DE102008020678A1

DE102008020678A1 - Dreistrom Drehmomentwandler mit abgedichtetem Kolben und Zwangskühlströmung

Info

Publication number: DE102008020678A1
Application number: DE102008020678A
Authority: DE
Inventors: Patrick Lindemann
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2008-11-13
Also published as: US20080277225A1; JP2008281199A

Abstract

Eine Drehmomentwandleranordnung weist eine Deckelschale und einen Kolben für eine Überbrückungskupplung auf. Der Kolben ist an der Deckelschale befestigt und der Kolben ist flexibel um die Kupplung zu betätigen. Zumindest ein Bereich des Kolbens berührt die Deckelschale am Befestigungspunkt der Deckelschale. Der Kolben bildet einen Bereich einer abgeschlossenen Kammer und der Kolben ist als Reaktion auf den Fluiddruck in der Kammer beweglich. In einer Ausführungsform wird die Befestigung durch Buckelschweißen oder durch eine Nietung nahe am Innendurchmesser des Kolbens ausgeführt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Drehmomentwandler, und genauer auf einen Drehmomentwandler mit einem abgedichteten Kolben und Zwangskühlströmung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1 stellt ein allgemeines Blockschaltbild dar, welches die Beziehung zwischen Motor 7, Drehmomentwandler 10, Getriebe 8 und der Differential-/Achsanordnung 9 in einem typischen Fahrzeug zeigt. Es ist bekannt, dass ein Drehmomentwandler verwendet wird um Drehmoment von einem Motor an das Getriebe eines Kraftfahrzeuges zu übertragen.
Die drei Hauptkomponenten des Drehmomentwandlers sind die Pumpe 37, die Turbine 38 und das Leitrad 39. Der Drehmomentwandler wird zu einer abgeschlossenen Kammer wenn die Pumpe an den Deckel 11 angeschweisst wird. Der Deckel ist mit der Flex-Platte 41 verbunden, welche wiederum mit der Kurbelwelle 42 des Motors 7 verschraubt ist. Der Deckel kann mit der Flex-Platte unter Verwendung von Nasen oder Stehbolzen verbunden werden, die an den Deckel geschweisst sind. Die geschweisste Verbindung zwischen der Pumpe und dem Deckel überträgt Motordrehmoment auf die Pumpe. Deshalb dreht sich die Pumpe immer mit Motordrehzahl. Es ist Aufgabe der Pumpe, diese Drehbewegung zu nutzen um das Fluid radial nach Aussen und axial in Richtung der Turbine zu bewegen. Daher ist die Pumpe eine Zentrifugalpumpe, die Fluid von einem kleinen radialen Einlass zu einem grossen radialen Auslass bewegt und damit die Energie in dem Fluid erhöht. Der erforderliche Druck um die Getriebekupplungen und die Drehmomentwandlerkupplung in Eingriff zu bringen wird von einer zusätzlichen Pumpe im Getriebe geliefert, welche von der Pumpennabe angetrieben wird.
In dem Drehmomentwandler 10 wird ein Fluidkreislauf von der Pumpe, manchmal Impeller genannt, der Turbine und dem Leitrad, manchmal Reaktor genannt, erzeugt. Der Fluidkreislauf ermöglicht eine fortlaufende Drehung des Motors, wenn das Fahrzeug stillsteht und beschleunigt das Fahrzeug, wenn dies vom Fahrer gewünscht wird. Der Drehmomentwandler verstärkt das Motordrehmoment mit dem Drehmomentverhältnis, ähnlich einem Untersetzungsgetriebe. Das Drehmomentverhältnis ist das Verhältnis von Ausgangsdrehmoment zu Eingangsdrehmoment. Das Drehmomentverhältnis ist bei geringen Turbinendrehzahlen, oder bei Drehzahl Null der Turbine, auch Stillstand genannt, am höchsten. Die Drehmomentverhältnisse im Stillstand liegen üblicherweise in einem Bereich von 1,8 bis 2,2. Das bedeutet, das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentwandlers ist 1,8- bis 2,2-mal grösser als das Eingangsdrehmoment. Die Ausgangsdrehzahl ist jedoch wesentlich niedriger als die Eingangsdrehzahl, da die Turbine mit dem Ausgang verbunden ist und sich nicht dreht, der Eingang sich aber mit Motordrehzahl dreht.
Das Turbinenrad 38 nutzt die Fluidenergie, die es von der Pumpe 37 erhält, um das Fahrzeug anzutreiben. Das Turbinenrad 22 ist mit der Turbinennabe 19 verbunden. Die Turbinennabe 19 verwendet eine Keilwellenverzahnung um Turbinendrehmoment an die Getriebeeingangswelle 43 zu übertragen. Die Eingangswelle ist mit den Rädern des Fahrzeugs durch Zahnräder und Wellen in dem Getriebe 8 und in dem Achsdifferential 9 verbunden. Die Kraft des Fluides, welche die Turbinenschaufeln beaufschlagt, wird von der Turbine als Drehmoment ausgegeben. Axiale Drucklager 31 stützen die Komponenten gegen die durch das Fluid aufgebrachten Axialkräfte. Wenn das Ausgangsmoment ausreicht, um die Trägheit des stillstehenden Fahrzeugs zu überwinden, dann beginnt das Fahrzeug sich zu bewegen.
Nachdem die Fluidenergie von der Turbine in Drehmoment verwandelt wurde, ist immer noch etwas Energie in dem Fluid enthalten. Das Fluid, welches aus dem kleinen radialen Auslass 44 austritt, würde normalerweise so in die Pumpe eintreten, dass es der Drehung der Pumpe entgegenwirkt. Das Leitrad 39 wird verwendet, um das Fluid umzulenken, um die Beschleunigung der Pumpe zu unterstützen und verbessert damit das Drehmomentverhältnis. Das Leitrad 39 ist mit der Leitradwelle 45 mit einer Freilaufkupplung 46 verbunden. Die Leitradwelle ist mit dem Getriebegehäuse 47 verbunden und dreht sich nicht. Die Freilaufkupplung 46 verhindert, dass sich das Leitrad 39 bei geringen Drehzahlverhältnissen dreht, wenn sich die Pumpe schneller als die Turbine dreht. Fluid, welches in das Leitrad 39 aus dem Turbinenauslass 44 eintritt, wird von den Leitschaufeln 48 umgelenkt um in die Pumpe 37 in Drehrichtung einzutreten.
Die Schaufel Eintritts- und Austrittswinkel, die Form des Pumpenrades und des Turbinenrades und der Gesamtdurchmesser des Drehmomentwandlers, beeinflussen dessen Leistung. Die Auslegungsparameter umfassen das Drehmomentverhältnis, den Wirkungsgrad und die Fähigkeit des Drehmomentwandlers, Drehmoment zu übertragen, ohne es dem Motor zu ermöglichen „hochzudrehen". Dies tritt ein, wenn der Drehmomentwandler zu klein ist und die Pumpe den Motor nicht verlangsamen kann.
Bei niedrigen Drehzahlverhältnissen funktioniert der Drehmomentwandler gut und lässt den Motor drehen, während das Fahrzeug stillsteht und verstärkt das Motordrehmoment und erhöht damit die Fahrleistungen. Bei Drehzahlverhältnissen kleiner als 1 ist der Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers kleiner als 100%. Das Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers verringert sich fortlaufend von einem Maximum von ungefähr 1,8 bis 2,2 zu einem Drehmomentverhältnis von ungefähr 1, wenn die Turbinendrehzahl sich an die Pumpendrehzahl annähert. Das Drehzahlverhältnis, wenn das Drehmomentverhältnis 1 erreicht, wird Kopplungspunkt genannt. An diesem Punkt muss das Fluid, welches in den Stator eintritt, nicht mehr umgelenkt werden, und die Freilaufkupplung im Leitrad ermöglicht es dem Leitrad, sich in der gleichen Richtung wie die Pumpe und die Turbine zu drehen. Da das Leitrad das Fluid nicht umlenkt, ist die Drehmomentabgabe des Drehmomentwandlers identisch mit der Drehmomenteinleitung. Der gesamte Fluidkreislauf dreht sich gemeinsam.
Der maximale Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers ist wegen der Verluste im Fluid auf 92–93% begrenzt. Daher wird die Drehmomentwandlerkupplung 49 eingesetzt, um den Drehmomentwandlereingang mechanisch mit dem Ausgang zu verbinden, was den Wirkungsgrad auf 100% verbessert. Die Kolbenplatte 17 wird hydraulisch angedrückt, wenn dies von der Getriebesteuerung angesteuert wird. Die Kolbenplatte 17 ist zur Turbinennabe 19 hin an ihrem Innendurchmesser mit dem O-Ring 18 abgedichtet und gegenüber dem Deckel 11 an ihrem Aussendurchmesser mit dem Reibmaterialring 51 abgedichtet. Diese Dichtungen erzeugen eine Druckkammer und bringen die Kolbenplatte 17 in Eingriff mit dem Deckel 11. Diese mechanische Verbindung überbrückt den Fluidkreislauf des Drehmomentwandlers.
Die mechanische Verbindung der Drehmomentwandlerkupplung 49 überträgt wesentlich mehr Drehschwingungen vom Motor an den Antriebsstrang. Da der Antriebsstrang im Grunde ein Feder-Massesystem ist, können Drehmomentschwankungen vom Motor Eigenfrequenzen des Systems anregen. Ein Dämpfer wird verwendet um die Eigenfrequenzen des Antriebsstrangs aus dem Bereich des Fahrbetriebs zu verlagern. Der Dämpfer weist Federn 15 auf, die in Reihe mit dem Motor 7 und dem Getriebe 8 geschaltet sind, um die wirksame Federkonstante des Systems zu verringern und damit die Eigenfrequenz abzusenken.
Die Drehmomentwandlerkupplung 49 weist allgemein vier Komponenten auf: die Kolbenplatte 17, die Deckelplatten 12 und 16, die Federn 15 und den Flansch 13. Die Deckelplatten 12 und 16 übertragen Drehmoment von der Kolbenplatte 17 auf die Druckfedern 15. Die Fortsätze 52 der Deckelplatten werden um Federn 15 zur axialen Festlegung gebildet. Drehmoment von der Kolbenplatte 17 wird auf die Deckelplatten 12 und 16 durch eine Nietverbindung übertragen. Die Deckelplatten 12 und 16 übertragen Drehmoment auf Druckfedern 15 durch Berührung mit einer Kante des Federfensters. Beide Deckelplatten wirken zusammen und lagern die Feder auf beiden Seiten der Federmittelachse. Die Federkraft wird auf den Flansch 13 durch Berührung mit einer Kante des Flanschfederfensters übertragen. Manchmal hat der Flansch eine Nase zum Verhindern von Drehbewegungen, oder einen Schlitz, der in einen Bereich der Deckelplatte eingreift, um übermässiges Zusammenpressen der Federn während des Auftretens von hohen Drehmomenten zu verhindern. Drehmoment von dem Flansch 13 wird auf die Turbinennabe 19 übertragen und auf die Getriebeeingangswelle 43.
Energieaufnahme kann durch Reibung, manchmal Hysterese genannt, erreicht werden, wenn dies gewünscht ist. Hysterese schliesst Reibung beim Eindrehen und beim Auseinanderdrehen der Dämpferplatten ein, so dass die tatsächliche Reibung verdoppelt wird. Das Hysteresepaket besteht allgemein aus einer Tellerfeder 14, die zwischen dem Flansch 13 und einer der Deckelplatten 16 angebracht ist, um den Flansch 13 in Berührung mit der anderen Deckelplatte 12 zu bringen. Durch Steuern der Grösse der Kraft, die von der Tellerfeder 14 aufgebracht wird, kann auch die Höhe des Reibmoments gesteuert werden. Übliche Hysteresewerte liegen im Bereich von 10–30 Nm.
Drehmomentwandler des Stands der Technik sind dazu ausgelegt dem Kolben 17 eine Axialbewegung in Bezug auf den Deckel 11 zu ermöglichen. Konstruktionen von Drehmomentwandlerkupplungen mit einer Mehrzahl von Platten erfordern eine zusätzliche Dichtung und eine zusätzliche Vorrichtung, um den Kolben 17 und den Deckel 11 gegen Drehung festzulegen. Zusätzlich sind die Räder von Drehmomentwandlern des Stands der Technik verschweisst, was das Eintreten von Verschmutzungen in den schmalen zwischen der Pumpe und dem Deckel erzeugten Spalt ermöglicht. Eine zusätzliche Überbrückungsplatte kann auch an die Pumpe oder an das Deckelgehäuse geschweisst werden, was zusätzlich das Risiko von Verunreinigungen erhöht. Eine solche Konstruktion ist in der gemeinschaftlich übertragenen U.S. Provisional Patent Application Nr. 60/816,932 , angemeldet am 28. Juni 2006, gezeigt.
Ebenso sind Leiträder in Drehmomentwandlern des Stands der Technik üblicherweise aus Aluminium gegossen. Ein gestanztes Leitrad wie in der gemeinschaftlich übertragenen U.S. Provisional Patent Application Nr. 11/728,066 , angemeldet am 23. März 2007, kann verwendet werden, um die Kosten zu verringern und die Leistung zu steigern.
Demnach besteht seit langem ein Bedarf für eine Kolbenplatte, welche direkt in den Deckel eingreift. Es besteht auch ein Bedarf für einen Drehmomentwandler in Schweisskonstruktion und einem Befestigungsverfahren für die Überbrückungsplatte, welches die Verunreinigung verringert. Es besteht ein Bedarf für eine haltbarere gestanzte der Leitradkonstruktion, die ebenso die Leistung verbessert.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung umfasst allgemein eine Drehmomentwandleranordnung, welche Folgendes aufweist: eine Deckelschale, eine Turbinennabe und eine Rückenplatte, welche sich antriebswirksam im Eingriff mit diesem Deckel befindet. Die Rückenplatte erstreckt sich radial nahe an der Turbinennabe. In einigen Ausführungsformen ist dieser Eingriff eine verpresste Keilwellenverbindung. In einigen Ausführungsformen weist der Drehmomentwandler ein Pumpenrad auf und die Deckelschale liegt an einer radialen Wand eines eingekerbten Bereichs in dem Pumpenrad an.
Die vorliegende Erfindung umfasst allgemein auch eine Drehmomentwandleranordnung, die eine Deckelschale und einen Kolben für eine Überbrückungskupplung aufweist. Der Kolben ist fest an der Deckelschale angebracht, und der Kolben ist elastisch um die Kupplung zu betätigen. Zumindest ein Bereich des Kolbens am Befestigungspunkt mit der Deckelschale berührt die Deckelschale. Der Kolben bildet einen Bereich einer abgedichteten Kammer, und der Kolben ist als Reaktion auf den Fluiddruck in der Kammer beweglich. In einer Ausführungsform wird die Befestigung durch Buckelschweissen nahe einem Innendurchmesser des Kolbens oder durch Vernieten nahe einem Innendurchmesser des Kolbens ausgeführt.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin eine gestanzte Leitradanordnung für einen Drehmomentwandler mit zumindest einer äusseren Blechschaufelplatte, die durch Stanzen geformt ist, und zumindest eine innere Blechschaufel, die durch Stanzen geformt ist. Die äusseren und inneren Schaufelplatten führen das Fluid durch diese gestanzte Leitradanordnung. In einigen Ausführungsformen beträgt die Dicke der inneren Schaufelplatte weniger als die Dicke der äusseren Schaufelplatte. In einigen Ausführungsformen weist das gestanzte Leitrad einen Niet und eine Freilaufkupplung auf. Der Niet ist eingebaut, um antriebswirksam in einen Aussenring dieser Freilaufkupplung mit diesen äusseren und inneren Schaufelplatten einzugreifen. In einigen Ausführungsformen weist die zumindest eine äussere Blechplatte einen Flanschbereich zum Anordnen eines Lagers auf. In einigen Ausführungsformen erstreckt sich die zumindest eine äussere Schaufelplatte radial nach Innen um eine Axialbewegung dieser Freilaufkupplung zu begrenzen. In einigen Ausführungsformen ist dieser Kolben hydraulisch gegenüber diesem Deckel abgedichtet, und gegenüber der Eingangswelle des Getriebes.
Allgemein ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Drehmomentwandler mit einer Kolbenplatte zur Verfügung zu stellen, welche sich in direktem Eingriff mit dem Deckel befindet, eine Schweisskonstruktion und ein Verfahren zum Befestigen der Überbrückungsplatte, welche Verunreinigungen verringern, und eine haltbare gestanzte Leitradkonstruktion mit verbesserter Leistung.
Diese und andere Aufgaben und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der nun folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und aus den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Art und Betriebsweise der vorliegende Erfindung wird nun genauer an Hand der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren erklärt, worin:
1 ist eine allgemeine Blockdiagrammdarstellung des Leistungsflusses in einem Kraftfahrzeug, welche dazu dient, die Beziehung und Funktion eines Drehmomentwandlers in dessen Antriebsstrang zu erklären;
2 ist eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers des Stands der Technik, welcher an dem Motor eines Kraftfahrzeuges befestigt gezeigt ist;
3 ist eine linke Ansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers, welche allgemein entlang der Linie 3-3 in 2 aufgenommen ist;
4 ist eine Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers des in 2 und 3 gezeigten Drehmomentwandlers, welche allgemein entlang der Linie 4-4 in 3 gezeigt wird;
5 ist eine erste Explosionsansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers, welche aus der Perspektive eines Betrachters gezeigt wird, der den zerlegten Drehmomentwandler von links sieht;
6 ist eine zweite Explosionsansicht des Drehmomentwandlers, der in 2 gezeigt wird, welche aus der Perspektive eines Betrachters gezeigt wird, der den zerlegten Drehmomentwandler von rechts sieht;
7A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems, welche räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden;
7B ist eine perspektivische Ansicht eines Gegenstands in dem Zylinderkoordinatensystem von 7A, welche räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden; und
8 ist eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers gemäss der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eingangs ist festzuhalten, dass gleiche Bezugszahlen in verschiedenen Zeichnungsansichten gleiche oder funktional ähnliche elementare Bestandteile der Erfindung kennzeichnen. Obgleich die vorliegende Erfindung in Bezug auf derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wird, ist festzuhalten, dass die beanspruchte Erfindung nicht auf die offengelegten Ausführungsformen beschränkt ist.
Weiterhin ist festzuhalten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebene bestimmte Methodik, Werkstoffe und Modifikationen beschränkt ist und als solche natürlich variiert werden kann. Es ist ebenso festzuhalten, dass die hier verwendeten Bezeichnungen nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen dienen und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken, der nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt ist.
Falls nicht anders bestimmt, dann haben alle technischen und wissenschaftlichen Ausdrücke, die hier verwendet werden die gleiche Bedeutung wie sie allgemein von Fachleuten im Bereich der Technik, wo die Erfindung angesiedelt ist, verstanden wird. Obgleich beliebige Verfahren, Vorrichtungen oder Werkstoffe, die ähnlich oder gleichwertig zu den Beschriebenen sind, beim Ausführen oder Ausprobieren der Erfindung verwendet werden können, werden nun bevorzugte Verfahren, Vorrichtungen und Werkstoffe beschrieben.
7A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 80, welches räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Zusammenhang mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, welche im Folgenden als Bezug für Richtungsbezeichnungen und räumliche Bezeichnungen verwendet wird. Die Adjektive „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich jeweils auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, dem Radius 82 (der senkrecht zur Achse 81 ist), und auf den Umfang 83. Die Adjektive „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich auch auf Ausrichtungen parallel zu den betreffenden Ebenen. Um die Anordnung von verschiedenen Ebenen zu verdeutlichen werden die Gegenstände 84, 85 und 86 verwendet. Die Fläche 87 des Gegenstands 84 bildet eine axiale Ebene. Das bedeutet, die Achse 81 bildet eine Linie entlang der Oberfläche. Die Oberfläche 88 des Gegenstands 85 bildet eine radiale Ebene. Das heisst, der Radius 82 bildet eine Mantellinie. Die Fläche 89 des Gegenstands 86 bildet eine Umfangsfläche. Das heisst, der Umfang 83 bildet eine Mantellinie. In einem weiteren Beispiel ist die axiale Bewegung oder Anordnung parallel zur Achse 81, die radiale Bewegung oder Anordnung ist parallel zum Radius 82, und die umfängliche Bewegung oder Anordnung ist parallel zum Umfang 83. Die Drehung erfolgt mit Bezug auf die Achse 81.
Die Adverbien „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich jeweils auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82, oder zum Umfang 83. Die Adverbien „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu den entsprechenden Ebenen.
7B ist eine perspektivische Ansicht des Objekts 90 in einem Zylinderkoordinatensystems 80 von 7A, welches räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden. Der zylindrische Gegenstand 90 steht für einen zylindrischen Gegenstand in einem Zylinderkoordinatensystem, und schränkt die vorliegende Erfindung in keiner Weise ein. Der Gegenstand 90 weist eine axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92, und eine Umfangsfläche 93 auf. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene, und die Fläche 93 ist Teil einer Umfangsfläche.
8 ist eine Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers 100 gemäss der vorliegenden Erfindung. Der Deckel 111 ist drehfest an einer Flex-Platte (nicht gezeigt) mit der Antriebsplatte 102 und dem Stehbolzen 104 angebracht. Die Antriebsplatte 102 ist an dem Deckel 111 mit dem extrudierten Niet 106 befestigt. Jedoch ist festzuhalten, dass jegliche in der Technik bekannten Mittel verwendet werden können, um den Deckel 111 mit der Flex-Platte zu verbinden. Die Führung 108 zentriert den Deckel 111 in einer Kurbelwelle (nicht gezeigt). Die Führung 108 ist aus Blech hergestellt, und durch Stanzen geformt, um die Kosten zu verringern. In einigen Ausführungsformen ist das Ende 110 der Führung 108 mit einem Radius versehen, um das Kippen der Führung 108 in der Kurbelwelle zu ermöglichen. Die Führung 108 ist an dem Deckel 111 unter Verwendung eines jeden in der Technik bekannten Mittels befestigt. In einigen Ausführungsformen ist die Führung 108 am Deckel 111 durch Buckelschweissen befestigt. In einigen anderen Ausführungsformen ist die Führung 108 an dem Deckel 111 durch eine Nietung (nicht gezeigt) befestigt. In einigen Ausführungsformen ist der Niet zur Befestigung der Führung ein extrudierter Niet, der aus dem Deckel 111 geformt ist.
Die Kolbenplatte 117 ist an dem Deckel 111 am Ort 112 nahe am Innendurchmesser des Deckels angebracht. Die Kolbenplatte 117 kann am Deckel 111 unter Verwendung eines jeden in der Technik bekannten Mittels befestigt werden. In einigen Ausführungsformen ist die Kolbenplatte 117 am Deckel 111 durch Buckelschweissen befestigt. In anderen Ausführungsformen ist die Kolbenplatte 117 an dem Deckel 111 durch Nietung (nicht gezeigt) befestigt. In einigen Ausführungsformen ist der Kolbenbefestigungsniet ein extrudierter Niet, der aus dem Deckel 111 gebildet ist. Die Kolbenplatte 117 ist gegenüber der Eingangswelle an ihrem Innendurchmesser (nicht gezeigt) abgedichtet. Die Kolbenplatte 117 ist weiterhin gegenüber dem Deckel 111 mit der Dichtung 114 abgedichtet, welche in dem geprägten Abschnitt 116 des Kolbens 117 angeordnet ist, und von einer Kolbenplatte 118 gehalten wird. Die Kolbenplatte 118 kann an dem Kolben 117 unter Verwendung eines jeden in der Technik bekannten Mittels befestigt werden. In einigen Ausführungsformen ist die Halteplatte 118 an dem Kolben 117 mit extrudierten Nieten 120 befestigt. In einigen Ausführungsformen ist die Dichtung 114 eine dynamische Dichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich zumindest ein Bereich des Kolbens am Befestigungspunkt mit der Deckelschale in Berührung mit der Deckelschale. Die Kolbenplatte ist radial jenseits des Befestigungspunktes an der Schale beweglich, um die Überbrückungskupplung 160 zu betätigen. Die Kolbenplatte bildet auch einen Teil einer abgedichteten Kammer 162 und ist als Reaktion auf den Fluiddruck in der Kammer beweglich, um den Betrieb der Überbrückungskupplung zu steuern. Zum Beispiel, wenn die Kraft auf der Kolbenplatte von dem Fluiddruck in der Kammer 162 grösser ist, als die Kraft auf der Kolbenplatte von dem Fluid in der Kammer 164, bewegt sich der Kolben in die Richtung 166, um die Kupplung in Eingriff zu bringen.
Die direkte Verbindung des Kolbens mit dem Deckel kann andere Verfahren zur Verbindung des Kolbens und des Deckels ersetzen, wie z. B. Keilwellenverbindungen oder Blattfedern. In vorteilhafter Weise rattert die direkte Verbindung im Gegensatz zu einer Keilwellenverbindung nicht. Vorteilhafterweise werden die Spezialwerkzeuge und die zusätzlichen Schritte, welche erforderlich sind, um Niete oder Befestigungselemente für die Blattfedern von der Rückseite zu erreichen, durch die direkte Verbindung überflüssig.
Die Rückenplatte 122 ist im Wesentlichen eben und erstreckt sich radial vom Aussenumfang 124 des Deckels. Die Rückenplatte 122 kann an dem Aussendurchmesser 124 des Deckels unter Verwendung eines jeden in der Technik bekannten Mittels angebracht werden. In einigen Ausführungsformen ist die Rückenplatte 122 an dem Aussendurchmesser 124 des Deckels unter Verwendung einer verpressten verzahnten Verbindung befestigt, was das Rattern beseitigt. Die Öffnung 126 ermöglicht eine Kühlströmung durch die Rückenplatte 122. In einigen Ausführungsformen weist der Innenumfang 127 der Rückenplatte 122 einen minimalen Abstand zum Aussenumfang 129 der Turbinennabe 119 auf um die Strömung zu begrenzen. In anderen Ausführungsformen ist die Rückenplatte 122 gegenüber der Turbinennabe 119 mit einer dynamischen Dichtung (nicht gezeigt) abgedichtet.
Trennplatten 128 und 130 sind drehbar an der Rückenplatte 122 jeweils mit Blattfedern 132 und 134 befestigt. In einigen Ausführungsformen werden Blattfedern 132 und 134 unter Verwendung extrudierter Niete befestigt. Die Reibplatten 136 und 138 befinden sich im drehfesten Eingriff mit der Deckelplatte 131. In einigen Ausführungsformen befinden sich die Platten 136 und 138 im Eingriff mit der Deckelplatte 131 durch eine Keilwellenverbindung.
Der Zentrierflansch 140 ist an dem Flansch 133 unter Verwendung beliebiger in der Technik bekannter Mittel befestigt. In einigen Ausführungsformen ist der Zentrierflansch 140 an dem Flansch 133 durch Verwendung eines Niets 142 vernietet. Das Lager 144 positioniert den Zentrierflansch 140 relativ zur Kolbenplatte 117 und zentriert dadurch die Turbinenanordnung 135 durch eine enge Passung zwischen dem Flansch 133 und der Turbinennabe 119.
Das Leitrad 137 ist eine Anordnung aus gestanzten Bauteilen. Andere Platten 146 und 148 auf beiden Seiten enthalten Stützplatten 150 und 152. In einigen Ausführungsformen sind die Stützplatten 150 und 152 dünner als die Aussenplatten 146 und 148 um die Verformung zu erleichtern und die Leistung des Leitrads zu erhöhen. Obgleich eine bestimmte Anzahl von Aussenplatten und Stützplatten gezeigt wird, liegt eine beliebige Anzahl von Platten und Stützplatten innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung. In einigen Ausführungsformen weist die Aussenplatte 148 einen Flanschbereich auf, um das Lager 139 zu positionieren. In anderen Ausführungsformen (nicht gezeigt) weist die Aussenplatte 148 einen Positionierungsflansch auf. In einigen Ausführungsformen lagern die Aussenplatten 146 und 148 interne Komponenten der Freilaufkupplungsanordnung 141.
Der Aussenring 143 der Freilaufkupplungsanordnung 141 ist drehfest an den Platten 146, 148, 150 und 152 durch jedes in der Technik bekannte Mittel befestigt. In einigen Ausführungsformen werden Niete 154 verwendet, um die Platten 146, 148, 150 und 152 an dem Aussenring 26 zu befestigen.
Die Deckelplatte 111 und das Pumpenrad 145 erzeugen ein abgeschlossenes Behältnis, wenn sie mit einer Schweissnaht 156 verbunden werden. In einigen Ausführungsformen erstreckt sich die Deckelschale 111 axial in das Pumpenrad 145, bis sie den abgestuften Abschnitt 158 erreicht. Die Konstruktion mit festem Anschlag der Verbindung zwischen Deckel und Pumpe verringert die Wahrscheinlichkeit, dass Verunreinigungen während des Verschweissens in den Drehmomentwandler 100 eintreten. In einigen Ausführungsformen wird die Dicke der Lochscheibe 160 so ausgewählt, dass sie die richtige Freigängigkeit der inneren Bauteile sicherstellt, wenn der Deckel 111 sich im Eingriff mit dem abgestuften Bereich 158 des Pumpenrads befindet.
Die Kammer 147 ist zwischen dem Deckel 111 und dem Kolben 117 angeordnet. Die Kammer 119 ist zwischen dem Kolben 117 und der Dichtplatte 122 angeordnet. Die Kammer 151 ist zwischen der Abdichtplatte 122 und dem Pumpenrad 145 angeordnet. Jede Kammer wird mit Getriebeöl von dem Getriebe durch einen jeweils eigenen Pfad beaufschlagt. Dies wird als Dreistrom Hydrauliksystem bezeichnet.
Während des Drehmomentwandlerbetriebs ist der Druck in der Kammer 147 niedriger als der Druck in der Kammer 149. Daher wird die Kolbenplatte 117 in Richtung des Deckels 111 gedrückt, und die Reibplatten 136 und 138 übertragen kein Drehmoment. Öl strömt von der Kammer 149 durch die Öffnung 126 in die Kammer 151 um den Drehmomentwandler 100 zu kühlen.
Wenn der Betrieb über die Drehmomentwandlerkupplung gewünscht wird, dann wird der Druck in der Kammer 147 erhöht, so dass der Kolben 117 in Richtung der Rückenplatte 122 gedrückt wird, was die Reibplatten 136 und 138 festklemmt, die Drehmoment auf die Deckplatte 131 übertragen. Da der Kolben 117 an dem Deckel 111 befestigt ist, muss der Kolben ausgelenkt werden. In einigen Ausführungsformen wird die Dicke 162 des Kolbens variiert, um die nötige Auslenkung zu ermöglichen während die Spannung zur verbesserten Haltbarkeit gering gehalten wird. Öl strömt von der Kammer 149 durch die Reibplatten 136 und 138 durch die Öffnung 126 und in die Kammer 151 um die Reibplatten 136 und 138 zu kühlen. Etwas Öl kann zwischen der Rückenplatte 122 und der Turbinennabe 119 austreten, wenn diese nicht gegeneinander abgedichtet sind.
Der Niet 153, welcher das Turbinenrad 155, die Turbinennabe 119 und die Deckelplatte 131 verbindet, beseitigt vorteilhafterweise das Rattern.
Daraus ist ersichtlich, dass die Ziele der vorliegenden Erfindung wirksam erreicht werden, obgleich Modifikationen und Änderungen an der Erfindung für Fachleute einfach ersichtlich sind. Diese Modifikationen befinden sich innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung. Ebenso ist festzuhalten, dass die vorgehende Beschreibung die vorliegende Erfindung beispielhaft darstellt, sie aber nicht einschränkt. Daher sind andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, ohne über den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung hinauszugehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 60/816932 [0013]
- US 11/728066 [0014]

Claims

Drehmomentwandleranordnung, die Folgendes aufweist: eine Deckelschale; und einen Kolben für eine Überbrückungskupplung, wobei der Kolben an der Deckelschale befestigt ist, und wobei der Kolben flexibel ist, um die Kupplung zu betätigen.
Drehmomentwandleranordnung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Bereich des Kolbens die Deckelschale am Befestigungspunkt der Deckelschale berührt.
Drehmomentwandleranordnung nach Anspruch 1, wobei der Kolben einen Bereich einer abgeschlossenen Kammer bildet und der Kolben als Reaktion auf den Fluiddruck in der Kammer bewegt werden kann.
Drehmomentwandleranordnung nach Anspruch 1, wobei die Befestigung durch Buckelschweissen nahe am Innendurchmesser des Kolbens ausgeführt wird.
Drehmomentwandleranordnung nach Anspruch 1, wobei die Befestigung durch eine Nietung nahe am Innendurchmesser des Kolbens ausgeführt wird.