CN106461047A - 带对中锁定离合器摩擦盘的流体动力扭矩联接装置及其组装方法 - Google Patents

Abstract

一种流体动力扭矩联接装置包括涡轮、不可旋转地附接到涡轮且包括对中槽36的被驱动板34、圆周取向的扭矩传递弹性元件50以及包括外围轴向延伸驱动凸片44的摩擦盘。

Description

带对中锁定离合器摩擦盘的流体动力扭矩联接装置及其组装 方法

技术领域

本发明一般涉及流体动力扭矩联接装置，更特别地，涉及一种包括被驱动板的流体动力扭矩联接装置，所述被驱动板通过弹性驱动元件驱动连接到摩擦板，所述摩擦板通过外围轴向延伸凸片关于被驱动板对中。

背景技术

在汽车从机动化车厢到用于公共交通运输高度规范化装置的演化中，已经有对组成汽车的元件的基本组合的持续的精细化。这种精细化的一方面为从发动机到车辆驱动系统的扭矩传递。这种扭矩传递自始至终通过不同的齿轮或者链驱动的变速器系统来完成，所述齿轮或者链驱动的变速器系统可选地驱动连接到动力源，或从动力源分离。驱动系统的连接分离特点通过离合器来完成。从1950年代中期以来，特别是在美国，这种离合器为流体离合器或者扭矩变换器。由于包括这种流体扭矩传递联接，获得了驾驶体验增强的精细化，这种精细化以损失效率为代价。为处理这种损失效率，扭矩变换器本身成为了更大精细化和重获效率的目标。很多时候，现代扭矩变换器会包括与扭矩变换器从动部件相关联的摩擦离合器组件，所述摩擦离合器组件在预定的负载和速度位置消除流体扭矩传递并且将流体联接替换为直接机械摩擦联接。这种特点通常被称为锁定离合器。

在装备有锁定离合器的扭矩变换器时代，效率被重获，但当离合器处于锁定模式时以及当其转变进入和离开锁定模式时也发生了精细化的损失。当锁定离合器元件变得磨损以及各种旋转和固定元件之间的公差与它们各自的磨损样式一致增加/减少时，这尤其如此。为减轻一些将锁定离合器并入到扭矩变换器而产生的机械粗糙度，离合器系统本身在复杂性中已经增加。比如，包括从动中间板，以及进一步包括将动力传动系统扭矩振动保持在可接收参数范围内的弹性减震部件，增加了扭矩变换器次组件的旋转质量和复杂性。这些增加的复杂性产生了通过振动的精细化损失的可能，所述振动部分地由各种构件的不平衡离心旋转所引起。此外，对于装备有弹性扭矩传递部件的装置，随着时间的推移和使用会发展出嘎嘎声或者其他噪音，其产生扭矩转换装置的低完整度的感知。此外，这些日益复杂的离合器和阻尼系统组件需要更多的时间、耐心和精度。这种装备有通过中间板的弹性扭矩传递元件和锁定离合器的扭矩变换器的例子在美国专利8453439、8025136和6938744中被示出。

发明内容

根据本发明的第一方面，设置有流体动力扭矩联接装置，所述流体动力扭矩联接装置包括涡轮、不可旋转地附接至涡轮的被驱动板、圆周取向的扭矩传递弹性元件和包括外围轴向延伸的驱动凸片的摩擦盘。被驱动板包括圆周取向的对中槽使得轴向延伸的摩擦盘驱动凸片突出进入对中槽并且接合弹性部件。驱动凸片延伸进入被驱动板的对中槽以相对于被驱动板对中摩擦盘并且容纳摩擦盘的径向运动。

根据本发明的第二方面，设置有组装流体动力扭矩联接装置的方法。本发明的方法包括步骤：设置涡轮、包括圆周取向的对中槽的被驱动板、多个弹性元件和包括外围轴向延伸驱动凸片的摩擦盘；将被驱动板不可旋转地附接至涡轮；将所述摩擦盘和所述弹性元件安装到所述被驱动板，使得所述摩擦盘的所述驱动凸片和所述被驱动板接合所述弹性元件；并且通过将所述驱动凸片突起进入所述被驱动板的所述对中槽将所述摩擦盘关于所述被驱动板对中。

本发明的其他方面，包括构成本发明的部分的设备、装置、系统、转换器、过程、方法等，将在阅读下述示例性实施例的详细描述时变得更加明显。

附图说明

随附的附图被并入并且构成本发明书的一部分。附图，与以上给出的一般描述和以下给出的示例性实施例的详细描述一起，起到解释本发明的原则的作用。在这些附图中：

图1是流体动力扭矩联接装置根据本发明的示例性实施例的剖视图；

图2是图1中流体动力扭矩联接装置的透视部分剖视图；

图3是图1和图2中流体动力扭矩联接装置的部分爆炸视图；

图4是图1和图2中流体动力扭矩联接装置的部分剖视图；

图5A是摩擦盘凸片位于被驱动板中制造凹槽中的行程中点位置的第一顺序图示，其中图3A(应为图5A)的左边部分示出了在凸片和凹槽发生沿边接触之前大约22.5°的自由旋转角度。

图5B示出了延伸的摩擦盘凸片在其于被驱动板凹槽中行程极限处的位置以及第二扭矩路径的产生。

具体实施方式

现将具体参考如随附的附图中所阐释的本发明的示例性实施例和方法，在所述附图中类似的参考字母在所有附图中指定类似的或者对应的零件。然而，应该被注意的是，本发明在其更广泛的方面不限于与示例性实施例和方法一同示出和描述的特定细节、代表性装置和方法以及阐释性示例。

示例性实施例的描述意图在于与随附的附图一同阅读，所述附图被认为是全部书面说明书的一部分。在说明书中，相关的术语比如“水平的”、“竖直的”、“上”、“下”、“上部”、“下部”、“右”、“左”、“顶部”和“底部”以及其派生词(比如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)在讨论中应该被解释为指的是如在附图图形中因而被描述或示出的方向。这些相关的术语是为了描述的方便而通常并非意图为需要一个特别的方向。除非以另一种方式清楚地描述，涉及附接，联接和类似的，比如“连接的”和“相互连接的”的术语，指的是关系，其中结构通过介于中间的结构被直接地或间接地固定或者附接到彼此，以及可移动的或者刚性的附接或者关系二者。术语“操作地连接”是附接、联接或者联接以使得允许有关结构如凭借该关系所意图的来操作。此外，如权利要求中所使用的词“一”(a)和“一个”(an)的意味着“至少一个”以及如权利要求中所使用的词“两个”意味着“至少两个”。

如图1和2中最佳示出，流体动力扭矩联接装置10在随附的附图中一般用附图标记10来代表。流体动力扭矩联接装置10意图为联接比如机动车辆的驱动轴和被驱动轴。在这种情况下，驱动轴是发动机比如机动车辆的内燃机(未示出)的输出轴，被驱动轴连接到机动车辆的自动变速器。流体动力扭矩联接装置10包括密封壳体11(充满油并且绕着旋转轴线X可旋转)、流体动力扭矩变换器14、锁定离合器16和弹性减震装置18。在下文中轴线和半径方向被认为是关于扭矩联接装置10的轴线X。

流体动力扭矩变换器14包括带有叶片21的涡轮20、带有叶片23的叶轮22以及在涡轮20和叶轮22之间轴向插入的带有叶片25的反应器(或者定子)24。铆钉29不可旋转地将涡轮20固定至涡轮轮毂28。尽管铆钉29被用在阐释性实施例中,应该被理解的是涡轮20和涡轮轮毂28可用附加的或者可选的紧固件或者其他技术,比如焊接不可旋转地固定至彼此。涡轮轮毂28不可旋转地用花键30附接至被驱动轴(未示出)。涡轮轮毂28为绕着轴线X可旋转并且与被驱动轴共轴以将涡轮20在被驱动轴上对中。

传统地，涡轮20的叶片21设置为以已知的方式与叶轮22的叶片23相互作用。反应器24通过单向离合器32旋转联接至定子轴(未示出)。

壳体11包括两个外壳，所述两个外壳在其外周缘密封连接在一起。外壳中的一个包括壳体壁12，所述壳体壁12一般地在与轴线X成直角的平面中横向地，即径向地延伸。壳体11的外壳中的另一个被构造以构成叶轮22。叶轮22不可旋转地(即固定地)固定至壳体壁12。而壳体壁12被发动机可旋转地驱动并且用螺柱26不可旋转地联接到其曲轴。壳体壁12通过单件加压成型，比如从金属板料中整体地制成。

流体动力扭矩联接装置10进一步包括涡轮被驱动板34，所述涡轮被驱动板34与涡轮20操作地相关联并且与涡轮轮毂28共轴。铆钉29不可旋转地将涡轮被驱动板34固定至涡轮轮毂28。涡轮被驱动板34包括一个或者多个的圆周取向的对中槽36,所述对中槽36每一个限定在轴线方向通过涡轮被驱动板34的狭窄的圆周开口(或者“窗口”)。涡轮被驱动板34为合适的金属构造的冲压部件。圆周对中槽36的大小基于需要的减震器行程限定。

扭矩联接装置10的锁定离合器16包括摩擦盘40和一般环形压力板46，二者轴向地可移动至和离开壳体壁12。压力板46安装到涡轮轮毂28以相对于它可旋转。压力板46通过一组弹性舌片47不可旋转地联接到壳体壁12，所述弹性舌片47基本布置在一个圆周上并且在壳体壁12和压力板46之间正切地取向，同时允许压力板46的相对轴向移动。

摩擦盘40包括一般径向延伸的摩擦部分42和一个或者多个的驱动凸片44，所述驱动凸片44从摩擦盘40的摩擦部分42中沿着离开壳体壁12的方向轴向延伸。驱动凸片44圆周等距地彼此间隔开。摩擦部分42为平的环形环的形状。摩擦盘40的环形摩擦部分42具有轴向相对的摩擦面43a、43b，在图4中最佳示出。环形摩擦衬垫45a、45b比如通过粘接(如图4中所示)附接到摩擦盘40的摩擦面43a、43b上。

当压力板46在液压的作用下轴向地朝着壳体移动时，锁定离合器16被关闭(或被接合)以在壳体壁12和压力板46之间接合(或夹紧)摩擦盘40的摩擦部分42。当锁定离合器16被关闭并且摩擦盘40通过压力板46的动作被接合到壳体壁12时，发动机扭矩从壳体壁12传送到摩擦盘40。

因而，当压力板46在液压的作用下在其本身和壳体11的壳体壁12之间夹紧摩擦盘40时，锁定离合器16的锁止允许通过涡轮轮毂28的花键30，无颠簸地通过弹性减震装置18从壳体11(不可旋转地联接到车辆发动机的曲轴)直接驱动被驱动轴，并且来自发动机的振动被过滤掉。

摩擦盘40的驱动凸片44轴向地延伸进入和通过涡轮被驱动板34中的对中槽36以接合圆周取向的扭矩传递弹性元件50，比如弹性减震装置18的螺旋弹簧(减震器弹簧)。具体地，每个驱动凸片44在每个驱动凸片44的圆周相对侧上接合两个减震器弹簧50。也就是说，每个驱动凸片44延伸通过并且接合两个临近放置、间隔的螺旋弹簧50。通过轴向延伸驱动凸片44通过涡轮被驱动板34中的对中槽36，摩擦盘40通过摩擦盘40上延伸的外围驱动凸片44关于涡轮被驱动板34和涡轮轮毂28对中。因此，通过涡轮被驱动板34中的对中槽36轴向延伸的驱动凸片44导致摩擦盘40关于涡轮被驱动板34对中。

涡轮被驱动板34进一步包括一个或者多个抵接元件38，所述抵接元件在涡轮被驱动板34上整体地加压成型以角度等距地彼此间隔开。抵接元件38在互相面对的抵接元件38的圆周端部具有抵接表面。

扭矩联接装置10进一步包括一般环形的中间部件52，所述中间部件52限定绕其圆周径向向内指向的基本环形的凹槽(或通道)54。中间部件52优选地为合适的金属构造的冲压部件。中间部件52的凹槽54部分地容置螺旋弹簧50，所述螺旋弹簧50分布在凹槽50的圆周上，以支撑螺旋弹簧50对抗离心力。此外，如图3中最佳示出，中间部件52包括一个或者多个抵接元件55(图3中示出)，所述抵接元件55在中间元件52上整体地加压成型以角度等距地彼此间隔开。抵接元件55在互相面对的抵接元件55的圆周端部具有抵接表面。

因此，弹性扭矩传递元件50被固持在摩擦盘40的驱动凸片44、中间部件52的抵接元件55和涡轮被驱动板34的抵接元件38之间，以从摩擦盘40向涡轮被驱动板34通过螺旋弹簧50和中间部件52传递减震的旋转扭矩。也就是说，中间部件52通过弹性驱动元件50驱动地连接到被驱动板34。而摩擦盘40通过弹性驱动元件50驱动地连接到中间部件52。因此，弹性驱动元件50在摩擦盘40的驱动凸片44、中间部件52的抵接元件55和涡轮被驱动板34的抵接元件38之间被放置并且是可压缩的。

当摩擦盘40通过压力板46被接合(或锁止)抵靠壳体12时，合适地减震的发动机扭矩经由弹性部件50通过摩擦盘40的驱动凸片44传送至涡轮被驱动板34的抵接元件38和中间部件52的抵接元件55。然而，当发动机扭矩超过弹性部件50的容量时，摩擦盘40的驱动凸片44与涡轮被驱动板34中对中槽36的侧部范围发生沿边接触，从而阻止弹性部件50的进一步压扁。因此，在弹性部件50为低和中范围扭矩传递的主要扭矩路径之处，摩擦盘40的驱动凸片44也可以在弹性部件50的扭矩极限被超出时将扭矩直接传送至被驱动板34。

将摩擦盘40的驱动凸片44插入到涡轮被驱动板34中的对中槽36使摩擦盘关于涡轮被驱动板34和涡轮轮毂28对中。

将摩擦盘40的驱动凸片44插入到涡轮被驱动板34中的对中槽36的进一步原因是容纳摩擦盘40随着其磨损的径向移动。随着使用和磨损，摩擦盘40将倾向于日益轴向和径向地移动；接合进入对中槽36容纳径向的移动并且允许相关联的被驱动板34、摩擦盘40和中间部件52之间更紧的径向公差。因此，摩擦盘40的驱动凸片44也被径向地限制在邻近中间板52的涡轮被驱动板34的对中槽36中。因此，产生更少的嘎嘎声和其他源自振动的噪声。

当弹性部件50在使用中被压扁时，由于摩擦盘40的驱动凸片44和对中槽36的边缘之间沿边驱动接触，将摩擦盘40的驱动凸片44插入到涡轮被驱动板34中的对中槽36提供了附加的扭矩容量。更轻的减震器弹簧50可被选择，其在减震大多数预期的扭矩可能是更有用的，然而当这种更低或更轻的负载极限被超出时，冲压摩擦盘40的驱动凸片44与被驱动板34中类似地冲压的对中槽36相互作用的大量增加的相对强度，与减震器弹簧单独相比提供了扭矩传递的非常高的过载。

图5A和5B示出了摩擦盘40上的驱动凸片44和被驱动板34上的对中槽36。图5A示出了摩擦盘40的驱动凸片44，位于对中槽36内的相对中点。在这个时刻，被传递的扭矩很好地位于被包括的减震器弹簧50的极限范围内。在图5B中，减震器运动超出了预定的任意极限22.5°，并且摩擦盘40的驱动凸片44与对中槽36发生沿边接触。在这一过载的情况下，扭矩因而直接从摩擦盘40传送到被驱动板34。在示出的示例性实施例中，摩擦盘40和被驱动板34之间的相对运动是减震器行程的完全冲程，摩擦盘40和中间部件52的相对运动是1/2的减震器冲程行程。这些相对运动的确定和沿边止动器效应可以根据设计需要、扭矩传递参数、弹性部件50的强度和长度和对中槽36的长度而改变。

以下描述的是示例性方法，通过该方法根据本发明示例性实施例的流体动力扭矩联接装置10被组装。应该被理解的是可选的方法可在本发明的范围内被实践。

根据被实施的方法，设置有涡轮20、涡轮轮毂28、包括圆周取向的对中槽36的被驱动板34、多个弹性部件50、中间部件52和包括外围轴向延伸驱动凸片44的摩擦盘40。因而，涡轮20和被驱动板34通过任何适合的器件(比如通过铆钉29)不可旋转地附接至涡轮轮毂28。然后，摩擦盘40、中间部件52和弹性部件50被安装到被驱动板34，使得弹性驱动元件50放置在摩擦盘40的驱动凸片44和中间部件52的抵接元件55之间，以及中间部件52的抵接元件55和涡轮被驱动板34的抵接元件38之间。摩擦盘40通过将摩擦盘40的驱动凸片44突出进入被驱动板的对中槽36相对于被驱动板34对中。

为与专利章程规定一致的阐释，本发明的示例性实施例的前述描述被提出。并非意图为详尽的或者将本发明限制到公开的准确形式。为最佳阐释本发明的原则和其实践应用，在上文中公开的实施例被选择，因此使得本领域具有普通技能的人员能够按照适于设想的特别用途，只要遵循在此描述的原则，最佳地将本发明运用在各种实施例并且带有各种修改。本申请因此意图为使用其一般原则覆盖本发明的任何变化、用途或者改变。进一步，本申请意图为覆盖本公开的偏离，当所述偏离落入本发明所属领域的公知或者惯常实践的范围内时。因此，在不偏离其意图和范围的情况下可以对上述发明作出改变。同样被意图的是本发明的范围被附加至此的权利要求所限定。

Claims (24)

1.一种流体动力扭矩联接装置，包括：

包括圆周取向的对中槽的被驱动板；

圆周取向的扭矩传递弹性元件；以及

包括外围驱动凸片的摩擦盘，所述外围驱动凸片轴向延伸以突出进入所述被驱动板的对中槽并且接合所述弹性元件；

所述驱动凸片突出进入所述被驱动板的所述对中槽以将所述摩擦盘相对于所述被驱动板对中。

2.根据权利要求1所述的流体动力扭矩联接装置，其中所述弹性驱动元件将所述摩擦盘驱动连接到所述被驱动板。

3.根据权利要求2所述的流体动力扭矩联接装置，进一步包括中间部件，所述中间部件限定径向向内指向的基本的环形的凹槽；其中所述中间部件部分容置并且径向支撑所述弹性元件。

4.根据权利要求3所述的流体动力扭矩联接装置，其中所述弹性驱动元件将所述中间部件驱动连接到所述被驱动板；并且其中所述弹性驱动元件和所述中间部件将所述摩擦盘驱动连接到所述被驱动板。

5.根据权利要求4所述的流体动力扭矩联接装置，其中所述被驱动板和所述中间部件每一个都包括抵接元件，使得所述弹性驱动元件在所述摩擦盘的所述驱动凸片和所述中间部件的所述抵接元件之间以及在所述中间部件的所述抵接元件和所述被驱动板的所述抵接元件之间放置并且能被压缩。

6.根据权利要求4所述的流体动力扭矩联接装置，其中所述被驱动板、所述摩擦盘和所述中间部件包括冲压金属构造。

7.根据权利要求4所述的流体动力扭矩联接装置，其中所述摩擦盘和所述中间部件之间的相对旋转运动是所述摩擦盘和所述被驱动板之间的运动的一半。

8.根据权利要求1所述的流体动力扭矩联接装置，其中，其中所述弹性元件包括螺旋弹簧。

9.根据权利要求1所述的流体动力扭矩联接装置，其中当发动机扭矩超出所述弹性元件的容量时，所述摩擦盘的所述驱动凸片通过与所述对中槽的沿边接触驱动所述被驱动板。

10.根据权利要求1所述的流体动力扭矩联接装置，进一步包括不可旋转地并且操作地连接至所述被驱动板的涡轮。

11.根据权利要求1所述的流体动力扭矩联接装置，进一步包括不可旋转地固定到所述涡轮和所述被驱动板的涡轮轮毂。

12.一种流体动力扭矩联接装置，包括：

涡轮；

不可旋转地并且操作地连接至所述涡轮的被驱动板，所述被驱动板包括圆周取向的对中槽；

圆周取向的扭矩传递弹性元件；

包括外围驱动凸片的摩擦盘，所述外围驱动凸片轴向延伸以突出进入所述被驱动板的对中槽并且接合所述弹性元件；

限定轴向向内指向的基本环形的凹槽的中间部件；以及

不可旋转地固定到所述涡轮和所述被驱动板的涡轮轮毂；

所述中间部件部分容置并且径向支撑所述弹性元件；所述驱动凸片突起进入所述被驱动板的所述对中槽以将所述摩擦盘相对于所述被驱动板对中；

所述弹性驱动元件将所述中间部件驱动连接到所述被驱动板；

所述弹性驱动元件和所述中间部件将所述摩擦盘驱动连接到所述被驱动板；

所述被驱动板和所述中间部件每一个都包括抵接元件，使得所述弹性驱动元件在所述摩擦盘的所述驱动凸片和所述中间部件的所述抵接元件之间以及在所述中间部件的所述抵接元件和所述被驱动板的所述抵接元件之间放置并且能被压缩。

13.一种组装流体动力扭矩联接装置的方法，所述方法包括步骤：

设置包括圆周取向的对中槽的被驱动板，多个弹性元件和包括外围轴向延伸驱动凸片的摩擦盘；

将所述摩擦盘和所述弹性元件安装到所述被驱动板，使得所述摩擦盘的所述驱动凸片和所述被驱动板接合所述弹性元件；以及

通过将所述驱动凸片突起进入所述被驱动板的所述对中槽将所述摩擦盘关于所述被驱动板对中。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述摩擦盘被安装到所述被驱动板以通过所述弹性驱动元件驱动连接到所述被驱动板；

15.如权利要求14所述的方法，其中所述流体动力扭矩联接装置进一步包括中间部件，所述中间部件限定径向向内指向的基本环形的凹槽；其中所述中间部件部分容置所述弹性元件以径向支撑所述弹性元件。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述方法进一步包括将所述中间部件安装到所述被驱动板的步骤，使得所述中间部件通过所述弹性元件驱动连接到所述被驱动板，使得所述摩擦盘通过所述弹性元件和所述中间部件驱动连接到所述被驱动板。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述被驱动板和所述中间部件每一个都包括抵接元件，使得所述弹性驱动元件在所述摩擦盘的所述驱动凸片和所述中间部件的所述抵接元件之间以及在所述中间部件的所述抵接元件和所述被驱动板的所述抵接元件之间放置并且能被压缩。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述被驱动板、所述摩擦盘和所述中间部件包括冲压金属构造。

19.如权利要求16所述的方法，其中所述摩擦盘和所述中间部件之间的相对旋转运动是所述摩擦盘和所述被驱动板之间运动的一半。

20.如权利要求13所述的方法，其中，其中所述弹性元件包括螺旋弹簧。

21.如权利要求13所述的方法，其中当发动机扭矩超出所述弹性元件的容量时，所述摩擦盘的所述驱动凸片通过与所述对中槽的沿边接触驱动所述被驱动板。

22.如权利要求13所述的方法，进一步包括设置涡轮并且将所述被驱动板不可旋转地附接至所述涡轮的步骤。

23.如权利要求22所述的方法，进一步包括设置涡轮轮毂并且将所述涡轮轮毂不可旋转地附接至所述涡轮和所述被驱动板的步骤。

24.一种组装流体动力扭矩联接装置的方法，所述方法包括步骤：

设置包括圆周取向的对中槽的被驱动板、多个弹性元件、包括外围轴向延伸驱动凸片的摩擦盘和限定径向向内指向的基本环形的凹槽的中间部件，所述中间部件部分容置所述弹性元件以径向支撑所述弹性元件，所述被驱动板和所述中间部件每一个都包括抵接元件，使得所述弹性驱动元件在所述摩擦盘的所述驱动凸片和所述中间部件的所述抵接元件之间以及在所述中间部件的所述抵接元件和所述被驱动板的所述抵接元件之间放置并且能被压缩；

将所述摩擦盘和所述弹性元件安装到所述被驱动板使得所述摩擦盘的驱动凸片和所述被驱动板接合所述弹性元件；

通过将所述驱动凸片突起进入所述被驱动板的所述对中槽将所述摩擦盘关于所述被驱动板对中；

将所述中间部件安装到所述被驱动板，使得所述中间部件通过所述弹性元件驱动连接到所述被驱动板，使得所述摩擦盘通过所述弹性元件和所述中间部件驱动连接到所述被驱动板；

设置涡轮和涡轮轮毂；

将所述被驱动板不可旋转地附接至所述涡轮；并且

将涡轮轮毂不可旋转地固定到所述涡轮和所述被驱动板。