DE19851384A1

DE19851384A1 - Automatisch gesteuertes Getriebe

Info

Publication number: DE19851384A1
Application number: DE19851384A
Authority: DE
Inventors: Armin Gierling
Original assignee: ZF Batavia LLC
Current assignee: Batavia Transmission LLC
Priority date: 1998-11-07
Filing date: 1998-11-07
Publication date: 2000-05-11
Also published as: US6267212B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein automatisch gesteuertes Getriebe mit einem hydrodynamischen Wandler (1) und einer Überbrückungskupplung (10) zwischen einer Antriebswelle (7) und einer Abtriebswelle (8) des Wandlers (1), wobei die Überbrückungskupplung (10) über einen Kolben (12) vom Differenzdruck zwischen einem Zulauf (14) und Rücklauf (15) des Wandlers (1) betätigt und von einem Kühlölstrom durchflossen wird. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß der Kühlölstrom abhängig von der Temperatur des Öls gesteuert wird. Dadurch wird erreicht, daß die Übertragungsfähigkeit der Überbrückungskupplung (10) im geschlossenen Zustand nicht beeinträchtigt wird, obwohl zur Kühlung während des Schlupfbetriebs ein größerer Kühlöldurchsatz durch den Wandler (1) gewährleistet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisch gesteuerte s Getriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Automatisch gesteuerte Getriebe werden in Kraftfahr zeugen immer häufiger eingesetzt. Hierbei kann es sich um Getriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung oder um Stufengetriebe handeln, die unter Last oder mit Zugkraftun terbrechung schaltbar sind. Um den Komfort solcher Getriebe beim Anfahren und Ändern der Übersetzung in niedrigen Über setzungsstufen komfortabler zu gestalten, wird in der Regel ein hydrodynamischer Wandler vorgesehen. Wegen des ungün stigen Wirkungsgrads des Wandlers ist diesem eine Über brückungskupplung zugeordnet, die in Betriebsbereichen zuge schaltet wird, wenn der Wandler nicht mehr benötigt wird. Im zugeschalteten Zustand überträgt die Überbrückungskupp lung die Leistung von einer Antriebswelle des Wandlers auf eine Abtriebswelle.

Die Überbrückungskupplung wird ferner dazu benutzt, Schwingungen im Antriebsstrang zu dämpfen, die beim Durch fahren oder im Betrieb kritischer Drehzahlen auftreten. Sie wird dann geringfügig geöffnet und in Abhängigkeit von der Drehzahl, der Last, den Drehschwingungen auf einen Schlupf wert bis zu 3% geregelt.

Der Schlupf an der Überbrückungskupplung bewirkt eine von der Differenzdrehzahl abhängige Öltemperaturerhöhung und erfordert einen entsprechend erhöhten Kühlöldurchsatz durch den Wandler. Bei bekannten Getrieben wird ein ausrei chender Kühlöldurchsatz dadurch sichergestellt, daß Reib flächen der Überbrückungskupplung genutet sind oder ein Düsensystem im Kolben der Kupplung vorgesehen ist. Zwar wirkt sich der erhöhte Kühlöldurchfluß im Schlupfbetrieb günstig auf die Temperatur der Überbrückungskupplung und des Wandlers aus, jedoch wird durch die bekannten Maßnahmen die Übertragungsfähigkeit der Überbrückungskupplung im ge schlossenen Zustand herabgesetzt. Dieser Nachteil kann zum Teil durch einen höheren Differenzdruck am Kolben der Über brückungskupplung ausgeglichen werden, indem der Druck im Wandler erhöht wird. Außerdem muß der Druckverlust an der Überbrückungskupplung durch den größeren Kühlöldurchsatz kompensiert werden. Allerdings sind der Druckerhöhung, ins besondere bei starken Motoren, enge Grenzen gesetzt, da die Bauteile nicht beliebig groß dimensioniert werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung einer Überbrückungskupplung eines Wandlers im Schlupfbe trieb zu verbessern, ohne die Übertragungsfähigkeit der Überbrückungskupplung im geschlossenen Zustand zu beein trächtigen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung wird der Kühlölstrom durch den Wandler in Abhängigkeit der Temperatur des Öls gesteuert. Da bei geschlossener Überbrückungskupplung der Wärmeanfall sehr gering ist, kann der Kühlölstrom entsprechend verrin gert werden, während im Schlupfbetrieb, bei dem die Über tragungsfähigkeit eine geringere Rolle spielt, ein höherer Kühlölstrom bereitgestellt werden kann.

In vorteilhafter Weise werden innerhalb von Reibflä chen der Überbrückungskupplung ein oder mehrere Bypässe vorgesehen, die von einem temperaturabhängigen Steuerventil gesteuert werden. Anstelle eines Steuerventils können auch von der Temperatur abhängige Blenden oder Düsen vorgesehen werden. Die Steuerventile, Blenden oder Düsen enthalten von der Temperatur abhängige Steuerelemente, z. B. aus Bimetall oder Memorymetall, die unmittelbar auf die Temperatur des Öls in ihrer Umgebung reagieren und mit zunehmender Tempe ratur den Bypass aufsteuern. Zweckmäßigerweise werden daher das Steuerventil, die Blende und/oder die Düsen in der Nähe der Reibflächen der Überbrückungskupplung angeordnet, an denen die Wärmeentwicklung am intensivsten ist. Auf eine mögliche externe, von der Temperatur oder dem Schlupf ab hängige Ansteuerung des Steuerventils, der Blende und/oder der Düse kann verzichtet werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeich nungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusam menfassen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Wandlers und teilweise einen Ölkreislauf,

Fig. 2 eine Einzelheit mit einem Steuerventil ent sprechend der Linie II und

Fig. 3 eine Variante zu Fig. 2 mit einer Blende.

Ein hydrodynamischer Wandler 1 besitzt ein Pumpen rad 2, das über ein Pumpengehäuse 9 mit einer Antriebswel le 7 verbunden ist. Das Pumpenrad 2 fördert im Kreislauf Öl über ein Leitrad 4 durch ein Turbinenrad 3. Dieses treibt eine Abtriebswelle 8 an. Das Leitrad 4 stützt sich über einen Freilauf 5 im Gehäuse 6 ab.

Der Wandler 1 besitzt eine Überbrückungskupplung 10, die im geschlossenen Zustand den Wandler 1 triebmäßig über brückt und die Antriebswelle 7 mit der Abtriebswelle 8 ver bindet. Die Überbrückungskupplung 10 besteht im wesentli chen aus einem Kolben 12, der mit der Abtriebswelle 8 ver bunden ist und im äußeren Umfangsbereich eine Reibfläche 25 besitzt. Diese arbeitet mit einem Reibbelag 11 zusammen, der an einer Gegenfläche des Pumpengehäuses 9 angebracht ist. Der Kolben 12 ist axial verschiebbar, und zwar in Ab hängigkeit vom Differenzdruck zwischen dem Druck auf der Seite des Turbinenrads 3 und der Seite eines Rücklaufs 15. Der Druck auf der Seite des Turbinenrads 3 entspricht im wesentlichen dem Druck des Zulaufs 14. Der Durchsatz des Öls durch den Wandler 1 und die Überbrückungskupplung 10 dient vor allem zur Kühlung des Öls im Wandler und der Bau teile. Eine regelbare Pumpe 18 eines Ölversorgungssystems, das in Fig. 1 nur teilweise dargestellt ist, stellt den Durchsatz sicher. Ein Motor 19 treibt die Pumpe 18 an, die über einen Ölfilter 17 Öl aus einem Ölsumpf 16 ansaugt und über ein Druckregelventil 20 und eine Leitung 22 das Öl zum Zulauf 14 fördert. Entsprechend den Druckverhältnissen an der Überbrückungskupplung 10 fließt eine vorbestimmte Menge des Öls als Kühlölstrom über den Rücklauf 15 und eine Lei tung 21 in den Ölsumpf 16 zurück.

Wird die Überbrückungskupplung 10 auf Schlupf gere gelt, entsteht im Bereich der Reibfläche 25 und des Reibbe lags 11 eine erhöhte Wärmeentwicklung. Um den größeren Wär meanfall durch einen größeren Kühlölstrom durch den Wandler 1 zu kompensieren, besitzt der Kolben 12 einen von der Tem peratur abhängig gesteuerten Bypass 13. Selbstverständlich können über den Umfang verteilt mehrere Bypässe 13 vorgese hen werden. Der Bypass 13 kann durch ein Steuerventil 23 gesteuert werden (Fig. 2), das zweckmäßigerweise ein von der Temperatur abhängiges Steuerelement besitzt, z. B. ein Bimetall oder ein Memorymetall, das mit steigender Tempera tur des Öls oder der Temperatur angrenzender Bauteile den Bypass 13 öffnet. Anstelle des Steuerventils 23 kann eine ähnlich wirkende Blende 24 (Fig. 3) vorgesehen werden. Auch als Düse gestaltete temperaturabhängige Drosselstellen sind für die Steuerung des Kühlölstroms geeignet. Die genannten Steuerelemente wirken passiv, d. h. sie brauchen nicht mit einer externen Steuervorrichtung verbunden zu werden. Damit sie schnell ansprechen, ist es zweckmäßig, daß sie mög lichst nahe zu der Stelle angeordnet werden, an der die Wärme entsteht, und zwar in der Nähe des Reibbelags 11 bzw. der Reibfläche 25.

Bezugszeichen

1

Wandler

2

Pumpenrad

3

Turbinenrad

4

Leitrad

5

Freilauf

6

Gehäuse

7

Antriebswelle

8

Abtriebswelle

9

Pumpengehäuse

10

Überbrückungskupplung

11

Reibbelag

12

Kolben

13

Bypass

14

Zulauf

15

Rücklauf

16

Ölsumpf

17

Ölfilter

18

Druckölpumpe

19

Pumpenmotor

20

Druckregelventil

21

Leitung

22

Leitung

23

Steuerventil

24

Blende

25

Reibfläche

Claims

1. Automatisch gesteuertes Getriebe mit einem hydrody namischen Wandler (1) und einer Überbrückungskupplung (10) zwischen einer Antriebswelle (7) und einer Abtriebswel le (8) des Wandlers (1), wobei die Überbrückungskupplung (10) über einen Kolben (12) vom Differenzdruck zwischen einem Zulauf (14) und Rücklauf (15) des Wandlers (1) betä tigt und von einem Kühlölstrom durchflossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlölstrom abhän gig von der Temperatur des Öls gesteuert wird.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß radial innerhalb von Reibflä chen (11, 25) der Überbrückungskupplung (10) ein Bypass (13) vorgesehen ist, der von einem temperaturabhän gigen Steuerventil (23) gesteuert wird.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß radial innerhalb von Reibflä chen (11, 25) der Überbrückungskupplung (10) ein Bypass (13) vorgesehen ist, der von einer temperaturabhän gigen Blende (24) oder Düse gesteuert wird.

4. Getriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ventil (23), die Blen de (24) oder Düse ein Steuerelement aus einem Bimetall auf weist.

5. Getriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ventil (23), die Blen de (24) oder Düse ein Steuerelement aus einem Memorymetall aufweist.

6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (13) in der Nähe der Reibflächen (11, 25) der Über brückungskupplung (10) angeordnet ist.