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QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht Priorität gegenüber der am 21. August 2018 eingereichten
US-Anmeldung Nr. 16/106.303 , deren Offenbarung durch Bezugnahme in vollem Umfang hierin einbezogen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft verschiedene Komponenten, die konfiguriert sind, um zwischen einem Motor und einem Getriebe in einem Kraftfahrzeug positioniert zu sein. Insbesondere ist eine schaltbare Kupplungsanordnung zwischen dem Motor und einem Drehmomentwandler bereitgestellt.
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HINTERGRUND
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Es ist bekannt, dass Kraftfahrzeuge mit Automatikgetriebe mit einem Drehmomentwandler ausgestattet sind. Der Drehmomentwandler ist eine Fluidkupplung, die eine Drehkraft von einem Motor auf ein Automatikgetriebe übertragen kann. Eine Flexscheibe ist eine Scheibe, die einen Motorausgang mit dem Eingang des Drehmomentwandlers verbindet.
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KURZDARSTELLUNG
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In einer Ausführungsform ist eine Kupplungsanordnung zum selektiven Übertragen eines Drehmoments zwischen einem Motor und einem Drehmomentwandler bereitgestellt. Eine erste Scheibe ist nicht drehbar mit einer Drehmomentwandlerabdeckung verbunden. Eine zweite Scheibe ist konfiguriert, um einen Drehmomenteingang von einem Motor zu empfangen. Eine Keilkupplung ist axial zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet und konfiguriert, um ein Drehmoment zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe selektiv zu übertragen. Die Keilkupplung schließt einen Innenring, der eine Außenfläche aufweist, die eine Ringnut definiert, einen Außenring, der konzentrisch zu dem Innenring ist und eine Innenfläche aufweist, die eine Vielzahl von verjüngten Flächen definiert, die sich in Umfangsrichtung verjüngen, sowie eine Vielzahl von Keilsegmente ein. Jedes Keilsegment weist eine Innenfläche auf, die in verschiebbarem Eingriff innerhalb der Nut angeordnet ist, und jedes Keilsegment weist eine verjüngte Außenfläche auf, die sich in Umfangsrichtung verjüngt und mit einer entsprechenden der Vielzahl von verjüngten Flächen des Außenrings in Eingriff steht. Die Keilsegmente sind konfiguriert, um sich gemeinsam radial auszudehnen und zusammenzuziehen, um das Drehmoment zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe selektiv zu übertragen.
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In einer anderen Ausführungsform ist eine Kupplungsanordnung zum selektiven Übertragen eines Drehmoments zwischen einem Motor und einem Drehmomentwandler bereitgestellt. Eine erste Scheibe ist konfiguriert, um nicht drehbar mit einem Drehmomentwandler verbunden zu sein. Eine zweite Scheibe ist konfiguriert, um nicht drehbar mit einem Motorausgang verbunden zu sein. Eine Keilkupplung ist konfiguriert, um ein Drehmoment zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe selektiv zu übertragen. Die Keilkupplung schließt einen ersten Ring, der eine ersten Fläche aufweist, die eine Ringnut definiert, und einen zweiten Ring ein, der konzentrisch zu dem ersten Ring ist und eine zweite Fläche aufweist, die eine Vielzahl von geneigten Flächen definiert. Die Keilkupplung schließt auch eine Vielzahl von Keilsegmenten ein, wobei jedes Keilsegment die Ringnut und eine jeweilige der geneigten Flächen berührt, wobei die Keilsegmente konfiguriert sind, um sich gemeinsam radial auszudehnen und zusammenzuziehen, um das Drehmoment zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe selektiv zu übertragen.
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In noch einer anderen Ausführungsform ist ein System zum selektiven Übertragen von Drehmoment zwischen einem Motor und einem Drehmomentwandler bereitgestellt. Das System schließt einen Drehmomentwandler ein, der um eine Achse drehbar ist und eine Abdeckung aufweist. Eine erste Scheibe ist konfiguriert, um ein Drehmoment von einem Motor zu empfangen und das Drehmoment auf den Drehmomentwandler zu übertragen. Eine zweite Scheibe ist axial zwischen der ersten Scheibe und der Abdeckung angeordnet und direkt mit der Abdeckung verbunden. Eine Kupplung ist axial zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnet. Ein Kolben ist in der Abdeckung angeordnet und so konfiguriert, dass er sich innerhalb der Abdeckung axial bewegt. Eine Aktuatorscheibe ist mit dem Kolben gekoppelt, um sich axial mit dem Kolben zu bewegen. Die Aktuatorscheibe ist konfiguriert, um als Reaktion auf die Bewegung des Kolbens die Kupplung zwischen (1) einem verriegelten Modus, in dem das Drehmoment zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe übertragbar ist, und (2) einem entriegelten Modus, in dem das Drehmoment nicht zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe in mindestens einer Drehrichtung übertragbar ist, umzuschalten.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer schaltbaren Kupplungsanordnung (z. B. einschließlich einer Keilkupplung) zum selektiven Verbinden einer Leistungsquelle (wie eines Motors) mit einem Drehmomentwandler gemäß einer Ausführungsform.
- 2A ist eine erste Querschnittsansicht der schaltbaren Kupplungsanordnung von 1.
- 2B ist eine zweite Querschnittsansicht der schaltbaren Kupplungsanordnung von 1.
- 3 ist eine vordere Draufsicht der schaltbaren Kupplungsanordnung gemäß einer Ausführungsform, wobei die Innenscheibe der Deutlichkeit halber entfernt ist.
- 4A ist eine Draufsicht auf ein Segment der schaltbaren Kupplungsanordnung von 3, in dem sich die Kupplung in einem verriegelten Modus befindet.
- 4B ist eine Draufsicht auf ein Segment der schaltbaren Kupplungsanordnung, in der sich die Kupplung in einem entriegelten Modus befindet.
- 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer schaltbaren Kupplungsanordnung (z. B. einschließlich einer Keilkupplung) zum selektiven Verbinden einer Leistungsquelle (wie eines Motors) mit einem Drehmomentwandler gemäß einer anderen Ausführungsform.
- 6 ist eine Querschnittsansicht der Flexscheibe mit einer integrierten schaltbaren Kupplung von 5 gemäß einer Ausführungsform.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen unterschiedliche und alternative Formen haben können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind bestimmte strukturelle und funktionelle Details, die hierin offenbart sind, nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann zu lehren, die Ausführungsformen auf verschiedene Weise anzuwenden. Wie der Fachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen dargestellter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit der Lehre dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Realisierungsformen erwünscht sein.
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Wie nachstehend beschrieben wird, ist eine Mittelachse 12 in 1 gezeigt. Verschiedene Komponenten können sich um diese Mittelachse 12 drehen. Wörter wie „axial“, „radial“ und „in Umfangsrichtung“ beziehen sich auf Richtungen in Bezug zur Achse 12 oder parallel zu diesen Richtungen. Beispielsweise bedeutet ein Element, das sich „axial“ erstreckt, dass sich das Element entlang der Mittelachse 12 oder in einer Richtung parallel zu der Achse 12 erstreckt.
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Traditionell sind Verbrennungsmotoren (nämlich die Kurbelwelle) über eine flexible Scheibe (Flexscheibe) mit einem Drehmomentwandler verbunden. Die Flexscheibe ermöglicht die Übertragung des Drehmoments zwischen dem Motor und dem Drehmomentwandler, während gleichzeitig ein gewisses Ausmaß an axialer Bewegung berücksichtigt wird, die mit dem Betrieb des Drehmomentwandlers einhergeht. Typische Flexscheiben sind sowohl mit dem Motor als auch mit dem Drehmomentwandler fest verbunden. Wenn sich der Motor dreht, dreht sich somit auch der Drehmomentwandler (und umgekehrt).
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In bestimmten Hybridfahrzeugen kann ein Elektromotor das Getriebe mit oder ohne Unterstützung des Motors antreiben. Der Elektromotor kann sich linear zwischen dem Motor und dem Getriebe befinden. Damit der Elektromotor das Getriebe antreiben kann, muss der Elektromotor den Motor jedoch aufgrund der festen Verbindungen zwischen Drehmomentwandler, Flexscheibe und Motor rückwärts drehen. Eine Kupplung, die selektiv das Trennen des Motors von der Flexscheibe und somit von dem Drehmomentwandler zulässt, würde es dem Elektromotor ermöglichen, das Getriebe zu betreiben, ohne den Motor rückwärts zu drehen, wodurch die Effizienz des Fahrzeugs verbessert wird.
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Daher betrifft diese Offenbarung gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Kupplungsanordnung, die zur Integration zwischen dem Drehmomentwandler und dem Motor eines Fahrzeugs konfiguriert ist. In einigen Ausführungsformen ist die Flexscheibe geteilt und die Kupplungsanordnung ist in die geteilte Flexscheibe integriert. In anderen Ausführungsformen ist die Kupplung zwischen dem Dämpfer und dem Drehmomentwandler integriert. Die nachstehend beschriebene Kupplungsanordnung ermöglicht das selektive Trennen des durch die Flexscheibe gehenden Drehmoments. Mit anderen Worten, wenn die Kupplung offen oder ausgerückt ist, wird kein Drehmoment zwischen dem Drehmomentwandler und dem Motor übertragen. Und wenn die Kupplung geschlossen oder eingerückt ist, kann das Drehmoment zwischen dem Drehmomentwandler und dem Motor übertragen werden. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Kupplungsanordnung 10 zwischen einem Motorausgang und einem Drehmomentwandlereingang; nämlich wird in dieser Ausführungsform eine Flexscheibe mit einer darin integrierten Kupplung bereitgestellt. Die schaltbare Kupplungsanordnung 10 und ihre verschiedenen Komponenten sind um eine Mittelachse 12 drehbar. In dieser besonderen Ausführungsform schließt die schaltbare Kupplungsanordnung 10 eine Außendurchmesserbuchse (OD-Buchse) 20, eine erste Scheibe oder Innenscheibe 30, eine Kupplungsinnennabe 40, eine Keilscheibe oder eine Vielzahl von Keilsegmenten 50, einen Kupplungsaußenring 60, eine zweite Scheibe oder Außenscheibe 70, eine Innendurchmesserbuchse (ID-Buchse) 80 und eine Aktuatorscheibe 90 ein. Diese Komponenten werden nachstehend beschrieben und bilden die verschiedenen Komponenten der schaltbaren Kupplungsanordnung. Die Anordnung von 1 oder Teile davon können allgemein als Kupplungsanordnung bezeichnet werden, wie nachstehend beschrieben wird.
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Unter Bezugnahme auf die 1-3 schließt die schaltbare Kupplungsanordnung 10 eine Flexscheibe mit geteilter Scheibe ein. Mit anderen Worten, während typische Flexscheiben eine einzelne Scheibe aufweisen, die sowohl am Motor als auch am Drehmomentwandler montiert ist, schließt die Flexscheibe dieser Offenbarung zwei separate Scheiben ein, nämlich die Innenscheibe 30 und die Außenscheibe 70. Die Innenscheibe 30 ist direkt am Motor (z. B. Kurbelwelle) montiert, sodass sich die Innenscheibe 30 mit dem Motor dreht. Befestigungselemente wie Bolzen können durch Öffnungen 32 hindurch in die Kurbelwelle gelangen. Währenddessen ist die Außenscheibe 70 direkt an dem Drehmomentwandler montiert. Befestigungselemente wie Bolzen können beispielsweise durch Öffnungen 72 hindurch und in die Außenabdeckung 14 des Drehmomentwandlers 16 gelangen. Die Innenscheibe 30 und die Außenscheibe 70 sind unabhängig voneinander drehbar, wenn die Kupplung offen ist. Wie nachfolgend beschrieben wird, ermöglicht die Kupplung innerhalb der Flexscheibe, dass die Innenscheibe 30 (und somit der Motor) von der Außenscheibe 70 (und somit dem Drehmomentwandler 16) selektiv getrennt wird.
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Die OD-Buchse 20 definiert einen äußeren Bereich der Kupplung, in dem der Kupplungsaußenring 60 untergebracht ist. Insbesondere definiert die OD-Buchse 20 eine der Achse 12 zugewandte Innenfläche 22. Die Innenfläche nimmt eine entsprechende Außenfläche 34 der Innenscheibe 30 auf. Die OD-Buchse 20 weist eine Außenfläche 24 auf, die von der Achse abgewandt ist und in der Außenscheibe 70 aufgenommen ist. Die OD-Buchse 20 erleichtert die Gleitwechselwirkung zwischen der Außenscheibe 70 und der Innenscheibe, wenn die Kupplung offen ist, um eine solche relative Drehbewegung zu ermöglichen. Die OD-Buchse 20 kann auch über Aperturen 26 in der Buchse 20, die die Befestigungselemente aufnehmen, an der Außenscheibe 70 befestigt sein (z. B. verschraubt, geschraubt, genietet usw.). In einer Ausführungsform weist die Außenscheibe 70 Zapfen auf, die axial zur OD-Buchse 20 zeigen und in den Aperturen 26 aufgenommen sind, um die Außenscheibe 70 radial zur Buchse 20 zu positionieren.
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Die ID-Buchse 80 definiert einen inneren Bereich der Kupplung. Insbesondere weist die ID-Buchse 80 eine nach außen gewandte Fläche 82 auf, die von der Achse 12 abgewandt ist. Die Fläche 82 berührt eine nach innen gewandte Fläche der Außenscheibe 70, sodass die ID-Buchse 80 von der Außenscheibe 70 radial nach innen angeordnet ist. Die ID-Buchse 80 ermöglicht und erleichtert auch eine relative Drehung zwischen der Außenscheibe 70 und der Innenscheibe 30, wenn die Kupplung offen oder ausgerückt ist.
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Die OD-Buchse 20 und die ID-Buchse 80 enthalten zusammen die nachstehend beschriebene Keilkupplung, die die Kupplungsinnennabe 40, die Keilscheibe oder eine Vielzahl von Keilsegmenten 50 und den Kupplungsaußenring 60 einschließt. Die Kupplungsanordnung kann die Keilkupplung sowie die Betätigungsscheibe und die geteilten Scheiben der Flexscheibe einschließen.
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Die Kupplungsinnennabe 40 ist axial durch die Innenscheibe 30 und die Außenscheibe 70 begrenzt. Die Innennabe 40 kann nicht drehbar an der Innenscheibe 30 befestigt sein (z. B. Zapfenbefestigungselemente). Die Außenscheibe 70 kann eine ringförmige Aussparung 74 aufweisen, die konfiguriert ist, um die Innennabe 40 aufzunehmen und zu positionieren. In der dargestellten Ausführungsform weist die Kupplungsinnennabe 40 eine Innenfläche 42 auf, die gleitend in eine nach außen gewandte Fläche der Außenscheibe 70 eingreift. Die Innennabe 40 weist eine Außenfläche 44 auf, die eine Ringnut 46 definiert. Die Nut 46 kann verjüngt sein. In einer Ausführungsform kann die Nut 46 Seitenflächen aufweisen, die axial abgewinkelt sind, sodass sie sich nicht senkrecht zur Achse 12 erstrecken. Dies berücksichtigt die verjüngte oder keilförmige Natur der Keilsegmente 50, die nachstehend weiter beschrieben werden. Die Nut 46 wirkt als Innenring für die Keilsegmente, die dem Kupplungsaußenring 60 radial gegenüberstehen, der als Außenring für die Keilsegmente wirkt.
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Der Außenring 60 enthält radial die Keilsegmente 50. Der Außenring 60 weist eine Außenfläche 62 auf, die im Allgemeinen in Umfangsrichtung verläuft. Der Außenring 60 kann nicht drehbar an der Außenscheibe 70 befestigt sein (z. B. Zapfen oder Befestigungselemente); alternativ kann der Außenring 60 so konfiguriert sein, dass er sich innerhalb der Außenscheibe 70 und der OD-Buchse 20 dreht. Der Außenring 60 weist eine Innenfläche 64 auf, die eine Vielzahl von verjüngten Flächen 66 einschließt, wie in 1 zu sehen ist. Die verjüngten Flächen 66 sind derart angeordnet, dass sich die radiale Dicke des Außenrings 60 entlang der Umfangsrichtung um die Achse 12 ändert. Jede verjüngte Fläche 66 verjüngt sich in einer Richtung, die einer angrenzenden verjüngten Fläche 66 in Umfangsrichtung entgegengesetzt ist. Die verjüngten Flächen 66 definieren zusammen mehrere Täler und Spitzen um die Innenfläche 64 herum. Jede einzelne verjüngte Fläche 66 greift in ein jeweiliges der Keilsegmente 50 ein und berührt insbesondere eine Außenfläche eines der Keilsegmente 50.
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Die Keilsegmente 50 sind in Umfangsrichtung um die Achse 12 angeordnet. Da die Keilsegmente 50 direkt oder indirekt miteinander verbunden sein können, können die Keilsegmente 50 gemeinsam als Keilscheibe bezeichnet werden. In der dargestellten Ausführungsform sind Paare von Keilsegmenten 50 mittels Federn 52 voneinander getrennt. In einer anderen Ausführungsform sind die Keilsegmente 50 jedoch Teil einer einzelnen durchgehenden Keilscheibe, die so gebildet ist, dass sie in radialer Richtung federvorgespannt ist, und können durch eine Haltefeder in ihrer Vorspannung begrenzt werden. Unter erneuter Bezugnahme auf die 1-3 sind die Keilsegmente paarweise angeordnet. Jedes Keilsegment 50 ist in Umfangsrichtung angrenzend zu einer der Federn 52 und ist auch in Umfangsrichtung angrenzend zu einem anderen der Keilsegmente (mit einem Spalt dazwischen, wie nachstehend erläutert). Jedes Keilsegment 50 weist eine Innenfläche 54 auf, die teilweise zylindrisch geformt ist, sodass sich die Keilsegmente gemeinsam um die in der Innennabe 40 gebildete Nut drehen können. Die Innenflächen 54 können verengt, verjüngt oder abgeschrägt sein, um in die Ringnut 46 zu passen. Jedes Keilsegment 50 weist auch eine Außenfläche 56 auf, die in Umfangsrichtung verjüngt ist, um mit der Innenfläche des Außenrings 60 zusammenzupassen. Die Außenflächen 56 der Keilsegmente 50 sind derart verjüngt, dass jedes Keilsegment 50 eine radiale Dicke aufweist, die in Umfangsrichtung um die Achse 12 entweder zunimmt oder abnimmt. Dies ermöglicht es den Außenflächen 56 der Keilsegmente 50, in Umfangsrichtung entlang einer jeweiligen der verjüngten Flächen 66 des Außenrings 60 zu gleiten. Die Keilscheibe schließt auch Ausschnitte, Spalte, Taschen oder Kerben (im Folgenden als Spalte bezeichnet) 58 zwischen zwei angrenzenden Keilsegmenten 50 ein. Die Spalte 58 können einen Hohlraum erzeugen, der zwei angrenzende Keilsegmente 50 vollständig trennt; alternativ können, wie in 4A gezeigt, die Spalte 58 einen Hohlraum erzeugen, der nur einen Abschnitt von zwei angrenzenden Keilsegmenten 50 trennt.
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Die Aktuatorscheibe 90 ist konfiguriert, um die Kupplung selektiv in Eingriff zu bringen, um die Innenscheibe 30 mit der Außenscheibe 70 (und somit den Motor mit dem Drehmomentwandler) zu verriegeln. Die Aktuatorscheibe 90 kann so konfiguriert sein, dass sie sich in Reaktion auf einen angetriebenen Aktuator (nicht gezeigt), wie einen elektromagnetischen oder hydraulischen Aktuator, linear entlang der Achse 12 verschiebt. Der angetriebene Aktuator kann Stifte zwingen, gegen die Aktuatorscheibe 90 zu drücken, um die Aktuatorscheibe in axialer Richtung entlang der Achse 12 zu bewegen. Die Aktuatorscheibe 90 weist einen kurzen Hub entlang der Achse 12 auf, um die Kupplung zwischen einem verriegelten Modus (bei dem die Innenscheibe 30 und die Außenscheibe 70 nicht drehbar gekoppelt sind) und einem entriegelten Modus (bei dem die Innenscheibe 30 und die Außenscheibe 70 sich in Bezug zueinander drehen können) umzuschalten.
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Unter Bezugnahme auf die 1-4B kann die Aktuatorscheibe 90 eine ringförmige Form mit einer zylindrischen Außenfläche 92 und einer zylindrischen Innenfläche 94 haben. Die Aktuatorscheibe 90 kann auch eine Vielzahl von Dornen 96 einschließen, die sich in axialer Richtung parallel zur Achse 12 erstrecken. Jeder Dorn 96 ist so konfiguriert, dass er in eine der Spalte 58 zwischen zwei angrenzenden Keilsegmenten 50 passt. Die Dorne 96 können verjüngt oder abgeschrägt sein, um ein allmähliches Trennen und Ausdehnen des Spalts 58 während der Betätigung der Kupplung zu erleichtern.
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Die Kupplung ist im verriegelten Modus mittels Federn 52 vorgespannt, die zwei angrenzende Keilsegmente 50 trennen. Wie in den 4A-4B gezeigt, sind die Federn 52 radial mit einem äußersten Bereich der Innenfläche 64 des Außenrings 60 ausgerichtet, während die Dorne 96 radial mit einem innersten Bereich des Außenrings 60 ausgerichtet sind. Die Federn 52 sind vorgespannt, um die Spalte 58 zu minimieren. Dies hält die Keilscheibe 50 in einer radial verengenden Position, in der die Keilscheibe 50 einen ersten Durchmesser annimmt. Im verriegelten Modus sind mindestens einige der Keilsegmente 50 in einem ersten radialen Abstand von der Achse 12 positioniert. Jedes Keilsegment 50 ist zwischen dem Innen- und Außenring 40, 60 eingekeilt. Insbesondere definiert der innerste Bereich des Außenrings 60 einen Keilpunkt; wenn die Keilsegmente 50 in den Bereich zwischen dem Innenring 40 und dem innersten Bereich des Außenrings 60 gezwungen werden, werden die Keilsegmente 50 dazwischen „eingekeilt“, um den Innenring 40 mit dem Außenring 60 zu verriegeln.
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Um die Kupplung zu entriegeln, wird die Aktuatorscheibe 90 in Eingriff gebracht, um sich axial entlang der Achse 12 zu bewegen. Die Dorne 96 werden in die Spalte 58 gezwungen. Dies bewirkt, dass sich die Keilsegmente 50 voneinander trennen, wodurch die Größe der Spalte 58 gegen die Kraft der Federn 52 vergrößert wird. Zumindest einige der Keilsegmente 50 bewegen sich in Umfangsrichtung in Bezug zum Außenring 60. Insbesondere gleiten die Außenflächen 56 der Keilsegmente 50 entlang der verjüngten Innenflächen 66 des Außenrings 60 vom innersten Bereich des Außenrings 60 weg. Dies „entkeilt“ die Keilsegmente 50 zwischen dem Innenring 40 und dem Außenring 60. Dies hält die Keilscheibe 50 in einer radial ausdehnenden Position, in der die Keilscheibe 50 einen zweiten Durchmesser annimmt, der größer als der erste Durchmesser ist.
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Wenn der Aktuatorscheibe 90 befohlen wird, sich in axialer Richtung zurückzuziehen, können die Dorne 96 aus den Spalten 58 austreten. Dies ermöglicht es den Federn 52, die Keilsegmente 50 in Richtung ihrer radial verengenden Position zu zwingen, wodurch die Kupplung verriegelt wird, indem die Keilsegmente 50 zwischen dem Innenring 40 und dem Außenring 60 eingekeilt werden.
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In der in den 1-4B gezeigten Ausführungsform ist die Kupplungsanordnung in die Flexscheibe integriert. Dadurch kann das durch die Flexscheibe gehende Drehmoment selektiv getrennt werden. Mit anderen Worten, wenn die Kupplung offen oder ausgerückt ist, wird kein Drehmoment durch die Flexscheibe (z. B. zwischen dem Drehmomentwandler und dem Motor) hindurchgehen. Und wenn die Kupplung geschlossen oder eingerückt ist, kann das Drehmoment durch die Flexscheibe (z. B. zwischen dem Drehmomentwandler und dem Motor) hindurchgehen.
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Die 5 und 6 veranschaulichen eine zweite Ausführungsform einer Kupplungsanordnung zwischen dem Motorausgang und dem Drehmomentwandlereingang, bei der ähnliche Elemente durch Bezugszeichen gekennzeichnet sind, die um 100 erhöht sind. In dieser Ausführungsform kann die Flexscheibe (nicht gezeigt) als eine einzelne Komponente intakt bleiben, und die Kupplungsanordnung kann sich axial zwischen dem Drehmomentwandlergehäuse und der Flexscheibe befinden. In dieser Ausführungsform ist eine erste Scheibe 130, die ein Ausgang einer Dämpferanordnung oder einer Flexscheibe sein kann, konfiguriert, um sich mit dem Motor zu drehen. Eine zweite Scheibe 170 ist konfiguriert, um sich mit einer Drehmomentwandlerabdeckung 114 zu drehen. Insbesondere berührt die zweite Scheibe 170 direkt die Außenabdeckung 114 des Drehmomentwandlers 116 in einer Fläche-an-Fläche-Beziehung, die über Befestigungselemente wie Bolzen verbunden sind.
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In dieser Ausführungsform weist der Drehmomentwandler 116 eine Kolbenscheibe oder einen Kolben 118 auf, die/der innerhalb des Drehmomentwandlers 116 selbst axial zwischen der Turbine 117 und der Abdeckung 114 positioniert ist/sind. Der Kolben 118 kann mit der zweiten Scheibe 170 über Stifte 171, die sich durch die Abdeckung 114 und in bogenförmige Schlitze 173, die in der zweiten Scheibe gebildet sind, erstrecken, verbunden sein oder diese indirekt berühren. Dies ermöglicht eine leichte relative Umfangsdrehung der zweiten Scheibe in Bezug zur Abdeckung 114. Die Stifte 171 sind auch Teil des Betätigungssystems zum Betätigen der Betätigungsscheibe 190, wobei sie gegen die axiale Fläche der Betätigungsscheibe 190 drücken, um die Scheibe 190 in axialer Richtung zu bewegen, um die Kupplung zu verriegeln oder zu entriegeln. Beispielsweise kann ein Hydrauliksystem verwendet werden, um den Kolben 118 axial zu zwingen, wodurch bewirkt wird, dass sich die Stifte 171 und die verbundene Betätigungsscheibe 190 auch axial bewegen, um die Dorne in Eingriff zwischen angrenzenden Keilsegmenten zu drücken (wie vorstehend in Bezug auf 4A-4B beschrieben). Der Kolben 118, die Stifte 171 und die Betätigungsscheibe 190 sind befestigt, um sich als einheitliche Struktur zu bewegen, und können daher entweder als einstückige Komponente gebildet sein oder können einzelne Komponenten sein, die aneinander befestigt oder angebracht sind.
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Wie in dieser in den 5-6 gezeigten Ausführungsform zu sehen ist, ist die Kupplungsanordnung stärker unterteilt und von der Scheibe 130 (z. B.
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Dämpferscheibe oder Flexscheibe) getrennt, jedoch etwas in den Drehmomentwandler selbst integriert, wobei der Kolben 118 darin positioniert ist. Dies reduziert die axiale Verpackungslänge. Insbesondere ist ein Teil des Kupplungsgehäuses (z. B. die zweite Scheibe 170) mittels Nieten 131 direkt mit der Drehmomentwandlerabdeckung 114 vernietet. Anstelle von Nieten 131 kann das Kupplungsgehäuse an die Abdeckung 114 geschweißt oder auf andere Weise befestigt sein, sodass es sich mit der Abdeckung 114 dreht. Ebenso ist eine der Scheiben (z. B. die erste Scheibe 130, die ein Drehmoment von dem Motorausgang aufnimmt) mittels Nieten 133 direkt mit der Innennabe 140 vernietet, die den Innenring der Kupplung definiert. Anstelle von Nieten 133 kann die Scheibe 130 an die Innennabe 140 geschweißt oder auf andere Weise befestigt werden, sodass sie sich mit der Innennabe 140 dreht.
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Es versteht sich, dass die Keilkupplung in einigen Ausführungsformen, wie den vorstehend beschriebenen, so modifiziert werden kann, dass die verjüngten Flächen umgekehrt sind. Beispielsweise können die Keilsegmente 50 ihre in Umfangsrichtung verjüngten Flächen 56 auf der Innenfläche anstatt auf der Außenfläche aufweisen. Ebenso würde die Innennabe 40 verjüngte Außenflächen anstatt einer Umfangsnut aufweisen, und der Außenring 60 würde eine in Umfangsrichtung verlaufende Innenfläche mit einer Umfangsnut aufweisen, die die Außenfläche der Keilscheibe aufnimmt.
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Es versteht sich auch, dass die Keilkupplung in einigen Ausführungsformen, wie den vorstehend beschriebenen, so modifiziert werden kann, dass die Federn konfiguriert sind, um die Kupplung in dem entriegelten Modus und nicht im verriegelten Modus vorzuspannen. Beispielsweise kann die Position der Federn und Dorne umgekehrt werden, sodass die Federn 52 radial mit dem innersten Bereich des Außenrings 60 ausgerichtet sind und die Dorne 96 radial mit dem äußersten Bereich der Innenfläche 64 des Außenrings 60 ausgerichtet sind. In dieser Ausführungsform würde das Einsetzen der Dorne die Keilsegmente in Richtung des innersten Bereichs des Außenrings 60 drücken und die Keilsegmente 50 zwischen dem Innenring 40 und dem Außenring 60 einkeilen.
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Wenn eine Kupplung in die Flexscheibe integriert ist, wie in den hierin offenbarten Ausführungsformen, kann der Motor von dem Drehmomentwandler selektiv getrennt werden. Dadurch kann der Elektromotor das Getriebe antreiben, ohne auch den Motor rückwärts drehen zu müssen. Unter bestimmten Fahrbedingungen kann es erforderlich sein, zuzulassen, dass der Motor von dem Motor rückwärts gedreht wird. Die hierin offenbarte Kupplung kann daher in zwei Modi arbeiten: (1) in beiden Drehrichtungen vollständig verriegelt und (2) in einer Richtung verriegelt und in der anderen Richtung frei drehend. Die Kupplung in der Flexscheibe kann daher als schaltbare Einwegkupplung oder in spezielleren Ausführungsformen als schaltbare Einwegkeilkupplung beschrieben werden.
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Während hierin Begriffe wie „erste/erster/erstes“ und „zweite/zweiter/zweites“ verwendet werden, versteht es sich, dass diese Begriffe zur Unterscheidung zwischen zwei Komponenten dienen und in Abhängigkeit davon ausgetauscht werden können, welcher Begriff zuerst verwendet wird. Beispielsweise kann eine vorstehend beschriebene „erste Scheibe“ in den Ansprüchen für vorangegangene grundlegende Zwecke ohne Weiteres als „zweite Scheibe“ bezeichnet werden.
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Obwohl vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Ansprüche umschlossen sind. Bei den in der Beschreibung verwendeten Wörtern handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Wörter und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Zwar hätten verschiedene Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik beschrieben werden können, der Fachmann erkennt jedoch, dass bei einem oder mehreren Merkmalen oder Eigenschaften ein Kompromiss eingegangen werden kann, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der konkreten Anwendung und Realisierungsform abhängen. Diese Attribute können unter anderem und ohne auf diese beschränkt zu sein, Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit usw. einschließen. Sofern Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Realisierungsformen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, liegen diese Ausführungsformen daher nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können bei bestimmten Anwendungen wünschenswert sein.
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Bezugszeichenliste
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Das Folgende ist eine Liste der Bezugszeichen, die in den Figuren gezeigt sind. Es versteht sich jedoch, dass die Verwendung dieser Begriffe nur zu Veranschaulichungszwecken unter Bezugnahme auf eine Ausführungsformen dient. Die Verwendung von Bezugszeichen, die einem bestimmten Begriff entsprechen, der sowohl in den Figuren dargestellt als auch in den Ansprüchen vorhanden ist, soll die Ansprüche nicht darauf beschränken, nur die dargestellte Ausführungsform abzudecken.
- 10
- Flexscheibe
- 12
- Mittelachse
- 14
- Drehmomentwandleraußenabdeckung
- 16
- Drehmomentwandler
- 20
- Außendurchmesserbuchse (OD-Buchse)
- 22
- Innenfläche
- 24
- Außenfläche
- 26
- Aperturen
- 30
- Innenscheibe
- 32
- Öffnungen
- 34
- Außenfläche
- 40
- Innennabe oder Innenring
- 42
- Innenfläche
- 44
- Außenfläche
- 46
- Ringnut in der Außenfläche
- 50
- Keilsegmente oder Keilscheibe
- 52
- Federn
- 54
- Innenflächen
- 56
- Außenfläche
- 58
- Spalten
- 60
- Außenring
- 62
- Außenfläche
- 64
- Innenfläche
- 66
- verjüngte Flächen
- 70
- Außenscheibe
- 72
- Öffnungen
- 74
- ringförmige Aussparung
- 80
- Innendurchmesserbuchse (ID-Buchse)
- 82
- nach außen gewandte Fläche
- 90
- Aktuatorscheibe
- 92
- Außenfläche
- 94
- Innenfläche
- 96
- Dorne
- 110
- schaltbare Kupplungsanordnung
- 114
- Drehmomentwandleraußenabdeckung
- 116
- Drehmomentwandler
- 118
- Kolben
- 120
- OD-Buchse
- 130
- erste Scheibe
- 131
- Nieten
- 133
- Nieten
- 140
- Innennabe
- 150
- Keilsegmente oder Keilscheibe
- 160
- Außenring
- 170
- zweite Scheibe
- 171
- Stifte
- 173
- Schlitze
- 180
- ID-Buchse
- 190
- Aktuatorscheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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