(57)【要約】【課題】自動変速機の多板クラッチ及び多板ブレーキの冷却効率の向上。【解決手段】自動車の自動変速機の多板クラッチ及び多板ブレーキのための冷却液供給方法の範囲内で、冷却液が多板クラッチ又は多板ブレーキ（１）を半径方向外側から回転中心の方向に、又は逆方向に確定的に貫流し、その際冷却液入口と冷却液出口の間の冷却液の所定の圧力差によってクラッチ又はブレーキパケットの所定の流量が保証される。冷却液供給装置はクラッチ又はブレーキ（１）の一部又は全部を取囲む環状路（２）として形成されている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の自動変速機の多板クラッチ及び多板ブレーキのための冷却液供給方法において、
冷却液が多板クラッチ又はブレーキ（１）を半径方向外側から回転中心の方向へ又は逆方向へ確定的に貫流し、その際冷却液入口と冷却液出口の間の冷却液の所定の圧力差によってクラッチパケット又はブレーキパケットの所定の流量が保証されることを特徴とする方法。
【請求項２】
圧力差が冷却液体積流量制御のための適当な制御機構により変動し得るように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
冷却液の供給がブレーキ（１）又はクラッチの一部又は全部を取囲む少なくとも１個の環状路（３、４）又は冷却液供給室を経て行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
冷却液体積流量制御のための制御信号として冷却液の動圧を使用することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
冷却液の動圧の電子制御が故障したときに、非常用プログラムに関連する応急油圧始動能力を保証するために、冷却液の動圧をクラッチ又はブレーキ（１）のクラッチ弁の直接制御信号として使用することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
冷却液の供給がブレーキ又はクラッチ（１）の内板ホルダ（７）の内側で半径方向内側から外側へ行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項７】
冷却液供給及び排出装置を有し、自動車の自動変速機の多板クラッチ及び多板ブレーキに冷却液を供給する、特に請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法の実施のための装置において、
クラッチ又はブレーキパケットの所定の流量を保証するために、冷却液入口と冷却液出口の間に冷却液の所定の圧力差を得ることができることを特徴とする装置。
【請求項８】
冷却液入口と冷却液出口の間で冷却液に回転数差依存性の所定の圧力差が得られるように、所定の流れ抵抗を引き起こす溝形がクラッチ又はブレーキ（１）の摩擦ライニングに設けられていることを特徴とする請求項７に記載の冷却液供給装置。
【請求項９】
冷却液供給部がクラッチ又はブレーキ（１）の一部又は全部を取囲む環状路（２）として形成されていることを特徴とする請求項７に記載の冷却液供給装置。
【請求項１０】
環状路（２）が第１及び第２の環状路（３、４）を有する二重の環状路として形成され、第１の環状路（３）は供給路として設計され、外板（５）及び外板ホルダ（６）へのディスク接合部によって誘起された熱が第１の環状路（３）で吸収され、第２の環状路（４）は冷却液供給室として形成され、ここから冷却液が半径方向外側から内側へブレーキ（１）又はクラッチの方向に送られることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
冷却液供給室（４）からクラッチパケットへの冷却液の通過を可能にするために、ブレーキ（１）又はクラッチの外板ホルダ（６）が開口を備えていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
冷却液供給室（４）からクラッチパケットへの冷却液の通過を可能にするために、ブレーキ又はクラッチ（１）の外板（５）が開口を備えていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
環状路（２）が冷却液供給室（４）からなり、冷却液の体積流量を配分することができるように、外板ホルダ（６）からクラッチパケットへの通過口にオリフィスが設けられていることを特徴とする請求項８、９、１１及び１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
熱せられた冷却液をクラッチパケットから用意された冷却液排出室（９）へ導くために、内板ホルダ（７）に開口が設けられていることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
熱せられた冷却液が内板（８）の接合部のすきまを経て用意された冷却液排出室（９）に流出するように、内板（８）の接合部のすきま又は切欠きが設計されていることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
冷却液排出室（９）が油だめ（１２）への無圧の連絡路を有することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の装置。
【請求項１７】
冷却液供給室（４）と冷却液排出室（９）の間にシールが設けられていることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
最後の外板をケースにささえることにより、ブレーキ又はクラッチ（１）が操作中の場合は隣接するピストン（１３）にささえることにより密封が行なわれることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
密封のためにピストン側とささえ側に、又は外板（５）の接合部にエラストマー密封部材が設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
内板ホルダ（７）に溝付きライニングディスクが配置され、ブレーキ又はクラッチ（１）に回転数差があれば冷却液供給室（４）に動圧が誘起され、動圧の大きさが回転数差の二乗の関数であることを特徴とする請求項８乃至１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
冷却液供給室（４）に流体動圧が発生しないように、ブレーキ又はクラッチ（１）の外板（５）がライニングディスクとして形成されていることを特徴とする請求項８乃至２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
動圧の補償がクラッチパケットに作用するように、ピストン外側密封直径（ｒ−ＫＡＤ）とピストン作用直径（ｒ−ＫＡ）の比が設定されていることを特徴とする請求項８乃至２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
冷却液がクラッチ又はブレーキ（１）を回転中心から半径方向外側へ確定的に貫流するように、ブレーキ（１）又はクラッチ（７）の内板ホルダが形成され、冷却液の供給がブレーキ（１）又はクラッチの内板ホルダ（７）の内側で行われ、かつ冷却液供給室（４）及び冷却液排出室（９）が設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
【請求項２４】
他の部材への冷却液の無秩序な流出を回避するために、隔壁によってクラッチ室又はブレーキ室の密封が設けられていることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
隔壁が外側でラビリンスパッキン（１０）又はエラストマーパッキンによりケース及び内径を密封するように配置されていることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
冷却液の通過を可能にするために、内板ホルダ（７）に開口が設けられていることを特徴とする請求項２３乃至２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
内板（８）の接合部のすきま又は切欠きが冷却液の通過を可能にすることを特徴とする請求項２３乃至２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
熱せられた冷却液の流出を可能にするために、外板ホルダ（６）に開口が設けられていることを特徴とする請求項２３乃至２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
熱せらた冷却液が外板（５）の接合部のすきまを経て流出するように、外板（５）の接合部のすきまが設計されていることを特徴とする請求項２３乃至２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
油だめ（１２）へのオリフィスを有する環状路（１１）が設けられ、熱せられた冷却液が油だめ（１２）に流出することを特徴とする請求項２３乃至２９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３１】
最後の外板をケースに、操作中の場合は隣接するピストン（１３）にささえることによって、冷却液供給室（４）と冷却液排出室（９）の間に密封が設けられることを特徴とする請求項２３乃至３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３２】
ピストン側及びささえ側の、又は外板（５）の接合部のエラストマー密封部材によって、冷却液供給室（４）と冷却液排出室（９）の間に密封が設けられることを特徴とする請求項２３乃至３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３３】
冷却液供給圧力がピストン内側密封直径（ｒ−ＫＩＤ）とピストン作用直径（ｒ−ＫＡ）の間に生じる環状面に同時に作用し、面の大きさに応じて部分的又は完全な補償を行うように、ピストン内側密封直径（ｒ−ＫＩＤ）とピストン作用直径（ｒ−ＫＡ）の比が設定されていることを特徴とする請求項２３乃至３２のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の自動変速機の多板クラッチ又は多板ブレーキのための請求項１の上位概念に基づく冷却液供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術によれば自動変速機はケースに固設されたささえを有する湿式回転多板クラッチ及び／又は多板ブレーキを装備する。この場合一部で始動要素としても使用されるこれらのシフト要素は、油の泡立ちや高いドラグトルクを回避するために、油だめに没入しないように配置され又は形成されている。
【０００３】
シフト要素又は始動要素を冷却するために、先行技術では別個の冷却液供給路が設けられる。クラッチの回転とともに冷却液はたいてい内側から供給され、摩擦ライニングの溝を通って冷却液を送るために遠心力の作用を利用する。多板ブレーキが締結されると（操作及び同期のいずれにせよ）、冷却液を内側からライニングの溝を経て送るための遠心力の作用はもはや存在しない。ところがシフト要素として使用される多板ブレーキにとっては、発生するシフト仕事のために冷却効果が十分であるから、もはや冷却液を送る必要がない。
【０００４】
ドイツ国特許第１９８００４９０号（ＤＥ１９８００４９０Ｃ２）には変速機軸に配置された２個の多板クラッチの冷却装置が記載されている。この場合２つの多板クラッチは半径方向に重設され、液流の供給は変速機軸を経て行われ、液流は案内板により作動中のクラッチへ導かれる。この場合クラッチの特定の配列が必要であるが、こうした配列は取付け場所の都合上不利であるという欠点がある。
【０００５】
湿式多板ブレーキは始動要素、例えば後退段のための始動ブレーキとしても使用される。この場合摩擦仕事によって発生する熱を始動ブレーキから排出するために、ブレーキが完全に液浸され、その際この液体が交換される。ブレーキ全体に充填することによってドラグトルクが発生し、これが他の部材にも影響する。また熱吸収の後に熱い流体の確実な交換と排出を保証する確定した流体流れ方向が保証されないから、冷却液の局部的熱過負荷が起こる可能性がある。熱負荷を生じる始動過程の後にブレーキを締結し、又は小さなスリップを伴い操作する場合が特にそうである。
【０００６】
さらにブレーキ又はクラッチの局部的温度上昇によって摩擦挙動即ち摩擦係数の経過が不都合に変化し、ドライブトレインに摩擦振動が誘起され、乗り心地の大幅な低下を招く。極度の熱過負荷の場合は変速機の充填液に負担がかかり、もはや恒久的な充填液でなくなってしまう。このことは利用者の費用に否定的影響を及ぼす。
【０００７】
【特許文献１】
ドイツ国特許第１９８００４９０号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底にあるのは、自動車の自動変速機の多板クラッチ及び多板ブレーキの冷却液供給のための方法及び装置において、先行技術の欠点を回避する方法及び装置を示す課題である。特に始動要素としても使用される多板ブレーキの冷却液の案内を、切断及び締結状態で所定の流量及び効果的な冷却作用が得られるように構成することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
冷却液の供給方法に関して、この課題は請求項１の特徴によって解決される。冷却液の供給装置は請求項７の主題である。その他の実施形態と利点は当該の従属請求項で明らかである。
【００１０】
それによれば冷却液がクラッチ又はブレーキを半径方向外側から回転中心の方向へ、又は逆方向に確定的に貫流するように冷却液案内を構成することが提案される。
【００１１】
この場合冷却液入口と冷却液出口の間の冷却液の圧力差によってクラッチパケット又はブレーキパケットの所定の流量が保証される。これはとりわけ摩擦ライニングに溝を形成し、その結果所定の流れ抵抗が生じることによって達成される。
【００１２】
本発明によればこの圧力差を変動可能に構成することができる。この目的のために、例えば多板ブレーキ又は多板クラッチを締結したときに体積流量が明らかに減少するように、冷却液体積流量制御のための適当な制御機構を設けることができる。こうして、冷却液体積流量が、始動操作のほかに、変速機のシフト操作及び潤滑のために利用される。このことは小さな寸法の変速機用流体ポンプの使用を可能にし、効率に対して肯定的影響を及ぼす。冷却のための残りの残存体積流量によって、締結されたクラッチパケットを効果的に引き続き冷却することができる。
【００１３】
冷却液供給装置の第１の好ましい実施形態に関連して、ブレーキ又はクラッチの一部又は全部を取囲む少なくとも１個の環状路又は冷却液供給室により冷却液の供給を行うことを提案する。
【００１４】
この実施形態では、回転数差のもとで環状路に発生する動圧を冷却液体積流量制御のための制御信号として使用することができる。また本発明によれば、電子制御が故障したときに非常用プログラムに関連して応急油圧始動操作を保証するために、動圧をクラッチ弁のための直接制御信号として使用することができる。
【００１５】
第２の好ましい実施形態では冷却液の供給がブレーキ又はクラッチの内板ホルダの内部で内側から外側へと行われる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に添付の図に基づき発明を詳述する。図１に自動変速機の断面図に関連してブレーキ１が示されている。ブレーキ１は本発明に基づく冷却液供給装置によって冷却される。
【００１７】
冷却液供給装置は冷却液の移行を実現するために二重の環状路２を具備する。供給路として設計された第１の環状路３では、冷却液が上向きにブレーキ１の方向（矢印の方向）へ送られ、そこで環状路として図示した冷却液供給室４に移行する。外板（アウターディスク）５及び外板ホルダ６へのディスク接合部に誘起される熱は、第１の環状路３で冷却液を輸送するときすでに吸収される。また冷却液体積流量の案内のための複雑な案内路は環状路３によって回避される。
【００１８】
この実施形態の好ましい変型によれば、第１の環状路３を廃止することができる。この場合は冷却液が第２の環状路４へ直接送られ、次に外板ホルダ６からクラッチパケットに至る通過口の適当なオリフィスによって冷却液の体積流量を周囲に配分することができる。
【００１９】
冷却液供給室４からクラッチパケットへの冷却液の通過は外板ホルダの開口、ライニングの溝、又は代案として外板５の開口を経て行われる。
【００２０】
熱せられた冷却液は本発明に基づきクラッチパケットから内板ホルダ７の開口又は内板（インナーディスク）８の接合部のすきまを経て矢印方向に導かれ、冷却液排出室９に至る。冷却液排出室９は油だめ１２への無圧の連絡路を有する。
【００２１】
この場合、端の外板をケースで、また、操作中の場合は隣接するピストン１３で支持することによって、冷却液供給室４と冷却液排出室９の間に密封が設けられる。代案として、密封のためにエラストマー密封部材をピストン側及び支持部材側に、又は外板５の接合部に付設することができる。
【００２２】
図１の実施形態では内板ホルダ７に溝付きライニングディスクが配置されている。この設計によって、ブレーキに回転数差があれば冷却液供給室４に動圧が誘起される。動圧の大きさは回転数差の二乗の関数である。
【００２３】
この圧力情報は冷却油の体積流量の制御のために使用される。非常用プログラムに切換えた場合は応急機能のためにこの情報を使用することもできる。当該のブレーキ又はクラッチのクラッチ圧力を調整する制御弁又はクラッチ弁の制御信号として送られる動圧によって、乗物を危険な場所（例えば鉄道の踏切、高速道路）から撤去するために緊急始動を純油圧的に行うことができ、多額の追加費用（例えばピトー管、補助弁、遠心力制御器等）は不要である。
【００２４】
発明の別の実施形態では外板５をライニングディスクとして形成することができる。それによって冷却液供給室４に流体動圧が発生しない。こうして回転数差が高い場合でも、冷却液を低い圧力でディスクに通すことができる利点がある。この実施形態は図３の主題である。
【００２５】
本発明によればライニングディスクの回転時の動圧の補償がクラッチパケットに作用するように、ピストン外側密封直径ｒ−ＫＡＤ即ちピストン１３の外側パッキンリングの直径と、ピストン作用直径ｒ−ＫＡ即ちクラッチパケット内接直径の比を設定する。回転数差の場合に動圧がライニングの溝を経てピストン力に逆作用し、これによりブレーキのトルク伝達能力にマイナスの影響を及ぼすからである。この場合部分補償、完全補償又は過補償を取り上げることができる。ピストン１３のピストン外側密封直径及び内接直径の有利な構成を図３に示す。
【００２６】
ブレーキ１を有する自動変速機の断面図を図２に示す。ブレーキ１は第２の実施形態による冷却液供給装置によって冷却され、その際冷却液はクラッチ又はブレーキ１を回転中心から半径方向外側へ矢印に従って確定的に貫流する。この場合冷却液の供給はブレーキ１又は回転するクラッチの内板ホルダ７の内側で行われる。
【００２７】
本発明によれば他の部材への冷却液の無秩序な流出の結果、ドラグトルク及び冷却液の泡立ちが生じることを回避するために、隔壁によってクラッチ室又はブレーキ室の密封が設けられる。この隔壁は図４に例示するように、ラビリンスパッキン１０又はエラストマー摩擦パッキンにより外側がケース及び内径に密接するように配設することができる。
【００２８】
冷却液の通過は内板ホルダ７の開口を経て、又は代案として内板８の接合部のすきまを経て行われる。熱せられた冷却液の流出は、ブレーキの場合は外板ホルダ７の開口を経て、又は代案として外板の接合部のすきまを経て環状路１１へ、さらにオリフィスを経て油だめ１２へと行われ、回転するクラッチの場合は熱せられた冷却液が変速機ケース又はその他の部材へ遠心力で放出され、油だめ１２に返送される。
【００２９】
この場合、前述のように、最後の外板をケースに、そして操作中の場合は隣接するピストン１３に支持させることによって、冷却液供給室４と冷却液排出室の間に密封が設けられる。これの代案としてピストン側及び支持部材側又は外板の接合部にエラストマー密封部材を付設することもできる。
【００３０】
本発明によれば、ライニングの溝で圧力低下が起こるため、冷却液供給圧力（冷却液供給室の圧力）がライニングの溝の面積との関連でピストンのクラッチ作動力に逆作用し、同時にピストン内側密封直径（ｒ−ＫＩＤ）とピストン作用直径（ｒ−ＫＡ）の間に生じる環状面に作用し、こうして面の大きさに応じて部分又は完全補償作用を行うように、ピストン内側密封直径ｒ−ＫＩＤ即ちピストン１３の内側パッキンリングの直径と、ピストン作用直径ｒ−ＫＡの比が設計又は設定されている。ピストンの有利な構造を図５に示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による冷却液供給装置を有する自動変速機の部分断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による冷却液供給装置を有する自動変速機の部分断面図である。
【図３】外側から内側へ冷却液を供給する本発明の好ましい実施形態によるブレーキの外板及びピストン外側パッキンリングの詳細図である。
【図４】内側から外側へ冷却液を供給する本発明によるクラッチ室又はブレーキ室のシールの詳細図である。
【図５】内側から外側へ冷却液を供給する本発明の好ましい実施形態によるクラッチ又はブレーキのピストンの構造の詳細図である。
【符号の説明】
１　ブレーキ
２　二重の環状路
３　供給路
４　冷却液供給室
５　外板
６　外板ホルダ
７　内板ホルダ
８　内板
９　冷却液排出室
１０　ラビリンスパッキン
１１　環状路
１２　油だめ
１３　ピストン
ｒ−ＫＡＤ　ピストン外側密封直径
ｒ−ＫＩＤ　ピストン内側密封直径
ｒ−ＫＡ　ピストン作用直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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