DE4217590A1 - Sperrbarer drehmomentwandler fuer ein automatikgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen sperr- bzw. überbrückbaren Drehmomentwandler für ein automatisches Getriebe von Kraft­ fahrzeugen.

In den vergangenen Jahren sind Drehmomentwandler mit einem Sperr- bzw. Überbrückungsmechanismus vorgeschlagen und be­ nutzt worden, um in effektiverer Weise das Drehmoment einer Verbrennungskraftmaschine bzw. eines Verbrennungsmotors zu einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges zu übertragen. Ein typischer derartiger überbrückbarer Drehmomentwandler ist beispielsweise in der japanischen Gebrauchsmusterveröf­ fentlichung Nr. 57-100 653 beschrieben. Der sperrbare Drehmo­ mentwandler weist einen Torsionsdämpfer auf, durch welchen eine Kurbelwelle des Motors mit einem Wandlerdeckel des Drehmomentwandlers zum Absorbieren von Stoßkräften auf Grund von Schwankungen des Motordrehmomentes verbunden ist.

Da jedoch bei diesem sperrbaren Drehmomentwandler nur der Torsionsdämpfer direkt mit der Kurbelwelle während des ge­ sperrten Zustandes verbunden ist, wird die Trägheitsmasse, welche auf die Kurbelwelle direkt ausgeübt werden sollte, klein. Dementsprechend wird die Schwankung der Motordrehzahl nicht ausreichend absorbiert und die Torsionsschwingungen der Kurbelwelle sowie der Lärm in der Fahrgastzelle werden vergrößert.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dreh­ momentwandler der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebe­ nen Art zu schaffen, welcher die Trägheitsmasse des Drehmo­ mentwandlers auf den Motor und das Automatikgetriebe während des gesperrten Zustandes ausreichend und zufriedenstellend verteilt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des An­ spruches 1.

Der erfindungsgemäße sperr- bzw. überbrückbare Drehmoment­ wandler für ein automatisches Getriebe überträgt das von der Verbrennungskraftmaschine bzw. dem Motor erzeugte Drehmoment auf eine Wandlerausgangswelle, durch welche das Motordrehmo­ ment zum Automatikgetriebe übertragen wird. Der sperrbare erfindungsgemäße Drehmomentwandler weist ein erstes Teil auf, welches fest mit einer Kurbelwelle der Verbrennungs­ kraftmaschine verbunden ist. Das erste Teil umfaßt eine Pum­ pe. Ein zweites Teil steht abgedichtet bzw. dichtend mit dem ersten Teil bzw. einem ersten Gehäuse in Verbindung und ist mit der Wandlerausgangswelle während des gesperrten Zustan­ des verbunden. Ein Stoßdämpferteil bzw. ein Stöße absorbie­ rendes Teil steht mit dem ersten und dem zweiten Teil in Wirkverbindung, um eine elastische Kopplung in Wandlerdreh­ richtung zu schaffen.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß Schwankungen der Motordrehzahl und der Ausgangswelle durch den überbrückbaren Drehmomentwandler absorbiert bzw. ge­ dämpft werden können, und daher die Torsionsschwingungen und die in der Fahrgastzelle erzeugten Geräusche in großem Um­ fange unterdrückt bzw. vermieden werden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispieles an Hand der Zeichnung. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung eines Querschnittes einer Ausfüh­ rungsform eines überbrückbaren Drehmomentwandlers ge­ mäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie II-II in Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen überbrückbaren Drehmomentwandlers A für ein Au­ tomatikgetriebe gemäß vorliegender Erfindung dargestellt. Der sperr- bzw. überbrückbare Drehmomentwandler A ist mit einer Kurbelwelle 1 einer nicht näher dargestellten Verbren­ nungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges verbunden. Eine Mehrzahl von Komponenten des sperrbaren Drehmomentwandlers A sind koaxial zur Kurbelwelle 1 angeordnet. Der Endbereich der Kurbelwelle 1 ist fest mit einer Antriebsplatte 2 einer im wesentlichen plattenförmigen Ausbildung mittels eines Verstärkungsteiles 3 mit Bolzen 4 verbunden. Die Antriebs­ platte 2 ist fest an ihrem Außenbereich mit einer Pumpe 5 mittels Bolzen 6 verbunden. Die Pumpe 5 wird von einem Pum­ pengehäuse 5a und einer Mehrzahl von Pumpenschaufeln 5b ge­ bildet. Das Pumpengehäuse 5a weist einen zylindrischen Ab­ schnitt 9 auf, der sich nach hinten erstreckt. Der innere Umfangsbereich des Pumpengehäuses 5a ist drehbeweglich an einem Ende einer Ausgangswelle 7 mittels eines Lagers 8a an­ geordnet. Der Endbereich des zylindrischen Abschnittes 9 ist ausgeschnitten, um eine Mehrzahl von Federaufnahmeabschnit­ ten 10 zu bilden. Eine Mehrzahl von Federn 11 ist in den Fe­ deraufnahmeabschnitten 10 jeweils angeordnet. Ein Ringzahn­ rad 35 ist am äußeren Umfangsende der Antriebsplatte 2 befe­ stigt. Das Ringzahnrad 35 steht mit einem Ritzel eines nicht näher dargestellten Anlassermotors in Verbindung, wenn der Zündschlüssel zum Starten des Motors gedreht wird.

Ein Wandlerdeckel 12 ist zylinderförmig ausgebildet und weist ein geschlossenes und ein offenes Ende auf, und ist an seinem zylindrischen Abschnitt 13 mit dem zylindrischen Ab­ schnitt 9 der Pumpe 5 mittels eines Lagers 8b drehbeweglich angeordnet. Ein Dichtteil 14 ist in einem Freiraum zwischen dem zylindrischen Abschnitt 13 und dem zylindrischen Ab­ schnitt 9 der Pumpe 5 angeordnet, um ein Betriebsöl bzw. eine Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Drehmomentwandlers A abzudichten. Das innere Umfangsende des geschlossenen Endes des Wandlerdeckels 12 ist drehbeweglich mit der Ausgangswel­ le 7 verbunden.

Erste und zweite Unterplatten 16, 17 sind an der Innenwand 15 des Wandlerdeckels 12 mittels Nieten 18 befestigt. Diese Unterplatten 16, 17 weisen eine Mehrzahl von Federaufnahme­ abschnitten 19, 20 auf, in denen die Federn 11 angeordnet sind, um elastisch bzw. nachgiebig (oder wirkungsmäßig) die Pumpe 5 und den Wandlerdeckel 12 in der Drehrichtung der Pumpe 5 und des Wandlerdeckels 12 zu verbinden. Ferner wei­ sen die Unterplatten 16, 17 Federaufnahmeabschnitte 21, 22 auf, welche die Federn 11 in den Federaufnahmeabschnitten 19, 20 jeweils halten. Demgemäß sind die Federn 11 dazu vor­ gesehen, die Pumpe 5 und den Wandlerdeckel 12 zu verbinden, um eine elastische Verbindung zwischen der Pumpe 5 und dem Wandlerdeckel 12 in der Drehrichtung des Drehmomentwandlers A aufrechtzuerhalten.

Eine Turbinennabe 23 ist auf die Ausgangswelle 7 gekeilt. Ein Turbinenläufer 25 und eine Kolbenführung 26 sind an ei­ nem Flanschabschnitt 24 der Turbinennabe 23 mittels Nieten 27 befestigt. Ein Kolben 29 steht mit einem Vorsprungteil 28 der Turbinennabe 23 in Eingriff bzw. liegt an diesen an, so daß er gleitbeweglich in Axialrichtung der Ausgangswelle 7 ist. Ein zylindrischer Armteil 30 ist fest mit dem Kolben 29 verbunden und gleitbeweglich an der Kolbenführung 26 ange­ ordnet, um gleitbeweglich in Axialrichtung der Ausgangswelle 7 zu sein. In dem Fall, in dem das Kraftfahrzeug mit einer vorbestimmten oder einer höheren Geschwindigkeit gefahren wird, wenn ein Hydraulikdruck P₁ auf einer ersten Seite (ei­ ner Turbinenläuferseite) des Kolbens 29 höher wird als ein Hydraulikdruck P₂ auf einer zweiten Seite (einer Wandlerdec­ kelseite) des Kolbens 29, wird der Kolben 29 gleitend be­ wegt, um mit der Innenwand 15 des Wandlerdeckels 12 in Ver­ bindung zu treten. Ein Stator 31 ist zwischen der Pumpe 5 und dem Turbinenläufer 25 angeordnet, um einen Drehmoment­ wandler zu bilden. Der Stator 31 ist mittels einer Einweg- bzw. Freilaufkupplung (kein Bezugszeichen) auf der Ausgangs­ welle 7 angeordnet. Dichtteile 32, 33 und 34 sind zwischen der Kurbelwelle und einer Welle (kein Bezugszeichen) ange­ ordnet, die an dem inneren Umfangsabschnitt der Pumpe 5 be­ festigt ist, und zwar zwischen dem Lager 8a und einem Sta­ torlagerteil (kein Bezugszeichen), und zwischen dem Stator 31 bzw. der Turbinennabe 23.

Wenn bei dieser Anordnung die Fahrgeschwindigkeit des Kraft­ fahrzeuges niedriger ist als eine vorbestimmte Geschwindig­ keit, wird ein Drehmoment, das von der Kurbelwelle 1 auf die Pumpe 5 durch die Antriebsplatte 2 übertragen wird, auf die Turbinennabe 23 und die Ausgangswelle 7 durch eine Fluid­ kupplung übertragen, die von der Pumpe 5, dem Stator 31 und dem Turbinenläufer 25 gebildet wird.

Wenn die Fahrgeschwindigkeit des Automobiles höher ist als die oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit, werden die Hydraulikdruckwerte der ersten und zweiten Seiten des Kolbens 29 derart eingestellt, daß der Hydraulikdruck P₁ auf der ersten Seite des Kolbens 29 größer ist als der Hydrau­ likdruck P₂ auf der Vorderseite des Kolbens 29. Aufgrund dieser Druckdifferenz zwischen den ersten und zweiten Seiten wird der Kolben 29 bewegt, um mit dem Wandlerdeckel 12 in Verbindung zu treten. D.h., daß der sperrbare Drehmoment­ wandler A in einen gesperrten bzw. überbrückten Zustand ein­ gestellt wird. Als Ergebnis dieser Verbindung wird der Wand­ lerdeckel 12 einstückig mit der Pumpe 5 gedreht, während die Federn 11 im zusammengedrückten Zustand gehalten werden. Demgemäß wird das Maschinendrehmoment gleichmäßig auf die Ausgangswelle 7 durch die Pumpe 5, die Federn 11, den Wand­ lerdeckel 12, den Kolben 29 und die Turbinennabe 23 über­ tragen. Während dieser Drehmomentübertragung sind die An­ triebsplatte 2 und die Pumpe 5 an der Kurbelwelle 1 fixiert und wirken als Schwungrad, um die Schwankung der Motor­ drehzahl zu absorbieren. Ferner wirken der Wandlerdeckel 12, der Kolben 29, die Turbine 25 und die Turbinennabe 23 als Schwungrad, um die Schwankung der Ausgangswellendrehzahl zu absorbieren.

Mit dieser Anordnung wird während des gesperrten Zustandes die Trägheitsmasse des erfindungsgemäßen sperrbaren Drehmo­ mentwandlers A gleichmäßig und zufriedenstellend auf die Kurbelwelle 1 und die Ausgangswelle 7 verteilt. Demgemäß ab­ sorbiert der sperrbare Drehmomentwandler A die Torsions­ schwingungen und unterdrückt Lärm in der Fahrgastzelle.

Die vorliegende Erfindung kann in folgender Weise kurz zu­ sammengefaßt werden. Ein sperrbarer Drehmomentwandler A für ein Automatikgetriebe weist eine Pumpe 5, die fest mit einer Kurbelwelle 1 einer Verbrennungskraftmaschine verbunden ist, und einen Wandlerdeckel 12 auf, der mit einer Wandleraus­ gangswelle 7 während eines Sperrzustandes verbunden ist. Ein Stoßdämpferteil verbindet die Pumpe 5 und den Wandlerdeckel 12, um einen elastischen Zustand in Drehrichtung der Wand­ lerausgangswelle 7 zu schaffen. Demgemäß werden Schwankungen der Motordrehzahl und der Ausgangswellendrehzahl durch die Pumpe 5 bzw. den Wandlerdeckel 12 absorbiert und daher wer­ den Torsionsschwingungen und in der Fahrgastzelle erzeugte Geräusche weitgehend unterdrückt (Fig. 1).

Claims (6)

1. Sperrbarer Drehmomentwandler (A) für ein Automatikge­ triebe, welcher ein von einer Verbrennungskraftmaschine erzeugtes Drehmoment zu einer Wandlerausgangswelle (7) überträgt, durch welche das Drehmoment der Verbrennungs­ kraftmaschine zum Automatikgetriebe übertragen wird, da­ durch gekennzeichnet,
daß ein erstes Teil fest mit einer Kurbelwelle (1) der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist und eine Pumpe (5) aufweist;
daß ein zweites Teil (12) abgedichtet mit dem ersten Teil in Verbindung steht und im Sperrzustand mit der Wandlerausgangswelle (7) verbunden ist; und
daß zumindest ein Stoßdämpferteil (11) das erste und zweite Teil wirkungsmäßig zur Schaffung einer elasti­ schen Verbindung in Wandlerdrehrichtung verbindet.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das erste und das zweite Teil einen Raum um die Wandlerausgangswelle (7) begrenzen.

3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil durch eine Antriebsplatte (2) an der Kurbelwelle (1) befestigt ist, und daß das zweite Teil einen Wandlerdeckel (12) aufweist.

4. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sperrzustand derart geschaffen wird, daß ein Sperrkolben (29), der auf der Wandleraus­ gangswelle (7) angeordnet ist, mit dem zweiten Teil (12) verbunden ist.

5. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stoßdämpferteil eine Feder (11) umfaßt und in einem Aufnahmeteil angeordnet ist, das am zweiten Teil (12) befestigt ist.

6. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Stator (31) und ein Turbinenläufer (25) in dem Raum um die Wandlerausgangswelle (7) ange­ ordnet sind.