-
Querverweis auf verwandte Anmeldung
-
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 5. September 2018 eingereichten
US-Anmeldung Nr. 16/122 206 , deren Offenbarung durch Bezugnahme in vollem Umfang hierin einbezogen ist.
-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Drehmomentwandler für ein Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe. Insbesondere ist der Drehmomentwandler mit einer Struktur bereitgestellt, um den Ladedruck in dem Drehmomentwandler zu kompensieren, der während eines Gangwechsels auftreten kann.
-
Hintergrund
-
Es ist bekannt, dass Kraftfahrzeuge mit Automatikgetriebe mit einem Drehmomentwandler ausgestattet sind. Der Drehmomentwandler ist eine Fluidkupplung, die Rotationskraft von einem Motor auf ein Automatikgetriebe übertragen kann. Drehmomentwandler beinhalten typischerweise eine vordere Abdeckung befestigt an einem Laufrad, die sich als Einheit drehen, um Fluid durch den Drehmomentwandler zu übertragen.
-
Kurzdarstellung
-
In einer Ausführungsform beinhaltet ein Drehmomentwandler eine vordere Abdeckung, die konfiguriert ist, ein Eingangsdrehmoment aufzunehmen, und ein Laufrad, das eine Außenschale aufweist, die nichtdrehbar mit der vorderen Abdeckung verbunden ist. Ein Abdeckungskompensator ist axial zwischen der vorderen Abdeckung und dem Laufrad angeordnet. Der Abdeckungskompensator weist einen inneren Abschnitt auf, der konfiguriert ist, gegen eine Getriebeeingangswelle abzudichten, und einen äußeren Abschnitt zwischen der vorderen Abdeckung und der Außenschale des Laufrads, der direkt mit der vorderen Abdeckung und der Außenschale des Laufrads verbunden ist.
-
In einer anderen Ausführungsform beinhaltet ein Drehmomentwandler eine vordere Abdeckung, die konfiguriert ist, ein Eingangsdrehmoment aufzunehmen, und ein Laufrad, das eine Außenschale aufweist, die mit der vorderen Abdeckung gekoppelt ist. Eine Kupplung kann durch einen Kolben selektiv in Eingriff gebracht werden. Ein Abdeckungskompensator befindet sich axial zwischen der vorderen Abdeckung und dem Kolben. Der Abdeckungskompensator weist eine radial innerste Dichtoberfläche auf, die konfiguriert ist, in eine Getriebeeingangswelle einzugreifen und diese abzudichten. Der Abdeckungskompensator weist eine Öffnung auf, um Fluidkammern fluidisch zu koppeln, die sich auf beiden axialen Seiten des Abdeckungskompensators befinden.
-
In einer anderen Ausführungsform weist ein Drehmomentwandler eine vordere Abdeckung, die um eine Achse drehbar ist, und einen Abdeckungskompensator auf, der nichtdrehbar an der vorderen Abdeckung befestigt ist. Der Abdeckungskompensator weist eine innere Oberfläche auf, die konfiguriert ist, gegen eine Eingangswelle eines Getriebes abzudichten. Eine erste Fluidkammer ist axial zwischen der vorderen Abdeckung und dem Abdeckungskompensator definiert. Ein Kolben ist konfiguriert, axial zu gleiten, um eine Kupplung in Eingriff zu bringen. Eine zweite Fluidkammer ist axial zwischen dem Abdeckungskompensator und dem Kolben definiert.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers gemäß einer Ausführungsform, der einen Abdeckungskompensator aufweist.
-
Ausführliche Beschreibung
-
Die 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 annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische 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 jeder Fachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Merkmalskombinationen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen bzw. Implementationen erwünscht sein.
-
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Abschnitt eines Drehmomentwandlers 10 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Mindestens einige Abschnitte des Drehmomentwandlers 10 sind um eine Mittelachse 11 drehbar. Zwar ist in 1 nur ein Abschnitt über der Achse gezeigt, es versteht sich jedoch, dass der Drehmomentwandler unter der Achse im Wesentlichen ähnlich aussehen kann, wobei sich viele Komponenten um die Achse erstrecken. Begriffe wie „axial“, „radial“, „umlaufend“, „nach außen“ usw. sollen sich im hierin verwendeten Sinne auf die Mittelachse 11 beziehen. Die Leistung eines Fahrzeugmotors (nicht gezeigt) kann über Fluid und über den Drehmomentwandler auf ein Getriebe übertragen werden. Insbesondere kann die Leistung zuerst auf eine vordere Abdeckung 12 des Drehmomentwandlers 10 übertragen werden. Der Drehmomentwandler 10 beinhaltet außerdem eine Pumpe oder ein Laufrad 14 mit einer Außenschale oder Laufradschale 15, die nichtdrehbar mit der vorderen Abdeckung 12 verbunden ist, sodass sich das Laufrad 14 dreht, wenn sich die vordere Abdeckung 12 dreht. Wie nachstehend beschrieben wird, stellt diese Offenbarung einen Abdeckungskompensator 50 zwischen der vorderen Abdeckung 12 und dem Laufrad 14 bereit, während typische Drehmomentwandler eine direkte integrale Verbindung zwischen dem Laufrad 14 und der vorderen Abdeckung 12 aufweisen; es kann daher gesagt werden, dass die vordere Abdeckung 12 und das Laufrad 14 indirekt über den Abdeckungskompensator 50 miteinander verbunden sind. Der Drehmomentwandler beinhaltet außerdem eine Turbine 16, einen Stator 18 und einen Schwingungsdämpfer 20 zum hydraulischen Übertragen von Drehmoment durch den Drehmomentwandler. Diese Komponenten sind als Beispiele für Komponenten des Drehmomentwandlers gezeigt und könnten in anderen Ausführungsformen durch eine beliebige Art bzw. einen beliebigen Typ von Abdeckung, Laufrad, Turbine, Stator und/oder Schwingungsdämpfer ersetzt werden, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, und in einigen Ausführungsformen sind einige dieser Komponenten möglicherweise nicht einmal enthalten.
-
Das Laufrad 14 weist Schaufeln auf, die das Fluid nach außen drücken, wenn sie um die Achse 11 gedreht werden. Das Fluid drückt gegen die Turbine 16 des Drehmomentwandlers 10, wodurch bewirkt wird, dass sich die Turbine 16 um die Achse 11 dreht. Der Stator 18 dient dazu, das Fluid von der Turbine 16 mit minimalem oder ohne Leistungsverlust zum Laufrad 14 zurückzuführen. Antriebsleistung wird von der Turbine 16 auf eine Eingangswelle des Getriebes (nicht gezeigt) übertragen.
-
Der Drehmomentwandler 10 beinhaltet einen Kolben 22. Wie nachstehend beschrieben wird, beinhaltet der Drehmomentwandler 10 einen Abdeckungskompensator 50, der axial zwischen der Abdeckung 12 und dem Kolben 22 angeordnet ist. Der Kolben 22 ist über Federn 23 (z. B. Blattfedern) mit dem Abdeckungskompensator 50 verbunden. Die Federn 23 sind nur eine von mehreren möglichen Verbindungen zwischen dem Kolben 22 und dem Abdeckungskompensator 50. Als Reaktion auf das Unterdrucksetzen eines Mediums (z. B. eines Fluids wie Öl) in verschiedenen Kammern des Drehmomentwandlers (z. B. der Kolbenbeaufschlagungskammer 40 und der Fluidkompensationskammer 42) auf gegenüberliegenden axialen Seiten des Kolbens 22 bringt der Kolben 22 die Kupplung 24 in Eingriff. Beispielsweise bewegt in einer Ausführungsform eine Erhöhung des Fluiddrucks in der Kolbenbeaufschlagungskammer 40 den Kolben 22 in Richtung der Kupplung 24, was eine Druckkraft auf die Kupplung 24 erhöht und bewirkt, dass die Kupplung 24 eingreift. Eine Abnahme des Fluiddrucks in der Kolbenbeaufschlagungskammer 40 ermöglicht es dem Kolben 22, sich von der Kupplung 24 wegzubewegen, was die Druckkraft auf die Kupplung 24 verringert und bewirkt, dass sich die Kupplung 24 löst. Während der axialen Bewegung des Kolbens 22 gleitet der Kolben 22 entlang einer Abdeckungszentrierplatte 21, die beispielsweise über Schweißungen 29 nichtdrehbar am Abdeckungskompensator 50 befestigt ist. Eine Dichtung 31 hält eine Fluidtrennung zwischen den Kammern 40, 42 aufrecht, während der Kolben 22 entlang der Abdeckungszentrierplatte 21 gleitet.
-
Die Kupplung 24 ist eine Sperrkupplung, die konfiguriert ist, die Getriebeeingangswelle mit einer rein mechanischen Kopplung mechanisch mit der Abdeckung 12 zu koppeln, was dazu führt, dass kein Schlupf und praktisch kein Leistungsverlust auftritt. In einer Ausführungsform beinhaltet die Kupplung 24 eine Kupplungsscheibe 26, die drehbar an einer Abdeckungsplatte 28 des Schwingungsdämpfers 20 befestigt ist und selektiv mit dem Kolben 22 und einer Kupplungsgegenplatte 27 in Eingriff gebracht werden kann, die in Bezug auf die Abdeckung 12 fixiert ist.
-
In der veranschaulichten Ausführungsform stehen der Kolben 22 und ein Flansch 30 des Dämpfers 20 direkt mit der Getriebeeingangswelle in Eingriff. Der Kolben 22 ist gegen die Welle an einem sich axial erstreckenden Abschnitt abgedichtet, der eine Abdeckungszentrierplattenbohrung 25 definiert, während der Flansch 30 über eine Keilverbindung bei 32 mit der Welle in Eingriff steht. In einer Ausführungsform kann der Flansch 30 Teil einer Nabe sein, die separat an der Getriebeeingangswelle verbunden ist.
-
Der Dämpfer 20 beinhaltet mindestens eine Feder 34. Wenn die Kupplung 24 gesperrt oder geschlossen ist, wird Drehmoment von der Abdeckung 12 und dem Abdeckungskompensator 50 auf die Abdeckungsplatte 28 übertragen, die das Drehmoment durch die Feder 34, durch den Flansch 30 und bei Keilverbindung 32 auf die Getriebeeingangswelle überträgt.
-
Das Getriebe (nicht gezeigt) kann ein Automatikgetriebe sein. Bei typischen Drehmomentwandlern kann der Ladedruck in den Kammern (z. B. der Kolbenbeaufschlagungskammer) erheblich ansteigen, wenn das Getriebe angewiesen wird, den Gang zu wechseln. Dies kann wiederum dazu führen, dass sich die Abdeckung des Drehmomentwandlers durchbiegt und sich das Volumen der Beaufschlagungskammer ändert. Wenn dies geschieht, wird der Druck in der Beaufschlagungskammer beeinflusst, was bewirken kann, dass ein unvorhersehbares Drehmoment durch den Drehmomentwandler geleitet wird.
-
Daher beinhaltet der Drehmomentwandler der vorliegenden Offenbarung gemäß verschiedenen hierin beschriebenen und oben kurz angedeuteten Ausführungsformen einen Abdeckungskompensator 50. Der Abdeckungskompensator 50 ist oder beinhaltet eine zusätzliche Platte, die sich axial zwischen der Abdeckung 12 und dem Kolben 22 befindet. Die Kolbenbeaufschlagungskammer 40 befindet sich daher axial zwischen dem Abdeckungskompensator 50 und dem Kolben 22. Der Abdeckungskompensator 50 kompensiert den Ladedruck und den Rotationsdruck beim Gangwechsel vollständig und bewahrt die Abdeckung 12 vor Durchbiegung. Wie in 1 zu sehen ist, sind die Kammern zu beiden axialen Seiten des Abdeckungskompensators 50 fluidisch verbunden, sodass der Druck auf beiden Seiten des Abdeckungskompensators 50 identisch ist. Dies minimiert oder eliminiert bei Ladedruckänderungen die Durchbiegung des Abdeckungskompensators 50 in Bezug auf den Kolben 22.
-
In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet der Abdeckungskompensator 50 eine radial nach innen gerichtete Oberfläche, die eine Dichtoberfläche 52 definiert, die die Getriebeeingangswelle berührt. Die Getriebeeingangswelle kann eine geformte Nut oder ein Oberflächenmerkmal aufweisen, das konfiguriert ist, die Dichtoberfläche 52 aufzunehmen oder in Eingriff zu bringen, um die Dichtung zu erzeugen. An einem radial äußeren Ende beinhaltet der Abdeckungskompensator 50 einen ersten Abschnitt 54, der mit der vorderen Abdeckung 12 (z. B. über eine Schweißung bei 55) in Eingriff steht, und einen zweiten Abschnitt 56, der mit der Laufradschale 15 des Laufrads 14 (z. B. über eine Schweißung bei 57) in Eingriff steht. Der Abdeckungskompensator 50 kann eine Komponente separat von der Abdeckung 12 sein, die an allen anderen Abschnitten als der Schweißung bei 55 axial von der Abdeckung 12 getrennt ist.
-
Der Abdeckungskompensator 50, die vordere Abdeckung 12 und die Laufradschale 15 können alle fest miteinander verbunden sein, um die Form einer einzigen Komponente anzunehmen. Wie in 1 zu sehen ist, kann der radial äußerste Teil des gesamten Drehmomentwandlers 10 und der Dämpferanordnung einen Teil der Abdeckung 12, einen Teil des Abdeckungskompensators 50 und einen Teil der Laufradschale 15 beinhalten. In anderen Ausführungsformen ist die Abdeckung 12 jedoch direkt mit der Laufradschale 15 verschweißt, und der Abdeckungskompensator ist mit einer inneren Oberfläche der Abdeckung 12 verbunden und bildet keinen Teil des radial äußersten Teils des Drehmomentwandlers und der Dämpferanordnung. Wird die Beaufschlagungskammer 40 unter Druck gesetzt, bewirkt Fluid, dass sich der Kolben 22 axial relativ zum Abdeckungskompensator 50 entlang der Abdeckungszentrierplatte 21 bewegt. Während einer solchen Bewegung gleitet eine Dichtung 58 entlang einer nach innen gerichteten Oberfläche einer sich axial erstreckenden Dichtungsplatte 59, die sich axial vom Abdeckungskompensator 50 erstreckt. Wenn der Kolben 22 als Reaktion auf den hydraulischen Druck axial bewegt wird (z. B. in der in 1 gezeigten Ansicht nach rechts), wird die Kupplung 24 mindestens teilweise oder vollständig in Eingriff gebracht.
-
Der Abdeckungskompensator 50 befindet sich axial zwischen der Abdeckung 12 und dem Kolben 22 und kann die Ladedrücke und Rotationsdrücke während eines Gangwechsels vollständig ausgleichen. Diese zusätzliche Materialschicht verringert einen möglichen Stoß, der andernfalls während dieser Zeit eine Durchbiegung der Abdeckung 12 bewirken kann.
-
Der Abdeckungskompensator 50 beinhaltet außerdem eine oder mehrere Öffnungen oder Strömungslöcher 60, sodass die beiden axialen Seiten des Abdeckungskompensators 50 fluidisch in Verbindung stehen. Dies koppelt die Abschnitte des Drehmomentwandlers fluidisch, um ein Druckgleichgewicht unmittelbar außerhalb der Druckbeaufschlagungskammer 40 aufrechtzuerhalten. Insbesondere ist eine Ladedruckkammer 62 zwischen der Abdeckung 12 und dem Abdeckungskompensator 50 fluidisch mit einer Fluidkammer 64 gekoppelt, die direkt axial mit der Kupplung 24 ausgerichtet ist. Die Ladedruckkammer 62 erstreckt sich außerdem in einen Bereich, in dem sich der Dämpfer 20 befindet. Dies zwingt Fluid während der Fluidzirkulation durch die Kupplung 24, wodurch die Kühlung der Kupplung verbessert wird. Der erzwungene Kühlstrom wird erreicht, indem die zusätzliche Dichtoberfläche 52 des Abdeckungskompensators 50 hinzugefügt wird und Löcher in der Kupplungsgegenplatte 27 entfernt werden, die andernfalls bei Fehlen eines Abdeckungskompensators 50 bereitgestellt sein könnten.
-
Gemäß einer Ausführungsform umgibt der Abdeckungskompensator 50 sowohl die Beaufschlagungskammer 40 als auch die Kompensationskammer 42 mit anderen Kammern, die darin Fluiddruck aufweisen. Bei einem Vierkanal-Drehmomentwandler wird dadurch die Funktion der Abdeckung der vier Kanäle auf zwei verschiedene Komponenten aufgeteilt. Dabei weist der Abdeckungskompensator 50, der die Kupplungskammern trägt, aufgrund einer Änderung des Ladedrucks nicht mehr so viel Durchbiegung auf, wodurch die Kupplungssteuerung bei dynamischen Ladedruckereignissen verbessert wird.
-
Zwar sind vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, es ist jedoch nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Ansprüche umfasst 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 veranschaulicht 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 für ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften ein Kompromiss eingegangen werden kann, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der konkreten Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute können Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit usw. beinhalten, sind aber nicht auf diese beschränkt. In dem Maße, in dem Ausführungsformen in Bezug auf ein oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik beschrieben sind, liegen diese Ausführungsformen daher nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
-
Bezugszeichenliste
-
Es folgt eine Liste der Bezugszeichen, die in den Figuren gezeigt sind. Es versteht sich jedoch, dass die Verwendung dieser Begriffe nur der Veranschaulichung in Bezug auf eine Ausführungsform dient. Die Verwendung von Bezugszeichen, die einem bestimmten Begriff entsprechen, der sowohl in den Figuren veranschaulicht ist als auch in den Ansprüchen vorkommt, soll die Ansprüche nicht darauf beschränken, nur die veranschaulichte Ausführungsform einzubeziehen.
- 10
- Drehmomentwandler
- 12
- Vordere Abdeckung
- 14
- Laufrad
- 15
- Laufradschale
- 16
- Turbine
- 18
- Stator
- 20
- Schwingungsdämpfer
- 21
- Abdeckungszentrierplatte
- 22
- Kolben
- 23
- Feder
- 24
- Kupplung
- 25
- Abdeckungszentrierplattenbohrung
- 26
- Kupplungsscheibe
- 27
- Kupplungsgegenplatte
- 28
- Abdeckungsplatte
- 29
- Schweißungen
- 30
- Flansch
- 32
- Keilverbindung
- 34
- Feder
- 40
- Kolbenbeaufschlagungskammer
- 42
- Kompensationskammer
- 50
- Abdeckungskompensator
- 52
- Dichtoberfläche
- 54
- Erster Abschnitt des Abdeckungskompensators
- 55
- Schweißung
- 56
- Zweiter Abschnitt des Abdeckungskompensators
- 57
- Schweißung
- 58
- Dichtung
- 59
- Dichtungsplatte
- 60
- Strömungsloch
- 62
- Ladedruckkammer
- 64
- Fluidkammer
-
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
-
