist, ein Stirnlager, welches für einen Abstand bzw. Zwischenraum zwischen Außenrad und Innenrad sorgt, und eine Anlaufscheibe, die aus einem bimetallischen Material besteht, das für Lager verendet wird. Die Anlaufscheibe dient dazu, die Axialbewegungen einer Einweg-Kupplungsvorrichtung, beispielsweise einer Freilaufkupplung, zu begrenzen.

In der oben beschriebenen Statorvorrichtung werden das Außen- und das Innenrad durch das Stirnlager auf Abstand gehalten, und die Axialbewegungen der Einweg-Kupplungsvorrichtung werden durch die Anlaufscheibe beschränkt. Mit dieser Anordnung kann die Länge des Abschnitts, der den Stator trägt, kürzer gemacht werden als die Axiallänge einer herkömmlichen Aluminiumlagerbuchse.

Die Offenlegungsschrift Nr. 7-16049 einer japanischen Gebrauchsmusteranmeldung offenbart eine Stator-Trägerkonstruktion für einen Drehmomentwandler, deren Axialabmessung verringert ist. Die Stator-Trägerkonstruktion umfaßt ein Außenlaufrad, das an dem Träger des Stators festgelegt ist, ein Innenlaufrad, das radial an der Innenseite des Außenlaufrads angeordnet ist, eine Freilaufkupplung, welche die Drehung des Außenlaufrads nur in einer Richtung erlaubt, und ein Trägerelement, das an der Seitenfläche der Freilaufkupplung angebracht ist, die näher am Pumpenrad liegt.

In der oben beschriebenen Stator-Trägerkonstruktion ist das Trägerbauteil an der Seitenfläche der Freilaufkupplung angeordnet, die näher am Pumpenrad liegt, um das Außenlaufrad, das Innenlaufrad und die Freilaufkupplung zu tragen. Durch Bereitstellung eines Trägerbauteils anstelle eines radial nach innen gerichteten Vorsprungs, der integral mit dem Statorträger ausgebildet ist, kann die Axialabmessung des Stator-Befestigungsabschnitts verringert werden.

In der Statorvorrichtung, die in JP-A-2001-323985 offenbart ist, muß der Drucklager-Laufring eine ausreichend hohe Steifigkeit aufweisen, da der Drucklager-Laufring die Last vom Drucklager aufnehmen und diese Last auf den Stator übertragen muß, weshalb die Axiallänge des Laufrings erhöht werden muß. Außerdem sind Ölnuten für die Schmierung notwendig, um eine Abnutzung des Innenlaufrings aufgrund von Reibschlüssen mit dem Innenlaufring zu vermeiden.

In der Leitrad-Trägerkonstruktion, die in JP-U-7-16049 offenbart ist, wird die Maßhaltigkeit des Abstands zwischen dem Innenlaufring und dem Außenlaufring der Freilaufkupplung aufgrund der Verwendung des Trägerbauteils herabgesetzt, und daher nimmt auch die Standzeit der Freilaufkupplung ab. Außerdem können die Schmierkanäle, die in den Drehmomentwandlers hinein führen, in Anwesenheit des Trägerbauteils nicht zuverlässig bereitgestellt werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von der japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2001-323985 ist es Aufgabe der Erfindung, eine Stator-Trägervorrichtung bzw. einen Drehmomentwandler mit einer solchen Stator-Trägervorrichtung bereitzustellen, welche bei weiterhin reduzierter Axiallänge eine Verkürzung der Standzeit infolge mangelhafter Schmierung des Innenraums des Drehmomentwandlers vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6 gelöst.

In der Stator-Trägervorrichtung kann Schmieröl über die Ölnuten, die im Außenlaufring vorgesehen sind, von der Mitte des Stators in radialer Richtung geliefert werden, wodurch eine ausreichende Schmierung des Drehmomentwandler-Inneren gewährleistet ist.

Dabei trägt die Trägervorrichtung den Stator des Drehmomentwandlers. Der Stator ist über eine Einweg-Kupplungsvorrichtung mit der Drehwelle (Rotationsachse) des Drehmomentwandlers verbunden. Das Stirnlager der Trägervorrichtung dient dazu, den passenden Abstand zwischen dem Außenlaufring der Einweg-Kupplungsvorrichtung, der radial an der Innenseite des Stators angeordnet ist, und dem Innenlaufring der Einweg-Kupplungsvorrichtung, der radial außen um die Drehachse angeordnet ist, zu halten bzw. beizubehalten. Somit werden die Lasten gleichmäßig bzw. einheitlich auf die Einweg-Kupplungsvorrichtung übertragen, und eine anderenfalls mögliche Verkürzung der Standzeit der Einweg-Kupplungsvorrichtung wird vermieden oder unterdrückt. Der Drucklager-Laufring grenzt an die Stirnfläche des Außenlaufrings an. Der Drucklager-Laufring dient dazu, die Bewegungen des Stirnlagers in Richtung der Rotationsachse zu beschränken. Das Drucklager grenzt an den Drucklager-Laufring an und dient dazu, die Last zu tragen, die auf die Einweg-Kupplungsvorrichtung ausgeübt wird. Somit empfängt die Stirnfläche des Außenlaufrings über den Drucklager-Laufring die Last, die auf das Drucklager ausgeübt wird. Da die Steifigkeit des Außenlaufrings der Einweg-Kupplungsvorrichtung hoch genug ist, um die Last aufzunehmen oder zu tragen, wird bei dieser Anordnung verhindert, daß die Standzeit des Drucklagers verringert oder verkürzt wird. Ebenso weist die Stator-Trägervorrichtung im Vergleich zu dem Fall, wo die Last von einem oder mehreren anderen Bauteil(en) (z.B. einem Drucklager-Laufring) aufgenommen wird, eine reduzierte Axiallänge auf. Somit wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine Stator-Trägervorrichtung mit reduzierter Länge und verbesserter Standzeit bereitgestellt.

Mit einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, daß auch in der Ebene des Stirnlagers ein guter Durchtritt des Öls sichergestellt werden kann, selbst wenn das Stirnlager als ansonsten geschlossenwandiger Ring ausgeführt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Drucklager-Laufring so geformt, daß er die Bewegungen des Stirnlagers und des Innenlaufrings in Richtung der Rotationsachse beschränkt.

In der Stator-Trägervorrichtung gemäß der obigen Ausführungsform dient der Drucklager-Laufring dazu, die axialen Bewegungen des Innenlaufrings der Einweg-Kupplungsvorrichtung ebenso wie des Stirnlagers zu beschränken. In diesem Fall wird kein zusätzliches Bauteil benötigt, um die Bewegungen des Innenlaufrings zu beschränken, was zu einer Reduzierung der Zahl der Bauteile führt, aus denen die Trägervorrichtung besteht.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Drehmomentwandler bereitgestellt, der die Stator-Trägervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen umfaßt.

Der Drehmomentwandler, der die Stator-Trägervorrichtung mit verbesserter Standzeit umfaßt, weist ebenfalls eine verbesserte Standzeit auf. Somit wird gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ein Drehmomentwandler mit verbesserter Standzeit bereitgestellt.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben:
1 eine Darstellung der Konstruktion eines Drehmomentwandlers ist, der eine Stator-Trägervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung aufweist;
2 eine Darstellung der Konstruktion der Stator-Trägervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
3 eine Querschnittsansicht des Radabschnitts des Stators gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
4 eine Darstellung der Stirnfläche eines Freilauskupplungs-Außenlaufrings gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
5 die Darstellung eines Drucklager-Laufrings gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
6 eine Darstellung des Aufbaus eines Freilaufkupplungs-Stirnlagers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist:
7 eine Darstellung der Konstruktion einer Leitrad-Trägervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
8 eine Querschnittsansicht des Radabschnitts des Stators gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
9 eine Darstellung der Stirnfläche eines Freilaufkupplungs-Außenlaufrings gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
10 die Darstellung eines Drucklager-Laufrings gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
11 eine Darstellung der Konstruktion einer Stator-Trägervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist;
12 die Darstellung eines Drucklager-Laufrings gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist; und
13 eine Darstellung der Konstruktion eines Drehmomentwandlers ist, welcher eine herkömmliche Stator-Trägervorrichtung umfaßt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszahlen verwendet, um gleiche Bauteile zu bezeichnen, welche die gleichen Namen und Funktionen haben, und die ausführliche Beschreibung dieser Bauteile wird nicht wiederholt.
Erste Ausführungsform
Mit Bezug auf 1 wird die Konstruktion eines Drehmomentwandlers 100, der eine Stator-Trägervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung umfaßt, beschrieben. Der Drehmomentwandler 100 umfaßt ein Pumpenrad 102, einen Turbinenläufer 104 und einen Stator 200. Eine Freilaufkupplung (im folgenden als „OWC" bezeichnet), die hauptsächlich aus einem Freilaufkupplungs-Außenlaufring 300, einem Freilaufkupplungs-Innenlaufring 700 und Klemmkörpern 702 besteht, ist am Innenumfang des Stators 200 angeordnet. Der Stator 200 ist über die so konstruierte OWC so an einer feststehenden Getriebewelle 130 befestigt, daß der Stator 200 sich nur in einer Richtung drehen kann.
Das Pumpenrad 102 ist an der Motorabtriebswelle 110 befestigt und dient dazu, die Kraft vom (nicht gezeigten) Motor im Drehmomentwandler 100 in Betriebsöl-Strömungsenergie umzuwandeln. Der Turbinenläufer 104 wandelt diese Energie in Rotationsenergie um, und dreht eine Getriebeantriebswelle 120 an, an der eine Turbinennabe 106 befestigt ist, wodurch das Drehmoment auf ein Getriebe oder einen Gangschaltmechanismus (nicht gezeigt) übertragen wird.
Der Stator 200 ist zwischen dem Pumpenrad 102 und dem Turbinenläufer 104 angeordnet. Der Stator 200 vervielfacht das Drehmoment, das vom Pumpenrad 102 zum Turbinenläufer 104 übertragen wird. Der Stator 200 lenkt den Strom des Betriebsöls vom Auslaß des Turbinenläufers 104 zum Einlaß des Pumpenrads 102, um den Strom des Betriebsöls im Drehmomentwandler 100 zu regulieren.
Mit Bezug auf 2 wird nun die Konstruktion der Stator-Trägervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die Freilaufkupplung, welche den OWC-Außenlaufring 300 und den OWC-Innenlaufring 700 umfaßt, ist radial außen um die feststehende Getriebewelle 130 angeordnet. Eine Vielzahl von Klemmkörpern 702 sind zwischen dem OWC-Außenlaufring 300 und dem OWC-Innenlaufring 700 angeordnet. Alle Klemmkörper 702 werden von einem Käfig 704 in einer festgelegten Lage gehalten. Darüber hinaus sind OWC-Stirnlager 600 zwischen dem OWC-Außenlaufring 300 und dem OWC-Innenlaufring 700 angeordnet. Die OWC-Stirnlager 600 dienen dazu, den Abstand zwischen dem OWC-Außenlaufring 300 und dem OWC-Innenlaufring 700 konstant zu halten. Die OWC-Stirnlager 600 dienen auch dazu, die Bewegungen der Klemmkörper 702 in Axialrichtung zu beschränkten. Hier bedeutet Axialrichtung die Richtung, in der die feststehende Getriebewelle 130 verläuft.
Drucklager-Leitringe 500 sind so an den gegenüberliegenden Stirnflächen des OWC-Außenlaufrings 300 angeordnet, daß sie an den OWC-Außenlaufring 300 angrenzen. Die Drucklager-Laufringe 500 dienen dazu, die Bewegungen der OWC-Stirnlager 600 und des OWC-Innenlaufrings 700 zu beschränken. Um diese Funktion zu erfüllen, wird der Innendurchmesser des Drucklager-Laufrings 500 so bestimmt, daß der Laufring 500 die Stirnfläche des entsprechenden OWC-Stirnlagers 600 und zumindest einen Teil der Stirnfläche des OWC-Innenlaufrings 700 bedeckt, und daß die feststehende Getriebewelle 130 durch den Drucklager-Laufring 500 hindurch paßt.
Die Oberfläche jedes der Drucklager-Laufringe 500 wird einer Oberflächenbearbeitung oder einer Oberflächenbehandlung unterzogen, so daß die Wälzkörper (beispielsweise Walzen oder Kugeln) eines Lagers ungehindert auf der Oberfläche rollen können. Drucklager 400 grenzen an die oberflächenbearbeiteten oder oberflächenbehandelten Drucklager-Laufringe 500 an. Mit dieser Anordnung können die axialen Stirnflächen des OWC-Außenlaufrings 300 die Last tragen, die sie über die Drucklager-Laufringe 500 von den Drucklagern 400 aufnehmen.
Mit Bezug auf 3 wird die Gestaltung des Radabschnitts des Stators 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 3 ist eine Querschnittsdarstellung des Radabschnitts des Stators 200. Statorradklauen 202 sind am Radabschnitt des Stators 200 vorgesehen. Die Lage des OWC-Außenlaufrings 300 und des Stators 200 werden von den Statorradklauen 202 bestimmt. Die Form und Anzahl der Statorradklauen und die Stellen, an denen diese Klauen vorgesehen sind, sind nicht besonders beschränkt.
Mit Bezug auf 4 wird nun die Konstruktion des OWC-Außenlaufrings 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 4 zeigt eine Stirnfläche des OWC-Außenlaufrings 300. Der OWC-Außenlaufring 300 ist mit Ausnehmungen 302 versehen, die so positioniert sind, daß die Statorradklauen 202 (3) in die Ausnehmungen 302 eingreifen. Ölkanäle 304 sind in der Stirnfläche des OWC-Außenlaufrings 300 so ausgebildet, daß sie vom Zentrum des Außenlaufrings 300 zu den Ausnehmungen im OWC-Außenlaufring verlaufen, so daß Schmieröl durch die Ölnuten 304 fließen kann.
Mit Bezug auf 5 wird nun die Gestaltung des Drucklager-Laufrings 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Drucklager-Laufring 500 ist mit Ausnehmungen 502 und Öllöchern 504 versehen. Diese Ausnehmungen 502 und Löcher 504 sind an festgelegten Stellen ausgebildet. Genauer werden die Zahl und die Lage der Ausnehmungen 502 und der Öllöcher 504 des Drucklager-Laufrings in Übereinstimmung mit der Zahl und der Lage der in 4 gezeigten Ausnehmungen 302 und Ölkanäle 304 des OWC-Außenlaufrings festgelegt. Mit dieser Anordnung werden durch die Ölnuten 304 zuverlässige Schmierkanäle von den Öllöchern 504 des Drucklager-Laufrings zu den Ausnehmungen 502 des Drucklager-Laufrings bereitgestellt. Dem gemäß kann der Drucklager-Laufring 500 unabhängig von der Phase des Stators geschmiert werden.
Mit Bezug auf 6 wird nun die Gestaltung des OWC-Stirnlagers 600 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 6 ist eine Querschnittsansicht des OWC-Stirnlagers 600. Der Außendurchmesser des OWC-Stirnlagers 600 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des OWC-Außenlaufrings 300. Das heißt, es wird für einen gewissen Abstand zwischen dem Außenumfang des OWC-Stirnlagers 600 und dem Innenumfang des OWC-Außenlaufrings 300 gesorgt. Der Innendurchmesser des OWC-Stirnlagers 600 ist etwas größer als der Außendurchmesser des OWC-Innenlaufrings 700. Das heißt, es wird für einen gewissen Abstand zwischen dem Innendurchmesser des OWC-Stirnlagers 600 und dem Außendurchmesser des OWC-Innenlaufrings 700 gesorgt. Das OWC-Stirnlager 600 beschränkt die Bewegungen der Klemmkörper 702 in Axialrichtung, während es dafür sorgt, daß der richtige Abstand zwischen dem OWC-Außenlaufring 300 und dem OWC-Innenlaufring 700 gehalten (beibehalten) wird.
Das OWC-Stirnlager 600 ist mit einer Vielzahl von Öllöchern 602 versehen (beispielsweise einem ersten Ölloch 602A, einem zweiten Ölloch 602B usw.). Diese Öllöcher 602 sind so ausgebildet, daß sie mit der Lage der Öllöcher 504 (5), die auf dem Drucklager-Laufring 500 ausgebildet sind, korrespondieren. Das heißt, die Öllöcher 602, 504 sind so ausgebildet, daß der Umfang, auf denen die Öllöcher 602 des OWC-Stirnlagers vorgesehen sind, den Umfang, auf dem die Öllöcher 504 des Drucklager-Laufrings vorgesehen sind, überlagert oder mit diesem zusammenfällt. Der Abstand der Öllöcher 602 ist so festgelegt, daß von den Öllöchern 602 und den Öllöchern 504 des Drucklager-Laufrings unabhängig von der Phase des OWC-Stirnlagers 600 zuverlässig Schmierkanäle bereitgestellt werden.
Beispielsweise sind, wie in 6 gezeigt, das erste Ölloch 602A und das zweite Ölloch 602B so nebeneinander ausgebildet, daß sie in dem Ölloch 504 des Drucklager-Laufrings erscheinen oder mit diesem kommunizieren. Somit können die Klemmkörper 702 auch dann geschmiert werden, wenn sich das OWC-Stirnlager 600 zwischen dem Drucklager-Außenlaufring 500 und den Klemmkörpern 702 befindet. Natürlich sind die Form, die Lage und die Zahl der Öllöcher 602 des OWC-Stirnlagers nicht auf die in dieser Ausführungsform (6) angegebenen beschränkt, sondern können wie gewünscht festgelegt werden, vorausgesetzt, die Schmierkanäle sind gewährleistet.
In der wie oben beschriebenen Trägervorrichtung des Stators 200 gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Stirnfläche des OWC-Außenlaufrings 300 eine Last tragen, die über den entsprechenden Drucklager-Laufring 500 auf das entsprechende Drucklager 400 übertragen wird. Da die Steifigkeit des OWC-Außenlaufrings 300 ausreicht, um die Last aufzunehmen oder zu tragen, besteht keine Notwendigkeit, die Dicke des Drucklager-Laufrings 500 zu erhöhen. Demgemäß kann die Axiallänge oder -abmessung des Drucklager-Laufrings 500 reduziert werden.
Weiter beschränkt der Drucklager-Laufring 500 die axialen Bewegungen des entsprechenden OWC-Stirnlagers 600 und beschränkt ebenso die Bewegungen des OWC-Innenlaufrings 700. Demgemäß ist kein spezielles Bauteil erforderlich, um die Bewegungen des OWC-Innenlaufrings 700 zu beschränken, was zu einer Reduzierung der Zahl der Bauteile führt, aus denen die Stator-Trägervorrichtung besteht.
Außerdem gewährleisten die Ölnuten 304, die in der Stirnfläche des OWC-Außenlaufrings 300 ausgebildet sind, eine ausreichende Schmierung des Inneren des Drehmomentwandlers 100. Somit kann eine anderenfalls mögliche Reduzierung der Standzeit der Drucklager-Laufringe 500 aufgrund einer schlechten Schmierung vermieden oder unterdrückt werden.
Mit der Reduzierung der Zahl der Bauteile, die in Axialrichtung angeordnet werden, wird das Spiel („backlash") während der Montage reduziert, und daher kann das Verfahren der Einstellung des Axialspiels vereinfacht oder eliminiert werden. Darüber hinaus wird ein Sperrkolben 112 mit verbesserter Genauigkeit positioniert, und daher können Steuerungen im Zusammenhang mit dem Drehmomentwandler 100, z.B. die Steuerung einer Überbrückungskupplung, mit größerer Genauigkeit durchgeführt werden.
Zweite Ausführungsform
Im folgenden wird eine Stator-Trägervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Konstruktion der Stator-Trägervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform insofern, als die Erfindung nur auf eine Stirnfläche der Freilaufkupplung angewendet wird.
Mit Bezug auf 7 wird die Konstruktion der Stator-Trägervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Der Aufbau des Drehmomentwandlers, der ein Pumpenrad, einen Turbinenläufer und einen Stator umfaßt, ist identisch mit dem Aufbau des Drehmomentwandlers 100 (in 1 oberhalb der Linie A-A) gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, und wird daher nicht noch einmal beschrieben. Außerdem ist die Lagebeziehung zwischen dem OWC-Außenlaufring 310, dem OWC-Innenlaufring 710, den Klemmkörpern 702 und dem Käfig 704 die gleiche wie im Aufbau der Stator-Trägervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, und wird daher nicht noch einmal beschrieben.
Wie in 7 gezeigt, ist lediglich an einer Stirnfläche der Freilaufkupplung ein OWC-Stirnlager 600 angeordnet, und zwar zwischen dem OWC-Außenlaufring 310 und dem OWC-Innenlaufring 710.
Außerdem ist der radial innen liegende Abschnitt des Stators 210 an einem axialen Ende so geformt, daß er die axialen Bewegungen des OWC-Außenlaufrings 310, des Käfigs 704 und des OWC-Innenlaufrings 710 beschränkt, wie später beschrieben. Der radial innen liegende Abschnitt des Stators 210 ist außerdem so geformt, daß er axiale und radiale Bewegungen (beispielsweise eine axiale Verschiebung, radiale Schwingunggen usw.) des OWC-Innenlaufrings 710 verhindert. Diese Anordnung ermöglicht es, den Abstand zwischen dem OWC-Außenlaufring 310 und dem OWC-Innenlaufring 710 ohne Verwendung eines Hilfsmittels, wie z.B. eines Stirnlagers, mit dem der Abstand zwischen dem OWC-Außenlaufring 310 und dem OWC-Innenlaufring 710 aufrechterhalten werden soll, aufrechtzuerhalten.
8 ist eine Querschnittsansicht des Radabschnitts des Stators 210 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Ansicht von 8 ist ein Grundriß des Stators 210, wie er in Richtung des Pfeils B in 7 gesehen wird.
Wie in 8 gezeigt, ist der Stator 210 mit Statorausnehmungen 212 versehen, um den Drucklager-Laufring 510 zu positionieren, wie später beschrieben. Der Innendurchmesser des radial innen liegenden Abschnitts 216 des Stators 210 ist so festgelegt, daß er die axialen Bewegungen des OWC-Innenlaufrings 710 beschränkt. Öllöcher 214, die Schmieröl durchfließen lassen, sind im Stator-Innenabschnitt 216 ausgebildet.
Mit Bezug auf die 9 wird nun die Gestaltung des OWC-Außenlaufrings 310, der am Innenumfang des Stators 210 gemäß der vorliegenden Ausführungsform angeordnet ist, beschrieben. Die Ansicht von 7 ist ein Grundriß des OWC-Außenlaufrings 310, wie er in Richtung des Pfeils B in 7 gesehen wird.
Der OWC-Außenlaufring 310 ist mit einer Vielzahl von Ölnuten 314 versehen. Der Abstand zwischen den Ölnuten 314 ist so festgelegt, daß Schmierkanäle zuverlässig bereitgestellt werden, unabhängig von der Drehphase des OWC-Außenlaufrings 310 relativ zum Drucklager-Laufring 510. Mit den so bereitgestellten Ölnuten 314 kann das Innere des Drehmomentwandlers ausreichend geschmiert werden.
Nun wird mit Bezug auf 10 die Gestaltung des Drucklager-Laufrings 510, der im Stator 210 gemäß der vorliegenden Ausführungsform angeordnet ist, beschrieben. Der Drucklager-Laufring 510 ist an seinem äußeren Umfangsabschnitt mit Klauen 512 versehen. Die Größe und die Lage der Klauen 512 werden gemäß der Größe und der Lage von Statorausnehmungen 212 festgelegt, die am inneren Umfang des Stators 210 vorgesehen sind, wie nachstehend beschrieben.
Der Drucklager-Laufring 510 ist auch mit einer Vielzahl von Öllöchern 514 ausgestattet. Die Öllöcher 514 des Drucklager-Laufrings sind so ausgebildet, daß sie eine ausreichende Schmierung der OWC und des Drehmomentwandler-Inneren gewährleisten, unabhängig von der Lagebeziehung zu den Ölnuten 314 des OWC-Außenlaufrings (9) in Drehrichtung. Bei dieser Anordnung kann eine anderenfalls mögliche Reduzierung der Standzeit der OWC und des Drehmomentwandlers aufgrund einer schlechten Schmierung verhindert oder unterdrückt werden.
In der Trägervorrichtung des Stators 210 gemäß der zweiten Ausführungsform trägt der OWC-Außenlaufring 310 die Last, die über den Drucklager-Laufring 510, der an einer Stirnfläche des Außenlaufrings 310 angeordnet ist, auf das Drucklager 402 übertragen wird. Außerdem beschränkt der Drucklager-Laufring 510 die axialen Bewegungen des OWC-Stirnlagers 600, das den richtigen Abstand zwischen dem OWC-Außenlaufring 310 und dem OWC-Innenlaufring 710 hält, und beschränkt auch die axialen Bewegungen des OWC-Innenlaufrings 710. Somit ist kein spezielles Bauteil erforderlich, um die Bewegungen des OWC-Stirnlagers 600 zu beschränken, was zu einer Reduzierung der Zahl der Bauteile, die in Axialrichtung angeordnet werden, und zu einem kleineren Fehler der axialen Abmessungen der Trägervorrichtung führt.
Außerdem steht der OWC-Außenlaufring 310 an der anderen Stirnfläche mit der Innenfläche des radial innen liegenden Abschnitts 216 des Stators 210 in Berührung. Somit dient der Innenabschnitt 216 des Stators als Drucklager und als Stirnlager, was zu einer Reduzierung der Zahl der Bauteile führt. Infolgedessen kann die Axiallänge des ganzen Drehmomentwandlers, der den Stator 210 umfaßt, der wie oben beschrieben konstruiert ist, reduziert werden.
Dritte Ausführungsform
Im folgenden wird eine Stator-Trägervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Konstruktion der Stator-Trägervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von denen der ersten und zweiten Ausführungsformen insofern, als Drucklager-Laufringe, die unterschiedlich dick sind, jeweils an den Stirnflächen des OWC-Außenlaufrings angeordnet sind.
Mit Bezug auf 11 wird die Konstruktion der Stator-Trägervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben. Der Aufbau des Drehmomentwandlers, der ein Pumpenrad, einen Turbinenläufer und einen Stator umfaßt, ist identisch mit dem Aufbau des Drehmomentwandlers 100 (in 1 oberhalb der Linie A-A ist) gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, und wird daher hier nicht erneut beschrieben. Ebenso ist die Lagebeziehung zwischen dem OWC-Außenlaufring 320, dem OWC-Innenlaufring 720, den Klemmkörpern 702 und dem Käfig 703 gleich wie im Aufbau der Stator-Trägervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, und wird daher nicht noch einmal beschrieben.
Wie in 11 gezeigt, sind in einer Turbinennabe 126 Öllöcher 114 ausgebildet, um Schmierkanäle bereitzustellen, die den Abschnitt des Drehmomentwandlers, der einen Sperrkolben 112 umfaßt, mit dem Abschnitt verbinden, der ein Drucklager 402 umfaßt. Bei dieser Anordnung kann Betriebsöl, das um einen Kupplungsbelag 108 (1) herum vorhanden ist, und das sehr heiß wird, wirksam aus dem Drehmomentwandler 100 abgeleitet werden, wodurch eine verbesserte Standzeit des Kupplungsbelags 108 gewährleistet wird.
Die Stator-Trägervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfaßt einen Drucklager-Laufring 520, der an der Stirnfläche des OWC-Außenlaufrings 320 angeordnet ist, die näher an der Turbinennabe 126 liegt, und einen Drucklager-Laufring 530, der an der anderen Stirnfläche des Außenlaufrings 320 angeordnet ist. Der Drucklager-Laufring 520 ist dünner als der Drucklager-Laufring 530. Da die Öllöcher 114 der Turbinennabe 126 wie oben angegeben Schmierkanäle innerhalb des Drehmomentwandlers bereitstellen, wodurch die Notwendigkeit der Ausbildung von Ölnuten im OWC-Außenlaufring entfällt, kann die erforderliche Steifigkeit des Drucklager-Laufrings 520 vermindert werden, wodurch die Verwendung eines Laufrings 520 mit relativ geringer Dicke möglich wird. Mit dieser Anordnung kann die Axiallänge der Trägervorrichtung im Vergleich zu dem Fall, wo zwei gleich dicke Drucklager-Laufringe verwendet werden (wie in der ersten Ausführungsform) verringert werden. Somit wird die axiale Länge oder Abmessung des Drehmomentwandlers 100 reduziert. Nachdem die Dicke des Drucklager-Laufrads 520 solchermaßen reduziert wurde, können Schmierkanäle für die Schmierung des Drehmomentwandler-Inneren zwischen den Drucklagerkäfigen bereitgestellt werden, wodurch die Notwendigkeit der Ausbildung von Ölnuten im Außenlaufring entfällt.
Mit Bezug auf 12 wird die Querschnittsgestaltung des Drucklager-Laufrings 520 gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben. Der Drucklager-Laufring 520 ist mit einer Vielzahl von Klauen 522 und einer Vielzahl von Öllöchern 524 ausgestattet. Die Lage des Drucklager-Laufrings 520 relativ zum OWC-Außenlaufring 320 wird von den Drucklager-Klauen 522 fixiert. Die Öllöcher 524 des Drucklager-Laufrings stehen mit den Öllöchern 603 des OWC-Stirnlagers (siehe 6) in Verbindung, um Schmierkanäle zu bilden. Das heißt, selbst wenn die Lagebeziehung der Öllöcher 524 des Drucklager-Laufrings zu den Stirnlager-Öllöchern 602 in Umfangsrichtung verändert wird, sind die Schmierkanäle gesichert, und der Drehmomentwandler bleibt ausreichend geschmiert.
In der Trägervorrichtung für den Stator 220 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Drucklager-Laufring 520, der an einer Stirnfläche des Freilaufkupplungs-Außenlaufrings 320 angeordnet ist, dünner gestaltet als der Drucklager-Laufring 530 an der anderen Stirnfläche, so daß die axiale Länge des Stators nach dem Zusammenbau weiter verringert werden kann. Außerdem ermöglicht es die Anordnung der Stator-Trägervorrichtung dieser Ausführungsform, die Rückseite des Sperrkolbens 112 zu schmieren, so daß der Kupplungsbelag 108 gekühlt wird, und somit kann eine anderenfalls mögliche Verkürzung der Standzeit des Drehmomentwandlers aufgrund einer schlechten Schmierung vermieden oder unterdrückt werden.
In den Stator-Trägervorrichtungen gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung trägt, wie oben ausführlich beschrieben, der OWC-Außenlaufring die Last, die über den Drucklager-Laufring, der an einer (oder an jeder) Stirnseite des Außenlaufrings angeordnet ist, auf das Drucklager übertragen wird. Da die Steifigkeit des OWC-Außenlaufrings ausreicht, um die Last aufzunehmen oder zu tragen, kann eine Verkürzung der Standzeit des Drucklagers vermieden oder unterdrückt werden. Darüber hinaus kann die Dicke des Drucklager-Laufrings minimiert werden, und die axiale Länge der Stator-Trägervorrichtung kann dementsprechend verkürzt werden.
Außerdem kann ein passender Abstand zwischen dem OWC-Außenlaufring und dem OWC-Innenlaufring vom OWC-Stirnlager aufrechterhalten werden, die Schwingungen, die während der Drehung der Freilaufkupplung entstehen, sowie eine Verschiebung oder Verrückung des Rotationszentrums jedes Laufrings können verhindert werden. Infolgedessen kann die Standzeit der Einwegkupplung verbessert werden.
Weiter sind der Drucklager-Laufring, der OWC-Außenlaufring und das OWC-Stirnlager mit Ölnuten oder Öllöchern ausgestattet, so daß unabhängig vom Rotationsstadium des Stators zuverlässig Schmierkanäle bereitgestellt werden. Somit erhält die Stator-Trägervorrichtung immer eine ausreichende Schmierung. Außerdem erleichtern die Schmierölnuten, die an den Stirnflächen der Freilaufkupplung bereitgestellt sind, die Schmierung des Drehmomentwandler-Inneren. Infolgedessen kann die Haltbarkeit des Stators und anderer Bauteile (beispielsweise des Kupplungsbelags), aus denen der Drehmomentwandler besteht, verbessert werden.
Mit einer Anordnung, in welcher der Drucklager-Laufring die Funktion hat, die Last des Drucklagers zu tragen, sowie die Funktion, die Bewegungen des OWC-Stirnlagers und des OWC-Innenlaufrings zu beschränken, kann die Zahl der Bauteile, die in Axialrichtung angeordnet sind, verringert werden. Infolgedessen können Fehler beim Zusammenbau des Stators reduziert werden, und die axiale Länge des Stators kann verringert werden, was zu einer axialen Verkürzung des Drehmomentwandlers führt, der den Stator umfaßt. Außerdem führt die Verbesserung der Montagegenauigkeit zu einer Verbesserung der Genauigkeit, mit der der Drehmomentwandler (z.B. seine Freilaufkupplung) gesteuert werden kann.

Claims

Stator-Trägervorrichtung zum Tragen des Stators (200) eines Drehmomentwandlers (100), umfassend: eine Einweg-Kupplungsvorrichtung, die einen Außenlaufring (300) umfaßt, der radial an der Innenseite des Stators (200) angeordnet ist, sowie einen Innenlaufring (700), der radial außen um die Rotationsachse des Drehmomentwandlers (100) angeordnet ist; wenigstens ein Stirnlager (600), das den Außenlaufring (300) und den Innenlaufring (700) auf Abstand hält; wenigstens einen Drucklager-Laufring (500), der an die Stirnfläche des Außenlaufrings (300) angrenzt und so ausgelegt ist, daß er die Bewegungen des Stirnlagers (600) in Richtung der Rotationsachse beschränkt; und wenigstens ein Drucklager (400), das an der Übertragungsfläche des Drucklager-Laufrings (500) angeordnet und in der Lage ist, die Last, die auf die Einweg-Kupplungsvorrichtung übertragen wird, zu tragen, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenlaufring (300) mit mindestens einer radialen, über seine gesamte radiale Breite reichenden Ölnut (304) ausgestattet ist, und daß der Drucklager-Laufring (500) mit mindestens einem Ölloch (504) in Form eines Schmiekanals ausgestattet ist, welches mit der mindestens einen Ölnut (304) des Außenlaufrings (300) sowie den Klemmkörper (702) aufweisenden Innenbereich der Einweg-Kupplungsvorrichtung in Verbindung steht.
Stator-Trägervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnlager (600) mit einer Vielzahl von Löchern (602) versehen ist, von denen wenigstens eines in jeder Relativlage zwischen Stirnlager (600) und Drucklager- Laufring (500) mit dem wenigstens einen Ölloch (504) des Drucklager-Laufrings (500) in Strömungsverbindung steht.
Stator-Trägervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin der Drucklager-Laufring (500) so geformt ist, daß er die Bewegungen des Stirnlagers (600) und des Innenlaufrings (300) in Richtung der Rotationsachse beschränkt.
Stator-Trägervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin beidseitig Drucklager-Laufringe (500) vorhanden sind, die jeweils an die gegenüberliegenden Stirnflächen des Außenlaufrings (300) angrenzen, und Drucklager (400) jeweils zu den Seiten des Außenlaufrings (300) angeordent sind.
Stator-Trägervorrichtung nach Anspruch 4, worin ein Drucklager-Laufring (500), der an eine der gegenüberliegenden Stirnflächen des Außenlaufrings (300) angrenzt, dünner ist als ein Drucklager-Laufring (500), der an die andere Stirnfläche des Außenlaufrings (300) angrenzt.
Drehmomentwandler (100), der eine Stator-Trägervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfaßt.