DE4301493C2 - Lageranordnung und Abdichtung für die Wandlernabe eines hydrokinetisch-mechanischen Automatik-Getriebes für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung und Ab­ dichtung für die Wandlernabe eines hydrokinetisch-mechani­ schen Automatik-Getriebes für Kraftfahrzeuge, der im Ober­ begriff des Patentanspruches 1 erläuterten Art.

Aus der DE-PS 34 17 703 ist ein hydrokinetisch-mechanisches Automatik-Getriebe bekannt, bei der die Lageranordnung und Abdichtung für die Wandlernabe in der allgemein üblichen Art ausgebildet ist.

Bei dieser bekannten Ausführungsform greift die als Hohl­ welle ausgebildete Wandlernabe mit ihrem freien, poligon­ profilierten Ende in eine entsprechende Aufnahmeöffnung eines Ritzels einer Sichel-Zahnradpumpe und treibt diese an. Die als Hohlwelle ausgebildete Wandlernabe ist darüber hinaus in einer Bohrung der Endwand des Drehmomentwandler­ gehäuses über eine Gleitlagerbuchse gelagert und der Dreh­ momentwandlerraum wird über einen Wellendichtring vom Raum der Gleitlagerbuchse und der Sichel-Zahnradpumpe abge­ dichtet. Der Gleitlagerbuchse wird hierbei aus einem Druck­ raum, der einerseits, bei nicht überbrücktem Wandler, vom Wandlerausgangsdruck, andererseits, bei überbrücktem Wand­ ler, vom Überbrückungskupplungs-Anlegedruck, beaufschlagt wird, über freie Durchlässe im Ritzel der Sichel-Zahnrad­ pumpe ausreichend Druckmittel zur Sicherstellung der Schmierung zugeleitet.

So lange bei einem solchen hydrokinetisch-mechanischen Automatik-Getriebe für Kraftfahrzeuge der Drehmomentwandler mittels einer Überbrückungskupplung nur in bestimmten Be­ triebsbereichen des Automatik-Getriebes fest überbrückt wird, reicht eine derartige Lageranordnung mit Abdichtung und Schmierung für die Wandlernabe aus.

Soll jedoch zur Erhöhung des Komforts und des Wirkungs­ grades des Automatik-Getriebes die Wandler-Überbrückungs­ kupplung in einem möglichst weiten Betriebsbereich weit­ gehend eingerückt werden, so muß in bestimmten Betriebsbe­ reichen, um den Komfort des Automatik-Getriebes nicht zu verschlechtern, ein genau vorbestimmter Schlupf der Wand­ ler-Überbrückungskupplung zugelassen werden, was durch eine entsprechende, durch angesteuerte Solenoid-Ventile beein­ flußte Regelung des Druckmittels im Raum vor und hinter der Wandler-Überbrückungskupplung erreicht wird.

Bei einer solchen Wandler-Überbrückungskupplung mit genau geregelter Schlupfsteuerung hat es sich gezeigt, daß die gewünschte Steuerung durch unkontrollierte Leckagen von Druckmittel in oder aus dem Drehmomentwandlerraum störend beeinträchtigt wird.

Erhebliche Leckagen kommen hierbei in erster Linie aus dem Anlegedruckraum der Wandlerüberbrückungskupplung über das Ritzel der Sichel-Zahnradpumpe und über die Gleitlager­ büchse der Wandlernabe in den Ölsumpf. (Siehe in Fig. 1 im unteren Teil den vom Wellendichtring zum Ölsumpf führenden Kanal mit dem Pfeil).

Aus der US-PS 3,463,033 ist eine Lageranordnung und Abdich­ tung für die Wandlernabe eines hydrokinetisch-mechanischen Automatik-Getriebes für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erläuterten Art bekannt, aus der er­ sichtlich ist, daß die entsprechenden Kanäle zur Zufuhr und Abfuhr des Druckmittels in die Räume des Drehmomentwandlers vor und hinter der Wandler-Überbrückungskupplung in an sich üblicher Weise über im Bereich der Hohlwellen ausgebildete Verbindungskanäle erfolgt. Diese Kanäle werden z. T. durch weggelassene Zähne in Splinesverbindungen gebildet.

Die Druckschrift (3), die DE-PS 8 44 712, zeigt und beschreibt ein gattungsgemäßes mehrgängiges, über ein hydraulisches Steuerventilsystem schaltbares hydrokinetisch-mechanisches Automatik-Getriebe für Kraftfahrzeuge, wobei die Drehmoment­ wandlernabe als Hohlwelle ausgebildet ist und mit ihrem freien profilierten Ende über eine entsprechende Aufnahmeöff­ nung das treibende Zahnrad-Ritzel einer ersten, vorderen Zahnradpumpe mit Innenverzahnung und Sichel antreibt. Bei diesem bekannten Automatikgetriebe ist die Drehmomentwandler­ nabe auch in einer Bohrung der Endwand eines Drehmomentwand­ lergehäuses über eine Gleitlagerbuchse abgestützt und mittels eines Wellendichtungsringes abgedichtet.

Des weiteren geht aus dieser Druckschrift als bekannt hervor, daß das Pumpengehäuse der Zahnradpumpe im Drehmomentwandler­ gehäuse angeordnet ist. Eine Scheidewand bildet das Wider­ lager für das Pumpengehäuse und eine Zwischenplatte schließt die Zahnräder der Zahnradpumpe ein. Gemäß der Darstellung in der Fig. 1 weist die Zwischenplatte eine Öffnung im Bereich des Ritzels der Zahnradpumpe auf und bezüglich der Ölführung ist angegeben, daß Drucköl aus dem Raum, welcher durch die Scheidewand und die Zwischenplatte gebildet wird, durch den Ringkanal zwischen der feststehenden Hohlnabe und der als Hohlwelle ausgebildeten Drehmomentwandlernabe hindurchge­ führt wird.

Dem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann wird hierbei ersicht­ lich, daß er zur Vermeidung unerwünschter Leckagen an den entsprechenden gefährdeten Stellen in der Ölführung Abdich­ tungsmaßnahmen vorsehen muß.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lageranordnung und Abdichtung für die Wandlernabe eines hydrokinetisch-mecha­ nischen Automatik-Getriebes für Kraftfahrzeuge, der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erläuterten Art derart zu verbessern, daß unerwünschte Leckage aus dem Anlege­ druckraum der Wandlerüberbrückungskupplung sicher vermieden wird, ohne daß hierdurch jedoch die erforderliche Schmie­ rung der Gleitlagerbüchse für die Wandlernabe vernach­ lässigt wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem eine Lageranordnung und Abdichtung für die Wandlernabe eines hydrokinetisch-mechanischen Automatik-Getriebes für Kraft­ fahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erwähn­ ten Art, die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufge­ zeigten Merkmale aufweist.

Dadurch, daß die Wandlernabe mit ihrem poligonprofilierten Ende über einen O-Ring in einer umlaufenden Nut in der Auf­ nahmeöffnung des Ritzels der Sichel-Zahnradpumpe abge­ dichtet ist und Druckmittel über Kanäle im Pumpengehäuse, über Bohrungen in der Zwischenplatte und Kanäle im Dreh­ momentwandlergehäuse in den Bereich zwischen der Gleitla­ gerbuchse und dem Ritzel der Sichel-Zahnradpumpe geführt wird, kann eine unerwünschte Leckage aus dem Anlegedruck­ raum der Wandlerüberbrückungskupplung in den Ölsumpf ver­ mieden werden, wobei durch die zusätzlichen Kanäle und Bohrungen für eine ausreichende Schmierung der Gleitlager­ buchse gesorgt wird. Gleichzeitig damit wird eine Entla­ stung der einseitigen Druckbelastung des Ritzels und des O-Ringes erreicht.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen gezeig­ ten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Teilschnitt durch den Bereich des Drehmomentwandlers und der Sichel-Zahnrad­ pumpe eines hydrokinetisch-mechanischen Auto­ matik-Getriebes für Kraftfahrzeuge mit der er­ findungsgemäßen Lageranordnung und Abdichtung;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt durch den Be­ reich der Lageranordnung und Abdichtung;

Fig. 3 eine Ansicht der Labyrinthseite des Drehmoment­ wandlergehäuses in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1 mit der Bezeichnung der Druckmittelka­ näle;

Fig. 4 eine Ansicht der Kanalseite des Pumpengehäuses in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 1, mit der Bezeichnung der Druckmittelkanäle und

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch das Pumpenritzel mit einer alternativen Ausführungsform der um­ laufenden Nut für den O-Ring in der Poligon-Öffnung.

In Fig. 1 ist der obere Bereich des Drehmomentwandlers eines hydrokinetisch-mechanischen Automatik-Getriebes für Kraftfahrzeuge im Schnitt gezeigt und der untere Bereich nur in Ansicht angedeutet.

Das Ende der Kurbelwelle 10 eines Verbrennungsmotors ist über Schrauben 11 mit der Mitte einer Antriebsscheibe 12 verbunden, deren Rand über Muttern 13 und Schraubenbolzen 14 mit dem Antriebsmantel 16 des hydrokinetischen Drehmo­ mentwandlers 18 verbunden ist.

Der hydrokinetische Drehmomentwandler 18 besteht in be­ kannter Weise aus einem Pumpenteil 20, einem Turbinenteil 22 und einem Leitteil 26, die in einem ringförmigen Strö­ mungskreislauf angeordnet sind. Der Leitteil 26 ist hier­ bei in üblicher Weise über eine Nabe 28 auf einer fest­ stehenden Hohlnabe 30 über eine Überholkupplung 32 abge­ stützt. Das Turbinenteil 22 ist mit ihrer Turbinennabe 34 über eine Splines-Verzahnung mit einer Turbinenwelle 36 verbunden, die die Eingangswelle des mechanischen Plane­ tenräder-Wechselgetriebes (nicht gezeigt) bildet. Der Pum­ penteil 20 ist mit seiner Pumpennabe 38, die auch als Wand­ lernabe 38 bezeichnet wird, durch Schweißen verbunden. Die Wandlernabe 38 ist in einer Lageröffnung 40 der Endwand 42 des Drehmomentwandlergehäuses 44 abgestützt.

Ein Getriebegehäuse 46 ist über Schrauben 48 mit dem Dreh­ momentwandlergehäuse 44 verbunden. Ein Pumpengehäuse 50 ist mit der Endwand 42 des Drehmomentwandlergehäuses 44 über eine Zwischenplatte 51 verbunden und besteht entweder mit der feststehenden Hohlnabe 30 aus einem Stück oder nimmt diese als ein gesondert hergestelltes Bauteil fest ange­ ordnet auf.

Das Pumpengehäuse 50 weist entsprechende Ausnehmungen zur Aufnahme der Elemente einer Sichel-Zahnradpumpe auf, die im wesentlichen aus einem außen verzahnten Ritzel 52 und einem innen verzahnten Ringrad 53 besteht, die miteinander in Eingriff stehen. Das Pumpengehäuse 50 weist an seiner zur Zwischenplatte 51 liegenden Endwand Ausnehmungen und Kanäle für die Verteilung von Druckmittel auf.

Die Pumpennabe bzw. Wandlernabe 38 ist in der Bohrung 40 der Endwand 42 des Drehmomentwandlergehäuses 44 über eine Gleitlagerbuchse 54 abgestützt und einem Wellendichtring 55 abgedichtet.

Das freie, poligonprofilierte Ende 56 der Wandlernabe 38 wirkt mit einer entsprechend gestalteten Aufnahmeöffnung 57 im Ritzel 52 dieses antreibend zusammen.

In Fig. 2 ist der Bereich der Lageranordnung und Abdichtung für die Wandlernabe mit den zusammenwirkenden Bauteilen zur Druckmittelverteilung vergrößert dargestellt.

Aus den in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Ansichten der Laby­ rinthseite des Drehmomentwandlergehäuses 44 bzw. der Kanal­ seite des Pumpengehäuses 50 in Verbindung mit den bezeich­ neten Kanälen und den Bohrungen in der Zwischenplatte 51 wird nachfolgend die erfindungsgemäße Lageranordnung und Abdichtung näher erläutert. Die hierfür wesentlichen Kanäle sind in den Fig. 3 und 4 mit einer ein Druckmittel darstel­ lenden Strichelung versehen.

So ist aus Fig. 3 ein Saugkanal 61, ein Druckkanal 62, ein Wandlerfüllkanal 64 und ein Wandlerentleerkanal 63 bezeich­ net. Darüber hinaus ist noch ein Schmiermittelkanal 65, ein Schnellgang-Kupplungskanal 66, ein Kühler-Zufuhrkanal 68 und ein Kühler-Rückkehrkanal 67 aufgezeigt.

Eine mögliche unmittelbare Verbindung zwischen dem Kühler­ zufuhrkanal 68 und dem Bereich zwischen dem Ritzel 52 und der Gleitlagerbuchse 54 ist in Strich-Punkt-Linien bei 69 eingezeichnet. Dieser zusätzliche Kanal 69 ermöglicht die Zufuhr von Druckmittel zur Aufrechterhaltung der Schmierung der Gleitlagerbuchse 54 und zur Druckentlastung des Ritzels 52.

Wie bereits aus Fig. 1 aber auch aus Fig. 5 ersichtlich, ist das Ritzel 52 an seiner poligonförmigen Aufnahmeöff­ nung 57 mit einer umlaufenden Nut 70 zur Aufnahme eines O-Ringes 71 ausgebildet. Diese umlaufende Nut 70 kann durch eine entsprechende aufwendige Fräsoperation hergestellt werden, wie jedoch aus Fig. 5 ersichtlich ist, kann das Ritzel 52 auch in einer zweiteiligen Form hergestellt wer­ den, wodurch das Ritzel z. B. durch Preßsintern hergestellt werden kann und das Schließen der umlaufenden Nut 70 durch einen eingesetzten Schließring 73 vorgenommen wird.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind auch an der Kanalseite des Pumpengehäuses 50 verschiedene Kanäle 75, 76 und 77 vorgesehen, wobei ein Verbindungskanal 78 in Verbindung mit der Zufuhr von Druckmittel zur Schmierung zur Gleitlager­ buchse 54 von Bedeutung ist.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist dieser Verbindungskanal 78 an Stelle der unmittelbaren, in Strich-Punkt-Linien an­ gedeuteten Verbindung 69 dazu vorgesehen, daß das im Küh­ ler-Zufuhrkanal 68 vorhandene Druckmittel zunächst über eine erste Bohrung 79 durch die Zwischenplatte 51 in diesen Verbindungskanal 78 übertreten muß, bevor es über eine wei­ tere Bohrung 80 wieder in den Bereich zwischen dem Ritzel 52 und der Gleitlagerbuchse 54 geführt wird. Diese beiden Bohrungen 79 und 80 ermöglichen es, den Zustrom von Druck­ mittel zur Schmierung der Lagerbuchse durch eine entspre­ chende Kalibrierung dieser Bohrungen entsprechend den Er­ fordernissen genau abzustimmen.

Durch die vorgehend erläuterten erfindungsgemäßen Maßnah­ men, wird in jedem Betriebsbereich des hydrokinetisch-me­ chanischen Automatik-Getriebes eine zuverlässige Abdichtung des Anlegedruckraumes der Wandlerüberbrückungskupplung ge­ genüber dem Ölsumpf erzielt und darüber hinaus eine zuver­ lässige Schmierung der Gleitlagerbuchse zur Abstützung der Wandlernabe sichergestellt. Durch die Druckentlastung des Ritzels und des O-Ringes innerhalb des Ritzels werden dar­ über hinaus Leckagen vermieden, die auch bei der normalen Versorgung des Automatik-Getriebes mit Druckmittel störend in Erscheinung treten konnten.

Claims (3)

1. Lageranordnung und Abdichtung für die Wandlernabe eines hydrokinetisch-mechanischen Automatik-Getriebes für Kraftfahrzeuge, mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Wandlernabe (38), die mit ihrem freien poligonprofilier­ ten Ende (56) über eine entsprechende Aufnahmeöffnung (57) das Ritzel (52) einer Sichel-Zahnradpumpe antreibt und die in einer Bohrung (40) der Endwand (42) eines Drehmomentwandler-Gehäuses (44) über eine Gleitlager­ buchse (54) abgestützt und einen Wellendichtring (55) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - das Ritzel (52) an seiner poligonprofilierten Auf­ nahmeöffnung (57) mit einer umlaufenden Nut (70) ver­ sehen ist und
• - ein O-Ring (71) in der umlaufenden Nut (70) aufge­ nommen ist und
• - über Kanäle bzw. Bohrungen (68, 69 bzw. 68, 79, 78 und 80) an der Labyrinthseite des Drehmomentwandler­ gehäuses (44), in einer an sich bekannten Zwischen­ platte (51) und an der Kanalseite des Pumpengehäuses (50) Druckmittel in den Bereich zwischen dem Ritzel (52) und der Gleitlagerbuchse (54) geführt wird.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Bohrungen (79 und 80) in der Zwischenplatte (51) eine genaue Kalibrierung der Zufuhr von Schmiermittel in den Bereich zwischen dem Ritzel (52) und der Gleitlagerbuchse (54) ermöglichen.

3. Lageranordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die in der poligonprofilierten Aufnahmeöffnung (57) vorgesehene umlaufende Nut (70) durch einen einge­ setzten Schließring (73) vervollständigt wird.