DE60124200T2

DE60124200T2 - Leistungsübertragungsvorrichtung mit Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE60124200T2
Application number: DE60124200T
Authority: DE
Inventors: Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Hosei Suzuki
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2007-09-13
Also published as: EP1205688A3; EP1205688B1; EP1205688A2; JP2002147566A; DE60124200D1; US6648112B2; DE60124200T8; US20020056599A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragungsvorrichtung mit einem Drehmomentwandler, bei der eine Verriegelungskupplung mit einer Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, und im spezielleren auf eine Vorrichtung, die zum Reduzieren von Vibrationen zum Zeitpunkt des Einrückens einer Verriegelungskupplung in der Lage ist.
Herkömmlicherweise ist der Drehmomentwandler an der ein Automatikgetriebe aufweisenden Kraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen von Kraft eines Motors auf das Automatikgetriebe angebracht. Zum Reduzieren eines Leistungsverlusts des Drehmomentwandlers und zum Verbessern einer spezifischen Kraftstoffverbrauchsleistung eines Fahrzeugs wird eine Konstruktion verwendet, bei der eine direkt gekoppelte Kupplung, nämlich die Verriegelungskupplung, in dem Drehmomentwandler derart montiert wird, daß eine Eingangswelle des Automatikgetriebes direkt an eine Kurbelwelle angeschlossen wird.
Was das Automatikgetriebe anbelangt, so gibt es normale Automatikgetriebe (die im folgenden auch als AT bezeichnet werden) mit einem Planetengetriebe oder dergleichen sowie automatisierte manuelle Getriebe (die im folgenden auch als AMT bezeichnet werden) mit einer Vielzahl von Übertragungsgetriebezügen. Das automatische manuelle Getriebe AMT basiert auf der Konstruktion eines Getriebes vom manuellen Typ und beinhaltet eine Eingangswelle, die an einen Motor angeschlossen ist und auf der eine Vielzahl von Antriebszahnrädern angebracht ist, sowie eine Ausgangswelle, die an Antriebsräder angeschlossen ist und auf der eine Vielzahl angetriebener Zahnräder angebracht ist, die mit den Antriebszahnrädern kämmen, um Übertragungsgetriebezüge zu bilden. Die Übertragungsgetriebezüge werden durch eine hydraulisch betätigte Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von einem Fahrzustand automatisch geschaltet.
Bei beiden Typen von Automatikgetrieben wird bei der Montage der Verriegelungskupplung in dem Drehmomentwandler eine Torsionsdämpfungseinrichtung, nämlich eine Dämpfungsfeder, an der Verriegelungskupplung angebracht, um Rotationsschwankungen eines Motors zu absorbieren. Bei der Fahrt in einem Zustand, in dem die Verriegelungskupplung in Eingriff gebracht ist, werden Vibrationen aufgrund der Rotationsschwankungen des Motors über das Automatikgetriebe normalerweise auf den Fahrzeugkörper übertragen.
Man ist der Ansicht, daß das Vibrationsübertragungssystem zum Zeitpunkt des Eingriffs der Verriegelungskupplung durch die folgenden vier Faktoren verursacht wird:

(1) ein Trägheitsmoment der rotierenden Komponenten auf einer vorgeordneten Seite der Torsionsdämpfungseinrichtung in einem Kraftübertragungsweg, nämlich das Trägheitsmoment von diesen auf der Seite des Motors;
(2) ein Trägheitsmoment der rotierenden Komponenten auf einer nachgeordneten Seite der Torsionsdämpfungseinrichtung, nämlich auf der Seite des Automatikgetriebes;
(3) eine Torsionssteifigkeit der die beiden Seiten verbindenden Torsionsdämpfungseinrichtung; und
(4) eine Torsionssteifigkeit der mit dem Fahrzeugkörper in Verbindung stehenden Eingangswelle in dem Automatikgetriebe.

Bei diesem Vibrationsübertragungssystem gibt es einen Primärresonanzpunkt, bei dem das Trägheitsmoment auf der vorgeordneten Seite und das Trägheitsmoment auf der nachgeordneten Seite mit der gleichen Phase schwingen, sowie einen Sekundärresonanzpunkt, bei dem diese Momente jeweils mit gegenläufiger Phase schwingen.
Das japanische Patent Nr. 2836319B (das auch als Veröffentlichung unter der Nummer JP-A-5-079 547 publiziert ist) offenbart eine Konstruktion, bei der eine Trägheitsmasse auf der vorgeordneten Seite der Torsionsdämpfungseinrichtung innerhalb des Drehmomentwandlers, d.h. auf der Motorseite, vorgesehen ist, um Primärvibrationen zu reduzieren, so daß das Trägheitsmoment auf der Seite des Motors erhöht wird.
Beim Fahren in einem Zustand, in dem die Verriegelungskupplung eingerückt ist, wird jedoch nicht nur der primäre Resonanzpunkt, sondern auch der Sekundärresonanzpunkt erzeugt, wie dies vorstehend erwähnt worden ist, bei dem die Trägheitsmomente auf der vorgeordneten Seite und der nachgeordneten Seite mit gegenläufiger Phase schwingen.
Unter der Annahme, daß die Sekundärresonanz bei einem Vier-Zylinder-Motor 30 Hz beträgt, wird die Rotationsschwankung aufgrund von zwei Explosionen pro Umdrehung erzeugt, und somit wird die Motordrehzahl des Sekundärresonanzpunkts ausgedrückt durch 30 × 60/2 = 900 min^–1. Wenn die Verriegelungskupplung eingerückt wird und dabei die Motordrehzahl gleich oder höher als 1200 min^–1 ist oder noch höher ist, liegt der Sekundärresonanzpunkt sehr nahe bei einem Bereich für den praktischen Einsatz, so daß ein Niedrigfrequenzton oder Niedrigfrequenz-Vibrationen entstehen können.
Man ist der Ansicht, daß eine Verfahrensweise zum Verringern des Sekundärresonanzpunkts darin besteht, die Torsionssteifigkeit der Torsionsdämpfungseinrichtung und der Eingangswelle zu reduzieren sowie ferner eine Verteilung der Trägheitsmomente zwischen der vorgeordneten Seite der Torsionsdämpfungseinrichtung und der nachgeordneten Seite von dieser zu optimieren.
Obwohl das vorstehend genannte japanische Patent zum Vermindern des Primärresonanzpunkts zur Verfügung steht, da die Trägheitsmasse auf der vorgeordneten Seite der Torsionsdämpfungseinrichtung vorgesehen ist, ist es mit diesem nicht möglich, den Sekundärresonanzpunkt zu vermindern. Somit kann das herkömmliche Verfahren nicht die Übertragung des Niedrigfrequenztons in einen Fahrgastraum verhindern.
Die US 5 685 404 wird als nächstkommender Stand der Technik betrachtet und offenbart die Merkmale gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, Niedrigfrequenztöne oder Vibrationen zu reduzieren, die in einem Kraftübertragungssystem einer Kraftübertragungsvorrichtung mit einem Drehmomentwandler auftreten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftübertragungsvorrichtung mit einem Drehmomentwandler geschaffen, wobei die Kraftübertragungsvorrichtung folgendes aufweist: einen Drehmomentwandler, der mit einem Pumpenlaufrad, das an eine Kurbelwelle eines Motors anschließbar ist, sowie mit einem Turbinenläufer versehen ist, der dem Pumpenlaufrad gegenüberliegend angeordnet ist.
Eine Verriegelungskupplung ist innerhalb des Drehmomentwandlers mit einer Torsionsdämpfungseinrichtung angebracht und mit dem Turbinenläufer auf einer nachgeordneten Seite von diesem verbunden sowie dazu vorgesehen, die Kurbelwelle mit dem Turbinenläufer in Eingriff zu bringen bzw. von diesem zu trennen.
Eine Turbinenwelle ist mit dem Turbinenläufer verbunden, und eine Eingangskupplung ist außenseitig von dem Drehmomentwandler positioniert und mit der Turbinenwelle auf einer vorgeordneten Seite von dieser verbunden sowie an eine Eingangswelle eines Getriebes auf einer nachgeordneten Seite von dieser anschließbar und dazu vorgesehen, die Turbinenwelle mit der Eingangswelle in Eingriff zu bringen bzw. von dieser zu trennen.
Eine Trägheitsmasse ist an einer äußeren peripheren Seite der Eingangskupplung vorgesehen und dazu ausgebildet, auf den Fahrzeugkörper übertragene Vibrationen zu reduzieren, indem der Wert der Motordrehzahl verringert wird, bei dem ein Sekundärresonanzpunkt auftritt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen noch besser verständlich; darin zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer Hälfte eines Drehmomentwandlers bei einer Kraftübertragungsvorrichtung gemäß einem ersten Beispiel, das nicht von den Ansprüchen umfaßt ist;
2 eine Kennliniendarstellung zur Erläuterung einer Relation zwischen einer Motordrehzahl und einer Rotationsschwankung einer Eingangswelle bei der Kraftübertragungsvorrichtung der 1;
3 eine Schnittdarstellung der Hälfte der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
4A eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß einem zweiten Beispiel, das nicht von den Ansprüchen abgedeckt ist;
4B eine Betriebstabelle zur Erläuterung der Beziehung zwischen einem in Eingriff gebrachten Zustand und/oder einem gelösten Zustand von Reibungseingriffselementen sowie einem Übertragungsgetriebeverhältnis bei dem Automatikgetriebe der 4A; und
5 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung des Teils des Automatikgetriebes, der in 4A dargestellt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Hälfte eines Drehmomentwandlers bei einer Kraftübertragungsvorrichtung gemäß einem Beispiel, das nicht von den Ansprüchen abgedeckt ist. Ein Drehmomentwandler 10 ist zwischen einer Kurbelwelle 11 eines Motors und einer Hauptwelle eines Automatikgetriebes, d.h. einer Eingangswelle 12, vorgesehen. Der Drehmomentwandler 10 beinhaltet ein pumpenseitiges Außengehäuse 14, in dem ein Pumpenlaufrad 13 vorgesehen ist, sowie eine an diesem angebrachte vordere Abdeckung 15. Die vordere Abdeckung 15 ist an einer Antriebsplatte 16 befestigt, die an der Kurbelwelle 11 angebracht ist.
Ein Turbinenläufer 17 ist dem Pumpenlaufrad 13 gegenüberliegend angeordnet, wobei der Turbinenläufer 17 an einem drehbaren Halter 18 befestigt ist. Ein zwischen dem Pumpenlaufrad 13 und dem Turbinenläufer 17 angeordneter Stator 19 ist über eine Einwegkupplung 20 an einem Halter 21 abgestützt, und ferner ist der Halter 21 mittels einer Hohlwelle (nicht gezeigt) an einem Getriebegehäuse angebracht.
Eine Verriegelungskupplung 23 ist an einer mit der Eingangswelle 12 verbundenen Nabe 22 mittels einer Längsnutverbindung angebracht. Die Verriegelungskupplung 23 beinhaltet eine Verriegelungsscheibe 24, die an einer äußeren Peripherie der Nabe 22 derart angebracht ist, daß sie in bezug auf die Nabe 22 frei relativ drehbar ist, und ein mit der vorderen Abdeckung 15 in Eingriff tretendes Reibungselement 25 ist an der Verriegelungsscheibe 24 angebracht.
Ein Eingriff zwischen der Verriegelungsscheibe 24 und der vorderen Abdeckung 15 wird durch einen Hydraulikdruck aufgehoben, der innerhalb einer Ölkammer 26 aufgebracht wird, die zwischen der vorderen Abdeckung 15 und der Verriegelungsscheibe 24 gebildet ist. Beim Freisetzen des Hydraulikdrucks verschiebt sich die Verriegelungsscheibe 24 nach vorn und tritt in direkte Verbindung mit der Kurbelwelle 11.
Eine Platte 27 auf einer vorgeordneten Seite ist an einem zentralen Bereich der Verriegelungsscheibe 24 angebracht, eine Torsionsdämpfungseinrichtung 29 ist zwischen einer Platte 28 auf einer nachgeordneten Seite, die in diametraler Richtung außenseitig von der Platte 27 auf der vorgeordneten Seite angeordnet ist, und der Platte 27 auf der vorgeordneten Seite angebracht, und eine Rotationsbewegung der Platte 27 auf der vorgeordneten Seite wird über die Torsionsdämpfungseinrichtung 29 auf die Platte 28 auf der nachgeordneten Seite übertragen.
Eine Eingangskupplung 30 ist zwischen der Nabe 22 und dem Turbinenläufer 17 vorgesehen. Die Eingangsscheibe 30 beinhaltet eine Kupplungsscheibe 32, die mit einem Stift 31 an der Nabe 22 angebracht ist, sowie eine Kupplungstrommel 33, die an dem Turbinenläufer 17 angebracht ist. In der Kupplungstrommel 33 ist eine Trägheitsmasse 34 in integraler Weise vorgesehen. Die Trägheitsmasse 34 ist blockförmig ausgebildet, indem eine Dicke der Kupplungstrommel 33 zunehmend ausgebildet ist, und hat die Funktion eines Schwungrads mit einer vorbestimmten Trägheitskraft.
Bei Anbringung der Kupplungstrommel 33 an dem Turbinenläufer 17 kann diese die Funktion einer Kupplungstrommel ausführen, indem eine Dicke derart gewählt wird, wie diese in 1 in strichpunktierter Linie dargestellt ist. Es ist jedoch auch möglich, die Trägheitsmasse 34 unter Verwendung eines toten Raums zwischen der Kupplungstrommel 33 und dem pumpenseitigen äußeren Gehäuse 14 zu bilden sowie die Dicke der Kupplungstrommel 33 zu erhöhen, so daß das Trägheitsmoment der rotierenden Elemente einschließlich des Turbinenläufers 17 gesteigert werden kann.
Obwohl die Kupplungstrommel 33 und die Trägheitsmasse 34 in der Darstellung gemäß 1 in integraler Weise ausgebildet sind, können diese Teile auch jeweils unabhängig ausgebildet sein, und die Trägheitsmasse 34 kann an einer Außenseite der Kupplungstrommel 33 angebracht sein.
Eine kupplungsbetätigte Scheibe 35 ist in der Kupplungstrommel 33 derart angebracht, daß sie in Axialrichtung von dieser frei beweglich ist, und ein äußerer peripherer Bereich der Kupplungsscheibe 32 befindet sich zwischen der Kupplungstrommel 33 und der kupplungsbetätigten Scheibe 35, wobei Reibungselemente an beiden Oberflächen der äußeren peripheren Bereiche vorgesehen sind.
Ein Kupplungskolben 36 ist zwischen der Außenumfangsfläche der Nabe 32 und der Kupplungstrommel 33 derart angebracht, daß er in Axialrichtung frei hin und her beweglich ist. Wenn sich der Kupplungskolben 36 aufgrund eines Hydraulikdrucks in Richtung auf die Kupplungsscheibe 32 bewegt, der in einer seitlich von der Torsionsdämpfungseinrichtung 29 in bezug auf den Kupplungskolben 36 ausgebildeten Ölkammer 37 aufgebracht wird, dann wird die Kupplungsscheibe 32 mit der als Kupplungstrommel wirkenden Trägheitsmasse 34 in Eingriff gebracht.
Beim Eingriff in der vorstehend beschriebenen Weise dreht sich die Trägheitsmasse 34 in integraler Weise mit der Kupplungsscheibe 32. Beim Erhöhen eines Drucks innerhalb einer Ölkammer 38, die von dem Kupplungskolben 36 und der Kupplungstrommel 33 umgeben ist, über den Druck im Inneren der Ölkammer 37 wird der Eingriff der Eingangskupplung 30 aufgehoben.
Ein in Richtung auf die Verriegelungsscheibe 24 vorstehender Vorsprung 39 ist an der Kupplungstrommel 33 vorgesehen, wobei Verzahnungsbereiche, die an jedem äußeren peripheren Bereich des Kupplungskolbens 36 und der Platte 28 auf der nachgeordneten Seite ausgebildet sind, mit in dem Vorsprung 39 ausgebildeten Nuten in Eingriff treten, so daß sich der Kupplungskolben 36 und die Platte 28 auf der nachgeordneten Seite in integraler Weise mit der Trägheitsmasse 34 und dem Turbinenläufer 17 drehen können. Ein Schnappring 40 ist an dem Vorsprung 39 angebracht, um dadurch einen Anschlag für den Kupplungskolben 36 zum Zeitpunkt des Trennens der Eingangskupplung 30 zu bilden.
Der Drehmomentwandler 10, wie er in 1 gezeigt ist, wird an dem automatisierten manuellen Getriebe AMT angebracht, das eine Vielzahl von Übertragungsgetriebezügen auf der Basis der Konstruktion des manuellen Getriebes aufweist. Das automatisierte manuelle Getriebe ist in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet, wobei eine Vielzahl von Übertragungsgetriebezügen mit einer Vielzahl von Antriebszahn rädern, die auf der Eingangswelle 12 angebracht sind, sowie mit einer Vielzahl von angetriebenen Zahnrädern, die auf der Ausgangswelle angebracht sind, gebildet ist, wobei die die Kraft übertragenden Übertragungsgetriebezüge in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen durch die hydraulisch betätigte Betätigungseinrichtung automatisch geschaltet werden.
Bei der Kraftübertragungsvorrichtung mit einer derartigen Konstruktion befindet sich die Eingangskupplung 30 im getrennten Zustand, wenn die Übertragungsgetriebezüge zum Ausführen eines Gangwechsels oder zum Starten des Motors geschaltet werden. Wenn die Eingangskupplung 30 getrennt ist, wird die Rotationsbewegung der Kurbelwelle 11 selbst dann nicht auf die Eingangswelle 12 übertragen, wenn die Verriegelungskupplung 23 im eingerückten Zustand ist.
In dem Zustand dagegen, in dem die Verriegelungskupplung 23 gelöst ist und auch die Eingangskupplung 30 aufgrund des Betriebs des Kupplungskolbens 36 in den Eingriffszustand eingerückt wird, befindet sich der Drehmomentwandler 10 in einem Betriebszustand, und die Rotationsbewegung des Turbinenläufers 17 wird über die Kupplungsscheibe 32 und die Nabe 22 auf die Eingangswelle 12 übertragen. Wenn die Verriegelungskupplung 23 in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen in einen direkt gekoppelten Zustand, d.h. einen Verriegelungszustand, geschaltet wird, so wird die Rotationsbewegung der Kurbelwelle 11 über die Verriegelungsscheibe 24 auf die an der Verriegelungsscheibe 24 befestigte Platte 27 auf der vorgeordneten Seite übertragen.
Als nächstes wird die Rotationsbewegung der Platte 27 auf der vorgeordneten Seite zu der Platte 28 auf der nachgeordneten Seite übertragen, nachdem die Rotationsschwankung des Motors durch die Torsionsdämpfungseinrichtung 29 absorbiert worden ist, und ferner wird die Rotationsbewegung der Platte 28 auf der nachgeordneten Seite über die Trägheitsmasse 34, die Kupplungsscheibe 32 und die Nabe 22 auf die Eingangswelle 12 übertragen.
Wie vorstehend erwähnt, kommt aufgrund der Tatsache, daß die blockförmige Trägheitsmasse 34 im verriegelten Zustand an dem Turbinenläufer 17 vorgesehen ist, das Trägheitsmoment auf der nachgeordneten Seite der Torsionsdämpfungseinrichtung 29 in dem Kraftübertragungsweg, der die Trägheitsmasse 34 in der Funktion als Schwungrad aufweist, näher an das Trägheitsmoment auf der vorgeordneten Seite, die das an der Kurbelwelle 11 vorgesehene Schwungrad beinhaltet.
Somit kann der Sekundärresonanzpunkt in dem Kraftübertragungssystem abgesenkt werden, da die Sekundärresonanz durch die Trägheitsmomente auf der vorgeordneten Seite und der nachgeordneten Seite der Torsionsdämpfungseinrichtung, durch die Torsionssteifigkeit der eigentlichen Torsionsdämpfungseinrichtung 29 sowie durch die Torsionssteifigkeit der Eingangswelle 12 erzeugt wird.
2 zeigt eine Kennliniendarstellung zur Erläuterung einer Relation zwischen der Motordrehzahl und der Rotationsschwankung der Eingangswelle 12 bei der Kraftübertragungsvorrichtung der 1. In 2 zeigt eine durchgezogene Linie die Kennlinie für den Fall, in dem die Trägheitsmasse 34 an dem Turbinenläufer 17 angebracht ist, während eine unterbrochene Linie die Kennlinie für den Fall veranschaulicht, in dem die Kupplungstrommel 33 mit der Dicke, die in 1 durch die strichpunktierte Linie dargestellt ist, an dem Turbinenläufer 17 angebracht ist, ohne daß die Trägheitsmasse 34 angebracht ist.
Wie in 2 gezeigt, wird bei nicht an der Kupplungstrommel 33 angebrachter Trägheitsmasse 34 der Sekundärresonanzpunkt erzeugt, wenn die Motordrehzahl etwa 900 min^–1 beträgt; dagegen wird durch Anbringen der Trägheitsmasse 34 der Sekundärresonanzpunkt vermindert.
In dem Fall, in dem die Motordrehzahl beispielsweise gleich oder höher als 1200 min^–1 ist, kann somit beim Verbringen der Verriegelungskupplung 23 in den direkt gekoppelten Zustand die Rotationsschwankung der Eingangswelle 12 im Vergleich zu dem Fall, in dem die Trägheitsmasse 34 nicht angebracht ist, vermindert werden, so daß ein Niedrigfrequenzton sowie Vibrationen im Inneren des Fahrgastraums reduziert werden können.
3 zeigt eine Schnittdarstellung einer Hälfte der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In 3 sind die gleichen Elemente wie bei der Kraftübertragungsvorrichtung der 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In 3 ist der Turbinenläufer 17 der Kraftübertragungsvorrichtung an einer mit einer Turbinenwelle 41 verbundenen Turbinennabe 42 mittels einer Längsnutverbindung angebracht. Die Verriegelungskupplung 23 beinhaltet eine Verriegelungsscheibe 43, die über die Torsionsdämpfungseinrichtung 29 mit der Turbinennabe 42 in Verbindung steht, während ringförmige Kupplungsscheiben 44 innerhalb eines zylindrischen Bereichs der vorderen Abdeckung 15 derart angebracht sind, daß sie in Axialrichtung von dieser frei beweglich sind. Ein äußerer peripherer Bereich der Verriegelungsscheibe 43 befindet sich zwischen zwei Kupplungsscheiben 44.
Ein Kupplungskolben 45 ist zwischen der vorderen Abdeckung 15 und der Verriegelungsscheibe 43 angebracht, um die Verriegelungsscheibe 43 mit der Kupplungsscheibe 44 in Eingriff zu bringen und dadurch die Verriegelungskupplung 23 in den direkt gekoppelten Zustand zu bringen oder aber den Eingriff aufzuheben, um die Kupplung 23 in einen gelösten bzw. ausgerückten Zustand zu bringen. Die Verriegelungskupplung 23 gelangt in den direkt gekoppelten Zustand, indem der Hydraulikdruck im Inneren einer zwischen dem Kupplungskolben 45 und der vorderen Abdeckung 15 ausgebildeten Ölkammer 46 auf diese aufgebracht wird.
Die Eingangskupplung 30 ist zwischen der Turbinenwelle 41 und der Eingangswelle 12 in einer Position außenseitig von dem Drehmomentwandler 10 vorgesehen. Die Verriegelungskupplung 23 steht über die Turbinenwelle 41 und die Eingangskupplung 30 mit der Eingangswelle 12 in Verbindung.
Die Eingangskupplung 30 beinhaltet eine auf der Turbinenwelle 41 angebrachte Kupplungstrommel 47 sowie eine auf der Eingangswelle 12 angebrachte Kupplungs nabe 48. Eine Kupplungsantriebsscheibe 51 ist an dem Zylinderbereich der Kupplungstrommel 47 derart angebracht, daß sie in Axialrichtung frei beweglich ist, und eine kupplungsbetätigte Scheibe 52 ist an der Kupplungsnabe 48 derart angebracht, daß sie in Axialrichtung frei beweglich ist.
Zum Betätigen der Eingangskupplung 30 und zum Verbringen von dieser in den eingerückten Zustand und den ausgerückten Zustand ist ein Kupplungskolben 53 an der Kupplungstrommel 47 angebracht, wobei die Eingangskupplung 30 in den eingerückten Zustand gelangt, wenn ein Hydraulikdruck auf eine zwischen dem Kupplungskolben 53 und der Kupplungstrommel 47 ausgebildete Ölkammer 54 aufgebracht wird. Zum Ausüben einer Federkraft in einer Rückkehrrichtung zu dem Kupplungskolben 53 ist eine Rückstellfeder 55 zwischen der Kupplungsnabe 48 und dem Kupplungskolben 53 vorgesehen.
Die Trägheitsmasse 34 ist in integraler Weise an dem Außenumfang des zylindrischen Bereichs der Kupplungstrommel 47 vorgesehen. In diesem Fall kann die Trägheitsmasse 34 auch separat von der Kupplungstrommel 47 ausgebildet sein, d.h. die blockförmige Trägheitsmasse 34 kann an der Kupplungstrommel 47 angebracht werden.
Bei der Kraftübertragungsvorrichtung, wie sie in 3 dargestellt ist, lassen sich die Übertragungsgetriebezüge derart schalten, daß ein Gangwechsel oder ein Starten des Motors in dem Zustand erfolgt, in dem die Eingangskupplung 30 ausgerückt ist. Bei ausgerückter Verriegelungskupplung 23 wird die Rotationsbewegung der Kurbelwelle 11 auf den Turbinenläufer 17 übertragen, wenn die Eingangskupplung 30 aufgrund der Betätigung des Kupplungskolbens 53 eingerückt ist. Die Rotationsbewegung des Turbinenläufers 17 wird über die Turbinenwelle 41 und die Eingangskupplung 30 auf die Eingangswelle 12 übertragen.
Wenn die Verriegelungskupplung 23 in Abhängigkeit von dem Fahrzustand in den verriegelten Zustand geschaltet wird, dann wird die Rotationsbewegung der Kurbelwelle 11 über die vordere Abdeckung 15 auf die Verriegelungsscheibe 43 auf der vorgeordneten Seite der Torsionsdämpfungseinrichtung 29 übertragen. Als nächstes wird die Rotationsbewegung der Verriegelungsscheibe 43 auf die Turbinennabe 42 übertragen, nachdem die Rotationsschwankung des Motors durch die Torsionsdämpfungseinrichtung 29 absorbiert worden ist, sowie ferner über die Turbinenwelle 41 und die Eingangskupplung 30 auf die Eingangswelle 12 übertragen.
Wie vorstehend erwähnt, nähert sich das Trägheitsmoment auf der nachgeordneten Seite der Torsionsdämpfungseinrichtung 29 in dem Kraftübertragungsweg, der mit der als Schwungrad wirkenden Trägheitsmasse 34 versehen ist, an das Trägheitsmoment auf der vorgeordneten Seite an, die das an der Kurbelwelle 11 vorgesehene Schwungrad beinhaltet, da die Kupplungstrommel 47 der Eingangskupplung 30 mit der blockförmigen Trägheitsmasse 34 im verriegelten Zustand versehen ist.
Dadurch kann der Sekundärresonanzpunkt in dem Kraftübertragungssystem, der durch die Trägheitsmomente auf der vorgeordneten Seite und der nachgeordneten Seite, die Torsionssteifigkeit der zwischen den beiden Seiten vorhandenen Torsionsdämpfungseinrichtung 29 sowie die Torsionssteifigkeit der Eingangswelle 12 erzeugt wird, verringert werden.
4 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß einem weiteren Beispiel, das nicht von den Ansprüchen abgedeckt ist. Der Drehmomentwandler 10 bei der Kraftübertragungsvorrichtung der 4A besitzt eine bekannte Konstruktion mit der Verriegelungskupplung 23, wobei das Automatikgetriebe ein normales Automatikgetriebe mit einem Planetengetriebe ist. Das heißt, der Drehmomentwandler 10 beinhaltet die Turbinennabe 42, an der der Turbinenläufer 17 angebracht ist, und die Verriegelungsscheibe 43 ist über die Torsionsdämpfungseinrichtung 29 in dem äußeren Bereich in diametraler Richtung der Turbinennabe 42 vorgesehen.
Wenn die Verriegelungsscheibe 43 mit der vorderen Abdeckung 15 in Eingriff gebracht wird, so gelangt der Drehmomentwandler 10 in den direkt gekoppelten Zustand. Weiterhin beinhaltet das Automatikgetriebe die Eingangswelle 12, die in integraler Weise mit der Turbinenwelle des Drehmomentwandlers 10 ausgebildet ist, wobei ein erster Planetenradmechanismus 61 und eine zweiter Planetenradmechanismus 62 auf der Eingangswelle 12 vorgesehen sind.
Eine Kupplung HC für hohe Gänge, die in einem dritten Drehzahlbereich und einem vierten Drehzahlbereich in Eingriff gebracht wird, ist zwischen einer mit einem Planetenträger 63 des ersten Planetengetriebemechanismus 61 verbundenen Kupplungsnabe 64 und einer auf der Eingangswelle 12 befestigten Kupplungstrommel 65 vorgesehen.
Eine Rückwärts-Kupplung RC, die zum Zeitpunkt einer Rückwärtsfahrt in Eingriff gebracht wird, ist zwischen einer Kupplungsnabe 66, die mit einem Sonnenrad des ersten Planetengetriebemechanismus 61 verbunden ist, und der Kupplungstrommel 65 vorgesehen. Ferner sind Bremsen 2·4B für eine zweite Drehzahl und eine vierte Drehzahl, die einen Bremszustand in einem zweiten Drehzahlbereich und einem vierten Drehzahlbereich hervorrufen, zwischen der Kupplungsnabe 66 und einem Getriebegehäuse vorgesehen.
Eine Kupplung LC für einen niedrigen Gang, die in einem ersten Drehzahlbereich in Eingriff gebracht wird, ist zwischen einer mit dem Planetenträger 63 des ersten Planetengetriebemechanismus 61 verbundenen Kupplungstrommel 67 und einer mit einem Innenrad des zweiten Planetengetriebemechanismus 62 verbundenen Kupplungsnabe 68 vorgesehen. Eine Bremse LRB für einen niedrigen Gang und Rückwärtsfahrt, die in dem ersten Drehzahlbereich sowie bei Rückwärtsfahrt in Eingriff gebracht wird, sowie eine Einwegkupplung FL für einen niedrigen Gang sind zwischen dem Getriebegehäuse und der Kupplungstrommel 67 vorgesehen.
Eine Untersetzungsantriebswelle 71 ist mit einem Planetenträger 69 des zweiten Planetengetriebemechanismus 62 verbunden, wobei die Antriebswelle 71 über Untersetzungszahnräder 72 und 73 mit einer Vorderrad-Ausgangswelle 74 verbunden ist und wobei ferner die Antriebswelle 71 über eine Transferkupplung TC mit einer Hinterrad-Ausgangswelle 75 in Verbindung steht.
4B veranschaulicht eine Beziehung zwischen jedem Einrück- und Ausrückzustand der Reibungseingriffselemente des Automatikgetriebes der 4A und den Übertragungsgetriebeverhältnissen. Ein Gangumschaltvorgang kann durch Schalten des Reibungseingriffselements, d.h. der Kupplung und der Bremse, in den eingerückten Zustand und den ausgerückten Zustand in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen automatisch ausgeführt werden.
5 zeigt eine Schnittdarstellung eines Teils des Automatikgetriebes der 4A. Die Trägheitsmasse 34 ist an dem Außenumfang der mit der Eingangswelle 12 verbundenen Kupplungstrommel 65 in integraler Weise vorgesehen. Ein Kupplungskolben 81 ist an der Kupplungstrommel 65 zum Verbringen der Rückwärtskupplung RC in den eingerückten Zustand und den ausgerückten Zustand angebracht, und ferner ist ein Kupplungskolben 82 zum Betätigen der Kupplung HC für hohe Gänge an dieser angebracht. Bei Rotationsbewegung der Eingangswelle 12 dreht sich auch die Kupplungstrommel 65 stets mit.
Beim Schalten der Verriegelungskupplung 23 in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen in den Verriegelungszustand wird die Rotationsbewegung der Kurbelwelle 11 auf die Verriegelungsscheibe 43 übertragen. Als nächstes wird die Rotationsbewegung der Verriegelungsscheibe 43 über die Turbinennabe 42 auf die Eingangswelle 12 übertragen, nachdem die Rotationsschwankung des Motors durch die Torsionsdämpfungseinrichtung 29 absorbiert worden ist, und ferner wird die Rotationsbewegung der Eingangswelle 12 auf die Kupplungstrommel 65 übertragen, in der die Trägheitsmasse 34 vorgesehen ist. Die Trägheitsmasse 34 kann separat von der Kupplungstrommel 65 vorgesehen sein, d.h. an der Kupplungstrommel 65 angebracht werden.
Wie vorstehend erwähnt, nähert sich das Trägheitsmoment an der nachgeordneten Seite der Torsionsdämpfungseinrichtung 29 in dem Kraftübertragungsweg mit der Trägheitsmasse 34 an das Trägheitsmoment auf der vorgeordneten Seite an, da die blockförmige Trägheitsmasse 34 im verriegelten Zustand in der Kupplungstrommel 65 vorgesehen ist.
Daher kann der Sekundärresonanzpunkt in dem Kraftübertragungssystem, der durch die Trägheitsmomente auf der vorgeordneten Seite und der nachgeordneten Seite, die Torsionssteifigkeit der zwischen den beiden Seiten vorgesehenen Torsionsdämpfungseinrichtung 29 sowie die Torsionssteifigkeit der Eingangswelle 12 erzeugt wird, verringert werden. In diesem Fall ist die Art des Automatikgetriebes nicht auf das in 4 dargestellte Getriebe beschränkt, sondern es kann jeder beliebige Typ verwendet werden, solange dieser mit der Eingangswelle 12 drehbar verbundene Elemente aufweist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann im Umfang der Erfindung in verschiedenartiger Weise modifiziert werden. Obwohl zum Beispiel die gesamte Trägheitsmasse 34 in allen Figuren an dem Außenumfang der Kupplungstrommel 33 vorgesehen ist, kann auch nur ein partieller Bereich von dieser dort vorgesehen sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die als Schwungrad wirkende Trägheitsmasse über die in der Verriegelungskupplung des Drehmomentwandlers vorgesehene Torsionsdämpfungseinrichtung auf der nachgeordneten Seite des Kraftübertragungsweges vorgesehen, so daß es möglich ist, daß das Trägheitsmoment auf der nachgeordneten Seite dem Trägheitsmoment auf der vorgeordneten Seite näher kommt.
Auf diese Weise kann der Sekundärresonanzpunkt in dem Kraftübertragungssystem verringert werden. Infolgedessen lassen sich Niedrigfrequenztöne und Vibrationen verringern, die in den Fahrgastraum übertragen werden. Darüber hinaus ist es möglich, den Verriegelungsbereich bis auf das Niveau der niedrigen Drehzahlen und des hohen Belastungsbereichs zu erweitern, wobei in diesen Bereichen der Kraftstoffverbrauch verbessert werden kann.
Während das derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben worden ist, versteht es sich, daß diese Offenbarungen dem Zweck der Erläuterung dienen und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen im Umfang der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können.

Claims

Kraftübertragungsvorrichtung (10) mit einem Drehmomentwandler, wobei die Kraftübertragungsvorrichtung folgendes aufweist: – einen Drehmomentwandler (10), der mit einem Pumpenlaufrad (13), das an eine Kurbelwelle (11) eines Motors anschließbar ist, sowie mit einem Turbinenläufer (17) versehen ist, der dem Pumpenlaufrad (13) gegenüberliegend angeordnet ist; – eine Verriegelungskupplung (23), die innerhalb des Drehmomentwandlers (10) mit einer Torsionsdämpfungseinrichtung (20) angebracht ist und mit dem Turbinenläufer (17) auf einer nachgeordneten Seite von diesem verbunden ist sowie dazu vorgesehen ist, die Kurbelwelle (11) mit dem Turbinenläufer (17) in Eingriff zu bringen bzw. von diesem zu trennen; dadurch gekennzeichnet, – daß eine Turbinenwelle (41) mit dem Turbinenläufer (17) verbunden ist; – daß eine Eingangskupplung (30) außenseitig von dem Drehmomentwandler (10) positioniert ist und mit der Turbinenwelle (41) auf einer vorgeordneten Seite von dieser verbunden ist sowie an eine Eingangswelle (12) eines Getriebes auf einer nachgeordneten Seite von dieser anschließbar ist und dazu vorgesehen ist, die Turbinenwelle (41) mit der Eingangswelle (12) in Eingriff zu bringen bzw. von dieser zu trennen, – daß eine Trägheitsmasse (34) an einer äußeren peripheren Seite der Eingangskupplung (30) vorgesehen ist und dazu ausgebildet ist, auf den Fahrzeugkörper übertragene Vibrationen zu reduzieren, indem der Wert der Motordrehzahl verringert wird, bei dem ein Sekundärresonanzpunkt auftritt.