DE3805804A1 - Drehmomentwandler fuer ein automatikgetriebe - Google Patents
Drehmomentwandler fuer ein automatikgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler für ein
Automatikgetriebe, insbesondere eine Überbrückungskupplung
für einen Drehmomentwandler für ein Automatikgetriebe,
beispielsweise für Kraftfahrzeuge. Insbesondere geht
es dabei um eine Anordnung zur Halterung der Überbrückungs
kupplung. Eine Überbrückungskupplung eines Drehmoment
wandlers ist im allgemeinen in einer Wandlerabdeckung
zwischen der Abdeckung und einem Turbinenrad angeordnet.
Die Überbrückungskupplung, die einen Blockier- oder
Überbrückungskolben integral mit einem Torsionsdämpfer
aufweist, ist gleitend auf einer Turbinennabe eines Turbinen
rades montiert. Die Überbrückungskupplung wird in den
Blockierzustand oder den Freigabezustand gebracht, indem
man die Öldrücke steuert, welche Ölkammern auf gegenüber
liegenden Seiten des Kolbens beaufschlagen, um den
Kolben mit der Wandlerabdeckung in Eingriff bzw. außer Eingriff
zu bringen.
Die JP-OS 57-51 056 und die JP-GM 59-1 63 260 beschreiben
Anordnungen zur Anbringung einer derartigen Überbrückungs
kupplung. Eine Nabe des Turbinenrades ist gleitend bzw. ver
schiebbar auf eine Antriebswelle an deren Vorderende gekeilt,
in gleicher Weise wie der Drehmomentwandler ohne die Über
brückungskupplung. Die Turbinennabe trägt den Überbrückungs
kolben und den Torsionsdämpfer sowie das Turbinenrad.
Die Antriebswelle ist jedoch an ihrem hinteren Ende gelagert,
aber nicht am vorderen Ende, wo die Turbinennabe montiert ist.
Das Gewicht der Überbrückungskupplung am vorderen Ende der
Antriebswelle zusätzlich zum Gewicht des Turbinenrades und
die unausgeglichene Belastung des Überbrückungskupplungs-
Turbinenrades bewirken somit, daß die Welle schwingt, wenn
der Überbrückungskolben nicht mit der Wandlerabdeckung in
Kontakt steht. Die Schwingung wird auf eine Statorachse über
tragen, welche die Antriebswelle umgibt. Die Statorachse ist
einer Biegebeanspruchung zusätzlich zum Drehmoment vom Stator
des Drehmomentwandlers unterworfen. Somit wird die Beanspruchung
im Lagerbereich der Statorachse groß.
Die Statorachse wird üblicherweise aus Gußeisen hergestellt,
da sie im allgemeinen integral mit einer Abdeckung einer
Ölpumpe ausgebildet wird und darin Ölpassagen sowie Öffnungen
der Ölpassagen aufweist. Dementsprechend besteht bei der
Statorachse die Tendenz zum Brechen an der Basis aufgrund der
oben beschriebenen Belastung. Bei einem Getriebesystem mit
Achseinheit, bei dem ein Differential in einem Raum zwischen
dem Drehmomentwandler und einem Automatikgetriebe angeordnet
ist, wird die Statorachse länger, was zu einer erheblichen
Beschädigung in Abhängigkeit von der erwähnten Belastung führt.
Bei einer anderen Befestigungskontruktion ist das vordere
Ende der Antriebswelle axial verschiebbar mittels eines Lagers
von der Wandlerabdeckung gelagert, um den Zusammenbau des
Drehmomentwandlers zu erleichtern. Bei einem derartigen
Drehmomentwandler sind radiale Passagen zu einer Auslöse
seitenölkammer in der Antriebswelle ausgebildet. Während die
Überbrückungskupplung blockiert ist, wird kein Öl zur
Auslöseseitenölkammer zugeführt, so daß der Überbrückungs
kolben dadurch gegen die Wandlerabdeckung gedrückt wird.
Somit werden Ölpassagen in der Antriebswelle, welche mit der
Auslöseseitenölkammer in Verbindung stehen, durch das Lager
behindert.
Wenn dementsprechend Auslöseöl der Kammer zugeführt wird,
das durch die Passagen strömt, wird der Öldurchfluß von den
Passagen verringert. Infolgedessen wird das Lösen der
Überbrückungskupplung verzögert und bewirkt abrupte Stöße
bei der Änderung oder Umschaltung des Übersetzungsverhältnisses.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehmomentwandler mit
einer Befestigungskonstruktion für die Überbrückungskupplung
anzugeben, bei der Schwingungen vermieden werden.
Gemäß der Erfindung wird ein Drehmomentwandler für ein Getriebe
eines Kraftfahrzeuges angegeben, das von einem Motor angetrieben
ist, wobei der Drehmomentwandler folgendes aufweist: eine
Wandlerabdeckung, die an der Kurbelwelle des Motors befestigt
ist, ein Pumpenrad, das an der Wandlerabdeckung befestigt ist,
eine Antriebswelle für ein Automatikgetriebe, ein Turbinenrad,
das an der Antriebswelle an einer Turbinennabe befestigt ist,
und eine Überbrückungskupplung, die einen Überbrückungskolben
aufweist, der axial verschiebbar auf der Turbinennabe montiert
ist.
Der Drehmomentwandler ist mit einem Führungsvorsprung versehen,
der einen axialen Hohlraum aufweist und an der Wandlerabdeckung
in deren Zentrum befestigt ist, wobei ein äußeres Ende des
Führungsvorsprunges mit einem Loch in der Kurbelwelle in deren
Achse in Eingriff steht, während ein inneres Ende des Führungs
vorsprunges drehbar in der Turbinennabe montiert ist, um das
Turbinenrad drehbar zu lagern. Eine Ölpassage ist in der
Antriebswelle und dem Führungsvorsprung ausgebildet, um
Auslöseöl einer Auslöseseitenölkammer zuzuführen, die zwischen
der Wandlerabdeckung und dem Überbrückungskolben ausgebildet
ist, um den Überbrückungskolben mit der Wandlerabdeckung
außer Eingriff zu bringen bzw. auszurücken.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung hat die Turbinennabe einen
ringförmigen Innenvorsprung und einen ringförmigen Außen
vorsprung, wobei der Führungsvorsprung drehbar in dem Innen
vorsprung montiert ist und die Überbrückungskupplung auf den
inneren und äußeren Vorsprüngen gelagert ist.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer
Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung eines Aus
führungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Automatikgetriebes
gemäß der Erfindung; und in
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Haupt
teiles der Anordnung gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt ein Kraftübertragungssystem für ein Kraftfahrzeug
mit einem in Längsrichtung eingebauten Motor E in seinem
vorderen Bereich. Das Kraftübertragungssystem weist ein
Differentialgehäuse 1, einen Drehmomentwandler 2 mit einer
Überbrückungskupplung 30 sowie ein Differential 3 hinter
dem Drehmomentwandler 2 auf. Eine Ölpumpe 6 ist in einem
Pumpengehäuse 4 und einer Abdeckung 5 am hinteren Ende des
Differentialgehäuses 1 untergebracht. Ein Getriebegehäuse 7
nimmt ein Automatikgetriebe A auf, das an der Rückseite des
Pumpengehäuses 4 angebracht ist.
Eine Kurbelwelle 10 des Motors E hat einen Vorsprung 10 a,
an dem eine Antriebsplatte 11 mit Schrauben 12 befestigt ist.
Eine Wandlerabdeckung 13 ist an der Antriebsplatte 11 mit
Schrauben 14 an einem Flansch 13 a befestigt. Der Drehmoment
wandler 2 weist ein Pumpenrad 15, das durch Schweißen integral
mit der Wandlerabdeckung 13 ausgebildet ist, ein Turbinenrad
16 und einen Stator 17 auf, der mit einer hohlen Statorachse 22
über eine Freilaufkupplung 21 verbunden ist.
Das Turbinenrad 16 ist mit Nieten 20 an einer Scheibe 19 c
befestigt, die eine Turbinennabe 19 aufweist, welche mit einer
Keilverbindung an einer Antriebswelle 18 angebracht ist, die
in der Statorachse 22 angeordnet ist. Die Antriebswelle 18
erstreckt sich in das Getriebegehäuse 7. Die Statorachse 22
ist integral mit der Abdeckung 5 der Ölpumpe 6 ausgebildet.
Eine Pumpenantriebswelle 23, welche die Statorachse 22 umgibt,
ist mit dem Pumpenrad 15 verbunden und betriebsmäßig an einen
Rotor der Ölpumpe 6 angeschlossen.
Um eine Leckage des Automatikgetriebefluids sowie eine Ver
mischung des Fluids mit dem Öl des Differentialgetriebes zu
verhindern, ist außerdem ein Dichtungsrohr 24 vorgesehen, um
die Pumpenantriebswelle 23 abzudecken. Der vordere Endbereich
des Dichtungsrohres 24 ist dicht in einen zylindrischen Bereich
1 a des Differentialgehäuses 1 mittels einer Buchse 25 einge
bettet und mit einer Öldichtung 26 abgedichtet, um eine Öl
leckage zu verhindern. Das hintere Ende ist dicht in einen
Vorsprung 4 a des Pumpengehäuses 4 eingebettet.
Eine Überbrückungskupplung 30 des Drehmomentwandlers 2 hat
einen Blockier- oder Überbrückungskolben 31 und einen Torsions
dämpfer 32. Der Überbrückungskolben 31 ist in der Nähe der
Wandlerabdeckung 13 angeordnet und bildet dadurch eine Auslöse
seitenölkammer 34, um den Überbrückungskolben 31 mit einem
Ausrückdruck zu beaufschlagen. In der Nähe des Umfanges des
Überbrückungskolbens 31 ist ein Belag 33 angebracht, um mit
der Abdeckung 13 einen Kontakt herzustellen.
Der Torsionsdämpfer 32 weist eine Antriebsplatte 37, die an
einem äußeren Bereich des Überbrückungskolbens 31 mit Nieten 36
fest angebracht ist, eine Seitenplatte 38, die an einem inneren
Bereich am Überbrückungskolben 31 angebracht ist, sowie eine
angetriebene Platte 39 auf, die dazwischen angeordnet ist.
Eine Vielzahl von Torsionsfedern 40 sind ringförmig zwischen
den Platten 37 und 39 angeordnet, um Stöße oder Schläge zu
absorbieren, wenn die Überbrückungskupplung 30 blockiert
bzw. eingerückt wird. Hinter der Antriebsplatte 37 ist eine
Anlageseitenölkammer 35 ausgebildet, um den Überbrückungs
kolben 31 mit einem Anlagedruck zu beaufschlagen.
Fig. 2 zeigt den Montageaufbau der Überbrückungskupplung 30
im einzelnen, wobei ein hohler Führungsvorsprung 41 zwischen
der Kurbelwelle 10 und der Antriebswelle 18 angeordnet ist,
um die Antriebswelle zu führen. Der Führungsvorsprung 41 hat
einen Bereich 41 a mit kleinem Durchmesser, einen Übergangs
bereich 41 b und einen Bereich 41 c mit großem Durchmesser.
Der Bereich 41 a mit kleinem Durchmesser steht aus der Wandler
abdeckung 13 vor und mit einem Loch 10 b in Eingriff, das im
Zentrum der Kurbelwelle 10 ausgebildet ist. Der Übergangs
bereich 41 b steht mit der Wandlerabdeckung 13 in Eingriff und
ist daran befestigt, so daß die Wandlerabdeckung 13 koaxial
mit der Kurbelwelle 10 angeordnet ist. Der Bereich 41 c mit
großem Durchmesser hat eine radiale Bohrung 41 d, um Öl in die
Auslöseseitenölkammer 34 einzuführen.
Die Turbinennabe 19 hat einen ringförmigen Innenvorsprung 19 a
und einen ringförmigen Außenvorsprung 19 b, der sich von der
Scheibe 19 c der Turbinennabe 19 zur Überbrückungskupplung 30
erstreckt. Der Bereich 41 c mit großem Durchmesser des Führungs
vorsprunges 41 ist in dem Innenvorsprung 19 a unter Zwischen
schaltung einer Buchse 42 montiert, so daß das Turbinenrad 16
auf dem Führungsvorsprung 41 drehbar gelagert ist.
Auf dem Innenvorsprung 19 a ist eine Nabe 31 a des Überbrückungs
kolbens 31 verschiebbar angebracht. Eine Nabe 39 a der ange
triebenen Platte 39 steht mit dem Außenvorsprung 19 b über
Keile in Eingriff. Dementsprechend sind die Achsen der Kurbel
welle 10 und der Wandlerabdeckung 13 mit der Antriebswelle 18
ausgefluchtet.
Wie in Fig. 1 dargestellt, weist ein Hydraulikkreis für den
Drehmomentwandler 2 eine Ölpassage 45 auf, die in der Antriebs
welle 18 ausgebildet ist, um die Überbrückungskupplung 30
auszulösen bzw. auszurücken. Die Passage 45 steht mit der
Auslöseseitenölkammer 34 in Verbindung, und zwar über den
Hohlraum des Führungsvorsprunges 41 und die darin ausgebildete
radiale Bohrung 41 d. Eine Ölpassage 46, die zwischen der
Antriebswelle 18 und der Statorachse 22 ausgebildet ist, steht
mit der Ölpumpe 6 und der Anlageseitenölkammer 35 in Verbindung.
Eine Ablaßpassage 47 zum Ablassen des Öles im Drehmomentwandler 2
ist zwischen der Statorachse 22 und der Pumpenantriebswelle 23
ausgebildet. Der Öldruck in der Auslöseseitenölkammer 34 wird
auf einen Wert eingestellt, der etwas höher ist als der der
Anlageseitenölkammer 35, um den Überbrückungskolben 31 von der
Wandlerabdeckung 13 auszurücken.
Die Wirkungsweise der Überbrückungskupplung 30 wird nachstehend
im einzelnen beschrieben. Die Kraft des Motors E wird auf das
Pumpenrad 15 des Drehmomentwandlers 2 über die Kurbelwelle 10,
die Antriebsplatte 11 und die Wandlerabdeckung 13 übertragen.
Die Kraft wird zur Ölpumpe 6 über die Pumpenantriebswelle 23
übertragen, um sie anzutreiben, damit Öl durch die Passage 46
dem Drehmomentwandler 2 zugeführt wird. Das Öl im Turbinenrad
16 wird außerdem der Anlageseitenölkammer 35 zugeführt, um
den Überbrückungskolben 31 gegen die Wandlerabdeckung 13
zu drücken.
Wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit oder einer Drehzahl
angetrieben wird, die niedriger ist als eine vorgegebene Drehzahl,
oder wenn eine Änderung bzw. ein Umschalten des Übersetzungs
verhältnisses im Automatikgetriebe stattfindet, wird ein Auslöse
öldruck, der etwas höher ist als der Druck in der Anlageseiten
ölkammer 35 an die Auslöseseitenölkammer 34 angelegt, und zwar
durch die Passage 45 und den Hohlraum des Führungsvorsprunges 41.
Dementsprechend wird der Überbrückungskolben 31 durch die
Differenz der Öldrücke in den Kammern 34 und 35 in der Weise
beaufschlagt, daß die Überbrückungskupplung 30 von der Wandler
abdeckung 13 ausgerückt wird. Somit arbeitet der Drehmoment
wandler in der Weise, daß die Kraft des Motors auf das Automatik
getriebe über das Turbinenrad 16, die Turbinennabe 19 und die
Antriebswelle 18 übertragen wird.
Wenn die Geschwindigkeit bzw. die Drehzahl des Fahrzeugmotors
höher wird als eine vorgegebene Drehzahl bei stabilen Antriebs
zustanden, so wird Öl in der Auslöseseitenölkammer 34 durch die
Passage 45 abgelassen, so daß der Überbrückungskolben 31 durch
den Öldruck in der Anlageseitenölkammer 35 vorgeschoben wird.
Somit kommt der Belag 33 des Überbrückungskolbens 31 mit der
Wandlerabdeckung 13 in Kontakt, um die Kurbelwelle 10 und den
Überbrückungskolben 31 einzurücken bzw. gegeneinander zu
blockieren. Dementsprechend wird die Kraft des Motors auf
die Antriebswelle 18 über die Wandlerabdeckung 13, den Über
brückungskolben 31, den Torsionsdämpfer 32 und die Turbinen
nabe 19 übertragen. Während eines solchen Betriebes werden
das Turbinenrad 16 und das Pumpenrad 15 mit gleicher Drehzahl
gedreht, was eine Blockierung des Drehmomentwandlers 2
bedeutet.
Somit kann durch Steuerung der Zuführung von Öl zur Auslöse
seitenölkammer 34 die Kraft des Motors zur Antriebswelle 18
entweder über den Drehmomentwandler 2 oder über die Über
brückungskupplung 30 übertragen werden.
Wenn die Überbrückungskupplung 30 ausgelöst bzw. ausgerückt
ist, drehen sich der Überbrückungskolben 31 und der Torsions
dämpfer 32 im Leerlauf durch die Drehung der Turbinennabe 19.
Die Turbinennabe 19, welche den Kolben 31 und den Torsions
dämpfer 32 trägt, ist von dem Führungsvorsprung 41 über die
Buchse gelagert, so daß der Kolben 31 und der Dämpfer 32
in Ausfluchtung mit der Turbinennabe 19 sicher gehalten sind.
Somit sind die Turbinennabe 19 und die Antriebswelle 18
gegen Schwingungen geschützt, so daß übermäßige Biegebelastungen
nicht erzeugt werden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, wird gemäß
der Erfindung eine Konstruktion für eine Überbrückungskupplung
eines Drehmomentwandlers angegeben, wobei auch eine lange
Antriebswelle, die beispielsweise in einem Fahrzeug mit
einem Achseinheitsgetriebe verwendet wird, in wirksamer Weise
gegen Schwingungen geschützt ist. Dementsprechend kann die
Beschädigung einer Statorachse verhindert oder zumindest
reduziert und ihre Lebensdauer erhöht werden.
Claims (2)
1. Drehmomentwandler für ein Kraftfahrzeug mit Automatik
getriebe, das von einem Motor (E) angetrieben ist, wobei
der Drehmomentwandler (2) eine Wandlerabdeckung (13), die
an einer Kurbelwelle (10) des Motors befestigt ist, ein
Pumpenrad (15), das an der Wandlerabdeckung (13) befestigt
ist, eine Antriebswelle (18) für das Automatikgetriebe (A),
ein Turbinenrad (16), das an der Antriebswelle (18) an
einer Turbinennabe (19) befestigt ist, und eine Überbrückungs
kupplung (30) aufweist, die einen Überbrückungskolben (31)
aufweist, der axial verschiebbar an der Turbinennabe ange
bracht ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Führungsvorsprung (41) vorgesehen ist, der einen axialen Hohlraum aufweist und an der Wandlerabdeckung (13) an ihrem Zentrum befestigt ist;
daß ein äußeres Ende (41 a) des Führungsvorsprunges (41) mit einem Loch (10 b) in der Kurbelwelle (10) in deren Achse in Eingriff steht, während ein inneres Ende (41 c) des Führungs vorsprunges (41) in der Turbinennabe (19) drehbar gelagert ist und das Turbinenrad (16) drehbar lagert;
und daß eine Ölpassage (45) in der Antriebswelle (18) und dem Führungsvorsprung (41) ausgebildet ist, um Auslöseöl einer Auslöseseitenölkammer (34) zuzuführen, die zwischen der Wandlerabdeckung (13) und dem Überbrückungskolben (31) ausgebildet ist, um den Überbrückungskolben (31) von der Wandlerabdeckung (13) auszurücken.
daß ein Führungsvorsprung (41) vorgesehen ist, der einen axialen Hohlraum aufweist und an der Wandlerabdeckung (13) an ihrem Zentrum befestigt ist;
daß ein äußeres Ende (41 a) des Führungsvorsprunges (41) mit einem Loch (10 b) in der Kurbelwelle (10) in deren Achse in Eingriff steht, während ein inneres Ende (41 c) des Führungs vorsprunges (41) in der Turbinennabe (19) drehbar gelagert ist und das Turbinenrad (16) drehbar lagert;
und daß eine Ölpassage (45) in der Antriebswelle (18) und dem Führungsvorsprung (41) ausgebildet ist, um Auslöseöl einer Auslöseseitenölkammer (34) zuzuführen, die zwischen der Wandlerabdeckung (13) und dem Überbrückungskolben (31) ausgebildet ist, um den Überbrückungskolben (31) von der Wandlerabdeckung (13) auszurücken.
2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Turbinennabe (19) einen ringförmigen Innenvorsprung
(19 a) und einen ringförmigen Außenvorsprung (19 b) aufweist,
daß der Führungsvorsprung (41) drehbar in dem Innenvorsprung
(19 a) angebracht ist, und daß die Überbrückungskupplung (30)
auf dem Innenvorsprung und dem Außenvorsprung (19 a, 19 b)
gelagert ist.
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