DE19836776A1 - Drehmomentwandler - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein einen Drehmoment­ wandler. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Drehmomentwandler, in welchen eine Überbrückungskupp­ lung eingebaut ist.

Drehmomentwandler beinhalten für gewöhnlich einen Fluid-Kupplungsmechanismus zum Übertragen eines Drehmomen­ tes zwischen der Kurbelwelle eines Motors und der Eingangs­ welle eines Automatikgetriebes. Um den Kraftstoffverbrauch zu senken, weisen seit einigen Jahren manche Drehmoment­ wandler eine Überbrückungsvorrichtung auf, welche beim Erreichen bestimmter Betriebsbedingungen die Drehmoment­ wandler überbrücken, so daß die Leistung von der Kurbel­ welle des Motors direkt auf das Automatikgetriebe übertra­ gen wird und so die Fluid-Kupplungsvorrichtung umgangen wird. Beim Einrücken verursachen Überbrückungsvorrichtungen öfters ein Rütteln oder Vibrationen. Weiterhin unterliegen im eingerückten Zustand Überbrückungsvorrichtungen Vibra­ tionen, welche durch plötzliches Beschleunigen oder Verzö­ gern bewirkt werden, oder anderen Vibrationen, welche allgemein von Brennkraftmaschinen herrühren. Infolgedessen werden für gewöhnlich Torsionsvibrations-Dämpfungsvorrich­ tungen in Überbrückungsmechanismen verwendet, um die Vibra­ tionen zu dämpfen.

Ein Drehmomentwandler hat drei Arten von Läufern (Pumpenrad, Turbine bzw. Turbinenrad, Leitrad), die in ihm angeordnet sind, um das Drehmoment mittels eines enthaltenen Hydrauliköls oder Fluids zu übertragen. Das Pumpenrad ist fest mit einer vorderen Abdeckung verbunden, welche das Eingangsdrehmoment von der Antriebs- Eingangswelle empfängt. Die Hydraulikkammer, welche von dem Pumpenradgehäuse und der vorderen Abdeckung gebildet wird, ist mit Hydrauliköl gefüllt. Die Turbine ist gegenüber der vorderen Abdeckung in der Hydraulikkammer angeordnet. Wenn sich das Pumpenrad dreht, fließt Hydrauliköl von dem Pumpenrad zu der Turbine und die Turbine dreht sich. Im Ergebnis wird das Drehmoment von der Turbine auf die Hauptantriebswelle des Getriebes übertragen.

Die Überbrückungskupplung ist in dem Raum zwischen der vorderen Abdeckung und der Turbine angeordnet. Wie oben erwähnt, ist die Überbrückungskupplung ein Mechanismus zum direkten Übertragen des Drehmomentes zwischen der Kurbel­ welle des Motors und der Antriebswelle des Getriebes, indem die vordere Abdeckung und die Turbine mechanisch zusammen­ gekuppelt werden. Die Überbrückungskupplung weist im we­ sentlichen einen Kolben und einen elastischen Kupplungsme­ chanismus zum Verbinden des Kolbens mit Bauteilen auf der Abtriebsseite der Turbine auf. Der Kolben ist so angeord­ net, daß er den Raum zwischen der vorderen Abdeckung und der Turbine in eine erste Hydraulikkammer auf der Seite der vorderen Abdeckung und eine zweite Hydraulikkammer auf der Seite der Turbine unterteilt. Im Ergebnis kann sich der Kolben durch die Druckdifferenz zwischen der ersten Hydrau­ likkammer und der zweiten Hydraulikkammer nahe an die vordere Abdeckung heran und von dieser weg bewegen. Ein Reibverbindungsteil, welches mit einer Reiboberfläche bedeckt ist, ist am äußeren Umfang der vorderen Abdeckung an derjenigen axialen Oberfläche ausgebildet, welche in Richtung des Kolbens weist. Wenn das Hydrauliköl in der ersten Hydraulikkammer abgelassen wird und der Hydraulik­ druck in der zweiten Hydraulikkammer anwächst, bewegt sich der Kolben in Richtung der vorderen Abdeckung. Diese Bewe­ gung des Kolbens bewirkt, daß ein Reibbelag am Kolben kräftig gegen die Reiboberfläche der vorderen Abdeckung drückt.

Der elastische Kupplungsmechanismus wirkt als Torsions­ vibrations-Dämpfungsmechanismus, um Vibrationen in der Überbrückungskupplung zu dämpfen. Der elastische Kupplungs­ mechanismus weist beispielsweise ein Antriebsteil auf, welches fest mit dem Kolben gekoppelt ist, ein angetriebe­ nes Teil, welches fest mit der Turbinenseite gekoppelt ist und ein elastisches Bauteil, beispielsweise eine oder mehrere Schraubenfedern, welche zwischen dem Antriebsteil und dem angetriebenen Teil angeordnet sind, um eine Drehmo­ mentübertragung zu ermöglichen.

Wenn die Überbrückungskupplung eingerückt ist, wird das Hydrauliköl in der ersten Hydraulikkammer von deren inneren Umfangsseite her abgelassen und das Hydrauliköl wird der zweiten Hydraulikkammer zugeführt. Im Ergebnis wird der Hydraulikdruck in der zweiten Hydraulikkammer größer als der Hydraulikdruck in der ersten Hydraulikkammer. Diese Druckdifferenz zwischen der ersten und zweiten Hydrau­ likkammer bewirkt, daß sich der Kolben in Richtung der vorderen Abdeckung bewegt. Während der Bewegung des Kolbens fließt das Hydrauliköl in der zweiten Hydraulikkammer manchmal durch den Spalt zwischen dem Reibbelag und der Reiboberfläche der vorderen Abdeckung in die erste Hydraulikkammer. In diesem Fall wird der Hydraulikdruck in der zweiten Hydraulikkammer nicht groß genug und die Bewe­ gungsgeschwindigkeit des Kolbens nimmt ab.

Angesichts der obigen Ausführungen besteht eine Notwen­ digkeit für einen Drehmomentwandler, der die genannten Probleme von Vorrichtungen nach dem Stand der Technik beseitigt. Diese Erfindung befaßt sich mit dieser Notwen­ digkeit im Stand der Technik, sowie mit anderen Notwendig­ keiten, was sich dem Fachmann auf diesem Gebiet aus der folgenden Beschreibung erschließt.

Es ist demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens beim Einrücken der Kupplung in der Überbrückungskupplung eines Drehmomentwand­ lers zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Drehmomentwandler der vorliegenden Erfindung weist eine vordere Abdeckung an einer Eingangsseite, ein Pumpen­ rad, eine Turbine, ein Leitrad, einen Kolben und einen Vor­ spannabschnitt auf. Das Pumpenrad ist mit der vorderen Abdeckung verbunden und sie bilden zusammen eine Hydraulik­ fluid-Kammer. Die Turbine liegt dem Pumpenrad innerhalb der Hydraulikfluid-Kammer gegenüber. Das Leitrad ist zwischen dem Pumpenrad und der Turbine angeordnet. Der Kolben ist so angeordnet, daß er den Raum zwischen der vorderen Abdeckung und der Turbine in eine erste Hydraulikkammer auf der Seite der vorderen Abdeckung und eine zweite Hydraulikkammer auf der Seite der Turbine unterteilt. Der Kolben kann sich abhängig von der Druckdifferenz zwischen der ersten und zweiten Hydraulikkammer der vorderen Abdeckung annähern oder sich hiervon entfernen und weist ein Reibschlußteil nahe der vorderen Abdeckung auf. Der Kolben ist mit der Turbine verbunden, um in der Lage zu sein, ein Drehmoment zu übertragen. Der Vorspannabschnitt spannt den Kolben in Richtung der Seite der vorderen Abdeckung vor.

Bei dem Drehmomentwandler gemäß der vorliegenden Erfin­ dung berührt, da der Vorspannabschnitt den Kolben in Rich­ tung der Seite der vorderen Abdeckung vorspannt, der Reib­ belag die vordere Abdeckung sofort und unterbricht eine Strömung eines Hydraulikfluids. Im Ergebnis ist die Bewe­ gungsgeschwindigkeit des Kolbens beim Einrücken der Kupp­ lung hoch.

Beim Drehmomentwandler gemäß der vorliegenden Erfindung ist der oben erwähnte Vorspannabschnitt zwischen dem Kolben und einem Abschnitt auf der Seite der Turbine angeordnet und wird elastisch zwischen dem Kolben und den oben erwähnten Abschnitt gedrückt, während das Reibschlußteil des Kolbens die vordere Abdeckung berührt.

Beim Drehmomentwandler gemäß der vorliegenden Erfindung wird, während das Reibschlußteil des Kolbens die vordere Abdeckung berührt, der Vorspannabschnitt zwischen den Kolben und den Abschnitt auf der Seite der Turbine gedrückt, was zu einer Vorspannung des Kolbens führt. Infolgedessen ist der Kolben um das Reibschlußteil herum gut abgedichtet und es tritt so gut wie nicht auf, daß während der Bewegung des Kolbens beim Einrücken der Kupplung ein Hydraulikfluid von der zweiten Hydraulikkammer in die erste Hydraulikkammer fließt. Im Ergebnis sinkt der Hydraulikdruck der zweiten Hydraulikkammer nicht ab und der Kolben bewegt sich schnell in Richtung der Seite der vorderen Abdeckung.

Beim Drehmomentwandler gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Last oder Kraft des Vorspannabschnittes, der den Kolben vorspannt, größer gemacht, als die Maximallast oder -kraft, welche die Druckdifferenz zwischen erster und zweiter Hydraulikkammer auf den Kolben ausübt, so daß dieser von der vorderen Abdeckung abhebt.

Beim Drehmomentwandler gemäß der vorliegenden Erfindung berührt das Reibschlußteil des Kolbens immer die Seite der vorderen Abdeckung. Beim Ausrücken der Überbrückungskupp­ lung wird nur ein geringer Drehmomentbetrag von einer vorderen Abdeckung auf einen Kolben übertragen. Beim Ein­ rücken der Kupplung nimmt die Last oder Kraft, welche die Druckdifferenz auf den Kolben in eine Richtung aufbringt, so daß dieser von der vorderen Abdeckung abhebt, ab und der Druck, mit welchem das Reibschlußteil des Kolbens gegen die vordere Abdeckung gedrückt wird, nimmt zu. Somit nimmt das Drehmoment, welches über das Reibschlußteil des Kolbens übertragen wird, zu. Da das Reibschlußteil des Kolbens stets die vordere Abdeckung berührt, kann Hydraulikfluid kaum von der zweiten Hydraulikkammer in die erste Hydraulikkammer fließen. Im Ergebnis sinkt der Hydraulik­ druck der zweiten Hydraulikkammer nicht ab und die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens ist hoch.

Beim Drehwandler gemäß der vorliegenden Erfindung bein­ haltet der Vorspannabschnitt eine gewellte Feder. Da die gewellte Feder eine Berührungsoberfläche hat, welche sanft bzw. leicht gekrümmt ist, werden andere Abschnitte, welche sie berühren, kaum abgenutzt.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung ergeben sich für den Fachmann auf diesem Gebiet aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, welche in Zusammenschau mit der beigefügten Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Darstellung eines Drehmomentwandlers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte und teilweise geschnittene Dar­ stellung eines Abschnittes des Drehmomentwandlers von Fig. 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht eines Abschnit­ tes einer gewellten Feder zur Verwendung in dem Drehmoment­ wandler von Fig. 1 gemäß einer Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Drehmomentwandler 1 gemäß einer Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung. Der Drehmoment­ wandler 1 ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, in Kraftfahrzeugen einsetzbar. Insbesondere ist der Drehmo­ mentwandler 1 eine Vorrichtung oder ein Mechanismus zum Übertragen eines Drehmomentes von einer Kurbelwelle (gestrichelt dargestellt) auf eine Hauptantriebswelle (gestrichelt dargestellt) eines nicht gezeigten Getriebes. In Fig. 1 liegt der Motor auf der linken Seite des Drehmo­ mentwandlers 1, wohingegen das Getriebe in Fig. 1 auf der rechten Seite des Drehmomentwandlers 1 liegt. Die Mittelli­ nie O-O in Fig. 1 stellt die Drehachse des Drehmomentwand­ lers 1 dar.

Gemäß Fig. 1 beinhaltet der Drehmomentwandler 1 im we­ sentlichen eine vordere Abdeckung 2 an der Eingangsseite, ein Wandlerhauptgehäuse und eine Überbrückungskupplung 7. Das Wandlerhauptgehäuse beinhaltet im wesentlichen drei Turbinenhauptelemente, nämlich ein Pumpenrad 3, eine Tur­ bine 4, ein Leitrad 5 und einen Kolben 22.

Das Pumpenrad 3 bildet zusammen mit der vorderen Ab­ deckung 2 eine Hydraulikfluid-Kammer. Die Turbine 4 liegt innerhalb der Hydraulikfluid-Kammer dem Pumpenrad 3 gegen­ über. Das Leitrad 5 ist zwischen dem Pumpenrad 3 und der Turbine 4 angeordnet. Der Kolben 22 ist so angeordnet, daß er den Raum zwischen der vorderen Abdeckung 2 und der Turbine 4 in eine erste Hydraulikkammer A und eine zweite Hydraulikkammer B unterteilt. Der Kolben 22 kann sich abhängig von dem Druckdifferential oder dem Druckunter­ schied zwischen der ersten und zweiten Hydraulikkammer A und B an die vordere Abdeckung 2 annähern bzw. sich hiervon zurückziehen.

Der Drehmomentwandler 1 bildet mit der vorderen Abdeckung 2 und einem Pumpenradgehäuse 9 eine Hydraulikkammer. Genauer gesagt, das Pumpenradgehäuse 9 ist fest mit einem äußeren Vorsprung 8 der vorderen Abdeckung 2 verbunden. Die vordere Abdeckung 2 kann an in der Figur nicht gezeigten Bauteilen des Motors angeordnet werden, so daß das Drehmoment vom Motor auf die vordere Abdeckung 2 übertragen wird. Eine Mehrzahl von Pumpenradflügeln oder -schaufeln 10 ist fest an der Innenwand des Pumpenradgehäuses 9 angeordnet. Das Pumpenrad 3 ist aufgebaut aus dem Pumpenradgehäuse 9 und den Pumpenradschaufeln 10. Die Turbine 4 ist in einer Position gegenüber dem Pumpenrad 3 in der Hydraulikkammer angeordnet. Die Turbine 4 ist aufgebaut aus einem Turbinen­ gehäuse 11 und einer Mehrzahl von Turbinenflügen oder -schaufeln 12. Die Turbinenschaufeln 12 sind fest an der Oberfläche des Turbinengehäuses 11 angeordnet. Der innere Umfang des Turbinengehäuses 11 ist fest mit einem Flansch 15 einer Turbinennabe 13 über Bolzen 14 verbunden. Die Turbinennabe 13 weist eine mittige Bohrung mit einer Mehr­ zahl von Keilnutausnehmungen 20 zur Verbindung der Hauptan­ triebswelle (gestrichelt gezeigt) des Getriebes mit der Turbine auf.

Das Leitrad 5 ist radial innerhalb des Pumpenrades 3 und dem Inneren der Turbine 4 angeordnet. Das Leitrad 5 steuert die Richtung des von der Turbine 4 zum Pumpenrad 3 zurückkehrenden Hydrauliköls, um ein Drehmomentverhältnis zu regulieren. Das Leitrad 5 ist auf einer nicht gezeigten festen Welle gelagert, welche sich von dem Getriebe aus über eine Einweg- oder Rutschkupplung 6 erstreckt.

Die Überbrückungskupplung 7 ist in dem Raum zwischen der vorderen Abdeckung 2 und der Turbine 4 angeordnet. Die Überbrückungskupplung 7 ist eine Anordnung zum mechanischen Verbinden der vorderen Abdeckung 2 mit der Turbine 4. Die Überbrückungskupplung 7 weist im wesentlichen den Kolben 22 und einen elastischen Kupplungsmechanismus 40 auf, um den Kolben 22 elastisch mit der Turbine 4 zu kuppeln oder zu verbinden.

Der Kolben 22 ist ein scheibenförmiges Bauteil, welches in der Hydraulikkammer des Drehmomentwandlers 1 angeordnet ist, um den Raum zwischen der vorderen Abdeckung 2 und dem Turbinengehäuse 11 in die erste Hydraulikkammer A auf der Seite der vorderen Abdeckung 2 und die zweite Hydraulik­ kammer B auf der Seite der Turbine 4 zu unterteilen. Der Kolben 22 ist bevorzugt aus einer dünnen Metallplatte gefertigt. Gemäß Fig. 1 weist der Kolben 22 einen inneren rohr- oder zylinderförmigen Abschnitt 23 und einen äußeren rohr- oder zylinderförmigen Abschnitt 24 auf. Der innere rohrförmige Abschnitt 23 des Kolbens 22 erstreckt sich mit seinem inneren umfangsseitigen Abschnitt in Richtung der Getriebeseite des Drehmomentwandlers.

Gemäß Fig. 2 ist der innere rohrförmige Abschnitt 23 des Kolbens 22 so gelagert, daß eine Relativbewegung in Axialrichtung und Umfangsrichtung an der äußeren Oberfläche des Flansches 15 der Turbinennabe 13 möglich ist. Genauer gesagt, der rohrförmige Abschnitt 23 des Kolbens 22 ist beweglich auf einer äußeren Umfangsfläche 19 eines zylin­ derförmigen Teils 16 so gelagert, daß er sich hierzu in Axial- und Umfangsrichtung relativ bewegen kann. Der zylinderförmige Teil 16 nimmt den größten Teil des äußeren Umfangs des Flansches 15 der Turbinennabe 13 ein. Mit anderen Worten, eine innere Umfangsoberfläche 25 am Inneren des inneren rohrförmigen Abschnittes 23 des Kolbens 22 berührt die äußere Umfangsfläche 19 des zylinderförmigen Teils 16. Ein ringförmig umlaufender Kanal 17 ist in einer axial mittigen Position der äußeren Umfangsfläche 19 des zylinderförmigen Teils 16 ausgebildet.

Ein Dichtring 18 ist zwischen dem inneren rohrförmigen Abschnitt 23 des Kolbens 22 und dem Flansch 15 der Turbi­ nennabe 13 angeordnet. Genauer gesagt, der Dichtring 18 ist in der Ausnehmung oder dem Kanal 17 angeordnet, der in der äußeren Oberfläche des Flansches 15 der Turbinennabe 13 ausgebildet ist, um die inneren Umfänge der ersten Hydrau­ likkammer A und der zweiten Hydraulikkammer B abzudichten. Mit anderen Worten, der Dichtring 18 berührt oder kontak­ tiert die innere Umfangsoberfläche 25 des inneren rohrför­ migen Abschnittes 23 des Kolbens 22. Somit dichtet der Dichtring 18 den inneren Umfang der ersten Hydraulikkammer A und der zweiten Hydraulikkammer B ab.

Am äußeren Umfang des Kolbens 22 ist der äußere rohr­ förmige Abschnitt 24 des Kolbens 22 ausgebildet. Der äußere rohrförmige Abschnitt 24 des Kolbens 22 erstreckt sich axial in Richtung der Getriebeseite des Drehmomentwandlers 1. Der äußere Umfang des Kolbens 22 auf der Motorseite ist mit einem ringförmig umlaufenden Reibbelag 35 (Reibschlußteil) abgedeckt. Der Reibbelag 35 liegt einer ringförmigen flachen Reiboberfläche gegenüber, welche am äußeren Umfang der vorderen Abdeckung 2 ausgebildet ist. Die Verbindung zwischen dem Reibbelag 35 und der Reibober­ fläche der vorderen Abdeckung 2 dichtet die äußeren Umfänge der ersten Hydraulikkammer A und der zweiten Hydraulikkam­ mer B ab.

Der elastische Kupplungsmechanismus 40 ist zwischen dem Kolben 22 und der Turbine 4 angeordnet. Genauer gesagt, der elastische Kupplungsmechanismus 40 ist zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt des Kolbens 22 und dem äußeren Umfangsab­ schnitt des Turbinengehäuses 11 angeordnet. Der elastische Kupplungsmechanismus 40 weist im wesentlichen eine Halte­ platte 27 als Teil des Antriebsteils, eine angetriebene Platte 33 als Teil des angetriebenen Teils und eine Mehrzahl von Schraubenfedern 32 auf, welche zwischen den beiden Platten 27 und 33 angeordnet sind. Die Halteplatte 27 ist ein ringförmiges Plattenbauteil, welches auf der Getriebeseite des äußeren Umfangsabschnitt des Kolbens 22 angeordnet ist. Genauer gesagt, die Halteplatte 27 ist am inneren Umfang des äußeren rohrförmigen Abschnittes 24 angeordnet. Das Innere der Halteplatte 27 ist mit dem Kolben 22 fest durch eine Mehrzahl von Bolzen (nicht gezeigt) verbunden. Die Halteplatte 27 hält nicht nur die Schraubenfedern 32, sondern überträgt auch das Drehmoment durch Inanlagebringen der beiden Enden der Schraubenfedern 32 in Umfangsrichtung. Die Halteplatte 27 weist Sicherungen oder Halteteile 28 und 29 auf, welche jeweils die radial äußeren und inneren Umfangsseiten der Mehrzahl von Schraubenfedern 32 abstützen oder lagern, so daß die Schraubenfedern 32 in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Halter 29 sind durch Ausschneiden eines Teils der Halteplatte 27 an der inneren Umfangsseite der Schraubenfedern 32 und dann durch Biegen eines scheibenförmigen Teiles aus der Ebene der Halteplatte 27 heraus gebildet, um sich in axialer Richtung zu erstrecken.

Weiterhin weist die Halteplatte 27 Kupplungsteile 30 und 31 auf, um die beiden Enden einer jeden Schraubenfeder 32 in Umfangsrichtung zu lagern. Die Kupplungsteile 30 und 31 sind durch Schneiden eines Teils der Halteplatte 27 an den Enden der Schraubenfedern 32 und dann durch Herausbie­ gen eines scheibenförmigen Teiles aus der Ebene der Halte­ platte 27 gebildet, um sich in axialer Richtung zu er­ strecken.

Die angetriebene Platte 33 ist eine ringförmige Platte, welche fest mit der äußeren Oberfläche des Turbinengehäuses 11 verbunden ist. Die angetriebene Platte 33 weist eine Mehrzahl von Klauen 34 auf, welche sich axial hiervon in Richtung der Motorseite des Drehmomentwandlers 1 er­ strecken. Die Klauen 34 sind in Umfangsrichtung der ange­ triebenen Platte 33 gesehen voneinander beabstandet. Die Klauen 34 geraten in Umfangsrichtung in Anlage oder Eingriff mit den beiden Enden einer jeden Schraubenfeder 32.Von daher wird das Drehmoment von der Halteplatte 27 über die Schraubenfedern 32 auf die angetriebene Platte 33 übertragen.

Gemäß Fig. 2 ist eine gewellte Feder 36 (Vorspannabschnitt) in axialer Richtung zwischen einer axialen Endfläche 26 des inneren rohrförmigen Abschnittes 23 und einer inneren axialen Oberfläche des Turbinengehäu­ ses 11 angeordnet. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die gewellte Feder 36 ringförmig in Platten- oder Ringform mit einer bestimmten axialen Breite ausgebildet. Genauer gesagt, die gewellte Feder oder der gewellte Federring 36 weist einen oder mehrere sich axial erstreckende Vorsprünge derart auf, daß der gewellte Federring 36 in Kreis- oder Umfangsrich­ tung gewellt ist oder sich aufwölbt und in einer axialen Richtung zusammengedrückt werden kann. Die Größe des ge­ wellten Federringes 36 wird so gewählt, daß dieser in der Lage ist, axial zusammengedrückt zu werden, selbst wenn der Reibbelag 35 des Kolbens 22 die vordere Abdeckung 2 be­ rührt. Mit anderen Worten, der gewellte Federring 36 bringt eine axiale Kraft auf den Kolben 22 auf, wenn die Über­ brückungskupplung 7 entweder eingerückt ist, um mechanisch die vordere Abdeckung 2 mit dem Kolben 22 zu verbinden oder ausgerückt ist, um das Drehmoment über das Hydraulikfluid zu übertragen.

Die Arbeitsweise des Drehmomentwandlers 1 wird nun be­ schrieben. Wenn ein Drehmoment von dem Motor auf die vorde­ re Abdeckung 2 übertragen wird, dreht sich das Pumpenrad 3 zusammen mit der vorderen Abdeckung 2. Im Ergebnis fließt ein Hydraulikfluid von dem Pumpenrad zu der Turbine 4, was zu der Drehung der Turbine 4 führt. Das Drehmoment der Turbine 4 wird der Hauptantriebswelle (in Fig. 1 gestri­ chelt dargestellt) übertragen. Selbst wenn somit ein Dreh­ moment mittels des Hydraulikfluides übertragen wird (das heißt, wenn die Überbrückungskupplung 7 ausgerückt ist), berührt der Reibbelag 35 des Kolbens 22 die Reiboberfläche der vorderen Abdeckung 2. Dies bedeutet, daß die Last oder Kraft, welche durch den gewellten Federring 36 auf den Kolben 22 aufgebracht wird, größer als die maximale Last oder Kraft des Hydraulikfluides ist, die den Kolben 22 in einer Richtung weg von der vorderen Abdeckung 2 zwangsbe­ wegt (in Fig. 1 nach rechts). Diese maximale Last oder Kraft des Hydraulikfluides wird erhalten, wenn das Druck­ differential zwischen der ersten Hydraulikkammer A und der zweiten Hydraulikkammer B den Maximalwert erreicht. Da der Reibbelag 35 die vordere Abdeckung 2 berührt, wird ein geringer Drehmomentbetrag stets zwischen der vorderen Abdeckung 2 und dem Kolben 22 über die Überbrückungskupp­ lung 7 im ausgerückten Zustand übertragen.

Beim Einrücken der Überbrückungskupplung 7 wird Hydrau­ likfluid aus der ersten Hydraulikkammer A über deren innere Umfangsteile abgelassen und Hydraulikfluid der zweiten Hydraulikkammer B zugeführt. Infolgedessen nimmt der Hy­ draulikdruck in der ersten Hydraulikkammer A ab und ande­ rerseits nimmt der Hydraulikdruck in der zweiten Hydraulik­ kammer B zu. Zu dieser Zeit wird Hydraulikfluid in der zweiten Hydraulikkammer B daran gehindert, in die erste Hydraulikkammer A zu fließen, da der Reibbelag 35 die Reiboberfläche der vorderen Abdeckung 2 berührt. Mit ande­ ren Worten, der Hydraulikdruck in der zweiten Hydraulikkam­ mer B nimmt kaum ab. Im Ergebnis ist die Bewegungsgeschwin­ digkeit des Kolbens 22 in Richtung der vorderen Abdeckung 2 hoch. Wenn der Kolben 22 näher an die vordere Abdeckung 2 herangelangt, wird der über die Überbrückungskupplung 7 übertragene Drehmomentbetrag größer. Mit anderen Worten, das Verhältnis von mechanischer Drehmomentübertragung zu Fluid-Drehmomentübertragung in der Gesamtdrehmomentübertra­ gung des Drehmomentwandlers 1 wird größer. In dieser Aus­ führungsform wird, wenn das Verhältnis der mechanischen Drehmomentübertragung 100% beträgt, angenommen, daß die Überbrückungskupplung 7 die vordere Abdeckung 2 vollständig mit dem Kolben 22 zusammenkuppelt.

Während einer normalen Fahrt (die Überbrückungskupplung 7 ist ausgerückt) kann bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik der Reibbelag 35 des Kolbens 22 etwas von der vorderen Abdeckung 2 beabstandet sein. Da die Bewegungsge­ schwindigkeit des Kolbens 22 aufgrund des gewellten Feder­ ringes 36 hoch ist, berührt in diesem Fall der Reibbelag 35 die Reiboberfläche der vorderen Abdeckung 2 sofort.

Während des Verbindens oder Einrückens einer Über­ brückungskupplung nach dem Stand der Technik geschieht es manchmal, daß während der Drehung der vorderen Abdeckung 2 oder des Kolbens 22 eine Druckdifferenz auftritt, was zu einer Behinderung im Fluß des Hydraulikfluides führt. In diesem Fall wird der Kolben 22 daran gehindert, sich in Richtung der vorderen Abdeckung 2 zu bewegen. Da jedoch beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung der gewellte Federring 36 den Kolben 22 vorspannt, wird die Über­ brückungskupplung 7 auch in diesen Situationen mit Sicher­ heit eingerückt.

Da der gewellte Federring 36 eine gebogene oder ge­ krümmte, weich bzw. sanft verlaufende Berührungsfläche hat, ist die den inneren rohrförmigen Abschnitt 23 des Kolbens 22 und das Turbinengehäuse 11 berührende Fläche groß. Im Ergebnis schädigt der gewellte Federring 36 keine der Oberflächen des Kolbens 22 oder des Turbinengehäuses 11.

Anstelle der Verwendung des gewellten Federringes 36 kann auch eine andere Art von Feder oder elastisches Bau­ teil verwendet werden. Der Anordnungsort des gewellten Federringes 36 ist nicht auf den in der oben beschriebenen Ausführungsform gezeigten Ort beschränkt. Zusätzlich ist der Abschnitt zum Lagern oder Aufnehmen des gewellten Federringes 36 nicht auf das Turbinengehäuse 11 und die Turbinennabe 13 in der Turbine 4 beschränkt.

Beim Drehmomentwandler 1 gemäß der vorliegenden Erfin­ dung spannt somit ein Vorspannabschnitt oder der gewellte Federring 36 den Kolben 22 in Richtung der vorderen Ab­ deckung 2 vor. Von daher berührt der Reibbelag 35 die vordere Abdeckung 2 zu jeder Zeit, was zu einem Unterbinden des Flusses eines Hydraulikfluides führt. Im Ergebnis ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 22 beim Einrücken der Überbrückungskupplung 7 hoch.

Insoweit zusammenfassend wurde ein Drehmomentwandler zur Übertragung eines Drehmomentes von einer Antriebsein­ gangswelle auf eine Ausgangswelle beschrieben, wobei der Drehmomentwandler 1 aufweist: eine vordere Abdeckung 2, welche dafür ausgelegt ist, mit der Antriebseingangswelle verbunden zu werden; ein Pumpenrad 3, welches mit der vorderen Abdeckung 2 verbunden ist, um zusammen mit der vorderen Abdeckung 2 eine Hydraulikkammer zu bilden; eine Turbine 4, welche gegenüber dem Pumpenrad 3 und innerhalb der Hydraulikkammer angeordnet ist, wobei die Turbine 4 dafür ausgelegt ist, mit der Ausgangswelle verbunden zu werden; ein Leitrad 5, welches zwischen dem Pumpenrad 3 und der Turbine 4 angeordnet ist; einen Kolben 22, der zwischen der vorderen Abdeckung 2 und der Turbine 4 angeordnet ist, um eine erste Hydraulikkammer zu bilden, die zwischen dem Kolben 22 und der vorderen Abdeckung 2 angeordnet ist, und um eine zweite Hydraulikkammer zu bilden, welche zwischen dem Kolben 22 und der Turbine 4 angeordnet ist, wobei der Kolben 22 so aufgebaut ist, daß er sich durch eine Fluid­ druckdifferenz zwischen den ersten und zweiten Hydraulik­ kammern nahe an die vordere Abdeckung heran und von dieser weg bewegen kann, wobei der Kolben 22 nahe der vorderen Abdeckung 2 ein Reibschlußteil 35 aufweist, und wobei der Kolben 22 zur Übertragung eines Drehmomentes mit der Turbine 4 verbunden wird; und einen Vorspannabschnitt 36, der dafür angeordnet ist, den Kolben 22 in Richtung der vorderen Abdeckung 2 vorzuspannen.

Obgleich nur eine Ausführungsform ausgewählt wurde, um die vorliegende Erfindung darzustellen, ergibt sich dem Fachmann auf diesem Gebiet aus der obigen Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung, daß eine Vielzahl von Änderungen und Modifikationen gemacht werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist. Darüber­ hinaus ist die vorangehende Beschreibung einer Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung als rein illustrativ und nicht einschränkend zu verstehen.

Claims (14)

1. Drehmomentwandler zur Übertragung eines Drehmomen­ tes von einer Antriebseingangswelle auf eine Ausgangswelle, wobei der Drehmomentwandler (1) aufweist:
eine vordere Abdeckung (2), welche dafür ausgelegt ist, mit der Antriebseingangswelle verbunden zu werden;
ein Pumpenrad (3), welches mit der vorderen Abdeckung (2) verbunden ist, um zusammen mit der vorderen Abdeckung (2) eine Hydraulikkammer zu bilden;
eine Turbine (4), welche gegenüber dem Pumpenrad und innerhalb der Hydraulikkammer angeordnet ist, wobei die Turbine (4) dafür ausgelegt ist, mit der Ausgangswelle verbunden zu werden;
ein Leitrad (5), welches zwischen dem Pumpenrad (3) und der Turbine (4) angeordnet ist;
einen Kolben (22), der zwischen der vorderen Abdeckung (2) und der Turbine (4) angeordnet ist, um eine erste Hydraulikkammer (A) zu bilden, die zwischen dem Kolben (22) und der vorderen Abdeckung (2) angeordnet ist, und um eine zweite Hydraulikkammer (B) zu bilden, welche zwischen dem Kolben (22) und der Turbine (4) angeordnet ist, wobei der Kolben (22) so aufgebaut ist, daß er sich durch eine Fluid­ druckdifferenz zwischen den ersten und zweiten Hydraulik­ kammern nahe an die vordere Abdeckung (2) heran und von dieser weg bewegen kann, wobei der Kolben (22) nahe der vorderen Abdeckung (2) ein Reibschlußteil (35) aufweist, und wobei der Kolben zur Übertragung eines Drehmomentes mit der Turbine (4) verbunden wird; und
einen Vorspannabschnitt (36), der dafür angeordnet ist, den Kolben (22) in Richtung der vorderen Abdeckung (2) vorzuspannen.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorspannabschnitt zwischen dem Kolben (22) und einem Abschnitt des Drehmomentwandlers (1) ange­ ordnet ist, um elastisch gegen den Kolben (22) zu drücken, wobei der Abschnitt zum Halten des Reibschlußteiles (35) des Kolbens (22) in Kontakt mit der vorderen Abdeckung (2) ist.

3. Drehmomentwandler nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorspannabschnitt eine Last oder Kraft hat, welche so gewählt ist, daß eine Kraft auf den Kolben (22) aufgebracht wird, welche größer als eine Maximalkraft des Hydraulikfluides in dem Drehmomentwandler (1) ist, welche durch die Druckdifferenz zwischen den ersten und zweiten Hydraulikkammern (A, B) auftritt und den Kolben (22) in eine Richtung weg von der vorderen Abdeckung (2) zwangsbewegt.

4. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorspannabschnitt eine Last oder Kraft hat, welche so gewählt ist, daß eine Kraft auf den Kolben (22) aufgebracht wird, welche größer als eine Maximalkraft des Hydraulikfluides in dem Drehmomentwandler (1) ist, welche durch die Druckdifferenz zwischen den ersten und zweiten Hydraulikkammern (A, B) auftritt und den Kolben (22) in eine Richtung weg von der vorderen Abdeckung (2) zwangsbewegt.

5. Drehmomentwandler nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorspannabschnitt einen gewellten Feder­ ring beinhaltet.

6. Drehmomentwandler nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorspannabschnitt einen gewellten Feder­ ring beinhaltet.

7. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorspannabschnitt einen gewellten Feder­ ring beinhaltet.

8. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (22) mit der Turbine (4) über einen elastischen Kupplungsmechanismus (40) ver­ bunden ist, der eine eingeschränkte Drehbewegung zwischen Kolben (22) und Turbine (4) gestattet.

9. Drehmomentwandler nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (22) einen äußeren Umfangsab­ schnitt hat, der durch den elastischen Kupplungsmechanismus (40) mit der Turbine (4) verbunden ist.

10. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (4) eine Turbi­ nennabe (13) mit einem Dichtteil (18) aufweist, welches zwischen einem inneren Umfangsabschnitt des Kolbens (22) und der Turbinennabe (13) angeordnet ist.

11. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspannabschnitt in Anlage mit einem inneren Umfangsabschnitt des Kolbens (22) ist.

12. Drehmomentwandler nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kolben (22) mit der Turbine (4) über einen elastischen Kupplungsmechanismus (40) verbunden ist, der eine eingeschränkte Drehbewegung zwischen Kolben (22) und Turbine (4) gestattet.

13. Drehmomentwandler nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kolben (22) einen äußeren Umfangsab­ schnitt hat, der durch den elastischen Kupplungsmechanismus (40) mit der Turbine (4) verbunden ist.

14. Drehmomentwandler nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Turbine (4) eine Turbinennabe (13) mit einem Dichtteil (18) aufweist, welches zwischen einem inneren Umfangsabschnitt des Kolbens (22) und der Turbinen­ nabe (13) angeordnet ist.