專利名稱：帶凸緣的葉輪輪轂的制作方法
技術領域：
本發明寬泛地涉及變矩器，更特別地涉及用于變矩器的葉輪輪轂，并且還更特別地涉及用于變矩器的無縫的、帶凸緣的葉輪輪轂。
背景技術：
在本領域中已知變矩器一般具有用于與變速器組件連接的葉輪輪轂。一種已知類型的葉輪輪轂是由鍛造形成的輪轂。由于所述輪轂必須通過鍛造建立，因此其產生成本非常高。例如，參見美國專利公開文獻No. 2009/0155078 (Heeke等人)，所述專利公開文獻通過引用被整體結合于此。如以下更詳細地討論的那樣，鍛造的輪轂被制成為具有非常大的徑向凸緣，以便加強輪轂與葉輪外殼的連接。第二種類型的葉輪輪轂是有縫管輪轂，其通過將長的、扁平的鋼塊卷成管以及沿所述縫焊接而形成。然而，所述輪轂并不非常堅固，因為沿其長度的縫并且還因為其缺少凸緣。另一種類型的葉輪輪轂是無縫管輪轂，其通過擠出類型的方法形成。盡管比有縫管輪轂更堅固，但無縫輪轂并不接近鍛造輪轂那么堅固，因為無縫輪轂也沒有凸緣。由此， 當焊接到葉輪外殼上時，管輪轂基本上相對于葉輪外殼垂直，焊縫沿著這一垂直的接觸點繞管形成。不利的是，焊縫的位置也是管輪轂在輪轂上的變矩器運行過程中受力時所圍繞彎曲或偏轉的點。例如，由于變矩器在發動機和變速器之間的微小的未對準，變矩器在常規運行過程中可能稍微振動或擺動。因此，焊縫受到由施加到輪轂上的力建立的大的彎曲力矩。鍛造輪轂的凸緣偏離焊縫位置以使得彎曲不直接出現在焊縫處，由此降低焊縫中的應力。此外，通過焊縫沿徑向向外運動，被焊縫覆蓋的表面面積增大，由此提高焊接接頭的總強度。由此，所需要的是一種輪轂，其具有凸緣，但是可以通過比鍛造成本更低的方法制造。

發明內容
本發明寬泛地包括一種葉輪輪轂，其包括沿著軸線延伸的管部分，所述管部分具有內徑和外徑，其中一縱向孔形成內徑；從管部分沿徑向延伸出的凸緣，其中所述凸緣的凸緣直徑至多比外徑大30%。在一個實施方式中，穿過管部分、穿過凸緣、或既穿過管部分又穿過凸緣的縱向孔通過冷成型方法形成。在一個實施方式中，管部分的外徑至多為大約 50mm。在一個實施方式中，葉輪輪轂由SAE 1035或SAE 10B35鋼制成。本發明還寬泛地包括一種變矩器，其包括被焊接到葉輪外殼上的根據上一段所述的葉輪輪轂。在一個實施方式中，葉輪輪轂被焊接到葉輪外殼上，以使得葉輪輪轂的管部分的內徑與葉輪外殼的內圓周表面對齊。在一個實施方式中，葉輪輪轂被焊接到葉輪外殼上， 以使得凸緣的徑向表面與葉輪外殼的內徑向表面對齊。根據本發明的優選實施方式的以下描述以及根據附圖和權利要求書，本發明的所述以及其它目的和優點將容易理解。


現在將與所附附圖一起在本發明下面的詳細說明中更全面地描述本發明的特性和運行方式，其中圖1是第一實施方式中的變矩器，其具有焊接到葉輪外殼上的帶微型凸緣的葉輪輪轂；圖2是第二實施方式中焊接到葉輪外殼上的帶微型凸緣的葉輪輪轂的橫截面視圖；以及圖3是帶微型凸緣的葉輪輪轂的橫截面視圖。
具體實施例方式首先，應該理解的是，不同的附圖上類似的附圖編號標示本發明的相同的或功能上類似的結構單元。盡管根據目前認為是優選的方面來描述本發明，但是應該理解的是，如權利要求所請求保護的本發明不限于所述公開的方面。此外，應該理解的是，本發明不限于所描述的特定的方法、材料和變化形式，而是， 當然同樣可以變化。還應該理解的是，在此使用的術語僅僅用于描述特定的方面的目的，而并非意在限制本發明的范圍，所述范圍僅僅通過所附權利要求限定。還應理解，任何對軸向、徑向或周向的參考、表面或特性都相對于附圖中示出的一般地被表示為軸線A的旋轉軸線作出。“冷成型”和/或“冷加工”根據該術語通常理解的定義使用，也就是說，一般指的是在周圍環境或室溫下執行的成型，或更特別地在比形成材料的重新結晶溫度低的溫度下執行。除非有其它的限定，否則在此使用的所有科技術語具有如本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的含義。盡管在本發明的實踐或試驗中可以使用與在此所描述的方法、 裝置或材料類似或等同的任何方法、裝置或材料，但現在描述優選的方法、裝置和材料。現在參考附圖，圖1示出了變矩器10，其例如布置為帶有與發動機或其它扭轉輸入部(未示出)連接的蓋12，所述變矩器還具有葉輪14、渦輪機16、定子18和減震器20以用于通過變矩器以液壓的方式傳輸扭矩。這些構件出于討論的目的被示出，并且可以由本領域中已知的任何類型或形式的蓋、葉輪、渦輪機、定子和/或減震器替換，在一些實施方式中，甚至可以不包括這些構件中的一部分。蓋12由兩個蓋部分形成、即發動機側蓋部分22和葉輪外殼部分M。也就是說，蓋部分M還形成用于葉輪14的外殼。蓋部分22和M例如經由焊縫沈連接在一起。包括微型凸緣30的葉輪輪轂28經由焊縫32固定到葉輪外殼M上。在圖1的實施方式中，微型凸緣30相匹配地接合抵靠葉輪外殼M的徑向表面，以使得輪轂觀的內圓周表面34與葉輪外殼M的內圓周表面35對齊，以用于形成接收來自變速器的輸入部和/或定子軸的大致平滑的開口，以用于例如與減震器20和定子18的輸出部結合。關于圖2的實施方式，第二裝置被示出。大致類似于外殼M的葉輪外殼36被示出為焊接到葉輪輪轂38上，所述葉輪輪轂38大致類似于葉輪輪轂觀，輪轂38包括微型凸緣40。同樣類似于輪轂觀，輪轂38經由焊縫42被固定到葉輪外殼36上，然而，輪轂相對于葉輪外殼的布置是不同的。特別地，輪轂38相對于葉輪外殼36布置以使得輪轂的徑向表面44并不匹配地接合抵靠葉輪外殼的外徑向表面，而是使得徑向表面44與葉輪外殼36 的內徑向表面46對齊。
葉輪輪轂50在圖3中被示出為根據本發明的輪轂的一個一般示例。輪轂50包括管部分52，其帶有大致類似于微型凸緣30和40的擴張端或微型凸緣M。孔56在輪轂的中間形成，例如用于使得變速器輸入軸能夠延伸穿過其中。輪轂50具有內管直徑Dl和外管直徑D2。內管直徑由管中間的孔限定。凸緣直徑D3限定用于凸緣M的外徑。例如由于冷成型的方法，直徑D3最大限度地形成為比外管直徑D2大將近30%。 由此，在此使用了“微型凸緣”，因為在現有技術的變矩器中使用的鍛造輪轂的凸緣遠遠大于本發明的微型凸緣，其中鍛造輪轂具有比外管直徑大將近至少50%的凸緣直徑。鋼通常用于葉輪輪轂，并且已經發現用于制造根據本發明的微型凸緣輪轂的材料應該具有低碳含量，例如為SAE 1035或SAE 10B35以便充分地接受冷成型。有利地，如以上所討論的那樣，微型凸緣30、40或一般是M的內含物產生焊縫，例如為焊縫32和42，其變得相對于焊縫可能已經位于該處以用于無縫管輪轂的位置徑向向外運動。由于焊縫被形成為圍繞輪轂外圓周的圓形模式，因此焊縫的位置徑向向外運動引起焊珠尺寸增大，由此葉輪外殼和輪轂之間的焊接連接的總強度提高。此外，焊縫位置徑向向外運動使得當輪轂受力時，例如在運行過程中在變矩器振動過程中，焊縫運動遠離輪轂相對于葉輪外殼彎曲的點。替代地，在微型凸緣與管部分相交的拐角處，在輪轂中最嚴重地經受彎曲力矩。應該注意的是，使用較大直徑的無縫管輪轂同樣引起現有技術系統中焊珠的尺寸增大，并且因此強度提高。結果，本發明的輪轂一般更重要地使用于較小尺寸的變矩器中， 其具有較小的焊珠。例如，已經發現外徑大約高于50mm的無縫管輪轂具有充分堅固以應付常規運行狀態的焊縫。結果，已經發現，當形成于外徑大約小于50mm的葉輪輪轂上時，本發明的輪轂提供了最大的優點。下面一般地描述了制造輪轂50的一個冷成型方法。所述方法從被切到適當長度的圓柱形桿或線開始。腔被形成到桿中以使得所述部件大致類似于杯，并且在橫截面中呈大致U形。過剩材料可能被包含在杯狀部件的基底近側，從而接下來使用過剩材料圍繞所述部件的基底形成唇部。由此，所述部件大致類似于帶有盤狀唇部或從杯延伸的凸起的杯。 接下來，如圖3所示，通過使腔完全地延伸穿過輪轂以用于形成穿過管部分52的縱向孔56 來形成完工的輪轂50。圍繞杯狀部件的基底形成的唇部由此被布置為輪轂50上的微型凸緣M。所述方法在包括夾具和成套模具的冷成型操作中執行，例如，部件在模具之間轉變以使得被切割的桿或線進入夾具而完工的輪轂出來。由此，可見本發明的目的都已有效地實現，盡管本發明的變化和改變形式對于本領域普通技術人員來說應該是顯而易見的，但所述變化形式應當包含在如權利要求書所要求保護的本發明的精神和范圍內。還應該理解的是，前述的描述是本發明的說明而不應被認為是限制。因此，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下可以作出本發明的其它實施方式。
權利要求
1.一種葉輪輪轂，其包括沿著軸線延伸的管部分，所述管部分具有內徑和外徑，其中一縱向孔形成所述內徑； 從所述管部分沿徑向延伸出的凸緣； 其中所述凸緣的凸緣直徑至多比所述外徑大30%。
2.如權利要求1所述的葉輪輪轂，其特征在于，穿過所述管部分、穿過所述凸緣、或既穿過所述管部分又穿過所述凸緣的所述縱向孔通過冷成型方法形成。
3.如權利要求2所述的葉輪輪轂，其特征在于，所述管部分的所述外徑至多為大約 50mmo
4.如權利要求3所述的葉輪輪轂，其特征在于，所述葉輪輪轂由SAE1035或SAE10B35 鋼制成。
5.一種變矩器，其包括被焊接到葉輪外殼上的如權利要求1所述的葉輪輪轂。
6.如權利要求5所述的變矩器，其特征在于，所述葉輪輪轂被焊接到所述葉輪外殼上以使得所述葉輪輪轂的所述管部分的所述內徑與所述葉輪外殼的內圓周表面對齊。
7.如權利要求5所述的變矩器，其特征在于，所述葉輪輪轂被焊接到所述葉輪外殼上以使得所述凸緣的徑向表面與所述葉輪外殼的內徑向表面對齊。
全文摘要
本發明涉及一種帶凸緣的葉輪輪轂，其包括沿著軸線延伸的管部分，所述管部分具有內徑和外徑，其中一縱向孔形成內徑；從管部分沿徑向延伸出的凸緣，其中穿過管部分和凸緣的縱向孔通過冷成型方法形成。
文檔編號F16H41/24GK102563000SQ20111044836
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者A·希門尼斯, K·魯什, R·法拉哈蒂 申請人:舍弗勒技術兩合公司