DE19613660A1 - Drehmomentwandler - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler und insbesondere einen Drehmomentwandler mit einer Über­ brückungskupplung, welche zwischen einer vorderen Leistungs­ einleitabdeckung bzw. -deckel und einem Turbinenrad angeord­ net ist.

In Fig. 6 ist ein Kräfteplan eines dynamischen Modells eines bekannten Drehmomentwandlers 60 dargestellt. Der Drehmoment­ wandler 60 weist eine vordere Leistungseinleitabdeckung bzw. -deckel 51, ein Pumpenrad 52, ein Turbinenrad 53 und einen (nicht dargestellten) Stator auf. Eine Überbrückungskupplung 54 koppelt die vordere Leistungseinleitabdeckung 51 direkt mit dem Turbinenrad 53 und weist Reibungsplatten 55, einen Kolben 56 und Schraubenfedern 57 auf. Wenn die Reibungsplat­ ten einander kontaktieren wird der Drehmomentwandler 60 blockiert, so daß die Drehmomentübertragungskapazität des Drehmomentwandlers 60 erhöht wird.

Dieses Kraftübertragungssystem kann in einen Leistungsauf­ nahmebereich und einen Leistungsabgabebereich unterteilt werden, welche durch die dazwischen angeordnete Schrauben­ feder 57 der Überbrückungskupplung 54 getrennt werden. Der Kolben 56 und der Reibungsplattenbereich 55 sind Elemente des Leistungsaufnahmebereiches.

Der Betrieb des bekannten Drehmomentwandlers 60 wird nach­ folgend erläutert. Wenn das Fahrzeuggetriebe eingerückt ist, und das Fahrzeug beginnt sich zu bewegen, wird ein Drehmo­ ment von der vorderen Leistungseinleitabdeckung 51 auf das Pumpenrad 52 übertragen, so daß das Pumpenrad 52 eine Strö­ mung des innerhalb des Drehmomentwandlers 60 befindlichen hydraulischen Fluids zum Turbinenrad 53 bewirkt und das Tur­ binenrad 53 beginnt zu rotieren. Wenn die Rotationsgeschwin­ digkeit der Leistungsaufnahmewelle bzw. -antriebswelle des Getriebes ein vorgegebenes Niveau erreicht hat, wird der Kolben 56 durch die hydraulische Kraft zum vorderen Leis­ tungseinleitabdeckung 51 bewegt, wobei die Reibungsplatten 55 zwischen der vorderen Abdeckung 51 und dem Kolben 56 zu­ sammengedrückt werden. Hierdurch wird ein Drehmoment direkt von der vorderen Abdeckung 51 auf das Turbinenrad 53 über­ tragen. Da die Drehmomentübertragung mechanisch stattfindet, kann das Fahrzeug mit einem geeigneten Kraftstoffverbrauch betrieben werden.

Bei diesem bekannten Drehmomentwandler ist jedoch das Träg­ heitsmoment des Leistungsaufnahmebereiches größer als das Trägheitsmoment des Leistungsabgabebereiches. Hierdurch wird die Resonanzfrequenz des Drehmomentwandlers gleich oder größer als die Leerlaufgeschwindigkeit des dem Drehmoment­ wandler zugeordneten Motors, wodurch bei normalen Fahrbedin­ gungen anormale Fahrzeug-Geräusche und -Vibrationen erzeugt werden. Zudem wird das Trägheitsmoment-Verhältnis zwischen Leistungsaufnahmebereich und Leistungsabgabebereich weiter erhöht, da der Kolben 56 und die Reibungsplatten 55 als Elemente des Leistungsaufnahmebereiches wirken, so daß das oben genannte Problem noch verstärkt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden einen eine Überbrückungskup­ plung mit mehreren Reibungsflächen aufweisenden Drehmoment­ wandler zu schaffen, bei welchem das Trägheitsmomentenver­ hältnis zwischen Leistungsabgabebereich und Leistungsauf­ nahmebereich, verglichen mit bekannten Anordnungen, erhöht ist.

Die Aufgabe wird durch die Merkmalskombination der Ansprüche 1, 7 oder 9 gelöst; die Unteransprüche stellen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Drehmomentwandler ein Drehmomentwandler-Hauptelement mit einer vorderen Abdeckung und einem an der vorderen Abdeckung befestigten Pumpenrad auf. Das Pumpenrad und die vordere Ab­ deckung definieren eine Hydrauliköl-Kammer und ein innerhalb der Hydrauliköl-Kammer angeordnetes Turbinenrad liegt dem Pumpenrad gegenüber.

Eine Überbrückungskupplung ist zwischen der vorderen Ab­ deckung und dem Turbinenrad angeordnet. Die Überbrückungs­ kupplung weist eine ringförmige erste Platte, welche zwi­ schen der vorderen Abdeckung und dem Turbinenrad angeordnet ist, ein elastisches Element, welches die erste Platte und die vordere Abdeckung in Umfangsrichtung koppelt, eine ring­ förmige Kolbenplatte, welche zwischen dem Turbinenrad und der ersten Platte angeordnet ist, und eine ringförmige zwei­ te Platte auf, welche zwischen der vorderen Abdeckung und der ersten Platte angeordnet und am Turbinenrad befestigt ist. Die Kolbenplatte greift in das Turbinenrad ein, um sich mit diesem zu drehen und ist zudem in Axialrichtung bezüg­ lich des Turbinenrads bewegbar.

Eine hydraulische Drucksteuereinrichtung ist mit dem Drehmo­ mentwandler-Hauptelement verbunden und regelt bzw. steuert den hydraulischen Druck im Inneren der Hydrauliköl-Kammer, um das Koppeln und Auskoppeln der ersten Platte, der zweiten Platte und der Kolbenplatte zu steuern bzw. zu regeln.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehmomentwandler wird die Über­ brückungskupplung ausgerückt, indem der hydraulische Druck innerhalb der Hydrauliköl-Kammer mit der hydraulischen Drucksteuereinrichtung bzw. Druckregeleinrichtung einge­ stellt wird. Hierbei wird das Drehmoment vom Pumpenrad auf das Turbinenrad durch das Hydrauliköl übertragen.

Wenn die Übertragungskupplung eingerückt ist, wird das Dreh­ moment durch das elastische Element auf die erste Platte und anschließend durch die zweite Platte und die Kolbenplatte auf das Turbinenrad übertragen. Gleichzeitig wirken beide Axialflächen der ersten Platte als Reibungsflächen.

Zusätzlich dienen die erste Platte, die zweite Platte und die Kolbenplatte als Elemente des Abgabemechanismusses im Kraftübertragungssystem. Demzufolge wird das Trägheitsmo­ mentenverhältnis zwischen Abgabemechanismus und Aufnahmeme­ chanismus in ausreichendem Maße erhöht, so daß die Resonanz­ frequenz des Kraftübertragungssystems auf ein Niveau ver­ mindert wird, welches gleich oder niedriger als die Motor­ leerlaufgeschwindigkeit ist. Somit vermindert sich das anor­ male Geräusch- und Vibrationsniveau, welches durch das Ge­ triebe bei normalen Fahrbedingungen erzeugt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Drehmomentwandler ringförmige Reibungselemente auf, wel­ che an gegenüberliegenden Axialflächen eines äußeren Um­ fangsbereiches der ersten Platte befestigt sind, sowie flache ringförmige Oberflächen, welche auf der Kolbenplatte und der zweiten Platte den Reibungselementen gegenüberlie­ gend ausgebildet sind.

Die flachen Oberflächen der Kolbenplatte und der zweiten Platte werden mit beiden Reibungselementen der ersten Platte nach dem Einrücken der Kupplung in Kontakt gebracht, indem ringförmige Reibungselemente an beiden Axialflächen des äußeren Umfangsbereiches der ersten Platte befestigt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Turbinenrad ein Turbinenradgehäuse, mehrere am Turbinen­ radgehäuse befestigte Turbinenradblätter und eine Turbinen­ radnabe auf, welche an einem Innenumfangsbereich des Turbi­ nenradgehäuses befestigt ist. Ein innerer Umfangsbereich der ersten Platte und ein innerer Umfangsbereich der Kolbenplat­ te werden durch einen äußeren Umfangsbereich der Turbinen­ radnabe gestützt und sind in Axialrichtung bezüglich der Turbinenradnabe beweglich. Zusätzlich weist die erste Platte mehrere darin ausgebildete Öffnungen auf, ist ein innerer Umfangsbereich der zweiten Platte an der Turbinenradnabe be­ festigt und ist ein Kanal zwischen der Turbinenradnabe aus­ gebildet, welcher ein Zu- oder Abführen von hydraulischem Öl bzw. Hydrauliköl von oder zu einem zwischen den ersten und zweiten Platten ausgebildeten Raum durch die hydraulische Drucksteuer- bzw. Regeleinrichtung ermöglicht.

Die erste Platte wird zum Turbinenrad versetzt bzw. verscho­ ben und von der zweiten Platte getrennt, indem dieser Raum mit Hydrauliköl beladen bzw. gefüllt wird, wenn die Übertra­ gungskupplung eingerückt wird. Anschließend fließt das Hy­ drauliköl durch die Öffnungen in der ersten Platte in den Raum zwischen der ersten Platte und der Kolbenplatte. Hier­ durch wird die Kolbenplatte zum Turbinenrad versetzt, so daß die Übertragungskupplung ausgerückt wird. Wenn das Hydrau­ liköl im Raum zwischen der ersten und zweiten Platte aus dem Kanal durch die hydraulische Drucksteuer- bzw. -regelein­ richtung abfließen kann, wird die erste Platte zur zweiten Platte versetzt. Das Hydrauliköl im Raum zwischen der ersten Platte und der Kolbenplatte fließt anschließend durch die Öffnungen der ersten Platte, so daß die Kolbenplatte zur ersten Platte versetzt und die Überbrückungskupplung einge­ rückt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Drehmomentwandler eine an einem inneren Umfangsbereich der vorderen Abdeckung befestigte Nabe auf. Ein innerer Um­ fangsbereich der zweiten Platte steht mit dem äußeren Um­ fangsbereich der Nabe in Kontakt, ein Dichtungselement ist zwischen dem inneren Umfangsbereich der zweiten Platte und dem äußeren Umfangsbereich der Nabe angeordnet und ein Raum ist zwischen der vorderen Abdeckung und der zweiten Platte ausgebildet, wobei der Raum mit einer äußeren Umfangsseite des Drehmomentwandler-Hauptelementes in Fluidverbindung steht.

Wenn das Dichtungselement zwischen dem inneren Umfangsbe­ reich der zweiten Platte und dem äußeren Umfangsbereich der Nabe angeordnet ist, wird die innere Umfangsseite des Raumes zwischen der zweiten Platte und der vorderen Abdeckung vom Raum zwischen der zweiten Platte und der ersten Platte abge­ dichtet und dessen äußere Umfangsseite in Fluidverbindung mit dem Drehmomentwandler-Hauptelement gebracht. Somit kann ein hohes hydraulisches Druckniveau im Raum zwischen der zweiten Platte und der vorderen Abdeckung sowie im Drehmo­ mentwandler-Hauptelement beibehalten werden. Zudem kann die zweite Platte der durch die erste Platte und die Kolbenplat­ te aufgebrachten Last standhalten, wenn die Kupplung einge­ rückt ist, da die zweite Platte aus einem schweren Profil­ metall - "gauge metal" - ausgebildet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Drehmomentwandler ein ringförmiges Gewichtselement auf, welches am äußeren Umfangsbereich der ersten Platte befes­ tigt ist. Das ringförmige Gewichtselement erhöht das Träg­ heitsmomentenverhältnis von Abgabemechanismus zu Aufnahme­ mechanismus nach dem Kupplungseinrücken. Hierdurch kann das bei normalen Fahrbedingungen erzeugte anormale Geräusch- und Vibrationsniveau verringert werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Pumpenrad ferner ein Pumpenradgehäuse und mehrere Pum­ penradblätter auf, welche am Pumpenradgehäuse befestigt sind, wobei ein äußerer Umfangsbereich des Pumpenradgehäuses an der Innenfläche eines äußeren Umfangsbereiches der vor­ deren Abdeckung befestigt ist. Zusätzlich ist der äußere Um­ fangsbereich des Pumpenradgehäuses neben dem Gewichtselement angeordnet und eine Axialbewegung des Gewichtselementes zum Turbinenrad wird durch den äußeren Umfangsrand des Pumpen­ radgehäuses begrenzt.

Die Axialbewegung des Gewichtselementes wird durch den äußeren Umfangsbereich des Pumpenradgehäuses begrenzt, wenn die erste Platte zum Turbinenrad versetzt wird, da das Pum­ penradgehäuse und das Gewichtselement in dieser Form ausge­ staltet sind. Hierdurch wird verhindert, daß die erste Plat­ te während dem ausgerückten Zustand der Überbrückungskupp­ lung mit der Kolbenplatte in Kontakt gelangt, so daß ein Widerstandsmoment bzw. Beschleunigungsmoment, ungeachtet der Hydraulikölströmung, verringert wird.

Weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich, in welcher gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile bezeichnen. Es zeigt:

Fig. 1 eine seitliche Teilschnittansicht eines Drehmoment­ wandlers entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine seitliche Teilschnittansicht eines Bereiches einer Überbrückungskupplung des in Fig. 1 darge­ stellten Drehmomentwandlers, wobei der Bereich in geringfügig vergrößertem Maßstab dargestellt ist;

Fig. 3 einen Kräfteplan eines dynamischen Modells des in Fig. 1 dargestellten Drehmomentwandlers;

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines hydraulischen Fluid­ steuer- bzw. -regelsystems, welches dem in Fig. 1 dargestellten Drehmomentwandler zugeordnet ist und Fluidströmungsrichtungen beim Ausrücken der Über­ brückungskupplung darstellt;

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines hydraulischen Fluid­ steuer- bzw. -regelsystems, welches dem in Fig. 1 dargestellten Drehmomentwandler zugeordnet ist und Fluidströmungsrichtungen beim Einrücken der Übertra­ gungskupplung darstellt; und

Fig. 6 einen Kräfteplan eines dynamischen Modells eines be­ kannten Drehmomentwandlers.

Fig. 1 zeigt eine seitliche Teilschnittansicht eines Drehmo­ mentwandlers entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Drehmomentwandler 1 stellt einen Mechanismus zum Übertragen eines Drehmomentes von einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle in einem (nicht darge­ stellten) Motor zu einer Hauptantriebswelle 9 eines (nicht dargestellten) Getriebes dar. Der Motor ist in Fig. 1 links angeordnet, während das Getriebe in Fig. 1 rechts positio­ niert ist.

Der Drehmomentwandler weist eine vordere Abdeckung 2, ein Drehmomentwandler-Hauptelement 1a und eine Überbrückungs­ kupplung 20 auf. Das Drehmomentwandler-Hauptelement 1a um­ faßt drei Arten von Turbinenelementen, nämlich ein Pumpenrad 3, ein Turbinenrad 4 und einen Stator 5.

Das Pumpenrad ist an einem äußeren Umfangsbereich 2a der vorderen Abdeckung bzw. Deckel 2 befestigt und definiert zu­ sammen mit der vorderen Abdeckung 2 eine Hydrauliköl-Kammer 1c. Das Pumpenrad 3 weist ein Pumpenradgehäuse 3a, Pumpen­ radblätter 3b und eine Pumpenradnabe 3c auf. Ein äußerer Um­ fangsbereich 3d des Pumpenradgehäuses 3a ist innerhalb des Umfangsbereiches 2a der vorderen Abdeckung 2 angeordnet und befestigt. Der Innendurchmesser des äußeren Umfangsbereiches 3d ist kleiner als der Innendurchmesser des äußeren Umfangs­ bereiches 2a. Mehrere Pumpenradblätter 3b sind an einer In­ nenseite des Pumpenradgehäuses 3a befestigt. Die Pumpenrad­ nabe 3c ist an einem inneren Umfangsbereich des Pumpenradge­ häuses 3a befestigt.

Das Turbinenrad 4 weist ein Turbinenradgehäuse 4a, Turbinen­ radblätter 4b und eine Turbinenradnabe 6 auf. Das Turbinen­ radgehäuse 4a ist innerhalb der Hydrauliköl-Kammer 1c dem Pumpenrad 3 gegenüberliegend angeordnet. Mehrere Turbinen­ radblätter 4b sind an einer Innenseite des Turbinenradgehäu­ ses 4a befestigt. Ein innerer Umfangsbereich des Turbinen­ radgehäuses 4a ist durch Mieten 7 an der Turbinenradnabe 6 befestigt. Keilöffnungen 6a greifen in die Hauptantriebs­ welle 9 ein und sind auf dem inneren Umfangsbereich der Turbinenradnabe 6 ausgebildet. Mehrere Ausschnitte 6c sind in der Turbinenradnabe 6 auf der Motorseite ausgebildet und verlaufen radial nach außen. Jede Platte 21 und 23 der Über­ brückungskupplung 20 ist auf der äußeren Umfangsfläche 6b der Turbinenradnabe 6, wie später detailliert beschrieben wird, gestützt.

Der Stator 5 ist zwischen den inneren Umfangsbereichen des Pumpenrades 3 und des Turbinenrades 4 angeordnet und wird durch eine (nicht dargestellte) feste Welle mittels einer Freilaufkupplung 8 gestützt. Eine Nabe 10 ist an einem in­ neren Umfangsbereich der vorderen Abdeckung 2 befestigt. Eine Druck- bzw. Sicherungsscheibe 12 ist zwischen der Nabe 10 und der Turbinenradnabe 6 angeordnet. Mehrere radiale Nuten 12a sind in der Druck- bzw. Sicherungsscheibe 12 aus­ gebildet.

Ein (in Fig. 1 dargestellter) Bolzen 11 ist an einer äußeren Umfangsseite der vorderen Abdeckung 2 befestigt und verbin­ det eine (nicht dargestellte) flexible Platte mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle. Mehrere Bolzen 11 sind auf der vorderen Abdeckung 2 voneinander beabstandet - es ist jedoch nur ein Bolzen 11 dargestellt.

Die Überbrückungskupplung 20 ist in einem Raum angeordnet, welcher zwischen der vorderen Abdeckung 2 und dem Turbinen­ rad 4 innerhalb der Hydrauliköl-Kammer 1c des Drehmoment­ wandlers 1 definiert ist. Die Überbrückungskupplung 20 weist eine Abgabeplatte 21, eine Trägheitsplatte 22, eine Kolben­ platte 23, eine Halteplatte 24, mehrere Schraubenfedern 25 und ein Gewicht 26 auf. Bei der nachfolgenden Beschreibung der Überbrückungskupplung 20 wird die linke Seite von Fig. 1 als vordere Abdeckungsseite und die rechte Seite von Fig. 1 als Turbinenradseite bezeichnet.

Die Abgabeplatte 21 besteht aus einem ringförmigen Element, welches neben der vorderen Abdeckung 2 angeordnet wird, und ist aus einem Metallprofil gebildet, welches schwerer als die anderen Elemente der Überbrückungskupplung 20 ist. Eine flache ringförmige Reibungsfläche 21a ist auf der Turbinen­ radseite des äußeren Umfangsbereiches der Abgabeplatte 21 ausgebildet. Der innere Umfangsbereich der Abgabeplatte 21 ist an der Turbinenradnabe 6 mit Nieten 7 befestigt. Der in­ nere Umfangsbereich der Abgabeplatte 21 ist in Form eines inneren umfänglich verlaufenden Hülsenbereiches 21b ausge­ staltet,. welcher zur vorderen Abdeckungsseite verläuft. Der innere Hülsenbereich 21b ist relativ zur äußeren Umfangs­ seite 10a der Nabe 10 rotierbar gestützt. Ein Dichtungsring 28 ist auf einem Bereich der äußeren Umfangsfläche 10a der Nabe 10 angeordnet, auf welcher der innere umfängliche Hül­ senbereich 21b gleitet. Der Dichtungsring 28 verhindert ein Fließen des Hydrauliköls zwischen den inneren Hülsenbereich 21b und die äußere Umfangsfläche 10a der Nabe 10.

Die Trägheitsplatte 22 besteht aus einem ringförmigen Element und ist neben der Turbinenradseite der Abgabeplatte 21 angeordnet. Mehrere äußere umfängliche Greif- bzw. Klam­ merbereiche 22a sind auf dem äußeren Umfangsbereich der Trägheitsplatte 22 ausgebildet und verlaufen zur vorderen Abdeckung 2. Das Gewicht 26 ist auf dem äußeren Umfangs­ bereich der Trägheitsplatte 22 befestigt. Das Gewicht 26 besteht aus einem ringförmigen Hülsenelement, welches von der Trägheitsplatte 22 zum äußeren Umfangsbereich 3d des Pumpenradgehäuses 3a verläuft. Ringförmige Reibungselemente 22b sind an beiden Seiten der Trägheitsplatte 22 befestigt, wobei eine Seite der Reibungsfläche 21a der Abgabeplatte und die andere Seite einer flachen ringförmigen Reibungsfläche 23c zugewandt ist, welche auf der Kolbenplatte 23 - wird später detaillierter beschrieben - angeordnet ist.

Ein innerer Umfangsbereich der Trägheitsplatte 22 ist zu einem inneren umfänglich verlaufenden Hülsenbereich 22c gestaltet und verläuft zur vorderen Abdeckung 2. Die Träg­ heitsplatte 22 wird durch die äußere Umfangsfläche 6b der Turbinenradnabe 6 drehbar gestützt und ist in Axialrichtung bewegbar. Mehrere innere Umfangsöffnungen 22d und äußere Umfangsöffnungen 22e sind in Bereichen der Trägheitsplatte 22 ausgebildet.

Innere Umfangsöffnungen 22d sind benachbart dem inneren Hül­ senbereich 22c angeordnet und gleichmäßig im Abstand entlang dem Innenumfang der Trägheitsplatte 22 positioniert. Die äußeren Umfangsöffnungen 22e sind benachbart den äußeren Umfangsbereichen der ringförmigen Reibungselemente 22b aus­ gebildet und gleichmäßig im Abstand entlang dem Innenumfang der Trägheitsplatte 22 angeordnet.

Die Kolbenplatte 23 besteht aus einem ringförmigen Element und ist zwischen der Trägheitsplatte 22 und dem Turbinenrad­ gehäuse 4a positioniert. Mehrere äußere umfängliche Greifbe­ reiche 23a sind im äußeren Umfangsbereich der Kolbenplatte 23 ausgebildet und verlaufen zum Turbinenrad 4. Die äußeren umfänglichen Greifbereiche 23a greifen in mehrere Eingriffs­ vorsprünge 30 ein, welche am Turbinenradgehäuse 4a befestigt sind. Die Eingriffs- bzw. Eingreifvorsprünge 30 begrenzen die Rotation der Kolbenplatte 23 bezüglich dem Turbinenrad­ gehäuse 4a, ermöglichen jedoch, daß die Kolbenplatte 23 sich in Axialrichtung relativ zum Turbinenradgehäuse 4a bewegt. Eine flache ringförmige Reibungsfläche 23c ist auf einem dem Kupplungsabdeckung 2 zugewandten und dem Reibungselement 22b auf der Trägheitsplatte 22 benachbarten Bereich der Kolben­ platte 23 ausgebildet.

Ein innerer Umfangsbereich der Kolbenplatte 23 ist zu einem inneren umfänglich verlaufenden Hülsenbereich 23b gestaltet, welcher zum Turbinenrad 4 verläuft. Die Kolbenplatte 23 wird durch eine äußere Umfangsfläche 6b der Turbinenradnabe 6 drehbar gestützt und ist in Axialrichtung bewegbar. Ein O-Ring 29 ist auf einem Bereich der äußeren Umfangsfläche 6b der Turbinenradnabe 6 angeordnet, auf welchem der innere Hülsenbereich 23b gleitet. Der O-Ring 29 verhindert einen Hydraulikölfluß zwischen der äußeren Umfangsfläche 6b und dem inneren Hülsenbereich 23b.

Die Halteplatte 24 besteht aus einem ringförmigen Element und ist am äußeren Umfangsbereich der vorderen Abdeckung 2 in der Hydrauliköl-Kammer 1c befestigt. Die Halteplatte 24 weist erste Halteklammern bzw. -greifer 24a und zweite Halteklammern bzw. -greifer 24b auf. Die ersten Halteklam­ mern 24a halten die inneren und äußeren Umfangsbereiche der Schraubenfedern 25 und die zweiten Halteklammern 24b halten die Enden der Schraubenfedern 25. Die äußeren umfänglichen Greifbereiche 22a sind mit den Enden der Schraubenfedern 25 in Kontakt.

Ein Raum I ist zwischen der Kolbenplatte 23 und der Träg­ heitsplatte 22 definiert. Der äußere Umfangsbereich des Raumes I ist geschlossen, wenn das Reibungselement 22b und die Reibungsfläche 23c einander kontaktieren. Die innere Umfangsseite des Raumes I wird durch den O-Ring 29 geschlos­ sen. Ein Raum II ist zwischen der Trägheitsplatte 22 und der Abgabeplatte 21 festgelegt. Die äußere Umfangsseite des Raumes II wird geschlossen, wenn das Reibungselement 22b und die Reibungsfläche 21a einander kontaktieren. Der Raum II steht mit dem Raum I durch mehrere in der Trägheitsplatte 22 ausgebildete innere Umfangsöffnungen 22d in Fluidverbindung. Zusätzlich ist der Raum II mit einem dritten (später zu be­ schreibenden) Ölkanal 48 in Fluidverbindung, welcher durch die Ausschnitte 6c in der Turbinenradnabe 6 und durch die Nuten 12a in der Scheibe 12 festgelegt wird. Ein Raum III ist zwischen der Abgabeplatte 21 und der vorderen Abdeckung 2 definiert und steht mit dem Drehmomentwandler-Hauptelement 1a durch äußere Umfangsöffnungen 2e in der Trägheitsplatte 22 in Fluidverbindung. Eine Fluidverbindung zwischen dem inneren Umfangsbereich des Raumes III und dem Raum II wird durch den Dichtungsring unterbunden.

Die Fig. 2 zeigt einen Kupplungsbereich 50, welcher die Reibungsfläche 21a der Abgabeplatte 21, das Reibungselement 22b der Trägheitsplatte 22 und die Reibungsfläche 23c der Kolbenplatte 23 aufweist. Die Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht eines hydraulischen Fluidsteuer- bzw. -regelsystems 40 zum Steuern bzw. Regeln des Hydraulikdruckes innerhalb des Drehmomentwandlers 1. Hydrauliköl wird von einer Ölpumpe 41 dem Drehmomentwandler 1 durch einen Druckregulator 42, ein Blockiersteuer- bzw. -regelventil 43 und eine Blockier­ bzw. Übertragungssolenoid 44 zugeführt. Ein erster Ölkanal 46 erstreckt sich vom Druckregulator 42 und dient zur Zu­ führung des Hydrauliköls zum Pumpenrad 3. Ein zweiter Öl­ kanal 47 dient zum Abführen des Hydrauliköls vom Turbinenrad 4. Ein dritter Ölkanal 48 erstreckt sich vom Blockiersteuer­ ventil 43 und steht mit dem Raum II durch die Hauptantriebs­ welle 9 in Fluidverbindung.

Im folgenden wird der Löse- bzw. Ausrückvorgang der Über­ brückungskupplung mit Bezug auf Fig. 4 erläutert. Wenn die Überbrückungskupplung ausgerückt werden soll, wird der Blockiersolenoid 44 in die "AUS"-Position geschaltet, so daß Hydrauliköl aus dem Blockiersolenoidventil 44 strömen kann. Demzufolge wird der Hydraulikdruck am Kolbenkopfbereich des Blockiersteuerventils 23 verringert. Nachdem der Hydraulik­ druck auf ein vorgegebenes Niveau verringert wurde, wird der innerhalb dem Blockiersteuer- bzw. -regelventil 43 angeord­ nete Kolben (in Fig. 4 nach rechts) versetzt. Durch diesen Versatz kann das Hydrauliköl vom Druckregulator 42 durch das Blockiersteuerventil 43 und durch den dritten Ölkanal 48 fließen. Anschließend fließt das Hydrauliköl in den Raum II des Drehmomentwandlers 1. Wenn der Hydraulikdruck im Raum II ein vorgegebenes Niveau erreicht hat, wird die Trägheits­ platte 22 zur Kolbenplatte 23 axial versetzt bzw. verscho­ ben. Der Axialversatz der Trägheitsplatte 22 stoppt, wenn das Gewicht 26 mit dem äußeren Umfangsbereich 3d des Pumpen­ radgehäuses 3a in Kontakt gelangt. Wenn dieser Zustand er­ reicht ist, fließt das Hydrauliköl in den Raum I durch die inneren Umfangsöffnungen 22d in der Trägheitsplatte 22. Wenn der Hydraulikdruck im Raum I ein vorgegebenes Niveau er­ reicht hat, wird die Kolbenplatte 23 zum Turbinenrad 4 axial versetzt bzw. axial verschoben. Der Axialversatz bzw. die Axialverschiebung der Kolbenplatte 23 stoppt, wenn deren äußerer Umfangsbereich mit dem Eingriffsvorsprüngen 30 in Kontakt gelangt. Somit löst der Versatz der Trägheitsplatte 22 und der Kolbenplatte 23 die Überbrückungskupplung 20.

Da der Betrag des Axialversatzes der Trägheitsplatte 22 durch das Gewicht 26 begrenzt ist, wird ein vorgegebenes Abstand zwischen der Reibungsfläche 23c der Kolbenplatte 23 und dem Reibungselement 22b der Trägheitsplatte 22 beibe­ halten. Somit wird der Betrag des während dem Überbrückungs­ kupplung-Ausrückvorgang erzeugten Beschleunigungsmomentes verringert.

Der Einrückvorgang der Überbrückungskupplung wird nachfol­ gend mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben. Wenn die Fahrzeugge­ schwindigkeit ein vorgegebenes Niveau erreicht, wird der Blockiersolenoid 44 in die "EIN"-Position entsprechend einem Signal von einem (nicht dargestellten) Fahrzeuggeschwindig­ keitssensor geschalten. Der Kolben des Blockiersteuer- bzw. -regelventils 43 wird (in Fig. 5) durch den Hydrauliköldruck nach links gedrückt. Somit fließt das Hydrauliköl innerhalb des Raumes II des Drehmomentwandlers 1 durch den dritten Ölkanal 48 und das Blockiersteuer- bzw. -regelventil 43 ab. Wenn dieser Zustand eintritt, ist der Hydrauliköldruck in­ nerhalb des Raumes II temporär niedriger als der Hydrau­ liköldruck in den Räumen I und III. Folglich wird die Träg­ heitsplatte 22 zur vorderen Abdeckung 2 axial verschoben. Hierdurch fließt das Hydrauliköl innerhalb des Raumes I durch die inneren Umfangsöffnungen 22d ab, so daß darin ein temporärer Hydrauliköl-Druckabfall erzeugt wird. Dieser Druckabfall versetzt bzw. verschiebt axial die Kolbenplatte 23 zur vorderen Abdeckung 2. Somit werden die Reibungsflä­ chen 23a und 23c mit dem Reibungselement 22b in Kontakt gebracht, so daß die Überbrückungskupplung 22 eingerückt ist.

Bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel wird das Gewicht 26 mit dem äußeren Umfangsbereich 3d des Pumpenradgehäuses 3a in Kontakt gebracht, um den Axialversatz der Trägheitsplatte 22 zu begrenzen. Jedoch kann das Gewicht 26 durch jedes andere geeignete Element ersetzt werden, welches den Axial­ versatz bzw. die Axialverschiebung der Trägheitsplatte 22 begrenzt. Zudem sind die Anzahl, die Anordnung, die Form oder die Größe der inneren Umfangsöffnungen 22d und der äußeren Umfangsöffnungen 22e nicht auf die Angaben des vor­ genannten Ausführungsbeispiels begrenzt.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, daß die vorlie­ genden Erfindung einen Drehmomentwandler 1 betrifft, welcher eine Überbrückungskupplung 20 mit mehreren Reibungsflächen 21a, 23c, aufweist. Die Überbrückungskupplung 20 umfaßt Spi­ ralfedern 25 zum Koppeln einer Trägheitsplatte 22 mit einer vorderen Abdeckung 2 in Umfangsrichtung. Eine Kolbenplatte 23 ist zwischen einem Turbinenrad 4 und der Trägheitsplatte 22 angeordnet und greift in das Turbinenrad 4 ein. Eine Ab­ gabeplatte 21 ist zwischen der vorderen Abdeckung 2 und der Trägheitsplatte 22 positioniert und an das Turbinenrad 4 be­ festigt. Eine hydraulische Drucksteuer- bzw. -regeleinrich­ tung 40 steuert bzw. regelt den Hydrauliköldruck innerhalb des Drehmomentwandlers 1, um einen Reibungseingriff oder ein Lösen der Abgabeplatte 21, der Trägheitsplatte 22 und der Kolbenplatte 23 miteinander bzw. voneinander zu ermöglichen.

Verschiedene Details der Erfindung können verändert werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlas­ sen. Zudem dient die vorgenannte Beschreibung der erfin­ dungsgemäßen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erläuterung und soll nicht die durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definierte Erfindung einschränken.

Claims (11)

1. Drehmomentwandler (1), mit:

• - einem Drehmomentwandler-Hauptelement (1a) mit einer vorderen Abdeckung (2), einem an der vorderen Abdeckung (2) befestigten Pumpenrad (3), wobei das Pumpen­ rad (3) und die vordere Abdeckung (2) eine Hydraulik­ öl-Kammer (1c) definieren, und einem Turbinenrad (4), welches innerhalb der Hydrauliköl-Kammer (1c) dem Pum­ penrad (3) gegenüberliegend angeordnet ist;
• - einer Überbrückungskupplung (20), welche zwischen der vorderen Abdeckung (2) und dem Turbinenrad (4) ange­ ordnet ist und folgende Bauteile aufweist: eine ring­ förmige erste Platte (22), welche zwischen der vorde­ ren Abdeckung (2) und dem Turbinenrad (4) angeordnet ist; ein elastisches Element (25), welches die erste Platte (21) und die vordere Abdeckung (2) in Umfangs­ richtung koppelt; eine ringförmige Kolbenplatte (23), welche zwischen dem Turbinenrad (4) und der ersten Platte (22) angeordnet ist, wobei die Kolbenplatte (23) in das Turbinenrad (4) eingreift, um mit diesem zu rotieren, und in Axialrichtung bezüglich des Tur­ binenrades (4) bewegbar ist; und einer ringförmigen zweiten Platte (21), welche zwischen der vorderen Abdeckung (2) und der ersten Platte (22) angeordnet und am Turbinenrad (4) befestigt ist; und
• - einer hydraulischen Drucksteuer- bzw. -regeleinrich­ tung (40), welche den Hydraulikdruck in der Hydraulik­ öl-Kammer (1c) steuert bzw. regelt, um das Koppeln oder Lösen der ersten Platte (22), der zweiten Platte (21) und der Kolbenplatte (23) zu steuern bzw. zu regeln.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ringförmige Reibungselemente (22b), welche an gegenüber­ liegenden Axialflächen eines äußeren Umfangsbereiches der ersten Platte (22) befestigt sind, und durch flache ringförmige Oberflächen, welche auf der Kolbenplatte (23) und der zweiten Platte (21) den Reibungselementen (22b) gegenüberliegend ausgebildet sind.

3. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Turbinenrad (4) ein Turbinenrad­ gehäuse (4a), mehrere am Turbinenradgehäuse (4a) be­ festigte Turbinenradblätter (4b) und eine Turbinenrad­ nabe (6) aufweist, welche an einem inneren Umfangsbe­ reich des Turbinenradgehäuses (4a) befestigt ist;
daß ein innerer Umfangsbereich der ersten Platte (22) und ein innerer Umfangsbereich der Kolbenplatte (23) durch einen äußeren Umfangsbereich der Turbinenradnabe (6) gestützt werden und in Axialrichtung bezüglich der Turbinenradnabe (6) bewegbar sind;
daß ein innerer Umfangsbereich der zweiten Platte (21) an der Turbinenradnabe (6) befestigt ist;
daß die erste Platte (22) mehrere darin ausgebildete Öffnungen (22d) aufweist; und.

daß ein Kanal (48) zwischen der Turbinenradnabe (6) aus­ gebildet ist, wobei der Kanal (48) ein Zuführen und Ab­ führen von Hydrauliköl von und zu einem Raum (II), wel­ cher zwischen der ersten Platte (22) und der zweiten Platte (21) angeordnet ist, durch die hydraulische Drucksteuer- bzw. -regeleinrichtung (40) ermöglicht.

4. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Nabe (10), welche an einem inneren Umfangsbereich der vorderen Abdeckung (2) befestigt ist,
wobei ein innerer Umfangsbereich (21b) der zweiten Platte (21) mit einem äußeren Umfangsbereich (10a) der Nabe (10) in Kontakt steht;
wobei ein Dichtungselement (28) zwischen dem inneren Umfangsbereich (21b) der zweiten Platte (21) und dem äußeren Umfangsbereich (10a) der Nabe (10) angeordnet ist; und
wobei ein Raum (III) zwischen der vorderen Abdeckung (2) und -der zweiten Platte (21) ausgebildet ist, wobei der Raum (III) in Fluidverbindung mit einer äußeren Umfangs­ seite des Drehmomentwandler-Hauptelementes (1a) ist.

5. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ge­ kennzeichnet durch ein ringförmiges Gewichtselement (26), welches an einem äußeren Umfangsbereich der ersten Platte (22) befestigt ist.

6. Drehmomentwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Pumpenrad (3) ein Pumpenradgehäuse (3a) und mehrere an dem Pumpenradgehäuse (3a) befestigte Pumpen­ radblätter (3b) aufweist;
daß ein äußerer Umfangsbereich (3d) des Pumpenradgehäu­ ses (3a) an einer Innenfläche eines äußeren Umfangbe­ reiches (2a) der vorderen Abdeckung (2) befestigt ist; und
daß der äußere Umfangsbereich (3d) des Pumpenradgehäuses (3a) benachbart dem Gewichtselement (26) angeordnet ist, wobei eine Axialbewegung des Gewichtselementes (26) zum Turbinenrad (4) durch den äußeren Umfangsrand des Turbi­ nenradgehäuses (3a) begrenzt wird.

7. Drehmomentwandler (1), mit:

• - einem Drehmomentwandler-Hauptelement (1a) mit einer vorderen Abdeckung (2) und einem Pumpenrad (3), wel­ ches auf der der vorderen Abdeckung (2) gegenüberlie­ genden Oberfläche ausgebildet ist, wobei das Drehmo­ mentwandler-Hauptelement (1a) eine Hydrauliköl-Kammer (1c) definiert;
• - einem Turbinenrad (14), welche innerhalb der Hydrau­ liköl-Kammer (1c) benachbart dem Pumpenrad (3) ange­ ordnet ist;
• - einer ersten ringförmigen Platte (22), welche inner­ halb der Hydrauliköl-Kammer (1c) angeordnet ist, wobei die erste ringförmige Platte (22) mit der vorderen Ab­ deckung (2) elastisch gekoppelt ist, um einen Drehver­ satz bezüglich der vorderen Abdeckung (2) zu begren­ zen;
• - einem ringförmigen Kolben (23), welcher zwischen dem Turbinenrad (4) und der ersten ringförmigen Platte (22) angeordnet ist, wobei der ringförmige Kolben (23) in das Turbinenrad (4) eingreift, um mit diesem zu ro­ tieren, und um eine Axialbewegung bezüglich des Turbi­ nenrades (4) zu begrenzen; und
• - einer zweiten ringförmigen Platte (21), welche zwi­ schen der vorderen Abdeckung (2) und der ersten Platte (22) angeordnet ist, wobei die zweite ringförmige Platte (21) am Turbinenrad (4) befestigt ist, um mit diesem zu rotieren;
• - wobei der ringförmige Kolben (23) zur ersten ringför­ migen Platte (22) und zur zweiten ringförmigen Platte (21) entsprechend einem Fluiddruck zwischen dem Tur­ binenrad (4) und dem ringförmigen Kolben (23) derart axial bewegbar ist, daß der ringförmige Kolben (23) in die erste ringförmige Platte (22) eingreift und die erste ringförmige Platte (22) in Eingriff mit der zweiten ringförmigen Platte (21) drückt, wodurch das Turbinenrad (4) und das Hauptelement (1a) blockiert werden.

8. Drehmomentwandler nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein ringförmiges Gewicht (26), welches an einem äußeren Umfangsrand der ersten ringförmigen Platte (22) befes­ tigt ist, wobei das ringförmige Gewicht (27) derart ausgestaltet ist, daß es in einen Bereich des Hauptele­ mentes (1a) entsprechend einer Axialbewegung der ersten ringförmigen Platte (22) eingreift.

9. Drehmomentwandler (1), mit:

• - einem Drehmomentwandler-Hauptelement (1a) mit einer vorderen Abdeckung (2), und einem Pumpenrad (3), wel­ ches auf der der vorderen Abdeckung (2) gegenüberlie­ genden Oberfläche ausgebildet ist, wobei das Drehmo­ mentwandler-Hauptelement (1a) eine Hydrauliköl-Kammer (1c) definiert;
• - einem Turbinenrad (14), welches innerhalb der Hydrau­ liköl-Kammer (1c) benachbart dem Pumpenrad (3) ange­ ordnet ist;
• - einer ersten ringförmigen Platte (22), welche inner­ halb der Hydrauliköl-Kammer (1c) angeordnet ist, wobei die erste ringförmige Platte (22) mit der vorderen Ab­ deckung (2) elastisch gekoppelt ist, um einen Drehver­ satz bezüglich der vorderen Abdeckung (2) zu begren­ zen;
• - einem ringförmigen Gewicht (26), welches an einem äußeren Umfangsrand der ersten ringförmigen Platte (22) befestigt ist, wobei das ringförmige Gewicht (26) derart ausgestaltet ist, daß es in einen Bereich des Hauptelementes (1a) entsprechend einer Axialbewegung der ersten ringförmigen Platte (22) eingreift;
• - einem ringförmigen Kolben (23), welcher zwischen dem Turbinenrad (4) und der ersten ringförmigen Platte (22) angeordnet ist, wobei der ringförmige Kolben (23) in das Turbinenrad (4) eingreift, um mit diesem zu ro­ tieren, und um eine Axialbewegung bezüglich des Turbi­ nenrades (4) zu begrenzen; und
• - einer zweiten ringförmigen Platte (21), welche zwi­ schen der vorderen Abdeckung (2) und der ersten Platte (22) angeordnet ist, wobei die zweite ringförmige Platte (21) am Turbinenrad (4) befestigt ist, um mit diesem zu rotieren;
• - wobei der ringförmige Kolben (23) zur ersten ringför­ migen Platte (22) und zur zweiten ringförmigen Platte (21) entsprechend einem Fluiddruck zwischen dem Tur­ binenrad (4) und dem ringförmigen Kolben (23) derart axial bewegbar ist, daß der ringförmige Kolben (23) in die erste ringförmige Platte (22) eingreift und die erste ringförmige Platte (22) in Eingriff mit der zweiten ringförmigen Platte (21) drückt, wodurch das Turbinenrad (4) und das Hauptelement (1a) blockiert werden.

10. Drehmomentwandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite ringförmige Platte (21) aus einem dickeren Metallmaterial als die erste ringförmige Platte (22) und der ringförmige Kolben (23) ausgebildet ist.