具有改進的轉(zhuǎn)矩能力的鎖止離合器組件的制作方法
【專利摘要】一種用于轉(zhuǎn)矩變換器（10)的鎖止離合器組件（58)包括限定環(huán)形離合器室（64)的離合器殼體（60)和接收在離合器室中且在離合器室的內(nèi)徑和外徑(66,68)之間延伸的環(huán)形活塞(78)?活塞限定分別與離合器室的內(nèi)徑和外徑關(guān)聯(lián)的內(nèi)徑和外徑（80，82)。組件還包括接收在離合器室中的背板（86)，和接收在離合器室中位于活塞和背板之間的至少一個環(huán)形摩擦盤（96)和至少一個環(huán)形摩擦板（98)。組件還包括能夠分別在活塞的內(nèi)徑和離合器室之間以及活塞的外徑和離合器室之間提供流體密封的第一密封構(gòu)件和第二密封構(gòu)件（112，114)。
【專利說明】具有改進的轉(zhuǎn)矩能力的鎖止離合器組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于轉(zhuǎn)矩變換器的鎖止離合器組件，并且更具體地，涉及一種具有改進的轉(zhuǎn)矩能力的鎖止離合器組件。

【背景技術(shù)】
[0002]通常期望的是在原動機的旋轉(zhuǎn)輸出和從動負(fù)載的旋轉(zhuǎn)輸入之間提供聯(lián)接，其允許原動機的旋轉(zhuǎn)輸出的旋轉(zhuǎn)速度和從動負(fù)載的旋轉(zhuǎn)輸入之間的不一致。例如，為了允許原動機的輸出的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，甚至當(dāng)期望停止從動負(fù)載的輸入的旋轉(zhuǎn)時，期望的是提供允許原動機的旋轉(zhuǎn)輸出不管從動負(fù)載的輸入停止而繼續(xù)的聯(lián)接。
[0003]這種聯(lián)接的例子是轉(zhuǎn)矩變換器，其在原動機的旋轉(zhuǎn)輸出和從動負(fù)載的旋轉(zhuǎn)輸入之間提供靜液壓流體聯(lián)接。例如，諸如車輛的機器可以包括內(nèi)燃發(fā)動機和傳動裝置，其中，內(nèi)燃發(fā)動機的輸出通過轉(zhuǎn)矩變換器聯(lián)接至傳動裝置的輸入。
[0004]轉(zhuǎn)矩變換器通常包括用于將原動機的輸出聯(lián)接至轉(zhuǎn)矩變換器的輸入的輸入聯(lián)接，和用于將轉(zhuǎn)矩變換器的輸出聯(lián)接至諸如傳動裝置的從動負(fù)載的輸出軸。轉(zhuǎn)矩變換器還包括容納諸如液壓流體的流體的殼體。在殼體內(nèi)，輸入聯(lián)接聯(lián)接至包括用于泵送殼體中的流體的葉輪的泵。轉(zhuǎn)矩變換器還包括聯(lián)接至轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸的渦輪。由輸入聯(lián)接驅(qū)動的泵的葉輪將流體泵送經(jīng)過渦輪，由此使得渦輪旋轉(zhuǎn)并且驅(qū)動轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸和例如傳動裝置的輸入。借助于由葉輪和渦輪之間的相互作用提供的流體聯(lián)接，原動機的輸出可以繼續(xù)使轉(zhuǎn)矩變換器的輸入聯(lián)接旋轉(zhuǎn)，甚至當(dāng)轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸停止時。
[0005]在一些情況中，可以期望的是繞開葉輪和渦輪之間的靜液壓流體聯(lián)接，以改進從原動機至轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸的轉(zhuǎn)矩傳遞的效率。例如，當(dāng)渦輪由于渦輪和葉輪之間的靜液壓相互作用而達到例如葉輪的旋轉(zhuǎn)速度的約90%或更多時，靜液壓聯(lián)接可以變得比原動機和轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸之間的機械聯(lián)接低效。另外，在這種相對速度下，可以不再期望在原動機和轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸之間提供旋轉(zhuǎn)速度的相對不一致。
[0006]為了改進效率，一些轉(zhuǎn)矩變換器包括鎖止離合器，其在被致動時，繞過靜液壓流體聯(lián)接并且在原動機和轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸之間提供機械聯(lián)接。例如，鎖止離合器可以包括機械地聯(lián)接至原動機的離合器殼體和將離合器殼體機械地聯(lián)接至轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸的摩擦構(gòu)件。在鎖止離合器接合時，摩擦構(gòu)件之間的相互作用在離合器殼體和轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩。
[0007]傳統(tǒng)的鎖止離合器可能遭遇多種潛在缺陷。例如，鎖止離合器的轉(zhuǎn)矩傳遞能力受到摩擦構(gòu)件之間的相互作用的限制。摩擦構(gòu)件之間的相互作用可以通過將摩擦構(gòu)件壓在一起提供，這可以使用由轉(zhuǎn)矩變換器供應(yīng)的加壓流體來完成。但是，流體的壓強受限，并且由此轉(zhuǎn)矩變換器的轉(zhuǎn)矩承載能力可能受到流體壓強限制。因此，可以期望的是，針對從轉(zhuǎn)矩變換器可得到的給定流體壓強，提供具有較高轉(zhuǎn)矩承載能力的鎖止離合器。另外，可以期望的是，改進轉(zhuǎn)矩變換器的操作，同時降低其復(fù)雜性和/或成本。
[0008]Kawaguchi等人的美國專利N0.5964329 (’329專利)中描述了具有鎖止離合器的轉(zhuǎn)矩變換器的例子。特別地，’ 329專利公開了轉(zhuǎn)矩變換器中的鎖止機構(gòu)，其包括能夠在前罩和渦輪之間選擇性接合和脫離接合的離合器部分?；钊麡?gòu)件連同前罩一起形成密封的油室，并且根據(jù)油室內(nèi)的油壓強的變化選擇性地使離合器部分接合和脫離接合。
[0009]雖然’ 329專利公開了具有鎖止離合器的轉(zhuǎn)矩變換器以在前罩和渦輪之間提供機械聯(lián)接，其可能遭遇多種可能的缺陷。例如，’ 329專利中公開的機械聯(lián)接由于鎖止離合器的設(shè)計而可能無法在原動機和轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸之間傳遞高轉(zhuǎn)矩負(fù)載。這里公開的組件和方法可以旨在減輕或克服這種和其它可能的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]一方面，本發(fā)明包括一種用于轉(zhuǎn)矩變換器的鎖止離合器組件。鎖止離合器組件包括限定環(huán)形離合器室的離合器殼體，離合器室限定內(nèi)徑和外徑。組件還包括接收在離合器室中并且在離合器室的內(nèi)徑和外徑之間延伸的環(huán)形活塞，其中離合器殼體和活塞限定能夠接收流體的流體室，并且其中，活塞限定分別與離合器室的內(nèi)徑和外徑關(guān)聯(lián)的內(nèi)徑和外徑。組件還包括接收在離合器室中的背板；接收在離合器室中位于活塞和背板之間的至少一個環(huán)形摩擦盤；以及接收在離合器室中位于活塞和背板之間的至少一個環(huán)形摩擦板。組件還包括能夠在活塞的內(nèi)徑和離合器室的內(nèi)徑之間提供流體密封的第一密封構(gòu)件，和能夠在活塞的外徑和離合器室的外徑之間提供流體密封的第二密封構(gòu)件?；钊碗x合器殼體能夠使得接收在流體室中的流體導(dǎo)致至少一個摩擦盤和至少一個摩擦板在活塞和背板之間被壓在一起，使得離合器殼體和轉(zhuǎn)矩變換器的渦輪經(jīng)由至少一個摩擦盤和至少一個摩擦板彼此聯(lián)接。
[0011]另一方面，本發(fā)明包括一種轉(zhuǎn)矩變換器，包括:能夠通過原動機旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)殼體；聯(lián)接至殼體并且能夠與殼體旋轉(zhuǎn)且泵送流體的葉輪；和能夠借助于由葉輪泵送的流體而旋轉(zhuǎn)的渦輪。轉(zhuǎn)矩變換器還包括聯(lián)接至渦輪組件并且能夠通過渦輪組件被旋轉(zhuǎn)的輸出軸，和能夠在原動機和輸出軸之間選擇性地提供機械聯(lián)接的鎖止離合器組件。鎖止離合器組件包括聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)殼體且限定環(huán)形離合器室的離合器殼體，并且離合器室限定內(nèi)徑和外徑。組件還包括接收在離合器室中且在離合器室的內(nèi)徑和外徑之間延伸的環(huán)形活塞。離合器殼體和活塞限定能夠接收流體的流體室，并且活塞限定分別與離合器室的內(nèi)徑和外徑關(guān)聯(lián)的內(nèi)徑和外徑。組件還包括接收在離合器室中的背板、接收在離合器室中位于活塞和背板之間的至少一個環(huán)形摩擦盤、和接收在離合器室中位于活塞和背板之間的至少一個環(huán)形摩擦板。組件還包括能夠在活塞的內(nèi)徑和離合器室的內(nèi)徑之間提供流體密封的第一密封構(gòu)件，和能夠在活塞的外徑和離合器室的外徑之間提供流體密封的第二密封構(gòu)件?；钊碗x合器殼體能夠使得接收在流體室中的流體導(dǎo)致至少一個摩擦盤和至少一個摩擦板在活塞和背板之間被壓在一起，使得離合器殼體和渦輪經(jīng)由至少一個摩擦盤和至少一個摩擦板彼此聯(lián)接。
[0012]又一方面，本發(fā)明包括一種增加轉(zhuǎn)矩變換器的鎖止離合器組件的轉(zhuǎn)矩傳遞能力的方法。方法包括提供在離合器室的內(nèi)徑和外徑之間延伸的環(huán)形活塞，其中，活塞限定分別與離合器室的內(nèi)徑和外徑關(guān)聯(lián)的內(nèi)徑和外徑。方法還包括在環(huán)形活塞的內(nèi)徑和外徑處提供密封構(gòu)件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是轉(zhuǎn)矩變換器的示例性實施方式的局部剖視圖。
[0014]圖2是圖1中所示的示例性實施方式的一部分的局部剖視圖。
[0015]圖3是圖2中所示的示例性實施方式的一部分的局部剖視圖。

【具體實施方式】
[0016]圖1是能夠?qū)⒃瓌訖C14的輸出12聯(lián)接至從動機構(gòu)18的輸入構(gòu)件16的轉(zhuǎn)矩變換器10的不例性實施方式的局部剖視圖。例如，原動機14可以是內(nèi)燃發(fā)動機或電動機,其具有能夠聯(lián)接至示例性轉(zhuǎn)矩變換器10的輸入聯(lián)接22的輸出軸20。如圖1所示，例如，輸出軸20聯(lián)接至飛輪24，飛輪24又聯(lián)接至示例性轉(zhuǎn)矩變換器10的旋轉(zhuǎn)殼體26。在所示的示例性實施方式中，由原動機14驅(qū)動的飛輪24聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)殼體26并驅(qū)動旋轉(zhuǎn)殼體26。示例性轉(zhuǎn)矩變換器10包括經(jīng)由輸出軛30聯(lián)接至從動機構(gòu)18的輸入構(gòu)件16的輸出軸28。從動機構(gòu)18可以是機器的輸入，諸如像機器的傳動裝置，機器諸如車輛、泵、壓縮機、或發(fā)電機、或能夠由原動機驅(qū)動的任何其它機器。
[0017]在圖1所示的示例性實施方式中，轉(zhuǎn)矩變換器10包括能夠容納轉(zhuǎn)矩變換器10的運動部件以及用以在轉(zhuǎn)矩變換器10的輸入構(gòu)件16和輸出軸28之間提供流體聯(lián)接的流體的殼體32。殼體32包容旋轉(zhuǎn)殼體26，其聯(lián)接至具有能夠泵送旋轉(zhuǎn)殼體26內(nèi)的流體的葉輪36的泵34。轉(zhuǎn)矩變換器10還包括與葉輪36相對的渦輪38。渦輪38例如經(jīng)由花鍵聯(lián)接聯(lián)接至輸出軸28，使得隨著渦輪38旋轉(zhuǎn)，輸出軸28也旋轉(zhuǎn)。圖1所示的示例性轉(zhuǎn)矩變換器10還包括定子40，其能夠使離開渦輪38的流體改方向回到泵34的葉輪36以改進效率。輸出軸28在位于輸出軸28的相對端處的一對軸承42上圍繞縱向軸線X旋轉(zhuǎn)，軸承42相對于轉(zhuǎn)矩變換器10的殼體32以固定方式安裝。
[0018]在操作過程中，原動機14使聯(lián)接至轉(zhuǎn)矩變換器10的旋轉(zhuǎn)殼體26的飛輪24旋轉(zhuǎn)，由此驅(qū)動旋轉(zhuǎn)殼體26。聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)殼體26的泵34的葉輪36圍繞縱向軸線X旋轉(zhuǎn)并且將流體泵送經(jīng)過渦輪38。渦輪38包括多個葉片44，其能夠隨著流體流動經(jīng)過葉片44而使渦輪38圍繞縱向軸線X旋轉(zhuǎn)。渦輪38借助于聯(lián)接至轉(zhuǎn)矩變換器10的輸出軸28驅(qū)動輸出軸28，輸出軸28通過輸出軛30聯(lián)接至從動機構(gòu)18。因此，通過葉輪36泵送經(jīng)過渦輪38的流體的相互作用在原動機14和從動機構(gòu)18之間提供靜液壓流體聯(lián)接。
[0019]靜液壓流體聯(lián)接允許原動機14的輸出12以與從動機構(gòu)18的輸入構(gòu)件16不同的速度旋轉(zhuǎn)。例如，對于諸如車輛的機器，原動機14可以以相對低的速度操作，同時傳動裝置的輸入構(gòu)件16保持在停止?fàn)顩r(例如，通過車輛的制動器的操作)。轉(zhuǎn)矩變換器10的泵34泵送流體經(jīng)過渦輪38，但通過將輸入構(gòu)件16保持在停止?fàn)顩r，泵送的流體的能量能夠通過流體的加熱而非轉(zhuǎn)動渦輪38吸收。但是，如果輸入構(gòu)件不再保持在停止?fàn)顩r，被泵送經(jīng)過渦輪38的流體使其旋轉(zhuǎn)，由此使轉(zhuǎn)矩變換器10的輸出軸28旋轉(zhuǎn)。隨著原動機14的輸出12的速度增大，轉(zhuǎn)矩變換器10的泵34以增大的速率泵送流體經(jīng)過渦輪38，由此使渦輪38和輸出軸28以增大的速率旋轉(zhuǎn)。
[0020]在所示示例性實施方式中，輸出軸28在軸承42上圍繞縱向軸線X旋轉(zhuǎn)。殼體32包括能夠向位于輸出軸28的鄰近轉(zhuǎn)矩變換器10的輸出軛30的端部處的軸承42供給的潤滑通道46。潤滑劑可以在壓強下提供，以確保對軸承42的足夠潤滑和冷卻。例如，潤滑劑可以以每平方英寸約70磅(psi)供給至軸承42。
[0021]如圖2所示，示例性渦輪38包括經(jīng)由多個緊固件52 (例如，螺栓)彼此聯(lián)接的渦輪轂48和渦輪轉(zhuǎn)子50。示例性渦輪轉(zhuǎn)子50包括葉片44，其能夠接收來自泵34的流體流并且使渦輪轉(zhuǎn)子50旋轉(zhuǎn)。示例性渦輪轂48能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩從渦輪轉(zhuǎn)子50傳遞至輸出軸28。根據(jù)一些實施方式，渦輪轂48可以經(jīng)由花鍵聯(lián)接聯(lián)接至輸出軸28。例如，示例性渦輪轂48限定設(shè)有花鍵56的內(nèi)孔54，花鍵56能夠接合輸出軸28上的相應(yīng)花鍵(未示出)。當(dāng)在組裝狀態(tài)時，輸出軸28穿過渦輪轂48的內(nèi)孔54被接收。
[0022]示例性轉(zhuǎn)矩變換器10包括鎖止離合器組件58。鎖止離合器組件58能夠繞開由葉輪36和渦輪38之間的相互作用提供的靜液壓流體聯(lián)接，并且在原動機14和轉(zhuǎn)矩變換器10的輸出軸28之間選擇性地提供機械聯(lián)接。例如，示例性鎖止離合器組件58包括經(jīng)由例如花鍵聯(lián)接62聯(lián)接至原動機14的飛輪24的環(huán)形離合器殼體60，雖然可以想到對本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它類型的聯(lián)接。離合器殼體60也通過鎖止離合器組件58選擇性地聯(lián)接至渦輪轂48，鎖止離合器組件58又聯(lián)接至輸出軸28，使得通過鎖止離合器組件58的操作可以在飛輪24和輸出軸28之間選擇性地提供機械聯(lián)接。
[0023]如圖2所示，鎖止離合器組件58的示例性離合器殼體60限定環(huán)形離合器室64，其限定內(nèi)徑66和外徑68。例如，離合器殼體60包括徑向延伸的面構(gòu)件70、從面構(gòu)件70縱向地延伸的內(nèi)凸緣72、以及從面構(gòu)件70縱向地延伸的外凸緣72。面構(gòu)件70、內(nèi)凸緣72和外凸緣74限定離合器室64。離合器室64的內(nèi)徑66由內(nèi)凸緣72限定，并且離合器室64的外徑68由外凸緣74限定。在所示示例性實施方式中，離合器殼體60限定其中接收軸承42的孔76。因此，在示例性鎖止離合器組件58處于脫離接合狀態(tài)時，離合器殼體60圍繞軸承42上的輸出軸28旋轉(zhuǎn)。
[0024]示例性鎖止離合器組件58包括接收在離合器室64中的環(huán)形活塞78。示例性活塞78在離合器室64的內(nèi)徑66和外徑68之間延伸，其中，活塞78的內(nèi)徑80鄰近離合器室64的內(nèi)徑66并且活塞78的外徑82鄰近離合器室64的外徑68?；钊?8位于離合器室64的鄰近面構(gòu)件70的縱向端。離合器室64的外徑68限定多個花鍵84，并且活塞78的外徑82包括能夠與花鍵84接合的相應(yīng)花鍵(未示出)，使得活塞78被允許以往復(fù)運動方式在花鍵84上縱向地滑動(如圖1和2所示向左和向右)?；ㄦI84和活塞78的相應(yīng)花鍵導(dǎo)致活塞78經(jīng)由與離合器殼體60接合聯(lián)接而圍繞輸出軸28旋轉(zhuǎn)。另外，花鍵84和活塞78的相應(yīng)花鍵可以用以隨著活塞78在鎖止離合器組件58的接合和脫離接合過程中在離合器室64中往復(fù)運動而引導(dǎo)活塞78。根據(jù)一些實施方式，活塞78的內(nèi)徑80不包括任何花鍵。根據(jù)一些實施方式，離合器室64的內(nèi)徑66不包括任何花鍵。
[0025]示例性鎖止離合器組件58包括在離合器室64的與活塞78相對的縱向端處的背板86。背板86在離合器室64的內(nèi)徑66和外徑68之間延伸,其中，背板86的內(nèi)徑88鄰近離合器室64的內(nèi)徑66并且背板86的外徑90鄰近離合器室64的外徑68。如圖2所示，離合器室64的外徑68限定其中接收環(huán)形保持環(huán)94的環(huán)形凹部92。保持環(huán)94能夠防止背板86相對于離合器室64遠(yuǎn)離活塞78運動。背板86的外徑90包括能夠與離合器室64的花鍵84接合的花鍵(未示出)，使得背板86經(jīng)由與離合器殼體60接合聯(lián)接而圍繞輸出軸28旋轉(zhuǎn)。根據(jù)一些實施方式，背板86的內(nèi)徑88不包括任何花鍵。
[0026]在所示示例性實施方式中，鎖止離合器組件58包括接收在離合器室64中位于活塞78和背板86之間的一個或多個環(huán)形摩擦盤96和一個或多個環(huán)形摩擦板98。例如，示例性鎖止離合器組件58包括三個摩擦盤96和以交替方式定位在成對的摩擦盤96之間的兩個摩擦板98?？梢韵氲狡渌鼣?shù)量的摩擦盤96和摩擦板98。摩擦盤96和摩擦板98包括相對的摩擦材料表面，其能夠防止當(dāng)以足夠的力將鄰近的摩擦盤和摩擦板壓在一起時鄰近的摩擦盤和摩擦板之間滑動,使得摩擦盤96和摩擦板98當(dāng)彼此接合時以基本相同的速度(例如，相同的速度)一起旋轉(zhuǎn)。因此，鎖止離合器組件58能夠被說成是當(dāng)摩擦盤96和摩擦板98被壓在一起時接合，并且當(dāng)未以足夠的力將摩擦盤96和摩擦板98壓在一起以基本相同的速度或相同的速度旋轉(zhuǎn)時脫離接合。
[0027]示例性摩擦盤96包括能夠與由渦輪轂48的外表面102限定的一個或多個花鍵100接合的花鍵(未示出)。特別地，示例性摩擦盤96限定內(nèi)徑104和外徑106。摩擦盤96的內(nèi)徑104包括能夠與渦輪轂48的花鍵100接合的一個或多個花鍵(未示出)，使得摩擦盤96被允許以往復(fù)運動方式在花鍵100上縱向地滑動(如圖1和2中向左和向右)。該接合導(dǎo)致摩擦盤96經(jīng)由與渦輪轂48接合聯(lián)接而圍繞輸出軸28旋轉(zhuǎn)。另外，渦輪轂48的外表面102的花鍵100和摩擦盤96的相應(yīng)花鍵可以用以隨著摩擦盤96在鎖止離合器組件58的接合和脫離接合過程中在離合器室64中往復(fù)運動而引導(dǎo)摩擦盤96。在所示示例性實施方式中，摩擦盤96的外徑106不包括任何花鍵并且不物理地聯(lián)接至離合器殼體60。
[0028]示例性摩擦板98包括能夠與由離合器室64的外徑68限定的一個或多個花鍵84接合的花鍵(未示出)。特別地，示例性摩擦板98限定內(nèi)徑108和外徑110。摩擦板98的外徑110包括能夠與離合器室64的外徑68的花鍵84接合的一個或多個花鍵(未示出)，使得摩擦板98被允許以往復(fù)運動方式在花鍵84上縱向地滑動(如圖1和2中向左和向右)。該接合導(dǎo)致摩擦板98經(jīng)由與離合器殼體60接合聯(lián)接而圍繞輸出軸28旋轉(zhuǎn)。另外，花鍵84和摩擦板98的相應(yīng)花鍵可以用以隨著摩擦板98在鎖止離合器組件58的接合和脫離接合過程中在離合器室64中往復(fù)運動而引導(dǎo)摩擦板98。在所示示例性實施方式中，摩擦板98的內(nèi)徑108不包括任何花鍵并且不物理地聯(lián)接至渦輪轂48。
[0029]鎖止離合器組件58包括能夠分別在活塞78的內(nèi)徑80和離合器室64的內(nèi)徑66之間以及活塞78的外徑82和離合器室64的外徑68之間提供流體密封的第一內(nèi)密封構(gòu)件112和第二外密封構(gòu)件114。例如，離合器室64的內(nèi)徑66限定接收內(nèi)密封構(gòu)件112的第一環(huán)形凹槽116，內(nèi)密封構(gòu)件112在活塞78和內(nèi)徑66之間提供流體密封。活塞78的外徑82限定接收外密封構(gòu)件114的第二環(huán)形凹槽118，外密封構(gòu)件114在活塞78和離合器室64的外徑68之間提供流體密封。在所示示例性實施方式中，內(nèi)密封構(gòu)件112和外密封構(gòu)件114以離合器室64的內(nèi)徑66和外徑68之間的基本整個徑向距離彼此分離。
[0030]如圖1所示，輸出軸28包括縱向延伸通道120，并且轉(zhuǎn)矩變換器10包括聯(lián)接至離合器殼體60的端蓋122。離合器殼體60限定鄰近面構(gòu)件70和內(nèi)凸緣72的一個或多個通道124，其經(jīng)由由端蓋122限定的蓋室126在活塞78和輸出軸28的通道120之間提供流動連通。特別地，面構(gòu)件70和活塞78限定能夠經(jīng)由蓋室126和一個或多個通道124接收來自通道120的流體的環(huán)形流體室128。在所示示例性實施方式中，流體室128在離合器室64的內(nèi)徑66和外徑68之間的基本整個徑向距離和/或在活塞78的內(nèi)徑80和外徑90之間的基本整個徑向距離延伸。
[0031]如圖3所示，根據(jù)一些實施方式，離合器室64的外徑68的花鍵84中的至少一些(例如，全部)限定在縱向方向上變化的厚度，使得防止背板86相對于離合器室64朝向活塞78運動。如圖3所示，花鍵84中的至少一些具有在對應(yīng)于背板86的縱向位置130處的第一厚度和在對應(yīng)于摩擦板98和活塞78的縱向位置132處的第二厚度，使得第一厚度小于第二厚度。該示例性構(gòu)造防止當(dāng)鎖止離合器組件58處于脫離接合狀況時背板86朝向活塞78運動，并且由此防止背板86壓抵摩擦盤96和摩擦板98。這防止當(dāng)鎖止離合器組件58脫離接合時由于摩擦盤96、摩擦板98和背板86之間的意外摩擦而形成來自鎖止離合器組件58的不期望的摩擦損耗。
[0032]當(dāng)示例性鎖止離合器組件58脫離接合時，轉(zhuǎn)矩變換器10借助于葉輪36和渦輪38之間的相互作用在原動機14和轉(zhuǎn)矩變換器10的輸出軸28之間提供靜液壓流體聯(lián)接。在脫離接合狀態(tài)中，鎖止離合器組件58的活塞78不將摩擦盤96和摩擦板98壓在一起。特別地，流體不用以使得活塞78朝向背板86運動的足夠的壓強供應(yīng)至流體室128。因此，摩擦盤96和摩擦板98不彼此接合并且不一起旋轉(zhuǎn)。而是，摩擦盤96聯(lián)接至離合器殼體60并且與離合器殼體60 —起旋轉(zhuǎn)，并且摩擦板98聯(lián)接至渦輪轂48并且與渦輪轂48 —起旋轉(zhuǎn)。因此，在葉輪36和渦輪38由于靜液壓流體聯(lián)接而以不同的速度旋轉(zhuǎn)的程度上，摩擦盤96和摩擦板98也以不同的速度旋轉(zhuǎn)。
[0033]為了接合示例性鎖止離合器組件58并且繞開靜液壓流體聯(lián)接，將流體在壓強下供應(yīng)至流體室128 (例如，以每平方英寸約300磅)，這使得活塞78在離合器室64中朝向背板86運動(如圖1和2所示向右)，由此將摩擦盤96和摩擦板98在活塞78和背板86之間壓在一起。通過足夠的壓強，摩擦盤96和摩擦板98的摩擦材料使得摩擦盤96和摩擦板98以基本相同的速度(例如，相同的速度)旋轉(zhuǎn)。摩擦板98與離合器室64的外徑68的花鍵84接合，并且由此隨著離合器殼體60由原動機14驅(qū)動，摩擦板98與離合器殼體60 —起旋轉(zhuǎn)。由于摩擦盤96與摩擦板98接合，摩擦板98以與摩擦板98、離合器殼體60和原動機14基本相同的速度驅(qū)動摩擦盤96。摩擦盤96與渦輪轂48的外表面102的花鍵100接合，并且由此隨著摩擦盤96由摩擦板98驅(qū)動，渦輪轂48與摩擦盤96、摩擦板98、離合器殼體60和原動機14 一起旋轉(zhuǎn)，由此導(dǎo)致離合器殼體60和聯(lián)接至渦輪轂48的輸出軸28之間的機械聯(lián)接。因此，由葉輪36和渦輪38之間的相互作用提供的靜液壓流體聯(lián)接被繞開。
[0034]工業(yè)實用性
[0035]這里公開的示例性鎖止離合器組件58可以提供改進的轉(zhuǎn)矩傳遞能力。例如，雖然一些轉(zhuǎn)矩變換器包括鎖止離合器以通過在原動機和轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸之間提供機械聯(lián)接而改進效率，鎖止離合器可以具有比期望低的轉(zhuǎn)矩承載能力。示例性鎖止離合器組件58增大流體壓強能夠被施加給活塞78所針對的有效區(qū)域，由此增大施加至摩擦盤96和摩擦板98的力的大小。特別地，密封構(gòu)件112和114設(shè)置在環(huán)形活塞78的相對徑向端，由此增大流體壓強可以相對于活塞78被施加所針對的區(qū)域。鎖止離合器的轉(zhuǎn)矩承載能力取決于在摩擦構(gòu)件之間能夠傳遞的摩擦量。摩擦量可以與將摩擦構(gòu)件壓在一起的力的大小成比例，并且該力的大小可以與轉(zhuǎn)矩變換器中可得到的流體壓強和壓強作用所針對的面積的乘積的大小成比例。在沒有高成本修改的情況下增大轉(zhuǎn)矩變換器可得到的最大壓強通常是不可能的，因此通過增大施加流體壓強所針對的區(qū)域，相對于活塞78的力的大小可以增大。因此，通過在活塞78的相對徑向端處提供密封構(gòu)件112和114，施加至摩擦盤96和摩擦板98的力的大小增大，由此增加示例性鎖止離合器組件58的轉(zhuǎn)矩傳遞能力而不增大流體壓強。
[0036]根據(jù)一些實施方式，示例性鎖止離合器組件58的復(fù)雜性和/或制造成本較小。例如，一些實施方式包括在離合器殼體60和活塞78、摩擦板98、和離合器室64的外徑68處的背板86之間的花鍵聯(lián)接，但不包括在活塞78的內(nèi)徑80和離合器室64的內(nèi)徑66之間的花鍵聯(lián)接。通過在內(nèi)徑66處不具有花鍵聯(lián)接，鎖止離合器組件58的復(fù)雜性和/或成本可以減小。但是，由于在離合器室64的外徑68處的花鍵聯(lián)接提供的引導(dǎo)運動，在離合器殼體60和活塞78、摩擦板98、和離合器室64的外徑68處的背板86之間的花鍵聯(lián)接可以隨著活塞78在離合器室64中往復(fù)運動而提供活塞78的平滑操作。
[0037]根據(jù)一些實施方式，鎖止離合器組件58可以當(dāng)未接合時提供更有效的操作。由于隨著摩擦構(gòu)件以意想不到的方式彼此拖曳而產(chǎn)生寄生損失，一些鎖止離合器當(dāng)未接合時可能遭受效率降低。鎖止離合器組件58的一些實施方式可以通過當(dāng)鎖止離合器組件58脫離接合時防止背板86相對于離合器室64朝向活塞78運動而減少或消除這種寄生損失。借助于花鍵84具有防止背板86朝向活塞78運動的構(gòu)造，防止背板86壓抵摩擦盤96和摩擦板98，這又防止由于摩擦盤96、摩擦板98和背板86之間的意外摩擦而形成來自鎖止離合器組件58的不期望的摩擦損耗。
[0038]本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚能夠?qū)κ纠怨_的系統(tǒng)和方法做出各種修改和變形。通過考量示例性公開的實施方式的說明書和實踐，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚其它實施方式。意圖是，說明和例子僅被認(rèn)為是示例，真正的范圍由權(quán)利要求及其等效指明。
【權(quán)利要求】
1.一種用于轉(zhuǎn)矩變換器(10)的鎖止離合器組件(58)，鎖止離合器組件包括: 限定環(huán)形離合器室(64)的離合器殼體(60),離合器室限定內(nèi)徑(66)和外徑(68)； 接收在離合器室中并且在離合器室的內(nèi)徑和外徑之間延伸的環(huán)形活塞(78)，離合器殼體和活塞限定能夠接收流體的流體室(128)，其中，活塞限定分別與離合器室的內(nèi)徑和外徑關(guān)聯(lián)的內(nèi)徑(80)和外徑(82)； 接收在離合器室中的背板(86)； 接收在離合器室中位于活塞和背板之間的至少一個環(huán)形摩擦盤(96)； 接收在離合器室中位于活塞和背板之間的至少一個環(huán)形摩擦板(98)； 能夠在活塞的內(nèi)徑和離合器室的內(nèi)徑之間提供流體密封的第一密封構(gòu)件(112)； 能夠在活塞的外徑和離合器室的外徑之間提供流體密封的第二密封構(gòu)件(114)， 其中，活塞和離合器殼體能夠使得接收在流體室中的流體導(dǎo)致至少一個摩擦盤和至少一個摩擦板在活塞和背板之間被壓在一起，使得離合器殼體和轉(zhuǎn)矩變換器的渦輪(38)經(jīng)由至少一個摩擦盤和至少一個摩擦板彼此聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖止離合器組件，其中，離合器室的外徑限定多個徑向延伸的花鍵(84)，并且活塞、至少一個摩擦板、以及背板經(jīng)由離合器室的花鍵聯(lián)接至離合器室。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎖止離合器組件，其中，離合器室的花鍵限定厚度并且從活塞縱向地延伸至背板，并且其中，離合器室的花鍵中的至少一些的厚度改變，使得防止背板相對于離合器室朝向活塞運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎖止離合器組件，其中，離合器室的至少一些花鍵具有在對應(yīng)于背板的縱向位置(130)處的第一厚度和在對應(yīng)于至少一個摩擦板的縱向位置(132)處的第二厚度，其中，第一厚度小于第二厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖止離合器組件，其中，離合器室的外徑限定環(huán)形凹部(92)，并且其中，環(huán)形保持環(huán)(94)被接收在環(huán)形凹部中并且防止背板相對于離合器室遠(yuǎn)離活塞運動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖止離合器組件，其中，至少一個摩擦板具有能夠聯(lián)接至渦輪的花鍵(100)的內(nèi)徑(108)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖止離合器組件，其中，離合器室的內(nèi)徑不限定花鍵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖止離合器組件，其中，離合器殼體能夠經(jīng)由花鍵聯(lián)接被聯(lián)接至原動機。
9.一種轉(zhuǎn)矩變換器(10)，包括: 能夠通過原動機(14)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)殼體(26)； 聯(lián)接至殼體并且能夠與殼體旋轉(zhuǎn)且泵送流體的葉輪(36)； 能夠借助于由葉輪泵送的流體而旋轉(zhuǎn)的渦輪(38)； 聯(lián)接至渦輪組件并且能夠通過渦輪組件被旋轉(zhuǎn)的輸出軸(28);和 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的鎖止離合器組件(58)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)矩變換器，其中，離合器室的外徑限定多個徑向延伸的花鍵，并且活塞、至少一個摩擦板、以及背板經(jīng)由離合器室的花鍵聯(lián)接至離合器室。
【文檔編號】F16H45/02GK104220783SQ201380018001
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】J.R·沃克 申請人:卡特彼勒公司