包括預載的可軸向移動的渦輪的彈性元件在內的轉矩變換器的制造方法
【專利摘要】提供一種轉矩變換器。轉矩變換器包括：葉輪；能夠朝向和遠離葉輪軸向移動的渦輪；以及聯接到渦輪的緩沖器，緩沖器包括在無壓力條件下使渦輪靠著葉輪的彈性元件。也提供一種形成轉矩變換器的方法。所述方法包括：形成緩沖器以包括彈性元件；在前蓋內提供緩沖器，從而緩沖器接觸前蓋；并且在緩沖器和葉輪之間提供可軸向移動的渦輪，以使得彈性元件在無壓力條件下迫動渦輪以接合葉輪。
【專利說明】
包括預載的可軸向移動的渦輪的彈性元件在內的轉矩變換器
技術領域
[0001 ] 本申請要求在2013年7月23日提交的美國臨時專利申請N0.61/857,498的優先權，其全部內容通過引用結合于此。
[0002]本申請涉及轉矩變換器的驅動組件，且更特別地涉及預載轉矩變換器的渦輪殼。
【背景技術】
[0003]美國專利N0.5,771,998示出轉矩變換器，其在接合期間組裝到實體止動件(solidstop)和由柱塞壓縮的彈簧。

【發明內容】

[0004]提供一種轉矩變換器。轉矩變換器包括:葉輪;能夠朝向和遠離葉輪軸向移動的渦輪；以及聯接到渦輪的緩沖器，緩沖器包括彈性元件，所述彈性元件在無壓力條件下使渦輪靠著葉輪。
[0005]轉矩變換器的實施方式也可包括以下有利特征中的一個或多個:
[0006]轉矩變換器可還包括連接到渦輪的驅動突片，驅動突片將渦輪可旋轉地聯接到緩沖器。驅動突片可接合緩沖器的彈簧。轉矩變換器可還包括用于連接到發動機的前蓋，緩沖器包括用于滑動地接合前蓋的推進表面。渦輪的第一側朝向葉輪以及渦輪的第二側朝向緩沖器，且彈性元件可設計成使得當渦輪的第一側上的壓力以預定量超過緩沖器的第二側上的壓力時，渦輪被迫動遠離葉輪。當渦輪的第一側上的壓力以預定量超過緩沖器的第二側上的壓力時，彈性元件可被壓縮。渦輪可包括具有摩擦表面的渦輪殼且摩擦表面可在無壓力條件下接觸葉輪。渦輪殼可包括滾圓部分和從滾圓部分突伸的外徑向延伸部，且摩擦材料可附連到外徑向延伸部以形成摩擦表面。葉輪的殼可由轉矩變換器的后蓋形成且渦輪殼的摩擦表面可在無壓力條件下接觸后蓋。轉矩變換器可還包括后蓋且渦輪殼可在無壓力條件下將葉輪迫動到后蓋中。緩沖器可包括彈簧保持器且彈性元件可在彈簧保持器中形成。緩沖器可包括蓋板且彈性元件可在蓋板中形成。彈性元件可由至少一個柔性指部形成。
[0007]也提供一種形成轉矩變換器的方法。所述方法包括:形成緩沖器以包括彈性元件；在前蓋內提供緩沖器；以及在緩沖器和葉輪之間提供可軸向移動渦輪，以使得彈性元件迫動渦輪，以在無壓力條件下接合葉輪。
[0008]所述方法的實施方式也可包括以下有利的特征中的一個或多個:
[0009]在緩沖器和葉輪之間提供渦輪可包括:通過在前蓋的軸向延伸部的徑向內側提供后蓋的軸向延伸部而將前蓋連接到后蓋。將前蓋連接到后蓋可還包括:將后蓋的軸向延伸部焊接到前蓋的軸向延伸部。形成緩沖器可包括在緩沖器上形成推進表面，且提供緩沖器可包括使前蓋與推進表面接觸。所述方法可還包括將驅動突片連接到渦輪，且在緩沖器和葉輪之間提供渦輪可提供驅動突片，所以驅動突片周向地接合緩沖器。所述方法可還包括在渦輪上提供摩擦表面且摩擦表面可在無壓力條件下接合葉輪。葉輪的殼可由轉矩變換器的后蓋形成且彈性元件可在無壓力條件下迫動渦輪以接合葉輪殼。
【附圖說明】
[0010]在下文中參考以下附圖描述本發明，其中:
[0011]圖1示出根據本發明的一實施方式的轉矩變換器；
[0012]圖2a和圖2b示出在圖1中示出的轉矩變換器的緩沖器的預載指部的視圖；
[0013]圖3示出根據本發明的第二實施方式的轉矩變換器；
[0014]圖4示出根據本發明的第三實施方式的轉矩變換器；以及
[0015]圖5示出根據本發明的第四實施方式的轉矩變換器。
【具體實施方式】
[0016]本公開提供一種具有葉輪和前蓋的轉矩變換器，葉輪和前蓋在實體止動件處裝配在一起(無需脫離控制)。換言之，葉輪的邊沿安裝在匹配的前蓋邊沿中，直到葉輪邊沿徑向壁接觸前蓋徑向壁。兩個部件然后通過焊接固定在一起。可移位彈性元件補償公差，以使得渦輪離合器在無壓力條件下與葉輪接合。換言之，轉矩變換器被組裝而沒有任何轉矩變換器離合器脫離。增加釋放壓力推動渦輪離合器遠離葉輪且進一步壓縮彈簧元件。
[0017]使用渦輪殼作為柱塞板的轉矩變換器導致經歷渦輪推進的離合器。在滑行(coast)條件下(此時渦輪比葉輪在更大的速度下旋轉)，渦輪推進被引導向發動機，以脫開離合器。如果轉矩變換器封閉焊縫在前蓋和葉輪之間實體堆疊，這些轉矩變換器可要求使用在葉輪殼和前蓋殼之間的高度調節分隔片，以控制轉矩變換器離合器的脫離。換言之，因為推進力在滑行條件下將離合器推動到脫開，所以必須將變換器組件分隔以最小化在摩擦表面處的流動間隙，以允許充分的壓力閉合離合器。在沒有分隔片的情況下，如果轉矩變換器被組裝到實體止動件，則用于常規打開離合器的部件公差可以導致在摩擦介面處的大間隙。大間隙可在壓力不能克服渦輪推進力的情況下阻止離合器接合，或可在大間隙突然閉合的情況下導致急劇接合。本發明的實施方式采用封閉焊縫，封閉焊縫實體堆疊而無需使用增加轉矩變換器成本以及復雜度的分隔片。
[0018]在此公開的實施方式通過將離合器脫離保持到最小而提供在滑行條件下的平穩的離合器接合。在零脫離實施方式中，完全移除渦輪摩擦材料和葉輪之間的離合器脫離。零脫離通過在前蓋和葉輪之間的封閉焊縫處的實體堆疊實現。實體堆疊也閉合間隙，所述間隙否則將允許焊縫沾染物進入轉矩變換器。
[0019]為了實現實體堆疊封閉焊縫而無需添加分隔片，彈性元件推動渦輪且在轉矩變換器內補償疊加公差。彈性元件具有抵靠渦輪的小的相對運動(緩沖器搖擺(windup))，且使用滾圓或折疊的邊緣以防止在這個鋼到鋼接觸中的損壞。在緩沖器和前蓋之間的蓋推進表面比彈性元件具有更大的相對運動(滿負荷發動機/傳動裝置差)且可在鋼到鋼接觸上使用連續環。
[0020]彈性元件提供足夠的變形以補償疊加公差和TC鼓脹。換言之，彈性元件設計成在組合的部件公差導致渦輪和蓋之間的最大距離時將渦輪摩擦材料保持與葉輪接合且預載，以使得離合器在轉矩變換器由于在高轉速下的液壓軸向生長期間維持接觸。在渦輪由離合器壓差靠著葉輪的離合器應用期間，預載指部沿與離合器壓差相同的方向起作用。在離合器釋放中，渦輪由在環面內側的壓力被迫動遠離葉輪，這分開葉輪和渦輪，從而逆著彈性元件推動渦輪。釋放離合器所需的壓力被增加以克服彈性元件的力，從而通過即使在低施加流動和低施加壓力下也允許施加力構建而改進滑行接合。
[0021]圖1示出根據本發明的轉矩變換器10的一實施方式。轉矩變換器10包括軸向可移動渦輪12，軸向可移動渦輪可通過在渦輪12的第一側14和第二側16上的壓力而滑動，以將渦輪12與葉輪18接觸和脫離接觸地移動。轉矩變換器10包括用于與機動車輛發動機的曲軸連接的前蓋20和形成葉輪18的殼24的后蓋22。前蓋20和后蓋22都是基本杯形的且通過在前蓋20的軸向延伸部21的徑向內側提供后蓋22的軸向延伸部19而被結合。前蓋20包括用于后蓋的軸向定位的徑向壁，由此改進轉矩變換器1的整體長度公差，且限制空隙以減小來自焊接的沾染。軸向延伸部21然后可焊接到軸向延伸部19以形成焊縫27。
[0022]葉輪殼24和內環23在其之間支撐多個葉輪葉片25。緩沖器26定位在前蓋20和渦輪12之間，以用于將轉矩從渦輪12傳遞到軸28，所述軸可聯接到驅動部件，例如速度可變傳動裝置。緩沖器26包括在緩沖器26的徑向外端處保持多個弧形彈簧32的彈簧保持器30。
[0023]渦輪12由渦輪殼34和內環36形成，在渦輪殼和內環之間支撐多個渦輪葉片38。渦輪殼34包括支撐渦輪葉片38的滾圓部分39和從滾圓部分39徑向突伸的外徑向延伸部40。夕卜徑向延伸部40具有由摩擦材料層42形成的摩擦表面，摩擦材料層附連到外徑向延伸部40的面向后蓋22的一側。渦輪殼34經由摩擦材料42在葉輪殼24的徑向延伸部分42處接合葉輪18，以將由發動機曲軸輸入前蓋20中的轉矩傳遞到軸28，外徑向延伸部從支撐葉輪葉片25的葉輪18的滾圓部分43徑向延伸。驅動突片44固定到渦輪殼34的滾圓部分39的外表面且通過延伸到弧形彈簧32之間的周向空間中經由彈簧32周向驅動地接合緩沖器26。隨著渦輪12由葉輪18通過經由摩擦材料42和葉輪殼24接觸或通過在葉片25、38之間的流體流動而驅動，渦輪12經由驅動突片44將轉矩傳遞到緩沖器26。緩沖器26由連接部46在彈簧保持器30的徑向內端處不可旋轉地連接到軸28，在這個實施方式中，所述連接部通過將彈簧保持器30的軸向凸緣48焊接到花鍵環50而形成，所述花鍵環具有與軸28的外花鍵表面連接的內花鍵表面。
[0024]隨著緩沖器26由渦輪12旋轉，彈簧保持器30的推進表面52接觸前蓋20的內表面。為了限制或防止推進表面54的磨損，彈簧保持器30的這個部分被修改以具有低摩擦系數，這提供在推進表面52和前蓋20的內表面之間的平穩的相互作用。例如，推進表面52可由Telfon涂層、低摩擦材料層、塑料墊圈或支承件形成。
[0025]緩沖器26也有利地包括彈性元件54，以用于使渦輪12迫動到與葉輪18接合。在渦輪12的第一和第二側14、16上的壓力相等的無壓力條件下，彈性元件54通過引起摩擦材料42接觸葉輪殼24的外徑向部分44而靠著葉輪18預載渦輪12。彈性元件54接觸渦輪殼34的內徑向延伸部56，內徑向延伸部從滾圓部分39向內徑向延伸且沿圍繞軸28的密封圈58軸向可滑動。密封圈58包括接觸軸28的軸向凸緣和徑向凸緣。渦輪12和定子60包括相應徑向壁，徑向壁用作限制渦輪朝向定子移動的軸向止動件。類似的，葉輪18和定子60包括限制定子移位的相應徑向壁。定子壁可包括由圖中的虛線指示的油流動槽以減小摩擦。
[0026]在一個優選實施方式中，彈性元件54由如圖2a和2b所示的至少兩個預載指部62形成。圖2a示出沿圖1中的A-A的渦輪殼34的預載指部62和內徑向延伸部56的視圖，且圖2b示出沿圖1中的B-B的預載指部62和推進表面52的視圖。在這個實施方式中，彈簧保持器30是金屬片材，所示金屬片材被處理以從其移除材料從而形成槽口 64，所述槽口限定彈簧保持器30中的預載指部62且通過柔性幾何結構提供預載指部62。預載指部62包括通過基本端70與彈簧保持器30的本體68連接的自由端66。預載指部62的徑向延伸部分72從基本端70延伸到周向延伸部分74中，以使得預載指部62是基本T-形。周向延伸部分74包括從徑向延伸部分72突伸的兩個周向延伸端76，所述兩個周向延伸端被彎折以便遠離預載指部62的接觸表面78地軸向延伸，所述接觸表面接觸渦輪殼34的內徑向延伸部56。接觸表面78可被修改以具有低摩擦系數，例如由Teflon涂層、低摩擦材料層、塑料墊圈或支承件形成，這提供在接觸表面78和內徑向延伸部56的前向表面之間的平穩相互作用。推進表面52被形成為圍繞轉矩變換器10的中心軸線CA周向延伸的環。
[0027]圖3示出根據本發明的另一實施方式的轉矩變換器110。轉矩變換器110以與轉矩變換器10基本相同的方式配置，但緩沖器26被串聯式緩沖器(series damper)126替代，緩沖器具有一組徑向外部弧形彈簧132a和一組徑向內部弧形彈簧132b。緩沖器126包括支撐彈簧132b的前向蓋板130a和后向蓋板130b。前向蓋板130a包括以與推進表面52相同的方式形成的推進表面152，且后向蓋板130b包括接觸渦輪殼34的內徑向延伸部56的推進表面154ο部分152和/或154可包括彈性元件。在示例性實施方式中，彈性元件可以與彈性元件54相同的方式形成。至于轉矩變換器10，彈性元件154在無壓力條件下通過引起摩擦材料42接觸葉輪殼24的外徑向部分44而靠著葉輪18預載渦輪12。
[0028]圖4示出根據本發明的另一實施方式的轉矩變換器210。轉矩變換器210以與轉矩變換器110基本相同的方式配置，但緩沖器226附加地包括離心擺式吸震器202以提供附加扭矩震動吸收。
[0029]圖5示出根據本發明的另一實施方式的轉矩變換器310。轉矩變換器310以與轉矩變換器10基本相同的方式配置，但葉輪18由可與發動機的曲軸解除聯接的葉輪318替代。與葉輪18相反，葉輪318包括與轉矩變換器310的后蓋322區別的葉輪殼324。葉輪殼324包括用于與渦輪殼34的摩擦材料42接觸的外徑向延伸部302。外徑向延伸部302包括由摩擦材料304形成的摩擦表面，以用于與后蓋322的徑向延伸部分344接合從而將渦輪12聯接到葉輪318和后蓋322。在無壓力條件下，彈性元件54使渦輪12靠著葉輪18，所以包括接觸蓋322的推進表面308的、在葉輪殼324和蓋322之間的片簧306被壓縮，且葉輪318經由摩擦材料304接合后蓋322。
[0030]在本發明的附加替換性實施方式中，彈性元件可由一個或多個膜片彈簧、盤簧或橡膠形成，以靠著葉輪預載渦輪。
[0031]在上述說明書中，已經參考特定示例性實施方式及其示例描述本發明。然而，明顯的是在不偏離如隨后列出的權利要求的更寬泛精神和范圍的情況下，可以對本發明做出各種修改和改變。因此，說明書和附圖被當做闡述性的而非限制性的意義。
【主權項】
1.一種轉矩變換器，包括: 葉輪； 能夠朝向和遠離葉輪軸向移動的渦輪；以及 聯接到渦輪的緩沖器，所述緩沖器包括在無壓力條件下使渦輪靠著葉輪的彈性元件。2.根據權利要求1所述的轉矩變換器，還包括連接到渦輪的驅動突片，所述驅動突片將渦輪可旋轉地聯接到緩沖器。3.根據權利要求2所述的轉矩變換器，其中，驅動突片接合緩沖器的彈簧。4.根據權利要求1所述的轉矩變換器，還包括用于連接到發動機的前蓋，緩沖器包括用于滑動地接合前蓋的推進表面。5.根據權利要求1所述的轉矩變換器，其中，渦輪的第一側朝向葉輪且渦輪的第二側朝向緩沖器，彈性元件被設計成使得當渦輪的第一側上的壓力以預定量超過緩沖器的第二側上的壓力時渦輪被迫動遠離葉輪。6.根據權利要求5所述的轉矩變換器，其中，當渦輪的第一側上的壓力以預定量超過緩沖器的第二側上的壓力時，彈性元件被壓縮。7.根據權利要求1所述的轉矩變換器，其中，渦輪包括具有摩擦表面的渦輪殼，摩擦表面在無壓力條件下接觸葉輪。8.根據權利要求7所述的轉矩變換器，其中，渦輪殼包括滾圓部分和從滾圓部分突伸的外徑向延伸部，摩擦材料附連到外徑向延伸部以形成摩擦表面。9.根據權利要求7所述的轉矩變換器，其中，葉輪的殼由轉矩變換器的后蓋形成，渦輪殼的摩擦表面在無壓力條件下接觸后蓋。10.根據權利要求7所述的轉矩變換器，還包括后蓋，渦輪殼在無壓力條件下使葉輪迫動到后蓋中。11.根據權利要求1所述的轉矩變換器，其中，緩沖器包括彈簧保持器，彈性元件形成在彈貪保持器中。12.根據權利要求1所述的轉矩變換器，其中，緩沖器包括蓋板，彈性元件形成在蓋板中。13.根據權利要求1所述的轉矩變換器，其中，彈性元件由至少一個柔性指部形成。14.一種用于形成轉矩變換器的方法，包括: 形成緩沖器以包括彈性元件； 在前蓋內提供緩沖器;并且 在緩沖器和葉輪之間提供可軸向移動的渦輪，以使得彈性元件在無壓力條件下迫動渦輪以接合葉輪。15.根據權利要求14所述的方法，其中，在緩沖器和葉輪之間提供渦輪包括通過在前蓋的軸向延伸部的徑向內側提供后蓋的軸向延伸部而將前蓋連接到后蓋。16.根據權利要求15所述的方法，其中，將前蓋連接到后蓋還包括將后蓋的軸向延伸部焊接到前蓋的軸向延伸部。17.根據權利要求14所述的方法，其中，形成緩沖器包括在緩沖器上形成推進表面，提供緩沖器包括使前蓋與推進表面接觸。18.根據權利要求14所述的方法，還包括將驅動突片連接到渦輪，在緩沖器和葉輪之間提供渦輪包括提供驅動突片，從而驅動突片周向地接合緩沖器。19.根據權利要求14所述的方法，還包括在渦輪上提供摩擦表面，摩擦表面在無壓力條件下接合葉輪。20.根據權利要求14所述的方法，其中，葉輪的殼由轉矩變換器的后蓋形成，彈性元件在無壓力條件下使禍輪迫動以接合葉輪殼。
【文檔編號】F16H45/02GK106062424SQ201480041599
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年7月21日
【發明人】P·林德曼, M·施泰因貝格爾
【申請人】舍弗勒技術股份兩合公司