WO2007124714A1 - Freilauf mit dämpfung - Google Patents

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WO2007124714A1
WO2007124714A1 PCT/DE2007/000642 DE2007000642W WO2007124714A1 WO 2007124714 A1 WO2007124714 A1 WO 2007124714A1 DE 2007000642 W DE2007000642 W DE 2007000642W WO 2007124714 A1 WO2007124714 A1 WO 2007124714A1
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WO
WIPO (PCT)
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freewheel
axis
radially disposed
rotation
opening
Prior art date
Application number
PCT/DE2007/000642
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
William Brees (Bill)
Christopher Shamie
Philip George
Jeff Hemphill
Original Assignee
Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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Filing date
Publication date
Application filed by Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg filed Critical Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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Priority to DE112007000909T priority patent/DE112007000909A5/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H41/00—Rotary fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H41/24—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/18—Freewheels or freewheel clutches with non-hinged detent
    • F16D41/185—Freewheels or freewheel clutches with non-hinged detent the engaging movement having an axial component
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/22—Vibration damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H41/00—Rotary fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H41/24—Details
    • F16H2041/246—Details relating to one way clutch of the stator

Definitions

  • the invention relates to improvements in a device for transmitting power between a rotary drive unit (for example the motor of a motor vehicle) and a rotationally driven unit (for example the automatic transmission in the motor vehicle).
  • a rotary drive unit for example the motor of a motor vehicle
  • a rotationally driven unit for example the automatic transmission in the motor vehicle.
  • the invention relates to a freewheel with vibration damping in a stator of a torque converter.
  • the freewheel includes a damper disc between the friction discs of the freewheel to minimize the shock, noise and vibration associated with the transition from freewheel mode to latched mode in the stator.
  • FIGS. 13A to 13C are partial cross-sectional views of a freewheel without damping. The following description will be seen in conjunction with FIGS. 13A to 13C.
  • the freewheel is used in stators to separate the blades of the stator in the direction of rotation from the shaft of the stator during a freewheeling mode and to lock the blades and the stator shaft during a locked mode.
  • the stator changes from free-wheeling (freewheeling) to transmitting a torque.
  • freewheeling freewheeling
  • the disk 802 in FIG. 13A is rotatable and includes openings 804.
  • the disk 806 is fixed in the direction of rotation and includes projections 808.
  • the disk 806 is urged toward the direction 809 by an elastic means (not shown).
  • the freewheel is in a freewheeling mode (the disc 802 rotates in the direction 810). Segments 816 of the disc 802 engage the segments 814 and the disc 812 also rotates in the direction 810.
  • the washer 812 slides over the disc 806 and the protrusions 808 so that the protrusions 808 do not enter the openings 804.
  • the freewheel changes to a latched mode and the disc 802 rotates in the direction 818.
  • the apertures 820 in the disc 812 begin to align with the apertures 804.
  • the disc 812 rotates until the apertures 804 and 820 have aligned so far that the projections 808 can be pushed into the apertures 804.
  • the segments 814 engage the protrusions.
  • the segments 816 rotate so far into the segments 814 that the discs 802 and 806 are engaged with each other.
  • the moment of inertia or energy associated with the disks 802 and 812 causes undesirable vibrations and noise. That is, the movement of the disks 802 and 812 into the disk 806 is slowed down only slightly or not at all.
  • the amount of energy, and thus the amount of noise and vibration, is related to the play that occurs during the transition in the movement of the components.
  • compensation components To reduce the game in the freewheel insertion of compensation components is known. These components require high accuracy for them to work properly. Unfortunately, this degree of accuracy may be greater than or even incompatible with the freewheeling accuracy of the other components. For example, freewheel punched components can significantly reduce the cost and complexity of the freewheel. However, including the balancing components using stamped components may be difficult or even impossible.
  • the present invention generally includes a freewheel in a stator for a torque converter having a first radially disposed member fixed in rotation with respect to a longitudinal axis of the stator, a second radially disposed member rotatable about the axis and so arranged that it engages in a first direction of rotation in the first element, and includes a third arranged in the radial direction element which is rotatable about the axis and is arranged in the axial direction between the first and the second element.
  • the third element is arranged to dampen the energy associated with snap-in.
  • the third radially disposed member is arranged to effect hydraulic damping
  • the torque converter includes a fluid
  • the third member includes a substantially radially disposed member that is axially separated from the third member and arranged to partially enclose a portion of the liquid in communication with the third element.
  • the second element is arranged such that rotation of the second element in the first direction during engagement causes substantial displacement of the portion of the fluid.
  • the first or second element further includes at least a first opening and first and second axially facing sides, a portion of the third element is disposed in the at least one first opening, the third element is proximate to first axially facing side, and the radially arranged segment is located in the vicinity of the second axially facing side.
  • the freewheel includes a fourth radially disposed member, the first or second member further comprising at least one second opening, and the fourth member at least partially obstructs the at least one second opening.
  • the fourth element is connected to the third element.
  • the first or second member further includes third and fourth axially facing sides, the third member is disposed near the third axially facing side, and the fourth member is proximate the fourth in axial Direction facing page arranged.
  • the fourth element further comprises at least one third opening, the third element further comprises at least one tongue, and the at least one tongue is disposed in the at least one third opening.
  • the third radially disposed element is arranged to effect mechanical damping, the third element further comprises at least one elastically deformable extension, and the second element is arranged such that rotation of the second element in the first direction causing the first and second members to compress the at least one elastically deformable extension.
  • the first element further comprises at least a fourth opening having a first side
  • the second element is arranged to press the at least one elastically deformable extension against the first side
  • the second element further comprises at least a fifth opening having a second side, and the second side is arranged so that it presses the at least one elastically deformable extension against the first element.
  • At least one element is formed by stamping from the first, second, third, and fourth elements.
  • the present invention also generally includes a one-way clutch in a torque converter stator having a radially disposed member having an opening, a second radially disposed member having at least one protrusion disposed to rotate in a first rotational direction engages in the first element, and includes a third arranged in the radial direction element.
  • the third member is rotatable about a longitudinal axis of the stator, disposed in the axial direction between the first and second discs, and further arranged to provide hydraulic damping of the energy associated with engagement.
  • the third element forms a structure partially enclosing a portion of a fluid in the torque converter, the first or second element being fixed in rotation with respect to the axis, the other of the two being rotatable about the axis, and the rotation of the respective one other element is oriented so that during latching the part of the liquid is substantially displaced.
  • the present invention generally includes a freewheel in a torque converter stator having a first radially disposed element with at least one opening, a second radially disposed element having at least one projection arranged to be in one first rotational direction in the first element engages, and includes a third arranged in the radial direction element.
  • the third member is rotatable about a longitudinal axis of the stator, disposed in the axial direction between the first and second discs, and further arranged to provide hydraulic damping of the energy associated with engagement.
  • the freewheel also includes a fourth radially disposed member connected to the third member such that the fourth member at least partially obstructs the at least one aperture.
  • the first or the second element are fixed in the direction of rotation with respect to the axis, the other of the both elements are rotatable about the axis, and the rotation of the other element is so aligned that during the engagement of the third and the fourth element located part of the liquid is substantially displaced.
  • the present invention generally includes a one-way clutch in a torque converter stator having a first radially disposed member having at least one opening, a second radially disposed member having at least one protrusion disposed therein a first rotational direction in the first element engages, and includes a third arranged in the radial direction element.
  • the third member is rotatable about a longitudinal axis of the stator, disposed in the axial direction between the first and second discs, and further arranged to provide hydraulic damping of the energy associated with engagement.
  • the third element comprises at least one elastically deformable extension, the first or the second element are fixed in the direction of rotation with respect to the axis, the other of the two elements is rotatable about the axis, and the rotation of the other element causes the first and the second element that compress at least one elastically deformable extension.
  • the present invention generally includes a freewheel in a component of an automotive drive that includes a first member fixed radially with respect to an axis of the component and having at least one first latch and a second axle rotatable member having at least one second latch ,
  • the first and second detents are arranged to snap together in a first rotational direction to mutually lock the first and second members in the first rotational direction.
  • the freewheel is arranged to hydraulically damp a shock of the first and second detents upon engagement.
  • the first latching device is an opening or depression and a second latching device is a projection.
  • the first member is a first radially disposed member
  • the second member is a second radially disposed member
  • the freewheel includes a third radially disposed member that is rotatable about the axis and interposed in the axial direction the first and the second element is arranged and designed so that it causes the hydraulic damping.
  • the drive component includes a Liquid
  • the third element includes a substantially radially arranged segment which is displaced in the axial direction relative to the third element and arranged so that it partially encloses a part of the liquid together with the third element.
  • the second element is arranged such that rotation of the second element in the first direction during engagement causes substantial displacement of the portion of the fluid.
  • the freewheel includes a fourth radially disposed member, and the first or second member includes at least one second opening, and the fourth member at least partially blocks the second opening.
  • the first or second member includes third and fourth axially facing sides, the third member is disposed near the third axially facing side, and the fourth member is proximate to the fourth in the axial direction arranged side.
  • the freewheel includes a fifth and a sixth radially disposed element and a liquid.
  • the first and second members are disposed in the axial direction between the fifth and sixth radially disposed members, and the fifth and sixth radially disposed members are arranged to at least partially sandwich the fluid between the first and second members Include locking device.
  • the component is a transmission, an auxiliary drive unit or a torque converter.
  • the freewheel may be a freewheel in a stator.
  • the present invention also includes a freewheel in an automotive drive component having a first radially disposed element fixed in rotation with respect to an axis of the component and having at least one first latching device, a second radially disposed element is rotatable about the axis and has at least one second latching device, and a third arranged in the radial direction element which is rotatable about the axis and is arranged in the axial direction between the first and the second element.
  • the first and the second latching means are arranged so that they engage in one another in a first rotational direction to the first and the second element in the first rotational direction to lock against each other, and the third disc is arranged so that it mechanically damps a shock of the first and the second locking device during engagement.
  • the third member includes at least one elastically deformable extension and the second member is arranged such that rotation of the second member in the first direction causes the first and second members to compress the elastically deformable extension.
  • the first element includes at least a first opening having a first side, and the second element is arranged to press the at least one elastically deformable extension against the first side.
  • the second element includes at least one second opening with a second side, and the second side is arranged to press the at least one elastically deformable extension against the first element.
  • a general object of the present invention is to provide a freewheel in an automotive drive component which generates as few vibrations and noises as possible when shifting into a locked mode.
  • Another general object of the present invention is to provide a freewheel in a stator which generates as few vibrations and noises when switching to a locked mode.
  • Fig. 1 is an exploded rear view of a freewheel according to the present invention
  • Fig. 2 is an exploded front view of the freewheel shown in Fig. 1;
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a three disc freewheel according to the present invention with hydraulic damping in a torque converter;
  • Figures 4A to 4C are partial cross-sectional views along section line 4-4 in Figure 3;
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a three disc freewheel according to the present invention with hydraulic damping in a torque converter;
  • Figs. 6A to 6C are partial cross-sectional views taken along section line 6-6 in Fig. 5;
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a four-disc freewheel according to the present invention with hydraulic damping in a torque converter;
  • Figs. 8A to 8C are partial cross-sectional views taken along section line 8-8 in Fig. 7; 9 is a partial cross-sectional view of a three disc freewheel according to the present invention with hydraulic damping in a torque converter;
  • Figs. 10A to 10C are partial cross-sectional views taken along section line 10-19 in Fig. 9;
  • Figs. 11A to 11C are partial perspective rear views of a washer and elastically deformable members in the freewheel shown in Fig. 9;
  • Figures 12A to 12C are partial perspective rear views of a washer and elastically deformable members in the freewheel shown in Figure 9; and Figures 13A to 13C are partial cross-sectional views of a freewheel without damping.
  • front side refers to an axial direction that points to an engine to which a torque converter is connected
  • rear side refers to an axial direction that points to a transmission to which the torque converter is connected. It should be clear that the meanings of these terms can be reversed. Further, it should be understood that a freewheel according to the present invention is not limited to the axial orientation shown in the figures. For example, for one and the same engine and transmission arrangement, the alignment in the axial direction may be reversed.
  • a freewheel according to the present invention in an automotive drive component includes the base assembly of a first element incorporated in Direction of rotation with respect to an axis of the component is fixed and has at least one first latching device, and a second element which is rotatable about the axis and at least one second latching device.
  • the first and the second latching means are arranged so that they engage in one another in a first rotational direction in order to lock the first and the second element in the first rotational direction against each other.
  • the elements may be separated from each other in the axial or in the radial direction.
  • the locking devices are usually separated from each other in the axial direction, and in the second case, the locking devices are usually separated from each other in the radial direction.
  • the freewheel is arranged so that it hydraulically damps the impact of the first and the second latching device during engagement.
  • both the first and second members are rotatable about the axis.
  • the first latching means is an aperture or recess and the second latching means is a projection, for example a wedge-shaped nose.
  • axial direction is meant a direction which is parallel to a longitudinal axis of the freewheel. That is, the separation between the elements is in an axial direction.
  • the freewheel includes two arranged in the radial direction elements.
  • radial direction is meant a direction which is parallel to a radius of the freewheel.
  • the first and second members are axially disposed between the radially disposed members, and the radially disposed members are arranged to at least partially enclose the fluid in the component between the first and second detents.
  • the first and second members and the detents form at least portions of the peripheral sides of pockets
  • the radially disposed members form at least portions of the radial sides of the pockets.
  • circumference is meant a geometric location defined by a uniform distance from the longitudinal axis. For example, the end of a radius about the axis describes a perimeter.
  • the pockets trap the liquid and the latching devices must be in the pockets at the start of latching Displace liquid.
  • the radially arranged elements obstruct the flow of liquid out of the space between the latches, thus increasing the energy required to displace the liquid.
  • the energy expenditure on the part of the rotating element for displacing the liquid dampens the impact of the locking devices. This process of fluid displacement is similar to the process described below for the figures.
  • component may be any of the automotive drive components, such as, but not limited to, a transmission and an auxiliary drive unit, for example, to drive an air conditioner while a drive unit in a vehicle is off.
  • a freewheel according to the present invention can be used for any application of a freewheel in a torque converter.
  • the freewheel is a freewheel in a stator as described in connection with the following figures.
  • a freewheel according to the present invention in an automotive drive component includes the base assembly of a first radially disposed member fixed radially with respect to an axis of the component and having first detents, and a second radially disposed member which is rotatable about the axis and has second latching means.
  • the first and the second latching means are arranged so that they engage in one another in a first rotational direction in order to lock the first and the second element in the first rotational direction against each other.
  • the freewheel also includes a third radially disposed member disposed axially between the first and second members to mechanically dampen the energy associated with detent engagement.
  • the third member includes at least one elastically deformable extension and the second member is arranged such that rotation of the second member in the first direction causes the first and second members to compress the at least one elastically deformable extension.
  • This elastic deformation process is similar to the process described in connection with the following figures.
  • FIG. 1 is an exploded rear view of a freewheel 100 according to the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded front view of the freewheel 100.
  • FIG. 2 is an exploded front view of the freewheel 100.
  • the freewheel 100 is part of a stator (not shown) in a torque converter (not shown).
  • Radially-arranged elements 102 and 104 or discs 102 and 104 are arranged so that they snap together when one of the discs rotates in a direction corresponding to a latched mode of the stator, for example in direction 108.
  • the term "in radial Directional Element" refers to a component in the freewheel assembly that has at least parts that are substantially disc-shaped and substantially perpendicular to the longitudinal axis 110.
  • the component may consist of a continuous disc or a ring
  • the detent arrangement in freewheel 100 for example, the arrangement of discs 102 and 104, may be formed by any means known in the art, and in some aspects, at least portions of one in the axial direction. and disengaging freewheel mechanism for a torque converter U.S. Patent Application No.
  • the discs 102 and 104 are arranged in the radial direction with respect to the longitudinal axis 110.
  • the disc 102 is part of the hub 112. Since the hub 112 is rotationally connected by a spline segment 114 to the stator shaft (not shown), the disc 102 is fixed in the direction of rotation. That is, the disc 102 is fixed in the direction of rotation with respect to the axis 110 and can not rotate about the axis 110.
  • the disk 102 may be integral with the hub 112 or separate from the hub and connected to the hub using any means known in the art.
  • the disc 104 is connected to blades (not shown) of the stator and rotates together with the blades.
  • protrusions 116 on the disc 104 snap into apertures 118 in the disc 102.
  • this arrangement can also be reversed.
  • the radially fixed disc is provided with projections and the rotating disc is apertured.
  • the disk 106 is axially disposed between the disks 102 and 104 so as to dampen the energy associated with the interlocking of the disks 102 and 104.
  • the damping is hydraulic. That is, hydraulic elements and / or functions are used to effect damping.
  • the torque converter with built-in freewheel 100 includes fluid (not shown) for transmitting torque and cooling.
  • the disc 106 includes hydraulic damping elements or structures 119 arranged to enclose a portion of the fluid in communication with the disc 106.
  • the elements 119 include substantially radially disposed segments 120 that are axially separated from the disk 106.
  • the segments 120 are arranged to enclose a portion of the liquid in communication with the disk 106, particularly the main body 122. That is, segment 120 and body 122 form part of a pocket in which the liquid is trapped becomes.
  • the displacement of the trapped liquid causes damping in a hydraulically damped freewheel assembly according to the present invention.
  • the disc 106 includes at least one substantially axially disposed segment 124 that is connected to the main body 122 and the segment 120. At least a portion of the segments 124 are disposed in openings 118. The segment 124 forms part of the above-mentioned pocket.
  • the disc 104 is pressed by an elastic means 128 in the direction 126. As the elastic means 128, any means known in the art may be used.
  • the freewheel 100 is not limited to the arrangement shown.
  • the discs 102 and 106 are not limited to the number, size, or configuration of the apertures 118 and 132, respectively.
  • the disk 104 is not limited to the number, size or design of the projections 116 shown.
  • Segments 120 and 124 are not limited to the number, size or design shown.
  • a circumferential length of the part 120 and an axial length of the segment 124 are not limited to specific values.
  • the axial length is typically associated with the axial thickness 140 of the disc 102 and the circumferential length is related to the circumferential width 142 of the apertures 118.
  • the circumferential length and axial length are also shown below (reference numerals 236 and 238 in FIG Fig. 4).
  • the above discussion regarding the number, size, shape, shape, or dimensions of the disks, openings, protrusions, and generally the components of a freewheel according to the present invention may also be applied to other freewheel assemblies according to the present invention described below and will be used for space reasons not repeated below.
  • the disks 102, 104 and 106 and the hub 112 may be formed by any means known in the art. In some aspects, some or all of the discs and the hub are stamped.
  • the disk 104 may be connected to the blades of the stator by any means known in the art. In some aspects, a connector 146 is used.
  • the disc 104 is fixedly connected to the connecting element 146 in the direction of rotation by tongues 148 which are inserted through openings 150 in the connecting element.
  • the connecting element in turn is connected by channels 152 to the stator blades.
  • disk 104 is also an integral part of the stator, as described, for example, in commonly assigned US Provisional Patent Application entitled “Stator and One-Way Clutch Assembly for a Torque Converter” by Hamphill et al March 24, 2006.
  • FIG 3 is a partial cross-sectional view of a three disc freewheel 200 according to the present invention having hydraulic damping in a torque converter.
  • Figures 4A to 4C are partial cross-sectional views taken along section line 4-4 in Figure 3. The following description will be seen in conjunction with Figures 3 to 4C.
  • the disks 202, 204 and 206 at least partially have an analogous function to the disks 102, 104 and 106 discussed in the description of FIG. 1.
  • the functional description of the discs 102 and 104 in FIG. 1 with respect to the freewheel and detent modes may also be applied substantially to the discs 202 and 204.
  • the openings 218 and the projections 216 have an analogous function as the openings 118 and the projections 116 in FIG. 1.
  • the disk 206 is disposed axially between the disks 202 and 204 and includes openings 232 and segments 220 and 224 analogous to the openings 132 and the segments 120 and 124 in FIG.
  • the segments 220 include crimped portions 224.
  • the disc 204 is rotationally fixedly connected to the hub 262 in the freewheel 200 with the hub 262 again locked in rotation in a stator shaft (not shown). Thus, the disc 204 is fixed in the direction of rotation with respect to the axis 263.
  • the disk 202 is connected to a rotatable member 264 of the stator 266.
  • the disk 204 is pressed by an elastic means 270 in the direction 268.
  • the elastic means 270 may be any means known in the art. That is, in contrast to the freewheel 100 in Fig. 1, the disc is locked in the direction of rotation in the projections, and the disc with the openings rotates together with the stator.
  • a freewheel according to the present invention can be formed with the rotating disk having receiving elements such as openings, and with the fixed disk having projections, or that a freewheel according to the present invention with the fixed disk , which has receiving elements, such as openings, and can be formed with the rotating disc, which has projections.
  • the freewheel 200 is in the freewheeling mode (the disc 202 rotates in direction 280). Portions 234 of the disc 202 are coupled to segments 224, and the disc 206 also rotates in the direction 280. The disc 206 slides over the disc 204 and the projections 216 so that they do not protrude into the openings 218.
  • Fig. 4A the freewheel 200 is in the freewheeling mode (the disc 202 rotates in direction 280). Portions 234 of the disc 202 are coupled to segments 224, and the disc 206 also rotates in the direction 280. The disc 206 slides over the disc 204 and the projections 216 so that they do not protrude into the openings 218.
  • the freewheel changes to a latched mode and the disc 202 rotates in the direction 282.
  • the apertures 232 begin to align with the apertures 218.
  • the disc 206 rotates until the openings 208 and 232 are aligned so far that the projections 216 jump into the openings 218.
  • the segments 224 abut the projections.
  • the parts 234 rotate into the segments 224 to lock the discs 202 and 204 into one another.
  • the energy or moment of inertia of the disc 202 provides the force required to displace the fluid.
  • the parts 234 come into contact with the segments 224, that is, the disks 202 and 204 are locked together in the direction of rotation.
  • the energy or force of the disc 202 is advantageously consumed by the displacement of the fluid, and the rotational speed of the disc decreases.
  • the inertia or energy of the disk 202 is attenuated so much that the vibrations and noises occurring when the disks 204 and 202 engage, that is, when the parts 234 and the segments 224 meet, are significantly reduced.
  • the displacement of the liquid slows down the disk 202.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a three disc freewheel 300 according to the present invention in a torque converter 301 with hydraulic damping.
  • Figures 6A to 6C are partial cross-sectional views taken along section line 6-6 in Figure 5.
  • the following description will be seen in conjunction with Figures 5 through 6C.
  • the disks 302, 304 and 306 have, at least in part, an analogous function as the disks 202, 204 and 206 described in the corresponding descriptions of FIGS to 4C were discussed.
  • the functional description of the discs 102 and 104 in FIG. 1 with respect to the freewheeling mode and the latched mode may also be applied substantially to the discs 302 and 304.
  • the openings 318 and the projections 316 are analogous to the openings 218 and the projections 216 in Figures 3 to 4C.
  • the disc 306 is disposed axially between the discs 302 and 304 and includes apertures 332 and segments 320 and 324 which are analogous to the apertures 232 and segments 220 and 224, respectively, in Figures 3 to 4C.
  • the disk 302 includes segments 356.
  • the disk 304 is fixedly connected in rotation with the hub 362, and the hub 362 is locked in rotation with a stator shaft (not shown).
  • the disk 302 is connected to the rotatable member 364 of the stator 366.
  • the disk 304 is pressed by an elastic means 370 in the direction 368. As elastic means 370, any means known in the art may be used.
  • segments 320 and 324 of disk 306 and segments 356 are mated.
  • the segments 356 restrict the openings through which the liquid can be displaced into the pockets formed by the discs 302 and 306.
  • the resistance opposed by the liquid increases, increases the amount of energy required to overcome the resistance of the disc 302, and additionally dampens the engagement of the discs 302 and 304.
  • the discussion relating to the operation of the freewheel 200 in the description of FIGS. 4A-4C essentially applies to the functioning of the freewheel 300 shown in FIGS. 6A to 6C and will not be repeated here for reasons of space.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the four-disc freewheel 400 according to the present invention having hydraulic damping in a torque converter 401.
  • Figures 8A to 8C are partial cross-sectional views taken along section line 8-8 in Figure 7.
  • the disks 402, 404 and 406 are at least partially analogous to the disks 202, 204 and 206 discussed in the corresponding descriptions of FIGS. 3 to 4C.
  • the functional description of the disks 102 and 104 in FIG. 1 with respect to the freewheeling mode and the latched mode also applies substantially to the disks 402 and 404.
  • the openings 418 and the projections 416 are the openings 218 and the projections 216 in the figures, respectively 3 to 4C analog.
  • the disc 406 is in axial Direction between the discs 402 and 404 and includes openings 432, which are analogous to the openings 232 in Figures 3 to 4C.
  • the disk 404 is fixedly connected in rotation with the hub 462, and the hub 462 is rotationally coupled to a stator shaft (not shown).
  • the disk 402 is connected to the rotatable member 464 of the stator 466.
  • the disc 404 is urged by an elastic means 470 in direction 468.
  • elastic means 470 any means known in the art may be used.
  • the freewheel 400 includes a fourth pulley, the pulley 472.
  • the freewheel 100 in FIGS. 1 and 2 includes a fourth pulley 172 similar to the pulley 472.
  • the axial arrangement of a fourth pulley and its functionality will be appreciated with reference to FIGS 1 and 2, however, it should be understood that the description can also be applied to FIG.
  • the disk 172 is disposed near the side 174 of the disk 102.
  • the disk 106 is disposed near the side 176 of the disk 102.
  • the discs 106 and 172 are coupled or joined together such that the disc 172 at least partially obstructs the openings 118.
  • the disk 172 includes openings 178, at least a portion of the segment 124 is disposed in the openings 178, and the segments 120 and 124 are coupled to the disk 172.
  • the freewheel 100 is formed by having the segment configured to extend in the same plane as the segment 124 such that the segments 120 and 124 protrude through respective openings 118 and 178 and the segment 120 over the disc 178 is folded. It should be understood that a freewheel according to the present invention is not limited to the configuration of the locking apertures shown for a fourth disc.
  • the disk 172 is directly connected or coupled to the disk 102. That is, the discs 106 and 172 are not connected to each other.
  • disks 102 and 106 form pockets to trap the fluid in the torque converter.
  • the portion of the pockets on the axial side 174 of the disc 102 is formed by the segments 120 of the disc 106.
  • a portion of the pockets in FIGS. 8A-8C is formed by the disc 472.
  • the disc 472 provides a more cohesive boundary of the pockets than the segments 120 in Fig. 1. That is, the openings of the pockets are downsized and restrict the flow of liquid from the pockets. As a result, a larger force is required to displace the liquid trapped in the pockets, so that more energy of the disc 402 is consumed and the noise and vibration when snapping the discs 402 and 404 are even more attenuated.
  • parts 434 encounter greater resistance as they enter the pockets, and more energy must be expended through the disc to overcome the resistance. It should be understood that the shape, position and disposition of the discs 172 and 174 may be altered to vary the amount of obstruction caused by the discs or the location of the disabling function or apertures in the discs.
  • the operation discussed for freewheel 200 in FIGS. 4A-4C may be applied to freewheel 400 and FIGS. 8A-8C.
  • the freewheel 400 is in freewheel mode (the disc 402 rotates in the direction 480).
  • Portions 434 of disc 402 are coupled to segments 424, and disc 406 also rotates in direction 480.
  • the washer 406 slides over disc 404 and protrusions 416 so that they do not protrude into openings 418.
  • the freewheel changes to a latched mode and the disc 402 rotates in the direction 482.
  • the apertures 432 begin to align with the apertures 418.
  • the disk 406 rotates until the openings 408 and 432 are aligned so far that the projections 416 can jump into the openings 418.
  • the segments 424 abut the protrusions.
  • the parts 434 rotate into the segments 424 to lock the discs 402 and 404 into one another.
  • the parts 434 In order for the parts 434 to rotate on the segments 424, it is necessary to displace the liquid trapped in the pockets formed by the discs 402, 406 and 472.
  • the energy or inertia of the disc 402 provides the force required to displace the fluid.
  • the parts 434 come into contact with the segments 424, that is, the disks 402 and 404 are locked together in the direction of rotation.
  • the liquid is displaced by the movement of the parts 434 and consumes the energy or the moment of inertia of the disc 402.
  • the moment of inertia or the energy of the disc 402 is attenuated so much that the vibrations and noises, which occur when the discs 404 and 402 engage means, at the meeting of the parts 234 and the segments 224, be significantly reduced.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a three disc freewheel 500 according to the present invention having hydraulic damping in a torque converter 501.
  • Figures 10A to 10C are partial cross-sectional views taken along section line 10-10 in Figure 9. The following description will be seen in conjunction with Figures 9-10C.
  • a freewheel according to the present invention uses mechanical means to dampen the energy encountered in the transition from freewheel mode to locked mode.
  • an elastically deformable element is arranged to engage the discs of the freewheel.
  • the freewheel 500 includes pulleys 502, 504 and 506 that are at least partially analogous to the pulleys 202, 204 and 206 in FIGS. 3 to 4C.
  • the disc 502 includes apertures 518 and portions 534, and the disc 504 includes projections 516.
  • the apertures 518, the segments 534, and the projections 516 are analogous to the apertures 218 and projections 216, respectively, in FIGS. 3 to 4C.
  • the disc 506 is disposed axially between the discs 502 and 504 and includes openings 532.
  • the openings 532 are analogous to the openings 232 in Figures 3 to 4C.
  • the functional description of the discs 102 and 104 in FIG. 1 with respect to the freewheeling mode and the latched mode may be applied substantially to the discs 502 and 504.
  • the disc 506 includes elastically deformable extensions 590.
  • the extensions 590 include axial segments 592 and wing segments 593.
  • the segments 593 are deformable as described below.
  • the disc 504 is fixedly connected in rotation with the hub 562, and the hub 562 is locked in the direction of rotation with a stator shaft (not shown).
  • the disc 502 is connected to a rotatable element 564 of the stator 566.
  • the disc 504 is urged by an elastic means 570 in the direction 568.
  • elastic means 570 any means known in the art may be used.
  • the freewheel 500 is in freewheeling mode (the disc 502 rotates in the direction 580). Parts 534 of the disc 502 are coupled to segments 593, and the disc 506 also rotates in the direction 580. The intermediate disc 506 thus slides over the Disc 504 and the protrusions 516 that the protrusions 516 do not protrude into the openings 518.
  • the freewheel changes to a latched mode and the disc 502 rotates in the direction 582. During this rotation, the apertures 532 begin to align with the apertures 518. The disc 506 rotates until the apertures 508 and 532 are aligned so that the projections 516 can be pushed into the apertures 518. Once the protrusions are pressed into the openings 518, the segments 593 and the projections engage each other, and the disc 506 is locked in rotation with the disc 504.
  • the parts 534 rotate into the segments 592.
  • the resistance of the extensions 590 must be overcome, that is, the segment 592 must be pressed against the segment 593.
  • the energy or moment of inertia of the disc 502 provides the force required to overcome the resistance, that is, compress the extensions 590.
  • the energy or force of the disc 502 is advantageously consumed upon compression of the extensions 590, and the rotational speed of the disc 502 decreases.
  • the moment of inertia or the energy of the disc 502 is attenuated so much that the vibration and noise when snapping the discs 502 and 504 are significantly reduced.
  • extensions 590 are not limited to the shapes, shapes, orientations, sizes, or numbers shown in Figures 10A-10C, and that other forms, shapes, orientations, sizes, or numbers are within the spirit and scope of the claimed invention are.
  • Figures 11A and 11B are partial rear perspective views of the washer 506 and the elastically deformable members 590 in free-wheel 500. The following description will be seen in conjunction with Figures 9-11B.
  • Figures 11A and 11B show two different styles and orientations of the extensions 590.
  • the extensions 590 in Figures 10A to 10C are formed such that the extension is folded along a substantially radial line with respect to the axis 594.
  • the segments 593 are formed by buckling the extensions 590 along such a radial line.
  • the extension 590 is substantially along one axial line kinked.
  • the damping of the freewheel 500 by the segments 595 is substantially the same as described in Figures 10A to 10C.
  • Figures 12A and 12B are partial rear perspective views of the washer 506 and the elastically deformable members 590 in free-wheel 500.
  • the extensions 590 are not limited to the styles, shapes, orientations, sizes, or numbers shown in Figures 11A and 11B and that other forms, shapes, orientations, sizes and numbers are included within the spirit and scope of the claimed invention.
  • the extensions 590 are configured as shown in FIGS. 12A and 12B, for example.
  • Figure 12A shows an extension 590 in S-shape, with the parts
  • Fig. 12B shows an extension 590 with parts
  • a hydraulic can be linked to a mechanical damping.
  • hydraulic damping elements 119 and elastically deformable extensions for example extensions 590 in FIG. 10A, may be used.
  • a fourth disc for example disc 172 in Fig. 1, may be used which includes elastically deformable extensions.
  • Washers 202/302/402/502, 204/304/404/504 and 206/306/406/506 and hubs 262/362/462/562 may be formed by any means known in the art. In some aspects, some or all of the discs and the hub are Parts punched.
  • the disks 202/302/402/502 may be connected to the blades (not shown) of the stator by any means known in the art. In addition, in some aspects, disks 202/302/402/502 are an integral part of the stator, such as in US Provisional Patent Application entitled "Stator and One-Way Clutch Assembly for a Torque Converter", assigned to the same assignee Hemphill et al., Filed March 24, 2006.
  • a freewheel according to the present invention is not limited to the use of a particular torque converter.
  • a freewheel according to the present invention is not limited to the use of the torque converters shown in the figures.

Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen einen Freilauf in einer Automobil- Antriebskomponente. Gemäß einigen Aspekten ist die Komponente ein Stator, und der Freilauf beinhaltet ein erstes, ein zweites und ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element. Das erste und das zweite Element rasten ineinander ein. Das dritte Element befindet sich zwischen der ersten und der zweiten Scheibe und dämpft die Energie beim Einrasten hydraulisch oder mechanisch. Gemäß einigen Aspekten bildet das dritte Element Strukturen, um die Flüssigkeit des Drehmomentwandlers teilweise einzuschließen, und die Drehung eines der beiden Elemente, des ersten oder des zweiten Elements, bewirkt eine Verdrängung der Flüssigkeit. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Freilauf ein viertes in radialer Richtung angeordnetes Element, das die Öffnungen im ersten oder im zweiten Element zumindest teilweise versperrt. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das dritte Element zumindest eine elastisch verformbare Erweiterung, und die Drehung eines der beiden Elemente, des ersten oder des zweiten Elements, bewirkt das Zusammendrücken der mindestens einen elastisch verformbaren Erweiterung.

Description

Freilauf mit Dämpfung
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Verbesserungen an einer Vorrichtung zur Kraftübertragung zwischen einer rotatorischen Antriebseinheit (zum Beispiel dem Motor eines Motorfahrzeugs) und einer rotatorisch angetriebenen Einheit (zum Beispiel dem Automatikgetriebe in dem Motorfahrzeug). Insbesondere betrifft die Erfindung einen Freilauf mit Schwingungsdämpfung in einem Stator eines Drehmomentwandlers. Der Freilauf beinhaltet eine Dämpfungsscheibe zwischen den Reibungsscheiben des Freilaufs, um die mit dem Übergang vom Freilaufmodus zum eingerasteten Modus im Stator verbundenen Stöße, Geräusche und Schwingungen möglichst gering zu halten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Figuren 13A bis 13C sind Teilquerschnittsansichten eines Freilaufs ohne Dämpfung. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den Figuren 13A bis 13C zu sehen. Der Freilauf wird in Statoren zur Trennung der Schaufeln des Stators in Drehrichtung von der Welle des Stators während eines Freilaufmodus und zur Verriegelung der Schaufeln und der Statorwelle während eines eingerasteten Modus verwendet. Während des Übergangs vom Freilaufmodus zum eingerasteten Modus wechselt der Stator vom freien Rotieren (Freilauf) zum Übertragen eines Drehmoments. Zum Einrasten des Freilaufs werden verschiedene Freilaufkomponenten in Kontakt miteinander gebracht. Der damit verbundene Stoß kann zur Entstehung von unerwünschten Geräuschen und Schwingungen führen.
Zum Beispiel ist die Scheibe 802 in Fig. 13A drehbar und beinhaltet Öffnungen 804. Die Scheibe 806 ist in Drehrichtung festgelegt und beinhaltet Vorsprünge 808. Die Scheibe 806 wird durch ein (nicht gezeigtes) elastisches Mittel in Richtung 809 gedrückt. In Fig. 13A befindet sich der Freilauf in einem Freilaufmodus (die Scheibe 802 dreht sich in Richtung 810). Segmente 816 der Scheibe 802 greifen in die Segmente 814 ein, und die Scheibe 812 dreht sich auch in Richtung 810. Die Zwischenscheibe 812 gleitet so über die Scheibe 806 und die Vorsprünge 808, dass die Vorsprünge 808 nicht in die Öffnungen 804 gelangen. In Fig. 13B wechselt der Freilauf in einen eingerasteten Modus, und die Scheibe 802 dreht sich in Richtung 818. Durch diese Drehung beginnen sich die Öffnungen 820 in der Scheibe 812 auf die Öffnungen 804 auszurichten. Die Scheibe 812 dreht sich so weit, bis sich die Öffnungen 804 und 820 so weit ausgerichtet haben, dass die Vorsprünge 808 in die Öffnungen 804 gedrückt werden können. Sobald die Vorsprünge in die Öffnungen 804 gedrückt sind, greifen die Segmente 814 in die Vorsprünge ein. In Fig. 13C drehen sich die Segmente 816 so weit in die Segmente 814 hinein, dass die Scheiben 802 und 806 ineinander eingerastet sind. Während jedoch die Segmente 816 in die Segmente 814 gedrückt werden, verursacht das mit den Scheiben 802 und 812 verbundene Trägheitsmoment oder die Energie unerwünschte Schwingungen und Geräusche. Das heißt, die Bewegung der Scheiben 802 und 812 in die Scheibe 806 hinein wird nur geringfügig oder gar nicht abgebremst.
Die Energiemenge und somit das Ausmaß der Geräusche und Schwingungen hängen mit dem Spiel zusammen, das während des Übergangs bei der Bewegung der Komponenten auftritt. Zur Verringerung des Spiels im Freilauf ist das Einfügen von Ausgleichskomponenten bekannt. Diese Komponenten erfordern eine hohe Genauigkeit, damit sie ordnungsgemäß funktionieren. Leider kann dieser Genauigkeitsgrad größer als die Genauigkeit der übrigen Komponenten im Freilauf oder sogar mit dieser unvereinbar sein. Zum Beispiel können gestanzte Komponenten im Freilauf die Kosten und die Komplexität des Freilaufs deutlich verringern. Die oben erwähnten Ausgleichskomponenten unter Verwendung gestanzter Komponenten einzubeziehen kann jedoch schwierig oder sogar unmöglich sein.
Somit besteht seit langem ein Bedarf an einem Mittel zur Verringerung der Geräusche und Schwingungen im Stator eines Freilaufs bei gleichzeitiger Ermöglichung der Verwendung kostengünstigerer Verfahren, Anordnungen und Komponenten.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen einen Freilauf in einem Stator für einen Drehmomentwandler, der ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element, das in Drehrichtung in Bezug auf eine Längsachse des Stators feststeht, ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element, das um die Achse drehbar ist und so angeordnet ist, dass es in einer ersten Drehrichtung in das erste Element einrastet, und ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element beinhaltet, das um die Achse drehbar ist und in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet ist. Das dritte Element ist so angeordnet, dass es die mit dem Einrasten verbundene Energie dämpft. Gemäß einigen Aspekten ist das dritte in radialer Richtung angeordnete Element so angeordnet, dass es eine hydraulische Dämpfung bewirkt, der Drehmomentwandler beinhaltet eine Flüssigkeit, und das dritte Element umfasst ein im Wesentlichen in radialer Richtung angeordnetes Element, das in axialer Richtung vom dritten Element getrennt ist und so angeordnet ist, dass es in Verbindung mit dem dritten Element einen Teil der Flüssigkeit teilweise einschließt. Das zweite Element ist so angeordnet, dass die Drehung des zweiten Elements in der ersten Richtung während des Einrastens eine wesentliche Verdrängung des Teils der Flüssigkeit bewirkt.
Gemäß einigen Aspekten umfasst das erste oder das zweite Element ferner mindestens eine erste Öffnung und eine erste und eine zweite in axiale Richtung zeigende Seite, ein Teil des dritten Elements ist in der mindestens einen ersten Öffnung angeordnet, das dritte Element befindet sich in der Nähe der ersten in axiale Richtung zeigenden Seite, und das in radialer Richtung angeordnete Segment befindet sich in der Nähe der zweiten in axiale Richtung zeigenden Seite. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Freilauf ein viertes in radialer Richtung angeordnetes Element, das erste oder das zweite Element umfasst ferner mindestens eine zweite Öffnung, und das vierte Element versperrt die mindestens eine zweite Öffnung zumindest teilweise. Gemäß einigen Aspekten ist das vierte Element mit dem dritten Element verbunden. Gemäß einigen Aspekten umfasst das erste oder das zweite Element ferner eine dritte und eine vierte in axiale Richtung zeigende Seite, das dritte Element ist in der Nähe der dritten in axiale Richtung zeigenden Seite angeordnet, und das vierte Element ist in der Nähe der vierten in axiale Richtung zeigenden Seite angeordnet. Gemäß einigen Aspekten umfasst das vierte Element ferner mindestens eine dritte Öffnung, das dritte Element umfasst ferner mindestens eine Zunge, und die mindestens eine Zunge ist in der mindestens einen dritten Öffnung angeordnet. Gemäß einigen Aspekten ist das dritte in radialer Richtung angeordnete Element so angeordnet, dass es eine mechanische Dämpfung bewirkt, das dritte Element umfasst ferner mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung, und das zweite Element ist so angeordnet, dass die Drehung des zweiten Elements in der ersten Richtung das erste und das zweite Element veranlasst, die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung zusammenzudrücken. Gemäß einigen Aspekten umfasst das erste Element ferner mindestens eine vierte Öffnung mit einer ersten Seite, und das zweite Element ist so angeordnet, dass es die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung gegen die erste Seite drückt, oder das zweite Element umfasst ferner mindestens eine fünfte Öffnung mit einer zweiten Seite, und die zweite Seite ist so angeordnet, dass sie die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung gegen das erste Element drückt.
Gemäß einigen Aspekten wird vom ersten, zweiten, dritten und vierten Element mindestens ein Element durch Stanzen gebildet.
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen auch einen Freilauf in einem Stator für einen Drehmomentwandler, der ein in radialer Richtung angeordnetes Element mit einer Öffnung, ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einem Vorsprung, der so angeordnet ist, dass er in einer ersten Drehrichtung in das erste Element einrastet, und ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element beinhaltet. Das dritte Element ist um eine Längsachse des Stators drehbar, in axialer Richtung zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet und ferner so angeordnet, dass es eine hydraulische Dämpfung der mit dem Einrasten verbundenen Energie bewirkt. Das dritte Element bildet eine Struktur, die einen Teil einer Flüssigkeit im Drehmomentwandler teilweise einschließt, das erste oder das zweite Element ist in Drehrichtung in Bezug auf die Achse feststehend, das jeweils andere der beiden Elemente ist um die Achse drehbar, und die Drehung des jeweils anderen Elements ist so ausgerichtet, dass während des Einrastens der Teil der Flüssigkeit im Wesentlichen verdrängt wird.
Ferner umfasst die vorliegende Erfindung im Allgemeinen einen Freilauf in einem Stator für einen Drehmomentwandler, der ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einer Öffnung, ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einem Vorsprung, der so angeordnet ist, dass er in einer ersten Drehrichtung in das erste Element einrastet, und ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element beinhaltet. Das dritte Element ist um eine Längsachse des Stators drehbar, in axialer Richtung zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet und ferner so angeordnet, dass es eine hydraulische Dämpfung der mit dem Einrasten verbundenen Energie bewirkt. Der Freilauf beinhaltet auch ein viertes in radialer Richtung angeordnetes Element, das so mit dem dritten Element verbunden ist, dass das vierte Element die mindestens eine Öffnung zumindest teilweise versperrt. Das erste oder das zweite Element sind in Drehrichtung in Bezug auf die Achse feststehend, das jeweils andere der beiden Elemente ist um die Achse drehbar, und die Drehung des jeweils anderen Elements ist so ausgerichtet, dass während des Einrastens der zwischen dem dritten und dem vierten Element befindliche Teil der Flüssigkeit im Wesentlichen verdrängt wird.
Des Weiteren umfasst die vorliegende Erfindung im Allgemeinen einen Freilauf in einem Stator für einen Drehmomentwandler, der ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einer Öffnung, ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einem Vorsprung, der so angeordnet ist, dass er in einer ersten Drehrichtung in das erste Element einrastet, und ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element beinhaltet. Das dritte Element ist um eine Längsachse des Stators drehbar, in axialer Richtung zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet und ferner so angeordnet, dass es eine hydraulische Dämpfung der mit dem Einrasten verbundenen Energie bewirkt. Das dritte Element umfasst mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung, das erste oder das zweite Element sind in Drehrichtung in Bezug auf die Achse feststehend, das jeweils andere der beiden Elemente ist um die Achse drehbar, und die Drehung des jeweils anderen Elements veranlasst das erste und das zweite Element, die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung zusammenzudrücken.
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen einen Freilauf in einer Komponente eines Automobil-Antriebs, die ein erstes in radialer Richtung in Bezug auf eine Achse der Komponente feststehendes Element mit mindestens einer ersten Rasteinrichtung und ein zweites um die Achse drehbares Element mit mindestens einer zweiten Rasteinrichtung beinhaltet. Die erste und die zweite Rasteinrichtung sind so angeordnet, dass sie in einer ersten Drehrichtung ineinander einrasten, um das erste und das zweite Element in der ersten Drehrichtung gegenseitig zu verriegeln. Der Freilauf ist so angeordnet, dass er einen Stoß der ersten und der zweiten Rasteinrichtung beim Einrasten hydraulisch dämpft. Gemäß einigen Aspekten dient als erste Rasteinrichtung eine Öffnung oder eine Vertiefung und als zweite Rasteinrichtung ein Vorsprung. Gemäß einigen Aspekten ist das erste Element ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element, und das zweite Element ist ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element, und der Freilauf beinhaltet ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element, das um die Achse drehbar und in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet und so gestaltet ist, dass es die hydraulische Dämpfung bewirkt. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet die Antriebskomponente eine Flüssigkeit, das dritte Element beinhaltet ein im Wesentlichen in radialer Richtung angeordnetes Segment, das in axialer Richtung gegenüber dem dritten Element verschoben und so angeordnet ist, dass es zusammen mit dem dritten Element einen Teil der Flüssigkeit teilweise einschließt. Das zweite Element ist so angeordnet, dass die Drehung des zweiten Elements in der ersten Richtung während des Einrastens eine wesentliche Verdrängung des Teils der Flüssigkeit bewirkt.
Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Freilauf ein viertes in radialer Richtung angeordnetes Element, und das erste oder das zweite Element beinhaltet mindestens eine zweite Öffnung, und das vierte Element sperrt die zweite Öffnung zumindest teilweise. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das erste oder das zweite Element eine dritte und eine vierte in axiale Richtung zeigende Seite, das dritte Element ist in der Nähe der dritten in axiale Richtung zeigenden Seite angeordnet, und das vierte Element ist in der Nähe der vierten in axiale Richtung zeigenden Seite angeordnet.
Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Freilauf ein fünftes und ein sechstes in radialer Richtung angeordnetes Element und eine Flüssigkeit. Das erste und das zweite Element sind in axialer Richtung zwischen dem fünften und dem sechsten in radialer Richtung angeordneten Element angeordnet, und das fünfte und das sechste in radialer Richtung angeordnete Element sind so angeordnet, dass sie die Flüssigkeit zumindest teilweise zwischen der ersten und der zweiten Rasteinrichtung einschließen.
Gemäß einigen Aspekten stellt die Komponente ein Getriebe, eine Zusatzantriebseinheit oder einen Drehmomentwandler dar. Bei einem Drehmomentwandler kann der Freilauf ein Freilauf in einem Stator sein.
Außerdem umfasst die vorliegende Erfindung auch einen Freilauf in einer Automobil- Antriebskomponente, die ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element, das in Drehrichtung in Bezug auf eine Achse der Komponente feststeht und mindestens eine erste Rasteinrichtung aufweist, ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element, das um die Achse drehbar ist und mindestens eine zweite Rasteinrichtung aufweist, und ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element beinhaltet, das um die Achse drehbar ist und in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet ist. Die erste und die zweite Rasteinrichtung sind so angeordnet, dass sie in einer ersten Drehrichtung ineinander einrasten, um das erste und das zweite Element in der ersten Drehrichtung gegeneinander zu verriegeln, und die dritte Scheibe ist so angeordnet, dass sie während des Einrastens einen Stoß der ersten und der zweiten Rasteinrichtung mechanisch dämpft. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das dritte Element mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung, und das zweite Element ist so angeordnet, dass die Drehung des zweiten Elements in der ersten Richtung das erste und das zweite Element veranlasst, die elastisch verformbare Erweiterung zusammenzudrücken.
Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das erste Element mindestens eine erste Öffnung mit einer ersten Seite, und das zweite Element ist so angeordnet, dass es die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung gegen die erste Seite drückt. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das zweite Element mindestens eine zweite Öffnung mit einer zweiten Seite, und die zweite Seite ist so angeordnet, dass sie die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung gegen das erste Element drückt.
Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Freilauf in einer Automobil-Antriebskomponente bereitzustellen, der beim Schalten in einen eingerasten Modus möglichst wenig Schwingungen und Geräusche erzeugt.
Eine weitere allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Freilauf in einem Stator bereitzustellen, der beim Schalten in einen eingerasteten Modus möglichst wenig Schwingungen und Geräusche erzeugt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Freilauf in einem Stator mit Dämpfung zwischen Komponenten bereitzustellen, der zur Übertragung eines Drehmoments während eines eingerasteten Modus verwendet wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, gestanzte Teile in einem Freilauf bereitzustellen, um eine Baugruppe zu schaffen, die beim Wechsel des Stators in einen eingerasteten Modus möglichst wenig Schwingungen und Geräusche erzeugt.
Diese sowie weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsarten der Erfindung und den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen klar.
KURZBESCHREIBUNG DERZEICHNUNGEN Im Folgenden werden das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung im Rahmen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig. 1 eine Rückansicht eines Freilaufs gemäß der vorliegenden Erfindung in Explosionsdarstellung ist;
Fig. 2 eine Vorderansicht des in Fig. 1 gezeigten Freilaufs in Explosionsdarstellung ist;
Fig. 3 eine Teilquerschnittsansicht eines Dreischeibenfreilaufs gemäß der vorliegenden Erfindung mit hydraulischer Dämpfung in einem Drehmomentwandler ist;
die Figuren 4A bis 4C Teilquerschnittsansichten entlang der Schnittlinie 4-4 in Fig. 3 sind;
Fig. 5 eine Teilquerschnittsansicht eines Dreischeibenfreilaufs gemäß der vorliegenden Erfindung mit hydraulischer Dämpfung in einem Drehmomentwandler ist;
die Figuren 6A bis 6C Teilquerschnittsansichten entlang der Schnittlinie 6-6 in Fig. 5 sind;
Fig. 7 eine Teilquerschnittsansicht eines Vierscheibenfreilaufs gemäß der vorliegenden Erfindung mit hydraulischer Dämpfung in einem Drehmomentwandler ist;
die Figuren 8A bis 8C Teilquerschnittsansichten entlang der Schnittlinie 8-8 in Fig. 7 sind; Fig. 9 eine Teilquerschnittsansicht eines Dreischeibenfreilaufs gemäß der vorliegenden Erfindung mit hydraulischer Dämpfung in einem Drehmomentwandler ist;
die Figuren 10A bis 10C Teilquerschnittsansichten entlang der Schnittlinie 10-19 in Fig. 9 sind;
die Figuren 11A bis 11C perspektivische Teilrückansichten einer Zwischenscheibe und elastisch verformbarer Elemente in dem in Fig. 9 gezeigten Freilauf sind;
die Figuren 12A bis 12C perspektivische Teilrückansichten einer Zwischenscheibe und elastisch verformbarer Elemente in dem in Fig. 9 gezeigten Freilauf sind; und die Figuren 13A bis 13C Teilquerschnittsansichten eines Freilaufs ohne Dämpfung sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Von vornherein sollte klar sein, dass gleiche Bezugsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Stmkturelemente der Erfindung bezeichnen. Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf die als bevorzugt angesehenen Aspekte beschrieben wird, muss klar sein, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Aspekte beschränkt ist.
Außerdem ist klar, dass diese Erfindung nicht auf die bestimmten Verfahren, Materialien und Modifikationen der Beschreibung beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Femer ist klar, dass die hier gebrauchten Begriffe nur zur Beschreibung bestimmter Aspekte dienen und nicht den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung einschränken sollen, der nur durch die angehängten Ansprüche beschränkt wird.
Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, die einem Fachmann verständlich sind, an den sich diese Erfindung richtet. Obwohl zum Ausführen oder Testen der Erfindung beliebige Verfahren, Vorrichtungen oder Materialien verwendet werden können, die den hier beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, werden im Folgenden die bevorzugten Verfahren, Vorrichtungen und Materialien beschrieben.
Der Begriff „Vorderseite" bezeichnet eine axiale Richtung, die zu einem Motor zeigt, mit dem ein Drehmomentwandler verbunden ist, und der Begriff „Rückseite" bezeichnet eine axiale Richtung, die zu einem Getriebe zeigt, mit dem der Drehmomentwandler verbunden ist. Es sollte klar sein, dass die Bedeutungen dieser Begriffe umgekehrt werden können. Ferner sollte klar sein, dass ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die in den Figuren gezeigte axiale Ausrichtung beschränkt ist. Zum Beispiel kann für ein und dieselbe Anordnung von Motor und Getriebe die Ausrichtung in axialer Richtung umgekehrt werden.
Gemäß einigen Aspekten beinhaltet ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Automobil-Antriebskomponente die Basisanordnung eines ersten Elements, das in Drehrichtung in Bezug auf eine Achse der Komponente feststeht und mindestens eine erste Rasteinrichtung aufweist, und eines zweiten Elements, das um die Achse drehbar ist und mindestens eine zweite Rasteinrichtung aufweist. Wie bei einem Freilauf üblich sind die erste und die zweite Rasteinrichtung so angeordnet, dass sie in einer ersten Drehrichtung ineinander einrasten, um das erste und das zweite Element in der ersten Drehrichtung gegeneinander zu verriegeln. Die Elemente können in axialer oder in radialer Richtung voneinander getrennt sein. Im ersten Fall sind die Rasteinrichtungen üblicherweise in axialer Richtung voneinander getrennt, und im zweiten Fall sind die Rasteinrichtungen üblicherweise in radialer Richtung voneinander getrennt. Ferner ist der Freilauf so angeordnet, dass er beim Einrasten den Stoß der ersten und der zweiten Rasteinrichtung hydraulisch dämpft. Gemäß einigen Aspekten sind sowohl das erste als auch das zweite Element um die Achse drehbar.
Gemäß einigen Aspekten dient als erste Rasteinrichtung eine Öffnung oder eine Vertiefung und als zweite Rasteinrichtung ein Vorsprung, zum Beispiel eine keilförmige Nase. Im Allgemeinen gelten die Erörterungen in den folgenden Beschreibungen zu den Figuren für diejenigen Aspekte, bei denen das erste und das zweite Element in axialer Richtung voneinander getrennt sind. Unter axialer Richtung ist eine Richtung zu verstehen, die parallel zu einer Längsachse des Freilaufs ist. Das heißt, die Trennung zwischen den Elementen erfolgt in einer axialen Richtung. Bei den Aspekten, bei denen das erste und das zweite Element in radialer Richtung voneinander getrennt sind, beinhaltet der Freilauf zwei in radialer Richtung angeordnete Elemente. Unter radialer Richtung ist eine Richtung zu verstehen, die parallel zu einem Radius des Freilaufs ist. Somit erfolgt die Trennung zwischen dem ersten und dem zweiten Element in einer radialen Richtung. Das erste und das zweite Element sind in axialer Richtung zwischen den in radialer Richtung angeordneten Elementen angeordnet, und die in radialer Richtung angeordneten Elemente sind so angeordnet, dass sie die Flüssigkeit in der Komponente zwischen der ersten und der zweiten Rasteinrichtung zumindest teilweise einschließen. Zum Beispiel bilden das erste und das zweite Element und die Rasteinrichtungen zumindest Teile der Umfangsseiten von Taschen, und die in radialer Richtung angeordneten Elemente bilden zumindest Teile der radialen Seiten der Taschen. Unter Umfang ist ein geometrischer Ort zu verstehen, der durch einen gleichmäßigen Abstand von der Längsachse definiert ist. Zum Beispiel beschreibt das Ende eines Radius um die Achse eine Umfangslinie. Die Taschen schließen die Flüssigkeit ein, und die Rasteinrichtungen müssen mit dem Beginn des Einrastens die in den Taschen befindliche Flüssigkeit verdrängen. Die in radialer Richtung angeordneten Elemente behindern den Flüssigkeitsstrom aus dem Raum zwischen den Rasteinrichtungen und erhöhen so die zum Verdrängen der Flüssigkeit erforderliche Energie. Der Energieaufwand vonseiten des rotierenden Elements zum Verdrängen der Flüssigkeit dämpft den Stoß der Rasteinrichtungen. Dieser Prozess der Flüssigkeitsverdrängung ist dem im Folgenden für die Figuren beschriebenen Prozess ähnlich.
Als Komponente kann eine beliebige Automobil-Antriebskomponente infrage kommen, zum Beispiel, aber nicht darauf beschränkt, ein Getriebe und eine Zusatzantriebseinheit, um beispielsweise eine Klimaanlage anzutreiben, während eine Antriebseinheit in einem Fahrzeug ausgeschaltet ist. Ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung kann für jede beliebige Anwendung eines Freilaufs in einem Drehmomentwandler eingesetzt werden. Gemäß einigen Aspekten dient als Freilauf ein Freilauf in einem Stator, wie er in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben wird.
Gemäß einigen Aspekten beinhaltet ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Automobil-Antriebskomponente die Basisanordnung eines ersten in radialer Richtung angeordneten Elements, das in radialer Richtung in Bezug auf eine Achse der Komponente feststeht und erste Rasteinrichtungen aufweist, und eines zweiten in radialer Richtung angeordneten Elements, das um die Achse drehbar ist und zweite Rasteinrichtungen aufweist. Wie bei einem Freilauf üblich sind die erste und die zweite Rasteinrichtung so angeordnet, dass sie in einer ersten Drehrichtung ineinander einrasten, um das erste und das zweite Element in der ersten Drehrichtung gegeneinander zu verriegeln. Der Freilauf beinhaltet auch ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element, das in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet ist, um die mit dem Einrasten verbundene Energie mechanisch zu dämpfen. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das dritte Element mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung, und das zweite Element ist so angeordnet, dass die Drehung des zweiten Elements in der ersten Richtung das erste und das zweite Element veranlasst, die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung zusammenzudrücken. Dieser elastische Verformungsprozess ist dem in Verbindung mit den folgenden Figuren beschriebenen Prozess ähnlich.
Die folgenden Figuren und Beschreibungen betreffen einen Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Drehmomentwandler, jedoch sollte klar sein, dass die Figuren und Beschreibungen allgemein für einen Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Automobil-Antriebskomponente gemäß der obigen Beschreibung gelten. Das heißt, dass die in den Figuren gezeigten Freilaufbaugruppen auf eine andere Automobil-Antriebskomponente als einen Drehmomentwandler angewendet werden können, zum Beispiel auf ein Getriebe oder eine Zusatzantriebseinheit. Mit anderen Worten, die hydraulische oder mechanische Dämpfung eines Freilaufs und die Anordnung der in den Figuren gezeigten und in den Beschreibungen der Figuren erörterten Komponenten des Freilaufs sind auch auf eine andere Automobil-Antriebskomponente als einen Drehmomentwandler anwendbar, zum Beispiel auf ein Getriebe oder eine Zusatzantriebseinheit.
Fig. 1 ist eine Rückansicht eines Freilaufs 100 gemäß der vorliegenden Erfindung in Explosionsdarstellung.
Fig. 2 ist eine Vorderansicht des Freilaufs 100 in Explosionsdarstellung. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 zu sehen. Im Allgemeinen ist der Freilauf 100 Teil eines (nicht gezeigten) Stators in einem (nicht gezeigten) Drehmomentwandler.
In radialer Richtung angeordnete Elemente 102 und 104 oder Scheiben 102 und 104 sind so angeordnet, dass ineinander einrasten, wenn sich eine der Scheiben in einer Richtung dreht, die einem eingerasteten Modus des Stators entspricht, zum Beispiel in Richtung 108. Der Begriff „in radialer Richtung angeordnetes Element" betrifft eine Komponente in der Freilaufbaugruppe, die zumindest Teile aufweist, die im Wesentlichen scheibenförmig und im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse 110 sind. Die Komponente kann aus einer durchgehenden Scheibe oder aus einem Ring bestehen. Die Begriffe „in radialer Richtung angeordnetes Element" und „Scheibe" werden hier austauschbar gebraucht. Die Rastanordnung im Freilauf 100, zum Beispiel die Anordnung der Scheiben 102 und 104, kann durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel gebildet werden. Gemäß einigen Aspekten werden zumindest Teile eines in axialer Richtung ein- und auskuppelnden Freilaufmechanismus für einen Drehmomentwandler verwendet, wie er in der an denselben Anmelder abgetretenen provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 60/710 828 mit dem Titel „Stator Having an Axially Engaging and Disengaging One-Way Clutch Mechanism for a Torque Converter" von Brees et al., eingereicht am 24. August 2005, gezeigt wird. Die obige Erörterung bezüglich des Einrastens eines Freilaufs gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf andere unten beschriebene Freilaufbaugruppen gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden und wird aus Platzgründen im Folgenden nicht wiederholt.
Die Scheiben 102 und 104 sind in radialer Richtung in Bezug auf die Längsachse 110 angeordnet. Gemäß einigen Aspekten ist die Scheibe 102 Teil der Nabe 112. Da die Nabe 112 in Drehrichtung durch ein Keilprofilsegment 114 mit der (nicht gezeigten) Statorwelle verbunden ist, ist die Scheibe 102 in Drehrichtung feststehend. Das heißt, die Scheibe 102 ist in Drehrichtung in Bezug auf die Achse 110 feststehend und kann sich nicht um die Achse 110 drehen. Die Scheibe 102 kann integraler Bestandteil der Nabe 112 oder von der Nabe getrennt gebildet und unter Verwendung eines beliebigen in der Technik bekannten Mittels mit der Nabe verbunden sein. Die Scheibe 104 ist mit (nicht gezeigten) Schaufeln des Stators verbunden und dreht sich zusammen mit den Schaufeln. Gemäß einigen Aspekten rasten Vorsprünge 116 auf der Scheibe 104 in Öffnungen 118 in der Scheibe 102 ein. Es sollte jedoch klar sein, dass diese Anordnung auch umgekehrt werden kann. Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten ist zum Beispiel die in radialer Richtung festgelegte Scheibe mit Vorsprüngen und die rotierende Scheibe mit Öffnungen versehen.
Gemäß der obigen Beschreibung kann es in einem Freilauf in einem Stator während des Übergangs vom Freilaufmodus zum Sperrmodus zu unerwünschten Geräuschen und Schwingungen kommen. Die Scheibe 106 ist in axialer Richtung zwischen den Scheiben 102 und 104 so angeordnet, dass sie die mit dem Ineinanderrasten der Scheiben 102 und 104 verbundene Energie dämpft. Gemäß einigen Aspekten erfolgt die Dämpfung hydraulisch. Das heißt, zum Bewirken der Dämpfung werden hydraulische Elemente und/oder Funktionen verwendet. Zum Beispiel beinhaltet der Drehmomentwandler mit dem eingebauten Freilauf 100 eine (nicht gezeigte) Flüssigkeit, die zur Übertragung eines Drehmoments und zur Kühlung dient. Die Scheibe 106 beinhaltet hydraulische Dämpfungselemente oder -Strukturen 119, die so angeordnet sind, dass sie in Verbindung mit der Scheibe 106 einen Teil der Flüssigkeit einschließen. Gemäß einigen Aspekten beinhalten die Elemente 119 im Wesentlichen in radialer Richtung angeordnete Segmente 120, die in axialer Richtung von der Scheibe 106 getrennt sind. Die Segmente 120 sind so angeordnet, dass sie in Verbindung mit der Scheibe 106, insbesondere mit dem Hauptkörper 122, einen Teil der Flüssigkeit einschließen. Das heißt, das Segment 120 und der Körper 122 bilden einen Teil einer Tasche, in welcher die Flüssigkeit eingeschlossen wird. Gemäß der folgenden Beschreibung bewirkt die Verdrängung der eingeschlossenen Flüssigkeit eine Dämpfung in einer hydraulisch gedämpften Freilaufbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Scheibe 106 beinhaltet mindestens ein im Wesentlichen in axialer Richtung angeordnetes Segment 124, das mit dem Hauptkörper 122 und dem Segment 120 verbunden ist. Mindestens ein Teil der Segmente 124 ist in Öffnungen 118 angeordnet. Das Segment 124 bildet einen Teil der oben erwähnten Tasche. Die Scheibe 104 wird durch ein elastisches Mittel 128 in Richtung 126 gedrückt. Als elastisches Mittel 128 kann ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel verwendet werden.
Es sollte klar sein, dass der Freilauf 100 nicht auf die gezeigte Anordnung beschränkt ist. Zum Beispiel sind die Scheiben 102 und 106 nicht auf die gezeigte Anzahl, Größe oder Gestaltung der Öffnungen 118 bzw. 132 beschränkt. Die Scheibe 104 ist nicht auf die gezeigte Anzahl, Größe oder Gestaltung der Vorsprünge 116 beschränkt. Die Segmente 120 und 124 sind nicht auf die gezeigte Anzahl, Größe oder Gestaltung beschränkt. Zum Beispiel sind eine Umfangslänge des Teils 120 und eine axiale Länge des Segments 124 nicht auf bestimmte Werte beschränkt. Die axiale Länge steht jedoch typischerweise in einem Zusammenhang mit der axialen Dicke 140 der Scheibe 102, und die Umfangslänge steht in einem Zusammenhang mit der Umfangsbreite 142 der Öffnungen 118. Die Umfangslänge und die axiale Länge werden unten ebenfalls dargestellt (Bezugsnummern 236 bzw. 238 in Fig. 4). Die obige Erörterung bezüglich der Anzahl, Größe, Gestaltung, Form oder der Abmessungen der Scheiben, Öffnungen, Vorsprünge und im Allgemeinen der Komponenten eines Freilaufs gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch auf andere im Folgenden beschriebene Freilaufbaugruppen gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden und wird aus Platzgründen im Folgenden nicht wiederholt.
Die Scheiben 102, 104 und 106 sowie die Nabe 112 können durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel gebildet werden. Gemäß einigen Aspekten sind einige oder alle Scheiben und die Nabe gestanzt. Die Scheibe 104 kann durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel mit den Schaufeln des Stators verbunden sein. Gemäß einigen Aspekten wird ein Verbindungselement 146 verwendet. Die Scheibe 104 ist mit dem Verbindungselement 146 in Drehrichtung durch Zungen 148 fest verbunden, die durch Öffnungen 150 im Verbindungselement gesteckt sind. Das Verbindungselement wiederum ist durch Kanäle 152 mit den Statorschaufeln verbunden. Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten ist die Scheibe 104 darüber hinaus integraler Bestandteil des Stators, wie dies zum Beispiel in der an denselben Anmelder abgetretenen provisorischen US- Patentanmeldung mit dem Titel „Stator and One-Way Clutch Assembly for a Torque Converter" von Hamphill et al., eingereicht am 24. März 2006, beschrieben wird.
Fig. 3 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Dreischeibenfreilaufs 200 gemäß der vorliegenden Erfindung mit hydraulischer Dämpfung in einem Drehmomentwandler.
Die Figuren 4A bis 4C sind Teilquerschnittsansichten entlang der Schnittlinie 4-4 in Fig. 3. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den Figuren 3 bis 4C zu sehen. Die Scheiben 202, 204 und 206 weisen zumindest teilweise eine analoge Funktion wie die bei der Beschreibung von Fig. 1 erörterten Scheiben 102, 104 und 106 auf. Die Funktionsbeschreibung der Scheiben 102 und 104 in Fig. 1 in Bezug auf den Freilauf- und den Rastmodus können im Wesentlichen auch auf die Scheiben 202 und 204 angewendet werden. Die Öffnungen 218 und die Vorsprünge 216 weisen eine analoge Funktion wie die Öffnungen 118 bzw. die Vorsprünge 116 in Fig. 1 auf. Die Scheibe 206 ist in axialer Richtung zwischen den Scheiben 202 und 204 angeordnet und beinhaltet Öffnungen 232 und Segmente 220 und 224, die den Öffnungen 132 und den Segmenten 120 und 124 in Fig. 1 analog sind. Gemäß einigen Aspekten beinhalten die Segmente 220 gebördelte Teile 224. Die Scheibe 204 ist im Freilauf 200 in Drehrichtung fest mit der Nabe 262 verbunden, wobei die Nabe 262 wiederum in Drehrichtung in eine (nicht gezeigte) Statorwelle eingerastet ist. Somit ist die Scheibe 204 in Drehrichtung in Bezug auf die Achse 263 feststehend. Die Scheibe 202 ist mit einem drehbaren Element 264 des Stators 266 verbunden. Die Scheibe 204 wird durch ein elastisches Mittel 270 in Richtung 268 gedrückt. Als elastisches Mittel 270 kann ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel dienen. Das heißt, im Gegensatz zum Freilauf 100 in Fig. 1 ist die Scheibe in Drehrichtung in die Vorsprünge eingerastet, und die Scheibe mit den Öffnungen dreht sich zusammen mit dem Stator.
Es sollte klar sein, dass ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung mit der rotierenden Scheibe, die Aufnahmeelemente wie beispielsweise Öffnungen aufweist, und mit der feststehenden Scheibe, die Vorsprünge aufweist, gebildet werden kann, oder dass ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung mit der feststehenden Scheibe, die Aufnahmeelemente wie beispielsweise Öffnungen aufweist, und mit der rotierenden Scheibe, die Vorsprünge aufweist, gebildet werden kann. In Fig. 4A befindet sich der Freilauf 200 im Freilaufmodus (die Scheibe 202 dreht sich in Richtung 280). Teile 234 der Scheibe 202 sind mit Segmenten 224 gekoppelt, und die Scheibe 206 dreht sich auch in Richtung 280. Die Zwischenscheibe 206 gleitet so über die Scheibe 204 und die Vorsprünge 216, dass sie nicht in die Öffnungen 218 ragen. In Fig. 4B wechselt der Freilauf in einen eingerasteten Modus, und die Scheibe 202 dreht sich in Richtung 282. Während dieser Drehung beginnen sich die Öffnungen 232 auf die Öffnungen 218 auszurichten. Die Scheibe 206 dreht sich, bis die Öffnungen 208 und 232 so weit ausgerichtet sind, dass die Vorsprünge 216 in die Öffnungen 218 springen. Sowie die Vorsprünge in die Öffnungen 218 springen, liegen die Segmente 224 an den Vorsprüngen an.
In Fig. 4C drehen sich die Teile 234 in die Segmente 224 hinein, um die Scheiben 202 und 204 ineinander einzurasten. Damit sich die Teile 234 auf die Segmente 224 zu drehen können, muss die Flüssigkeit verdrängt werden, die in den Taschen, zum Beispiel in der Tasche 283, die durch die Scheiben 202 und 206, insbesondere durch die Teile 234, den Hauptkörper der Scheibe 202 und die Segmente 220 und 224, gebildet werden, eingeschlossen ist. Die Energie oder das Trägheitsmoment der Scheibe 202 liefert die zum Verdrängen der Flüssigkeit erforderliche Kraft. Indem die Energie der Scheibe 202 die Flüssigkeit verdrängt, gelangen die Teile 234 in Kontakt mit den Segmenten 224, das heißt, die Scheiben 202 und 204 werden in Drehrichtung miteinander verriegelt. Die Energie oder die Kraft der Scheibe 202 wird durch die Verdrängung der Flüssigkeit auf vorteilhafte Weise verbraucht, und die Drehgeschwindigkeit der Scheibe nimmt ab. Somit wird die Trägheit oder die Energie der Scheibe 202 so weit gedämpft, dass die beim Einrasten der Scheiben 204 und 202 auftretenden Schwingungen und Geräusche, das heißt, beim Zusammentreffen der Teile 234 und der Segmente 224, deutlich verringert werden. Mit anderen Worten, die Verdrängung der Flüssigkeit bremst die Scheibe 202 ab.
Fig. 5 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Dreischeibenfreilaufs 300 gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Drehmomentwandler 301 mit hydraulischer Dämpfung.
Die Figuren 6A bis 6C sind Teilquerschnittsansichten entlang der Schnittlinie 6-6 in Fig. 5. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den Figuren 5 bis 6C zu sehen. Die Scheiben 302, 304 und 306 weisen zumindest teilweise eine analoge Funktion wie die Scheiben 202, 204 und 206 auf, die in den entsprechenden Beschreibungen der Figuren 3 bis 4C erörtert wurden. Die Funktionsbeschreibung der Scheiben 102 und 104 in Fig. 1 in Bezug auf den Freilaufmodus und den eingerasteten Modus kann im Wesentlichen auch auf die Scheiben 302 und 304 angewendet werden. Die Öffnungen 318 und die Vorsprünge 316 sind den Öffnungen 218 bzw. den Vorsprüngen 216 in den Figuren 3 bis 4C analog. Die Scheibe 306 ist in axialer Richtung zwischen den Scheiben 302 und 304 angeordnet und beinhaltet Öffnungen 332 und Segmente 320 und 324, die den Öffnungen 232 bzw. den Segmenten 220 und 224 in den Figuren 3 bis 4C analog sind. Die Scheibe 302 beinhaltet Segmente 356. Die Scheibe 304 ist in Drehrichtung fest mit der Nabe 362 verbunden, und die Nabe 362 ist in Drehrichtung mit einer (nicht gezeigten) Statorwelle verriegelt. Die Scheibe 302 ist mit dem drehbaren Element 364 des Stators 366 verbunden. Die Scheibe 304 wird durch ein elastisches Mittel 370 in Richtung 368 gedrückt. Als elastisches Mittel 370 kann ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel verwendet werden.
Gemäß einigen Aspekten sind die Segmente 320 und 324 der Scheibe 306 und die Segmente 356 zueinander passend gebildet. Die Segmente 356 schränken die Öffnungen ein, durch welche die Flüssigkeit in den durch die Scheiben 302 und 306 gebildeten Taschen verdrängt werden kann. Somit nimmt der durch die Flüssigkeit entgegengesetzte Widerstand zu, erhöht die zur Überwindung des Widerstands erforderliche Energiemenge der Scheibe 302 und dämpft zusätzlich das Einrasten der Scheiben 302 und 304. Die Erörterung in Bezug auf die Funktionsweise des Freilaufs 200 in der Beschreibung der Figuren 4A bis 4C gilt im Wesentlichen für die Funktionsweise des in den Figuren 6A bis 6C gezeigten Freilaufs 300 und wird hier aus Platzgründen nicht wiederholt.
Fig. 7 ist eine Teilquerschnittsansicht des Vierscheibenfreilaufs 400 gemäß der vorliegenden Erfindung mit hydraulischer Dämpfung in einem Drehmomentwandler 401.
Die Figuren 8A bis 8C sind Teilquerschnittsansichten entlang der Schnittlinie 8-8 in Fig. 7. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den Figuren 7 bis 8C zu sehen. Die Scheiben 402, 404 und 406 sind zumindest teilweise den Scheiben 202, 204 und 206 analog, die in den entsprechenden Beschreibungen der Figuren 3 bis 4C erörtert wurden. Die Funktionsbeschreibung der Scheiben 102 und 104 in Fig. 1 in Bezug auf den Freilaufmodus und den eingerasteten Modus gilt im Wesentlichen auch für die Scheiben 402 und 404. Die Öffnungen 418 und die Vorsprünge 416 sind den Öffnungen 218 bzw. den Vorsprüngen 216 in den Figuren 3 bis 4C analog. Die Scheibe 406 ist in axialer Richtung zwischen den Scheiben 402 und 404 angeordnet und beinhaltet Öffnungen 432, die den Öffnungen 232 in den Figuren 3 bis 4C analog sind.
Die Scheibe 404 ist in Drehrichtung fest mit der Nabe 462 verbunden, und die Nabe 462 ist in Drehrichtung mit einer (nicht gezeigten) Statorwelle gekoppelt. Die Scheibe 402 ist mit dem drehbaren Element 464 des Stators 466 verbunden. Die Scheibe 404 wird durch ein elastisches Mittel 470 in Richtung 468 gedrückt. Als elastisches Mittel 470 kann ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel verwendet werden.
Der Freilauf 400 beinhaltet eine vierte Scheibe, die Scheibe 472. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Freilauf 100 in den Figuren 1 und 2 eine der Scheibe 472 analoge vierte Scheibe 172. Die axiale Anordnung einer vierten Scheibe und deren Funktionalität wird zwar in Bezug auf die Figuren 1 und 2 beschrieben, jedoch sollte klar sein, dass die Beschreibung auch auf Fig. 7 angewendet werden kann. Die Scheibe 172 ist in der Nähe der Seite 174 der Scheibe 102 angeordnet. Die Scheibe 106 ist in der Nähe der Seite 176 der Scheibe 102 angeordnet. Die Scheiben 106 und 172 sind so miteinander gekoppelt oder verbunden, dass die Scheibe 172 die Öffnungen 118 zumindest teilweise versperrt. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet die Scheibe 172 Öffnungen 178, ist mindestens ein Teil des Segments 124 in den Öffnungen 178 angeordnet, und die Segmente 120 und 124 sind mit der Scheibe 172 gekoppelt. Gemäß einigen Aspekten wird der Freilauf 100 somit dadurch gebildet, dass das Segment so gestaltet ist, dass es sich in derselben Ebene erstreckt wie das Segment 124, dass die Segmente 120 und 124 durch entsprechende Öffnungen 118 und 178 ragen und das Segment 120 über die Scheibe 178 gefaltet ist. Es sollte klar sein, dass ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die für eine vierte Scheibe gezeigte Gestaltung der Sperröffnungen beschränkt ist. Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten ist die Scheibe 172 zum Beispiel direkt mit der Scheibe 102 verbunden oder gekoppelt. Das heißt, die Scheiben 106 und 172 sind nicht miteinander verbunden.
Gemäß der obigen Erörterung bilden die Scheiben 102 und 106 Taschen, um die Flüssigkeit im Drehmomentwandler einzuschließen. Ohne die Scheibe 172 wird der Teil der Taschen auf der axialen Seite 174 der Scheibe 102 durch die Segmente 120 der Scheibe 106 gebildet. Ein Teil der Taschen in den Figuren 8A bis 8C wird durch die Scheibe 472 gebildet. Die Scheibe 472 schafft eine zusammenhängendere Begrenzung der Taschen als die Segmente 120 in Fig. 1. Das heißt, die Öffnungen der Taschen werden verkleinert und schränken den Flüssigkeitsstrom aus den Taschen ein. Demzufolge ist zur Verdrängung der in den Taschen eingeschlossenen Flüssigkeit eine größere Kraft erforderlich, sodass mehr Energie der Scheibe 402 verbraucht wird und die Geräusche und Schwingungen beim Einrasten der Scheiben 402 und 404 noch stärker gedämpft werden. Mit anderen Worten, die Teile 434 treffen beim Eindringen in die Taschen auf einen größeren Widerstand, und zur Überwindung des Widerstands muss durch die Scheibe mehr Energie aufgebracht werden. Es sollte klar sein, dass die Form, die Position und die Anordnung der Scheiben 172 und 174 geändert werden können, um das Ausmaß der durch die Scheiben bewirkten Sperrung oder den Ort der Sperrfunktion oder der Öffnungen in den Scheiben zu variieren.
Im Allgemeinen kann die für den Freilauf 200 in den Figuren 4A bis 4C erörterte Funktionsweise auf den Freilauf 400 und die Figuren 8A bis 8C angewendet werden. In Fig. 8A befindet sich der Freilauf 400 im Freilaufmodus (die Scheibe 402 dreht sich in Richtung 480). Teile 434 der Scheibe 402 sind mit Segmenten 424 gekoppelt, und die Scheibe 406 dreht sich auch in Richtung 480. Die Zwischenscheibe 406 gleitet so über die Scheibe 404 und die Vorsprünge 416, dass sie nicht in die Öffnungen 418 ragen. In Fig. 8B wechselt der Freilauf in einen eingerasteten Modus, und die Scheibe 402 dreht sich in Richtung 482. Während dieser Drehung beginnen sich die Öffnungen 432 auf die Öffnungen 418 auszurichten. Die Scheibe 406 dreht sich, bis die Öffnungen 408 und 432 so weit ausgerichtet sind, dass die Vorsprünge 416 in die Öffnungen 418 springen können. Sowie die Vorsprünge in die Öffnungen 418 springen, liegen die Segmente 424 an den Vorsprüngen an.
In Fig. 8C drehen sich die Teile 434 in die Segmente 424 hinein, um die Scheiben 402 und 404 ineinander einzurasten. Damit sich die Teile 434 auf die Segmente 424 zu drehen können, muss die Flüssigkeit verdrängt werden, die in den durch die Scheiben 402, 406 und 472 gebildeten Taschen eingeschlossen ist. Die Energie oder die Trägheit der Scheibe 402 liefert die zum Verdrängen der Flüssigkeit erforderliche Kraft. Indem die Energie der Scheibe 402 die Flüssigkeit verdrängt, gelangen die Teile 434 in Kontakt mit den Segmenten 424, das heißt, die Scheiben 402 und 404 werden in Drehrichtung miteinander verriegelt. Die Flüssigkeit wird durch die Bewegung der Teile 434 verdrängt und verbraucht die Energie oder das Trägheitsmoment der Scheibe 402. Somit wird das Trägheitsmoment oder die Energie der Scheibe 402 so weit gedämpft, dass die beim Einrasten der Scheiben 404 und 402 auftretenden Schwingungen und Geräusche, das heißt, beim Zusammentreffen der Teile 234 und der Segmente 224, deutlich verringert werden.
Fig. 9 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Dreischeibenfreilaufs 500 gemäß der vorliegenden Erfindung mit hydraulischer Dämpfung in einem Drehmomentwandler 501.
Die Figuren 10A bis 10C sind Teilquerschnittsansichten entlang der Schnittlinie 10-10 in Fig. 9. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den Figuren 9 bis 10C zu sehen. Gemäß einigen Aspekten verwendet ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung mechanische Mittel zum Dämpfen der beim Übergang vom Freilaufmodus in den eingerasteten Modus auftretenden Energie. Zum Beispiel ist zum Einrasten der Scheiben des Freilaufs ein elastisch verformbares Element angeordnet. Der Freilauf 500 beinhaltet Scheiben 502, 504 und 506, die den Scheiben 202, 204 und 206 in den Figuren 3 bis 4C zumindest teilweise analog sind. Die Scheibe 502 beinhaltet Öffnungen 518 und Teile 534, und die Scheibe 504 beinhaltet Vorsprünge 516. Die Öffnungen 518, die Segmente 534 und die Vorsprünge 516 sind den Öffnungen 218 bzw. den Vorsprüngen 216 in den Figuren 3 bis 4C analog. Die Scheibe 506 ist in axialer Richtung zwischen den Scheiben 502 und 504 angeordnet und beinhaltet Öffnungen 532. Die Öffnungen 532 sind den Öffnungen 232 in den Figuren 3 bis 4C analog. Die Funktionsbeschreibung der Scheiben 102 und 104 in Figur 1 in Bezug auf den Freilaufmodus und den eingerasteten Modus kann im Wesentlichen auf die Scheiben 502 und 504 angewendet werden. Zur mechanischen Dämpfung des Einrastens der Scheiben 502 und 504 beinhaltet die Scheibe 506 elastisch verformbare Erweiterungen 590. Die Erweiterungen 590 beinhalten axiale Segmente 592 und Flügelsegmente 593. Die Segmente 593 sind gemäß der folgenden Beschreibung verformbar.
Die Scheibe 504 ist in Drehrichtung fest mit der Nabe 562 verbunden, und die Nabe 562 ist in Drehrichtung mit einer (nicht gezeigten) Statorwelle verriegelt. Die Scheibe 502 ist mit einem drehbaren Element 564 des Stators 566 verbunden. Die Scheibe 504 wird durch ein elastisches Mittel 570 in Richtung 568 gedrückt. Als elastisches Mittel 570 kann ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel verwendet werden.
In Fig. 10A befindet sich der Freilauf 500 im Freilaufmodus (die Scheibe 502 dreht sich in Richtung 580). Teile 534 der Scheibe 502 sind mit Segmenten 593 gekoppelt, und die Scheibe 506 dreht sich auch in Richtung 580. Die Zwischenscheibe 506 gleitet so über die Scheibe 504 und die Vorsprünge 516, dass die Vorsprünge 516 nicht in die Öffnungen 518 ragen. In Fig. 10B wechselt der Freilauf in einen eingerasteten Modus, und die Scheibe 502 dreht sich in Richtung 582. Während dieser Drehung beginnen sich die Öffnungen 532 auf die Öffnungen 518 auszurichten. Die Scheibe 506 dreht sich so weit, bis sich die Öffnungen 508 und 532 so weit ausgerichtet haben, dass die Vorsprünge 516 in die Öffnungen 518 gedrückt werden können. Sobald die Vorsprünge in die Öffnungen 518 gedrückt sind, greifen die Segmente 593 und die Vorsprünge ineinander ein, und die Scheibe 506 wird in Drehrichtung mit der Scheibe 504 verriegelt.
In Fig. 10C drehen sich die Teile 534 in die Segmente 592 hinein. Damit sich die Teile 534 auf die Vorsprünge zu drehen können, muss der Widerstand der Erweiterungen 590 überwunden werden, das heißt, das Segment 592 muss gegen das Segment 593 gedrückt werden. Die Energie oder das Trägheitsmoment der Scheibe 502 liefert die zum Überwinden des Widerstands, das heißt zum Zusammendrücken der Erweiterungen 590, erforderliche Kraft. Die Energie oder Kraft der Scheibe 502 wird beim Zusammendrücken der Erweiterungen 590 auf vorteilhafte Weise verbraucht, und die Drehgeschwindigkeit der Scheibe 502 nimmt ab. Somit wird das Trägheitsmoment oder die Energie der Scheibe 502 so weit gedämpft, dass die Schwingungen und Geräusche beim Einrasten der Scheiben 502 und 504 deutlich verringert werden.
Es sollte klar sein, dass die Erweiterungen 590 nicht auf die in den Figuren 10A bis 10C gezeigten Gestaltungsarten, Formen, Ausrichtungen, Größen oder Anzahlen beschränkt sind und dass andere Gestaltungsarten, Formen, Ausrichtungen, Größen oder Anzahlen in Geist und Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung enthalten sind.
Die Figuren 11A und 11B sind perspektivische Teilrückansichten der Zwischenscheibe 506 und der elastisch verformbaren Elemente 590 im Freilauf 500. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den Figuren 9 bis 11B zu sehen. Die Figuren 11A und 11B zeigen zwei verschiedene Gestaltungsarten und Ausrichtungen der Erweiterungen 590. Die Erweiterungen 590 in den Figuren 10A bis 10C sind so gebildet, dass die Erweiterung entlang einer in Bezug auf die Achse 594 im Wesentlichen radialen Linie geknickt ist. Zum Beispiel sind in Fig. 10A die Segmente 593 durch das Knicken der Erweiterungen 590 entlang einer solchen radialen Linie gebildet. Zur Bildung der Segmente 595 und 596 ist die Erweiterung 590 jedoch entlang einer im Wesentlichen axialen Linie geknickt. Die Dämpfung des Freilaufs 500 durch die Segmente 595 erfolgt im Wesentlichen genauso wie bei den Figuren 10A bis 10C beschrieben.
Die Figuren 12A und 12B sind perspektivische Teilrückansichten der Zwischenscheibe 506 und der elastisch verformbaren Elemente 590 im Freilauf 500. Es sollte klar sein, dass die Erweiterungen 590 nicht auf die in den Figuren 11A und 11B gezeigten Gestaltungsarten, Formen, Ausrichtungen, Größen oder Anzahlen beschränkt sind und dass andere Gestaltungsarten, Formen, Ausrichtungen, Größen und Anzahlen in Geist und Geltu ngsbereicht der beanspruchten Erfindung enthalten sind. Gemäß einigen Aspekten sind die Erweiterungen 590 zum Beispiel gemäß der Darstellung in den Figuren 12A und 12B gestaltet. Figur 12A zeigt eine Erweiterung 590 in S-Form, wobei die Teile
598 gegenüber dem Teil 596 einer Spannung ausgesetzt werden, um einen Widerstand gegenüber der Scheibe 502 zu erzeugen. Fig. 12B zeigt eine Erweiterung 590 mit Teilen
599 in einer Hakenform.
Es sollte klar sein, dass die Gestaltungsarten für die in den Figuren 10A bis 12B gezeigten Ausrichtungsanordnungen für die elastisch verformbaren Erweiterungen in einem einzigen Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verknüpft werden können. Zum Beispiel kann bei ein und derselben Scheibe 506 ein Teil der Erweiterungen gemäß der Darstellung der Erweiterungen 590 in den Figuren 10A bis 10C und ein Teil der Erweiterungen gemäß der Darstellung der Erweiterungen 590 in den Figuren 11A und 11 B oder 12A und 12B gestaltet werden.
Ferner sollte klar sein, dass in ein und demselben Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung eine hydraulische mit einer mechanischen Dämpfung verknüpft werden kann. Zum Beispiel können für ein und dieselbe axiale Zwischenscheibe (zum Beispiel die Scheibe 106 in Fig. 1) hydraulische Dämpfungselemente 119 und elastisch verformbare Erweiterungen, zum Beispiel die Erweiterungen 590 in Fig. 10A, verwendet werden. Ferner kann bei einem Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung eine vierte Scheibe, zum Beispiel die Scheibe 172 in Fig. 1, verwendet werden, die elastisch verformbare Erweiterungen beinhaltet.
Die Scheiben 202/302/402/502, 204/304/404/504 und 206/306/406/506 sowie die Naben 262/362/462/562 können durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel gebildet werden. Gemäß einigen Aspekten sind von den Scheiben und der Nabe einige oder alle Teile gestanzt. Die Scheiben 202/302/402/502 können durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel mit den (nicht gezeigten) Schaufeln des Stators verbunden werden. Gemäß einigen Aspekten sind die Scheiben 202/302/402/502 darüber hinaus integraler Bestandteil des Stators, wie zum Beispiel in der an denselben Anmelder abgetretenen provisorischen US-Patentanmeldung mit dem Titel „Stator and One-Way Clutch Assembly for a Torque Converter" von Hemphill et al., eingereicht am 24. März 2006, beschrieben wird.
Ferner sollte klar sein, dass ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung eines bestimmten Drehmomentwandlers beschränkt ist. Zum Beispiel ist ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung der in den Figuren gezeigten Drehmomentwandler beschränkt.
Somit ist zu erkennen, dass die Aufgaben der vorliegenden Erfindung wirksam gelöst werden, obwohl sich der Fachmann Modifikationen und Änderungen der Erfindung vorstellen kann, die in Geist und Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung enthalten sind. Ferner sollte klar sein, dass die obige Beschreibung zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dient und nicht als Einschränkung zu verstehen ist. Deshalb sind andere Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung möglich, ohne von Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Ansprüche
1. Freilauf in einem Stator für einen Drehmomentwandler, wobei der Freilauf Folgendes umfasst:
ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element, das in Drehrichtung in Bezug auf eine Längsachse des Stators feststeht;
ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element, das um die Achse drehbar und so angeordnet ist, dass es in einer ersten Drehrichtung in das erste Element einrastet; und
ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element, das um die Achse drehbar und in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Element so angeordnet ist, dass es die mit dem Einrasten verbundene Energie dämpft.
2. Freilauf nach Anspruch 1 , bei dem das dritte in radialer Richtung angeordnete Element so angeordnet ist, dass es eine hydraulische Dämpfung bewirkt.
3. Freilauf nach Anspruch 2, bei dem der Drehmomentwandler eine Flüssigkeit beinhaltet, wobei das dritte Element ein im Wesentlichen in radialer Richtung angeordnetes Segment umfasst, das in axialer Richtung vom dritten Element entfernt so angeordnet ist, dass es in Verbindung mit dem dritten Element einen Teil der Flüssigkeit einschließt, und bei der das zweite Element so angeordnet ist, dass die Drehung des zweiten Elements während des Einrastens in der ersten Richtung eine deutliche Verdrängung des Teils der Flüssigkeit verursacht.
4. Freilauf nach Anspruch 3, bei dem vom ersten oder vom zweiten Element ein erstes Element ferner mindestens eine erste Öffnung und eine erste und eine zweite in axialer Richtung zeigende Seite umfasst, wobei ein Teil des dritten Elements in der mindestens einen ersten Öffnung angeordnet ist, sich das dritte Element in der Nähe der ersten in axiale Richtung zeigenden Seite und das in radialer Richtung angeordnete Segment in der Nähe der zweiten in axiale Richtung zeigenden Seite befindet.
5. Freilauf nach Anspruch 3, der ferner Folgendes umfasst: ein viertes in radialer Richtung angeordnetes Element; und wobei vom ersten oder vom zweiten Element ein zweites Element ferner mindestens eine zweite Öffnung umfasst und das vierte Element mindestens eine zweite Öffnung zumindest teilweise versperrt.
6. Freilauf nach Anspruch 5, bei dem das vierte in radialer Richtung angeordnete Element mit dem dritten Element verbunden ist.
7. Freilauf nach Anspruch 5, bei dem vom ersten oder vom zweiten Element das zweite Element ferner eine dritte und eine vierte in axialer Richtung zeigende Seite umfasst, wobei das dritte Element in der Nähe der dritten in axiale Richtung zeigenden Seite und das vierte Element in der Nähe der vierten in axiale Richtung zeigenden Seite angeordnet ist.
8. Freilauf nach Anspruch 5, bei dem das vierte Element ferner mindestens eine dritte Öffnung umfasst, das dritte Element ferner mindestens eine Zunge umfasst und die mindestens eine Zunge in der mindestens einen dritten Öffnung angeordnet ist.
9. Freilauf nach Anspruch 5, bei dem das vierte Element durch Stanzen gebildet ist.
10. Freilauf nach Anspruch 1 , bei dem das dritte in radialer Richtung angeordnete Element so angeordnet ist, dass es eine mechanische Dämpfung bewirkt.
11. Freilauf nach Anspruch 10, bei dem das dritte Element ferner mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung umfasst und das zweite Element so angeordnet ist, dass die Drehung des zweiten Elements in der ersten Richtung das erste und das zweite Element veranlasst, die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung zusammenzudrücken.
12. Freilauf nach Anspruch 11 , bei dem das erste Element ferner mindestens eine vierte Öffnung mit einer ersten Seite umfasst und das zweite Element so angeordnet ist, dass es die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung gegen die erste Seite drückt.
13. Freilauf nach Anspruch 11 , bei dem das zweite Element ferner mindestens eine fünfte Öffnung mit einer zweiten Seite umfasst und die zweite Seite so angeordnet ist, dass sie die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung gegen das erste Element drückt.
14. Freilauf nach Anspruch 1 , bei dem vom ersten, zweiten und dritten Element mindestens ein Element durch Stanzen gebildet ist.
15. Freilauf in einem Stator für einen Drehmomentwandler, wobei der Freilauf Folgendes umfasst:
ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einer Öffnung;
ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einem Vorsprung, das so angeordnet ist, dass es in einer ersten Drehrichtung in das erste Element einrastet; und
ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element, wobei das dritte Element um eine Längsachse des Stators drehbar und in axialer Richtung so zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet ist, dass es eine hydraulische Dämpfung der mit dem Einrasten verbundenen Energie bewirkt, wobei das dritte Element eine Struktur bildet, die einen Teil der Flüssigkeit im Drehmomentwandler teilweise einschließt, wobei vom ersten oder vom zweiten Element ein Element in Drehrichtung in Bezug auf die Achse feststeht, das andere der beiden Elemente um die Achse drehbar ist und die Drehung des anderen Elements so verläuft, dass der Teil der Flüssigkeit während des Einrastens verdrängt wird.
16. Freilauf in einem Stator für einen Drehmomentwandler, wobei der Freilauf Folgendes umfasst:
ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einer Öffnung;
ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einem Vorsprung, das so angeordnet ist, dass es in einer ersten Drehrichtung in das erste Element einrastet; und ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element, wobei das dritte Element um eine Längsachse des Stators drehbar und in axialer Richtung so zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet ist, dass es eine hydraulische Dämpfung der mit dem Einrasten verbundenen Energie bewirkt; und
ein viertes in radialer Richtung angeordnetes Element, wobei das vierte Element so mit dem dritten Element verbunden ist, dass das vierte Element mindestens eine Öffnung zumindest teilweise versperrt, wobei vom ersten oder vom zweiten Element ein Element in Drehrichtung in Bezug auf die Achse feststeht, vom ersten oder vom zweiten Element das andere Element um die Achse drehbar ist und die Drehung des anderen Elements so verläuft, dass der zwischen dem dritten und dem vierten Element befindliche Teil der Flüssigkeit während des Einrastens im Wesentlichen verdrängt wird.
17. Freilauf in einem Stator für einen Drehmomentwandler, wobei der Freilauf Folgendes umfasst:
ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einer Öffnung;
ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einem Vorsprung, das so angeordnet ist, dass es in einer ersten Drehrichtung in das erste Element einrastet; und
ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element, wobei das dritte Element um eine Längsachse des Stators drehbar und in axialer Richtung so zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet ist, dass es eine hydraulische Dämpfung der mit dem Einrasten verbundenen Energie bewirkt, wobei das dritte Element mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung umfasst, wobei vom ersten oder zweiten Element ein Element in Drehrichtung in Bezug auf die Achse feststeht, das andere der beiden Elemente um die Achse drehbar ist und die Drehung des anderen Elements so verläuft, dass das erste und das zweite Element veranlasst werden, die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung zusammenzudrücken.
18. Freilauf in einer Automobil-Antriebskomponente, wobei der Freilauf Folgendes umfasst:
ein erstes in Drehrichtung mit einer Achse der Komponente gekoppeltes Element mit mindestens einer ersten Rasteinrichtung; und
ein zweites um die Achse drehbares Element mit mindestens einer zweiten Rasteinrichtung, wobei die erste und die zweite mindestens eine Rasteinrichtung so angeordnet sind, dass sie in einer ersten Drehrichtung ineinander einrasten, um das erste und das zweite Element in der ersten Drehrichtung miteinander zu verriegeln, und wobei der Freilauf so angeordnet ist, dass er einen Stoß der ersten und der zweiten mindestens einen Rastein richtung während des Einrastens hydraulisch dämpft.
19. Freilauf nach Anspruch 18, wobei die Komponente ein Drehmomentwandler ist.
20. Freilauf nach Anspruch 19, wobei der Freilauf ein Freilauf im Stator ist.
21. Freilauf nach Anspruch 18, wobei die Komponente ein Getriebe ist.
22. Freilauf nach Anspruch 18, wobei die Komponente eine Zusatzantriebseinheit ist.
23. Freilauf nach Anspruch 18, bei dem die mindestens eine erste Rasteinrichtung aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus mindestens einer ersten Öffnung und mindestens einer Vertiefung besteht, und bei der die mindestens eine zweite Rasteinrichtung mindestens ein Vorsprung ist.
24. Freilauf nach Anspruch 18, bei dem das erste Element ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element umfasst und das zweite Element ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element umfasst; und wobei der Freilauf ferner Folgendes umfasst: ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element, das um die Achse drehbar, in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet und so gestaltet ist, dass es eine hydraulische Dämpfung bewirkt.
25. Freilauf nach Anspruch 24, bei dem die Antriebskomponente eine erste Flüssigkeit beinhaltet, das dritte Element ein im Wesentlichen in radialer Richtung angeordnetes Segment umfasst, das in axialer Richtung vom dritten Element getrennt und so angeordnet ist, dass es in Verbindung mit dem dritten Element einen Teil der ersten Flüssigkeit teilweise einschließt, und wobei das zweite Element so angeordnet ist, dass die Drehung des zweiten Elements in der ersten Richtung während des Einrastens eine wesentliche Verdrängung des Teils der ersten Flüssigkeit bewirkt.
26. Freilauf nach Anspruch 25, der ferner Folgendes umfasst: ein viertes in radialer Richtung angeordnetes Element; und wobei vom ersten oder vom zweiten Element ein Element ferner mindestens eine zweite Öffnung umfasst und das vierte Element die mindestens eine zweite Öffnung zumindest teilweise versperrt.
27. Freilauf nach Anspruch 26, bei dem vom ersten oder vom zweiten Element ein Element ferner eine dritte und eine vierte in axiale Richtung zeigende Seite umfasst, wobei das dritte Element in der Nähe der dritten in axiale Richtung zeigenden Seite und das vierte Element in der Nähe der vierten in axiale Richtung zeigenden Seite angeordnet ist.
28. Freilauf nach Anspruch 18, der femer Folgendes umfasst: ein fünftes und ein sechstes in radialer Richtung angeordnetes Element und eine zweite Flüssigkeit, wobei das erste und das zweite Element in axialer Richtung zwischen dem fünften und dem sechsten in radialer Richtung angeordneten Element und das fünfte und sechste in radialer Richtung angeordnete Element so angeordnet sind, dass sie die zweite Flüssigkeit zumindest teilweise zwischen der ersten und der zweiten Rasteinrichtung einschließen.
29. Freilauf in einer Automobil-Antriebskomponente, wobei der Freilauf Folgendes umfasst:
ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element, das in Bezug auf eine Achse der Komponente feststeht und mindestens eine erste Rasteinrichtung aufweist; ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element, das um die Achse drehbar ist und mindestens eine zweite Rasteinrichtung aufweist; und
ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element, das um die Achse drehbar und in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet ist, wobei die erste und die zweite mindestens eine Rasteinrichtung so angeordnet sind, dass sie in einer ersten Drehrichtung ineinander einrasten, um das erste und das zweite Element in der ersten Drehrichtung miteinander zu verriegeln, und wobei die dritte Scheibe so angeordnet ist, dass sie einen Stoß der ersten und zweiten mindestens einen Rasteinrichtung während des Einrastens mechanisch dämpft.
30. Freilauf nach Anspruch 29, bei dem das dritte Element ferner mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung umfasst und das zweite Element so angeordnet ist, dass die Drehung des zweiten Elements in der ersten Richtung das erste und das zweite Element veranlasst, die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung zusammenzudrücken.
31. Freilauf nach Anspruch 30, bei dem das erste Element ferner mindestens eine erste Öffnung mit einer ersten Seite umfasst und das zweite Element so angeordnet ist, dass es die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung gegen die erste Seite drückt.
32. Freilauf nach Anspruch 30, bei dem das zweite Element ferner mindestens eine zweite Öffnung mit einer zweiten Seite umfasst und die zweite Seite so angeordnet ist, dass sie die mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung gegen das erste Element drückt.
33. Freilauf in einer Automobil-Antriebskomponente, der Folgendes umfasst:
ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einer ersten Rasteinrichtung;
ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Element mit mindestens einer zweiten Rasteinrichtung; und ein drittes in radialer Richtung angeordnetes Element, das um eine Achse des Freilaufs drehbar und in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet ist, wobei die erste und die zweite mindestens eine Rasteinrichtung so angeordnet sind, dass sie bezüglich der relativen Drehung des ersten oder zweiten Elements gegenüber dem jeweils anderen der beiden Elemente in einer ersten Drehrichtung ineinander einrasten, um das erste und das zweite Element in Drehrichtung miteinander zu verriegeln, und wobei die dritte Scheibe so angeordnet ist, dass sie einen Stoß der ersten und der zweiten mindestens einen Rasteinrichtung während des Einrastens dämpft.
34. Freilauf nach Anspruch 29, der ferner eine Flüssigkeit umfasst und bei dem das dritte Element zumindest Teile einer Tasche bildet, welche die Flüssigkeit enthält, und bei dem die erste und die zweite Rasteinrichtung so angeordnet sind, dass sie zumindest einen Teil der Flüssigkeit aus der Tasche herausdrücken.
35. Freilauf nach Anspruch 29, bei dem das dritte Element ferner mindestens eine elastisch verformbare Erweiterung umfasst und das erste und das zweite Element so angeordnet sind, dass sie die mindestens eine Erweiterung zusammendrücken.
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