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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und
4 entsprechende Fluidübertragungsvorrichtung.
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Eine
herkömmliche
Fluidübertragungsvorrichtung
mit einer Sperrkupplung ist so, wie sie bespielsweise in der japanischen
Patentanmeldung mit der Offenlegungsnr. 5-296313 offenbart ist, bekannt.
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Im
Allgemeinen ist in der herkömmlichen
Fluidübertragungsvorrichtung
mit der Sperrkupplung in einem nicht-verbundenen Zustand der Sperrkupplung
ein widerstandsverhindernder Spalt zwischen dem Kupplungskolben
und der Seitenabdeckung vorgesehen. Daher leckt, wenn die Sperrkupplungssteuervorrichtung
betätigt
wird, um die Sperrkupplung in einen verbundenen Zustand zu bringen,
bei einer Anfangsstufe der Betätigung
der Sperrkupplungssteuervorrichtung mehr oder weniger Arbeitsöl von der
Innenölkammer
hohen Drucks durch den Spalt in die Außenölkammer niedrigen Drucks. Dies
ist ein Faktor des Abbremsens beim Betrieb der Sperrkupplung.
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Um
das Abbremsen beim Betrieb der Sperrkupplung auszuschließen, ist
bei der in der oben beschriebenen Veröffentlichung offenbarten Fluidübertragungsvorrichtung ein
Dichtelement an einem Außenumfang
des Kupplungskolbens, das in einen engen Kontakt mit einer Innenumfangsfläche der
Seitenabdeckung gelangen soll, angebracht, wodurch das Lecken des
Arbeitsöls
verhindert wird. Diese Fluidübertragungsvorrichtung
weist die folgenden Probleme auf: Es ist erforderlich, dass im Kupplungskolben
ein Einwegventil vorgesehen wird, um zu ermöglichen, dass beim Lösen der
Betätigung
der Sperrkupplung das Arbeitsöl
von der Außenölkammer
zur Innenölkammer
fließt,
was unausweichlich zu einem Anstieg der Anzahl von Teilen und damit
zu einem Anstieg der Kosten führt;
außerdem
reibt das Dichtelement am Außenumfang
des Kupplungskolbens ständig
gegen die Innenumfangsfläche
der Seitenabdeckung, wenn das Pumpenantriebsrad und das Turbinenlaufrad
im nichtverbundenen Zustand der Sperrkupplung relativ zueinander
gedreht werden, so dass es schwierig ist, die Haltbarkeit des Dichtelements
sicherzustellen.
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Die
US 6,155,932-A offenbart eine Fluidübertragungsvorrichtung dieser
Art, wobei des weiteren zwischen dem Turbinenlaufrad und dem Kupplungskolben
eine Teilungsvorrichtung vorgesehen ist. Diese Druckschrift bildet
somit den am nächsten kommenden
Stand der Technik, von dem der Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs
hergeleitet ist. Die aus dieser Druckschrift bekannte Teilungsvorrichtung
ist eine vorzugsweise elastische Wand, die die Innenölkammer
wie oben erörtert
in Unterkammern unterteilt, wobei eine zum Turbinenlaufrad benachbart
ist und die andere zum Kupplungskolben benachbart ist, wobei die
Teilungswand an der Pumpenantriebsradwand angebracht ist und an
ihrer in radialer Richtung inneren Seite eine Dichtung gegen die
rotierenden Teile aufweist. Diese Fluidübertragungsvorrichtung weist
somit eine Reihe zusätzlicher Teile
auf.
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Entsprechend
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluidübertragungsvorrichtung
wie oben erörtert
bereitzustellen, bei der die Verbindungsansprechempfindlichkeit
der Sperrkupplung hervorragend ist und darüber hinaus die Anzahl von Teilen
gering ist, was zu niedrigeren Kosten führt, und die Haltbarkeit hoch
ist.
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Eine
Teilungsvorrichtung zur Lösung
der obigen Aufgabe ist eine solche wie in den unabhängigen Ansprüchen ausgeführt. Vorteilhafte
Merkmale sind in den abhängigen
Ansprüchen
ausgeführt.
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Die
gemeinsame Idee ist, dass die Teilungsvorrichtung ausgelegt ist,
um die Innenölkammer
in einen in radialer Richtung inneren und im Wesentlichen geschlossenen
primären
Innenölkammerbereich
und einen in radialer Richtung äußeren sekundären Innenölkammerbereich
zu unterteilen. Wenn eine solche Sperrsteuervorrichtung betätigt wird,
um den Kupplungskolben in Richtung des Eingreifens des Reibungseingriffsmittels
zu zwingen, werden die Drücke
im primären
Innenölkammerbereich
und sekundären
Innenölkammerbereich
in der genannten Reihenfolge relativ zur Außenölkammer erhöht. Insbesondere kann der Kupplungskolben
zuerst in einer Richtung geschoben werden, um das Reibungseingriffsmittel
durch das schnelle Erhöhen
des Drucks im primären
Innenölkammerbereich
zu betätigen, wodurch
das Lecken des Arbeitsöls
vom sekundären Innenölkammerbereich
zur Außenölkammer
gehemmt wird. Somit kann das Erhöhen
des Drucks im sekundären
Innenölkammerbereich
auch beschleunigt werden, und als ein Ergebnis kann das Erhöhen des
Drucks im primären
Innenölkammerbereich
und sekundären
Innenölkammerbereich
insgesamt beschleunigt werden, wodurch der Kupplungskolben schnell
und kraftvoll zur Seitenabdeckung hin gezwungen werden kann, um
die Verbindungsansprechempfindlichkeit der Sperrkupplung zu erhöhen. Darüber hinaus
wird nachfolgend die Zwingkraft auf den Kupplungskolben im primären Innenölkammerbereich
und sekundären
Innenölkammerbereich erzeugt,
wodurch die Erschütterung
des Verbindens der Sperrkupplung abgemindert werden kann.
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Im
nicht-verbundenen Zustand der Sperrkupplung tritt keine Relativdrehung
in der Teilungsvorrichtung auf, weshalb die Haltbarkeit der Teilungsvorrichtung
sichergestellt werden kann.
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Des
weiteren kann im nicht-verbundenen Zustand der Sperrkupplung das
Fließen
des Arbeitsöls aus
der Außenölkammer
zur Innenölkammer
problemlos ohne Zuhilfenahme eines beim Stand der Technik erforderlichen
Einwegventils durchgeführt werden,
und das Kühlen
der Sperrkupplung kann erreicht werden. Ferner kann die Anzahl an
Teilen reduziert werden, da kein Einwegventil erforderlich ist, was
zu einer Kostenreduzierung beiträgt.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu
den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche
eine Durchgangsbohrung im Turbinenlaufrad vorgesehen, um zuzulassen, dass
der primäre
Innenölkammerbereich
mit dem Zirkulationskreislauf in Verbindung steht.
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Mit
diesem Merkmal wird während
des geschwindigkeitsverringernden Betriebs der Fluidübertragungsvorrichtung,
bei dem das Turbinenlaufrad in einer Position ist, um das Pumpenantriebsrad
anzutreiben, der Druck in einem Gebiet des Zirkulationskreislaufs
auf der Seite des Turbinenlaufrads hoch, wodurch das Arbeitsöl vom Zirkulationskreislauf durch
die Durchgangsbohrung in den primären Innenölkammerbereich fließt, um den
Druck im primären
Innenölkammerbereich
zu erhöhen.
Daher kann, wenn die Sperrsteuervorrichtung betrieben wird, um den
Kupplungskolben in die Richtung des Eingriffs des Reibungseingriffsmittels
zu zwingen, das Ansteigen der Drücke
im primären
und sekundären
Innenölkammerbereich
im ganzen beschleunigt werden in Übereinstimmung mit einer Zunahme
von bereits erhöhtem
Druck im primären
Innenölkammerbereich, weshalb
die Verbindungsansprechempfindlichkeit der Sperrkupplung weiter
wirksam gesteigert werden kann.
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Während des
geschwindigkeitsbeschleunigenden Betriebs, bei dem das Pumpenantriebsrad bei
höherer
Geschwindigkeit als das Turbinenlaufrad gedreht wird, ist der Druck
im Gebiet des Zirkulationskreislaufs auf der Seite des Turbinenlaufrads
geringer, weshalb das Arbeitsöl
im primären
Innenölkammerbereich
durch die Durchgangsbohrung in den Zirkulationskreislauf fließt, um den
Druck im primären
Innenölkammerbereich
zu senken; das Fallen des Drucks im primären Innenkammerbereich betrifft jedoch
nicht den sekundären
Innenkammerbereich, da die Durchgangsbohrung nicht mit dem sekundären Innenkammerbereich
in Verbindung steht und ferner der primäre und sekundäre Innenkammerbereich
voneinander durch die Teilungsvorrichtung abgetrennt sind. Des weiteren
wird der sekundäre
Innenkammerbereich bei einem verhältnismäßig hohen Druck gehalten, da
er mit dem Außenumfang
des Zirkulationskreislaufs in Verbindung steht. Daher wird, wenn
das Sperrsteuerventil betrieben wird, um die Sperrkupplung aus diesem
Zustand in den verbundenen Zustand zu bringen, der Kupplungskolben in
der Richtung des Eingriffs des Reibungseingriffsmittels durch einen
Druckunterschied zwischen dem sekundären Innenkammerbereich hohen
Drucks und der Außenkammer
niedrigen Drucks betrieben, wodurch die Sperrkupplung ohne Behinderung
in den verbundenen Zustand gebracht werden kann.
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Die
Fluidübertragungsvorrichtung
entspricht in jeder Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die nachstehend beschrieben werden,
einem Drehmomentwandler; das Reibungseingriffsmittel entspricht
einer Reibungsfläche
und einer Reibungsauskleidung, und die Sperrsteuervorrichtung entspricht
einem Sperrsteuerventil.
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Die
obenstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein vertikaler Querschnitt eines Drehmomentwandlers mit einer Sperrkupplung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine 1 ähnliche
Ansicht, jedoch gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine 1 ähnliche
Ansicht, jedoch gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine 1 ähnliche
Ansicht, jedoch gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine 1 ähnliche
Ansicht, jedoch gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zunächst unter
Bezug auf 1 umfasst ein Drehmomentwandler
T als eine Fluidübertragungsvorrichtung
ein Pumpenantriebsrad 2, ein dem Pumpenantriebsrad gegenüberliegendes
Turbinenlaufrad 3 und einen Stator 4, der zwischen
dem Innenumfang des Pumpenantriebsrads 2 und des Turbinenlaufrads 3 angeordnet
ist. Ein Zirkulationskreislauf 6 zum Übertragen einer Leistung mit
einem Arbeitsöl
ist zwischen den drei Elementen 2, 3 und 4 definiert.
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Eine
Seitenabdeckung 5 ist mit einem Außenumfang eines Mantels 2a des
Pumpenantriebsrades 2 durch Schweißen integral verbunden, um
eine äußere Seitenfläche des
Turbinenlaufrads 3 abzudecken. Eine Mehrzahl von Verbindungsflanschvorsprüngen 7 ist
in Umfangsrichtung um eine Außenumfangsfläche der
Seitenabdeckung 5 angeordnet und an ihr angeschweißt. Eine
mit einer Kurbelwelle 1 einer Brennkraftmaschine gekoppelte
Antriebsplatte 8 ist mit einem Bolzen 9 an den
Verbindungsflanschvorsprüngen 7 befestigt.
Ein Axialnadellager 36 ist zwischen einer Nabe 3b des
Turbinenlaufrads 3 und der Seitenabdeckung 5 eingebracht.
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Eine
Abtriebswelle 10 ist in der Mitte des Drehmomentwandlers
T so angeordnet, dass sie koaxial zu der Kurbelwelle 1 ist.
Die Abtriebswelle 10 ist in die Nabe 3b des Turbinenlaufrads 3 keilnuteingepasst
und drehbar auf einem Lagerrohr 5b getragen, das in der
Mitte der Seitenabdeckung 5 vorgesehen ist, wobei eine
Lagerbuchse 18 dazwischen eingebracht ist. Die Abtriebswelle 10 ist
ein Hauptwelle eines Mehrganggetriebes (nicht gezeigt).
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Eine
zylindrische Statorwelle 12 ist um einen Außenumfang
der Abtriebswelle 10 angeordnet und trägt über einen Freilauf 11 eine
Nabe 4b des Stators 4. Ein Nadellager 13 ist
zwischen der Abtriebswelle 10 und der Statorwelle 12 eingebracht,
um ihre Relativdrehungen zuzulassen. Die Statorwelle 12 ist
an ihrem äußeren Ende
nicht-drehbar an einem Getriebegehäuse 14 gelagert.
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Axialnadellager 37 und 37' sind zwischen sich
axial gegenüberliegenden
Endflächen
der Nabe 4b des Stators 4 und Endflächen der
Naben 2b und 3b des Pumpenantriebsrads 2 und
des Turbinenlaufrads 3 eingebracht, die den axial gegenüberliegenden
Endflächen
gegenüberliegen.
Die Axialbewegungen des Turbinenlaufrads 3 und des Stators 4 zwischen
dem Pumpenantriebsrad 2 und der Seitenabdeckung 5 werden
durch die Axialnadellager 37 und 37' und das Axialnadellager 36 begrenzt.
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Eine
mit dem Pumpenantriebsrad 2 gekoppelte Hilfsantriebswelle 20 ist
um einen Außenumfang
der Statorwelle 12 relativ drehbar angeordnet und treibt
eine Ölpumpe 21 an,
um dem Drehmomentwandler T das Arbeitsöl zuzuführen.
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Eine
Kupplungskammer 22 ist zwischen dem Turbinenantriebsrad 3 und
der Seitenabdeckung 5 definiert, um mit dem Zirkulationskreislauf 6 auf
der Seite eines Außenumfangs
in Verbindung zu stehen. Eine Sperrkupplung L ist in der Kupplungskammer 22 befestigt,
und geeignet, das Turbinenlaufrad 3 und die Seitenabdeckung 5 direkt
miteinander zu koppeln. Insbesondere ist ein Kupplungskolben 19,
der ein Hauptelement der Sperrkupplung L darstellt, in der Kupplungskammer 22 derart
angeordnet, dass er die Kupplungskammer 22 in eine Innenölkammer 23 auf
der Seite des Turbinenlaufrads 3 und eine Außenölkammer 24 auf
der Seite der Seitenabdeckung 5 unterteilt. Der Kupplungskolben 19 wird
gleitfähig
auf einer Außenumfangsfläche der
Nabe 3b des Turbinenlaufrads 3 getragen und besitzt
eine Reibungsauskleidung 28, die einer auf einer Innenfläche der Seitenabdeckung 5 ausgebildeten
ringförmigen
Reibungsfläche 5b gegenüberliegt.
Außerdem
ist der Kupplungskolben 19 über eine bekannte Drehmomentdämpfungseinrichtung
D mit einer ortsfest an einer Außenfläche des Turbinenlaufrads 3 angebrachten Übertragungsplatte 34 axial
beweglich verbunden.
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Ringförmige Trennwände 25 und 25' sind auf gegenüberliegenden
Oberflächen
des Mantels 3a des Turbinenlaufrads 3 und des
Kupplungskolbens 19 ausgebildet, so dass sie gleitfähig und
drehbar aneinander gepasst sind. Ein Dichtelement 26 ist
an einer der gegenüberliegenden
Umfangsflächen
der Trennwände 25 und 25' angebracht,
so dass es in gleitfähigem
engen Kontakt mit der anderen gegenüberliegenden Umfangsfläche ist.
Die Trennwände 25 und 25' stellen eine
Teilungsvorrichtung 27 zum Unterteilen der Innenölkammer 23 in
der Kupplungskammer 22 in einen in radialer Richtung inneren
primären
Innenölkammerbereich 23a und
einen in radialer Richtung äußeren sekundären Innenölkammerbereich 23b dar.
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Die
Trennwand 25' an
der Seite des Turbinenlaufrads 3 kann an der Nabe 3b des
Turbinenlaufrads 3 vorgesehen sein.
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Eine
Durchgangsbohrung 30 ist in der Nabe 3b des Turbinenlaufrads 3 vorgesehen,
um zuzulassen, dass der primäre
Innenölkammerbereich 23a mit
einem ringförmigen Öldurchlass 29 zwischen
der Nabe 3b des Turbinenlaufrads 3 und der Nabe 4b des
Stators 4 an der Seite des Innenumfangs des Axialnadellagers 37 in
Verbindung steht. Eine Durchgangsbohrung 31 ist im Mantel 3a des
Turbinenlaufrads 3 vorgesehen, um zuzulassen, dass der
primäre Innenölkammerbereich 23a mit
dem Inneren des Mantels 3 in Verbindung steht.
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Ein
erster Öldurchlass 40 ist
in der Mitte der Abtriebswelle 10 vorgesehen, um mit der
Außenölkammer 24 in
der Kupplungskammer 22 über
eine Querbohrung 39 und das Axialnadellager 36 in
Verbindung zu stehen. Ein zweiter Öldurchlass 41 ist zwischen
der Hilfsantriebswelle 20 und der Statorwelle 4 definiert
und steht mit einem Innenumfang des Zirkulationskreislaufs 6 über einen
ringförmigen Öldurchlass 29' zwischen der
Nabe 2b des Pumpenantriebsrads 2 und der Nabe 4b des
Stators 4 und über
das Axialnadellager 37' in
Verbindung.
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Ein
dritter Öldurchlass 44 ist
zwischen der Abtriebswelle 10 und der Statorwelle 12 definiert
und steht mit dem Innenumfang des Zirkulationskreislaufs 6 und
mit dem primären
Innenölkammerbereich 23a über den
ringförmigen Öldurchlass 29 zwischen der
Nabe 3b des Turbinenlaufrads 3 und der Nabe 4b des
Stators 4 sowie über
die Durchgangsbohrungen 30 und 31 und das Axialnadellager 37 in
Verbindung. In diesem Fall ist, um die Verbindung zwischen den ringförmigen Öldurchlässen 29 und 29' zu unterbrechen,
ein Dichtelement 49 zwischen eine innere Lauffläche 11a des
Freilaufs 11 und die Statorwelle 12 eingebracht.
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Der
erste Öldurchlass 40 und
der zweite Öldurchlass 41 sind
ausgelegt, um über
ein Sperrsteuerventil abwechselnd mit einer Abgabeseite der Ölpumpe 21 und
einem Ölreservoir 43 verbunden
zu sein und auch über
ein Überdruckventil 48 mit
dem Ölreservoir 43 verbunden
zu sein, um den Zirkulationskreislauf 6 und den primären Innenölkammerbereich 23a unter
einem vorbestimmten Druck zu halten. Daher wird im Zirkulationskreislauf 6 und
im primären
Innenölkammerbereich 23a ein Überdruck über das Überdruckventil 48 zum Ölreservoir 43 freigesetzt.
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Die
Funktionsweise dieser Ausführungsform wird
unten beschrieben.
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In
einem angetriebenen Zustand des Drehmomentwandlers T wird das Sperrsteuerventil 42 durch
eine elektronische Steuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert,
um den ersten Öldurchlass 40 mit der
Abgabeseite der Ölpumpe 21 zu
verbinden, und verbindet andererseits den zweiten Öldurchlass 41 mit
dem Ölreservoir 43.
Daher fließt,
wenn ein Abtriebsdrehmoment der Kurbelwelle 1 des Motors nacheinander
zur Antriebsplatte 8, zur Seitenabdeckung 5 und
zum Pumpenantriebsrad 2 übertragen wird, um das Pumpenantriebsrad 2 anzutreiben,
damit es sich dreht, und um des weiteren die Ölpumpe 21 anzutreiben,
das durch die Ölpumpe 21 abgegebene
Arbeitsöl,
wie durch einen Pfeil a gezeigt, vom Sperrsteuerventil 42 nacheinander über den
ersten Öldurchlass 40,
die Querbohrung 39 und das Axialnadellager 36,
die Außenölkammer 24 in
der Kupplungskammer 22 und den zweiten Innenölkammerbereich 23b der
Innenölkammer 23 in
den Zirkulationskreislauf 6, um den Kreislauf 6 zu
füllen.
Danach fließt
das Arbeitsöl über das
Axialnadellager 37' und den
ringförmigen Öldurchlass 29' in den zweiten Öldurchlass 41,
und fließt
dann durch das Sperrsteuerventil 42 zurück zum Ölreservoir 43.
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In
der Kupplungskammer 22 ist aufgrund des Arbeitsöls, das
in oben beschriebener Weise fließt, der Druck in der Außenölkammer 24 höher als
in der Innenölkammer 23,
und der Kupplungskolben 19 wird durch einen Unterschied
zwischen solchen Drücken
von der Reibungsfläche 5b der
Seitenabdeckung 5 gezogen. Daher ist die Sperrkupplung
L in einem nicht-verbundenen Zustand, wodurch die Relativdrehungen
des Pumpenantriebsrads 2 und des Turbinenlaufrads 3 zugelassen
werden. So zirkuliert, wenn das Pumpenantriebsrad 2 durch
die Kurbelwelle 1 angetrieben wird, um sich zu drehen,
das den Zirkulationskreislauf 6 füllende Arbeitsöl, wie durch
Pfeile gezeigt, im Zirkulationskreislauf 6, wodurch das Rotationsdrehmoment
des Pumpenantriebsrads 2 zum Turbinenlaufrad 3 übertragen
wird, um die Abtriebswelle 10 anzutreiben.
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Bei
diesem Vorgang wird, wenn ein Drehmomentverstärkungseffekt zwischen dem Pumpenantriebsrad 2 und
dem Turbinenlaufrad 3 erzeugt wird, eine Reaktionskraft,
die aus einem solchen Effekt resultiert, vom Stator 4 aufgenommen,
und der Stator 4 wird durch den Sperrvorgang des Freilaufs 11 fixiert.
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Wenn
das Sperrsteuerventil 42 durch die elektronische Steuereinheit
umgeschaltet wird, um die Sperrkupplung L in einen verbundenen Zustand während des
Antriebsbetriebs des Drehmomentwandlers T zu bringen, oder während eines
geschwindigkeitsverringerten Betriebs des Drehmomentwandlers T,
in dem das Turbinenlaufrad 3 in einer Stellung ist, um
das Pumpenantriebsrad 2 anzutreiben, um zu bewirken, dass
das Arbeitsöl
im Zirkulationskreislauf 6 in eine Richtung fließt, die
der durch die Pfeile angezeigten Richtung entgegengesetzt ist, fließt das von
der Ölpumpe 21 abgegebene
Arbeitsöl, wie
durch einen Pfeil b gezeigt, in eine Richtung, die der oben beschriebenen
Richtung entgegengesetzt ist, das heißt vom Sperrsteuerventil 42 nacheinander über den
zweiten Öldurchlass 41,
den ringförmigen Öldurchlass 29' und das Axialnadellager 37' in den Zirkulationskreislauf 6.
Dann läuft
das Arbeitsöl
durch die Durchgangsbohrungen 30 und 31 in den
primären Innenölkammerbereich 23a,
und läuft
andererseits durch den Außenumfang
des Zirkulationskreislaufs 6 in den sekundären Innenölkammerbereich 23b.
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Die
Außenölkammer 24 in
der Kupplungskammer 22 ist zum Ölreservoir 43 über den
ersten Öldurchlass 40 und
das Sperrsteuerventil 42 hin geöffnet.
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Das
in den sekundären
Innenölkammerbereich 23b eingeführte Arbeitsöl leckt
mehr oder weniger in die Ölkammer
niedrigeren Drucks 24 durch einen Spalt zwischen dem Kupplungskolben 19 und der
Seitenabdeckung 5, wodurch das Ansteigen des Drucks im
sekundären
Innenölkammerbereich 23b verzögert wird.
Andererseits wird, sobald das Arbeitsöl in den sekundären Innenölkammerbereich 23b eingeführt ist,
der Druck im sekundären
Innenölkammerbereich 23b unmittelbar
erhöht,
damit er höher
als derjenige in der Außenölkammer 24 wird,
da der erste Innenölkammerbereich 23a vom
sekundären Innenölkammerbereich 23b durch
die Trennwände 25 und 25' abgetrennt
ist und ferner in einem im wesentlichen abgedichteten Zustand durch
das Überdruckventil 48 gehalten
wird. Daher wird der Kupplungskolben 19 in empfindlicher
Reaktion auf den Unterschied zwischen den Drücken zur Reibungsfläche 5b der
Seitenabdeckung 5 hin geschoben, wodurch die Reibungsauskleidung 28 in
Druckkontakt mit der Reibungsfläche 5b gebracht
wird. So wird das Lecken des Arbeitsöls aus dem sekundären Innenölkammerbereich 23b der
Innenölkammer 23 in die
Außenölkammer 24 durch
solchen Druckkontakt gehemmt, weshalb der Druck im sekundären Innenölkammerbereich 23b ebenfalls
durch das Arbeitsöl, das
nachfolgend aus dem Zirkulationskreislauf 6 dorthinein
eingeführt
wird, erhöht
wird, wodurch der Kupplungskolben 19 weiter wirksam zur
Seitenabdeckung 5 hin gezwungen wird. Auf diese Weise wird die
Sperrkupplung L in einen wirksamen, verbundenen Zustand gebracht.
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So
wird, wenn das Sperrsteuerventil 42 umgeschaltet wird,
um die Sperrkupplung L während
sowohl des Antriebsbetriebs als auch des geschwindigkeitsverringernden
Betriebs des Drehmomentwandlers T zu verbinden, der Druck im primären Innenölkammerbereich 23a zunächst relativ
zur Außenölkammer 25 erhöht, um die
Verbindungsansprechempfindlichkeit des Kupplungskolbens 19 zu
steigern. So kann der Druck im sekundären Innenölkammerbereich 23b ebenfalls
ohne große
Verzögerung durch
ein Hemmen des Leckens des Arbeitsöls aus dem sekundären Innenölkammerbereich 23b der
Innenölkammer
in die Außenölkammer 24 erhöht werden,
so dass das Ansteigen der Drücke
im primären und
sekundären
Innenölkammerbereich 23a und 23b im
ganzen beschleunigt wird, was zu einem Ansteigen der Verbindungsansprechempfindlichkeit
der Sperrkupplung L führt.
Desweiteren wird eine Schiebe/Zwingkraft für den Kupplungskolben 19 nacheinander
im primären
Innenölkammerbereich 23a und dem
sekundären
Innenölkammerbereich 23b erzeugt,
wodurch die Erschütterung
des Verbindens der Sperrkupplung L gemindert werden kann.
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Um
die Verbindungsansprechempfindlichkeit des Kupplungskolbens 19 insbesondere
während des
geschwindigkeitsverringernden Betriebs weiter zu steigern, ist es
wirksam, dass eine Durchgangsbohrung im Mantel 3a des Turbinenlaufrads 3 vorgesehen
ist, um die Verbindung zwischen dem Zirkulationskreislauf 6 und
dem sekundären
Innenölkammerbereich 23b zu
gestatten. Während
des geschwindigkeitsverringernden Betriebs nämlich verläuft das Fließen des
Arbeitsöls
im Zirkulationskreislauf 6 der durch den Pfeil in 1 angezeigten
Richtung entgegengesetzt, und der Druck in einem Gebiet des Zirkulationskreislaufs 6 auf
der Seite des Mantels 3a ist verhältnismäßig hoch, und das Arbeitsöl in einem
solchen Gebiet fließt
durch die Durchgangsbohrung in den sekundären Innenölkammerbereich 23b, um
den Druck im Kammerbereich 23b zu erhöhen, was zu einem Ansteigen
der Verbindungsansprechempfindlichkeit des Kupplungskolbens 19 führt. Während eines
langsam geschwindigkeitsbeschleunigenden Betriebs verläuft das
Fließen
des Arbeitsöls
im Zirkulationskreislauf 6 in der durch den Pfeil in 1 angezeigten
Richtung, und der Druck in einem Gebiet des Zirkulationskreislaufs 6 in
der Nachbarschaft der Durchgangsbohrung ist verhältnismäßig niedrig. Dies führt dazu,
dass der Öldruck
im sekundären
Innenölkammerbereich 23b von
der Durchgangsbohrung zum Zirkulationskreislauf 6 hin ausweicht
und die Verzögerung
des Betriebs des Kupplungskolbens 19 im Gegensatz zum Fall während des
geschwindigkeitsverringernden Betriebs zustande kommt. Daher ist
es, wenn die Durchgangsbohrung wie oben beschrieben vorgesehen ist,
notwendig, die Lage und die Größe der Durchgangsbohrung
in Anbetracht des Gleichgewichts zwischen der Steigerung der Verbindungsansprechempfindlichkeit
des Kupplungskolbens 19 während des geschwindigkeitsverringernden
Betriebs und der Verringerung der Verbindungsansprechempfindlichkeit
des Kupplungskolbens 19 während des langsam geschwindigkeitsbeschleunigenden
Betriebs auszuwählen.
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Wenn
das Sperrsteuerventil 42 umgeschaltet wird, um die Sperrkupplung
L wieder auszukuppeln, fließt
das Arbeitsöl
aus der Außenölkammer 24 zur
Innenölkammer 23 hin,
um den Kupplungskolben 19 durch den Unterschied zwischen
den Drücken
in der Außen-
und Innenölkammer 24 und 23 von
der Reibungsfläche 5b der
Seitenabdeckung 5 weg zu ziehen, und fließt dann
vom Zirkulationskreislauf 6 zur zweiten Ölkammer 41.
Daher kann das Fließen des
Arbeitsöls
aus der Außenölkammer 24 zur
Innenölkammer 23 hin
ohne Bereitstellung eines Einwegventils wie bei der Vorrichtung
des Standes der Technik sichergestellt werden, und das Kühlen der
Sperrkupplung L kann unterstützt
werden. Daher kann die Anzahl der Teile reduziert werden, da das
Einwegventil beseitigt ist, so dass es möglich ist, den Drehmomentwandler
T mit der Sperrkupplung bei niedrigen Kosten bereitzustellen.
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In
diesem nicht-verbundenen Zustand der Sperrkupplung L wird die Drehmomentdämpfungseinrichtung
D nicht betrieben, weshalb die Trennwände 25 und 25' durch das Drehen
des Turbinenlaufrads 3 und des Kupplungskolbens 19 in Übereinstimmung
miteinander nicht relativ zueinander gedreht werden. Im verbundenen
Zustand der Sperrkupplung L werden die Trennwände 25 und 25' relativ zueinander
nur in einem Bereich des Betriebswinkels der Drehmomentdämpfungseinrichtung
D gedreht, weshalb die Reibung des Dichtelements 26 äußerst gering
ist, wodurch die Haltbarkeit des Dichtelements 26 leicht
sichergestellt werden kann.
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In
der ersten Ausführungsform
kann, wenn das Lecken des Arbeitsöls aus dem primären Innenölkammerbereich 23a zum
sekundären
Innenölkammerbereich 23b mehr
oder weniger zugelassen wird, das Dichtelement 26 von den
die Teilungsvorrichtung 28 bildenden Trennwänden 25 und 25' entfernt werden.
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Eine
in 2 dargestellte zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
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Die
zweite Ausführungsform
ist von ähnlicher
Anordnung wie in der ersten Ausführungsform, ausgenommen
dass eine Labyrinthdichtung 45 zwischen den gleitfähig und
drehbar aneinandergepassten Trennwänden 25 und 25' angeordnet
ist. Daher werden Abschnitte und Komponenten, die denen der ersten
Ausführungsform
entsprechen, in 2 mit denselben Bezugszeichen
bezeichnet, und es werden deren Beschreibungen übergangen.
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In
der zweiten Ausführungsform
kann während
einer vom Sperrsteuerventil ausgeführten Sperrsteuerung beim Ausschalten
des Reibungswiderstands zwischen den Trennwänden 25 und 25' das Lecken
des Arbeitsöls
aus dem primären
Innenölkammerbereich 23a zum
sekundären
Innenölkammerbereich 23b verhindert
werden, um die Betriebsansprechempfindlichkeit des Kupplungskolbens 19 weiter
zu steigern.
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Eine
in 3 dargestellte dritte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
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In
der dritten Ausführungsform
ist eine ringförmige
Trennwand 25 an einer der gegenüberliegenden Oberflächen des
Turbinenlaufrads 3 und des Kupplungskolbens 19 ausgebildet.
Ein Dichtelement 46 ist an einer Endfläche der Trennwand 25 angebracht,
um ringförmig
davon hervorzuragen. Das Dichtelement 46 ist so gebaut,
dass, wenn der Kupplungskolben 19 zu einer von der Reibungsfläche 5b der
Seitenabdeckung 5 beabstandeten nicht-verbundenen Position
eingezogen wird, das Dichtelement 46 in engen Kontakt mit
der anderen der entgegengesetzten Oberflächen des Turbinenlaufrads 3 und
des Kupplungskolbens 19 gebracht wird, um die Innenölkammer 23 in
einen radial inneren primären
Innenölkammerbereich 23a und
einen radial äußeren sekundären Innenölkammerbereich 23b zu
unterteilen.
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Der
zweite Öldurchlass 41 steht
nicht nur mit dem ringförmigen Öldurchlass 29', sondern auch
mit dem ringförmigen Öldurchlass 29 durch
eine in der inneren Lauffläche 11a des
Freilaufs 11 abgegrenzte Ölnut 33 in Verbindung.
Ein Dichtelement 47 ist zwischen der Nabe 3b des
Turbinenlaufrads 3 und der Nabe 4b des Stators 4 eingebracht,
um das dem ringförmigen Öldurchlass 29 aus
dem zweiten Öldurchlass 41 zugeführte Arbeitsöl wirksam
in den primären Innenölkammerbereich 23a durch
die Durchgangsbohrung 30 einzuführen. Eine Buchse 13' ist zwischen
der Abtriebswelle 10 und der Statorwelle 12 anstelle
des Nadellagers 13 in der ersten Ausführungsform angeordnet.
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In
weiterer Beziehung ist die dritte Ausführungsform von einer ähnlichen
Anordnung wie bei der ersten Ausführungsform, ausgenommen dass
der dritte Öldurchlass 44 in
der ersten Ausführungsform nicht
vorgesehen ist. Daher werden Abschnitte und Komponenten, die denen
der ersten Ausführungsform
entsprechen, in 3 mit denselben Bezugszeichen
bezeichnet, und es werden deren Beschreibungen übergangen.
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Wenn
das Arbeitsöl
dem primären
Innenölkammerbereich 23a während der
vom Sperrsteuerventil 42 durchgeführten Sperrsteuerung zugeführt wird,
wird der Druck im primären
Innenölkammerbereich 23 unmittelbar
erhöht,
um den Kupplungskolben 19 zur Seitenabdeckung 5 hin
zu zwingen, wodurch die Reibungsauskleidung 28 in Druckkontakt mit
der Innenoberfläche
der Seitenabdeckung 5 gebracht wird. Wenn das Dichtelement 46 an
der Trennwand 25 von der gegenüberliegenden Oberfläche des
Turbinenlaufrads 3 oder des Kupplungskolbens 19 mit
einer Bewegung des Kupplungskolbens 19 wegbewegt wird,
fließt
das Arbeitsöl
aus dem primären
Innenölkammerbereich 23a durch
einen zwischen dem Dichtelement 46 und der gegenüberliegenden
Oberfläche
vorgesehenen Spalt in den sekundären
Innenölkammerbereich 23b.
Es wird verhindert, dass das Arbeitsöl durch den Druckkontakt der
Reibungsfläche 5b mit
der Reibungsauskleidung 28 zur Außenölkammer 24 leckt,
so dass der Druck im sekundären
Innenölkammerbereich 23b unmittelbar
erhöht
wird. Daher wird selbst in diesem Fall die Sperrkupplung L zuverlässig mit
einer guten Ansprechempfindlichkeit in den verbundenen Zustand gebracht.
Ferner wird das Dichtelement 46 mit der gegenüberliegenden
Oberfläche
des Turbinenlaufrads 3 oder des Kupplungskolbens 19 im
Betriebszustand der Sperrkupplung L in einen Nicht-Kontakt-Zustand
gebracht, weshalb die Reibung des Dichtelements 46 äußerst gering
ist, wodurch dessen Haltbarkeit erhöht werden kann.
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In
der dritten Ausführungsform
kann das Dichtelement 46 entfernt werden, und die Trennwand 25 kann
in metallischen Kontakt mit der gegenüberliegenden Oberfläche des
Turbinenlaufrads 3 oder des Kupplungskolbens 19 stehen.
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Als
nächstes
wird eine in 4 dargestellte vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Die
vierte Ausführungsform
ist von einer ähnlichen
Anordnung wie in der ersten Ausführungsform, ausgenommen
dass eine einzelne oder eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 51 im
Mantel 3a des Turbinenlaufrads 3 vorgesehen sind,
um zuzulassen, dass der primäre
Innenkammerabschnitt 23a mit dem Zirkulationskreislauf 6 in
Verbindung steht. Daher werden Abschnitte und Komponenten, die denen der
ersten Ausführungsform
entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und es werden deren
Beschreibungen übergangen.
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In
der vierten Ausführungsform
ist während des
geschwindigkeitsverringernden Betriebs des Drehmomentwandlers T,
bei dem das Turbinenlaufrad 3 in einer Position ist, um
das Pumpenantriebsrad 2 anzutreiben, der Druck in einem
Gebiet des Zirkulationskreislaufs 6 auf der Seite des Turbinenlaufrads 3 verhältnismäßig hoch,
wodurch das Arbeitsöl
vom Zirkulationskreislauf 6 durch die Durchgangsbohrung oder
-bohrungen 51 im Mantel 3a des Turbinenlaufrads 3 in
den primären
Innenkammerbereich 23a fließt, um den Druck im primären Innenkammerbereich 23a zu
erhöhen.
Daher kann während
der Sperrsteuerung durch das Sperrsteuerventil 42 das Erhöhen des
Drucks im primären
und sekundären
Innenkammerbereich 23a und 23b beschleunigt werden,
weshalb die Verbindungsansprechempfindlichkeit der Sperrkupplung
L weiter wirksam gesteigert werden kann.
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Andererseits
fließt
während
des geschwindigkeitsbeschleunigenden Betriebs, bei dem die Sperrkupplung
L nicht verbunden ist und das Pumpenantriebsrad 2 bei höherer Geschwindigkeit
als das Turbinenlaufrad 3 gedreht wird, das Arbeitsöl im Zirkulationskreislauf 6 in
einer durch einen Pfeil bezeichneten Richtung, weshalb der Druck
in einem Gebiet des Zirkulationskreislaufs 6 auf der Seite
des Turbinenlaufrads 3 niedriger als derjenige in einem Gebiet
auf der Seite des Pumpenantriebsrads 2 ist. Daher fließt das Arbeitsöl im primären Innenkammerbereich 23a daraus
durch die Durchgangsbohrung oder -bohrungen 51 in den Zirkulationskreislauf 6,
um den Druck im primären
Innenkammerbereich 23a zu senken. Jedoch betrifft das Sinken
des Drucks im primären
Innenkammerbereich 23a nicht den sekundären Innenkammerbereich 23b,
da die Durchgangsbohrung oder -bohrungen 51 nicht mit dem
sekundären
Innenkammerbereich 23b in Verbindung stehen und ferner
der primäre
und sekundäre
Innenkammerbereich 23a und 23b durch die Teilungsvorrichtung 27 voneinander
abgetrennt sind. Des weiteren wird der sekundäre Innenkammerbereich 23b bei
verhältnismäßig hohem
Druck gehalten, da er mit dem Außenumfang des Zirkulationskreislaufs 6 in
Verbindung steht. Daher wird, wenn das Sperrsteuerventil 42 umgeschaltet
wird, um die Sperrkupplung L aus diesem Zustand in den verbundenen
Zustand zu bringen, der Kupplungskolben 19 betrieben, um
sich durch einen Druckunterschied zwischen dem sekundären Innenkammerbereich
hohen Drucks 23b und der Außenkammer niedrigen Drucks 24 zur
Seitenabdeckung 5 hin zu bewegen, wodurch die Sperrkupplung
L ohne Behinderung in den verbundenen Zustand gebracht werden kann.
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Schließlich wird
eine in 5 dargestellte fünfte Ausführungsform
im folgenden beschrieben.
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In
der fünften
Ausführungsform
steht der zweite Öldurchlass 41 mit
dem ringförmigen Öldurchlass 29 über das
zwischen der Abtriebswelle 10 und der Statorwelle 12 angeordnete
Nadellager 13 und des weiteren mit dem primären Innenölkammerbereich 23a durch
die Durchgangsbohrung 30 in Verbindung. Bei dieser Struktur
ist ein Dichtelement 52 im keilnuteingepassten Abschnitt
zwischen der inneren Lauffläche 11a des
Freilaufs 11 und der Statorwelle 12 angeordnet,
um ein Lecken von Öl
aus dem ringförmigen Öldurchlass 29 zum
keilnuteingepassten Abschnitt zu verhindern
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Die
anderen Strukturkomponenten sind dieselben wie in der dritten Ausführungsform.
Daher werden die Komponenten in 5, die denen
der dritten Ausführungsform
entsprechen, mit denselben Bezugszeichen und Buchstaben bezeichnet,
und es werden deren Beschreibungen übergangen.
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Gemäß der fünften Ausführungsform
fließt während der
Sperrsteuerung durch das Sperrsteuerventil 42 das von der Ölpumpe 21 abgegebene
Arbeitsöl
durch den zweiten Öldurchlass 41 in
die durch Pfeil b bezeichnete Richtung, durchläuft das Nadellager 13,
den ringförmigen Öldurchlass 29 und
die Durchgangsbohrung 30, um dem primären Innenölkammerbereich 23a zugeführt zu werden.
Da der Zirkulationskreislauf 6 im oben beschriebenen Verlauf nicht
vorhanden ist, wird das Arbeitsöl,
das durch das Sperrsteuerventil 42 druckreguliert wurde,
wirksam dem primären
Innenölkammerbereich 23a zugeführt, ohne
weiter seinen Druck zu verändern
oder durch den Betriebszustand des Drehmomentwandlers T beeinflusst
zu werden, wodurch eine Feinsteuerung der Verbindung der Sperrkupplung
erreicht werden kann.
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In
dem Fall, in dem das Nadellager 13 durch die Buchse ersetzt
wird, kann dieselbe Wirkung wie oben beschrieben erreicht werden,
falls eine Durchgangsbohrung 53 in der Statorwelle 12 zwischen
der Buchse und dem Dichtelement 52 vorgesehen ist, so dass
bewirkt wird, dass das Arbeitsöl,
das den zweiten Öldurchlass 41 in
der durch den Pfeil b bezeichneten Richtung durchfließt, durch
die Durchgangsbohrung 53, den keilnuteingepassten Abschnitt
zwischen der inneren Lauffläche 11a des
Freilaufs 11 und der Statorwelle 12, den ringförmigen Öldurchlass 29 und
die Durchgangsbohrung 30 läuft, um dem primären Innenölkammerbereich 23a während der Sperrsteuerung
zugeführt
zu werden.