專利名稱：帶有分離特征的可選的單向離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于機動車自動變速器的離合器組件，更具體地，涉及一種用于機動車自動變速器的離合器組件，其具有可選的單向離合器和錐形離合器并帶有分離特征。
背景技術(shù)：
本部分的陳述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，并且可能或可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。當(dāng)前機動車自動變速器通常包括串聯(lián)放置的兩個或更多個行星齒輪組件和多個離合器和制動器，其選擇地將行星齒輪組件的各個元件連接或接地以提供前進檔和倒檔。 離合器通常為多片摩擦封裝，其由液壓活塞致動。盡管這種離合器裝置已經(jīng)證明了它們的價值，由于它們的多個交錯的片(其一組可旋轉(zhuǎn)同時另一組可靜止)，當(dāng)嚙合時它們展現(xiàn)出相當(dāng)顯著的旋轉(zhuǎn)(摩擦)損失。因此，在某些應(yīng)用中，可認識到將變速器元件與其他較小損失的離合器裝置連接。 本發(fā)明就是這樣設(shè)計的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種可選的超越離合器和分離(即能量吸收)錐形離合器，其串聯(lián)放置在行星齒輪自動變速器的兩個元件之間。環(huán)形活塞被接收在互補缸體內(nèi)并且包括與靜止陰錐形離合器構(gòu)件配合的陽錐形離合器構(gòu)件。還由環(huán)形活塞承載的是環(huán)形驅(qū)動環(huán)，其嚙合行星齒輪組件元件(例如環(huán)齒輪)。放置在驅(qū)動環(huán)和活塞之間的是選擇環(huán)，其具有接收同樣多個支桿的多個圓周孔或口。環(huán)形活塞的表面包括接收支桿的容器或凹部，驅(qū)動環(huán)的表面包括槽口或表面，支桿抵靠該槽口或表面嚙合。切向地放置在環(huán)形活塞中的是小選擇活塞， 其在兩個位置之間旋轉(zhuǎn)選擇環(huán)以允許在環(huán)形活塞和環(huán)形驅(qū)動環(huán)之間的一個方向上超越或者將兩個部件鎖定在一起。因此，本發(fā)明的方面是提供一種可選的超越離合器和分離錐形離合器。本發(fā)明的另一方面是提供一種串聯(lián)放置在行星齒輪自動變速器的兩個元件之間的可選的超越離合器和分離錐形離合器。本發(fā)明的另一個方面是提供一種可選的超越離合器和錐形離合器，其具有被接收在互補缸體內(nèi)的環(huán)形活塞。本發(fā)明的另一個方面是提供一種可選的超越離合器和錐形離合器，其具有陽錐形離合器構(gòu)件，該陽錐形離合器構(gòu)件與靜止陰錐形離合器構(gòu)件配合。本發(fā)明的另一個方面是提供一種可選的超越離合器和錐形離合器，其具有環(huán)形驅(qū)動環(huán)，該環(huán)形驅(qū)動環(huán)嚙合行星齒輪組件元件(例如環(huán)齒輪)
本發(fā)明的另一個方面是提供一種可選的超越離合器和錐形離合器，其具有選擇環(huán)，該選擇環(huán)限定接收同樣多個支桿的多個圓周孔或口。本發(fā)明的另一個方面是提供一種可選的超越離合器和錐形離合器，其具有環(huán)形活塞，其包括接收支桿的容器或凹部以及驅(qū)動環(huán)，該驅(qū)動環(huán)包括槽口或表面，支桿抵靠該槽口或表面嚙合。本發(fā)明的另一個方面是提供一種可選的超越離合器和錐形離合器，其包括選擇活塞，該選擇活塞在超越和鎖定位置之間旋轉(zhuǎn)選擇環(huán)。適用性的進一步的方面、優(yōu)點和區(qū)域?qū)谋疚奶峁┑拿枋鲋凶兊妹黠@。應(yīng)理解的是說明和特殊例子僅用于說明目的，并不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明還提供了以下方案
1. 一種用于變速器的離合器組件，其組合地包括 固定殼體， 行星齒輪組件，
第一液壓活塞和缸體組件，其具有固定到所述殼體的第一缸體和第一活塞， 錐形離合器，其具有固定到所述殼體的第一摩擦元件和固定到所述第一活塞的第二摩擦元件，
可選的超越離合器，其具有放置在所述第一活塞中的多個支桿，具有用于所述支桿的多個孔的選擇環(huán)，以及聯(lián)結(jié)到所述行星齒輪組件的元件并具有用于由所述支桿嚙合的多個凹部的驅(qū)動環(huán)，以及
第二液壓活塞和缸體組件，其放置在所述第一活塞中并具有聯(lián)結(jié)到所述選擇環(huán)的第二活塞。2.如方案1所述的離合器組件，其特征在于，所述支桿的第一部分以第一角度定向并且所述支桿的第二部分以第二角度定向，所述第二角度與所述第一角度不同。3.如方案1所述的離合器組件，其特征在于，還包括預(yù)加載彈簧，其用于將所述第二摩擦元件朝向所述第一摩擦元件偏壓。4.如方案1所述的離合器組件，其特征在于，所述第二液壓活塞和缸體組件在所述第一活塞中切向地定向。5.如方案1所述的離合器組件，其特征在于，還包括密封件，其放置在所述第一活塞中并且嚙合所述第一缸體。6.如方案1所述的離合器組件，其特征在于，所述選擇環(huán)包括由所述第二活塞嚙合的柄舌并且所述行星齒輪組件的所述元件是環(huán)齒輪。7.如方案1所述的離合器組件，其特征在于，所述第二活塞可在兩個位置之間移動并且所述可選的超越離合器被鎖定在所述兩個位置的一個中并且在所述兩個位置的另一個中在一個方向上超越。8. 一種用于變速器的超越和錐形離合器組件，其組合地包括 固定構(gòu)件，
第一液壓活塞和缸體組件，其具有固定到所述固定構(gòu)件的第一缸體和第一活塞， 錐形離合器，其具有固定到所述固定構(gòu)件的第一摩擦元件和固定到所述第一活塞的第二摩擦元件，
超越離合器，其具有放置在所述第一活塞的第一凹部中的多個支桿，具有用于所述支桿的多個孔的選擇環(huán)，以及具有用于由所述支桿嚙合的多個第二凹部的驅(qū)動環(huán)，以及第二液壓活塞，其切向地放置在所述第一活塞中并嚙合所述選擇環(huán)。
9.如方案8所述的超越和錐形離合器組件，其特征在于，所述固定構(gòu)件聯(lián)結(jié)到所述變速器的殼體。10.如方案8所述的超越和錐形離合器組件，其特征在于，所述支桿的第一部分以第一角度放置并且所述支桿的第二部分以第二角度放置，所述第二角度與所述第一角度不同。11.如方案8所述的超越和錐形離合器組件，其特征在于，還包括貝氏彈簧，其用于向所述第一活塞和所述錐形離合器提供預(yù)加載。12.如方案8所述的超越和錐形離合器組件，其特征在于，還包括壓縮彈簧，其抵抗液壓流體壓力偏壓所述第二液壓活塞。13.如方案8所述的超越和錐形離合器組件，其特征在于，還包括彈簧，其用于將所述支桿偏壓至所述第二凹部中。14. 一種用于機動車變速器的超越離合器組件，其組合地包括 具有旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的行星齒輪組件，
第一環(huán)形離合器構(gòu)件，其具有切向活塞和缸體組件并且在第一表面上限定第一多個凹
部，
鄰近所述第一環(huán)形離合器構(gòu)件和聯(lián)結(jié)到所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的第二環(huán)形離合器構(gòu)件，所述第二環(huán)形離合器構(gòu)件在第二表面上限定第二多個凹部，
選擇環(huán)，其放置在所述第一表面和所述第二表面之間并且具有多個孔，所述多個孔用于接收所述支桿和由所述切向活塞嚙合的構(gòu)件，
由此所述切向活塞的移動和所述選擇環(huán)的旋轉(zhuǎn)鎖定和釋放所述超越離合器組件。15.如方案14所述的超越離合器組件，其特征在于，還包括錐形離合器組件，其可操作地放置在所述第一環(huán)形離合器構(gòu)件和所述變速器的固定殼體之間。16.如方案15所述的超越離合器組件，其特征在于，還包括用于預(yù)加載所述錐形離合器組件的裝置。17.如方案14所述的超越離合器組件，其特征在于，所述第一環(huán)形離合器構(gòu)件包括錐形離合器組件的第一截頭錐摩擦表面并且還包括固定構(gòu)件，所述固定構(gòu)件具有所述錐形離合器組件的第二截頭錐摩擦表面
18.如方案14所述的超越離合器組件，其特征在于，還包括彈簧，其用于將所述支桿偏壓至所述第二表面上的所述第二凹部內(nèi)的嚙合位置中。19.如方案14所述的超越離合器組件，其特征在于，還包括回復(fù)彈簧，其抵抗液壓流體壓力偏壓所述切向活塞。20.如方案8所述的超越和錐形離合器組件，其特征在于，由此在所述第二活塞上增加流體壓力增加了所述錐形離合器的扭矩容量。


此處描述的附圖僅為說明性目的并且不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。圖1是結(jié)合本發(fā)明的行星齒輪自動變速器的一部分的局部剖視圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的可選的單向離合器組件的局部正視圖；以及
圖3是根據(jù)本發(fā)明的可選的單向離合器組件的局部俯視圖。
具體實施例方式下列描述本質(zhì)上僅為示例性的并且不旨在限制本發(fā)明，應(yīng)用或使用。就這一點而言，此處與錐形離合器結(jié)合使用的術(shù)語“分離(breakaway)”意味著離合器主要被設(shè)計、提供和使用為與可選的超越離合器機械串聯(lián)放置的安全和能量吸收裝置。也就是說，因為超越離合器本質(zhì)上不能吸收能量(例如，因為異步但嚙合離合器上的速度差而存在)，其與超越離合器串聯(lián)放置以用作扭矩限制和能量耗散裝置。如果在超越離合器上施加過量扭矩，分離錐形離合器的滑動閾值將被超過，錐形離合器將滑動并且會損壞超越離合器的過量能量將被錐形離合器吸收和耗散。此外，發(fā)明人知道有些傾向?qū)蓚€旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的可選的摩擦聯(lián)結(jié)元件描述為 “離合器”，而旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和靜止構(gòu)件之間的可選的摩擦聯(lián)結(jié)被描述為“制動器”。然而，發(fā)明人不贊同這種慣例，并且更愿意其在此處已經(jīng)將可選的摩擦聯(lián)結(jié)元件廣泛地且普遍地稱為離合器，例如錐形離合器。然而，發(fā)明人在本文的某些位置以插入括號的“(制動器)”來闡明旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和靜止構(gòu)件之間放置的可選的摩擦聯(lián)結(jié)元件并且承認上述的交替命名慣例。參照圖1，行星齒輪機動車自動變速器的一部分被示出并且總體由附圖標記10指代。自動變速器10包括固定金屬殼體12，該固定金屬殼體12具有與變速器10的某些部件 (例如輸入軸、一個或更多個驅(qū)動套管軸或管和輸出軸，其都沒有示出)協(xié)作的各種開口、法蘭和特征(未示出)。自動變速器10還包括摩擦離合器16和三個行星齒輪組件第一行星齒輪組件22、具有環(huán)齒輪沈的第二行星齒輪組件M和第三行星齒輪組件觀。物理地且可操作地放置在殼體12和第二行星齒輪組件M的環(huán)齒輪沈之間的是可選的超越離合器或單向離合器以及根據(jù)本發(fā)明的錐形離合器(制動)組件30。超越離合器和錐形離合器組件30包括固定的環(huán)形殼體32，其限定第一內(nèi)部環(huán)形缸體34和第二外部環(huán)形缸體36。通過相互嚙合陽和陰花鍵38A或其他適合裝置(未示出)，環(huán)形殼體32可抵抗殼體12中的旋轉(zhuǎn)而被保持。部分放置在環(huán)形殼體32內(nèi)的是環(huán)形活塞組件40。環(huán)形活塞組件40包括由一對0 形環(huán)密封件44 (其被接收在第一環(huán)形缸體34內(nèi)并在其內(nèi)軸向移動)界定的第一內(nèi)表面42。 貝氏彈簧(碟形彈簧)45或類似力生成裝置在施加的液壓力的方向上偏壓或預(yù)加載環(huán)形活塞組件40。環(huán)形活塞組件40還包括第二外表面46和額外的0形環(huán)密封件48 (其在第二外部環(huán)形缸體36內(nèi)軸向移動)。生成的和由環(huán)形活塞組件40施加的總力是第一內(nèi)表面42 和第二外表面46上的軸向液壓力的和。 錐形離合器(制動)組件50駐留在與第一內(nèi)部環(huán)形缸體34相對的環(huán)形活塞組件40 的端部。錐形離合器組件50包括環(huán)形外部或陰錐形離合器構(gòu)件52，其具有第一陰截頭錐離合器表面M和光滑缸體表面56，0形環(huán)48將其密封。通過相互嚙合陽和陰花鍵38B或其他適合裝置(未示出)，錐形離合器構(gòu)件52可抵抗殼體12中的旋轉(zhuǎn)而被保持。可放置在錐形離合器構(gòu)件52或環(huán)形殼體32 (如所示的)的0形環(huán)密封件48提供了環(huán)形殼體32和錐形離合器構(gòu)件52之間的流密密封。 面對第一截頭錐表面54，活塞組件40包括互補的第二陽截頭錐表面64?；钊M件40還包括鄰近的內(nèi)部圓柱表面66，其接收并徑向定位環(huán)形驅(qū)動環(huán)70。環(huán)形驅(qū)動環(huán)70可自由旋轉(zhuǎn)地放置在內(nèi)部圓柱表面66上并且由卡環(huán)72軸向約束，該卡環(huán)72在內(nèi)部圓柱表面66中安置在圓周通道或槽74內(nèi)。通過相互嚙合陽和陰花鍵組76或類似裝置，環(huán)形驅(qū)動環(huán) 70可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)結(jié)到第二行星齒輪組件M的環(huán)齒輪26?，F(xiàn)在參照圖1、2和3，可選的單向或超越離合器組件80被放置在活塞組件40和環(huán)形驅(qū)動環(huán)70之間。超越離合器組件80包括選擇環(huán)82，其具有多個圓周布置的拱形狹槽或孔84。在每個狹槽或孔84內(nèi)是支桿86A或86B。支桿86A和86B在交替組中布置每另一個支桿86A以第一角度定向(如圖2和3所示)并且交替支桿86B以有區(qū)別的相對的第二角度定向。支桿86A和86B安裝在活塞組件40中的凹部88中并且均被彈簧片92或類似部件向外彈簧偏壓。支桿86A和86B的相對端部被接收在環(huán)形驅(qū)動環(huán)70中的容器或凹部94 內(nèi)。當(dāng)選擇環(huán)82移動到第一圓周位置時，僅有支桿86B可移動進入環(huán)形驅(qū)動環(huán)70并嚙合容器或凹部94的壁，離合器組件80因此用作常規(guī)的單向或超越離合器。當(dāng)選擇環(huán)82移動到第二圓周位置時，支桿86A和86B 二者嚙合容器或凹部94的壁，離合器組件80上鎖并在兩個方向上通過其直接傳遞扭矩。選擇環(huán)82還包括柄舌或凸塊98，其由切向布置的選擇環(huán)活塞和缸體或致動器組件100作用。選擇環(huán)活塞致動器組件100包括缸體102，其滑動地接收選擇環(huán)活塞104。選擇環(huán)活塞104嚙合選擇環(huán)82上的柄舌或凸塊98，并且當(dāng)液壓壓力施加到選擇環(huán)活塞104 的表面時將選擇環(huán)82從上述第一位置旋轉(zhuǎn)到也如上所述的第二位置。液壓流體供給對于環(huán)形殼體32的第二外部缸體36和缸體102是通用的。因此，液壓壓力(其移動選擇環(huán)活塞 104并旋轉(zhuǎn)選擇環(huán)82)增加時，也將增加錐形離合器組件50的點上作用的力和滑動。與柄舌或凸塊98和選擇環(huán)活塞104對齊的壓縮彈簧106朝向選擇環(huán)活塞104偏壓柄舌或凸塊 98和選擇環(huán)82并且當(dāng)液壓流體壓力從選擇環(huán)活塞104的表面移走時使選擇環(huán)82返回第一位置。在操作中，貝氏彈簧45提供錐形離合器組件50的最小預(yù)選的扭矩吞吐量和滑動閾值。該最小扭矩-滑動閾值中的增加可通過增加第一內(nèi)部缸體34內(nèi)且抵靠環(huán)形活塞組件40的第一內(nèi)表面42的液壓壓力而實現(xiàn)。如上面直接解釋的，為了改變超越離合器組件 80的狀態(tài)，增壓的液壓流體被提供到選擇環(huán)活塞和缸體組件100的缸體102并且活塞104 移動并旋轉(zhuǎn)選擇環(huán)82。因為到缸體102和到殼體32的第二外部缸體36的供給是通用的， 作用在錐形離合器組件50上的力同時也增加，增大了其扭矩吞吐量和滑動閾值。應(yīng)認識到本發(fā)明通過移走/更換摩擦離合器封裝而關(guān)于減小的旋轉(zhuǎn)損失提供了某些益處，因為可選的單向或超越離合器組件80不能有任何顯著的能量損耗，優(yōu)選的是組件80的輸入和輸出速度在嚙合之前相對緊密配合。然而，錐形離合器組件50的概括的原因和目的在于用于能量吸收或受控滑動裝置。也就是說，當(dāng)具有的速度差大于其上的預(yù)定速度時，可選的單向或超越離合器組件80應(yīng)嚙合或被嚙合，錐形離合器組件50將滑動并吸收能量，由此避免對可選的單向或超越離合器組件80的磨損或損壞。還應(yīng)認識到盡管包括環(huán)形活塞組件40、錐形離合器組件50和超越離合器組件80 的本發(fā)明在圖1中結(jié)合行星齒輪組件M的環(huán)齒輪沈示出，本發(fā)明等同地適用于行星齒輪組件的其他部件并且可與其一起使用，例如行星齒輪架或自動變速器的任何其他構(gòu)件或部件。本發(fā)明的描述本質(zhì)上僅為示例性的并且不脫離本發(fā)明主旨的變體落入由所附權(quán)利要求界定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。這種變體不被認為是脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于變速器的離合器組件，其組合地包括固定殼體，行星齒輪組件，第一液壓活塞和缸體組件，其具有固定到所述殼體的第一缸體和第一活塞，錐形離合器，其具有固定到所述殼體的第一摩擦元件和固定到所述第一活塞的第二摩擦元件，可選的超越離合器，其具有放置在所述第一活塞中的多個支桿，具有用于所述支桿的多個孔的選擇環(huán)，以及聯(lián)結(jié)到所述行星齒輪組件的元件并具有用于由所述支桿嚙合的多個凹部的驅(qū)動環(huán)，以及第二液壓活塞和缸體組件，其放置在所述第一活塞中并具有聯(lián)結(jié)到所述選擇環(huán)的第二活塞。
2.如權(quán)利要求1所述的離合器組件，其特征在于，所述支桿的第一部分以第一角度定向并且所述支桿的第二部分以第二角度定向，所述第二角度與所述第一角度不同。
3.如權(quán)利要求1所述的離合器組件，其特征在于，還包括預(yù)加載彈簧，其用于將所述第二摩擦元件朝向所述第一摩擦元件偏壓。
4.如權(quán)利要求1所述的離合器組件，其特征在于，所述第二液壓活塞和缸體組件在所述第一活塞中切向地定向。
5.如權(quán)利要求1所述的離合器組件，其特征在于，還包括密封件，其放置在所述第一活塞中并且嚙合所述第一缸體。
6.如權(quán)利要求1所述的離合器組件，其特征在于，所述選擇環(huán)包括由所述第二活塞嚙合的柄舌并且所述行星齒輪組件的所述元件是環(huán)齒輪。
7.如權(quán)利要求1所述的離合器組件，其特征在于，所述第二活塞可在兩個位置之間移動并且所述可選的超越離合器被鎖定在所述兩個位置的一個中并且在所述兩個位置的另一個中在一個方向上超越。
8.一種用于變速器的超越和錐形離合器組件，其組合地包括固定構(gòu)件，第一液壓活塞和缸體組件，其具有固定到所述固定構(gòu)件的第一缸體和第一活塞，錐形離合器，其具有固定到所述固定構(gòu)件的第一摩擦元件和固定到所述第一活塞的第二摩擦元件，超越離合器，其具有放置在所述第一活塞的第一凹部中的多個支桿，具有用于所述支桿的多個孔的選擇環(huán)，以及具有用于由所述支桿嚙合的多個第二凹部的驅(qū)動環(huán)，以及第二液壓活塞，其切向地放置在所述第一活塞中并嚙合所述選擇環(huán)。
9.如權(quán)利要求8所述的超越和錐形離合器組件，其特征在于，所述固定構(gòu)件聯(lián)結(jié)到所述變速器的殼體。
10.一種用于機動車變速器的超越離合器組件，其組合地包括具有旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的行星齒輪組件，第一環(huán)形離合器構(gòu)件，其具有切向活塞和缸體組件并且在第一表面上限定第一多個凹部，鄰近所述第一環(huán)形離合器構(gòu)件和聯(lián)結(jié)到所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的第二環(huán)形離合器構(gòu)件，所述第二環(huán)形離合器構(gòu)件在第二表面上限定第二多個凹部，選擇環(huán)，其放置在所述第一表面和所述第二表面之間并且具有多個孔，所述多個孔用于接收所述支桿和由所述切向活塞嚙合的構(gòu)件，由此所述切向活塞的移動和所述選擇環(huán)的旋轉(zhuǎn)鎖定和釋放所述超越離合器組件。
全文摘要
一種帶有分離特征的可選的單向離合器。本發(fā)明提供了可選的超越離合器和分離(即能量吸收)錐形離合器，其串聯(lián)放置在行星齒輪自動變速器的兩個元件之間。環(huán)形活塞被接收在互補缸體內(nèi)并且包括與靜止陰錐形離合器構(gòu)件配合的陽錐形離合器構(gòu)件。還由環(huán)形活塞承載的是環(huán)形驅(qū)動環(huán)，其嚙合行星齒輪組件元件(例如環(huán)齒輪)。放置在驅(qū)動環(huán)和活塞之間的是選擇環(huán)，其具有接收同樣多個支桿的多個圓周孔或口。環(huán)形活塞的表面包括接收支桿的容器或凹部，驅(qū)動環(huán)的表面包括槽口或表面，支桿抵靠該槽口或表面嚙合。切向地放置在環(huán)形活塞中的是小選擇活塞，其在兩個位置之間旋轉(zhuǎn)選擇環(huán)以允許在環(huán)形活塞和環(huán)形驅(qū)動環(huán)之間的一個方向上超越或者將兩個部件鎖定在一起。
文檔編號F16D41/22GK102465979SQ20111035451
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者A. 威爾頓 D., M. 哈特 J. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司