CN111425530B - 具有保持特征的卡环 - Google Patents
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Abstract
具有保持特征的卡环。一种卡环被配置成将部件保持在离合器组件内。卡环具有环形本体，该环形本体限定穿过其中心的开口。环形主体限定面向远侧的表面和相对的面向近侧的表面。若干个保持特征从环形主体的面向远侧的表面延伸。每个保持特征具有轴向延伸的本体部分和径向延伸的接合部分。接合部分被配置成接合背板。还提供了包括卡环对的摩擦离合器组件，该卡环对包括离合器卡环，该离合器卡环邻近于包括保持特征的卡环安置。
Description
技术领域
本公开涉及一种卡环。更具体地，本公开涉及一种用于机动车辆的离合器组件中的卡环。
背景技术
典型的多速变速器使用摩擦离合器、行星齿轮布置和固定互连件的组合以实现多个传动比。行星齿轮组的数量和物理布置一般由包装、成本和期望的速比决定。
用于接合和脱离变速器内的各种齿轮的摩擦离合器包（clutch pack）组件通常包括压靠在背板上的交错的离合器片。背板是离合器片可以压靠在其上的刚性构件。背板必须能够提供一定量的轴向刚度来使离合器片可以压靠在其上，以在部件之间提供有效的联接，并且背板必须能够与端部离合器片协作以在离合器组件接合时有效地防止进一步的轴向移位。
一个或多个保持器环（retainer ring）或卡环用于在摩擦离合器组件内将背板轴向地保持就位。保持器环或卡环通常是基本上为圆形或环形的保持装置，其具有将环划分成两个互连的曲线形构件的断口或开口。这些构件可被偏转或挠曲以促进插入到配合沟槽中。卡环被构造成当正确插入到部件上时沿着卡环的圆周或周边来引导保持力或夹紧力。具体地，方向力最常用于将各种配合部件保持或夹紧在一起。
一般存在有两种样式的卡环：被采用于施加向外定向的夹紧力的内卡环以及定位成用于施加向内定向的夹紧力的外卡环。有时需要多个卡环，这取决于周围部件的几何形状。
例如，参考图1，外卡环10可用于将背板12保持到内毂14，但是内卡环16可邻近外卡环10安置以占据外卡环10和背板12的内表面20之间的空间18，使得外卡环10在经历离心力时基本上不打开。然后，可使用附加的内卡环22以相对于背板12沿轴向方向A保持第一内卡环16。因此，使用三个不同的卡环10、16、22来保持图1中所图示的离合器组件24。
发明内容
本公开提供了一种保持器卡环，该保持器卡环用于沿径向方向保持另一个离合器卡环，同时与该离合器卡环协作以沿轴向方向保持两个构件。保持器卡环包括从环形主体延伸的多个保持特征，所述多个保持特征被配置成接合邻近构件中的凹部。
在可与其中所公开的其他形式组合或分离的一种形式中，提供了一种用于将部件保持在离合器组件内的卡环。卡环包括环形主体，该环形主体限定穿过其中心的开口。环形主体限定外弯曲表面和内弯曲表面。环形主体还限定面向远侧的表面和相对的面向近侧的表面。若干个外保持特征从环形主体的面向远侧的表面延伸。每个外保持特征具有轴向延伸的本体部分和径向延伸的接合部分。接合部分被配置成接合背板。
在可与本文中所公开的其他形式组合或分离的另一种形式中，提供了一种离合器组件，该离合器组件包括：多个第一离合器片，其联接到内构件；以及多个第二离合器片，其与所述多个第一离合器片交错并且联接到外构件。背板邻近于第一离合器片和第二离合器片的端部安置。背板限定其中的至少一个凹部。提供了卡环对，该卡环对被配置成将背板保持到内构件和外构件中的一者。该卡环对包括：离合器卡环，其接触内构件和外构件中的一者；以及保持卡环，其接触离合器卡环和背板。保持卡环限定面向远侧的表面和相对的面向近侧的表面，并且保持卡环具有从面向远侧的表面延伸的若干个保持特征。每个保持特征具有轴向延伸的本体部分和径向延伸的接合部分。接合部分安置在背板的一个或多个凹部内。摩擦离合器组件被配置成在接合位置和脱离位置之间移动。在接合位置中，通过将第一离合器片和第二离合器片压靠在背板上来将第一构件和第二构件联接在一起。
在可与本文中所公开的其他形式组合或分离的又一种形式中，提供了一种用于将部件保持在离合器组件内的卡环。卡环包括环形主体，该环形主体限定穿过其中心的开口。环形主体限定面向远侧的表面和相对的面向近侧的表面。若干个保持特征从环形主体的面向远侧的表面延伸。每个保持特征具有轴向延伸的本体部分和径向延伸的接合部分。接合部分被配置成接合背板。
可选地，可提供附加特征，包括但不限于以下各者：本体部分垂直于接合部分延伸；环形主体和保持特征单一地形成为一件式；卡环由塑性材料形成；本体部分沿远侧方向轴向地延伸超过接合部分，并且本体部分沿近侧方向轴向地延伸超过接合部分；接合部分具有弯曲表面；保持特征从环形主体的外弯曲表面延伸；保持特征中的大部分绕环形主体彼此等距安置；致动器安置在所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片的一侧上；致动器被配置成将所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片压缩到接合位置中；致动器是电动的、液压的和气动的中的一者；第一离合器片的组和第二离合器片的组中的至少一者包括安置在离合器片的面上的摩擦材料；背板用花键连接到内构件或外构件；离合器卡环接触内构件并安置在内构件的花键内；保持卡环限定外弯曲表面和内弯曲表面；以及保持特征从外弯曲表面向外延伸。
另外的特征、优点和适用领域将从本文中所提供的描述变得显而易见。应理解，描述和特定示例仅旨在用于说明的目的，而并不旨在限制本公开的范围。
本发明还提供了以下技术方案：
1. 一种用于将部件保持在离合器组件内的卡环，所述卡环包括：
环形主体，其限定穿过其中心的开口，所述环形主体限定外弯曲表面和内弯曲表面，所述环形主体限定面向远侧的表面和相对的面向近侧的表面；以及
多个外保持特征，其从所述环形主体的所述面向远侧的表面延伸，每个外保持特征具有轴向延伸的本体部分和径向延伸的接合部分，所述接合部分被配置成接合背板。
2. 根据技术方案1所述的卡环，所述本体部分垂直于所述接合部分延伸。
3. 根据技术方案1所述的卡环，所述环形主体和所述多个外保持特征单一地形成为一件式。
4. 根据技术方案1所述的卡环，所述卡环由塑性材料形成。
5. 根据技术方案1所述的卡环，所述本体部分沿远侧方向轴向地延伸超过所述接合部分，并且所述本体部分沿近侧方向轴向地延伸超过所述接合部分。
6. 根据技术方案1所述的卡环，其中，所述接合部分具有弯曲表面。
7. 根据技术方案1所述的卡环，所述多个保持特征从所述外弯曲表面向外延伸。
8. 根据技术方案1所述的卡环，所述多个保持特征中的大部分绕所述环形主体彼此等距安置。
9. 一种离合器组件，其包括：
多个第一离合器片，其联接到内构件；
多个第二离合器片，其与所述多个第一离合器片交错并且联接到外构件；
背板，其邻近于所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片的端部安置，所述背板限定其中的至少一个凹部；以及
卡环对，其被配置成将所述背板保持到所述内构件和所述外构件中的一者，所述卡环对包括：
离合器卡环，其接触所述内构件和所述外构件中的一者；以及
保持卡环，其接触所述离合器卡环和所述背板，所述保持卡环限定面向远侧的表面和相对的面向近侧的表面，所述保持卡环具有从所述面向远侧的表面延伸的多个保持特征，每个保持特征具有轴向延伸的本体部分和径向延伸的接合部分，所述接合部分安置在所述背板的所述至少一个凹部内，
其中，所述摩擦离合器组件被配置成在接合位置和脱离位置之间移动，其中，在所述接合位置中，通过将所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片压靠在所述背板上来将所述第一构件和所述第二构件联接在一起。
10. 根据技术方案9所述的摩擦离合器组件，其中，每个保持特征的所述本体部分垂直于各自的保持特征的所述接合部分延伸。
11. 根据技术方案9所述的摩擦离合器组件，所述保持卡环由塑性材料形成。
12. 根据技术方案9所述的摩擦离合器组件，其中，每个保持特征的所述本体部分沿远侧方向轴向地延伸超过各自的保持特征的所述接合部分，并且所述本体部分沿近侧方向轴向地延伸超过各自的保持特征的所述接合部分。
13. 根据技术方案9所述的摩擦离合器组件，其中，每个保持特征的所述接合部分具有弯曲表面。
14. 根据技术方案9所述的摩擦离合器组件，所述多个保持特征中的大部分绕所述保持卡环彼此等距安置。
15. 根据技术方案9所述的摩擦离合器组件，其还包括致动器，所述致动器安置在所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片的一侧上，所述致动器被配置成将所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片压缩到所述接合位置中，所述致动器是电动的、液压的和气动的中的一者，并且其中，所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片中的至少一者包括安置在相应的离合器片的面上的摩擦材料。
16. 根据技术方案9所述的摩擦离合器组件，所述背板用花键连接到所述内构件和所述外构件中的一者。
17. 根据技术方案9所述的摩擦离合器组件，所述背板用花键连接到所述内构件，所述离合器卡环接触所述内构件并安置在所述内构件的凹部内，所述保持卡环限定外弯曲表面和内弯曲表面，所述多个保持特征从所述外弯曲表面向外延伸。
18. 一种用于将部件保持在离合器组件内的卡环，所述卡环包括：
环形主体，其限定穿过其中心的开口，所述环形主体限定面向远侧的表面和相对的面向近侧的表面；以及
多个保持特征，其从所述环形主体的所述面向远侧的表面延伸，每个保持特征具有轴向延伸的本体部分和径向延伸的接合部分，所述接合部分被配置成接合背板。
19. 根据技术方案18所述的卡环，其中，所述本体部分垂直于所述接合部分延伸，所述卡环由塑性材料形成。
20. 根据技术方案18所述的卡环，其中，所述本体部分沿远侧方向轴向地延伸超过所述接合部分，并且所述本体部分沿近侧方向轴向地延伸超过所述接合部分。
附图说明
本文中所描述的附图仅出于说明目的，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。附图中的部件不一定按比例绘制，相反将重点放在图示本公开的原理上。此外，在附图中，相似的附图标记贯穿视图标示对应的部分。在附图中：
图1是包括三个卡环的摩擦离合器组件的示意性侧视横截面图，这三个卡环一起被使用以保持摩擦离合器组件；
图2是根据本公开的原理的摩擦离合器组件的示意性侧视横截面图，该摩擦离合器组件具有包括离合器卡环和保持器卡环的卡环对；
图3是根据本公开的原理的图2的摩擦离合器组件的保持器卡环的端视图；
图4是根据本公开的原理的图2和图3中所示的保持器卡环的侧视图；
图5是根据本公开的原理的图2中所示的离合器卡环以及图2至图4中所示的保持器卡环的剖视横截面侧视图，其中罩壳被示为在它们后面；以及
图6是根据本公开的原理的图2至图5中所示的保持器卡环的一部分的透视图。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或用途。
现在参考图1，图示了摩擦离合器组件100的一部分的图示，举例来说，该摩擦离合器组件可用于选择性地互连汽车变速器的部件。在该示例中，摩擦离合器组件100可操作以将诸如毂102之类的内部件选择性地互连到诸如壳体104之类的外部件。举例来说，壳体104可以是离合器壳体或变速器罩壳。任一部件102、104均可以是旋转的或固定的。摩擦离合器组件100可操作地安置在毂102和壳体104之间，并且摩擦离合器组件100被配置成将毂102（以及联接到毂102的任何行星齿轮元件、轴或固定元件）选择性地联接到壳体104（以及联接到壳体104的任何行星齿轮元件、轴或固定元件）。
摩擦离合器组件100包括第一多个较小直径的离合器片或盘106，所述离合器片或盘通过使内外花键108相互接合而联接到毂102，该毂是内部扭矩承载构件。第二多个较大直径的摩擦离合器片或盘110通过使内外花键112相互接合而联接到离合器壳体104，该离合器壳体是大致环形的外部扭矩承载构件。第二离合器片110与第一离合器片106交错。根据常规的摩擦离合器实践，第一离合器片106抑或第二离合器片110中的每一者的至少一个面包括安置在其上的摩擦材料114。通常，较薄的片110是拥有摩擦材料114的摩擦离合器片，并且较厚的片106是具有不包含摩擦材料的光滑面的反作用离合器片。然而，在一些变型中，摩擦材料114也可或替代地安置在反作用片106上。
在摩擦离合器组件100的一端（在图2的取向中的左端）处安置有液压的、电动的或气动的操作器或致动器116和弹簧117，它们一起接合和脱离摩擦离合器组件100。例如，通过施加片118，将轴向压缩力施加到摩擦离合器组件100，以通过该摩擦离合器组件引起扭矩传递并将摩擦离合器组件100移动到接合位置中。在所图示的示例中，当将力施加到施加片118时，施加片118将第一离合器片106和第二离合器片110压缩在一起。
在摩擦离合器包或组件100的另一端（在图2的构型中的右端）处安置有环形背板120。背板120被定位，并且通过离合器卡环122来抑制其远离施加片118的轴向运动。像图1中所示的卡环10那样，离合器卡环122抑制离合器组件104沿A方向的轴向运动，因为离合器卡环122安置在形成于毂102内的花键或凹部124中，并且离合器卡环抵接毂102的唇部126和背板120的面向轴向的表面128。
离合器卡环122是被配置成施加向内定向的夹紧力的外卡环。然而，在足够的离心力的作用下，离合器卡环122可径向向外移动并且可从凹部124中移出。因此，附加的保持器卡环130用于占据离合器卡环122和背板120的径向向内面向的表面134之间的空间132，使得离合器卡环122在经历施加的力时基本上不打开。由于保持器卡环130的独特构型（这将在下文进一步详细描述），因此不需要附加的内卡环（诸如，图1中所示的附加卡环22）来将保持器卡环130轴向地固定到背板120。
现在参考图3至图6，并且继续参考图2，保持器卡环130具有环形主体136，该环形主体限定穿过其中心的开口138。环形主体136可形成不连续的环，该不连续的环具有限定环中的断口135的端部133。环形主体136限定面向远侧的表面140和相对的面向近侧的表面142。面向远侧的表面140和面向近侧的表面142垂直于离合器组件100的中心轴线。如图2中所示，面向远侧的表面140面向方向D，并且如图2中所示，面向近侧的表面142面向方向P。环形主体136还限定外弯曲表面144和内弯曲表面146。
多个保持特征148从环形主体136的面向远侧的表面140延伸。在所图示的示例中，环形主体136和多个保持特征148单一地形成为一体式；然而，应理解，如果需要的话，保持特征148和环形主体136可形成为分离件并附接在一起。为了形成卡环130的独特形状，可期望由塑性材料（例如，尼龙或另一种聚酰胺）形成卡环130。卡环130可由塑料形成，因为它不像离合器卡环122那样保持大的轴向载荷。相反，保持器卡环130仅承受凹部150内的小的轴向载荷，但是保持器卡环130主要仅接收空间132中始自离合器卡环122的径向载荷。
保持特征148各自被配置成接合径向地限定在背板120内的至少一个凹部150。凹部150可形成为背板120内的一个连续的环形凹部，或者各个不连续的凹部可形成在背板120内。每个保持特征148具有轴向延伸的本体部分152和径向延伸的接合部分154。在所图示的示例中，在每个保持特征148上，接合部分154垂直于本体部分152延伸；然而，应理解，其他构型是可能的，诸如接合部分154相对于本体部分152以在75度至105度范围内的角度延伸。在所图示的示例中，本体部分152垂直于离合器组件100的中心轴线延伸。
在所图示的示例中，接合部分154被配置成通过延伸到背板120的凹部150中来接合背板120。在所图示的示例中，当安装了卡环130时，多个保持特征148从外弯曲表面144向外延伸出并进入凹部150中。然而，在背板120位于内花键上的构型中，保持特征150将面向向内方向，并且从卡环130的内弯曲表面向内安置。在其他变型中，凹部150可位于离合器壳体或变速器罩壳中，而不是在背板120内。
保持特征148沿着轴线A沿远侧方向D从环形主体136的面向远侧的表面140远侧地向外延伸。换句话说，保持特征148沿远侧方向D从面向远侧的表面140延伸。远侧方向D远离致动器116延伸，并且近侧方向P沿着轴线A朝向致动器116延伸。
在所图示的示例中，本体部分152沿远侧方向D轴向地延伸超过接合部分154，并且另外，本体部分152沿近侧方向P轴向地延伸超过接合部分154。因此，本体部分152沿着接合部分154的两侧延伸超过接合部分154。因而，可以使用工具来容易地抓住本体部分152的远端156并使远端156朝向彼此压缩以使接合部分154向内移动并移出背板120的凹部150，以脱离卡环130。接合部分154可具有弯曲表面158或成角度的或倾斜的表面（未示出），以帮助将接合部分154移入凹部150中。
保持特征148中的大部分绕环形主体136彼此等距安置（见图3），然而，举例来说，邻近于卡环130的由端部133限定的不连续部分安置的保持特征148可安置成与彼此的距离不同于其余的保持特征148之间的距离。
因此，保持器卡环130提供了保持经历高RPM条件的外部离合器卡环122的能力，同时仍然通过自定心设计和对材料分布的优化来确保可制造性、易于组装、减小质量、降低复杂性、减少零件和改善系统平衡。分段式保持特征148提供易于组装和拆卸。不再需要第三卡环22。
本公开的描述本质上仅是示例性的，并且不脱离要旨的变型旨在处于本公开的范围内。此类变化将不被视为脱离本公开的精神和范围。
Claims (20)
1.一种用于将部件保持在离合器组件内的卡环，所述卡环包括：
环形主体，其限定穿过其中心的开口，所述环形主体限定外弯曲表面和内弯曲表面，所述环形主体限定面向远侧的表面和相对的面向近侧的表面；以及
多个外保持特征，其从所述环形主体的所述面向远侧的表面延伸，每个外保持特征具有轴向延伸的本体部分和径向延伸的接合部分，所述接合部分被配置成接合背板。
2.根据权利要求1所述的卡环，所述本体部分垂直于所述接合部分延伸。
3.根据权利要求1所述的卡环，所述环形主体和所述多个外保持特征单一地形成为一件式。
4.根据权利要求1所述的卡环，所述卡环由塑性材料形成。
5.根据权利要求1所述的卡环，所述本体部分沿远侧方向轴向地延伸超过所述接合部分，并且所述本体部分沿近侧方向轴向地延伸超过所述接合部分。
6.根据权利要求1所述的卡环，其中，所述接合部分具有弯曲表面。
7.根据权利要求1所述的卡环，所述多个保持特征从所述外弯曲表面向外延伸。
8.根据权利要求1所述的卡环，所述多个保持特征中的大部分绕所述环形主体彼此等距安置。
9.一种离合器组件，其包括：
多个第一离合器片，其联接到内构件；
多个第二离合器片，其与所述多个第一离合器片交错并且联接到外构件；
背板，其邻近于所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片的端部安置，所述背板限定其中的至少一个凹部；以及
卡环对，其被配置成将所述背板保持到所述内构件和所述外构件中的一者，所述卡环对包括：
离合器卡环，其接触所述内构件和所述外构件中的一者；以及
保持卡环，其接触所述离合器卡环和所述背板，所述保持卡环限定面向远侧的表面和相对的面向近侧的表面，所述保持卡环具有从所述面向远侧的表面延伸的多个保持特征，每个保持特征具有轴向延伸的本体部分和径向延伸的接合部分，所述接合部分安置在所述背板的所述至少一个凹部内，
其中，所述离合器组件被配置成在接合位置和脱离位置之间移动，其中，在所述接合位置中，通过将所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片压靠在所述背板上，来将所述内构件和所述外构件联接在一起。
10.根据权利要求9所述的离合器组件，其中，每个保持特征的所述本体部分垂直于各自的保持特征的所述接合部分延伸。
11.根据权利要求9所述的离合器组件，所述保持卡环由塑性材料形成。
12.根据权利要求9所述的离合器组件，其中，每个保持特征的所述本体部分沿远侧方向轴向地延伸超过各自的保持特征的所述接合部分，并且所述本体部分沿近侧方向轴向地延伸超过各自的保持特征的所述接合部分。
13.根据权利要求9所述的离合器组件，其中，每个保持特征的所述接合部分具有弯曲表面。
14.根据权利要求9所述的离合器组件，所述多个保持特征中的大部分绕所述保持卡环彼此等距安置。
15.根据权利要求9所述的离合器组件，其还包括致动器，所述致动器安置在所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片的一侧上，所述致动器被配置成将所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片压缩到所述接合位置中，所述致动器是电动的、液压的和气动的中的一者，并且其中，所述多个第一离合器片和所述多个第二离合器片中的至少一者包括安置在相应的离合器片的面上的摩擦材料。
16.根据权利要求9所述的离合器组件，所述背板用花键连接到所述内构件和所述外构件中的一者。
17.根据权利要求9所述的离合器组件，所述背板用花键连接到所述内构件，所述离合器卡环接触所述内构件并安置在所述内构件的凹部内，所述保持卡环限定外弯曲表面和内弯曲表面，所述多个保持特征从所述外弯曲表面向外延伸。
18.一种用于将部件保持在离合器组件内的卡环，所述卡环包括：
环形主体，其限定穿过其中心的开口，所述环形主体限定面向远侧的表面和相对的面向近侧的表面；以及
多个保持特征，其从所述环形主体的所述面向远侧的表面延伸，每个保持特征具有轴向延伸的本体部分和径向延伸的接合部分，所述接合部分被配置成接合背板。
19.根据权利要求18所述的卡环，其中，所述本体部分垂直于所述接合部分延伸，所述卡环由塑性材料形成。
20.根据权利要求18所述的卡环，其中，所述本体部分沿远侧方向轴向地延伸超过所述接合部分，并且所述本体部分沿近侧方向轴向地延伸超过所述接合部分。
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