DE19758677C2

DE19758677C2 - Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung

Info

Publication number: DE19758677C2
Application number: DE19758677A
Authority: DE
Inventors: Toru Kawaguchi; Takao Fukunaga
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2017-05-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Überbrückungsmechanismus (9) in einem Drehmomentwandler (1) mit einem Kupplungsbereich (23), welcher wahlweise eine vordere Abdeckung (3) mit einem Turbinenrad in Eingriff bringen oder lösen kann, sowie ein Kolbenelement (25), welches eine abgedichtete Ölkammer (B) zusammen mit der vorderen Abdeckung (3) bildet und den Kupplungsbereich (23) entsprechend der Öldruckänderung innerhalb der Ölkammer (B) wahlweise ein- und ausrückt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler und insbesondere einen Drehmomentwandler mit Überbrückungs kupplung.

Im allgemeinen erzeugt ein Drehmomentwandler bei einem Kraftfahrzeug eine gleichmäßige Beschleunigung und ein gleichmäßiges Abbremsen, da die Drehmomentübertragung durch eine Arbeitsfluid- oder Ölbewegung durchgeführt wird. Jedoch tritt ein Energieverlust aufgrund der allgemeinen Beschaf fenheit und physikalischen Charakteristika des Arbeitsfluids auf, so daß die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffes bei ei nem Automatikfahrzeug mit Drehmomentwandler nicht unbedingt optimal ist.

Einige bekannte Drehmomentwandler verwenden Überbrückungsme chanismen, um die vordere Abdeckung des Drehmomentwandlers mit dem Turbinenrad oder Abtrieb des Drehmomentwandlers me chanisch zu verbinden. Der Überbrückungsmechanismus ist in nerhalb eines zwischen dem Turbinenrad und der vorderen Ab deckung festgelegten Raumes angeordnet.

Normalerweise weist der Überbrückungsmechanismus ein schei benförmiges Kolbenelement, welches mit der vorderen Abdec kung in Kontakt gedrückt werden kann, sowie eine An triebsplatte auf, welche an der Rückseite oder einem anderen Bereich des Turbinenrades befestigt ist. Schraubenfedern werden in dem Überbrückungskupplungsmechanismus aufgenommen, um das Kolbenelement und die angetriebene Platte in Umfangs richtung elastisch zu koppeln, so daß Schwingungen absor biert werden. Gleichzeitig wird ein begrenzter relativer Drehversatz zwischen der angetriebenen Platte und dem Kol benelement ermöglicht. Ein ringförmiges Reibungselement ist in einem Bereich des Kolbenelementes an einer Position ausgebildet, welcher einer entsprechenden planaren Rei bungsfläche des vorderen Deckels gegenüberliegt.

Bei der bekannten, oben beschriebenen Überbrückungskupplung wird der Arbeitsvorgang des Kolbenelementes durch die Mani pulation der Strömung des Betriebsöls im Drehmomentwandler gesteuert bzw. geregelt. Insbesondere legt die Strömungs richtung des Betriebsöls innerhalb des Drehmomentwandlers fest, ob das Kolbenelement in den vorderen Deckel eingreift oder nicht. Wenn sich der Überbrückungsmechanismus im ein gerückten Zustand befindet, kann das Betriebsöl im Raum zwi schen dem Kolbenelement und der vorderen Abdeckung aus einem radialen Innenbereich des Drehmomentwandlers abgeführt und der Kolben in Kontakt mit der vorderen Abdeckung gedrückt werden. Somit wird das Drehmoment direkt von der vorderen Abdeckung auf das Turbinenrad mittels des Kolbenelementes und der Schraubenfeder übertragen.

Bei dem bekannten, oben beschriebenen Überbrückungsmechanis mus wird das Kolbenelement durch das in den Innenraum des Drehmomentwandlers strömende Betriebsöl gesteuert bzw. gere gelt. Somit können die Einrück- und Ausrückvorgänge nicht immer präzise, aufgrund von turbulenter Strömung des Be triebsöls innerhalb des Drehmomentwandlers, durchgeführt werden. Zudem ist die Ansprechzeit im allgemeinen niedrig, wenn die Einrück- und Ausrückvorgänge der Überbrückungskupp lung durchgeführt werden. Insbesondere die Zeitspanne, wel che verstreicht, beginnend mit dem Moment, zu welchem der Eingriff der Überbrückungskupplung als erforderlich bestimmt wird, bis zum Zeitpunkt des tatsächlichen Einrückens der Überbrückungskupplung, ist beträchtlich. Zudem kann bei dem bekannten Überbrückungsmechanismus das Betriebsöl nicht zu dem Bereich zwischen der Reibungsoberfläche der vorderen Ab deckung und der in Flüssigkeit laufenden Reibungsfläche auf dem Kolbenelement strömen, so daß die in Flüssigkeit laufen de Reibungsfläche nicht in ausreichendem Maße durch vorbei strömendes Fluid gekühlt werden kann. Hierdurch wird die Nutzungsdauer der in Flüssigkeit bzw. Öl laufenden Reibungs fläche verkürzt.

Herkömmlicherweise wird ein Drehmoment nicht immer in aus reichendem Maße im Überbrückungsmechanismus übertragen, wenn eine einzelne Reibungsfläche eingesetzt wird. Deshalb werden bei einer Mehrscheiben-Überbrückungskupplung auf mehreren Reibungsplatten ausgebildeten Reibungsflächen bei Drehmo mentwandlern verwendet. Bei einer derartigen Mehrscheiben überbrückungskupplung muß jedoch jede Reibungsplatte ver setzt werden, so daß sich die Überbrückungskupplung vom ein gerückten Zustand in den ausgerückten Zustand bewegt und um oftmals erzeugte Schleif- bzw. Widerstandskräfte zu verrin gern.

Die DE-33 45 205 C2 zeigt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem mittels einer Drosselbohrung mit einem geringen Querschnitt ein ra sches Schließen der Überbrückungskupplung sicherge stellt wird.

Aus der DE-43 16 289 A1 ist weiter ein Drehmomentwand ler bekannt, welcher einen Drehmomentwandlerkörper, ei ne Kraftabschaltkupplung und einen Dichtmechanismus aufweist. Der Dichtmechanismus verhindert dabei den Eintritt der im Drehmomentwandler befindlichen hydrau lischen Betriebsflüssigkeit in einen Raum, in welchem die Kraftabschaltkupplung angeordnet ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen sicheren Betrieb eines Überbrückungsmechanismus in einem Drehmoment wandler zu erzielen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 bzw. 8 gelöst; die Unteransprüche haben bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung zum Inhalt.

Durch die vorliegende Erfindung wird zudem eine verlängerte Nutzungsdauer eines Reibungs-Verbindungsbereiches des Über brückungsmechanismus im Drehmomentwandler erzielt, indem die Reibungsflächen in ausreichendem Maße gekühlt werden.

Zudem wird durch die Erfindung ein Widerstandsmoment unter drückt, während eine ausreichende Drehmoment-Übertragungs kapazität des Überbrückungsmechanismus im Drehmomentwandler beibehalten wird.

Die vorhergehende und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nach folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Querschnittansicht eines Drehmo mentwandlers mit Überbrückungsmechanismus entspre chend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Querschnittansicht des Drehmomentwandlers von Fig. 1 in geringfügig vergrößertem Maßstab, wobei Details des Kupplungsbereiches des Überbrückungsme chanismus dargestellt sind;

Fig. 3 eine Querschnittansicht des Eingriffes zwischen der Antriebsplatte und anderen Bereichen des Überbrüc kungsmechanismus der Fig. 1 und 2 entlang der Linie III-III von Fig. 2;

Fig. 4 eine Querschnittansicht des Eingriffes der angetrie benen Platte in andere Bereichen des Überbrückungs mechanismus der Fig. 1 und 2 entlang der Linie IV-IV von Fig. 2;

Fig. 5 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht eines Drehmomentwand lers entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 6 eine Fig. 2 ähnliche Ansicht eines Drehmomentwand lers entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt einen Drehmomentwandler 1 entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Drehmomentwandler 1 weist eine vordere Abdeckung 3 und drei Läufertypen (ein Laufrad 4, ein Turbinenrad 5 und ein Leit rad 6) auf, welche konzentrisch relativ zur vorderen Abdec kung 3 angeordnet sind. Ein Überbrückungsmechanismus 9 ist zwischen der vorderen Abdeckung 3 und dem Turbinenrad 5 in Axialrichtung positioniert. Die vordere Abdeckung 3 und ein Turbinenradgehäuse 4a des Turbinenrades 4 sind an entspre chenden radialen Außenbereichen miteinander verschweißt und legen zusammen eine Betriebsölkammer fest, welche einen Raum A, eine Druckkammer B und einen Raum C aufweist. Die vordere Abdeckung 3 und das Laufradgehäuse 4a bestehen beide aus Blechmetall, wodurch das komplette Gewicht und die Größe des Drehmomentwandlers 1 minimiert werden. Nachfolgend werden zwei richtungsorientierte Ausdrücke als Motorseite und Ge triebeseite verwendet. Die linke Seite der Fig. 1 und 2 wird als Motorseite und die rechte Seite der Fig. 1 und 2 als Ge triebeseite bezeichnet, da der Drehmomentwandler 1 entweder mit einer Kurbelwelle oder flexiblen Platte verbunden ist, die durch eine in Fig. 1 auf der linken Seite angeordneten Motor angetrieben wird. Der Drehmomentwandler 1 überträgt das Drehmoment auf ein auf der rechten Seite von Fig. 1 an geordnetes Getriebe.

Die vordere Abdeckung 3 ist mit einem Antriebselement, wie etwa einer flexiblen Platte oder der (nicht dargestellten) Motorkurbelwelle verbunden, welches auf der Motorseite ange ordnet ist. Ein mittiger Nabenwulst bzw. Nabenflansch 11 - wird später beschrieben - ist am zentralen Bereich der vor deren Abdeckung 3 befestigt. Mehrere Muttern 13 sind mit der Oberfläche auf der Motorseite des äußeren Umfangsbereiches der vorderen Abdeckung 3 verschweißt, um den Drehmomentwand ler 1 beispielsweise an der (nicht dargestellten) flexiblen Platte zu befestigen. Der äußere Umfangsbereich der vorderen Abdeckung 3 ist mit einem zylindrischen Bereich 3a ausgebil det, welcher zur Getriebeseite verläuft. Das Ende des zylin drischen Bereiches 3a ist mit dem Laufradgehäuse 4a ver schweißt. Ein radial dazwischen liegender zylindrischer Be reich 3b, welcher durch ein Zug- oder Verformungsverfahren hergestellt wird, ist auf dem radialen Außenbereich der vor deren Abdeckung 3 vorgesehen (oder einem Bereich benachbart dem Innenumfang des Kupplungsbereiches 23).

Betriebsöl wird vom Laufrad 4 zum Turbinenrad 5 und weiter zum Leitrad 6 (in der genannten Reihenfolge) im Raum A zir kuliert, welcher innerhalb der Haupteinheit des Drehmomentwandlers festgelegt ist.

Das Laufrad 4 besteht aus dem Laufradgehäuse 4a und mehreren Laufradblättern 4b, die an der Innenseite des Laufradgehäu ses 4a befestigt sind. Eine Laufradnabe 15 ist an einem ra dialen Innenbereich des Laufradgehäuses 4a befestigt.

Das Turbinenrad 5 ist derart positioniert, daß es dem Lauf rad 4 innerhalb der Betriebsölkammer gegenüberliegt. Das Turbinenrad 5 besteht aus einem Turbinenradgehäuse 5a und mehreren Turbinenradblättern 5b, welche am Turbinenradgehäu se 5a fixiert sind. Der radiale Innenbereich des Turbinen radgehäuses 5a ist an einem Flansch 17a einer Turbinenrad nabe 17 durch mehrere Nieten 18 befestigt. Die Turbinenrad nabe 17 weist einen zweiten zylindrischen Bereich 17b auf, der sich zur Motorseite erstreckt. Des weiteren ist der zen trale Bereich der Turbinenradnabe 17 mit einer Keilöffnung 17c ausgebildet, welche sich mit der (nicht dargestellten) von der Getriebeseite erstreckenden Hauptantriebswelle in Eingriff befindet.

Der Eingriffsbereich zwischen dem mittigen Nabenflansch 11 und der Turbinenradnabe 17 wird nunmehr beschrieben. Der mittige Nabenflansch 11 weist einen ersten zylindrischen Be reich 11a auf, welcher sich vom radialen Innenende der vorderen Abdeckung 3 zur Getriebeseite weiter radial er streckt. Das Ende des ersten zylindrischen Bereiches 11a ist dem radialen Innenbereich des Flansches 17a der Turbinenra dnabe 17 benachbart. Eine Scheibe 28 ist zwischen dem ersten zylindrischen Bereich 11a und der Turbinenradnabe 17 in Axialrichtung angeordnet. Mehrere radial verlaufende Öff nungsnuten 28a sind in der Scheibe 28 benachbart dem mitti gen Nabenflansch 11 ausgebildet. Mehrere radial verlaufende erste Öffnungen 11b sind in dem ersten zylindrischen Bereich 11a ausgestaltet. Der zweite zylindrische Bereich 17b ist in den Innenbereich des ersten zylindrischen Bereiches 11a ein gepaßt. Mehrere radial eindringende zweite Öffnungen 17d sind im zweiten zylindrischen Bereich 17b an den Positionen ausgebildet, welche axial den ersten Öffnungen 11b des er sten zylindrischen Bereiches 11a entsprechen. Des weiteren sind mehrere radial eindringende dritte Öffnungen 17e im zweiten zylindrischen Bereich 17b an Positionen ausgebildet, welche den Öffnungsnuten 28a der Scheibe 28 axial entspre chen. Eine dritte ringförmige Dichtung 27 ist in der ra dialen Außenfläche des zweiten zylindrischen Bereiches 17b zwischen der zweiten Öffnung 17d und der dritten Öffnung 17e in Axialrichtung angeordnet. Die dritte in der im zweiten zylindrischen Bereich 17b ausgebildeten Aussparungen ange ordnete ringförmige Dichtung 27 befindet sich mit dem ersten zylindrischen Bereich 11a in Kontakt, um zwischen der zwei ten Öffnung 17d und der dritten Öffnung 17e abzudichten. Er ste und zweite ringförmige Dichtungen 25 und 26 werden nach folgend beschrieben.

Die zweite Öffnung 17d und die dritte Öffnung 17e kommuni zieren mit getrennten Ölwegen, welche in der (nicht darge stellten) Getriebehauptantriebswelle angeordnet sind. Jeder Ölweg ist mit einer (nicht dargestellten) Öldrucksteuer schaltung verbunden, welche beispielsweise Teil des (nicht dargestellten) Fluidschaltsystems des Getriebes bildet.

Das Leitrad 6 besteht aus einem Leitradträger 6a und mehre ren Leitradblättern 6b, welche an der radialen Außenfläche des Leitradträgers 6a befestigt sind. Der Leitradträger 6a wird auf der (nicht dargestellten) Fixierwelle durch die Freilaufkupplung 19 gestützt.

Der Überbrückungsmechanismus 9 weist ein Kolbenelement 21 und einen Kupplungsbereich 23 auf. Das Kolbenelement 21 be steht aus einem blechmetallischen Element, ist scheibenför mig und benachbart der vorderen Abdeckung 3 angeordnet. Da das Kolbenelement 21 aus einem blechernen Element besteht, kann es in einfacher Form bearbeitet oder hergestellt werden und sind die Herstellungskosten günstiger. Das radiale Innenende des Kolbenelementes 21 ist mit einem radialen inne ren zylindrischen Bereich 21a ausgebildet, welcher zur Ge triebeseite verläuft. Der radial innere zylindrische Bereich 21a befindet sich mit radial äußeren Oberfläche des ersten zylindrischen Bereiches 11a des mittigen Nabenflansches 11 in Kontakt. Der radial innere zylindrische Bereich 21a ist zudem mit der zweiten ringförmigen Dichtung 26 in Kontakt, welche in der radialen Außenfläche des ersten zylindrischen Bereiches 11a vorgesehen ist. Der radial dazwischen liegende Bereich des Kolbenelementes 21 besteht aus einem Erstrec kungsbereich 21b, welcher zur Motorseite verläuft. Die Starrheit des Kolbenelementes 21 wird im Vergleich zu be kannten Anordnungen durch das Einfügen des Erstreckungsbe reiches 21b erhöht. Zudem ist eine erste ringförmige Dich tung 25 am radialen Außenbereich des Erstreckungsbereiches 21b befestigt. Die erste ringförmige Dichtung 25 berührt und gleitet auf einer radialen Innenfläche 3c des zylindrischen Bereiches 3b der vorderen Abdeckung 3. Bei dieser Anordnung ist die Druckkammer B zwischen der vorderen Abdeckung 3 und dem Kolbenelement 21 definiert. Mit anderen Worten, wird der radiale Außenbereich der Druckkammer B durch die erste ring förmige Dichtung 25 und der radiale Innenbereich der Druck kammer B durch die zweite ringförmige Dichtung 26 abgedich tet. Beide Dichtungen 25 und 26 ermöglichen ein Gleiten des Kolbenelementes 21 in Axialrichtung relativ zu den entspre chenden Bauteilen des Drehmomentwandlers 1, jedoch keine Rotation relativ zu diesen Bauteilen.

Wie oben beschrieben, wird die Druckkammer B abgedichtet und somit kann der Fluiddruck des Betriebsöls innerhalb der Druckkammer B gesteuert bzw. geregelt werden, um die Bewe gung des Kolbenelementes 21, wie nachfolgend erläutert wird, präziser zu steuern bzw. zu regeln. Zudem befindet sich der Kolben 21, wenn der Überbrückungskupplungsmechanismus im ge lösten Zustand ist, in einer Position, welche von der Stütz platte 36 - wird nachfolgend erläutert - beabstandet ist. Die Bewegung des Kolbenelementes 21 zur Motorseite weg von der Stützplatte 36 bewirkt, daß Räume zwischen den Reibungs flächen (werden nachfolgend beschrieben) entstehen. Folglich wird das Widerstandsmoment vermindert, welches auftritt, wenn sich der Überbrückungsmechanismus im gelösten Zustand befindet.

Wie in Fig. 2 dargestellt, legt ein äußerer Radialbereich des Kolbenelementes 21 einen planaren Druckbereich 21c fest. Der radiale Außenrand des Kolbenelementes 21 ist mit mehreren radialen Außenzähnen 21d ausgebildet. Die radialen Außenzähne 21d greifen in einen Bereich des Kupplungsbe reiches 23, wie nachfolgend beschrieben wird, ein.

Mehrere Abführöffnungen 21e sind im Kolbenelement 21 benach bart zu, aber radial außerhalb der ersten ringförmigen Dich tung 25 ausgebildet.

Der in Fig. 2 dargestellte Kupplungsbereich 23 weist eine erste Trommel 31, eine zweite Trommel 32, eine Antriebsplat te 34 und zwei angetriebene Platten 35 auf. Die erste Trom mel 31 ist ein zylindrisches blechernes Element und mit meh reren radial verlaufenen Innenzähnen 31a auf ihrem zylindri schen Bereich ausgebildet. Der zylindrische Bereich der er sten Trommel 31 wird in den radial äußeren zylindrischen Be reich 3a der vorderen Abdeckung 3 gedrückt. Der zylindrische Bereich der ersten Trommel 31 wird auf den Innenflächen des zylindrischen Bereiches 3a gestützt. Der zylindrische Be reich der ersten Trommel 31 weist einen geringfügig verjüng ten Durchmesser auf, welcher in der Erstreckungsrichtung der ersten Trommel 31 von der Motorseite zur Getriebeseite zu nimmt. Vorzugsweise ist der Verjüngungswinkel θ innerhalb des Bereiches von 2 bis 3 Grad angesiedelt. Die erste Trom mel 31 weist einen Befestigungsbereich 31b für eine Schei benplatte auf, welche sich radial nach innen auf der Motor seite der Trommel 31 erstreckt. Der Befestigungsbereich 31b der Scheibenplatte ist an der vorderen Abdeckung 3 mittels Punktschweißen befestigt, wodurch die Fixierfestigkeit der ersten Trommel 31 an der vorderen Abdeckung 3 verbessert wird.

Die radialen Außenzähne 21d des Kolbenelementes 21 greifen in die Innenzähne 31a der ersten Trommel 31 so ein, daß kei ne Relativrotation zwischen diesen beiden Elementen auf tritt, daß sie jedoch zueinander in Axialrichtung bewegbar sind.

Die zweite Trommel 32 ist konzentrisch auf der inneren Um fangsseite der ersten Trommel 31 angeordnet. Die zweite Trommel 32 besteht wiederum aus einem zylindrischen Element aus Blechmetall. Der zylindrische Bereich der zweiten Trom mel 32 weist mehrere Außenzähne 32a auf. Der axiale Zwi schenbereich der zweiten Trommel 32 ist mit mehreren radia len Durchdringungsöffnungen 32c ausgebildet. Ein Befesti gungsbereich 32b für eine Scheibenplatte verläuft radial nach innen und ist auf der Getriebeseite der zweiten Trommel 32 ausgestaltet. Der Befestigungsbereich 32b der Scheiben platte ist am Turbinenradgehäuse 5a, beispielsweise durch Verschweißen, befestigt. Da die zweite Trommel 32 am Turbi nenradgehäuse 5a befestigt ist, wird der Aufbau vereinfacht und die Größe vermindert.

Eine Stützplatte 36 ist an der ersten Trommel 31 derart be festigt, daß sie axial dem Druckbereich 21c des Kolbenele mentes 21 gegenüberliegt. Der radiale Außenbereich der Stützplatte 36 ist mit Verriegelungszähnen 36a ausgebildet, die in die Innenzähne 31a der ersten Trommel 31 eingreifen, so daß die Zähne nicht relativ zueinander drehbar sind. Der Bereich auf der Motorseite der Innenzähne 31a der ersten Trommel 31 ist radial kurz abgeschnitten, um einen abgestuf ten Bereich 31c auszubilden. Der radiale Außenbereich der Stützplatte 36 befindet sich mit dem abgestuften Bereich 31c von der Getriebeseite her in Kontakt. Mit anderen Worten, die Stützplatte 36 ist nicht zum Motor oder zum Druckbereich 21c des Kolbenelementes 21 bewegbar. Somit wird kein bzw. kaum ein Widerstandsmoment erzeugt, wenn sich die Über brückungskupplung im gelösten Zustand befindet. Jedoch kann eine Mehrscheibenkupplung mit mehreren Reibungsflächen ein gesetzt werden, wodurch ein Widerstand aufgrund des Kontak tes zwischen gelösten Reibungsflächen minimiert wird. Folg lich erzielt der Überbrückungsmechanismus 9 eine ausreichen de Drehmoment-Übertragungskapazität. Ein Schnappring 37 ist an der Oberfläche der Stützplatte 36 in der ersten Trommel 31 auf der Getriebeseite befestigt. Bei dieser Anordnung ist die Stützplatte 36 nicht zum Getriebe bewegbar.

Zwei angetriebene Platten 35 sind zwischen dem Druckbereich 21c und der Stützplatte 36 angeordnet. Die Antriebsplatte 34 ist zwischen den angetriebenen Platten 35 positioniert. Jede angetriebene Platte 35 weist Verriegelungszähne 35a auf ihrer radialen Innenseite auf. Die Verriegelungszähne 35a greifen in die Außenzähne 32a der zweiten Trommel 32 ein. In Flüssigkeit bzw. Öl laufende Reibungsflächen 39 haften an beiden Seiten der angetriebenen Platten 35 an. Jede Ober fläche der in Flüssigkeit laufenden Reibungsfläche 39 ist mit radialen Verbindungsöffnungen 40, wie in Fig. 4 darge stellt, ausgebildet. Der radiale Außenbereich der Antriebs platte 34 ist mit Verriegelungszähnen 34a ausgestaltet, wel che mit den Innenzähnen 31a der ersten Trommel 31 kämmen. Wie in Fig. 3 dargestellt, sind zahnlose Bereiche 34b auf dem radialen Außenbereich der Antriebsplatte 34 an mehreren Bereichen ausgebildet. Ein radial verlaufender großer Spalt G₁ wird somit zwischen dem zahnlosen Bereich 34b und der ersten Trommel 31 definiert. Durch den Spalt G₁ strömt das Betriebsöl in Radialrichtung und in Axialrichtung auf dem radialen Außenbereich der Antriebsplatte 34. Der zahnlose Bereich kann auf den radialen Außenbereich des Kolbenele mentes 21 oder der Stützplatte 36 ausgebildet werden, so daß er mit dem zahnlosen Bereich 34b korrespondiert. Der radiale Außenbereich der Schnappringe 37 kann wiederum mit einem Fluid-Strömungsbereich, wie etwa einer Öffnung oder einer Aussparung, ausgebildet werden. Es ist einfach, die im Kupplungsbereich verwendete Scheibenzahl zu erhöhen, da die erste Trommel 31 und die zweite Trommel 32 den Kupplungs bereich 23 bilden. Auch ist es einfach, die zu verwendende Anzahl an ringförmigen Reibungsplatten zu variieren.

Das von der zweiten Öffnungsnut bzw. Nut 28a in den zwischen dem Turbinenrad 5 und dem Kolbenelement 21 festgelegten Raum C strömende Betriebsöl wird entsprechend der Zentrifugal kraft radial nach außen bewegt und strömt durch den Kupp lungsbereich 23. Das wiederum durch den Kupplungsbereich 23 strömende Betriebsöl wird weiter radial nach außen bewegt und strömt in den innerhalb der Drehmoment-Haupteinheit festgelegten Raum A vom Einlaß des Turbinenrades 5. Im in nerhalb des Drehmomentwandlers 1 festgelegten Raum A strömt das Betriebsöl vom Turbinenrad 5 zum Leitrad 6 und zirku liert weiter zum Laufrad 4. Das Betriebsöl wird von der Grenze zwischen dem Leitrad 6 und dem Laufrad 4 abgeführt und strömt durch den Bereich zwischen dem Leitradträger 6a und der Laufradnabe 15. Wie aus obiger Beschreibung ersicht lich, stellt die Öffnungsnut 28a einen einzelnen Einlaß für das Betriebsöl dar, welches in den Raum A innerhalb der Drehmomentwandler-Haupteinheit zirkuliert. Mit anderen Wor ten, das innerhalb des Raumes A zirkulierende Betriebsöl strömt immer durch den Kupplungsbereich 23 und unterstützt den Kühlvorgang des Kupplungsbereichs 23. Somit wird die Nutzungsdauer des Kupplungsbereiches 23 beträchtlich verlän gert. Bei der vorliegenden Erfindung kann das Betriebsöl durch den Kupplungsbereich 23 strömen, da die Druckkammer B zum Betätigen des Kolbenelementes 21 getrennt angeordnet ist, wodurch das Kolbenelement sicher betätigt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung tritt aufgrund der verschie denen Fluidkanäle, wie etwa der Öffnungen 17e, der Öffnungs nuten 28, der Öffnung 21e, der Öffnung 32c, der Nuten 40 und der Spalten G eine kontinuierliche Betriebsölströmung durch und um die angetriebenen Platten 35 auf. Die Bewegung des Betriebsöls im Kupplungsbereich 23 wird nachfolgend detailliert in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben. Ein Teil des Betriebsöls strömt vom Raum C durch die Öffnung 21e, wie durch den Pfeil 100 gekennzeichnet, sowie zwischen das Kolbenelement 21 und die vordere Abdeckung 3, wie mit dem Pfeil 101 bezeichnet, durch den Spalt G₁, wie durch den Pfeil 102 dargestellt, und zum Raum A, wie wiederum durch den Pfeil 103 bezeichnet. Ein weiterer Teil des Betriebsöls strömt zwischen das Ende der zweiten Trommel 32 der Motor seite und das Kolbenelement 21, wie durch den Pfeil 104 gekennzeichnet, und zwischen dem radialen Innenbereich des Druckbereiches 21c und dem radialen Innenbereich der ange triebenen Platte 35, welche auf der Motorseite angeordnet ist. Dieses Betriebsöl fließt in Radialrichtung nach außen durch die Nuten 40, welche in den in Flüssigkeit laufenden Reibungsflächen 39 ausgebildet sind. Des weiteren strömt mehr Betriebsöl durch die Öffnung 32c der zweiten Trommel 32, wie durch den Pfeil 105 bezeichnet, und in einen Raum, welcher zwischen den radialen Innenbereichen zweier ange triebener Platten 35 definiert ist. Das Betriebsöl strömt anschließend auch durch die Nuten 40, welche in zwei in Flüssigkeit laufenden Reibungsflächen 39 auf zwei angetrie benen Platten 35 ausgebildet sind und bewegt sich zur ra dialen Außenseite der angetriebenen Platten 35, wie durch den kleinen Pfeil 106 gekennzeichnet ist. Kontaminationen, wie etwa schlammartige Substanzen von Oxidmaterialien, wel che aufgrund von Verschleiß erzeugt werden, sammeln sich mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit im Raum an, welcher zwischen dem Kolbenelement 21 und der vorderen Abdeckung 3 festgelegt ist, da das Betriebsöl durch die Auslaßöffnung 21e und in den Raum C sowie weiter in Radialrichtung nach außen strömt. Bei den bekannten Anordnungen werden die der ersten ringförmigen Dichtung 31 ähnlichen Dichtungen gewöhn licherweise beschädigt und sehr schnell beeinträchtigt, wenn sich schlammähnliche Substanzen aus Oxidmaterial ansammeln. Demzufolge vermindert die vorliegende Erfindung die Beschä digungsmöglichkeit von Dichtungen aufgrund der im wesentli chen kontinuierlichen Arbeitsfluidströmung innerhalb des Kupplungsbereiches 23 und des Raumes C.

Das Betriebsöl erreicht den radialen Innenbereich der ersten Trommel 31 oder der radiale Außenbereich des jeweiligen Plattenelements 35 bewegt sich zur Getriebeseite durch den axialen Spalt G₁, welcher durch die zahnlosen Bereiche 34b der Antriebsplatte 34 festgelegt ist. Das Betriebsöl bewegt sich zudem in Axialrichtung durch den Spalt G₁. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Trommel 31 verjüngt, so daß das Betriebsöl gleichmäßig zur Getriebeseite strömen kann.

Wenn der Öldruck innerhalb der Druckkammer B zunimmt, wird das Kolbenelement 21 zur Stützplatte 36 (der Getriebeseite) bewegt sowie die Antriebsplatte 34 und zwei der angetriebe nen Platten 35 zwischen dem Druckbereich 21c und der Stütz platte 36, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, in Eingriff gebracht. Somit wird das Drehmoment von der ersten Trommel 31 auf die zweite Trommel 32 übertragen. Bei Blockierung im eingerückten Zustand nimmt der Stützring 37 die durch die Stützplatte 36 aufgebrachte Kraft auf. Wenn der Öldruck in nerhalb der Druckkammer B abnimmt, wird das Kolbenelement 21 zur Motorseite aufgrund des Fluiddruckes im Raum C bewegt. Hierdurch wird die Druckkraft des Druckbereiches 21c gelöst, wodurch der Eingriff zwischen der Antriebsplatte 34 und den angetriebenen Platten 35 gelöst wird. Gleichzeitig wird der Betrieb des Kolbenelementes 21 durch den Öldruck innerhalb der abgedichteten Druckkammer B gesteuert bzw. geregelt, so daß das Kolbenelement 21 nicht zur Stützplatte 36 bewegt wird. Somit wird ein Widerstandsmoment bei der Blockierung bzw. Überbrückung im gelösten Zustand kaum erzeugt. Des weiteren wird das Ausrücken des Überbrückungskupplungsmecha nismus und die Trennung der Platten 34 und 35 durch die hindurchlaufende Fluidströmung unterstützt.

Wenn die erste ringförmige Dichtung 25 auf den radialen Innenbereichen des Kolbenelementes 21 und der vorderen Abdeckung 3 sowie benachbart dem Kupplungsbereich 23 posi tioniert ist, muß kein Dichtungsbereich auf dem radialen Außenende des Kolbenelementes ausgebildet werden. Somit kann der radiale Außenbereich des Kolbenelementes 21 als planarer Druckbereich 21c ausgestaltet werden, welcher direkt mit der angetriebenen Platte 35 in Kontakt ist. Hierdurch kann die Anzahl der Reibungsplatten vermindert werden, wenn mehrere Reibungsplatten eingesetzt werden.

Des weiteren ist der radiale Außenbereich der Druckkammer B benachbart dem Innenumfang des Kupplungsbereiches 23 zwi schen der vorderen Abdeckung 3 und dem Kolbenelement 21 po sitioniert. Hierdurch können die radialen Außenzähne 21d auf dem radialen Außenrand des Kolbenelementes 21 vorgesehen werden, und greifen in das Element auf der Motorseite der vorderen Abdeckung 3 (die erste Trommel 31) ein. Somit müs sen keine Eingriffsbereiche auf dem radialen Innenbereich des Kolbenelementes als auch keine entsprechenden Elemente vorgesehen werden, wodurch sich der Aufbau vereinfacht.

Zweites Ausführungsbeispiel

Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Der Drehmomentwandler 1 von Fig. 5 weist viele Merkmale auf, welche denjenigen des oben mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel ähnlich sind oder entsprechen. Deshalb werden lediglich die abweichenden Merkmale nachfolgend erläutert. Beim zweiten Ausführungsbeispiel stellt beispielsweise die zweite Trommel 132 ein Abtriebselement im Kupplungsbereich 23 dar und ist mit dem Flansch 17a des Turbinenrades 17 durch einen Dämp fungsmechanismus 60 für Torsionsschwingungen verbunden.

Das Ende des zylindrischen Bereiches auf der Getriebeseite der zweiten Trommel 132 ist mit einem Scheibenplattenbereich 62 ausgebildet, welcher radial nach innen verläuft. Eine An triebsplatte 61 ist an der dem Scheibenplattenbereich 62 gegenüberliegenden Position angeordnet. Ein äußerer Umfangsbe reich der Antriebsplatte 61 ist an der zweiten Trommel 32 durch eine Niete 63 befestigt. Der äußere Umfangsbereich der angetriebenen Platte 66 ist zwischen dem Scheibenplattenbe reich 62 und der Antriebsplatte 61 positioniert. Der innere Umfangsbereich der angetriebenen Platte 66 ist am Flansch 17a der Turbinenradnabe 17 mittels einer Niete 18 befestigt. Mehrere Schraubenfedern 64 sind innerhalb Fenstern positio niert, welche in der angetriebenen Platte 66 ausgebildet sind. Jeweilige Schraubenfedern 64 werden durch erhabene Be reiche gehalten, die im Scheibenplattenbereich 62 und der Antriebsplatte 61 ausgestaltet sind. Bei dieser Anordnung sind die zweite Trommel 32 und die Turbinenradnabe 17 in Um fangsrichtung durch die Schraubenfedern 64 elastisch verbun den.

Zwischen dem radialen Innenbereich des Scheibenplattenberei ches 62 und der angetriebenen Platte 66 ist ein Reibung er zeugender Mechanismus 65 aus mehreren ringförmigen Platten angeordnet.

Der beim Einrücken der Kupplung auftretende Stoß oder die Torsionsschwingung werden durch den Dämpfungsmechanismus 60 für die Torsionsschwingungen gedämpft.

Drittes Ausführungsbeispiel

Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Wiederum sind viele Merkmale des dritten Ausführungsbeispieles den oben beschriebenen Merkma len ähnlich oder gleich und werden lediglich von den obigen Ausführungsbeispielen abweichende Merkmale beschrieben. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist ein radial nach innen vorstehender Fortsatz 36b auf dem radialen Innenbereich auf der Getriebe seite der Stützplatte 36 vorgesehen. Der Fortsatz 36b ist der zweiten Trommel 32 benachbart. Wenn der zahnlose Bereich im radialen Innenbereich der angetriebenen Platte 35 neben der Stützplatte 36 ausgebildet wird, so daß das Betriebsöl in Axialrichtung strömen kann, strömt das zwischen die ra dialen Innenbereiche von zwei angetriebenen Platten 35 ge füllte Betriebsöl zum Raum, welcher zwischen dem Fortsatz 36b der Stützplatte 36 und der angetriebenen Platte 35 auf der Getriebeseite festgelegt ist. Des weiteren wird das Be triebsöl zur radialen Außenseite bewegt und strömt durch die Nuten 40, welche in der angetriebenen Platte 35 auf der Ge wird die Reibungsfläche zwischen der angetriebenen Platte 35 auf der Getriebeseite und der Stützplatte 36 in ausreichen dem Maße gekühlt.

Modifikationen

Die erste Trommel 31 kann lösbar in der vorderen Abdeckung 3 befestigt sein. Die verwendete Anzahl an Reibungsplatten kann durch Austauschen der ersten Trommeln 31 einsatzbereit verändert werden.

Die in der in Flüssigkeit bzw. Öl laufenden Reibungsflächen 39 der angetriebenen Platte 35 ausgebildeten Nuten 40 sind nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt. Die Nuten 40 können mehrere radial verlaufende Nuten aufweisen. Alternativ kann auch eine Vielzahl segmentärer Reibungsele mente an der angetriebenen Platte befestigt werden, so daß das Betriebsöl hindurchströmen kann.

Vorteile

Der Drehmomentwandler mit Überbrückungsmechanismus entspre chend der vorliegenden Erfindung ist mit einer unabhängig wirkenden Druckkammer ausgebildet. Demzufolge arbeitet der Überbrückungsmechanismus mit höherer Zuverlässigkeit. Somit können die Reibungsflächen durch die Betriebsölströmung ge kühlt werden. Zudem kann ein Widerstandsmoment unterdrückt werden, wenn eine Mehrscheibenkupplung eingesetzt wird, um die Drehmoment-Übertragungskapazität zu erhöhen.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung einen Überbrückungsmechanismus 9 in einem Drehmomentwandler 1 mit einem Kupplungsbereich 23, welcher wahlweise eine vordere Abdeckung 3 mit einem Turbinenrad in Eingriff bringen oder lösen kann, sowie ein Kolbenelement 25, welches eine abge dichtete Ölkammer B zusammen mit der vorderen Abdeckung 3 bildet und den Kupplungsbereich 23 entsprechend der Öldruck änderung innerhalb der Ölkammer B wahlweise ein- und aus rückt.

Verschiedene Details der vorliegenden Erfindung können ver ändert werden, ohne deren Schutzumfang zu verlassen. Des weiteren dient die vorhergehende Beschreibung der erfin dungsgemäßen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erläuterung und nicht zur Einschränkung der Erfindung, welche durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente festgelegt ist.

Claims

1. Drehmomentwandler (1), welcher einen Überbrückungs mechanismus aufweist, mit:
einer vorderen Abdeckung (3);
einem Laufradgehäuse (4a), welches an der vorderen Abdeckung (3) befestigt ist und eine Betriebsölkammer festlegt;
einem am Laufradgehäuse (4a) befestigten Laufrad (4);
einem innerhalb der Betriebsölkammer dem Laufrad (4) gegenüberliegenden Turbinenrad (5);
einem zwischen dem radialen Innenbereich des Lauf rades (4) und dem radialen Innenbereich des Turbinen rades (5) angeordneten Leitrad (6);
einem in der Betriebsölkammer angeordneten Über brückungsmechanismus (9), welcher die vordere Ab deckung (3) und das Turbinenrad (5) wahlweise in Ein griff bringt und löst, wobei der Überbrückungs mechanismus ein Kolbenelement (21), welches be nachbart zur vorderen Abdeckung (3) angeordnet ist, und mehrere Kupplungsplatten (34, 35) aufweist, wobei das Kolbenelement (21) als scheibenförmige Platte ausgebildet ist und benachbart der vorderen Abdeckung (3) angeordnet ist, wobei das Kolbenelement (21) und die vordere Abdeckung (3) eine Druckkammer (B) festlegen, wobei das Kolbenelement (21) in eine und aus einer eingerückten Position mit den Kupplungsplatten (34, 35) in Reaktion auf Öldruckänderungen innerhalb der Druckkammer (B) wahlweise bewegbar ist, wobei die Kupplungsplatten (34, 35) auf der Turbinen radseite des radialen äußeren Umfangs des Kolben elements (21) angeordnet sind, und
eine Betriebsölbereitstellungsvorrichtung zum Zu führen von Betriebsöl in einen Raum zwischen dem Kolbenelement (21) und dem Turbinenrad (5),
dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentwandler (1) weiter
einen Durchlass (40) zwischen dem Raum und der Betriebsölkammer aufweist, so dass Betriebsöl durch die Kupplungsplatten (34, 35) strömt, wobei der Durchlass (40) ermöglicht, dass Betriebsöl vom Raum zur Betriebsölkammer durch die Kupplungsplatten (34, 35) sowohl im eingerückten Zustand der Kupplung als auch im ausgerückten Zustand der Kupplung strömt.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Betriebsölbereitstellungsvorrichtung Betriebsöl in den Raum sowohl im eingerückten Zustand der Kupplung als auch im ausgerückten Zustand der Kupp lung zuführt.

3. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kupplungsplatten eine Antriebsplatte (34), welche sich mit der vorderen Abdeckung (3) im Eingriff befindet, und eine angetriebene Platte (35) aufweisen, wobei der Drehmomentwandler (1) weiter eine Trommel (32) aufweist, welche radial innen von der angetriebenen Platte (35) angeordnet ist, sich mit der angetriebenen Platte (35) im Eingriff befindet und mit dem Turbinenrad (5) verbunden ist.

4. Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Trommel (32) mit einer radialen Durchdringungsöffnung (32c) ausgebildet ist.

5. Drehmomentwandler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsplatte (34) und/oder die angetriebene Platte (35) mit einer radialen Durchtrittsnut (40) auf der Oberfläche gebildet ist.

6. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Abdeckung (3) mit mehreren ersten Zähnen gebildet ist, welche sich in axialer Richtung erstrecken und in Umfangsrichtung angeordnet sind, die Antriebsplatte (34) mit mehreren zweiten Zähnen um den äußeren Umfang gebildet ist, um mit den ersten Zähnen zu kämmen, und die ersten Zähne und die zweiten Zähne derart miteinander kämmen, dass ein Raum (G1) zwischen ihnen gebildet ist, durch wel chen Betriebsöl in axialer Richtung strömen kann.

7. Drehmomentwandler nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die ersten Zähne einen sich verjüngenden Innendurchmesser aufweisen, wobei der sich verjüngende Innendurchmesser von benachbart der vorderen Abdeckung (3) in Richtung des Turbinenrades (5) derart zunimmt, dass eine Zentrifugalkraft das Betriebsöl in Richtung der Zunahme des sich verjüngenden Innendurchmessers bewegt.

8. Drehmomentwandler (1), welcher einen Überbrückungs mechanismus aufweist, mit:
einer vorderen Abdeckung (3);
einem Laufradgehäuse (4a), welches an der vorderen Abdeckung (3) befestigt ist und eine Betriebsölkammer festlegt;
einem am Laufradgehäuse (4a) befestigten Laufrad (4);
einem innerhalb der Betriebsölkammer dem Laufrad (4) gegenüberliegenden Turbinenrad (5);
einem zwischen dem radialen Innenbereich des Lauf rades (4) und dem radialen Innenbereich des Turbinen rades (5) angeordneten Leitrad (6); und
einem in der Betriebsölkammer angeordneten Über brückungsmechanismus (9), welcher die vordere Ab deckung (3) und das Turbinenrad (5) wahlweise in Ein griff bringt und löst, wobei der Überbrückungsmecha nismus (9) ein Kolbenelement (21), welches benachbart der vorderen Abdeckung (3) angeordnet ist, und meh rere Kupplungsplatten (34, 35) aufweist, wobei das Kolbenelement (21) als eine scheibenförmige Platte ausgebildet ist, welche benachbart der vorderen Abdeckung (3) angeordnet ist, wobei das Kolbenelement (21) und die vordere Abdeckung (3) eine Druckkammer (B) festlegen, wobei das Kolbenelement (21) in eine und aus einer eingerückten Position mit den Kupplungsplatten (34, 35) in Reaktion auf Öldruck änderungen innerhalb der Druckkammer (B) wahlweise bewegbar ist, wobei die Kupplungsplatten (34, 35) auf der Turbinenradseite des radialen äußeren Umfangs des Kolbenelements (21) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die vordere Abdeckung (3) mit einer zylinderförmigen Wand (3a) gebildet ist,
eine Trommel (31) innerhalb eines inneren Umfangs der zylinderförmigen Wand (3a) befestigt ist, und
die Kupplungsplatten eine Antriebsplatte (34), welche sich mit der Trommel (31) im Eingriff befindet, und eine angetriebene Platte (35) zur Übertragung des Drehmoments auf das Turbinenrad (5) aufweisen, wobei die Trommel (31) einen sich verjüngenden Innendurchmesser aufweist, wobei der sich verjüngende Innendurchmesser ausgehend von benachbart zur vorderen Abdeckung (3) in Richtung des Turbinenrads (5) derart zunimmt, dass eine Zentrifugalkraft das Betriebsöl in Richtung der Zunahme des sich verjüngenden Außendurchmessers bewegt.

9. Drehmomentwandler nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Trommel (31) einen ringförmigen Scheibenbereich (31b) aufweist, welcher radial innen von der zylindrischen Wand (3a) an der vorderen Abdeckung (3) befestigt ist.

10. Drehmomentwandler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (31) mehrere Zähne (31a) aufweist, welche radial nach innen vorstehen, um mit der Antriebsplatte (34) in Eingriff zu treten.