CN103256365A - 用于变矩器定子的单向制动器 - Google Patents

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丹尼斯·N·乌斯
约翰·S·科扎尔
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Abstract

用于变矩器的定子总成，包括：固定不旋转并且包括围绕轴相互隔开的接合表面的组件，形成有围绕轴隔开的凹穴的定子，能朝向和远离与接合表面的接合的枢转的摇杆，每个摇杆位于凹穴中，以及弹簧，所述每个弹簧驱使凹穴朝向接合表面的接合。

Description

用于变矩器定子的单向制动器
技术领域
本发明总体上涉及一种反应装置总成，更具体地，涉及一种用于机动车的安装在变矩器的反应装置总成上的超越制动器，有时被称为单向制动器。
背景技术
变矩器是传递转动力并具有放大转矩能力的液压驱动单元。变矩器包括叶轮、定子或反应装置，以及涡轮，所述装置均为装有叶片的叶轮，封闭在充满例如自动变速器流体的液压流体的环形罩中。位于涡轮出口和叶轮入口之间的流体通路中的定子改变液体方向，使其朝向叶轮，从而放大转矩。当变矩器超越时，其作为液力耦合器发挥作用，而不放大转矩。
用于车辆的自动变速器中时，变矩器包括单向制动器（OWB），用以在车辆以低速加速的同时增加转矩期间，在反应装置中对抗转矩。车辆处于匀速及滑行时，单向制动器（OWB）允许反应装置自由旋转，即，超越（overrun）。在滑行同时允许反应装置自由旋转减小拖拽力。
常规的单向制动器（OWB）包括至少三个主要组件：钢外齿圈和内齿圈，以及锁定元件，所述锁定元件是位于外齿圈和内齿圈之间的环形空间中的滚轴或挡圈。内齿圈通过花键将转矩传递至固定不旋转的定子轴上。外齿圈压入反应装置，所述反应装置通常由铝或塑料制成。
由于在操作期间产生的巨大的材料压力，制成齿圈和锁定元件的钢具有高品质。齿圈还需要多个机加工操作，包括钻润滑孔、粗、精车削（通常车削所有表面）、用于光洁度和公差的打磨抛光以及拉削。常规的滚轴或挡圈OWB的元件的数量还增加其成本和制造复杂程度。
发明内容
用于变矩器的定子总成包括：固定不旋转并且包括围绕轴相互隔开的接合表面的组件，形成有围绕轴隔开的凹穴的定子，能够朝向并远离与接合表面的接合枢转的摇杆，每个摇杆位于凹穴中，以及弹簧，每个弹簧驱使摇杆朝向与接合表面的接合。
单向制动器具有少量的元件，从而需要较少的处理、更少的装配步骤，以及更低的制造和装配成本。摇杆在铝制定子上的大面积接触、合适的迎击角度以及摇杆轴长度允许OWB锁定元件直接安装至反应装置。
定子轴的材料特性允许其用作用于OWB的凸轮，以及用作将定子引导至总成中位置的指引。
附图说明
参考附图，通过引用下文描述，将更易于理解本发明，其中：
图1是变矩器的示意图；
图2是示出了处于隔开关系的定子、单向离合器和定子轴的侧视透视图；
图3是图2的定子-定子轴总成的前视图；
图4是示出了处于隔开关系的定子、单向离合器和定子轴的侧视透视图；
图5是图4的定子-定子轴总成的前视图；
图6是图2的定子-定子轴总成的部分的前视图。
具体实施方式
参考图1，变矩器10包括叶轮11、涡轮12、定子13或反应装置，这些组件均为装有叶片的叶轮，封闭在充有例如自动变速器流体的液压流体的环形罩15中。位于涡轮12出口和叶轮11入口之间的流体通路中的定子13的叶片改变流体方向，使其朝向叶轮。定子13支承在单向制动器16上，所述单向制动器16安装在定子轴17上，通常通过固定在变速器泵外壳19上保持其不旋转。
如图2所示，定子轴20形成有外花键齿22，其接合单向制动器的齿圈26上形成的内花键齿24，有时也被称为超越制动器（overrunning brake）。齿圈26的外表面形成有凸轮28，其围绕轴30成角度地隔开。
定子14形成有围绕轴30成角度地相互隔开的叶片18。定子14还包括位于叶片内径向设置的轮毂，以及在其中形成的围绕轴成角度隔开的凹穴32。每个凹穴32容纳摇杆（rocker）34，有时也称为压杆（strut），以及弹簧36，其持续地驱使各摇杆在其凹穴中朝向与凸轮28的接合枢转。
图3示出了六个凹穴32中的三个容纳摇杆34，凹穴32中的一个还容纳卷绕螺旋压缩弹簧36。优选地，每个凹穴32容纳摇杆34和弹簧36。
在图3中，所示左侧摇杆34由于其各自弹簧36与凸轮28中的一个的力而处于在锁定位置，即，与凸轮28中的一个接合，使得定子14固定在定子轴20和齿圈26上，从而防止定子相对于定子轴和齿圈的逆时针旋转。
所示中间摇杆34处于齿合位置，其中，在定子14相对于定子轴20和齿圈26以达到约1000rpm的低速旋转时，弹簧36的力使得摇杆与凸轮28保持接触。
所示中间摇杆处于齿合位置，其中，在定子14相对于定子轴20和齿圈26以达到约1000rpm的低速旋转时，弹簧36的力使得摇杆与凸轮28保持接触。
所示右侧摇杆34由于使摇杆相对弹簧36的力枢转脱离与凸轮28的接触的摇杆上的离心力而完全位于其凹穴32内，定子14旋转超过1000rpm。
如图4所示，定子轴50形成有外凸轮齿52，其适配在定子53的环状空间内。定子53的轮毂形成有围绕轴30成角度地相互隔开的凹穴54。每个凹穴54容纳摇杆56和与弹簧36相似类似地位于凹穴中的卷绕螺旋压缩弹簧58。弹簧58持续地驱使各自的摇杆56枢转进入在其凹穴中朝向枢转，与凸轮齿52接合枢转。凸轮齿52的形状优选制成使得它们符合如图2和图6所示的齿圈26的凸轮28的形状，或者其可以具有如图4所示的常规的轴向花键齿的形状和轮廓。
图5示出了六个凹穴54中的两个容纳摇杆56，并且其中一个凹穴54还容纳弹簧58。优选地，每个凹穴54容纳摇杆56和弹簧58。
在图5中，所示右侧摇杆56由于其各自弹簧58的力而处于在锁定位置，即，与其中一个凸轮齿52接合，使得定子53固定在定子轴50上，从而防止定子53相对于定子轴50逆时针旋转。所示左侧摇杆56由于使摇杆相对弹簧58的力枢转脱离与凸轮52的接触的摇杆上的离心力而完全位于其凹穴54内，定子53旋转超过1000rpm。
优选地，定子14、54由铸铝合金制成，并且当浇铸定子时，形成每个凹穴32、54的圆形部分的圆柱形形状。此后，脱膜钻孔操作允许凹穴32、54的部分和摇杆34、56的相应部分相互配合，以达到紧公差。优选地，每个凹穴32、54是盲穴，即，具有在远离定子轴20、50的轴向一侧的开放端以及在接近定子轴的轴向一侧的封闭端。
优选地，每个摇杆36、56由烧结粉末金属制成。定子轴20和齿圈26为热处理钢。
通过以下具体实施方式、权利要求书和附图，优选实施例的应用范围将是显而易见的。应当理解，虽然指出本发明的优选实施例，实施方式和具体示例仅以说明方式给出。对于本领域的技术人员来说，描述的实施例和示例的各种变化和更改将是显而易见的。
图6示出了每个摇杆34、56形成有凸面圆柱形基座60、矩形轴部分62和接触凸轮28的矩形接合部分64。每个凹穴32、54包括当浇筑定子14、54时至少部分形成的凹面圆柱形表面66。摇杆34、56的凸面圆柱形基座60插入凹穴32、54的凹面圆柱形表面66。圆柱形形状使铝制凹穴32、54的表面积最大化，从而显著减少摇杆基座60与凹穴表面66之间的接触压力。
在图4和图5的没有在定子轴50上安装的定子的实施例中，摇杆56由于弹簧58的力而朝向轴30的逆时针枢转运动受到与弹簧58的位置相对的凹穴中形成的止动表面68接触的每个摇杆的限制。在图2、图3和图6的实施例中，由于弹簧36的力，可以使用限制摇杆34朝向轴30逆时针枢转运动的止动表面68，但它们并不是必须的。
在图4和图5的实施例中，图4示出了定子轴50包括具有比凸轮齿52更大外径的圆柱形表面70。当在定子轴50上安装变矩器或将其从定子轴上移除时，表面70引导定子53的内圆柱形表面72，从而在定子和变矩器沿定子轴轴向移动时引导定子和变矩器。
在图4和图5的实施例中，为了便于在定子轴50上安装变矩器，定子轴的轴向末端不位于径向平面上。而是形成有成角度地围绕定子轴末端并且在每个凸轮齿52的末端径向向外延伸的斜面74。斜面74从轴30径向向外并且沿定子轴长度的一小部分轴向地倾斜。当安装变矩器时，摇杆56位于其各自凹穴54中，并且弹簧58迫使摇杆径向向内枢转至与凹穴54的止动表面68接触。当定子53沿定子轴50轴向移动时，径向向内穿过定子53开口延伸的摇杆的轴向末端接触斜面74。
在图2、3和6的实施例中，可以在齿圈26和凸轮28的末端形成与表面74相似的斜面，但它们并不是必须的。
根据专利法的规定，已经描述了优选实施例。然而，应当注意，除了具体说明和描述的，还可以实施其他可选实施例。

Claims (10)

1.一种用于变矩器的总成，其特征在于，包括：
固定不旋转的组件，其包括绕轴相互隔开的接合表面；
定子，其形成有绕轴隔开的凹穴；
摇杆，每个摇杆位于凹穴中，并能朝向和远离与接合表面接合枢转；
弹簧，每个弹簧驱使摇杆朝向与接合表面接合。
2.根据权利要求1的总成，其特征在于，每个弹簧位于凹穴中。
3.根据权利要求1的总成，其特征在于，固定不旋转的组件是安装在不旋转的外壳上的轴。
4.根据权利要求1的总成，其特征在于，定子包括：
轮毂，在其中形成凹穴；以及
从凹穴的轴向位置相对轴径向向外的叶片。
5.根据权利要求1的总成，其特征在于：
每个凹穴包括凹面圆柱形表面；以及
每个摇杆包括可插入凹穴中的凸面圆柱形底座。
6.根据权利要求1的总成，其特征在于：
每个凹穴包括凹面圆柱形表面；以及
每个摇杆包括可插入凹穴的凸面圆柱形底座、用于接触接合表面的接合部以及在底座和接合部之间延伸的轴部分、接触该轴部分的弹簧。
7.用于变矩器的总成，其特征在于，包括：
定子，其形成有绕轴隔开的凹穴；
固定不旋转的齿圈，其包括围绕轴互相隔开的接合表面；
摇杆，每个摇杆位于凹穴中，并能朝向和远离与接合表面接合枢转；
弹簧，每个弹簧驱使摇杆朝向与接合表面接合。
8.根据权利要求7的总成，其特征在于，每个弹簧位于凹穴中。
9.根据权利要求7的总成，其特征在于，还包括：
固定不旋转的轴，其安装在齿圈上并且安装在不旋转的外壳上。
10.根据权利要求7的总成，其特征在于，定子包括：
轮毂，在其中形成凹穴；以及
从凹穴的轴向位置相对轴径向向外的叶片。
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