DE19961758B4

DE19961758B4 - Reibelement für eine Scheibenanordnung, insbesondere für einen Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE19961758B4
Application number: DE19961758A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Shijonawate Takashima; Yoshihiro Neyagawa Matsuoka
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: US6247568B1; DE19961758A1

Abstract

Nassreibelement (46), welches fest mit einer Reibplatte (49) einer Nasskupplung verbindbar ist, umfassend:
eine erste ringförmige Fläche (46a), welche in einer ersten Richtung ausgerichtet ist und fest mit der Reibplatte (49) verbindbar ist;
eine zweite ringförmige Fläche (46b), welche in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, welche entgegengesetzt zur ersten Richtung ist, so dass die ersten und zweiten ringförmigen Flächen (46a, 46b) einen ringförmigen und flachen Hauptkörper mit einer Mittelöffnung bilden; und
eine Vielzahl von Aussparungen (75), welche an der zweiten ringförmigen Fläche (46b) gebildet sind, wobei sich die Aussparungen von einem inneren Umfang der zweiten ringförmigen Fläche (46b) zu einem äußeren Umfang der zweiten ringförmigen Fläche (46b) erstrecken, wobei jede Aussparung (75) einen richtungsändernden Bereich (78) an einem radial mittleren Abschnitt aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (75) eine V-förmige Gestalt aufweisen, wobei die V-förmige Gestalt der Aussparungen in Rotationsrichtung des Nassreibelements (4.6) geöffnet ist, so...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Reibelement mit einer kreisförmigen, plattenförmigen Form mit einer Öffnung in seiner Mitte und ist drehbar um seine Mittelachse. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Reibscheibe, welche in einer mit einem Fluid gefüllten Fluidkammer betrieben wird, wie z.B. einem Drehmomentwandler. Insbesondere ist die Reibscheibe einer Teil einer Scheibenanordnung zur Übertragung eines Drehmoments von einem Eingangsdrehelement auf ein Ausgangsdrehelement in einem Drehmomentwandler.
Im Allgemeinen überträgt ein Drehmomentwandler die Leistung über ein Fluid und daher kann eine stoßfreie Beschleunigung und Verzögerung erleichtert werden. Jedoch führt das Strömen des Fluids zu Energieverlusten und daher zu einem geringeren Kraftstoffwirkungsgrad.
Ein bestimmter Typ von Drehmomentwandlern im Stand der Technik ist mit einer Überbrückungsvorrichtung zum mechanischen Kuppeln einer vorderen Abdeckung auf der Eingangsseite mit einem Turbinenrad auf der Ausgangsseite ausgestattet. Die Überbrückungsvorrichtung ist in einem Raum zwischen der vorderne Abdeckung und dem Turbinenrad angeordnet. Die Überbrückungsvorrichtung wird hauptsächlich aus einem kreisförmigen, plattenförmigen Kolben, welcher gegen die vordere Abdeckung gedrückt werden kann, einer angetriebenen Platte, welche an einer Rückseite des Turbinenrads befestigt ist, und Torsionsfedern zum elastischen Kuppeln des Kolbens und der angetriebenen Platte miteinander in Drehrichtung gebildet. Der Kolben weist ein kreisförmiges und ringförmiges Reibelement auf, welches durch Adhäsion bzw. Reibschluß an einem Bereich des Kolbens gegenüber der flachen Reibfläche der vorderen Abdeckung befestigt ist.
Bei der herkömmlichen Überbrückungsvorrichtung wird der Betrieb des Kolbens durch ein Arbeitsfluid oder Öl gesteuert, welches innerhalb einer Haupteinheit des Drehmomentwandlers strömt. Genauer wird das Arbeitsfluid von einem externen, hydraulischen Betriebsmechanismus in einen Bereich zwischen dem Kolben und der vorderen Abdeckung zugeführt, wenn die Überbrückung gelöst ist. Dieses Arbeitsfluid strömt radial außen in dem Raum zwischen der vorderen Abdeckung und dem Kolben und strömt in die Haupteinheit des Drehmomentwandlers durch dessen radial äußeren Bereich. Wenn die Überbrückung eingreift, wird das Arbeitsfluid in dem Raum zwischen der vorderen Abdeckung und dem. Kolben durch die radial innere Seite abgelassen, so daß der Kolben sich in Richtung der vorderen Abdeckung bewegt. Als Ergebnis wird das am Kolben vorgesehene Reibelement gegen die Reibfläche der vorderen Abdeckung gedrückt. Auf diese Weise wird ein Drehmoment von der vorderen Abdeckung auf die Turbinenradseite über die Überbrückungsvorrichtung übertragen.
Bei der herkömmlichen Überbrückungsvorrichtung wird eine Multi-Scheibenkupplung, welche mit einer Vielzahl von Reibplatten zum Bereitstellen einer Vielzahl von Reibflächen versehen ist, verwendet, um eine ausreichend große Drehmoment übertragungskapazität sicherzustellen.
Ein bestimmter Typ der herkömmlichen Überbrückungsvorrichtung von Drehmomentwandlern, welche die Multi-Scheibenkupplung aufweisen, kann z.B. einen Kupplungsverbindungsbereich aufweisen, welcher eine angetriebene Platte und Antriebsplatten umfaßt, welche an dessen gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Die angetriebene Platte weist im Fluid laufende Reibflächen auf, welche fest an dessen gegenüberliegenden Seiten befestigt sind, um Reibflächen bezüglich der jeweiligen Antriebsplatten zu bilden. Der Kupplungsverbindungsbereich des Multi-Scheibentyps, welcher derartige Mehrfach-Reibflächen aufweist, kann ein Problem betreffend ein Widerstandsdrehmoment (drag torque) aufweisen. Das Widerstandsdrehmoment ist ein Drehmo ment, welches infolge einer Berührung zwischen den Antriebsplatten und der angetriebenen Platte im gelösten Zustand der Kupplung auftritt.
Der Drehmomentwandler umfaßt eine vordere Abdeckung, welcher ein Drehmoment eines Motors zugeführt wird, ein Laufrad, welches auf einer Getriebeseite bezüglich der vorderen Abdeckung angeordnet ist, um eine Fluidkammer zusammen mit der vorderen Abdeckung zu bilden, ein Turbinenrad, welches in der Fluidkammer angeordnet ist und gegenüber dem Laufrad angeordnet ist, um eine Fluidbetriebskammer zusammen mit dem Laufrad zu bilden, ein Leitrad, welches radial innerhalb des Laufrades un des Turbinenrades angeordnet ist, um eine Strömung des Fluids vom Turbinenrad zum Laufrad zu regulieren, und eine Leistungsunterbrechungskupplung, welche zwischen der vorderen Abdeckung und dem Turbinenrad angeordnet ist, um das Drehmoment vom Turbinenrad zum Getriebe zu übertragen und zu unterbrechen.
Die Leistungsunterbrechungskupplung umfaßt ein Paar von Antriebsplatten, welche mit einem Motor gekuppelt sind, einen Kolben zum Antreiben des Antriebsplattenpaars, eine kreisförmige angetriebene Platte zur Drehung um eine Mittelachse und ein Paar von Reibbelägen, welche fest jeweils an axial gegenüberliegende Flächen der angetriebenen Platte befestigt sind. Das Antriebsplattenpaar ist mit dem Turbinenrad verbunden und kann die angetriebene Platte und das Reibbelagspaar von axial gegenüberliegenden Seiten halten. Die angetriebene Platte ist mit dem Getriebe verbunden.
Das Reibbelagspaar ist aus kreisförmigen, plattenförmigen Elementen hergestellt, wobei jedes eine Mittelöffnung aufweist und drehbar um die Mittelachse ist. Jeder Reibbelag ist auf seiner Fläche, welche nicht fest an der angetriebenen Platte befestigt ist, mit einer Vielzahl von Aussparungen versehen. Wie in 15 gezeigt, ist diese Vielzahl von Aussparungen dadurch gebildet, daß die Vielzahl von Aussparungen sich in einer ersten Richtung parallel zu einer bestimmten diametralen Richtung erstreckt und eine Vielzahl von Aussparungen sich in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung erstreckt.
Wenn der Drehmomentwandler betrieben wird, wird das Fluid durch eine Zentrifugalkraft in der Fluidkammer radial nach außen bewegt. Bei diesem Vorgang ist die Geschwindigkeit des Fluids, welches zwischen dem Antriebsplattenpaar und der angetriebenen Platte strömt, geringer als das des Fluids, welches zwischen der vorderen Abdeckung und der Antriebsplatte auf der Motorseite strömt. Insbesondere, wenn die Flächen der Reibbeläge, welche fest an axial gegenüberliegenden Flächen der angetriebenen Platte befestigt sind, parallel zur Richtung der Fluidströmung sind, strömt das Fluid durch die auf der Kontaktfläche vorgesehenen Aussparungen radial nach außen.
Wenn die eingegriffene Kupplung gelöst wird, verringert sich der Fluiddruck auf der Getriebeseite des Kolbens, so daß der Kolben und die Antriebsplatte, welche dem Kolben benachbart ist, von der anderen Antriebsplatte und der angetriebenen Platte beabstandet sind. Bei diesem Vorgang ist die Geschwindigkeit des Fluids, welches zwischen dem Antriebsplattenpaar und der angetriebenen Platte strömt, größer als die Geschwindigkeit des Fluids, welches zwischen der Antriebsplatte auf der Motorseite und der vorderen Abdeckung strömt, und ist ebenfalls größer als die Geschwindigkeit des Fluids, welches an der Getriebeseite des Kolbens strömt. Daher ist der Druck des Fluids, welches zwischen dem Antriebsplattenpaar und der angetriebenen Platte strömt, gering. Dies führt dazu, daß das Antriebsplattenpaar in Richtung der angetriebenen Platte gezogen wird, so daß die Kupplung nicht ausreichend gelöst werden kann, und ein Widerstandsdrehmoment auf das Getriebe übertragen wird.

Die DE 197 34 678 A1 beschreibt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die DE 44 32 624 C1 offenbart einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem Reibbelag, welcher über den Umfang des Reibbelags verlaufende Vertiefungen zum Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit aufweist. Die Vertiefungen liegen dabei zwischen einem radial äußeren und einem radial inneren Rand des Reibbelags.

Aus den obigen Erläuterungen wird deutlich, daß eine Notwendigkeit für ein Reibelement besteht, welches die oben erläuterten Probleme im Stand der Technik überwindet. Diese Erfindung richtet sich auf diese Notwendigkeit im Stand der Technik wie auch weitere Notwendigkeiten, welche dem Fachmann aus der vorliegenden Offenbarung ersichtlich werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Widerstand in einer im Fluid laufenden Kupplung, insbesondere einer Überbrückungsvorrichtung eines Drehmomentwandlers, zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 5 bzw. 6 bzw. 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt umfaßt die Erfindung ein im Fluid laufendes Reibelement bzw. Naßreibelement, welches fest mit einer Reibplatte einer im Fluid laufenden Kupplung befestigt ist. Das Naßreibelement ist aus einem ringförmigen und flachen Hauptkörper gebildet. Der Hauptkörper weist eine erste Fläche auf, welche fest an der Reibplatte befestigt ist, eine zweite Fläche an der gegenüberliegenden Seite und eine Vielzahl von Aussparungen, welche an der zweiten Fläche gebildet sind, sich von einem inneren Umfang der zweiten Fläche zu einem äußeren Umfang der zweiten Fläche durch erstrecken und jeweils eine gleiche Anzahl von bogenartig ausgebildeten bzw. richtungsändernden Bereichen aufweisen. Weiter weist das Reibelement das Merkmal auf, daß die Aussparung eine V-förmige Form aufweist, welche in Rotationsrichtung des Reibelements geöffnet ist.

Im gelösten Zustand der Kupplung dreht sich das Reibelement relativ zu einem benachbarten Element. Deshalb strömt das Fluid durch eine Vielzahl von Aussparungen, welche auf der Fläche des Naßreibelements gebildet sind, und eine Kollision oder dergleichen tritt zwischen unterschiedlichen Fluidströmungen im richtungsändernden Bereich und/oder zwischen dem Fluidstrom und der richtungsändernden Wand auf, so daß ein Widerstand auftritt, und der Druck im richtungsändernden Bereich ansteigt. Somit tritt ein dynamischer Druck zwischen dem Naßreibelement und dem anderen Element auf, und die Reibplatte tendiert dazu, sich vom anderen Element fortzubewegen. Dies verringert das Widerstandsdrehmoment.

Bei diesem Aufbau, welcher jeweils die Naßreibelemente gemäß der Erfindung auf den gegenüberliegenden Seiten der Reibplatte verwendet, weist jede Aussparung richtungsändernde Bereiche auf, deren Anzahl gleich ist. Deshalb ist der richtungsändernde Bereich bzw. die richtungsändernden Bereiche, in denen die Kollision von Fluid auftritt, auf eine der axial gegenüberliegenden Seiten gleich in der Anzahl zu denen an der anderen Seite. Als Ergebnis sind die dynamischen Drücke, welche auf den axial gegenüberliegenden Seiten des Reibelements auftreten, gleich zueinander, so daß die Reibplatte eine vorbestimmte Axialposition halten kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Naßreibelement weiter das Merkmal auf, daß das radial äußere Ende des ersten Aussparungsbereichs und das radial innere Ende des zweiten Aussparungsbereichs im wesentlichen in Umfangsrichtung in der gleichen Position angeordnet sind, und das radial innere Ende des ersten Aussparungsbereichs und das radial äußere Ende des zweiten Aussparungsbereichs jeweils in in Umfangsrichtung unterschiedlichen Positionen angeordnet sind.

Gemäß diesem Naßreibelement sind die radial inneren und äußeren Enden des ersten Aussparungsbereichs jeweils in Umfangsrichtung in unterschiedlichen Positionen und die radial inneren und äußeren Enden des zweiten Aussparungsbereichs sind jeweils in Umfangsrichtung in unterschiedlichen Positionen. Aus diesem Grund ist zumindest eine der Aussparungen in Rotationsrichtung geöffnet. Deshalb erhöht sich die Durchflußrate des Fluids, welches in die Aussparung strömt, wodurch der Druckhalteeffekt verbessert wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Erfindung eine Reibscheibe bereit, welche in einer im Fluid laufenden Kupplung bzw. Naßkupplung verwendet wird, umfassend eine Reibplatte und Naßreibelemente. Die Reibplatte weist einen ringförmigen Reibverbindungsbereich auf. Die Naßreibelemente sind aus einem Paar von Elementen gebildet, welche jeweils feststehend an den gegenüberliegenden Flächen des Reibverbindungsbereichs befestigt sind. Die Naßreibelemente sind derartig ausgebildet, wie in einem der vorhergehenden Aspekte erläutert.

Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verringerung des Fluiddrucks zu verhindern, welcher infolge der Rotation eines kreisförmigen, plattenförmigen Reibelements in einer Fluidkammer auftreten kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Reibelementanordnung bereitgestellt, welche das vorher beschriebene Reibelement umfaßt sowie eine Platte, welche mit dem Reibelement verbunden ist und in einer Fluidkammer angeordnet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Scheibenanordnung zur Übertragung eines Drehmoments von einem Eingangsdrehelement auf ein Ausgangsdrehelement, insbesondere eine Scheibenanordnung umfassend die vorher beschriebene Reibelementanordnung, vorgesehen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Drehmomentwandler zur Übertragung eines Drehmoments von einem Eingangsdrehelement auf ein Ausgangsdrehelement, insbesondere ein Drehmomentwandler umfassend die vorher beschriebene Scheibenanordnung, vorgesehen.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Reibelementanordnung in einer Fluidkammer angeordnet, welche mit einem Fluid gefüllt ist. Die Reibelementanordnung umfaßt eine kreisförmige Platte und einen ersten Reibbelag, welcher aus einem Reibelement gemäß den vorhergehenden Aspekten gebildet ist. Die kreisförmige Platte dreht sich um eine Mittelachse in der Fluidkammer. Der erste Reibbelag ist feststehend mit zumindest einer der axial gegenüberliegenden Flächen des äußeren Umfangsbereichs der Platte gekuppelt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Reibelementanordnung weiter einen zweiten Reibbelag, welcher fest mit dem anderen der axial gegenüberliegenden Flächen des äußeren Umfangsbereichs der Platte verbunden ist und gemäß dem in den vorhergehenden Aspekten erläuterten Reibelement gebildet ist.

Eine Scheibenanordnung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung zur Übertragung eines Drehmoments von einem Eingangsdrehelement auf ein Ausgangsdrehelement. Die Scheibenanordnung umfaßt eine Reibelementanordnung gemäß einem der vorher erläuterten Aspekte, einen Klemmmechanismus zum Klemmen der Reibelementanorndung von den axial gegenüberliegenden Seiten und einen Antriebsmechanismus zum Antreiben des Klemmmechanismus. Die Reibelementanordnung ist mit einem der Eingangs- oder Ausgangsdrehelemente verbunden und der Klemmmechanismus ist mit dem anderen der Eingangs- oder Ausgangsdrehelemente verbunden.

Bei einem Drehmomentwandler gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Drehmomentwandler zur Übertragung eines Drehmoments von einem Eingangsdrehelement auf ein Ausgangsdrehelement vorgesehen. Der Drehmomentwandler umfaßt eine vordere Abdeckung, welcher ein Drehmoment vom Eingangsdrehelement zugeführt wird, ein Laufrad, ein Turbinenrad, ein Leitrad und eine Leistungsunterbrechungskupplung. Das Laufrad ist an der Ausgangsdrehelementseite der vorderen Abdeckung angeordnet und bildet zusammen mit der vorderen Abdeckung eine Fluidkammer. Das Turbinenrad ist in der Fluidkammer, gegenüber dem Laufrad angeordnet, und bildet zusammen mit dem Laufrad eine Fluidbetriebskammer. Das Leitrad ist radial innerhalb des Laufrads und des Turbinenrads angeordnet und reguliert eine Fluidströmung vom Turbinenrad zum Laufrad. Die Leistungsunterbrechungskupplung ist axial zwischen der vorderen Abdeckung und dem Turbinenrad angeordnet und kann das Drehmoment vom Turbinenrad zum Ausgangsdrehelement übertragen und unterbrechen. Die Leistungsunterbrechungskupplung umfaßt eine Scheibenanordnung gemäß den oben dargelegten Aspekten. Der Klemmmechanismus ist mit der Turbine verbunden und die Platte ist mit dem Ausgangsdrehelement verbunden.

Diese und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung verdeutlicht, welche zusammen mit der beigefügten Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung offenbart.
In den Zeichnungen ist:
1 eine schematische Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers, welcher ein Reibelement in der Überbrückungskupplung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht eines Kupplungsverbindungsbereichs der in 1 gezeigten Überbrückungskupplung;
3 eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht eines Aufbaus zur Abstützung eines Kolbens mittels eines Dämpfermechanismus;
4 eine teilweise Vorderansicht des in den 1 und 2 gezeigten Reibelements mit Aussparungen, welche auf einer Reibfläche oder einem Reibbelag gebildet sind;
5 eine teilweise Seitenansicht des Reibelements in Richtung des Pfeils V in 4;
6 eine teilweise Vorderansicht eines Reibelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, welche in der in den 1 und 2 gezeigten Überbrückungskupplung des Drehmomentwandlers verwendet werden kann;
7 eine teilweise Vorderansicht des in 6 gezeigten Reibelements, welche die Anordnung von Aussparungen auf einem Paar von gegenüberliegenden Reibflächen oder Reibbelägen zeigt;
8 eine teilweise Vorderansicht eines Reibelements gemäß einem nicht unter den Schutzbereich der Ansprüche fallenden Beispiel, welches in der in den 1 und 2 gezeigten Überbrückungskupplung eines Drehmomentwandlers verwendet werden kann;
9 eine teilweise Vorderansicht des in 8 gezeigten Reibelements, welches die Anordnung von Aussparungen auf einem Paar von einander gegenüberliegenden Reibflächen oder Reibbelägen zeigt;
10 eine schematische Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers mit einer Leistungsunterbrechungskupplung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
11 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines radial äußeren Bereichs einer in 10 gezeigten Leistungsunterbrechungskupplung;
12 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines radial inneren Bereichs der in 10 gezeigten Leistungsunterbrechungskupplung;
13 eine Vorderansicht einer ringförmigen Reibfläche eines der Reibbeläge;
14 eine Vorderansicht einer Reibfläche gemäß einem nicht unter den Schutzbereich der Ansprüche fallenden Beispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansicht 13 entspricht;
15 eine Vorderansicht einer Reibfläche gemäß dem Stand der Technik, wobei die Ansicht 13 entspricht; und
16 ein vergleichendes Ergebnis zwischen Beträgen von Widerstandsdrehmomenten, welches der Form der Aussparungen auf den ringförmigen Reibflächen entspricht.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 zeigt einen Drehmomentwandler 1, welcher ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt. Wie in 1 gezeigt, besteht der Drehmomentwandler 1 im wesentlichen aus einer vorderen Abdeckung 2, einem Fluidbetriebsbereich 3, welcher aus drei Arten von Flügelrädern gebildet ist sowie einer Überbrückungsvorrichtung 4. Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist in einem Raum C angeordnet, welcher axial zwischen der vorderen Abdeckung 2 und einem Turbinenrad 11 gebildet ist. Ein Laufrad 10, das Turbinenrad 11 und ein Leitrad 12 sind coaxial zur vorderen Abdeckung 2. Die vordere Abdeckung 2 und ein Laufradgehäuse 15 des Laufrades 10 sind an ihren äußeren Umfangsbereichen miteinander verschweißt, um eine Fluidkammer A zu bilden, welche mit einem Arbeitsfluid gefüllt ist. Im Laufradgehäuse 15 ist ein Bereich, welcher sich hinter die Laufradschaufeln 16 erstreckt, radial außerhalb des Turbinenrads 11 angeordnet und ist einstückig mit dem äußeren zylindrischen Bereich 8 der vorderen Abdeckung 2 gebildet.
Die vordere Abdeckung 2 ist ein Element, welches ein Drehmoment von einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) eines Motors aufnimmt. Die vordere Abdeckung 2 besteht in erster Linie aus einem kreisförmigen, plattenförmigen Hauptkörper 5. Die Mitte des Hauptkörpers 5 ist feststehend mit einer Nabe 6 verbunden. Der Hauptkörper 5 weist eine Vielzahl von Muttern 7 auf, welche fest mit einer Fläche auf der Motorseite des äußeren Umfangsbereichs des Hauptkörpers 5 verbunden sind. Der äußere zylindrische Bereich 8, welcher sich in Richtung des Getriebes erstreckt, ist am äußeren Umfang des Hauptkörpers 5 gebildet. Der äußere zylindrische Bereich 8 weist an seinem gesamten Umfang Ungleichförmigkeiten auf (d.h. konkave und konvexe Bereiche), welche von abwechselnden Positionen radial vorstehen. Diese Ungleichförmigkeiten bilden eine Nase bzw. Ansatz oder eine Keilverzahnung 9 am inneren Umfang des äußeren zylindrischen Bereichs 8. Weiter ist eine ringförmige und flache Reibfläche 70 an der axial inneren Seite des radial äußeren Bereichs des Hauptkörpers 5 der vorderen Abdeckung 2 gebildet. Die Reibfläche 15 ist axial in Richtung des Getriebes ausgerichtet.
Der Fluidbetriebsbereich 3 ist in der Fluidkammer A angeordnet und befindet sich auf der Getriebeseite in Axialrichtung. Dadurch wird die Fluidkammer A in eine Fluidbetriebskammer B, welche aus dem Fluidbetriebsbereich gebildet ist, und einen Raum C unterteilt, welcher zwischen dem Hauptkörper 5 der vorderen Abdeckung 2 und dem Turbinenrad 11 definiert ist.
Das Laufrad 10 wird durch das Laufradgehäuse 15, die Vielzahl von Laufradschaufeln 16, einem Laufradkern 17 und einer Laufradnabe 18 gebildet. Die Vielzahl der Laufradschaufeln 16 ist feststehend mit der Innenseite des Laufradgehäuses 15 verbunden. Der Laufradkern 17 ist feststehend mit der Innenseite der Laufradschaufeln 16 verbunden. Die Laufradnabe 18 ist feststehend mit dem inneren Umfang des Laufradgehäuses 15 verbunden.
Das Turbinenrad 11 ist in der Fluidkammer A angeordnet und befindet sich gegenüber dem Laufrad 10. Das Turbinenrad 11 wird aus einem Turbinenradgehäuse 20, einer Vielzahl von Turbinenradschaufeln 21, einem Turbinenradkern 22 und einer Turbinenradnabe 23 gebildet. Die Turbinenradschaufeln 21 sind feststehend mit dem Turbinenradgehäuse 20 verbunden. Der Turbinenradkern 22 ist fest mit den Innenseiten der Turbinenradschaufeln verbunden. Die Turbinenradnabe 23 ist fest mit dem inneren Umfang des Turbinenradgehäuses 20 verbunden. Die Turbinenradnabe 23 ist ein zylindrisches Element mit einem radialen Flansch 26, welcher sich davon erstreckt. Der Flansch 26 ist fest mit dem inneren Umfangsbereich des Turbinenradgehäuses 20 mittels einer Vielzahl von Nieten 24 verbunden. Weiter ist die Turbinenradnabe 23 an ihrem inneren Umfang mit einer Keilverzahnung 25 versehen. Die Keilverzahnung 25 befindet sich mit einer Welle (nicht gezeigt) im Eingriff, welche sich vom Getriebe her erstreckt. Dadurch wird das Drehmoment von der Turbinenradnabe 23 auf die Welle (nicht gezeigt) übertragen.
Das Leitrad 12 ist zwischen dem inneren Umfangsbereich des Laufrads 10 und dem inneren Umfangsbereich des Turbinenrads 11 angeordnet. Das Leitrad 12 ist ein Mechanismus zur Regulierung der Strömung des Arbeitsfluids, welches vom Turbinenrad 11 zum Laufrad 10 zurückkehrt. Das Leitrad 12 ist aus einem Leitradträger 27, einer Vielzahl von Leitradschaufeln 28 und einem Leitradkern 29 gebildet. Die Leitradschaufeln 28 sind fest mit der äußeren Umfangsfläche des Leitradträgers 27 verbunden. Der Leitradkern 29 ist fest mit den Innenseiten der Leitradschau feln 28 verbunden. Der Leitradträger 27 wird an einer feststehenden Welle (nicht gezeigt) über eine Freilaufkupplung 30 abgestützt.
Ein erstes Axiallager 32 ist axial zwischen dem Hauptkörper 5 der vorderen Abdeckung 2 und der Turbinenradnabe 23 angeordnet. Die Turbinenradnabe 23 weist an ihrer Endfläche an der Motorseite eine Vielzahl von radialen Aussparungen auf, welche es dem Arbeitsfluid ermöglichen, auf den radial gegenüberliegenden Seiten des ersten Axiallagers 32 zu strömen. Ein zweites Axiallager 33 ist zwischen der Turbinenradnabe 23 und der Freilaufkupplung 30 angeordnet. Ein Element, welches die Freilaufkupplung 30 bildet, weist an der Motorseite eine Vielzahl von radialen Aussparungen auf. Diese Aussparungen ermöglichen es dem Arbeitsfluid zwischen den radial gegenüberliegenden Seiten des zweiten Axiallagers 33 zu strömen. Ein drittes Axiallager 34 ist axial zwischen dem Leitradträger 37 und der Laufradnabe 18 angeordnet. Der Leitradträger 37 weist an seiner Getriebeseite eine Vielzahl von radialen Aussparungen auf. Diese Aussparungen ermöglichen es dem Arbeitsfluid, zwischen den radial gegenüberliegenden Seiten des dritten Axiallagers 34 zu strömen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein erster Öldurchlaß des hydraulischen Betriebsmechanismus mit einer Position verbunden, welche axial zwischen der Laufradnabe 18 und dem Leitrad 12 definiert ist. Ein zweiter Öldurchlaß des hydraulischen Betriebsmechanismus ist mit einer Position verbunden, welche axial zwischen dem Leitrad 12 und der Turbinenradnabe 23 definiert ist. Ein dritter Öldurchlaß des hydraulischen Betriebsmechanismus ist mit einer Position verbunden, welche axial zwischen der Turbinenradnabe 23 und der vorderen Abdeckung 2 definiert ist. Üblicherweise sind der erste und der zweite Öldurchlaß mit einem gemeinsamen Hydraulikkreis verbunden und beide werden betrieben, um das Arbeitsfluid zu oder von dem Fluidbetriebsbereich 3 zuzuführen oder abzulassen. Der dritte Öldurchlaß ist innerhalb der Welle gebildet und kann betrieben werden, um das Arbeitsfluid dem Raum zwischen der vorderen Abdeckung 2 und der Turbinenradnabe 23 zuzuführen, d.h. dem inneren Umfangsbereich des Raums C, und um das Arbeitsflulid vom Raum C abzulassen.
Nachfolgend wird der Raum C beschrieben. Der Raum C ist ein ringförmiger Raum, welcher axial zwischen dem Hauptkörper 5 der vorderen Abdeckung 2 und dem Turbinenrad 11 gebildet ist. Die Motorseite in Axialrichtung des Raums C ist durch den Hauptkörper 5 der vorderen Abdeckung 2 definiert, und eine Getriebeseite ist durch die Turbinenradnabe 20 des Turbinenrads 11 definiert. Der äußere Umfang des Raums C ist in erster Linie durch die innere Umfangsfläche des äußeren zylindrischen Bereichs 8 definiert und sein innerer Umfang ist durch die äußere Umfangsfläche der Turbinenradnabe 23 definiert. Der Raum C ist, wie oben beschrieben, mit einem externen hydraulischen Betriebsmechanismus über seinen inneren Umfangsbereich verbunden, welcher ein Raum zwischen dem inneren Umfangsbereich der vorderen Abdeckung 2 und der Turbinenradnabe 23 ist. Der Raum C steht an seinem äußeren Umfangsbereich über einen Raum zwischen dem Auslaß des Laufrads 10 und dem Einlaß des Turbinenrads 11 mit der Fluidbetriebskammer B in Verbindung.
Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist innerhalb des Raums C angeordnet. Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist derart konfiguriert, daß die vordere Abdeckung 2 bezüglich dem Turbinenrad 11 in einer mechanischen Weise unter Verwendung von Änderungen des Hydraulikdrucks im Raum C verbindbar und lösbar ist. Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist in erster Linie durch einen Kolbenmechanismus 41 und einen Kolben 42 gebildet.
Der Kolbenmechanismus 41 weist eine Kolbenfunktion für seine Betätigung entsprechend der Änderung des Hydraulikdrucks im Raum C auf, sowie einen Dämpfermechanismus zur Aufnahme und zum Dämpfen von Torsionsschwingungen in Rotationsrichtung.
Der Kolbenmechanismus 41 ist aus einem ersten Kolben 43 und einem Dämpfermechanismus 44 gebildet. Der erste Kolben 43 ist ein kreisförmiges, plattenförmiges Element, welches an der Seite nahe dem Hauptkörper 5 der vorderen Abdeckung 2 angeordnet ist. Der erste Kolben 43 besteht in erster Linie aus einer kreisförmigen Platte 45, welche den Raum C in einen ersten Raum D an der vorderen Abdeckungsseite 2 und einen zweiten Raum E an der Turbinenradseite 11 unterteilt. Der äußere Umfangsbereich der Platte 45 bildet einen ersten Reibverbindungsbereich 49, welcher an der Getriebeseite bezüglich der Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2 angeordnet ist. Der erste Reibverbindungsbereich 49 ist ein ringförmiger flacher Bereich mit einer plattenförmigen Gestalt und trägt ringförmige Reibelemente 46, welche jeweils fest an seinen axial gegenüberliegenden Seiten angebracht sind. Auf das Reibelement 46, welches der Reibfläche 70 gegenüberliegt, wird nachfolgend als ein erstes Reibelement 46a Bezug genommen, und auf das Reibelement 46 der gegenüberliegenden Seite wird nachfolgend als ein zweites Reibelement 46b Bezug genommen. Die Platte 45 weist an ihrem inneren Umfang einen inneren zylindrischen Bereich 71 auf. Der innere zylindrische Bereich 71 erstreckt sich von dem inneren Umfang der Platte 45 axial in Richtung des Getriebes. Die innere Umfangsfläche des inneren zylindrischen Bereichs 71 wird durch die äußere Umfangsfläche 65 der Turbinenradnabe 23 abgestützt. Die innere Umfangsfläche des inneren zylindrischen Bereichs 71 ist in beide Axial- und Rotationsrichtungen bezüglich der äußeren Umfangsfläche 65 bewegbar. Die Turbinenradnabe 23 weist an ihrer äußeren Umfangsfläche einen ringförmigen Kontaktbereich 48 auf, welcher an der Getriebeseite bezüglich des inneren zylindrischen Bereichs 71 angeordnet ist. Dieser Aufbau beschränkt die Axialbewegung der Platte 45 in Richtung des Getriebes. Die äußere Umfangsfläche 65 weist eine ringförmige Aussparung auf, in der ein Dichtungsring 57 angeordnet ist. Der Dichtungsring 57 befindet sich mit der inneren Umfangsfläche des inneren zylindrischen Bereichs 71 in Kontakt. Dieser Dichtungsring 57 stellt eine Abdichtung zwischen den ersten und zweiten Räumen D und E bereit.
Wie oben beschrieben, steht der dritte Öldurchlaß mit dem inneren Umfangsbereich des ersten Raums D in Verbindung und wird vom zweiten Raum E durch den inneren Umfang des ersten Kolbens 43 und die äußere Umfangsfläche 65 der Turbinenradnabe 23 abgetrennt. Der äußere Umfangsbereich wird vom zweiten Raum E abgetrennt, wenn der erste Reibverbindungsbereich 49 sich mit der Reibfläche 70 in Kontakt befindet und steht mit dem zweiten Raum E in Verbindung, wenn der Bereich 49 von der Reibfläche 70 beabstandet ist.
Der Dämpfermechanismus 44 ist ein Mechanismus zur Übertragung des Drehmoments des ersten Kolbens 43 in Richtung des Turbinenrads 11 und zur Aufnahme und zum Dämpfen von Torsionsschwingungen. Der Dämpfermechanismus 44 ist im zweiten Raum E angeordnet und ist zwischen den inneren Umfangsbereichen des ersten Kolbens 43 und dem Turbinenradgehäuse 20 angeordnet. Der Dämpfermechanismus 44 besteht in erster Linie aus einem Antriebselement 50, einem angetriebenen Element 51 und Torsionsfedern 52. Das Antriebselement 50 ist steif bzw. fest mit dem ersten Kolben 43 verbunden. Das angetriebene Element 51 kann das Drehmoment auf das Turbinenrad 11 übertragen. Die Torsionsfedern 52 kuppeln das Antriebselement 50 und das angetriebene Element 51 mitenander elastisch in Rotationsrichtung. Genauer ist das Antriebselement 50 aus einer ersten Antriebsplatte 54 und einer zweiten Antriebsplatte 55 gebildet. Die Antriebsplatten 54 und 55 sind ringförmige Elemente, welche in Axialrichtung ausgerichtet sind. Die erste Antriebsplatte 54 ist nahe der Getriebeseite der Platte 45 des ersten Kolbens 43 angeordnet. Die zweite Antriebsplatte 55 ist an der Getriebeseite der ersten Antriebsplatte 54 angeordnet.
Die äußeren Umfangsbereiche der Antriebsplatten 54 und 55 sind fest mit dem ersten Kolben 43 mittels einer Vielzahl von Nieten 56 verbunden. Die inneren Umfangsbereiche der ersten und zweiten Antriebsplatten 54 und 55 sind axial voneinander beabstandet. Die Antriebsplatten 54 und 55 weisen eine Vielzahl von viereckigen Fenstern 35 und 36 auf, in denen sich die Torsionsfedern 52 in Eingriff befinden. Wie in 3 gezeigt, weist die zweite Antriebsplatte 55 einen äußeren Umfangsbereich 55a, einen zylindrischen Bereich 55b und einen ringförmigen Bereich 55c auf. Der äußere Umfangsbereich 55a ist fest mit dem Kolben 43 mittels Nieten 56 verbunden. Der zylindrische Bereich 55b erstreckt sich vom äußeren Umfangsbereich 55a axial in Richtung des Getriebes. Der ringförmige Bereich 55c erstreckt sich vom zylindrischen Bereich 55b radial nach innen. Der ringförmige Bereich 55c weist die vorher genannten viereckigen Fenster 35 und 36 auf. Das angetriebene Element 51 ist eine ringförmige Platte, deren äußerer Umfangsbereich axial zwischen den Antriebsplatten 54 und 55 angeordnet ist. Das angetriebene Element 51 weist Fenster 58 in den Positionen auf, welche den viereckigen Fenstern in den Antriebsplatten 54 und 55 entsprechen. Die Torsionsfedern 52 sind in den Fenstern 58 angeordnet. Die Torsionsfeder 52 ist eine Schraubenfeder, welche sich in Umfangsrichtung erstreckt. Die Torsionsfeder 52 stützt sich in Rotationsrichtung innerhalb der vorher beschriebenen Fenster 58 und der rechteckigen Fenster 35 und 36 ab. Das angetriebene Element 51 weist an seinem radial inneren Bereich einen zylindrischen Bereich 38 auf, welcher sich axial in Richtung des Getriebes erstreckt. Der zylindrische Bereich 38 weist an seinem Ende eine Vielzahl von Klauen 59 auf, welche sich axial in Richtung des Getriebes erstrecken.
Weiter umfaßt der Dämpfermechanismus 44 ein Klauenelement 53. Das Klauenelement 53 ist steif bzw. fest am Turbinenrad 11 für eine gemeinsame Rotation befestigt. Das Klauenelement 53 ist ein Element, welches eine Relativrotation und eine Axial bewegung bezüglich des angetriebenen Elements 51 ermöglicht. Das Klauenelement 53 weist einen ringförmigen Bereich 60 auf, welcher fest mit der Turbinenradnabe 23 mittels Nieten 24 zusammen mit dem Turbinenradgehäuse 20 befestigt ist. Der ringförmige Bereich 60 weist an seinem inneren Umfang einen Klauenbereich 61 auf, welcher sich radial nach innen erstreckt. Der Klauenbereich 61 befindet sich mit den Klauen 59 des angetriebenen Elements 51 im Eingriff. In diesem Zustand ist das angetriebene Element 51 nicht drehbar aber axial bewegbar bezüglich des Turbinenrades 11. Ein axialer Verbindungsraum wird radial in den sich im Eingriff befindenden Bereichen des Klauenbereichs 61 und der Klauen 59 aufrechterhalten.
Die äußere Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 38 des angetriebenen Elements 51 befindet sich in Kontakt mit und wird radial abgestützt durch die innere Umfangsfläche der zweiten Antriebsplatte 55. Auf diese Weise wird die angetriebene Platte 51 bezüglich der Turbinenradnabe 23 über die zweite Antriebsplatte 55 und den ersten Kolben 43 zentriert.
Da es auf diese Weise nicht notwendig ist, das angetriebene Element 51 bezüglich der Turbinenradnabe 23 radial und direkt zu positionieren, ist es nicht notwendig, eine maschinelle Bearbeitung zur Herstellung einer Keilverzahnung an der Turbinenradnabe 23 für einen Eingriff zwischen dem Kolbenmechanismus 41 und dem Turbinenrad 11 durchzuführen. Dadurch können die gesamten Herstellungskosten verringert werden.
Der Kolben 42 ist im zweiten Raum E angeordnet und befindet sich auf der Getriebeseite des äußeren Umfangsbereiches des ersten Kolbens 43 und radial außerhalb des Dämpfermechanismus 44. Der Kolben 42 ist eine ringförmige Platte und weist einen zweiten Reibverbindungsbereich 68 axial benachbart zur Getriebeseite des ersten Reibverbindungsbereichs 49 auf. Der zweite Reibverbindungsbereich 68 weist eine ringförmige, flache Ge stalt auf, wie in 2 gezeigt, und weist eine Druckfläche 69 an der Motorseite auf. Die Druckfläche 69 ist axial gegenüberliegend dem zweiten Reibelement 46b angeordnet. Der Kolben 42 weist an seinem äußeren Umfang einen äußeren zylindrischen Bereich 62 auf, welcher sich axial in Richtung des Getriebes erstreckt. Der äußere zylindrische Bereich 62 ist nahe der inneren Umfangsfläche des äußeren zylindrischen Bereichs 8 angeordnet. Der äußere zylindrische Bereich 62 weist Zähne 64 auf, welche von abwechselnden Positionen in radial gegenüberliegende Richtungen vorstehen. Die Zähne 64 befinden sich mit dem Ansatz oder der Keilwellenverzahnung 9, welche am äußeren Umfangsbereich 8 der vorderen Abdeckung 2 gebildet ist, im Eingriff. Infolge dieses Eingriffs ist der Kolben 42 nicht drehbar aber axial bewegbar bezüglich der vorderen Abdeckung 2. Eine ringförmige Aussparung ist in einem Bereich an der Getriebeseite des Ansatzes oder der Keilverzahnung 9 gebildet und ein Drahtring 67 ist in dieser Aussparung angeordnet. Der Drahtring 67 befindet sich mit der Endfläche auf der Getriebeseite des äußeren zylindrischen Bereichs 62 des Kolbens 42 in Kontakt, so daß die Axialbewegung des Kolbens 42 in Richtung des Getriebes beschränkt ist. Ein Raum, in welchem das Arbeitsfluid axial strömen kann, ist in den Eingriffsbereichen der Zähne 64 und des Ansatzes oder der Keilverzahnung 9 gebildet.
Der Kolben 42 weist an seinem inneren Umfang einen inneren zylindrischen Bereich 63 auf, welcher sich axial in Richtung des Getriebes erstreckt. Der innere Umfang des inneren zylindrischen Bereiches 63 ist über eine äußere Umfangsfläche 73 des zylindrischen Bereichs 55b der zweiten Antriebsplatte 55 abgestützt und ist dadurch radial positioniert, so daß er in Rotations- und Axialrichtung bewegbar ist. Eine ringförmige Aussparung ist in der äußeren Umfangsfläche 73 gebildet und ein Dichtring 66 ist in dieser Aussparung angeordnet. Der Dichtring 66 befindet sich mit der inneren Umfangsfläche des inneren zylindrischen Bereichs 63 in Kontakt. Dieser Dichtring 66 stellt eine Abdichtung bereit, welche am inneren Umfang des Kolbens 42 und zwischen den axial gegenüberliegenden Räumen gebildet ist. Auf diese Weise ist ein dritter Raum F in erster Linie axial zwischen dem äußeren Umfangsbereich des ersten Kolbens 43 und dem Kolben 42 gebildet. Der dritte Raum F wird durch den vorher erläuterten Dichtring 66 vom anderen Bereich des zweiten Raums E abgeschlossen. Der äußere Umfangsbereich des dritten Raums F ist geschlossen, wenn die ersten und Reibverbindungsbereiche 49 und 68 sich miteinander in Kontakt befinden und ist geöffnet, wenn sie voneinander beabstandet sind. Da der dritte Raum F zwischen dem Kolben 42 und der Platte 45 gebildet ist, benötigt dieser Aufbau eine verringerte Anzahl von Teilen und kann daher einfacher sein. Die Platte 45 weist eine Vielzahl von axialen Durchgangsöffnungen 47 auf, welche radial innerhalb des ersten Reibverbindungsbereichs 49 angeordnet sind. Über diese Öffnungen 47 befinden sich der erste Raum D und der dritte Raum F miteinander in Verbindung.
Nachfolgend wird ein Kupplungsverbindungsbereich 40 der Überbrückungsvorrichtung 4 zusammen mit einer Zusammenfassung der obigen Beschreibung beschrieben. Der Kupplungsverbindungsbereich 40 ist aus einer Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2, dem ersten Reibverbindungsbereich 49 des ersten Kolbens 42 und einer Druckfläche 69 des zweiten Reibverbindungsbereichs 68 des Kolbens 42 gebildet. Auf diese Weise hat der Kupplungsverbindungsbereich 40 zwei Reibflächen. Der Kolben 42 und die zweite Antriebsplatte 55 drehen sich relativ zueinander, wenn der Kupplungsverbindungsbereich 40 sich nicht im Eingriff befindet. Wenn sich der Kupplungsverbindungsbereich 40 im Eingriff befindet, drehen sich der Kolben 42 und die zweite Antriebsplatte 55 miteinander und es tritt kein Gleiten in Rotationsrichtung zwischen dem inneren zylindrischen Bereich 63 und dem zylindrischen Bereich 55b auf.
Bei diesem Aufbau bilden die ersten und zweiten Reibverbindungsbereiche 49 und 68 Kolben, welche jeweils selbsttätig axial bewegbar sind. Deshalb übt der erste Kolben 43 eine Druckkraft zwischen der Reibfläche 70 und dem Reibelement 46 aus und der zweite Kolben 42 übt eine Druckkraft zwischen dem Reibelement 46 und der Druckfläche 69 aus.
Bei diesem Kupplungsverbindungsbereich 40 ist ein Innendurchmesser (ID2) des Kolbens 42 größer als ein Innendurchmesser (ID1) des ersten Kolbens 43. Daher ist die Druckkraft, welche vom Kolben 42 auf den ersten Reibverbindungsbereich 49 ausgeübt wird, kleiner als die in dem Fall, in dem der Kolben 42 und der erste Kolben 43 gleiche Innendurchmesser aufweisen. Dementsprechend kann die erzeugte Druckkraft kleiner sein als die in dem Fall, in dem die Reibfläche bloß verdoppelt ist und daher kann eine Abnutzung und eine Zerstörung des Reibelements 46 sowie anderer Elemente verhindert werden. Durch Änderung der Größe des Kolbens 42 ist es möglich, die Druckkraft zu ändern, welche auf den Kupplungsverbindungsbereich 40 wirkt. Es kann in Betracht gezogen werden, daß der Innendurchmesser des Kolbens 42 größer als der Innendurchmesser des Kolbenmechanismus 41 ist. Dieser Aufbau erreicht die vorher beschriebene exzellente Wirkung in dem Fall, in dem der Kolbenmechanismus 41 nicht mit dem Dämpfermechanismus 44 versehen ist.
Der Kolben 42, welcher ein Eingangselement ist, das sich zusammen mit der vorderen Abdeckung 2 dreht, ist radial außerhalb des Dämpfermechanismus 44 angeordnet. Genauer ist der Innendurchmesser des Kolbens 42 größer als der Außendurchmesser des Dämpfermechanismus 44 und der Kolben 42 ist radial außerhalb des Dämpfermechanismus 44 angeordnet. Daher ist der Raum auf der axial einen Seite des Dämpfermechanismus 44 nicht beschränkt. Demgemäß ist es möglich, die axiale Größe der Torsionsfeder 52 im Dämpfermechanismus 44 zu vergrößern. Dies vereinfacht die Konstruktion und kann die Funktion der Tor sionsfeder 52 wie z.B. eine Verringerung der Steifigkeit, verbessern.
Weiter ist der Kolben 42, welcher ein durch sich selbst in Axialrichtung bewegbares Kolbenelement ist, radial durch einen Bereich des Dämpfermechanismus 44 abgestützt und insbesondere durch die zweite Antriebsplatte 55, welche das Antriebselement bildet. Daher ist ein Element oder ein Aufbau, welcher zum Abstützen des Kolbens 42 dient, nicht notwendig, so daß der gesamte Aufbau der Überbrückungsvorrichtung 4 einfacher sein kann.
Nachfolgend wird die Betriebsweise beschrieben. Im ausgerückten Kupplungszustand führt der dritte Öldurchlaß das Arbeitsfluid der radial inneren Seite des ersten Raums D zu. Das Arbeitsfluid im ersten Raum D strömt zur radial äußeren Seite des zweiten Raums E durch den radial äußeren Bereich des Raums D, den Raum zwischen der Reibfläche 70 und dem ersten Reibelement 46a und dem Raum zwischen dem Ansatz oder der Keilverzahnung 9 und den Zähnen 64. Das Arbeitsfluid im zweiten Raum E strömt durch den Raum zwischen dem Laufradgehäuse 15 und dem Turbinenradgehäuse 20 und strömt dann durch den Raum zwischen dem Auslaß des Laufrades 10 und dem Einlaß des Turbinenrades 11 in die Fluidbetriebskammer B. Das Arbeitsfluid, welches sich im ersten Raum D bewegt, strömt durch die im ersten Kolben 43 gebildeten Öffnungen 47 in den dritten Raum F. Das Arbeitsfluid im dritten Raum F strömt durch den Raum zwischen der Druckfläche 69 und dem zweiten Reibelement 46b radial nach außen. Das Arbeitsfluid strömt durch den Raum zwischen dem Ansatz oder der Keilverzahnung 9 und den Zähnen 64 zum radial äußeren Bereich des zweiten Raumes E.
Bei diesem Aufbau bewegen sich der erste Kolben 43 und der zweite Kolben 42 axial entsprechend den Änderungen des Hydraulikdrucks im Raum C. Daher können die beiden Elemente stabil in axialer Richtung betrieben werden. Deshalb wird eine Berührung zwischen den jeweiligen Elementen im Kupplungsverbindungsbereich 40 unterdrückt. Genauer beschränkt der Drahtring 67 die Axialbewegung des Kolbens 42 in Richtung des Getriebes und die Turbinenradnabe 23 beschränkt die Axialbewegung des ersten Kolbens 43. Deshalb, wie in 2 gezeigt, können vorbestimmte Abstände zwischen der Reibfläche 70 und dem ersten Reibelement 46a und weiter zwischen dem zweiten Reibelement 46b und der Druckfläche 69 verläßlich aufrechterhalten werden.
Nachfolgend wird der Kupplungseinrückvorgang beschrieben. Das Arbeitsfluid im ersten Raum D wird durch den dritten Öldurchlaß abgelassen. Dadurch strömt das Arbeitsfluid im ersten Raum D in Richtung der radial inneren Seite und das Arbeitsfluid im dritten Raum F strömt über die Öffnungen 47 in den ersten Raum D. Dementsprechend bewegt sich der erste Kolben 43 axial in Richtung des Motors, um den ersten Reibverbindungsbereich 49 mit der Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2 in Berührung zu bringen. Weiter bewegt sich der Kolben 42 axial in Richtung des Motors und die Druckfläche 69 kommt mit dem zweiten Reibelement 46b in Kontakt. Auf diese Wiese verbinden die Öffnungen 47 die ersten und zweiten Räume D und F miteinander, so daß der Kolben 42 ruckfrei bewegt werden kann.
Nachfolgend wird der Kupplungsausrückvorgang beschrieben. Wenn das Arbeitsfluid vom dritten Öldurchlaß in den ersten Raum D zugeführt wird, bewegt sich das Arbeitsfluid radial nach außen und strömt dann durch die Öffnungen 47 in den dritten Raum F. Dadurch bewegen sich der erste Kolben 43 und der Kolben 42 axial in Richtung des Getriebes. Auf diese Weise ermöglichen die Öffnungen 47 eine sanfte bzw. ruckfreie Bewegung des Kolbens 42.
Der erste Reibverbindungsbereich 49 des ersten Kolbens 43 weist eine ringförmige und flache Gestalt auf und trägt die Reibelemente 46, welche jeweils an seinen axial gegenüberliegenden Seiten fest befestigt sind. Der erste Kolben 43 dient als eine Reibscheibe für eine im Fluid laufende Kupplung bzw. Naßkupplung und genauer ist die Reibscheibe aus einer Reibplatte und Reibelementen gebildet, welche fest an den gegenüberliegenden Seiten der Reibplatte befestigt sind.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 4 eine Beschreibung einer Ausgestaltung des ersten Reibelementes 46 gegeben. Das erste Reibelement 46 umfaßt eine ringförmige, flache Platte als Hauptkörper und ist fest mit der Fläche an der Motorseite des ersten Reibverbindungsbereichs 49 verbunden. Die erste Fläche des ersten Reibelements 46 ist fest mit dem ersten Reibverbindungsbereich 49 mittels eines Klebstoffes oder dergleichen verbunden. Die zweite Fläche des zweiten Reibelementes 46a ist gegenüber der Reibfläche 70 angeordnet. Diese zweite Fläche bildet eine Reibeingriffsfläche.
Das erste Reibelement 46a weist an seiner zweiten Fläche eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Aussparungen 75 auf. Die Aussparungen bzw. Nuten 75 sind zur Kühlung der Reibfläche durch das Arbeitsfluid, welches im Kupplungseingriffszustand durch sie hindurchströmt, versehen und zur Erreichung einer Druckhaltewirkung im gelösten Kupplungszustand, was später beschrieben wird. In 4 sind die Aussparungen 75 in Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinander beabstandet, aber sie könnten auch in voneinander unterschiedlichen Abständen beabstandet sein. Wie in 5 gezeigt, bildet jeder Bereich 74, welcher in Umfangsrichtung zwischen den Nuten 75 definiert ist, die oben beschriebene Reibeingriffsfläche.
Nachfolgend wird die Form bzw. Gestalt jeder Aussparung 75 beschrieben. Jede Aussparung 75 erstreckt sich durchgängig vom inneren Umfang zum äußeren Umfang des ersten Reibelements 46a und weist an seinem Mittelbereich einen richtungsändernden bzw. gekrümmt ausgebildeten Bereich 78 auf. Der richtung sändernde bzw. gekrümmte Bereich in dieser Beschreibung ist als ein Bereich zu verstehen, bei dem sich die Richtung der Aussparung ändert und das Fluid, welches vom in Strömungsrichtung vorhergehenden Bereich kommt, stößt an die Wand an. Jede Aussparung 75 ist aus einem ersten Aussparungsbereich 76, welcher sich vom äußeren Umfang radial nach innen erstreckt und einem zweiten Aussparungsbereich 77, welcher sich vom inneren Umfang radial nach außen erstreckt, gebildet. Der erste Aussparungsbereich 76 weist ein radial äußeres Ende auf, welches in Richtung der R2-Seite bezüglich seines radial inneren Endes verschoben ist. Der zweite Aussparungsbereich 77 weist ein radial inneres Ende auf, welches in Richtung der R2-Seite bezüglich seines radial äußeren Endes verschoben ist. Das radial äußere Ende des ersten Aussparungsbereichs 76 befindet sich in der im wesentlichen gleichen Umfangsposition wie das radial innere Ende des zweiten Aussparungsbereichs 77. Somit weist die Aussparung 75 eine V-förmige Gestalt auf, welche in der durch den Pfeil R2 dargestellten Richtung geöffnet ist. Die Aussparung 75 weist einen Bodenbereich auf, welcher nicht bis zum ersten Reibverbindungsbereich 49 reicht, so daß der erste Reibverbindungsbereich 49 nicht an der Reibfläche 70 freiliegt. Jedoch können die Aussparungen auch derart gebildet werden, daß sie z.B. durch Verwenden einer Vielzahl von Stücken des Reibbelags gebildet werden, welche angeordnet sind, um eine ringförmige Form bereitzustellen und der erste Verbindungsbereich 49 freiliegend ist.
Wenn sich der Kupplungsverbindungsbereich 40 im gelösten Zustand befindet, dreht sich der Kolben 42 zusammen mit der vorderen Abdeckung 2 und der erste Kolben 43 dreht sich zusammen mit dem Turbinenrad 11. Da ein Unterschied in der Drehzahl zwischen dem Laufrad 10 und dem Turbinenrad 11 auftritt, dreht sich der erste Kolben 43 relativ zur vorderen Abdeckung 2 und zum Kolben 42. Somit tritt eine Relativrotation zwischen den Elementen auf, welche an den gegenüberliegenden Seiten eines Raums X angeordnet sind, welcher zwischen der Reibfläche 70 und dem ersten Reibelement 46a gebildet ist und zwischen den Elementen, welche an den gegenüberliegenden Seiten eines Raums Y angeordnet sind, welcher zwischen dem zweiten Reibelement 46b und der Druckfläche 69 gebildet ist. In 4 stellt der Pfeil R1 die Rotationsrichtung des ersten Kolbens 43 dar und der Pfeil R2 stellt die Rotationsrichtung des ersten Kolbens 43 bezüglich der vorderen Abdeckung 2 im ausgerückten Kupplungszustand dar.
Auf dem ersten Reibelement 46a strömt das Arbeitsfluid in den ersten und zweiten Aussparungsbereichen 76 und 77 und ein Anstoßen bwz. Aufstauen des Arbeitsfluid tritt im gekrümmten Bereich 78 auf. Der Druck steigt im gekrümmten Bereich 78 an, so daß ein dynamischer Druck an der Fläche des ersten Reibelements 46a auftritt. Demgemäß wird der erste Reibverbindungsbereich 49 des ersten Kolbens 43 axial in Richtung des Getriebes durch die Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2 vorgespannt, so daß das Auftreten eines Widerstandsdrehmoments unterdrückt wird.
Wenn sich der erste Kolben relativ in der durch den Pfeil R1 dargestellten Richtung dreht, muß jede Aussparung 75 die V-förmige Gestalt in Richtung der R1-Seite geöffnet haben.
Ein Winkel θ ist bevorzugt in einem Bereich von 90° bis 140°. Wenn der Winkel kleiner als 90° ist, weist das erste Reibelement 46a keine ausreichende Haltbarkeit auf. Wenn der Winkel größer als 140° ist, kann die Druckhaltewirkung durch die Kollision des Arbeitsfluids nicht ausreichend erreicht werden.
Das zweite Reibelement 46b kann an seiner Fläche eine Vielzahl von Aussparungen 75 aufweisen. Jede dieser Aussparungen kann eine V-förmige Gestalt aufweisen, welche in der Rotationsrichtung geöffnet ist. In diesem Fall kann die Druckhaltewirkung im Raum Y erreicht werden.
Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Das in 6 gezeigte erste Reibelement 46a weist an seiner Oberfläche eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Aussparungen 81 auf. Die in 6 gezeigten Aussparungen 81 sind in Umfangsrichtung gleich weit voneinander beabstandet, sie können jedoch auch unterschiedliche Abstände voneinander aufweisen. Die Aussparungen 81 ermöglichen eine Kühlung der Reibfläche durch die radiale Strömung des Arbeitsfluids im Kupplungseingriffszustand und bewirken die Druckhaltewirkung im gelösten Kupplungszustand, was später beschrieben wird.
Nachfolgend wird die Form bzw. Gestalt jeder Aussparung 81 beschrieben. Jede Aussparung 81 weist eine gleiche Anzahl von gekrümmten Bereichen 85 und 86 auf. Vorzugsweise weist jede Aussparung 81 zwei gekrümmte Bereiche 85 und 86 auf. Jede Aussparung 81 ist durch einen ersten Aussparungsbereich 82, welcher sich vom äußeren Umfang radial nach innen erstreckt, einen zweiten Aussparungsbereich 83, welcher sich vom inneren Umfang radial nach außen erstreckt und einem dritten Aussparungsbereich 84 gebildet, welcher sich zwischen den ersten und zweiten Aussparungsbereichen 82 und 83 erstreckt. Der erste Aussparungsbereich 82 weist sein radial äußeres Ende in Richtung der R2-Seite bezüglich des radial inneren Endes verschoben auf. Der zweite Aussparungsbereich 83 weist sein radial äußeres Ende in Richtung der R2-Seite bezüglich des radial inneren Endes verschoben auf. Der dritte Aussparungsbereich 84 erstreckt sich im wesentlichen gerade, so daß die ersten und dritten Aussparungsbereiche 82 und 84 den in der R2-Richtung offenen gekrümmten Bereich 85 bilden und die zweiten und dritten Aussparungsbereiche 83 und 84 den in der R1-Richtung offenen gekrümmten Bereich 86 bilden. Das radial äußere Ende des ersten Aussparungsbereichs 82 und das radial innere Ende des zweiten Aussparungsbereichs 83 befindet sich im wesentlichen in der gleichen Position in Umfangsrichtung. Die ersten und dritten Aussparungsbereiche 82 und 84 bilden ein Winkel θ1 von 120° und die zweiten und dritten Aussparungsbereiche 83 und 84 bilden einen Winkel θ2 von 120°.
7 zeigt eine Anordnung der Aussparungen 81 in einem Aufbau, in dem die ersten und zweiten Reibelemente 46a und 46b unter Verwendung der gleichen Reibbeläge verwendet werden. Die Neigungen bzw. Schrägstellungen der ersten, zweiten und dritten Aussparungsbereiche 82, 83 und 84 am ersten Reibelement 46a sind entgegengesetzt zu denen des zweiten Reibelementes 46b.
Die Aussparung 81 weist einen Grundbereich auf, welcher nicht bis zum ersten Reibverbindungsbereich 49 reicht, so daß der erste Reibverbindungsbereich 49 nicht an der Reibfläche 70 freiliegt. Jedoch können die Aussparungen 81 derart geformt werden, daß z.B. eine Vielzahl von Stücken des Reibbelags verwendet werden, welche angeordnet sind, um eine ringförmige Form bereitzustellen und den ersten Verbindungsbereich 49 freilegen.
Wenn sich der Kupplungsverbindungsbereich 40 im gelösten Zustand befindet, dreht sich der Kolben 42 zusammen mit der vorderen Abdeckung 2 und der erste Kolben 43 dreht sich zusammen mit dem Turbinenrad 11. Da ein Unterschied in der Drehzahl zwischen dem Laufrad 10 und dem Turbinenrad 11 existiert, dreht sich der erste Kolben 43 relativ zur vorderen Abdeckung 2 und dem Kolben 42. Somit tritt eine Relativrotation zwischen den Elementen auf, welche an gegenüberliegenden Seiten eines Raums X angeordnet sind, welcher zwischen der Reibfläche 70 und dem ersten Reibelement 46a gebildet ist, und zwischen den Elementen, welche an den gegennüberliegenden Seiten eines Raums Y angeordnet. sind, welcher zwischen dem zweiten Reibelement 46b und der Druckfläche 69 gebildet ist. In 6 zeigt der Pfeil R1 die Rotationsrichtung des ersten Kolbens 43 an und der Pfeil R2 zeigt die Rotationsrichtung des ersten Kol bens 43 bezüglich der vorderen Abdeckung im gelösten Kupplungszustand an.
Auf der ersten Reibelementseite 46a strömt das Arbeitsfluid in erster Linie vom ersten Aussparungsbereich 82 und eine Kollision des Arbeitsfluids tritt im gekrümmten Bereich 85 auf. Der Druck steigt im gekrümmten Bereich 85 an, so daß ein dynamischer Druck an der Fläche des ersten Reibelements 46a entsteht. Dementsprechend wird der erste Reibverbindungsbereich 49 des ersten Kolbens 43 axial von der Seite der Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung in Richtung des Getriebes vorgespannt, so daß das Auftreten des Widerstandsdrehmoments verhindert wird.
Auf der zweiten Reibelementseite 46b strömt das Arbeitsfluid in erster Linie vom zweiten Aussparungsbereich 83 und die Kollision des Arbeitsfluids tritt im gekrümmten Bereich 86 auf. Der Druck steigt im gekrümmten Bereich 86 an, so daß ein dynamischer Druck an der Fläche des zweiten Reibelements 46b auftritt. Demgemäß wird der erste Reibverbindungsbereich 49 des ersten Kolbens 43 axial durch die Druckfläche 69 des Kolbens 42 in Richtung des Motors vorgespannt, so daß das Auftreten des Widerstandsdrehmoments verhindert wird.
Da wie oben beschrieben die Kollision des Arbeitsfluids in einem der gekrümmten Bereiche an jeder der axial gegenüberliegenden Seiten des ersten Reibverbindungsbereichs 49 auftritt, treten die im wesentlichen gleichen dynamischen Drücke an den axial gegenüberliegenden Seiten des ersten Reibverbindungsbereichs 49 auf. Als Ergebnis kann der erste Kolben 43 im wesentlichen in der axial neutralen Position gehalten werden.
Auf diese Weise können gute Ergebnisse erreicht werden, selbst bei einem Aufbau, bei dem die gleiche Art von Reibbelägen feststehend an den gegenüberliegenden Seiten befestigt sind.
Im Ergebnis ist es somit nicht notwendig, zwei Arten von Reibbelägen mit unterschiedlichen Mustern bereitzuhalten, so daß die Kosten verringert werden können.
Nachfolgend wird ein nicht unter die Ansprüche fallendes Beispiel beschrieben. Das in 8 gezeigte erste Reibelement 46a weist an seiner Oberfläche eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Aussparungen 88 auf. In 8 sind die Aussparungen 88 in Umfangsrichtung voneinander in gleichen Abständen beabstandet, sie können jedoch auch voneinander ungleiche Abstände aufweisen. Die Aussparungen 88 sind zur Kühlung der Reibfläche durch die radiale Strömung des Arbeitsfluids im Kupplungseingriffszustand vorgesehen und zur Erreichung der Druckhaltewirkung im gelösten Kupplungszustand, was später beschrieben wird.
Nachfolgend wird die Form bzw. Gestalt in der Aussparung 88 im Detail beschrieben. Jede Aussparung 88 weist eine gerade Anzahl von (im vorliegenden Fall 2) gekrümmten Bereich 93 und 94 auf. Jede Aussparung 88 ist mit einem ersten Aussparungsbereich 90 gebildet, welcher sich vom äußeren Umfang radial nach innen erstreckt, einem zweiten Aussparungsbereich 91, welcher sich von seinem inneren Umfang radial nach außen erstreckt, und einem dritten Aussparungsbereich 93, welcher sich zwischen den ersten und zweiten Aussparungsbereichen 90 und 91 erstreckt. Die ersten und zweiten Aussparungsbereiche 90 und 91 erstrecken sich im wesentlichen in radialer Richtung. Der zweite Aussparungsbereich 91 ist bezüglich des ersten Aussparungsbereiches 90 in Richtung der R2-Seite verschoben. Der dritte Aussparungsbereich 92 erstreckt sich im wesentlichen in Umfangsrichtung. Das Ende an der R1-Seite des dritten Aussparungsbereichs 92 und das radial innere Ende des ersten Aussparungsbereichs 90 bilden einen gekrümmten Bereich 93. Das Ende an der R2-Seite des dritten Aussparungsbereichs 92 und der äußere Umfangsbereich des zweiten Aussparungsbereichs 91 bilden einen gekrümmten Bereich 94. Ein Winkel θ3, welcher zwischen den ersten und dritten Aussparungsbereichen 90 und 92 definiert ist, ist im wesentlichen gleich 90° und ein Winkel θ4, welcher zwischen den zweiten und dritten Aussparungsbereichen 91 und 92 definiert ist, ist im wesentlichen gleich 90°. In diesem Ausführungsbeispiel können die ersten und zweiten Aussparungsbereiche 90 und 91 weiter voneinander in Umfangsrichtung beabstandet sein und die Länge des dritten Aussparungsbereichs 92 kann in Umfangsrichtung vergrößert werden, wodurch ein Bereich, welcher durch die Aussparung 88 in der Reibfläche eingenommen wird, vergrößert werden kann, ohne einen spitzen Winkel in jedem gekrümmten Bereich aufzuweisen. Dadurch kann die Kupplungskühlungswirkung verbessert werden. Wenn der Winkel in jedem gekrümmten Bereich spitzer wird, verringert sich die Haltbarkeit des Reibelements.
9 zeigt die Positionen der jeweiligen Aussparungen 88 in dem Aufbau, bei dem die vorher beschriebenen Reibbeläge fest mit den ersten und zweiten Reibelementen 46a und 46b verbunden sind. Am zweiten Reibelement 46b ist der erste Aussparungsbereich 90 bezüglich des zweiten Aussparungsbereichs 91 in Richtung der R2-Seite verschoben.
Die Wirkung der Verringerung des Widerstandsdrehmoments infolge der Kollision des Arbeitsfluids ist ähnlich zu der in den schon beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Die Aussparung 88 weist einen Grundbereich auf, welcher den ersten Reibverbindungsbereich 49 nicht erreicht, so daß der erste Reibverbindungsbereich 49 nicht an der Reibfläche 70 freigelegt ist. Jedoch können die Aussparungen 88 derart gebildet werden, daß sie z.B. aus einer Vielzahl von Stücken des Reibbelags bestehen, welche derart angeordnet sind, um eine ringförmige Gestalt zu erreichen und den ersten Verbindungsbereich 49 frei legen.
Wenn sich der Kupplungsverbindungsbereich 40 im gelösten Zustand befindet, dreht sich der Kolben 42 zusammen mit der vorderen Abdeckung 2 und der erste Kolben 43 dreht sich zusammen mit dem Turbinenrad 11. Da ein Unterschied in der Drehzahl zwischen dem Laufrad 10 und dem Turbinenrad 11 existiert, dreht sich der erste Kolben 43 relativ zur vorderen Abdeckung 2 und dem Kolben 42. Somit tritt eine Relativrotation zwischen den Elementen auf, welche an gegenüberliegenden Seiten des Raumes X angeordnet sind, welcher zwischen der Reibfläche 70 und dem ersten Reibelement 46a gebildet ist, und zwischen den Elementen, welche an gegenüberliegenden Seiten des Raumes Y angeordnet sind, welcher zwischen dem zweiten Reibelement 46b und der Druckfläche 69 gebildet ist. In 9 bezeichnet der Pfeil R1 die Rotationsrichtung des ersten Kolbens 43 und der Pfeil R2 bezeichnet die Rotationsrichtung des ersten Kolbens 43 bezüglich der vorderen Abdeckung im gelösten Kupplungszustand.
Auf dem ersten Reibelement 46a verursacht die Arbeitsfluidströmung in R2-Richtung durch den dritten Aussparungsbereich 92 eine Kollision im gekrümmten Bereich 94. Der Druck steigt im gekrümmten Bereich 94 an, so daß ein dynamischer Druck an der Fläche des ersten Reibelements 46a auftritt. Demgemäß wird der erste Reibverbindungsbereich 49 des ersten Kolbens 43 axial von der Seite der Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2 in Richtung des Getriebes vorgespannt, so daß das Auftreten von Widerstandsdrehmoment verhindert wird.
Auf der zweiten Reibelementseite 46b verursacht das in R2-Richtung durch den dritten Aussparungsbereich 92 strömende Arbeitsfluid eine Kollision im gekrümmten Bereich 93. Der Druck steigt im gekrümmten Bereich 93 an, so daß ein dynamischer Druck an der Fläche des zweiten Reibelements 46b auftritt. Demgemäß wird der erste Reibverbindungsbereich 49 des ersten Kolbens 43 durch die Druckfläche 69 des Kolbens 42 axial in Richtung des Motors vorgespannt, so daß das Auftreten von Widerstandsdrehmoment verhindert wird.
Da wie oben beschrieben die Kollision des Arbeitsfluids in einem gekrümmten Bereich an jeder der axial gegenüberliegenden Seiten des ersten Reibverbindungsbereichs 49 auftritt, treten die im wesentlichen gleichen dynamischen Drücke an den axial gegenüberliegenden Seiten des ersten Reibverbindungsbereichs 49 auf. Somit kann der erste Kolben 43 im wesentlichen in der axial neutralen Position gehalten werden.
Auf diese Weise können gute Ergebnisse erzielt werden, selbst bei dem Aufbau, bei dem die gleiche Art von Reibbelägen fest an den gegenüberliegenden Seiten befestigt sind. Als Ergebnis ist es somit nicht notwendig, zwei Reibbeläge mit unterschiedlichen Mustern bereitzuhalten, so daß Kosten verringert werden können.
Das Reibelement gemäß der vorliegenden Erfindung wie auch die Naßkupplungsreibscheibe, welche das Reibelement verwendet, sind nicht auf Ausgestaltungen des ersten Kolbens 43 der vorhergehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die Erfindung bei einer Kupplungsplatte angewandt werden, welche keine Kolbenfunktion aufweist. Die die Erfindung verwendende Naßkupplung ist nicht auf die Überbrückungskupplungsvorrichtung beschränkt, sondern kann auch in einer Leistungsunterbrechungskupplung verwendet werden. Die die vorliegende Erfindung verwendende Naßkupplung ist nicht auf den Drehmomentwandler beschränkt und kann auch in einer Mehrscheibenkupplung bzw. Lamellenkupplung eines Getriebes verwendet werden.
Im zweiten Ausführungsbeispiel können im wesentlichen die gleichen dynamischen Drücke an den axial gegenüberliegenden Seiten der Reibscheibe erzeugt werden, vorausgesetzt, daß jede Aussparung die gleichen gekrümmten Bereiche aufweist. Wenn die Anzahl der gekrümmten Bereiche vier ist, tritt die Kollision des Arbeitsfluids in den beiden gekrümmten Bereichen jeder Aussparung an der einen Seite auf und die Kollision des Arbeitsfluids tritt ebenfalls in erster Linie in den beiden gekrümmten Bereichen an der anderen Seite auf. In diesem Fall ist es ebenfalls nicht notwendig, zwei Arten von Reibbelägen mit unterschiedlichen Mustern bereitzustellen, so daß die Kosten verringert werden können.
Da in der Reibscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung jede der Vielzahl von Aussparungen die gleichen gekrümmten Bereiche aufweist, ist die Anzahl des/der gekrümmten Bereich(e), bei denen die Kollision des Fluids auftritt, an einer der axial gegenüberliegenden Seiten gleich dem/den gekrümmten Bereich(en) an der anderen Seite. Somit treten die gleichen dynamischen Drücke an den axial gegenüberliegenden Seiten der Reibplatte auf, so daß die Reibplatte in der vorbestimmten axialen Position gehalten werden kann.
Nachfolgend wird ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 10 zeigt einen Drehmomentwandler 101 eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung. Die Mittellinie 0-0 bezeichnet die Rotationsachse des Drehmomentwandlers 101. Der Drehmomentwandler 101 ist zwischen einem Motor eines Fahrzeuges und einem Getriebe angeordnet und ist derart konfiguriert, daß Motordrehmoment zum Getriebe über ein Fluid übertragen wird. Genauer überträgt der Drehmomentwandler 101 das Drehmoment von einer Kurbelwelle 105 des Motors, welcher ein Beispiel für ein Eingangsdrehelement ist, auf eine Hauptantriebswelle 103 des Getriebes, welche ein Beispiel für ein Ausgangsdrehelement ist.
Der Drehmomentwandler 101 umfaßt im wesentlichen eine vordere Abdeckung 106, ein Laufrad 114, ein Turbinenrad 115, ein Leitrad 120 und eine Leistungsunterbrechungskupplung 102. Der vorderen Abdeckung 106 wird Drehmoment von der Kurbelwelle 105 des Motors zugeführt. Das Laufrad 114 ist an der Getriebeseite der vorderen Abdeckung 106 angeordnet. Das Laufrad 114 bildet zusammen mit der vorderen Abdeckung 106 eine Fluidkammer. Das Turbinenrad 115 ist in der Fluidkammer angeordnet und befindet sich gegenüber dem Laufrad 114. Das Turbinenrad 115 bildet zusammen mit dem Laufrad 114 eine Fluidbetriebskammer. Das Leitrad 120 ist radial innerhalb des Laufrads 114 und des Turbinenrads 115 angeordnet. Das Leitrad 120 reguliert die Strömung vom Turbinenrad 115 zum Laufrad 114. Die Leistungsunterbrechungskupplung 102 ist axial zwischen der vorderen Abdeckung 106 und dem Turbinenrad 115 angeordnet und kann selektiv Drehmoment vom Turbinenrad 105 zum Getriebe übertragen und unterbrechen.
Die vordere Abdeckung ist ein kreisförmiges, plattenförmiges Element, welches an der Motorseite angeordnet ist. Eine Nabe 107 ist an den inneren Umfangsbereich der vorderen Abdeckung 106 angeschweißt. Die Nabe 107 ist im wesentlichen aus einem Mittelbereich 111 und einem zylindrischen Bereich 112 gebildet, welcher sich vom äußeren Umfang des Mittelbereichs 111 in Richtung des Getriebes erstreckt. Der äußere Umfang der vorderen Abdeckung 106 weist eine zylindrische äußere Umfangswand 110 auf, welche sich axial in Richtung des Getriebes erstreckt.
Das Laufrad 114 ist im wesentlichen aus einem Laufradgehäuse 108, Schaufeln 113 und einer Laufradnabe 109 gebildet. Der äußere Umfang des Laufradgehäuses 108 ist fest am äußeren Umfang der äußeren Umfangswand 110 der vorderen Abdeckung 106 befestigt. Die Schaufeln 113 sind an der Fluidkammerseite des Laufradgehäuses 108 angeordnet. Die Laufradnabe 109 ist fest am inneren Umfang des Laufradgehäuses 108 befestigt. Die Laufradnabe 109 weist eine zylindrische Form auf, welche sich axial in Richtung des Getriebes erstreckt.
Das Turbinenrad 115 ist innerhalb der Fluidkammer angeordnet und befindet sich in der Position gegenüber dem Laufrad 114. Das Turbinenrad 115 ist im wesentlichen aus einem Turbinenradgehäuse 116 und einer Vielzahl von Turbinenradschaufeln 117 gebildet, welche fest mit dem Turbinenradgehäuse 116 verbunden sind. Das Turbinenrad 115 überträgt das Drehmoment auf die Leistungsunterbrechungskupplung 102, welche später beschrieben wird. Der innere Umfangsbereich des Turbinenradgehäuses 116 ist fest mit der Turbinenradnabe 118 mittels einer Vielzahl von Nieten 119 befestigt. Die Turbinenradnabe 118 ist ein ringförmiges Element und ist drehbar an der Hauptantriebswelle 103 mittels einer Buchse abgestützt, wie in 12 gezeigt.
Das Leitrad 120 ist radial innerhalb des Laufrads 114 und des Turbinenrads 115 angeordnet und ist im wesentlichen aus einem Träger 121 und einer Vielzahl von Schaufeln 122 gebildet, welche auf dem Träger 121 angeordnet sind. Das Leitrad 120 dient zur Regulierung des Arbeitsfluids, welches vom Turbinenrad 115 zum Laufrad 114 strömt. Das Leitrad 120 ist auf einer feststehenden Welle 104 über eine Freilaufkupplung 125 abgestützt. Die feststehende Welle ist ein zylindrisches Element, welches radial innerhalb der Laufradnabe 109 angeordnet ist und feststehend mit der vorderen Abdeckung (nicht gezeigt) des Getriebes verbunden ist. Das oben beschriebene Laufrad 114, das Turbinenrad 115 und das Leitrad 116 bilden eine Fluidbetriebskammer 179 mit einer Torusform, in welcher das Drehmoment durch die Verwendung des Fluids übertragen wird.
Der Träger 121 des Leitrads 120 und die Freilaufkupplung 125 sind axial zwischen der Laufradnabe 109 und der Turbinenradnabe 108 angeordnet und gestützt und halten Räume 123 und 124 aufrecht, welche zwischen ihnen gebildet sind und als radiale Fluiddurchlässe dienen. Der Raum 123 zwischen dem Leitrad 120 und der Laufradnabe 109 befindet sich mit dem ersten Öldurchlaß 127 in Verbindung, welcher zwischen der Laufradnabe 109 und der feststehenden Welle 104 gebildet ist. Der Raum 124 zwischen dem Leitrad 120 und der Turbinenradnabe 118 befindet sich mit einem zweiten Öldurchlaß 128 in Verbindung, welcher zwischen der feststehenden Welle 104 und der Hauptantriebswelle 103 gebildet ist. Jeder der ersten und zweiten Öldurchlässe 127 und 128 weist einen ringförmigen Bereich auf und erstreckt sich axial zum Ablassen des Arbeitsfluids von der Fluidbetriebskammer 179 des Drehmomentwandlers 101. Die ersten und zweiten Öldurchlässe 127 und 128 befinden sich mit einem Hydraulikbetriebsmechanismus (nicht gezeigt) in Verbindung, welcher eine Ölpumpe, ein Steuerventil und verschiedene Öldurchlässe umfaßt.
Die Leistungsunterbrechungskupplung 102 ist eine Kupplung, welche im Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Turbinenrad 115 oder dem Ausgangselement des Drehmomentwandlers 101 und der Hauptantriebswelle 103 angeordnet ist. Daher ist die Leistungsunterbrechungskupplung 102 in Reihe mit dem Bereich zur Übertragung des Drehmoments durch das Fluid im Drehmomentwandler 101 angeordnet. Genauer ist die Leistungsunterbrechungskupplung 102 in der Fluidkammer angeordnet und befindet sich axial zwischen dem kreisförmigen, plattenförmigen Bereich der vorderen Abdeckung 106 und dem Turbinenrad 115. Die Leistungsunterbrechungskupplung 102 ist im wesentlichen aus einem Paar von Antriebsplatten 134 und 135, einem Kolben 136, einer angetriebenen Platte 133 und einem Paar von Reibbelägen 141 und 142 gebildet.
In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Eingangsplatte 132 an der Getriebeseite bezüglich des Kolbens 136 angeordnet und benachbart der Motorseite des Turbinenrads 115. Die Eingangsplatte 132 ist ein kreisförmiges oder ringförmiges Element und weist einen inneren Umfangsbereich auf, welcher fest mit der Turbinenradnabe 118 mittels Nieten 119 verbunden ist. Die Eingangsplatte 132, die Turbinenradnabe 118 und das Turbinenrad 115, welche die oben erläuterten Konfigurationen aufweisen, können miteinander rotieren und sind drehbar an der Hauptan triebswelle 103 über eine Buchse abgestützt. Die Eingangsplatte 132 weist an ihrem äußeren Umfang einen zylindrischen Bereich 139 auf, welcher sich in Richtung des Motors erstreckt. Der zylindrische Bereich. 139 weist eine innere Umfangsfläche 139a auf, welche einen axial geraden Bereich aufweist und sich nahe dem Turbinenrad 115 befindet. Zusätzlich ist eine Vielzahl von Zähnen 145, welche nahe dem Motor angeordnet sind, an der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 139 gebildet. Die Zähne 145 sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet und jeder erstreckt sich in Axialrichtung.
Die Antriebsplatten 134 und 135 sind mit dem Turbinenrad 115 verbunden, um das Drehmoment des Motors zu empfangen. Die erste Antriebsplatte 134 ist an der Motorseite angeordnet, während die zweite Platte 135 an der Getriebeseite angeordnet ist. Die Antriebsplatten 134 und 135 sind radial innerhalb des zylindrischen Bereichs 139 angeordnet. Die erste Antriebsplatte 134 weist an ihrem äußeren Umfang Zähne 143 auf, welche mit den Zähnen 145 des zylindrischen Bereichs 139 eingreifen. Dadurch wird die erste Antriebsplatte 134 nicht drehbar aber axial bewegbar bezüglich der Eingangsplatte 132. Die erste Antriebsplatte 134 weist an ihrem inneren Umfang eine Vielzahl von Vorsprüngen 144 auf, welche sich axial in Richtung des Getriebes erstrecken. Die Vorsprünge 144 werden jeweils in eine Vielzahl von Konkavitäten bzw. Austiefungen 146 eingeführt, welche im Kolben 136 gebildet sind.
Die zweite Antriebsplatte 135 ist ein ringförmiges Plattenelement, welches axial gegenüberliegend der ersten Antriebsplatte 134 angeordnet ist, und befindet sich bezüglich der Platte 134 auf der Motorseite. Der innere Umfangsbereich der zweiten Antriebsplatte 135 erstreckt sich in die Nähe des inneren Umfangs der ersten Antriebsplatte 134. Die zweite Antriebsplatte 135 weist Außenzähne 47 für einen Eingriff mit den Zähnen 145 des zylindrischen Bereichs 139 auf. Dadurch kann die zweite Antriebsplatte 135 zusammen mit der Eingangsplatte 132 rotieren.
Ein Sprengring 137 befindet sich mit einem äußeren Umfang der zweiten Antriebsplatte 135 auf der Motorseite in Kontakt. Der Sprengring 137 ist ein Element, welches verhindert, daß die zweite Antriebsplatte 135 sich axial in Richtung des Motors bewegt und ist ebenfalls ein Element zum Abstützen einer durch den Kolben 136 aufgebrachten Belastung. Der Sprengring 137 ist fest mit der inneren Umfangsfläche des Endbereichs des zylindrischen Bereichs 139 nahe dem Motor verbunden. Genauer ist der radial äußere Bereich des Sprengrings 137 in eine ringförmige Aussparung 132, welche in den Zähnen 145 gebildet ist. Der Sprengring 137 befindet sich nur mit dem äußeren Umfangsbereich der zweiten Antriebsplatte 135 in Kontakt und weist einen ringförmigen Bereich auf, welcher die Druckfläche 149 des Kolbens 136 aus Sicht in der Axialrichtung überlappt.
Der Kolben 136 ist zum Antrieb des Antriebsplattenpaars 134 und 135 vorgesehen. Der Kolben 136 ist ein ringförmiges und kreisförmiges, plattenartiges Element. Der Kolben 136 ist in der Position der vorderen Abdeckungsseite 106 bezüglich des kreisförmigen, plattenartigen Bereichs der Eingangsplatte 132 angeordnet und benachbart zur Getriebeseite der ersten Antriebsplatte 134. Der Kolben 136 weist eine äußere Umfangsfläche 136a auf, welche durch eine innere Umfangsfläche 139a des zylindrischen Bereichs 139 der Eingangsplatte 132 abgestützt wird. Der Kolben 136 weist an seiner äußeren Umfangsfläche 136a eine ringförmige Aussparung auf, in welcher ein O-Ring 140 angeordnet ist. Der O-Ring 140 angeordnet ist. Der O-Ring 140 befindet sich mit der inneren Umfangsfläche 139a in Kontakt, um deren axial gegenüberliegenden Seiten abzudichten. Eine innere Umfangsfläche 136b des Kolbens 136 ist axial und bewegbar an einer äußeren Umfangsfläche 156a eines Flansches 156 einer angetriebenen Nabe 154 abgestützt, was später beschrieben wird. Die äußere Umfangsfläche 156a weist eine ringförmige Aussparung auf, in welcher ein O-Ring 138 angeordnet ist. Der O-Ring 138 befindet sich mit der inneren Umfangsfläche 136b des Kolbens 136 in Kontakt, um dessen axial gegenüberliegenden Seiten abzudichten. Wie oben beschrieben, weist der Kolben 136 eine äußere Umfangsfläche 136a auf, welche an der Eingangsplatte 132 in einer abdichtenden Weise abgestützt ist. Der Kolben 136 weist ebenfalls eine innere Umfangsfläche 136b auf, welche in einer abdichtenden Weise an der angetriebenen Nabe 154 abgestützt ist, so daß der Kolben 136 axial gleiten kann.
Die Fläche des äußeren Umfangsbereichs des Kolbens 136, welche axial in Richtung des Motors gerichtet ist, bildet eine Druckfläche 149. Die Druckfläche 149 ist flach und ringförmig und ist verschoben oder steht in Richtung der ersten Antriebsplatte 134 der Kupplung bezüglich des radial inneren Bereichs des Kolbens 136 vor. Der Kolben 136 weist an seiner Eingangsplattenseite 132 eine ringförmige und flache Kontaktfläche 150 auf. Die Kontaktfläche 150 ist axial in Richtung des Getriebes bezüglich des äußeren Umfangsbereichs des Kolbens 136 verschoben. Wie in 11 gezeigt, befindet sich dementsprechend die Kontaktfläche 150 mit der ringförmigen, flachen Fläche 132 der Eingangsplatte 132 in Kontakt, wenn der bewegte Kolben 136 sich in der Position am nächsten zur Eingangsplatte 132 befindet.
Der Kolben 136 weist an seiner Fläche auf der Motorseite eine Vielzahl von Konkavitäten 146 auf. Die in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden jeder Konkavität 136 befinden sich mit den in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden des Vorsprungs 144 der ersten Antriebsplatte 134 in Kontakt, so daß beide Elemente miteinander rotieren. Somit tritt keine Relativrotation zwischen der ersten Antriebsplatte 134 und dem Kolben 136 auf.
Die angetriebene Platte 133 ist ein kreisförmiges, plattenförmiges Element, welches sich um die Mittelachse 0-0 in der durch die vordere Abdeckung 106 und das Laufrad 114 gebildeten Fluidkammer rotieren kann. Der äußere Umfangsbereich der angetriebenen Platte 133 befindet sich axial zwischen dem Antriebsplattenpaar 134 und 135. Der innere Umfangsbereich der angetriebenen Platte 133 erstreckt sich bezüglich des inneren Umfangsbereichs des Kolbens 136 radial nach innen und befindet sich in der axialen Position an der Motorseite des Flansches 156 der angetriebenen Nabe 154 und radial außerhalb des ringförmigen Bereichs 112 der Nabe 107. Die angetriebene Platte 133 weist an ihrem inneren Umfangsbereich Axialöffnungen 158 auf, welche jeweils in Positionen entsprechend Stiften 157 angeordnet sind. Jeder Stift 157 paßt in die entsprechende Öffnung 158 und befindet sich mit ihr im Eingriff. Dadurch ist die angetriebene Platte 133 drehbar aber axial nicht bewegbar durch die angetriebene Nabe 154 abgestützt. Somit wird das Drehmoment der angetriebenen Platte 133 auf die angetriebene Nabe 154 über die Stifte 157 übertragen.
Die angetriebene Nabe 154 ist ein Element zur direkten Übertragung des Drehmoments auf die Hauptantriebswelle 103. Die angetriebene Nabe 154 ist an der Motorseite bezüglich der Turbinenradnabe 118 angeordnet. Die angetriebene Nabe 154 ist aus einem zylindrischen Bereich 155 und einem Flansch 156 gebildet, welcher sich radial vom axialen Ende der Getriebeseite des zylindrischen Bereichs 155 nach außen erstreckt. Der zylindrische Bereich 155 ist zwischen der äußeren Umfangsfläche der Hauptantriebswelle 103 und dem zylindrischen Bereich 112 des mittleren Bereichs 111 angeordnet. Der zylindrische Bereich 155 weist an seiner inneren Umfangsfläche eine Keilverzahnung auf, welche sich mit einer Keilverzahnung 156 im Eingriff befindet, welche an der äußeren Umfangsfläche des Endbereichs der Hauptantriebswelle 103 gebildet ist. Dadurch kann sich die angetriebene Nabe 154 zusammen mit der Hauptantriebswelle 103 drehen. Somit wird das Drehmoment der angetriebenen Platte 133 auf die Hauptantriebswelle 103 des Getriebes über die angetriebene Nabe 154 übertragen. Der Flansch 156 der angetriebenen Nabe 154 weist eine äußere Umfangsfläche 156a auf, welche gegenüber der inneren Umfangsfläche 139a angeordnet ist.
Die angetriebene Platte 133 weist an ihrem äußeren Umfangsbereich ein Paar von Reibbelägen 141 und 142 auf, welche an den Positionen angeordnet sind, die dem Antriebsplattenpaar 134 und 135 entsprechen, und welche jeweils fest mit der axial gegenüberliegenden Seite der angetriebenen Platte 133 verbunden sind. Das Reibbelagpaar 141 und 142 weist ringförmige Reibflächen 141a und 142a auf, welche jeweils zwischen der angetriebenen Platte 133 und dem Antriebsplattenpaar 134 und 135 angeordnet sind. Die paarweisen Reibbeläge 141 und 142 sind kreisförmige, plattenförmige Elemente mit Öffnungen in ihren Mitten und sind jeweils um die Mittelachse drehbar. Jede der ringförmigen Reibflächen 141a und 142a weist eine Vielzahl von Aussparungen 190 auf, welche sich jeweils durchgängig vom inneren Umfang der Fläche 141a oder 142a zu deren äußeren Umfang erstrecken und weist einen gekrümmten Bereich in einer radial mittleren Position auf. Wie in 13 gezeigt, ist der gekrümmte Bereich der Aussparung 190 in diesem Ausführungsbeispiel derart gekrümmt bzw. abgewinkelt, daß er eine V-förmige Form bildet, welche sich in der Rotationsrichtung R1 der Reibbeläge 141 und 142 öffnet und weist radial äußere Aussparungen 190a und radial innere Aussparungen 190b auf.
Der Kolben 136 bildet einen hydraulischen Betriebsraum 174 (Hydraulikkammer) zwischen dem kreisförmigen Bereich der Eingangsplatte 132 und dem Kolben 136. Die angetriebene Platte 154 (insbesondere der Flansch 156) hält einen vorbestimmten axialen Abstand bezüglich der Eingangsplatte 132 und der Turbinenradnabe 118 aufrecht. Genauer wird ein erster Raum 191 zwischen dem äußeren Umfangsbereich des Flansches 156 und dem innersten Umfangsbereich der Eingangsplatte 132 aufrechterhal ten und ein zweiter Raum 192 zwischen dem inneren Umfangsbereich des Flansches 156 und der Turbinenradnabe 118 aufrechterhalten. Die ersten und zweiten Räume 191 und 192 befinden sich über eine Vertiefung 161a einer Unterlegscheibe 161 miteinander in Verbindung. Der hydraulische Betriebsraum 174 weist einen radial inneren Bereich auf, welcher sich mit einem ersten Durchlaß 170 in der Hauptantriebswelle über axiale Räume (161, 191 und 192) zwischen der Turbinenradnabe 118 und der angetriebenen Nabe 154 und einer Öffnung 172 in Verbindung befindet. Der erste Durchlaß 170 ist für eine Axialbewegung des Kolbens 136 durch Änderungen des Hydraulikdrucks im hydraulischen Betriebsraum 174 vorgesehen.
Ein in der Hauptantriebswelle 103 gebildeter zweiter Durchlaß 171 erstreckt sich zum axialen Ende der Welle 103 und befindet sich mit einem Raum 175 zwischen dem mittleren Bereich 111 der Nabe 107 und der Welle 103 in Verbindung. Der Raum 175 befindet sich mit einem axialen Raum 177 zwischen der vorderen Abdeckung 106 und der Leistungsunterbrechungskupplung 102 in Verbindung. Der axiale Raum 177 befindet sich mit einem Raum 180 zwischen der Leistungsunterbrechungskupplung 102 und der äußeren Umfangswand 110 der vorderen Abdeckung 106 in Verbindung. Der Raum 180 befindet sich mit der Fluidbetriebskammer 179 über den radial äußeren Bereich der Fluidbetriebskammer 179 in Verbindung, d.h. im Raum zwischen dem Auslaß des Laufrades 114 und dem Einlaß des Turbinenrades 115. Gemäß dem obigen Aufbau strömt das von dem zweiten Durchlaß 171 zugeführte Arbeitsfluid durch eine axiale Position an der Motorseite der Leistungsunterbrechungskupplung 102 und strömt in eine Fluidbetriebskammer 179 im Drehmomentwandler 101. Das Fluid in der Fluidbetriebskammer 179 wird über die vorher beschriebenen ersten und zweiten Öldurchlässe 127 und 128 abgelassen. Auf diese Weise zirkuliert das Arbeitsfluid vollständig im Drehmomentwandler 101.
Nachfolgend wir die Betriebsweise beschrieben. Zum Lösen der Leistungsunterbrechungskupplung 102 läßt der Hydraulikbetriebsmechanismus (nicht gezeigt) das Arbeitsfluid vom Hydraulikbetriebsraum 174 über den ersten Durchlaß 170 ab. Dadurch verringert sich der Hydraulikdruck im Hydraulikbetriebsraum 174 und der Druck im axialen Raum 177 erhöht sich relativ dazu, so daß der Kolben 136 einen Druck aufnimmt, welcher axial auf ihn in Richtung des Getriebes wirkt. Bei diesem Vorgang strömt das Arbeitsfluid, welches sich nahe der Reibbeläge 141 und 142 befindet, in einer radial inneren Richtung R2 durch die radial äußeren Aussparungen 190a und strömt ebenfalls in einer radial äußeren Richtung R3 durch die radial inneren Aussparungen 190b. Diese Strömungen stoßen am Mittelbereich der Aussparung 190 aufeinander, so daß das Fluid keine Strömung entlang der Aussparungen 190 auf den Reibflächen 141a und 142a der Reibbeläge 141 und 142 bildet. Dementsprechend ist es möglich, eine Verringerung des Hydraulikdrucks des Fluids zu verhindern, welches sich zwischen den Antriebsplatten 134 und 135 und den Reibbelägen 141 und 142 befindet, und es ist möglich, zu verhindern, daß der Kolben 136 in Richtung der angetriebenen Platte 133 gezogen wird. Als Ergebnis kann somit die Erzeugung eines Widerstandsdrehmoments verhindert werden (vgl. 16).
Bei jeder der Aussparungen 190 auf den ringförmigen Reibflächen 141a und 142a der Reibbeläge 141 und 142 kann ein Winkel zwischen den radial äußeren und inneren Aussparungen 190a und 190b einen Wert annehmen, welcher größer als der vorhergehende Wert und kleiner als 180° ist.
Jede Aussparung 193 auf der ringförmigen Reibfläche 141a und 142a an den Reibbelägen 141 und 142 kann zwei gekrümmte bzw. abgewinkelte Bereiche aufweisen, wie in 14 gezeigt.
Die Erfindung kann nicht nur bei einer Leistungsunterbrechungskupplung eines Drehmomentwandlers eingesetzt werden, sondern ebenfalls in einer Überbrückungskupplung. Weiterhin ist die Erfindung nicht auf einen Drehmomentwandler beschränkt, sondern kann auch in anderen Kupplungen wie z.B. in einer im Öl laufenden Mehrfachscheibenkupplung eines Getriebes verwendet werden.
Da bei dem Reibelement gemäß der vorliegenden Erfindung die an der axialen Fläche gebildete Aussparung im gekrümmten bzw. abgewinkelten Bereich aufweist, kann das Fluid nicht schnell entlang der Aussparung strömen. Dementsprechend ist es möglich, das eine Verringerung des Druckes im Fluid, welches nahe dem Reibelement strömt, verhindert wird.
Desweiteren stellt die vorliegende Erfindung eine Reibelementanordnung zusammen, welche das oben beschriebene Reibelement aufweist. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung eine Scheibenanordnung bereitstellen, welche die oben beschriebene Reibelementanordnung aufweist. Vorzugsweise wird die vorliegende Erfindung in einem Drehmomentwandler mit der oben beschriebenen Scheibenanordnung verwendet.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung somit ein Reibelement, welches ein Reibbelagpaar 46a und 46b aufweist, das derart ausgelegt ist, um ein Widerstandsdrehmoment während des Betriebes in einer mit Fluid gefüllten Kammer zu verringern. Das Reibelement weist eine kreisförmige Reibplatte 43 mit einer Öffnung in ihrer Mitte auf und die Reibbeläge 46a und 46b sind mit ihr verbunden. Das Reibelement kann ein Teil einer Überbrückungsvorrichtung 4 eines Drehmomentwandlers 1 oder ein Teil einer Leistungsunterbrechungskupplung 102 eines Drehmomentwandlers sein. Das Reibelement weist einen ersten Reibbelag 46a auf, welcher aus einem ringförmigen und flachen Hauptkörper gebildet ist. Der Hauptkörper weist eine fest mit der Reibplatte 43 verbundene erste Fläche und eine zweite Fläche auf der gegenüberliegenden Seite mit einer Vielzahl von Aussparungen 81 auf. Die Aussparungen 81 erstrecken sich durchgehend vom inneren Umfang zum äußeren Umfang und weisen gekrümmte bzw. richtungsändernde Bereiche 83 und 85 an einem mittleren Abschnitt auf. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist ein Reibelement mit Reibbelägen 141 und 142 mit Mittelöffnungen vorgesehen, welche drehbar in einer Fluidkammer um eine Mittelachse sind, um ein Absinken des Fluiddrucks infolge der Rotation zu verhindern. Die ringförmigen Reibflächen der Beläge 141 und 142 weisen eine Vielzahl von Aussparungen 190 auf. Jede der Aussparungen 190 erstreckt sich vom inneren Umfang zum äußeren Umfang und weist einen gekrümmten bzw, richtungsändernden Bereich an einem mittleren Abschnitt auf. Der richtungsändernde Bereich der Aussparungen 190 wird durch radial äußere und innere Aussparungen gebildet und weist eine V-förmige Öffnung in Rotationsrichtung der Reibbeläge auf. Der richtungsändernde Bereich verhindert eine schnelle Fluidströmung durch die Aussparung. Dementsprechend kann eine Verringerung des Fluiddrucks verhindert werden.

Claims

Nassreibelement (46), welches fest mit einer Reibplatte (49) einer Nasskupplung verbindbar ist, umfassend: eine erste ringförmige Fläche (46a), welche in einer ersten Richtung ausgerichtet ist und fest mit der Reibplatte (49) verbindbar ist; eine zweite ringförmige Fläche (46b), welche in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, welche entgegengesetzt zur ersten Richtung ist, so dass die ersten und zweiten ringförmigen Flächen (46a, 46b) einen ringförmigen und flachen Hauptkörper mit einer Mittelöffnung bilden; und eine Vielzahl von Aussparungen (75), welche an der zweiten ringförmigen Fläche (46b) gebildet sind, wobei sich die Aussparungen von einem inneren Umfang der zweiten ringförmigen Fläche (46b) zu einem äußeren Umfang der zweiten ringförmigen Fläche (46b) erstrecken, wobei jede Aussparung (75) einen richtungsändernden Bereich (78) an einem radial mittleren Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (75) eine V-förmige Gestalt aufweisen, wobei die V-förmige Gestalt der Aussparungen in Rotationsrichtung des Nassreibelements (4.6) geöffnet ist, so dass bei einer Drehung des Nassreibelements (46) Fluid in die Aussparungen (75) strömt und die Fluidströmungen am richtungsändernden Bereich (78) aufeinander treffen, so dass der Druck am richtungsändernden Bereich ansteigt.
Nassreibelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial äußeres Ende des ersten Aussparungsbereichs (82) und ein radial inneres Ende des zweiten Aussparungsbereichs (83) im Wesentlichen in der gleichen Umfangsposition angeordnet sind.
Nassreibelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (0) der V-förmigen Öffnungen der Aussparungen (75) zwischen 90° und 140° liegt.
Nassreibelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste ringförmige Fläche (46a) ebenfalls Aussparungen (75) aufweist.
Reibscheibenanordnung, welche in einer mit Fluid gefüllten Fluidkammer anordenbar ist, umfassend: eine Reibplatte, welche innerhalb der Fluidkammer um eine Mittelachse rotierbar ist, und einen Nabenbereich (71) und einen ringförmigen Reibverbindungsbereich (49) aufweist; und ein Nassreibelement (46) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Kupplungsscheibenanordnung, welche in einer mit Fluid gefüllten Fluidkammer zur Übertragung eines Drehmoments von einem Eingangsdrehelement (132) auf ein Ausgangsdrehelement (133) anordenbar ist, umfassend: einen Klemmmechanismus (102), welcher entweder mit dem Eingangs- oder dem Ausgangsdrehelement verbunden ist; eine Reibplatte (136), welche mit dem anderen Element der Eingangs- und Ausgangsdrehelemente verbunden ist, um sich um eine Mittelachse innerhalb der Fluidkammer zu drehen, und einen Steuerungsmechanismus, welcher für eine Reibverbindung operativ mit dem Klemmmechanismus (102) verbunden ist, wobei die Reibplatte (136) einen Nabenbereich (154), einen ringförmigen Reibverbindungsbereich und ein Nassreibelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.
Drehmomentwandler mit einem Nassreibelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4.