DE112009002560B4 - Hydrodynamic torque converter with lock-up clutch - Google Patents
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Abstract
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) mit einem Gehäuse (2), der konzentrisch um eine Nabe (10) angeordnet und mit dieser drehfest verbundenen ist, in welchem ein Pumpenrad, ein Turbinenrad, ein Leitrad sowie eine Wandlerüberbrückungskupplung (4) mit einem Lamellenpaket (6) angeordnet sind, und das Lamellenpaket (6) mindestens eine Reibfläche aufweist, die mit einer Gegenreibfläche in einer Endlamelle (6b) in Eingriff bringbar ist, wobei die Reibflächen mit Kühlnuten versehen sind, und die Wandlerüberbrückungskupplung (4) einen aus zwei Teilkolben (5a, 5b) zusammengesetzten Kolben (5) aufweist, und der Kolben (5) bei Druckbeaufschlagung des Lamellenpaketes (6) über die Stirnfläche seines Teilkolbens (5b) zum zusätzlichen Reibpartner wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Kühlung der Reibpartner der Wandlerüberbrückungskupplung (4) dienende, über den Drehmomentwandler (1) umgewälzte Kühlöl mit Hilfe von Belagdrichtringen oder Belagdichtlippen (18), die abschnittweise zwischen den Lamellen (6a, 6b) vorgesehen sind, zwangsweise und vollständig durch den Kolben (5) und die Kühlnuten des Lamellenpaketes (6) geleitet wird.Hydrodynamic torque converter (1) with a housing (2) arranged concentrically around a hub (10) and non-rotatably connected thereto, in which a pump wheel, a turbine wheel, a stator and a lockup clutch (4) with a disk pack (6) are arranged, and the disk set (6) has at least one friction surface which is engageable with a Gegenreibfläche in an end plate (6b), wherein the friction surfaces are provided with cooling grooves, and the lockup clutch (4) one of two part pistons (5a, 5b) has a composite piston (5), and the piston (5) upon pressurization of the disk set (6) via the end face of its partial piston (5b) for additional friction partner, characterized in that serving for cooling the friction partner of the lockup clutch (4) , via the torque converter (1) circulated cooling oil by means of paddle rings or pad sealing lips (18), the section W are provided between the fins (6a, 6b), forcibly and completely by the piston (5) and the cooling grooves of the plate pack (6) is passed.
Description
Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a hydrodynamic torque converter with lockup clutch having the features of the preamble of
Hydrodynamische Drehmomentwandler mit Reibring beziehungsweise Reibbelag sowie mit einem solchen ausgerüstete Nasslaufkupplungen sind durch die
Weiter sind Lösungen bekannt, die eine Führung des Öls dadurch anstreben, indem sie alle möglichen Flusswege des Kühlöls, außer diejenigen Wege, die über die Wandlerüberbrückungskupplung führen, durch Führungsbleche und Abdichtelemente (z. B. Tellerfedern zwischen benachbarten mit gleicher Drehzahl rotierenden Teilen) mit einem hohen Durchflusswiderstand versehen, sodass der Kühlölfluss durch den Wandler im Wesentlichen zur Wandlerüberbrückungskupplung führt und in Kombination mit Nutmustern, die einen Selbstfördereffekt aufweisen, das Kühlöl zumindest teilweise durch die Kühlnuten gefördert wird. Dieses Prinzip wird in der
Die
Außerdem ist gemäß
Weiterhin ist aus
Um jedoch Teile einzusparen und ein schlankeres Kupplungskonzept zu realisieren dient speziell bei einer Wandlerüberbrückungskupplung mit einem oder zwei Reibbelägen (TwinPlate) der zum Schließen der Wandlerüberbrückungskupplung verwendete Kupplungskolben gleichsam als Reibpartner, auf dessen Rückseite ein Wärmestau im Öl hervorgerufen wird, der sich allerdings nachteilig dadurch auf das Öl auswirken kann, da das Öl hinter dem Kolben nicht ausgetauscht wird. Die Folge davon ist eine fortwährende Erwärmung, wodurch kritische, ölschädigende Temperaturen erreicht werden, die eine Änderung der Reibwertcharakteristik hervorrufen können und damit die Grundlage für ein Rupfen der Kupplung bilden.However, in order to save parts and to realize a leaner coupling concept is used especially for a lockup clutch with one or two friction linings (TwinPlate) the clutch piston used to close the lockup clutch quasi as a friction partner, on the back of a heat accumulation in the oil is caused, however, disadvantageous thereby the oil can affect, since the oil is not replaced behind the piston. The consequence of this is continual warming, causing critical, oil-damaging temperatures can be achieved, which can cause a change in the coefficient of friction characteristic and thus form the basis for a judder of the clutch.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung zu schaffen, bei dem durch eine verbesserte Kühlung der Wandlerüberbrückungskupplung die durch die Reibverlustleistung erzeugten maximalen Temperaturen an den Reibflächen einer Kupplung gesenkt werden, um dadurch die Lebensdauer des Öls und der Reibbeläge der Kupplung zu verlängern.Therefore, the object of the invention is to provide a hydrodynamic torque converter with a lockup clutch, are reduced by the improved cooling of the lockup clutch, the maximum temperatures generated by the friction loss at the friction surfaces of a clutch, thereby reducing the life of the oil and the friction linings Lengthen clutch.
Diese Aufgabe wird mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a hydrodynamic torque converter with a lockup clutch having the features of
Danach ist der von einem Gehäuse umgebene hydrodynamische Drehmomentwandler konzentrisch um eine Nabe angeordnet und mit dieser drehfest verbundenen. In diesem sind ein Pumpenrad, ein Turbinenrad, ein Leitrad sowie eine Wandlerüberbrückungskupplung mit einem Lamellenpaket angeordnet. Das Lamellenpaket weist dabei mindestens eine Reibfläche auf, die mit einer Gegenreibfläche in einer Endlamelle in Eingriff bringbar ist. Die Reibflächen sind dabei üblicherweise mit Kühlnuten versehen. Weiter weist die Wandlerüberbrückungskupplung einen aus zwei Teilkolben zusammengesetzten Kolben auf, der unter Druckbeaufschlagung des Lamellenpaketes über die Stirnfläche seines Teilkolbens zum zusätzlichen Reibpartner wird, wobei das zur Kühlung der Reibpartner der Wandlerüberbrückungskupplung dienende, über den Drehmomentwandler umgewälzte Kühlöl, zwangsweise und vollständig durch den Kolben und die Kühlnuten des Lamellenpaketes geleitet wird.Thereafter, the surrounded by a housing hydrodynamic torque converter is arranged concentrically around a hub and rotatably connected thereto. In this a pump impeller, a turbine wheel, a stator and a lockup clutch with a disc pack are arranged. The disk pack has at least one friction surface which can be brought into engagement with a counter friction surface in an end disk. The friction surfaces are usually provided with cooling grooves. Next, the torque converter lock-up clutch has a piston composed of two pistons, which is the additional friction partner under pressure of the disk set on the face of its piston part, serving for cooling the friction partner of the converter lockup clutch, circulated through the torque converter cooling oil, forcibly and completely by the piston and the cooling grooves of the disk set is passed.
In vorteilhafter Weiterbildung des Drehmomentwandlers ist die Stelle der Einleitung des Öls, ausgehend vom Kolben, in das Lamellenpaket frei wählbar. Das gleiche gilt auch für die Stelle der Ausleitung des Öls aus dem Lamellenpaket.In an advantageous embodiment of the torque converter, the point of introduction of the oil, starting from the piston, in the disk set is freely selectable. The same applies to the point of discharge of the oil from the disk pack.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass der der Wandlerüberbrückungskupplung zugewandte Teilkolben im Bereich dieser Wandlerüberbrückungskupplung mindestens eine Ausnehmung aufweist. Ebenfalls können mehrere Ausnehmungen über den Umfang dieses Teilkolbens verteilt angeordnet sein.In addition, it is advantageous that the partial piston facing the converter lockup clutch has at least one recess in the region of this converter lockup clutch. Also, a plurality of recesses may be arranged distributed over the circumference of this partial piston.
Zur Herstellung eines Anschlusses durch das Lamellenpaket ist es besonders vorteilhaft, wenn die mindestens eine Lamelle mit mindestens einer Ausnehmung versehen ist. Allerdings können auch mehrere Ausnehmungen über den Umfang der Ringfläche der Lamelle verteilt angeordnet sein, die entweder auf gleichem Durchmesser angeordnet sind oder aber auch radial zueinander beabstandet sein können.In order to produce a connection through the disk pack, it is particularly advantageous if the at least one disk is provided with at least one recess. However, a plurality of recesses may be arranged distributed over the circumference of the annular surface of the lamella, which are either arranged on the same diameter or can also be spaced apart radially.
Weiterhin ist es zur Bildung eines Raumes vorteilhaft, dass die beiden Teilkolben über mindestens eine Verbindungsstelle miteinander verbunden sind, die sich vorzugsweise am oder in der Nähe des Außendurchmessers mindestens eines der Teilkolben befindet.Furthermore, it is advantageous for the formation of a space that the two partial pistons are connected to one another via at least one connection point, which is preferably located at or in the vicinity of the outer diameter of at least one of the partial pistons.
Allerdings kann auch eine als ringförmige Wölbung ausgebildete Verbindungsstelle die zugewandten Ringflächen der Teilkolben dichtend miteinander verbinden. Die Verbindung zwischen beiden Teilkolben kann jedoch auch nicht dichtend, sondern so ausgebildet sein, dass durch diese in radialer Richtung ein Kanal stehen bleibt.However, a connection formed as an annular curvature sealing connect the facing annular surfaces of the partial piston with each other. However, the connection between the two partial pistons can also not be sealing, but be designed so that a channel stops in the radial direction.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Lamellenpaket der Wandlerüberbrückungskupplung aus mindestens einer Lamelle und einer Endlamelle. Dieser Aufbau der Wandlerüberbrückungskupplung reicht aus, um den erfindungsgemäßen zwangsgeführten Ölfluss durch diese zu realisieren. Ist mehr axialer Bauraum vorhanden, können ebenso gut mehrere Lamellen und eine Endlamelle zu einem Lamellenpaket zusammengefügt werden. Wichtig zur Realisierung einer Kupplungsfunktion ist jedoch, dass sowohl die mindestens eine Lamelle zur jeweils benachbarten Lamelle bzw. zur Endlamelle und die Endlamelle wiederum zur unmittelbar benachbarten Lamelle Reibbeläge aufweist, die von Kühlnuten durchzogen werden. Zur Gewährleistung des Austritts des Öls aus dem Lamellenpaket ist es entweder erforderlich, dass der Austritt des Öls aus der mindestens einen Lamelle in Höhe des Außenoder Innendurchmessers der Endlamelle erfolgt oder aber die Endlamelle über mindestens eine Ausnehmung verfügt. Wie auch bei der mindestens einen Lamelle können dabei auch mehrere Ausnehmungen über den Umfang der Ringfläche der Endlamelle verteilt angeordnet sein.In a further advantageous embodiment of the invention, the disk set of the lockup clutch consists of at least one blade and an end plate. This design of the torque converter lockup clutch is sufficient to realize the positively driven oil flow according to the invention. If more axial space is available, several lamellae and one end lamella can be joined together to form a lamella package. Important for the realization of a coupling function, however, is that both the at least one lamella to the respectively adjacent lamella or to the end lamella and the end lamella again to the immediately adjacent lam has friction linings, which are traversed by cooling grooves. To ensure the discharge of the oil from the disk pack, it is either necessary that the exit of the oil from the at least one lamella takes place in the amount of the outer or inner diameter of the end plate or the end plate has at least one recess. As with the at least one lamella, several recesses may also be distributed over the circumference of the annular surface of the end lamella.
In einer weiteren Ausführungsform kann die mindestens eine Lamelle mit mindestens einer Ausnehmung versehen sein. Vorteilhafterweise sind mehrere Ausnehmungen über den Umfang der Ringfläche der Lamelle verteilt auf gleichem Durchmesser angeordnet oder auch radial zueinander beabstandet.In a further embodiment, the at least one lamella can be provided with at least one recess. Advantageously, a plurality of recesses distributed over the circumference of the annular surface of the lamella are arranged on the same diameter or radially spaced from each other.
Zur Bildung eines Kanals im Lamellenpaket ist es besonders vorteilhaft, dass die Enden der mindestens einen Lamelle und das jeweils freie Ende der Endlamelle zur gegenüberliegenden Bauteilfläche beabstandet sind.To form a channel in the disk set, it is particularly advantageous that the ends of the at least one lamella and the respective free end of the end lamella are spaced from the opposite component surface.
In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Erfindung wird der Weg des Ölstromes durch die Wandlerüberbrückungskupplung in radialer Richtung durch entsprechend zwischen den die Reibflächen tragenden Teile der Wandlerüberbrückungskupplung bzw. des Lamellenpaketes eingesetzte Belagdichtringe oder Belagdichtlippen begrenzt.In an inventive embodiment of the invention, the path of the oil flow through the Lockup clutch limited in the radial direction by appropriately between the friction surfaces bearing parts of the torque converter lockup clutch and the disk pack used Belagdichtringe or lining sealing lips.
Durch die Bildung von Kanälen, durch Herstellung von Ausnehmungen in den jeweiligen Bauteilen bzw. durch Einbringung von Abdichtstellen zwischen axial benachbarten Bauteilen, wird der Weg des Kühlöls vom Kolben über die Wandlerüberbrückungskupplung vorgegeben und damit der Ölstrom zwangsgeführt, so dass eine optimale Kühlung des Öls erreicht wird.Through the formation of channels, by producing recesses in the respective components or by introducing sealing points between axially adjacent components, the path of the cooling oil from the piston via the torque converter lockup clutch is predetermined and thus forcibly guided oil flow, so that achieves optimum cooling of the oil becomes.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and associated drawings.
Es zeigen:
-
1a eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Kolbens (Sandwichkolben) einer Wandlerüberbrückungskupplung mit zentraler Ölzufuhr und „offener“ Endlamelle, -
1b eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit zentraler Ölzufuhr und „offener“ Endlamelle, -
2 eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens gemäß1 b , mit einer Belagdichtringanordnung für die Abdichtung der Ölzufuhr in einer ersten Variante, -
3 eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens gemäß1b mit einer weiteren Variante der Belagdichtringanordnung für die Abdichtung der Ölzufuhr, -
4 eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit weiteren konstruktiven Ausbildung für eine Ölzufuhr, -
5 eine Teilschnittdarstellung eines offenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit einer Belagdichtringanordnung wie in2 und „offener“ Endlamelle, -
6 eine Teilschnittdarstellung eines offenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit einer Ölzufuhr wie in4 und geschlossener Endlamelle, -
7a und7b eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit jeweils abwechselnder Richtung der Ölzu fuhr durch die Reibbeläge der Wandlerüberbrückungskupplung, -
8 eine Teilschnittdarstellung eines geschlossenen Sandwichkolbens einer Wandlerüberbrückungskupplung mit einem Außenlamellenträger als einer weiteren konstruktiven Möglichkeit für die drehfeste Verbindung der Endlamelle und evtl. weiterer Außenlamellen jeweils mit dem Antrieb und der Abdichtung der Ölzufuhr, -
8a eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus8 , der den Bereich der Abdichtung der Ölzufuhr zeigt.
-
1a a partial sectional view of a closed piston (sandwich piston) of a lockup clutch with central oil supply and "open" Endlamelle, -
1b a partial sectional view of a closed sandwich piston of a lockup clutch with central oil supply and "open" Endlamelle, -
2 a partial sectional view of a closed sandwich piston according to1 b , with a pad sealing ring arrangement for sealing the oil supply in a first variant, -
3 a partial sectional view of a closed sandwich piston according to1b with a further variant of the pad sealing ring arrangement for the sealing of the oil supply, -
4 a partial sectional view of a closed sandwich piston of a torque converter lock-up clutch with further structural design for an oil supply, -
5 a partial sectional view of an open sandwich piston of a lockup clutch with a Belagdichtringanordnung as in2 and "open" end plate, -
6 a partial sectional view of an open sandwich piston of a lockup clutch with an oil supply as in4 and closed end plate, -
7a and7b a partial sectional view of a closed sandwich piston of a lockup clutch with each alternating direction of Ölzu drove through the friction linings of the lockup clutch, -
8th a partial sectional view of a closed sandwich piston of a converter lockup clutch with an outer disk carrier as a further constructive possibility for the rotationally fixed connection of the end plate and possibly further outer plates each with the drive and the sealing of the oil supply, -
8a an enlarged view of a section from8th showing the area of oil supply sealing.
Die
Weiter ist dieser Drehmomentwandler
In
Auf diesem Weg wird das Öl, ausgehend von der Nabe
In
Im Unterschied zu den
In
Weitere Möglichkeiten der Vorgabe des Ölweges werden in den nachfolgenden
Im Gegensatz zu den beschriebenen
Die
In
In
Durch diesen in den vorstehend beschriebenen
Wird der Kühlölstrom im Bereich des Innendurchmesserbereiches der Reibfläche/n eingeleitet, wie in den
Bei allen konstruktiven Ausführungen können sowohl die Stelle der Einleitung der Kupplungsschließkraft als auch die des Kühlöls in die Wandlerüberbrückungskupplung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Drehmomentwandler / WandlerTorque converter / converter
- 22
- Wandlergehäuseconverter housing
- 33
- Rotationsachseaxis of rotation
- 44
- WandlerüberbrückungskupplungConverter lockup clutch
- 55
- Kolben / SandwichkolbenPiston / sandwich piston
- 5a5a
- äußerer Teilkolbenouter part piston
- 5b5b
- innerer Teilkolbeninner part piston
- 66
- Lamellenpaketdisk pack
- 6a6a
- Lamellelamella
- 6b6b
- Endlamelleend disk
- 77
- Innerer LamellenträgerInner plate carrier
- 77
- Äußerer LamellenträgerOuter plate carrier
- 9a9a
- Ausnehmungrecess
- 9b9b
- Ausnehmungrecess
- 1010
- Nabehub
- 1111
- Abdichtung / DichtelementSealing / sealing element
- 1212
- Mitnahmescheibedriving plate
- 1313
- Bohrungdrilling
- 1414
- Ausnehmungrecess
- 1515
- Durchlass / KanalPassage / channel
- 1616
- Ausnehmungrecess
- 1717
- Wandlerraumtransformer room
- 1818
- BelagdichtringSurface sealing ring
- 1919
- Wölbungbulge
- 2020
- Kanalchannel
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R081 | Change of applicant/patentee |
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