CN105579737A - 限定出容纳弹簧式容腔的涡轮壳 - Google Patents

限定出容纳弹簧式容腔的涡轮壳 Download PDF

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Abstract

提供了一种变矩器。变矩器包括多个弧形弹簧以及限定出接收多个弧形弹簧的容腔的涡轮壳。涡轮壳可进一步包括支承涡轮叶片的滚圆部分、从滚圆部分径向延伸的外径向部分和从外径向部分轴向延伸的轴向延伸部。滚圆部分、外径向部分以及轴向延伸部可限定出容腔。还提供了一种形成变矩器驱动组件的方法。

Description

限定出容纳弹簧式容腔的涡轮壳
技术领域
本专利申请要求于2013年7月25日提交的美国临时专利申请No.61/858,320的优先权，其通过参考引用的方式结合于此。
本公开总体涉及变矩器，更具体地涉及变矩器的弹簧保持架。
背景技术
美国专利US5772515公开了被活塞环固定的弹簧。
美国专利US6796411公开了集成有缓冲盖板的涡轮壳。
美国公开US2007/0253823公开了通过折弯叶片舌片固定到涡轮壳上的弹簧保持架。
发明内容
提供了一种变矩器。变矩器包括多个弧形弹簧以及限定出接收所述多个弧形弹簧的容腔的涡轮壳。
变矩器的实施例还可包括一个或多个以下有利特征：
涡轮壳可包括：支承涡轮叶片的滚圆部分，从滚圆部分径向延伸的外径向部分和从外径向部分轴向延伸的轴向延伸部。滚圆部分、外径向部分以及轴向延伸部可限定出容腔。外径向部分的第一侧朝向弧形弹簧，外径向部分的第二侧包括摩擦表面。驱动组件可包括叶轮，涡轮壳可朝着叶轮和远离叶轮轴向移动。涡轮壳可包括与叶轮的接合表面接合的摩擦表面。摩擦表面和接合表面可形成锁止离合器。驱动组件还可包括固定在涡轮壳上的驱动段。驱动段可包括在弧形弹簧之间周向间隔开的滚圆部分。驱动段可包括从驱动段的滚圆部分轴向偏移的、周向布置于驱动段的滚圆部分之间的径向延伸部分。涡轮壳可包括外径向部分，弧形弹簧可轴向位于驱动段的径向延伸部分和涡轮壳的外径向部分之间。驱动组件还可包括能够由弧形弹簧周向驱动的驱动部件，该驱动部件具有在驱动段的径向延伸部分之间以及在弧形弹簧之间延伸的舌片。驱动组件还可包括用于支撑弧形弹簧的引导壳。涡轮壳可包括滚圆部分以及耦接至涡轮壳的滚圆部分的轴向延伸部。引导壳可与涡轮壳的轴向延伸部相接触。引导壳可沿着小于弧形弹簧周长的一半延伸。涡轮壳的滚圆部分可在引导壳与弧形弹簧接触的相反侧与弧形弹簧接触。驱动组件还可包括驱动地接合弧形弹簧并将引导壳保持在位的驱动段。
还提供了一种形成变矩器的方法。此方法可包括将弧形弹簧保持在涡轮壳限定出的容腔中。
该方法的实施例也包括一个或多个以下的有利特征：
该方法也可包括形成涡轮壳，涡轮壳包括：支承涡轮叶片的滚圆部分，从滚圆部分径向延伸的外径向部分和从外径向部分轴向延伸的轴向延伸部。涡轮壳的滚圆部分、外径向部分以及轴向延伸部可限定出容腔。将弧形弹簧保持在涡轮壳限定出的容腔中可包括保持弧形弹簧周向抵靠涡轮壳的滚圆部分。该方法可进一步包括在涡轮壳的轴向延伸部的径向内表面提供引导壳。引导壳可保持弧形弹簧抵靠涡轮壳的滚圆部分。该方法进一步包括在涡轮壳的轴向延伸部的径向内表面提供引导壳之前将引导壳硬化。该方法可进一步包括将驱动段固定在涡轮壳上。驱动段可与容腔内的弧形弹簧驱动地接合。该方法可进一步包括从片材形成驱动段，由此使得驱动段包括用于驱动地接合容腔内的弧形弹簧的第一部分以及用于的保持引导壳与容腔内的弧形弹簧的外周接触的第二部分。
附图说明
现在对照附图描述本发明：
图1为按照本发明实施例的变矩器的剖视图；
图2a和2b为按照本发明的两个实施例的变矩器的驱动段的平面图；
图3为按照本发明的另一实施例的变矩器的部分的剖视图；
具体实施方式
图1示出了按照本发明的实施例的变矩器10的剖视图。变矩器10包括涡轮12，涡轮12可朝向和远离叶轮14轴向地移动，以使涡轮12与变矩器10的叶轮14及盖16接合或脱离。盖16包括连接至内燃机曲轴的前部18以及形成叶轮14壳体22的后部20。前部18和后部20基本都为杯形，通过在后部20的轴向延伸部内部径向地提供前部18的轴向延伸部、然后将轴向延伸部焊接在一起，前部18和后部20被连接。
涡轮12包括限定出用于接收多个弧形弹簧28的容腔26的涡轮壳24。本实施例中，容腔26由涡轮壳24的滚圆部分30、从滚圆部分30径向向外延伸的外径向部分32和从外径向部分32轴向延伸的轴向延伸部34形成，从而使得容腔26在弧形弹簧28的三面围住弧形弹簧28。弧形弹簧28由引导壳36、驱动段38和涡轮壳24的滚圆部分30的外表面40保持于容腔26中。
在一个实施例中，引导壳36可形成为围绕轴线A延伸的具有弧形截面的连续环，引导壳36具有沿着小于弧形弹簧28的外圆周长一半延伸的内径向表面以及与轴向延伸部34的内径向表面接触的外径向表面。在另一实施例中，引导壳36由具有弧形截面的多个段形成、而不是连续环，每个段安置在弧形弹簧28中的一个上。
驱动段38包括：形成为驱动舌片41的第一部分，其包括周向间隔布置在弧形弹簧28之间的滚圆部分42，以用于周向驱动弧形弹簧28；以及包括由径向延伸部分44形成的第二部分，其周向位于滚圆部分42之间并且相对于滚圆部分42轴向偏移并充当保持舌片以将引导壳36在容腔26中保持在位。弧形弹簧28轴向位于驱动段38的径向延伸部分44和涡轮壳24的外径向部分32之间。在一实施例中，驱动段38为由单个金属片制成的连续环。在其他实施例中，驱动段38可由多个段形成，而不是连续环。
图2a示出了由四个段38a形成的驱动段38的平面图。每一段38a如图2a中的平面图所示(即图1中轴向地看)为弧形，并且包括在两个半驱动舌片41a之间的一个径向延伸部分44。每个半驱动舌片41a位于段38a的周向端，并且与相邻段38a的相邻周向端的半驱动舌片41a形成驱动舌片41。弧形弹簧28周向收纳在相邻的驱动舌片41之间，并由图2a中所示的驱动段38(经由舌片41)来驱动和保持(经由径向延伸部分44)四个弧形弹簧28。驱动板56的舌片58(下文进一步讨论)与段38a的驱动舌片41周向对齐。
图2b示出了由四个段38b形成的驱动段38的平面图。每个段38b如图2b中的平面图所示(即图1中轴向地看)为弧形，并且包括在两个半径向延伸部44b之间的一个驱动舌片41。每个半径向延伸部44b位于段38b的周向端，并且与相邻段38b的相邻周向端的半径向延伸部44b形成径向延伸部分44。弧形弹簧28周向收纳在相邻的驱动舌片41之间，并由图2b中所示的驱动段38(经由舌片41)来驱动和保持(经由径向延伸部分44)四个弧形弹簧28。驱动板56的舌片58与段38b的驱动舌片41周向对齐。
返回参考图1，驱动段38的基部46例如通过凸焊固定到涡轮壳30的外表面40(当从横截面看时滚圆部分42和径向延伸部分44从驱动段38的基部46上以Y形伸出)，从而使得扭矩经由驱动段38尤其是经由滚圆部分42从涡轮12传送至弧形弹簧28。
摩擦表面通过摩擦材料层48形成在外径向部分32的背向容腔26的表面。当由在涡轮12和前盖部分18之间的流体压力区50内的流体压力产生的力克服了由在涡轮12和叶轮14之间的流体压力区52内的流体压力产生的力时，涡轮12被轴向压向叶轮14，由此使得摩擦材料48与叶轮14的外径向部分54的接合表面53接合，接合表面53从叶轮壳22的滚圆部分31上向外径向延伸，涡轮12和叶轮14被由摩擦材料48和接合表面53形成的锁止离合器锁定在一起，使得涡轮12和叶轮14及盖16以相同的转速绕轴线A旋转。当由流体压力区50内的流体压力产生的力没有克服由在涡轮12和叶轮14之间的流体压力区52内的流体压力产生的力时，摩擦材料48不与叶轮14的接合表面53接合，并且涡轮12可比叶轮14及盖16以不同的转速绕轴线A旋转。当涡轮12与叶轮14没有被锁止离合器锁定在一起时，涡轮12被支承在涡轮壳24的滚圆部分30上的涡轮叶片25以及支承在叶轮壳22的滚圆部分31上的叶轮叶片23之间的流体流转动。
当叶轮14通过经由摩擦材料48和叶轮壳22的接触或者通过叶片23、25之间的流体流驱动涡轮12时，涡轮12将扭矩从驱动段38传至弧形弹簧28，使弧形弹簧28周向地驱动由驱动板56形成的驱动部件。随后驱动板56将扭矩传动到轴上，以用于驱动下游的驱动部件，例如变速器。驱动板56的径向外端形成弹簧接收部，弹簧接收部由周向彼此隔开的舌片58形成，舌片58通过轴向延伸到弹簧28之间的周向间隙与弹簧28配合，从而使得驱动板56周向驱动地与弹簧28接合。舌片58也轴向延伸穿过驱动段38的轴向延伸部分44之间的周向间隙，轴向延伸部分44彼此周向间隔足够远以允许舌片58驱动弧形弹簧28在驱动和滑行方向上全缠绕(windup)。驱动板56还包括通过焊接部61连接到连接器62的径向内端60。连接器62具有与轴的花键外表面连接的花键内表面，以用于驱动下游驱动部件。驱动板56包括当摩擦材料48没有与叶轮14的外径向部分54摩擦接合时可与涡轮壳24的内径向延伸部68接触的第一推力表面64，内径向延伸部68从滚圆部分30径向向内延伸。驱动板56还包括可与盖16的前部18的内表面接触的第二推力表面66。为了限制或防止推力表面64、66的磨损，改进驱动板56的这些部分以具有低的摩擦系数，这提供了推力表面64、66与前部18以及内径向延伸部68的内表面之间的平滑相互作用。例如，推力表面64、66可由特氟龙涂层、低摩擦材料层、塑料垫圈或轴承形成。
图3示出了根据本发明另一实施例的变矩器110的局部的剖视图。除了驱动段38被包括驱动舌片141的驱动段138替代，每个驱动舌片141具有周向定位段引导壳136的径向延伸部分或远端143，变矩器110与图1所示的变矩器10基本相同。引导壳136由具有弧形截面的多个段形成，每个段安置在弧形弹簧28中的一个上。对于每个驱动舌片141，远端143在引导壳136的两个相邻段之间径向向外延伸，以便与每个引导壳段的周向端接触并相对于轴线A周向地保持引导壳段。
在上述说明书中，已经参考特定示例性实施方式及其示例描述本发明。然而，明显的是在不偏离如随后列出的权利要求的更宽泛精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种修改和改变。因此，说明书和附图被当做阐述性的而非限制性的意义。

Claims (20)

1.一种用于变矩器的驱动组件，包括：
多个弧形弹簧；以及
限定出用于接收所述多个弧形弹簧的容腔的涡轮壳。
2.如权利要求1所述的驱动组件，其中，所述涡轮壳包括支承涡轮叶片的滚圆部分、从所述滚圆部分径向延伸的外径向部分和从所述外径向部分轴向延伸的轴向延伸部，所述滚圆部分、所述外径向部分以及所述轴向延伸部限定出所述容腔。
3.如权利要求2所述的驱动组件，其中，所述外径向部分的第一侧朝向所述弧形弹簧，所述外径向部分的第二侧包括摩擦表面。
4.如权利要求1所述的驱动组件，还包括叶轮，所述涡轮壳能够朝着所述叶轮和远离所述叶轮轴向移动。
5.如权利要求4所述的驱动组件，其中，所述涡轮壳包括用于与所述叶轮的接合表面接合的摩擦表面，所述摩擦表面和所述接合表面形成锁止离合器。
6.如权利要求1所述的驱动组件，还包括固定在所述涡轮壳上的驱动段，所述驱动段包括所述弧形弹簧之间周向间隔的滚圆部分。
7.如权利要求6所述的驱动组件，其中，所述驱动段包括从所述驱动段的所述滚圆部分轴向偏移的、周向布置于所述驱动段的所述滚圆部分之间的径向延伸部分。
8.如权利要求7所述的驱动组件，其中，所述涡轮壳包括外径向部分，所述弧形弹簧轴向位于所述驱动段的所述径向延伸部分和所述涡轮壳的所述外径向部分之间。
9.如权利要求7所述的驱动组件，还包括能够由所述弧形弹簧周向驱动的驱动部件，所述驱动部件具有在所述驱动段的所述径向延伸部分之间以及在所述弧形弹簧之间延伸的舌片。
10.如权利要求1所述的驱动组件，还包括用于支撑所述弧形弹簧的引导壳，所述涡轮壳包括滚圆部分以及耦接至所述滚圆部分的轴向延伸部，所述引导壳与所述涡轮壳的所述轴向延伸部相接触。
11.如权利要求10所述的驱动组件，其中，所述引导壳沿着小于所述弧形弹簧的周长的一半延伸。
12.如权利要求11所述的驱动组件，其中，所述涡轮壳的所述滚圆部分在所述引导壳与所述弧形弹簧接触的相反侧与所述弧形弹簧接触。
13.如权利要求10所述的驱动组件，还包括驱动段，所述驱动段驱动地接合所述弧形弹簧并将所述引导壳保持在位。
14.一种形成用于变矩器的驱动组件的方法，包括：将弧形弹簧保持在涡轮壳限定出的容腔中。
15.如权利要求14所述的方法，还包括形成所述涡轮壳，涡轮壳包括支承涡轮叶片的滚圆部分、从所述滚圆部分径向延伸的外径向部分和从所述外径向部分轴向延伸的轴向延伸部，所述滚圆部分、所述外径向部分以及所述轴向延伸部限定出容腔。
16.如权利要求15所述的方法，其中，将弧形弹簧保持在涡轮壳限定出的容腔中包括保持所述弧形弹簧周向抵靠所述涡轮壳的所述滚圆部分。
17.如权利要求16所述的方法，还包括在所述涡轮壳的所述轴向延伸部的径向内表面提供引导壳，所述引导壳保持所述弧形弹簧抵靠所述涡轮壳的所述滚圆部分。
18.如权利要求17所述的方法，还包括在所述涡轮壳的所述轴向延伸部的所述径向内表面提供所述引导壳之前将所述引导壳硬化。
19.如权利要求14所述的方法，还包括将驱动段固定在所述涡轮壳上，所述驱动段与所述容腔内的所述弧形弹簧驱动地接合。
20.如权利要求19所述的方法，还包括从片材形成所述驱动段，由此使得所述驱动段包括用于驱动地接合所述容腔内的所述弧形弹簧的第一部分以及用于保持引导壳与所述容腔内的所述弧形弹簧的所述外周接触的第二部分。
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