DE10154286A1 - Drehmomentwandler - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft zusammenfassend einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungsvorrichtung, bei dem eine Leistung einer Torsionsfeder vorzugsweise durch Vergrößerung ihrer Abmessung verbessert ist, während eine Vergrößerung einer axialen Dimension des Drehmomentwandlers verhindert wird. Der Drehmomentwandler umfasst einen torischen Fluidbetriebsbereich mit einem Laufrad (10), einem Turbinenrad (11) und einem Leitrad (12). Ein Verhältnis (D2/D1) eines Innendurchmessers (D2) zu einem Außendurchmesser (D1) des Fluidbetriebsbereichs ist gleich oder größer als 0,61.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Drehmoment­ wandler. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungsvorrichtung.

Im Allgemeinen kann ein Drehmomentwandler eine sanfte bzw. ru­ hige Beschleunigung und Verzögerung ausführen, da Leistung mittels eines Fluids übertragen wird. Jedoch kann ein Verlust von Energie aufgrund von Fluidschlupf auftreten, was zu einer geringen Kraftstoffausnutzung führt. Daher wurden im Stand der Technik Drehmomentwandler vorgeschlagen, welche eine Überbrüc­ kungsvorrichtung zum mechanischen Verbinden einer eingangssei­ tigen vorderen Abdeckung und einem ausgangsseitigen Turbinen­ rad vorgeschlagen. Die Überbrückungsvorrichtung ist in einem Raum zwischen der vorderen Abdeckung und dem Turbinenrad ange­ ordnet. Die Überbrückungsvorrichtung ist im Wesentlichen aus einem scheibenförmigen Kolben, einer angetriebenen Platte und einer Torsionsfeder gebildet. Der scheibenförmige Kolben kann gegen die vordere Abdeckung gedrückt werden. Die angetriebene Platte ist an der Rückseite des Turbinenrads befestigt. Die Torsionsfeder verbindet den Kolben und die angetriebene Platte elastisch in einer Rotationsrichtung. Ein ringförmiges Reib­ element ist am Kolben angeordnet und liegt einer flachen Reib­ fläche der vorderen Abdeckung gegenüber.

Bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Überbrückungs­ vorrichtung wird eine Betätigung des Kolbens durch Änderung des Hydraulikdrucks in einer Fluidkammer gesteuert. Hydraulik­ fluid wird vorzugsweise zwischen den Kolben und die vordere Abdeckung von einem äußeren Hydraulikkreis zugeführt, wenn die Überbrückungsvorrichtung außer Eingriff ist. Dieses Hydraulik­ fluid strömt radial durch einen Raum zwischen der vorderen Ab­ deckung und dem Kolben nach außen und strömt in einen Drehmo­ mentwandlerhauptkörper an einer äußeren Umfangsabschnittssei­ te. Bei einer Überbrückungsverbindung ist das Hydraulikfluid in einem Raum zwischen der vorderen Abdeckung und dem Kolben von einer inneren Umfangsseite abgelassen. Dadurch bewegt sich der Kolben in Richtung der vorderen Abdeckung infolge eines Hydraulikdruckunterschieds. Das am Kolben vorgesehene Reibele­ ment wird gegen die Reibfläche der vorderen Abdeckung ge­ drückt. Somit wird Drehmoment von der vorderen Abdeckung auf die Turbinenradseite durch die Überbrückungsvorrichtung über­ tragen.

Andererseits ist eine verbesserte Performance des Dämpferme­ chanismus zwischen geringen Drehzahlen eines Fahrzeugs und Vergrößerungen des Drehmoments wünschenswert. In den letzten Jahren ist ein Drehmomentwandler bekannt geworden, bei dem Drehmoment mittels eines Fluids nur dann übertragen wird, wenn das Fahrzeug startet und die Überbrückungsvorrichtung greift beispielsweise bei Geschwindigkeiten von 20 km pro Stunde oder größer ein. Bei einem derartigen Aufbau, bei dem ein Überbrüc­ kungsbereich vergrößert ist, ist eine verbesserte Performance bzw. Leistung der Torsionsfeder wünschenswert, um Torsions­ schwingungen in Reaktion auf Drehmomentänderungen von einem Motor in ausreichender Weise zu absorbieren und zu dämpfen. Somit sind verbesserte Schwingungsabsorptions/Dämpfungscharak­ teristiken für Torsionsschwingungen durch Erhöhung eines Durchmessers der Torsionsfedern wünschenswert. Da jedoch die Torsionsfeder in Axialrichtung zwischen der vorderen Abdeckung und dem Turbinenrad angeordnet ist, vergrößern sich die Abmes­ sungen des gesamten Drehmomentwandlers, wenn die Torsionsfe­ derabmessung vergrößert wird.

Von daher existiert eine Notwendigkeit für einen Drehmoment­ wandler, welcher die oben erläuterten Probleme im Stand der Technik überwindet. Die vorliegende Erfindung richtet sich auf diese Notwendigkeit im Stand der Technik sowie auch auf andere Notwendigkeiten, welche dem Fachmann aus der vorliegenden Of­ fenbarung ersichtlich werden.

Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Lei­ stung einer Torsionsfeder, vorzugsweise durch Vergrößerung ih­ rer Abmessung, zu verbessern, wobei eine Vergrößerung einer axialen Dimension des Drehmomentwandlers mit Überbrückungsvor­ richtung verhindert werden soll.

Diese Aufgabe wird durch einen Drehmomentwandler mit den Merk­ malen des Anspruchs 1 bzw. 10 gelöst. Die Unteransprüche zei­ gen jeweils bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfin­ dung.

Ein Drehmomentwandler gemäß einem ersten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung weist einen toxischen Fluidbetätigungs- bzw. -an­ triebsbereich auf, welcher ein Laufrad, ein Turbinenrad und ein Leitrad umfasst. Ein Verhältnis (D2/D1) eines Innendurch­ messers D2 zu einem Außendurchmesser D1 des Fluidantriebsbe­ reichs ist gleich oder größer als 0,61. Da bei diesem Drehmo­ mentwandler der Innendurchmesser des Fluidbetriebsbereichs größer als der im Stand der Technik ist, ist es möglich, die Torsionsfeder der Überbrückungsvorrichtung an einer inneren Umfangsseite des Fluidbetätigungsbereichs anzuordnen. Deshalb ist es möglich, die Abmessung der Torsionsfeder in ausreichen­ der Weise zu erhöhen, um die Leistung der Torsionsfeder zu verbessern, ohne die axialen Abmessungen des Drehmomentwand­ lers zu vergrößern.

Bei einem Drehmomentwandler gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Drehmomentwandler gemäß dem ersten Aspekt ein Verhältnis auf, bei dem sich D2/D1 in einem Bereich von 0,61 bis 0,77 befindet. Wenn D2/D1 gleich oder größer als 0,77 wird, wird ein Strömungswegbereich im Torus sehr klein, und daher verringert sich eine auf die Schaufeln wirkende Strömungsrate. Somit würde eine Drehmomentkapazität des Laufrades klein. Überdies wird ein Radius eines Auslasses des Turbinenrads groß und der Maximalwirkungsgrad des Drehmo­ mentwandlers würde sich verringern.

Ein Drehmomentwandler gemäß einem dritten Aspekt der vorlie­ genden Erfindung weist eine vordere Abdeckung, einen Fluidbe­ triebsbereich und eine Überbrückungsvorrichtung auf. Der Fluidbetriebsbereich umfasst ein Laufrad, ein Turbinenrad und ein Leitrad, welches mit der vorderen Abdeckung verbunden ist. Die Überbrückungsvorrichtung ist zwischen der vorderen Abdec­ kung und dem Turbinenrad angeordnet, um die vordere Abdeckung und das Turbinenrad mechanisch miteinander zu verbinden. Die Überbrückungsvorrichtung weist eine Torsionsfeder zur Absorp­ tion und Dämpfung von Torsionsschwingungen auf. Ein äußerer Umfangsrand der Torsionsfeder ist an einer inneren Umfangssei­ te eines inneren Umfangsrands des Fluidbetriebsbereichs ange­ ordnet.

Bei diesem Drehmomentwandler ist die Torsionsfeder der Über­ brückungsvorrichtung nicht Seite an Seite mit dem Fluidbe­ triebsbereich in einer Axialrichtung angeordnet, sondern an einer radial inneren Seite des Fluidbetriebsbereichs angeord­ net. Deshalb ist es möglich, die Abmessungen der Torsionsfe­ dern in ausreichender Weise zu vergrößern, um die Leistung der Torsionsfeder zu verbessern, ohne die axialen Dimensionen des Drehmomentwandlers zu vergrößern.

Diese und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgen­ den detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnun­ gen deutlicher, in welchen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt sind. In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Drehmo­ mentwandlers gemäß einem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1, welche einen Kupplungsverbindungsbereich einer Über­ brückungsvorrichtung zeigt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand des bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels beschrieben.

(1) Aufbau

In den Fig. 1 und 2 stellt die linke Seite eine Motorseite dar, während die rechte Seite eine Getriebeseite darstellt.

Fig. 1 zeigt einen Drehmomentwandler 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Drehmomentwandler 1 im Wesentlichen aus einer vorderen Abdeckung 2, einem torischen Fluidbetätigungsbereich 3 und einer Überbrückungsvorrichtung 4 gebildet. Der torische Fluidbetätigungsbereich 3 ist aus drei Arten von Schaufelrä­ dern (einem Laufrad 10, einem Turbinenrad 11 und einem Leitrad 12) gebildet. Die Schaufelräder sind konzentrisch zur vorderen Abdeckung 2 angeordnet. Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist in einem Raum zwischen der vorderen Abdeckung 2 und dem Turbinen­ rad 11 in einer Axialrichtung angeordnet. Die vordere Abdec­ kung 2 und ein Laufradgehäuse 15 des Laufrads 10 sind mitein­ ander mittels Schweißen an ihren äußeren Umfangsbereichen be­ festigt und bilden eine Fluidkammer A, welche mit Hydraulik­ fluid gefüllt ist.

Die vordere Abdeckung 2 ist ein Element, welchem Drehmoment von einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) von einem Motor übertra­ gen wird. Die vordere Abdeckung 2 ist im Wesentlichen aus ei­ nem scheibenförmigen Hauptkörper 5 gebildet. Ein mittlerer Na­ benwulst 6 ist an einer Mitte des Hauptkörpers 5 befestigt. Wenigstens eine Mutter 7 ist an einer Seitenfläche eines äuße­ ren Umfangsbereichs des Hauptkörpers 5 an der Motorseite befe­ stigt. Ein äußerer zylinder- bzw. rohrförmiger Umfangsbereich 8, welcher sich in Richtung eines Getriebes (nicht gezeigt) erstreckt, ist einstückig mit dem äußeren Umfangsbereich des Hauptkörpers 5 gebildet, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Der äußere rohrförmige Umfangsbereich 8 ist aus einem axialen motorseitigen Bereich 8a und einem axialen getriebeseitigen Bereich 8b gebildet. Der axiale getriebeseitige Bereich 8b ist an einer äußeren Umfangsseite bezüglich des axialen motorsei­ tigen Bereichs 8a angeordnet. Eine innere Umfangsfläche 8c des axialen motorseitigen Bereichs 8a weist einen in Axialrichtung gerade verlaufenden Abschnitt auf. Eine Keilverzahnung 9 ist an einer inneren Umfangsfläche des axialen getriebeseitigen Bereichs 8b gebildet.

Eine ringförmige und flache Reibfläche 70 ist innerhalb und am äußeren Umfangsbereich des Hauptkörpers 5 der vorderen Abdec­ kung 2 gebildet. Die Reibfläche 70 liegt in Axialrichtung dem Getriebe gegenüber.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist der Fluidbetriebsbereich 3 an der Getriebeseite in Axialrichtung in der Fluidkammer A angeord­ net. Somit ist ein innerer Teil der Fluidkammer A in eine Fluidbetriebskammer B und einen Raum C unterteilt. Die Fluid­ betriebskammer B ist ein Raum im Fluidbetriebsbereich 3. Der Raum C ist zwischen dem Hauptkörper 5 der vorderen Abdeckung 2 und dem Turbinenrad 11 gebildet.

Das Laufrad 10 ist aus dem Laufradgehäuse 15, wenigstens einer Laufradschaufel 16, einem Laufradband 17 und einer Laufradnabe 18 gebildet. Jede Laufradschaufel 16 ist innerhalb des Lauf­ radgehäuses befestigt. Das Laufradband 17 ist innerhalb jeder Laufradschaufel 16 befestigt. Die Laufradnabe 18 ist an einem inneren Umfangsrand des Laufradgehäuses 15 befestigt. Jede Laufradschaufel 16 weist eine viel kleinere radiale Abmessung als eine aus dem Stand der Technik bekannte Laufradschaufel auf und ist an einem äußeren umfangsseitigen Bereich des Lauf­ radgehäuses 15 befestigt.

Das Turbinenrad 11 ist derart angeordnet, dass es dem Laufrad 10 in der Fluidkammer A gegenüberliegt. Das Turbinenrad 11 ist aus einem Turbinenradgehäuse 12, mindestens einer Turbinenrad­ schaufel 21, einem Turbinenradband 22 und einer Turbinenradna­ be 23 gebildet. Jede Turbinenradschaufel 21 ist an dem Turbi­ nenradgehäuse 20 befestigt. Das Turbinenradband 22 ist an der Innenseite jeder Turbinenradschaufel 21 befestigt. Die Turbi­ nenradnabe 23 ist an einem inneren Umfangsrand des Turbinen­ radgehäuses 20 befestigt. Jede Turbinenradschaufel 21 weist eine sehr viel kleinere radiale Abmessung auf als die aus dem Stand der Technik bekannten Turbinenradschaufeln und ist an einem äußeren umfangsseitigen Bereich der Turbinenradschaufel 20 befestigt.

Die Turbinenradnabe 23 weist einen zylindrischen Nabenwulst 23a und einen Flansch 23b auf, welcher sich vom Nabenwulst 23a in Richtung einer äußeren Umfangsseite erstreckt. Der Flansch 23b ist an einem inneren Umfangsbereich des Turbinenradgehäu­ ses 20 mittels wenigstens einer Niet 24 befestigt. Eine Keil­ verzahnung 23c ist an einer inneren Umfangsfläche des Naben­ wulstes 23a gebildet. Eine sich von der Getriebeseite erstrec­ kende Welle (nicht gezeigt) befindet sich mit der Keilverzah­ nung 23c im Eingriff. Dadurch wird Drehmoment von der Turbi­ nenradnabe 23 zur Welle (nicht gezeigt) abgegeben. Eine Keil­ verzahnung 25 ist an einer äußeren Umfangsfläche des Flansches 23b der Turbinenradnabe 23 gebildet. Eine äußere Umfangsfläche 26 des Nabenwulstes 23a an der axialen Motorseite verläuft in Axialrichtung gerade.

Das Leitrad 12 ist zwischen einem inneren Umfangsbereich des Laufrades 10 und einem inneren Umfangsbereich des Turbinenra­ des 11 angeordnet. Das Leitrad 12 richtet das von dem Turbi­ nenrad 11 zum Laufrad. 10 zurückkehrende Hydraulikfluid "gera­ de" um das Drehmoment im Drehmomentwandler 1 zu verstärken. Dieser Drehmomentverstärkungsvorgang führt zu höheren Be­ schleunigungsleistungen, wenn ein Fahrzeug gestartet wird. Das Leitrad 12 ist aus einem Leitradträger 27, wenigstens einer Leitradschaufel 28 und einem Leitradband 29 gebildet. Jede Leitradschaufel 28 ist an einer äußeren Umfangsfläche des Leitradträgers 27 vorgesehen. Das Leitradband 29 ist an einer äußeren Umfangsseite jeder Leitradschaufel 28 angeordnet.

Ein innerer umfangsseitiger Bereich einer einlassseitigen Flä­ che der Leitradschaufel 28 ist näher am Getriebe in Axialrich­ tung angeordnet als eine äußere umfangsseitige Fläche. Mit an­ deren Worten weist die einlasseitige Fläche der Leitradschau­ fel 28 eine schräge bzw. sich verjüngende Form auf. Der äußere umfangsseitige Bereich der einlassseitigen Fläche der Leitrad­ schaufel 28 ist in Axialrichtung näher am Motor als an einer axialen Mittelposition C1 des Fluidbetriebsbereichs 3 angeord­ net. Weiter ist der innere umfangsseitige Bereich der einlass­ seitigen Fläche der Leitradschaufel 28 in Axialrichtung näher am Getriebe als der axialen Mittelposition C1 des Fluidbe­ triebsbereichs 3 angeordnet. Durch den oben erwähnten Aufbau ist es möglich, einen Raum an einer inneren Umfangsseite des Fluidbetriebsbereichs 3 zu erhalten und einen Dämpfermechanis­ mus 44 zu verwenden, welcher später beschrieben wird, der eine vergrößerte Abmessung als im Vergleich mit dem Stand der Tech­ nik aufweist. Eine auslasseitige Fläche der Leitradschaufel 28 weist ebenfalls eine schräge bzw. sich verjüngende Form ähnlich zu der der einlassseitigen Fläche auf. Somit weist die Leitradschaufel 28 eine im Wesentlichen konstante axiale Brei­ te auf. Die Leitradschaufel 28 weist sehr viel kleinere radia­ le und axiale Abmessungen als die herkömmlichen Leitradschau­ feln im Stand der Technik auf.

Der Leitradträger 27 ist durch eine befestigte Welle (nicht gezeigt) über eine Freilaufkupplung 30 abgestützt. Der Leit­ radträger 27 erstreckt sich in einer Radialrichtung über eine längere Distanz als die im Stand der Technik bekannten her­ kömmlichen Leitradträger und ist derart gebildet, dass eine Fläche des Leitradträgers 27 an der axialen Motorseite im We­ sentlichen eine Aussparung bzw. Vertiefung in Länge der Fläche aufweist. Ein radialer Zwischenbereich der Fläche des Leit­ radträgers 27 an der axialen Motorseite ist vorzugsweise näher am Getriebe in Axialrichtung als am äußeren umfangsseitigen Bereich und am inneren umfangsseitigen Bereich der einlasssei­ tigen Fläche der Leitradschaufel 28 angeordnet. Der radiale Zwischenbereich der Fläche des Leitradträgers 27 ist in Axial­ richtung näher am Getriebe als an der axialen Mittelposition C1 des Fluidbetätigungsbereichs 3 angeordnet.

Ein innerer umfangsseitiger Bereich (ein Bereich, an dem jede Turbinenradschaufel 21 nicht befestigt ist) des Turbinenradge­ häuses 20 ist vorzugsweise in Axialrichtung bogenförmig bzw. krummlinig in Richtung des Leitradträgers 27 ausgebildet. Wei­ ter ist ein radialer Zwischenbereich des Turbinenradgehäuses 20 in Axialrichtung näher am Getriebe als an der axialen Mit­ telposition C1 des Fluidbetätigungsbereichs 3 angeordnet.

Durch Bilden eines ausgesparten Bereichs durch bogenförmige bzw. krummlinige Ausbildung des Leitradträgers 27 und des Tur­ binenradgehäuses 20 in Richtung der axialen Getriebeseite mit wie oben beschriebenen großen. Beträgen, kann der bevorzugte Raum für den Dämpfermechanismus 44, welcher später beschrieben wird, an der inneren Umfangsseite des Fluidbetätigungsbereich 3 erhalten werden, und insbesondere an der inneren Umfangssei­ te eines Bereichs, welcher dem Turbinenrad 11 entspricht.

Eine erste Unterlegscheibe 32 ist zwischen dem Hauptkörper 5 der vorderen Abdeckung 2 und der Turbinenradnabe 23 in Axial­ richtung angeordnet. Wenigstens eine Aussparung bzw. Nut, wel­ che sich in einer Radialrichtung erstreckt, ist an einer End­ fläche dieser ersten Unterlegscheibe 32 an der axialen Motor­ seite gebildet. Durch jede Aussparung kann Hydraulikfluid zwi­ schen den radial gegenüberliegenden Seiten der ersten Unter­ legscheibe 32 strömen. Eine zweite Unterlegscheibe 33 ist zwi­ schen der Turbinenradnabe 23 und dem Freilauf 30 angeordnet. Wenigstens eine Aussparung bzw. Nut, welche sich in einer Ra­ dialrichtung erstreckt, ist an einer Endfläche der zweiten Un­ terlegscheibe 33 an der axialen Getriebeseite gebildet. Durch jede Aussparung kann Hydraulikfluid zwischen den radial gegen­ überliegenden Seiten der zweiten Unterlegscheibe 33 strömen.

Wenigstens ein Kontaktbereich 27a, welcher sich mit einem in­ neren Umfangsbereich des Laufradgehäuses 15 in Kontakt befin­ det, ist an der axialen Motorseite des Leitradträgers 27 ge­ bildet. Jeder Kontaktbereich 27a ist in Rotationsrichtung ge­ bildet und angeordnet. Ein sich in Radialrichtung erstrecken­ der Zwischenraum ist zwischen jedem benachbarten Kontaktbe­ reich 27a gebildet. Durch jeden Zwischenraum kann Hydraulik­ fluid zwischen den radial gegenüberliegenden Seiten jedes Kon­ taktbereichs 27a strömen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein erster Ölweg eines Hydraulikkreislaufes in axialer Richtung zwischen der Laufrad­ nabe 18 und dem Leitrad 12 verbunden. Ein zweiter Ölweg des Hydraulikkreises ist zwischen dem Leitrad 12 und der Turbinen­ radnabe 23 in axialer Richtung verbunden. Ein dritter Ölweg des Hydraulikkreises ist zwischen der Turbinenradnabe 23 und dem inneren Umfangsbereich der vorderen Abdeckung 2 verbunden. Der erste Ölweg und der zweite Ölweg sind üblicherweise mit dem allgemeinen Hydraulikkreis verbunden und führen Hydraulik­ fluid zum Fluidbetriebsbereich 3 zu oder führen Hydraulikfluid vom Fluidbetriebsbereich 3 ab. Der dritte Ölweg ist in der Welle (nicht gezeigt) gebildet und kann Hydraulikfluid zwi­ schen der vorderen Abdeckung 2 und der Turbinenradnabe 23 zu­ führen, d. h. einem inneren Umfangsbereich des Raumes C, oder Hydraulikfluid vom Raum C ablassen.

Nachfolgend wird der Raum C beschrieben. Der Raum C ist ein ringförmiger Raum, welcher zwischen dem Hauptkörper 5 der vor­ deren Abdeckung 2 und dem Turbinenrad 11 in axialer Richtung gebildet ist. Eine axiale Motorseite des Raumes C ist durch den Hauptkörper 5 der vorderen Abdeckung 2 gebildet. Eine axiale Getriebeseite des Raums C ist durch das Turbinenradge­ häuse 20 des Turbinenrads 11 gebildet. Eine äußere Umfangssei­ te des Raums C ist im Wesentlichen durch eine innere Umfangs­ fläche des äußeren rohrförmigen Umfangsbereichs 8 gebildet. Eine innere Umfangsseite des Raums C ist durch eine äußere Um­ fangsfläche der Turbinenradnabe 23 gebildet. Der Raum C ist mit dem äußeren Hydraulikkreis an der inneren Umfangsseite, d. h. zwischen dem inneren Umfangsbereich der vorderen Abdec­ kung 2 und der Turbinenradnabe 23 verbunden. Der Raum C kommu­ niziert mit der Fluidbetriebskammer B an dem äußeren Umfangs­ bereich des Raums C durch einen Zwischenraum zwischen einem Auslass des Laufrades 10 und einem Einlass des Turbinenrads 11. Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist im Raum C angeordnet, um die vordere Abdeckung 2 und das Turbinenrad 11 mechanisch zu verbinden, und um die Verbindung durch Änderung des Hydrau­ likdrucks im Raum C zu lösen. Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist im Wesentlichen aus einem Kolbenmechanismus 41 und einem zweiten Kolben 42 gebildet.

Der Kolbenmechanismus 41 weist eine Kolbenfunktion auf, so dass er durch die Änderung des Hydraulikdrucks im Raum C von sich aus betätigt wird, und eine Dämpferfunktion zum Absorbie­ ren und Dämpfen von Torsionsschwingungen in Rotationsrichtung auf. Der Kolbenmechanismus 41 ist aus einem ersten Kolben 43 und dem Dämpfermechanismus 44 gebildet. Der erste Kolben 43 ist ein scheibenförmiges Element, welches nahe dem Hauptkörper 5 der vorderen Abdeckung 2 im Raum C angeordnet ist. Der erste Kolben 43 unterteilt den Raum C in einen ersten Raum D an ei­ ner Seite der vorderen Abdeckung 2 und einen zweiten Raum E an einer Seite des Turbinenrades 11. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein äußerer Umfangsbereich des ersten Kolbens 43 als ein Reibverbindungsbereich 49 gebildet, welcher an der axialen Ge­ triebeseite der Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2 ange­ ordnet ist. Der Reibverbindungsbereich 49 ist ein ringförmi­ ger, flacher, plattenförmiger Bereich. Ringförmige Reibelemen­ te 46 sind an axial gegenüberliegenden Seiten des Reibverbin­ dungsbereichs 49 angeordnet. In der nachfolgenden Beschreibung wird auf das Reibelement 46, welches der Reibfläche 70 gegen­ überliegt, als erstes Reibelement 46a Bezug genommen und auf das Reibelement 46 an der gegenüberliegenden Seite als das zweite Reibelement 46b Bezug genommen. Ölnuten, welche durch das erste Reibelement 46a und das zweite Reibelement 46b in Radialrichtung verlaufen, sind an den Oberflächen der ersten und zweiten Reibelemente 46a und 46b gebildet.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein innerer rohrförmiger Umfangsbe­ reich 71 an einem inneren Umfangsrand des ersten Kolbens 43 gebildet. Der innere rohrförmige Umfangsbereich 71 erstreckt sich vom inneren Umfangsrand des ersten Kolbens 43 in Richtung der axialen Getriebeseite. Eine innere Umfangsfläche des inne­ ren rohrförmigen Umfangsbereichs 71 ist zur Bewegung in Axial­ richtung und in Rotationsrichtung durch die äußere Umfangsflä­ che 26 der Turbinenradnabe 23 abgestützt. Eine axiale Getrie­ beseite des inneren rohrförmigen Umfangsbereichs 71 kann mit dem Flansch 23b der Turbinenradnabe 23 in Kontakt kommen. So­ mit ist die Bewegung des ersten Kolbens 23 in Richtung der axialen Getriebeseite beschränkt. Eine ringförmige Aussparung bzw. Nut ist an der äußeren Umfangsfläche 26 gebildet und ein Dichtring 57 ist in der Aussparung angeordnet. Der Dichtring 57 befindet sich mit der inneren Umfangsfläche des inneren rohrförmigen Umfangsbereichs 71 in Kontakt. Durch diesen Dichtring 57 sind der erste Raum D und der zweite Raum E von einander getrennt.

Wie oben beschrieben, kommuniziert ein innerer Umfangsbereich des ersten Raums D mit dem dritten Ölweg und ist vom zweiten Raum E durch den Dichtring 57 getrennt. Ein äußerer Umfangsbe­ reich des ersten Raums D ist vom zweiten Raum E in einem Zu­ stand, in dem sich der Reibverbindungsbereich 49. mit der Reib­ fläche 70 in Verbindung befindet, getrennt, und kommuniziert mit dem zweiten Raum E in einem Zustand, in dem der Reibver­ bindungsbereich 49 von der Reibfläche 70 getrennt ist.

Der Dämpfermechanismus 44 überträgt Drehmoment vom ersten Kol­ ben 43 auf die Turbinenradseite 11 und absorbiert und dämpft Torsionsschwingungen. Der Dämpfermechanismus 44 ist zwischen einem inneren Umfangsbereich des ersten Kolbens 43 und dem in­ neren Umfangsbereich des Turbinenradgehäuses 20 im zweiten Raum E angeordnet. Der Dämpfermechanismus 44 ist im Wesentli­ chen aus einem Antriebselement 50, einem angetriebenen Element 51 und einer Torsionsfeder 52 gebildet. Das Antriebselement 50 ist ein ringförmiges, scheibenförmiges Element, welches in ei­ nem Abstand in Richtung des Motors in Axialrichtung vom ersten Kolben 43 angeordnet ist. Ein äußerer Umfangsbereich des An­ triebselements 50 ist mit dem ersten Kolben 43 durch wenig­ stens eine Niet 56 verbunden. Wenigstens ein rechteckiges Fen­ ster 35 zum Abstützen der Torsionsfeder 52 ist im Antriebsele­ ment 50 gebildet. Jedes rechteckige Fenster 35 verläuft durch das Antriebselement 50 in Axialrichtung und eingeschnittene und umgebogene bzw. aufgerichtete Bereiche, welche in Axial­ richtung in Richtung des Getriebes vorstehen, sind an radial gegenüberliegenden Rändern des rechteckigen Fensters 35 gebil­ det. Ein Abstützbereich 36 ist an einer Position des ersten Kolbens 43 gebildet, welche jedem rechteckigen Fenster 35 ent­ spricht. Der Abstützbereich 36 ist ein vorstehender Bereich, welcher in einer Axialrichtung mittels Ziehen derart gebildet ist, dass eine axiale Getriebeseite des Abstützbereichs 36 ei­ ne ausgesparte Form aufweist. Ein Bereich des Abstützbereichs 36, welcher sich mit der Torsionsfeder 52 in Kontakt befindet, wird einer vorbestimmten Wärmebehandlung ausgesetzt. Wie oben beschrieben, fungiert der erste Kolben 43 als ein Dämpferge­ häuse des Dämpfermechanismus 44 und auf eine der im Stand der Technik notwendigen Antriebsplatten kann verzichtet werden. Dadurch ist die Anzahl von Teilen verringert und der gesamte Aufbau ist einfacher ausgeführt.

Das Antriebselement 50 umfasst einen äußeren Umfangsbereich 50a, einen rohrförmigen Bereich 50b und einen ringförmigen Be­ reich 50c. Der äußere Umfangsbereich 50a ist am ersten Kolben 43 mittels Nieten 56 befestigt. Der rohrförmige Bereich 50b erstreckt sich vom äußeren Umfangsbereich 50a in Richtung des Getriebes in Axialrichtung. Der ringförmige Bereich 50c er­ streckt sich vom rohrförmigen Bereich 50b in Radialrichtung nach innen. Jedes oben beschriebene rechteckige Fenster 35 ist im ringförmigen Bereich 50c gebildet.

Das angetriebene Element 51 ist eine ringförmige Platte und ist zwischen dem ersten Kolben 43 und dem Antriebselement 50 in Axialrichtung angeordnet. Wenigstens eine Fensteröffnung 58, welche sich in Axialrichtung durch das angetriebene Ele­ ment 51 erstreckt, ist an einer Position des angetriebenen Elements 51 gebildet. Jede Fensteröffnung 58 entspricht einem rechteckigen Fenster 35 des Antriebselements 50. Ein rohrför­ miger Bereich 51a, welcher sich in Axialrichtung in Richtung des Getriebes erstreckt, ist am inneren Umfangsrand des ange­ triebenen Elements 51 gebildet. Eine Keilverzahnung 51b, wel­ che sich mit der Keilverzahnung 25 der Turbinenradnabe 23 im Eingriff befindet, ist an einer inneren Umfangsfläche des rohrförmigen Bereichs 51a gebildet. Durch diesen keilverzahn­ ten Eingriff kann sich das angetriebene Element 51 nicht be­ züglich der Turbinenradnabe 23 drehen, kann sich jedoch in Axialrichtung bewegen. Eine äußere Umfangsfläche des rohrför­ migen Bereichs 51a befindet sich in Kontakt mit einer inneren Umfangsfläche des Antriebselements 50. Somit ist das angetrie­ bene Element 51 in einer Radialrichtung bezüglich des An­ triebselements 50 positioniert.

Die Torsionsfeder 52 ist in der Fensteröffnung 58 angeordnet. Die Torsionsfeder 52 ist vorzugsweise eine Schraubenfeder, welche sich in Rotationsrichtung erstreckt. Endbereiche in Ro­ tationsrichtung der Torsionsfeder 52 sind durch die oben be­ schriebenen Fensteröffnungen. 58, rechteckigen Fenster 35 und Abstützbereiche 36 abgestützt. Des Weiteren ist eine axiale Bewegung der Torsionsfeder 52 durch jedes rechteckige Fenster 35 des Antriebselements 50 und den Abstützbereich 36 be­ schränkt. Die Torsionsfeder 52 ist derart angeordnet, dass sie dem inneren Umfangsbe reich des Turbinenradgehäuses 20 ent­ spricht. Ein Bereich der Torsionsfeder 52 ist in einer ausge­ sparten Nut des inneren Umfangsbereichs positioniert.

Der zweite Kolben 42 ist an der axialen Getriebeseite des äus­ seren Umfangsbereichs des ersten Kolbens 43 und an einer äuße­ ren Umfangsseite des Dämpfermechanismus 44 im zweiten Raum E angeordnet. Bezugnehmend auf Fig. 2 ist der zweite Kolben 42 eine ringförmige Platte und umfasst einen Reibverbindungsbe­ reich 68, welcher nahe einer axialen Getriebeseite des Reibverbindungsbereichs 49 angeordnet ist. Der Reibverbin­ dungsbereich 68 weist eine ringförmige flache Druckfläche 69 an einer axialen Motorseite auf. Die Druckfläche 69 liegt dem zweiten Reibelement 46b in Axialrichtung gegenüber.

Eine äußere Umfangsfläche 62 des zweiten Kolbens 42 befindet sich mit der inneren Umfangsfläche 8c des äußeren rohrförmigen Umfangsbereichs 8 in Kontakt und ist durch diese abgestützt. Eine ringförmige Aussparung ist an der äußeren Umfangsfläche 62 ausgebildet und ein D-Ring 63 ist in der Aussparung ange­ ordnet. Der D-Ring 63 befindet sich mit der inneren Umfangs­ fläche 8c in Kontakt, um axial gegenüberliegende Seiten der inneren Umfangsfläche 8d abzudichten. An einer axialen Getrie­ beseite des äußeren Umfangsbereichs des zweiten Kolbens 42 ist ein ringförmiger Bereich 64 gebildet, welcher weiter in Rich­ tung einer äußeren Umfangsseite vorsteht. Eine Keilverzahnung 64a, welche sich mit der Keilverzahnung 9, die am äußeren rohrförmigen Umfangsbe reich der vorderen Abdeckung 2 gebildet ist, im Eingriff befindet, ist an einer äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Bereichs 64 gebildet. Durch diesen keilver­ zahnten Eingriff kann sich der zweite Kolben 42 nicht bezüg­ lich der vorderen Abdeckung 2 drehen, kann sich jedoch in Axialrichtung bewegen. Ein Drahtring 65 ist an dem axialen, getriebeseitigen Bereich 8b des äußeren rohrförmigen Umfangs­ bereichs 8 befestigt und kann mit dem ringförmigen Bereich 64 des zweiten Kolbens 42 in Kontakt kommen. Durch diesen Draht­ ring 65 ist die Bewegung des zweiten Kolbens 42 in Richtung der axialen Getriebeseite beschränkt.

Ein rohrförmiges Element 66 ist an der äußeren Umfangsfläche des rohrförmigen Bereichs 50b des Antriebselements 50 befe­ stigt. Eine äußere Umfangsfläche des rohrförmigen Elements 66 befindet sich mit einer inneren Umfangsfläche des zweiten Kol­ bens 42 in Kontakt und stützt den zweiten Kolben 42 in Radial­ richtung ab. Der zweite Kolben 42 kann sich in Axialrichtung und in Rotationsrichtung bezüglich des rohrförmigen Elements 66 bewegen. Eine ringförmige Aussparung ist in der äußeren Um­ fangsfläche des rohrförmigen Elements 66 gebildet und ein Dichtring 67 ist in der Aussparung angeordnet. Der Dichtring 67 befindet sich mit der inneren Umfangsfläche des zweiten Kolbens 42 in Kontakt und dichtet axial gegenüberliegende Sei­ te der inneren Umfangsfläche ab.

Als Ergebnis des obigen Aufbaus ist ein dritter Raum F zwi­ schen dem äußeren Umfangsbereich des ersten Kolbens 43 und dem zweiten Kolben 42 in Axialrichtung gebildet. Ein innerer Um­ fangsbereich des dritten Raums F ist von anderen Teilen des zweiten Raums E durch den oben beschriebenen Dichtring 67 ge­ trennt. Ein äußerer Urnfangsbereich des dritten Raums F ist in einem Zustand geschlossen, in dem sich der Reibverbindungsbe­ reich 49 und der Reibverbindungsbereich 68 miteinander in Kon­ takt befinden und ist geöffnet in einem Zustand, in dem die Reibverbindungsbereiche 49 und 68 von einander getrennt sind. Wenigstens eine Öffnung 47, welche sich in Axialrichtung durch den ersten Kolben 43 erstreckt, ist am radial inneren Bereich des ersten Reibverbindungsbereichs 49 des ersten Kolbens 43 gebildet. Durch jede Öffnung 47 kommunizieren der erste Raum D und der dritte Raum F miteinander.

Des Weiteren ist an einer äußeren Umfangsseite des Reibverbin­ dungsbereichs 49 des ersten Kolbens 43 ein ringförmiger vier­ ter Raum G durch die zweite Abdeckung 2 und den äußeren Um­ fangsbereich des zweiten Kolbens 42 erhalten. Wenigstens eine Öffnung 42a (Verbindungsbereiche), welche sich in axialer Richtung durch den zweiten Kolben 42 erstreckt, ist am äußeren Umfangsbereich des zweiten Kolbens 42 gebildet. Durch jede Öffnung 42a kommuniziert der vierte Raum G mit dem Raum (zwei­ ter Raum E) an der axialen Getriebeseite des zweiten Kolbens 42. Jede Öffnung 42a ist relativ klein und in einer Umfangs­ richtung angeordnet. Jede Öffnung 42a ermöglicht es, dass Hy­ draulikfluid durch sie hindurchströmt. Jede Öffnung 42a ermög­ licht das Ablassen von Verschmutzungen und die Zufuhr von Hy­ draulikfluid zur Reibfläche während einer Schlupfsteuerung bzw. -regelung, was später beschrieben wird.

Zur Zusammenfassung der obigen Beschreibung wird nachfolgend ein Kupplungsverbindungsbereich 40 der Überbrückungsvorrich­ tung 4 beschrieben. Der Kupplungsverbindungsbereich 40 ist aus der Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2, dem Reibverbin­ dungsbereich 49 des ersten Kolbens 43 und der Druckfläche 69 des Reibverbindungsbereichs 68 des zweiten Kolbens 42 gebil­ det. Somit umfasst der Kupplungsverbindungsbereich 40 zwei Reibflächen. Da der Reibverbindungsbereich 49 und der Reibver­ bindungsbereich 68 Kolben sind, welche sich jeweils in Axial­ richtung bewegen, wirkt eine Druckkraft vom ersten Kolben 43 zwischen der Reibfläche 70 und dem Reibelement 46 und eine Druckkraft vom zweiten Kolben 42 wirkt zwischen dem Reibele­ ment 46 und der Druckfläche 69.

Der zweite Kolben 42 ist an der äußeren Umfangsseite des Dämp­ fermechanismus 44 als ein Eingangselement zur Rotation mit der vorderen Abdeckung 2 angeordnet. Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Innendurchmesser des zweiten Kolbens 42 größer als ein Außendurchmesser des Dämpfermechanismus 44. Weiter ist der zweite Kolben 42 an einem äußeren Umfang des Dämpfermechanis­ mus 44 angeordnet. Deshalb ist ein Raum an einer Axialseite des Dämpfermechanismus 44 nicht beschränkt. Dadurch ist es möglich, eine axiale Abmessung der Torsionsfeder 52 im Dämp­ fermechanismus 44 zu vergrcißern. Somit wird eine Auslegung bzw. Konstruktion des Dämpfermechanismus 44 einfach und es ist möglich, eine Funktion der Torsionsfeder 52, wie beispielswei­ se eine Verringerung der Steifigkeit, zu verbessern. Da des Weiteren der zweite Kolben 42 in Radialrichtung durch einen Bereich des Dämpfermechanismus 44 abgestützt ist, insbesondere durch das Antriebselement 50, ist es nicht notwendig, ein spe­ zielles Element oder einen speziellen Aufbau zum Abstützen des zweiten Kolbens 42 vorzusehen. Somit ist der gesamte Aufbau der Überbrückungsvorrichtung 4 vereinfacht.

Da die innere Umfangsfläche des ersten Kolbens 43 durch den Dichtring 57 (vgl. Fig. 1) abgedichtet ist und die innere Um­ fangsfläche und die äußere Umfangsfläche des zweiten Kolbens 42 durch den Dichtring 67 und den D-Ring 63 abgedichtet sind (vgl. Fig. 2), ist eine unabhängige Hydraulikkammer an der axialen Motorseite des Ersten Kolbens 43 und des zweiten Kol­ bens 42 gebildet. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist diese Hydraulik­ kammer im Wesentlichen der Raum D gemäß der obigen Beschrei­ bung. Der Raum F kann ebenfalls als ein Teil der Hydraulikkam­ mer angesehen werden. Durch Steuerung des Hydraulikdrucks die­ ser Hydraulikkammer ist es möglich, den Eingriff und das Lösen der Überbrückungsvorrichtung 4 zu steuern.

(2) Dimensionsbeziehungen

Nachfolgend werden Dimensionen der jeweiligen Mechanismen des Drehmomentwandlers 1 beschrieben. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Verhältnis (D2/D1) eines Innendurchmessers D2 und eines Außendurchmessers D1 der torischen Fluidbetriebskammer B gleich oder größer als 0,61. Im gezeigten Fall ist der Innen­ durchmesser D2 ein Durchmesser eines Kreises, welcher einer Außenumfangsfläche des Trägers 27 des Leitrades 12 entspricht. Der Außendurchmesser D1 ist ein Durchmesser eines Kreises, welcher einem äußersten Umfangsbereich des Laufrades 10 oder des Turbinenrades 11 entspricht (ein äußerster Umfangsrand je­ der Schaufel am Auslass des Laufrades 10 oder am Einlass des Turbinenrades 11). Das obige Verhältnis gibt an, dass der In­ nendurchmesser D2 viel größer als der im Stand der Technik ist, wobei der Außendurchmesser D1 im Wesentlichen gleich zu dem im Stand der Technik ist. Deshalb kann Raum an der inneren Umfangsseite der Fluidbetriebskammer B erhalten werden und die Torsionsfeder der Überbrückungsvorrichtung kann in diesem Raum angeordnet werden. D2/D1 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,61 bis 0,77. Da ein Strömungswegbereich im Torus sehr klein wird, wenn D2/D1 gleich oder größer als 0,77 wird, ver­ ringert sich eine auf die Schaufeln wirkende Strömungsrate, und eine Drehmomentkapazität des Laufrades wird klein. Über­ dies wird ein Radius des Auslasses des Turbinenrads groß und ein maximaler Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers wird verrin­ gert.

Ein Verhältnis (L/D1) einer axialen Abmessung L der Fluidbe­ triebskammer B zu einem Außendurchmesser D1 des Torus ist gleich oder kleiner als 0,122. Dies bedeutet, dass die axiale Abmessung L sehr viel kleiner als im Stand der Technik ist, wobei der Außendurchmesser D1 des Torus im Wesentlichen gleich wieder des Standes der Technik ist.

Des Weiteren ist ein Verhältnis einer axialen Abmessung L des Torus zu einer radialen Abmessung H des Torus gleich oder kleiner als 0,65. Das Verhältnis L/H gibt an, wie rund oder flach die Fluidbetriebskammer B ist. Obwohl die radiale Abmes­ sung H der Fluidbetriebskammer B viel kleiner als im Stand der Technik ist, behält die Fluidbetriebskammer B eine Flachheit. Dadurch ist eine axiale Abmessung der Fluidbetriebskammer B ungefähr die Hälfte der Abmessung im Stand der Technik.

Des Weiteren weist das Turbinenrad 11 eine kleinere axiale Ab­ messung als das Laufrad 10 auf. Mit anderen Worten sind das Laufrad 10 und das Turbinenrad 11 vorzugsweise asymmetrisch in Axialrichtung im torischen Fluidbetriebsbereich 3 ausgebildet. Ein Verhältnis (Lt/Lp) einer axialen Abmessung Lt des Turbi­ nenrads 11 zu einer axialen Abmessung Lp des Laufrads 10 ist vorzugsweise in einem Bereich von 0,8 bis 0,95. Die axialen Abmessung Lt des Turbinenrads 11 ist ein axialer Abstand zwi­ schen der axialen Mittelposition C1 und einem Bereich inner­ halb des Turbinenradgehäuses 20, der am nächsten zum Motor ist. Die axiale Mittelposition C1 ist zwischen dem Auslass des Laufrades 10 und dem Einlass des Turbinenrades 11 angeordnet. Die axiale Dimension Lp des Laufrades 10 ist ein axialer Ab­ stand zwischen der axialen Mittelposition C1 und einem Bereich innerhalb des Laufradgehäuses 15, welcher am nächsten zum Ge­ triebe ist.

Die Torsionsfeder 52 der Überbrückungsvorrichtung 4 ist an der inneren Umfangsseite der Fluidbetriebskammer B angeordnet. Mit anderen Worten ist ein äußerer umfangsseitiger Rand der Tor­ sionsfeder 52 an der inneren Umfangsseite eines inneren um­ fangsseitigen Randes (die äußere Umfangsfläche des Leitradträ­ gers 27) der Fluidbetriebskammer B angeordnet. Ein Bereich der Torsionsfeder 52 liegt an der inneren Umfangsseite der Fluid­ betriebskammer B. Ein Rand der Torsionsfeder 52 an der axialen Getriebeseite ist näher an der axialen Mittelposition C1 des Torus als der Rand des Turbinenrades 11 an der axialen Getrie­ beseite.

Dadurch ist ein Schraubendurchmesser der Torsionsfeder 52 im Vergleich mit dem des Standes der Technik im Wesentlichen ver­ größert, ohne dass eine axiale Abmessung des gesamten Drehmo­ mentwandlers 1 vergrößert ist. Mit anderen Worten ist der Schraubendurchmesser Ld der Torsionsfeder 52 kleiner als die axialen Abmessung des Torus, aber größer als die axiale Abmes­ sung Lp des Laufrades 10 und die axiale Abmessung Lt des Tur­ binenrades 11. Da ein großer Schraubendurchmesser Ld der Tor­ sionsfeder 52 erhalten werden kann, wie oben beschrieben, ist es einfach, die Leistung bzw. Performance der Torsionsfeder 52 zu verbessern. Dadurch ist es möglich, eine Fluiddrehmo­ mentübertragung durch den Torus des Drehmomentwandlers 1 nur bei einem Start eines Fahrzeugs zu verwenden und anschließend den Drehmomentwandler 1 in einem mechanischen Drehmomentüber­ tragungszustand zu verwenden, in dem die Überbrückungsvorrich­ tung 4 verbunden ist.

Wenn die Größe des Torus wie oben beschrieben verringert ist, kann die Drehmomentübertragungsleistung mittels Fluid verrin­ gert sein. Jedoch wird die Verringerung der Drehmomentübertra­ gungsleistung kein signifikantes Problem im Drehmomentwandler, indem die Drehmomentübertragung mittels Fluid nur beim Start des Fahrzeugs ausgeführt wird und die Überbrückungsvorrichtung beispielsweise bei einer Geschwindigkeit von ca. 20 km/h oder höher verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die axiale Abmessung Lp des Laufrades 10 länger gewählt als die axiale Abmessung Lt des Turbinenrades 11, um die oben be­ schriebene Verringerung der Leistung zu kompensieren. Des Wei­ teren ist die axiale Abmessung Ls des Leitrades 12 mit 6 mm oder größer gewählt, um dadurch den Leistungsverlust zu kom­ pensieren. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die axiale Dimension Ls des Leitrades 12 eine Länge eines Bereiches, an dem eine axiale Breite am kleinsten ist.

(3) Betrieb

Nachfolgend wird der Betrieb bzw. die Wirkungsweise des Drehmomentwandlers beschrieben. In einem Zustand, in dem die Verbindung der Kupplung gelöst ist, wird Hydraulikfluid vom dritten Ölweg zur inneren Umfangsseite des ersten Raumes D zu­ geführt. Bezugnehmend auf Fig. 2 strömt das Hydraulikfluid im ersten Raum D radial nach außen, strömt zwischen der Reibflä­ che 70 und dem ersten Reibelement 46a und strömt vom vierten Raum G durch jede Öffnung 42a zur äußeren Umfangsseite des zweiten Raums E. Das Hydraulikfluid im zweiten Raum E strömt durch einen Zwischenraum zwischen dem Laufradgehäuse 15 und dem Turbinenradgehäuse 20 und strömt von einem Zwischenraum zwischen dem Auslass des Laufrades 10 und dem Einlass des Tur­ binenrades 11 in die Fluidbetriebskammer B, wie in Fig. 1 ge­ zeigt. Das in den Ersten Raum D strömende Hydraulikfluid strömt durch die Öffnungen 47, welche im ersten Kolben 43 ge­ bildet sind, und strömt in den dritten Raum F, wie in Fig. 2 gezeigt. Das Hydraulikfluid im dritten Raum F strömt zwischen der Druckfläche 69 und dem zweiten Reibelement 46b und strömt radial nach außen. Dieses Hydraulikfluid strömt ebenfalls zur äußeren Umfangsseite des zweiten Raumes E durch jede Öffnung 42a.

Da das Hydraulikfluid im vierten Raum G durch jede Öffnung 42a gemäß der obigen Strömung von Hydraulikfluid abgelassen wird, wird eine Verschmutzung (schlammartige Oxide von abrasivem Pulver), welche an der Reibfläche und Dergleichen erzeugt wer­ den, in ausreichender Weise abgeführt und unterliegt in gerin­ gerer Weise einer Ansammlung im vierten Raum G. Dadurch tritt eine Verschlechterung oder Dergleichen des D-Ringes 63 infolge von Verschmutzungen nicht auf.

Wie in Fig. 1 gezeigt, da der ersten Kolben 43 und der zweite Kolben 42 jeweils als Kolben zur Bewegung in Axialrichtung entsprechend Hydraulikdruckänderungen im Raum C fungieren, sind die axialen Betätigungen beider Elemente stabil. Deshalb ist es weniger wahrscheinlich, dass die jeweiligen Elemente miteinander im in Fig. 2 gezeigten Kupplungsverbindungsbereich 40 in Kontakt kommen. Mit anderen Worten ist es weniger wahr­ scheinlich, dass Widerstandsdrehmoment (drag torque) auftritt. Mit anderen Worten ist, die Bewegung des zweiten Kolbens 42 in Richtung der axialen Getriebeseite durch den Drahtring 65 be­ schränkt und die axiale Bewegung des ersten Kolbens 43 ist durch die Turbinenradnabe 23 beschränkt, wie in Fig. 1 ge­ zeigt. Dadurch wird ein vorbestimmter Abstand zwischen der Reibfläche 70 und dem Ersten Reibelement 46a und ein vorbe­ stimmter Abstand zwischen dem zweiten Reibelement 46b und der Druckfläche 69 erhalten, wie in Fig. 2 gezeigt.

Nachfolgend wird der Kupplungsverbindungsvorgang beschrieben. Das Hydraulikfluid im ersten Raum D wird durch den dritten Öl­ weg abgelassen. Somit strömt das Hydraulikfluid im ersten Raum D in Richtung der inneren Umfangsseite und das Hydraulikfluid im dritten Raum F strömt durch jede Öffnung 47 in den ersten Raum D. Dadurch bewegt sich der erste Kolben 43 in Richtung der axialen Motorseite infolge eines hydraulischen Druckunter­ schiedes und der Reibverbindungsbereich 49 kommt mit der Reib­ fläche 70 der vorderen Abdeckung 2 in Kontakt. Dann bewegt sich ebenfalls der zweite Kolben 42 in Richtung der axialen Motorseite und die Druckfläche 69 kommt mit dem zweiten Reib­ element 46b in Kontakt. Da zu dieser Zeit der erste Raum D und der dritte Raum F miteinander durch jede Öffnung 47 kommuni­ zieren bzw. in Verbindung stehen, ist die Reaktion bzw. das Ansprechverhalten des zweiten Kolbens 42 verbessert.

Obwohl der Betrieb des Drehmomentwandlers in der obigen Be­ schreibung in die Drehmomentübertragung mittels Fluid (in ei­ nem Zustand, in dem die Überbrückungsvorrichtung 4 nicht ver­ bunden ist) und die mechanische Drehmomentübertragung (in ei­ nem Zustand, in dem die Überbrückungsvorrichtung 4 verbunden ist) klassifiziert ist, ist es ebenfalls möglich, eine Schlupfsteuerung auszuführen, in der ein Verhältnis zwischen der Drehmomentübertragung mittels Fluid und der mechanischen Übertragung kontinuierlich geändert wird.

Nachfolgend wird die Schlupfsteuerung beschrieben. Der Dämp­ fermechanismus der Überbrückungskupplung absorbiert Drehmomen­ tänderungen infolge von Änderungen bzw. Wechseln bei der Ver­ brennung im Motor. Da jedoch die Drehmomentänderungen, wie beispielsweise ein geringer Geschwindigkeitsbereich des Fahr­ zeugs, durch den Dämpfermechanismus nicht ausreichend absor­ biert werden können, kann die Überbrückungskupplung nicht ver­ wendet werden. Um deshalb den Kraftstoffverbrauch bzw. Wir­ kungsgrad im geringen Geschwindigkeitsbereich durch Verwendung der Überbrückungskupplung weiter zu verbessern, wurde in den letzten Jahren die Schlupfsteuerung ausgeführt. Die Schlupf­ steuerung führt eine konstante, vorbestimmte Schlupfrotation zwischen dem Kolben und der vorderen Abdeckung durch Drücken des Kolbens gegen die vordere Abdeckung mit einer kleinen Feststell- bzw. Blockierkraft aus. Wenn die Schlupfrotation ausgeführt wird, wird eine Leistungsübertragung durch die me­ chanische Übertragung und die Fluidübertragung ausgeführt. Wenn die Schlupfrotation groß ist, ist ein Ausmaß von mecha­ nisch übertragener Leistung klein und ein Ausmaß von fluidisch übertragener Leistung groß. Wenn die Schlupfrotation klein ist, ist ein Ausmaß der mechanisch übertragenen Leistung groß und ein Ausmaß der fluidisch übertragenen Leistung klein. Die Steuerung bzw. Regelung der Schlupfrotation wird durch Steue­ rung eines Hydraulikdruckunterschieds zwischen gegenüberlie­ genden Seiten des Kolbens durch eine Hydrauliksteuerungs- bzw. Regelungseinrichtung im Drehmomentwandler ausgeführt.

Ein Problem der Schlupfsteuerung ist, dass ein großer Betrag von Arbeit an der Reibfläche auftritt, da ein Gleiten bzw. Schleifen an der Reibfläche ständig auftritt. Deshalb ist es wünschenswert, eine Vielzahl von Reibflächen bereitzustellen, um einen Betrag von Arbeit pro Bereichsfläche der Reibfläche zu verringern, um den Schlupf wirksam zu steuern bzw. zu re­ geln. Es ist ebenfalls wünschenswert, Hydraulikfluid zum Küh­ len und Schmieren der Reibflächen zuzuführen. Um die Reibflä­ chen zu kühlen, werden die beiden Kolben verwendet, um eine Vielzahl von Reibflächen im Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung zu erhalten. Zur Schmierung sind die Öffnungen 42a am äußeren umfangsseitigen Bereich des Kolbens 42 gebil­ det. Durch jede Öffnung 42a kann Hydraulikfluid zwischen den Reibflächen strömen, d. h. zwischen der Reibfläche 70 und dem ersten Reibelement 46a und zwischen der Druckfläche 69 und dem zweiten Reibelement 46b, selbst während der Schlupfsteuerung.

Ein weiteres durch Schlupfsteuerung verursachtes Problem ist ein Motorabwürgen bzw. -absterben während einer plötzlichen Verzögerung, wenn die Überbrückungsvorrichtung verbunden ist und das Fahrzeug im Schubbetrieb bzw. im Leerlauf fährt. Um dieses Problem zu lösen, wird die Anzahl der Umdrehungen des Motors des Fahrzeugs erfasst und die Überbrückungskupplung zwangsweise gelöst, wenn sich die Zahl plötzlich verringert. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird durch Abdichten der äußeren Umfangsseite und der inneren Umfangsseite des zweiten Kolbens 42 die unabhängige Ölkammer zur Betätigung des ersten Kolbens 43 und des zweiten Kolbens 42 zwischen der vorderen Abdeckung 2 und dem ersten Kolben 43 erhalten. Da das Ansprechverhalten des ersten Kolbens 43 und des zweiten Kolbens 42 in der obigen Weise verbessert ist, ist es möglich, die Verbindung der Überbrückungsvorrichtung 4 in Reaktion auf ein plötzliches Bremsen schnell bzw. rasch zu lö­ sen. Insbesondere durch Bildung jeder Öffnung 47 im ersten Kolben 43 ist das Ansprechverhalten des zweiten Kolbens 42 weiter verbessert.

Da im Drehmomentwandler gemäß der vorliegenden Erfindung der Innendurchmesser des Fluidbetätigungsbereichs größer als im Stand der Technik ist, ist es möglich, die Torsionsfeder der Überbrückungsvorrichtung im radial inneren Bereich des Fluid­ betätigungsbereichs anzuordnen. Deshalb ist es möglich, die Größe der Torsionsfeder in ausreichender Weise zu erhöhen, um die Performance bzw. Leistung der Torsionsfeder zu verbessern, ohne die axialen Abmessungen des Drehmomentwandlers zu ver­ größern.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung zusammenfassend eine Drehmomentwandler mit einer Überbrückungsvorrichtung, bei dem eine Leistung einer Torsionsfeder vorzugsweise durch Vergröße­ rung ihrer Abmessung verbessert ist, während eine Vergrößerung einer axialen Dimension des Drehmomentwandlers verhindert wird. Der Drehmomentwandler umfasst einen torischen Fluidbe­ triebsbereich mit einem Laufrad 10, einem Turbinenrad 11 und einem Leitrad 12. Ein Verhältnis (D2/D1) eines Innendurchmes­ sers D2 zu einem Außendurchmesser D1 des Fluidbetriebsbereichs ist gleich oder größer als 0,61.

Die oben verwendeten Begriffe wie wie "im Wesentlichen", "ca." und "ungefähr" umfassen auch einen vernünftigen Abweichungsbetrag des modifizierten Begriffs derart, dass das Endergebnis nicht signifikant verändert wird. Diese Begriffe sollen derart aus­ gelegt werden, dass sie eine Abweichung von mindestens ± 5% des modifizierten Terms umfassen, wenn diese Abweichung nicht die Bedeutung des modifizierten Begriffs negieren würde.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte Aus­ führungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Er­ findung eine Vielzahl von Änderungen und Modifikationen mög­ lich, ohne den Umfang cer Erfindung zu verlassen. Die vorlie­ gende Beschreibung des Ausführungsbeispiels dient nur zu illu­ strativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung.

Claims (20)

1. Drehmomentwandler, umfassend:
ein Laufrad (10) mit wenigstens einer Laufradschaufel, welches eine ringförmige Form aufweist und ausgelegt ist, um sich um eine Rotationsachse zu drehen;
ein Turbinenrad (11) mit einer ringförmigen Form, wel­ ches in Axialrichtung benachbart zum Laufrad (10) ange­ ordnet ist und ausgelegt ist, um sich um die Rotati­ onsachse zu drehen; und
ein Leitrad (12), welches eine ringförmige Form aufweist und ausgelegt ist, um sich um die Rotationsachse zu dre­ hen, wobei das Leitrad (12) umfasst
einen Leitradträger (27), welcher in Richtung der Ro­ tationsachse fort von dem Laufrad (10) und dem Turbi­ nenrad (11) verläuft, und
wenigstens eine Leitradschaufel, welche zwischen dem Laufrad (10) und dem Turbinenrad (11) angeordnet ist, wobei die Leitradschaufel an einer äußeren Umfangs­ seite des Leitradträgers (27) angeordnet ist,
wobei das Laufrad (10), das Turbinenrad (11) und das Leitrad (12) einen Fluidbetriebsbereich (3) bilden, wel­ cher eine torische Form um die Rotationsachse aufweist, und
einen ersten Innendurchmesser (D2), welcher sich von der äußeren Umfangsseite des Leitradträgers (27) durch die Rotationsachse erstreckt, und
einen Außendurchmesser (D1) aufweist, welcher sich von einem äußersten Umfangsrand der Laufradschaufel durch die Rotationsachse erstreckt,
wobei ein Verhältnis des ersten Innendurchmessers (D2) zum ersten Außendurchmesser (D1) gleich oder größer als 0,61 ist.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis größer oder gleich 0,61 und kleiner als 0,77 ist.

3. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend einen Dämpfermechanismus (44), welcher wenigstens eine Torsionsfeder (52) aufweist, die vollständig innerhalb des ersten Innendurchmessers (D2) angeordnet ist.

4. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (52) derart ausgebildet ist, dass sie im Wesentlichen in einer Um­ fangsrichtung entlang eines Kreises zusammengedrückt wird, dessen Mitte auf der Rotationsachse liegt.

5. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass der Leitradträger (27) eine Aussparung aufweist, welche sich in Axialrichtung in Rich­ tung des Laufrads (10) erstreckt und vollständig innerhalb des ersten Innendurchmessers (D2) angeordnet ist.

6. Drehmomentwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend
eine vordere Abdeckung (2), welche in Axialrichtung ge­ genüber dem Laufrad (10) angeordnet ist, wobei das Tur­ binenrad (11) dazwischen angeordnet ist,
einen ersten Kolben (43), welcher zwischen der vorderen Abdeckung (2) und dem Turbinenrad (11) angeordnet ist, und
einen zweiten Kolben (42), welcher zwischen dem ersten Kolben (43) und dem Turbinenrad (11) angeordnet ist.

7. Drehmomentwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Abdeckung (2) eine erste Reibfläche (70) gegenüber dem ersten Kolben (43) aufweist,
der erste Kolben (43) eine zweite Reibfläche (46a) auf­ weist, welche der Ersten Reibfläche (70) gegenüberliegt, wobei der ersten Kolben (43) eine dritte Reibfläche (46b) aufweist, welche dem zweiten Kolben (42) gegenüberliegt, und
der zweite Kolben (42) eine vierte Reibfläche (69) auf­ weist, welche der dritten Reibfläche (46b) gegenüberliegt.

8. Drehmomentwandler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der zweite Kolben (42) drehfest, aber axial bewegbar, an der vorderen Abdeckung (2) angebracht ist.

9. Drehmomentwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die vordere Abdeckung (2) eine torische Form mit einem zweiten Innendurchmesser, welcher parallel zum ersten Innendurchmesser ist, aufweist,
der erste Kolben (43) eine torische Form mit einem drit­ ten Innendurchmesser aufweist, welcher parallel zum er­ sten Innendurchmesser ist, und
der zweite Kolben (42) eine torische Form mit einem vierten Innendurchmesser aufweist, welcher parallel zum ersten Innendurchmesser ist,
so dass der zweite Innendurchmesser und der dritte In­ nendurchmesser jeweils kleiner als der erste Innendurch­ messer (D2) sind und der vierte Innendurchmesser größer als der erste Innendurchmesser (D2) ist.

10. Drehmomentwandler, umfassend:
eine vordere Abdeckung (2), welche eine ringförmige Form aufweist und ausgelegt ist, um sich um eine Rotati­ onsachse zu drehen;
einen torischen Fluidbetriebsbereich (3) mit einem Lauf­ rad (10), einem Turbinenrad (11) und einem Leitrad (12),
wobei der torische Fluidbetriebsbereich (3) eine Mitte auf der Rotationsachse aufweist, und
eine Überbrückungsvorrichtung (4), welche zwischen der vorderen Abdeckung (2) und dem Turbinenrad (11) angeord­ net ist, um die vordere Abdeckung (2) und das Turbinen­ rad (11) mechanisch miteinander zu verbinden, wobei die Überbrückungsvorrichtung (4) eine Torsionsfeder (52) zum Absorbieren und Dämpfen von Torsionsschwingungen auf­ weist,
wobei ein äußerer Umfangsrand der Torsionsfeder (52) an einer inneren Umfangsseite eines inneren Umfangsrandes des Fluidbetriebsbereichs (3) angeordnet ist.

11. Drehmomentwandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, dass die Überbrückungsvorrichtung (4) weiter umfasst:
einen ersten Kolben (43), welcher zwischen dem torischen Fluidbetriebsbereich (3) und der vorderen Abdeckung (2) angeordnet ist, und
einen zweiten Kolben (42), welcher zwischen dem tori­ schen Fluidbetriebsbereich (3) und dem ersten Kolben (43) angeordnet ist.

12. Drehmomentwandler nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, dass
die vordere Abdeckung (2) eine erste Reibfläche (70) ge­ genüber dem ersten Kolben (43) aufweist,
der erste Kolben (43) eine zweite Reibfläche (46a) auf­ weist, welche der ersten Reibfläche (70) gegenüberliegt, wobei der ersten Kolben (43) weiter eine dritte Reibflä­ che (46b) aufweist, welche dem zweiten Kolben (42) ge­ genüberliegt, und
der zweiten Kolben. (42) eine vierte Reibfläche (69) auf­ weist, welche der dritten Reibfläche (46b) gegenüber­ liegt.

13. Drehmomentwandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass
der torische Fluidbetriebsbereich (3) einen ersten In­ nendurchmesser (D2) aufweist, welcher von einem inneren Umfangsrand des Fluidbetriebsbereichs durch die Rotati­ onsachse verläuft,
die vordere Abdeckung (2) eine torische Form mit einem zweiten Innendurchmesser aufweist, welcher parallel zum ersten Innendurchmesser ist,
der erste Kolben (43) eine torische Form mit einem drit­ ten Innendurchmesser aufweist, welcher parallel zum er­ sten Innendurchmesser ist, und
der zweite Kolben (42) eine torische Form mit einem vierten Innendurchmesser aufweist, welcher parallel zum ersten Innendurchmesser ist,
wobei sowohl der zweite Innendurchmesser als auch der dritte Innendurchmesser kleiner als der erste Innen­ durchmesser sind und der vierte Innendurchmesser größer als der erste Innendurchmesser ist.

14. Drehmomentwandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, dass das Leitrad (12) weiter umfasst
einen Leitradträger (27) mit einer ringförmigen Form, wobei der Leitradträger (27) vollständig innerhalb des ersten Innendurchmessers (D2) angeordnet ist, und
wenigstens eine Leitradschaufel, welche an einer äußeren Umfangsseite des Leitradträgers (27) angeordnet ist.

15. Drehmomentwandler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, dass der Leitradträger (27) eine erste Aussparung aufweist, welche gegenüber der vorderen Abdeckung (2) ver­ läuft.

16. Drehmomentwandler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, dass der erste Kolben (43) wenigstens eine Öffnung (47) aufweist, um eine Durchströmung von Fluid zu ermögli­ chen.

17. Drehmomentwandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, dass der zweite Kolben (42) wenigstens eine Öffnung (42a) aufweist, um eine Durchströmung von Fluid zu ermög­ lichen.

18. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 15 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (42) eine zweite Aussparung aufweist, welche der ersten Aussparung des Leitradträgers (27) gegenüberliegt und dieser ent­ spricht.

19. Drehmomentwandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, dass die Torsionsfeder (52) innerhalb der ersten Aus­ sparung und der zweiten Aussparung angeordnet ist.

20. Drehmomentwandler nach Einem der Ansprüche 13 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (42) drehfest und axial bewegbar an der vorderen Abdeckung (2) ange­ bracht ist.