DE102019122237A1

DE102019122237A1 - Drehmomentwandler mit stator mit variablem abstand und verfahren zum herstellen eines stators mit variablem abstand für einen drehmomentwandler

Info

Publication number: DE102019122237A1
Application number: DE102019122237.0A
Authority: DE
Inventors: John Edward Brevick
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2019-08-19
Publication date: 2020-02-27
Also published as: US10527144B1; CN110848361A

Abstract

Die Offenbarung stellt einen Drehmomentwandler mit Stator mit variablem Abstand und ein Verfahren zum Herstellen eines Stators mit variablem Abstand für einen Drehmomentwandler bereit. Ein Verfahren zum Herstellen eines Drehmomentwandler-Stators mit variablem Abstand beinhaltet Positionieren eines Rahmens, der einen Außenring, eine Vielzahl von Schaufeln, eine Vielzahl von Schwenkelementen und eine Vielzahl von Betätigungselementen beinhalten, sodass die Schwenkelemente in einem Statorkörper sitzen und die Betätigungselemente an einen Statorkolben gekoppelt sind, wobei die Schwenk- und Betätigungselemente nicht drehbar an gegenüberliegende Enden von entsprechenden Schaufeln gekoppelt sind. Das Verfahren beinhaltet Entfernen des Außenrings vom Rahmen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Drehmomentwandler mit einem Stator mit variablem Abstand und ein Verfahren zum Herstellen eines Stators mit variablem Abstand für einen Drehmomentwandler.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Informationen zum allgemeinen Stand der Technik in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und stellen unter Umständen nicht den Stand der Technik dar.
Fahrzeuge mit Automatikgetriebe beinhalten typischerweise einen Drehmomentwandler zwischen dem Motor und dem Getriebe. Typische Drehmomentwandler beinhalten eine Pumpe, eine Turbine und einen Stator, bei dem die Statorschaufeln in einem festen Abstand innerhalb des Drehmomentwandlers positioniert sind. Der Abstand der Statorschaufeln ist für gewöhnlich derart gewählt, dass die Leistung optimiert wird, z. B. Kraftstoffeffizienz, Leistung, Geräusch, Vibration und Rauheit (noise, vibration and harshness - NVH) über den vollen Bereich der Betriebsdrehzahlen. Diese Optimierung über den gesamten Bereich führt für jede konkrete Drehzahl zu einer Leistung, die unter der Optimalleistung liegt.
In der Vergangenheit wurden Versuche zur Produktion von Statoren mit variablem Abstand unternommen, jedoch erforderten diese Versuche typischerweise, dass die Schaufeln nacheinander gehandhabt und zusammengebaut werden mussten. Ein typischer Stator kann etwa zwanzig bis dreißig Statorschaufeln beinhalten. Die arbeitsintensiven Prozesse, die zur Produktion dieser Drehmomentwandler mit variablem Abstand erforderlich waren, ließen die Kosten für diese ersten Statoren mit variablem Abstand unerschwinglich werden, um in hohen Produktionsmengen Verwendung zu finden, und konnten zudem zu größeren Ausschussraten aufgrund von mehr Möglichkeiten für Montagefehler führen.
Diese und andere Beschränkungen von herkömmlichen Drehmomentwandler-Statoren werden durch die vorliegende Offenbarung gelöst.
KURZDARSTELLUNG
In einer Form beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen eines Drehmomentwandler-Stators mit variablem Abstand Positionieren eines Rahmens, der einen Außenring, eine Vielzahl von Schaufeln, eine Vielzahl von Schwenkelementen und eine Vielzahl von Betätigungselementen beinhalten, sodass die Schwenkelemente in einem Statorkörper sitzen und die Betätigungselemente an einen Statorkolben gekoppelt sind, wobei die Schwenk- und Betätigungselemente nicht drehbar an gegenüberliegende Enden von entsprechenden Schaufeln gekoppelt sind. Das Verfahren beinhaltet Entfernen des Außenrings vom Rahmen.
Gemäß einer weiteren Form beinhaltet das Verfahren ferner Ausbilden des Rahmens. Der Schritt des Ausbildens des Rahmens beinhaltet Druckgießen oder Spritzgießen des Außenrings und der Schwenkelemente als ein einzelnes Materialstück.
In noch einer anderen Form beinhaltet das Verfahren ferner Ausbilden des Rahmens. Der Schritt des Ausbildens des Rahmens beinhaltet Druckgießen oder Spritzgießen des Außenrings, der Schaufeln, der Schwenkelemente und der Betätigungselemente als ein einzelnes Material stück.
In noch einer anderen Variation beinhaltet das Verfahren ferner Ausbilden des Rahmens. Der Schritt des Ausbildens des Rahmens beinhaltet Ausbilden des Außenrings, Ausbilden der Schwenkelemente getrennt vom Außenring und Verschweißen eines Außenendes jedes Schwenkelements mit dem Außenring.
Gemäß einer anderen Form beinhaltet der Rahmen eine Vielzahl von Wellen, die sich durch jede Statorschaufel erstrecken. Jedes Schwenkelement und jedes Betätigungselement definieren gegenüberliegende Enden von entsprechenden Wellen.
In noch einer anderen Form beinhaltet das Verfahren ferner Ausbilden des Rahmens. Der Schritt des Ausbildens des Rahmens beinhaltet Druckgießen oder Spritzgießen der Schaufeln auf die Wellen.
In noch einer anderen Form sind die Wellen aus Stahlt ausgebildet und sind die Schaufeln aus Aluminium ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Form beinhaltet das Verfahren Ausbilden des Rahmens. Der Schritt des Ausbildens des Rahmens beinhaltet Ausbilden eines ersten Abschnitts jeder Welle, um eine vorbestimmte Form aufzuweisen, und Ausbilden jeder Schaufel, um eine Bohrung einer vorbestimmten passenden Form aufzuweisen, die dazu konfiguriert ist, mit der vorbestimmten Form zusammenzuwirken, um die Drehung der Schaufeln relativ zu den Wellen zu verhindern. In noch einer anderen Variation beinhaltet die vorbestimmte Form eine ebene Fläche oder eine Vielzahl von Kerbverzahnungen.
In noch einer anderen Form beinhaltet das Verfahren Biegen der Betätigungselemente, um Umlenkhebelbiegungen auszubilden.
Gemäß einer weiteren Form findet der Schritt des Biegens der Betätigungselemente statt, während die Betätigungselemente nicht drehbar an den Außenring gekoppelt sind.
In noch einer anderen Form beinhaltet der Rahmen einen Innenring, der nicht drehbar an ein radial nach innen gerichtetes Ende jedes Betätigungselements gekoppelt ist, und beinhaltet das Verfahren ferner Entfernen des Innenrings vom Rahmen vor Koppeln der Betätigungselemente an den Statorkolben.
In noch einer anderen Variation beinhaltet das Verfahren ferner Ausbilden des Rahmens. Der Schritt des Ausbildens des Rahmens umfasst Verschweißen des Innenrings mit dem radial nach innen gerichteten Ende jedes Betätigungselements.
In einer anderen Form beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen eines Drehmomentwandler-Stators mit variablem Abstand Ausbilden eines Rahmens, der einen Außenring, eine Vielzahl von Wellen, die nicht drehbar an den Außenring gekoppelt sind und sich davon radial nach innen erstrecken, und eine Vielzahl von Schaufeln beinhaltet. Jede Schaufel ist nicht drehbar an eine entsprechende der Wellen gekoppelt. Das Verfahren beinhaltet Koppeln eines Endes jeder Welle an einen Statorkolben, Ausrichten des Rahmens an einem ersten Statorkörper und Entfernen des Außenrings vom Rahmen.
Gemäß einer weiteren Form beinhaltet der Schritt des Ausbildens des Rahmens Druckgießen oder Spritzgießen des Außenrings und der Wellen als ein einzelnes Materialstück.
In noch einer anderen Form beinhaltet der Schritt des Ausbildens des Rahmens Druckgießen oder Spritzgießen der Wellen und der Schaufeln als ein einzelnes Materialstück.
In noch einer anderen Variation beinhaltet das Verfahren ferner Biegen der Wellen, um Umlenkhebelbiegungen auszubilden, während die Wellen nicht drehbar an den Außenring gekoppelt sind.
In noch einer anderen Form beinhaltet der Rahmen einen Innenring, der nicht drehbar an ein radial nach innen gerichtetes Ende jeder Welle gekoppelt ist, und beinhaltet das Verfahren ferner Entfernen des Innenrings vom Rahmen vor Koppeln der Wellen an den Statorkolben.
Gemäß einer weiteren Form beinhaltet der Schritt des Ausbildens des Rahmens Ausbilden eines ersten Abschnitts jeder Welle, um eine vorbestimmte Form aufzuweisen, und Ausbilden jeder Schaufel, um eine Bohrung einer vorbestimmten passenden Form aufzuweisen, die dazu konfiguriert ist, mit der vorbestimmten Form zusammenzuwirken, um die Drehung der Schaufeln relativ zu den Wellen zu verhindern.
In noch einer anderen Form beinhaltet der Schritt des Ausbildens des Rahmens Druckgießen oder Spritzgießen der Schaufeln auf die Wellen.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der in dieser Schrift bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die konkreten Beispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Damit die Offenbarung richtig verstanden werden kann, werden nun beispielhaft verschiedene Formen davon beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen Folgendes gilt:

1 ist eine schematische Schnittansicht eines Drehmomentwandlers gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Stators des Drehmomentwandlers aus 1;
3 ist eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Stators aus 2;
4 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des Stators aus 2;
5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen des Stators aus 2 gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Rahmens gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung zur Verwendung in dem Verfahren aus 5;
7 ist eine Seitenansicht des Rahmens aus 6;
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Stators aus 2, der bei einem Schritt in dem Verfahren aus 5 veranschaulicht ist,
9 ist eine perspektivische Ansicht des Stators aus 2, der bei einem anderen Schritt des Verfahrens aus 5 veranschaulicht ist,
10 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen des Rahmens aus 6 gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Rahmens aus 6, der bei einem Schritt des Verfahrens aus 10 veranschaulicht ist,
12 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Rahmens aus 6, der bei einem anderen Schritt des Verfahrens aus 10 veranschaulicht ist, und
13 ist eine perspektivische Ansicht des Rahmens aus 6 bei einem anderen Schritt des Verfahrens aus 10, der mit einer Vielzahl von Matrizen gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht ist.

Die in dieser Schrift beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sind in keiner Weise als Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Offenbarung gedacht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass in allen Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Mit Bezugnahme auf 1 wird ein Beispiel für einen Drehmomentwandler 10, der gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, schematisch veranschaulicht. Der Drehmomentwandler 10 beinhaltet ein Eingangselement 14, ein Ausgangselement 18, eine Pumpe 22, eine Turbine 26 und einen Stator 30. In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet der Drehmomentwandler 10 zudem eine Einwegkupplung 34, auch bekannt als eine Freilaufkupplung. Der Drehmomentwandler ist im Allgemeinen um eine Mittelachse 38 angeordnet.
Das Eingangselement 14 ist drehbar um die Achse 38 gelagert und ist dazu konfiguriert, ein Eingangsdrehmoment von einer Antriebsmaschine (nicht gezeigt; z. B. einem Elektromotor oder einer Brennkraftmaschine) aufzunehmen. Zum Beispiel kann das Eingangselement 14 durch ein Schwungrad (nicht gezeigt) antriebsmäßig an eine Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Das Ausgangselement 18 ist drehbar um die Achse 38 gelagert und ist dazu konfiguriert, ein Drehmoment an einen Satz von Antriebsrädern (nicht gezeigt) auszugeben. Zum Beispiel kann das Ausgangselement 18 durch ein Getriebe (nicht gezeigt) antriebsmäßig an die Antriebsräder (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Das Eingangselement 14 und das Ausgangselement 18 sind im Allgemeinen drehbar um die Achse 38 relativ zueinander gelagert. Die Pumpe 22, die Turbine 26 und der Stator 30 sind im Allgemeinen um die Achse 38 angeordnet und dazu konfiguriert, zusammenzuwirken, um Drehmoment von dem Eingangselement 14 auf das Ausgangselement 18 zu übertragen, und können dazu dienen, das Eingangsdrehmoment derart zu vervielfachen, dass durch das Ausgangselement 18 ein erhöhtes Drehmoment ausgegeben wird. Wenngleich unter Bezugnahme auf die Bereitstellung von Leistung an Antriebsräder eines Fahrzeugs beschrieben, kann der Drehmomentwandler 10 neben Fahrzeugen auch in anderen Drehmomentübertragungsanwendungen verwendet werden. In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet das Eingangselement 14 ein Hauptgehäuse 42. Die Pumpe 22 kann auf eine herkömmliche Weise für eine Drehmomentwandler-Pumpe konstruiert sein, im Allgemeinen beinhaltet die Pumpe 22 aber eine Vielzahl von Pumpen- oder Pumpenradschaufeln (nicht gezeigt), die in Umfangsrichtung um die Achse 38 beabstandet sind und an das Hauptgehäuse 42 zur gemeinsamen Drehung um die Achse 38 gekoppelt sind. Die Turbine 26 kann auf eine herkömmliche Weise für eine Drehmomentwandler-Turbine konstruiert sein, im Allgemeinen beinhaltet die Turbine 26 aber eine Vielzahl von Turbinenschaufeln (nicht gezeigt), die innerhalb des Hauptgehäuses 42 angeordnet sind. Die Turbinenschaufeln (nicht gezeigt) sind in Umfangsrichtung um die Achse 38 beabstandet und an das Ausgangselement 18 zur gemeinsamen Drehung um die Achse 38 gekoppelt.
Der Stator 30 wird nachstehend ausführlicher beschrieben, ist im Allgemeinen jedoch dazu konfiguriert, den Getriebeölfluss von der Turbine 26 zu der Pumpe 22 zu führen. Der Stator 30 ist im Allgemeinen an ein drehfestes Teil 46 gekoppelt, das sich nicht um die Achse 38 dreht (z. B. ein Getriebegehäuse des Getriebes). In dem bereitgestellten Beispiel ist die Einwegkupplung 34 zwischen dem Stator 30 und dem drehfesten Teil 46 angeordnet und dazu konfiguriert, dem Stator 30 zu ermöglichen, sich relativ zu dem festen Teil 46 in eine Drehrichtung um die Achse 38 zu drehen, aber nicht in die entgegengesetzte Drehrichtung. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 2-4 wird der Stator 30 ausführlicher dargestellt. Der Stator 30 beinhaltet ein Statorgehäuse 210, eine Vielzahl von Statorschaufeln 214, eine Vielzahl von Schwenkelementen 218 eine Vielzahl von Betätigungselementen 222 und einen Aktor 226.
Das Statorgehäuse 210 beinhaltet einen Gehäusekörper 230, eine Gehäuseabdeckung 234, einen ersten Gehäusering 238 einen zweiten Gehäusering 242, eine Vielzahl von ersten Stützen 246 und eine Vielzahl von zweiten Stützen 250. Der Gehäusekörper 230 ist ein im Allgemeinen ringförmiger Körper, der eine Mittelbohrung 254 aufweist, welche koaxial zu der Achse 38 verläuft. In dem bereitgestellten Beispiel definiert der Gehäusekörper 230 eine Kupplungsaussparung 258 und eine ringförmige Aussparung, die einen Abschnitt einer ringförmigen Aktorkammer 262 definiert. Die Kupplungsaussparung 258 ist radial einwärts der Aktorkammer 262 angeordnet und ist durch eine erste Seite 266 des Gehäusekörpers 230 offen und durch den Gehäusekörper 230 in der radial einwärtigen Richtung zur Achse 38 hin offen. Der Abschnitt der Aktorkammer 262, der durch den Gehäusekörper 230 definiert wird, ist durch die erste Seite 266 des Gehäusekörpers 230 offen.
In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet die erste Seite 266 des Gehäusekörpers 230 zudem eine Vielzahl von inneren Schwenknuten 270, die radial auswärts der Aktorkammer 262 angeordnet und in Umfangsrichtung um den Gehäusekörper 230 gleichmäßig beabstandet sind. Die inneren Schwenknuten 270 sind durch eine radial auswärtige Fläche des Gehäusekörpers 230 offen und erstrecken sich in Längsrichtung entlang Achsen, die sich bei der Achse 38 schneiden. Die Anzahl der inneren Schwenknuten 270 entspricht der Anzahl der Statorschaufeln 214 und Schwenkelemente 218. Jede innere Schwenknut 270 ist eine halbzylinderförmige Nut, die dazu konfiguriert ist, einen Abschnitt eines der Schwenkelemente 218 aufzunehmen, wie nachstehend erörtert. In dem bereitgestellten Beispiel kann der Gehäusekörper 230 optional Dichtungsnuten definieren, die jede innere Schwenknut 270 senkrecht schneiden und eine Dichtung ermöglichen (z. B. o-Ringe 274), um eine Dichtung zwischen den Schwenkelementen 218 und dem Statorgehäuse 210 auszubilden, während eine Drehung der Schwenkelemente 218 relativ zu dem Statorgehäuse 210 noch immer möglich ist.
Der erste Gehäusering 238 ist ein ringförmiger Körper, der koaxial zu der Achse 38 verläuft und radial auswärts des Gehäusekörpers 230 angeordnet ist. Der erste Gehäusering 238 definiert eine Vielzahl von äußeren Schwenknuten 278, deren Anzahl der Anzahl der inneren Schwenknuten 270 des Gehäusekörpers 230 entspricht. Die äußeren Schwenknuten 278 sind durch eine erste Seite 282 des ersten Gehäuserings 238 offen und sind durch eine radial einwärtige Fläche des ersten Gehäuserings 238 offen. Die äußeren Schwenknuten 278 sind derart an den inneren Schwenknuten 270 ausgerichtet, dass sie sich in Längsrichtung entlang derselben Achsen erstrecken wie die inneren Schwenknuten 270. Jede äußere Schwenknut 278 ist eine halbzylinderförmige Nut, die dazu konfiguriert ist, einen Abschnitt eines der Schwenkelemente 218 zu halten, wie nachstehend erörtert. In dem bereitgestellten Beispiel erstrecken sich die äußeren Schwenknuten 278 radial auswärts, um ebenfalls durch eine radial auswärtige Fläche des ersten Gehäuserings 238 offen zu sein.
Die ersten Stützen 246 sind dünne, jedoch starre Speichen, die sich in radialer Richtung zwischen dem ersten Gehäusering 238 und dem Gehäusekörper 230 erstrecken, um den ersten Gehäusering 238 koaxial relativ zu dem Gehäusekörper 230 zu stützen. In dem bereitgestellten Beispiel sind weniger erste Stützen 246 vorhanden als Statorschaufeln 214 und sind die ersten Stützen 246 dünner als die Schwenkelemente 218, obgleich auch andere Konfigurationen verwendet werden können. Die ersten Stützen 246 können in Umfangsrichtung um die Achse 38 gleichmäßig beabstandet sein. Ein einwärtiges Ende jeder ersten Stütze 246 ist starr an den Gehäusekörper 230 gekoppelt (z. B. geschweißt) und ein auswärtiges Ende jeder ersten Stütze 246 ist starr an den ersten Gehäusering 238 gekoppelt (z.B. geschweißt). In dem bereitgestellten Beispiel befinden sich die einwärtigen Enden der ersten Stützen 246 an einer Stelle, die axial von dem ersten Gehäusering 238 derart versetzt ist, dass sich die ersten Stützen 246 in einem Winkel von dem Gehäusekörper 230 zum ersten Gehäusering 238 erstrecken.
Die Gehäuseabdeckung 234 ist ein im Allgemeinen ringförmiger Körper, der eine Mittelbohrung 286 aufweist, welche koaxial zu der Achse 38 verläuft. Die Gehäuseabdeckung 234 weist eine erste Seite 290 auf, die der ersten Seite 266 des Gehäusekörpers 230 zugewandt ist und an diese angrenzen kann. Die Gehäuseabdeckung 234 ist dazu konfiguriert, fest (d. h. starr oder nicht bewegbar) an den Gehäusekörper 230 gekoppelt zu sein, um die erste Seite 266 des Gehäusekörpers 230 abzudecken. Obgleich nicht konkret gezeigt, können zusätzliche Dichtungen verwendet werden, um eine Dichtung zwischen der ersten Seite 266 des Gehäusekörpers 230 und der ersten Seite 290 der Gehäuseabdeckung 234 zu bilden. In dem bereitgestellten Beispiel ist die Gehäuseabdeckung 234 fest an den Gehäusekörper 230 durch eine Vielzahl von Bolzen (nicht konkret gezeigt) gekoppelt, die in Bohrungen 294 in der Gehäuseabdeckung 234 aufgenommen sind und in Gewindeeingriff mit Gewindebohrungen 298 in dem Gehäusekörper 230 stehen, obgleich auch andere Konfigurationen verwendet werden können (z. B. Niete oder Schweißungen). In dem bereitgestellten Beispiel weist die Gehäuseabdeckung 234 eine ringförmige Aussparung auf, die durch die erste Seite 290 der Gehäuseabdeckung 234 offen ist, um den Rest der Aktorkammer 262 zu definieren.
In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet die Gehäuseabdeckung 234 eine Vielzahl von inneren Schwenknuten 310, die den inneren Schwenknuten 270 des Gehäusekörpers 230 entsprechen und diesen gegenüberliegen. Die inneren Schwenknuten 310 sind in Umfangsrichtung um die Gehäuseabdeckung 234 gleichmäßig beabstandet. Die inneren Schwenknuten 310 sind durch eine radial auswärtige Fläche der Gehäuseabdeckung 234 offen und erstrecken sich in Längsrichtung entlang Achsen, die sich bei der Achse 38 schneiden (z. B. die gleichen Achsen wie die inneren Schwenknuten 270). Die Anzahl der inneren Schwenknuten 310 entspricht der Anzahl der Statorschaufeln 214 und Schwenkelemente 218. Jede innere Schwenknut 310 ist eine halbzylinderförmige Nut, die dazu konfiguriert ist, einen Abschnitt eines der Schwenkelemente 218 zu halten, wie nachstehend erörtert. In dem bereitgestellten Beispiel kann die Gehäuseabdeckung 234 optional Dichtungsnuten definieren, die jede innere Schwenknut 310 senkrecht schneiden und die Dichtung ermöglichen (z. B. die o-Ringe 274), um eine Dichtung zwischen den Schwenkelementen 218 und dem Statorgehäuse 210 auszubilden, während eine Drehung der Schwenkelemente 218 relativ zu dem Statorgehäuse 210 noch immer möglich ist.
Der zweite Gehäusering 242 entspricht dem ersten Gehäusering 238 und ist ein ringförmiger Körper, der koaxial zu der Achse 38 verläuft und radial auswärts der Gehäuseabdeckung 234 angeordnet ist. Der zweite Gehäusering 242 definiert eine Vielzahl von äußeren Schwenknuten 314, die den äußeren Schwenknuten 278 des ersten Gehäuserings 238 entsprechen und diesen gegenüberliegen. Die äußeren Schwenknuten 314 entsprechen den inneren Schwenknuten 310 der Gehäuseabdeckung 234. Die äußeren Schwenknuten 314 sind durch eine erste Seite 318 des zweiten Gehäuserings 242, die der ersten Seite 282 des ersten Gehäuserings 238 gegenüberliegt, offen und die äußeren Schwenknuten 314 sind durch eine radial einwärtige Fläche des zweiten Gehäuserings 242 offen. Die äußeren Schwenknuten 314 sind derart an den inneren Schwenknuten 310 ausgerichtet, dass sie sich in Längsrichtung entlang derselben Achsen erstrecken wie die inneren Schwenknuten 310. Jede äußere Schwenknut 314 ist eine halbzylinderförmige Nut, die dazu konfiguriert ist, einen Abschnitt eines der Schwenkelemente 218 zu halten, wie nachstehend erörtert. In dem bereitgestellten Beispiel erstrecken sich die äußeren Schwenknuten 314 radial auswärts, um ebenfalls durch eine radial auswärtige Fläche des zweiten Gehäuserings 242 offen zu sein.
Die erste Seite 318 des zweiten Gehäuserings 242 ist der ersten Seite 282 des ersten Gehäuserings 238 zugewandt und kann an diese angrenzen. Der zweite Gehäusering 242 ist dazu konfiguriert, fest an den ersten Gehäusering 238 gekoppelt zu sein, um die erste Seite 282 des ersten Gehäuserings 238 abzudecken. In dem bereitgestellten Beispiel ist der zweite Gehäusering 242 fest an den ersten Gehäusering 238 durch eine Vielzahl von Bolzen (nicht konkret gezeigt) gekoppelt, die in Bohrungen 322 in dem zweiten Gehäusering 242 aufgenommen sind und in Gewindeeingriff mit Gewindebohrungen 326 in dem ersten Gehäusering 238 stehen, obgleich auch andere Konfigurationen verwendet werden können (z. B. Niete oder Schweißungen).
Die zweiten Stützen 250 sind dünne, jedoch starre Speichen, die sich in radialer Richtung zwischen dem zweiten Gehäusering 242 und der Gehäuseabdeckung 234 erstrecken, um den zweiten Gehäusering 242 koaxial relativ zu der Gehäuseabdeckung 234 zu stützen. In dem bereitgestellten Beispiel sind weniger zweite Stützen 250 vorhanden als Statorschaufeln 214, ist dieselbe Anzahl der zweiten Stützen 250 wie der ersten Stützen 246 vorhanden und sind die ersten und die zweiten Stützen in Umfangsrichtung nicht direkt aneinander ausgerichtet, obgleich auch andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel sind die zweiten Stützen 250 dünner als die Schwenkelemente 218 und können im Allgemeinen die gleiche Dicke aufweisen wie die ersten Stützen 246, obgleich auch andere Konfiguration verwendet werden können. Die zweiten Stützen 250 können in Umfangsrichtung um die Achse 38 gleichmäßig beabstandet sein. Ein einwärtiges Ende jeder zweiten Stütze 250 ist starr an die Gehäuseabdeckung 234 gekoppelt (z. B. geschweißt) und ein auswärtiges Ende jeder zweiten Stütze 250 ist starr an den zweiten Gehäusering 242 gekoppelt (z. B. geschweißt). In dem bereitgestellten Beispiel befinden sich die einwärtigen Enden der zweiten Stützen 250 an einer Stelle, die axial von dem zweiten Gehäusering 242 derart versetzt ist, dass sich die zweiten Stützen 250 in einem Winkel von der Gehäuseabdeckung 234 zu dem zweiten Gehäusering 242 erstrecken. In dem bereitgestellten Beispiel sind die einwärtigen Enden der ersten und der zweiten Stützen 246, 250 in axialer Richtung weiter beabstandet als ihre entsprechenden auswärtigen Enden.
Jede Statorschaufel 214 weist eine Form auf, die im Allgemeinen dazu konfiguriert ist, einen Fluidstrom innerhalb des Drehmomentwandlers 10 zu lenken. Jede Statorschaufel 214 ist in dem Raum radial zwischen dem Gehäusekörper 230 und dem ersten Gehäusering 238 angeordnet, der sich ebenfalls radial zwischen der Gehäuseabdeckung 234 und dem zweiten Gehäusering 242 befindet. In dem bereitgestellten Beispiel sind die Schwenkelemente 218 im Allgemeinen dünne, zylindrische, jedoch starre gerade Drähte. In dem bereitgestellten Beispiel weisen die Schwenkelemente 218 eine Querschnittsdicke (z. B. einen Durchmesser) auf, die kleiner oder gleich der Dicke der Statorschaufel 214 ist. In dem bereitgestellten Beispiel beträgt der Durchmesser der Schwenkelemente 218 annähernd 2 Millimeter, obgleich auch andere Konfigurationen verwendet werden können. Jedes Schwenkelement 218 ist fest an eine entsprechende der Statorschaufeln 214 gekoppelt und erstreckt sich radial auswärts von einer radial auswärtigen Seite der entsprechenden Statorschaufel 214. Jedes Schwenkelement 218 ist in der entsprechenden äußeren Schwenknut 278, 314 derart aufgenommen, dass sich das Schwenkelement 218 um seine Achse relativ zu den Gehäuseringen 238, 242 drehen kann.
In dem bereitgestellten Beispiel sind die Betätigungselemente 222 im Allgemeinen dünne zylindrische, aber starre Drähte, die eine Doppelbiegung aufweisen, um einen ersten Schenkel 330, einen zweiten Schenkel 334 und einen dritten Schenkel 338 auszubilden. In dem bereitgestellten Beispiel weisen die Betätigungselemente 222 eine Querschnittsdicke (z.B. einen Durchmesser) auf, die kleiner als die oder gleich der Dicke der Statorschaufel 214 ist. In dem bereitgestellten Beispiel beträgt der Durchmesser der Betätigungselemente 222 annähernd 2 Millimeter, obgleich auch andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel ist der erste Schenkel 330 fest an eine entsprechende der Statorschaufeln 214 gekoppelt und erstreckt sich radial einwärts von einer radial einwärtigen Seite der Statorschaufel 214. Der erste Schenkel 330 verläuft koaxial zu dem entsprechenden Schwenkelement 218. Jeder erste Schenkel 330 ist in der entsprechenden inneren Schwenknut 270, 310 derart aufgenommen, dass sich der erste Schenkel 330 um seine Achse relativ zu dem Gehäusekörper 230 und der Gehäuseabdeckung 234 drehen kann. In dem bereitgestellten Beispiel erstreckt sich der erste Schenkel 330 radial einwärts in die Aktorkammer 262. In dem bereitgestellten Beispiel erstreckt sich der zweite Schenkel 334 im Allgemeinen senkrecht von dem radial einwärtigen Ende des ersten Schenkels 330 in der Aktorkammer 262 zwischen dem Gehäusekörper 230 und der Gehäuseabdeckung 234. In dem bereitgestellten Beispiel erstreckt sich der dritte Schenkel 338 im Allgemeinen senkrecht von dem zweiten Schenkel 334 in radial einwärtiger Richtung zu der Achse 38 hin, während er innerhalb der Aktorkammer 262 bleibt.
In dem bereitgestellten Beispiel ist jedes Schwenkelement 218 und sein entsprechendes Betätigungselement 222 ein einstückig ausgebildeter Draht, der einen mittleren Abschnitt 342 (gezeigt in 11 und 12) beinhaltet, welcher das Schwenkelement 218 mit dem ersten Schenkel 330 verbindet, indem er sich in Längsrichtung durch eine Bohrung in der entsprechenden Statorschaufel 214 erstreckt. In dem bereitgestellten Beispiel weist der mittlere Abschnitt 342 (gezeigt in 11 und 12) des einstückig ausgebildeten Drahts eine vorbestimmte Form, wie etwa Keile (gezeigt in 11 und 12), eine flache oder eine andere geeignete Form auf und weist die Bohrung der Statorschaufel 214 eine passende vorbestimmte Form auf, sodass sich die Statorschaufel 214 nicht relativ zu dem mittleren Abschnitt 342 des Drahts drehen kann. In einer alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, kann es sich bei dem Schwenkelement 218 und dem Betätigungselement 222 um getrennte Teile handeln, die fest an der Statorschaufel 214 angebracht sind. In einer alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, können das Schwenkelement 218, die Statorschaufel 214 und das Betätigungselement 222 ein einzelnes einstückig ausgebildetes Teil sein.
Unter erneuter Bezugnahme auf das bereitgestellte Beispiel ist der Aktor 226 im Allgemeinen dazu konfiguriert, den dritten Schenkel 338 der Betätigungselemente 222 zu verschieben, um die Statorschaufeln 214 relativ zu dem Statorgehäuse 210 zu drehen. In dem bereitgestellten Beispiel ist der Aktor 226 ein hydraulisch betriebener linearer Aktor vom Kolben-Zylinder-Typ, obgleich auch andere Typen von linearen Aktoren verwendet werden können (z. B. Magnetaktor). In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet der Aktor 226 die Aktorkammer 262, einen Kolben 346, eine Vielzahl von Rückstellfedern 350, ein Fluidreservoir 354 und eine Pumpe 358. In dem bereitgestellten Beispiel kann der Aktor 226 zudem ein Ablassventil 362 beinhalten.
Der Kolben 346 ist ein im Allgemeinen ringförmiger Körper, der axial innerhalb der Aktorkammer 262 verschiebbar ist. In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet der Kolben 346 einen Kolbenkopf und eine Vielzahl von Federsitzen. Der Kolbenkopf ist ein ringförmiger Körper, der koaxial zu der Achse 38 verläuft. In dem bereitgestellten Beispiel kann ein Dichtungsring eine Dichtung zwischen der äußeren Zylinderfläche des Kolbenkopfes und dem Gehäusekörper 230 bilden und kann ein anderer Dichtungsring eine Dichtung zwischen der inneren Zylinderfläche des Kolbenkopfes und dem Gehäusekörper 230 bilden. Der Kolbenkopf definiert zudem eine Umfangsnut 366, die sich in Umfangsrichtung um den Kolbenkopf erstreckt und durch eine radial äußere Fläche des Kolbenkopfes offen ist. Die distalen Enden der dritten Schenkel 338 der Betätigungselemente 222 sind innerhalb der Umfangsnut 366 angeordnet. Wenn sich der Kolben 346 axial in der Aktorkammer 262 bewegt, bewegen sich somit die dritten Schenkel 338 axial mit dem Kolben 346, was bewirkt, dass sich die Statorschaufeln 214 relativ zu dem Statorgehäuse 210 drehen.
Die Federsitze sind in Umfangsrichtung um die Achse 38 beabstandet und erstrecken sich in axialer Richtung weg von der Gehäuseabdeckung 234. In dem bereitgestellten Beispiel handelt es sich bei den Rückstellfedern 350 um Schraubenfedern, die in Umfangsrichtung um die Achse 38 innerhalb des durch den Gehäusekörper 230 definierten Abschnitts der Aktorkammer 262 beabstandet sind. Jede Rückstellfeder 350 kann um einen entsprechenden der Federsitze angeordnet sein, um dessen Beabstandung beizubehalten. Die Rückstellfedern 350 können den Kolben 346 in axialer Richtung hin zu der Gehäuseabdeckung 234 vorspannen. Obwohl einzeln beabstandete Schraubenfedern veranschaulicht sind, können auch andere Federtypen verwendet werden. Zum Beispiel kann in einer nicht gezeigten alternativen Konfiguration anstelle der Vielzahl von Rückstellfedern 350 und Federsitzen eine ringförmige Wellenfeder koaxial zu der Achse verlaufen.
Das Reservoir 354 ist dazu konfiguriert, ein Volumen von Hydraulikfluid oder -öl zu halten. Die Pumpe 358 ist dazu konfiguriert, Fluid aus dem Reservoir 354 zu ziehen und das Fluid zu der Aktorkammer 262 zu pumpen. In dem bereitgestellten Beispiel sind das Reservoir 354 und die Pumpe 358 von dem Drehmomentwandler 10 entfernt und sind über eine Leitung an den Stator 30 gekoppelt. In dem bereitgestellten Beispiel ist die Pumpe 358 zur Fluidverbindung an die Seite der Aktorkammer 262 gekoppelt, die durch die ringförmige Aussparung in der Gehäuseabdeckung 234 definiert ist. In dem bereitstellten Beispiel handelt es sich bei der Pumpe 358 um eine Einwegpumpe und steht das Ablassventil 362 in Fluidverbindung mit dem Reservoir 354 und der Aktorkammer 262 auf der gleichen Seite des Kolbens 346 wie die Pumpe 358. Wenn die Pumpe 358 abgeschaltet wird, können somit die Rückstellfedern 350 den Kolben 346 bewegen, um zu bewirken, dass das Fluid über das Ablassventil 362 zu dem Reservoir 354 zurückkehrt. In einer alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, kann es sich bei der Pumpe 358 um eine Zweiwegpumpe handeln, um das Fluid zu dem Reservoir 354 zurückzuführen.
In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet die Einwegkupplung 34 eine Vielzahl von Kupplungselementen 370 und ein Kupplungsrad 374, die innerhalb der Kupplungsaussparung 258 angeordnet sind. Die Kupplungselemente 370 können radial einwärts durch Federn (nicht gezeigt) vorgespannt sein. Das Kupplungsrad 374 beinhaltet eine Vielzahl von Rampen, die um dessen äußeren Umfang angeordnet und dazu konfiguriert sind, in Verriegelungseingriff mit den Kupplungselementen 370 in einer Weise zu gelangen, die verhindert, dass sich das Kupplungsrad 374 in einer Drehrichtung relativ zu dem Gehäusekörper 230 dreht, während die Rampen gleitend in Eingriff genommen werden, um dem Kupplungsrad 374 zu ermöglichen, sich in der entgegengesetzten Drehrichtung relativ zu dem Gehäusekörper 230 zu drehen. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Kupplungsrad 374 drehfest an das feste Teil 46 (1; z. B. das Getriebegehäuse) gekoppelt.
Beim Betrieb kann der Drehmomentwandler 10 als typischer Drehmomentwandler betrieben werden, mit der Ausnahme, dass, wenn unterschiedliche Drehmomentvervielfachungsbeträge benötigt werden, der Aktor 226 aktiviert werden kann, um den Kolben 346 zu bewegen und die Statorschaufeln 214 zu einem anderen Abstand relativ zu dem Statorgehäuse 210 zu drehen.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 5-9 wird ein Verfahren 510 zum Herstellen des Stators 30 bereitgestellt und mit den Schritten veranschaulicht, die im Allgemeinen in dem Ablaufdiagramm in 5 gezeigt sind. Bei Schritt 514 wird ein Rahmen 610 (6 und 7) ausgebildet. Unter konkreter Bezugnahme auf 6 und 7 beinhaltet der Rahmen 610 einen Außenring 614, Schwenkelemente 218', Betätigungselemente 222' und die Statorschaufeln 214. In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet der Rahmen 610 (6 und 7) zudem einen Innenring 618. Die Schwenkelemente 218' sind den Schwenkelementen 218 (3) ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Schwenkelemente 218' in einer noch nicht fertigen Form vorliegen, in der sich die Schwenkelemente 218' weiter radial auswärts von den Statorschaufeln 214 erstrecken als die fertigen Schwenkelemente 218 (3). Die Betätigungselemente 222' sind den Betätigungselementen 222 (3) ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Betätigungselemente 222' in einer noch nicht fertigen Form vorliegen, in der sich die dritten Schenkel 338' der Betätigungselemente 222' weiter radial einwärts von den Statorschaufeln 214 erstrecken als die fertigen Betätigungselemente 222 (3). Dementsprechend sind Elemente, die durch mit einem Hochstrich versehene Bezugszeichen gekennzeichnet sind, den Elementen ähnlich, die mit vorstehend beschriebenen Bezugszeichen ohne Hochstrich gekennzeichnet sind, außer wenn es in dieser Schrift anderweitig gezeigt oder beschrieben ist.
Der Außenring 614 weist einen Innendurchmesser auf, der größer ist als der äußerste Durchmesser des ersten und des zweiten Gehäuserings 238, 242 (2-4). Der Außenring 614 ist ein relativ dünner, aber starrer ringförmiger Körper, der um eine Achse 622 angeordnet ist. In dem bereitgestellten Beispiel weist der Außenring 614 eine Dicke in axialer Richtung auf, die annähernd gleich dem Durchmesser der Schwenkelemente 218' ist, obgleich auch andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel ist der Außenring 614 aus einem runden Draht geformt, der einen Durchmesser von annähernd 2 Millimetern aufweist, obgleich auch andere Konfigurationen verwendet werden können. Das radial äußerste Ende jedes Schwenkelements 218' ist fest an den Innendurchmesser des Außenrings 614 gekoppelt. Die Schwenkelemente 218' sind in Umfangsrichtung derart um die Achse 622 angeordnet, dass sie der Beabstandung der äußeren Schwenknuten 278, 314 (3) entsprechen, und die ersten Schenkel 330' der Betätigungselemente 222' sind derart positioniert, dass sie der Beabstandung der inneren Schwenknuten 270, 310 (3) entsprechen. Wie am besten in 7 gezeigt, verläuft der Innenring 618 koaxial zu dem Außenring 614, ist jedoch von dem Außenring 614 in axialer Richtung versetzt. Die radial innersten Enden der dritten Schenkel 338' der Betätigungselemente 222' sind fest an den Außendurchmesser des Innenrings 618 gekoppelt. Der Innenring 618 ist ein relativ dünner, aber starrer ringförmiger Körper, der um die Achse 622 angeordnet ist. In dem bereitgestellten Beispiel weist der Innenring 618 eine Dicke in axialer Richtung auf, die annähernd gleich dem Durchmesser der Betätigungselemente 222' ist, obgleich auch andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel ist der Innenring 618 aus einem runden Draht geformt, der einen Durchmesser von annähernd 2 Millimetern aufweist, obgleich auch andere Konfigurationen verwendet werden können. Die Schritte bei der Ausbildung des Rahmens 610 werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
Sobald der Rahmen 610 geformt ist, kann der Rahmen 610 leicht transportiert, verpackt oder gehandhabt werden, ohne die Positionierung der Statorschaufeln 214 zu stören. Wenn der Rest des Stators 30 zur Montage bereit ist, kann der Innenring 618 von den Betätigungselementen 222' abgeschnitten werden und kann so geschnitten werden, dass die Betätigungselemente 222' ihre fertigen Längen aufweisen. Dementsprechend werden die Betätigungselemente bei dieser Stufe in dem Verfahren nun mit dem Bezugszeichen 222 bezeichnet. In einer alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, kann der Innenring 618 weggelassen und nicht an den Betätigungselementen 222 angebracht sein und können die Betätigungselemente 222 bereits ihre fertigen Längen aufweisen.
Das Verfahren 510 geht dann zu Schritt 518 über. Wie in 8 gezeigt, wird der Rahmen 610 bei Schritt 518 ohne den Innenring 618 relativ zu dem Gehäusekörper 230, dem ersten Gehäusering 238 und dem Kolben 346 derart positioniert, dass die Achsen 38, 622 koaxial verlaufen. In dem bereitgestellten Beispiel ist der Gehäusekörper 230 bereits an den ersten Gehäusering 238 durch die ersten Stützen 246 (gezeigt in 2) gekoppelt. Die radial einwärtigen Enden der dritten Schenkel 338 der Betätigungselemente 222 werden in der Umfangsnut 366 des Kolbens 346 positioniert. Der Kolben 346 wird innerhalb der ringförmigen Aussparung des Gehäusekörpers 230 positioniert, die den Abschnitt der Gehäusekammer 262 (gezeigt in 4) definiert. Die ersten Schenkel 330 werden in den inneren Schwenknuten 270 positioniert und die Schwenkelemente 218' werden in den äußeren Schwenknuten 278 positioniert. Bei dieser Stufe ist der Außenring 614 immer noch an den Schwenkelementen 218' angebracht und das Verfahren kann zu Schritt 522 übergehen. Unter besonderer Bezugnahme auf 9 können bei Schritt 522 die Gehäuseabdeckung 234 und der zweite Gehäusering 242 koaxial mit dem Gehäusekörper 230 und dem ersten Gehäusering 238 ausgerichtet werden. In dem bereitgestellten Beispiel ist die Gehäuseabdeckung 234 bereits an den zweiten Gehäusering 242 durch die zweiten Stützen 250 gekoppelt. Die Gehäuseabdeckung 234 kann an dem Gehäusekörper 230 angebracht werden und der zweite Gehäusering 242 kann an dem ersten Gehäusering 238 angebracht werden. Das Verfahren geht zu Schritt 526 über.
Bei Schritt 526 können die Schwenkelemente 218' abgeschnitten werden, um den Außenring 614 zu entfernen. Die Schwenkelemente 218' können auf ihre fertigen Längen geschnitten werden oder können geschnitten und dann auf ihre fertigen Größen bearbeitet werden. Dementsprechend werden die Schwenkelemente bei dieser Stufe mit dem Bezugszeichen 218 bezeichnet. In dem bereitgestellten Beispiel sind die radial auswärtigen Enden der Schwenkelemente 218 bündig mit der radial auswärtigen Fläche des ersten und des zweiten Gehäuserings 238, 242, obgleich auch andere Konfigurationen verwendet werden können. In einer alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, können die Schwenkelemente 218' geschnitten werden, um den Außenring 614 zu entfernen, während die Schwenkelemente 218' und die Betätigungselemente 222 in den äußeren Schwenknuten 278 und den inneren Schwenknuten 270 gelagert sind, jedoch bevor die Gehäuseabdeckung 234 und der zweite Gehäusering 242 an den Gehäusekörper 230 und den ersten Gehäusering 238 angebracht werden.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 10-13 wird ein Verfahren 1010 zum Ausbilden des Rahmens 610 bereitgestellt und mit den Schritten veranschaulicht, die im Allgemeinen in dem Ablaufdiagramm in 10 gezeigt sind. Bei Schritt 1014 wird der Außenring 614 ausgebildet. In dem bereitgestellten Beispiel wird der Außenring 614 aus einem geraden Metalldraht gebildet, der in eine Kreisform gebogen wird, und die gegenüberliegenden Enden werden zusammengeschweißt, um den vollständigen ringförmigen Außenring 614 zu bilden. In dem bereitgestellten Beispiel ist der Außenring 614 aus einem Stahlmaterial (z. B. Baustahl), obgleich auch andere Materialien verwendet werden können. Der Außenring 614 kann alternativ dazu auf andere Weisen gebildet werden, wie etwa beispielsweise aus einem einzelnen Materialstück gestanzt oder gegossen. In dem bereitgestellten Beispiel geht das Verfahren 1010 dann zu Schritt 1018 über.
Unter konkreter Bezugnahme auf 11 und bei Schritt 1018 wird eine Vielzahl von linearen oder geraden Wellen 1110 fest an dem Außenring 614 angebracht (z. B. geschweißt). In dem bereitgestellten Beispiel sind die Wellen 1110 aus einem Stahlmaterial (z.B. Baustahl), ähnlich dem Außenring 614, obgleich auch andere Materialien verwendet werden können. Die Wellen 1110 werden an dem Außenring 614 derart angebracht, dass die Wellen 1110 in Umfangsrichtung um die Achse 622 gleichmäßig beabstandet sind. Bei den radial auswärtigen Enden der Wellen 1110 handelt es sich um die Schwenkelemente 218'. Die mittleren Regionen der Wellen 1110 sind die mittleren Abschnitte 342 und erstrecken sich kollinear zu und radial einwärts von den Schwenkelementen 218'. Die radial einwärtigen Enden 1114 der Wellen 1110 erstrecken sich kollinear zu und radial einwärts von den mittleren Abschnitten 342 und entsprechen den Betätigungselementen 222' (6 und 7), mit der Ausnahme, dass die einwärtigen Enden 1114 gerade sind.
In dem bereitgestellten Beispiel wird die vorbestimmte Form (z. B. Keile, eine flache oder eine ein andere nicht konzentrische Form) in den mittleren Abschnitten 342 ausgebildet (z. B. gepresst oder gestanzt), bevor die Wellen 1110 an dem Außenring 614 angebracht werden. In einer alternativen Konfiguration kann die vorbestimmte Form in den Wellen 1110 ausgebildet werden, nachdem die Wellen 1110 an dem Außenring 614 angebracht wurden, jedoch vor Schritt 1022. In dem bereitgestellten Beispiel geht das Verfahren 1010 dann zu Schritt 1022 über.
Unter konkreter Bezugnahme auf 12 und bei Schritt 1022 können die einwärtigen Enden 1114 gebogen werden, um die ersten Schenkel 330', die zweiten Schenkel 334' und die dritten Schenkel 338' der Betätigungselemente 222' auszubilden. In dem bereitgestellten Beispiel werden beide Biegungen der Betätigungselemente 222' mit einem einzelnen Stanzprozess gebildet. In dem bereitgestellten Beispiel wird der Außenring 614 mit den geraden Wellen 1110 auf einer ersten Stanzmatrize (nicht gezeigt) platziert und eine zweite Stanzmatrize (nicht gezeigt) presst die einwärtigen Enden 1114 in die doppelt gebogenen Formen, um die ersten Schenkel 330', die zweiten Schenkel 334' und die dritten Schenkel 338' auszubilden.
In einer alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, können die erste und die zweite Matrize zudem die vorbestimmte Form an den mittleren Abschnitten 342 mit dem gleichen Stanzprozess ausbilden wie die Biegungen. In einer anderen alternativen Konfiguration, die nicht gezeigt ist, kann ein separater Prozess die vorbestimmte Form an den mittleren Abschnitten 342 ausbilden, nachdem die doppelten Biegungen ausgebildet wurden. Unter erneuter Bezugnahme auf das bereitgestellte Beispiel kann das Verfahren 1010 zu Schritt 1026 übergehen, bei dem der Innenring 618 ausgebildet werden kann. In dem bereitgestellten Beispiel wird der Innenring 618 aus einem geraden Metalldraht ausgebildet, der in eine Kreisform gebogen wird, und die gegenüberliegenden Enden werden zusammengeschweißt, um den vollständigen ringförmigen Innenring 618 auszubilden. In dem bereitgestellten Beispiel ist der Innenring 618 aus einem Stahlmaterial (z. B. Baustahl), ähnlich dem Außenring 614, obgleich auch andere Materialien verwendet werden können. Der Innenring 618 kann alternativ dazu auf andere Weisen ausgebildet werden, wie etwa beispielsweise aus einem einzelnen Materialstück gestanzt oder gegossen. Bei Schritt 1026 wird der Innenring 618 dann koaxial zu dem Außenring 614, jedoch axial versetzt, positioniert (wie am besten in 7 zu sehen ist) und wird der Innenring 618 an den dritten Schenkeln 338' der Betätigungselemente 222' angebracht (z.B. geschweißt). In einer alternativen Konfiguration, die nicht gezeigt ist, kann der Innenring 618 an den einwärtigen Enden 1114 ausgebildet und daran befestigt werden (11), dann können die Biegungen erstellt werden, gefolgt von der Anbringung des Außenrings 614 an den Schwenkelementen 218'.
Unter konkreter Bezugnahme auf 13 und bei Schritt 1030 können die Statorschaufeln 214 an den mittleren Abschnitten 342 ausgebildet werden (gezeigt in 11 und 12), um die Ausbildung des Rahmens 610 abzuschließen. In dem bereitgestellten Beispiel wird der in 12 gezeigte unvollständige Rahmen (z. B. ohne die Statorschaufeln 214) zwischen zwei Matrizen 1310, 1314 platziert, die zusammenwirken, um Kammern 1318 zu bilden, die Formen aufweisen, welche den Formen der Statorschaufeln 214 entsprechen. Obgleich nicht konkret gezeigt, können die Matrizen 1310, 1314 eine Reihe von Toren und Steigungen aufweisen. In dem bereitgestellten Beispiel sind die Statorschaufeln 214 aus Aluminium, obgleich auch andere Materialien verwendet werden. In dem bereitgestellten Beispiel werden die Matrizen 1310, 1314 um den unvollständigen Rahmen geschlossen und wird geschmolzenes Aluminium hineingegossen oder diesem ermöglicht, in die Tore (nicht gezeigt) zu fließen, bis es die Kammern 1318 ausfüllt. Dem geschmolzenen Aluminium wird ermöglicht, sich abzukühlen, und dann werden die Matrizen getrennt und der Rahmen 610 wird entfernt. Gegebenenfalls müssen Nacharbeiten (z. B. Scheren, Schleifen oder maschinelle Bearbeitung) an dem Rahmen 610 durchgeführt werden, um jegliches Material zu entfernen, das von den Toren und Steigungen (nicht gezeigt) übrig ist.
In einer alternativen Konfiguration ist der unvollständige Rahmen, wie in 12 gezeigt, aus Metall, während die Matrizen 1310, 1314 Spritzgussmatrizen sind. In dieser Konfiguration kann ein flüssiges Polymer oder Verbundmaterial in die Matrizen 1310, 1314 eingespritzt und diesem die Aushärtung ermöglicht werden, um die Statorschaufeln 214 zu bilden. In einer anderen alternativen Konfiguration besteht der unvollständige Rahmen, wie in 12 gezeigt, aus einem Typ von Polymer oder Verbundmaterial, der zwischen Matrizen spritzgegossen wird, die den Matrizen 1310, 1314 ähnlich sind, nur ohne die Kammern 1318 für die Statorschaufeln 214; dann wird der unvollständige Rahmen zwischen Matrizen eingeführt, die den Matrizen 1310, 1314 ähnlich sind, und ein anderes Polymer oder Verbundmaterial wird in die Matrizen eingespritzt, um die Statorschaufeln 214 auf den Rest des Rahmens 610 zu übergießen.
In einer anderen alternativen Konfiguration besteht der gesamte Rahmen 610 aus einem Polymer oder Verbundmaterial und wird das Verfahren 1010 durch einen einzelnen Schritt des Spritzgießens des gesamten Rahmens 610 (d. h. einschließlich des Außenrings 614, des Innenrings 618, der Schwenkelemente 218' und der Betätigungselemente 222') zwischen zwei Matrizen, die den Matrizen 1310, 1314 ähnlich sind, ersetzt. In einer anderen alternativen Konfiguration besteht der gesamte Rahmen 610 aus einem Typ von Metallmaterial und wird das Verfahren 1010 durch einen einzelnen Schritt des Gießens des gesamten Rahmens 610 (d. h. einschließlich des Außenrings 614, des Innenrings 618, der Schwenkelemente 218' und der Betätigungselemente 222') zwischen zwei Matrizen, die den Matrizen 1310, 1314 ähnlich sind, ersetzt.
In einer anderen alternativen Konfiguration können die geraden Wellen 1110 (11) bereits ihren vorbestimmten geformten mittleren Abschnitt 342 aufweisen und können die Statorschaufeln 214 separat ausgebildet werden, um ihre passende vorbestimmte geformte Bohrung aufzuweisen. Die Statorschaufeln 214 können dann auf die geraden Wellen 1110 geschoben werden (11), bevor die Wellen 1110 an dem Außenring 614 angebracht werden.
Während die Schritte der Verfahren 510 und 1010 unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Reihenfolgen der Schritte gezeigt und beschrieben sind, sollen diese beispielhaften Reihenfolgen nicht als die einzig möglichen Reihenfolgen der Schritte verstanden werden.
Dementsprechend stellen die Lehren der vorliegenden Offenbarung einen Drehmomentwandler-Stator mit variablem Abstand und ein Verfahren bereit, das die Herstellung des Stators mit variablem Abstand auf eine robuste, kostengünstige und zeitsparende Weise ermöglicht. Der Stator und das Verfahren der vorliegenden Offenbarung stellen einen robusten und kostengünstigen Drehmomentwandler bereit, bei dem der Statorschaufelabstand variiert werden kann, um die Leistung bei bestimmten Drehzahlen zu optimieren. Zusätzlich zum Optimieren der Leistung, Kraftstoffeffizienz und von NVH kann der Stator der vorliegenden Offenbarung zudem die Auswirkungen von Turbolöchern bei Fahrzeugen mit Turbolader reduzieren.
Die Beschreibung der Offenbarung ist rein beispielhafter Natur und somit ist beabsichtigt, dass Variationen, die nicht vom Wesentlichen der Offenbarung abweichen, innerhalb des Umfangs der Offenbarung liegen sollen. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Offenbarung zu betrachten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen eines Drehmomentwandler-Stators mit variablem Abstand Folgendes: Ausbilden eines Rahmens, der einen Außenring, eine Vielzahl von Wellen, die nicht drehbar an den Außenring gekoppelt sind und sich davon radial nach innen erstrecken, und eine Vielzahl von Schaufeln beinhaltet, wobei jede Schaufel nicht drehbar an eine entsprechende der Wellen gekoppelt ist; Koppeln eines Endes jeder Welle an einen Statorkolben, Ausrichten des Rahmens an einem ersten Statorkörper und Entfernen des Außenrings vom Rahmen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Ausbildens des Rahmens Druckgießen oder Spritzgießen des Außenrings und der Wellen als ein einzelnes Materialstück. Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Ausbildens des Rahmens Druckgießen oder Spritzgießen der Wellen und der Schaufeln als ein einzelnes Materialstück. Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Biegen der Wellen, um Umlenkhebelbiegungen auszubilden, während die Wellen nicht drehbar an den Außenring gekoppelt sind.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Rahmen einen Innenring, der nicht drehbar an ein radial nach innen gerichtetes Ende jeder Welle gekoppelt ist, und beinhaltet das Verfahren ferner Entfernen des Innenrings vom Rahmen vor Koppeln der Wellen an den Statorkolben.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Ausbildens des Rahmens Ausbilden eines ersten Abschnitts jeder Welle, um eine vorbestimmte Form aufzuweisen, und Ausbilden jeder Schaufel, um eine Bohrung einer vorbestimmten passenden Form aufzuweisen, die dazu konfiguriert ist, mit der vorbestimmten Form zusammenzuwirken, um die Drehung der Schaufeln relativ zu den Wellen zu verhindern.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Ausbildens des Rahmens Druckgießen oder Spritzgießen der Schaufeln auf die Wellen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Drehmomentwandler-Stators mit variablem Abstand, umfassend: Positionieren eines Rahmens, der einen Außenring, eine Vielzahl von Schaufeln, eine Vielzahl von Schwenkelementen und eine Vielzahl von Betätigungselementen beinhalten, sodass die Schwenkelemente in einem Statorkörper sitzen und die Betätigungselemente an einen Statorkolben gekoppelt sind, wobei die Schwenk- und Betätigungselemente nicht drehbar an gegenüberliegende Enden von entsprechenden Schaufeln gekoppelt sind; und Entfernen des Außenrings vom Rahmen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Ausbilden des Rahmens, wobei der Schritt des Ausbildens des Rahmens Druckgießen oder Spritzgießen des Außenrings und der Schwenkelemente als ein einzelnes Materialstück beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Ausbilden des Rahmens, wobei der Schritt des Ausbildens des Rahmens Druckgießen oder Spritzgießen des Außenrings, der Schaufeln, der Schwenkelemente und der Betätigungselemente als ein einzelnes Materialstück beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Ausbilden des Rahmens, wobei der Schritt des Ausbildens des Rahmens Ausbilden des Außenrings, Ausbilden der Schwenkelemente getrennt vom Außenring und Verschweißen eines Außenendes jedes Schwenkelements mit dem Außenring beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Rahmen eine Vielzahl von Wellen beinhaltet, die sich durch jede Statorschaufel erstrecken, wobei jedes Schwenkelement und jedes Betätigungselement gegenüberliegenden Enden von entsprechenden Wellen definieren.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend Ausbilden des Rahmens, wobei der Schritt des Ausbildens des Rahmens Druckgießen oder Spritzgießen der Schaufeln auf die Wellen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Wellen aus Stahlt ausgebildet sind und die Schaufeln aus Aluminium ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend Ausbilden des Rahmens, wobei der Schritt des Ausbildens des Rahmens Ausbilden eines ersten Abschnitts jeder Welle, um eine vorbestimmte Form aufzuweisen, und Ausbilden jeder Schaufel beinhaltet, um eine Bohrung einer vorbestimmten passenden Form aufzuweisen, die dazu konfiguriert ist, mit der vorbestimmten Form zusammenzuwirken, um die Drehung der Schaufeln relativ zu den Wellen zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die vorbestimmte Form eine ebene Fläche oder eine Vielzahl von Kerbverzahnungen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Biegen der Betätigungselemente, um Umlenkhebelbiegungen auszubilden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Biegens der Betätigungselemente stattfindet, während die Betätigungselemente nicht drehbar an den Außenring gekoppelt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Rahmen einen Innenring beinhaltet, der nicht drehbar an ein radial nach innen gerichtetes Ende jedes Betätigungselements gekoppelt ist, und das Verfahren ferner Entfernen des Innenrings vom Rahmen vor Koppeln der Betätigungselemente an den Statorkolben beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend Ausbilden des Rahmens, wobei der Schritt des Ausbildens des Rahmens Verschweißen des Innenrings mit dem radial nach innen gerichteten Ende jedes Betätigungselements beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schwenkelemente vor Entfernen des Außenrings vom Rahmen nicht drehbar an den Außenring gekoppelt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Positionieren des Rahmens Platzieren des Rahmens zwischen einer ersten Statorkörper-Komponente und einer zweiten Statorkörper-Komponente beinhaltet, wobei der Schritt des Entfernens des Außenrings vom Rahmen nach Platzieren des Rahmens zwischen dem ersten und zweiten Statorkörper stattfindet.