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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler, und insbesondere
einen Drehmomentwandler mit einer Sperr- bzw. Überbrückungsvorrichtung, welche in
Reaktion auf eine Änderung
eines hydraulischen Drucks innerhalb von Abschnitten des Drehmomentwandlers
arbeitet.
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Ein
Drehmomentwandler ist eine Vorrichtung, welche drei Arten von Flügelrädern umfaßt, einen
Impeller, eine Turbine und einen Stator, die zusammen eine Einrichtung
zum Übertragen
eines Drehmoments über
ein internes Arbeitsfluid liefern. Der Impeller ist ein einer Vorderabdeckung
des Drehmomentwandlers befestigt, wobei die Vorderabdeckung derart
gestaltet ist, daß sie
ein Eingangsdrehmoment aufnimmt. Der Impeller umfaßt einen
Impellermantel, welcher zusammen mit der Vorderabdeckung eine mit
dem Arbeitsfluid gefüllte
Fluidkammer umgibt und definiert. Die Turbine ist innerhalb der Fluidarbeitskammer
angeordnet und dem Impeller zugewandt. Eine Hauptantriebswelle eines
Getriebes kann mit der Turbine verbunden werden. Wenn sich der Impeller
dreht, so strömt
das Arbeitsfluid von den Impellerschaufeln des Impellermantels zu
der Turbine, wodurch bewirkt wird, daß sich die Turbine dreht. Folglich überträgt die Turbine
ein Drehmoment auf die Hauptantriebswelle des Getriebes.
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Eine
Sperr- bzw. Überbrückungsvorrichtung ist
eine Vorrichtung, welche in einem Raum zwischen der Vorderabdeckung
und der Turbine angeordnet ist, um die Vorderabdeckung mit der Turbine
mechanisch zu verbinden und dadurch das Drehmoment direkt zwischen
diesen zu übertragen.
Die Sperr- bzw. Überbrückungsvorrichtung
umfaßt
typischerweise einen Kolben und eine elastische Verbindungsvorrichtung
zum Verbinden des Kolbens mit einem Ausgangselement, wie einer Turbine.
Der Kolben ist beispielsweise ein kreisförmiges, plattenartiges Element und
unterteilt den Raum zwischen der Vorderabdeckung und der Turbine
in eine erste Hydraulikkammer neben der Vorderabdeckung und eine
zweite Hydraulikkammer neben der Turbine. Folglich kann sich der
Kolben hin zu der Vorderabdeckung und von dieser weg in Übereinstimmung
mit Änderungen
des hydraulischen Drucks zwischen der ersten und der zweiten Hydraulikkammer
bewegen. Ein Reibeingriffsabschnitt mit einem Reibbelag ist auf
der Vorderabdeckungsseite eines Außenumfangsabschnitts der Vorderabdeckung
ausgebildet. Wenn das Arbeitsfluid in der ersten Hydraulikkammer
abgelassen wird, um den Druck in der zweiten Hydraulikkammer verhältnismäßig zu erhöhen, so
bewegt sich der Kolben hin zu der Vorderabdeckung, so daß der Reibbelag
gegen die Reibfläche
der Vorderabdeckung gedrückt
wird.
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Die
elastische Verbindungsvorrichtung ist beispielsweise aus einem an
dem Kolben befestigten Antriebselement, einem mit der Turbine verbundenen,
angetriebenen Element und elastischen Elementen, wie Spiralfedern,
gebildet, welche zwischen dem Antriebselement und dem angetriebenen
Element angeordnet sind, um ein Drehmoment zu übertragen und Schwingungen
und Schwankungen des Drehmoments aufzunehmen.
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Um
mit der Sperr- bzw. Überbrückungskupplung
in Eingriff zu gelangen, wird das Arbeitsfluid in der ersten Hydraulikkammer
abgelassen, und es wird zugelassen, daß das Arbeitsfluid in die zweite
Hydraulikkammer strömt.
Folglich steigt der Druck in der zweiten Hydraulikkammer relativ
zu dem Druck in der ersten Hydraulikkammer an. Folglich bewegt sich
der Kolben hin zu der Vorderabdeckung.
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Jedoch
kann unter den gleichen Betriebsbedingungen, wenn das Arbeitsfluid
von den Impellerschaufeln hin zu der Turbine ge drängt wird,
der Fluiddruck in dem Drehmomentwandler nahe den Radialaußenkanten
der Turbine und der Impellerschaufeln niedriger sein als der Fluiddruck
in der zweiten Hydraulikkammer. Folglich kann das Arbeitsfluid aus der
zweiten Hydraulikkammer in die Turbine gezogen werden. Folglich
kann der Druck in der zweiten Hydraulikkammer auf einen Wert gesenkt
werden, welcher niedriger als der in der ersten Hydraulikkammer oder
gleich diesem ist. Wird der Druck in der zweiten Hydraulikkammer
zu stark gesenkt, so kann der Fall eintreten, daß der Kolben nicht hin zu der
Vorderabdeckung bewegt werden kann und kein Eingriff mit der Sperr-
bzw. Überbrückungskupplung
stattfindet. Unter bestimmten Bedingungen kann der Fluiddruck in
der zweiten Hydraulikkammer gesenkt werden, jedoch noch ausreichend
sein, um einen Eingriff der Sperr- bzw. Überbrückungskupplung zu bewirken. Jedoch
kann die Eingriffszeit bzw. Ansprechzeit für einen Eingriff der Sperr-
bzw. Überbrückungskupplung
verlängert
sein, das heißt,
es kann verhältnismäßig lange
dauern, bis ein Eingriff der Sperr- bzw. Überbrückungskupplung erfolgt. Vorzugsweise
sollte die Ansprechzeit für
einen Eingriff der Sperr- bzw. Überbrückungskupplung
so kurz wie möglich
sein.
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Die
US 2 841 262 beschreibt
eine Kupplung mit einem Drehmomentwandler mit einer Überbrückungsvorrichtung.
Die Überbrückungsvorrichtung weist
eine fest mit einem Gehäuse
verbundene Antriebsplatte, Reibbeläge sowie eine Druckplatte auf. Die
Druckplatte wird über
Zuführen
von Fluid bzw. Ablassen von Fluid in eine Druckfluidkammer in Axialrichtung
bewegt und bringt somit die Überbrückungskupplung
in bzw. außer
Eingriff. Das Fluid wird dabei über
eine Öffnung
zu- bzw. abgeführt. Am
radial äußeren Ende
eines Turbinenmantels ist weiterhin ein radial nach außen gerichteter
Ansatz eingezeichnet, welcher jedoch in der Beschreibung nicht weiter erläutert ist.
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Eine
zu der oben beschriebenen Kupplung ähnlich aufgebaute Kupplung
ist auch in den Druckschriften DE-B 18 144 XII/47c-17.11. 1955,
DE 27 19 265 A1 und
DE 934 456 C beschrieben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehmomentwandler der
eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau
und einfacher, kostengünstiger
Herstellbarkeit eine verbesserte Ansprechzeit für einen Eingriff einer Überbrückungskupplung
aufweist.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die
Unteransprüche
zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
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In Übereinstimmung
mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Drehmomentwandler zum Übertragen
eines Drehmoments eines Motors auf ein Getriebe über ein Arbeitsfluid eine Vorderabdeckung
zum Aufnehmen eines Drehmoments von dem Motor.
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Ein
Impellermantel ist an der Vorderabdeckung befestigt und definiert
zwischen diesen eine Fluidkammer. Eine Vielzahl von Impellerschaufeln
ist an einer Innenseite des Impellermantels befestigt, und ein Turbinenmantel
ist in der Fluidkammer neben den Impellerschaufeln angeordnet. Der
Turbinenmantel und der Impellermantel definieren eine Fluidarbeitskammer
zwischen sich innerhalb der Fluidkammer. Ein Stator ist innerhalb
der Fluidarbeitskammer zwischen Radialinnenabschnitten des Impellermantels
und dem Turbinenmantel angeordnet. Eine Sperr- bzw. Überbrückungskupplungsvorrichtung
ist zwischen der Vorderabdeckung und dem Turbinenmantel angeordnet.
Die Sperr- bzw. Überbrückungskupplungsvorrichtung
umfaßt
einen Kolben. Eine erste Hydraulikkammer ist definiert zwischen
der Vorderabdeckung und dem Kolben, und eine zweite Hydraulikkammer
ist definiert zwischen dem Kolben und dem Turbinenmantel. Ein Radialaußenabschnitt
des Turbinenmantels ist mit einem ringförmigen, in Radialrichtung verlaufenden
Flansch ausgebildet, welcher den Fluidstrom zwischen der Fluidarbeitskammer
und der zweiten Hydraulikkammer begrenzt.
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Vorzugsweise
erstreckt sich der Flansch in Radialrichtung nach außen über eine
in Radialrichtung äußerste Kante
der Impellerschaufeln hinaus.
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Vorzugsweise
umfaßt
der Turbinenmantel den Flansch und einen ringförmigen Abschnitt, welcher eine
Vielzahl von Turbinenschaufeln trägt, wobei sich der Flansch
in Radialrichtung nach außen ausgehend
von dem ringförmigen
Abschnitt des Turbinenmantels um eine Distanz von mindestens 1 mm erstreckt.
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Vorzugsweise
weist der Flansch eine Außenumfangsfläche auf,
und der Impellermantel ist mit einem Außenzylinderabschnitt mit einer
Innenradialfläche
ausgebildet, welche mit der Außenumfangsfläche des
Flansches übereinstimmt.
Der Flansch weist eine ringförmige
Fläche
senkrecht zu der Außenumfangsfläche auf.
Der Impeller ist mit einem ringförmigen
Abschnitt ausgebildet, welcher zwischen den Impellerschaufeln und
dem Außenzylinderabschnitt verläuft. Die
ringförmige
Fläche
des Flansches stimmt mit einer benachbarten Fläche des ringförmigen Abschnitts
des Impellers überein.
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Vorzugsweise
ist die Innenradialfläche
des Impellermantels von der Außenumfangsfläche des Flansches
um eine Distanz von nicht mehr als 5 mm in Abstand angeordnet.
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Vorzugsweise
ist die ringförmige
Fläche
von der benachbarten Fläche
des ringförmigen
Abschnitts des Impellers um eine Distanz von nicht mehr als 5 mm
in Abstand angeordnet.
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Gemäß dem Drehmomentwandler
der vorliegenden Erfindung ist der Turbinenmantel an dessen Außenumfang
mit dem Flansch versehen, welcher der Innenfläche des Impellermantels zugewandt
ist. Diese Struktur verringert eine Querschnittsfläche, durch
welche das Fluid zwischen der zweiten Hydraulikkammer und der Fluidarbeitskammer
strömen kann,
wodurch ein Fluidstrom zwischen diesen begrenzt wird. Eine Begrenzung
des Fluidstroms führt zu
einer verbesserten Ansprechzeit für einen Sperr- bzw. Überbrückungskupplungs-Kolbeneingriff,
verglichen mit Anordnungen des Standes der Technik.
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Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung gehen aus der folgenden genauen Beschreibung der vorliegenden
Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, bei welcher
gleiche Bezugszeichen durchgehend entsprechende Abschnitte bezeichnen, deutlicher
hervor. Es zeigt:
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1 eine
Teilquerschnitts-Seitenansicht eines Drehmomentwandlers gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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2 eine
Teilquerschnitts-Seitenansicht eines Abschnitts des in 1 dargestellten
Drehmomentwandlers in vergrößertem Maßstab.
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1 zeigt
eine Drehmomentwandleranordnung 1 in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Drehmomentwandleranordnung 1 wird
vorzugsweise bei einem Kraftfahrzeug zwischen einem (nicht dargestellten)
Motor und einem (nicht dargestellten) Getriebe verwendet. Die Drehmomentwandleranordnung 1 ist eine
Vorrichtung zum Übertragen
eines Drehmoments von einer Kurbelwelle 2 des Motors auf
eine (nicht dargestellte) Eingangswelle des Getriebes. Der Motor
ist auf der linken Seite in 1 angeordnet,
und das (nicht dargestellte) Getriebe ist auf der rechten Seite
in 1 angeordnet. In 1 bezeichnet
O-O eine Drehachse der Drehmomentwandleranordnung 1. Im
weiteren bezeichnet der Ausdruck Motorseite die linke Seite von 1,
und der Ausdruck Getriebeseite bezeichnet die rechte Seite von 1.
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In 1 ist
die Drehmomentwandleranordnung 1 mit einer flexiblen Platte 4 verbunden,
welche wiederum mit der Kurbelwelle 2 verbunden ist. Die Drehmomentwandleranordnung 1 umfaßt eine
flexible Platte 4 und einen Drehmomentwandler 5.
Die flexible Platte 4 ist aus einer kreisförmigen,
dünnen Platte
gebildet und zum Übertragen
des Drehmoments und Aufnehmen von von der Kurbelwelle 2 übertragenen
Biegeschwingungen angeordnet. Der Innenumfangsabschnitt der flexiblen
Platte 4 ist an dem Ende der Kurbelwelle 2 durch
eine Vielzahl von Schrauben 10 befestigt. Eine Vielzahl
von in Umfangsrichtung in Abstand angeordneten Muttern 11 ist
an einem Außenumfangsabschnitt
einer Vorderabdeckung 14 befestigt. Schrauben 12,
welche mit den Muttern 11 in Eingriff sind, befestigen
den Außenumfangsabschnitt
der flexiblen Platte 4 an der Vorderabdeckung 14.
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Der
Drehmomentwandler 5 ist grundsätzlich aus einem Impellermantel 22 und
der Vorderabdeckung 14 gebildet. Eine Fluidarbeitskammer
A mit einer Torusform ist innerhalb eines Abschnitts des Drehmomentwandlers 5 definiert.
Genauer ist die Fluidarbeitskammer A zwischen dem Impellermantel 22 und
einer Turbine 19 definiert. Es sind drei Typen von Flügelrädern innerhalb
der Fluidarbeitskammer A vorhanden, ein Impeller 18, die
Turbine 19 und ein Stator 20. Ferner ist innerhalb
des Drehmomentwandlers 5 zwischen der Turbine 19 und
der Vorderabdeckung 14 eine Sperr- bzw. Überbrückungsvorrichtung 7 angeordnet.
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Die
Vorderabdeckung 14 ist ein kreisförmiges, plattenartiges Element,
welches an der flexiblen Platte 4 durch die Schrauben 12 angebracht
ist. Eine Mittelnabe 15 ist an den Innenumfangsabschnitt
der Vorderabdeckung 14 geschweißt. Die Mittelnabe 15 ist
ein axial verlaufendes Element, welches in ein (nicht dargestelltes)
Mittelloch der Kurbelwelle 2 eingepaßt ist, wobei eine Radialbewegung
des Drehmomentwandlers 5 begrenzt wird.
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Die
Vorderabdeckung 14 ist an deren Außenumfang mit einem in Radialrichtung äußeren Zylinderabschnitt 16 versehen,
welcher sich in Axialrichtung hin zu der Getriebeseite erstreckt.
Das Ende des in Radialrichtung äußeren Zylinderabschnitts 16 ist an
einen Außenumfang
eines Impellermantels 22 des Impellers 18 geschweißt. Folglich
bilden die Vorderabdeckung 14 und der Impeller 18 eine
mit einem Arbeitsöl
(Arbeitsfluid) gefüllte
Fluidkammer, wobei die Fluidarbeitskammer A in einem Abschnitt der
Fluidkammer des Drehmomentwandlers 5 definiert ist.
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Der
Impeller 18 ist grundsätzlich
aus dem Impellermantel 22 und einer Vielzahl von Impellerschaufeln 23 gebildet,
welche an der Innenfläche
des Impellermantels 22 befestigt sind. Ein-Impellernabe 24 ist
an dem Innenumfang des Impellermantels 22 befestigt.
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Die
Turbine 19 ist in der Fluidkammer angeordnet und befindet
sich auf der Motorseite des Drehmomentwandlers 5 bezüglich des
Impellers 18. Wie oben dargelegt, definieren die Turbine 19 und
der Impellermantel 22 die Fluidarbeitskammer innerhalb der
Fluidkammer des Drehmomentwandlers 5. Die Turbine 19 ist
grundsätzlich
aus einem Turbinenmantel 25 und einer Vielzahl von Turbinenschaufeln 26 gebildet,
welche an der Fläche
des Turbinenmantels 25 derart befestigt sind, daß die Turbinenschaufeln 26 dem
Impeller 18 zugewandt sind. Der Innenumfangsabschnitt des
Turbinenmantels 25 ist an einer Turbinennabe 27 durch
eine Vielzahl von Nieten befestigt. Der Innenumfang der Turbinennabe 27 ist nicht
drehbar mit der (nicht dargestellten) Welle verbunden, welche aus
dem (nicht dargestellten) Getriebe ragt.
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Der
Stator 20 ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Flusses
des Arbeitsfluids von der Turbine 19 zu dem Impeller 18.
Der Stator 20 ist zwischen den Radialinnenabschnitten des
Impellers 18 und der Turbine 19 angeordnet. Der
Stator 20 ist grundsätzlich
aus einem Träger 29 und
einer Vielzahl von Statorschaufeln 30 gebildet, welche
auf der Außenumfangsfläche des
Trägers 29 angeordnet
sind. Eingebaut in ein Kraftfahrzeug oder eine ähnliche Anwendung, wird der
Träger 29 auf
einer (nicht dargestellten) stationären Welle getragen, welche über eine Freilaufkupplung 32 aus
dem Getriebe ragt.
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Nun
erfolgt eine Beschreibung der Struktur der Sperr- bzw. Überbrückungsvorrichtung 7.
Die Sperr- bzw. Überbrückungsvor richtung 7 ist
zwischen der Vorderabdeckung 14 und der Turbine 19 angeordnet.
Die Sperr- bzw. Überbrückungsvorrichtung 7 ist
grundsätzlich
aus einem Kolben 44 und einer Dämpfungsvorrichtung 31 (elastischen
Verbindungsvorrichtung) gebildet. Der Kolben 44 dient als
Kupplung zum selektiven mechanischen Verbinden mit der Vorderabdeckung 14 und
der Turbine 19 zusammen. Wenn der Kolben 44 mit
der Vorderabdeckung 14 in Eingriff ist, so überträgt die Dämpfungsvorrichtung 31 ein
Drehmoment von dem Kolben 44 auf die Turbinennabe 27.
Ferner nimmt die Dämpfungsvorrichtung 31 Torsionsschwingungen
während
einer Drehmomentübertragung
auf und dämpft
diese.
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Der
Kolben 44 ist ein kreisförmiges, plattenartiges Element
mit einem Innenumfang, welcher einen Abschnitt der Turbinennabe 27 berührt. Ein
Außenumfang
des Kolbens 44 verläuft
nahe dem in Radialrichtung äußeren Zylinderabschnitt 16,
jedoch berührt
er den in Radialrichtung äußeren Zylinderabschnitt 16 nicht.
Der Kolben 44 unterteilt den Raum zwischen der Vorderabdeckung 14 und
der Turbine 19 in zwei getrennte Kammern, genauer, in eine
erste Hydraulikkammer B, ausgebildet zwischen der Vorderabdeckung 14 und
dem Kolben 44, und eine zweite Hydraulikkammer C, ausgebildet
zwischen dem Kolben 44 und der Turbine 19. Der
Kolben 44 kann in Axialrichtung in Reaktion auf Druckunterschiede
zwischen der ersten und der zweiten Hydraulikkammer B und C bewegt
werden. Genauer bewegt sich der Kolben 44, wenn der Druck
in der ersten Hydraulikkammer B auf unterhalb des Drucks in der
zweiten Hydraulikkammer C gesenkt wird, hin zu der Vorderabdeckung 14 und
wird in Eingriff mit der Vorderabdeckung 14 gedrückt.
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Ein
ringförmiger
Reibbelag mit einer vorbestimmten Radialbreite ist an einer Fläche des
in Radialrichtung äußeren Abschnitts
des Kolbens befestigt, welcher einem benachbarten Abschnitt der
Vorderabdeckung 14 zugewandt ist. Die Vorderabdec kung 14 ist
mit einer flachen und ringförmigen
Reibfläche
gegenüber
dem Reibbelag versehen. Der Kolben 44 ist an einem Außenumfang
davon mit einem in Axialrichtung verlaufenden, in Radialrichtung äußeren Zylinderabschnitt
versehen, welcher sich hin zu der Getriebeseite erstreckt. Der in
Radialrichtung äußere Zylinderabschnitt
des Kolbens 44 ist in Radialrichtung von dem Innenumfang
des in Radialrichtung äußeren Zylinderabschnitts 16 um
eine generell kleine Radialdistanz in Abstand angeordnet. Der Kolben 44 ist
an einem Innenumfang davon mit einem in Radialrichtung inneren Zylinderabschnitt
versehen, welcher sich in Axialrichtung hin zu der Getriebeseite erstreckt.
Der in Radialrichtung innere Zylinderabschnitt des Kolbens 44 berührt die
Außenumfangsfläche der
Turbinennabe 27, ist jedoch frei, um zu sich drehen und
sich in Axialrichtung bezüglich
der Turbinennabe 27 zu bewegen. Ein Öldurchgang P, welcher die erste
Hydraulikkammer B mit einer (nicht dargestellten) hydraulischen
Betätigungsvorrichtung verbindet,
ist zwischen dem Innenumfang der Vorderabdeckung 14 und
der Turbinennabe 27 ausgebildet. Infolge dieses Öldurchgangs
kann das Arbeitsfluid der ersten Hydraulikkammer B zugeführt und von
dieser abgelassen werden.
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Der
Außenumfangsabschnitt
der ersten Hydraulikkammer B ist über die zweite Hydraulikkammer
C in Verbindung mit der Fluidarbeitskammer A, wenn sich die Vorrichtung 7 in
dem Kupplungsausrückzustand
befindet. In dem Kupplungseingriffszustand ist der Reibbelag des
Kolbens 44 in Eingriff mit der flachen und ringförmigen Reibfläche der
Vorderabdeckung 14, und daher ist die erste Hydraulikkammer
B von der zweiten Hydraulikkammer C und der Fluidarbeitskammer A
abgeschnitten.
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Nun
erfolgt eine Beschreibung der Struktur der Dämpfungsvorrichtung 31.
Die Dämpfungsvorrichtung 31 ist
grundsätzlich
gebildet aus einer ersten und einer zweiten Antriebsplatte 45 und 46,
welche als Elemente auf der Antriebsseite dienen, einer angetriebenen
Platte 47 und Federn 48, welche die Antriebsplatten 45 und 46 mit
der angetriebenen Platte 47 in der Drehrichtung elastisch
verbinden. Die Federn 48 werden in der Drehrichtung in
Reaktion auf eine relative Drehung zwischen den Antriebsplatten 45 und 46 und
der angetriebenen Platte 47 zusammengedrückt.
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Die
erste Antriebsplatte 45 ist ein kreisförmiges, plattenartiges Element
mit einem Außenumfang, welcher
an dem Kolben 44 durch eine Vielzahl von Nieten 49 befestigt
ist. Die erste Antriebsplatte 45 weist einen in Radialrichtung
mittleren und einen in Radialrichtung inneren Abschnitt auf, welche
ausgehend von dem in Radialrichtung mittleren Abschnitt des Kolbens 44 derart
verlaufen, daß die
angetriebene Platte 47 zwischen diesen verläuft. Die
zweite Antriebsplatte 46 ist zwischen dem in Radialrichtung mittleren
Abschnitt des Kolbens 44 und der ersten Antriebsplatte 45 derart
angeordnet, daß die
angetriebene Platte 47 zwischen der ersten Antriebsplatte 45 und
der zweiten Antriebsplatte 46 verläuft. Die zweite Antriebsplatte 46 ist
an dem Kolben 44 durch eine Vielzahl von Nieten 50 befestigt.
Die erste und die zweite Antriebsplatte 45 und 46 sind
mit Halteabschnitten zum Halten der in Umfangsrichtung gegenüberliegenden
Enden der Federn 48 versehen, wie unten beschrieben.
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Die
angetriebene Platte 47 ist ein kreisförmiges, plattenartiges Element,
welches in Axialrichtung zwischen der ersten und der zweiten Antriebsplatte 45 und 46 angeordnet
ist. Die angetriebene Platte 47 ist mit Fenstern entsprechend
den Halteabschnitten der ersten und der zweiten Antriebsplatte 45 und 46 versehen.
Die Federn 48 sind in den Fenstern der angetriebenen Platte 47 und
ferner zwischen dem ersten und dem zweiten Halteabschnitt der ersten
und der zweiten Antriebsplatte 45 und 46 angeordnet. Jede
Feder 48 ist eine in Umfangsrichtung verlaufende Torsionsfeder
mit einer spiralartigen Form. Die in Umfangsrichtung gegenüberliegenden
Enden der Federn 48 werden in den Fenstern und zwischen dem
ersten und dem zweiten Halteabschnitt der ersten und der zweiten
Antriebsplatte 45 und 46 gehalten. Die angetriebene
Platte 47 ist an deren Innenumfang mit einem Zylinderabschnitt
versehen, welcher in einer Axialrichtung hin zu dem Getriebe verläuft. Die
Innenumfangsfläche
des Zylinderabschnitts der angetriebenen Platte 47 ist
nicht drehbar in Eingriff mit der Außenumfangsfläche der
Turbinennabe 27, jedoch kann sie eine begrenzte Axialbewegung
relativ dazu ausführen.
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Die
vorliegende Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf 2 genauer
beschrieben.
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Der
Außenumfangsabschnitt
des Impellers 18 verläuft
zu einer Position, welche zu dem Außenumfangsabschnitt der Turbine 19 benachbart,
jedoch von diesem in Abstand angeordnet ist. Während eines Betriebs des Drehmomentwandlers
strömt
das Fluid aus dem Außenumfangsabschnitt
des Impellers 18 zu dem Außenumfangsabschnitt der Turbine 19 und
in diesen hinein. Daher ist der Außenumfangsabschnitt des Impellers 18 eine
Auslaß des
Impellers 18, und der Außenumfangsabschnitt der Turbine 19 ist
ein Einlaß der
Turbine 19. Wie in 2 deutlich dargestellt,
ist der Auslaß des
Impellers 18 in Axialrichtung nahe dem Einlaß der Turbine 19 angeordnet.
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Die
Fluidarbeitskammer A ist über
einen Raum zwischen dem Auslaß des
Impellers 18 und dem Einlaß der Turbine 19 und
einen Raum zwischen dem Impellermantel 22 und dem Turbinenmantel 25 in
Fluidverbindung mit der zweiten Hydraulikkammer C. Der Impellermantel 22 weist
einen Abschnitt auf, welcher in Axialrichtung über das in Radialrichtung äußere Ende
der Impeller schaufel 23 hinaus hin zu der Motorseite verläuft, den
Außenumfang
des Turbinenmantels 25 abdeckt und ein Ende aufweist, welches
an dem in Radialrichtung äußeren Zylinderabschnitt
der Vorderabdeckung 14 befestigt ist, wie unten genauer
beschrieben.
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Die
in Radialrichtung äußere Kante
der Turbinenschaufel 26 ist in der Nähe der in Radialrichtung äußeren Kante
der Impellerschaufel 23 und des Abschnitts des Impellermantels 22 angeordnet,
welcher in Axialrichtung über
die Impellerschaufel 23 hinaus hin zu dem Motor verläuft. Der
Turbinenmantel 25 ist an dessen in Radialrichtung äußerer Kante
mit einem in Radialrichtung nach außen gerichteten Vorsprung 61 versehen.
Der Vorsprung 61 der Turbine verläuft im wesentlichen in Radialrichtung
nach außen
ausgehend von dem Einlaß der
Turbinenschaufeln 26. Der Vorsprung 61 ist ein
in Radialrichtung nach außen
gerichteter Flansch. Der Turbinenmantel 25 weist einen
ringförmigen
Abschnitt 60 mit einem gekrümmten Abschnitt auf, welcher
längs der
Rückfläche der
Turbinenschaufel 26 verläuft, und der Vorsprung 61 weist
die Form eines Flansches auf dem Außenumfang des ringförmigen Abschnitts 60 auf. Eine
ausgerundete Ecke ist zwischen dem in Radialrichtung äußersten
Abschnitt des ringförmigen
Abschnitts 60 und dem Vorsprung 61 ausgebildet.
Der Vorsprung 61 weist eine ringartige Form auf, welche kontinuierlich
um den ringförmigen
Abschnitt 60 in einer Umfangsrichtung verläuft, und
eine in Radialrichtung verlaufende Fläche 62, welche im
wesentlichen senkrecht zu der Drehachse der Drehmomentwandleranordnung 1 ist,
wie in der Querschnittsansicht in 2 dargestellt.
Die Fläche 62 ist
der Getriebeseite in Axialrichtung zugewandt.
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Die
in Axialrichtung zugewandte Fläche 62 ist
im wesentlichen parallel zu der Einlaßstirnfläche der Turbinenschaufel 26.
Dieser Vorsprung 61 schränkt eine Fluidverbindung zwischen
den Kammern A und C ein, indem er die Durchgangsfläche des
ringförmigen
Raumes, welcher sich in Radialrichtung nach außen ausgehend von dem Impellermantel 22 und
der Turbinenschaufel 26 befindet, verschmälert, jedoch
wird eine Fluidverbindung nicht vollständig gesperrt. Diese unterdrückt einen
Fluß des
Arbeitsfluids von der zweiten Hydraulikkammer C in die Fluidarbeitskammer
A während
des Sperreingriffsbetriebes.
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Der
Vorsprung 61 verläuft
in Radialrichtung nach außen
um eine Länge
T ausgehend von dem Außenumfang
des ringförmigen
Abschnitts 60. Die Länge
T beträgt
vorzugsweise 1 mm oder weniger. Der Vorsprung 61 ist in
Radialrichtung außerhalb
der Turbinenschaufel 26 angeordnet und verläuft in Radialrichtung
nach außen über den
in Radialrichtung äußersten
Abschnitt der Turbinenschaufel 26 (eine Klaue 26a in
dem in Radialrichtung äußersten
Abschnitt der Turbinenschaufel 26, dargestellt in 2) hinaus.
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Der
Impellermantel 22 weist einen Abschnitt D auf, welcher
in Berührung
mit der in Radialrichtung äußeren Kante
der Impellerschaufeln 23 ist. Ein ringförmiger Mittelabschnitt 72 des
Impellermantels 22 verläuft
weiter in Radialrichtung nach außen ausgehend von dem Abschnitt
D. Ein Zylinderabschnitt 71 mit einem größeren Innendurchmesser
als der Außendurchmesser
der Impellerschaufel 23 verläuft kontinuierlich ausgehend
von dem ringförmigen
Mittelabschnitt 72. Eine Seite des Zylinderabschnitts 71 ist
mit einer Innenumfangsfläche 77 (ersten
Innenwandfläche)
ausgebildet, welche in Radialrichtung nach innen weist und daher
einer in Radialrichtung äußeren Fläche der
Turbine 19 zugewandt ist. Der Mittelabschnitt 72 weist
eine in Axialrichtung weisende Fläche 76 (zweite Innenwandfläche) auf,
welche in Axialrichtung dem Vorsprung 61 zugewandt ist.
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Die
vorhergehenden Strukturen des Vorsprungs 61 und des Impellermantels 22 sowie
die Beziehung zwischen diesen können
verschiedene, unten beschriebene Synergieeffekte erreichen.
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Die
in Axialrichtung weisende Fläche 62 des Vorsprungs 61 ist
der Fläche 76 des
Impellermantels 22 zugewandt, wodurch ein Axialraum S1
zwischen diesen definiert wird. Der Axialraum S1 zwischen den Flächen 62 und 76 beträgt vorzugsweise
5 mm oder weniger. Die Außenumfangsfläche 63 des
Vorsprungs 61 ist der Innenumfangsfläche 77 des Impellermantels 22 zugewandt,
wodurch ein Radialraum 52 zwischen diesen definiert wird.
Vorzugsweise beträgt
der Radialraum S2 5 mm oder weniger.
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Wie
oben beschrieben, sind die Räume
S1 und S2 miteinander kontinuierlich, so daß das Arbeitsfluid in der zweiten
Hydraulikkammer C in die Fluidarbeitskammer A strömen kann,
der Fluß jedoch mehrfach
begrenzt ist. Genauer muß ein
Arbeitsfluid, welcher in eine Axialrichtung ausgehend von der zweiten
Hydraulikkammer C strömen
könnte,
durch den Raum S2 hindurchströmen,
und das Arbeitsfluid trifft anschließend auf die in Axialrichtung
weisende Fläche 76,
und anschließend
muß das
Arbeitsfluid in Radialrichtung nach innen durch den Raum S1 entgegen
einer Zentrifugalkraft strömen,
um in die Fluidarbeitskammer A zu strömen.
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Wie
oben beschrieben, unterdrückt
die Kombination des Vorsprungs 61 und des Impellermantels 22 mit
den oben beschriebenen Formen einen Fluß des Arbeitsfluids von der
zweiten Hydraulikkammer C in die Fluidarbeitskammer A.
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Nun
wird die Wirkungsweise des Drehmomentwandlers 5 beschrieben.
Bei der Wirkungsweise des Drehmomentwandlers liefert die (nicht
dargestellte) hydraulische Betätigungsvorrichtung
das Arbeitsfluid in die erste Hydraulikkammer B, wodurch der Fluiddruck
ansteigt, was bewirkt, daß sich
der Kolben 44 weg von der Vorderabdeckung 14 zu
einer Sperr- bzw. Überbrückungskupplungs-Ausrückposition
bewegt. Das Arbeitsfluid bewegt sich in Radialrichtung nach außen hin
zu dem Reibabschnitt des Kolbens 44 und kann ferner in
die zweite Hydraulikkammer C strömen,
und anschließend
kann es durch den Raum zwischen dem Vorsprung 61 und dem
Impellermantel 22 in die Fluidarbeitskammer A strömen. In
diesem Zustand kann der Fluiddruck in der ersten Hydraulikkammer
B höher
sein als der Druck in der zweiten Hydraulikkammer C, so daß der Kolben 44 und
die Dämpfungsvorrichtung 31 in
einer Außer-Eingriff-Position
bleibt. So wird der Reibbelag des Kolbens 44 in einer Position
gehalten, welche sich in Axialrichtung von der Reibfläche der
Vorderabdeckung 14 in Abstand befindet.
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Um
zu bewirken, daß sich
die Sperr- bzw. Überbrückungskupplung
in eine Eingriffsposition bewegt, läßt die (nicht dargestellte)
hydraulische Betätigungsvorrichtung
das Arbeitsfluid aus der ersten Hydraulikkammer B ab. Dadurch wird
der Fluiddruck in der ersten Hydraulikkammer B niedriger als der Druck
in der zweiten Hydraulikkammer C, und der Kolben 44 und
die Dämpfungsvorrichtung 31 bewegen
sich in der Axialrichtung hin zu der Vorderabdeckung 14.
Dadurch wird der Reibbelag des Kolbens 44 fest gegen die
Vorderabdeckung 14 gedrückt,
so daß die
Sperr- bzw. Überbrückungskupplung
in Eingriff ist. Folglich wird das Drehmoment von der Vorderabdeckung 14 durch
die Sperr- bzw. Überbrückungsvorrichtung 7 auf
die Turbinennabe 27 übertragen
und anschließend
an die (nicht dargestellte) Hauptantriebswelle des Getriebes ausgegeben.
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Wenn
die oben beschriebene Sperr- bzw. Überbrückungskupplungs-Eingriffsbetätigung in Übereinstimmung
mit Anordnungen des Standes der Technik ausgeführt wird, neigt das Arbeitsfluid
in der zweiten Hydraulikkammer C dazu, in die Fluidarbeitskammer A
zu strömen,
da die Strömungsgeschwindigkeit
in der Fluidarbeitskammer A gemäß einem Geschwindigkeitsverhältnis, zum
Beispiel in dem Betriebsbereich des Drehmomentwandlers, hoch ist. Bei
dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unterdrückt jedoch der Vorsprung 61,
welcher auf dem Turbinenmantel 25 ausgebildet ist, den
Fluß des
Arbeitsfluids von der zweiten Hydraulikkammer C in die Fluidarbeitskammer
A und verringert die Strömungsrate.
Daher wird eine Verringerung des Drucks in der zweiten Hydraulikkammer
C verhindert, und der Druck in der zweiten Hydraulikkammer C kann zuverlässig höher sein
als der in der ersten Hydraulikkammer B. Folglich kann sich der
Kolben 44 zuverlässig
und schnell hin zu der Vorderabdeckung 14 bewegen. So weist
die Sperr- bzw. Überbrückungsvorrichtung 7 eine
gewünschte
Sperransprechzeit auf.
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Dementsprechend
ist es möglich,
den Geschwindigkeitsverhältnisbereich
zu vergrößern, in welchem
die Sperr- bzw. Überbrückungsvorrichtung 7 arbeiten
kann.
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Der
Vorsprung des Turbinenmantels gemäß der Erfindung kann auch bei
Vorrichtungen und Strukturen verwendet werden, bei denen es sich nicht
um den Drehmomentwandler und die Sperr- bzw. Überbrückungsvorrichtung des Typs
in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
der Erfindung handelt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Drehmomentwandler
ist die Turbinenschaufel an deren Außenumfang mit dem Vorsprung
versehen, welcher hin zu der Innenseitenfläche des Impellermantels verläuft. Diese
Struktur unterdrückt
den Fluß von
Arbeitsfluid von der zweiten Hydraulikkammer in den Torusraum bei der
Sperr- bzw. Überbrückungsvorrichtungs-Verbindungsbetätigung.
Dementsprechend ist das Sperrverhalten verbessert.
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Zusammenfassend
betrifft die vorliegende Erfindung einen Drehmomentwandler, welcher
umfaßt:
eine Vorderabdeckung, einen Impeller, eine Turbine, einen Stator
und einen Sperr- bzw. Überbrückungskupplungskolben.
Der Sperr- bzw. Überbrückungskupplungskolben
ist zwischen der Vorderabdeckung und der Turbine angeordnet und
wird in Reaktion auf Änderungen
des hydraulischen Drucks um den Kolben in bzw. außer Eingriff
gebracht. Der Turbinenmantel ist an dem Außenumfanqsabschnitt mit einem
Flansch bzw. Vorsprung (61) versehen, welcher in Radialrichtung
nach außen
hin zu der Innenwandfläche
(66) und (67) eines Impellermantels (22) verläuft, um
einen Fluidstrom von um den Kolben in einen Bereich zwischen der
Turbine und dem Impeller zu begrenzen.
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Verschiedene
Einzelheiten der Erfindung können
geändert
werden, ohne von deren Wesen oder deren Umfang abzuweichen. Ferner
dient die vorhergehende Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele
lediglich der Veranschaulichung und beschränkt die durch die beiliegenden Ansprüche definierte
Erfindung sowie deren Äquivalente
nicht.