(57)【要約】本発明は、クラッチ装置、特に自動車両のためのクラッチ装置に関し、このクラッチ装置は、流体で満たされている又は満たすことのできるケーシング装置（１２）と、このケーシング装置（１２）内に、摩擦相互作用の確立のために互いに接触状態にもらされ得る第１摩擦面装置（２４）及び第２摩擦面装置（３２）とを含んでいて、更に、このケーシング装置（１２）内では、摩擦面装置（２４、３２）を冷却するための流体の流れが生成可能である。この際、第１摩擦面装置（２４）及び第２摩擦面装置（３２）の周囲を少なくとも領域として流れる流体循環を生成するために、ケーシング装置（１２）内には流体循環装置（７２、７４）が設けられている。
2004522080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチ装置、特に自動車両のためのクラッチ装置であって、
−  流体で満たされている又は満たすことのできるケーシング装置（１２；１２ａ）と、
−  このケーシング装置（１２；１２ａ）内に、摩擦相互作用の確立のために互いに接触状態にもらされ得る第１摩擦面装置（２４；２４ａ）及び第２摩擦面装置（３２；３２ａ）とを含んでいて、このケーシング装置（１２；１２ａ）内で、摩擦面装置（２４、３２；２４ａ、３２ａ）を冷却するための流体の流れが生成可能である、前記クラッチ装置において、
第１摩擦面装置（２４；２４ａ）及び第２摩擦面装置（３２；３２ａ）の周囲を少なくとも領域として流れる流体循環を生成するために、ケーシング装置（１２；１２ａ）内に流体循環装置（７２、７４；７２ａ、７４ａ）が設けられていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
第１摩擦面装置（２４；２４ａ）がケーシング装置（１２；１２ａ）と共同回転のために連結されていること、第２摩擦面装置（３２；３２ａ）が従動機構（４０；４０ａ）と共同回転のために連結されていること、及び、流体循環装置（７２、７４；７２ａ、７４ａ）が、ケーシング装置（１２；１２ａ）と共に回転可能な第１搬送機構（７２；７２ａ）並びに従動機構（４０；４０ａ）と共に回転可能な第２搬送機構（７４；７４ａ）を有することを特徴とする、請求項１に記載のクラッチ装置。
【請求項３】
第１搬送機構（７２；７２ａ）が、回転軸線（Ａ）を取り囲むリング状の第１羽根ホイール（７２；７２ａ）として形成されていること、及び、第２搬送機構（７４；７４ａ）が、回転軸線（Ａ）を取り囲むリング状の第２羽根ホイール（７４；７４ａ）として形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のクラッチ装置。
【請求項４】
羽根ホイール（７２、７４；７２ａ、７４ａ）の各々が、周方向において相次いで連続する複数の搬送羽根（７０、８４、８６；１０４ａ、１０６ａ、１０９ａ）を支持し且つ各々他の羽根ホイール（７２、７４；７２ａ、７４ａ）に向かって開いている羽根ホイールシェル（１４、８０、８２；１０８ａ、１１０ａ、１０７ａ）を含んでいることを特徴とする、請求項３に記載のクラッチ装置。
【請求項５】
第１羽根ホイール（７２ａ）又は／及び第２羽根ホイール（７４）が半径方向外側の羽根ホイール領域（７６；１００ａ）と半径方向内側の羽根ホイール領域（７８；１０２ａ）を有すること、及び、第１摩擦面装置（２４；２４ａ）と第２摩擦面装置（３２；３２ａ）が半径方向において半径方向外側の羽根ホイール領域（７６；１００ａ）と半径方向内側の羽根ホイール領域（７８；１０２ａ）との間の領域内に少なくとも部分的に配設されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載のクラッチ装置。
【請求項６】
各摩擦面装置（２４ａ、３２ａ）が少なくとも１つの摩擦機構を有すること、更に、第１摩擦面装置（２４ａ）のこの少なくとも１つの摩擦機構が第１搬送機構（７２ａ）を用いてケーシング装置（１２ａ）と共同回転のために連結されていること、又は／及び、第２摩擦面装置のこの少なくとも１つの摩擦機構が第２搬送機構を用いて従動機構と共同回転のために連結されていることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
【請求項７】
第１摩擦面装置（２４ａ）の少なくとも１つの摩擦機構又は／及び第２摩擦面装置の少なくとも１つの摩擦機構が第１搬送機構（７２ａ）或いは第２搬送機構の搬送羽根（１０４ａ）の少なくとも一部と共同回転のために連結されていることを特徴とする、請求項４並びに請求項６に記載のクラッチ装置。
【請求項８】
第１摩擦面装置（２４；２４ａ）又は／及び第２摩擦面装置（３２；３２ａ）が、確立された摩擦相互作用の際に流体貫流を可能にするための流体貫流通路装置を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
【請求項９】
第１搬送機構（７２；７２ａ）が流体クラッチ装置（９０；９０ａ）のポンプホイールを形成すること、及び、第２搬送機構（７４；７４ａ）が流体クラッチ装置（９０；９０ａ）のタービンホイールを形成することを特徴とする、請求項２、又は、請求項２に従属する場合の請求項３〜８のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
【請求項１０】
クラッチ装置、特に自動車両のためのクラッチ装置であって、
−  流体で満たされている又は満たすことのできるケーシング装置（１２；１２ａ）内に流体クラッチ装置（９０；９０ａ）を含んでいて、この流体クラッチ装置が、ケーシング装置（１２；１２ａ）と共に回転可能なポンプホイール（７２；７２ａ）と、従動機構（４０；４０ａ）と共に回転可能なタービンホイール（７４；７４ａ）とを含んでいて、更には、ポンプホイール（７２；７２ａ）とタービンホイール（７４；７４ａ）との間の流体循環を生成することにより、ケーシング装置（１２；１２ａ）と従動機構（４０；４０ａ）との間のトルク伝達相互作用が確立可能であり、
−  更に摩擦クラッチ装置（２２、２２ａ）を含んでいて、この摩擦クラッチ装置が、ケーシング装置（１２；１２ａ）と共に回転可能な第１摩擦面装置（２４；２４ａ）と、従動機構（４０；４０ａ）と共に回転可能な第２摩擦面装置（３２；３２ａ）とを含んでいて、これらは摩擦相互作用の確立のために互いに接触状態にもたらされ得る、前記クラッチ装置において、
任意に請求項１〜９に記載の構成要件の１つ又は複数と併され、ポンプホイール（７２；７２ａ）とタービンホイール（７４；７４ａ）との間に生成可能である流体循環が、第１摩擦面装置（２４；２４ａ）及び第２摩擦面装置（３２；３２ａ）の周囲を少なくとも領域として流れること。
【請求項１１】
押付要素（４４；４４ａ）が設けられていて、この押付要素により、ケーシング装置（１２；１２ａ）の内部空間が第１空間領域（４６；４６ａ）と第２空間領域（４８；４８ａ）とに分割されていて、更には、第１空間領域（４６；４６ａ）内に実質的に第１摩擦面装置（２４；２４ａ）と第２摩擦面装置（３２；３２ａ）が配設されていて、更には、第２空間領域（４８；４８ａ）内の流体圧力が、押付要素（４４；４４ａ）を用いて第１摩擦面装置（２４；２４ａ）と第２摩擦面装置（３２；３２ａ）との間の摩擦相互作用を確立するために変更可能であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
【請求項１２】
流体を第１空間領域（４６；４６ａ）に供給するため及び流体を第１空間領域（４６；４６ａ）から排出するために流体交換流装置（５２、５４；５２ａ；５４ａ）が設けられていることを特徴とする、請求項１１に記載のクラッチ装置。
【請求項１３】
第２空間領域（４８；４８ａ）内の流体圧力が第１空間領域（４６；４６ａ）内の流体交換に依存せずに変更可能であることを特徴とする、請求項１２に記載のクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結装置としてのクラッチ装置、特に自動車両（モータビークル）のためのクラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２は所謂ウェットラン・クラッチ装置を開示していて、これらのクラッチ装置では、異なる摩擦面装置が、流体で満たされている作動空間内に含まれていて、また、通常は駆動ユニットに連結されているケーシング装置と、従動軸、即ち例えば変速機入力軸との間のトルク伝達接続を確立するために、クラッチピストンによりそれらの異なる摩擦面装置が相互摩擦接触状態にもたらされ得る。この種のウェットラン・クラッチ装置は、極めて強く負荷のかかる領域において特に使用され、その理由は、これらのクラッチ装置が、流体の供給或いは排出により、特に滑り稼動時、即ち例えば発進時に摩擦面装置の領域において発生される摩擦熱を排出し得るためである。しかし、特にクラッチ内で強い滑りを有する発進時、即ち例えば山道における発進時には、この種のウェットラン・クラッチも、往々にして、摩擦しながら互いに接触する摩擦面装置の領域において発生される熱を十分に排出することのできる状態になく、その結果、少なくとも局部領域において熱過負荷が発生することになる。この問題点は中でも次の理由によっても益々と大きい問題点とされる。即ち、最新の自動車両ではコモン・レイル・システムを有する駆動ユニット、例えばターボディーゼルユニットが益々と使用され、これらのユニットが僅かな回転数で既に極めて大きなトルクを放出し得て、このトルクがクラッチを入れる際に先ずは完全に摩擦作動、従って熱に変換されるためである。
【０００３】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第１９９１７８３９号明細書
【特許文献２】米国特許第６１４２２８０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、負荷が極めて強い場合にも少なくとも局部的な過熱の危険が出来るだけ排除され得る、ウェットラン・クラッチ装置、特に自動車両のウェットラン・クラッチ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題は、流体即ち液体で満たされている又は満たすことのできるケーシング装置を含んでいて、このケーシング装置内に、摩擦相互作用の確立のために互いに接触状態にもらされ得る第１摩擦面装置及び第２摩擦面装置を含んでいて、このケーシング装置内で、摩擦面装置を冷却するための流体の流れが生成可能である、クラッチ装置、特に自動車両のためのクラッチ装置により解決される。
【０００６】
このクラッチ装置は、第１摩擦面装置及び第２摩擦面装置の周囲を少なくとも領域として流れる流体循環を生成するための、ケーシング装置内に設けられている流体循環装置によって特徴付けられている。
【０００７】
従来の技術から知られているウェットラン・クラッチ装置において、熱排出は、摩擦面装置の周囲を流れる流体を介し、流体交換の流れが構成されてこの流体交換の流れによりケーシング装置の内部空間内で常に流体が導入される或いは加熱された流体が排出されるように行われ、それに対し、本発明の原理では、必ずしも同時に流体交換の流れを必要としない流体循環がケーシング装置内で構成される。ケーシング装置内において循環内で循環する流体は、摩擦面装置の周囲を流れ、従って明らかにより良い熱排出に寄与することになる。この際、本発明では、特に、この種の流体が比較的大きな蓄熱容量を有し、摩擦面装置のところを流体が一度だけ通り過ぎて流れた後にこの蓄熱容量は未だ全然使い果たされていないことにより、有益さがもたらされる。更に、本発明の原理に従って構成されているクラッチ装置において、流体は、場合により平行に行われる流体交換の枠内でケーシング装置から再び流出される以前に、摩擦面装置の周囲を反復して或いは幾度にも渡って流れる。この際、流体をケーシング装置内に供給する或いはこのケーシング装置から流出させるポンプが比較的小出力にサイズ決定されている場合には、流体の交換以前にこの流体が摩擦面装置の周囲を幾度にも渡って流れることにより、摩擦面装置からの熱エネルギーの排出が明らかに改善されることになる。ケーシング装置内で本発明に従って構成されている循環により、当然のことであるが、新たにケーシング装置内に導入され従って未だ比較的冷たい流体と、循環している流体との持続的な混合が成され得る。
【０００８】
本発明の特に有利な観点では、第１摩擦面装置がケーシング装置と共同回転のために連結されていること、第２摩擦面装置が従動機構と共同回転のために連結されていること、及び、流体循環装置が、ケーシング装置と共に回転可能な第１搬送機構並びに従動機構と共に回転可能な第２搬送機構を有することが考慮され得る。例えば、第１搬送機構が、回転軸線を取り囲むリング状の第１羽根ホイールとして形成されていること、及び、第２搬送機構が、回転軸線を取り囲むリング状の第２羽根ホイールとして形成されていることが可能である。この際、羽根ホイールの各々は、周方向において相次いで連続する複数の搬送羽根を支持し且つ各々他の羽根ホイールに向かって開いている羽根ホイールシェルを含み得る。この際、流体循環原理に関して所謂流体クラッチに対応する構造が最終的に考慮され得て、この流体クラッチでは、第１搬送機構、即ち例えばポンプホイールと、第２搬送機構、即ち例えばタービンホイールとの間に循環経路が構成され、つまり最終的に、回転軸線を取り囲む循環トーラスが生成される。
【０００９】
本発明によるクラッチ装置おいて、構成サイズを出来るだけ小さく保つために、或いは、流体循環により導入される冷却作用を出来るだけ効果的に構成し得るために、次のことが提案される。即ち、第１羽根ホイール又は／及び第２羽根ホイールが半径方向外側の羽根ホイール領域と半径方向内側の羽根ホイール領域を有すること、及び、第１摩擦面装置と第２摩擦面装置が半径方向において半径方向外側の羽根ホイール領域と半径方向内側の羽根ホイール領域との間の領域内に少なくとも部分的に配設されていることである。
【００１０】
各摩擦面装置が少なくとも１つの摩擦機構を有すること、更に、第１摩擦面装置のこの少なくとも１つの摩擦機構が第１搬送機構を用いてケーシング装置と共同回転のために連結されていること、又は／及び、第２摩擦面装置のこの少なくとも１つの摩擦機構が第２搬送機構を用いて従動機構と共同回転のために連結されていることが考慮されている場合、本発明によるクラッチ装置の構造は極めて簡単に保たれ得る。この際、例えば、第１摩擦面装置の少なくとも１つの摩擦機構又は／及び第２摩擦面装置の少なくとも１つの摩擦機構が第１搬送機構或いは第２搬送機構の搬送羽根の少なくとも一部と共同回転のために連結されていることが考慮され得る。
【００１１】
異なる摩擦面装置の周囲流、従って熱排出作用を更に改善し得るために、第１摩擦面装置又は／及び第２摩擦面装置が、確立された摩擦相互作用の際に流体貫流を可能にするための流体貫流通路装置を有することが提案される。既に説明したように、本発明によるクラッチ装置では、第１搬送機構が流体クラッチ装置のポンプホイールを形成すること、及び、第２搬送機構が流体クラッチ装置のタービンホイールを形成することが考慮され得る。
【００１２】
本発明の他の観点において、冒頭に掲げた課題は、特に自動車両のための次のクラッチ装置により解決される。即ち、このクラッチ装置は、流体で満たされている又は満たすことのできるケーシング装置内に流体クラッチ装置を含んでいて、この流体クラッチ装置は、ケーシング装置と共に回転可能なポンプホイールと、従動機構と共に回転可能なタービンホイールとを含んでいて、この際、ポンプホイールとタービンホイールとの間の流体循環を生成することにより、ケーシング装置と従動機構との間のトルク伝達相互作用が確立可能であり、更にこのクラッチ装置は、摩擦クラッチ装置を含んでいて、この摩擦クラッチ装置は、ケーシング装置と共に回転可能な第１摩擦面装置と、従動機構と共に回転可能な第２摩擦面装置とを含んでいて、これらは摩擦相互作用の確立のために互いに接触状態にもたらされ得て、この際、ポンプホイールとタービンホイールとの間に生成可能である流体循環は、第１摩擦面装置及び第２摩擦面装置の周囲を少なくとも領域として流れる。
【００１３】
一方の流体クラッチ装置の機能性と他方の摩擦クラッチ装置の機能性を融合することにより、流体クラッチ装置を導入することで摩擦クラッチ装置の負荷軽減を意図する全クラッチ装置が得られる。この負荷軽減は、一方では、駆動トルクの所定部分がポンプホイールとタービンホイールとの間の流体循環によっても伝達されることにより行われ、他方では、摩擦クラッチ装置の領域から熱が流体循環により強化されて排出され、従って、摩擦クラッチ装置が基本的により強く負荷され得ることにより行われる。
【００１４】
本発明によるクラッチ装置では例えば押付要素が設けられ得て、この押付要素により、ケーシング装置の内部空間が第１空間領域と第２空間領域とに分割されていて、この際、第１空間領域内には実質的に第１摩擦面装置と第２摩擦面装置が配設されていて、更に、第２空間領域内の流体圧力は、押付要素を用いて第１摩擦面装置と第２摩擦面装置との間の摩擦相互作用を確立するために変更可能である。
【００１５】
更に有利には、流体を第１空間領域に供給するため及び流体を第１空間領域から排出するために流体交換流装置が設けられていることが考慮されている。ケーシング装置から流出され加熱された流体は、外部の冷却装置、例えば変速機冷却器で、新たにケーシング装置内に供給される以前に周囲温度又は明らかに減少された温度にもたらされ得る。
【００１６】
更に本発明によるクラッチ装置では、好ましくは、第２空間領域内の流体圧力が第１空間領域内の流体交換に依存せずに変更可能であることが考慮されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、添付の図面を用い、有利な実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１には本発明によるクラッチ装置が全体として符号１０で示されている。このクラッチ装置１０は、鍋形状のシェル部１４と、このシェル部と半径方向外側で接続されているケーシングカバー１６とを有するケーシング装置を含んでいる。このケーシング装置１２は、所謂ハイドロダイナミック・トルクコンバータの場合と同様に、フレックスプレートなどを介し、従動ユニットの駆動軸、即ち例えばクランクシャフトに共同回転のために連結されている。シェル部１４は半径方向内側の領域においてハブ領域１８を有し、このハブ領域１８には、中空軸として形成されているポンプ駆動軸２０が結合されている。
【００１９】
本発明によるクラッチ装置１０はケーシング装置１２内に摩擦クラッチ装置２２を有する。この摩擦クラッチ装置２２は、各々の摩擦面を提供する多数の外側ディスク２４を含んでいて、これらの外側ディスクは、例えばリング状に形成されている連結要素２６を介してケーシング装置１２に共同回転のために結合されているが、適切な噛合装置により、連結要素２６に対し、従ってケーシング装置１２に対しても回転軸線Ａの方向に移動可能である。更にこの連結要素２６にはリング状の対抗支承プレート２８が互いに相対回転不能な状態で接続されていて、その軸方向運動は少なくとも一方向において安全リング３０により防止されている。更に摩擦クラッチ装置２２は複数の内側ディスク３２を有する。内側ディスク３２の各々はその軸方向両側において各々摩擦ライニング３４を支持し、この際、これらの摩擦ライニング３４は、各々軸方向で対向する外側ディスク２４或いはまた対抗支承リング２８と共に相互摩擦接触状態にもたらされ得る。内側ディスク３２はリング状の連結要素３６により従動ハブ３８と互いに相対回転不能な状態で連結されていて、この従動ハブ３８の方は、例えば軸方向噛合部を介し、従動軸４０、例えば変速機入力軸と共同回転のために連結されている又は連結可能である。この際、軸４０は、中空軸として形成されているポンプ駆動軸２０と同軸に回転する。
【００２０】
ケーシングハブ４２と、ケーシングカバー１６に結合されているリング状の連結要素２６との間には、リング状に形成されているクラッチピストン４４が延びていて、このクラッチピストンはケーシングハブ４２に対しても連結要素２６に対しても各々の密閉リングなどにより流体密即ち液密に密閉されている。クラッチピストン４４はケーシング装置１２に対して軸方向に移動可能である。このクラッチピストン４４によりケーシング装置１２の内部空間が基本的に２つの空間領域４６、４８に分割される。空間領域４６内には実質的に摩擦クラッチ装置２２の構成要素、即ち、外側ディスク２４と、内側ディスク３２と、これらのディスク２４、３２をケーシング装置１２或いは従動軸４０に連結する連結要素２６、３６、３８が位置している。
【００２１】
ポンプ駆動軸２０と従動軸４０との間には他の中空軸５０が設けられていて、この中空軸は、ポンプ駆動軸２０と従動軸４０との間に設けられている空間領域をリング状の２つの流体流空間領域５２、５４に分割している。空間領域５２は、ハブ領域１８と従動ハブ３８との間に形成されている空間領域５６を介して直接的にケーシング装置１２内の第１空間領域４６に通じている。空間領域５４は、従動ハブ３８内に形成されている各々の貫流開口部５８、及び、ケーシングハブ４２と従動ハブ３８並びに連結要素３６との間に形成されている空間領域６０を介し、同様にケーシング装置１２内の第１空間領域４６内に通じている。ここで指摘すべきこととして次のことが挙げられる。即ち、例えば、中空軸５０は、従動ハブ３８と互いに相対回転不能な状態で且つ液密に連結され得る、又は、従動ハブ３８に対して回転シーリングによっても液密に閉鎖され得る、その他では、必須ではないが従動ハブ３８により回転可能に保持され得るということである。
【００２２】
従動軸４０内には中央の開口部６２が設けられていて、この開口部は、従動軸４０の軸方向端部とケーシングハブ４２との間の空間領域６４内に通じている。この空間領域６４は、少なくとも１つの流体通路６６を介し、ケーシング装置１２内の第２空間領域４８と流体交換接続状態にある。
【００２３】
つまり、流体交換の流れを提供して維持するために、両方の空間領域５２、５４を介し、例えば変速機装置内に設けられていてポンプ駆動軸２０により駆動されている流体ポンプにより、空間領域４６内に流体が導入される或いは空間領域４６から流体が導出され得て、それに対し、この流体交換の流れに依存せず、中央の開口部６２を介し、流体がケーシング装置１２内の第２空間領域４８内に導入され得て、そこで、第１空間領域４６内にある流体圧力に対して流体圧力が増加される。その際、クラッチピストン４４はディスク２４、３２を押し付け、これらのディスクを相互摩擦接触状態へともたらす。このような方式でケーシング装置１２から従動軸４０へのトルク伝達経路が確立される。
【００２４】
このトルク伝達接続の確立時、特に、摩擦しながら互いに相互作用するようになるディスク２４、３２の表面領域における摩擦的負荷が強い場合に、発生した摩擦熱の排出を可能とするために、前記の流体交換の流れが維持され、この際、例えば、流体は空間領域５４を介して導入され、空間領域５２を介して流出される。特に、例えば発進状態又は山道での発進時で加速が強い場合のように負荷が短期的に強い場合には流体交換によって考慮されている冷却作用が比較的緩慢であるので、摩擦クラッチ装置２２に対して冷却作用をより良くするために、本発明に従い、ケーシング装置１２内で流体交換の流れに重ね合わされている即ち累積されている流体循環が構成される。この目的のために、摩擦クラッチ装置２２側のシェル部１４の内側表面６８においてこのシェル部１４には複数の搬送羽根７０が周方向において相次いで連続して配設されている。従ってこのシェル部１４は、これらの羽根７０と共に、全体として符号７２で示されているポンプホイールを最終的に形成する。他の羽根ホイール、即ち全体として符号７４で示されているタービンホイールは従動軸４０と固定接続されている。このタービンホイール７４は半径方向外側のタービンホイール領域７６と半径方向内側のタービンホイール領域７８とを有する。これらのタービンホイール領域の各々はリング状のシェル部分８０或いは８２を有し、これらのシェル部分の方は各々の搬送羽根或いは搬送羽根部分８４或いは８６を支持している。このタービンホイール７４或いはその各々のシェル部分８０、８２は、実質的に鍋形状の構成体で形成されていて、ポンプホイール７２に向かう側においてこのポンプホイール７２に向かって開いている。
【００２５】
半径方向外側のタービンホイール領域７６は、リング状の支持体８８を介し、従動軸４０と共同回転のために連結されている連結要素３６と接続されている。半径方向内側のタービンホイール領域７８或いはそのシェル部分８２は直接的に連結要素３６に結合されている。
【００２６】
更に図１から、両方のタービンホイール領域７６、７８が摩擦クラッチ装置２２の半径方向外側或いは半径方向内側に配設されていて、実質的に摩擦クラッチ装置２２の軸方向の全伸張領域をカバーしていることが見てとれる。摩擦クラッチ装置２２、及び、実質的にポンプホイール７２及びタービンホイール７４を含んでいる流体クラッチ装置９０をも最終的に含む、本発明に従うクラッチ装置１０における機能原理を次に説明する。
【００２７】
このクラッチ装置１０を介してトルクが伝達されるべき場合、以前に既に説明したように、ケーシング装置１２内の第２空間領域４８内に、圧力下にある流体が導入される。この際、クラッチピストン４４はディスク２４、３２を押し付け、これらのディスクは、先ずは未だ存在する滑りを減少させながら相互の摩擦相互作用状態へともたらされる。つまりこの状態においてケーシング装置１２と従動軸４０との間には部分的に多大な回転数差が生じている。その際、この回転数差はポンプホイール７２とタービンホイール７４との間にも存在する。それ故、ポンプホイール７２は、ケーシング装置１２内の空間領域４６内に含まれている流体を半径方向外側へと搬送し、そこで、その流体は、シェル分１４の湾曲された形状構成により、軸方向に偏向され、外側のタービンホイール領域７６へと流れてゆく。この領域７６はその流体を更に搬送し、流れ経路を半径方向内側に向かって更に偏向させ、その流体を最終的には連結要素２６へと搬送する。この連結要素２６は、図１で見てとれるように、複数の貫流開口部９２を有し、その結果、更にこの流体は、半径方向外側から、摩擦しながら互いに相互作用状態にある或いは相互作用状態に入るディスク２４並びに３２に近づくように流れ得る。摩擦クラッチ装置２２における周囲流或いは通流を更に容易に或いは改善するために、例えば、摩擦ライニング３４にはライニング溝が設けられ得る。つまり、摩擦ライニング３４の表面領域に溝状の陥没部が設けられ得て、これらの陥没部は、摩擦的接触が確立されている場合にも半径方向外側から半径方向内側への流体貫流を可能にする。これらのライニング溝に沿って流れる流体は、その後、更に半径方向内側に向かい、実質的に軸方向に延びている連結要素３６の部分の方向へと流れてゆく。この部分は、内側ディスク３２と回転連結するための多数の連結突出部を含んでいるが、同様に複数の穴９４を有し、これらの穴９４は、半径方向内側に向かう流体貫流を可能にする。その後、更にこの流体は半径方向内側のタービンホイール領域７８へと流れてゆき、このタービンホイール領域により軸方向に偏向され、ポンプホイール７２或いはその搬送羽根７０の半径方向内側の領域へと偏向される。このことを可能にするために、実質的に半径方向に延びている連結要素３６の部分には同様に複数の貫流開口部９６が設けられている。ここで指摘すべきこととして次のことが挙げられる。即ち、当然のことであるが、損傷の危険を伴うことなく最大限に伝達すべきトルクを連結要素３６が伝達し得るが、その他に、設けられている貫流領域９４、９６が、ケーシング装置１２内で回転数差により発生する前述の流体循環を妨害してもそれは出来る限り少ないものであるように、連結要素３６がサイズ決定されなくてはならないということである。
【００２８】
本発明により流体交換の流れに対して追加的に存在しケーシング装置１２内で循環する流体循環により、特に、この摩擦クラッチ装置２０内で比較的大きな滑りがある状態において、第１空間領域４６内にある作動流体が、この作動流体の交換は比較的低速でのみ行われ得るものであるが、摩擦クラッチ装置２０の周囲を繰り返し流れることが達成される。この際、この流体の蓄熱容量が利用され、この蓄熱容量は、従来の技術から知られているように流体が摩擦クラッチ装置２２の周囲を一度だけ流れた後に、その熱受容能力の限界に達してしまうことはない。この追加的な流体循環は、特に、負荷が短期的に発生して極めて大きい場合に有利であり、その理由は、その場合には、ケーシング装置１２内に供給され且つこのケーシング装置１２から再び流出もされる流体内に、以下の場合におけるよりも明らかに多くの熱が蓄積され、摩擦クラッチ装置２２の領域から排出され得るためである。即ち、以下の場合とは、流体が、ケーシング装置内に供給された後、一度だけに限り、摩擦クラッチ装置に沿って流れ、その後、再びケーシング装置を後にするという場合である。スリーラインシステムを用いた本発明による構成により、ケーシング装置１２内にある流体の交換が、摩擦クラッチ装置２２を入れるために必要不可欠である流体圧力に依存せずに実行され、この際、図示されて説明された、互いに同軸に位置する３つの軸２０、５２、４０を有する実施形態は、極めて効果的で且つ簡単に製造すべき構造を自ずから提供する。既に述べたように、両方の連結要素２６、３６に、流体循環を可能とする貫流開口部を、通流抵抗を最小限に抑えるために出来るだけ大きく構成することは有利であり、この際、当然のことであるが、必要不可欠な機械的安定性が考慮されなくてはならない。摩擦ライニング３４に設けられているライニング溝の形状と数量も、一方では、所望のトルクが伝達され得るが、他方では、ここでも流れ抵抗が出来るだけ小さく、或いは、通流体積が出来るだけ大きくなるように選択されるべきである。
【実施例２】
【００２９】
図２には、本発明によるクラッチ装置の変形構成形式が描かれている。構造或いは機能に関して既に説明した構成要素に対応する構成要素は、同じ符号を用いてこれらの符号の後に「ａ」が付加されて示されている。次に、図１による実施形態に対し、発明において重要な差異だけを説明する。
【００３０】
図２に描かれているクラッチ装置１０ａにおいてケーシング装置１２ａと共同回転のために連結されているポンプホイール７２ａは半径方向外側のポンプホイール領域１００ａと半径方向内側のポンプホイール領域１０２ａとを有するように形成されていて、これらの領域は各々の搬送羽根部分１０４ａ或いは１０６ａを支持している。半径方向に段差の付けられた２つの領域１００ａ、１０２ａを有するこのポンプホイール７２ａは、従動ハブ３８ａを介して従動軸４０ａと共同回転のために接続されているタービンホイール７４ａに向かう側で軸方向において開いている。タービンホイール７４ａは、半径方向で連続し且つ外側の領域で軸方向に湾曲されているシェル１０７ａを有し、このシェル１０７ａにはポンプホイール７２ａに向かう側において搬送羽根１０９ａが設けられている。またシェル１０７ａはその半径方向内側の領域において従動ハブ３８ａに例えば溶接により結合されている。更に、羽根１０９ａは、それらの軸方向の自由エッジを用い、半径方向内側の領域において連結要素３６ａの極めて近傍で延びているので、ここで出来るだけ良好な搬送効率が獲得される。ここでは、既に説明した実施形態に対して逆の循環方向が得られ、即ち、摩擦クラッチ装置２２ａは半径方向内側から半径方向外側へと通流される。ここでも内側ディスク３２ａは、再び、貫流開口部又は貫流領域９４ａ、９６ａを有する連結要素３６ａを介し、互いに相対回転不能な状態で従動ハブ３８ａに、従って従動軸４０ａに連結されている。半径方向内側のポンプホイール領域１０２ａは、そのシェル部分１０８ａを用い、ケーシングハブ４２ａに例えば溶接により結合されている。半径方向外側のポンプホイール領域１００ａのシェル部分１１０ａは、ケーシングカバー１６ａに例えば同様に溶接により結合されている。
【００３１】
更に図２による実施形態において次のことが見てとれる。即ち、外側ディスク２４ａは、対抗支承リング２８ａもそうであるが、半径方向外側に各々設けられているそれらの突出部或いは噛合部を用い、羽根部分１０４ａにおける半径方向内側の端部領域と係合状態にあり、従ってこれらの羽根部分１０４ａ及びこれらの羽根部分を支持するシェル部分１１０ａを介し、ケーシング装置１２ａに共同回転のために連結されているが、ケーシング装置１２に対して軸方向に移動可能である。つまりここでは最終的に、半径方向外側のポンプホイール領域１００ａが、その羽根部分１０４ａを用い、外側ディスク２４ａ或いは対抗支承リング２８ａをケーシング装置１２ａに結合させる連結要素２６ａを形成している。
【００３２】
つまり、図２に描かれている実施形態においても、空間領域５２ａ、５４ａを介して行われる流体交換の流れに、ケーシング装置１２ａの内部における流体循環が累積される。この流体循環において、流体は、流体交換の流れの場合におけるよりも明らかに高い流れ速度で流れるので、図１に関して既に記述したように、熱が摩擦クラッチ装置２２ａの領域から明らかにより良好に排出され得る。ケーシング装置１２ａ或いはその第１空間領域４６ａから流出される加熱されたこの流体は、その後、変速機冷却器などで冷却され、それに引き続き、再びケーシング装置１２ａ内に供給され得る。
【００３３】
ここで指摘すべきこととして次のことが挙げられる。即ち、両方の実施形態において、摩擦クラッチ装置の負荷軽減は、一方では、特に、強く負荷のかかる大きな滑りの状態で、この摩擦クラッチ装置がより良好に冷却され得ることにより行われ、他方では、追加的に、ポンプホイールとタービンホイールを含んでいる流体クラッチ装置を介し、トルクの一部分が伝達され得ることによって負荷軽減される。しかし、流体クラッチ装置或いはその羽根ホイール又は搬送ホイールの本質的な観点は、ケーシング装置内の流体循環を生成することによる摩擦クラッチ装置の冷却或いはより良好な冷却である。冒頭に記述したように、この流体循環には流体交換の流れが累積され、その結果、最終的には循環する流体の一部が、新たにケーシング装置内に流入する流体により絶え間なく置換される。
【００３４】
両方の実施形態において、摩擦ライニングに設けられているライニングスプラインは摩擦クラッチ装置のより良好な周囲流或いは通流のために用いられ、この際、ここでは、例えば適切な厚さに摩擦ライニングを構成すること、或いは適切な深さに溝状の流体貫流通路を構成することにより、流れ抵抗の必要不可欠な最小化が配慮され得る。
【００３５】
更に指摘すべきこととして次のことが挙げられる。即ち、当然のことであるが、特に摩擦クラッチ装置の領域では極めて異なる形状構成が選択され得て、これらの形状構成は例えば図示されたディスクよりも多くの又は少ないディスクを有し得る。本発明の原理に従い、摩擦クラッチ装置或いはその摩擦作用領域が、ケーシング装置内に構成される流体循環により捕らえられ従って通流される領域内に少なくとも部分的に位置することが重要である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態に従う、本発明によるクラッチ装置の部分縦断面を示す図である。
【図２】本発明による第２実施形態を、図１に対応して示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０      クラッチ装置
１２      ケーシング装置
１４      シェル部
１６      ケーシングカバー
１８      ハブ領域
２０      ポンプ駆動軸
２２      摩擦クラッチ装置
２４      外側ディスク
２６      連結要素
２８      対抗支承プレート
３０      安全リング
３２      内側ディスク
３４      摩擦ライニング
３６      連結要素
３８      従動ハブ
４０      従動軸
４２      ケーシングハブ
４４      クラッチピストン
４６      第１空間領域
４８      第２空間領域
５０      中空軸
５２      流体流空間領域
５４      流体流空間領域
５６      空間領域
５８      貫流開口部５８
６０      空間領域
６２      中央の開口部
６４      空間領域
６６      流体通路
６８      シェル部の内側表面
７０      搬送羽根
７２      ポンプホイール
７４      タービンホイール
７６      半径方向外側のタービンホイール領域
７８      半径方向内側のタービンホイール領域
８０      シェル部分
８２      シェル部分
８４      搬送羽根
８６      搬送羽根
８８      支持体
９０      流体クラッチ装置
９２      貫流開口部
９４      穴
９６      貫流開口部
１００ａ  半径方向外側のポンプホイール領域
１０２ａ  半径方向内側のポンプホイール領域
１０４ａ  搬送羽根部分
１０６ａ  搬送羽根部分
１０７ａ  シェル
１０８ａ  シェル部分
１０９ａ  搬送羽根
１１０ａ  シェル部分
【国際公開パンフレット】
2004522080.tif 000003
2004522080.tif 000004
2004522080.tif 000005
2004522080.tif 000006
2004522080.tif 000007
2004522080.tif 000008
2004522080.tif 000009
2004522080.tif 000010
2004522080.tif 000011
2004522080.tif 000012
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【国際調査報告】
2004522080.tif 000028
2004522080.tif 000029
2004522080.tif 000030
2004522080.tif 000031
2004522080.tif 000032
2004522080.tif 000033