Antriebsplatte und Dichtung für einen Drehmomentwandler

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Dichtung für einen Drehmomentwandler und im Besonderen ein Antriebsplattenbauteil, das mit einer Rutschkupplung zusammenwirkt und die Kolbenblech abdichtet.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es ist bekannt, dass ein Drehmomentwandler zum übertragen eines Drehmoments von einem Motor zu einem Getriebe eines Motorfahrzeugs eingesetzt wird. Fig. 1 veranschaulicht ein allgemeines Blockschaubild, das die Beziehung zwischen dem Motor 7, dem Drehmomentwandler 10, dem Getriebe 8 und der Differenzial-/Achsbaugruppe 9 in einem typischen Fahrzeug zeigt.

Die drei Hauptkomponenten des Drehmomentwandlers sind die Pumpe 37, die Turbine 38 und der Stator 39. Aus dem Drehmomentwandler wird eine abgedichtete Kammer, wenn die Pumpe an den Deckel 11 angeschweißt wird. Der Deckel ist mit der Wandlermitnehmerscheibe 41 (Flexplate) verbunden, die wiederum mit der Kurbelwelle 42 des Motors 7 verschraubt ist. Der Deckel kann unter Verwendung von Nocken oder Bolzen, die am Deckel angeschweißt sind, mit der Wandlermitnehmerscheibe verbunden sein. Die Schweißverbindung zwischen der Pumpe und dem Deckel überträgt das Motordrehmoment zur Pumpe. Deshalb dreht die Pumpe ständig mit der Motordrehzahl. Die Funktion der Pumpe besteht darin, unter Verwendung dieser Drehbewegung die Flüssigkeit radial nach außen und axial zur Turbine zu befördern. Deshalb ist die Pumpe eine Kreiselpumpe, welche die Flüssigkeit von einem kleinen radialen Einlass zu einem großen radialen Auslass befördert und dadurch die Energie der Flüssigkeit erhöht. Der Druck zum Einkuppeln der Getriebekupplungen und der Drehmomentwandlerkupplung wird durch eine zusätzliche Pumpe im Getriebe geliefert, die durch die Pumpennabe angetrieben wird.

Im Drehmomentwandler 10 wird durch die Pumpe (mitunter auch als Laufrad bezeichnet), die Turbine und den Stator (mitunter auch als Reaktor bezeichnet) ein Flüssigkeitskreislauf

gebildet. Der Flüssigkeitskreislauf sorgt dafür, dass der Motor bei angehaltenem Fahrzeug weiterlaufen und das Fahrzeug wieder beschleunigen kann, wenn dies ein Fahrer wünscht. Der Drehmomentwandler unterstützt das Drehmoment durch ein Drehmomentverhältnis, das wie eine Getriebeuntersetzung wirkt. Das Drehmomentverhältnis ist gleich dem Verhältnis von Abtriebsdrehmoment zu Antriebsdrehmoment. Das Drehmomentverhältnis ist am größten, wenn die Drehzahl der Turbine niedrig oder gleich null ist (auch als Abwürgen bezeichnet). Die Drehmomentverhältnisse beim Abwürgen liegen typischerweise im Bereich von 1 ,8 bis 2,2. Das bedeutet, dass das Abtriebsdrehmoment des Drehmomentwandlers 1 ,8 bis 2,2 mal so groß ist wie das Antriebsdrehmoment. Die Abtriebsdrehzahl ist jedoch wesentlich niedriger als die Antriebsdrehzahl, da die Turbine mit der Abtriebsseite verbunden ist und sich nicht dreht, während sich die Antriebsseite mit der Motordrehzahl dreht.

Die Turbine 38 nutzt die von der Pumpe 37 aufgenommene Flüssigkeitsenergie zum Antreiben des Fahrzeugs. Die Turbinengehäuseschale 22 ist mit der Turbinennabe 19 verbunden. Die Turbinennabe 19 überträgt das Turbinendrehmoment über eine Zahnkranzverbindung zur Antriebswelle 43 des Getriebes. Die Antriebswelle ist über Zahnräder und Wellen im Getriebe 8 und das Achsdifferenzial 9 mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden. Die auf die Turbinenschaufeln einwirkende Kraft der Flüssigkeit wird von der Turbine in Form eines Drehmoments ausgegeben. Axiale Drucklager 31 stützen die Komponenten gegen axiale Kräfte ab, die durch die Flüssigkeit ausgeübt werden. Wenn das Abtriebsdrehmoment ausreicht, um die Trägheit des ruhenden Fahrzeug zu überwinden, setzt sich das Fahrzeug in Bewegung.

Nach der Umsetzung der Flüssigkeitsenergie durch die Turbine in ein Drehmoment bleibt in der Flüssigkeit noch etwas Energie übrig. Die aus dem kleinen radialen Auslass 44 austretende Flüssigkeit würde normalerweise so in die Pumpe eintreten, dass sie der Pumpendrehung entgegengerichtet ist. Der Stator 39 dient zum Umkehren der Flüssigkeitsrichtung, um so die Pumpe zu beschleunigen und dadurch das Drehmomentverhältnis zu vergrößern. Der Stator 39 ist über einen Freilauf 46 mit der Statorwelle 45 verbunden. Die Statorwelle ist mit dem Getriebegehäuse 47 verbunden und dreht sich nicht. Der Freilauf 46 verhindert, dass sich der Stator 39 bei kleinen Drehzahlverhältnissen dreht (wenn die Pumpe schneller dreht als die Turbine). Die Richtung der vom Turbinenauslass 44 in den Stator 39 eintretenden Flüssigkeit wird durch

die Statorschaufeln 48 umgekehrt, sodass die Flüssigkeit in Drehrichtung in die Pumpe 37 eintritt.

Die Eintritts- und Austrittswinkel der Schaufel, die Form der Pumpen- und der Turbinengehäuseschale und der Gesamtdurchmesser des Drehmomentwandlers beeinflussen dessen Leistungsfähigkeit. Zu den konstruktiven Parametern zählen das Drehmomentverhältnis, der Wirkungsgrad und die Fähigkeit des Drehmomentwandlers, das Motordrehmoment aufzunehmen, ohne dass der Motor „durchdrehen" kann. Das kann passieren, wenn der Drehmomentwandler zu klein ist und die Pumpe den Motor nicht abbremsen kann.

Bei kleinen Drehzahlverhältnissen arbeitet der Drehmomentwandler zufriedenstellend, indem er den Motor bei stehendem Fahrzeug weiterlaufen lässt und das Drehmoment zur Leistungssteigerung unterstützt. Bei hohen Drehzahlverhältnissen geht die Wirkung des Drehmomentwandlers zurück. Das Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers geht allmählich von einem hohen Wert von ungefähr 1,8 bis 2,2 auf ein Drehmomentverhältnis von ungefähr 1 zurück, während sich die Drehzahl der Turbine der Drehzahl der Pumpe annähert. Das Drehmomentverhältnis von 1 wird als Kupplungspunkt bezeichnet. An diesem Punkt braucht die in den Stator eintretende Flüssigkeit nicht mehr umgelenkt zu werden, und der Freilauf im Stator ermöglicht ihre Drehbewegung in derselben Richtung wie die Pumpe und die Turbine. Da der Stator die Richtung der Flüssigkeit nicht umkehrt, ist das Abtriebsdrehmoment des Drehmomentwandlers gleich dem Antriebsdrehmoment. Der gesamte Flüssigkeitskreislauf dreht sich als Einheit.

Aufgrund von Verlusten in der Flüssigkeit ist der Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers auf maximal 92 bis 93 % begrenzt. Deshalb wird zur mechanischen Verbindung zwischen Antriebs- und Abtriebsseite des Drehmomentwandlers eine Drehmomentwandlerkupplung 49 verwendet, welche den Wirkungsgrad auf annähernd 100 % erhöht. Ein Kupplungskolbenblech 17 wird auf Anweisung durch die Getriebesteuerung betätigt. Das Kolbenblech 17 ist an seinem Innendurchmesser durch einen O-Ring 18 gegen die Turbinennabe 19 und an seinem Außendurchmesser durch einen Ring 51 aus Reibungsmaterial gegen den Deckel 11 abgedichtet. Diese Dichtungen schaffen eine Druckkammer und drücken das Kolbenblech 17 gegen den Deckel 11. Durch diese mechanische Verbindung wird der Flüssigkeitskreislauf des Drehmomentwandlers überbrückt.

Die mechanische Verbindung der Drehmomentwandlerkupplung 49 überträgt wesentlich mehr Drehschwingungen an den Antriebsstrang. Da der Antriebsstrang im Grunde ein Feder-Masse-System ist, können Drehschwingungen vom Motor Resonanzfrequenzen des Systems anregen. Zum Verschieben der Resonanzfrequenzen des Antriebsstrangs aus dem Antriebsbereich wird ein Dämpfer verwendet. Der Dämpfer beinhaltet in Reihe angeordnete Federn 15, um die wirksame Federkonstante des Systems zu verkleinern und dadurch die Resonanzfrequenz zu verringern.

Die Drehmomentwandlerkupplung 49 umfasst im Allgemeinen vier Komponenten: ein Kolbenblech 17, Seitenbleche 12 und 16, Federn 15 und einen Flansch 13. Die Seitenbleche 12 und 16 übertragen ein Drehmoment vom Kolbenblech 17 auf die Druckfedern 15. Seitenblechflügel 52 sind um die Federn 15 herum gebildet, um diese in axialer Richtung zu haltern. Das Drehmoment wird durch eine Nietverbindung vom Kolbenblech 17 an die Seitenbleche 12 und 16 übertragen. Die Seitenbleche 12 und 16 übertragen das Drehmoment durch den Kontakt mit einer Kante eines Federfensters auf die Druckfedern 15. Die beiden Seitenbleche haltern die Feder zu beiden Seiten ihrer Mittelachse. Die Federkraft wird durch den Kontakt mit einer Kante des Federfensters im Flansch 13 auf den Flansch übertragen. Manchmal weist der Flansch auch eine drehfeste Zunge oder einen Schlitz auf, der in einen Teil des Seitenbleches eingreift, um bei hohen Drehmomenten ein zu starkes Zusammendrücken der Federn zu verhindern. Das Drehmoment vom Flansch 13 wird zur Turbinennabe 19 und zur Antriebswelle 43 des Getriebes übertragen.

Die Energieaufnahme kann bei Bedarf durch Reibung erfolgen, die mitunter auch als Hysterese bezeichnet wird. Die Hysterese beinhaltet die Reibung beim Verdrehen und Entspannen der Dämpferscheiben und ist somit doppelt so groß wie das eigentliche Reibungsdrehmoment. Die Hysteresebaugruppe besteht im Allgemeinen aus einer Membranfeder (oder Belleville-Feder) 14 zwischen dem Flansch 13 und dem einen Seitenblech 16, um den Flansch 13 gegen das andere Seitenblech 12 zu drücken. Durch die Steuerung der durch die Membranfeder 14 ausgeübten Kraft kann auch die Stärke des Reibungsdrehmoment gesteuert werden. Typische Hysteresewerte liegen im Bereich von 10 bis 30 Nm.

Manche Drehmomentwandler enthalten ein Kupplungspaket, das aus mehreren Kupplungslamellen besteht. Derzeitige Ausführungen solcher Mehrlamellen- Drehmomentwandlerkupplungen zeichnen sich durch ein angetriebenes Plattenbauteil aus, das sich radial außerhalb der Kupplungslamellen befindet. Eine an den Deckel angeschweißte zweite Platte dient als Dichtungsbauteil, das an einem Teil des Kolbenblechs anliegt (z.B. US-Patentschrift 6 264 018 von Matsuoka).

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers 110, der eine Anordnung eines Drehmomentwandlers mit einer stufenlosen Rutschkupplung mit einer Antriebsplatte 112, die am vorderen Deckel 116 angebracht ist. Die Antriebsplatte 112 ist auf herkömmliche Weise durch Laserschweißen oder unter Verwendung einer anderen in der Technik bekannten Verbindungsart am vorderen Deckel 116 angebracht. Die Schweißstelle 122 zeigt die typische Lage des zum Anbringen der Antriebsplatte 112 am vorderen Decke! 116 verwendeten Schweißpunkts an. Als Antriebsplatte 112 kann eine ringförmige gestanzte Komponente mit einem L-förmigen Querschnittsprofil aus Stahlblech verwendet werden. äußere Kupplungslamellen 124 und 130 und eine innere Kupplungslamelle 128 stehen an ihrem Außenumfang mit der Antriebsplatte 112 in Verbindung, wo die Antriebsplatte 112 als Halterungsmittel für diese Kupplungslamellen dient. Die Kupplungslamellen 132 stehen am Innendurchmesser der Lamellen mit einer Dämpferplatte 138 in Verbindung. Die Kupplungslamellen 124, 128 und 130 werden axial durch die Antriebsplatte 112 bewegt, um mit den inneren Kupplungslamellen 132 in Wechselwirkung zu treten. Demzufolge wird ein Drehmoment durch die Reibungskopplung der Kupplungslamellen 124, 128 und 130 mit den Kupplungslamellen 132 übertragen, und die rotatorische Verbindung der Kupplungslamellen 132 mit dem Dämpfer 138 überträgt das Drehmoment. Die Kupplungslamellen 124, 128, 130 und 132 können aus Stahlblech gefertigt werden und beinhalten eine Reibungsschicht 126 an den Kontaktflächen der Kupplungslamellen. Die Kupplungslamellen 124, 128, 130 und 132 umfassen das Kupplungspaket, in dem die Kupplungslamellen 124, 128 und 130 an deren Außenumfang durch die Antriebsplatte 112 zusammen mit dem Halterungsring 134 gehaltert werden. Die Kupplungslamellen des Kupplungspakets sind so an der Antriebsplatte 112 und an der Dämpferplatte 138 angeordnet, dass eine axiale Verschiebung der einzelnen Kupplungslamellen möglich ist und durch eine axiale Verschiebung der Kolbenblech 118 auf die Kupplungslamellen eingewirkt werden kann. Durch die axiale Verschiebung der Kupplungslamellen gegeneinander kann das Kupplungspaket ein- oder ausgekuppelt

werden, d.h., der Flüssigkeitskreislauf des Drehmomentwandlers kann umgangen oder beibehalten werden.

Das Kolbenblech 118 mit einer Betätigungsseite 158 und einer Ausrückseite 156 ist diejenige Komponente, welche das in der Druckkammer erzeugte Drehmoment zu den Kupplungslamellen 124, 128, 130 und 132 überträgt. Ein in der Druckkammer auf der Betätigungsseite 158 des Kolbenblechs 118 erzeugter Druck bewirkt eine axiale Verschiebung des Kolbenblechs zur Kupplungslamelle 124, die wiederum das Drehmoment zum Kupplungspaket überträgt und damit den Flüssigkeitskreislauf im Drehmomentwandler umgeht. Die durch eine Pumpe im Getriebe gepumpte Flüssigkeit wird zur Druckkammer geleitet, welche das Kolbenblech 118 axial verschiebt, um das Kupplungspaket einzukuppeln, welches schließlich den Flüssigkeitskreislauf im Drehmomentwandler umgeht. Ein Dichtungsbauteil 114 liegt am Kolbenblech 118 an und bildet eine Druckkammer, in die auf der Betätigungsseite des Kolbenblechs eine Flüssigkeit gepumpt werden kann, damit sie das Kolbenblech verschiebt und so das Umgehen des Flüssigkeitskreislaufs ermöglicht.

Das Dichtungsbauteil 114 kann unter Verwendung eines in der Technik bekannten Verfahrens mit dem vorderen Deckel 116 verschweißt sein. Das Dichtungsbauteil 114 kann ein ringförmiges Element mit einem L-förmigen Querschnittsprofil sein. Beispielsweise kann ein zwischen der Unterseite des Dichtungsbauteils 114 und dem Kolbenblech 118 angebrachter O-Ring 120 zum Abdichten des Drucks und der Flüssigkeit innerhalb der auf der Betätigungsseite 158 des Kolbenblechs 118 gebildeten Druckkammer dienen. Die in Fig. 7 gezeigte Anordnung stellt das herkömmliche Verfahren zum Abdichten des Kolbenblechs dar, bei dem ein separates Dichtungsbauteil wie beispielsweise das Dichtungsbauteil 114 eingesetzt werden.

Gegenwärtig erfordern Mehrlamellen-Wandlerkupplungen eine normalerweise durch Schweißen drehfest mit dem vorderen Deckel 116 verbundene zweite Platte 114, um die Druckkammer hinter dem Kolbenblech abzudichten. Wenn zum Abdichten des Kolbenblechs eine extra Platte benötigt wird, steigen die Materialkosten, da zur Herstellung der zweiten Platte zusätzlicher Stahl verbraucht wird. Darüber hinaus wird durch die zum Verschweißen der zweiten Platte mit dem Deckel des Drehmomentwandlers benötigte Zeit die Fertigungsdauer verlängert und die Komplexität des Fertigungsprozesses für den Drehmomentwandler erhöht. Die Bildung einer zweiten

Dichtungsplatte stellt einen Posten dar, der eine zusätzliche Fertigungszeit erfordert. Ferner kann auch die zum Verschweißen der zweiten Platte mit dem Deckel erforderliche Zeit eingespart werden, wenn auf die zweite Dichtungsplatte verzichtet werden könnte.

Somit besteht seit langem ein Bedarf an einem Dichtungsbauteil für die Betätigungsseite eines Kolbenblechs in einem Drehmomentwandler, durch welches auf eine separate zweite Dichtungsplatte verzichtet werden kann. Ferner besteht ein Bedarf an einem Dichtungsbauteil für ein Kolbenblech, das die Komplexität, die Kosten, die Montagezeit und die gesamten Fertigungskosten für ein Dichtungsbauteil für ein Kolbenblech verringern kann, indem eine Antriebsplatte bereitgestellt wird, welche die Betätigungsseite des Kolbenblechs abdichten und gleichzeitig mit den Kupplungslamellen einer Mehrlamellen-Drehmomentwandlerkupplung in Verbindung treten kann.

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung umfasst im Allgemeinen eine Kupplungsbaugruppe in einem Drehmomentwandler mit einem Kolbenblech, das funktionell so angeordnet ist, dass es einen axialen Druck auf eine Kupplung in der Kupplungsbaugruppe ausübt. Ein ringförmiges Bauteil kann drehfest mit einem Deckel des Drehmomentwandlers und drehfest mit einem Außenumfang der Kupplung verbunden sein. Eine erste Dichtung kann zwischen dem Kolbenblech und einem Innenumfang der Antriebsplatte angeordnet sein, um eine Dichtung zwischen dem Kolbenblech und dem Innenumfang zu bilden. Gemäß einigen Aspekten ist das ringförmige Bauteil eine Antriebsplatte, die so angeordnet ist, dass sie ein Drehmoment vom Deckel zur Kupplung überträgt, und das ringförmige Bauteil ist durch Schweißen fest mit dem Deckel verbunden. Die Kupplungsbaugruppe kann ferner eine erste Kupplungslamelle mit einem Außenumfang umfassen, wobei das ringförmige Bauteil in der Nähe des Außenumfangs drehfest mit der ersten Kupplungslamelle verbunden ist. Gemäß einigen Aspekten kann die erste Kupplungsplatte gegenüber dem ringförmigen Bauteil und die Kolbenblech gegenüber dem ringförmigen Bauteil axial verschoben werden. Als Kupplung kann eine stufenlose Rutschkupplung mit einer Vielzahl zweiter Kupplungslamellen dienen, wobei die Vielzahl zweiter Kupplungslamellen gegenüber dem ringförmigen Bauteil axial verschoben werden kann. Das Kolbenblech kann ferner ein Ende am Innenumfang umfassen, wobei der Drehmomentwandler ferner einen Zwischenraum zwischen dem Deckel und dem Kolbenblech umfasst, und in der Nähe des Endes am Innenumfang ist eine zweite

Dichtung angebracht, wobei die erste und die zweite Dichtung den Zwischenraum im Wesentlichen abdichten. Der Drehmomentwandler kann so angeordnet sein, dass er den Druck in dem Zwischenraum verändert, um das Kolbenblech axial zu verschieben. Als Dichtung kann eine U-förmige oder eine L-förmige Dichtung verwendet werden, wobei die Dichtung aus einem Kautschuk- oder einem O-Ring bestehen kann.

Ferner umfasst die Erfindung im Allgemeinen eine Antriebsplatte für eine Kupplung in einem Drehmomentwandler, die ein axial verschiebbares Segment beinhaltet, welches drehfest mit einem Außenumfang der Kupplung und mit einem Deckel des Drehmomentwandlers verbunden ist. Ein Dichtungselement kann zwischen dem Ende am Innenumfang der Antriebsplatte und einem Kolbenblech angeordnet werden, das gegen die Kupplung drückt, wobei zwischen einer Dichtung des Endes am Innenumfang und am Kolbenblech eine Abdichtung entsteht. Gemäß einigen Aspekten ist die Antriebsplatte so angeordnet, dass sie ein Drehmoment vom Deckel zur Kupplung überträgt, und das Kolbenblech ist so angeordnet, dass es axial gegen die Kupplung drückt.

Ferner umfasst die Erfindung eine Kupplungsbaugruppe in einem Drehmomentwandler mit einem Kolbenblech, das funktionell so angeordnet ist, dass es einen axialen Druck auf eine Kupplung in der Kupplungsbaugruppe ausübt. Ferner kann eine Antriebsplatte mit einem Innenumfang fest mit einem Deckel des Drehmomentwandlers und drehfest mit einem Außenumfang der mindestens einen Kupplungslamelle in der Kupplung verbunden sein und einen Innenumfang umfassen. Eine Dichtung kann zwischen dem Kolbenblech und dem Innenumfang der Antriebsplatte verbunden sein und am Kolbenblech und am Innenumfang der Antriebsplatte anliegen, wobei das Kolbenblech gegenüber dem ringförmigen Bauteil axial verschoben werden kann.

Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Drehmomentwandler mit einer Dichtung zwischen Antriebsplatte und Kolbenblech bereitzustellen, die Fertigungskosten und -zeit einspart.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Drehmomentwandler bereitzustellen, der die Aufgaben eines Dichtungsbauteil zwischen Antriebsplatte und Kolbenblech in einer Komponente vereint.

Diese sowie weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsarten der Erfindung und aus den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen klar.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein allgemeines Blockschaubild des Kraftflusses in einem Motorfahrzeug, das der Erläuterung der Beziehungen und Funktionen eines Drehmomentwandlers in dessen Antriebsstrang dient;

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers nach dem Stand der Technik, der an einem Motor eines Motorfahrzeugs angebracht ist;

Fig. 3 ist eine Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Drehmomentwandlers entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 2 von der linken Seite;

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des in den Figuren 2 und 3 gezeigten Drehmomentwandlers entlang der Schnittlinie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 ist eine erste Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung aus der Sicht eines Betrachters des in Explosionsdarstellung gezeigten Drehmomentwandlers von der linken Seite;

Fig. 6 ist eine zweite Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung aus der Sicht eines Betrachters des in Explosionsdarstellung gezeigten Drehmomentwandlers von der rechten Seite;

Fig. 7 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers mit einer Mehrlamellenkupplung;

Fig. 8 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers mit einer Mehrlamellenkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers wie in Fig. 8 für den durch den Kreis 9 und 10 in Fig. 8 gekennzeichneten Ausschnitt, der die vorliegende Erfindung zeigt; und

Fig. 10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers wie in Fig. 8 für den durch den Kreis 9 und 10 in Fig. 8 gekennzeichneten Ausschnitt, der eine alternative Ausführungsart der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Von vornherein sollte klar sein, dass gleiche Bezugsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente der Erfindung bezeichnen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die gegenwärtig als bevorzugt angesehenen Aspekte beschrieben wird, sollte klar sein, dass die beanspruchte Erfindung nicht auf die beschriebenen Aspekte beschränkt ist.

Außerdem ist klar, dass diese Erfindung nicht auf die bestimmten beschriebenen Verfahren, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Ferner ist klar, dass die hier gebrauchten Begriffe nur zur Beschreibung bestimmter Aspekte dienen und nicht als Einschränkung des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung zu verstehen sind, der nur durch die angehängten Ansprüche eingeschränkt wird.

Sofern nicht anderweitig definiert, haben alle hier gebrauchten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, wie sie einem Fachmann geläufig ist, an den sich diese Erfindung richtet. Obwohl zum Durchführen oder Testen der Erfindung beliebige Verfahren, Einrichtungen oder Materialien verwendet werden können, die den hier beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, werden im Folgenden die bevorzugten Verfahren, Einrichtungen und Materialien beschrieben.

Fig. 8 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers 110 gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ansicht sind das Dichtungsbauteil 114 und die Antriebsplatte 112 (die beide in Fig. 7 dargestellt sind) weggelassen worden. Das Dichtungsbauteil 114 und die Antriebsplatte 112 sind durch die Antriebsplatte 146 ersetzt worden, die sich in Richtung zur Mitte des vorderen Deckels 116 bis zur Fläche 162 des

Kolbenblechs 118 erstreckt. Die Funktionen beider Elemente, d.h. des Dichtungsbauteils 114 und der Antriebsplatte 112, werden durch ein einziges Element, die Antriebsplatte 146, ausgeführt. Die Antriebsplatte 146 ist mit dem vorderen Deckel 116 und dem Außenumfang der durch die Kupplungslamellen 124, 128, 130 und 132 dargestellten Kupplung drehfest verbunden. Insbesondere ist die Antriebsplatte 146 drehfest mit dem Außenumfang der Kupplungslamellen 124, 128 und 130 und die Dämpferplatte 138 drehfest mit den Kupplungslamellen 132 verbunden. Wenn die Kupplungslamellen 124, 128 und 130 axial zusammengedrückt werden, bewirkt die auf die Kupplungslamellen 132 einwirkende Reibung zwischen den Scheiben 124, 128 und 130 die übertragung eines Drehmoments zur Dämpferplatte 138.

Unter „drehfest verbunden oder befestigt" ist zu verstehen, dass die Platte und die Gehäuseschale so miteinander verbunden sind, dass sich die beiden Komponenten gemeinsam drehen, das heißt, die beiden Komponenten sind bezüglich der Drehung miteinander verbunden. Durch das drehfeste Verbinden von zwei Komponenten wird nicht unbedingt die Relativbewegung in anderen Richtungen eingeschränkt. Zum Beispiel können zwei drehfest miteinander verbundene Komponenten über eine Zahnkranzverbindung eine axiale Bewegung gegeneinander ausführen. Es sollte jedoch klar sein, dass eine drehfeste Verbindung nicht unbedingt bedeutet, dass eine Bewegung in anderen Richtungen möglich ist. Zum Beispiel können zwei drehfest miteinander verbundene Komponenten in axialer Richtung fest miteinander verbunden sein. Die obige Erläuterung der drehfesten Verbindung gilt auch für die folgenden Erörterungen. Sofern nicht anders definiert, ist unter einer Verbindung eine drehfeste Verbindung zu verstehen.

Die Dichtung an der Antriebsplatte 146, welche die Abdichtung der Druckkammer zur Betätigungsseite 158 des Kolbenblechs 118 hin bewirkt, kann durch eine beliebige in der Technik bekannte Dichtung ausgeführt werden. Zwei mögliche Dichtungsformen sind die in den Figuren 8 und 9 dargestellten Bauteile 148 und 150 und die in Fig. 10 dargestellte Lippendichtung 152. Es sollte klar sein, dass die Dichtung zwischen dem Ende 160 am Innenumfang der Antriebsplatte und der Fläche 162 des Kolbenblechs die Dichtungsbauteile 148, 150 und 152 beinhalten kann, aber nicht darauf beschränkt ist, d.h., die gezeigten und beschriebenen Dichtungsmittel können durch andere in der Technik bekannte alternative Dichtungsmittel ersetzt werden. Gemäß einigen Aspekten steht die Antriebsplatte 146 auch mit den Kupplungslamellen der stufenlosen Rutschkupplungsbaugruppe an einer Stelle in Verbindung, die vom Ende 160 am

Innenumfang aus gesehen radial außen liegt. Durch das Anordnen des Dichtungselements 148, 150 oder 152 am Ende 160 am Innenumfang der Antriebsplatte und der Kupplungslamellen an einem radial äußeren Ende der Antriebsplatte 146 ist die Antriebsplatte 146 in der Lage, gleichzeitig auf die Kupplungslamellen und das Kolbenblech 118 einzuwirken.

Die durch das Zusammenwirken zwischen dem Ende 160 am Innenumfang der Antriebsplatte 146 und der Fläche 162 des Kolbenblechs 118 gebildete Druckkammer ermöglicht das Erzeugen eines Flüssigkeitsdrucks auf der Betätigungsseite 158 des Kolbenblechs 118. Dieser Flüssigkeitsdruck wird in der Druckkammer durch eine mit dem Getriebe verbundene separate Pumpe erzeugt und kann das Kolbenblech 118 axial gegen die Kupplungslamellen 124, 128, 130 und 132 drücken. Wenn in der Druckkammer auf der Betätigungsseite 158 ein ausreichend hoher Druck erzeugt wird, kuppelt das Kolbenblech 118 die Kupplungslamellen komplett ein, und der Flüssigkeitskreislauf im Drehmomentwandler wird umgangen. Wenn der Druck in der Druckkammer auf der Betätigungsseite 158 sinkt, wird das Kolbenblech 118 axial von den Kupplungslamellen 124, 128, 130 und 132 weg verschoben, sodass die Kupplung wieder getrennt und die Umgehung des Flüssigkeitskreislaufs im Drehmomentwandler aufgehoben wird. Die Dichtung am Ende 160 am Innenumfang der Antriebsplatte 146 verbleibt während dieser axialen Verschiebung des Kolbenblechs 118 in ständigem Kontakt mit der Fläche 162 des Kolbenblechs 118. Durch das gleichzeitige Abdichten am Ende 160 am Innenumfang und an der Fläche 162 wird der Druck- und Flüssigkeitsverlust aus der Druckkammer verhindert und die übertragung eines Flüssigkeitsdrucks an der Betätigungsseite 158 auf das Kolbenblech 118 ermöglicht, sodass die Kupplungslamellen durch Reibung ineinander greifen und eine Umgehung des Flüssigkeitskreislaufs im Drehmomentwandler bewirken. Das Zusammenwirken mit dem abgedichteten Ende 160 am Innenumfang der Antriebsplatte 146 kann durch Reibung erfolgen und sollte vorzugsweise eine axiale Bewegung des Kolbenblechs 118 zulassen.

Fig. 9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Antriebsplatte 146, welche die Betätigungsseite 158 des Kolbenblechs 118 gemäß der vorliegenden Erfindung abdichtet. Die Antriebsplatte 146 übt eine Doppelfunktion aus, indem sie einerseits die Kupplungslamellen 124, 128 und 130 und indirekt die Kupplungslamelle 132 am Außenumfang haltert und miteinander verknüpft und andererseits die Betätigungsseite des Kolbenblechs 118 abdichtet. Die Anzahl der Kupplungslamellen der gezeigten stufenlosen

Rutschkupplungsbaugruppe kann variiert werden. Es ist in Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung enthalten, dass die Antriebsplatte 146 mit einer Kupplungslamelle oder mit einer Vielzahl von Kupplungslamellen verknüpft ist. Die Kupplungslamellen der in Fig. 7 gezeigten herkömmlichen Mehrlamellen-Wandlerkupplung sind den Kupplungslamellen der in den Figuren 8, 9 und 10 gezeigten Ausführungsart ähnlich, sodass hierfür gleiche Bezugsnummern verwendet wurden. Dies gilt auch für andere Elemente des Drehmomentwandlers gemäß der vorliegenden Erfindung, die dem in Fig. 7 gezeigten Drehmomentwandler nach dem Stand der Technik ähnlich sind, indem für ähnliche Teile in den Figuren 8, 9 und 10 dieselben Bezugsnummern wie in Fig. 7 verwendet wurden.

Die Antriebsplatte 146 ist eine ringförmige Komponente, die aus einem Stahlblechrohteil zu einer Platte mit einem L-förmigen Querschnittsprofil gepresst wurde. Diese Gestaltung stellt nur eine mögliche Form für die Antriebsplatte 146 dar, und Formänderungen dieses Elements sind in Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung enthalten. Während Antriebsplatten nach dem Stand der Technik am vorderen Deckel 116 angeschweißt waren, bündig mit der Innenfläche des vorderen Deckels 116 abschlössen und nicht bis zur Fläche 162 des Kolbenblechs 118 reichten, erstreckt sich die Antriebsplatte 146 gemäß der vorliegenden Erfindung in Richtung zur Mittelachse des vorderen Deckels 116 bis zur Fläche 162 des Kolbenblechs 118. Dadurch, dass die Antriebsplatte 146 bis zur Fläche 162 des Kolbenblechs 118 reicht, kann auf ein (in Fig. 7 gezeigtes) separates Dichtungsbauteil 114 verzichtet werden, was zu einer Verringerung der Materialkosten und der Fertigungszeit führt. Durch den Verzicht auf das Dichtungsbauteil 114 wird die Fertigungszeit verringert, da die Fertigungsschritte zum Bilden des Dichtungsbauteils 114 und zum Befestigen des Dichtungsbauteils am vorderen Deckel 116 entfallen. Die (in Fig. 7 gezeigte) Antriebsplatte 112 und die Antriebsplatte 146 gemäß der vorliegenden Erfindung werden auf ähnliche Weise, d.h. durch Schweißen, am vorderen Deckel 116 befestigt. Durch das Vereinen der Funktionen der Antriebsplatte und des Dichtungselements für das Kolbenblech in einer Komponente 146 entfällt der Schritt des Anschweißens eines separaten Dichtungsbauteils ganz, und die Fertigungszeit und die Materialkosten werden verringert.

Die Antriebsplatte 146 dichtet die Kolbenblech 118 mit einem Ring 150, der einen L- förmigen Querschnitt aufweist, und einem O-Ring 148 ab. Durch die L-Form des Rings 150 entsteht eine Lippe, welche den O-Ring 148 aufnimmt. Durch die Kombination aus

dem Ring 150 und dem O-Ring 148 wird eine Dichtung an der Fläche 162 des Kolbenblechs 118 gebildet, die das Entweichen von Flüssigkeit aus der Druckkammer an der Betätigungsseite 158 der Kolbenblech 118 verhindert. Bei dem in Fig. 9 gezeigten Dichtungsverfahren kann der O-Ring 148 aus einem verformbaren und gleichzeitig elastischen Material wie beispielsweise Gummi, Latex, Kunststoff oder anderen elastischen Substanzen gebildet werden, jedoch ist das Verfahren nicht auf solche Substanzen beschränkt. Der Stützring 150 kann aus verschiedenen Substanzen, darunter Gummi, Stahl, Aluminium, andere Metalle und verschiedene Legierungen, bestehen, jedoch steht der Ring 150 bei einer handelsüblichen Dichtungsbaugruppe, wie sie in der Technik bekannt ist, im Allgemeinen mit dem O-Ring 148 in Verbindung.

Das Ende 160 am Innenumfang der Antriebsplatte 146 ist in der Nähe der Fläche 162 des Kolbenblechs 118 dargestellt. Die Zuordnung zwischen dem Ende 160 am Innenumfang und der Fläche 162 kann zur Anpassung an die verschiedenen Substanzen verändert werden, die in einer aus 148 und 150 oder aus 152 bestehenden Dichtungsbaugruppe verwendet werden können. Wenn für die Kupplungsbaugruppe zum Abdichten zwischen dem Ende 160 am Innenumfang und der Fläche 162 des Kolbenblechs 118 nur ein O-Ring ähnlich dem O-Ring 148 verwendet wird, kann es von Vorteil sein, das Ende 160 am Innenumfang der Antriebsplatte 146 so weit zu verlängern, dass es die Fläche 162 des Kolbenblechs 118 berührt oder fast berührt. Es sollte jedoch klar sein, dass zahlreiche andere in der Technik bekannte Dichtungsverfahren verwendet werden können, um die Abdichtung zwischen dem Kolbenblech 118 und der Antriebsplatte 146 herzustellen.

In der Antriebsplatte 146 ist ein Bogensegment 164 mit einer gezeigten Form gebildet, um die Elastizität und Haltbarkeit der Antriebsplatte 146 und der Dichtung zwischen der Antriebsplatte 146 und dem Kolbenblech 118, insbesondere am Ende 160 am Innenumfang und an der Fläche 162, zu erhöhen. Die Form des Bogensegments 164 an der Antriebsplatte 146 soll auch Platz für die axiale Verschiebung des Kolbenblechs 118 schaffen. Das Bogensegment 164 kann verschiedene andere Formen annehmen, die von vielen Faktoren abhängen, unter anderem vom Anwendungsbereich des Drehmomentwandlers, von der erforderlichen Elastizität der Antriebsplatte und von dem für die axiale Verschiebung des Kolbenblechs benötigten Platz. Es sollte klar sein, dass das Bogensegment 164 verschiedene andere Gestaltungsformen annehmen kann und dass in Geist und Geltungsbereich der Erfindung verschiedene Gestaltungsformen der Antriebsplatte 146 enthalten sind, bevor diese die Dichtungsfläche 162 des Kolbenblechs

118 erreicht. Gemäß einigen Aspekten kann das Bogensegment 164 ganz entfallen und die Antriebsplatte 146 bis auf den Kupplungsteil der Antriebsplatte 146 aus einer ebenen Platte bestehen, der gewinkelt oder gebogen bleiben muss, um in die Kupplungslamellen einzugreifen.

Fig. 10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsart der Antriebsplatte 146 gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Antriebsplatte 146 eine Lippendichtung 152 zum Abdichten der Druckkammer auf der Betätigungsseite 158 des Kolbenblechs 118 zur Fläche 162 aufweist. Diese alternative Ausführungsart der Antriebsplatte 146 kann aus einer ringförmigen Komponente bestehen, die aus einem Stahlblechrohteil zu einer Platte mit einem L-förmigen Querschnittsprofil gepresst wurde. Die Form kann jedoch variiert werden, und es sollte klar sein, dass änderungen der Form der Antriebsplatte 146 in Geist und Geltungsbereich der Erfindung enthalten sind. Während Antriebsplatten nach dem Stand der Technik am vorderen Deckel 116 angeschweißt waren und bündig mit der Innenfläche des vorderen Deckels 116 abschlössen, erstreckt sich die Antriebsplatte 146 in Richtung zur Mittelachse des vorderen Deckels 116 bis zur Fläche 162 des Kolbenblechs 118. Die Flüssigkeit auf der Betätigungsseite 158 wird durch eine Lippendichtung 152, die an der Fläche 162 des Kolbenblechs 118 anliegt, gegen Druckabfall abgedichtet. Die Lippendichtung 152 weist ein U-förmiges Querschnittsprofii auf, damit die Lippendichtung 152 das Ende 160 am Innenumfang der Antriebsplatte 146 umhüllen kann. Die Lippendichtung 152 kann aus einem verformbaren und gleichzeitig elastischen Material wie beispielsweise Gummi, Latex, Kunststoff oder anderen elastischen Substanzen bestehen, ist jedoch nicht auf solche Substanzen beschränkt. Die Lippendichtung 152 kann zum Beispiel eine Form ähnlich wie in Fig. 9 annehmen, bei der zum Haltern der Dichtung ein starrer Ring verwendet wird. Solche Stützringe können Lücken zwischen dem Ende 160 am Innenumfang der Antriebsplatte 146 und der Fläche 162 des Kolbenblechs 118 ausgleichen. Durch den engen Kontakt zwischen dem Ende 160 am Innenumfang und den Innenflächen der Lippendichtung 152 sowie durch den engen Kontakt zwischen der Fläche 162 und der Außenfläche der Lippendichtung 152 wird das Ende 160 am Innenumfang gegen die Fläche 162 abgedichtet und bildet die Druckkammer auf der Betätigungsseite 158. Es sollte jedoch klar sein, dass zum Erzeugen der Abdichtung zwischen dem Kolbenblech 118 und der Antriebsplatte 146 zahlreiche andere in der Technik bekannte Verfahren verwendet werden können.

Bei der in Fig. 10 gezeigten alternativen Ausführungsart der Antriebsplatte 146 kann das Segment 164 der Antriebsplatte 146 zusätzliche Elastizität verleihen und lässt dem Kolbenblech 118 ausreichend axiale Bewegungsfreiheit. Das Bogensegment 164 kann in verschiedenen anderen Formen gestaltet werden, die in Fig. 9 und 10 nicht gezeigt sind. Dem Fachmann ist klar, dass die bei der Bildung der Antriebsplatte 146 zu berücksichtigenden Anforderungen an die Bewegungsfreiheit und die Elastizität zahlreiche Gestaltungsformen zulassen, die den hier beschriebenen Lösungsansätzen gleichwertig sind. Gemäß einigen Aspekten können im Bogensegment 164 der Antriebsplatte 146 ähnlich der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsart mehrere Bögen vorgesehen werden, um eine bestimmte Dichtung aufzunehmen. Es sollte jedoch klar sein, dass die Antriebsplatte 146 nicht auf eine bestimmte Form beschränkt ist.

Somit ist zu erkennen, dass die Aufgaben der Erfindung wirksam gelöst werden, obwohl sich der Fachmann änderungen und Modifikationen vorstellen kann, die in Geist und Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung enthalten sind. Obwohl die Erfindung unter Bezug auf eine bestimmte bevorzugte Ausführungsart beschrieben wurde, ist klar, dass änderungen vorgenommen werden können, ohne von Geltungsbereich oder Geist der beanspruchten Erfindung abzuweichen.