CN106979254B - 盘组冷却装置和变速器组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盘组冷却装置和变速器组件，该盘组冷却装置具有：盘组，其具有交替的第一板和第二板，其中，一个或多个第一板被构造成联接到第一机器组件并且一个或多个第二板被构造成联接到能相对于所述第一机器组件旋转的第二机器组件。各第一板的径向尺寸小于各第二板的径向尺寸，使得在各第一板的径向外侧存在一个或多个环状通道。一个或多个环状弹簧设置在相关联的所述环状通道中。各弹簧被构造成向至少一个第二板施加分离力从而形成供冷却流体从相关联的所述环状通道到达各第一板的一个或多个流动通道。

Description

盘组冷却装置和变速器组件

技术领域

本公开涉及被构造成促进冷却流体从中通过的盘组装置。

背景技术

各种作业车辆的各种类型的变速器组件可包括齿轮和被布置成接触流体以耗散热并且便于配合部件接合的相关联的组件。对于某些发热部件(例如，刹车、离合器组等)，冷却是特别重要的。这些变速器组件(和其它组件)可被构造或定位(例如，嵌套在其它组件内)成使得可能难以将冷却流体充分传递到这些组件。变速器内的一个或多个齿轮组的严密封装还可能会抑制冷却流体按路线到达这些发热部件。

发明内容

本公开提供了一种改进通向盘组的发热部件的改进冷却流体流的盘组装置。

在一个方面，本公开提供了一种盘组冷却装置，该盘组冷却装置包括：盘组，该盘组具有交替的第一板和第二板，其中，一个或多个第一板被构造成联接到第一机器组件并且一个或多个第二板被构造成联接到能相对于所述第一机器组件旋转的第二机器组件。各第一板的径向尺寸小于各第二板的径向尺寸，使得在各第一板的径向外侧存在一个或多个环状通道。一个或多个环状弹簧均设置在相关联的环状通道中。各弹簧被构造成向至少一个第二板施加分离力从而形成供冷却流体从相关联的环状通道到达各第一板的一个或多个流动通道

在另一个方面，本公开提供了一种盘组冷却装置，该盘组冷却装置包括：盘组，该盘组具有交替的摩擦盘和分离器板，其中，所述摩擦盘被构造成联接到沿着旋转轴线延伸的旋转构件，并且所述摩擦盘的径向尺寸小于所述分离器板的径向尺寸，以在所述摩擦盘的径向外侧形成多个环状通道。多个环状弹簧均围绕相关联的摩擦盘设置在相关联的环状通道中。所述弹簧被构造成向所述分离器板施加分离力从而形成供冷却流体从所述环状通道到达所述摩擦盘的流动通道。

在又一个方面，本公开提供了变速器组件，该变速器组件包括：壳体，该壳体具有一个或多个壁，所述壁至少部分地限定容纳旋转构件的内腔并且限定一个或多个冷却剂通道。至少一个盘组布置在所述壳体的所述内腔内。所述至少一个盘组具有一组摩擦盘和与所述一组摩擦盘交错的一组分离器板。所述摩擦盘联接到所述旋转构件并且所述分离器板联接到所述壳体。所述摩擦盘的径向尺寸小于所述分离器板的径向尺寸，以在所述摩擦盘的径向外侧形成多个环状通道。环状弹簧均围绕相关联的摩擦盘设置在相关联的环状通道中。所述弹簧被构造成向所述分离器板施加分离力从而形成供冷却流体从所述一个或多个冷却剂通道经过所述环状通道到达所述摩擦盘的流动通道。

在附图和以下的说明书中阐述了一个或多个实现方式或实施方式的细节。根据说明书、附图和权利要求书，其它特征和优点将变得清楚。

附图说明

图1是具有按照本公开的示例性实施方式示出的示例性变速器装置的示例性作业车辆的等轴侧视图；

图2是图1的作业车辆的示例性变速器的等轴侧视图；

图3是示出示例性冷却装置的沿着图2的线3-3截取的示例性变速器的剖视图；

图4是图3的区域4-4的放大剖视详细视图；以及

图5是其等轴侧视图。

各附图中类似参考符号指示类似的元件。

具体实施方式

以下内容描述了以上简要描述的附图中示出的所公开的盘组冷却装置的一个或多个示例性实施方式。本领域的技术人员可料想到对示例性实施方式进行的各种修改形式。

如本文中使用的，术语“轴向”是指大体平行于一个或多个组件的旋转轴、对称轴或中线的方向。例如，在具有中线和对置的圆形端部的圆柱体中，“轴向”方向可表示大体平行于中线在对置两端之间延伸的方向。在某些情形下，可相对于并非圆柱体(或者说径向对称)的组件利用术语“轴向”。例如，用于包含旋转轴的矩形壳体的“轴向”方向可被视为与轴的旋转轴线大体平行的方向。此外，本文中使用的术语“径向”可表示组件相对于从共用中线、轴线或类似基准向外垂直延伸的线的方向或关系。例如，两个同心且轴向重叠的圆柱体组件可被视为“径向”对准轴向重叠的组件部分，但是不“径向”对准没有轴向重叠的组件部分。在某些情形下，组件可被视为“径向”对准，即使组件中的一个或两个可能不是圆柱体(或者说径向对称)。此外，术语“轴向”和“径向”(和任何派生词)可涵盖除了与真实轴向和径向尺寸精确对准(例如，相对于其倾斜)之外的方向关系，前提是该关系在各个标称轴向或径向方向上是占主导的。

另外，术语“环状”(和派生词)在本文中用于表示环状的径向面或表面，例如，环状主体的面向外和面向内的面或表面。在环状主体关于中心基准轴或中线对称的情况下，这些环状面和表面可对应于其周缘面或表面，这也可被视为内径面或表面和外径面或表面。

以下内容描述了非常适于用在变速器装置内的冷却装置，该变速器装置例如包含行星齿轮系(诸如，作业车辆的传动系中的行星变速器)。冷却装置包括一个或多个冷却剂流动通道，冷却剂流动通道被战略性地铺设穿过变速器壳体，以向变速器的发热部件提供冷却剂。

在某些实施方式中，冷却装置可具有冷却剂流动通道，冷却剂流动通道被布置成使得流动出口垂直地布置在作为待冷却目标的发热部件(例如，行星组的环状盘组)的上方或顶上，并且提供落到这些组件上的冷却剂流、雾或喷射，这些组件原本可能难以被供应冷却剂流。在某些实施方式中，冷却装置包括位于冷却剂流动通道处以改变其出口流的一个或多个喷射板。喷射板具有用于将冷却剂分成单独的流体流并且进行分散的一个或多个贯通开口。分散的流体流以喷头方式有效扩宽了冷却剂的喷射图案。在某些实施方式中，喷射板可以是穿孔盘。可使用各种机械连接特征将穿孔盘安装于冷却剂流动通道内的壳体。例如，可部分通过(例如，通过配合螺纹)直接连接到壳体的塞子来安装穿孔盘。

在某些实施方式中，待冷却组件是具有交错板(诸如，摩擦板与分离器板交错)的盘组。这些板可以是盘的形式，并且诸如摩擦盘的一个盘组可具有比其它(例如，分离器)盘小的直径。在其中设置有弹簧的各对连续分离器盘之间，在摩擦盘的径向外侧形成环状通道。弹簧作用于分离器盘，以迫使分离器盘与摩擦盘轴向分离，直到在盘组被供能期间弹簧力被克服，从而形成本领域的技术人员可已知的“力分离的”盘组。冷却流体因此可被导入通道(按需要围绕弹簧移动)，并且位于分离器盘和摩擦盘之间。在盘组没有被接合期间，冷却流体可沿着摩擦盘和分离器盘的径向面穿过。即使当盘组被接合时，冷却流体也可接触分离器盘的径向面的一部分以及摩擦盘的边缘。通过这样做，盘组的冷却得以增强，且由此在促进润滑冷却剂彻底分布以使磨损最小化并且延长变速器组件的操作寿命的同时，可改进行星变速器的热性能。

在某些实施方式中，弹簧可以是波形或者蝶形类弹簧，具有径向的内外周缘和在轴向尺寸上不同以在连续的分离器盘之间具有间隔的主体。弹簧可只被约束于其外周缘的一个或多个分立部分，由此留出开放区域(在某些情况下，留出外周缘的大部分或甚至基本上全部)，以允许冷却剂从盘组的径向外侧进入盘组中。此外，弹簧可在径向尺寸上设置成以便与摩擦盘间隔开(径向和以其它方式)，在某些情况下，摩擦盘可连续旋转，而不管盘组的操作状态如何。弹簧可通过横跨分离器板之间间隙的一个或多个杆、销、螺栓、暗榫、套筒、套环或类似机械构件而位于该间隔开的方位中。在某些情况下，这些机械固定构件可直接安装于例如主体或其其它特征(例如，耳部或突片)中的开口内的支撑板。另外，机械固定构件可被设置成使弹簧对中或基本上对中于摩擦盘的旋转轴线。

现在，参照附图，将详细描述本公开的示例性实施方式。图1示出包含行星变速器的示例性轮式装载机10，行星变速器有效地包括冷却装置的实施方式。轮式装载机10只是以背景示例性的方式提供的。应该理解，本文中描述的冷却装置的实施方式不限于用于任何特定的行星齿轮组、行星变速器或某种类型的车辆或平台，包括用于农业、建筑业和林业中使用的其它作业车辆。冷却装置的实施方式可有益地用在作业车辆的行星变速器(诸如，轮式装载机10)内，因为这些变速器可需要相对稳固的冷却和润滑系统。另外，作业车辆的行星变速器一般包含围绕行星齿轮组设置或者以其它方式靠近行星齿轮组设置的某些组件(例如，离合器和制动组)，这些组件往往会在变速器操作期间发热并且传统上在行星变速器操作期间为它们供应有效冷却剂流是有挑战性的。

图2和图3示出可被包括在轮式装载机10中的示例性行星变速器12。在该特定示例性中，行星变速器12可以是三速动力换挡变速器；然而，行星变速器12的特定类型、构造和功能大部分是偶发的，在本文中将只对此进行简要描述。总体上，行星变速器12包括壳体14、由壳体14支承的驱动电机16以及第一输出轴18。虽然在图2和图3中未示出，但行星变速器12还可包括第二输出轴，第二输出轴可以与输出轴18相同，但是是从壳体14的对置侧延伸的。齿轮系可被容纳在行星变速器12内，将驱动电机16与输出轴18机械联接。如可在图3中看到的，齿轮系可包括行星齿轮模块或“行星齿轮组20”。行星齿轮组20被配合地接纳在隔室或腔室22内，并且例如被通过多个螺栓或其它这种紧固件附接于壳体14的罩盖24包封。行星齿轮组20可包括可分别是正齿轮和斜齿轮的输入齿轮28和输出齿轮30。输入齿轮28接合驱动电机16的传动轴，而输出齿轮30接合行星变速器12内的将行星齿轮组20联接到输出轴18的附加齿轮。行星齿轮组20的输入齿轮28固定地接合到中心轴32，中心轴32纵向延伸穿过行星齿轮组20。如可在图3中看到的，滚动元件(例如，滚珠)轴承34可围绕中心轴32的对置端部设置并且被接纳在设置于罩盖24中的沟环内。中心轴32可以固定地连接至接合多个行星齿轮(未示出)的太阳齿轮(未示出)，这些行星齿轮由行星托架(未示出)支撑并且接合限定行星托架的界限并花键连接至第一盘组42的环形齿轮40，这可以用作用于变速器的第一范围制动组。

行星齿轮组20可包括对于不同实施方式会有所不同并且本文中将不再详细描述的众多其它组件。然而，简要指出这些组件可包括附加托架和被支承的行星齿轮、附加环46、一个或多个附加多片盘组(在图3至图5中用附图标记“48”标识其中一个多片盘组，并且其中另一个多片盘组位于行星齿轮组20的内部内)、各种壳体元件、紧固件和滚动元件(例如，滚珠和/或辊)轴承。另外，行星齿轮组20(更常见地，行星变速器12)的其它实施方式可包括各种其它冷却剂分配特征(诸如，轴驱动的泵、水管装置等)。

环形齿轮40可用花键连接到第一盘组42和第二盘组48，第一盘组42可用作变速器的第一范围(例如，低范围)制动组，第二盘组48可用作变速器的第二范围(例如，中间或高范围)制动组。对于不同实施方式，盘组42、48的构造可有所不同。然而，通过如以下详述的示例，盘组42、48可均包括相对厚的支撑板42a、48a、设置在支撑板42a、48a之间的相对薄的分离器板42b、48b、与分离器板42b、48b交错的摩擦盘42c、48c、以及将分离器板42b、48b和摩擦盘42c、48c分别向着非接触位置偏置的弹簧50。环形齿轮40可具有以抗旋转关系接合盘组42的摩擦盘42c的带花键外周表面，使得在行星齿轮组20被驱动时，环形齿轮40和盘组42的摩擦盘42c共同旋转。例如，可针对环形齿轮46和盘组48提供类似的布置。对于盘组42、48二者，支撑板42a、48a和分离器板42b、48b可通过多个紧固件接合成堆叠构造并且包括径向突起或片44，径向突起或片44接合设置在腔室22中的对应凹陷38。在行星变速器12操作期间，液压致动的环状活塞52可选择性地在盘组42、48上施加轴向压缩力，以减慢或停止摩擦盘的旋转，且进而减慢或停止环形齿轮40、46的旋转。

盘组42、48可在被用于减慢或停止行星齿轮组20的元件的旋转时生成相当大量的热。即使盘组42、48中的一个或多个被脱离接合，也会因各个盘组42、48的分离器板42b、48b与快速旋转的摩擦盘42c、48c之间的摩擦而生成过量的热。因此，期望通过使盘组42、48接触液体冷却剂(诸如，合适的油)的有效流来耗散此过量的热。然而，由于变速器组件的相对严密的封装，将充足的冷却剂流传递到盘组42、48或其它内部组件的内部是困难或不切实际的。

出于此原因，冷却装置设置有一个或多个冷却剂流动通道和某些其它特征，这些特征促进油或另一种冷却剂流动并且分散到所期望的排放区域(诸如，盘组42、48的外部环状或周缘表面)。凭借这个设计，冷却装置可将分散的冷却剂流连续地传递到盘组42、48的内部中，以改进散热。另外，在其中冷却剂是油或具有润滑性质的另一种液体的实施方式中，冷却剂还可润滑盘组42、48以减少发热摩擦，从而使摩擦盘组42、48的组件的磨损最小并且延长其能服务的寿命。

现在，将在所例示的示例性行星变速器12的背景下详细描述示例性冷却装置，特别地，将描述可用于将冷却剂传递到盘组42、48以实践本公开的示例性顶置喷射装置(overhead spray arrangement)。然而，应该理解，可将冷却剂以任何合适方式带入本公开的力分离的盘组装置。

还参见图4和图5，壳体14可构造有冷却剂通道，包括基本上平行于行星齿轮组20的基准轴线“A”(例如，输入齿轮28的旋转轴线)的一个或多个轴向通道60和与轴向通道60交叉的一个或多个径向通道。在例示示例中，存在被布置成与轴向通道60交叉以在其间提供流体连通的单个轴向通道60和三个径向通道62a、62b、62c(图2中总体指示)。在这种情况下，轴向通道60被构造成终止于径向通道62a，使轴向通道60和径向通道62a的中轴线交叉。径向通道62b、62c被构造成沿着轴向通道60的长度在不同位置与轴向通道60交叉。径向通道62b、62c的中轴线不与轴向通道60的中轴线交叉，而是在轴向通道轴线的横向“侧”间隔开。结果，圆形横截面的轴向通道60和径向通道62b、62c之间的开口64(图4和图5中示出一个)是椭圆形的。

另外，在例示示例中，冷却通道位于壳体14的一部分中，使得当安装在轮式装载机10中时，行星变速器12保持在垂直取向上(如图2中所示)，其中，冷却通道垂直地位于行星齿轮组20上方，进而位于作为待冷却目标的发热部件上方。另外，在例示示例中，同样，当行星变速器12被安装于轮式装载机10并且当轮式装载机10位于大体平的、平坦地形上时，径向通道62a-62c可总体上沿着与水平正交的轴线取向。因此，冷却装置将冷却剂的顶置喷射提供到作为待冷却目标的变速器组件(例如，摩擦盘组等)上。

用于按路线传输冷却剂的其它构造是可能的，包括例如使用各径向通道专用的轴向通道并且使用相对于行星齿轮组20的基准轴线A倾斜取向的一个或多个通道。此外，冷却剂被示出和描述为按路线经过构成行星变速器12的壳体14的一个或多个壁中的内部通道。然而，可使用按路线传输冷却剂的其它装置，包括壳体14内部或外部的通道，要么形成在其它内壁或外壁的内部，要么形成在单独的管道构件(例如，刚性或柔性的软管、管道、管等)中，管道构件被布置成按需要将冷却剂传送到壳体的内部或里面，使其碰撞到安装在壳体14内的行星齿轮组20的组件上。

轴向通道60传送来自壳体14内的其它上游区域(诸如，驱动电机16的里面或附近)的冷却剂，并且将冷却剂传递到各径向通道62a-62c。在例示示例中，轴向通道上游的剖面流动面积大于轴向通道60的剖面流动面积。径向通道62a-62c中的每个的剖面流动面积也大于轴向通道60的剖面流动面积。可通过合适地确定冷却剂通道(例如，轴向通道60和/或径向通道62a-62c)的流动面积的大小来选择性控制到达行星齿轮组20的目标组件的冷却剂的流动。另选地或另外地，可使用可互换组件进行流动控制。例如，在例示实例中，轴向通道60的前端或上游端是过渡区域66，过渡区域66向着轴向通道60收缩成颈状，但具有其中(例如，通过螺纹接合、压配合或其它机械装置)可安装流动孔口插件68的较大直径。在需要时，针对所期望的冷却剂流动体积和/或流速，可以移除具有一种孔口尺寸的流动孔口插件68并且用具有不同孔口尺寸的不同流动孔口插件来取代它。在某些应用中，可能需要不安装流动孔口插件68的冷却剂通道的流动特性，使得可移除流动孔口插件68，而不进行取代。

冷却剂通道的下游侧是一个或多个喷射板，喷射板在退出的冷却剂流碰撞到行星齿轮组20的待冷却的组件上之前实现该退出的冷却剂流的改变。在例示示例中，在冷却剂通道的各出口处设置有分立的喷射板。更具体地，示例性构造具有安装在各径向通道62a-62c的出口处或附近的呈盘的形式的喷射板。特别地，各喷射盘70通过从出口开口72插入而被安装在相关联的径向通道62a-62c内。可按各种方式，包括通过永久或半永久附接技术(例如，焊接、压配合、冷缩配合、粘合剂或其它粘结或焊接处理)来安装喷射盘70。还可使用可移除安装技术(诸如，配合螺纹等)。在例示示例中，喷射盘70均被安装到圆形肩部74上并且被保持器76保持就位。不进行附加的机械连接。

保持器76可以是任何合适的组件，可在向着肩部74的方向上施加作用于喷射盘70上的反作用力，并且允许流体流从轴向通道60经过径向通道62a-62c传递到出口开口72。在例示示例中，保持器76是弹簧。弹簧通过弹簧的压缩提供作用于喷射盘70上的偏置力。选择弹簧，使得在使用时它们没有处于完全压缩或固定长度的状态，也就是说，使得在弹簧的线圈之间存在间隔。以此方式，冷却剂可穿过弹簧的间隔从轴向通道60流向径向通道62a-62c的出口开口72。如所指出的，其它组件可用于保持器76。例如，可使用诸如分隔件的固定长度构件而非弹簧。分隔件可以是套筒，例如，在壁中提供具有一个或多个开口的中空芯，所以套筒允许流体流经过轴向通道60和径向通道62a-62c之间。还可使用实心芯分隔件元件，前提是它们包括必要的端口。

各保持器76与相关联的喷射盘70对置的端部可接触并且压贴(在弹簧保持器的情况下)壳体14的壁或形成各径向通道62a-62c与相应出口开口72对置的闭合端部的其它壁。另选地，径向通道62a-62c可以是端部敞口的，均形成与出口开口72对置的进出端口80。可通过塞子82闭合各进出端口80。一旦安装好保持器76和喷射盘70的组件，就可永久地安装塞子82。然而，例如借助螺纹连接件84可移除地安装塞子82允许在初始安装之后触及保持器76和喷射盘70。这允许在需要时检查、维修或更换保持器76和喷射盘。更适当地，可移除的塞子82允许喷射盘70与具有不同穿孔图案的喷射盘互换，如以下进一步讨论的。进出端口80可用于可视检查或物理触及冷却剂或行星齿轮组20的相邻组件(或行星变速器12的其它元件)。为了减少或防止泄露，可在塞子82的放大头部下方围绕塞子82布置O形环86(或其它密封件、垫圈或密封复合物)，以密封进出端口80。各塞子头部还可在其中心或其外周缘具有工具收纳部88(例如，六角形开口)，工具收纳部88可被工具(例如，起子、扳手等)接合以向塞子82施加充足的扭矩。

喷射盘70本身可以例如就材料、直径、厚度和穿孔图案而言是相同或几乎相同的，或者它们可在一个或多个方面不同。在例示实例中，喷射盘70基本上是相同的。通过非限制示例，喷射盘70可以是一般金属片厚度单位的坯料金属盘(诸如，16个厚度单位的钢金属片(大致1.5mm厚))。喷射盘70在其中具有一个或多个贯通开口，可用任何已知技术来形成开口。例如，喷射盘70可以被激光切割并且限定任何合适大小(例如，直径大致1-2mm)的间隔开的穿孔的均匀图案。喷射盘70改变冷却剂从冷却剂通道(具体地，从径向通道62a-62c的出口开口72)的流出。在例示示例中，均匀的穿孔图案提供多个变窄流体流，这些流被分离并且分散，以有效扩宽退出径向通道62a-62c中的每个的冷却剂的喷射，从而提供冷却剂的洒落，这可增加冷却剂达到的渗透和覆盖面积。分离并且分散喷射图案还增加了冷却剂的表面积，这可增强冷却热的传递。喷射盘70所得的效果因此增加了冷却剂接触的行星齿轮组20的面积或元件，进而增加了冷却剂的冷却能力。

喷射盘70的非永久性、可移除安装允许用在三个径向通道62a-62c中提供不同的、一般喷射图案的喷射盘来取代它们。另选地，可使用喷射盘的混合来提供径向通道62a-62c上的有所不同的喷射图案。所利用的喷射图案可有所不同并且被选择，以优化冷却剂针对作为待冷却目的的给定区域或组件的覆盖和渗透。例如，如果关键的是冷却剂渗透(例如，用于深度冷却密集堆叠的组件)，则提供窄的、集中喷射图案的喷射盘可能是所期望的，而如果重要的是覆盖的宽度(例如，用于冷却大组件或组装件被暴露的表面)，则提供大范围分散或扩散的喷射图案的喷射盘可能是所期望的。可使用提供达或大或小程度的渗透和覆盖的组合的各种喷射图案。此外，不仅类似穿孔(例如，间隔开的圆形开口)的图案(即，计数、大小、间隔、布置等)可不同以改变喷射图案，而且可使用不同构造的穿孔。例如，喷射盘可具有一个或多个相对长并且窄的隙缝，这可实现冷却剂的一个或多个薄带。喷射盘还可具有几何形状、螺旋形和其它构造的穿孔。喷射盘和径向通道的数量和空间布置也可根据应用而有所不同。

在行星变速器12操作期间，冷却装置将把承压的冷却剂流提供到行星齿轮组20的作为目标的发热部件，包括摩擦盘组42、48二者。冷却剂通道(具体地，径向通道62a-62c位于摩擦盘组42、48的垂直上方并且被取向成使得出口开口72在向下取向上敞开)的位置和取向允许冷却剂在重力的辅助下分布(例如，喷洒)到摩擦盘组42、48上。这和分离并且分散的喷射图案允许冷却剂覆盖并且渗透在盘组42、48的各个盘之间。接触盘组42、48的冷却剂传导地从盘组42、48带走过量的热，以提供所期望的散热并且改进行星变速器12的整体热性能。冷却剂装置还可将冷却剂直接或间接地排放到行星齿轮组20的其它组件(诸如，环形齿轮40、46和盘组42、48之间的界面)上。在使用油或另一种润滑液体作为冷却剂的实施方式中，这进而还可使摩擦升温最少并且减少组件磨损。

已经描述了示例性顶置喷射冷却剂传递装置，现在将描述根据本公开的示例性力分离的盘组装置。为简便起见，下面的讨论将只参照盘组42。然而，应该理解，可用相同或类似的方式构造盘组48，虽然盘组48被示出为具有较少组件(例如，两个支撑板48a、两个分离器板48b和三个摩擦盘48c)。如以上提到的，并且再同样参照图4和图5，盘组42包括位于与六个摩擦盘42c交错的五个分离器板42b的各轴向端部上的一对支撑板42a。摩擦盘42c通过花键或以其它方式安装到环形齿轮40，由此联接到输入齿轮28和中心轴32，从而随之旋转。支撑板42a和分离器板42b另一方面联接到壳体14或以其它方式相对于行星齿轮组20固定，从而不随环形齿轮40/中心轴32旋转。

摩擦盘42c可以是单件或复合的结构，具有轴向放大(或，加宽)的环状剖面，在该剖面处，在摩擦盘42c中沉积、粘附、蚀刻、安装或以其它方式附接或形成摩擦增强特征。摩擦盘42c被构造成具有比分离器板42b小的径向尺寸(即，小的直径)，使得在其中设置弹簧50中的一个的各摩擦盘42c的径向外侧的连续分离器板42b之间形成环状轴向间隙或通道100。因此，在盘组42中包括六个弹簧50(并且在盘组48中包括三个弹簧)。如所指出的，弹簧可以是环状波形或者蝶形类弹簧，具有径向的内外周缘，其主体在具有横跨其所位于的通道100的不同轴向尺寸的周缘之间延伸，以接触相关联的一对连续的分离器板42b。弹簧50的构造施加轴向力，该轴向力往往会将这对连续的分离器板42b在轴向方向上偏置分开。盘组42因此被力分离，因为当盘组42没有被接合时，分离器板42b被机械驱动成与摩擦盘42c轴向分开。当被接合时，盘组42被驱动以(借助施加至作用于支撑板42a中的一个的活塞52的液压动力)克服弹簧力，以轴向移动分离器板42b，使其接合摩擦盘42c。当被充分供能时，分离器板42b和摩擦盘42c之间的摩擦将环形齿轮40机械联接到壳体14，由此防止环形齿轮40旋转。如要理解的，以这种方式为盘组42供能并且锁定环形齿轮40将实现行星齿轮组20的传动比改变。还应该理解，在例示实例中，盘组42充当“制动器”。然而，盘组42还可在被供能时通过将环形齿轮40联接到另一个旋转组件而被构造为离合器。

由于摩擦盘42c相对于分离器板42b(和支撑板42a)随环形齿轮40连续旋转直到盘组42被供能，因此弹簧50被构造并且布置成不接合摩擦盘42c，从而减少了由于与盘组42相关联的拖拽或“皮重”而导致的损失。在例示实施方式中，通过定位接触弹簧50的外周缘的导向构件(pilot member)110来设置弹簧50。导向构件110在围绕它们外周缘的一个或多个分立位置处接触弹簧50，而没有明显阻碍通向盘组42的冷却剂流路。在例示实施方式中，存在六个采取定位销形式的导向构件110。定位销围绕基准轴线A等角度地间隔开(例如，在每个片44处安装一个)并且与基准轴线A相隔一样的径向距离以相对于基准轴线A且进而相对于摩擦盘42c和盘组42本身将弹簧50对中。应该注意，在例示实例中，输入齿轮28、中心轴32和环形齿轮40且进而盘组42围绕基准轴线A是同心的。然而，在其它构造中，盘组42可围绕除了输入齿轮28和中心轴32的轴线之外的另一轴线是同心的(例如，围绕平行于基准轴线A的轴线同心的偏移齿轮或轴)。

定位销之间的周向间隔且进而冷却剂流向盘组42的环状路径(并且在盘组42本身的这种情况下)几乎全都并且事实上在弹簧50的外周缘的周向的大部分上是很好的。在例示示例中，定位销被安装于支撑板42a中的耳部或片44，横跨其间的轴向距离，并且其端部被装配到片44中的开口122中。在图4和图5中示出的盘组42的制动构造中，一个支撑板42a(图中的左边)可被固定就位，以便不相对于壳体14移动，而另一个支撑板42a(图中的右边)可被允许当对应的活塞52作用于其上时轴向(向左)移动。因此，例如，定位销的一端可被固定到固定不动的支撑板，但当盘组42被供能时，允许可移动的支撑板(和分离器板42b)沿着定位销略微轴向移位。定位销可被确定大小，以在盘组42处于图4和图5中示出的未供能状态时向内轴向延伸，超出可移动的支撑板(向着图4和图5中的盘组42的右边)。另外或另选地，定位销的这些端部可具有放大的头部、插销或盘组42的轴向内(或活塞)侧的其它横向延伸构件，这些构件具有大于开口122的大小，以将盘组42轴向系在一起，同时仍然允许进行轴向移动。

应该注意，可利用其它构造和装置来定位弹簧50。例如，导向构件110可以是除了定位销之外的机械固定构件(诸如，任何合适的杆、销、螺杆、螺栓等)。直径大的带狭缝或穿孔的套筒或套圈也可以是合适的替代品。导向构件110的数量可或多或少有所不同，并且在某些情况下，单个导向构件可能就足够了。然而，导向构件110的数量和构造不应该因阻挡了弹簧50和盘组42本身的外周缘的周向的绝大部分而妨碍冷却剂流向盘组42。此外，可用其它方式固定导向构件110，包括将其安装于其它组件(例如，壳体14)并且使用其它技术和装置(例如，螺纹连接、热收缩、焊接等)进行安装。

在变速器12和图示的示例性行星齿轮组20操作期间，盘组42将处于未供能状态，直到液压被施加到活塞52。在如所提到的未供能状态下，摩擦盘42c将相对于支撑板42a和分离器板42b以及弹簧50随环形齿轮40旋转，支撑板42a和分离器板42b以及弹簧50都将相对于壳体14保持基本上固定不动，尽管会出现一些偶发的(例如，非旋转的)相对移动。通过以这种方式保持旋转的摩擦盘42c机械隔离，减小了原本会引起的摩擦损失(例如，拖拽、空气摩擦、皮重)，由此提高了行星齿轮组20和变速器12整体的效率。在未供能状态下，冷却剂将进入盘组42中，通过弹簧50的外周缘处的环状开口和盘组42本身，进入通道100中。因此，将允许冷却剂沿着分离器板42b的径向面前进而进入到分离器板42b和摩擦盘42c之间的窄轴向间隙130中，由此沿着其径向面前进，以在没有被接合时冷却交错的各组件。当盘组42被供能时，随着摩擦盘42c的径向面与分离器板42b摩擦配合，窄间隙130闭合。然而，由于当盘组42被供能时通道100得以保持(尽管有稍微较小的轴向尺寸)，因此允许冷却剂浸润弹簧50以及分离器板42b的径向面和摩擦盘42c的外周边缘的被暴露的部分。当盘组42被脱离接合时，间隙130重新形成并且再次允许冷却剂从通道100流动，穿过交错的分离器板42b(和支撑板42a)以及摩擦盘42c，并且继续穿过冷却回路。以这种方式，通过盘组42的两种操作状态下的来自交错的发热部件的冷却剂来提取热。通过这种装置赋予行星齿轮组20的改进热特性进而提高了变速器12的效率。

因此已经描述了冷却装置的实施方式，其可有利地用于适用于作业车辆内的行星齿轮组或较大行星变速器内。冷却装置包括冷却剂流动通道，出于增强散热和/或润滑的目的，这些通道可被构造(例如，确定位置和大小)以吸入冷却剂并且直接将有效冷却剂流导向变速器的附近组件(例如，周围的盘组)。冷却剂流动通道具有喷射元件，喷射元件实现改变后的喷射图案，以分散冷却剂并且使冷却剂对变速器的内部发热部件(诸如，行星齿轮组的盘组)的渗透和覆盖得到改进。摩擦盘组(例如，行星齿轮组的离合器和制动器)形式的发热部件具有相对小直径的摩擦盘和针对环状弹簧形成在连续的分离器板之间的环状通道，这使没有被供能时盘组被力分离，且由此有助于冷却剂流穿过盘组的交错的各组件。增强的冷却提高了这些组件的操作寿命和变速器的整体可操作性。

如本文中使用的，除非另外限制或修改，否则通过连词术语(例如，“和”)分开并且之前还带有短语“一个或多个”或“至少一个”的要素的列表指示有可能包括该列表中的个体元件或其任何组合的构造或布置。例如，“A、B和C中的至少一个”或“A、B和C中的一个或多个”指示有可能仅有A、仅有B、仅有C、或A、B和C中的两个或多个的任何组合(例如，A和B；B和C；A和C；或A、B和C)。

本文中使用的术语只是出于描述特定实施方式的目的，并非旨在限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚指明。还应该理解，本说明书中的术语“包括”和/或变型的任何使用指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件、和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件、和/或其组。

已经出于例示和描述的目的展示了本公开的描述，但该描述不旨在是排他性的或限于所公开形式的本公开。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，本领域的普通技术人员将清楚许多修改形式和变形形式。选择和描述本文中明确引用的实施方式，以最佳地说明本公开的原理及其实际应用，并且使本领域的其它普通技术人员能够理解本公开并且认识到所描述示例性的许多替代形式、修改形式和变形形式。因此，除了明确描述的实现方式外的各种实现方式都在权利要求书的范围内。

Claims (18)

1.一种盘组冷却装置，该盘组冷却装置包括：

盘组，该盘组具有交替的第一板和第二板，其中，一个或多个第一板被构造成联接到第一机器组件并且一个或多个第二板被构造成联接到能相对于所述第一机器组件旋转的第二机器组件，各第一板的径向尺寸小于各第二板的径向尺寸，使得在各第一板的径向外侧存在一个或多个环状通道；

一个或多个环状弹簧，这些环状弹簧均设置在相关联的环状通道中；以及

壳体，所述壳体包括用于传递冷却流体的一个或多个轴向通道和与所述一个或多个轴向通道交叉的一个或多个径向通道，所述一个或多个径向通道的出口处或附近设置有用于喷射所述冷却流体的喷射盘，所述喷射盘限定均匀的穿孔图案，

其中，各弹簧被构造成向至少一个第二板施加分离力从而形成供冷却流体从相关联的环状通道到达各第一板的一个或多个流动通道；并且

其中，各弹簧与相关联的第一板径向间隔开并且不接合所述相关联的第一板。

2.根据权利要求1所述的盘组冷却装置，其中，各第一板是摩擦盘并且各第二板是分离器板。

3.根据权利要求1所述的盘组冷却装置，所述盘组冷却装置还包括一个或多个导向构件，所述导向构件使各弹簧相对于旋转轴线基本上径向对中。

4.根据权利要求3所述的盘组冷却装置，其中，存在围绕所述旋转轴线按角度间隔开的多个导向构件；并且

其中，各弹簧的外周缘接触所述导向构件中的至少一个。

5.根据权利要求4所述的盘组冷却装置，其中，所述导向构件是定位销。

6.根据权利要求5所述的盘组冷却装置，其中，所述定位销穿过各第二板中的开口进行装配。

7.根据权利要求6所述的盘组冷却装置，其中，所述盘组包括位于交替的所述第一板和所述第二板的各轴向侧的第三板；并且

其中，所述定位销连接到所述第三板。

8.根据权利要求1所述的盘组冷却装置，其中，各弹簧是波形弹簧和蝶形弹簧中的一者。

9.一种盘组冷却装置，该盘组冷却装置包括：

盘组，该盘组具有交替的摩擦盘和分离器板，其中，所述摩擦盘被构造成联接到沿着旋转轴线延伸的旋转构件，并且所述摩擦盘的径向尺寸小于所述分离器板的径向尺寸，以在所述摩擦盘的径向外侧形成多个环状通道；

多个环状弹簧，这些环状弹簧均围绕相关联的摩擦盘设置在相关联的环状通道中；以及

壳体，所述壳体包括用于传递冷却流体的一个或多个轴向通道和与所述一个或多个轴向通道交叉的一个或多个径向通道，所述一个或多个径向通道的出口处或附近设置有用于喷射所述冷却流体的喷射盘，所述喷射盘限定均匀的穿孔图案，

其中，所述弹簧被构造成向所述分离器板施加分离力从而形成供冷却流体从所述环状通道到达所述摩擦盘的流动通道；并且

其中，各弹簧与相关联的摩擦盘径向间隔开并且不接合所述相关联的摩擦盘。

10.根据权利要求9所述的盘组冷却装置，所述盘组冷却装置还包括一个或多个导向构件，所述导向构件使各弹簧相对于所述旋转轴线基本上径向对中。

11.根据权利要求10所述的盘组冷却装置，其中，存在围绕所述旋转轴线按角度间隔开的多个导向构件；并且

其中，各弹簧的外周缘接触所述导向构件中的至少一个。

12.根据权利要求11所述的盘组冷却装置，其中，所述导向构件是穿过所述分离器板中的开口进行装配的定位销。

13.根据权利要求12所述的盘组冷却装置，其中，所述盘组包括位于交替的所述摩擦盘和所述分离器板的各轴向侧的支撑板；并且

其中，所述定位销连接到所述支撑板。

14.根据权利要求9所述的盘组冷却装置，其中，各弹簧是波形弹簧和蝶形弹簧中的一者。

15.一种变速器组件，该变速器组件包括：

壳体，该壳体具有一个或多个壁，所述壁至少部分地限定容纳旋转构件的内腔并且限定一个或多个冷却剂通道；

至少一个盘组，所述至少一个盘组位于所述壳体的所述内腔内，所述至少一个盘组具有一组摩擦盘和与所述一组摩擦盘交错的一组分离器板，所述摩擦盘联接到所述旋转构件并且所述分离器板联接到所述壳体，所述摩擦盘的径向尺寸小于所述分离器板的径向尺寸，以在所述摩擦盘的径向外侧形成多个环状通道；

环状弹簧，这些环状弹簧均围绕相关联的摩擦盘设置在相关联的环状通道中，所述弹簧被构造成向所述分离器板施加分离力从而形成供冷却流体从所述一个或多个冷却剂通道经过所述环状通道到达所述摩擦盘的流动通道；以及

壳体，所述壳体包括用于传递冷却流体的一个或多个轴向通道和与所述一个或多个轴向通道交叉的一个或多个径向通道，所述一个或多个径向通道的出口处或附近设置有用于喷射所述冷却流体的喷射盘，所述喷射盘限定均匀的穿孔图案，

其中，各弹簧与相关联的摩擦盘径向间隔开并且不接合所述相关联的摩擦盘。

16.根据权利要求15所述的变速器组件，所述变速器组件还包括一个或多个导向构件，所述导向构件使各弹簧相对于所述旋转轴线基本上径向对中。

17.根据权利要求16所述的变速器组件，其中，存在围绕所述旋转轴线按角度间隔开的多个导向构件；并且

其中，各弹簧的外周缘接触所述导向构件中的至少一个。

18.根据权利要求17所述的变速器组件，其中，所述至少一个盘组包括位于交替的所述摩擦盘和所述分离器板的各轴向侧的支撑板；并且

其中，所述导向构件连接到所述支撑板。

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