CN103307247A - 固定涡轮轮毂的固定元件和装配液力起动变矩器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固定涡轮轮毂的固定元件和一种装配液力起动变矩器的方法。用于将液力起动变矩器的涡轮的轮毂(6)固定在变速器的输入轴(2)上的固定元件(40)在外周面(12)上具有环绕的密封元件(16)，所述密封元件(16)在已装配好的状态下延伸到所述起动变矩器的壳体(20)，使得通过所述密封元件(16)使变矩器锁止离合器的活塞(22)的活塞容积(26)相对于变矩器容积(30)密封。

Description

固定涡轮轮毂的固定元件和装配液力起动变矩器的方法

技术领域

本发明的实施例涉及一种用于将液力起动变矩器的涡轮轮毂固定在变速器输入轴上的固定元件以及一种用于装配液力起动变矩器的方法。 

背景技术

液力起动变矩器尤其用于在自动变速器中实现配备有这种变矩器的车辆的起动。为了该目的，液力起动变矩器在传动系中布置在发动机和变速器之间，以用于在已经挂上档的情况下通过液力离合器或者说液力扭矩变换器实现车辆的起动。为了避免由变矩器原理引起的损失，多种液力起动变矩器还具有变矩器锁止离合器，其在起动之后机械地锁止扭矩变换器或者说液力离合器。 

典型地，将液力起动变矩器预装配并且在预装配的状态下将其提供给变速器制造商或车辆制造商，制造商在车辆装配期间将液力变矩器与变速器相连接。在此，特别是在液力扭矩变换器的涡轮和变速器的输入轴之间建立不可相对转动的连接，即，液力起动变矩器或其涡轮的轮毂固定在变速器的输入轴上。 

在涡轮轮毂和变速器输入轴之间的不可相对转动的连接通常通过直齿建立，该直齿在一定程度上也实现轴向的间隙补偿。为了在轴向上、即在平行于变速器输入轴的方向上相对于变速器输入轴固定变矩器或更确切地说涡轮轮毂的位置，常常使用固定元件，该固定元件不仅可相对于变速器输入轴也可相对于涡轮轮毂在轴向上固定，以用于在轴向上确定它们的相对位置。在一些传统的解决方案中，这通过圆柱形的在中间具有中央孔的盘实现，借助于该中央孔可将盘和变速器输入轴旋接在一起。盘的外直径大于变速器输入轴 的外直径、确切地说大于变速器输入轴上的用于将变速器输入轴与涡轮轮毂连接的直齿的外直径。 

在传统的解决方案中，盘位于涡轮轮毂的孔之内，从而与轴旋接在一起的盘通过以下方式相对于涡轮在轴向上固定该轴，即，盘在轴向上支撑在通过孔形成的台肩上。在传统的解决方案中，在垂直于轴向的径向上，盘延伸到涡轮的轮毂，其中，在盘和相对于壳体旋转的涡轮轮毂之间可安装静态密封的O型圈，以用于保证在带有涡轮的变矩器容积和在轴向上与变速器输入轴连接的被油液填充的容积之间的密封。该容积常常用于填充变矩器锁止离合器的可液压操纵的活塞，从而必须能够以分离的方式填充该容积。因此，在所述容积(以下概括地称为变矩器锁止离合器的活塞的活塞容积)和变矩器容积(泵叶片和涡轮叶片位于该变矩器容积中)之间需要密封。 

为了该目的，在涡轮轮毂和壳体壁之间存在附加的O型圈，其可使可相对于彼此旋转地支承的部件彼此密封。 

为了防止固定元件和变速器输入轴的旋接松开，可根据结构情况以及根据安全标准实行一系列其它安全特征，以用于提高在液力起动变矩器、确切地说该起动变矩器的涡轮轮毂和变速器输入轴之间的连接的可靠性。例如，为了该目的，可将其固定元件利用空心螺栓旋接在变速器输入轴上，附加地可利用夹紧销通过销固定防止其固定元件微旋转。这种夹紧销穿过固定元件的附加的孔延伸到变速器输入轴中。为了实现这种销固定，在将液力起动变矩器装配在变速器输入轴上时必须使固定元件或固定盘相对于齿轮轴轮廓或相对于变速器输入轴旋转，直至用于销固定的孔对准。 

常常也希望盘在轴向上固定，即使当中央的螺栓尚未固定时，其也可吸收较小的力。这例如可通过使盘的材料与涡轮轮毂的包围盘的材料填密实现。 

这些传统的方法带来一系列缺点，不仅在结构方面，也在结构接合所需的装配方法方面。在制造变矩器时，当期望借助于夹紧销 夹紧时，必须考虑变矩器稍后相对于变速器输入轴和其齿部的安装情况。也就是说，在盘被填密之前，盘或其用于销固定的孔必须已经相对于涡轮轮毂的齿部对齐。这一方面需要附加的用于对齐的装置以及另一用于在对齐的位置上将盘填密的装置(即，力-位移控制的压力机)。此外，填密过程本身在过程中并不可靠，大多数情况下可清楚看到不同材料配料的影响。通过盘的填密，其具有相对于涡轮轮毂的大的旋转阻力。通过该大的旋转阻力，如下可能性显著增加：在将变矩器装配在变速器上期间，盘相对于变速器输入轴的相对对齐不再是可能的，因为变速器轴一起旋转。那么，这种变矩器是不可装配的并且必须作为废品从装配中除去。 

附加地，在这种带有安装在涡轮轮毂上的密封件的方案中存在的风险为，在预装配液力起动元件时该密封件自身被损坏。其典型地被预装配成两个变矩器组件。一个变矩器组件包括液力元件、即液力扭矩变换器或者说液压离合器，并且另一变矩器组件包括带有离合器片和操纵离合器的活塞的变矩器锁止离合器。在变矩器的最终装配期间，这两个子部件或者说两个预装配的变矩器组件相互连接，其中，一方面用于形状配合地连接变矩器锁止离合器的大的直径以及另一方面用于相对于壳体布置涡轮轮毂的小的直径必须对中。如果密封件位于涡轮轮毂的较小的直径上，该密封件会易于被损坏，因为由于同时接合小的和大的对中直径，无法始终避免两个预装配的变矩器组件相对于彼此的相对倾斜。也就是说，由于同时在大的对中直径处接合，整个部件可能倾斜。在此，用作在变矩器容积和活塞容积之间的密封件的矩形环在此可能易于塑性变形并损坏。在同时接合两个直径期间出现的轴线错位同样可导致在涡轮轮毂上的密封件的密封材料的平行剪断。这种类型的装配失误的后果为，变矩器锁止离合器由于系统缺少压力密封性而不再能无故障地进行操纵。这种故障最早在最终客户处的变速器试验台架上才能被确认，这相应地带来高的维修成本。 

由此，存在这样的必要性，即，提供用于将液力起动变矩器的 涡轮轮毂固定在变速器输入轴上的固定元件，其在装配变矩器自身时以及在将变矩器装配在变速器上时改进过程可靠性。 

发明内容

本发明的实施例通过使用用于将液力起动变矩器的涡轮的轮毂固定在变速器的输入轴上的固定元件实现该目的，该固定元件在外周面上具有完全环绕的密封元件，该密封元件在固定元件已装配好的状态下用于相对于泵轮所位于的变矩器容积密封变矩器锁止离合器的活塞的活塞容积。为了实现这种情况，密封元件在已装配好的状态下延伸到起动变矩器的壳体，使得密封元件在已装配好固定元件的情况下可相对于起动变矩器的壳体旋转。 

由此，固定元件结合了将液力起动变矩器或更确切地说液力起动变矩器的涡轮轮毂锁定或固定在变速器输入轴上的功能以及在液力起动变矩器的两个上述容积之间的密封的功能。与在现有技术中已知的解决方案(在已知的解决方案中由安置在变矩器的轮毂上的密封件承担该密封功能)相比，使用带有该附加功能的固定元件带来很多优点。一方面，可省去附加的至今为止安装在涡轮轮毂上的O型圈，这降低了整个装置的复杂性和成本。另一方面，提高了例如在装配变矩器或液力起动变矩器时的过程可靠性，因为具有密封功能的固定元件为相对小的、可独立装配的构件，其可与起动变矩器的其余较大的构件无关地对中并装配。由此，明显减小了在装配时损坏在变矩器锁止离合器的变矩器容积和活塞容积之间的密封的可能性。 

在几种实施例中，固定元件还具有相对于外周面对中的固定孔以用于将固定元件与变速器的轴旋接在一起，该固定孔可用于将固定元件固定在变速器输入轴上。在几种实施例中，用于固定的对中的孔还可用于，将为了填充变矩器锁止离合器的活塞容积所需的油液或介质通过穿过固定元件的空心螺栓引导到活塞容积中。 

根据其它几种实施例，固定元件还具有一个或多个另外的孔， 所述一个或多个另外的孔在轴向上延伸穿过固定元件并且布置在固定元件的中心之外，以用于例如借助于销固定防止固定元件相对于变速器输入轴的微旋转。这可防止固定元件在工作期间松开并且可增加液力起动变矩器的使用寿命。 

在包含一种固定元件实施例的液力起动变矩器的几种实施例中，固定元件在轴向上或在与轴向相反的方向上、即在平行于变速器输入轴的轴线的方向上沿着限定的接触面贴靠在涡轮的轮毂上，其中，接触面也具有平行于轴向延伸的面区域。在涡轮的轮毂和固定元件之间的接触部的面积扩大了平行于轮毂或变速器输入轴的轴线延伸的面积，这产生接触面的附加的密封作用，例如两种金属的材料可在该接触面处彼此贴靠。接触面的延长或扩大使导致在沿着接触面的接触部处的不密封性所需的最小压力差增大，即，提高了在接触面处的密封性并且由此实现了省去在这两个面之间的密封件。 

在液力起动变矩器的几种实施例中，在轴向上限定起动变矩器的变矩器盖的几何结构与固定元件的几何结构相匹配。特别是，变矩器盖在沿轴向与固定元件相对的位置处具有孔，在液力起动变矩器完全装配好的情况下，可通过该孔实现将液力起动变矩器装配在变速器输入轴上。在垂直于轴向的径向上，该孔具有小于固定元件的外周面的直径的延伸，从而变矩器盖的轮廓或材料防止该固定元件从变矩器中脱落以及用作固定元件在轴向上的止挡。由此，例如可省去固定元件相对于变矩器盖的填密，从而固定元件可在没有大的阻力的情况下相对于涡轮的轮毂扭转。这可使得在将变矩器装配在变速器上时的过程可靠性提高。由此，几乎排除了变速器轴的共同旋转，变速器轴的共同旋转可妨碍固定元件的方向相对于变速器输入轴对准。此外，例如这还实现了使用盘到轮毂的标准的间隙配合并且由此通过回归标准的过程或精度实现了成本更适宜地制造。 

在液力起动变矩器的几种实施例中，此外对变矩器盖和固定盘的几何结构进行选择，使得在轴向上、即平行于变速器输入轴的方 向上在变矩器盖和固定元件之间的最小距离小于在变速器的输入轴和涡轮的轮毂之间的最大允许的轴向间隙。即，当在固定盘和变矩器盖或盖轮毂之间的距离小于涡轮轮毂的对中长度时，这可用于防止在变速器输入轴和涡轮轮毂之间的不期望的大的轴向错位。 

本发明的几种实施例也涉及用于在使用固定元件的实施例的情况下装配液力扭矩变换器的方法。在此，首先提供固定元件、带有涡轮的预装配的第一变矩器组件、以及带有变矩器锁止离合器和操纵该变矩器锁止离合器的活塞及变矩器盖的预装配的第二变矩器组件。在将两个预装配的变矩器组件相互接合之前，首先将固定元件引入第二变矩器组件的孔中，使得固定元件的密封元件延伸到起动变矩器的壳体、确切地说延伸到壳体的在结构上与变矩器盖相连接的构件。之后，将两个预装配的变矩器组件接合在一起，使得第一变矩器组件的涡轮轮毂至少部分地同样延伸到第二预装配的变矩器组件的孔中，固定元件位于该孔中。通过以形状配合连接、材料连接或传力连接的方式将两个预装配的变矩器组件相互连接，可完成液力起动变矩器。 

通过在变矩器容积和活塞容积之间引起密封的密封面的独立接合，显著减小了在装配变矩器时损坏密封面的可能性，这可使得过程的可靠性提高，进而也使得废品率降低并使得整个过程的利润提高。 

附图说明

以下参考附图详细描述本发明的优选实施例。附图中： 

图1示出了在已装配状态中的根据本发明的固定元件的实施例； 

图2示出了在装配液力起动变矩器时相互待连接的构件的图示； 

图3示出了在用于装配液力起动变矩器的方法过程中的配置方案；以及 

图4示出了在装配液力起动变矩器期间在两个预装配的部件接合之后的配置方案。 

具体实施方式

图1示出了固定在变速器输入轴2上的液力起动变矩器的剖视图并且在此特别示出了如下区域的剖视图：即在该区域中设置用于将液力起动变矩器的涡轮的轮毂6固定在变速器的输入轴2上的固定元件4。旋转对称的固定元件4具有中央的固定孔，空心螺栓8延伸穿过该固定孔，该空心螺栓8被拧紧在同样空心的变速器输入轴2中的螺纹中，从而固定元件4以在轴向10上相对于变速器输入轴2不可运动的方式与该变速器输入轴2相连接。换句话说，固定元件4借助于空心螺栓8在轴向10上相对于变速器输入轴2固定。在此旋转对称的具有圆柱形基础几何形状的固定元件在其外周面12上具有环绕的密封元件16，该外周面12在垂直于轴向10的径向14上向外限定固定元件4。 

如通常在液力起动变矩器中那样，在图1所示的实施例中涡轮或更确切地说与涡轮相连接的涡轮轮毂6也借助于轴承18、在此借助于深沟球轴承以可相对于起动变矩器的壳体20旋转的方式支承，因为通过壳体20进行驱动并且通过轮毂6进行从动。液力起动变矩器还具有变矩器锁止离合器，其可借助于在图1中仅仅部分示出的活塞22操纵，以用于锁止液力扭矩变换器或者说液力离合器。为了该目的，将变速器油或其它液体压入活塞容积中，该活塞容积形成于在轴向10上限定变矩器的变矩器盖24和活塞22之间，从而活塞22与轴向10相反地运动并且压缩变矩器锁止离合器的离合器片组。 

在此，由变速器或其液压循环通过空心的变速器输入轴2输送或提供为了促动活塞22所需的油液，其中，油液通过空心螺栓8到达在轴向10上与变速器输入轴2连接的活塞容积26中。在图1所示的实施例中，固定元件4还具有可选的多个另外的孔28，这些孔在轴向10上延伸穿过固定元件4并且借助于销与变速器输入轴2上的与其对应的孔固定，以便实现附加地防止固定元件4相对于变速 器输入轴2扭转。 

如可从图1中看出的那样，固定元件4的密封元件16延伸到壳体20或起动变矩器的与该壳体刚性连接的部件，从而借助于密封元件16也实现在活塞容积26和变矩器容积30(即涡轮叶片和泵轮叶片位于其中的容积)之间的密封。因此，固定元件4不仅用于锁止或固定变速器输入轴2的轴向位置，而且也用于在活塞容积26和变矩器容积30之间的密封。与传统的解决方案相比，这使得省去了在轮毂6和壳体20之间的密封，这降低了变矩器的成本，如还将根据图2至图4详细解释的那样，提高了在装配变矩器时的过程可靠性。在图1中示出的固定元件4具有与轮毂6的接触面，该接触面不仅仅是在径向14上延伸，而是也具有与轴向10相反地延伸的面分量，从而接触面大于最小所需的。由此，当在该部位处出现不密封性时，在变矩器容积30和活塞容积26之间的假定由油液经过的路径更长。这进而使得，在金属与金属的接触部位处，导致不密封性的压力差更大，因此在该部位处可取消另一密封。换句话说，在该部位处的密封不是必要的。通过螺栓连接以预紧方式受加载的钢与钢的接触足够密封。 

此外，在图1所示的实施例中，活塞容积26在轴向上利用具有小的中央孔32的盖30密封，通过该中央孔32可润滑其它部件。所需的沿着在固定元件4和轮毂6之间的金属与金属接触部的压力下降大于在孔32处的压力下降，从而这里也因此不会出现不密封性。 

附加地通过壳体20的几何结构或在轴向10上限定起动变矩器的变矩器盖24的几何结构或其中央轮毂的几何结构防止固定盘4无意地脱开。为了该目的，形成活塞容积26的孔在变矩器盖24中在径向14上具有小于固定元件4的直径或小于固定元件4的外周面12的直径的延伸。该防止固定元件4脱开的保护措施尤其使得，可避免固定元件4的附加的填密。由此在固定元件4和轮毂6之间也可使用标准的间隙配合。这又使得固定元件4可略微相对于变速器输入轴扭转，这使得装配过程简化且更不易产生错误。换句话说，如 此匹配盖轮毂的轮廓，即轮毂的内直径小于固定元件4的外直径。由此，如此固定的固定元件4可在没有较大阻力的情况下扭转并且相对于销孔10定向。不需要在应用附加的O型圈的情况下的填密。此外，该盘不再可滑出或滑下，并且使在变矩器和变速器装配时的过程简化和可靠。此外，在变矩器盖24和固定元件4之间的最小距离小于涡轮轮毂6的对中长度。 

图2至图4示出了在使用根据本发明的固定元件的情况下实施用于装配液力扭矩变换器的方法期间各种不同的配置方案，并且在下面一起对其进行描述。 

在方法开始时，提供第一预装配的变矩器组件34，其包括变矩器容积30并具有涡轮叶片36。此外，提供预装配的第二变矩器组件38，其具有变矩器锁止离合器，该变矩器锁止离合器带有操纵变矩器锁止离合器的活塞22。作为第三待接合的元件，提供固定元件40，已经根据在图1中讨论的实施例对其进行了描述。仅仅出于完整性在此需说明的是，第一变矩器组件34也具有可选的扭转减振器42，在此不对其进行描述，因为对于本领域技术人员来说其工作原理是充分已知的。 

在用于装配液力扭矩变换器的方法期间，首先将固定元件40引入在第二变矩器组件38中的孔44中，从而得到在图3中示出的配置方案。在此，在图中示出的实施例中，固定元件40的密封元件16通过便于装配的引导斜面46被接合到预先规定的配对滚动面上。此外，轴承18的轴承内圈的直径大于固定元件40的直径，从而在根据以下附图描述的两个变矩器组件34和38的彼此接合时，密封件不必被引导穿过轴承，这可能由于轴承的倾斜导致密封件的损坏。 

从在图3中示出的配置方案出发，沿轴向将第一和第二预装配的变矩器组件34和38接合在一起，使得涡轮36的轮毂6同样至少部分地延伸到第二预装配的变矩器组件38的孔44中。在此，附加地借助于对中台肩使固定元件40的密封元件16相对于第一变矩器组件34的其余的连接部件对中。 

综上，在此通过使用固定元件40，从集成的结构方式起转移到差分的结构方式，这使敏感部件、即密封元件16分离地装配在固定元件4处成为可能。出于以上阐述的原因，这又使得过程可靠性提高并且使废品率降低。 

尽管在前述附图的实施例中描述了固定元件和配备有该固定元件的液力起动变矩器、特别是在其应用在乘用车中时，但可理解的是，其也可应用在任意其它传动系中。例如，这种类型的液力起动变矩器可使用在混合动力车或电驱动的车辆中。当然，该应用不局限于汽车或机动车领域。相反地，也可在其它技术领域、例如在机械驱动等中使用根据本发明的起动变矩器的实施例，以实现机械的受控起动。 

附图标记列表

2输入轴 

4固定元件 

6轮毂 

8空心螺栓 

10轴向 

12外周面 

14径向 

16密封元件 

18轴承 

20壳体 

22活塞 

24变矩器盖 

26活塞容积 

28另外的孔 

30盖 

32中央孔 

34第一变矩器组件 

36涡轮叶片 

38第二变矩器组件 

40固定元件 

42扭转减振器 

44孔 

46引导斜面。 

Claims (10)

1.一种用于将液力起动变矩器的涡轮的轮毂(6)固定在变速器的输入轴(2)上的固定元件(40)，其特征在于，所述固定元件(40)在外周面(12)上具有环绕的密封元件(16)，所述密封元件(16)在已装配好的状态下延伸到所述起动变矩器的壳体(20)，使得通过所述密封元件(16)使变矩器锁止离合器的活塞(22)的活塞容积(26)相对于变矩器容积(30)密封。

2.按照权利要求1所述的固定元件(40)，其特征在于，所述固定元件(40)还具有相对于所述外周面(12)对中的固定孔以用于使所述固定元件(40)与所述变速器的输入轴(2)旋接，所述输入轴在轴向(10)上延伸穿过所述固定元件(40)。

3.按照权利要求1或2所述的固定元件(40)，其特征在于，所述固定元件(40)还具有至少一个另外的孔(28)，所述另外的孔在轴向上延伸穿过所述固定元件(40)。

4.一种液力起动变矩器，所述液力起动变矩器具有布置在变矩器容积(30)中的涡轮(36)、泵轮和能通过填充所述活塞容积(26)被液压地操纵的变矩器锁止离合器以及按照权利要求1至3中任一项所述的固定元件(40)，其特征在于，所述固定元件(40)的表面与轴向(10)相反地沿着接触面贴靠在所述涡轮(36)的轮毂(6)上。

5.按照权利要求4所述的液力起动变矩器，其特征在于，所述接触面具有平行于所述轴向(10)延伸的面区域。

6.按照权利要求3或4中任一项所述的液力起动变矩器，其特征在于，在所述轴向(10)上限定所述起动变矩器的变矩器盖(24)在沿轴向与所述固定元件(40)相对的位置处具有孔，在垂直于所述轴向(10)的径向(14)上，所述孔的延伸小于所述固定元件(40)的外周面(12)的直径。

7.按照权利要求6所述的液力起动变矩器，其特征在于，在所述轴向(10)上在所述变矩器盖(24)和所述固定元件(40)之间的最小距离小于在所述变速器的输入轴(2)和所述涡轮(36)的轮毂(6)之间的轴向间隙。

8.一种变速器，所述变速器具有按照权利要求4至6中任一项所述的液力起动变矩器，其特征在于，所述起动变矩器借助于延伸穿过所述固定孔的空心螺栓(8)与所述变速器的输入轴(2)相连接。

9.一种用于装配液力扭矩变换器的方法，所述方法包括：

提供按照权利要求1至3中任一项所述的用于固定液力起动变矩器的涡轮(36)的轮毂(6)的固定元件(40)；

提供带有所述涡轮(36)的预装配的第一变矩器组件(34)；

提供带有操纵所述变矩器锁止离合器的活塞(22)的预装配的第二变矩器组件(38)；

将所述固定元件(40)引入在所述第二变矩器组件(38)中的孔(44)中；

沿轴向(10)将预装配的所述第一变矩器组件(34)和预装配的所述第二变矩器组件(38)接合在一起，使得所述涡轮(36)的轮毂(6)至少部分地延伸到预装配的所述第二变矩器组件(38)的孔(44)中。

10.按照权利要求9所述的方法，所述方法还包括：以形状配合连接、材料连接或传力连接的方式将所述第一变矩器组件(34)和所述第二变矩器部件(38)相连接。

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