CN101949448B - 自动变速器行星齿轮架的稳定 - Google Patents

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Abstract

一种用于稳定机动车辆的变速器的齿轮单元的总成，包括：对抗沿轴线位移而固定的第一部件；面向第一部件的支架，其被支承绕轴线旋转并且支承其上的行星齿轮；以及位于第一部件和支架之间的弹簧，其产生绕轴线按角度分布并施加于支架的轴向力。

Description

自动变速器行星齿轮架的稳定
技术领域
本发明总体上涉及一种自动变速器的动态安排，并且具体地，涉及使用预负荷来稳定行星齿轮架。
背景技术
在机动车辆的自动变速器使用的行星齿轮单元中，行星齿轮被支承在支架上旋转，支架包括轴向间隔以为齿轮提供空间的圆盘。通常，支架在相邻部件形成的引导面上被引导至组件中的正确位置。
例如，可以引导支架圆盘中的一个进入单向离合器(OWC)的花键上的位置，其他圆盘进入单向离合器(OWC)的座圈上。座圈可以不是正圆的，花键可以不完全位于离合器座圈的中心。
这些特征导致支架中固有的不平衡，其使支架在其花键上倾覆并且产生大的力量使支架沿着不圆的离合器座圈运行。当支架被引导至不完美的界面时，在支架被外座圈轮廓强迫回到中线时，就会产生大的冲击负荷。这些支架上的冲击负荷易扰乱OWC的摇块元件，导致当摇块应该退回超越位置时，却向啮合枢轴转动。当支架被外座圈冲击时，会损坏促使摇块啮合的促动簧从而丧失离合器的功能。
在行业中需要一种技术来避免过度限制齿轮组以及在无扭矩滑行事件中保持支架与中线对齐。
发明内容
一种用于稳定机动车辆变速器的齿轮单元的总成，包括对抗沿轴线的位移而固定的第一部件，朝向第一部件的支架，其被支承绕轴线旋转并且支承其上的行星齿轮，以及位于第一部件和支架之间的弹簧，其产生环绕轴线按角度分布并施加给支架的轴向力。
稳定弹簧防止对齿轮组的过度限制并且保持支架与轴线对齐。
稳定弹簧施加给支架的预负荷抵消了在支架上产生初始倾覆力矩的固有不平衡。相较于不平衡力，弹簧的预负荷力施加给支架更大的力矩，因此防止了支架的倾覆。通过防止该倾覆，支架不能跟随座圈。当座圈不再与支架接触，就会消除冲击负荷并且单向离合器的摇块在超越状态中仍保持缩回以防止损坏摇块弹簧。
通过以下详细的说明、权利要求和附图，优选实施例的应用范围将变得显而易见。应当理解的是，尽管指明了本发明的优选实施例，但给出的说明和特定实施例仅用于示例。对于本领域技术人员来说，对已描述的实施例和示例作出的各种变化和改进将变得显而易见。
附图说明
参考以下具体实施例，并考虑附图，本发明将更易理解，其中：
图1为用于自动变速器的包含拉维娜(Ravigneaux)齿轮组的动态总成的一部分的剖面图；
图2为用于动态总成的制动总成的圆盘的侧视图；
图3为位于图1的总成中的包含一系列弹簧的子总成的正视图；以及
图4为图2的弹簧子总成在平面4-4上所得的剖面图。
具体实施方式
参考图1，位于变速箱12中的拉维娜式行星齿轮总成10包括通过花键16连接至转鼓18的第一太阳轮14；通过花键22连接至转鼓24的第二太阳轮20；被支承用于旋转的行星齿轮架总成26，其包括绕纵轴线30按角度间隔、被支承在支架26上并且与太阳轮14啮合的长行星齿轮28。支架支承26进一步包括一组短行星齿轮32，其绕轴线30按角度间隔、被支承在支架26上并且与太阳轮20和长行星齿轮28啮合。齿轮总成10进一步包括与长行星齿轮28啮合并与太阳轮14、20以及行星齿轮28和32同轴线的环形齿轮34。
支架总成26包括通过花键38连接至轴40的第一圆盘36；与第一圆盘轴向间隔的第二圆盘42；以及位于端部圆盘36和42之间的第三圆盘44。支架圆盘36、42、44支承齿轮轴46，48，在齿轮轴46，48上，齿轮28、32被支承以分别在轴承50、52上旋转。
变速箱12在内表面形成有轴向导向的花键齿54，花键齿54与形成在摇块单向或超越离合器60的外座圈58的圆周边缘上的外花键齿56啮合。美国专利7,383,930公开了与离合器60相同的摇块单向离合器的结构和操作，这里将其全部的公开内容以参考引用的方式结合于此。
离合器60的内座圈62上的环形引导凹处64通过支架圆盘42咬合并引导圆盘42至变速箱12内的组装位置，花键38引导支架圆盘36至箱内的正确位置。
液压驱动的摩擦片制动鼓72的圆盘70面向离合器60和支架圆盘42、44。图2示出的圆盘70形成有外花键齿74，外花键齿74与形成在变速箱12的内表面的齿啮合。内花键齿76与形成在液压驱动制动器80的摩擦片78的花键齿啮合。卡环81固定圆盘70，防止其相对于箱12的轴向运动。圆盘70也形成有绕轴线30按角度间隔的圆柱形凸起部82。
如图3和4所示，弹簧子总成90包括形成有按角度间隔的弹簧保持器94的圆板92，弹簧保持器94从板的表面轴向延伸。由于弹簧的内表面与保持器的径向外表面的摩擦咬合，螺旋压缩弹簧96在每个保持器94处保持在板92上。
图1A和图1B表明，弹簧子总成90安装成使其弹簧96与圆盘70上的凸起部82的一个对齐并摩擦地咬合。装在板92和支架圆盘42的轴向表面100之间的圆盘形式的间隔垫片98安装成使弹簧96在位于太阳轮14和间隔垫片98之间的止推轴承101上产生轴向朝右的预负荷。
由弹簧子总成90施加到止推轴承100的轴向预负荷穿过太阳轮14、固定在太阳轮14并与之旋转的板102、与板和太阳轮20接触的第二止推轴承104、太阳轮20、以及第三止推轴承106轴向地传输至支架圆盘36的内表面。太阳轮14、20以及止推轴承102、104、106的这种布置使弹簧子总成90能够对抗离合器圆盘70的旋转保持固定并且将预负荷传输至旋转的支架。
预负荷补偿了引起支架26上初始倾覆力矩的固有的不平衡。对于支架26倾覆，必须在止推轴承106和支架圆盘36之间开一个空隙。稳定弹簧96的预负荷力关闭了该空隙并且需要一个力来打开它。通过调整垫片98的厚度，弹簧预负荷向支架26施加比不平衡力更大的力矩，以防止支架倾覆、与轴线30不对齐。通过防止该倾覆，支架26不能跟随超越离合器60的座圈62。当座圈62不再与支架26接触时，冲击负荷消除。这使离合器60的摇块能够在超越状态中保持缩回，并且防止损坏离合器的摇块弹簧。
在整个说明书中，“超越离合器”和“单向离合器”都适用于离合器和制动器。超越制动器交替地啮合和解离，以对抗相对箱12的一个方向的旋转来固定动态布置的部件以及释放部件使其在相反方向自由旋转。超越离合器交替地啮合和解离，以在一个方向上第一部件的速度大于第二部件的速度时，对抗相对旋转来固定动态布置的两个部件，以及在第二部件的速度大于第一部件的速度时，释放两个部件使其彼此相对旋转。
弹簧子总成90中的螺旋压缩弹簧96可以替换为咬合圆盘70以及在止推轴承101上产生轴向预负荷力的贝氏(Belleville)弹簧。贝氏弹簧的预负荷力轴向地传输至旋转的支架圆盘36。
按照专利法法规的规定，已对优选实施例进行了说明。然而，应当注意，也可以实施其他不同于具体限定和说明的实施例。

Claims (6)

1.一种用于稳定机动车辆的变速器的齿轮单元的总成，其特征在于，包括：
对抗沿轴线的位移而固定的第一部件；
面向第一部件的支架，其被支承绕轴线旋转并且支承其上的行星齿轮；以及
位于第一部件和支架之间的弹簧，其产生绕轴线按角度分布并施加于支架的轴向力；以及
对抗由于接触第一部件的轴向位移而固定的超越离合器，其包括咬合支架的轴向表面以及接触支架的径向表面。
2.根据权利要求1所述的总成，其特征在于，还包括位于支架和弹簧之间的止推轴承。
3.根据权利要求1所述的总成，其特征在于，还包括：
轴向位于弹簧和第一太阳轮之间的第一止推轴承；
轴向位于第一太阳轮和第二止推轴承之间的第二止推轴承；以及
轴向位于第二太阳轮和支架之间的第三止推轴承。
4.根据权利要求1所述的总成，其特征在于，还包括：
弹簧保持器，其将弹簧固定在绕轴线相互间隔的位置，以使每个弹簧的第一端接触第一部件并且每个弹簧的第二端接触弹簧保持器。
5.根据权利要求1所述的总成，其特征在于，
第一部件还包括绕轴线按角度相互间隔并轴向向支架延伸的凸起部；以及
还包括位于支架和第一部件之间的子总成，该子总成包括按角度间隔的保持器，每个保持器向凸起部中的一个延伸并与其对齐，每个弹簧支承在凸起部中的一个和保持器的一个上并组装成使每个弹簧在支架与第一部件之间形成弹性预负荷。
6.根据权利要求1所述的总成，其特征在于：
第一部件还包括绕轴线相互间隔并轴向向支架延伸的凸起部；以及
还包括位于支架和第一部件之间的子总成，该子总成包括按角度间隔的保持器，每个保持器向凸起部中的一个延伸并与其对齐，每个弹簧支承在凸起部中的一个和保持器中的一个上；以及
安装在子总成和支架之间的轴向空间中以使每个弹簧在支架和第一部件之间形成弹性预负荷的垫片。
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