專利名稱：可電氣式調(diào)節(jié)的變速箱的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及變速箱，其包括至少一個電動機、殼體以及至少部分地外接于電動機且可與殼體配合操作以形成環(huán)形流動路徑的構(gòu)件。
背景技術(shù)：
如美國專利No.5931757中所介紹的那樣，可電氣式調(diào)節(jié)的變速箱采用了安裝在變速箱殼體內(nèi)的兩個電動機。電動機相對于輸入軸、輸出軸和兩個行星齒輪組同軸地定位。各個電動機可操作地連接到行星齒輪組之一中的構(gòu)件上，以提供變速箱的工作范圍或工作模式，其特征是可在輸入軸和輸出軸之間實現(xiàn)可無級式調(diào)節(jié)的傳動比。
可電氣式調(diào)節(jié)的變速箱內(nèi)的電動機必須具有非常精確的位置、相對于熱事件呈較低的位置敏感性，以及非常均勻的冷卻液流量。因此，與電動機接合的部件如殼體的制造公差通常比較小，這就限制了可以采用的制造工藝。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種可電氣式調(diào)節(jié)的變速箱。該變速箱包括限定了大致圓柱形空腔的變速箱殼體。變速箱還包括位于該空腔內(nèi)的電動機。該電動機包括大致環(huán)形的定子和轉(zhuǎn)子。變速箱還包括具有外接于至少一部分定子的大致圓柱形部分的構(gòu)件。該構(gòu)件和殼體在它們之間形成了環(huán)形的冷卻液流動路徑，該構(gòu)件包括形成于其內(nèi)的多個開孔，以便使環(huán)形流動路徑內(nèi)的冷卻液可朝向定子線圈徑向向內(nèi)地流動，以提供同心式徑向噴射特征。與現(xiàn)有技術(shù)中的其它可用方法相比，冷卻液的同心式徑向噴射給定子線圈提供了優(yōu)良的冷卻效果，因此可使該電動機與現(xiàn)有技術(shù)中的相比變得更小。
在一個優(yōu)選實施例中，定子安裝在所述構(gòu)件而不是殼體上，這樣可允許殼體具有更大的制造公差。因此，該構(gòu)件使得能夠用適合于大規(guī)模生產(chǎn)的制造工藝如壓鑄法來形成殼體。
在一個優(yōu)選實施例中，變速箱包括安裝在該構(gòu)件上以形成預裝配模塊從而可簡化裝配的兩個電動機。該模塊使得能夠從一個方向?qū)㈦妱訖C插入到殼體中，還可允許在插入到殼體中之前將兩個定子、速度傳感器以及接線裝配成子組件并進行檢測。該模塊還可在變速箱的維修期間提供替換上的方便。與現(xiàn)有技術(shù)相比，預裝配模塊能夠縮短變速箱的直徑，這是因為可以將包括兩個電動機的模塊在前端而不需要在后端處緊固到殼體上，這樣就省去了后端處的分用部分(split-line)。
該構(gòu)件優(yōu)選是鋼制的，以便防止熱致間隙變化，允許采用標準間隙軸承，以及提供用于速度傳感器即速度分解器和速度傳感器接線的電磁屏蔽，其中該速度傳感器用于監(jiān)測轉(zhuǎn)子的速度。
從實施本發(fā)明的最佳方式的下述詳細介紹中并結(jié)合附圖，可以容易地清楚本發(fā)明的上述特點和優(yōu)點，以及其它的特點和優(yōu)點。


圖1是可電氣式調(diào)節(jié)的變速箱的一部分的示意性截面?zhèn)纫晥D；圖2是圖1所示的變速箱部分的示意性透視圖；圖3是根據(jù)要求保護的本發(fā)明的備選變速箱構(gòu)造的示意性截面?zhèn)纫晥D；圖4是另一備選變速箱構(gòu)造的一部分的示意性截面?zhèn)纫晥D，其包括變速箱殼體以及可操作地連接到其上的電動機模塊；以及圖5是圖4所示變速箱的一部分的示意性截面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式
參考圖1，其示意性地顯示了可電氣式調(diào)節(jié)的變速箱10的一部分。在1996年9月24日授權(quán)給Schmidt等人的美國專利No.5558595、1999年8月3日授權(quán)給Schmidt的美國專利No.5931757、2002年11月12日授權(quán)給Holmes等人的美國專利No.6478705以及2003年3月4日授權(quán)給Holmes等人的美國專利No.6527658中介紹了示范性的可電氣式調(diào)節(jié)的變速箱，上述各專利都通過引用整體地結(jié)合于本文中。變速箱10包括限定了變速箱外表面18的殼體14。殼體14包括限定了大致圓柱形空腔26的內(nèi)表面22。
變速箱10還包括第一電動機/發(fā)電機30A和第二電動機/發(fā)電機30B。各電動機/發(fā)電機30A，30B包括相對于殼體14固定位的大致環(huán)形的定子34A，34B，以及轉(zhuǎn)子38A，38B。電動機30A，30B與輸入軸(未示出)和多個行星齒輪組42A，42B同軸地對齊。電動機30A，30B以類似于上述專利所介紹的方式而可操作地連接到齒輪組42A，42B上。
變速箱殼體14包括從內(nèi)表面22向變速箱中心線50徑向向內(nèi)延伸的壁46。壁46將第一電動機30A的定子34A與第二電動機30B的定子34B分開，并且包括用于容納螺紋緊固件58的結(jié)構(gòu)54。通過螺紋緊固件58可在結(jié)構(gòu)54處將構(gòu)件62A固定到壁46上。構(gòu)件62A包括外接于至少一部分定子34A的大致圓柱形部分66A，并且可與殼體14配合操作以在它們之間形成環(huán)形的冷卻液流動路徑70A。環(huán)形冷卻液流動路徑70A與高壓流體冷卻液源流體連通。構(gòu)件62A形成有多個開孔74，其可充分地定位以將來自環(huán)形冷卻液流動路徑70A的冷卻液朝向定子34A徑向向內(nèi)地引導?？稍跇?gòu)件62A和殼體14之間采用O形密封圈或其它密封件78，以便密封環(huán)形流動路徑70A。
通過螺紋緊固件58將類似的構(gòu)件62B在結(jié)構(gòu)54處安裝到壁46上，使得該構(gòu)件62B以大致圓柱形部分66B外接于定子34B的至少一部分。構(gòu)件62B還可與殼體14配合操作以形成環(huán)形的流動路徑70B，該構(gòu)件還包括形成于其內(nèi)的開孔74，以便將來自流動路徑70B的冷卻液徑向向內(nèi)地朝向定子34B引導。通過緊固件58將支撐件82固定到壁46上，以在軸承86處可旋轉(zhuǎn)地支撐轉(zhuǎn)子38A，38B。優(yōu)選將定子34A，34B支撐在構(gòu)件62A，62B上。構(gòu)件62A，62B的尺寸優(yōu)選制成為可在定子上保持較小的壓力。
圖2是一部分殼體14和構(gòu)件62A的示意性透視圖，其中類似的標號表示與圖1中類似的部件。在圖2中只顯示了電動機30A的轉(zhuǎn)子38A的一部分。
參考圖3，其示意性地顯示了一個備選變速箱10′和構(gòu)件的構(gòu)造，其中類似的標號表示與圖1-2中類似的部件。例如可通過螺紋緊固件、鉚釘、由定子34A′，34B′形成的物理部件干涉等來將構(gòu)件62A’，62B’各自連接到殼體壁46′的相對側(cè)上。
構(gòu)件62A’，62B’均包括相應的外壁90A，90B，它們可與殼體14′配合操作以形成環(huán)形的流動路徑70A’，70B’。構(gòu)件62A’，62B’還包括相應的內(nèi)壁94A，94B。內(nèi)壁94A相對于外壁90A定位成使得可在它們之間形成了包含有定子34A′的一部分的開放空間98A。類似地，內(nèi)壁94B相對于外壁90B定位成使得可在它們之間形成了包含有定子34B′的一部分的開放空間98B。內(nèi)壁94A，94B均具有安裝到其上以便可旋轉(zhuǎn)地支撐轉(zhuǎn)子38A’，38B’的軸承86。內(nèi)壁94A，94B還支撐有用于監(jiān)測轉(zhuǎn)子速度的速度分解器102。
參考圖4，其示意性地顯示了另一備選變速箱10″的構(gòu)造，其中類似的標號表示與圖1-3中類似的部件。變速箱10″包括預裝配模塊106，其包括構(gòu)件110和兩個電動機30A″，30B″，它們其中在圖4中只顯示了其各自的定子34A″，34B″。構(gòu)件110包括外壁114，其外表面118可與殼體14″配合操作以形成環(huán)形的流動路徑70A″，70B″。外壁114的內(nèi)表面122限定了大致圓柱形的空間126，其中設置了電動機30A″，30B″的定子34A″，34B″。構(gòu)件110還包括從內(nèi)表面122徑向向內(nèi)延伸的壁130。內(nèi)壁134從壁130中軸向地延伸，且與外壁114間隔開一定距離。定子34A″的一部分處于外壁114和內(nèi)壁134之間。定子34B″的一部分處于外壁114和內(nèi)壁134之間。軸承86連接到內(nèi)壁134上，以便可旋轉(zhuǎn)地支撐電動機30A″，30B″的轉(zhuǎn)子。速度分解器102也固定在內(nèi)壁134上。壁130內(nèi)形成有開孔138，速度分解器所用的接線142可穿過該開孔138。構(gòu)件110優(yōu)選是鋼制的，以便防止熱致間隙變化，允許采用標準間隙軸承，以及提供用于分解器和接線的電磁屏蔽。
參考圖5，其中類似的標號表示與圖1-4中類似的部件，模塊106的構(gòu)件110優(yōu)選包括凸緣146。可采用與用來連接變速箱的前變速箱支撐組件150的同一螺栓58在凸緣146處將構(gòu)件110安裝到殼體14″上。
共同轉(zhuǎn)讓的2004年3月22日提交的美國專利申請No.60/555141和2004年3月22日提交的美國專利申請No.60/555270通過引用整體地結(jié)合于本文中。
盡管已經(jīng)具體介紹了實施本發(fā)明的最佳方式，然而熟悉本發(fā)明所屬領域的技術(shù)人員將會認識到屬于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實施本發(fā)明的各種替代性設計和實施例。
權(quán)利要求
1.一種混合型變速箱，包括限定了大致圓柱形空腔的殼體；位于所述空腔內(nèi)的第一電動機，所述第一電動機包括定子；具有外接于至少一部分所述定子的大致圓柱形部分的構(gòu)件，所述構(gòu)件可與殼體配合操作以在它們之間形成至少一個環(huán)形的冷卻液流動路徑，所述構(gòu)件形成有多個開孔，所述開孔可充分地定位，以將來自所述至少一個環(huán)形冷卻液流動路徑的冷卻液朝向所述定子徑向向內(nèi)地引導。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速箱，其特征在于，所述構(gòu)件是鋼制的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速箱，其特征在于，所述電動機包括可在軸承上旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，其中所述軸承由所述構(gòu)件支撐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速箱，其特征在于，所述電動機包括轉(zhuǎn)子，其中所述變速箱還包括由所述構(gòu)件支撐且構(gòu)造成可監(jiān)測轉(zhuǎn)子速度的至少一個速度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速箱，其特征在于，所述變速箱還包括具有定子的第二電動機，其中所述構(gòu)件外接于所述第二電動機的定子的至少一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求所述的變速箱5，其特征在于，所述構(gòu)件包括形成于其內(nèi)的多個開孔，所述開孔可充分地構(gòu)造和定位，以將來自所述至少一個環(huán)形流動路徑的冷卻液朝向所述第二電動機的定子引導。
7.一種用于裝配在變速箱殼體內(nèi)的模塊，所述模塊包括第一定子；和所述第一定子安裝于其上的構(gòu)件，所述構(gòu)件外接于所述第一定子的至少一部分，并且還形成有多個開孔；其中，所述構(gòu)件的尺寸和形狀充分地制成為可與所述變速箱殼體配合操作，以便在它們之間形成環(huán)形的冷卻液流動路徑，所述開孔相對于所述第一定子充分地定位，以便將來自所述冷卻液流動路徑的冷卻液朝向所述第一定子引導。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊，其特征在于，所述構(gòu)件是鋼制的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊，其特征在于，所述模塊還包括構(gòu)造成用來監(jiān)測轉(zhuǎn)子速度且安裝到所述構(gòu)件上的至少一個速度傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊，其特征在于，所述模塊還包括安裝到所述構(gòu)件上的第二定子，其中所述構(gòu)件外接于所述第二定子的至少一部分。
11.一種變速箱，箱包括限定了大致圓柱形空腔的殼體；具有第一定子的第一電動機和具有第二定子的第二電動機；具有外接于至少一部分第一定子和一部分第二定子的大致圓柱形部分的構(gòu)件，所述構(gòu)件可與殼體配合操作以在它們之間形成至少一個環(huán)形的冷卻液流動路徑，所述構(gòu)件形成有多個開孔，所述開孔可充分地定位，以將來自所述至少一個環(huán)形冷卻液流動路徑的冷卻液朝向所述第一定子和第二定子徑向向內(nèi)地引導。
全文摘要
一種變速箱，包括殼體、位于該殼體內(nèi)的具有定子的電動機，以及包括外接于至少一部分定子的大致圓柱形部分的構(gòu)件。該構(gòu)件可與殼體配合操作，以便在它們之間形成環(huán)形的冷卻液流動路徑，該構(gòu)件包括多個開孔，以便向定子提供來自流動路徑的冷卻液的徑向入流，從而提供比現(xiàn)有技術(shù)具有明顯改善效果的電動機冷卻。
文檔編號F16H3/72GK1727727SQ20051008824
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者D·克萊門, A·M·埃爾-安塔布利, M·R·施密德特 申請人:通用汽車公司