DE102008027445A1

DE102008027445A1 - Drehmomentwandlerschaufel

Info

Publication number: DE102008027445A1
Application number: DE102008027445A
Authority: DE
Inventors: Benedikt Wiegert
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2028-06-10
Also published as: US7958724B2; DE102008027445B4; US20080308373A1

Abstract

Drehmomentwandlerschaufel, die Folgendes aufweist: einen Körper, der eine Außenkante aufweist, wobei die Außenkante dazu eingerichtet ist, mit einer Innenfläche in dem Drehmomentwandler zusammenzupassen, und das Rad mindestens zwei Schlitze aufweist, die durchgehend angebracht sind; und eine Fläche die sich von der Außenkante erstreckt, wobei die Fläche mindestens zwei Laschen aufweist, wobei die Fläche dazu eingerichtet ist, mit der Innenfläche des Rades zusammenzupassen, um eine fluidische Abdichtung zur Verfügung zu stellen, und die mindestens zwei Laschen durch die mindestens zwei Schlitze angeordnet sind und mindesten eine der zwei Laschen dazu eingerichtet ist, um in eine Außenfläche des Rades einzugreifen. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Drehmomentwandler, der Schaufeln gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, und auf ein Verfahren zum Anbringen der Schaufeln.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Drehmomentwandler, genauer gesagt auf eine Drehmomentwandlerschaufel, die eine fluidische Abdichtung ohne Hartlöten oder andere Fügeverfahren zur Verfügung stellt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Hydraulische Drehmomentwandler sind Vorrichtungen, welche dazu verwendet werden, um das Verhältnis von Drehmoment und Drehzahl zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Wandlers zu verändern und haben die Antriebstechnik für Fahrzeuge und Schiffe dadurch revolutioniert, dass sie hydraulische Mittel zur Verfügung stellen, um Energie von einem Motor auf eine Antriebsvorrichtung zu übertragen, z. B. auf eine Antriebswelle oder auf ein automatisches Getriebe, wobei Leistungsschwankungen des Motors ausgeglichen werden. Ein Drehmomentwandler, der zwischen einem Motor und einem Getriebe angeordnet ist, weist drei Hauptbestandteile auf: einen Impeller, manchmal Pumpe genannt, der direkt am Deckel des Wandlers befestigt ist, und dadurch mit der Kurbelwelle des Motors; eine Turbine, die ähnlich wie der Impeller aufgebaut ist, wobei die Turbine jedoch mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden ist; und ein Leitrad, welches zwischen dem Impeller und der Turbine angeordnet ist, welches die Strömung des Hydraulikfluides umlenkt, das aus der Turbine austritt, und damit ein zusätzliches Drehmoment auf die Pumpe aufbringt.
1 stellt ein allgemeines Blockschaltbild dar, welches die Beziehung zwischen Motor 7, Drehmomentwandler 10, Getriebe 8 und der Differential-/Achsanordnung 9 in einem typischen Fahrzeug zeigt. 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers des Stands der Technik, welcher am Motor eines Kraftfahrzeugs befestigt gezeigt ist, während 3 eine Ansicht von links des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers zeigt, die allgemein entlang der Linie 3-3 in 2 aufgenommen ist. 4 zeigt eine Querschnittsansicht des in 2 und 3 gezeigten Drehmomentwandlers, die allgemein entlang der Linie 4-4 in 3 aufgenommen ist. 5 zeigt eine erste Explosionsansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers, wie aus der Perspektive eines Betrachters sichtbar, der den zerlegten Drehmomentwandler von links sieht, während 6 eine zweite Explosionsansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers zeigt, wie sie aus der Perspektive eines Betrachters sichtbar ist, der zerlegten Drehmomentwandler von rechts sieht. Die nun folgende Erörterung wird am Besten bei Betrachtung der 1 bis 6 verständlich.
Wie oben beschrieben sind die drei Hauptkomponenten des Drehmomentwandlers 10 die Pumpe 37, die Turbine 38 und das Leitrad 39. Der Drehmomentwandler wird zu einer abgeschlossenen Kammer, wenn die Pumpe an den Deckel 11 angeschweisst wird. Der Deckel ist mit der Flex-Platte 41 verbunden, welche wiederum mit der Kurbelwelle 42 des Motors 7 verschraubt ist. Der Deckel kann mit der Flex-Platte unter Verwendung von Nasen oder Stehbolzen verbunden werden, die an den Deckel geschweisst sind. Die geschweisste Verbindung zwischen der Pumpe und dem Deckel überträgt Motordrehmoment auf die Pumpe. Deshalb dreht sich die Pumpe immer mit Motordrehzahl. Es ist die Funktion der Pumpe, diese Drehbewegung zu nutzen, um das Fluid radial nach Aussen und axial in Richtung der Turbine zu bewegen. Daher ist die Pumpe eine Zentrifugalpumpe, welche Fluid von einem kleinen radialen Einlass zu einem grossen radialen Auslass bewegt, und damit die Energie in dem Fluid erhöht. Der erforderliche Druck, um die Getriebekupplungen und die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung in Eingriff zu bringen wird von einer zusätzlichen Pumpe im Getriebe geliefert, die von der Pumpennabe angetrieben wird.
In dem Drehmomentwandler 10 wird ein Fluidkreislauf von der Pumpe, manchmal Impeller genannt, der Turbine und dem Leitrad, manchmal Reaktor genannt, erzeugt. Der Fluidkreislauf ermöglicht eine fortlaufende Drehung des Motors, wenn das Fahrzeug stillsteht und beschleunigt das Fahrzeug, wenn dies vom Fahrer gewünscht wird. Der Drehmomentwandler verstärkt das Motordrehmoment mit dem Drehmomentverhältnis, ähnlich einem Untersetzungsgetriebe. Das Drehmomentverhältnis ist das Verhältnis von Ausgangsdrehmoment zu Eingangsdrehmoment. Das Drehmomentverhältnis ist bei geringen Turbinendrehzahlen, oder bei Drehzahl Null der Turbine, auch Stillstand genannt, am höchsten. Die Drehmomentverhältnisse bei Stillstand sind üblicherweise in einem Bereich von 1,8 bis 2,2. Das bedeutet, das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentwandlers ist 1,8- bis 2,2-mal grösser als das Eingangsdrehmoment. Die Ausgangsdrehzahl ist jedoch wesentlich niedriger, als die Eingangsdrehzahl, da das Turbinenrad mit dem Ausgang verbunden ist und sich nicht dreht, der Eingang sich aber mit Motordrehzahl dreht.
Die Turbine 38 verwendet die Fluidenergie, die sie von der Pumpe 37 erhält, um das Fahrzeug anzutreiben. Das Turbinenrad 22 ist mit der Turbinennabe 19 verbunden. Die Turbinennabe 19 verwendet eine Keilwellenverzahnung, um Turbinendrehmoment an die Getriebeeingangswelle 43 zu übertragen. Die Eingangswelle ist mit den Rädern des Fahrzeugs durch Zahnräder und Wellen in dem Getriebe 8 und in dem Achsdifferential 9 verbunden. Die Kraft des Fluides, welche die Turbinenschaufel beaufschlagt, wird von der Turbine als Drehmoment ausgegeben. Axiale Drucklager 31 stützen die Komponenten gegen die durch das Fluid aufgebrachten Axialkräfte. Wenn das Ausgangsmoment ausreicht, um die Trägheit des stillstehenden Fahrzeugs zu überwinden, beginnt das Fahrzeug sich zu bewegen.
Nachdem die Fluidenergie von der Turbine in Drehmoment verwandelt wurde, ist immer noch etwas Energie in dem Fluid enthalten. Das Fluid, welches aus dem kleinen radialen Auslass 44 austritt, würde normalerweise so in die Pumpe eintreten, dass es der Drehung der Pumpe entgegenwirkt. Das Leitrad 39 wird verwendet, um das Fluid umzulenken, um die Beschleunigung der Pumpe zu unterstützen und damit das Drehmomentverhältnis zu erhöhen. Das Leitrad 39 ist mit der Leitradwelle 45 durch eine Freilaufkupplung 46 verbunden. Die Leitradwelle ist mit dem Getriebegehäuse 47 verbunden und dreht sich nicht. Die Freilaufkupplung 46 verhindert, dass sich das Leitrad 39 bei geringen Drehzahlverhältnissen dreht, wenn sich die Pumpe schneller als die Turbine dreht. Fluid, welches in das Leitrad 39 aus dem Turbinenauslass 44 eintritt, wird von den Leitschaufeln 48 umgelenkt, um in die Pumpe 37 in Drehrichtung einzutreten.
Die Schaufel Eintritts- und Austrittswinkel, die Form des Pumpenrades und des Turbinenrades und der Gesamtdurchmesser des Drehmomentwandlers beeinflussen seine Leistung. Die Auslegungsparameter umfassen das Drehmomentverhältnis, den Wirkungsgrad und die Fähigkeit des Drehmomentwandlers, Drehmoment zu übertragen, ohne es dem Motor zu ermöglichen „hochzudrehen". Dies tritt ein, wenn der Drehmomentwandler zu klein ist und die Pumpe den Motor nicht verlangsamen kann.
Bei niedrigen Drehzahlverhältnissen funktioniert der Drehmomentwandler gut, und lässt den Motor drehen, während das Fahrzeug stillsteht, und verstärkt das Motordrehmoment und erhöht damit die Fahrleistungen. Bei Drehzahlverhältnissen kleiner als 1 ist der Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers geringer als 100%. Das Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers verringert sich fortlaufend von einem Maximum von ungefähr 1,8 bis 2,2 auf ein Drehmomentverhältnis von ungefähr 1, wenn die Turbinendrehzahl sich an die Pumpendrehzahl annähert. Das Drehzahlverhältnis, wenn das Drehmomentverhältnis 1 erreicht, wird Kopplungspunkt genannt. An diesem Punkt muss das Fluid, welches in den Stator eintritt, nicht mehr umgelenkt werden, und die Freilaufkupplung im Leitrad ermöglicht es dem Leitrad, sich in der gleichen Richtung wie die Pumpe und die Turbine zu drehen. Da das Leitrad das Fluid nicht umlenkt, ist die Drehmomentabgabe des Drehmomentwandlers identisch mit der Drehmomenteinleitung. Der gesamte Fluidkreislauf dreht sich gemeinsam.
Der maximale Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers ist wegen der Verluste im Fluid auf 92–93% begrenzt. Daher wird die Drehmomentwandlerkupplung 49 eingesetzt, um den Drehmomentwandlereingang mechanisch mit dem Ausgang zu verbinden, was den Wirkungsgrad auf 100% verbessert. Die Kolbenplatte 17 wird hydraulisch angedrückt, wenn dies von der Getriebesteuerung angesteuert wird. Die Kolbenplatte 17 ist zur Turbinennabe 19 hin an ihrem Innendurchmesser mit dem O-Ring 18 abgedichtet, und gegenüber dem Deckel 11 an ihrem Aussendurchmesser mit dem Reibmaterialring 51 abgedichtet. Diese Dichtungen erzeugen eine Druckkammer und bringen die Kolbenplatte 17 in Eingriff mit dem Deckel 11. Diese mechanische Verbindung überbrückt den Fluidkreislauf des Drehmomentwandlers.
Die mechanische Verbindung der Drehmomentwandlerkupplung 49 überträgt wesentlich mehr Drehschwingungen vom Motor an den Antriebsstrang. Da der Antriebsstrang im Grunde ein Feder-Massesystem ist, können Drehmomentschwankungen vom Motor Eigenfrequenzen des Systems anregen. Ein Dämpfer wird verwendet um die Eigenfrequenzen des Antriebsstranges aus dem Bereich des Fahrbetriebs zu verlagern. Der Dämpfer weist Federn 15 auf, die in Reihe mit dem Motor 7 und dem Getriebe 8 geschaltet sind, um die wirksame Federkonstante des Systems zu verringern und damit die Eigenfrequenz abzusenken.
Die Drehmomentwandlerkupplung 49 weist allgemein vier Komponenten auf: die Kolbenplatte 17, die Deckelplatten 12 und 16, die Federn 15 und den Flansch 13. Die Deckelplatten 12 und 16 übertragen Drehmoment von der Kolbenplatte 17 auf die Druckfedern 15. Die Fortsätze 52 der Deckelplatten werden um Federn 15 zur axialen Festlegung gebildet. Drehmoment von der Kolbenplatte 17 wird auf Deckelplatten 12 und 16 durch eine Nietverbindung übertragen. Die Deckelplatten 12 und 16 übertragen Drehmoment auf Druckfedern 15 durch Berührung mit einer Kante des Federfensters. Beide Deckelplatten wirken zusammen und lagern die Feder auf beiden Seiten der Federmittelachse. Die Federkraft wird auf den Flansch 13 durch Berührung mit einer Kante des Flanschfederfensters übertragen. Manchmal hat der Flansch eine Nase zum Verhindern von Drehbewegungen, oder einen Schlitz, der in einen Bereich der Deckelplatte eingreift, um übermässiges Zusammenpressen der Federn während des Auftretens von hohen Drehmomenten zu verhindern. Drehmoment von dem Flansch 13 wird auf die Turbinennabe 19 übertragen und auf die Getriebeeingangswelle 43.
Energieaufnahme kann durch Reibung, manchmal Hysterese genannt, erreicht werden, wenn dies gewünscht ist. Hysterese schliesst Reibung beim Eindrehen und beim Auseinanderdrehen der Dämpferplatten ein, so dass die tatsächliche Reibung verdoppelt wird. Das Hysteresepaket besteht allgemein aus einer Tellerfeder 14, die zwischen dem Flansch 13 und einer der Deckelplatten 16 angebracht ist, um den Flansch 13 in Berührung mit der anderen Deckelplatte 12 zu bringen. Durch Steuern der Grösse der Kraft, die von der Tellerfeder 14 aufgebracht wird, kann auch die Höhe des Reibmoments gesteuert werden. Übliche Hysteresewerte liegen im Bereich von 10–30 Nm.
Obgleich das Einbauen von Schaufeln in einem Drehmomentwandlergehäuse auf den ersten Blick trivial erscheinen mag, machen fertigungsbedingte Einschränkungen und die Anforderungen die Aufgabe recht schwierig. Ein Rad wird gebildet, z. B. üblicherweise durch Stanzen, Schlitze werden in das Rad eingeprägt, und danach werden die Schaufeln innerhalb der Schlitze in dem Rad angebracht. Üblicherweise wurden die Schaufeln mit dem jeweiligen Rad durch ein Schweissverfahren verbunden. Festzuhalten ist jedoch, dass „Schweissen" in diesem Sinn weit auszulegen ist. „Schweissen" soll das Folgende enthalten:

– direktes Fügen der Schaufeln mit dem Turbinenrad durch Anschmelzen und darauffolgendes Aushärten an ihrer Fügestelle;
– Verbinden durch ein zwischengelegtes oder verbindendes geschmolzenes Metall, wie es beim Gas- oder Lichtbogenschweissen auftritt, wobei ein metallisches Verbindungsmaterial verwendet wird, welches üblicherweise aus der Gruppe Kupfer, Eisen, und Legierungen von zumindest zwei Werkstoffen aus der Gruppe Eisen, Kupfer, Zinn, Zink, Blei, Aluminium, Silber, Kobalt, Chrom, und Nickel ausgewählt wird, wobei ein Beispiel dieses Verfahrens im U.S. Patent 3,673,659 beschrieben ist; und
– Eine Verbindung unter Verwendung eines Kunststoffwerkstoffes, der üblicherweise aus vernetztem organischem Kunststoff, wie z. B. einen Epoxidharz, besteht, wie z. B. im U.S. Patent 3,817,656 beschrieben.

Das am meisten bei der Herstellung von Drehmomentwandlern verwendete Schweissverfahren war bisher Hartlöten.
Es wurde vorgeschlagen, Schaufeln ohne Schweissen unter Verwendung von mechanischen Befestigungsmitteln, wie z. B. Laschen, die in Schlitze oder Ausnehmungen in einem Turbinenrad eingefügt werden, zu befestigen. Leider hatten diese Vorrichtungen erhebliche Nachteile.
Ein wesentlicher Nachteil war, dass die Schaufel nicht so sicher gehalten wird, wie wenn ein Schweissverfahren verwendet wird, und deshalb Schwingungen und Geräusche, Teileverschleiss und schliesslich einen vollständigen Ausfall verursachen kann. Beispiele für solche Vorrichtungen sind in den U.S. Patenten 2,660,957 ; 3,673,659 ; 5,794,436 ; und 5,893,704 beschrieben.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil war, dass es nicht möglich war, mit einer solchen mechanischen Festlegung eine enge Passung der Schaufel in dem Turbinenrad zu erreichen. Dies verschlechtert den Wirkungsgrad ganz erheblich, da Fluid in der Turbine zwischen der Schaufel und der Turbinenschale durchströmen kann und damit die kinetische Energie in dem Fluid nicht zur Turbine und damit zur Eingangswelle des Getriebes geleitet werden kann. Beispiele für solche Vorrichtungen sind in den U.S. Patenten 2,660,957 ; 3,673,659 ; und 5,794,436 beschrieben.
Noch ein weiterer Nachteil ist, dass das mechanische Befestigungsverfahren schwierig, kompliziert und zeitaufwendig sein kann, z. B. sind Nieten oder ähnliche Befestigungselemente erforderlich, oder die Schaufeln und Körper haben komplexe Formen, die schwierig oder teuer herzustellen sind, und komplizierte Verriegelungsanordnungen erfordern können. Beispiele für solche Vorrichtungen sind zum Beispiel in den U.S. Patenten 2,660,957 ; 3,673,659 ; und 5,794,436 offengelegt.
Das U.S. Patent 5,893,704 beschreibt einen Aufbau in dem Laschen an den Schaufeln beschrieben sind, die in Ausnehmungen in dem Turbinenrad passen. Ein Vorteil, der aus diesem Aufbau entsteht ist, dass die Fluidströmung zwischen den Schaufeln und dem Rad eingeschränkt ist und damit der Wirkungsgrad erhöht wird. Leider ist die Erhöhung des Wirkungsgrades nicht so gross, wie gewünscht, da die Fluidströmung um die Schaufel nur am Ort der Lasche angehalten wird, und Fluid immer noch an anderen Orten um die Schaufel strömen kann, da die Lasche prinzipiell den Rest der Kante der Schaufel nicht fest gegen die Schale halten kann. Dies trifft zumindest auf Grund von Änderungen des Einsetzweges der Lasche und auf Grund von Änderungen in der Krümmung der Schale im Vergleich zur Krümmung der Schaufel zu. Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieses Aufbaus ist, dass keine positive Haltekraft auf die Schaufel aufgebracht wird, da die Lasche nicht durch das Turbinenrad tritt, sondern nur durch Reibung in einer Vertiefung gehalten wird.
Die oben genannten U.S. Patente werden als technischer Hintergrund einbezogen.
Wie aus der Vielfallt von Vorrichtungen und Verfahren, die sich auf die Montage eines Drehmomentwandlers beziehen, ersichtlich ist, wurden viele Mittel in Betracht gezogen, um das gewünschte Ziel zu erreichen, d. h. eine Schaufel in einem Rad festzuhalten, ohne dass eine Notwendigkeit für teure Schweissverfahren besteht, was geringere Montagekosten und geringeren Aufwand verursacht. Bisher waren Kompromisse zwischen Schweissverfahren und Kosten für solche Verfahren und Schritte erforderlich. Daher gab es seit langem einen Bedarf für ein Drehmomentwandlerrad, welches Blätter aufweist, die ohne Schweissverfahren befestigt sind, während insgesamt geringste Änderungen an dem Montageverfahren ausgeführt werden.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Drehmomentwandleraufbau zur Verfügung gestellt, wobei eine Mehrzahl von hochwirksamen Verbindungen ohne Schweissnaht zwischen der Pumpe und ihren Schaufeln und/oder der Turbine und ihren Schaufeln zur Verfügung gestellt wird, welche die Nachteile behebt oder verringert, die mit Drehmomentwandlern des Stands der Technik einhergehen, wie im obigen Hintergrund der Erfindung beschrieben.
Die vorliegende Erfindung weist umfasst allgemein eine Schaufel für einen Drehmomentwandler auf, der einen Körper mit einer Aussenkante aufweist, wobei die Aussenkante dazu eingerichtet ist, mit einer Innenfläche eines Rades in einem Drehmomentwandler zusammenzupassen, wobei das Rad zumindest zwei Schlitze aufweist, die es durchdringen, und eine Fläche aufweist, die sich von der Aussenkante erstreckt, und die Fläche zumindest zwei Laschen aufweist, wobei die Fläche so eingerichtet ist, dass sie mit der Innenfläche des Rades übereinstimmt, um eine fluidische Abdichtung zu bewirken, wobei die zumindest zwei Laschen durch die zumindest zwei Schlitze angeordnet sind, und zumindest eine der zumindest zwei Laschen dazu eingerichtet ist, in eine Aussenfläche des Rades einzugreifen. In einigen Ausführungsformen weist jeder der zumindest zwei Schlitze eine Tiefe auf, und zumindest einer der zumindest zwei Schlitze weist eine Länge auf, die grösser ist als die Tiefe zumindest eines der zumindest zwei Schlitze. In anderen Ausführungsformen erstreckt sich die Oberfläche im Wesentlichen senkrecht von dem Körper, und in noch weitern Ausführungsformen ist der zwischen der Oberfläche und dem Körper gebildete Winkel spitz. In noch weiteren Ausführungsformen erstrecken sich die zumindest zwei Laschen von einer Kante der Oberfläche, die entgegengesetzt der Aussenkante des Körpers liegt, während in noch weiteren Ausführungsformen der Körper weiterhin eine Innenkante aufweist, die zumindest eine Lasche aufweist, die dazu eingerichtet ist, in den Innenring einzugreifen. In einigen Ausführungsformen ist das Rad ein Turbinenrad, während das Rad in anderen Ausführungsformen ein Pumpenrad ist.
Die vorliegende Erfindung umfasst allgemein auch einen Drehmomentwandler, der ein Rad aufweist, welches innere und äussere Flächen, und zumindest zwei durchgehende Schlitze aufweist, und der eine Schaufel aufweist, die einen Körper aufweist, der eine Aussenkante aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit der Innenfläche des Rades zusammenzupassen, welche eine Fläche aufweist, die sich von der Aussenkante erstreckt und zumindest zwei Laschen aufweist, die sich von der Fläche erstrecken, wobei die Fläche dazu eingerichtet ist, mit der Innenfläche des Rades zusammenzupasse, um eine fluidische Abdichtung zu Verfügung zu stellen, wobei die zumindest zwei Laschen durch die zumindest zwei Schlitze angeordnet sind, und zumindest eine der zumindest zwei Laschen dazu eingerichtet ist, in die Aussenfläche des Rades einzugreifen. In einigen Ausführungsformen weist jeder der zumindest zwei Schlitze eine bestimmte Tiefe auf, und mindestens eine der mindestens zwei Laschen weist eine Länge auf, die grösser ist als die Tiefe zumindest eines der zumindest zwei Schlitze. In anderen Ausführungsformen erstreckt sich die Oberfläche im Wesentlichen senkrecht von dem Körper und in wieder anderen Ausführungsformen ist der zwischen dem Körper und der Fläche gebildete Winkel spitz. In noch anderen Ausführungsformen erstrecken sich die zumindest zwei Laschen von einer Kante der Fläche, die der Aussenkante des Körpers entgegengesetzt ist, während in noch anderen Ausführungsformen der Körper weiterhin eine Innenkante aufweist, die zumindest eine Lasche aufweist, die dazu eingerichtet ist in einen Innenring einzugreifen. In einigen Ausführungsformen ist das Rad ein Turbinenrad, während das Rad in anderen Ausführungsformen ein Pumpenrad ist.
Die vorliegende Erfindung weist weiterhin allgemein auch einen Drehmomentwandler auf, der ein Rad aufweist, das innere und äussere Flächen aufweist, und mindestens zwei Schlitze, die darin durchgehend angeordnet sind, und der eine Schaufel aufweist, die einen Körper aufweist, der eine Aussenkante aufweist und eine Fläche, die sich von der Aussenkante erstreckt, und zumindest zwei Laschen, die sich von der Fläche erstrecken, wobei die Aussenkante und die Fläche dazu eingerichtet sind, mit der Innenfläche des Rades zusammenzupassen, und der eine fluidische Dichtung aufweist, die eine Stosstelle zwischen der Innenfläche des Rades und der Fläche aufweist, die sich von der Aussenkante erstreckt, wobei die mindestens zwei Laschen durch die mindestens zwei Schlitze angeordnet sind, und mindestens eine der mindestens zwei Laschen dazu eingerichtet ist, in eine Aussenfläche des Rades einzugreifen. In einigen Ausführungsformen weist jeder der mindestens zwei Schlitze eine Tiefe auf, und mindestens eine der mindestens zwei Laschen weist eine Länge auf, die grösser ist, als die Tiefe mindestens eines der mindestens zwei Schlitze. In anderen Ausführungsformen erstreckt sich die Fläche im Wesentlichen senkrecht von dem Körper, und in noch anderen Ausführungsformen wird ein spitzer Winkel zwischen der Fläche und dem Körper gebildet. In noch anderen Ausführungsformen erstrecken sich die zumindest zwei Laschen von einer Kante der Fläche, die der Aussenkante des Körpers entgegengesetzt ist, während in noch anderen Ausführungsformen der Körper weiterhin eine Innenkante aufweist, die zumindest eine Lasche aufweist, die dazu eingerichtet ist, in einen Innenring einzugreifen. In einigen Ausführungsformen ist das Rad ein Turbinenrad, während das Rad in anderen Ausführungsformen ein Pumpenrad ist.
Zusätzlich weist die vorliegende Erfindung weiterhin ein Verfahren zum Befestigen einer Schaufel in einem Drehmomentwandlerrad auf, wobei das Rad Innen- und Aussenflächen und zumindest zwei durchgehende Schlitze aufweist, und die Schaufel einen Körper aufweist, der eine Aussenkante aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit der Innenfläche des Rades zusammenzupassen, und eine Fläche aufweist, die sich von einer Aussenkante erstreckt, und zumindest zwei Laschen, die sich von der Fläche erstrecken, während die Fläche dazu eingerichtet ist, mit der Innenfläche des Rades übereinzustimmen, und das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Einfügen der mindestens zwei Laschen durch die mindestens zwei Schlitze; und b) Biegen zumindest einer der zumindest zwei Laschen, um in die Aussenfläche einzugreifen, und die Fläche, die sich von der Aussenkante erstreckt, gegen die Innenfläche des Rades zu halten. In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt auf: c) Liefern einer fluidischen Abdichtung zwischen der Oberfläche, die sich von der Aussenkante und der Innenkante des Rades erstreckt. In anderen Ausführungsformen weist jeder der zumindest zwei Schlitze eine bestimmte Tiefe auf und jede der zumindest zwei Laschen weist eine Länge auf, die grösser ist als die Tiefe von zumindest einem der zumindest zwei Schlitze. In noch anderen Ausführungsformen erstreckt sich die Fläche im Wesentlichen senkrecht von dem Körper, und in noch anderen Ausführungsformen ist der zwischen der Fläche und dem Körper gebildete Winkel spitz. In noch anderen Ausführungsformen weist der Körper eine Innenkante auf, die zumindest eine Lasche aufweist, die dazu eingerichtet ist, in einen Innenring einzugreifen. In einigen Ausführungsformen ist das Rad ein Turbinenrad, während das Rad in anderen Ausführungsformen ein Pumpenrad ist.
Diese und andere Aufgaben und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung und aus den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Art und Betriebsweise der vorliegenden Erfindung wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung genauer erläutert, wenn diese gemeinsam mit den beigefügten Figuren betrachtet wird:
1 ist ein allgemeines Blockdiagramm, welches den Leistungsstrom in einem Kraftfahrzeug zeigt, um die Beziehung und Funktion eines Drehmomentwandlers in dessen Antriebsstrang zu erklären;
2 ist eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers des Stands der Technik, der am Motor eines Kraftfahrzeugs befestigt gezeigt ist;
3 ist eine Ansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers von Links, die allgemein entlang der Linie 3-3 in 2 aufgenommen ist;
4 ist eine Querschnittsansicht des in den 2 und 3 gezeigten Drehmomentwandlers, die allgemein entlang der Linie 4-4 in 3 aufgenommen ist;
5 ist eine erste Explosionsansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers, aus der Perspektive eines Betrachters, der den zerlegten Drehmomentwandler von Links sieht;
6 ist eine erste Explosionsansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers, aus der Perspektive eines Betrachters, der den zerlegten Drehmomentwandler von rechts sieht;
7A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems, welches räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden;
7B ist eine perspektivische Ansicht eines Gegenstands in dem Zylinderkoordinatensystems von 7A, welches räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden;
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Drehmomentwandlerturbine, die eine Mehrzahl von darin angeordnet Schaufeln gemäss der vorliegenden Erfindung aufweist;
9 ist eine Draufsicht der Drehmomentwandlerturbine von 8, die eine Mehrzahl von darin angebrachten Schaufeln gemäss der vorliegenden Erfindung aufweist;
10 ist eine Querschnittsansicht der Drehmomentwandlerturbine der 8 und 9, die allgemein entlang der Linie 10-10 in 9 aufgenommen ist;
11 ist eine Querschnittsansicht der Drehmomentwandlerturbine aus den 8 und 9, die allgemein entlang der Linie 11-11 in 9 aufgenommen ist;
12 ist eine Querschnittsansicht der Drehmomentwandlerturbine der 8 und 9, die allgemein entlang der Linie 12-12 in 9 aufgenommen ist;
13 ist eine perspektivische Ansicht einer Drehmomentwandlerschaufel gemäss der vorliegenden Erfindung;
14 ist eine fordere Höhenansicht der Drehmomentwandlerschaufel aus 13;
15 ist eine Draufsicht der Drehmomentwandlerschaufel aus 13;
16 ist eine seitliche Höhenansicht der Drehmomentwandlerschaufel aus 13; und
17 ist eine Querschnittsansicht einer Drehmomentwandlerturbine, in der eine zweite Ausführungsform der Drehmomentwandlerschaufeln gemäss der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eingangs ist festzuhalten, dass gleiche Bezugszahlen in verschiedenen Zeichnungsansichten gleiche oder funktional ähnliche elementare Bestandteile der Erfindung kennzeichnen. Obgleich die vorliegende Erfindung in Bezug auf derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wird, ist festzuhalten, dass die beanspruchte Erfindung nicht auf die offengelegten Ausführungsformen beschränkt ist.
Weiterhin ist festzuhalten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die betreffende Methodik und Werkstoffe und die beschriebenen Modifikationen beschränkt ist und als solche natürlich variiert werden kann. Es ist ebenso festzuhalten, dass die hier verwendeten Bezeichnungen nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen dienen und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken, der nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt ist.
Falls nicht anders bestimmt, dann haben alle technischen und wissenschaftlichen Ausdrücke, die hier verwendet werden die gleiche Bedeutung, wie sie allgemein von Fachleuten im Bereich der Technik, wo die Erfindung angesiedelt ist verstanden wird. Festzuhalten ist, dass der Ausdruck „Schaufeln" gleichbedeutend mit einem Ausdruck wie „Leitschaufeln" ist, solche Ausdrücke können wechselweise verwendet werden, wenn sie in der Beschreibung und in den Ansprüchen auftreten, und betreffen Bauteile, die vom Pumpenrad und dem Turbinenrad abragen, und Oberflächen aufweisen, die im Fall der Pumpe Fluid ausstossen, oder im Fall der Turbine Oberflächen, die Kräfte aus dem Fluid aufnehmen, das von der Pumpe ausgestossen wird, um die Turbine zu drehen. Festzuhalten ist auch, dass der Ausdruck „fluidische Abdichtung", wie in der Spezifikation und in den Ansprüchen verwendet, entweder bedeutet, dass kein Fluid oder nur eine kleine Menge von Fluid an der Dichtung vorbeitreten oder durch die Dichtung hindurchtreten kann. Mit anderen Worten, „eine fluidische Dichtung" wird nicht nur verwendet, um eine vollständige Abdichtung zu beschreiben, sondern auch um eine nahezu vollständige Abdichtung zu beschreiben. Obgleich beliebige Verfahren, Vorrichtungen oder Werkstoffe, die ähnlich oder gleichwertig zu den Beschriebenen sind, beim Ausführen oder Ausprobieren der Erfindung verwendet werden können, werden nun bevorzugte Verfahren, Vorrichtungen und Werkstoffe beschrieben.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehmomentwandler mit einer Mehrzahl von hochwirksamen, nicht Verbindungen ohne Schweissnaht zwischen der Pumpe und ihren Schaufeln und/oder der Turbine und ihren Schaufeln, welche die Nachteile behebt oder verringert, die mit Drehmomentwandlern des Stands der Technik einhergehen, wie im obigen Hintergrund der Erfindung beschrieben.
Insbesondere erfordert der Drehmomentwandler gemäss der Erfindung kein Verschweissen der Schaufeln mit dem Pumpenrad und/oder dem Turbinenrad; die Schaufeln werden sicher gehalten, um Schwingungen, Geräusche, und vollständiges Versagen zu verringern oder zu beseitigen. Spalte zwischen den Schaufeln und den Rädern werden weitgehend blockiert, um weitestgehend den Nebenstrom von Fluid zu verringern, das heisst Fluidleckage zwischen der Schaufel und dem Rad, was den Wirkungsgrad verbessert, wobei die Teile einfach herzustellen und montieren sind.
7A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 80, welches räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Zusammenhang mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, welche im Folgenden als Bezug für Richtungsbezeichnungen und räumliche Bezeichnungen verwendet wird. Die Adjektive „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich jeweils auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 (der senkrecht zur Achse 81 ist), und zum Umfang 83. Die Adjektive „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich auch auf Ausrichtungen parallel zu den betreffenden Ebenen. Um die Anordnung von verschiedenen Ebenen zu verdeutlichen werden Gegenstände 84, 85 und 86 verwendet. Die Fläche 87 des Gegenstands 84 bildet eine axiale Ebene. Das bedeutet, die Achse 81 bildet eine Mantellinie. Die Fläche 88 des Gegenstands 85 bildet eine radiale Fläche. Das heisst, der Radius 82 bildet eine Mantellinie. Die Oberfläche 89 des Gegenstands 86 bildet eine Umfangsfläche. Das heisst, der Umfang 83 bildet eine Mantellinie. In einem weiteren Beispiel erfolgt die axiale Bewegung oder Anordnung parallel zur Achse 81, die radiale Bewegung oder Anordnung erfolgt parallel zum Radius 82, und die umfängliche Bewegung oder Anordnung erfolgt parallel zum Umfang 83. Die Drehung erfolgt mit Bezug auf die Achse 81.
Die Adverbien „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich jeweils auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82, oder zum Umfang 83. Die Adverbien „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich auch auf Ausrichtungen parallel zu den entsprechenden Ebenen.
7B ist eine perspektivische Ansicht des Objekts 90 in einem Zylinderkoordinatensystems 80 von 7A, welche räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden. Der zylindrische Gegenstand 90 steht für einen zylindrischen Gegenstand in einem Zylinderkoordinatensystem und schränkt die vorliegende Erfindung in keinster Weise ein. Der Gegenstand 90 weist eine axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92 und eine Umfangsfläche 93 auf. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene, und die Fläche 93 ist Teil einer Umfangsfläche.
Wenn wir uns nun den anderen Figuren zuwenden, dann zeigt 8 eine perspektivische Ansicht der Drehmomentwandlerturbine 100, die eine Mehrzahl von darin angeordneten Schaufeln 102 aufweist, und 9 zeigt von Oben einen Umriss der Drehmomentwandlerturbine 100, die eine Mehrzahl von darin angeordneten Schaufeln 102 gemäss der vorliegenden Erfindung aufweist. 10 zeigt eine Querschnittsansicht der Drehmomentwandlerturbine 100, die allgemein entlang der Linie 10-10 in 9 aufgenommen ist, 11 zeigt eine Querschnittsansicht der Drehmomentwandlerturbine 100, die allgemein entlang der Linie 11-11 in 9 aufgenommen ist, und 12 zeigt eine Querschnittsansicht der Drehmomentwandlerturbine 100, die allgemein entlang der Linie 12-12 in 9 aufgenommen ist. Die nun folgende Erörterung wird am Besten bei Betrachtung der 8 bis 12 verständlich.
Obgleich die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen eine Drehmomentwandlerturbine abbilden, versteht ein Fachmann, dass die Drehmomentwandlerschaufel gemäss der vorliegenden Erfindung und ihre Anordnung auch beim Bau einer Drehmomentwandlerpumpe verwendet werden kann, und sich solche Variationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung befinden. In Anbetracht des oben Gesagten weist die Drehmomentwandlerturbine 100 ein Rad 104 auf, welches jeweils innere und äussere Flächen 106 und 108 aufweist, und mindestens zwei Schlitze, die darin eingerichtet sind, z. B. die Schlitze 109. Wie bei Betrachtung der Figuren zu erkennen ist, sind die Schlitze so eingerichtet, dass Laschen 110, 112 und 114 dadurch angebracht werden können, jedoch sind nachdem die Laschen 110, 112, und 114 in die Eingriffsposition gebogen sind, wie in den 8 bis 12 gezeigt, die entsprechenden Schlitze für den Betrachter nicht sichtbar. Damit werden die Schlitze, die innerhalb des Rades 104 gebildet sind, nur teilweise gezeigt. Die Drehmomentwandlerturbine 100 weist weiterhin eine Schaufel 102 auf, die einen Körper 106 aufweist, der eine Aussenkante 118 aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit der Innenfläche 106 des Rades 104 zusammenzupassen, wobei sich die Fläche 120 von der Aussenkante 118 erstreckt, und mindestens zwei Laschen aufweist, die sich von der Fläche 120 erstrecken, z. B. die Laschen 110, 112, und 114. Die Fläche 120 ist auch dazu eingerichtet mit der Innenfläche 106 des Rades 104 zusammenzupassen, um eine fluidische Abdichtung zu gewährleisten. Dieser Gesichtspunkt wird im Folgenden näher erörtert. Wie oben beschreiben, weisen die Schaufeln 102 zumindest zwei Laschen auf, und diese Laschen sind durch die mindestens zwei Schlitze in dem Rad 104 angeordnet, und mindestens eine der mindestens zwei Laschen ist dazu eingerichtet, in die Aussenfläche 108 einzugreifen.
Jeder der zumindest zwei Schlitze hat eine bestimmte Tiefe, d. h. Dicke 122, und jede der zumindest zwei Laschen hat eine bestimmte Länge, was im Folgenden erörtert wird. Damit zumindest eine der zumindest zwei Laschen wie oben beschrieben in die Fläche 108 eingreift, ist die Länge zumindest einer der mindestens zwei Laschen grösser als die Tiefe mindestens eines der zwei Schlitze. In einigen Ausführungsformen erstreckt sich die Fläche 120 im Wesentlichen senkrecht von dem Körper 116. Es wurde festgestellt, dass andere Anordnungen der Fläche 120 relativ zum Körper 116 auch möglich sind, z. B. ein dazwischenliegender spitzer Winkel. Solche Ausführungsformen werden im Folgenden näher beschrieben und befinden sich innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung. Der Körper 116 weist weiterhin eine Innenkante 124 auf, die zumindest eine Lasche aufweist, z. B. die Lasche 126, die dazu eingerichtet ist, in den Innenring 128 einzugreifen.
In noch anderen Ausführungsformen weist die vorliegende Erfindung eine Drehmomentwandlerturbine 100 auf, die ein Rad aufweist, das jeweils innere und äussere Flächen 106 und 108 aufweist, und mindestens zwei Schlitze, welche dadurch angeordnet sind, z. B. Schlitze 109. Die Drehmomentwandlerturbine 100 weist auch eine Schaufel 102 auf, die einen Körper 116 aufweist, der eine Aussenkante 118 aufweist, eine Fläche 120, die sich von einer Aussenkante 118 erstreckt, und mindestens zwei Laschen, z. B. die Laschen 110, 112, und 114, die sich von der Fläche 120 erstrecken. Ähnlich den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Aussenkante 118 und die Fläche 120 dazu eingerichtet, mit der Innenfläche 106 des Rades 104 übereinzustimmen. In dieser Ausführungsform weist der Drehmomentwandler auch eine fluidische Abdichtung auf, die eine Stosstelle 129 zwischen der Innenfläche 106 des Rades 104 und der Fläche 120 aufweist, die sich von der Aussenkante 118 erstreckt. Wiederum sind ähnlich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen, die mindestens zwei Laschen, z. B. die Laschen 110, 112 und 114 durch die mindestens zwei Schlitze angeordnet, und mindestens eine der mindestens zwei Laschen ist dazu eingerichtet in die Aussenfläche 108 einzugreifen.
13 zeigt eine perspektivische Ansicht der Drehmomentwandlerschaufel 102 gemäss der vorliegenden Erfindung, während 14 eine fordere Höhenansicht der Drehmomentwandlerschaufel 102 zeigt. 15 zeigt eine Umrissansicht von Oben der Drehmomentwandlerschaufel 102, und 16 zeigt eine seitliche Höhenansicht der Drehmomentwandlerschaufel 102. Die nun folgende Erörterung wird am Besten beim Betrachten der 8 bis 16 verständlich.
In einigen Ausführungsformen weist die Schaufel 102 einen Körper 116 auf, der eine Aussenkante 118 aufweist. Die Aussenkante 118 ist dazu eingerichtet, mit der Innenfläche 106 des Rades 104 übereinzustimmen. Wie oben beschrieben, weist die Schale 104 mindestens zwei Schlitze auf, z. B. die Schlitze 109, welche dadurch angebracht wurden. Die Fläche 120 erstreckt sich von der Aussenkante 118, und weist mindestens zwei Laschen auf, z. B. die Laschen 110, 112, und 114. Die Fläche 120 ist dazu eingerichtet, mit der Innenfläche 106 des Rades 104 übereinzustimmen, um eine fluidische Abdichtung zur Verfügung zu stellen, die mindestens zwei Laschen sind durch die mindestens zwei Schlitze angeordnet, und mindestens einer der mindestens zwei Schlitze ist dazu eingerichtet, in die Aussenfläche 108 des Rades 104 einzugreifen. Festzuhalten ist, dass durch Einbeziehen der Fläche 120 das Berührungsgebiet zwischen der Schaufel 102 und der Innenfläche 106, d. h. die Stoss-Stelle 129 erheblich vergrössert wird, und dass die vergrösserte Berührungsfläche in Verbindung mit der Fläche 120, die dazu eingerichtet ist, mit der Innenfläche 106 übereinzustimmen, eine fluidische Abdichtung zur Verfügung stellt, die den Anordnungen, die im Hintergrund der Erfindung beschrieben wurden, erheblich überlegen ist. Damit werden, wenn Fluid von der Pumpe zur Turbine übertritt oder alternativ von der Turbine zur Pumpe, dann kinetische Energieverluste auf Grund der Minimierung der Fluidleckage zwischen der Schaufel 102 und der Innenfläche 106 minimiert.
Wie oben beschrieben, weisen die im Rad 104 gebildeten Schlitze jeweils eine Tiefe auf, die der Dicke 122 entspricht, wobei jede der Laschen 110, 112, und 114, eine bestimmte Länge aufweist, z. B. die Länge 130. Damit die Schaufeln 102 innerhalb der Schale 104 angeordnet werden können, so dass mindestens eine der mindestens zwei Laschen dazu eingerichtet sind, um in die Aussenfläche 108 einzugreifen, muss die Länge 130 grösser als die Dicke 122. Obgleich in den Figuren gezeigten Ausführungsformen jede der Laschen 110, 112, und 114 die gleiche Länge 130 aufweist, erkennt ein Fachmann, dass jede Lasche eine andere Länge oder Form aufweisen kann, solange die Länge mindestens einer der zwei Laschen grösser ist als die Dicke 122, und solche Variationen befinden sich innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung. Wie aus den 14 und 16 ersichtlich ist, erstrecken sich die Laschen 110, 112, und 114 von der Kante 132 der Fläche 120, d. h. von der Kante der Fläche 120, die gegenüber der Aussenkante 118 des Körpers 116 liegt. Festzuhalten ist, dass ein weiterer Vorzug der Anordnung der mindestens zwei Laschen, die sich von der Kante 132 erstrecken, darin liegt, dass ein Fluid eine Kraft auf den Körper 116 ausübt, die Fläche 120 zusätzliche Stabilität liefert, und dabei hilft, eine Bewegung der Schaufel 102 relativ zum Rad 104 zu verhindern.
17 zeigt eine Querschnittsansicht der Drehmomentwandlerturbine 133, die eine zweite Ausführungsform von darin angeordneten Drehmomentwandlerschaufeln 134 aufweist. Die nun folgende Erörterung wird bei Betrachtung der 8 bis 17 am Besten verständlich.
Wie oben beschrieben, und wie am deutlichsten in der in 14 gezeigten Ausführungsform ersichtlich ist, kann sich die Fläche 120 im Wesentlichen senkrecht vom Körper 116 erstrecken. Derweil kann in anderen Ausführungsformen, z. B. in der in 17 gezeigten Ausführungsform, die Fläche 136 einen spitzen Winkel 138 im Vergleich zum Körper 140 bilden. In den Ausführungsformen, die den spitzen Winkel zwischen der Fläche und dem Körper aufweisen, ist der Ölstrom, d. h. der von den einseitigen Pfeilen 142 gezeigte Strom, sehr gleichmässig und als Ergebnis kann der Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers aufrechterhalten werden. Ein weiterer Vorzug der Drehmomentwandlerschaufel gemäss der vorliegenden Erfindung ist, dass in einigen Ausführungsformen das Ende 144 der Fläche 136 nahe der benachbarten Schaufel 134 liegt. Durch Minimieren der Abstandes 146, oder mit anderen Worten des Abstands 148 zwischen dem Ende 144 und der benachbarten Schaufel 134, wird der Spalt, der zur Fluidleckage zwischen den Schaufeln 134 und der Innenfläche 150 besteht, minimiert und verbessert damit den Gesamtwirkungsgrad des Drehmomentwandlers, und als Ergebnis bewegt sich der Fluidpfad weg von dem Spalt 146.
Zusätzlich zu den genannten Ausführungsformen umfasst die vorliegende Erfindung allgemein ein Verfahren um eine Schaufel, z. B. Schaufeln 102 oder 134, in einem Drehmomentwandlerrad, z. B. in einem Rad 104, zu montieren. Das Rad umfasst innere und äussere Flächen auf, z. B. Innenflächen 106 oder 150 oder Aussenflächen 108 oder 152, und mindestens zwei Schlitze, welche dadurch angebracht sind, z. B. Schlitze 109 oder 155. Die Schaufel weist einen Körper auf, z. B. den Körper 116 oder 140, der eine Aussenkante aufweist, z. B. eine Aussenkante 118 oder 154, die dazu eingerichtet ist, mit der Innenfläche des Rades übereinzustimmen, und eine Fläche, die sich von der Aussenkante erstreckt, z. B. eine Fläche 120 oder 136, und mindestens zwei Laschen, die von der Fläche abragen, z. B. Laschen 110, 112, 114, oder 156. Wie oben beschrieben ist die Fläche dazu eingerichtet, mit der Innenfläche des Rades zusammenzupassen. In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte auf: a) Einfügen der mindestens zwei Laschen durch die mindestens zwei Schlitze; und b) Abbiegen zumindest einer der zwei Laschen, um in die Aussenfläche einzugreifen, und die Fläche festzuhalten, die sich von der Aussenkante gegen die Innenfläche des Rades erstreckt, während in anderen Ausführungsformen das Verfahren weiterhin den Schritt c) aufweist: zur Verfügung stellen einer fluidischen Abdichtung zwischen der Fläche, die sich von der Aussenkante und der Innenfläche des Rades erstreckt.
Daraus ist ersichtlich, dass die Ziele der vorliegenden Erfindung wirksam erreicht werden, obgleich Modifikationen und Änderungen an der Erfindung für Fachleute einfach ersichtlich sind, und sich diese Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung befinden. Ebenso ist festzuhalten, dass die vorgehende Beschreibung die vorliegende Erfindung beispielhaft darstellt, sie aber nicht einschränkt. Daher sind andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, ohne über den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung hinauszugehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 3673659 [0014, 0017, 0018, 0019]
- US 3817656 [0014]
- US 2660957 [0017, 0018, 0019]
- US 5794436 [0017, 0018, 0019]
- US 5893704 [0017, 0020]

Claims

Drehmomentwandlerschaufel, die Folgendes aufweist: – einen Körper, der eine Aussenkante aufweist; wobei die Aussenkante dazu eingerichtet ist, mit einer Innenfläche in dem Drehmomentwandler zusammenzupassen, und das Rad mindestens zwei Schlitze aufweist, die durchgehend angebracht sind; und – eine Fläche die sich von der Aussenkante erstreckt, wobei die Fläche mindestens zwei Laschen aufweist, wobei die Fläche dazu eingerichtet ist, mit der Innenfläche des Rades zusammenzupassen, um eine fluidische Abdichtung zur Verfügung zu stellen, und die mindestens zwei Laschen durch die mindestens zwei Schlitze angeordnet sind, und mindestens eine der zwei Laschen dazu eingerichtet ist, um in eine Aussenfläche des Rades einzugreifen.
Schaufel nach Anspruch 1, wobei jeder der mindestens zwei Schlitze eine bestimmte Tiefe aufweist, und mindestens eine der mindestens zwei Laschen eine Länge aufweist, die grösser ist, als die Tiefe mindestens eines der zwei Schlitze.
Schaufel nach Anspruch 1, wobei sich die Fläche im Wesentlichen senkrecht von dem Körper abragt.
Schaufel nach Anspruch 1, wobei der zwischen der Fläche und dem Körper gebildete Winkel spitz ist.
Schaufel nach Anspruch 1, wobei sich die mindestens zwei Laschen von einer Kante der Fläche erstrecken, die gegenüber der Aussenkante des Körpers liegt.
Schaufel nach Anspruch 1, wobei der Körper weiterhin eine Innenkante aufweist, die zumindest eine Lasche aufweist, die dazu eingerichtet ist, in einen Innenring einzugreifen.
Schaufel nach Anspruch 1, wobei das Rad ein Turbinenrad oder ein Pumpenrad ist.
Drehmomentwandler der Folgendes aufweist: – ein Rad, welches Innenflächen und Aussenflächen und mindestens zwei durchgängig angeordnete Schlitze aufweist; und – eine Schaufel, die einen Körper aufweist, der eine Aussenkante aufweist, die dazu eingerichtet ist, so dass sie mit der Innenfläche des Rades zusammenpasst, eine Fläche die sich von der Aussenkante erstreckt, und mindestens zwei Laschen, die sich von dieser Fläche erstrecken, wobei die Fläche so eingerichtet ist, dass sie mit der Innenfläche des Rades zusammenpasst, um eine fluidische Abdichtung zur Verfügung zu stellen, wobei die zumindest zwei Laschen durch die mindestens zwei Schlitze angeordnet sind, und mindestens eine der zwei Laschen dazu eingerichtet ist, in die Aussenfläche einzugreifen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 8, wobei jeder der mindestens zwei Schlitze eine bestimmte Tiefe aufweist, und mindestens eine der mindestens zwei Laschen eine Länge aufweist, die grösser ist als die Tiefe, zumindest der mindestens zwei Schlitze.
Drehmomentwandler nach Anspruch 8, wobei sich die Fläche im Wesentlichen senkrecht von dem Körper erstreckt.
Drehmomentwandler nach Anspruch 8, wobei der zwischen der Fläche und dem Körper gebildete Winkel spitz ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 8, wobei sich die mindestens zwei Laschen von einer Kante der Fläche erstrecken, die der Aussenkante des Körpers entgegengesetzt ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 8, wobei der Körper weiterhin eine Innenkante aufweist, die zumindest eine Kante aufweist, die dazu eingerichtet ist, in den Innenring einzugreifen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 8, wobei das Rad ein Turbinenrad oder ein Pumpenrad ist.
Drehmomentwandler, der Folgendes aufweist: – ein Rad, welches eine Innenfläche und eine Aussenfläche aufweist, und zumindest zwei Schlitze aufweist, die darin durchgängig angeordnet sind; – eine Schaufel, die einen Körper aufweist, der eine Aussenkante und eine Oberfläche aufweist, die sich von der Aussenkante erstreckt, und mindestens zwei Laschen, die sich von der Oberfläche erstrecken, wobei die Aussenkante und die Fläche dazu eingerichtet sind, mit der Innenfläche des Rades zusammenzupassen; und – eine fluidische Abdichtung, die eine Stosstelle zwischen der Innenfläche des Rades und der Fläche, die sich von der Aussenkante erstreckt, aufweist, wobei die mindestens zwei Laschen durch die mindestens zwei Schlitze angeordnet sind, und mindestens eine der mindestens zwei Laschen dazu eingerichtet ist, in die Aussenfläche einzugreifen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 15, wobei jeder der mindestens zwei Schlitze eine bestimmte Tiefe aufweist, und mindestens eine der mindestens zwei Laschen eine Länge aufweist, die grösser ist als die Tiefe mindestens eines der mindestens zwei Schlitze.
Drehmomentwandler nach Anspruch 15, wobei sich die Fläche im Wesentlichen senkrecht von dem Körper erstreckt.
Drehmomentwandler nach Anspruch 15, wobei der zwischen der Fläche und dem Körper gebildete Winkel spitz ist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 15, wobei sich die mindestens zwei Laschen von einer Kante der Fläche erstrecken, die entgegengesetzt zur Aussenkante des Körpers liegt.
Drehmomentwandler nach Anspruch 15, wobei der Körper weiterhin eine Innenkante aufweist, die mindestens eine Lasche aufweist, die dazu eingerichtet ist, in einen Innenring einzugreifen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 15, wobei das Rad ein Turbinenrad oder ein Pumpenrad ist.
Verfahren zum Anbringen einer Schaufel in einem Drehmomentwandlerrad, wobei die Schaufel Innenflächen und Aussenflächen aufweist, und mindestens zwei Schlitze durchgängig angeordnet sind; und die Schaufel einen Körper aufweist, der eine Aussenkante aufweist, die dazu eingerichtet mit der Innenfläche des Rades zusammenzupassen, und eine Fläche, die sich von der Aussenkante erstreckt, und mindestens zwei Laschen die sich von der Aussenkante erstrecken, wobei die Fläche so eingerichtet ist, dass sie mit der Innenfläche des Rades zusammenpasst, und das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Einfügen der mindestens zwei Laschen durch die mindestens zwei Schlitze; und b) Biegen von mindestens einer der mindestens zwei Laschen, um in die Aussenfläche einzugreifen und die Fläche festzuhalten, die sich von der Aussenkante gegen die Innenfläche des Rades erstreckt.
Verfahren zum Anbringen einer Schaufel in einem Drehmomentwandler nach Anspruch 22, welches zusätzlich den folgenden Schritt aufweist: c) zur Verfügung stellen einer fluidischen Abdichtung zwischen der Fläche, die sich von der Aussenkante und der Innenfläche des Rades erstreckt.
Verfahren zum Anbringen einer Schaufel in einem Drehmomentwandler nach Anspruch 22, wobei jeder der mindestens zwei Schlitze eine bestimmte Tiefe aufweist, und mindestens eine der mindestens zwei Laschen eine Länge aufweist, die grösser ist, als die Tiefe mindestens eines der mindestens zwei Schlitze.
Verfahren zum Anbringen einer Schaufel in einem Drehmomentwandler nach Anspruch 22, wobei sich die Oberfläche im Wesentlichen senkrecht von dem Körper erstreckt.
Verfahren zum Anbringen einer Schaufel in einem Drehmomentwandler nach Anspruch 22, wobei der zwischen der Fläche und dem Körper gebildete Winkel spitz ist.
Verfahren zum Anbringen einer Schaufel in einem Drehmomentwandler nach Anspruch 22, wobei der Körper weiterhin eine Innenkante aufweist, die mindestens eine Lasche aufweist, die dazu eingerichtet ist, in den Innenring einzugreifen.
Verfahren zum Anbringen einer Schaufel in einem Drehmomentwandler nach Anspruch 22, wobei das Rad ein Turbinenrad oder ein Pumpenrad ist.