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Diese Erfindung beansprucht den Schutz der Provisorischen US-Patentanmeldung 61/813 078, eingereicht am 17. April 2013, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Turbinenbaugruppen für Drehmomentwandler und insbesondere eine Verbindung einer Zungenplatte mit einem Turbinengehäuse einer Turbinenbaugruppe.
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HINTERGRUND
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In der
US-Patentschrift 8 257 042 wird ein Kraftübertragungsbauteil offenbart, das durch einen Niet an einem Turbinengehäuse befestigt ist.
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In der
US-Veröffentlichung 2007/0253823 wird eine Federhalterung offenbart, die durch gefalzte Schaufelzungen an einem Turbinengehäuse befestigt ist.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es wird eine Turbinenbaugruppe bereitgestellt. Die Turbinenbaugruppe beinhaltet ein Turbinengehäuse und eine mit dem Turbinengehäuse verbundene Zungenplatte, wobei das Turbinengehäuse und die Zungenplatte zusammengelötet sind.
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Ausführungsformen der Turbinenbaugruppe können auch eines oder mehrere der folgenden vorteilhaften Merkmale aufweisen:
Die Turbinenbaugruppe kann elastische Dämpfer beinhalten, und die Zungenplatte kann so angeordnet sein, dass sie die elastischen Dämpfer antreibt. Bei den elastischen Dämpfern kann es sich um Bogenfedern handeln, und die Turbinenbaugruppe kann eine Halterung zum Haltern der elastischen Dämpfer beinhalten. Das Turbinengehäuse und die Zungenplatte können durch ein Lötmaterial zusammengelötet sein, das sich zwischen einer Außenfläche des Turbinengehäuses und einer Innenfläche der Zungenplatte erstreckt. Das Turbinengehäuse kann mindestens eine durch dieses verlaufende Öffnung enthalten, wobei das Lötmaterial die Öffnung umgibt. Die Turbinenbaugruppe kann einen Turbinentragring beinhalten, wobei sich die mindestens eine Öffnung radial außerhalb des Turbinentragrings befindet.
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Auch ein Verfahren zum Bilden eines Laufrades der Turbinenbaugruppe wird bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet ein Ausrichten einer Zungenplatte auf ein Turbinengehäuse mit einem dazwischen angeordneten Lötmaterial und ein Zusammenlöten der Zungenplatte und des Turbinengehäuses durch Schmelzen des Lötmaterials.
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Ausführungsformen des Verfahrens können auch eines oder mehrere der folgenden vorteilhaften Merkmale aufweisen:
Das Turbinengehäuse kann eine Öffnung enthalten, die sich zwischen einer Innenfläche und einer Außenfläche derselben erstreckt, und das Löten kann ein Einbringen des Lötmaterials in die Öffnung beinhalten. Das Löten kann ferner ein Erhitzen des Lötmaterials derart beinhalten, dass das Lötmaterial durch eine Kapillarwirkung von der Öffnung weg und zwischen eine Innenfläche der Zungenplatte und die Außenfläche des Turbinengehäuses gezogen wird. Die Kapillarkräfte bewirken, dass das Lötmaterial in Bezug auf eine Achse der Öffnung radial nach außen fließt. Das Verfahren kann ferner ein Anordnen von Zungen der Zungenplatte auf dem Umfang zwischen elastischen Dämpfern beinhalten. Das Verfahren kann ferner ein Zusammenlöten des Turbinengehäuses und der Turbinenschaufeln beinhalten, indem die Zungenplatte und das Turbinengehäuse zusammengelötet werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine Querschnittsansicht einer Turbinenbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine Ansicht eines Ausschnitts der Turbinenbaugruppe entlang der Schnittlinie A-A von 1 zeigt;
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die 3a bis 3c eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zum Bilden der Turbinenbaugruppe zeigen; und
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4 einen Drehmomentwandler zeigt, der die Turbinenbaugruppe beinhaltet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Turbinenbaugruppe 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 zeigt eine Ansicht eines Ausschnitts der Turbinenbaugruppe 10 entlang der Schnittlinie A-A von 1. Die Turbinenbaugruppe 10 beinhaltet eine Zungenplatte 12, die an ein Turbinengehäuse 14 angelötet ist. Die Zungenplatte 12 enthält einen Trägerteil 16, der sich entlang einer Außenfläche 18 des Turbinengehäuses 14 erstreckt, und einen Zungenteil 20, der von dem Trägerteil 16 absteht. In der in 1 gezeigten Querschnittsansicht weisen der Trägerteil 16 und der Zungenteil 20 gemeinsam ungefähr eine L-Form auf. An einem rundlichen Teil 19 des Turbinengehäuses 14 weist die Außenfläche 18 des Turbinengehäuses 14 eine rundliche Form auf, und eine Innenfläche 22 des Trägerteils 16 ist an die Form der Außenfläche 18 angepasst. Eine Innenfläche 24 des Turbinengehäuses 14 haltert eine Vielzahl von Turbinenschaufeln 26, die sich zwischen der Innenfläche 24 und einem Turbineninnenring 28 erstrecken. Die Außenfläche 18 des Turbinengehäuses 14 ist vom Innenring 28 abgewandt. Radial innerhalb des rundlichen Teils 19 des Turbinengehäuses 14 beinhaltet dieses einen ebenen Verbindungsteil 30, der mit einer Turbinennabe durch Niete verbunden werden kann, die durch Löcher 36 in dem Verbindungsteil 30 führen. Die Turbinenbaugruppe ist um eine Achse 38 zentriert. Sofern nicht anders angegeben, bezieht sich die Verwendung der Begriffe radial, axial und Umfangs- auf die Achse 38.
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In dieser Ausführungsform dient die Zungenplatte 12 dazu, elastische Dämpfer auf dem Umfang anzutreiben, bei denen es sich in dieser Ausführungsform um Bogenfedern 42 handelt, die durch eine Federhalterung 44 gehaltert werden, um eine Dämpferbaugruppe 32 zu bilden. Die Dämpferbaugruppe 32 kann mit einer Kupplung des Drehmomentwandlers verbunden sein.
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Der rundliche Teil
19 des Turbinengehäuses
14 enthält eine Lötöffnung
46, die von der Außenfläche
18 durch das Turbinengehäuse
14 zur Innenfläche
24 führt. In dieser Ausführungsform ist die Lötöffnung
46 radial außerhalb des Innenrings
28 in dem Turbinengehäuse
14 gebildet. Die Lötöffnung
46 ist zwischen zwei Turbinenschaufeln
26 gebildet, die mit dem Turbinengehäuse
14 verbunden werden können, bevor oder nachdem das Turbinengehäuse
14 und die Zungenplatte
12 zusammengelötet werden. Die Schaufeln
26 können durch Schaufelzungen
48 mit dem Turbinengehäuse
14 verbunden sein, die in Schlitzen stecken, welche durch das Turbinengehäuse
14 führen, und umgebogen sein, um an der Außenfläche
18 anzuliegen. Desgleichen können die Schaufeln
26 auf dieselbe Weise mit dem Innenring
28 verbunden sein, indem die Schaufelzungen
50 in Schlitzen
52 im Innenring
28 stecken und umgebogen sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Schaufeln
26 zuerst durch entsprechende Zungen
48,
50 mit dem Turbinengehäuse
14 und dem Innenring
18 verbunden und dann sowohl an das Turbinengehäuse
14 als auch an den Innenring
18 angelötet. Das Löten kann entsprechend der in der
US-Patentschrift 7 918 645 beschriebenen Weise erfolgen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, das schematisch in den 3a bis 3c gezeigt ist, wird die Zungenplatte 12 von oben auf eine Unterlagefläche und das Turbinengehäuse 14 auf die Oberseite der Zungenplatte 12 gesetzt. Die Zungenplatte 12 kann als einteiliges ringförmiges Teil mit einer Vielzahl sich axial erstreckender Zungen 54 gebildet sein, die vom Turbinengehäuse 14 weg nach unten ragen. Bei dieser Ausführungsform sind die Zungen 54 über den Umfang hinweg durch Zwischenräume 56 voneinander getrennt, um elastische Dämpfer 40, d.h. Bogenfedern 42, aufzunehmen. Nachdem das Turbinengehäuse 14 auf die Oberseite der Zungenplatte 12 gesetzt und ordnungsgemäß so ausgerichtet wurde, dass sämtliche Lötöffnungen 46 um eine Mittelachse der Zungenplatte 12 zentriert sind und die Außenfläche 18 des Turbinengehäuses 14 in engem Kontakt mit der Innenfläche 22 der Zungenplatte 12 steht, wird in jede der Lötöffnungen 46 ein Lötmaterial 62 eingebracht. Dann wird das Lötmaterial 62 so erhitzt, dass das Lötmaterial 62 flüssig wird und durch Kapillarwirkung von jeder entsprechenden Öffnung in Bezug auf eine Achse der entsprechenden Öffnung 46 radial zwischen die Innenfläche 22 der Zungenplatte 12 und die Außenfläche 18 des Turbinengehäuses 14 weggezogen wird. Dann wird das Lötmaterial 62 abgekühlt, um die Zungenplatte 12 und das Turbinengehäuse 14 dauerhaft miteinander zu verbinden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden das Turbinengehäuse 14 und der Innenring 28 durch Zungen 48, 50 der Schaufeln 26 miteinander verbunden, bevor die Zungenplatte 12 und das Turbinengehäuse 14 zusammengelötet werden. Dadurch können die Schaufeln 26 zur gleichen Zeit an das Turbinengehäuse 14 und den Innenring 28 gelötet werden, da das Turbinengehäuse 14 und die Zungenplatte 12 zusammengelötet werden. Zum Beispiel kann das Lötmaterial 62 in Öffnungen 46 und Lötstellen zwischen den Schaufeln 26 und dem Innenring 28 sowie Lötstellen zwischen den Schaufeln 26 und dem Turbinengehäuse 14 eingebracht werden. Dann können die Zungenplatte 12, das Turbinengehäuse 14, die Schaufeln 26 und der Innenring 28 gemeinsam durch einen Lötöfen geschickt werden, um das Lötmaterial 62 zu schmelzen, das die Zungenplatte 12, das Turbinengehäuse 14, die Schaufeln 26 und den Innenring 28 gleichzeitig dauerhaft miteinander verbindet, nachdem das Lötmaterial 62 abgekühlt ist.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform braucht die Zungenplatte 12 nicht als einteiliges ringförmiges Teil gebildet zu sein, sondern kann als Vielzahl einzelner Zungenplatten gebildet sein, die auf dem Umfang des Turbinengehäuses 14 voneinander beabstandet sind. Zum Beispiel kann jede einzelne Zungenplatte eine Zunge 54 enthalten und durch das Lötmaterial 62 einzeln an das Turbinengehäuse 14 angelötet sein. Bei solchen Ausführungsformen kann es von Vorteil sein, vor dem Löten zuerst jede Zungenplatte am Turbinengehäuse 14 zu befestigen. Zum Beispiel kann jede einzelne Zungenplatte eine Zunge ähnlich der Zunge 50 der Schaufel 26 enthalten und in Schlitze im Turbinengehäuse 14 ähnlich den Schlitzen 52 im Innenring eingesetzt werden, um die einzelnen Teil am Turbinengehäuse 14 zu befestigen. Bei anderen Ausführungsformen können auch andere Befestigungselemente verwendet werden, beispielsweise Haken.
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Nachdem das Turbinengehäuse 14 und die Zungenplatte 12 zusammengelötet sind, kann die Zungenplatte 12 in eine angetriebene Komponente eingreifen, bei der es sich in dieser Ausführungsform um die Dämpferbaugruppe 32 handelt. Die Zungenplatte 12 und die Federhalterung 44, die die Bogenfedern 42 aufnimmt, können ineinander greifen, indem die Zungen 54 der Zungenplatte 12 gemäß 3c zwischen den Federn 42 der Federhalterung 44 ausgerichtet werden. Die Bogenfedern 42 können in Zwischenräumen 56 zwischen den Zungen 54 angeordnet sein. Die Turbinenbaugruppe 10 kann dann in einem Drehmomentwandler eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, der Antriebsenergie von einer Kurbelwelle eines Motors an ein Getriebe überträgt.
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Ein Schema eines Drehmomentwandlers 110, der die Turbinenbaugruppe 10 beinhaltet, ist in 4 gezeigt. Die an das Turbinengehäuse 14 angelötete Zungenplatte 12 ist so angeordnet, dass sie die Dämpferbaugruppe 32 entlang des Umfangs antreibt, indem sie in die Zwischenräume auf dem Umfang zwischen den Dämpfern 40 ragt. Die Federhalterung 44 kann mit einer Kupplungsscheibe 114 verbunden sein, die eine Reibungsfläche 112 zum Eingehen einer Verbindung mit einem Deckel 116 des Drehmomentwandlers 110 enthält, der mit der Kurbelwelle eines Motors verbunden ist. Der Drehmomentwandler 110 beinhaltet auch ein Laufrad oder eine Pumpe 118, die der Turbinenbaugruppe 10 gegenüberliegt. Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Turbinenbaugruppe 10 in einem Drehmomentwandler in anderen Anordnungen verwendet werden, und die Zungenplatte 12 kann verwendet werden, um eine andere Komponente als die Dämpferbaugruppe 32 anzutreiben.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Lötöffnungen 46 nicht in dem Turbinengehäuse 14, sondern in der Zungenplatte 12 enthalten sein. Das Lötmaterial 62 kann dann geschmolzen werden und in die Lötöffnungen in der Zungenplatte 12 fließen, um die Zungenplatte 12 dauerhaft mit dem Turbinengehäuse 14 zu verbinden. In diesem Fall kann das Teil gelötet werden, indem die Zungenplatte auf der Oberseite des Gehäuses liegt.
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In der vorhergehenden Beschreibung ist die Erfindung unter Bezugnahme auf einzelne beispielhafte Ausführungsformen und deren Beispiele beschrieben worden. Es ist jedoch offensichtlich, dass daran Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom weitgefassten Wesensgehalt und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind demgemäß nicht als Einschränkung, sondern lediglich als Veranschaulichung anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8257042 [0003]
- US 4646886 [0004]
- US 2007/0253823 [0005]
- US 7918645 [0017]
