DE3805804C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler für ein Kraft­ fahrzeug mit Automatikgetriebe nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Insbesondere geht es dabei um eine Anordnung zur Halterung der Überbrückungskupplung. Eine Überbrückungskupplung eines Drehmomentwandlers ist im allgemeinen in einer Wandlerabdek­ kung zwischen der Abdeckung und einem Turbinenrad angeordnet. Die Überbrückungskupplung, die einen Blockier- oder Überbrück­ ungskolben integral mit einem Torsionsdämpfer aufweist, ist gleitend auf einer Turbinennabe eines Turbinenrades montiert. Die Überbrückungskupplung wird in den Blockierzustand oder den Freigabezustand gebracht, indem man die Öldrücke steuert, welche Ölkammern auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens beaufschlagen, um den Kolben mit der Wandlerabdeckung in Eingriff bzw. außer Eingriff zu bringen.

Die JP-OS 57-51 056 und die JP-GM 59-1 63 260 beschreiben Anordnungen zur Anbringung einer derartigen Überbrückungs­ kupplung. Eine Nabe des Turbinenrades ist gleitend bzw. ver­ schiebbar auf eine Antriebswelle an deren Vorderende gekeilt, in gleicher Weise wie der Drehmomentwandler ohne die Über­ brückungskupplung. Die Turbinennabe trägt den Überbrückungs­ kolben und den Torsionsdämpfer sowie das Turbinenrad.

Die Antriebswelle ist jedoch an ihrem hinteren Ende gelagert, aber nicht am vorderen Ende, wo die Turbinennabe montiert ist. Das Gewicht der Überbrückungskupplung am vorderen Ende der Antriebswelle zusätzlich zum Gewicht des Turbinenrades und die unausgeglichene Belastung des Überbrückungskupplungs- Turbinenrades bewirken somit, daß die Welle schwingt, wenn der Überbrückungskolben nicht mit der Wandlerabdeckung in Kontakt steht. Die Schwingung wird auf eine Statorachse über­ tragen, welche die Antriebswelle umgibt. Die Statorachse ist einer Biegebeanspruchung zusätzlich zum Drehmoment vom Stator des Drehmomentwandlers unterworfen. Somit wird die Beanspruchung im Lagerbereich der Statorachse groß.

Die Statorachse wird üblicherweise aus Gußeisen hergestellt, da sie im allgemeinen integral mit einer Abdeckung einer Ölpumpe ausgebildet wird und darin Ölpassagen sowie Öffnungen der Ölpassagen aufweist. Dementsprechend besteht bei der Statorachse die Tendenz zum Brechen an der Basis aufgrund der oben beschriebenen Belastung. Bei einem Getriebesystem mit Achseinheit, bei dem ein Differential in einem Raum zwischen dem Drehmomentwandler und einem Automatikgetriebe angeordnet ist, wird die Statorachse länger, was zu einer erheblichen Beschädigung in Abhängigkeit von der erwähnten Belastung führt.

Bei einer anderen Befestigungskontruktion ist das vordere Ende der Antriebswelle axial verschiebbar mittels eines Lagers von der Wandlerabdeckung gelagert, um den Zusammenbau des Drehmomentwandlers zu erleichtern. Bei einem derartigen Dreh­ momentwandler sind radiale Passagen zu einer Auslöseseitenöl­ kammer in der Antriebswelle ausgebildet. Während die Über­ brückungskupplung blockiert ist, wird kein Öl zur Auslösesei­ tenölkammer zugeführt, so daß der Überbrückungskolben dadurch gegen die Wandlerabdeckung gedrückt wird. Somit werden Ölpas­ sagen in der Antriebswelle, welche mit der Auslöseseitenöl­ kammer in Verbindung stehen, durch das Lager behindert.

Wenn dementsprechend Auslöseöl der Kammer zugeführt wird, das durch die Passagen strömt, wird der Öldurchfluß von den Pas­ sagen verringert. Infolgedessen wird das Lösen der Überbrückungs­ kupplung verzögert und bewirkt abrupte Stöße bei der Än­ derung oder Umschaltung des Übersetzungsverhältnisses.

Ein derartiger Drehmomentwandler ist aus der DE 33 14 061 A1 bekannt. Das Abtriebsteil des Torsionsschwingungsdämpfers ist starr mit der Nabe verbunden. Der Kolben ist mit dem Ein­ gangsteil des Torsionsdämpfers über verformbare Zungen axial federnd verbunden. Durch diese Anordnung wird einerseits der Kolben in seinem ausgelenkten Zustand mit einer Federkraft beaufschlagt, andererseits wirkt eine entsprechende Gegen­ kraft auf das Eingangsteil des Torsionsschwingungsdämpfers. Darüber hinaus ist die Anordnung nur sehr umständlich zu mon­ tieren, wobei insbesondere ein zerstörungsfreier Austausch des Torsionsschwingungsdämpfers nicht möglich ist.

Aus der GB-PS 12 12 359 ist ein Drehmomentwandler bekannt, bei welchem das Ausgangsteil des Torsionsschwingungsdämpfers ebenfalls starr mit der Nabe der Turbine verbunden ist. Es ist eine Antriebsscheibe der Kupplung vorgesehen, die dreh­ fest mit der Eingangswelle verbunden und über einen gesonder­ ten Kolben in Axialrichtung beaufschlagbar ist. Auch diese Anordnung ist kompliziert und aufwendig im Zusammenbau.

Aus der nachveröffentlichten DE 37 08 106 A1 ist ein Drehmo­ mentwandler bekannt, bei welchem der Überbrückungskolben nicht auf der Turbinennabe, sondern vielmehr auf einer sepa­ raten Nabe unter Abdichtung gelagert ist. Dadurch müssen zwei Ringdichtungen vorgesehen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehmoment­ wandler der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil­ den, daß eine verbesserte Funktion bei verringertem Herstel­ lungsaufwand ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspru­ ches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß ein ringförmiger Innenvorsprung und ein hierzu koaxialer ringförmiger Außenvorsprung vorgesehen ist, muß zur Abdichtung des Druckraumes lediglich eine Dichtung zwischen dem Überbrückungskolbens und dem ringförmigen Innenvorsprung und damit der Turbinennabe vorgesehen werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Abbildungen näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Automatikgetriebes gemäß der Erfindung; und in

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Haupt­ teiles der Anordnung gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Kraftübertragungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem in Längsrichtung eingebauten Motor E in seinem vorderen Bereich. Das Kraftübertragungssystem weist ein Differentialgehäuse 1, einen Drehmomentwandler 2 mit einer Überbrückungskupplung 30 sowie ein Differential 3 hinter dem Drehmomentwandler 2 auf. Eine Ölpumpe 6 ist in einem Pumpengehäuse 4 und einer Abdeckung 5 am hinteren Ende des Differentialgehäuses 1 untergebracht. Ein Getriebegehäuse 7 nimmt ein Automatikgetriebe A auf, das an der Rückseite des Pumpengehäuses 4 angebracht ist.

Eine Kurbelwelle 10 des Motors E hat einen Vorsprung 10a, an dem eine Antriebsplatte 11 mit Schrauben 12 befestigt ist. Eine Wandlerabdeckung 13 ist an der Antriebsplatte 11 mit Schrauben 14 an einem Flansch 13a befestigt. Der Drehmoment­ wandler 2 weist ein Pumpenrad 15, das durch Schweißen integral mit der Wandlerabdeckung 13 ausgebildet ist, ein Turbinenrad 16 und einen Stator 17 auf, der mit einer hohlen Statorachse 22 über eine Freilaufkupplung 21 verbunden ist.

Das Turbinenrad 16 ist mit Nieten 20 an einer Scheibe 19c befestigt, die eine Turbinennabe 19 aufweist, welche mit einer Keilverbindung an einer Antriebswelle 18 angebracht ist, die in der Statorachse 22 angeordnet ist. Die Antriebswelle 18 erstreckt sich in das Getriebegehäuse 7. Die Statorachse 22 ist integral mit der Abdeckung 5 der Ölpumpe 6 ausgebildet. Eine Pumpenantriebswelle 23, welche die Statorachse 22 umgibt, ist mit dem Pumpenrad 15 verbunden und betriebsmäßig an einen Rotor der Ölpumpe 6 angeschlossen.

Um eine Leckage des Automatikgetriebefluids sowie eine Ver­ mischung des Fluids mit dem Öl des Differentialgetriebes zu verhindern, ist außerdem ein Dichtungsrohr 24 vorgesehen, um die Pumpenantriebswelle 23 abzudecken. Der vordere Endbereich des Dichtungsrohres 24 ist dicht in einen zylindrischen Bereich 1a des Differentialgehäuses 1 mittels einer Buchse 25 einge­ bettet und mit einer Öldichtung 26 abgedichtet, um eine Öl­ leckage zu verhindern. Das hintere Ende ist dicht in einen Vorsprung 4a des Pumpengehäuses 4 eingebettet.

Eine Überbrückungskupplung 30 des Drehmomentwandlers 2 hat einen Blockier- oder Überbrückungskolben 31 und einen Torsions­ dämpfer 32. Der Überbrückungskolben 31 ist in der Nähe der Wandlerabdeckung 13 angeordnet und bildet dadurch eine Auslöse­ seitenölkammer 34, um den Überbrückungskolben 31 mit einem Ausrückdruck zu beaufschlagen. In der Nähe des Umfanges des Überbrückungskolbens 31 ist ein Belag 33 angebracht, um mit der Abdeckung 13 einen Kontakt herzustellen.

Der Torsionsdämpfer 32 weist eine Antriebsplatte 37, die an einem äußeren Bereich des Überbrückungskolbens 31 mit Nieten 36 fest angebracht ist, eine Seitenplatte 38, die an einem inneren Bereich am Überbrückungskolben 31 angebracht ist, sowie eine angetriebene Platte 39 auf, die dazwischen angeordnet ist. Eine Vielzahl von Torsionsfedern 40 sind ringförmig zwischen den Platten 37 und 39 angeordnet, um Stöße oder Schläge zu absorbieren, wenn die Überbrückungskupplung 30 blockiert bzw. eingerückt wird. Hinter der Antriebsplatte 37 ist eine Anlageseitenölkammer 35 ausgebildet, um den Überbrückungs­ kolben 31 mit einem Anlagedruck zu beaufschlagen.

Fig. 2 zeigt den Montageaufbau der Überbrückungskupplung 30 im einzelnen, wobei ein hohler Führungsvorsprung 41 zwischen der Kurbelwelle 10 und der Antriebswelle 18 angeordnet ist, um die Antriebswelle zu führen. Der Führungsvorsprung 41 hat einen Bereich 41a mit kleinem Durchmesser, einen Übergangs­ bereich 41b und einen Bereich 41c mit großem Durchmesser. Der Bereich 41a mit kleinem Durchmesser steht aus der Wandler­ abdeckung 13 vor und mit einem Loch 10b in Eingriff, das im Zentrum der Kurbelwelle 10 ausgebildet ist. Der Übergangs­ bereich 41b steht mit der Wandlerabdeckung 13 in Eingriff und ist daran befestigt, so daß die Wandlerabdeckung 13 koaxial mit der Kurbelwelle 10 angeordnet ist. Der Bereich 41c mit großem Durchmesser hat eine radiale Bohrung 41d, um Öl in die Auslöseseitenölkammer 34 einzuführen.

Die Turbinennabe 19 hat einen ringförmigen Innenvorsprung 19a und einen ringförmigen Außenvorsprung 19b, der sich von der Scheibe 19c der Turbinennabe 19 zur Überbrückungskupplung 30 erstreckt. Der Bereich 41c mit großem Durchmesser des Führungs­ vorsprunges 41 ist in dem Innenvorsprung 19a unter Zwischen­ schaltung einer Buchse 42 montiert, so daß das Turbinenrad 16 auf dem Führungsvorsprung 41 drehbar gelagert ist.

Auf dem Innenvorsprung 19a ist eine Nabe 31a des Überbrückungs­ kolbens 31 verschiebbar angebracht. Eine Nabe 39a der ange­ triebenen Platte 39 steht mit dem Außenvorsprung 19b über Keile in Eingriff. Dementsprechend sind die Achsen der Kurbel­ welle 10 und der Wandlerabdeckung 13 mit der Antriebswelle 18 ausgefluchtet.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist ein Hydraulikkreis für den Drehmomentwandler 2 eine Ölpassage 45 auf, die in der Antriebs­ welle 18 ausgebildet ist, um die Überbrückungskupplung 30 auszulösen bzw. auszurücken. Die Passage 45 steht mit der Auslöseseitenölkammer 34 in Verbindung, und zwar über den Hohlraum des Führungsvorsprunges 41 und die darin ausgebildete radiale Bohrung 41d. Eine Ölpassage 46, die zwischen der Antriebswelle 18 und der Statorachse 22 ausgebildet ist, steht mit der Ölpumpe 6 und der Anlageseitenölkammer 35 in Verbindung. Eine Ablaßpassage 47 zum Ablassen des Öles im Drehmomentwandler 2 ist zwischen der Statorachse 22 und der Pumpenantriebswelle 23 ausgebildet. Der Öldruck in der Auslöseseitenölkammer 34 wird auf einen Wert eingestellt, der etwas höher ist als der der Anlageseitenölkammer 35, um den Überbrückungskolben 31 von der Wandlerabdeckung 13 auszurücken.

Die Wirkungsweise der Überbrückungskupplung 30 wird nachstehend im einzelnen beschrieben. Die Kraft des Motors E wird auf das Pumpenrad 15 des Drehmomentwandlers 2 über die Kurbelwelle 10, die Antriebsplatte 11 und die Wandlerabdeckung 13 übertragen. Die Kraft wird zur Ölpumpe 6 über die Pumpenantriebswelle 23 übertragen, um sie anzutreiben, damit Öl durch die Passage 46 dem Drehmomentwandler 2 zugeführt wird. Das Öl im Turbinenrad 16 wird außerdem der Anlageseitenölkammer 35 zugeführt, um den Überbrückungskolben 31 gegen die Wandlerabdeckung 13 zu drücken.

Wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit oder einer Drehzahl angetrieben wird, die niedriger ist als eine vorgegebene Drehzahl, oder wenn eine Änderung bzw. ein Umschalten des Übersetzungs­ verhältnisses im Automatikgetriebe stattfindet, wird ein Auslöse­ öldruck, der etwas höher ist als der Druck in der Anlageseiten­ ölkammer 35 an die Auslöseseitenölkammer 34 angelegt, und zwar durch die Passage 45 und den Hohlraum des Führungsvorsprunges 41. Dementsprechend wird der Überbrückungskolben 31 durch die Differenz der Öldrücke in den Kammern 34 und 35 in der Weise beaufschlagt, daß die Überbrückungskupplung 30 von der Wandler­ abdeckung 13 ausgerückt wird. Somit arbeitet der Drehmoment­ wandler in der Weise, daß die Kraft des Motors auf das Automatik­ getriebe über das Turbinenrad 16, die Turbinennabe 19 und die Antriebswelle 18 übertragen wird.

Wenn die Geschwindigkeit bzw. die Drehzahl des Fahrzeugmotors höher wird als eine vorgegebene Drehzahl bei stabilen Antriebs­ zuständen, so wird Öl in der Auslöseseitenölkammer 34 durch die Passage 45 abgelassen, so daß der Überbrückungskolben 31 durch den Öldruck in der Anlageseitenölkammer 35 vorgeschoben wird. Somit kommt der Belag 33 des Überbrückungskolbens 31 mit der Wandlerabdeckung 13 in Kontakt, um die Kurbelwelle 10 und den Überbrückungskolben 31 einzurücken bzw. gegeneinander zu blockieren. Dementsprechend wird die Kraft des Motors auf die Antriebswelle 18 über die Wandlerabdeckung 13, den Über­ brückungskolben 31, den Torsionsdämpfer 32 und die Turbinen­ nabe 19 übertragen. Während eines solchen Betriebes werden das Turbinenrad 16 und das Pumpenrad 15 mit gleicher Drehzahl gedreht, was eine Blockierung des Drehmomentwandlers 2 bedeutet.

Somit kann durch Steuerung der Zuführung von Öl zur Auslöse­ seitenölkammer 34 die Kraft des Motors zur Antriebswelle 18 entweder über den Drehmomentwandler 2 oder über die Über­ brückungskupplung 30 übertragen werden.

Wenn die Überbrückungskupplung 30 ausgelöst bzw. ausgerückt ist, drehen sich der Überbrückungskolben 31 und der Torsions­ dämpfer 32 im Leerlauf durch die Drehung der Turbinennabe 19. Die Turbinennabe 19, welche den Kolben 31 und den Torsions­ dämpfer 32 trägt, ist von dem Führungsvorsprung 41 über die Buchse gelagert, so daß der Kolben 31 und der Dämpfer 32 in Ausfluchtung mit der Turbinennabe 19 sicher gehalten sind. Somit sind die Turbinennabe 19 und die Antriebswelle 18 gegen Schwingungen geschützt, so daß übermäßige Biegebelastungen nicht erzeugt werden.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, wird gemäß der Erfindung eine Konstruktion für eine Überbrückungskupplung eines Drehmomentwandlers angegeben, wobei auch eine lange Antriebswelle, die beispielsweise in einem Fahrzeug mit einem Achseinheitsgetriebe verwendet wird, in wirksamer Weise gegen Schwingungen geschützt ist. Dementsprechend kann die Beschädigung einer Statorachse verhindert oder zumindest reduziert und ihre Lebensdauer erhöht werden.

Claims (2)

1. Drehmomentwandler für ein Kraftfahrzeug mit Automa­ tikgetriebe, das von einem Motor angetrieben wird, wobei der Drehmomentwandler eine Wandlerabdeckung, die an der Kurbel­ welle des Motors befestigt ist, ein Pumpenrad, das an der Wandlerabdeckung befestigt ist, eine Antriebswelle für das Automatikgetriebe, ein Turbinenrad, das an der Antriebswelle an einer Turbinennabe befestigt ist, und eine Überbrückungs­ kupplung aufweist, die einen Torsionsdämpfer (Drehschwingungsdämpfer) mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil umfaßt und über einen Überbrückungskolben betä­ tigt ist, wobei die Überbrückungskupplung auf der Turbi­ nennabe gelagert ist und den Überbrückungskolben mit umfaßt, wobei die Turbinennabe einen ringförmigen Vorsprung aufweist, auf dem der Überbrückungskolben unter Abdichtung drehbar und axial verschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinennabe (19) einen, den inneren Vorsprung (19a) koaxial umgebenden ringförmigen Außenvorsprung (19b) mit äu­ ßeren Keilnuten aufweist, auf dem das Ausgangsteil (39) des Torsionsdämpfers (32) axial verschiebbar aber über die Keil­ nuten drehfest gelagert ist.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Führungsvorsprung (41) vorgesehen ist, der einen axialen Hohlraum aufweist und an der Wandlerabdeckung (13) in ihrem Zentrum befestigt ist, und daß der Führungsvor­ sprung (41) drehbar in dem Innenvorsprung (19a) angebracht ist.