DE102017129201A1 - Federpaketanordnung für eine drehmomentübertragungsvorrichtung - Google Patents

Federpaketanordnung für eine drehmomentübertragungsvorrichtung Download PDF

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Gregory W. Deneszczuk
Joaquin J. Affonso III.
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Abstract

Eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer Federpaketanordnung beinhaltet einen ersten Federhalterring, der an einem hydraulisch betätigten Kolben anliegt, einen zweiten Federhalterring, der an einem Kolbengehäuse anliegt, und eine Vielzahl von Spiralfedern, die den ersten Federhalterring von dem zweiten Halterring weg vorspannen. wodurch der hydraulisch betätigte Kolben verschiebbar von dem feststehenden Kolbengehäuse weggedrückt wird. Ein zusammengesetzter Federstützring ist koaxial zwischen dem ersten Federhalterring und dem zweiten Federhalterring angeordnet. Der Federstützring beinhaltet zylindrische Wände, die zylindrische Durchgänge definieren, die dazu konfiguriert sind, die Spiralfedern aufzunehmen. Jeder der zylindrischen Durchgänge beinhaltet einen Durchmesser (d), der ausreichend eng ist, sodass die zylindrische Wand den Mittelabschnitt der Spiralfeder vollständig umgibt, wodurch verhindert wird, dass sich die Spiralfeder der Länge nach biegt, jedoch ausreichend breit ist, sodass die Spiralfeder nicht in die zylindrischen Wände sägt.

Description

  • EINLEITUNG
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Drehmomentübertragungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe und insbesondere auf eine Federpaketanordnung für die Drehmomentübertragungsvorrichtung.
  • HINTERGRUND
  • Automatische Getriebe für Kraftfahrzeuge verwenden üblicherweise Drehmomentübertragungsvorrichtungen für die selektive Übertragung von Drehmoment zwischen Getriebekomponenten. So werden beispielsweise hydraulisch betätigte Reibungskupplungen verwendet, um Elemente eines Planetenradsatzes zu halten und freizugeben, um die für den Betrieb des Kraftfahrzeugs erforderlichen unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse zu erzeugen. Eine hydraulisch betätigte Kupplung beinhaltet typischerweise ein hydraulisches Kolbengehäuse, einen hydraulisch betätigten Kolben, der innerhalb des hydraulischen Kolbengehäuses angeordnet ist, um selektiv ein Lamellenkupplungspaket in Eingriff zu bringen, und eine Rückstellfederpaketanordnung, um den hydraulisch betätigten Kolben vom Lamellenkupplungspaket wegzudrücken.
  • Eine typische Rückstellfederpaketanordnung enthält eine Vielzahl von Spiralfedern, die zwischen den zwei koaxial angeordneten Federhalterplatten gehalten sind. Die Spiralfedern sind gleichmäßig in einem Winkelabstand auf den Federhalterplatten angeordnet. Jede der Spiralfedern weist eine Länge auf, die relativ größer als der Durchmesser der Feder ist. Während der Hochgeschwindigkeitsrotation der Rückstellfederpaketanordnung um eine Drehachse verziehen und verformen die Zentrifugalkräfte die Spiralfeder, indem sie die Länge der Spiralfeder radial nach außen in Bezug auf die Drehachse biegen.
  • Die Verformung der Vielzahl von Federn, die sich radial nach außen biegen, verursacht eine Kompressionsinstabilität, die zu einer variablen Federkonstante führen kann. Die variable Federkonstante kann eine variable und nicht vorhersagbare Kraft im Gegensatz zur hydraulischen Kraft erzeugen, die den Kolben betätigt, um mit dem Lamellenkupplungspaket in Eingriff zu kommen. Zusätzlich kann die Instabilitätsverformung der Federn eine übermäßige Abnutzung des Lamellenkupplungspakets verursachen, da die Kupplungsscheiben nicht vollständig eingerückt sind, was zu einem Rutschen der Kupplungsscheiben und einer möglichen Instabilität der gesamten Kupplungsanordnung führt.
  • Es besteht daher ein Bedarf an einer verbesserten Rückstellfederpaketanordnung, die die Verformung der Spiralfedern aufgrund von Zentrifugalkräften reduziert oder eliminiert.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird eine Federpaketanordnung für eine Drehmomentübertragungsvorrichtung bereitgestellt. Die Federpaketanordnung beinhaltet einen ersten um eine Achse herum angeordneten Federhalterring, einen zweiten Federhalterring, der koaxial neben dem ersten Halterring angeordnet ist, eine Vielzahl von Spiralfedern, die an die ersten und zweiten Federhalterringe anstoßen und einen Federstützring, der zwischen dem ersten Federhalterring und dem zweiten Federhalterring angeordnet ist. Jede der Spiralfedern weist ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen Mittelabschnitt auf, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Federende erstreckt. Der Federstützring ist konfiguriert, um die Spiralfedern derart zu stützen, sodass in Biegen der Mittelabschnitte der Spiralfedern in Längsrichtung verhindert wird.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der Federstützring eine Vielzahl von zylindrischen Wänden, die eine Vielzahl von zylindrischen Durchgängen definieren, die dazu konfiguriert sind, die Vielzahl von Spiralfedern aufzunehmen, wobei jeder der zylindrischen Durchgänge einen Durchmesser (d) beinhaltet, der ausreichend eng ist, sodass die zylindrische Wand den Mittelabschnitt der Spiralfeder vollständig umgibt, wodurch verhindert wird, dass sich die Spiralfeder in Längsrichtung biegt, aber ausreichend breit ist, sodass der wiederholte Kompressions- und Wiederherstellungszyklus der Spiralfeder die nicht in die zylindrischen Wände sägt oder diese anderweitig erodiert.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist der Federstützring eine Dicke (t) auf, die kleiner als die inaktive oder freie Zustandslänge der Spiralfedern ist, wodurch ein erster ringförmiger Raum und ein zweiter ringförmiger Raum zwischen dem Federstützring und dem ersten und zweiten Federhalterring definiert werden.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der erste Federhalterring ferner eine Vielzahl von gleichmäßig winkelmäßig beabstandeten Federauflageflächen, die sich radial in einer Ebene senkrecht zu der Achse erstrecken, und eine Vielzahl von Laschen, die zwischen den Federauflageflächen angeordnet sind.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Federstützring aus einem Verbundmaterial mit einem Polyphthalamid (PPA) und 30 Gew.-% Glas gebildet.
  • Gemäß mehreren Aspekten ist auch eine Rückstellfederpaketanordnung für eine Drehmomentübertragungsvorrichtung vorgesehen. Die Rückstellfederpaketanordnung beinhaltet einen ersten um eine Achse angeordneten Federhalterring, einen zweiten Federhalterring, der koaxial zu dem ersten Federhalterring angeordnet ist, eine Vielzahl von Spiralfedern, die an der ersten und der zweiten Federhalterplatte anliegen, und einen Federstützring, der koaxial zwischen dem ersten und dem zweiten Federhalterring angeordnet ist. Der Federstützring beinhaltet eine Vielzahl von zylindrischen Wänden, die eine Vielzahl von zylindrischen Durchgängen definieren, die dazu konfiguriert sind, die Vielzahl von Spiralfedern aufzunehmen, sodass die Spiralfedern daran gehindert werden, sich in einer Längsrichtung zu biegen.
  • In einem zusätzlichen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet jeder zylindrische Durchgang einen Durchmesser (d), der ausreichend eng ist, sodass die zylindrische Wand den Mittelabschnitt der Spiralfeder vollständig umgibt, um die Spiralfeder daran zu hindern, sich in Längsrichtung in eine Bogenform zu biegen, jedoch ausreichend breit ist, sodass der wiederholte Kompressions- und Wiederherstellungszyklus der Spiralfeder nicht in die zylindrischen Wände sägt oder diese anderweitig erodiert.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist der Federstützring eine Dicke (t) auf, die kleiner als die inaktive oder freie Zustandslänge der Spiralfedern ist, wodurch ein erster ringförmiger Raum und ein zweiter ringförmiger Raum zwischen dem Federstützring und dem ersten und zweiten Federhalterring definiert werden. Der Federstützring ist aus einem Kunststoffverbundmaterial gebildet, das ein Polyphthalamid (PPA) enthält.
  • Gemäß mehreren Aspekten ist auch eine Drehmomentübertragungsvorrichtung vorgesehen. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung beinhaltet ein Kupplungsgehäuse, einen hydraulisch betätigten Kolben, der gleitbar innerhalb des Kolbengehäuses angeordnet ist, ein Kolbengehäuse, das fest innerhalb des Kupplungsgehäuses und angrenzend an den hydraulisch betätigten Kolben angeordnet ist, und eine Federpaketanordnung. Die Federpaketanordnung weist einen ersten Federhalterring auf, der an dem hydraulisch betätigten Kolben anliegt, einen zweiten Federhalterring, der an dem Kolbengehäuse anliegt; eine Vielzahl von Spiralfedern, die den ersten Federhalterring vom zweiten Halterring weg vorspannen, wodurch der hydraulisch betätigte Kolben verschiebbar vom feststehenden Kolbengehäuse weggedrückt wird. Ein Federstützring ist zwischen dem ersten und dem zweiten Federhalterring angeordnet. Der Federstützring ist konfiguriert, um die Vielzahl von Spiralfedern zu halten, indem die Spiralfedern in einer vorbestimmten Konfiguration zwischen den ersten und zweiten Federhalterringen gehalten werden und verhindert wird, dass sich die Spiralfedern entlang der Längen der Federn biegen.
  • In einem zusätzlichen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist der Federstützring eine Vielzahl von zylindrischen Wänden auf, die eine Vielzahl zylindrischer Durchgänge definieren, die zur Aufnahme der Spiralfedern konfiguriert sind. Die zylindrischen Wände sind konfiguriert, um die Mittelabschnitte der Spiralfedern zu stützen. Jeder der zylindrischen Durchgänge weist einen Durchmesser (d) auf, der ausreichend eng ist, sodass die zylindrische Wand den Mittelabschnitt der Spiralfeder vollständig umgibt, um die Spiralfeder aufgrund von Zentrifugalkräften in Längsrichtung gegen ein Biegen in Bogenform zu stützen. Der Durchmesser (d) ist auch ausreichend breit, sodass der wiederholte Kompressions- und Wiederherstellungszyklus der Spiralfeder nicht in die zylindrischen Wände sägt oder diese auf andere Weise erodiert.
  • Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
  • Figurenliste
  • Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur dem Zweck der Veranschaulichung und sind nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine Weise zu begrenzen.
    • 1 ist eine Querschnittsansicht einer hydraulisch betätigten Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer Federpaketanordnung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht der Federpaketanordnung von 1 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform; und
    • 3 ist eine detaillierte Explosionsansicht der Federpaketanordnung von 2 in dem Bereich 3.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung in keiner Weise einschränken.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 eine Querschnittsansicht einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 mit einer Rückstellfederpaketanordnung 12, die in einem Getriebe (nicht dargestellt) für ein Fahrzeug verwendet wird. Das Getriebe kann ein stufenlos verstellbares Getriebe mit stufenlos verstellbarem Getriebe (CVT) mit Riemenscheiben- oder Treibscheibenantrieb mit variablem Durchmesser, ein Mehrgang-Automatikgetriebe mit Planetenradsatz oder ein manuelles Getriebe sein, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Die dargestellte exemplarische Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 ist die einer hydraulisch betätigten Kolben-Mehrscheiben-Reibungskupplung. Es sollte erkannt werden, dass die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 eine hydraulisch betätigte Kolbenklauenkupplung, Kegelkupplung, Plattenkupplung oder anderen Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer Rückstellfederpaketanordnung 12 sein kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • Unter Bezugnahme auf 1 sind die Komponenten der Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 symmetrisch um eine Längsachse (A) angeordnet; jedoch sind in 1 nur die Komponenten oberhalb der Längsachse (A) gezeigt. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 ist konfiguriert, um selektiv ein Drehmoment von einem ersten Verbindungselement 14 an ein zweites Verbindungselement 16 des Getriebes zu übertragen. Die Verbindungselemente 14, 16 können mit sich drehenden Komponenten des Getriebes, wie Eingangs-/Ausgangswellen und Elementen von Planetenradsätzen, oder mit stationären Komponenten, wie dem Getriebegehäuse, verbunden sein. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 beinhaltet ein Kupplungsgehäuse 18, ein Lamellen-Reibungskupplungspaket 20, einen Hydraulikkolben 22, ein Kolbengehäuse 24 und die Rückstellfederpaketanordnung 12.
  • In dem gezeigten Beispiel ist das Kupplungsgehäuse 18 mit dem ersten Verbindungselement 14 zur gemeinsamen Drehung um die Längsachse (A) verbunden. Das Kupplungsgehäuse 18 beinhaltet eine Innenfläche 30, die einen kerbverzahnten Abschnitt 32 und eine Kolbenkammer 34 definiert. Das Lamellen-Reibungskupplungspaket 20 beinhaltet eine Vielzahl von axial beweglichen ersten Kupplungsscheiben 36, die an dem kerbverzahnten Abschnitt 32 des Kupplungsgehäuses 18 angebracht sind, und eine Vielzahl von axial beweglichen zweiten Kupplungsscheiben 38, die an einer an einer Außenfläche 40 des zweiten Verbindungselements 16 definierten Kerbverzahnung 39 angeordnet sind. Die ersten Kupplungsscheiben 36 sind mit den zweiten Kupplungsscheiben 38 verschachtelt. Sowohl die erste als auch die zweite Kupplungsscheibe 36, 38 sind zwischen einer axial beweglichen ersten Endplatte 42, die an dem Kerbverzahnungsabschnitt 32 des Kupplungsgehäuses 18 angebracht ist, und einer zweiten Endplatte 44 angeordnet. Die zweite Endplatte 44 ist axial an dem Kerbverzahnungsabschnitt 32 durch einen Sicherungsring 46 befestigt.
  • Der Hydraulikkolben 22 ist innerhalb der Kolbenkammer 34 angeordnet und steht in Gleitkontakt mit einer ersten Hydraulikdichtung 48 und einer zweiten Hydraulikdichtung 50, die an der Innenfläche 30 des Kupplungsgehäuses 18 zur axialen Bewegung relativ zur Achse (A) vorgesehen sind. Der Hydraulikkolben 22 beinhaltet eine Außenfläche 52, die einem hinteren Abschnitt 54 der Innenfläche 30 des Kupplungsgehäuses 18 zwischen der ersten und der zweiten Hydraulikdichtung 48, 50 zugewandt ist. Eine erste Hydraulikkammer 56 ist zwischen dem hinteren Abschnitt 54 der Innenfläche 30 des Kupplungsgehäuses 18 und der Außenfläche 52 des Hydraulikkolbens 22 zwischen der ersten und der zweiten Hydraulikdichtung 48, 50 ausgebildet. Der Hydraulikkolben 22 beinhaltet ein distales Ende 58, das konfiguriert ist, um selektiv eine Axialkraft in Eingriff zu bringen und auf die erste Endplatte 42 des Lamellenkupplungspakets 20 zu übertragen.
  • Das Kolbengehäuse 24 ist innerhalb der Kolbenkammer 34 angeordnet und wird durch einen Sicherungsring 60 zur gemeinsamen Drehung mit dem ersten Verbindungselement 14 und dem Kupplungsgehäuse 18 fest in Position auf dem ersten Verbindungselement 14 gehalten. Eine dritte hydraulische Dichtung 62 ist zwischen dem Kolbengehäuse 24 und dem Hydraulikkolben 22 derart angeordnet, dass der Hydraulikkolben 22 innerhalb des Kolbengehäuses 24 axial bewegbar ist, während das Kolbengehäuse 24 in der axialen Richtung fixiert bleibt. Eine zweite Hydraulikkammer 64 ist zwischen dem Hydraulikkolben 22 und dem Kolbengehäuse 24 definiert.
  • Die Federpaketanordnung 12 ist innerhalb der zweiten Hydraulikkammer 64 angeordnet und steht in Kontakt mit dem Hydraulikkolben 22 und dem Kolbengehäuse 24. Die Federpaketanordnung 12 ist konfiguriert, um den Hydraulikkolben 22 axial vom axial fixierten Kolbengehäuse 24 derart vorzuspannen, dass das distale Ende 58 des Hydraulikkolbens 22 nicht in Kontakt mit der ersten Endplatte 42 ist.
  • Die erste Hydraulikkammer 56 und die zweite Hydraulikkammer 64 sind hydraulisch mit einem Getriebehydraulikkreis (nicht dargestellt) verbunden. Wenn sich die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 um die Längsachse (A) dreht, entwickelt die Zentrifugalkraft eine Druckhöhe innerhalb des Kupplungsgehäuses 18. Diese Druckhöhe entwickelt eine statische Kraft von im Wesentlichen gleicher Größe auf entgegengesetzten Seiten des Hydraulikkolbens 22, wodurch die Wirkung der Zentrifugalkraft ausgeglichen wird. Bei selektiver Druckbeaufschlagung der ersten Hydraulikkammer 56 betätigt der Hydraulikdruck den Hydraulikkolben 22 durch axiales Drücken des Hydraulikkolbens 22 in Richtung des Kolbengehäuses 24 und des distalen Endes 58 gegen die erste Endplatte 42, wodurch das Lamellen-Reibungskupplungspaket 20 zusammengedrückt wird.
  • Wenn das distale Ende 58 des Hydraulikkolbens 22 gegen die erste Endplatte 42 gedrückt wird, hemmt die zweite Endplatte 44 die Kupplungsplatten 36, 38 sich axial zu bewegen, wodurch die Kupplungsplatten 36, 38 zusammengedrückt werden. Die Kompression der Kupplungsscheiben 36, 38 erzeugt Reibung, um die Relativbewegung zwischen den Kupplungsscheiben 36, 38 zu beschränken, wodurch das erste Verbindungselement 14 mit dem zweiten Verbindungselement 16 drehfest verbunden wird. Wenn der Hydraulikdruck in der ersten Hydraulikkammer 56 reduziert wird, stellt die Federpaketanordnung 12 den Hydraulikkolben 22 her, indem der Hydraulikkolben 22 von dem Kolbengehäuse 24 und dem distalen Ende 58 von der ersten Endplatte 42 fortgedrängt wird, wodurch die relative Bewegung zwischen der ersten Kupplungsscheibe 36 und zweiten Kupplungsscheibe 38 uneingeschränkt ist, wodurch das erste Verbindungselement 14 von dem zweiten Verbindungselement 16 entriegelt wird.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist eine perspektivische Ansicht der Federpaketanordnung 12 für die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 dargestellt und wird nun beschrieben. Die Federpaketanordnung 12 weist einen ersten Federhalterring 66 und einen zweiten Federhalterring 68 auf, die koaxial um die Achse (A) angeordnet sind. Zwischen dem ersten Federhalterring 66 und dem zweiten Federhalterring 68 ist ein koaxial ein zusammengesetzter Federstützring 69 angeordnet. Der zusammengesetzte Federstützring 69 ist konfiguriert, um eine Vielzahl von Spiralfedern 76 zu halten, indem die Spiralfedern 76 in einer vorbestimmten Konfiguration zwischen den ersten und zweiten Federhalterringen 66, 68 gehalten werden und verhindert wird, dass sich die Spiralfedern 76 aufgrund von Zentrifugalkräften, die während des normalen Betriebs der Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 erzeugt werden, in eine bogenartige Form verformen.
  • Jeder der Federhalterringe 66, 68 weist eine Vielzahl von Federauflageflächen 70 auf, die sich radial parallel zu einer Ebene senkrecht zur Achse (A) erstrecken. Die Federauflageflächen 70 sind in gleichen Winkelabständen um die Achse (A) verteilt. Jede der Federauflageflächen 70 weist einen Vorsprung 72 auf. Zwischen jeder Auflagefläche sind Laschen 74 angeordnet, die sich senkrecht zu den Auflageflächen 70 und parallel zu der Achse (A) erstrecken. Der erste Federhalterring 66 ist in Bezug auf den zweiten Halterring 68 derart positioniert, dass die Laschen 74 von einem der ersten und zweiten Federhalterringe 66, 68 mit Vorsprüngen 72 der anderen ersten und zweiten Federhalterringe 66, 68 ausgerichtet sind.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist eine detaillierte Explosionsansicht des Bereichs 3 von 2 ist dargestellt und wird nun beschrieben. Jede der Spiralfedern 76 weist ein erstes Ende 76A, ein gegenüberliegendes zweites Ende 76B und einen Mittelabschnitt dazwischen 76C auf. Die ersten Enden 76A der Spiralfedern 76 sind über die Vorsprünge 72 an den Federauflageflächen 70 der Federhalterringe 66, 68 gepasst. Jeder der Vorsprünge 72 ist ausreichend breit, um gegen den Innendurchmesser 78 des ersten Endes 76A der Spiralfeder 76 zu passen, um die Feder 76 auf der Auflagefläche 70 anzuordnen. Die gegenüberliegenden zweiten Enden 76B der Spiralfedern 76 sind über die Laschen 74 der Federhalterringe 66, 68 gepasst. Jede der Spiralfedern 76 weist eine inaktive oder freie Zustandslänge auf, die zwischen dem ersten Ende 76A und dem zweiten Ende 76B definiert ist, wenn die Federpaketanordnung 12 in die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 eingebaut ist und der Hydraulikkolben 22 nicht betätigt wird, um das Kupplungspaket 20 in Eingriff zu bringen.
  • Jede der Laschen 74 weist eine Breite (W) auf, die zwischen zwei Kantenoberflächen 74A, 74B definiert ist. Die Lasche 74 erstreckt sich ungefähr in der Mitte durch die inaktive oder freie Zustandslänge jeder der Spiralfedern 76. Die Breite (W) der Lasche 74 ist ausreichend breit, sodass die Kantenoberflächen 74A, 74B mit dem Innendurchmesser 78 der Spiralfeder 76 zusammenwirken, um die Position der Spiralfeder 76 zwischen den ersten und zweiten Federhalterringen 66, 68 aufrechtzuerhalten, ohne die Federkonstante der Spiralfeder 76 wesentlich zu beeinträchtigen.
  • Der Federstützring 69 weist eine Mehrzahl von zylindrischen Wänden 84 auf, die eine Mehrzahl von zylindrischen Durchgängen 86 definieren, die dazu konfiguriert sind, die Mehrzahl von Schraubenfedern 76 aufzunehmen. Jeder zylindrische Durchgang 86 beinhaltet einen Durchmesser (d), der ausreichend eng ist, sodass die zylindrische Wand 84 die Außenfläche des Mittelabschnitts 76C der Spiralfeder 76 vollständig umgibt, um die Spiralfeder 76 daran zu hindern, sich in Längsrichtung in eine Bogenform zu biegen, jedoch ausreichend breit ist, sodass der wiederholte Kompressions- und Wiederherstellungszyklus der Spiralfeder 76 nicht in die zylindrischen Wände 84 sägt oder diese anderweitig erodiert.
  • Der Federstützring 69 beinhaltet auch eine erste Oberfläche 69A, die zu dem ersten Federhalterring 66 hin orientiert ist, und eine zweite Oberfläche 69B, die zu dem zweiten Federhalterring 68 hin orientiert ist. Der Federstützring 69 beinhaltet eine Dicke (t), die zwischen der ersten Oberfläche 69A und der zweiten Oberfläche 69B definiert ist. Am besten in 2 gezeigt, ist die Dicke (t) geringer als die Länge der inaktiven oder Zustandslänge der Spiralfedern 76, wodurch ein erster ringförmiger Raum 88A und ein zweiter ringförmiger Raum 88B zwischen dem Federstützring 69 und den ersten und zweiten Federhalterringen 66 beziehungsweise 68 definiert werden. Die ersten und zweiten ringförmigen Räume 88A, 88B ermöglichen das Zusammenpressen der Federpaketanordnung 12, ohne den Federstützring 69 bei einer selektiven Betätigung des Hydraulikkolbens 22 übermäßig zu komprimieren.
  • Der Federstützring 69 verdrängt ein Volumen an Hydraulikgetriebeöl zwischen dem ersten und dem zweiten Federhalterring 66, 68. Der Nettoeffekt ist eine Reduktion des Hydraulikgetriebeöls, das erforderlich ist, um die zweite Hydraulikkammer 64 zu füllen, die für ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 voll sein muss. Das geringere Ölvolumen, das in der zweiten Hydraulikkammer 64 benötigt wird, trägt dazu bei, die Füllzeit zu reduzieren und das verdrängte Hydrauliköl für an anderer Stelle in dem Getriebe verfügbar zu machen, was zu einem höheren Wirkungsgrad, möglicherweise einem geringeren Pumpenbedarf usw. führt.
  • In einer alternativen Ausführungsform der Federpaketanordnung 12 beinhalten die ersten und zweiten Federhalterringe 66, 68 keine Vorsprünge 72, die an den Federauflageflächen 70 definiert sind, und/oder Laschen 74, die zwischen den Federauflageflächen 70 angeordnet sind. Die Vielzahl von Spiralfedern 76 wird in einer vorbestimmten Konfiguration zwischen den ersten und zweiten Federhalterringen 66, 68 allein durch den Federstützring 69 gehalten, was auch verhindert, dass sich die Spiralfedern 76 aufgrund von Zentrifugalkräften, die während des normalen Betriebs der Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 erzeugt werden, in eine bogenartige Form verformen.
  • Die verschiedenen Komponenten der Federpaketanordnung 12 können aus jedem geeigneten Material und mit jedem geeigneten Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel können das Kupplungsgehäuse 18, der Hydraulikkolben 22, das Kolbengehäuse 24 und die Federhalterringe 66, 68 maschinell bearbeitet, gegossen oder aus einem geeigneten metallischen Material geformt werden. Der Hydraulikkolben 22 und das Kolbengehäuse 24 können durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, wie zum Beispiel Schweißen, an dem Kupplungsgehäuse 18 befestigt werden. In ähnlicher Weise können die Spiralfedern 76 sowie die anderen Komponenten, die der Federhalteranordnung 12 zugeordnet sind, durch ein beliebiges geeignetes Verfahren gebildet werden, wie zum Beispiel Rollen, Schmieden, maschinelles Bearbeiten oder Druckgießen. Der Federstützring 69 kann aus einem Kunststoffverbundmaterial hergestellt sein. Das Kunststoffverbundmaterial kann ein Polyphthalamid (PPA) und Glas, vorzugsweise 30 Gewichtsprozent Glas enthalten. Das Kunststoffverbundmaterial kann eine Dichte aufweisen die etwa 40 % größer als die Dichte des Hydraulikgetriebeöls ist.
  • Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist nur als Beispiel zu verstehen und Variationen, die sich nicht vom Kern der Erfindung entfernen, werden als im Rahmen der Erfindung befindlich vorausgesetzt. Solche Variationen sollen nicht als eine Abweichung vom Sinn und Umfang der Erfindung betrachtet werden.

Claims (10)

  1. Federpaketanordnung, umfassend: einen ersten Federhalterring, der um eine Achse angeordnet ist; einen zweiten Federhalterring, der koaxial neben dem ersten Halterring angeordnet ist; eine Vielzahl von Spiralfedern, die an dem ersten und dem zweiten Federhalterring anliegen, worin jede der Spiralfedern ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen Mittelabschnitt aufweist, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Federende erstreckt; und einen Federstützring, der koaxial zwischen dem ersten Federhalterring und dem zweiten Federhalterring angeordnet ist, worin der Federhalterring dazu konfiguriert ist, die Spiralfedern so zu stützen, dass die Mittelabschnitte der Spiralfedern daran gehindert werden, sich in Längsrichtung zu biegen.
  2. Federpaketanordnung nach Anspruch 1, worin der Federstützring die Außenflächen der Mittelabschnitte der Spiralfedern vollständig umgibt.
  3. Federpaketanordnung nach Anspruch 2, worin der Federstützring eine Vielzahl von zylindrischen Wänden aufweist, die eine Vielzahl von zylindrischen Durchgängen definieren, die dazu konfiguriert sind, die Vielzahl von Spiralfedern aufzunehmen, worin jeder der zylindrischen Durchgänge einen Durchmesser (d) aufweist, der ausreichend eng ist, sodass die zylindrische Wand ein Biegen der Spiralfeder in Längsrichtung verhindert, aber ausreichend breit ist, sodass der wiederholte Kompressions- und Wiederherstellungszyklus der Spiralfeder nicht in die zylindrischen Wände sägt oder diese anderweitig erodiert.
  4. Federpaketanordnung nach Anspruch 3, worin der Federstützring eine Dicke (t) aufweist, die kleiner als die inaktive oder freie Zustandslänge der Spiralfedern ist, wodurch ein erster ringförmiger Raum und ein zweiter ringförmiger Raum zwischen dem Federstützring und dem ersten und zweiten Federhalterring definiert wird.
  5. Federpaketanordnung nach Anspruch 4, worin der erste Federhalterring eine Vielzahl von Federauflageflächen beinhaltet, die sich radial in einer Ebene senkrecht zur Achse erstrecken, wobei die Federauflageflächen gleichmäßig winkelmäßig um die Achse beabstandet sind.
  6. Federpaketanordnung nach Anspruch 5, worin der erste Federhalterring eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist, die sich parallel zu der Achse erstrecken, worin die sich axial erstreckenden Vorsprünge zwischen den sich radial erstreckenden Federauflageflächen angeordnet sind.
  7. Federpaketanordnung nach Anspruch 6, worin sich jede der Vielzahl von Laschen durch eine jeweilige Spiralfeder erstreckt.
  8. Federpaketanordnung nach Anspruch 4, worin der Federstützring aus einem Kunststoffverbundmaterial gebildet ist.
  9. Federpaketanordnung nach Anspruch 8, worin das Kunststoffverbundmaterial ferner ein Polyphthalamid (PPA) beinhaltet.
  10. Federpaketanordnung nach Anspruch 9, worin das Kunststoffverbundmaterial ferner 30 Gew.-% Glas enthält.
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