DE3805804A1 - Drehmomentwandler fuer ein automatikgetriebe - Google Patents

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.

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.