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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Drehmomentwandler und insbesondere die Verbindung von Drehmomentwandlern mit Motorantriebsscheiben.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Um die engen Toleranzen der Gesamtlänge einzuhalten, wird bei aktuellen Konstruktionen eine Bauform mit einer passgenauen Scheibe verwendet, zum Beispiel zwischen einer sich radial erstreckenden Innenfläche des Vorderdeckels und einer sich radial erstreckenden Fläche der Dämpferbaugruppe. Diese Bauform ist im Allgemeinen jedoch aufwändig und erfordert möglicherweise zusätzliche Arbeitsschritte.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es wird ein Drehmomentwandler bereitgestellt. Der Drehmomentwandler enthält einen Vorderdeckel und ein Laufradgehäuse mit einem sich axial erstreckenden Abschnitt, der am Vorderdeckel befestigt ist. Das Laufradgehäuse enthält ein Verbindungselement an dem sich axial erstreckenden Abschnitt. Das Verbindungselement dient zum Verbinden mit einer Motorantriebsscheibenbaugruppe.
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Ausführungsformen des Drehmomentwandlers können ein oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten:
- der Vorderdeckel enthält einen sich axial erstreckenden Abschnitt, wobei der sich axial erstreckende Abschnitt an eine innere Umfangsfläche des sich axial erstreckenden Abschnitts des Laufradgehäuses angeschweißt ist;
- der Vorderdeckel enthält einen schräg verlaufenden Abschnitt, der axial schräg von der Motorantriebsscheibenbaugruppe weg verläuft, wobei der sich axial erstreckende Abschnitt sich axial von einem äußeren Ende des schräg verlaufenden Abschnitts aus zu der Motorantriebsscheibenbaugruppe hin erstreckt;
- das Verbindungselement ist dafür vorgesehen, an einer Motorantriebsscheibe der Antriebsscheibenbaugruppe anzuliegen;
- das Verbindungselement ist an einem Rand des sich axial erstreckenden Abschnitts des Laufradgehäuses befestigt;
- bei dem Verbindungselement handelt es sich um einen Flanschring, der eine Vielzahl Löcher enthält, die jeweils zum Aufnehmen eines aus einer Vielzahl von Befestigungselementen der Motorantriebsscheibenbaugruppe vorgesehen sind;
- das Verbindungselement ist an dem sich axial erstreckenden Abschnitt durch eine Schweißnaht befestigt, die an einer äußeren Umfangsfläche des sich axial erstreckenden Abschnitts des Laufradgehäuses bereitgestellt ist;
- das Verbindungselement ist zusammen mit dem sich axial erstreckenden Abschnitt aus einem Stück gebildet;
- bei dem Verbindungselement handelt es sich um einen gefalteten Teil, der sich von dem sich axial erstreckenden Abschnitt aus in radialer Richtung erstreckt;
- der gefaltete Teil enthält einen ersten sich radial erstreckenden Abschnitt, der sich von dem sich axial erstreckenden Abschnitt aus radial nach außen erstreckt, und einen zweiten sich radial erstreckenden Abschnitt, der sich von einem radial äußeren Ende des ersten sich radial erstreckenden Abschnitts aus radial nach innen erstreckt, wobei der gefaltete Teil eine Vielzahl axial durch den ersten und den zweiten sich radial erstreckenden Abschnitt verlaufender Löcher enthält, wobei jedes der Löcher zum Aufnehmen eines aus einer Vielzahl von Befestigungselementen der Motorantriebsscheibenbaugruppe vorgesehen ist;
- eine Turbine ist so konfiguriert, dass sie einen Kolben definiert, der zum Laufrad des Laufradgehäuses hin und von diesem weg verschiebbar ist, um eine Laufradkupplung des Laufradgehäuses ein- und auszurücken, um auf diese Weise eine Überbrückungskupplung zu bilden; oder
- eine mit der Turbine verbundene Dämpferbaugruppe, wobei die Dämpferbaugruppe in eine Aussparung eingepasst ist, die durch eine radial innere Hälfte eines rundlichen Schaufelhalterungsabschnitts der Turbine gebildet ist.
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Auch ein Verfahren zum Bilden eines Drehmomentwandlers wird bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet: Bereitstellen eines Verbindungselements an einem sich axial erstreckenden Abschnitt eines Laufradgehäuses, wobei das Verbindungselement zum Verbinden mit einer Motorantriebsscheibenbaugruppe dient; und Befestigen des sich axial erstreckenden Abschnitts an einem Vorderdeckel.
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Ausführungsformen des Verfahrens können ein oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten:
- Anschweißen eines sich axial erstreckenden Abschnitts des Vorderdeckels an eine innere Umfangsfläche des sich axial erstreckenden Abschnitts des Laufradgehäuses;
- zu dem Bereitstellen des Verbindungselements an dem sich axial erstreckenden Abschnitt des Laufradgehäuses gehört Befestigen des Verbindungselements an einem Rand des sich axial erstreckenden Abschnitts des Laufradgehäuses;
- bei dem Verbindungselement handelt es sich um einen Flanschring mit einer Vielzahl Löcher, die jeweils zum Aufnehmen eines aus einer Vielzahl von Befestigungselementen der Motorantriebsscheibenbaugruppe ausgelegt sind;
- das Verbindungselement ist zusammen mit dem sich axial erstreckenden Abschnitt aus einem Stück gebildet; oder
- zu dem Bereitstellen des Verbindungselement an dem sich axial erstreckenden Abschnitt des Laufradgehäuses gehört Falten des Laufradgehäuses zum Bilden des Verbindungselement, wobei es sich bei dem Verbindungselement um einen gefalteten Abschnitt handelt, der sich radial von dem sich axial erstreckenden Abschnitt weg erstreckt.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
- 1 eine seitliche Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
- 2 eine seitliche Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die Offenbarung stellt Ausführungsformen von Drehmomentwandlern zum Einhalten enger axialer Toleranzen ohne Verwendung einer aufwändigen Bauart mit einer passgenauen Scheibe bereit, die zusätzliche Arbeitsschritte, spanabhebende Prozesse der fertigen Baugruppe zum Korrigieren der Höhe oder andere Verfahren erfordert. Die Ausführungsformen beinhalten einen erweiterten Laufradrand, um eine Bezugsebene zu erzeugen, indem ein einziges anzubauendes Bauteil (Laufrad) verwendet wird und dadurch die hohen Toleranzen eingehalten werden. Gemäß einer ersten Ausführungsform enthält der erweiterte Rand einen an der Motorantriebsscheibe angebrachten Flansch oder Antriebsring. Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist das Laufrad unter Verwendung eines gefalteten Abschnitts mit einer Motorantriebsscheibe verbunden, der durchbohrt und mit einem Gewinde versehen ist.
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1 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Drehmomentwandler 10 ist um eine Mittelachse 11 drehbar und enthält einen Vorderdeckel 12 und einen Rückdeckel 14, der durch ein Gehäuse 16 eines Laufrades oder einer Pumpe 18 gebildet ist. Die hierin verwendeten Begriffe axial, radial und Umfangs- beziehen sich auf die Mittelachse 11.
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Der Drehmomentwandler 10 enthält auch eine Turbine 20, die zum Definieren eines Kolbens ausgelegt ist, der axial auf das Laufradgehäuse 16 und von diesem weg verschiebbar ist, um eine Laufradkupplung des Laufradgehäuses 16 ein- und auszurücken und auf diese Weise eine Überbrückungskupplung zu bilden. Die Turbine 20 enthält ein Turbinengehäuse 22 und einen Mittelring 24, der eine Vielzahl Turbinenschaufeln 26 dazwischen haltert. Das Turbinengehäuse 22 enthält einen rundlichen Schaufelhalterungsabschnitt 28, der wie eine ringförmige Schale geformt ist und denjenigen Abschnitt des Turbinengehäuses 22 darstellt, der an dem Motor zugewandten Rändern der Turbinenschaufeln 26 anliegt. Radial außerhalb des Schaufelhalterungsabschnitt 28 ragt eine radial äußere Verlängerung 30, die den Kolben bildet, von einem äußeren Umfang des Schaufelhalterungsabschnitts 28 aus radial nach außen, um einen ringförmigen Vorsprung mit einer ebenen ringförmigen, sich radial erstreckenden, dem Laufrad zugewandten Fläche 30a und einem äußersten Umfang zu bilden, der einen äußersten Umfang der Turbine 20 definiert. Demgemäß sind der Kolben und das Turbinengehäuse 22 aus einem einzigen Stück gebildet. Radial innerhalb des Schaufelhalterungsabschnitts 28 enthält das Turbinengehäuse 22 eine radial innere ringförmige Verlängerung 31, die an einem radial inneren Ende derselben an einer äußeren Umfangsfläche einer Nabe 35 anliegt.
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Das Laufrad 18 enthält Laufradschaufeln 34, die durch Zungen jeweils an einer dem Getriebe zugewandten Seite derselben am Laufradgehäuse 16 und an einer dem Motor zugewandten Seite derselben an einem Laufradmittelring 37 befestigt sind. Das Laufradgehäuse 16 enthält an einem sich radial erstreckenden Abschnitt 16a derselben einen rundlichen Schaufelhalterungsabschnitt 32, der wie eine ringförmige Schale gebildet ist und an dem Getriebe zugewandten Kanten der Laufradschaufeln 34 anliegt. Radial außerhalb des Schaufelhalterungsabschnitts 32 enthält der sich radial erstreckende Abschnitt 16a eine sich radial erstreckende Wand 36, die eine Laufradkupplung bildet und von einem äußeren Umfang des rundlichen Schaufelhalterungsabschnitts 32 aus radial nach außen ragt, um eine ringförmige Wand mit einer ebenen ringförmigen, sich radial erstreckenden, der Turbine zugewandten Fläche 36a zu definieren. Demgemäß sind die Laufradkupplung und das Laufradgehäuse 16 zusammen aus einem einzigen Stück gebildet. Radial innerhalb des Schaufelhalterungsabschnitts 32 enthält der sich radial erstreckende Abschnitt 16a eine radial innere ringförmige Verlängerung 39, die sich von dem Schaufelhalterungsabschnitt 32 aus radial nach innen erstreckt. Ein radial inneres Ende der Verlängerung 39 ist mit einer Laufradnabe 41 verbunden.
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Auf die sich radial erstreckende, dem Laufrad zugewandte Fläche 30a der radial äußeren Verlängerung 30 ist ein Reibungsmaterial 40 geklebt, das in die sich radial erstreckende Wand 36 eingreift. Gemäß anderen Ausführungsformen kann das Reibungsmaterial anstatt auf die radial äußere Verlängerung 30 oder zusätzlich auf die sich radial erstreckende, der Turbine zugewandte Fläche 36a der sich radial erstreckenden Wand 36 geklebt sein. Unabhängig davon, ob das Reibungsmaterial 40 auf die radial äußere Verlängerung 30 oder die sich radial erstreckende Wand 36 geklebt ist, wird das Reibungsmaterial 40 axial zwischen den Flächen 30a, 36a bereitgestellt.
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Der Drehmomentwandler 10 enthält auch einen Stator 42 axial zwischen der Turbine 20 und dem Laufrad 18, um die von den Turbinenschaufeln 26 strömende Flüssigkeit vor dem Erreichen des Laufrades 18 umzulenken und so den Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers 10 zu erhöhen. Der Stator 42 enthält ein Statorgussteil mit einer Vielzahl Schaufeln 46 und einem Statorrumpf 48. Der Stator 42 enthält auch eine Freilaufkupplung 50, die durch eine Zentrierscheibe 52 innerhalb des Statorrumpfs 48 gehaltert wird. Eine axiale Druckscheibe 54, die axial zwischen dem Stator 42 und dem Laufrad 18 angeordnet ist, ist an einem äußeren Umfang der Zentrierscheibe 52 am Stator 42 befestigt.
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Zwischen dem Vorderdeckel 12 und der Turbine 20 ist eine Dämpferbaugruppe 62 angeordnet, die zum Übertragen eines Drehmoments von der Turbine 20 zu einer Antriebswelle 63 des Getriebes dient. Die Dämpferbaugruppe 62 enthält eine Antriebsscheibe 64, die durch eine Vielzahl über den Umfang hinweg voneinander beabstandeter Niete 65 an einer radial inneren Verlängerung 31 der Turbine 20 befestigt ist. Die Antriebsscheibe 64 enthält eine Vielzahl über den Umfang hinweg voneinander beabstandeter Zungen 66 an einem radial äußeren Ende derselben, die drehfest in eine Vielzahl über den Umfang hinweg voneinander beabstandeter Federn 68 eingreifen. Die Dämpferbaugruppe 62 enthält ferner eine Federhalterung 70 zum Haltern der Federn 68. Die Federhalterung 70 ist an einem radial äußeren Ende eines Dämpferflanschs 72 gebildet, der an einer Dämpfernabe 74 mit einer inneren gezähnten Umfangsfläche befestigt ist, die in eine äußere gezähnte Umfangsfläche der Antriebswelle 63 des Getriebes eingreift. Im Betriebszustand des Drehmomentwandlers 10 wird ein Drehmoment über Niete 65 von der Turbine 20 zur Antriebsscheibe 64 übertragen. Die Antriebszungen 66 der Antriebsscheibe 64 wiederum setzen die Federn 68 in Drehrichtung in Bewegung, die über die Federhalterung 70 den Antriebsflansch 72 in Drehrichtung in Bewegung setzen.
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Die Dämpferbaugruppe 62 ist radial kompakt und passt in eine durch die radial innere Hälfte des rundlichen Schaufelhalterungsabschnitts 28 gebildete Aussparung, wobei der durch den äußersten Umfang der Federhalterung 70 definierte äußerste Umfang der Dämpferbaugruppe 62 radial innerhalb zumindest eines großen Teils, wenn nicht sogar der Gesamtheit der radial inneren Hälfte des rundlichen Schaufelhalterungsabschnitts 28 liegt. Ein Teil der Federhalterung 70 und der rundliche Schaufelhalterungsabschnitt 28 überlappen auch axial einander.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Laufradgehäuse 16 einen sich axial erstreckenden Abschnitt 16b, der die Turbine 20 umgibt, und außerdem einen Rand 76, der sich axial weiter als ein herkömmlicher Laufradrand erstreckt und mit einer Motorantriebsscheibenbaugruppe 78 verbunden ist. Gemäß dieser Ausführungsform enthält die Antriebsscheibenbaugruppe 78 eine Antriebsscheibe 80, ein radial inneres Verbindungselement in Form einer Vielzahl von Befestigungselementen 82, die die Antriebsscheibe 80 mit einer Kurbelwelle 84 des Motors verbinden, und ein radial äußeres Verbindungselement in Form einer Vielzahl von Befestigungselemente 86, bei denen es sich um Gewindebolzen zum Verbinden der Antriebsscheibe 80 mit dem Drehmomentwandler 10 handeln kann. Ferner enthält das Laufradgehäuse 16 einen durch das Verbindungselement befestigten, sich axial erstreckenden Abschnitt 16, genauer gesagt hat das Verbindungselement gemäß dieser Ausführungsform die Form eines Flanschrings 88, der an einer axial ausgerichteten, sich radial erstreckenden Kante 76a des Randes 76 durch eine Schweißnaht 90 befestigt ist, die sich von einer äußeren Umfangsfläche 76b des sich axial erstreckenden Abschnitts 16b am Rand 76 bis zu einer axial ausgerichteten, sich radial erstreckenden Kante 88a des Flanschrings 88 erstreckt. Der Flanschring 88 ist mit einer Vielzahl über den Umfang hinweg voneinander beabstandeter, sich axial erstreckender Löcher 92 ausgestattet, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit einem darin gebildeten Gewinde zum Aufnehmen der Befestigungselemente 86 versehen sind, bei denen es sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um Gewindebolzen handelt, um das Laufradgehäuse 16 an der Antriebsscheibe 80 zu befestigen. Die Befestigungselemente 86 ragen auch durch die in der Antriebsscheibe 80 gebildeten Löcher 80a, wobei die Antriebsscheibe 80 axial zwischen dem Flanschring 88 und den Köpfen 86a der Befestigungselemente 86 eingeschlossen ist.
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Der Vorderdeckel 12 enthält eine Führung 12a zum Einsetzen in ein Sackloch 84a der Kurbelwelle 84, um den Vorderdeckel 12 auf die Kurbelwelle 84 auszurichten. Radial außerhalb der Führung 12a ragt der Vorderdeckel 12 axial von der Kurbelwelle 84 weg zur Dämpferbaugruppe 62 hin, um eine Druckfläche 12b bereitzustellen, die an einer mit dem Dämpferflansch 72 verbundenen Druckscheibe 94 anliegt. Radial außerhalb der Druckfläche 12b ragt der Vorderdeckel 12 axial zum Vorderdeckel hin und bildet einen geschwungenen Abschnitt 12c, der dem Verlauf einer rundlichen Fläche der Federhalterung 70 folgt. Radial außerhalb des geschwungenen Abschnitts 12c enthält der Vorderdeckel 12 ferner einen schräg verlaufenden Abschnitt 12d, der allmählich schräg von der Kurbelwelle 84 her abfällt und sich gleichzeitig radial nach außen erstreckt. An einem äußersten Umfang des Vorderdeckels 12 ist dieser radial außerhalb des schräg verlaufenden Abschnitts 12d mit einem sich axial erstreckenden Abschnitt 12e versehen, der in axialer Richtung von einem radial äußeren Ende des schräg verlaufenden Abschnitts 12d aus zur Antriebsscheibe 80 ragt und eine äußere Umfangsfläche 12f des Vorderdeckels 12 definiert. Die äußere Umfangsfläche 12f liegt an einer inneren Umfangsfläche 16c des sich axial erstreckenden Abschnitts 16b des Laufradgehäuses 16 an, und der sich axial erstreckende Abschnitt 12e ist an einen sich axial erstreckenden Abschnitt 16b angeschweißt. Genauer gesagt, an einem Rand 98 des sich axial erstreckenden Abschnitts 12e und der inneren Umfangsfläche 16c ist eine Schweißnaht 96 bereitgestellt.
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Der Drehmomentwandler 10 und insbesondere der Aufbau des Vorderdeckels 12 und des Laufrades 16 stellen eine passgenaue Laufradabdichtung unter Verwendung eines verlängerten Laufradrandes 76 bereit, um eine Bezugsfläche zu erzeugen, über welche der Drehmomentwandler 10 an Motorkomponenten unterschiedlicher Bauart befestigt werden kann. Auf diese Weise lassen sich die engen Toleranzen der Gesamthöhe leichter einhalten, da anstelle der beiden herkömmlichen Komponenten (d.h. Deckel und Laufrad) nur eine einzige Komponente - das Laufrad - zur Gesamthöhentoleranz beiträgt. Der erweiterte Rand 76 ist mit einem Flanschring 88 versehen, an dem verschiedene Antriebsscheiben angebracht sind. Demgemäß kann zum Einhalten einer engen Toleranz von einer dem Motor zugewandten Ebene 100 des Flanschrings 88 bis zu einem Ende 102 der Laufradnabe 41 ein spanabhebendes Standardverfahren verwendet werden. Um das veränderliche Spiel des Endes 102 aus der Gesamttoleranz herauszunehmen, kann das Spiel des Endes 102 gemessen und dazu verwendet werden, das gewünschte Spiel des Endes 102 einzustellen (durch festes Zusammenfügen des Teils und anschließendes Zurückschieben des Deckels bis zum gewünschten Wert). Der Prozess kann dadurch erfolgen, dass der Vorderdeckel 12 verschoben und das Laufrad 18 festgehalten wird.
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2 zeigt einen Drehmomentwandler 110 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Drehmomentwandler 110 unterscheidet sich nur insofern von dem Drehmomentwandler 10, als das Verbindungselement nicht in Form eines Flanschrings 88 bereitgestellt ist, der an dem sich axial erstreckenden Abschnitt 16b befestigt ist, sondern dass das Laufradgehäuse 116 des Drehmomentwandlers 110 noch weiter verlängert ist und einen gefalteten Abschnitt 118 enthält, der das Verbindungselement bildet. Genauer gesagt, ein sich axial erstreckender Abschnitt 116b des Laufradgehäuses 116 geht an einer ersten Krümmung des gefalteten Abschnitts in einen ersten sich radial erstreckenden Abschnitt 118a über, wobei der sich radial erstreckende Abschnitt 118a ungefähr senkrecht zu dem sich axial erstreckenden Abschnitt 116b und der Mittelachse 11 verläuft. Dann geht der erste sich radial erstreckende Abschnitt 118b an einer Krümmung 118c in einen zweiten sich radial erstreckenden Abschnitt 118b über, wobei die sich radial erstreckenden Abschnitte 118a, 118b parallel zueinander verlaufen, sodass eine der Vorderseite zugewandte, sich radial erstreckende Fläche 118d des ersten sich radial erstreckenden Abschnitts 118a an einer der Rückseite zugewandten, sich radial erstreckenden Fläche 118e des zweiten sich radial erstreckenden Abschnitts 118b anliegt. Der gefaltete Abschnitt 118 ist mit einer Vielzahl über den Umfang hinweg voneinander beabstandeter, sich axial erstreckender Löcher 122 ausgestattet ist, die durch die beiden sich radial erstreckenden Abschnitte 118a, 118b ragen und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit einem Gewinde versehen sind, das in den Löchern zum Aufnehmen der Befestigungselemente 86 gebildet ist, um das Laufradgehäuse 116 an der Antriebsscheibe 80 zu befestigen. Der Drehmomentwandler 110 kann in derselben Weise wie der Drehmomentwandler 110 auf den Motor und die Komponenten des Getriebes ausgerichtet werden.
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In der vorhergehenden Beschreibung ist die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen und deren Beispiele beschrieben worden. Jedoch ist klar, dass daran verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom weiter gefassten Wesensgehalt und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, die in den folgenden Ansprüchen dargelegt sind. Demgemäß sind die Beschreibung und die Zeichnungen nicht als Einschränkung, sondern als Veranschaulichung anzusehen.
