DE3522547A1

DE3522547A1 - Viskositaetsbypasskupplung fuer drehmomentwandler

Info

Publication number: DE3522547A1
Application number: DE19853522547
Authority: DE
Inventors: Warren Gerald Farmington Hills Mich. Bopp
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1984-06-25
Filing date: 1985-06-24
Publication date: 1986-01-02
Also published as: JPS6113059A; US4540076A

Description

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Die Erfindung betrifft Viskositäts- oder Flüssigkeitsreibungskupplungen und insbesondere Kupplungen, die bei automatischen Fluidkupplungs- oder Drehmomentwandler-Getrieben vorgesehen werden, um den Drehmomentwandler selektiv zu umgehen.

Automatische Getriebe mit Drehmomentwandler werden bei Motorfahrzeugen nahezu universell eingesetzt. Solche Getriebe sind für diese Zwecke generell zufriedenstellend; sie sind aber mit Schlupf behaftet, was notwendigerweise Verluste hinsichtlich der Kraftstoffausnutzung mit sich bringt. In dem Bemühen, diesen Schlupf zu minimieren und dadurch die Kraftstoffausnutzung zu optimieren, wurden verschiedene Anstrengungen unternommen, den Drehmomentwandler mit einer Art Direktantrieb zu umgehen, der typischerweise wirksam gemacht wird, wenn das Fahrzeug mit höherer Getriebeübersetzung und über einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit betrieben wird. Solche Direktantriebs-Bypassanordnungen haben zwar zu Verbesserungen hinsichtlich der Kraftstoffausnutzung geführt. Unter gewissen Bedingungen kommt es dadurch jedoch zu der Übertragung von Vibrationen des Antriebes auf die Fahrgastzelle des Motorfahrzeugs und damit zu einer Verschlechterung der Fahrqualität des Fahrzeugs. In dem Bemühen, eine Bypassanordnung zu entwickeln, die keine Antriebsvibrationen auf die Fahrgastzelle überträgt, wurde vorgeschlagen, eine Viskositätskupplung im Bypassantriebszug vorzusehen. Der Einsatz einer Viskositätskupplung im Bypassantriebszug minimiert zwar die Übertragung von Antriebsvibrationen auf die Fahrgastzelle. Es kommt jedoch entscheidend darauf an, die Kupplung auf maximalen Wirkungsgrad auszulegen, so daß Verluste in der Kupplung selbst nicht die durch Anwendung des Bypass erzielten Gewinne in der Kraftstoffausnutzung in wesentlichem Umfang wieder aufheben.

Weil ferner Viskositätskupplungen Drehmoment mittels eines viskosen Fluids über in engem Abstand liegende Innenflächen übertragen, kommt es nicht nur darauf an, daß der Abstand zwischen diesen Flächen von einer Kupplung zur anderen gleichförmig ist, sondern auch darauf, daß ein solcher Abstand aufrechterhalten bleibt, während die Kupplung in Betrieb ist. Wenn Viskositätskupplungen in Bypassantriebszügen eingesetzt werden, sind sie relativ hohen Axialbelastungen ausgesetzt oder können sie solchen Axialbelastungen ausgesetzt sein. Diese Axialbelastungen suchen die Kupplungsgehäuse zu verformen, wodurch es zu einer Änderung des Abstandes zwischen den genannten Flächen kommt. Außerdem sind auf die Gehäuse einwirkende ungleichförmige Axialbelastungen bestrebt, die Gehäuse zu verkanten und einen Metall/Metall-Kontakt der Innenflächen herbeizuführen, was eine dramatische Verschlechterung des Betriebsverhaltens der Kupplungen und vorzeitigen Ausfall zur Folge hat.

Viskositätskupplungen, wie sie in automatischen Getrieben mit Drehmomentwandler verwendet werden, um den Drehmomentwandler selektiv zu umgehen, müssen relativ hohe Drehmomente übertragen und infolgedessen große Viskositätsscherflächen haben. Sie müssen mit vernünftigen, wettbewerbsgerechten Kosten gefertigt werden. Sie müssen ein von Kupplung zu Kupplung gleichförmiges Drehmomentübertragungsvermögen aufweisen. Sie müssen relativ kompakt sein, um in das Gehäuse des Drehmomentwandlers zu passen, und sie müssen dauerhaft sein. Die vorliegend offenbarte Viskositätskupplung weist dementsprechend ein ringförmiges Gehäuse mit einem ringförmigen, radial verlaufenden, vorzugsweise als Aluminiumgußstück ausgebildeten Körper, eine ringförmige, sich radial erstreckende Abdeckung, die vorzugsweise als Eisenmetall-Blechstanzteil ausgebildet ist, und eine Kupplungsanordnung auf, bei der es sich vorzugsweise um ein

Dauerformgußteil handelt und die in einer von dem Gehäuse gebildeten Kammer untergebracht ist. Der Gehäusekörper weist einen axial verlaufenden Nabenteil mit einer Innenumfangsfläche auf, und die Kupplurigsanordnung ist mit einem axial gerichteten Nabenteil mit einer Außenumfangsflache versehen, auf der die Innenumfangsfläche des Nabenteils des Gehäusekörpers gelagert ist. Der Nabenteil bildet die alleinige radiale und axiale Lastabstützung für die Kupplung. Eine verbesserte dynamische Dichtungsanordnung zwischen dem ringförmigen Gehäuse und der Kupplurigsanordnung sorgt für zusätzlichen Axialraum für die Erstreckung der Nabenteile und damit für eine verbesserte Abstützung, die einem Verkanten des Gehäuses gegenüber der Kupplungsanordnung entgegenwirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und leistungsfähige Viskositätskupplung zur Verwendung als Bypassanordnung in Drehmomentwandlergetrieben zu schaffen; die Viskositätskupplung soll kompakt, leicht, kostengünstig und dauerhaft sein.

Die Drehmomentwandler-Viskositätsbypasskupplung nach der Erfindung weist einen ringförmigen Körper, eine ringförmige Abdeckung, die zusammen mit dem Körper eine Ringkammer zur Aufnahme eines viskosen Fluids bildet, und eine ringförmige Kupplung sanordnung auf, die in der Kammer in Viskositätsantriebsbeziehung zu dem Körper sitzt und einen zentralen Nabenteil aufweist, der mit der Abtriebswelle des Drehmomentwandlers in Antriebsverbindung gebracht werden kann.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung weist ein radial innenliegender Abschnitt des Körpers einen Nabenteil auf, der auf dem zentralen Nabenteil der Kupplungsanordnung gelagert ist; die Abdeckung nimmt keine Last auf, so daß die gesamte

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radiale und axiale Belastung des Körpers und der Abdeckung an den Nabenteilen des Körpers und der Kupplungsanordnung aufgenommen wird. Erste und zweite dynamische Dichtungen, die auf radial gegenüberliegenden Seiten des zentralen Nabenteils angeordnet sind, verhindern ein Lecken von Fluid in die Ringkammer und aus dieser Kammer heraus. Die Gesamtkupplungsausbildung führt zu einer leichten, kostengünstigen und kompakten Kupplung mit gutem Wärmeübertragungsverhalten. Die Dichtungsanordnung sorgt für zusätzlichen Raum für eine axiale Verlängerung der Nabenteile und dadurch für vergrößerte Abmessungen der Naben, die einem Verkanten des Kupplungsgehäuses gegenüber der Kupplungsanordnung entgegenwirken.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Antriebszu

ges eines Kraftfahrzeugs mit einem mit Drehmomentwandler ausgestatteten automatischen Getriebe, wobei ein mit einer Viskositätskupplung ausgerüsteter Drehmomentwandler-Bypassantrieb vorgesehen ist,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Teilschnitt des

Drehmomentwandlers und des Viskositätskupplungs-Bypasses gemäß Fig. 1, sowie

Fig. 3 einen Teilschnitt entlang der Linie 3-3 der

Fig. 2.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Kraftfahrzeug-Antriebszug umfaßt eine Brennkraftmaschine 10, ein automatisches Getriebe 11 und eine Antriebswelle 12, welche eine Last, beispielsweise die Hinterräder oder Vorderräder 13 eines Fahrzeugs, über ein Differential 14 antreibt.

Zu dem Getriebe 11 gehören ein Drehmomentwandler 15 mit einer Abtriebswelle 16 und ein Getriebe 18, das von der Abtriebswelle 16 des Drehmomentwandlers angetrieben wird. Der Drehmomentwandler 15 ist mit einem automatischen Getriebefluid gefüllt und weist in bekannter Weise einen von der Maschine 10 über ein Drehmomentwandlergehäuse 22 angetriebenen Impeller 20, einen Stator 24 und eine Turbine 26 auf, die mittels des Impellers 20 hydrokinetisch angetrieben wird. An Stelle eines Drehmomentwandlers kann auch eine Fluidkupplung vorgesehen sein.

Zu dem Drehmomentwandler 15 gehört ferner ein Bypassantriebszug, der in Fig. 1 insgesamt mit 27 bezeichnet ist. Der Bypassantriebszug 27 sorgt, wenn er betätigt wird, für einen Bypassantrieb zwischen dem Drehmomentwandlergehäuse 22 und der Drehmomentwandler-Abtriebswelle 16 über eine Viskositäts- oder Flüssigkeitsreibungskupplung 30, wodurch der mit hohem Schlupf behaftete Antriebszug über den Drehmomentwandler umgangen wird.

Die Turbine 26 ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, bei 28 mit einer Hülse oder einem ringförmigen Träger 29 verschweißt. Der Innenumfang der Hülse trägt eine Keilverzahnung 29a, die mit einer Keilverzahnung 16a der Abtriebswelle 16 zusammenwirkt, um bei einer Drehung der Turbine 26 für eine Drehung der Welle 16 zu sorgen. Eine statische Dichtung 31 verhindert einen Getriebefluidstrom entlang der Grenzfläche von Hülse und Abtriebswelle.

Die Viskositätskupplung 30 ist im wesentlichen kreisförmig, und sie hat im radialen Querschnitt mehr oder minder L-Form. Die Kupplung ist sandwichartig aufgebaut. Sie weist eine ringförmige Gehäuseanordnurig auf, die in dem Drehmomentwandlergehäuse 22 des Drehmomentwandlers untergebracht werden kann und mit axialem Abstand voneinander liegenden Seitenwandteilen versehen ist, die zwischen sich eine ringförmige Kupplungskammer bilden. Zu der Viskositätskupplung gehört ferner eine in der Kupplungskammer sitzende Kupplungsanordnung. Die eine Seitenwand des ringförmigen Gehäuses wird von einem Körper 32 gebildet, während die andere Seitenwand des ringförmigen Gehäuses von einer Abdeckung 34 gebildet wird. Zwischen dem Körper 32 und der Abdeckung 34 sitzt die Kupplungsanordnung 36. Bei der Abdeckung 34 handelt es sich vorzugsweise um ein Stahlstanzteil, während der Körper 32 und die Kupplungsanordnung 36 vorzugsweise als Aluminiumgußstükke ausgebildet sind.

Zu dem Körper 32 gehören ein radial außenliegender Umfangsabschnitt 32a, ein Zwischen- oder Arbeitsabschnitt 32b und ein radial innenliegender Abschnitt 32c, der in einen Nabenteil 32d ausläuft, der sich in Fig. 2 von dem radial innenliegenden Rand des inneren Abschnitts 32c aus in Axialrichtung nach links erstreckt. Der Zwischen- oder Arbeitsabschnitt 32b trägt an seiner innenliegenden oder in Fig. 2 linken Stirnfläche eine Gruppe von axial verlaufenden Ringstegen 32e, die durch eine Folge von Ringnuten 32f in Radialrichtung voneinander getrennt sind. Eine statische Dichtung 33 sitzt in einer weiteren Ringnut in der Innenstirnfläche des Körpers 32 radial außerhalb von den Stegen und Nuten 32e, 32f.

Die Abdeckung 34 umfaßt einen radial außenliegenden Umfangsabschnitt 34a, der gegen die Innenfläche oder linke Stirnsei-

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te des äußeren Umfangsabschnitts 32a dadurch gehalten wird, daß der Körper 32 bei 32g umgebörtelt ist. Zu der Abdeckung 34 gehören ferner eine Mehrzahl von Ansätzen 34b, die in Sacklöchern oder Ausnehmungen 35 aufgenommen sind, um einen Schlupf der Abdeckung gegenüber dem Körper zu verhindern, ferner ein Zwischenabschnitt 34c und ein radial innenliegender Abschnitt 34d, der in einer nach innen oder in Fig. 2 nach rechts gerichteten Lippe 34e endet.

Die Zwischenabschnitte 32b und 34c des Körpers und der Abdekkung sind so gestaltet, daß sie die Kammer begrenzen, welche die Kupplungsanordnung 36 aufnimmt.

Die Kupplungsanordnung 36 weist einen Arbeitsabschnitt 36a und einen Lagerabschnitt 36b auf. An der dem Körper 32 zugekehrten Seite des Arbeitsabschnitts 36a (in Fig. 2 der rechten Seite) befindet sich eine Gruppe von axial gerichteten Ringstegen 36c, die durch eine Folge von Ringnuten 36d voneinander getrennt sind. Die Ringstege 32e des Körpers 32 greifen zwischen die Ringstege 36c der Kupplungsanordnung 36. Zu dem Lagerabschnitt 36b gehören ein ringförmiger, radial verlaufender Montageflansch oder überbrückungsabschnitt mit einer Mehrzahl von Öffnungen, die den Umlauf des viskosen Fluids in der Kammer gestatten, sowie ein ringförmiger, axial verlaufender, zentraler Nabenteil 36e, der sich von dem Montageflansch oder überbrückungsabschnitt aus nach rechts erstreckt. Am Innenumfang des Kupplungsnabenteils 36e befindet sich eine Keilverzahnung 36f, die mit einer Keilverzahnung 29b am Außenumfang der Hülse 29 in Eingriff steht, um eine Drehung der Kupplungsanordnung 36 zusammen mit der Abtriebswelle 16 zu bewirken und eine begrenzte Gleitbewegung der Nabe 36e zuzulassen, die eine Axialbewegung der Kupplung zur Folge hat . Eine statische Dichtung 38 verhindert einen Getriebefluidstrom entlang der

Grenzfläche zwischen der Hülse und dem Nabenteil. Eine ringförmige Verschleißhülse 40 aus gehärtetem Stahl ist auf den Außenumfang des Kupplungsnabenteils 36e aufgepreßt. Der Innenumfang des Körpernabenteils 32d ist auf dem von der Hülse 40 gebildeten Außenumfang des Kupplungsnabenteils 36e gelagert. Die Hülse 40 und der Kupplungsnabenteil 36e sind mit Öffnungen 4 0a und 36g versehen, welche eine Ablauföffnung bilden, die zu den von den Keilverzahnungen 36f und 29b gebildeten Durchlässen führen, um einen Aufbau von unter hohem Druck stehendem Getriebefluid an der rechten Seite der Kupplung zu verhindern.

Der Körpernabenteil 32d ist auf dem Kupplungsnabenteil 36e gelagert und gegen ein Verkanten aufgrund von auf den Körper 32 einwirkenden ungleichförmigen Axialkräften durch die axiale Länge der Nabenteile und durch eine Schubaufnahmeanordnung 42 geschützt, die auf den Körper 32 in beiden Richtungen einwirkende Axialkräfte aufnimmt. Die Schubaufnahmeanordnung weist eine radial verlaufende, ringförmige Schubaufnahmescheibe 44 aus Stahl, die in Axialrichtung gegen das rechte Ende der Verschleißhülse 40 mittels eines Halterings 46 gehalten wird, der in einer Ringnut des Kupplungsnabenteils 36e sitzt, sowie eine S-förmige Schubaufnahmescheibe 48 auf. Die Schubaufnahmescheibe 48 ist an ihrem radial außenliegenden Umfang gegen eine radial verlaufende Fläche 32f durch eine Umbörtelung 32h gehalten. Sie reicht radial derart nach innen, daß sie die Schubaufnahmescheibe 44 überlappt und letztere zwischen der Innenfläche der Scheibe 4 8 und der Fläche 32f' mit relativ kleinem Laufspiel sandwichartig angeordnet ist.

Die axiale Länge der Nabenteile und die Schubaufnahmeanordnung 4 2 sorgen dafür, daß die gesamte Lagerlast des Körpers 32 und der Abdeckung 34 absorbiert wird, d.h. radiale Lasten, gleichförmige axiale Lasten und ungleichförmige axiale Lasten, die den

Nabenteil 32d auf dem Kupplungsnabenteil 36e zu verkanten suchen und den kritischen Abstand zwischen den Arbeitsabschnitten 32b und 36a auf der einen Diametralseite der Kupplung vermindern sowie den kritischen Abstand auf der anderen Diametralseite vergrößern. Dieser Abstand ist von der Auslegung her deshalb kritisch, weil er die Größe der Viskositätsantriebskraft oder das Drehmoment bestimmt, das von dem Körper 32 auf die Kupplungsanordnung 36 übertragen wird. Die erläuterte Schubaufnahmeanordnung vermindert die Anzahl der Abmessungen, die notwendig sind, um den Abstand während der Montage der Kupplung vorzugeben. Sie setzt ferner den Einfluß von ungleichförmigen Axialkräften auf den Körper herab.

•Ungleichförmigen Axialkräften, welche den Körpernabenteil 32d auf dem Kupplungsnabenteil 36e zu verkanten suchen, wird an einer Stelle entgegengewirkt, die radial außerhalb der Lauf- oder Radiallagerflächen sitzt, die von der Innen- und Außenumfangslagergrenzflache zwischen den Naben gebildet wird. Wenn beispielsweise die Verbindung des äußenen Umfangsabschnitts 32a des Körpers nicht senkrecht zu der Lagergrenzfläche zwischen den Naben stehen sollte, wird die eine Diametralseite des Körpers nach links geschoben, während die andere Diametralseite nach rechts gezogen wird. Jedes Verkanten dieser Art beschleunigt den Verschleiß der Lauf- oder Radiallagerflächen und führt von einem gewissen Betrag an zu einem axialen und radialen Metall/Metall-Kontakt der Ringstege in den Arbeitsabschnitten 32b und 36a. Weil die Grenzfläche der Schubaufnahmescheiben 44, 48 radial außerhalb von der Radiallagerfläche liegt, vermindern sie die mechanische Auswirkung der ungleichförmigen Kräfte. Sie setzen damit die Verkantungskräfte auf die Radiallagergrenzfläche herab, während sie den kritischen Abstand zwischen den Arbeitsmitteln aufrechterhalten.

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Was die Verringerung der Zahl der Abmessungen anbelangt, die notwendig sind, um den Axialabstand zwischen den Arbeitsabschnitten 32b und 36a des Körpers und der Kupplungsanordnung vorzugeben, bestimmen die Länge der Hülse 40 und das Laufspiel zwischen den Schubaufnahmescheiben 44, 48 den kleinsten und den größten Axialabstand. Weil ferner das Laufspiel außerhalb der Kupplung liegt, läßt sich diese Abmessung während der Montage der Kupplung leicht überprüfen, und es erfolgt eine ständige Schmierung durch das umgebende öl in dem Drehmomentwandlergehäuse.

Der radial außenliegende Umfangsabschnitt 34a der Abdeckung 34 bildet eine radial verlaufende Reibfläche 34f, die mit einem losen Reibmaterial oder einem Belag 58 zusammenwirkt, der sandwichartig zwischen einer Reibfläche 22a, die von dem Drehmomentwandlergehäuse 22 gebildet wird, und dem Umfangsabschnitt 34a sitzt. Während gemäß einem früheren Vorschlag der Außenumfang der Stahlabdeckung radial innerhalb eines ringförmigen Reibbelages liegt, der mit dem Aluminiumkörper verklebt ist, wird ein solches Verkleben dadurch überflüssig, daß die Stahlabdekkung 34 unter Bildung einer Kupplungs- oder Reibfläche radial nach außen verlängert ist.

Der radial außenliegende Umfangsabschnitt 34a der Abdeckung 34 kann in einen zylindrischen Wandabschnitt übergehen, welcher die äußere Umfangsflache des Körpers umgreift. Die zylindrische Wand kann dann über den Körper herumgezogen werden. Außerdem können die Ansätze 34b dadurch ersetzt werden, daß die zylindrische Wand der Abdeckung in Kerben oder Ausnehmungen des Körpers eingestemmt oder eingewalzt wird.

Die Viskositätskupplung ist mit einem Silikonfluid, beispielsweise Dimethylpolysiloxan, gefüllt. Das flüssige Silikon wird

an einem Auslecken in radial auswärts weisender Richtung durch die quadratischen Querschnitt aufweisende Elastomer-Ringdichtung 33 gehindert. Ein Austritt des Silikonfluids radial nach innen wird von zwei Doppellippen-Elastomerdichtungen 54, 56 verhindert, die auf radial gegenüberliegenden Seiten des Kupplungsnabenteils 36e sitzen. Die Dichtung 54 befindet sich in einer Ringnut 32j des Körpernabenteils 32d und läuft auf der Stahlhülse 40. Die Dichtung 56 sitzt auf einem Absatz 36h des Nabenteils 36e; sie läuft auf der Außenfläche der Lippe 34e. Bei der Viskositätskupplung gemäß der der DE-OS 34 19 929 zugrundeliegenden älteren Patentanmeldung befinden sich die beiden dynamischen Dichtungen radial außerhalb des zentralen Na-"benteils und auf gegenüberliegenden Seiten des Lager- oder überbrückungsabschnittes, welcher den Nabenteil und den Arbeitsabschnitt der Kupplungsanordnung untereinander verbindet. Infolgedessen nehmen die dynamischen Dichtungen einen wesentlichen Teil des Axialraums ein, der für die Nabenteile von Körper und Kupplungsanordnung zur Verfügung steht. Durch Anordnen der dynamischen Dichtung 56 auf der radial innenliegenden Fläche des zentralen Nabenteils 36e wird eine erhebliche Verlängerung der aktiven Axiallänge der Nabenteile 32d und 36e erreicht. Dies führt seinerseits zu einer wesentlichen Verminderung des Einflusses von ungleichförmigen Axialkräften auf die Kupplung, welche das Gehäuse gegenüber der Kupplungsanordnung zu verkanten suchen.

Im Betrieb des Bypassantriebszugs 27 wird Automatikgetriebefluid normalerweise dem Drehmomentwandlerbereich über einen ringförmigen Durchlaß oder eine Kammer 60 zwischen der Abdekkung 34 und dem Drehmomentwandlergehäuse 22 zugeführt. Durch das Vorhandensein des auf die Abdeckung 34 einwirkenden Fluids in der Kammer 60 wird die Viskositätskupplung gegen eine von einer Feder 62 ausgeübte leichte Kraft in Fig. 2 nach rechts in die Außereingriffsstellung (Fig. 1) bewegt, wobei der Be-

lag 58 von der Gehäusefläche 22a und der Fläche 34f· der Abdeckung abgehoben ist, so daß ein an dem Belag vorbeiführender Ringdurchlaß gebildet wird. Das Fluid strömt auf diese Weise in dem Durchlaß oder der Kammer 60 an dem Belag 58 vorbei radial nach außen und in die Hauptkammer des Drehmomentwandlers hinein. Wenn es erwünscht ist, den Bypassantriebszug wirksam zu machen, beispielsweise wenn das Fahrzeug mit einem höheren Getriebeübersetzungsverhältnis und oberhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit betrieben wird, wird die Strömungsrichtung des Automatikgetrxebefluids in dem Drehmomentwandler durch Betätigen eines zweckentsprechenden, nicht dargestellten Magnetventils umgekehrt. Das Automatikgetriebefluid wird jetzt der Hauptkammer des Drehmomentwandlers zugeführt, wo es auf den Körper 32 einwirkt und die Viskositätskupplung in Fig. 2 nach links schiebt, um den Belag 58 mit den Reibflächen 22a und 34f des Gehäuses und der Abdeckung in Reibeingriff zu bringen. Es erfolgt jetzt ein Direktantrieb über die Viskositätskupplung auf die Abtriebswelle 16, wodurch der Drehmomentwandler umgangen wird. Es kommt zwar zu einem begrenzten Schlupf in der Viskositätskupplung zwischen dem Körper 32 und der Kupplungsanordnung 36. Dieser Schlupf ist jedoch wesentlich kleiner als der Schlupf in dem Drehmomentwandler, so daß der Gesamtwirkungsgrad des Getriebes beträchtlich gesteigert wird und die Kraftstoffausnutzung entsprechend verbessert ist. Die Viskositätskupplung hat wegen ihres Federungseffekts die Wirkung, Antriebsvibrationen zu beseitigen, die bei bekannten Bypassantrieben mit mechanischer Antriebsverbindung auf den Fahrgastraum übertragen werden. Ein Überhitzen des Getriebefluids aufgrund des Reibeingriffes der Viskositätskupplung mit dem Drehmomentwandlergehäuse wird dadurch verhindert, daß man einen kühlenden Ölstrom durch eine axial gerichtete Öffnung 64 hindurchtreten läßt, die radial einwärts von dem Belag 58 angeordnet ist.

Bei einigen automatischen Getrieben mit Drehmomentwandler kann die Kupplungsanordnung 36 mit einer Welle verbunden sein, die den Drehmomentwandler immer dann umgeht, wenn das Getriebe auf ein oder mehrere vorbestimmte Übersetzungsverhältnisse eingestellt wird. Dann kann auf die Reibungskupplung verzichtet werden, und der äußere Umfangsteil der Viskositätskupplung kann mit dem Drehraomentwandlergehäuse mechanisch verbunden werden.

Die offenbarte Viskositätskupplung sorgt für eine einfache, wirkungsvolle Kraftübertragung über die Viskositätskupplung. Kupplungen dieser Ausbildung lassen sich bei relativ niedrigen Massenproduktionskosten leicht herstellen und montieren. Sie sorgen für eine gleichförmige Drehmomentübertragung, und sie haben eine lange Lebensdauer, selbst wenn sie ungleichförmigen Axialkräften ausgesetzt werden, wenn eine Reibungsverbindung oder eine mechanische Verbindung mit dem Drehmomentwandlergehäuse erfolgt.

Claims

PATENTANWALT DIPL-ING. GERHARD SCHWAN

ELFENSTRAS5E 32 · D-8000 AAUNCHFN 83 83-rMAR-277

EATON CORPORATION
1111 Superior Avenue, Cleveland, Ohio 44114, V.St.A.

Viskositätsbypasskupplung für Drehmomentwandler

Ansprüche:

Viskositätskupplung mit einer ringförmigen Gehäuseanordnung, die zur Unterbringung in dem Gehäuse einer Fluidkupplung geeignet ist und eine ein viskoses Fluid enthaltende ringförmige Kammer bildet, sowie mit einer in der Kammer angeordneten ringförmigen Kupplungsanordnung, die einen sich axial erstreckenden, für eine Drehantriebsund Gleitverbindung mit einer Welle in dem Fluidkupplungsgehäuse geeigneten zentralen Nabenteil und einen ringförmigen, radial verlaufenden Kupplungsabschnitt mit Arbeitsmitteln für einen Viskositätskupplungseingriff mit in Abstand davon liegenden Arbeitsmitteln auf einem gegenüberliegenden Teil der ringförmigen Gehäuseanordnung aufweist,

gekennzeichnet durch

erste und zweite, sich radial erstreckende, ringförmige Seitenwandteile (32, 34), die die ringförmige Gehäuseanordnung bilden und die Kammer begrenzen, wobei das erste Seitenwandteil an seinem radial innenliegenden Rand einen ringförmigen, axial verlaufenden Nabenteil (32d)

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trägt, der auf der Außenumfangsflache des zentralen Nabenteils (36e) gelagert ist, wobei der Seitenwandnabenteil und die Kupplungsanordnung die alleinige radiale und axiale Abstützung für die Gehäuseanordnung bilden und wobei das zweite Seitenwandteil an seinem radial innenliegenden Rand eine ringförmige, axial verlaufende Lippe (34e) aufweist, die nach innen radial in Abstand von dem Kupplungsnabenteil (36e) liegt, sowie

erste und zweite dynamische Dichtungen (54, 56), die auf radial gegenüberliegenden Seiten des zentralen Nabenteils (36e) angeordnet sind, wobei die erste Dichtung (54) zwischen einer radial innenliegenden Fläche des ersten Seitenwandteils (32) und der Außenumfangsflache des zentralen Nabenteils (36e) sitzt, während die zweite Dichtung (56) zwischen einem radial außenliegenden Teil der Lippe (34e) des zweiten Seitenwandteils (34) und einer radial innenliegenden Umfangsfläche des zentralen Nabenteils (36e) sitzt.
2. Viskositätskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung (36) einen radial verlaufenden überbrückungsabschnitt (36b) aufweist, der auf der von dem zweiten Seitenwandteil (34) gebildeten Seite der Ringkammer angeordnet ist und den ringförmigen, radial verlaufenden Kupplungsabschnitt (36a) mit dem zentralen Nabenteil (36e) verbindet, daß der überbrückungsabschnitt und der zentrale Nabenteil (36e) einen L-förmigen Radialquerschnitt haben, und daß sich der zentrale Nabenteil (36e) von dem überbrückungsabschnitt (36b) in Axialrichtung bis zu einer Stelle wegerstreckt, die jenseits des axial distalen Endes des Nabenteils (32d) liegt, der von dem ersten Seitenwandteil (32) gebildet ist.
3. Viskositätskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtung (56) von der radial innenliegenden Fläche des zentralen Nabenteils (36e) getragen ist und gegen eine radial außenliegende Fläche der Lippe (34e) läuft.
4. Viskositätskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtung (54) gegen die äußere Umfangsflache des zentralen Nabenteils (36e) läuft und die zweite Dichtung (56) gegen eine Außenumfangsflache der Lippe (34e) läuft.
5. Viskositätskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Überbrückungsabschnitt (36b) benachbartes axiales Ende des ersten Seitenwandnabenteils (32) die erste Dichtung (54) trägt und die zweite Dichtung (56) von der Innenumfang s fläche des zentralen Nabenteils getragen ist.
6. Viskositätskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidkupplungsgehäuse (22) eine ringförmige Reibfläche (22a) aufweist, die in Kupplungsreibeingriff mit dem ringförmigen Gehäuse (32, 34) der Viskositätskupplung (30) bringbar ist, und daß das zweite Seitenwandteil (34) einen ringförmigen, radial verlaufenden Abschnitt (34f) aufweist, der an seinem Außenumfang (34a) an einem Außenumfangsteil (32a) des ersten Seitenwandteils (32) befestigt ist und eine ringförmige Kupplungsfläche (34f) für den Kupplungseingriff mit der ringförmigen Reibfläche (22a) des Fluidkupplungsgehäuses (22) bildet.
7. Viskositätskupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schubaufnahmeanordnung (4 2) zur Aufnahme von auf das erste Seitenwandteil (32) einwirkenden

Axialkräften und zum Verhindern von Änderungen des Abstandes zwischen den Arbeitsmitteln, wobei die Schubaufnahmeanordnung (42) und das Lager (36e, 32d) die alleinige Abstützung für Radial- und Axialbelastungen auf die Gehäuseanordnung bilden.
8. Viskositätskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubaufnahmeanordnung (42) radial zwischen den Dichtungen (54, 56) und den Arbeitsmitteln (32b, 36a) sitzt.
9. Viskositätskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubaufnahmeanordnung (42) die Axialkräfte an einer radial außerhalb des Lagers (36e, 32d) liegenden Stelle aufnimmt.
10. Viskositätskupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß, die Schubaufnahmeanordnung (4 2) auf der Außenseite der ringförmigen Gehäuseanordnung (32, 34) sitzt.
11. Viskositätskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubaufnahmeanordnung (42) ein erstes Schub*- aufnahmeteil (44) , das von dem Innenrand einer radial verlaufenden Fläche (32f) des Kupplungsnabenteils (32d) des einen Seitenwandteils (32) radial nach außen reicht und mit dieser Fläche (32f·) in Kontakt steht, um eine gegenseitige Axialbewegung der Nabenteile (32d, 36e) zu verhindern, sowie ein zweites Schubaufnahmeteil (48) aufweist, dessen radial außenliegender Rand mit dem einen Seitenwandteil (32) an einer radial außerhalb des Radialaußenrandes des ersten Schubaufnähmeteils {44) liegenden Stelle (32h) fest verbunden ist, wobei das zweite Schubaufnähmeteil sich radial nach innen bis zu einer Stelle erstreckt, wo

es das erste Schubaufnahmeteil überlappt und wo das erste Schubaufnahmeteil zwischen den radial verlaufenden Flächen des einen Seitenwandteils und des zweiten Schubaufnahmeteils liegt.
12. Viskositätskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsnabenteil (32d) eine bezüglich der Kammer axial nach außen weisende Ausnehmung (32j) aufweist, welche die erste Dichtung (54) abstützt, sowie daß die Schubaufnahmeanordnung ein erstes Schubaufnahmeteil (44) , das von dem Innenrand des Nabenteils (32d) radial nach außen reicht, mit einer Endfläche (32f) des Nabenteils (32d) in Kontakt steht und mit Bezug auf den Kupplungsnabenteil (36e) axial festgelegt ist, sowie ein zweites Schubaufnahmeteil (48) aufweist, dessen radial außenliegender Rand mit der Endfläche an einer radial außerhalb des Radialaußenrandes des ersten Schubaufnähmeteils liegenden Stelle (32h) fest verbunden ist, und das radial nach innen bis zu einer Stelle reicht, wo es das erste Schubaufnahmeteil überlappt und wo das erste Schubaufnahmeteil zwischen den radial verlaufenden Flächen der Endfläche und des zweiten Schubaufnahmeteils liegt.
13. Viskositätskupplung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenteile (32d, 36e) im wesentlichen als Aluminium gefertigt sind und die Umfangsaußenflache des Kupplungsnabenteils von einer Eisenmetallhülse (40) gebildet ist, die auf den Kupplungsnabenteil (36e) aufgepreßt ist und eine Lagerflache für den Nabenteil (32d) des einen Seitenwandteils (32) sowie eine Verschleißfläche der ersten Dichtung (54) bildet.
14. Viskositätskupplurig nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (30) in dem
Gehäuse (22) eines Drehmomentwandlers unterbringbar ist, das eine Seitenwandteil (32) aus Aluminium besteht, das andere Seitenwandteil (34) aus einem Eisenmetall besteht und ein radial außenliegender Umfangsabschnitt (34a) des Eisenmetallteils eine radial verlaufende Reibfläche (34f) bildet, die in Reibungskupplungseingriff mit dem Drehmomentwandlergehäuse (22). bringbar ist.