DE10004608A1 - Überbrückungskupplung für einen Drehmomentwandler - Google Patents
Überbrückungskupplung für einen DrehmomentwandlerInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentwandler (1), welcher eine Überbrückungsvorrichtung (4) mit einem vereinfachten Aufbau aufweist. Die Überbrückungsvorrichtung (4) weist vorzugsweise einen ersten Kolben (39), einen zweiten Kolben (38) und einen Dämpfermechanismus auf. Der erste Kolben (39) der Überbrückungsvorrichtung (4) ist nahe einer Reibfläche (70) einer vorderen Abdeckung angeordnet. Der Dämpfermechanismus (40) weist ein Antriebselement (54), ein angetriebenes Element (53) und mindestens eine Torsionsfeder (52) auf. Der Dämpfermechanismus (40) verbindet den ersten Kolben (39) mit einer Turbinenradnabe (11) elastisch in Rotationsrichtung. Der zweite Kolben (38) kann sich in einem Raum C entsprechend Änderungen des Drucks im Raum C bewegen und ist an der Seite des ersten Kolbens (39) angeordnet, welche von der Reibfläche (70) der vorderen Abdeckung entfernt ist. Das angetriebene Element (53) ist ein scheibenförmiges Element. Der zweite Kolben (38) weist eine innere Umfangsfläche auf, welche drehbar und axial bewegbar an der äußeren Umfangsfläche des angetriebenen Elements (53) abgestützt ist. Der Kolben (38) ist drehfest, aber axial bewegbar mit der vorderen Abdeckung (2) verbunden. Der zweite Kolben (38) weist einen Innendurchmesser S auf, welcher größer als ein Außendurchmesser des Dämpfermechanismus (40) ist. Der zweite Kolben (38) ist radial außerhalb des Dämpfermechanismus (40) angeordnet. Ein Dichtring (67) ist zwischen der äußeren Umfangsfläche ...
Description
Die vorliegenden Erfindung betrifft eine Überbrückungskupplung
für einen Drehmomentwandler. Genauer betrifft die vorliegende
Erfindung eine Überbrückungskupplung, welche einen Dämpferme
chanismus aufweist, welcher zusammen mit einem Kolben axial
bewegbar ist.
Drehmomentwandler umfassen üblicherweise einen Fluidkupplungs
mechanismus zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einer
Kurbelwelle eines Motors und einer Eingangswelle eines automa
tischen Getriebes. Ein Drehmomentwandler weist drei Arten von
Laufrädern auf (Laufrad, Turbinenrad, Leitrad), welche im In
neren zur Übertragung des Drehmoments mittels eines inneren
Hydrauliköls oder -fluids angeordnet sind. Das Laufrad ist
fest mit einer vorderen Abdeckung verbunden, welche das Ein
gangsdrehmomeht von der Leistungseingangswelle aufnimmt. Eine
durch das Laufradgehäuse und die vordere Abdeckung gebildete
Hydraulikkammer ist mit einem Hydrauliköl gefüllt. Das Turbi
nenrad ist in der Hydraulikkammer gegenüber der vorderen Ab
deckung angeordnet. Wenn sich das Laufrad dreht, strömt Hy
drauliköl vom Laufrad zum Turbinenrad und das Turbinenrad
dreht sich. Dadurch wird das Drehmoment vom Turbinenrad auf
die Hauptantriebswelle des Getriebes übertragen.
Üblicherweise kann ein Drehmomentwandler eine gleichmäßige
bzw. ruckfreie Beschleunigung und Verzögerung durchführen, da
er Leistung mittels eines Fluids überträgt. Jedoch treten
Energieverluste infolge von Fluidschlupf auf, was zu einer ge
ringeren Kraftstoffausnutzung führt.
Um den Wirkungsgrad zu erhöhen, wurden daher in den letzten
Jahren Drehmomentwandler vorgeschlagen, welche eine Überbrüc
kungsvorrichtung zur mechanischen Verbindung einer vorderen
Abdeckung an der Eingangsseite mit einem Turbinenrad an der
Ausgangsseite aufweisen. Genauer ist die Überbrückungsvorrich
tung in einem Raum zwischen der vorderen Abdeckung und dem
Turbinenrad angeordnet. Wenn der Drehmomentwandler vorbestimm
te Betriebsbedingungen erreicht, bewirkt die Überbrückungsvor
richtung des Drehmomentwandlers, dass Leistung von der Kurbel
welle eines Motors direkt auf das automatische Getriebe über
tragen wird, und somit die Fluidkupplungsvorrichtung umgangen
wird.
Die Überbrückungskupplung umfasst im Wesentlichen einen schei
benartigen Kolben, eine angetriebene Platte, welche an der
Leistungsausgangsseite des Turbinenrades befestigt ist, und
einen Dämpfermechanismus, welcher den Kolben mit der angetrie
benen Platte verbindet. Der Kolben weist ein ringförmiges Rei
belement auf, welches an einer Position gegenüber einer fla
chen Reibfläche der vorderen Abdeckung angebracht ist. Der
Kolben ist derart angeordnet, dass der Raum zwischen der vor
deren Abdeckung und dem Turbinenrad in eine erste Hydraulik
kammer an der Seite der vorderen Abdeckung und eine zweite Hy
draulikkammer an der Seite des Turbinenrades unterteilt wird.
Daher kann sich der Kolben durch den Druckunterschied zwischen
der ersten Hydraulikkammer und der zweiten Hydraulikkammer zur
vorderen Abdeckung hin und von ihr fortbewegen. Wenn das Hy
drauliköl in der ersten Hydraulikkammer abgelassen wird und
der Hydraulikdruck in der zweiten Hydraulikkammer ansteigt,
bewegt sich der Kolben in Richtung der Seite der vorderen Ab
deckung. Diese Bewegung des Kolbens bewirkt, dass sich der
Kolben fest gegen die vordere Abdeckung drückt.
Beim Eingriff verursachen Überbrückungsvorrichtungen häufig
ein Rütteln oder Vibrationen bzw. Schwingungen. Des Weiteren
wird die Überbrückungsvorrichtung während des Eingriffs
Schwingungen ausgesetzt, welche durch plötzliche Beschleuni
gung oder Verzögerung verursacht werden oder anderen Schwingungen
ausgesetzt, welche mit Umständen durch den Verbren
nungsmotor zusammenhängen. Dementsprechend wird eine Torsions
schwingungs-Dämpfungsvorrichtung üblicherweise mit der Über
brückungsvorrichtung verwendet, um Schwingungen zu dämpfen.
Der Dämpfermechanismus einer herkömmlichen Überbrückungsvor
richtung umfasst ein Antriebselement, welches fest mit dem
Kolben verbunden ist, ein angetriebenes Element, welches fest
mit der Turbinenradseite verbunden ist, und ein elastisches
Element (eine oder mehrere Torsionsfedern), welches zwischen
dem Antriebselement und dem angetriebenen Element angeordnet
ist, um eine Drehmomentübertragung zu ermöglichen. Der Dämp
fermechanismus dient als ein Torsionsschwingungs-
Dämpfermechanismus, um Schwingungen in der Überbrückungskupp
lung zu dämpfen. Ein Drehmoment wird dem Antriebselement z. B.
von einem Kupplungsverbindungsbereich zugeführt. Das angetrie
bene Element kann das Drehmoment an ein Turbinenrad abgeben.
Die Torsionsfedern verbinden das Antriebselement und das ange
triebene Element elastisch miteinander in Rotationsrichtung,
um einen Dämpfungsmechanismus zu bilden. Der Dämpfermechanis
mus ist axial bewegbar und dient als ein Kolben der Überbrüc
kungsvorrichtung. Genauer befindet sich die innere Umfangsflä
che des angetriebenen Elements im nicht-drehbaren, d. h. dreh
festen Eingriff mit einer keilverzahnten Turbinennabe, um eine
Relativrotation zu verhindern und eine Axialbewegung zu ermög
lichen. Daher ist das angetriebene Element drehfest aber axial
bewegbar bezüglich der keilverzahnten Turbinenradnabe angeord
net. Das angetriebene Element ist bezüglich der Turbinenradna
be radial positioniert.
Bei der herkömmlichen Überbrückungsvorrichtung wird der Be
trieb des Kolbens durch das Arbeitsfluid gesteuert, welches
durch die Haupteinheit des Drehmomentwandlers strömt. Genauer
führt ein hydraulischer Betriebsmechanismus an einer äußeren
Position das Arbeitsfluid in einen Raum zwischen dem Kolben
und der vorderen Abdeckung zu, wenn sich die Überbrückungsvor
richtung außer Eingriff befindet. Dieses Arbeitsfluid strömt
durch den Raum zwischen der vorderen Abdeckung und dem Kolben
radial nach außen und strömt dann von dessen radial äußerem
Bereich in die Haupteinheit des Drehmomentwandlers. Wenn sich
die Überbrückungsvorrichtung im Eingriff befindet, wird das
Arbeitsfluid im Raum zwischen der vorderen Abdeckung und dem
Kolben von seinem radial inneren Bereich abgelassen, sodass
sich der Kolben in Richtung der vorderen Abdeckung bewegt. Da
durch wird das Reibelement, welches am Kolben angeordnet ist,
gegen die Reibfläche der vorderen Abdeckung gedrückt. Auf die
se Weise wird das Drehmoment von der vorderen Abdeckung auf
das Turbinenrad über die Überbrückungsvorrichtung übertragen.
Herkömmliche Überbrückungsvorrichtungen können eine Mehrschei
benkupplung zur Verwendung mehrere Reibplatten verwenden, und
dadurch mehrere Reibflächen, da nur eine Reibfläche in einigen
Fällen keine ausreichende Drehmomentübertragungskapazität be
reitstellen kann. In diesem Fall sind eine oder mehrere Plat
ten zwischen dem Kolben und der vorderen Abdeckung angeordnet.
Bestimmte Arten von Überbrückungsvorrichtungen gemäß dem Stand
der Technik weisen eine spezielle Ringkammer zur Abstützung
des Kolbens auf. Dieser Aufbau erhöht die Anzahl der Teile und
verhindert eine Verringerung des benötigten Raums.
Des Weiteren ist die Überbrückungsvorrichtung des Drehmoment
wandlers üblicherweise in einem axial beschränkten Raum inner
halb des Drehmomentwandlers angeordnet.
Mittlerweile ist es für Dämpfermechanismen notwendig, eine hö
here Nutzleistung durch Erhöhung eines Übertragungsdrehmoments
für einen Betrieb von einem geringen Geschwindigkeitsbereich
eines Fahrzeugs aufzuweisen. In den letzten Jahren sind
Drehmomentwandler bekannt geworden, bei denen die Drehmomentübertragung
über ein Fluid nur ausgeführt wird, wenn das
Fahrzeug gestartet wird und die Überbrückungsvorrichtung
greift bei einem Geschwindigkeitsbereich von 10 km/h oder mehr
ein. Bei diesem Aufbau mit einem vergrößerten Überbrückungsbe
reich wurde gewünscht, die Arbeitsleistung von Torsionsfedern
zu verbessern, sodass Torsionsschwingungen infolge von Drehmo
mentänderungen eines Motors ausreichend absorbiert und ge
dämpft werden können. Genauer ist es notwendig geworden, den
Durchmesser der Torsionsfedern des Dämpfermechanismus zu erhö
hen und dadurch die Charakteristiken zur Absorption und zum
Dämpfen der Schwingungen zu verbessern.
Bei der herkömmlichen Überbrückungsvorrichtung kann jedoch die
Größe der Torsionsfedern nicht ausreichend vergrößert werden,
beispielsweise aufgrund der Tatsache, dass ein anderes Element
an einer in Axialrichtung liegenden Seite der Torsionsfeder
angeordnet ist.
Daher besteht die Notwendigkeit für eine Überbrückungsvorrich
tung, welche die oben erläuterten Probleme im Stand der Tech
nik überwindet. Diese Erfindung richtet sich auf diese Notwen
digkeit im Stand der Technik sowie auch andere Notwendigkei
ten, welche für den Fachmann aus dieser Offenbarung verdeut
licht werden.
Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Auf
bau zur Abstützung des Kolbens in der Überbrückungsvorrichtung
eines Drehmomentwandlers zu vereinfachen sowie die Nutzlei
stung des Dämpfermechanismus in der Überbrückungsvorrichtung
des Drehmomentwandlers mit Kolben und Dämpfermechanismus zu
verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Überbrückungsvorrichtung bzw.
einen Drehmomentwandler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw.
5 bzw. 11 bzw. 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind
jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Überbrückungsvorrichtung gemäß einem er
sten Aspekt wird in einem Drehmomentwandler verwendet, welcher
eine vordere Abdeckung, die an ihrer Innenseite eine Reibflä
che aufweist, ein Laufrad, welches zusammen mit der vorderen
Abdeckung eine Fluidkammer bildet, und ein Turbinenrad auf
weist, welches in der Fluidkammer gegenüber dem Laufrad ange
ordnet ist und mit der vorderen Abdeckung zusammenwirkt, um
einen Raum zwischen ihnen zu bilden. Die Überbrückungsvorrich
tung ist in dem Raum zum mechanischen Eingreifen und Lösen der
vorderen Abdeckung bezüglich des Turbinenrads entsprechend den
Änderungen des Hydraulikdrucks in dem Raum angeordnet. Die
Überbrückungsvorrichtung umfasst eine Platte, einen Dämpferme
chanismus und einen ringförmigen Kolben. Die Platte ist nahe
einer Reibfläche der vorderen Abdeckung angeordnet. Der Dämp
fermechanismus ist ein Mechanismus zur elastischen Verbindung
der Platte mit dem Turbinenrad in Rotationsrichtung. Der Dämp
fermechanismus umfasst ein Antriebselement, welches ein
Drehmoment von der Platte empfängt, ein angetriebenes Element,
welches das Drehmoment an das Turbinenrad abgibt, und eine
Torsionsfeder, welche das Antriebselement und das angetriebene
Element miteinander elastisch in Rotationsrichtung verbindet.
Der Kolben ist in dem Raum entsprechend den Änderungen des
Drucks im Raum axial bewegbar und an der Seite der Platte ab
gewandt bzw. entfernt von der Reibfläche der vorderen Abdec
kung angeordnet. Das angetriebene Element ist ein scheibenför
miges Element und der Kolben weist eine innere Umfangsfläche
auf, welche drehbar und axial bewegbar durch die äußere Um
fangsfläche des angetriebenen Elements abgestützt ist. Weiter
umfasst die Überbrückungsvorrichtung einen Abdichtungsmecha
nismus. Der Abdichtungsmechanismus ist zwischen der äußeren
Umfangsfläche des angetriebenen Elements und der inneren Umfangsfläche
des Kolbens angeordnet, um eine Position zwischen
den axial gegenüberliegenden Räumen zu abzudichten.
Wenn der Kalben die Platte gegen die Reibfläche der vorderen
Abdeckung drückt, wird bei dieser Überbrückungsvorrichtung ein
Drehmoment von der vorderen Abdeckung auf die Überbrückungs
vorrichtung übertragen. Das Drehmoment wird von der Platte auf
den Dämpfermechanismus übertragen und wird zum Turbinenrad ab
gegeben. Im Dämpfermechanismus wird das Drehmoment von dem An
triebselement auf das angetriebene Element über die Torsions
feder übertragen. Die innere Umfangsfläche des Kolbens wird
durch die äußere Umfangsfläche des angetriebenen Elements ab
gestützt und der Abdichtungsmechanismus ist im abgestützten
Bereich angeordnet, um die Position zwischen den axial gegen
überliegenden Räumen abzudichten. Da die äußere Umfangsfläche
des angetriebenen Elements zum Abstützen der inneren Umfangs
fläche des Kolbens verwendet wird, kann ein Aufbau zur Anord
nung des Abdichtungsmechanismus einfach sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist die Überbrüc
kungsvorrichtung das Merkmal auf, dass das angetriebene Ele
ment an seiner äußeren Umfangsfläche eine ringförmige Ausspa
rung aufweist. Der Abdichtungsmechanismus ist ein ringförmiges
Abdichtungselement, welches in der Aussparung angeordnet ist
und sich mit der inneren Umfangsfläche des Kolbens in Kontakt
befindet.
Da die Aussparung zur Aufnahme des ringförmigen Abdichtungs
elements in der äußeren Umfangsfläche des angetriebenen Ele
ments gebildet ist, kann bei dieser Überbrückungsvorrichtung
die Aussparung einfach ausgebildet sein bzw. hergestellt wer
den. Dies ist deshalb möglich, da das angetriebene Element ei
ne größere axiale Dicke als andere Elemente aufweisen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die
Überbrückungsvorrichtung des Drehmomentwandlers ein angetrie
benes Element auf, welches ein Fenster und eine in Umfangs
richtung längliche Aussparung aufweist. Die Torsionsfeder ist
in dem Fenster angeordnet. Das Antriebselement ist aus einem
Paar von kreisförmigen Platten gebildet, welche jeweils an
axial gegenüberliegenden Seiten des angetriebenen Elements an
geordnet sind und die Torsionsfeder abstützen. Weiter umfasst
die Überbrückungsvorrichtung ein Befestigungselement. Das Be
festigungselement erstreckt sich in Umfangsrichtung in der
Aussparung und hält das Paar der kreisförmigen Platten zusam
men. Eine Relativrotation zwischen dem Antriebselement und dem
angetriebenen Element wird unterbrochen, wenn das Befesti
gungselement mit einem in Umfangsrichtung liegenden Ende der
Aussparung in Kontakt kommt.
Bei dieser Überbrückungsvorrichtung dient das Befestigungsele
ment, welches das kreisförmige Plattenpaar zusammenhält, auch
als ein Anschlag für die Überbrückungsvorrichtung. Dieser Auf
bau wird infolge des Aufbaus, bei welchem das angetriebene
Element den Kolben abstützt, ermöglicht. Im Gegensatz zu dem
Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Kolben auch
beispielsweise durch das Antriebselement abgestützt sein. In
diesem Fall muss das Befestigungselement radial außerhalb der
inneren Umfangsfläche des Kolbens angeordnet sein. Bei diesem
Aufbau kann die Größe des Befestigungselements nicht bis zu
einem Ausmaß erhöht werden, welches seine Verwendung als An
schlag ermöglicht, da Beschränkungen hinsichtlich des Raumes
bestehen.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Überbrückungsvorrich
tung in einem Drehmomentwandler verwendet, welcher eine vorde
re Abdeckung, die an ihrer Innenseite eine Reibfläche auf
weist, ein Laufrad, welches zusammen mit der vorderen Abdec
kung eine Fluidkammer bildet, und ein Turbinenrad aufweist,
welches in der Fluidkammer gegenüber dem Laufrad angeordnet
ist, und mit der vorderen Abdeckung zusammen wirkt, um einen
Raum zwischen sich zu bilden. Die Überbrückungsvorrichtung ist
in dem Raum zum mechanischen Eingreifen und Lösen der vorderen
Abdeckung bezüglich des Turbinenrads entsprechend Änderungen
des Hydraulikdrucks in dem Raum angeordnet. Die Überbrückungs
vorrichtung umfasst eine Platte, einen Dämpfermechanismus und
einen Kolben. Die Platte ist nahe der Reibfläche der vorderen
Abdeckung angeordnet. Der Dämpfermechanismus ist ein Mechanis
mus zum elastischen Verbinden der Platte und des Turbinenrads
in Rotationsrichtung. Der Kolben kann sich in dem Raum ent
sprechend Änderungen des Drucks in dem Raum bewegen. Der Kol
ben ist ein ringförmiges Element, welches an der Seite der
Platte abgewandt bzw. entfernt von der Reibfläche der vorderen
Abdeckung angeordnet ist. Der Kolben ist drehfest und axial
bewegbar mit der vorderen Abdeckung verbunden. Der Kolben
weist einen Innendurchmesser auf, welche größer als ein Außen
durchmesser des Dämpfermechanismus ist und ist radial außer
halb des Dämpfermechanismus angeordnet.
Gemäß dieser Überbrückungsvorrichtung dreht sich der Kolben
zusammen mit der vorderen Abdeckung, wobei die Überbrückungs
vorrichtung zwei Reibflächen aufweisen kann. Weiter weist der
Kolben einen Innendurchmesser auf, welcher größer als der Au
ßendurchmesser des Dämpfermechanismus ist und der Kolben ist
radial außerhalb des Dämpfermechanismus angeordnet. Daher kann
die axiale Größe der Torsionsfeder im Dämpfermechanismus ver
größert werden. Dies erleichtert die Konstruktion und eine ho
he Arbeitsleistung wie auch eine geringe Steifigkeit der Tor
sionsfeder kann erreicht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorlie
genden Erfindung ist bei der Überbrückung für den Drehmoment
wandler die innere Umfangsfläche des Kolbens drehfest und
axial bewegbar durch entweder die Platte oder das Antriebselement
gestützt. Da der Kolben durch einen Bereich des Dämpfer
mechanismus abgestützt ist, wird bei dieser Überbrückungsvor
richtung weder ein spezielles Element noch ein spezieller Me
chanismus zur Abstützung bzw. Lagerung des Kolbens benötigt.
Vorzugsweise weist die Überbrückungsvorrichtung des Drehmo
mentwandlers einen Druckraum auf, welcher zwischen dem Kolben
und der Platte gebildet ist. Die Überbrückungsvorrichtung um
fasst weiter einen Abdichtungsmechanismus. Der Abdichtungsme
chanismus stellt eine axiale Abdichtung zwischen der inneren
Umfangsfläche des Kolbens und, je nach der oben ausgewählten
Abstützung des Kolbens, der Platte oder dem Antriebselement
bereit. Bei dieser Überbrückungsvorrichtung ist der Raum an
einer Seite des Kolbens zwischen dem Kolben und der Platte ge
bildet, kann die Anzahl von Teilen gering sein und kann der
Aufbau einfach sein.
Diese und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detail
lierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung ver
deutlicht. In der Zeichnung ist:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer oberen
Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrüc
kungsvorrichtung mit einem Dämpfermechanismus gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung;
Fig. 2 eine andere schematische Querschnittsansicht einer
oberen Hälfte des in Fig. 1 dargestellten Drehmoment
wandlers mit einer gedrehten Überbrückungsvorrichtung
entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin
dung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des angetriebenen Ele
ments für die Überbrückungsvorrichtung des in den Fig.
1 und 2 dargestellten Drehmomentwandlers entsprechend
dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 eine Draufsicht des angetriebenen Elements und einer
Reibscheibe für die Überbrückungsvorrichtung des in
Fig. 1 und 2 dargestellten Drehmomentwandlers gemäß
dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Be
reichs der Überbrückungsvorrichtung für den in den
Fig. 1 und 2 dargestellten Drehmomentwandler gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer oberen
Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrüc
kungsvorrichtung mit einem Dämpfermechanismus gemäß
einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung;
Fig. 7 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Be
reichs der Überbrückungsvorrichtung des in Fig. 6 dar
gestellten Drehmomentwandlers gemäß dem zweiten Aus
führungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht einer oberen
Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrüc
kungsvorrichtung mit einem Dämpfermechanismus gemäß
einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 9 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Kupp
lungsverbindungsbereichs der in Fig. 8 dargestellten
Überbrückungsvorrichtung gemäß dem dritten Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 10 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Kol
bens, welcher durch den Dämpfermechanismus der in Fig.
8 dargestellten Überbrückungsvorrichtung gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung abgestützt
ist;
Fig. 11 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer oberen
Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrüc
kungsvorrichtung mit einem Dämpfermechanismus gemäß
einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung;
Fig. 12 eine schematische Querschnittsansicht einer oberen
Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrüc
kungsvorrichtung mit einem Dämpfermechanismus gemäß
einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung;
Fig. 13 eine schematische Querschnittsansicht einer oberen
Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrüc
kungsvorrichtung mit einem Dämpfermechanismus gemäß
einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 14 eine schematische Querschnittsansicht einer oberen
Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrüc
kungsvorrichtung mit einem Dämpfermechanismus gemäß
einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung;
Fig. 15 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer oberen
Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrüc
kungsvorrichtung mit einem Dämpfermechanismus gemäß
einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung;
Fig. 16 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer oberen
Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrüc
kungsvorrichtung mit einem Dämpfermechanismus gemäß
einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung; und
Fig. 17 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer oberen
Hälfte eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrüc
kungsvorrichtung mit einem Dämpfermechanismus gemäß
einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorlie
genden Erfindung beschrieben.
In den Fig. 1 bis 5 ist ein Drehmomentwandler 1 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darge
stellt. Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht der Drehmomentwandler 1
im Wesentlichen aus einer vorderen Abdeckung 2, einem Fluidbe
triebsbereich 3 und einer Überbrückungsvorrichtung 4. Die vor
dere Abdeckung 2 weist einen radial äußeren zylindrischen Be
reich 8 auf. Der Fluidbetriebsbereich 3 wird durch drei Arten
von Flügelrädern (d. h. einem Laufrad 10, einem Turbinenrad 11
und einem Leitrad 12) gebildet, welche koaxial zur vorderen
Abdeckung 2 sind. Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist in einem
Raum C angeordnet. Der Raum C ist axial zwischen der vorderen
Abdeckung 2 und dem Turbinenrad 11 gebildet. Das Laufrad 10
weist ein Laufradgehäuse 15 auf. Die vordere Abdeckung 2 und
das Laufradgehäuse 15 des Laufrads 10 sind fest miteinander an
ihren radial äußeren Bereichen verbunden, sodass diese Elemen
te eine Fluidkammer A bilden. Die Fluidkammer A ist mit Ar
beitsfluid gefüllt. Das Laufradgehäuse 15 weist einen Bereich
auf, welcher weiter hinter Laufradschaufeln 16 verlängert ist.
Der verlängerte Bereich des Laufradgehäuses 15 ist radial au
ßerhalb des Turbinenrads 11 angeordnet und ist einstückig
(d. h. mittels Schweißen o. dgl.) mit dem radial äußeren zylin
drischen Bereich 8 der vorderen Abdeckung 2 gebildet.
Die vordere Abdeckung 2 ist ein Element, welchem ein Drehmo
ment von einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) eines Motors zuge
führt wird. Die vordere Abdeckung 2 besteht im Wesentlichen
aus einem scheibenförmigen Hauptkörper 5 und dem radial äuße
ren zylindrischen Bereich 8. Eine Nabenwulst 6 ist fest mit
der Mitte des Hauptkörpers 5 verbunden, um ein Drehmoment von
der Kurbelwelle (nicht gezeigt) aufzunehmen. Mehrere Muttern 7
sind fest mit einer Fläche an der Motorseite des äußeren Um
fangsbereichs des Hauptkörpers 5 angebracht. Der Hauptkörper 5
weist an seinem äußeren Umfangsbereich den äußeren zylindri
schen Bereich auf, welcher sich in Richtung des Getriebes er
streckt.
Ein zylindrisches Eingriffselement 9 ist an der Innenfläche
des äußeren zylindrischen Bereichs 8 angeordnet. Das freie En
de des zylindrischen Eingriffselements 9 weist eine Vielzahl
von in Umfangsrichtung beabstandeten Eingriffsbereichen auf,
welche sich in Axialrichtung in Richtung des Hauptkörpers 5
der vorderen Abdeckung 2 erstrecken. Die vordere Abdeckung 2
weist weiter an ihrem äußeren Umfangsbereich eine ringförmige
und flache Reibfläche 70 auf. Die flache Reibfläche 70 ist ra
dial innerhalb des Hauptkörpers 5 angeordnet. Die Reibfläche
70 ist axial zur Getriebeseite des Drehmomentwandlers 1 ausge
richtet und ist axial an der Getriebeseite des äußeren Um
fangsbereichs des Hauptkörpers 5 angeordnet.
Der Fluidbetriebsbereich 3 ist innerhalb der Fluidkammer A an
geordnet. Der Fluidbetriebsbereich 3 ist an der Getriebeseite
der Fluidkammer A in Axialrichtung angeordnet. Dadurch ist die
Fluidkammer A in eine Fluidbetriebskammer B und einen Raum C
unterteilt. Die Fluidbetriebskammer B wird durch den Fluidbe
triebsbereich 3 gebildet. Der Raum C ist zwischen dem Haupt
körper 5 der vorderen Abdeckung 2 und dem Turbinenrad 11 ge
bildet.
Das Laufrad 10 wird durch das Laufradgehäuse 15, die Laufrad
schaufeln 16, ein Laufraddeckband 17 und eine Laufradnabe 18
gebildet. Die Laufradschaufeln 16 sind fest mit der Innenseite
des Laufradgehäuses 15 verbunden. Das Laufraddeckband 17 ist
fest mit den Innenseiten der Laufradschaufeln 16 verbunden.
Die Laufradnabe 18 ist fest mit dem inneren Umfang des Lauf
radgehäuses 15 verbunden.
Das Turbinenrad 11 ist in der Fluidkammer A angeordnet und be
findet sich axial dem Laufrad 10 gegenüberliegend. Das Turbi
nenrad 11 wird durch ein Turbinenradgehäuse 20, eine Vielzahl
von Turbinenradschaufeln 21, ein Turbinenraddeckband 22 und
eine Turbinenradnabe 23 gebildet. Die Turbinenradschaufeln 21
sind fest mit dem Turbinenradgehäuse 20 verbunden. Das Turbi
nenraddeckband 22 ist fest mit den Innenseiten der Turbinen
radschaufeln 21 verbunden. Die Turbinenradnabe 23 ist fest mit
dem inneren Umfang des Turbinenradgehäuses 20 verbunden. Die
Turbinenradnabe 23 ist ein zylindrisches Element und weist ei
nen radialen Flansch 26 auf. Der Flansch 26 der Turbinenradna
be 23 ist fest mit dem inneren Umfangsbereich des Turbinenrad
gehäuses 20 durch eine Vielzahl von Nieten 24 verbunden. Die
Turbinenradnabe 23 weist weiter an ihrem inneren Umfang eine
Keilverzahnung 25 auf. Die Keilverzahnung 25 befindet sich mit
einer Ausgangswelle (nicht gezeigt) im Eingriff, welche sich
von der Getriebeseite her erstreckt. Dadurch wird ein Drehmo
ment von der Turbinenradnabe 23 auf die Getriebewelle (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 Mechanismus zur Regulierung ei
ner Strömung von Arbeitsfluid, welches von dem Turbinenrad 11
zum Laufrad 10 zurückkehrt. Das Leitrad 12 wird durch einen
Leitradträger 27, eine Vielzahl von Leitradschaufeln 28 und
ein Leitraddeckband 29 gebildet. Die Leitradschaufeln 28 sind
fest mit der äußeren Umfangsfläche des Leitradträgers 27 ver
bunden. Das Leitraddeckband 29 ist fest mit den radial äußeren
Seiten der Leitradschaufeln 28 verbunden. Der Leitradträger 27
ist an einer stationären Welle (nicht gezeigt) über eine Frei
laufkupplung 30 angeordnet.
Ein durch eine radiale Durchgangsöffnung gebildeter Durchlass
32 ist axial zwischen dem Hauptkörper 5 der vorderen Abdeckung
2 der Turbinenradnabe 23 angeordnet. Ein Element, welches die
Freilaufkupplung 30 bildet, ist an seiner Endfläche an der Mo
torseite in axialer Richtung mit einer Vielzahl von radialen
Aussparungen 33 versehen. Diese Aussparungen 33 ermöglichen
die Strömung des Arbeitsfluids zwischen den radial inneren und
äußeren Seiten.
Ein Axiallager 34 ist axial zwischen dem Leitradträger 27 und
der Laufradnabe 18 angeordnet. Der Leitradträger 27 weist an
seiner Getriebeseite, d. h. der Seite, axial gegenüber dem Ge
triebe, eine Vielzahl von radialen Aussparungen auf. Diese
Aussparungen ermöglichen die Strömung von Arbeitsfluid zwi
schen den radial gegenüberliegenden Seiten des Axiallagers 34.
In diesem Ausführungsbeispiel weist der Hydraulikbetriebsme
chanismus einen ersten Öldurchlass, einen zweiten Öldurchlass
und einen dritten Öldurchlass auf. Der erste Öldurchlass des
Hydraulikbetriebsmechanismus ist mit einer axialen Position
zwischen der Laufradnabe 18 und dem Leitrad 12 verbunden. Der
zweite Öldurchlass des Hydraulikbetriebsmechanismus ist mit
einer axialen Position zwischen dem Leitrad 12 und der Turbi
nenradnabe 23 verbunden. Der dritte Öldurchlass des Hydraulik
betriebsmechanismus ist mit einer Position zwischen der Turbi
nenradnabe 23 und dem inneren Umfangsbereich der vorderen Ab
deckung 2 verbunden. Die ersten und zweiten Öldurchlässe sind
üblicherweise verbunden, um einen gemeinsamen Hydraulikkreis
zu bilden, um Arbeitsfluid zum Fluidbetriebsbereich 3 zuzufüh
ren und Arbeitsfluid vom Fluidbetriebsbereich 3 abzuführen.
Der dritte Öldurchlass ist zum Zuführen und Ablassen von Ar
beitsfluid zu und von dem Raum C zwischen der vorderen Abdec
kung 2 und der Turbinenradnabe 23 von und zum Inneren der Wel
le vorgesehen.
Nachfolgend wird der Raum C beschrieben. Der Raum C weist eine
ringförmige Form auf und ist axial zwischen dem Hauptkörper 5
der vorderen Abdeckung 2 und dem Turbinenrad 11 gebildet. Der
Hauptkörper 5 der vorderen Abdeckung 2 definiert die Motorsei
te des Raums C, während die Getriebeseite des Raums C durch
das Turbinenradgehäuse 20 des Turbinenrads 11 definiert wird.
Die radial äußere Seite des Raums C wird im Wesentlichen durch
die inneren Umfangsfläche des äußeren zylindrischen Bereichs 8
definiert und die radial innere Seite des Raums C wird durch
die äußere Umfangsfläche der Turbinenradnabe 23 definiert. Die
radial innere Seite des Raums C, welche sich zwischen dem in
neren Umfangsbereich der vorderen Abdeckung 2 und der Turbi
nenradrabe 23 befindet, befindet sich mit einem externen Hy
draulikbetriebsmechanismus in Verbindung, wie schon beschrie
ben wurde. Der Raum C umfasst weiter einen Bereich, welcher
mit der Fluidbetriebskammer B über einen Zwischenraum verbun
den ist, welcher zwischen dem Auslass des Laufrads 10 und dem
Einlass des Turbinenrads 11 gebildet ist.
Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist im Raum C zum mechanischen
Eingreifen und Lösen der vorderen Abdeckung 2 bezüglich des
Turbinenrads 11 entsprechend Änderungen des Hydraulikdrucks im
Raum C angeordnet. Die Überbrückungsvorrichtung 4 besteht im
Wesentlichen aus einem Kolbenmechanismus 37 und aus einem
zweiten Kolben 8.
Der Kolbenmechanismus 37 weist eine Kolbenfunktion auf, bei
der der Mechanismus selbst entsprechend den hydraulischen Än
derungen im Raum C betätigt wird. Der Kolbenmechanismus 37
weist ebenfalls eine Dämpferfunktion zum Absorbieren und Dämp
fen von Torsionsschwingungen in Rotationsrichtung auf.
Der Kolbenmechanismus 37 ist im Wesentlichen aus einem ersten
Kolben 39 und einem Dämpfermechanismus 40 gebildet. Der erste
Kolben 39 ist ein scheibenförmiges Element, welches in der Um
gebung des Hauptkörpers 5 der vorderen Abdeckung 2 im Raum C
angeordnet ist. Der erste Kolben 39 ist aus einem dünnen Me
tallblech hergestellt. Der erste Kolben 39 ist im Wesentlichen
aus einer scheibenförmigen Platte 41 gebildet. Der erste Kol
ben 39 unterteilt den Raum C in einen ersten Raum C nahe der
vorderen Abdeckung 2 und einen zweiten Raum E nahe dem Turbi
nenrad 11.
Ein radial äußerer Bereich der Platte 41 bildet einen ersten
Reibverbindungsbereich 49. Der erste Reibverbindungsbereich 49
ist an der Getriebeseite der Reibfläche 70 der vorderen Abdec
kung 2 angeordnet. Der erste Reibverbindungsbereich 49 ist ein
ringförmiger und flacher plattenförmiger Bereich, welcher ein
Paar von ringförmigen Reibelementen 42 aufweist, die jeweils
fest mit axial gegenüberliegenden Flächen des ersten Reibver
bindungsbereichs 49 verbunden sind. Das Reibelement 42, wel
ches benachbart der Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2 an
geordnet ist, wird nachfolgend als ein erstes Reibelement be
zeichnet, während das andere Reibelement 42, welches mit der
axial gegenüberliegenden Fläche des ersten Reibverbindungsbe
reichs 49 fest verbunden ist, nachfolgend als ein zweites Rei
belement bezeichnet wird.
Die Platte 41 ist an ihrem inneren Umfang mit einem inneren
zylindrischen Bereich 71 versehen, welcher sich axial in Rich
tung des Motors erstreckt. Der innere zylindrische Bereich 71
weist eine innere Umfangsfläche auf, welche an der äußeren Um
fangsfläche 72 der Turbinenradnabe 23 für eine axiale Bewegung
und eine Rotationsbewegung abgestützt ist. Die äußere Umfangs
fläche 22 weist eine ringförmige Aussparung auf, in der ein
Abdichtungsring 77 angeordnet ist. Der Abdichtungsring 77 be
findet sich mit der inneren Umfangsfläche des inneren zylin
drischen Bereichs 71 zur Abdichtung der ersten und zweiten
Räume D und E voneinander in Kontakt.
Wie schon beschrieben, befindet sich der innere Umfangsbereich
des ersten Raums D mit dem dritten Öldurchlass in Verbindung
und ist durch den inneren Umfang des ersten Kolbens 39 und die
äußere Umfangsfläche 72 der Turbinenradnabe 23 vom zweiten
Raum E isoliert (abgedichtet). Des Weiteren ist der äußere Um
fangsbereich des ersten Raumes D vom zweiten Raum E isoliert,
wenn sich der erste Reibverbindungsbereich 49 mit der Reibflä
che 70 in Kontakt befindet.
Der Dämpfermechanismus 40 ist ein Mechanismus zur Übertragung
eines Drehmoments vom ersten Kolben 39 in Richtung des Turbi
nenrads 11 und zur Absorption und Dämpfung von Torsionsschwin
gungen. Der Dämpfermechanismus 40 ist im zweiten Raum E ange
ordnet. Genauer ist der Dämpfermechanismus 40 zwischen dem in
neren Umfangsbereich des ersten Kolbens 39 und dem inneren Um
fangsbereich des Turbinenradgehäuses 20 angeordnet. Der Dämp
fermechanismus 40 ist im Wesentlichen aus einem Antriebsele
ment 54, einem angetriebenen Element 53 (keilverzahnte Nabe)
und Torsionsfedern 52 gebildet. Der innere Umfangsbereich des
ersten Kolbens 39 dient als ein Bereich des Dämpfermechanismus
40 und insbesondere als ein Bereich des Antriebselements 54.
Genauer weist der erste Kolben 39 Federhalterungen bzw. Federaufnahmen
57 auf, welche einen Bereich des Dämpfermechanismus
40 bilden.
Die Federaufnahmen 57 sind in einer Vielzahl von in Umfangs
richtung jeweils beabstandeten Positionen gebildet. Jede der
Federaufnahmen 57 weist eine axial vorstehende Form auf, wel
che mittels eines Ziehprozesses hergestellt ist, um eine Kon
vexität an der Motorseite und eine Konkavität an der Getriebe
seite auszubilden. Die Federaufnahmen 57 weisen keine Öffnung,
keine Aussparung oder dergleichen auf, welche sich axial durch
die gesamte Dicke erstreckt. Jede Federaufnahme 57 weist eine
in Umfangsrichtung längliche Form auf. Die konkave Seite jeder
Federaufnahme 57 weist einen hohen Widerstand gegen Abrieb in
folge einer Wärmebehandlung zum Härten oder durch Auftragen
eines Schmiermittels zur Verbesserung der Schmierfähigkeit
auf. Daher kann, selbst wenn die Torsionsfeder 52 an der Fe
deraufnahme 57 gleitet, ein Verschleiß verhindert werden.
Wie oben beschrieben, dient der Kolben 39 als Dämpfergehäuse
des Dämpfermechanismus 40, sodass auf eine der im Stand der
Technik vorhandenen Antriebsplatten verzichtet werden kann.
Daher kann die Anzahl von Teilen gering sein und der gesamte
Aufbau ist vereinfacht.
Wie oben beschrieben, dient die Platte 41 selbst als erster
Kolben 39, welcher sich in Axialrichtung bewegt. Ebenfalls
dient der erste Kolben 39 als Kupplungsverbindungsbereich über
den ersten Reibverbindungsbereich 49. Der erste Kolben 39
dient weiter als Antriebselement im Dämpfermechanismus 40.
Das Antriebselement 54 ist an der Motorseite des inneren Um
fangsbereichs des ersten Kolbens 39 mit einem dazwischen be
findlichen axialen Raum angeordnet. Das Antriebselement 54 ist
dünnes, scheibenförmiges Plattenelement, welches mittels Pres
sen geformt ist. Das Antriebselement 54 weist eine Vielzahl
von Federaufnahmen 58 auf, welche jeweils den Federaufnahmen
57 des ersten Kolbens 39 entsprechen. Die Federaufnahmen 58
sind aus Bereichen gebildet, welche eingeschnitten sind und in
Richtung der Getriebeseite des Drehmomentwandlers gebogen
sind. Das Antriebselement 54 weist einen äußeren Umfangsbe
reich auf, welcher fest mit dem Kolben 39 durch eine Vielzahl
von Bolzen 56 verbunden ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Dadurch
ist das Antriebselement 54 in einer beabstandeten Weise an der
Getriebeseite bezüglich des ersten Kolbens 39 axial positio
niert. Überdies kann sich das Antriebselement 54 zusammen mit
dem Kolben 39 infolge der Verbindung über die Bolzen drehen.
Das angetriebene Element 53 ist ein Element zur Abgabe des
Drehmoments des Turbinenrads 11. Nachfolgend wird das ange
triebene Element 53 im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 3 be
schrieben. Das angetriebene Element 53 ist ein scheibenförmi
ges Element, welches bevorzugt z. B. aus einem Gussmaterial,
wie Stahl, hergestellt ist und weist eine relativ große Dicke
auf. Das angetriebene Element 53 ist dicker als der erste Kol
ben 39 und das Antriebselement 54. Das angetriebene Element 53
besteht im Wesentlichen aus einem Nabenwulst 61 und einem
Flansch 60.
Die Nabenwulst 61 des angetriebenen Elements 53 weist eine zy
lindrische Form auf und weist an ihrem inneren Umfang eine
Keilverzahnung 66 auf. Die Keilverzahnung 66 befindet sich mit
einer Keilverzahnung 73, welche an der äußeren Umfangsfläche
der Turbinenradnabe 23 gebildet ist, ein Eingriff. Dadurch ist
das angetriebene Element 53 axial bewegbar aber nicht drehbar
bezüglich der Turbinenradnabe 23. Das angetriebene Element 53
ist vorzugsweise bezüglich der Turbinenradnabe 23 infolge des
keilverzahnten Eingriffs mittig angeordnet. Die Turbinenradna
be 23 weist ebenfalls an ihrem äußeren Umfang einen ringförmi
gen Anschlag 78 auf, welcher einer Endfläche an der Getriebe
seite des Nabenwulstes 61 entspricht. Wenn die Endfläche des
Nabenwulstes 61 mit dem ringförmigen Anschlag 78 in Kontakt
kommt, kann sich das angetriebene Element nicht in Richtung
der Getriebeseite des Drehmomentwandlers bewegen.
Der Flansch 60 des angetriebenen Elements 53 ist ein scheiben
förmiger Bereich, welcher sich vom Nabenwulst 61 radial nach
außen erstreckt. Der Flansch 60 ist axial zwischen dem inneren
Umfangsbereich des ersten Kolbens 39 und dem Antriebselement
54 angeordnet. Der Flansch 60 weist eine Vielzahl von Fenstern
62 auf, welche in Umfangsrichtung voneinander beabstandet
sind. Die Fenster 62 sind an Positionen gebildet, welche den
radialen Positionen der Federaufnahmen 57 und 58 entsprechen.
Der Flansch 60 weist ebenfalls eine Vielzahl von Aussparungen
63 auf, welche in Umfangsrichtung voneinander beabstandet
sind. Jede Aussparung 63 ist radial außerhalb eines Bereichs
angeordnet, welcher zwischen benachbarten Fenstern 62 angeord
net ist. Jede Aussparung 63 weist eine in Umfangsrichtung
längliche Form auf. In diesem Ausführungsbeispiel haben die
Fenster 62 und die Aussparungen 63 jeweils geschlossene For
men. Jedoch können diese auch radial nach außen geöffnet sein,
falls dies notwendig ist oder gewünscht wird.
Jede Torsionsfeder 52 ist in einem der Fenster 62 angeordnet.
Die Torsionsfedern 52 sind vorzugsweise Schraubenfedern, wel
che sich in Rotationsrichtung erstrecken. Die Schraubenfedern
52 werden in Rotationsrichtung durch die Federaufnahmen 57 und
58 wie auch die Fenster 62 abgestützt. Die Federaufnahmen 57
und 58 beschränken die axiale Bewegung der Torsionsfedern 52.
Infolge des obigen Aufbaus übertragen die Torsionsfedern 52
das Drehmoment zwischen den Eingangselementen und dem Aus
gangselement. Wie oben beschrieben, sind die Eingangselemente
aus dem ersten Kolben 39 und dem Antriebselement 54 gebildet
und das Ausgangselement ist durch das angetriebene Element 53
gebildet. Die Torsionsfedern 52 werden in Rotationsrichtung
zwischen den Eingangselementen und dem Ausgangselement zusammengedrückt,
wenn eine Relativrotation zwischen den Eingangs
elementen und dem Ausgangselement auftritt.
Die Bolzen 56 sind in den Aussparungen 63 angeordnet. Bevor
zugt können die Bolzen 56 sich in Umfangsrichtung in den Aus
sparungen 63 bewegen. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird ein Raum mit
einem Winkel theta zwischen den Bolzen 56 und jeder in Um
fangsrichtung gegenüberliegenden Endfläche der Aussparungen 63
aufrecht erhalten, wenn keine Relativrotation im Dämpfermecha
nismus 40 auftritt. Wenn sich das angetriebene Element 53 re
lativ zur Platte 41 und zum Antriebselement 54 über einen re
lativ großen Torsionswinkel dreht, kommen die Bolzen 56 in Um
fangsrichtung in Kontakt mit den Endflächen der Aussparungen
63. Dadurch wird die Relativrotation im Dämpfermechanismus 40
verhindert. Mit anderen Worten, wenn die Bolzen 56 die Endflä
chen der Aussparung 63 berühren, dreht sich das Antriebsele
ment zusammen mit der Platte 41 und das angetriebene Element
53 dreht sich zusammen mit den Eingangselementen. Daher, wie
oben beschrieben, bildet der Bolzen 56 einen Bereich für einen
Anschlag des Dämpfermechanismus 40.
Wie in Fig. 5 gezeigt, weist der Flansch 60 des angetriebenen
Elements 53 einen äußeren Umfangsbereich 69 auf. Der äußere
Umfangsbereich 69 des Flansches 60 erstreckt sich über den äu
ßeren Umfang des Antriebselements 54 radial nach außen. Der
äußere Umfangsbereich 69 ist radial innerhalb des zweiten Kol
bens 38 angeordnet und ist ungefähr koaxial mit dem zweiten
Kolben 38. Ein radial innerer zylindrischer Bereich 46 des
zweiten Kolbens 38 ist durch eine äußere Umfangsfläche 64 des
Flansches 60 radial positioniert. Eine ringförmige Aussparung
65 ist an der äußeren Umfangsfläche 64 des Flansches 60 gebil
det. Ein Dichtring 67 ist in der ringförmigen Aussparung 65
angeordnet.
Der Dichtring 67 befindet sich mit einer inneren Umfangsfläche
46a des inneren zylindrischen Bereichs 46 in Kontakt, sodass
der Dichtring 67 die Räume an axial gegenüberliegenden Seiten
des Dichtrings 67 voneinander abdichtet. Der zweite Kolben 38
und das angetriebene Element 53 drehen sich relativ zueinan
der, wenn der Kupplungsverbindungsbereich 51, welcher später
beschrieben wird, freigegeben (außer Eingriff) ist. Wenn sich
der Kupplungsverbindungsbereich 51 im Eingriffszustand befin
det, tritt die Relativrotation zwischen dem zweiten Kolben 38
und dem angetriebenen Element 53 nur auf, wenn eine Torsions-
oder Verdrehungsbewegung im Dämpfermechanismus 40 infolge von
Drehmomentänderungen oder anderen Einflüssen auftritt.
Eine Reibscheibe 68 ist fest mit der Seitenfläche des äußeren
Umfangsbereichs 69 des angetriebenen Elements 53 verbunden.
Vorzugsweise ist die Reibscheibe 68 an der Motorseite des äu
ßeren Umfangsbereichs 69 angeordnet. Genauer ist die Reib
scheibe 68 fest mit dem radial innersten Bereich des äußeren
Umfangsbereichs 69, welcher sich radial außerhalb der Ausspa
rungen 63 befindet, verbunden. Die Reibscheibe 68 befindet
sich in axialem Kontakt mit einer Fläche des ersten Kolbens 39
an der Getriebeseite des ersten Kolbens 39. Die Reibscheibe 68
weist einen Außendurchmesser R auf, welcher kleiner als ein
Außendurchmesser S des angetriebenen Elements 53 ist. Die Flä
che des äußeren Umfangsbereichs 69 an der Getriebeseite weist
ebenfalls einen Abschnitt auf, welcher radial außerhalb der
Reibscheibe 68 angeordnet ist. Daher ist dieser radial äußere
Abschnitt des äußeren Umfangsbereichs 69 nicht mit der Reib
scheibe 68 bedeckt.
Der zweite Kolben 38 ist in dem zweiten Raum E angeordnet und
ist an der Getriebeseite bezüglich des äußeren Umfangsbereichs
des ersten Kolbens 39 angeordnet. Wie oben beschrieben, ist
der zweite Kolben 38 radial außerhalb des Dämpfermechanismus
40 angeordnet. Der zweite Kolben 38 ist eine ringförmige Platte
und weist einen zweiten Reibverbindungsbereich 43 auf, wel
cher axial benachbart zur Getriebeseite des ersten Reibverbin
dungsbereichs 49 ist.
Der zweite Reibverbindungsbereich 43 des zweiten Kolbens 38
weist eine ringförmige und flache Form auf und hat an seiner
Motorseite eine Druckfläche. Der zweite Kolben 38 weist eben
falls eine Vielzahl von Zähnen 44 an seinem äußeren Umfang
auf. Die Zähne 44 befinden sich mit dem zylindrischen Ein
griffselement 9 in Eingriff. Wie oben beschrieben, ist das zy
lindrische Eingriffselement 9 innerhalb des äußeren zylindri
schen Bereichs 8 der vorderen Abdeckung 2 angeordnet. Infolge
dieses Eingriffs ist der zweite Kolben 38 bezüglich der vorde
ren Abdeckung 2 nicht drehbar aber axial bewegbar.
Das zylindrische Eingriffselement 9 weist eine ringförmige
Aussparung auf. Ein Springring 45 ist in der ringförmigen Aus
sparung angeordnet. Eine Ringfläche des äußeren Umfangsbe
reichs des zweiten Kolbens 38 an der Getriebeseite befindet
sich mit dem Springring 45 in Kontakt. Dieser Kontakt mit dem
Springring 45 beschränkt die axiale Bewegung des zweiten Kol
bens 38 in Richtung des Getriebes. Ein Zwischenraum, welcher
eine axiale Strömung des Arbeitsfluids ermöglicht, ist zwi
schen den sich im Eingriff befindlichen Bereichen der Zähne 44
und des zylindrischen Eingriffselements 9 gebildet.
Die Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2, der erste Reibver
bindungsbereich 49 des ersten Kolbens 39 und der zweite
Reibverbindungsbereich 43 des zweiten Kolbens 38 bilden den
Kupplungsverbindungsbereich 51 der Überbrückungsvorrichtung 4.
Ein dritter Raum F ist axial zwischen dem äußeren Umfangsbe
reich des ersten Kolbens 39 und dem zweiten Kolben 38 gebil
det. Der dritte Raum F ist durch den vorher beschriebenen
Dichtring 67 bezüglich des zweiten Raums E geschlossen. Der
äußeren Umfangsbereich des dritten Raums F ist geschlossen,
wenn sich die ersten und zweiten Reibverbindungsbereiche 49
und 43 miteinander in Kontakt befinden. Ein Zwischenraum ist
benachbart dem inneren Umfangsbereich des dritten Raums F und
befindet sich zwischen dem ersten Kolben 39 und dem angetrie
benen Element 53. Die Reibscheibe 68 dichtet den Zwischenraum
ab.
Ein dem inneren Umfangsbereich des zweiten Kolbens 38 entspre
chender Bereich der Platte 41 weist eine Vielzahl von axialen
Durchgangsöffnungen 47 auf. Vorzugsweise sind die Durch
gangsöffnungen 47 in Umfangsrichtung voneinander beabstandet.
Weiter ist eine Vielzahl von axialen Durchgangsöffnungen 48 in
Umfangsrichtung voneinander beabstandet und in einem Bereich
der Platte 41 gebildet, welcher der Position des äußeren Um
fangs des angetriebenen Elements 53 entspricht. Die ersten und
dritten Räume D und F befinden sich miteinander über diese
Öffnungen 47 und 48 in Verbindung.
In diesem Ausführungsbeispiel bilden die ersten und zweiten
Reibverbindungsbereiche 49 und 43 selbst die Kolben, welche
sich in axialer Richtung bewegen. Daher wirkt die Druckkraft
vom ersten Kolben 39 auf die Reibfläche 70 über den ersten
Reibverbindungsbereich 49 und die Druckkraft vom zweiten Kol
ben 38 wirkt über den zweiten Reibverbindungsbereich 43 auf
den ersten Reibverbindungsbereich 49.
In diesem Kupplungsverbindungsbereich 51 ist der Innendurch
messer (S) des zweiten Kolbens 38 größer als der Innendurch
messer (Q) des ersten Kolbens 39. Daher ist die Druckkraft,
welche vom zweiten Kolben 38 auf den ersten Reibverbindungsbe
reich 49 ausgeübt wird, kleiner als die in dem Fall, in dem
der Innendurchmesser des zweiten Kolbens 38 gleich dem Innen
durchmesser des ersten Kolbens 39 ist. Dementsprechend kann
eine kleine Druckkraft im Vergleich mit dem Fall, in dem die
Reibfläche bloß verdoppelt ist, erzeugt werden. Daher kann der
Verschleiß und eine Beschädigung der Reibelemente 42 und ande
rer Teile verhindert werden. Durch Änderung der Größe des
zweiten Kolbens 38 kann die Druckkraft, welche auf den Kupp
lungsverbindungsbereich 51 wirkt, einfach verändert werden.
Mit anderen Worten, eine einfache Veränderung der Größe des
zweiten Kolbens 38 kann die Druckkraft besser verändern als
die Änderung anderer Charakteristiken der Überbrückungsvor
richtung. Gemäß einem anderen Gesichtspunkt, kann in Betracht
gezogen werden, dass der zweite Kolben 38 ebenfalls einen In
nendurchmesser (S) aufweist, welcher größer als der Innen
durchmesser des Kolbenmechanismus 37 ist.
Wie oben beschrieben, dient der zweite Kolben 38 als ein Ein
gangselement, welches sich zusammen mit der vorderen Abdeckung
2 dreht. Der zweite Kolben 38 ist radial außerhalb des Dämp
fermechanismus 40 angeordnet. Daher ist der Raum an einer Sei
te des Dämpfermechanismus 40 in axialer Richtung nicht be
schränkt. Demgemäß kann die axiale Größe der Torsionsfedern 52
(d. h. der Durchmesser jeder Torsionsfeder) im Dämpfermechanis
mus 40 vergrößert werden. Dies erleichtert die konstruktive
Ausgestaltung und stellt eine hohe Nutzleistung bereit. Cha
rakteristiken wie z. B. eine geringe Steifigkeit der Torsions
feder 52 können einfach erreicht und einfach verändert werden,
ohne dass es notwendig ist, andere Charakteristiken der Über
brückungsvorrichtung zu ändern.
Nachfolgend werden radiale Größen der jeweiligen Teile der
Überbrückungsvorrichtung 4 beschrieben. Es sei angenommen,
dass der Kolbenmechanismus 37, der erste Kolben 39 und die
Platte 41 einen Innendurchmesser von Q aufweisen. Die Reib
schiebe 68 weist einen Außendurchmesser R auf. Der Außendurch
messer des angetriebenen Elements 53 und der Innendurchmesser
des zweiten Kolbens 38 sind gleich S. Die Reibelemente 42 wei
sen einen Innendurchmesser von T auf und ein Außendurchmesser
des Reibelements 42 ist gleich U. Der zweiten Kolben 38 weist
einen Außendurchmesser von V auf. Somit ergibt sich eine Be
ziehung von Q < R < S < T < U < V. Der Druckaufnahmebereich
des ersten Kolbens 30 oder der Platte 41 ist aus einem ring
förmigen Bereich gebildet, welcher zwischen den Radien R und Q
definiert ist und eine radiale Länge von Z aufweist. Der
Druckaufnahmebereich des zweiten Kolbens 38 ist als ein ring
förmiger Bereich gebildet, welcher zwischen den Radien T und S
definiert ist und eine radiale Länge von X aufweist.
Ähnlich dem ersten Kolben 39 kann das angetriebene Element 53
als ein Kolben dienen, welcher axial bewegbar entsprechend den
Änderungen des Hydraulikdrucks im Raum C ist. Der Druckaufnah
mebereich des angetriebenen Elements 53 ist ein ringförmiger
Bereich, welcher eine radiale Länge von W aufweist und zwi
schen den Radien S und R definiert ist. Das angetriebene Ele
ment 53 kann eine axiale Last auf den ersten Kolben 39 über
die Reibscheibe 68 ausüben. Diese Funktion des angetriebenen
Elements 53 wird durch die folgenden drei Strukturen erreicht.
Erstens ist das angetriebene Element 53 bezüglich der Turbi
nenradnabe 23 und dem ersten Kolben 39 axial bewegbar. Zwei
tens ist der erste Raum D, welcher als eine Hydraulikbetriebs
kammer des ersten Kolbens 39 dient, in Richtung der angetrie
benen Platte 53 über die Öffnungen 48 des ersten Kolbens 39
geöffnet. Drittens wird ein Bereich des ersten Raums D (geöff
net in Richtung des angetriebenen Elements 53) durch die Reib
scheibe 68 bezüglich des zweiten Raums E abgedichtet.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Überbrückungsvorrich
tung beschrieben. Im ausgerückten Kupplungszustand wird das
Arbeitsfluid vom dritten Öldurchlass zum radial inneren Be
reich des ersten Raums D zugeführt. Das Arbeitsfluid im ersten
Raum D strömt radial durch den Raum zwischen der Reibfläche 70
und dem ersten Reibverbindungsbereich 49 nach außen. Das Ar
beitsfluid strömt weiter durch einen Zwischenraum zwischen dem
zylindrischen Eingriffselement 9 und den Zähnen 44 zum radial
äußeren Bereich des zweiten Raums E. Das Arbeitsfluid im zwei
ten Raum E strömt durch einen Raum zwischen dem Laufradgehäuse
15 und dem Turbinenradgehäuse 20 und strömt in die Fluidbe
triebskammer B durch einen Zwischenraum zwischen dem Auslass
des Laufrads 10 und dem Einlass des Turbinenrads 11. Das Ar
beitsfluid im ersten Raum D strömt ebenfalls in den dritten
Raum F durch die Öffnungen 47 und 48, welche im ersten Kolben
39 gebildet sind. Das Arbeitsfluid im dritten Raum F strömt
durch den Raum zwischen den ersten und zweiten Reibverbin
dungsbereich 49 und 43 radial nach außen. Dieses Arbeitsfluid
strömt gleichermaßen durch den Zwischenraum zwischen dem zy
lindrischen Eingriffselement 9 und den Zähnen 44 in Richtung
des radial äußeren Bereichs des zweiten Raums E.
Bei dieser Betriebsweise dienen die ersten und zweiten Kolben
39 und 38 selbst als die Kolben und sind axial bewegbar. Die
ersten und zweiten Kolben 39 und 38 bewegen sich in Axialrich
tung entsprechend Änderungen des Hydraulikdrucks im Raum C in
folge der Strömung des Arbeitsfluids. Die axiale Bewegung der
ersten und zweiten Kolben 39 und 38 ist stabil. Dementspre
chend kann ein gegenseitiger Kontakt zwischen den Elementen in
dem Kupplungsverbindungsbereich 51 während des Kupplungsaus
rückvorgangs verhindert werden. Genauer beschränkt der Spren
gring 45 die axiale Bewegung des zweiten Kolbens 38 in Rich
tung des Getriebes und die Turbinenradnabe 23 beschränkt die
axiale Bewegung des Kolbenmechanismus 37. Daher werden vorbe
stimmte Abstände zwischen der Reibfläche 70 und dem ersten
Reibverbindungsbereich 49 und zwischen den ersten und zweiten
Reibverbindungsbereichen 49 und 43 jeweils verlässlich auf
rechterhalten.
Nachfolgend wird der Kupplungseinrückvorgang der Überbrüc
kungsvorrichtung beschrieben. Das Arbeitsfluid im ersten Raum
D wird über den dritten Öldurchlass abgelassen. Dadurch strömt
das Arbeitsfluid im ersten Raum D radial nach innen und das
Arbeitsfluid im dritten Raum F strömt über die Öffnungen 47
und 48 in den ersten Raum D. Daher bewegt sich der erste Kol
ben 39 axial in Richtung des Motors und der erste Reibverbin
dungsbereich 49 kommt mit der Reibfläche 70 der vorderen Ab
deckung 2 in Kontakt. Des Weiteren bewegt sich der zweite Kol
ben 38 ebenfalls axial in Richtung des Motors und der zweite
Reibverbindungsbereich 43 kommt mit dem ersten Reibverbin
dungsbereich 49 während dieses Vorgangs in Kontakt.
Das angetriebene Element 53 bewegt sich axial in Richtung des
Motors entsprechend der Druckdifferenz zwischen seinen axial
gegenüberliegenden Seiten. Daher wird die Reibscheibe 68 gegen
den ersten Kolben 39 gedrückt. Die vom angetriebenen Element
53 in Richtung des ersten Kolbens 39 ausgeübte Druckkraft
wirkt auf die Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2 über den
ersten Reibverbindungsbereich 49 des ersten Kolbens 39.
Die nachfolgend beschriebene Betriebsweise wird ausgeführt,
wenn Torsionsschwingungen in der Überbrückungsvorrichtung 4
auftreten. Torsionsschwingungen treten auf, wenn die Überbrüc
kungsvorrichtung sich im kupplungseingerückten Zustand befin
det. Genauer sei angenommen, dass Torsionsschwingungen vom Mo
tor über die vordere Abdeckung zum Drehmomentwandler 1 über
tragen werden. In diesem Fall tritt eine Relativrotation im
Dämpfermechanismus 40 auf. Genauer tritt die Relativrotation
zwischen den Eingangselementen und dem Ausgangselement auf.
Die Eingangselemente werden durch den ersten Kolben 39 und das
Antriebselement 54 gebildet, und das Ausgangselement wird
durch das angetriebene Element 53 gebildet, wie oben beschrie
ben. Im Ergebnis werden die Torsionsfedern 52 in Rotations
richtung zusammengedrückt. Bei diesem Vorgang gleitet die
Reibscheibe 68, welche an dem angetriebenen Element 53 ange
ordnet ist, an der ersten Platte 41, sodass ein Hysteresis
drehmoment auftritt. Im oben beschriebenen Dämpfermechanismus
40 werden die Torsionsschwingungen infolge der Kompression der
Torsionsfedern 52 und des Vorhandenseins des durch die Reib
scheibe 68 erzeugten Hysteresisdrehmoments gedämpft.
Im vorher beschriebenen Schwingungsdämpfungsbetrieb wird die
Axialkraft durch den auf das angetriebene Element 53 wirkenden
Hydraulikdruck erzeugt und die Axialkraft wird auf den rei
bungserzeugenden Bereich ausgeübt. Der reibungserzeugende Be
reich ist zwischen der Reibscheibe 68 und dem ersten Kolben 39
gebildet. Daher wird keine Tellerfeder, oder keine ondulierte
Feder oder dergleichen benötigt, sodass die Anzahl der Teile
wie auch der notwendige Raum für die Teile verringert werden
kann.
Im oben beschriebenen Dämpfermechanismus 40 dienen die Kom
pression der Torsionsfedern 52 und das Hysteresisdrehmoment
der Reibscheibe 68 zur Dämpfung der Torsionsschwingungen. Die
Reibscheibe 68 stellt den reibungserzeugenden Bereich zur Er
zeugung der Reibung bereit und dadurch das Hysteresisdrehmo
ment zwischen dem ersten Kolben 39 und dem angetriebenen Ele
ment 53. Da in diesem reibungserzeugenden Bereich die Druck
kraft gegen die Reibfläche durch die hydraulisch druckausüben
de oder schiebende Last erzeugt wird, ist ein zusätzliches
Element wie z. B. eine Feder nicht notwendig. Die Reibscheibe
68 kann fest an der Seite des ersten Kolbens 39 angeordnet
sein oder jeweils eine Reibscheibe kann fest an beiden gegen
überliegenden Flächen angeordnet sein. Dieser reibungserzeu
gende Bereich kann durch Verwendung der Reibscheibe erhalten
werden oder, je nach Notwendigkeit oder Wunsch, einer anderen
Ausgestaltung als der Scheibe.
Die Reibscheibe 68 dient ebenfalls als Dichtelement, wie oben
beschrieben. Die Reibscheibe 68 wird axial fest gegen den er
sten Kolben 39 von der Getriebeseite her gedrückt. Dieser fe
ste Kontakt dichtet den Zwischenraum zwischen dem äußeren Umfangsbereich
69 des angetriebenen Elements 53 und dem ersten
Kolben 39 ab. Dieser feste Kontakt verhindert ebenfalls die
Verbindung zwischen dem inneren Umfangsbereich (d. h. dem axial
in Richtung der Getriebeseite über die Öffnungen 48 und die
äußeren Öffnungen 47 geöffneten Bereich) des dritten Raums F
und dem zweiten Raum E.
Ein Hauptvorteil, welcher durch das Abstützen des inneren Um
fangsbereichs des zweiten Kolbens 38 durch das angetriebene
Element 53 erreicht wird, ist, dass ein einfacher Aufbau er
reicht werden kann. Genauer ist der zweite Kolben 38 radial
durch das angetriebene Element 53 abgestützt bzw. gelagert,
welches ein Teil des Dämpfermechanismus 40 ist. Daher ist es
nicht notwendig, ein speziell ausgebildetes Element und/oder
einen speziellen Aufbau zur Abstützung des zweiten Kolbens 38
zu verwenden, sodass der gesamte Aufbau der Überbrückungsvor
richtung 4 einfach sein kann.
Insbesondere kann das angetriebene Element 53 im Vergleich mit
anderen Plattenelementen eine vergrößerte axiale Dicke aufwei
sen. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung der ringförmi
gen Aussparung im angetriebenen Element 53. Die vergrößerte
Dicke des angetriebenen Elements 53 ist möglich, da es nicht
notwendig ist, einen mittels Ziehen hergestellten Bereich
und/oder einen durch Schneiden und Biegen hergestellten Be
reich zu bilden. Ein derartiger Aufbau steht jeweils derarti
gen Bereichen wie den Federaufnahmen 57 und 58 der Platte 41
und dem angetriebenen Element 54 gegenüber.
Da die Antriebsplatte 54 und die Platte 41 jeweils eine rela
tiv kleine Dicke aufweisen, kann die ringförmige Aussparung
zur Aufnahme einer Dichtung nicht einfach an den äußeren Um
fangsflächen dieser Plattenelemente gebildet werden, um den
zweiten Kolben 38 durch diese Plattenelemente abzustützen. Da
her wäre es notwendig, die zylindrische äußere Umfangsfläche
durch Ziehen eines der Plattenelemente zu bilden und es wäre
weiter notwendig, eine Aussparung an der äußeren Umfangsfläche
zu bilden. Diese komplizierten Schritte erhöhen die Herstel
lungskosten.
Ein weiterer Hauptvorteil, welcher durch das Abstützen des in
neren Umfangsbereichs des zweiten Kolbens 38 durch das ange
triebene Element 53 erreicht wird, ist das Vorhandensein eines
Anschlagmechanismus des Dämpfermechanismus 40 durch die Bolzen
56. Gemäß dieser Überbrückungsvorrichtung 4 dienen die Bolzen
56, welche das Antriebselement 54 und den ersten Kolben 39
miteinander verbinden, als ein Rotationsanschlag des Dämpfer
mechanismus 40. Dieser Aufbau wird durch den Aufbau ermög
licht, bei dem das angetriebene Element 53 den zweiten Kolben
38 abstützt. Im Gegensatz zu diesem bevorzugten Ausführungs
beispiel der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass der
erste Kolben 39 und/oder das Antriebselement 54 den zweiten
Kolben 38 abstützen, falls dies gewünscht wird. In einem der
artigen Fall wird ein Befestigungselement(e) zur Befestigung
des ersten Kolbens 39 und des Antriebselements 54 miteinander,
radial außerhalb der inneren Umfangsfläche des zweiten Kolbens
38 angeordnet. Da der Raum für dieses Befestigungselement(e)
axial durch die vordere Abdeckung 2 und das Turbinenrad be
schränkt ist, kann die Größe des Befestigungselements(e) nicht
bis zu einem Ausmaß vergrößert werden, welche die Verwendung
des Befestigungselements(e) als ein Rotationsanschlag ermög
licht.
Nachfolgend wird der Aufbau der Hydraulikkammer zur Betätigung
des ersten Kolbens 39 und des angetriebenen Elements 53 be
schrieben. Der erste Kolben 39 dichtet die radial inneren und
äußeren Bereiche des ersten Raums D durch sich selbst ab, so
dass er sich axial entsprechend den Änderungen des Hydraulik
drucks im ersten Raum D bewegen kann. Des Weiteren weist der
erste Kolben 39 Bereiche (z. B. Öffnungen 47 und 48) auf, welche
sich axial hindurcherstrecken, und dadurch ist der erste
Raum D axial in Richtung der Getriebeseite des ersten Kolbens
39 erweitert.
Bei dieser Anordnung der Hydraulikkammer können die anderen
Elemente selbst (z. B. der zweite Kolben 38 und das angetriebe
ne Element 53) eine Funktion als Kolben aufweisen, welcher
sich in Axialrichtung bewegen kann. Die Elemente (z. B. der
zweite Kolben 38 und das angetriebene Element 53), welche die
Funktion als Kolben aufweisen, müssen anders als der erste
Kolben 39 die Getriebeseite in axialer Richtung der im ersten
Kolben 39 gebildeten Öffnungen (z. B. Öffnungen 47 und 48) ab
dichten. Um eine derartige Dichtung bereitzustellen, ist der
Dichtring 67, die Reibscheibe 68 und das Reibelement 42, wel
ches dem zweiten Reibverbindungsbereich 39 benachbart ist, als
Dichtelemente für derartige Zwecke angeordnet. Auf diese Weise
bilden die Öffnungen 47 und 48 wie auch der dritte Raum F ei
nen Bereich des ersten Raums D, und der erste Raum D ist vom
zweiten Raum E isoliert (abgedichtet).
Insbesondere sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Elemente
(der zweite Kolben 38 und das angetriebene Element 53) vorge
sehen, welche außer dem ersten Kolben 39 eine Kolbenfunktion
aufweisen. Diese beiden Elemente (der zweite Kolben 38 und das
angetriebene Element 53) stützen einander radial über den Ab
stützbereich ab, in welchem der Dichtmechanismus (Dichtring
67) angeordnet ist. Zwischen den beiden Elementen, welche au
ßer dem ersten Kolben 39 die Kolbenfunktion aufweisen, ist der
zweite Kolben 38 ausgelegt, um eine Druckkraft unabhängig vom
ersten Kolben 39 auf den Kupplungsverbindungsbereich 51 auszu
üben. Das angetriebene Element 53 ist ausgelegt, um die Druck
kraft auf den Kupplungsverbindungsbereich 51 über den ersten
Kolben 39 auszuüben.
Gemäß der Überbrückungsvorrichtung des Drehmomentwandlers der
vorliegenden Erfindung kann, da die innere Umfangsfläche des
Kolbens durch die äußere Umfangsfläche des angetriebenen Ele
ments abgestützt ist, der Aufbau zur Anordnung des Dichtmecha
nismus einfach sein.
Gemäß der Überbrückungsvorrichtung des Drehmomentwandlers der
vorliegenden Erfindung ist es möglich, zwei Reibflächen in der
Überbrückungsvorrichtung bereitzustellen, da der zweite Kolben
sich zusammen mit der vorderen Abdeckung dreht. Des Weiteren
hat der zweite Kolben einen Innendurchmesser, welcher größer
als der Außendurchmesser des Dämpfermechanismus ist und der
Kolben ist radial außerhalb des Dämpfermechanismus angeordnet.
Daher kann die axiale Größe der Torsionsfeder in dem Dämpfer
mechanismus vergrößert werden. Deshalb ist die Auslegung bzw.
Konstruktion einfach und Verbesserungen der Funktion wie eine
geringe Steifigkeit der Torsionsfedern kann erreicht werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 ein
Drehmomentwandler 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das zweite Ausfüh
rungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel mit Ausnahme von Bereichen, welche modifiziert
wurden und nachfolgend erläutert werden. Da dieses Ausfüh
rungsbeispiel im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel
entspricht, wird das zweite Ausführungsbeispiel nachfolgend
nicht im Detail beschrieben und erläutert. Weiter werden nach
folgend gleiche oder im Wesentlichen gleiche Teile mit den
gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel be
zeichnet.
Insbesondere wurde das erste Ausführungsbeispiel derart modi
fiziert, dass eine konische Feder 75 zwischen dem äußeren Um
fangsbereich 69 des angetriebenen Elements 53 und dem äußeren
Umfangsbereich des Antriebselements 54 in diesem Ausführungsbeispiel
angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der
innere Umfang des zweiten Kolbens 38 in gleicher Weise durch
den äußeren Umfang des Antriebselements 54 abgestützt.
Die konische Feder 75 ist zwischen dem äußeren Umfangsbereich
69 des angetriebenen Elements 53 und dem äußeren Umfangsbe
reich des Antriebselements 54 angeordnet. Die konische Feder
75 wird in Axialrichtung zusammengedrückt und übt jeweils Vor
spannkräfte in axial gegenüberliegende Richtungen auf das An
triebselement 54 und das angetriebene Element 53 aus. Als Er
gebnis wird die Reibescheibe 68 gegen den ersten Kolben 39 ge
drückt. In diesem Ausführungsbeispiel kann die konische Feder
75 ein stabiles Hysteresisdrehmoment an der Reibscheibe 68 er
zeugen.
Gemäß der Überbrückungsvorrichtung des Drehmomentwandlers der
Erfindung kann, da die innere Umfangsfläche des Kolbens durch
die äußere Umfangsfläche des angetriebenen Elements abgestützt
ist, der Aufbau zur Anordnung eines Dichtmechanismus einfach
sein.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 10 ein
modifizierter Drehmomentwandler 1 mit einer modifizierten
Überbrückungsvorrichtung 4 gemäß einem dritten Ausführungsbei
spiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das dritte Aus
führungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel mit Ausnahme von Bereichen, welche modifiziert
wurden und nachfolgend beschrieben werden. Da dieses Ausfüh
rungsbeispiel im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel
entspricht, werden gleiche oder im Wesentlichen gleiche Teile
mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbei
spiel bezeichnet.
Insbesondere wurde das erste Ausführungsbeispiel derart modi
fiziert, dass ein Paar von Antriebsplatte 54a und 54b das Antriebselement
54 bilden und die Antriebsplatte 54b den zweiten
Kolben 38 in diesem Ausführungsbeispiel radial abstützt. Zu
sätzlich stützt die Antriebsplatte 54b das angetriebene Ele
ment 53 radial ab. Des Weiteren ist das angetriebene Element
53 bezüglich des Turbinenrads über ein Paar von Klauenberei
chen nicht drehbar und axial bewegbar angeordnet, sodass die
Turbinenradnabe nicht keilverzahnt ist.
Nachfolgend wird die Überbrückungsvorrichtung des Drehmoment
wandlers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel im Detail be
schrieben.
Der Hauptkörper 5 weist an seinem äußeren Umfangsbereich den
äußeren zylindrischen Bereich 8 auf, welcher sich in Richtung
des Getriebes erstreckt. Der äußere zylindrische Bereich 8
weist entlang seines Umfangs radial konvex gebildete Bereiche
und konkav gebildete Bereiche auf. Die radial konvex gebilde
ten Bereiche und konkav gebildeten Bereiche sind in alternie
render Anordnung zueinander angeordnet. Diese konvex gebilde
ten Bereiche und konkav gebildeten Bereiche stellen vorsprin
gende Teile oder eine Profilverzahnung 9 an der inneren Radi
alseite des äußeren zylindrischen Bereichs 8 bereit. Die vor
deren Abdeckung 2 weist weiter an ihrem äußeren Umfangsbereich
eine ringförmige und flache Reibfläche 70 auf, wie in Fig. 2
gezeigt. Die Reibfläche 70 befindet sich radial innerhalb des
äußeren zylindrischen Bereichs der vorderen Abdeckung 2. Die
Reibfläche 70 ist axial zur Getriebeseite des Drehmomentwand
lers 1 gerichtet und ist axial an der Getriebeseite des äuße
ren Umfangsbereichs des Hauptkörpers 5 angeordnet.
Ein erstes Axiallager 32 ist axial zwischen einem inneren Um
fangsbereich des Hauptkörpers 5 der vorderen Abdeckung 2 und
der Turbinenradnabe 23 angeordnet. Die Turbinenradnabe 23
weist an ihrer Endfläche eine Vielzahl von radialen Aussparun
gen auf. Die Endfläche der Turbinenradnabe 23 ist an der Motorseite
der Turbinenradnabe in axialer Richtung angeordnet.
Die radialen Aussparungen in der Turbinenradnabe 23 ermögli
chen die Strömung von Arbeitsfluid zwischen radial gegenüber
liegenden Seiten des ersten Axiallagers 32.
Ein zweites Axiallager 33 ist axial zwischen der Turbinenrad
nabe 23 und der Freilaufkupplung 30 angeordnet. Ein Element
ist an der Motorseite der Freilaufkupplung 30, d. h. der Seite
axial dem Motor gegenüberliegend, angeordnet und bildet einen
Teil der Freilaufkupplung 30. Dieses Element weist eine Viel
zahl von radialen Aussparungen auf. Diese Aussparungen ermög
lichen die Strömung von Arbeitsfluid zwischen den radial ge
genüberliegenden Seiten des zweiten Axiallagers.
Ein drittes Axiallager 34 ist axial zwischen dem Statorträger
37 und der Laufradnabe 18 angeordnet. Der Statorträger 27
weist eine Vielzahl von radialen Aussparungen an der Getriebe
seite des Statorträgers 27 auf, d. h. der Seite, die dem Ge
triebe axial gegenüberliegt. Diese Aussparungen ermöglichen
die Strömung von Arbeitsfluid zwischen den radial gegenüber
liegenden Seiten des dritten Axiallagers 34.
Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist Raum C zum mechanischen
Dreheingriff und Lösen der vorderen Abdeckung 2 bezüglich des
Turbinenrads 11 entsprechend Änderungen des Hydraulikdrucks im
Raum C angeordnet. Die Überbrückungsvorrichtung 4 ist im We
sentlichen aus einem Kolbenmechanismus und einem Kolben 38 ge
bildet.
Der Kolbenmechanismus 37 weist eine Kolbenfunktion auf, bei
der der Mechanismus selbst entsprechend den Änderungen des Hy
draulikdrucks im Raum C betätigt wird. Der Kolbenmechanismus
37 weist ebenfalls eine Dämpferfunktion zum Absorbieren und
Dämpfen von Torsionsschwingungen in Rotationsrichtung auf.
Der Kolbenmechanismus 37 ist aus einem ersten Kolbe 62899 00070 552 001000280000000200012000285916278800040 0002010004608 00004 62780n 39 und
einem Dämpfermechanismus 40 gebildet. Der erste Kolben 39 ist
ein scheibenförmiges Element, welches in einer axial benach
barten Position relativ zum Hauptkörper 5 der vorderen Abdec
kung 2 angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der Kolben 39 im
Raum C angeordnet. Der erste Kolben 39 ist im Wesentlichen aus
einer scheibenförmigen Platte 41 gebildet. Die scheibenförmige
Platte 41 des Kolbens 39 unterteilt den Raum C in einen ersten
Raum D benachbart zur vorderen Abdeckung 2 und einen zweiten
Raum E benachbart zum Turbinenrad 11.
Ein radial äußerer Bereich der Platte 41 bildet einen ersten
Reibverbindungsbereich 49. Der Reibverbindungsbereich 49 ist
an der Getriebeseite der Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung
2 angeordnet. Der erste Reibverbindungsbereich 49 ist ein
ringförmiger, flacher plattenförmiger Bereich, welcher ein
Paar von Reibelementen 42 aufweist. Die Reibelemente 42 sind
fest mit axial gegenüberliegenden Flächen des ersten Reibver
bindungsbereichs 49 verbunden. Das Reibelement 42, welches
axial gegenüber der Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2 an
geordnet ist, wird nachfolgend als ein erstes Reibelement 42a
bezeichnet. Das andere Reibelement 42, welches fest an der
axial gegenüberliegenden Fläche des ersten Reibverbindungsbe
reichs 49 angeordnet ist, wird nachfolgend als zweites Reibe
lement 42b bezeichnet.
Die scheibenförmige Platte 41 weist an ihrem inneren Umfang
einen zylindrischen Bereich 71 auf. Der innere zylindrische
Bereich 71 erstreckt sich axial vom inneren Umfang der schei
benförmigen Platte 41 in Richtung des Getriebes. Der innere
zylindrische Bereich 71 weist eine innere Umfangsfläche auf,
welche an einer äußeren Umfangsfläche 72 der Turbinenradnabe
23 abgestützt ist, um eine Axial- und Rotationsbewegung des
inneren zylindrischen Bereichs 71 relativ zur Turbinenradnabe
23 zu ermöglichen.
Die Turbinenradnabe 23 weist an ihrer äußeren Umfangsfläche 72
einen ringförmigen Kontaktbereich 23a auf. Der ringförmige
Kontaktbereich 23a der Turbinenradnabe 23 ist an der Getriebe
seite des inneren zylindrischen Bereichs 71 in einer Axial
richtung angeordnet. Dieser Aufbau beschränkt die axiale Bewe
gung der Platte 45 in Richtung des Getriebes, wenn der innere
zylindrische Bereich 71 mit dem ringförmigen Kontaktbereich
23a in Eingriff tritt. Die äußere Umfangsfläche 72 weist eine
ringförmige Aussparung auf. Ein Dichtring 77 ist in der ring
förmigen Aussparung der äußeren Umfangsfläche 72 angeordnet.
Der Dichtring 77 berührt die innere Umfangsfläche des inneren
zylindrischen Bereichs 71. Der Dichtring 77 dichtet die ersten
und zweiten Räume D und E voneinander ab.
Wie schon beschrieben, verbindet sich der innere Umfangsbe
reich des ersten Raums D mit dem dritten Öldurchlass. Der in
nere Umfangsbereichs des ersten Raums D ist ebenfalls vom
zweiten Raum E durch den inneren Umfang des ersten Kolbens 39
und die äußere Umfangsfläche 72 der Turbinenradnabe 23 iso
liert (abgedichtet). Des Weiteren ist der äußere Umfangsbe
reich des ersten Raums D vom zweiten Raum E isoliert (abge
dichtet), wenn sich das erste Reibelement 42a des ersten
Reibverbindungsbereichs 49 mit der Reibfläche 70 der vorderen
Abdeckung 2 in Kontakt befindet. Der äußere Umfangsbereich des
ersten Raums D ist mit dem zweiten Raum E verbunden, wenn das
erste Reibelement 42 des ersten Reibverbindungsbereichs 49 von
der Reibfläche 70 der vorderen Abdeckung 2 beabstandet ist.
Der Dämpfermechanismus 40 ist ein Mechanismus zur Übertragung
eines Drehmoments des ersten Kolbens 39 zum Turbinenrad 11 und
zum Absorbieren und Dämpfen von Torsionsschwingungen. Der
Dämpfermechanismus ist axial zwischen dem inneren Umfangsbe
reich des ersten Kolbens 39 und dem inneren Umfangsbereich des
T ist axial zwischen dem inneren Umfangsbereich des ersten
Kolbens 39 und dem inneren Umfangsbereich des Turbinenradge
häuses angeordnet und ist im zweiten Raum E positioniert. Der
Dämpfermechanismus 40 besteht im Wesentlichen aus einem An
triebselement 44, einem angetriebenen Element 53 und einer
Vielzahl von Schrauben- oder Torsionsfedern 52. Das Antrieb
selement 54 ist fest mit dem ersten Kolben 39 verbunden, um
eine Relativrotation zwischen dem Kolben 39 und dem Antrieb
selement 54 zu verhindern. Das angetriebene Element 53 kann
das Drehmoment zum Turbinenrad 11 übertragen. Die Torsionsfe
dern 52 verbinden das Antriebselement 54 und das angetriebene
Element 53 elastische miteinander in Rotationsrichtung.
Genauer ist das Antriebselement 54 aus ersten und zweiten An
triebsplatten 54a und 54b gebildet. Die ersten und zweiten An
triebsplatten 54a und 54b sind ringförmige Platten, welche
derart angeordnet sind, dass sie einander axial gegenüberlie
gen. Die erste Antriebsplatte 54a ist axial benachbart zur Ge
triebeseite der scheibenförmigen Platte 41 des ersten Kolbens
39. Die zweite Antriebsplatte 54b ist an der Getriebeseite der
ersten Antriebsplatte 54a angeordnet. Die äußeren Umfangsbe
reiche der ersten und zweiten Antriebsplatten 54a und 54b sind
fest mit dem ersten Kolben 39 mittels einer Vielzahl von Nie
ten 54c verbunden. Die inneren Umfangsbereiche der ersten und
zweiten Antriebsplatten 54a und 54b sind axial voneinander be
abstandet. Diese ersten und zweiten Antriebsplatten 54a und
54b weisen jeweils eine Vielzahl von viereckigen Fenstern 35
und 36 auf. Die Torsionsfedern 52 befinden sich mit der Viel
zahl der viereckigen Fenster 35 und 36 im Eingriff und sind in
ihnen angeordnet.
Wie in Fig. 10 gezeigt, weist die erste Antriebsplatte 54a ei
nen äußeren Umfangsbereich auf, welcher fest mit dem ersten
Kolben 39 mittels Nieten 54c verbunden ist. Die zweite An
triebsplatte 54b weist einen äußeren Umfangsbereich auf, wel
cher fest mit dem ersten Kolben 39 mittels Nieten 54c verbunden
ist. Der zylindrische Bereich der ersten Antriebsplatte
54a weist einen Dichtring 67 auf.
Das angetriebene Element 53 ist eine ringförmige Platte mit
einem äußeren Umfangsbereich, welcher axial zwischen den er
sten und zweiten Antriebsplatten 54a und 54b angeordnet ist.
Das angetriebene Element 53 weist eine Vielzahl von Fenstern
53a auf, welche jeweils den Positionen der viereckigen Fenster
35 und 36 in den Antriebsplatten 54a und 54b entsprechen. Die
Torsionsfedern 52 sind in der Vielzahl der Fenster 53a, der
viereckigen Fenster 35 und der viereckigen Fenster 36 angeord
net. Jede Torsionsfeder 52 ist eine Schraubenfeder, welche
sich in Rotationsrichtung erstreckt. Jede Torsionsfeder 52
wird in Rotationsrichtung innerhalb eines der vorher beschrie
benen Fenster 53a, der rechteckigen Fenster 35 oder der recht
eckigen Fenster 36 gehalten. Die rechteckigen Fenster 35 und
36 in den ersten und zweiten Antriebsplatten 54a und 54b be
schränken ebenfalls die axiale Bewegung der Torsionsfedern 52.
Das angetriebene Element 53 weist an seinem inneren Umfangsbe
reich einen zylindrischen Bereich 53b auf, welcher sich axial
in Richtung des Getriebes erstreckt. Der zylindrische Bereich
53b weist eine Vielzahl von Klauenbereichen 53c auf, welche
sich axial von seinem äußersten Ende in Richtung des Getriebes
erstrecken.
Der Dämpfermechanismus 40 umfasst weiter ein Klauenelement 80.
Das Klauenelement 80 ist fest mit dem Turbinenrad 11 mittels
Nieten 24 verbunden, um sich gemeinsam mit dem Turbinenrad 11
zu drehen. Das Klauenelement 80 ist drehbar und axial bewegbar
bezüglich des angetriebenen Elements 53. Das Klauenelement 80
weist einen ringförmigen Bereich 80a auf, welcher fest mit der
Turbinenradnabe 23 zusammen mit dem Turbinenradgehäuse 20
durch die Nieten 24 verbunden ist. Der ringförmige Bereich 80a
weist eine Vielzahl von Klauenbereichen 80b auf, welche sich
radial vom inneren Umfang des ringförmigen Bereichs 80a nach
innen erstrecken. Die Klauenbereiche 80b befinden sich mit den
Klauenbereichen 53c des angetriebenen Elements 53 im Eingriff.
Im diesem Eingriffszustand ist das angetriebene Element 53
nicht drehbar aber axial bewegbar bezüglich des Turbinenrads
11. Ein radialer Raum, welcher einen axialen Verbindungsraum
bildet, ist zwischen den Klauenbereichen 80b und den zweiten
Klauenbereichen 53c gebildet, welche sich miteinander im Ein
griff befinden.
Die äußere Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs des ange
triebenen Elements 53 befindet sich mit der inneren Umfangs
fläche der zweiten Antriebsplatte 54b in Kontakt und wird so
mit radial durch die zweite Antriebsplatte 54b abgestützt. Auf
diese Weise ist das angetriebene Element 53 bezüglich der Tur
binenradnabe 23 über die zweite Antriebsplatte 54b und den er
sten Kolben 39 mittig ausgerichtet.
Dementsprechend ist bei der obigen Anordnung das angetriebene
Element 53 radial nicht direkt an der Turbinenradnabe 23 ange
ordnet. Mit anderen Worten ist das angetriebene Element 53 von
der Turbinenradnabe 23 in diesem Ausführungsbeispiel beabstan
det. Daher ist es nicht notwendig, Keilverzahnungen an der
Turbinenradnabe 23 für einen nicht-drehbaren Eingriff zwischen
dem Kolbenmechanismus 37 und dem Turbinenrad 11 zu bilden. Da
mit können die gesamten Maschinen- und Arbeitskosten verrin
gert werden.
Der Kolben 38 ist axial an der Getriebeseite des äußeren Um
fangsbereichs des ersten Kolbens 39 und radial außerhalb des
Dämpfermechanismus 40 angeordnet. Genauer ist der Kolben 38
radial außerhalb des zylindrischen Bereichs der zweiten An
triebsplatte 54b angeordnet. Der Kolben 38 ist im zweiten Raum
E angeordnet und ist eine ringförmige Platte. Der Kolben 38
weist einen zweiten Reibverbindungsbereich 43 auf, welcher
axial zum ersten Reibverbindungsbereich 49 benachbart ist.
Der zweite Reibverbindungsbereich 43 ist an der Getriebeseite
des ersten Reibverbindungsbereichs 49 angeordnet. Der zweiten
Reibverbindungsbereich 43 weist eine ringförmige und flache
Form auf, wie in Fig. 9 gezeigt, und weist eine Druckfläche
43a an seiner Motorseite auf. Die Druckfläche 43a ist axial
gegenüber dem zweiten Reibelement 42b des ersten Reibverbin
dungsbereichs 49 angeordnet.
Der Kolben 38 weist an seinem äußeren Umfang einen radial äu
ßeren zylindrischen Bereich 38a auf. Der radial äußere zylin
drische Bereich 38a erstreckt sich axial in Richtung des Ge
triebes. Der äußere zylindrische Bereich 38a ist radial inner
halb der inneren Umfangsfläche des äußeren zylindrischen Be
reichs 8 der vorderen Abdeckung 2 in einer radialen Seite-an-
Seite-Anordnung positioniert. Der äußere zylindrische Bereich
38a weist Zähne 38b auf. Die Zähne 38b bilden radial nach in
nen und außen gebildete Vorsprünge in einer alternierenden
Weise. Die Zähne 38b greifen mit den vorstehenden Teilen oder
der Profilverzahnung 9 ein, welche an der inneren Umfangsflä
che des äußeren zylindrischen Bereichs 8 der vorderen Abdec
kung 2 gebildet ist.
Infolge dieses Eingriffs des Kolbens 38 mit der vorderen Ab
deckung 2 ist der Kolben 38 nicht drehbar aber axial bewegbar
bezüglich der vorderen Abdeckung 2 angeordnet. Eine ringförmi
ge Aussparung ist in den vorstehenden Teilen oder der Profil
verzahnung 9 gebildet. Die Aussparung ist an der Getriebeseite
der vorstehenden Teile oder der Profilverzahnung 9 angeordnet
und ein Drahtring 45 ist in der Aussparung angeordnet. Der äu
ßere zylindrische Bereich 38a des Kolbens 38 weist an der Ge
triebeseite eine Endfläche auf. Die Endfläche des äußeren zy
lindrischen Bereichs 38a des Kolbens 38 kommt mit dem Drah
tring 45 in Axialrichtung in Kontakt, sodass die axiale Bewe
gung des Kolbens 38 in Richtung des Getriebes beschränkt ist.
Aussparungen sind zwischen den Zähnen 38b und den vorspringen
den Teilen oder der Profilverzahnung 9 gebildet. Diese Ausspa
rungen ermöglichen die axiale Strömung des Arbeitsfluid.
Der Kolben 38 weist an seinem inneren Umfang einen radial in
neren zylindrischen Bereich 46 auf. Der inneren zylindrische
Bereich 46 erstreckt sich axial in Richtung des Getriebes. Der
innere Umfang des inneren zylindrischen Bereichs 46 wird radi
al durch eine äußere Umfangsfläche 64 des zylindrischen Be
reichs der zweiten Antriebsplatte 54b abgestützt. Daher ist
der innere zylindrische Bereich 46 in der Rotations- und
Axialrichtung bezüglich des zylindrischen Bereichs der zweiten
Antriebsplatte 54b bewegbar. Die äußere Umfangsfläche 64 weist
eine ringförmige Aussparung auf. Ein Dichtring 67 ist in der
ringförmigen Aussparung angeordnet. Der Dichtring 67 befindet
sich mit der inneren Umfangsfläche des inneren zylindrischen
Bereichs 46 in Kontakt. Dieser Dichtring 67 dichtet die Räume
an den axial gegenüberliegenden Seiten des inneren Umfangs des
Kolbens 38 bezüglich einander ab.
Auf diese Weise ist ein dritter Raum F im Wesentlichen axial
zwischen dem äußeren Umfangsbereich des ersten Kolbens 39 und
dem Kolben 38 gebildet. Der dritte Raum F ist durch den vorher
beschriebenen Dichtring 67 bezüglich des Bereichs des zweiten
Raums E zwischen dem Kolben 38 und dem Turbinenradgehäuse 20
geschlossen (abgedichtet). Die radial äußere Seite des dritten
Raums F ist geschlossen (abgedichtet), wenn das zweite Reibe
lement 42b des ersten Reibverbindungsbereichs 49 den zweiten
Reibverbindungsbereich 43 berührt. Die radial äußere Seite des
dritten Raums F ist geöffnet, wenn das zweite Reibelement 42b
des ersten Reibverbindungsbereichs 49 vom zweiten Reibverbin
dungsbereich 43 beabstandet ist. Da der dritte Raum F zwischen
dem Kolben 38 und der scheibenförmigen Platte 41 gebildet ist,
kann die Anzahl der Teile verringert werden und der Aufbau
kann einfach ausgeführt sein. Die scheibenförmige Platte 41
weist eine Vielzahl von axialen Durchgangsöffnungen 47 auf,
welche radial innerhalb des ersten Reibverbindungsbereichs 49
angeordnet sind. Die ersten und dritten Räume D und F befinden
sich über diese Öffnungen 47 miteinander in Fluidkommunikati
on.
Nachfolgend wird der Kupplungsverbindungsbereich der Überbrüc
kungsvorrichtung 4 beschrieben. Wie in Fig. 9 gezeigt, besteht
der Kupplungsverbindungsbereich aus einer Reibfläche 70 der
vorderen Abdeckung 2, einem ersten Reibverbindungsbereich 49
des ersten Kolbens 39 und einer Druckfläche 43a des zweiten
Reibverbindungsbereichs 43 des Kolbens 38. Somit weist der
Kupplungsverbindungsbereich zwei Reibflächen auf. Das Kol
benelement 38 und die zweite Antriebsplatte 54b drehen sich
relativ zueinander, wenn der Kupplungsverbindungsbereich außer
Eingriff ist. Wenn sich der Kupplungsverbindungsbereich im
Eingriff befindet, drehen sich das Kolbenelement 38 und die
zweiten Antriebsplatte 54b miteinander und kein Gleiten in Ro
tationsrichtung zwischen dem inneren zylindrischen Bereich und
dem zylindrischen Bereich der zweiten Antriebsplatte 54b tritt
auf.
Da die ersten und zweiten Reibverbindungsbereiche 49 und 43
selbst die Kolben bilden, welche sich in Axialrichtung bewe
gen, wirkt die Druckkraft durch den ersten Kolben 39 zwischen
der Reibfläche 70 und dem ersten Reibelement 42a. Die Druck
kraft durch den Kolben 38 wirkt zwischen dem zweiten Reibele
ment 42b und der Druckfläche 43a.
Bei diesem Kupplungsverbindungsbereich ist der Innendurchmes
ser (ID2) des Kolbens 38 größer als der Innendurchmesser (ID1)
des ersten Kolbens 39. Die unterschiedlichen Durchmesser des
Kolbens 38 (ID1) und des ersten Kolbens 39 (ID2) sind vorgese
hen, sodass die Druckkraft, welche vom Kolben 38 auf den er
sten Reibverbindungsbereich 49 ausgeübt wird, kleiner ist als
die in dem Fall, in dem der Kolben 38 und der erste Kolben 39
gleiche Innendurchmesser aufweisen. Demgemäß kann die erzeugte
Druckkraft kleiner sein, als in dem Fall, in dem die Reibflä
che bloß verdoppelt ist, und dadurch kann ein Verschleiß und
eine Zerstörung der Reibelemente 42 und anderer Elemente ver
hindert werden. Durch Änderung der Größe des Kolbens 38 kann
die auf den Kupplungsverbindungsbereich wirkende Druckkraft
einfach verändert werden. Aus dem Obigen kann geschlossen wer
den, dass der Innendurchmesser des Kolbens 38 größer als der
Innendurchmesser des Kolbenmechanismus 37 ist. Der obige Auf
bau bewirkt die vorher erläuterten Effekte, wenn der Kolbenme
chanismus 37 keinen Dämpfermechanismus 40 aufweist.
Der Kolben 38, der das Eingangselement ist, welches sich zu
sammen mit der vorderen Abdeckung 2 dreht, ist radial außer
halb des Dämpfermechanismus 40 angeordnet. Genauer weist der
Kolben 38 einen Innendurchmesser auf, welcher größer als der
Außendurchmesser des zylindrischen Bereichs der Antriebsplatte
54b des Dämpfermechanismus 40 ist und ist radial außerhalb des
Dämpfermechanismus 40 angeordnet. Daher ist der axiale Raum an
einer Seite des Dämpfermechanismus 40 nicht beschränkt. Demge
mäß kann die axiale Größe der Torsionsfedern 52 (d. h. der
Durchmesser jeder Torsionsfeder) im Dämpfermechanismus 40 ver
größert werden. Eine derartige Vergrößerung des Federdurchmes
sers kann die Steifigkeit oder die Federkonstante der Tor
sionsfedern 52 verringern. Daher ermöglicht der axiale Raum
eine Auswahl des Federdurchmessers. Dies erleichtert die Kon
struktion und es kann eine gute Nutzleistung der Torsionsfe
dern 52 erreicht werden, ohne dass andere Charakteristiken der
Torsionsfedern 52 verändert werden müssten. Dementsprechend
weist die Überbrückungsvorrichtung eine vereinfachte Konstruk
tion auf und es ist einfach, die Torsionscharakteristiken des
Dämpfermechanismus 40 zu ändern.
Der Kolben 38 ist ein axial bewegbares Kolbenelement, welches
radial durch einen Bereich des Dämpfermechanismus 40 abge
stützt wird. Insbesondere ist der Kolben 38 radial durch die
zweiten Antriebsplatte 54b abgestützt, welche einen Teil des
Antriebselements 54 bildet. Daher ist es nicht notwendig, ein
zusätzliches Element vorzusehen, welches als Lager bzw. Ab
stützung des Kolbens 38 dient und der gesamte Aufbau der Über
brückungsvorrichtung 4 kann einfach sein.
Nachfolgend wird die Betriebsweise der Überbrückungsvorrich
tung 4 des Drehmomentwandlers 1 beschrieben. Im gelösten Zu
stand der Überbrückungsvorrichtung 4 ist der erste Raum D mit
dem Arbeitsfluid unter Druck gesetzt, um die Kolben 38 und 39
von der vorderen Abdeckung 2 beabstandet zu halten. Mit ande
ren Worten wird das Arbeitsfluid von dem dritten Öldurchlass
zur radial inneren Seite des ersten Raums D zugeführt. Das Ar
beitsfluid im ersten Raum D strömt durch den Zwischenraum zwi
schen der Reibfläche 70 und dem ersten Reibelement 42a und
durch den Zwischenraum zwischen den vorstehenden Teilen oder
der Profilverzahnung 9 und den Zähnen 38b zum radial äußeren
Bereich des zweiten Raumes E radial nach außen. Das Arbeits
fluid im zweiten Raum E strömt in die Fluidbetriebskammer B
durch den Zwischenraum zwischen dem Laufradgehäuse 15 und dem
Turbinenradgehäuse 20 und durch den Zwischenraum zwischen dem
Auslass des Laufrads 10 und dem Einlass des Turbinenrads 11.
Das in den ersten Raum D strömende Arbeitsfluid strömt eben
falls durch die Öffnungen 47, welche im ersten Kolben 39 ge
bildet sind, in den Raum F. Das Arbeitsfluid des dritten Raums
F strömt radial durch einen Zwischenraum zwischen der Druck
fläche 43a und dem zweiten Reibelement 42b nach außen. Das Ar
beitsfluid strömt weiterhin durch den Zwischenraum zwischen
den vorstehenden Teilen oder der Profilverzahnung 9 und den
Zähnen 38b in den radial äußeren Bereich des zweiten Raums E.
Da der erste Kolben 39 und der Kolben 38 als ein Paar von Kol
ben fungieren, welche sich axial entsprechend den Änderungen
des Hydraulikdrucks bewegen, können in diesem Ausführungsbei
spiel die axialen Bewegungen dieser Elemente sehr stabil bzw.
beständig sein. Demgemäß wird ein Kontakt zwischen den Elemen
ten in dem Kupplungsverbindungsbereich verhindert. Genauer be
schränkt der Drahtring 45 die Axialbewegung des Kolbens 38 in
Richtung des Getriebes, während der ringförmige Kontaktbereich
23a der Turbinenradnabe 23 die Axialbewegung des ersten Kol
bens 39 beschränkt. Dementsprechend, wie in Fig. 9 gezeigt,
werden vorbestimmte Abstände zwischen der Reibfläche 70 und
dem ersten Reibelement 42 und zwischen dem zweiten Reibelement
44 und der Druckfläche 43a jeweils aufrechterhalten, wenn der
erste Raum D mit dem sich bewegenden Arbeitsfluid gefüllt ist.
Nachfolgend wird der Kupplungsvorgang der Überbrückungsvor
richtung 4 beschrieben. Das Arbeitsfluid wird vom ersten Raum
D durch den dritten Öldurchlass abgelassen. Dadurch strömt das
Arbeitsfluid im ersten Raum D radial nach innen und das Ar
beitsfluid im dritten Raum F strömt durch die Öffnungen 47 in
den ersten Raum D. Dadurch bewegt sich der erste Kolben 39
axial in Richtung des Motors und das erste Reibelement 42a des
ersten Reibverbindungsbereichs 49 kommt mit der Reibfläche 70
der vorderen Abdeckung 2 in Kontakt. In gleicher Weise bewegt
sich der Kolben 38 axial in Richtung des Motors, sodass die
Druckfläche 43a mit dem zweiten Reibelement 42b des ersten
Reibverbindungsbereichs 49 in Kontakt kommt. Da sich die er
sten und dritten Räume D und F über die Öffnungen 47 miteinan
der in Verbindung befinden, kann der Kolben 38 ruckfrei bewegt
und betätigt werden. Mit anderen Worten wirkt die Druckdiffe
renz auf beide Kolben, um beide Kolben ruckfrei zu bewegen.
Die Überbrückungsvorrichtung 4 befindet sich außer Eingriff,
indem das Arbeitsfluid in den ersten Raum D zugeführt wird.
Das Arbeitsfluid trennt die Kolben 38 und 39 voneinander und
trennt den Kolben 39 von der vorderen Abdeckung 2. Genauer,
wenn das Arbeitsfluid durch den dritten Öldurchlass in den er
sten Raum D zugeführt wird, bewegt sich das Arbeitsfluid radi
al nach außen und strömt durch die Öffnungen 47 in den dritten
Raum F. Als Ergebnis bewegen sich der ersten Kolben 39 und der
Kolben 38 axial in Richtung des Getriebes. Der erste Kolben 39
bewegt sich bis der innere zylindrische Bereich 71 den ring
förmigen Kontaktbereich 23a berührt. Der Kolben 38 bewegt
sich, bis der äußere zylindrische Bereich 62 den Drahtring 45
berührt. Vorzugsweise sind der Drahtring 45 und der ringförmi
ge Kontaktbereich 48 derart angeordnet, dass der Kolben 38
sich axial mehr als der ersten Kolben 39 bewegen kann. Wie
oben beschrieben, ermöglichen die Öffnungen 47 den ruckfreien
Betrieb des Kolbens 38. Mit anderen Worten wirkt der Druckun
terschied auf beide Kolben, um beide Kolben ruckfrei zu bewe
gen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 eine modifizier
te Überbrückungsvorrichtung 4 gemäß einem vierten Ausführungs
beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das vierte
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem dritten
Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme von Bereichen, welche
modifiziert wurden und nachfolgend erläutert werden. Da dieses
Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem dritten Ausführungs
beispiel entspricht, wird es nicht im Detail beschrieben. Des
Weiteren werden identische oder im Wesentlichen identische
Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im dritten Ausfüh
rungsbeispiel bezeichnet.
Genauer wurde das dritte Ausführungsbeispiel derart modifi
ziert, dass die innere Umfangsfläche des Kolbens 38 sich in
diesem Ausführungsbeispiel nicht mit dem Kolbenmechanismus 37
in Kontakt befindet. Daher ist die innere Umfangsfläche des
Kolbens 38 in diesem Ausführungsbeispiel nicht durch den Kol
benmechanismus 37 abgestützt. Dieser Aufbau stellt eine Anordnung
bereit, bei der die Räume an den axial gegenüberliegenden
Seiten des Kolbens 38 sich miteinander über einen radial in
nerhalb des Kolbens 38 befindlichen Raum in Fluidverbindung
befinden.
Der radial äußere Bereich des Kolbens 38 erstreckt sich über
den radial äußeren Umfangsbereich des ersten Reibverbindungs
bereichs 49 des ersten Kolbens 39 radial nach außen. Der radi
al äußere Bereich des Kolbens 38 befindet sich im Wesentlichen
nahe dem äußeren zylindrischen Bereich 8 der vorderen Abdec
kung 2. Ein ringförmiger vierter Raum G wird radial außerhalb
des ersten Kolbens 39 aufrechterhalten. Der vierte Raum G be
findet sich axial zwischen dem Hauptkörper 5 der vorderen Ab
deckung 2 und dem äußeren Umfangsbereich des Kolbens 38.
Ein ringförmiges Dichtelement 95 berührt die innere Umfangs
fläche des äußeren zylindrischen Bereichs 8 der vorderen Ab
deckung 2 und ist fest mit der äußeren Umfangsfläche des Kol
bens 38 verbunden. Ein Raum ist zwischen dem äußeren zylindri
schen Bereich 8, dem äußeren Umfangsbereich des Kolbens 38 und
dem Dichtelement 95 gebildet. Das mit dem Kolben 38 verbundene
Dichtelement 95 bildet ebenfalls einen Teil des Umfangs des
vierten Raums G, derart, dass das Dichtelement 95 und der Kol
ben 38 als ein Teiler wirken, um die Räume abzudichten.
Wie oben beschrieben, weist der vierte Raum G einen radial äu
ßeren Bereich auf, welcher durch das Dichtelement 95 abgedich
tet ist. Der vierte Raum G weist ebenfalls einen radial inne
ren Bereich auf, welcher durch den Kupplungsverbindungsbereich
in der Eingriffsposition geschlossen ist. Eine konische Feder
97 ist im vierten Raum G angeordnet. Die konische Feder 97 ist
axial und elastisch zumindest dann deformiert, wenn der Kolben
38 sich axial an eine Endposition an der Motorseite bewegt
(d. h. die Position, welche den Eingriffszustand der Überbrüc
kungsvorrichtung ermöglicht). Daher spannt die konische Feder
97 den Kolben 38 vor, um sich fort von der vorderen Abdeckung
2 bis zumindest in den Eingriffszustand der Überbrückungsvor
richtung zu bewegen.
Nachfolgend werden die ersten und Reibelemente 42a und 96 be
schrieben, welche fest mit dem Reibverbindungsbereich 49 des
ersten Kolbens 39 verbunden sind. Das erste Reibelement 42a
ist das gleiche wie das des dritten Ausführungsbeispiels. Das
zweite Reibelement 96 ersetzt das zweite Reibelement 42b des
dritten Ausführungsbeispiels. Das zweite Reibelement 96 weist
einen Innendurchmesser auf, welcher gleich dem Innendurchmes
ser des ersten Reibelements 42 ist, aber weist einen Außen
durchmesser auf, welcher kleiner als der Außendurchmesser des
ersten Reibelements 42a ist. Damit ist die radiale Breite des
zweiten Reibelements 96 vorzugsweise halb so groß wie die ra
diale Breite des ersten Reibelements 42a. Im Eingriffszustand
der Überbrückungsvorrichtung ist nur der radial innere Bereich
der Druckfläche 43a des Kolbens 38 mit dem zweiten Reibelement
96 in Kontakt. Der radial äußere Bereich der Druckfläche 43a
ist von dem entsprechenden radialen Bereich des ersten
Reibverbindungsbereichs 49, welcher im Eingriffszustand der
Überbrückungsvorrichtung das zweite Reibelement 96 trägt, be
abstandet. Der Raum zwischen dem radial äußeren Bereich der
Druckfläche 43a und dem entsprechenden radialen Bereich des
ersten Reibverbindungsbereichs 49 bildet ein Bereich des vor
her beschriebenen vierten Raumes G.
In diesem Ausführungsbeispiel weist das Laufradgehäuse 15 vor
stehende Teile oder eine Profilverzahnung 100 im Gegensatz zum
ersten Ausführungsbeispiel auf, welches vorstehende Teile oder
eine Profilverzahnung verwendet, die am äußeren zylindrischen
Bereich 8 der vorderen Abdeckung 2 gebildet war. Weiter weist
das Laufradgehäuse 15 einen Hülsenbereich 101 auf, welcher
axial gegenüberliegend dem äußeren zylindrischen Bereich 38a
des Kolbens 38 angeordnet ist.
Zusätzlich sind in diesem Ausführungsbeispiel die inneren Um
fangsflächen der sich axial erstreckenden zweiten Klauenberei
che 53c des angetriebenen Elements 53 radial durch eine zweite
äußere Umfangsfläche 105 der Turbinenradnabe 23 abgestützt.
Ebenfalls ersetzt ein erster Eingriffsbereich 103 den ersten
Eingriffsbereich 80 des dritten Ausführungsbeispiels. Der er
ste Eingriffsbereich 103 weist eine Vielzahl von Klauenberei
chen 104 auf und ist in diesem Ausführungsbeispiel integral
mit dem Turbinenradgehäuse gebildet. Vorzugsweise ist der er
ste Eingriffsbereich 103 als ein einstückiges Element mit dem
Turbinenradgehäuse gebildet. Die Klauenbereiche 104 des ersten
Eingriffsbereichs 103 sind nicht drehbar mit den Klauenberei
chen 53c des angetriebenen Elements 53 verbunden, sodass das
angetriebene Element und das Turbinenrad sich miteinander dre
hen. Die Klauenbereiche 53c sind bezüglich der Klauenbereiche
104 axial bewegbar.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Antriebsplatte 54
eines dritten Ausführungsbeispiels nicht vorhanden. Alternativ
wurde der erste Kolben 39 modifiziert, sodass er die Torsions
federn 52 abstützt und als ein Dämpfergehäuse dient. Genauer
weist der erste Kolben 39 einen Federabstützbereich 102 auf.
Der Federabstützbereich 102 stützt die radial gegenüberliegen
den Seiten der Torsionsfedern 52 ab. Der Federabstützbereich
102 ist ein axial vorstehender Bereich, welcher mittels Ziehen
o. dgl. gebildet wird. Der Federabstützbereich 102 weist keine
axiale Öffnung oder Aussparung auf. Im Federabstützbereich 102
werden die Bereiche, welche sich mit den Torsionsfedern 52 in
Kontakt befinden, einer vorbestimmten thermischen Behandlung
oder dergleichen während des Herstellungsprozesses ausgesetzt.
Wie oben beschrieben, dient der erste Kolben 39 als ein Dämp
fergehäuse des Dämpfermechanismus 40. Daher kann auf eine der
Antriebsplatten (d. h. in diesem Fall die Antriebsplatte 54a)
verzichtet werden. Als Ergebnis ist die benötigte Anzahl von
Teilen verringert und der gesamte Aufbau kann einfacher ausge
führt werden.
Während des Zustands des Nichteingriffs der Überbrückungsvor
richtung 4 wird das Arbeitsfluid vom dritten Öldurchlass in
den ersten Raum D zugeführt. Das Arbeitsfluid im ersten Raum D
bewegt sich radial nach außen und strömt in den vierten Raum G
über einen Zwischenraum zwischen der Reibfläche 70 der vorde
ren Abdeckung 2 und dem ersten Reibelement 42a. Das Arbeits
fluid im vierten Raum G strömt dann radial nach innen durch
einen Zwischenraum zwischen dem zweiten Reibelement 96 und der
Druckfläche 43a. Das Arbeitsfluid strömt weiter in den zweiten
Raum E über den Zwischenraum zwischen dem inneren Umfangsbe
reich des Kolbens 38 und dem Dämpfermechanismus 40.
In diesem Zustand beschränkt die konische Feder 97 die Axial
bewegung des Kolbens 38 in Richtung des Motors. Daher kann ein
Widerstandsdrehmoment (drag torque) verhindert werden, wenn
sich die Überbrückungskupplung 4 im Zustand des Nichtein
griffs, d. h. im ausgerückten Zustand befindet.
Wenn das Arbeitsfluid vom ersten Raum D durch den dritten Öl
durchlass abgelassen wird, bewegen sich der erste Kolben 39
und der Kolben 38 axial in Richtung des Motors. Dadurch wird
das erste Reibelement 42a gegen die Reibfläche 70 gedrückt und
die Reibfläche 43a wird gegen das zweite Reibelement 96 ge
drückt. Da in diesem Ausführungsbeispiel das zweite Reibele
ment 96 einen kleineren effektiven Radius als das zweite Rei
belement 42b des ersten Ausführungsbeispiels hat, kann das
Drehmoment, welches durch das zweite Reibelement 96 übertragen
werden kann, kleiner sein als das im ersten Ausführungsbei
spiel. In diesem Ausführungsbeispiel weist jedoch das zweite
Reibelement 96 einen kleineren Flächenbereich infolge des
kleineren Außendurchmessers auf und weist dadurch einen Auf
nahmebereich zur Aufnahme eines vergrößerten Druckes auf. Bei
zweckmäßiger Bestimmung des Drucks am Kolben 38 kann daher das
zweite Reibelement 96 derart ausgelegt werden, dass es ein
Drehmoment gleich oder größer als das im Stand der Technik
überträgt.
Wenn das Arbeitsfluid vom dritten Öldurchlass in den ersten
Raum D zugeführt wird, bewegen sich der erste Kolben 39 und
der Kolben 38 axial in der Richtung des Getriebes, um die
Überbrückungsvorrichtung außer Eingriff zu bringen. Gleichzei
tig bewegt die konische Feder 97 den Kolben 38 verlässlich und
ruckfrei in Richtung des Getriebes.
Nachfolgend wird ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung beschrieben. Bezugnehmend auf Fig. 12 wurde
die Überbrückungsvorrichtung 4 entsprechend dem fünften Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung modifiziert. Das
fünfte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem
vierten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme der nachfolgend be
schriebenen Teile, welche modifiziert worden sind. Da dieses
Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem vierten Ausführungs
beispiel entspricht, wird es nachfolgend nicht im Detail be
schrieben. Daher werden nachfolgend auch gleiche oder im We
sentlichen gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im
vierten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Insbesondere wurde das vierte Ausführungsbeispiel derart modi
fiziert, dass ein zweites Reibelement 106 in diesem Ausfüh
rungsbeispiel vorgesehen ist, welches das zweite Reibelement
96 des vierten Ausführungsbeispiel ersetzt. Das zweite Reibe
lement 106 weist im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser
wie das erste Reibelement 42a auf, weist jedoch einen größeren
Innendurchmesser auf. Daher ist die radiale Breite des zweiten
Reibelements 106 vorzugsweise die Hälfte der radialen Breite
des ersten Reibelements 42a. Die Reibfläche, welche zwischen
dem zweiten Reibelement 106 und der Druckfläche 43a definiert
ist, weist einen größeren effektiven Radius als die durch das
erste Reibelement 42a definierte. Daher kann das Drehmoment,
welches durch das zweite Reibelement 106 übertragen wird, ver
größert werden. Daher kann das Drehmoment, welches durch das
zweite Reibelement 106 übertragen wird, gleich oder größer
sein als das Drehmoment, welches durch das erste Reibelement
42a übertragen wird, selbst wenn die auf den Kolben 38 ausge
übte Druckkraft kleiner als die durch den ersten Kolben 39
aufgebrachte Kraft ist.
Nachfolgend wird ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung beschrieben. In Fig. 13 wurde die Überbrüc
kungsvorrichtung 4 entsprechend dem sechsten Ausführungsbei
spiel modifiziert. Das sechste Ausführungsbeispiel entspricht
im Wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme
der nachfolgend beschriebenen Teile, welche modifiziert wur
den. Da dieses Ausführungsbeispiel im Wesentlichen gleich dem
dritten Ausführungsbeispiel ist, wird es nachfolgend nicht im
Detail beschrieben. Weiter werden identische oder im Wesentli
chen identische Teile nachfolgend mit den gleichen Bezugszei
chen wie im dritten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Insbesondere wurde das dritte Ausführungsbeispiel gemäß diesem
Ausführungsbeispiel derart modifiziert, dass ein vierter Raum
G axial zwischen dem Kolben 38 und der vorderen Abdeckung 2
gebildet ist. Der vierte Raum G ist axial zwischen dem Kolben
38 und der vorderen Abdeckung 2 gebildet. Der vierte Raum G
ist radial außerhalb des ersten Reibverbindungsbereichs 49 des
ersten Kolbens 39 angeordnet und entspricht dem vierten Raum G
im vierten und fünften Ausführungsbeispiel. In diesem Ausfüh
rungsbeispiel ist der dritte Raum F axial zwischen dem Kolben
38 dem äußeren Umfangsbereich des Kolbens 39 gebildet und ist
ähnlich dem Raum F im dritten Ausführungsbeispiel.
Der dritte Raum F befindet sich mit dem ersten Raum D über die
Öffnungen 47 in Verbindung, welche im ersten Kolben 39 gebil
det sind. Der innere Umfangsbereich des dritten Raums F ist
bezüglich des zweiten Raums E mittels eines Abdichtmechanismus
abgedichtet. Der Abdichtmechanismus wird durch einen Reifen
bzw. Ring 111 und einen Dichtring 112 gebildet. Genauer ist
der Ring 111 an den äußeren Umfang einer Antriebsplatte 142
geschweißt. Die Antriebsplatte 142 ersetzt die ersten und
zweiten Antriebsplatten 54a und 54b des dritten Ausführungs
beispiels.
Der Ring 111 ist ein zylindrisches Element und bildet die äu
ßere Umfangsfläche der Antriebsplatte 142. Der Ring 111 weist
an seiner äußeren Umfangsfläche eine ringförmige Aussparung
auf. Ein Dichtring 112 ist in der ringförmigen Aussparung des
Rings 111 angeordnet. Der Dichtring 112 berührt die innere Um
fangsfläche des Kolbens 38. Auf diese Weise wird die innere Um
fangsfläche des inneren zylindrischen Bereichs 46 des Kolbens
38 radial an der äußeren Umfangsfläche des Rings 111 abge
stützt.
Der zweite Reibverbindungsbereich 43 des Kolbens 38 weist eine
Vielzahl von axialen Durchgangsöffnungen 109 auf. Die Öffnun
gen 109 sind in Umfangsrichtung auf dem gleichen Kreis ange
ordnet. Die Öffnungen 109 sind derart ausgebildet, dass die
Fluidkommunikation des dritten und vierten Raumes F und G zum
zweiten Raum E unterbrochen ist, wenn sich der Kolben 38 mit
dem zweiten Reibelement 42b in Kontakt befindet. Der obige
Kommunikationszustand tritt auf, wenn der Kolben 38 sich axial
vom zweiten Reibelement 42 beabstandet befindet. In diesem
Ausführungsbeispiel weist das zweite Reibelement 43b eine
ringförmige Aussparung auf, welche in der radialen Position
entsprechend den radialen Positionen der Öffnungen 109 gebil
det ist. Diese ringförmige Aussparung weist eine größere ra
diale Länge als die Öffnungen 109 auf, sodass sich die Öffnungen
109 innerhalb der ringförmigen Aussparung befinden. Mit
anderen Worten ist das zweite Reibelement 42b aus einem radial
äußeren Reibelement 107 und einem radial inneren Reibelement
108 gebildet und die ringförmige Aussparung zwischen den Ele
menten 107 und 108 entspricht den Radialpositionen der Öffnun
gen 109.
Wenn sich der Kupplungsverbindungsbereich im Nicht-
Eingriffszustand befindet, wird das Arbeitsfluid vom dritten
Öldurchlass in den ersten Raum D zugeführt. Das Arbeitsfluid
bewegt sich dann im ersten Raum D radial nach außen und strömt
durch die Öffnungen 47 in den dritten Raum F. Das Arbeitsfluid
strömt durch den Zwischenraum zwischen der Reibfläche 70 und
dem ersten Reibelement 42 in den vierten Raum G. Das Arbeits
fluid im dritten Raum F strömt durch einen Zwischenraum zwi
schen dem radial inneren Reibelement 108 und der Druckfläche
43a radial nach außen und strömt durch die Öffnungen 109 in
den zweiten Raum E. Das Arbeitsfluid im vierten Raum G strömt
durch den Zwischenraum zwischen dem radialen äußeren Reibele
ment 107 und der Druckfläche 43a in den zweiten Raum E und
strömt durch die Öffnungen 109.
Wenn das Öl vom ersten Raum D durch den dritten Öldurchlass
abgelassen wird, strömt das Arbeitsfluid im dritten Raum F
durch die Öffnungen 47 in den ersten Raum D. Das Arbeitsfluid
im vierten Raum G strömt entlang den Seiten der ersten und
zweiten Reibelemente 42a und 42b radial nach innen. Dadurch
bewegen sich der erste Kolben 39 und der Kolben 38 axial in
Richtung des Motors, sodass das erste Reibelement 42a gegen
die Reibfläche 70 gedrückt wird und die Reibfläche 43a gegen
das zweite Reibelement 42b gedrückt wird. Auf diese Weise be
findet sich die Überbrückungsvorrichtung 4 im Eingriff. In
diesem Ausführungsbeispiel ist ein druckaufnehmender Bereich
des Kolbens 38 radial nach innen und nach außen über das zwei
te Reibelement 42b vergrößert. Da der druckaufnehmende Bereich
des Kolbens 38 vergrößert ist, kann die Druckkraft, welche vom
Kolben 38 auf das zweite Reibelement 42b wirkt, groß sein. Da
her ist das Übertragungsdrehmoment der Überbrückungsvorrich
tung 4 vergrößert.
Der Kolben 38 weist einen Bewegungsbereich 141 auf, welcher
sich vom radial inneren Bereich des dritten Raums F radial
nach innen erstreckt. Der Bewegungsbereich 141 ist ein ring
förmiger Bereich, welcher sich am inneren zylindrischen Be
reich 46 des Kolbens 38 radial nach innen erstreckt. Der Bewe
gungsbereich 141 erstreckt sich zwischen dem Dämpfermechanis
mus 40 und dem Turbinenradgehäuse 20. Der Bewegungsbereich 141
weist einen inneren Umfang auf, welcher sich in die Umgebung
des zweiten Klauenbereichs 53c des angetriebenen Elements 53
erstreckt.
Nachfolgend wird die Funktion des Bewegungsbereichs 141 im De
tail beschrieben. Bei der Überbrückungsvorrichtung 4 dieses
Ausführungsbeispiels unterteilt der erste Kolben 39 den Raum C
in die ersten und zweiten Räume D und E. Der erste Raum D ist
ein Raum, durch das Arbeitsfluid durch den dritten Öldurchlass
zugeführt und abgelassen werden kann. Im Gegensatz dazu ist
der zweite Raum E ein Raum, welcher im Wesentlichen zwischen
dem Kolbenmechanismus 37 und dem Turbinenrad 11 angeordnet
ist. Der Kolbenmechanismus 37 und das Turbinenrad 11 sind fest
miteinander verbunden. Normalerweise strömt das Arbeitsfluid
nicht in den zweiten Raum E. In diesem Fall, selbst im Nicht-
Eingriffszustand der Überbrückungsvorrichtung 4 strömt das Ar
beitsfluid in den ersten Raum D und das Arbeitsfluid strömt
nicht durch einen Hauptbereich des zweiten Raums E. Daher kann
infolge der Strömung des Arbeitsfluids der Hydraulikdruck im
ersten Raum D kleiner werden als der im zweiten Raum E. Falls
eine derartige Druckdifferenz auftritt, können sich der erste
Kolben 39 und der Kolben 38 axial in Richtung des Motors bewe
gen. Diese Axialbewegung würde einen Kontakt zwischen den Elementen
im Kupplungsverbindungsbereich verursachen. Dieser Kon
takt würde ein Widerstandsdrehmoment (drag torque) verursa
chen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kolben 38 im zweiten
Raum E als ein Eingangselement angeordnet, welches sich zusam
men mit der vorderen Abdeckung 2 dreht. Zusätzlich weist der
Kolben 38 einen Bereich auf, welcher im radial inneren Bereich
des zweiten Raums E angeordnet ist. Daher kann das Arbeits
fluid durch den Bewegungsbereich 114 im zweiten Raum E bewegt
bzw. aufgeschüttelt und zum Strömen gebracht werden. Dadurch
wird ein Druckausgleich zwischen dem ersten und zweiten Raum D
und E aufrecht erhalten. Dieser Druckausgleich zwischen dem
ersten und zweiten Raum D und E unterstützt die Verhinderung
der Axialbewegung des ersten Kolbens 39 oder des Kolbens 38 in
Richtung des Motors. Dementsprechend kann das Widerstands
drehmoment (drag torque) kleiner sein als bei dem Aufbau ohne
den Bewegungsbereich 141.
Nachfolgend wird ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung beschrieben. In Fig. 14 wurde die Überbrüc
kungsvorrichtung 4 entsprechend dem siebten Ausführungsbei
spiel modifiziert. Das siebte Ausführungsbeispiel entspricht
im Wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme
der nachfolgend beschriebenen modifizierten Teile. Da dieses
Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem dritten Ausführungs
beispiel entspricht, wird es nachfolgend nicht im Detail be
schrieben. Des Weiteren werden gleiche oder im Wesentlichen
gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im dritten
Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Insbesondere wurde das dritte Ausführungsbeispiel derart modi
fiziert, dass ein Sprengring 118 in diesem Ausführungsbeispiel
fest mit den vorstehenden Teilen oder der Profilverzahnung 9
der vorderen Abdeckung 2 verbunden ist. Der Sprengring 118 ist
axial am äußeren zylindrischen Bereich 38a des Kolbens 38 an
geordnet und ist zum Zwecke der Beschränkung der Axialbewegung
des Kolbens 38 in Richtung des Motors vorgesehen.
Der erste Kolben 39 wurde derart modifiziert, dass er einen
radial inneren Bereich aufweist, welcher bezüglich seines ra
dial äußeren Bereichs axial in Richtung des Getriebes versetzt
ist. Der Kolben 38 weist eine innere Umfangsfläche auf, welche
drehbar und axial bewegbar durch einen zylindrischen Bereich
113 abgestützt ist, welcher am radial mittleren Bereich des
ersten Kolbens 39 gebildet ist. Der zylindrische Bereich 113
des ersten Kolbens 39 weist an seiner äußeren Umfangsfläche
eine ringförmige Aussparung auf. Ein Dichtring 114 ist in der
ringförmigen Aussparung angeordnet. Der Dichtring 114 befindet
sich mit der inneren Umfangsfläche des Kolbens 38 zur Abdich
tung der Räume an den axial gegenüberliegenden Seiten des Kol
bens 38 voneinander im Kontakt. Der erste Kolben 39 weist an
seinem inneren Umfang einen inneren zylindrischen Bereich 143
auf, welcher sich axial in Richtung des Getriebes erstreckt.
Der innere zylindrische Bereich 143 ist radial durch die äuße
re Umfangsfläche der Turbinenradnabe 23 abgestützt. Die Turbi
nenradnabe 23 weist an ihrer äußeren Umfangsfläche eine ring
förmige Aussparung auf. Ein Dichtring 114 ist in der ringför
migen Aussparung der Turbinenradnabe 23 angeordnet. Der Dich
tring 114 befindet sich mit der inneren Umfangsfläche des in
neren zylindrischen Bereichs 143 des ersten Kolbens 39 in Kon
takt.
Ein Dämpfermechanismus 119 ist axial an der Motorseite des in
neren Umfangsbereichs des ersten Kolbens 39 angeordnet. Daher
ist der Dämpfermechanismus 119 im ersten Raum D angeordnet.
Der Dämpfermechanismus 119 wird durch eine Antriebsplatte 131,
Torsionsfedern 52 und ein angetriebenes Element 133 gebildet.
Die Antriebsplatte 131 ersetzt die ersten und zweiten An
triebsplatten 54a und 54b des dritten Ausführungsbeispiels.
Die Antriebsplatte 131 weist einen radial äußeren Bereich auf,
welcher fest mit dem ersten Kolben 39 verbunden ist. Die An
triebsplatte 131 stützt die Motorseite der Torsionsfedern 52
in Axialrichtung ab. Der erste Kolben 39 weist eine Federauf
nahme 135 auf, welche die Getriebeseite der Torsionsfeder 52
in Axialrichtung abstützt. Der Federaufnahmebereich 135 stützt
auch die gegenüberliegenden radialen Enden der Torsionsfedern
52 ab. Das angetriebene Element 133 ist ein scheibenförmiges
Element, welches an seinem inneren Umfang Zähne 116 aufweist.
Die Zähne 116 sind nicht drehbar aber axial bewegbar mit Zäh
nen 117 im Eingriff. Die Zähne 117 sind am äußeren Umfang der
Turbinenradnabe 23 gebildet. Zwischenräume, welche sich über
die gesamte axiale Länge der Zähne 116 und 117 erstrecken,
sind zwischen diesen Zähen 116 und 117 gebildet.
Das angetriebene Element 133 weist einen äußeren Umfangsbe
reich 115 auf. Die äußere Umfangsfläche des äußeren Umfangsbe
reichs 115 wird radial durch die innere Umfangsfläche des zy
lindrischen Bereichs 113 des ersten Kolbens 39 abgestützt.
Nachfolgend wird ein achtes Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung beschrieben. In Fig. 15 ist eine modifizierte
Überbrückungsvorrichtung 4 entsprechend dem achten Ausfüh
rungsbeispiel dargestellt. Das achte Ausführungsbeispiel ent
spricht im Wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel mit
Ausnahme von nachfolgend erläuterten Teilen, welche modifi
ziert wurden. Da dieses Ausführungsbeispiel im Wesentlichen
dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht, wird es nachfol
gend nicht im Detail beschrieben. Des Weiteren werden identi
sche oder im Wesentlichen identische Teile mit den gleichen
Bezugszeichen wie im dritten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Insbesondere wurde das dritte Ausführungsbeispiel derart modi
fiziert, dass ein Sprengring 81 an der äußeren Umfangsfläche
der zweiten Antriebsplatte 54b in diesem Ausführungsbeispiel
angeordnet ist. Der Drahtring 45 des dritten Ausführungsbei
spiel wurde entfernt. Der Sprengring 81 ist axial gegenüber
dem inneren zylindrischen Bereich 46 des Kolbens 38 angeord
net. Im dritten Ausführungsbeispiel wird die Axialbewegung des
Kolbens 38 am radial äußeren Bereich des Kolbens 38 durch den
Drahtring 45 beschränkt. Im achten Ausführungsbeispiel ist die
Axialbewegung des Kolbens 38 am radial inneren Bereich des
Kolbens 38 durch den Sprengring 81 beschränkt.
Zusätzlich positionieren in diesem Ausführungsbeispiel die er
sten Klauenbereiche 80b das angetriebene Element 53 in Radial
richtung. Die Antriebsplatte 54b im dritten Ausführungsbei
spiel positioniert das angetriebene Element in Radialrichtung.
Die inneren Umfangsflächen der Klauenbereiche 80b befinden
sich mit den äußeren Umfangsflächen der Klauenbereiche 53c in
Kontakt, um das angetriebene Element 53 in Radialrichtung zu
positionieren.
Nachfolgend wird ein neuntes Ausführungsbeispiel beschrieben.
In Fig. 16 ist eine modifizierte Überbrückungsvorrichtung 4
gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das neunte
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem dritten
Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme von nachfolgend beschriebe
nen Teilen. Da dieses Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem
dritten Ausführungsbeispiel entspricht, wird es nachfolgend
nicht im Detail beschrieben. Überdies werden identische oder
im Wesentlichen identische Teile mit den gleichen Bezugszei
chen wie im dritten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Insbesondere wurde das dritte Ausführungsbeispiel derart modi
fiziert, dass in diesem Ausführungsbeispiel der erste Kolben
39 an seinem radial mittleren Bereich einen zylindrischen Be
reich 146 aufweist. Der zylindrische Bereich 146 stützt den
inneren Umfangsbereich des Kolbens 38 ab.
Zusätzlich ersetzt in diesem Ausführungsbeispiel ein Dämpfer
mechanismus 120 den Dämpfermechanismus 40 des dritten Ausfüh
rungsbeispiels. Der Dämpfermechanismus 120 ist an der Getrie
beseite des inneren Umfangsbereichs des ersten Kolbens 39 an
geordnet. Der Dämpfermechanismus 120 wird im Wesentlichen aus
einer Antriebsplatte 121, einer angetriebenen Platte 122 und
einer Vielzahl von Torsionsfedern 123 gebildet. Die An
triebsplatte 121 ist eine ringförmige Platte und ist an der
Getriebeseite des ersten Kolbens 39 angeordnet. Die An
triebsplatte 121 ist fest mit dem inneren Umfangsbereich des
ersten Kolbens 39 verbunden. Genauer befindet sich die An
triebsplatte 121 mit dem ersten Kolben 39 in Kontakt und der
innere Umfangsbereich der Antriebsplatte 121 ist fest mit dem
ersten Kolben 39 mittels einer Vielzahl von Nieten 124 verbun
den. Die Antriebsplatte 121 weist Stützelemente 125 und 126
auf, um die radial gegenüberliegenden Seiten jeder Torsionsfe
der 123 abzustützen. Die Antriebsplatte 121 weist ebenfalls
Stützelemente 127 auf, um die in Umfangsrichtung gegenüberlie
genden Enden der Torsionsfedern 123 abzustützen. Die angetrie
bene Platte 123 weist einen ringförmigen Bereich 128 auf, wel
cher fest mit der Turbinenradnabe 23 mittels einer Vielzahl
von Nieten 129 verbunden ist. Die angetriebene Platte weist
ebenfalls Klauen 130 auf, welche sich axial in Richtung des
Motors erstrecken und sich mit den in Umfangsrichtung gegen
überliegenden Enden jeder Torsionsfeder 123 im Eingriff befin
den.
Nachfolgend wird ein zehntes Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung beschrieben. In Fig. 17 ist eine modifizierte
Überbrückungsvorrichtung 4 entsprechend dem zehnten Ausfüh
rungsbeispiel dargestellt. Das zehnte Ausführungsbeispiel ent
spricht im Wesentlichen dem neunten Ausführungsbeispiel mit
der Ausnahme von nachfolgend beschriebenen Bereichen, welche
modifiziert wurden. Da dieses Ausführungsbeispiel im Wesentlichen
das gleiche wie das neunte Ausführungsbeispiel ist, wird
es nachfolgend nicht im Detail beschrieben.
Insbesondere wurde das neunte Ausführungsbeispiel derart modi
fiziert, dass in diesem Ausführungsbeispiel ein Springring 82
an einem zylindrischen Bereich 146 des ersten Kolbens 39 ange
ordnet ist. Der Springring 82 ist gegenüber dem inneren zylin
drischen Bereich 46 des Kolbens 38 angeordnet. In diesem Aus
führungsbeispiel ist die Axialbewegung des radial äußeren Be
reichs des Kolbens 38 ebenfalls beschränkt. Genauer ist ein
Drahtring 45 an vorstehenden Teilen oder einer Profilverzah
nung 9 der vorderen Abdeckung 2 in ähnlicher Weise wie dem er
sten und dem siebten Ausführungsbeispiel angeordnet. Da jedoch
im zehnten Ausführungsbeispiel die radial inneren und äußeren
Bereich des Kolbens 38 gegen Axialbewegung beschränkt sind,
kann die Position und Stellung des Kolbens 38 in der Überbrüc
kungsvorrichtung im Nicht-Eingriffszustand stabil sein.
In der Überbrückungsvorrichtung für einen Drehmomentwandler
der vorliegenden Erfindung ist das angetriebene Element in ei
nen Bereich zur Durchführung der Drehmomentübertragung und ei
nen Bereich, welcher radial abgestützt ist, unterteilt. Daher
ist es nicht notwendig, die Turbinenradnabe zur Herstellung
eines Vorsprungs oder einer Profilverzahnung zu bearbeiten.
Dementsprechend kann im Vergleich mit dem Stand der Technik
der Aufbau einfach ausgeführt sein und die Arbeitskosten sind
gering.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung einen
Drehmomentwandler 1, welcher eine Überbrückungsvorrichtung 4
mit einem vereinfachten Aufbau aufweist. Die Überbrückungsvor
richtung 4 weist vorzugsweise einen ersten Kolben 39, einen
zweiten Kolben 38 und einen Dämpfermechanismus 40 auf. Der er
ste Kolben 39 der Überbrückungsvorrichtung 4 ist nahe einer
Reibfläche 70 einer vorderen Abdeckung angeordnet. Der Dämpfermechanismus
40 weist ein Antriebselement 54, ein angetrie
benes Element 53 und mindestens eine Torsionsfeder 52 auf. Der
Dämpfermechanismus 40 verbindet den ersten Kolben 39 mit einer
Turbinenradnabe 11 elastisch in Rotationsrichtung. Der zweite
Kolben 38 kann sich in einem Raum C entsprechend Änderungen
des Drucks im Raum C bewegen und ist an der Seite des ersten
Kolbens 39 angeordnet, welche von der Reibfläche 70 der vorde
ren Abdeckung abgewandt bzw. entfernt ist. Das angetriebene
Element 53 ist ein scheibenförmiges Element. Der zweite Kolben
38 weist eine innere Umfangsfläche auf, welche drehbar und
axial bewegbar an der äußeren Umfangsfläche des angetriebenen
Elements 53 abgestützt ist. Der Kolben 38 ist drehfest aber
axial bewegbar mit der vorderen Abdeckung 2 verbunden. Der
zweite Kolben 38 weist einen Innendurchmesser S auf, welcher
größer als ein Außendurchmesser des Dämpfermechanismus 40 ist.
Der zweite Kolben 38 ist radial außerhalb des Dämpfermechanis
mus 40 angeordnet. Ein Dichtring 67 ist zwischen der äußeren
Umfangsfläche des angetriebenen Elements 53 und der inneren
Umfangsfläche des zweiten Kolbens 38 zur Abdichtung von Räumen
an seinen axial gegenüberliegenden Seiten voneinander angeord
net.
Claims (20)
1. Überbrückungsvorrichtung (4), welche in einem Drehmoment
wandler verwendbar ist, welcher eine vordere Abdeckung (2)
mit einer Reibfläche (70) an ihrer Innenseite, ein Laufrad
(10) und ein Turbinenrad (11) aufweist, wobei die Überbrüc
kungsvorrichtung (4) in einem Raum zwischen dem Turbinenrad
(11) und der vorderen Abdeckung (2) zum mechanischen Ein
greifen und Lösen der vorderen Abdeckung (2) vom Turbinen
rad (11) angeordnet ist, wobei die Überbrückungsvorrichtung
(4) umfasst:
- - eine Platte (41), welche benachbart der Reibfläche (70) der vorderen Abdeckung (2) angeordnet ist;
- - einen Dämpfermechanismus (40) zur elastischen Verbindung der Platte (41) mit dem Turbinenrad (11) in einer Rota tionsrichtung, wobei der Dämpfermechanismus (40) ein An triebselement (54) zur Aufnahme eines Drehmoments von der Platte (41), ein angetriebenes Element (53) zur Ab gabe des Drehmoments an das Turbinenrad (11) und zumin dest eine Torsionsfeder (52) zur elastischen Verbindung des Antriebselements (54) mit dem angetriebenen Element (53) in der Rotationsrichtung aufweist;
- - einen Kolben (38), welcher innerhalb des Raumes entspre chend Druckänderungen in dem Raum bewegbar ist, wobei der Kolben (38) ein ringförmiges Element ist, welches an einer Seite der Platte (41) abgewandt von der Reibfläche (70) der vorderen Abdeckung (2) angeordnet ist, wobei der Kolben (38) drehfest mit der vorderen Abdeckung (2) aber axial bewegbar relativ zur vorderen Abdeckung (2) verbunden ist, wobei der Kolben (38) einen Innendurch messer aufweist, welcher größer als ein Außendurchmesser des angetriebenen Elements (53) des Dämpfermechanismus (40) ist, wobei der Kolben (38) radial außerhalb des angetriebenen Elements (53) des Dämpfermechanismus (40) angeordnet ist.
2. Überbrückungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Kolben (38) eine innere Umfangsfläche
aufweist, welche relativ drehfest und axial bewegbar durch
entweder die Platte (41) oder das angetriebene Element (54)
abgestützt ist.
3. Überbrückungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Kolben (38) und die Platte (41) zwischen
sich einen Druckraum bilden, und wobei die Überbrückungs
vorrichtung (4) weiter einen Abdichtmechanismus (67) um
fasst, welcher eine axiale Dichtung zwischen der inneren
Umfangsfläche des Kolbens (38) und entweder der Platte (41)
oder dem Antriebselement (54) bildet.
4. Überbrückungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das angetriebene Element (53)
ein Fenster (62) aufweist, wobei die Torsionsfeder (52) im
Fenster (62) angeordnet ist, wobei das Antriebselement (54)
durch ein Paar von kreisförmigen Platten (54a, 54b) gebil
det ist, welche an axial gegenüberliegenden Seiten des an
getriebenen Elements (53) angeordnet sind und die Torsions
feder (52) abstützen, und
das angetriebene Element (53) eine sich in Umfangsrichtung
erstreckende Aussparung (63) aufweist, wobei ein Befesti
gungselement (56) in der Aussparung (63) angeordnet ist, um
das Paar der kreisförmigen Platten (54a, 54b) miteinander
zu befestigen, und um eine Relativrotation zwischen dem An
triebselement (54) und dem angetriebenen Element (53) zu
beschränken, wenn das Befestigungselement (63) mit einem in
Umfangsrichtung liegenden Ende der Aussparung (63) in Kon
takt kommt.
5. Überbrückungsvorrichtung, welche in einem Drehmomentwandler
(1) verwendet werden kann, der eine vordere Abdeckung (2)
mit einer Reibfläche (70) an ihrer inneren Seite, ein Lauf
rad (10) und ein Turbinenrad (11) aufweist, wobei die Über
brückungsvorrichtung (4) in einem Raum zwischen dem Turbi
nenrad (11) und der vorderen Abdeckung (2) zum mechanischen
Eingreifen und Lösen der vorderen Abdeckung (2) vom Turbi
nenrad (11) anordenbar ist, wobei die Überbrückungsvorrich
tung (4) umfasst:
- - eine Platte (41), welche benachbart zur Reibfläche (70) der vorderen Abdeckung (2) angeordnet ist;
- - einen Dämpfermechanismus (40), welcher die Platte (41) und das Turbinenrad (11) in einer Rotationsrichtung ela stisch verbindet, wobei der Dämpfermechanismus (40) ein Antriebselement (54) zur Aufnahme eines Drehmoments von der Platte (41), ein scheibenförmiges angetriebenes Ele ment (53) zur Abgabe des Drehmoments an das Turbinenrad (11) und zumindest eine Torsionsfeder (52) zum elasti schen Verbinden des Antriebselements (54) und des ange triebenen Elements (53) miteinander in der Rotations richtung aufweist;
- - einen ringförmigen Kolben (38), welcher in dem Raum ent sprechend Druckänderungen in dem Raum axial bewegbar ist und an einer Seite der Platte (41) abgewandt von der Reibfläche (70) der vorderen Abdeckung (2) angeordnet ist, wobei der Kolben (38) eine innere Umfangsfläche aufweist, welche relativ drehbar und axial bewegbar durch eine äußere Umfangsfläche des angetriebenen Ele ments (53) abgestützt ist; und
- - einen Abdichtmechanismus (67), welcher zwischen der äu ßeren Umfangsfläche des angetriebenen Elements (53) und der inneren Umfangsfläche des Kolbens (38) zur Abdichtung von Räumen an axial gegenüberliegenden Seiten von einander angeordnet ist.
6. Überbrückungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass die äußere Umfangsfläche des angetriebenen
Elements (53) eine ringförmige Aussparung (65) aufweist,
und dass der Abdichtmechanismus ein ringförmiges Dichtele
ment (67) aufweist, welches in der Aussparung (65) angeord
net ist, um die innere Umfangsfläche des Kolbens (38) zu
kontaktieren.
7. Überbrückungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass das angetriebene Element (53) ein Fenster
(62) aufweist, wobei die Torsionsfeder (52) in dem Fenster
(62) angeordnet ist, wobei das Antriebselement (54) aus ei
nem Paar von kreisförmigen Platten (54a, 54b) gebildet ist,
welche an axial gegenüberliegenden Seiten des angetriebenen
Elements (53) angeordnet sind und die Torsionsfeder (52)
abstützen.
8. Überbrückungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, dass das angetriebene Element (53) eine sich in
Umfangsrichtung erstreckende Aussparung (63) aufweist, wo
bei ein Befestigungselement (56) in der Aussparung (63) an
geordnet ist, um das Paar der kreisförmigen Platten (54a,
54b) miteinander zu befestigen und um einer Relativrotation
zwischen dem Antriebselement (54) und dem angetriebenen
Element (53) zu beschränken, wenn das Befestigungselement
(56) mit einem in Umfangsrichtung liegenden Ende der Aus
sparung (63) in Kontakt kommt.
9. Überbrückungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass das angetriebene Element (53) ein Fenster
(62) aufweist, wobei die Torsionsfeder (52) in dem Fenster
(62) angeordnet ist, wobei das Antriebselement (54) aus einem
Paar von kreisförmigen Platten (54a, 54b) gebildet ist,
welche an axial gegenüberliegenden Seiten des angetriebenen
Elements (53) angeordnet sind und die Torsionsfeder (52)
abstützen.
10. Überbrückungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, dass das angetriebene Element (53) eine sich in
Umfangsrichtung erstreckende Aussparung (63) aufweist, wo
bei ein Befestigungselement (56) in der Aussparung (63) an
geordnet ist, um das Paar der kreisförmigen Platten (54a,
54b) miteinander zu befestigen und um eine Relativrotation
zwischen dem Antriebselement (54) und dem angetriebenen
Element (53) zu beschränken, wenn das Befestigungselement
(56) mit einem in Umfangsrichtung liegenden Ende der Aus
sparung (63) in Kontakt kommt.
11. Drehmomentwandler (1) zur Übertragung des Drehmoments von
einer Leistungseingangswelle zu einer Ausgangswelle umfas
send:
- - eine vordere Abdeckung (2), welche mit der Leistungsein gangswelle verbindbar ist, wobei die vorderen Abdeckung (2) an einer Innenseite eine Reibfläche (70) aufweist;
- - ein Laufrad (10), welches mit der vorderen Abdeckung (2) verbunden ist, um eine Hydraulikkammer zusammen mit der vorderen Abdeckung (2) zu bilden;
- - einem Turbinenrad (11), welches gegenüber dem Laufrad (10) angeordnet ist und welches innerhalb der Hydraulik kammer angeordnet ist, wobei das Turbinenrad (11) mit der Ausgangswelle verbindbar ist, wobei die vordere Ab deckung (2) und das Turbinenrad (11) einen Raum zwischen sich bilden;
- - ein Leitrad (12), welches zwischen dem Laufrad (10) und dem Turbinenrad (11) angeordnet ist; und
- - eine Überbrückungsvorrichtung (4), welche in dem Raum zum mechanischen Eingreifen und Lösen der vorderen Ab deckung (2) vom Turbinenrad (11) angeordnet ist, wobei die Überbrückungsvorrichtung (4) umfasst:
- - eine Platte (41), welche benachbart zur Reibfläche (70) der vordere Abdeckung (2) angeordnet ist,
- - einen Dämpfermechanismus (40), welcher zur elastischen Verbindung der Platte (41) mit dem Turbinenrad (11) in einer Rotationsrichtung angeordnet ist, wobei der Dämp fermechanismus (40) ein Antriebselement (54) zur Aufnah me eines Drehmoments von der Platte (41), ein angetrie benes Element (53) zur Abgabe des Drehmoments an das Turbinenrad (11) und zumindest eine Torsionsfeder (52) zum elastischen Verbinden des Antriebselements (54) und des angetriebenen Elements (53) miteinander in der Rota tionsrichtung aufweist, und
- - einen Kolben (38), welcher innerhalb des Raums entspre chend Druckänderungen im Raum bewegbar ist, wobei der Kolben (38) ein ringförmiges Element ist, welches an ei ner Seite der Platte (41) abgewandt von der Reibfläche (70) der vorderen Abdeckung (2) angeordnet ist, wobei der Kolben (38) drehfest mit der vorderen Abdeckung (2) verbunden ist, aber axial bewegbar relativ zur vorderen Abdeckung (2) ist, wobei der Kolben (38) einen Innen durchmesser aufweist, welcher größer als ein Außendurch messer des angetriebenen Elements (53) des Dämpfermecha nismus (40) ist, wobei der Kolben (38) radial außerhalb des angetriebenen Elements (53) des Dämpfermechanismus (40) angeordnet ist.
12. Drehmomentwandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (38) eine innere Umfangsfläche aufweist,
welche relativ drehfest und axial bewegbar durch entweder
die Platte (41) oder das Antriebselement (54) abgestützt
ist.
13. Drehmomentwandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (38) und die Platte (41) zwischen sich ei
nen Druckraum bilden, und wobei die Überbrückungsvorrich
tung (4) weiter einen Abdichtmechanismus (67) umfasst, wel
cher eine axiale Dichtung zwischen der inneren Umfangsflä
che des Kolbens (38) und entweder der Platte (41) oder dem
Antriebselement (54) bildet.
14. Drehmomentwandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass das angetriebene Element (53) ein Fenster (62) auf weist, wobei die Torsionsfeder (52) im Fenster (62) ange ordnet ist, wobei das Antriebselement (54) durch ein Paar von kreisförmigen Platten (54a, 54b) gebildet ist, welche an axial gegenüberliegenden Seiten des angetriebenen Ele ments (53) angeordnet sind und die Torsionsfeder (52) ab stützen, und
das angetriebene Element (53) eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Aussparung (63) aufweist, wobei ein Befesti gungselement (56) in der Aussparung (63) angeordnet ist, um das Paar der kreisförmigen Platten (54a, 54b) miteinander zu befestigen, und um eine Relativrotation zwischen dem An triebselement (54) und dem angetriebenen Element (53) zu beschränken, wenn das Befestigungselement (63) mit einem in Umfangsrichtung liegenden Ende der Aussparung (63) in Kon takt kommt.
dass das angetriebene Element (53) ein Fenster (62) auf weist, wobei die Torsionsfeder (52) im Fenster (62) ange ordnet ist, wobei das Antriebselement (54) durch ein Paar von kreisförmigen Platten (54a, 54b) gebildet ist, welche an axial gegenüberliegenden Seiten des angetriebenen Ele ments (53) angeordnet sind und die Torsionsfeder (52) ab stützen, und
das angetriebene Element (53) eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Aussparung (63) aufweist, wobei ein Befesti gungselement (56) in der Aussparung (63) angeordnet ist, um das Paar der kreisförmigen Platten (54a, 54b) miteinander zu befestigen, und um eine Relativrotation zwischen dem An triebselement (54) und dem angetriebenen Element (53) zu beschränken, wenn das Befestigungselement (63) mit einem in Umfangsrichtung liegenden Ende der Aussparung (63) in Kon takt kommt.
15. Drehmomentwandler zur Übertragung von Drehmomenten von ei
ner Leistungseingangswelle auf eine Ausgangswelle umfas
send:
- - eine vordere Abdeckung (2), welche mit der Leistungsein gangswelle verbindbar ist, wobei die vordere Abdeckung (2) an einer Innenseite eine Reibfläche (70) aufweist;
- - ein Laufrad (10), welches mit der vordere Abdeckung (2) verbunden ist, um eine Hydraulikkammer zusammen mit der vordere Abdeckung (2) zu bilden;
- - ein Turbinenrad (11), welches gegenüber dem Laufrad (10) angeordnet ist und welches innerhalb der Hydraulik kammer angeordnet ist, wobei das Turbinenrad (11) mit der Ausgangswelle verbindbar ist, wobei die vordere Ab deckung (2) und das Turbinenrad (11) zwischen sich einen Raum bilden;
- - ein Leitrad (12), welches zwischen dem Laufrad (10) und dem Turbinenrad (11) angeordnet ist; und
- - eine Überbrückungsvorrichtung (4), welche in dem Raum zum mechanischen Eingreifen und Lösen der vorderen Ab deckung (2) vom Turbinenrad (11) angeordnet ist, wobei die vordere Abdeckung (2) umfasst:
- - eine Platte (41), welche benachbart der Reibfläche (70) der vordere Abdeckung (2) angeordnet ist,
- - einen Dämpfermechanismus (40) zur elastischen Verbindung der Platte (41) mit dem Turbinenrad (11) in einer Rota tionsrichtung, wobei der Dämpfermechanismus (40) ein An triebselement (54) zur Aufnahme eines Drehmoments von der Platte (41), ein scheibenförmiges angetriebenes Ele ment (53) zur Abgabe des Drehmoments an das Turbinenrad (11) und zumindest eine Torsionsfeder (52) zum elasti schen Verbinden des Antriebselements (54) und des ange triebenen Elements (53) miteinander in der Rotations richtung aufweist,
- - einen ringförmigen Kolben (38), welcher in dem Raum ent sprechend Druckänderungen in dem Raum axial bewegbar ist, und an einer Seite der Platte (41) abgewandt von der Reibfläche (70) der vorderen Abdeckung (2) angeord net ist, wobei der Kolben (38) eine innere Umfangsfläche aufweist, welche relativ drehbar und axial bewegbar durch eine äußere Umfangsfläche des angetriebenen Ele ments (53) abgestützt ist, und
- - einen Abdichtmechanismus (67), welcher zwischen der äu ßeren Umfangsfläche des angetriebenen Elements (53) und der inneren Umfangsfläche des Kolbens(38) zur Abdichtung von Räumen an axial gegenüberliegenden Seiten voneinan der angeordnet ist.
16. Drehmomentwandler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
dass die äußere Umfangsfläche des angetriebenen Elements
(53) eine ringförmige Aussparung (65) aufweist, und dass
der Abdichtmechanismus ein ringförmiges Dichtelement (67)
aufweist, welches in der Aussparung (65) angeordnet ist, um
die innere Umfangsfläche des Kolbens (38) zu kontaktieren.
17. Drehmomentwandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
dass das angetriebene Element (53) ein Fenster (62) auf
weist, wobei die Torsionsfeder (52) in dem Fenster (62) an
geordnet ist, wobei das Antriebselement (54) aus einem Paar
von kreisförmigen Platten (54a, 54b) gebildet ist, welche
an axial gegenüberliegenden Seiten des angetriebenen Ele
ments (53) angeordnet sind und die Torsionsfeder (52) ab
stützen.
18. Drehmomentwandler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
dass das angetriebene Element (53) eine sich in Umfangs
richtung erstreckende Aussparung (63) aufweist, wobei ein
Befestigungselement (56) in der Aussparung (63) angeordnet
ist, um das Paar der kreisförmigen Platten (54a, 54b) mit
einander zu befestigen und um eine Relativrotation zwischen
dem Antriebselement (54) und dem angetriebenen Element (53)
zu beschränken, wenn das Befestigungselement (56) mit einem
in Umfangsrichtung liegenden Ende der Aussparung (63) in
Kontakt kommt.
19. Drehmomentwandler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
dass das angetriebene Element (53) ein Fenster (62) auf
weist, wobei die Torsionsfeder (52) in dem Fenster (62) an
geordnet ist, wobei das Antriebselement (54) aus einem Paar
von kreisförmigen Platten (54a, 54b) gebildet ist, welche
an axial gegenüberliegenden Seiten des angetriebenen Ele
ments (53) angeordnet sind und die Torsionsfeder (52) ab
stützen.
20. Drehmomentwandler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
dass das angetriebene Element (53) eine sich in Umfangs
richtung erstreckende Aussparung (63) aufweist, wobei ein
Befestigungselement (56) in der Aussparung (63) angeordnet
ist, um das Paar der kreisförmigen Platten (54a, 54b) mit
einander zu befestigen und um eine Relativrotation zwischen
dem Antriebselement (54) und dem angetriebenen Element (53)
zu beschränken, wenn das Befestigungselement (56) mit einem
in Umfangsrichtung liegenden Ende der Aussparung (63) in
Kontakt kommt.
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