DE102014221585A1

DE102014221585A1 - Laufradgehäuse mit Nuten für vergrößerten Strömungsquerschnitt

Info

Publication number: DE102014221585A1
Application number: DE201410221585
Authority: DE
Inventors: Kunding Wang; Larry Chad Boigegrain; Srinath Sistla; Matthew Smith
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2015-04-23
Also published as: US20150107235A1; US9605737B2

Abstract

Es wird ein Laufrad für einen Drehmomentwandler eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Laufrad beinhaltet ein Laufradgehäuse, das Schaufelhalterungsteile und zwischen diesen Teile zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsstroms beinhaltet, wobei die Schaufelhalterungsteile dicker als die Teile zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsstroms sind; und eine Vielzahl von Laufradschaufeln, wobei jede der Laufradschaufeln an einer Innenfläche des Laufradgehäuses mit einem der Schaufelhalterungsteile verbunden ist. Auch ein Verfahren zum Bilden eines Laufrads eines Drehmomentwandlers wird bereitgestellt.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Rechte der Provisorischen US-Patentanmeldung 61/894 794, eingereicht am 23. Oktober 2013, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Drehmomentwandler und insbesondere Laufräder von Drehmomentwandlern.
HINTERGRUND
In der US-Patentschrift 8 042 330 wird ein Laufradgehäuse beschrieben, das eine Nut zum Aufnehmen von Turbinenschaufeln ohne zu löten beinhaltet.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein Laufrad für einen Drehmomentwandler in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das Laufrad beinhaltet ein Laufradgehäuse mit Schaufelhalterungsteilen und Teile zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsstroms zwischen den Schaufelhalterungsteilen, wobei die Schaufelhalterungsteile dicker sind als die Teile zum Aufnehmen des Flüssigkeitsstroms; und eine Vielzahl von Laufradschaufeln, wobei jede der Laufradschaufeln an einer Innenfläche des Laufradgehäuses mit einem der Schaufelhalterungsteile verbunden ist.
Auch ein Verfahren zum Bilden eines Laufrads eines Drehmomentwandlers wird bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet Abdünnen einer Vielzahl von Abschnitten eines abgerundeten Teils eines Laufradgehäuses, um eine Vielzahl nicht abgedünnter Abschnitte zwischen den abgedünnten Abschnitten zu belassen; und Anbringen von Laufradschaufeln an den nicht abgedünnten Abschnitten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 einen Drehmomentwandler zeigt, der ein Laufrad gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
2 eine Ansicht eines Teils des Laufrads entlang der Schnittlinie A-A von 1 zeigt; und
3 eine Draufsicht auf das Laufradgehäuse zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Laufradgehäuse mit verdickten Schaufelmontage-„Plateaus“ und dazwischen abgedünnten „Tälern“ zum Vergrößern des Strömungsquerschnitts bereit. Da die Dicke des Laufradgehäuses hauptsächlich auf der Grundlage von Spannungen in Bereichen außerhalb der abgerundeten Schaufelaufnahmeteile von herkömmlichen Laufrädern gewählt wird, ist das Gehäuse an den abgerundeten Schaufelaufnahmeteilen zwischen den Schaufeln unnötig dick. Durch Abdünnen dieses Teils werden der Strömungsquerschnitt vergrößert und die Leistungsfähigkeit verbessert.
1 zeigt einen Drehmomentwandler 10, der ein Laufrad 12 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Der Drehmomentwandler 10 beinhaltet einen Vorderdeckel 14 zum Verbinden mit einer Kurbelwelle des Motors eines Kraftfahrzeugs und einen Rückdeckel 16 zum Bilden eines Gehäuses 18 des Laufrads 12. Der Vorderdeckel 14 und der Rückdeckel 16 sind jeweils im Wesentlichen schalenförmig und durch Bereitstellen eines axialen Vorsprungs 20 des Rückdeckels 16 radial innerhalb eines axialen Vorsprungs 22 des Vorderdeckels 14 miteinander verbunden. Das Laufradgehäuse 18 beinhaltet einen abgerundeten Schaufelaufnahmeteil 23 und einen radialen Vorsprung 25, der sich von dem abgerundeten Teil radial nach innen erstreckt. Der abgerundete Schaufelaufnahmeteil 23 und ein Innenring 24 des Laufrads 12 haltern zwischen sich eine Vielzahl von Laufradschaufeln 26. Der Drehmomentwandler 10 beinhaltet auch eine Turbine 28 gegenüber dem Laufrad 12 und einen Stator 29, der zwischen dem Laufrad 12 und der Turbine 28 angeordnet ist. Ein Dämpfer 30 ist zwischen dem Vorderdeckel 14 und der Turbine 28 angeordnet, um ein Drehmoment von der Turbine 28 an eine Welle 32 zu übertragen, die mit einer Antriebskomponente verbunden sein kann, zum Beispiel mit einem stufenlosen Getriebe. Der Dämpfer 30 beinhaltet einen radial inneren Satz Federn 34, einen radial äußeren Satz Federn 36 und ein Fliehkraftpendel 38.
Zwischen dem Dämpfer 30 und dem Vorderdeckel 14 ist eine Überbrückungskupplung 40 bereitgestellt, um die Turbine 28 und den Vorderdeckel 14 über den Dämpfer drehfest miteinander zu verbinden, wenn das Laufrad 12 und die Turbine 28 dieselbe Drehzahl aufweisen. Die Turbine 28 ist durch ein Turbinengehäuse 42 und einen Innenring 44 gebildet, der eine Vielzahl von Turbinenschaufeln 46 zwischen beiden haltert. Sobald die Turbine 28 durch das Laufrad 12 angetrieben wird, entweder durch Einkuppeln der Überbrückungskupplung 40 oder durch den Flüssigkeitsstrom zwischen den Schaufeln 26, 46, überträgt die Turbine 28 ein Drehmoment an den Dämpfer 30.
2 zeigt eine Ansicht eines Teils des Laufrads 12 entlang der Schnittlinie A-A in 1. Gemäß 1 ist das Laufradgehäuse 18 an den Teilen 50 zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsstroms zwischen den Teilen 48 abgedünnt, die die Laufradschaufeln 26 haltern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird dieses Abdünnen durch Prägen oder Stanzen des Laufradgehäuses 18 von einer Innenfläche 52 desselben erreicht, um den Strömungsquerschnitt des Laufrads 12 zu vergrößern, indem das Volumen der Teile 50 zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsstroms vergrößert wird. Durch Prägen oder Stanzen des Laufradgehäuses 18 auf diese Weise wird die Dicke des Laufradgehäuses 18 an den Teilen 50 von einer ersten oder anfänglichen Dicke Y₁, bei der es sich um eine Dicke der nicht abgedünnten Teile 48 zum Aufnehmen von Schaufeln handelt, bis zu einer zweiten Dicke Y₂ verringert, die kleiner als Y₁ ist. In dem Maße, wie die Teile 50 abgedünnt werden, können gemäß anderen Ausführungsformen die Teile 48 durch Verlagern von Material von den abgedünnten Teilen 50 verdickt werden und eine Dicke aufweisen, die nach dem Abdünnen der Teile 50 größer als die anfängliche Dicke der Teile 48 ist. An der Innenfläche 52 erstrecken sich die Teile 50 für den Flüssigkeitsstrom über die Schaufelhalterungsteile 48 hinweg nach außen. Durch ein solches Abdünnen des Laufradgehäuses 18 an den Teilen 50 wird somit der radiale und axiale Strömungsquerschnitt des Laufrads 12 vergrößert, ohne die Abmessungen der Außenfläche 54 des Laufrads 12 zu vergrößern. Durch Beibehalten der Dicke an den Schaufelaufnahmeteilen 48 bleiben die Festigkeit und Stabilität der Teile des Laufradgehäuses 18 erhalten, die mit den Laufradschaufeln 26 verbunden sind.
3 zeigt eine Draufsicht auf das Laufradgehäuse 18. Gemäß 3 wechseln nicht abgedünnte Schaufelaufnahmeteile 48 und abgedünnte Teile 50 in der Umfangsrichtung um einen Mittelpunkt des Laufradgehäuses 28 herum einander ab. Der abgerundete Schaufelaufnahmeteil 23 ist als Ring mit nicht abgedünnten Schaufelaufnahmeteilen 48 und abgedünnten Teilen 50 geformt, die sich sämtlich radial von einem Innenumfang 56 des abgerundeten Schaufelaufnahmeteils 23 zu einem Außenumfang 58 des abgerundeten Schaufelaufnahmeteils 23 erstrecken. Demgemäß ist jeder nicht abgedünnte Schaufelaufnahmeteil 48 sowie jeder abgedünnte Teil 50 als Streifen gebildet, wobei die Streifen der abgedünnten Teile 50 breiter als die Streifen der nicht abgedünnten Schaufelaufnahmeteile 48 sind. Obwohl nicht abgedünnte Schaufelaufnahmeteile 48 in 3 im Wesentlichen geradlinig dargestellt sind, sollte klar sein, dass bei Betrachtung aus der Draufsicht wie in 3 die Teile 48 zwischen dem Innenumfang 56 und dem Außenumfang 58 gekrümmt sein können, und dass Schaufelaufnahmeteile 48 entsprechend der Form der Laufradschaufeln geformt sind, die durch das Laufradgehäuse aufgenommen sind. Der radiale Vorsprung 25 des Laufradgehäuses 18 ist auch nicht abgedünnt, so dass die Haltbarkeit des radialen Vorsprungs 25 nicht beeinträchtigt ist und der radiale Vorsprung 25 dicker als die abgedünnten Teile 50 ist.
In der vorhergehenden Beschreibung ist die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen und deren Beispiele beschrieben worden. Es ist jedoch klar, das daran verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom umfassenden Wesensgehalt und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, die in den folgenden Ansprüchen dargelegt sind. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind demgemäß nicht als Einschränkung, sondern als Veranschaulichung anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

US 8042330 [0003]

Claims

Laufrad für einen Drehmomentwandler eines Kraftfahrzeugs, wobei das Laufrad umfasst: ein Laufradgehäuse, das Schaufelhalterungsteile und zwischen diesen Teile zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsstroms beinhaltet, wobei die Schaufelhalterungsteile dicker als die Teile zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsstroms sind; und eine Vielzahl von Laufradschaufeln, wobei jede der Laufradschaufeln an einer Innenfläche des Laufradgehäuses mit einem der Schaufelhalterungsteile verbunden ist.
Laufrad nach Anspruch 1, wobei das Laufradgehäuse einen abgerundeten Schaufelaufnahmeteil und einen radialen Vorsprung beinhaltet, der sich von dem abgerundeten Teil radial nach innen erstreckt, wobei die Schaufelhalterungsteile und die Teile zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsstroms in dem abgerundeten Schaufelaufnahmeteil enthalten sind.
Laufrad nach Anspruch 2, wobei der radiale Vorsprung dicker als die Teile zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsstroms ist.
Laufrad nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem abgerundeten Schaufelaufnahmeteil um einen Ring handelt, der einen Innenumfang und einen Außenumfang beinhaltet, wobei sich jeder der Schaufelhalterungsteile von dem Innenumfang zu dem Außenumfang erstreckt.
Laufrad nach Anspruch 1, wobei die Teile zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsstroms durch Prägen der Innenfläche des Laufradgehäuses nach außen gebildet sind.
Laufrad nach Anspruch 1, wobei sich die Innenflächen der Teile für den Flüssigkeitsstrom nach außen über die Innenflächen der Schaufelhalterungsteile hinaus erstrecken.
Laufrad nach Anspruch 1, wobei die Teile zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsstroms und die Schaufelhalterungsteile als Streifen gebildet sind, die in der Umfangsrichtung um einen Mittelpunkt des Laufradgehäuses herum einander abwechseln.
Drehmomentwandler, der das Laufrad nach Anspruch 1 umfasst.
Verfahren zum Bilden eines Laufrads für einen Drehmomentwandler eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Abdünnen einer Vielzahl von Abschnitten eines abgerundeten Schaufelaufnahmeteils eines Laufradgehäuses derart, dass zwischen den abgedünnten Abschnitten eine Vielzahl von nicht abgedünnten Abschnitten verbleiben; und Anbringen von Laufradschaufeln an den nicht abgedünnten Abschnitten.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Abdünnen ein Prägen des abgerundeten Teils des Laufradgehäuses nach außen beinhaltet und die Laufradschaufeln an der Innenfläche des Laufradgehäuses angebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei es sich bei dem abgerundeten Schaufelaufnahmeteil um einen Ring handelt, der einen Innenumfang und einen Außenumfang beinhaltet, wobei der Schritt des Abdünnens so ausgeführt wird, dass sich jeder der abgedünnten Abschnitte von dem Innenumfang zu dem Außenumfang erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei sich die Innenflächen der abgedünnten Abschnitte nach außen über die Innenflächen der nicht abgedünnten Abschnitte hinaus erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die abgedünnten und die nicht abgedünnten Abschnitte als Streifen gebildet sind, die in der Umfangsrichtung um einen Mittelpunkt des Laufradgehäuses herum einander abwechseln.