CN112534160B - 垫圈总成和液力变矩器 - Google Patents

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Abstract

一种垫圈总成以及包括所述垫圈总成的液力变矩器。所述垫圈总成包括垫圈(1)和板(2)；所述垫圈(1)是环形的并且包括垫圈本体(112)和从所述垫圈本体(112)的内周沿径向向内突出的两个或更多个定位夹具(111)，所述定位夹具(111)在周向上的至少一侧具有突出的定位突起(1111)；所述板(2)是环形的，所述板(2)的内周部设置有两个或更多个定位凹口(211)；所述定位凹口在周向上的至少一侧的边缘设置有定位凹槽(212)；并且所述垫圈(1)安装到所述板(2)的一个端面上。所述垫圈总成节省了所述变矩器的内部空间，并节省了所述垫圈(1)的材料成本。

Description

垫圈总成和液力变矩器
技术领域
本发明涉及垫圈技术领域，更具体地讲，涉及液力变矩器的推力垫圈总成。
背景技术
美国专利公布US2016/0273635A1公开了液力变矩器并公开了推力垫圈的构造。参照图1，液力变矩器包括涡轮300、定子200和泵轮400(也称为泵)。定子200的侧部具有板201。推力垫圈100通过位于推力垫圈100外周处的夹子101连接到板201。
在该连接模式中，夹子101延伸超过板201的外周并占据液力变矩器内的一定空间。然而，随着液力变矩器的尺寸的小型化，留给推力垫圈100外周部的空间非常有限，尤其是液力变矩器径向上的空间。因此，现有连接模式中的夹子101限制了液力变矩器的内部紧凑结构设计。另外，由于推力垫圈100主要用于承受液力变矩器的轴向推力，因此其制造材料(例如，聚酰胺-酰亚胺，也称为托朗(torlon))通常很昂贵。然而，夹子101的功能仅是将推力垫圈100固定到板201，而不需要在推力垫圈100的轴向上承受大的推力。因此，位于推力垫圈100外周处的夹子101在一定程度上增加了推力垫圈100的材料成本。
发明内容
本发明的目的是克服或至少减轻现有技术的上述缺点，并提供一种推力垫圈，该推力垫圈可以节省液力变矩器的内部空间和推力垫圈材料的使用成本。
根据本发明的第一方面，提供了一种垫圈总成，所述垫圈总成包括推力垫圈和板；
其中所述推力垫圈在形状上大致为环形，并且包括垫圈本体和从所述垫圈本体的内周沿径向向内突出的两个或更多个定位夹具，所述定位夹具在周向上的至少一侧具有在周向中突出的定位突起，并且所述定位突起限定所述推力垫圈的径向定位部；
其中所述板在形状上大致为环形，所述板的内周部设置有两个或更多个定位凹口；所述定位凹口在周向上的至少一侧的边缘设置有定位凹槽，并且所述定位凹槽限定所述板的径向定位部；并且
其中所述推力垫圈安装到所述板的一个端面，并且在安装状态下，所述定位夹具延伸到所述定位凹口中，并且所述推力垫圈的所述径向定位部和所述板的所述径向定位部彼此邻接或以小的间隔彼此面对，从而限定所述推力垫圈相对于所述板的径向位置。
在至少一个实施例中，其中所述定位凹槽还限定所述板的轴向定位部，并且在所述安装状态下，所述定位突起的表面的一部分邻接所述板的所述轴向定位部，从而防止所述推力垫圈和所述板彼此轴向分离。
在至少一个实施例中，其中在所述安装状态下，所述垫圈本体与所述板的第一端面接触，所述板还具有与所述第一端面相反的第二端面，并且所述轴向定位部和所述第二端面面向同一方向。
在至少一个实施例中，其中所述定位凹口限定所述板的周向定位部，并且在所述安装状态下，所述定位夹具的表面的一部分邻接所述板的所述周向定位部，从而防止所述推力垫圈相对于所述板旋转。
在至少一个实施例中，其中所述定位凹槽在轴向上不贯穿所述板，并且在所述安装状态下，所述定位夹具在周向上两侧的径向延伸边缘和所述定位凹槽在周向上的相反边缘形成在形状上基本上互补的台阶。
在至少一个实施例中，其中所述定位突起表面的至少一部分是弯曲的。
在至少一个实施例中，其中所述定位夹具在周向上的中间部分设置有切口。
在至少一个实施例中，其中所述两个或更多个定位夹具在所述推力垫圈的周向上均匀地布置。
在至少一个实施例中，其中每个定位夹具在周向上两侧的径向延伸边缘各自具有所述定位突起，并且每个定位凹口在周向上两侧的边缘各自具有所述定位凹槽。
在至少一个实施例中，其中所述垫圈本体远离所述板的端面具有多个由导液槽隔开的承载部，并且所述垫圈本体在所述导液槽处的轴向高度小于所述垫圈本体在所述承载部处的轴向高度。
在至少一个实施例中，其中所述垫圈本体在所述承载部处的轴向高度大于所述定位夹具的最大轴向高度。
根据本发明的第一方面，提供了一种液力变矩器，所述液力变矩器包括：
泵轮；
定子；和
根据本发明的第一方面所述的垫圈总成。
在至少一个实施例中，其中所述垫圈总成的所述板位于所述定子与所述推力垫圈之间，并且所述推力垫圈远离所述板的端面邻接所述泵轮的内壁。
附图说明
图1示出了包括推力垫圈已知液力变矩器的轴向截面图的一半。
图2示出了根据本发明的板的示意图。
图3示出了根据本发明的板的一部分的示意图。
图4示出了根据本发明的推力垫圈的示意图。
图5示出了根据本发明的推力垫圈的第一面的示意图。
图6和图7是示出了根据本发明的推力垫圈和板的安装状态的一部分的示意图。
图8示出了根据本发明的推力垫圈的定位夹具的一半的剖视图。
附图标记列表：
1、100：推力垫圈；101：夹子；111：定位夹具；1111：定位突起；1112：切口；1113、1116、2122、2124：周向定位部；1114、2121：径向定位部；1115、2123：轴向定位部；112：垫圈本体；1121：承载部；1122：导液槽；
2、201：板；202：弯曲部；211：定位凹口；212：定位凹槽；200：定子；300：涡轮；400：泵轮；A、B、C、D：定位夹具111的表面上的辅助点。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例。应当理解，这些具体描述仅旨在教导本领域技术人员如何实践本发明，而并非旨在穷举实施本发明的所有可能方式或限制本发明的范围。
垫圈总成包括推力垫圈1和板2，它们可以以相互匹配的方式安装。推力垫圈1和板2在形状上均大致为环形，并且它们以匹配方式安装的定位部别位于其内周部。
将参照图2至图8描述根据本发明的推力垫圈1和板2的具体安装方法。
首先，将描述板2。参照图2，板2的内周部相对于外周部轴向地突出，特别是朝向泵轮(参见图1中的泵轮400)。连接板2内周部和外周部的是弯曲部202。定位凹口211位于板2的内周部。应当注意，图2仅示意性地示出了具有一个定位凹口211的板2。优选地，板2通常包括沿周向分布的两个以上的定位凹口211。优选地，对于图4所示的推力垫圈1，在根据本发明的相应板2上将有四个定位凹口211。参照图3，每个定位凹口211的两个径向边缘均设置有定位凹槽212。优选地，定位凹槽212不穿透板2，而是在板2的两个径向边缘上形成台阶。每个定位凹槽212分别具有径向定位部2121和轴向定位部2123。在定位凹口211两侧上不属于定位凹槽212的侧壁构成周向定位部2122。
接下来，将描述推力垫圈1。参照图4，推力垫圈1包括垫圈本体112和从垫圈本体112的内周沿径向向内突出的四个定位夹具111。每个定位夹具111在其在周向上的大致中央区域中具有切口1112，并且切口1112限定定位夹具111的两个臂。当将推力垫圈1和板2装配在一起时，推力垫圈1的每个定位夹具111精确地延伸到板2的一个定位凹口211中；优选地，每个定位夹具111与定位凹口211形成过渡配合或过盈配合。切口1112为定位夹具111的两个臂彼此靠近提供了变形余量，从而便于推力垫圈1和板2的组装，这将在下面对推力垫圈1和板2的组装过程的描述中更容易地理解。每个定位夹具111在周向上两侧的径向延伸边缘各自以定位突起1111向外突出。在轴向上，定位突起1111的厚度小于定位夹具111主体部分的厚度，使得当在垂直于径向方向上切割定位夹具111时，定位夹具111在定位突起1111处的横截面呈阶梯状。定位夹具111的阶梯状侧部的非突出部构成周向定位部1113。定位突起1111不仅在周向上体现突起，还在径向上体现突起，即，定位突起1111在径向上不延伸到定位夹具111与垫圈本体112之间的接合部。定位突起1111在径向上在垫圈本体112附近形成横截面，并且该横截面构成径向定位部1114。优选地，定位突起1111在垂直于径向方向上的横截面边缘是弧形的，这使得将推力垫圈1和板2装配在一起的过程能够平稳地进行。本发明当然不限于此。
优选地，如图5所示，推力垫圈1在组装期间面向板2的端面是平坦的平面，并且为了便于描述，推力垫圈1的该端面被称为推力垫圈1的第一面，并且推力垫圈1的与推力垫圈1第一面相反的端面被称为推力垫圈1的第二面。板2在组装期间面向推力垫圈1的端面被称为板2的第一面，并且板2的与板2第一面相反的端面被称为板2的第二面。优选地，当将推力垫圈总成应用于液力变矩器时，推力垫圈1的第二面在垫圈本体112的周向上以一定间隔形成有突起和凹陷。突起构成具有至少部分平坦的表面以用于承受轴向推力的承载部1121。凹陷构成导液槽1122，这些导液槽从垫圈本体112的外周部延伸至内周部，从而为液体在液力变矩器中的循环提供引导路径。由于设置在垫圈本体112内的定位夹具111可能会干扰导液槽1122，因此优选地，定位夹具111位于推力垫圈1第二面处的表面不高于导液槽1122内底面的最低位置。优选地，定位夹具111在轴向上的最大厚度等于垫圈本体112在导液槽1122处的最小厚度。本发明当然不限于此。
接下来，参考图6至图8，将描述定位突起1111如何与定位凹槽212匹配以实现推力垫圈1和板2的配合安装和定位。将推力垫圈1的第一面放置在板2的第一面上，使得将定位夹具111嵌入定位凹口211中。在该过程中，有必要朝向切口1112在定位夹具111的两个臂上施加一定的压力，使得定位夹具111的两个臂分别朝向切口1112弹性变形，并且定位突起1111越过板2并接触板2的第二面。组装好的推力垫圈1在垫圈本体112处的第一面与板2的第一面接触，并且定位突起1111与位于板2的第二面上的轴向定位部2123接触，从而防止推力垫圈1与板2轴向分离。由于板2的弯曲结构，即，板2的内周部比外周部更靠近推力垫圈1(即，更靠近液力变矩器的泵轮侧)，因此，定位夹具111从板2的外周部延伸到板2的内周部，并且不需要或者不明显需要使定位夹具111沿轴向弯曲。在周向上，定位夹具111两侧上的周向定位部1113邻接板2上的周向定位部2122，使得推力垫圈1无法相对于板2在周向上旋转。在径向上，定位夹具111的径向定位部1114可以邻接板2上的径向定位部2121，或者两者可以以小的间隔彼此面对。优选地，推力垫圈1具有至少两个定位夹具111，并且当定位夹具111的数量为两个时，连接两个定位夹具111中心的连接线穿过推力垫圈1的中心，即，两个定位夹具111的中心角为180度，这确定了推力垫圈1的直径位置，并因而确定了推力垫圈1相对于板2的位置。当定位夹具111的数量大于三个时，三个或更多个定位夹具111在垫圈本体112的内侧上沿周向以彼此之间的任何中心角分布，这确定了推力垫圈1的内接多边形的顶点位置，并因而确定了推力垫圈1相对于板2的位置。在轴向上，首先，推力垫圈1在垫圈本体112处的第一面与板2的第一面接触，从而使推力垫圈1在轴向上相对于板2定位。其次，将参照图8描述另一种轴向定位结构。图8是在垂直于径向方向上被切口1112分开的定位夹具111的两个臂之一的剖视图。定位突起1111包括平面部AB、弯曲部BC和平面部CD，其中平面部AB构成轴向定位部1115，该轴向定位部邻接轴向定位部2123，从而实现推力垫圈1的辅助轴向定位。应当理解，本发明不限制定位夹具111的径向长度，并且除了如图7所示的实施模式(其中定位夹具111沿径向从板的内周稍微突出)之外，定位夹具111沿径向的长度也可以与板2的内周齐平或短于板2的内周。
应当理解，推力垫圈1的周向定位不限于推力垫圈1上的周向定位部1113与板2上的周向定位部2122之间的匹配。下面将描述用于定位推力垫圈1的另一种可能的方法。定位突起1111在周向上的侧部构成周向定位部1116，而板2的定位凹口211在周向上的侧部具有周向定位部2124；并且周向定位部1116与周向定位部2124形成过渡配合或过盈配合，从而实现推力垫圈1的周向定位。
应当理解，周向定位部1113与周向定位部2122之间的匹配以及周向定位部1116与周向定位部2124之间的匹配可以通过选择它们之一或两者来使用。另外，在不使用定位突起1111的相应径向部分的情况下，也可以实现推力垫圈1的周向定位；例如，可以通过使定位夹具111在定位突起1111的径向外侧上的两个侧壁与在板2的定位凹口211的径向外侧上的对应侧部匹配来实现该定位。
应当理解，一个定位凹口211不必与两个定位凹槽212相对应。例如，定位凹槽212可以仅设置在定位凹口211的一个侧部上。定位凹口211不需要是左右对称结构。
应当理解，不必在定位夹具111的每一侧上都具有一个定位突起1111。例如，定位突起1111可以仅设置在定位夹具111的一侧上。定位夹具111不需要是左右对称结构。
应当理解，定位突起1111在轴向上的厚度不必小于定位夹具111主体部分的厚度，并且定位突起1111的厚度也可以等于定位夹具111主体部分的厚度。对于主体部分的厚度等于定位突起1111的厚度的定位夹具111，通过周向定位部1116与周向定位部2124的匹配来实现推力垫圈1在板2的周向上的定位。
应该理解，定位夹具111的切口1112不是必需的，并且当未设置切口1112时，推力垫圈1和板2的配合安装也可以通过定位夹具111的材料弹性和/或定位夹具111的变形来实现。当设置切口1112时，本发明不限制切口1112在径向上的深度。
当将推力垫圈总成应用于液力变矩器时，优选的是，将板2用作定子侧板，此时推力垫圈1远离定子侧板的端面邻接液力变矩器的泵轮的内壁。但是，应该理解，推力垫圈总成也可以用在液力变矩器的其他部分中。另外，根据本发明的推力垫圈总成不仅可以用于液力变矩器，还可以应用于需要推力垫圈的其他装置。
本发明具有以下优点中的至少一项：
(i)将推力垫圈和板的配合结构从板的外周部转移到板的径向内侧区域可以释放板的外周附近的空间，从而使液力变矩器的内部更加紧凑并提高空间利用率；
(ii)省略了位于推力垫圈100外周部上的夹子101，从而节省了推力垫圈100的制造材料；
(iii)对于环形推力垫圈1，与将定位夹具111布置在垫圈本体112的径向外侧上相比，将定位夹具111布置在垫圈本体112的径向内侧上显然将使定位夹具111的尺寸更小(由于半径较小)，并因而节省材料；
(iv)板2的结构更简单，因为仅需要在板的内周部上形成包括定位凹槽的定位凹口，并且本发明可以应用于已经设计和模制的板坯，并且该板坯仅需经过材料去除过程即可获得定位凹口；
(v)定位凹槽212和定位突起1111的巧妙匹配可以同时实现推力垫圈1在板2上的周向、径向和轴向定位。
当然，本发明不限于以上实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以根据本发明的教导对本发明的上述实施例进行各种修改。

Claims (13)

1.一种垫圈总成，包括推力垫圈和板；
其中所述推力垫圈在形状上为大致环形，并且包括垫圈本体和从所述垫圈本体的内周沿径向向内突出的两个或更多个定位夹具，所述定位夹具在周向上的至少一侧具有在周向中突出的定位突起，并且所述定位突起限定所述推力垫圈的径向定位部；
其中所述板在形状上大致为环形，所述板的内周部设置有两个或更多个定位凹口；所述定位凹口在周向上的至少一侧的边缘设置有定位凹槽，并且所述定位凹槽限定所述板的径向定位部；并且
其中所述推力垫圈安装到所述板的一个端面，并且在安装状态下，所述定位夹具延伸到所述定位凹口中，并且所述推力垫圈的所述径向定位部和所述板的所述径向定位部彼此邻接或以小的间隔彼此面对，从而限定所述推力垫圈相对于所述板的径向位置。
2.根据权利要求1所述的垫圈总成，其中所述定位凹槽还限定所述板的轴向定位部，并且在所述安装状态下，所述定位突起的表面的一部分邻接所述板的所述轴向定位部，从而防止所述推力垫圈和所述板彼此轴向分开。
3.根据权利要求2所述的垫圈总成，其中在所述安装状态下，所述垫圈本体与所述板的第一端面接触，所述板还具有与所述第一端面相反的第二端面，并且所述轴向定位部和所述第二端面面向同一方向。
4.根据权利要求1所述的垫圈总成，其中所述定位凹口限定所述板的周向定位部，并且在所述安装状态下，所述定位夹具的表面的一部分邻接所述板的所述周向定位部，从而防止所述推力垫圈相对于所述板旋转。
5.根据权利要求1所述的垫圈总成，其中所述定位凹槽在轴向上不贯穿所述板，并且在所述安装状态下，所述定位夹具在周向上两侧的径向延伸边缘和所述定位凹槽在周向上的相反边缘形成在形状上基本上互补的台阶。
6.根据权利要求1所述的垫圈总成，其中所述定位突起表面的至少一部分是弯曲的。
7.根据权利要求1所述的垫圈总成，其中所述定位夹具在周向上的中间部分设置有切口。
8.根据权利要求1所述的垫圈总成，其中所述两个或更多个定位夹具在所述推力垫圈的周向上均匀地布置。
9.根据权利要求1所述的垫圈总成，其中每个定位夹具在周向上两侧的径向延伸边缘各自具有所述定位突起，并且每个定位凹口在周向上两侧的边缘各自具有所述定位凹槽。
10.根据权利要求1所述的垫圈总成，其中所述垫圈本体远离所述板的端面具有多个由导液槽隔开的承载部，并且所述垫圈本体在所述导液槽处的轴向高度小于所述垫圈本体在所述承载部处的轴向高度。
11.根据权利要求10所述的垫圈总成，其中所述垫圈本体在所述承载部处的轴向高度大于所述定位夹具的最大轴向高度。
12.一种液力变矩器，包括：
泵轮；
定子；和
根据权利要求1至11中任一项所述的垫圈总成。
13.根据权利要求12所述的液力变矩器，其中所述垫圈总成的所述板位于所述定子与所述推力垫圈之间，并且所述推力垫圈的远离所述板的端面邻接所述泵轮的内壁。
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