CN1702355A - 混合式电力机械传动装置停车系统及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括停车止动爪系统的混合式电力机械传动系统的壳体，该止动爪系统安置在该传动装置壳体的端盖部分中。该端盖部分的形状做成能盖住该停车止动爪系统，并允许即使该端盖部分仍然附着在传动装置的主壳体上，也能接触停车止动爪系统的部件，以便装配和维修。除了盖住该停车止动爪系统外，该端盖部分也在传动装置操作期间提供对主壳体部分的结构支承。也提供在该传动装置壳体的主壳体部分和端盖部分之间的一个停车止动爪系统的装配方法。

Description

混合式电力机械传动装置停车系统及其装配方法

相关申请的相互参考

本申请请求享有2004年3月22日提出申请的美国临时申请60/555,141的优先权。

技术领域

本发明涉及一种有一停车止动爪系统的混合式电力机械传动装置，该止动爪系统至少部分地安置和装配在传动装置壳体的端盖部分中。

背景技术

车辆传动装置，具体地说是行星式齿轮自动动力传动装置，通常有一停车制动机构来抵抗当车辆停车时该车辆滚下斜面的自然趋势。此种停车制动机构的内容部件通常包括某种相对于传动装置输出轴安装的齿轮和一个设计成当该停车制动机构被驱动时能选择地啮合该齿轮的止动爪。当该止动爪啮合齿轮齿之间的凹槽时，该止动爪基本上防止该输出轴及附接的齿轮转动。在全部参考合并于此的于1997年5月20日共同转让的Tuday，T.的题为“车辆传动装置用的停车机构”的美国专利No.5,630,339中描述了一种成功的停车止动爪装置的例子。

带有复杂的非传统的动力系的车辆如电力机械车辆仍然需要一个停车制动系统。但是，更换传动装置的某些部件可能需要也更换该停车止动爪及其辅助部件。例如，某些混合式电力机械传动装置需要使用两个电动机来向传动装置的输出轴供应动力。这两个电动机显著地增加了传动装置所需的封装空间。因此，周围的传动装置部件(包括停车制动机构)必须调整到能容纳补充的动力源。但是，这些周围部件的定位和安置受附近车辆部件的尺寸和车体容隙要求的限制。上述传动装置的车辆止动爪安置成紧靠后部，以便装入第二电动机。需要一个盖或壳体来防止停车制动机构受到污染。后盖的主要设计考虑包括可制造性、结构整体性、重量及材料费用要求。

发明概要

鉴于提到的设计要求，本发明涉及一种带有置于传动装置壳体的端盖部分中的停车止动爪系统的传动装置壳体。该端盖部分盖住该停车止动爪系统，同时也限定一个空腔，该空腔大到足以通过端盖部分的外面而向该停车止动爪系统提供进出口。

在本发明的一个方面中，该端盖部分可从传动装置的主壳体拆下。但是，该停车止动爪系统保持可以接触而不必从该主壳体上拆下该端盖部分。

在本发明的另一方面中，一个安置传动装置主壳体中的换档选择器在机械上连接于该传动装置的端盖部分中的停车止动爪系统。该端盖部分有一孔，一个连接杆通过该孔延伸在换档选择器和停车止动爪系统之间。

在本发明的另一方面中，端盖部分中包括一个孔，该孔允许将一个止动爪销安装在该止动爪上而不必将端盖部分从传动装置的主壳体上拆下来。

在本发明的又一方面中，该端盖部分设计成强度充分大，足以在操作期间向传动装置的主壳体提供结构的支承。

更具体地说，本发明涉及一个包括一传动装置壳体的传动装置，带有一个限定该传动装置壳体的一部分的主壳体和一个至少部分安置在该传动装置壳体的端盖部分中的停车止动爪系统。

本发明的另一方面是一种装配一个有一电动机组件和一停车止动爪啮合系统的混合式电力机械车辆传动装置的方法。该方法包括：提供一个有一终端部分的传动装置主壳体，该终端部分的端部充分敞开以装入和安置该电动机组件和该停车止动爪啮合系统的第一部分；提供一个充分扩张的传动装置端盖，用于盖住该终端部分的敞开端部，其形状充分做成安置停车止动爪啮合系统的第二部分；在传动装置主壳体中装配该停车止动爪啮合系统的第一部分，在传动装置端盖中装配停车止动爪啮合系统的第二部分；以及在用传动装置端盖盖住终端部分的敞开端部期间在机械上相互连接该停车止动爪啮合系统的第一和第二部分。

参照附图阅读下列关于实施本发明的最佳方式的详细描述，可以容易地理解本发明的上述特点和优点以及其它特点和优点。

附图简述

图1是一种带有端盖部分的电力机械传动装置壳体的侧视图，图中省略了一些部件以显示在其相应的壳体中的电动机；

图2是从传动装置主壳体和端盖部分中分离出来的啮合齿轮、停车止动爪系统、连接杆和换档选择器的透视图；

图3是该端盖部分、啮合齿轮、停车止动爪系统和进出口盖的分解透视图。

优选实施例描述

参照附图1～3，图中相同的标号表示所有图中同一或相应的部件。图1中示出一种混合式电力机械传动装置10的示意侧视图。该传动装置由两部件壳体组成：主壳体12和端盖部分14。主壳体12包括两个电动机(A和B)，它们有其各自的壳体(或组件)16和18。电动机A和B轴颈式联接在传动装置的主轴20上，该主轴选择地连接在传动装置的输出轴22上。电动机(A，B)操作而选择地啮合离合器(未示出)，从而以可变的速度转动主轴20并间接地转动输出轴22。传动装置10的主壳体12中的可用的封闭空间分别由用于电动机A和B的鼓状壳体(16和18)占据(如图1中示出)。本发明的一个技术优点是，它能够使主壳体12通过重新安置其它转动部件即停车爪系统28的位置而装入两个电动机(A和B)。一个换档选择器24安置在这一对电动机之间并受其围绕，选择器24连接(或机械式，或电力式)在传动齿轮换档器(未示出)和控制停车止动爪系统28的机械连杆(或连接杆26)上。停车止动爪系统28由传动装置壳体的端盖部分14包围，其功能是跟一个固定地与输出轴22转动的啮合齿轮30选择地相互作用。端盖部分14限定一个空腔31，该空腔对停车止动爪系统28及其部件提供充分的进出口，以用于装配和维修而不必从主壳体12拆下端盖部分14。

图2详细表示啮合齿轮30、停车止动爪系统28和换档选择器24之间的相互使用。啮合齿轮30的周面上有许多齿32和齿槽34。在啮合齿轮30的内周面上是一系列互补的齿槽36，其作用是将啮合齿轮30直接固定在离合器壳体72上(如图3中所示)和间接地固定在输出轴22上(如图1中所示)。当车轮由于外力如重力而转动时，该驱动轴也转动而使输出轴22和离合器壳体72上的啮合齿轮30转动，因为啮合齿轮30的形状做成随输出轴22而转动。

参照图2，停车止动爪系统28包括爪销38、扭力弹簧(或爪回归弹簧40)、止动爪42和驱动器导引器46。止动爪42、驱动器48和驱动器导引器46安置在端盖部分14中，其位置使止动爪42沿轴向对准止动爪啮合齿轮30。止动爪42的构型做成当驱动停车止动爪系统28时止动爪42配合在啮合齿轮30上的齿槽34中(如35处所示)。止动爪42安装在爪销38上，并自由地围绕爪销38转动或枢轴式转动。除了当机械地啮合时，一个止动爪回归弹簧40操作而将止动爪42保持在脱开位置中。止动爪42的安装位置邻近一有槽的驱动器导引器46和驱动器48，使得在驱动器48沿横向运动时，止动爪42在啮合位置和脱开位置之间转动或枢轴式转动。

驱动器导引器46包围驱动器48并用销76(通过图3中示出的孔77)相对于端盖部分14固定。端盖部分14在凹坑75处挖空以接受和装入驱动器导引器46的端部形状。驱动器导引器46有一内腔54，腔的外形轮廓与驱动器48的形状相同(如图2中所示)。驱动器导引器46在其周面上有一邻近止动爪42背面43的槽50，槽的形状做成能引导和支承止动爪42的枢轴式运动。其后驱动器48的运动使其凸轮部分49和宽阔部分52与止动爪的背部43碰撞，并迫使停车止动爪42转动或枢轴式转动而与啮合齿轮30中的凹槽啮合。驱动器48相对于止动爪42的向前运动使凸轮部分49从止动爪42的背面43移开而移去凸轮的力，由此从齿槽34释放止动爪42。当止动爪42从齿槽34释放时，止动爪的回归弹簧40使止动爪转入允许啮合齿轮30自由转动的脱开位置中。

驱动器48利用弹簧安装在连接杆28的端部27上。沿轴向安置的线性弹簧(或驱动器回归弹簧58)的作用是使止动爪能够选择换档而不管止动爪42相对于啮合齿轮30、齿32和齿槽34的位置如何。如果当选择停车时啮合齿轮的齿32安置在止动爪42之上或其附近，那么止动爪将不啮合在凹槽34中，但连接杆的端部27将对着弹簧58的偏压而相对于驱动器48移动，而连接杆的端部27将超越驱动器的端部55而轻微伸出。驱动器回归弹簧58能够通过将一轴向力保持或偏压在驱动器48上而选择停车，直到啮合齿轮30转动到一个在该处时齿轮齿32不再邻近止动爪42的点。随着驱动器回归弹簧58的继续偏压，止动爪42将在第一机会(通常当车辆开始或继续开动时)与一齿槽34啮合。当止动爪42啮合齿槽34时，其作用为换档选择器24和驱动器48之间的机械连接的连接杆26的端部27重新相对于驱动器48而移动。

参照图1和2，连接杆26于61处固定在换档选择器的制动杆60上。制动杆60相对于传动装置的主壳体12可枢轴式转动地固定在62处，在该处也连接选择器换档杆(未示出)。制动杆60的周面上在其下端有制动器64。制动器64的形状能啮合制动保持弹簧68的圆筒形端部66。制动保持弹簧68相对于传动装置的主壳体12间接地安装，使得当车辆停车时，选择器轴杆使制动杆60转动，而制动保持弹簧68的圆筒形端部66啮合制动杆60的大多数后制动器70而将其固定在位置中。为了到达这一位置，制动杆60顺时针转动，或相对于主壳体12而向后转动，从而使连接杆26向后移动或向着传动壳体10的端盖部分14移动。

虽然这是优选实施例中停车止动爪系统28的构型，但本发明也与各种停车系统兼容，如全部参考合并于此的转让给美国通用汽车公司的Crum等人的1997年11月11日的题为《动力传动装置用的停车制动器驱动机构》的美国专利No.5,685,406中描述的一种停车系统。

如图3中所示的传动装置壳体的端盖部分14设计成包围啮合齿轮30和停车止动爪系统(38，40，42，46，50)。端盖部分14在31处挖空得足够大，以包围啮合齿轮30并允许其自由转动。离合器壳体72键配合于啮合齿轮30上，后者也可以驱动地连接在传动装置的输出轴22上(仅示于图1中)。端盖部分14包含一孔15，使输出轴22能够伸出传动装置的端盖部分14。如图3中所示，端盖部分14限定一个圆筒形空腔31，它在一侧处的形状做成分别在空穴75和形成的空腔部分74处包围和支承驱动器导引器46。驱动器导引器46通过一个在78处穿过端盖部分14而在77处穿过驱动器导引器46的销钉76而固定在端盖部分14上。端盖部分14允许换档选择器24的连接杆26(两者示于图2中)无干扰地从传动装置的主壳体12通到端盖14中的驱动器导引器46中的驱动器48上。除了罩住停车止动爪系统28及其部件外，端盖部分14也限定若干孔(80，82)，这些孔提供从传动装置外部通向停车止动爪系统的进出口。第一孔80形成一个用于装配和检修停车止动爪系统28的进出口孔。孔82提供一个用于将爪销38装配在端盖部分14上的止动爪42上的进入点。端盖部分14还包括一个压缩垫圈84，用于密封端盖部分14以及可拆卸的出入盖86，以封闭传动装置的端盖部分14。压缩垫圈84和出入盖86用一系列结构连接器(或栓)88附接在端盖部分14上。端盖部分14利用相似的结构连接器(如88)可以拆卸地于配合孔(如90)处连接在主壳体12上。

总之，换档选择器24和停车止动爪啮合系统28之间的连接杆26通过传动装置12和后盖14中的铸造孔94。连接杆26、驱动器48和驱动器回归弹簧58与传动装置主壳体12一起装配。止动爪啮合齿轮30、止动爪42、止动爪回归弹簧40和驱动器导引器46与传动装置后盖14装配在一起。驱动器48、驱动器回归弹簧58和连接杆26通过传动装置主壳体12和后盖铸窗或构型74，并在最终装配传动装置10期间通入驱动器导引器46中。

端盖部分14也向传动装置10的主壳体12提供结构支承(示于图1中)。主壳体12和端部部分14遇到从电动机(A和B)、发动机(未示出)、离合器(未示出)和输出轴22的重复转动的转矩负荷。端盖部分14的形状做成能承受一辆7800磅车辆的转矩负荷、驱动线负荷、离合器活塞负荷和停车止动爪负荷。为了提供这种支承，端盖部分14设计成一种均匀结构，如图3中更清楚地看到的，并由一种模具铸造等级ANSI A380.0或等级ANSI 383.0的增强的铝合金制成。端盖部分14的均匀结构和该合金的使用提供所需的结构支承而同时减少传动装置的重量和材料成本。

除了结构支承和增强外，端盖部分14设计成与封装限制符合并简化了装配要求。首先，装配好的传动装置壳体10必须在包括停车止动爪系统28的内面上足够紧凑而不会碰撞附近的车辆部件98，而仍然提供用于车辆的必需的车体下余隙。此外，位于传动装置10的主壳体12中的各种部件可从主壳体12的两端94和96或其中之一接触。也就是，如图1中所示，电动机B应当在将传动装置的端盖部分14附接到主壳体12上之前通过主壳体12和端盖之间的孔在94处安装；而如图1中所示，电动机A应当通过主壳体12的孔在96处安装。主壳体12和端盖部分14可以设计成提供进入传动装置的其它不同的点，以简化位于主壳体12中的部件的装配，包括能通过主壳体任一侧接触到的主壳体12。

虽然端盖部分14可以通过许多工艺来制造，但在端盖部分14的优选实施例中，它是用模具铸造法制造的。通常，模具铸造法与铝合金的使用兼容。此外，模具制造法通常也提供包括大体积的优越的尺寸精度和稳定性。如图3中所示，端盖部分14具有复杂的几何形状，模具铸造的构型轮廓有利于停车止动爪系统28及其补充部件(图2中所示)而仍然足够紧凑，能满足上述紧凑的封装要求。用于端盖部分14的模具(未示出)设计成具有提供此类异型表面的构型。

虽然已经详细描述了实施本发明的最佳方式，但与本发明有关的该技术的专业人员将认识到，用于实施本发明的各种替代的设计和实施例均在附属的权利要求书范围之内。

Claims (19)

1.一种包括一个传动装置壳体的传动装置，包括：

该传动装置壳体的一个主壳体部分；

一个可以驱动的停车止动爪系统；以及

该传动装置壳体的一个端盖部分；

其中所述停车止动爪系统至少部分地被安置在该传动装置壳体的所述端盖部分中。

2.权利要求1的传动装置壳体，其特征在于，所述停车止动爪系统包括一个止动爪、一个止动爪回归弹簧和与所述端盖部分装配的驱动器导引器。

3.权利要求2的传动装置壳体，其特征在于，该传动装置壳体的所述端盖部分可以从所述主壳体上拆卸下来。

4.权利要求3的传动装置壳体，其特征在于，该传动装置壳体的所述端盖部分用来限定一足够的空腔，其中允许接触所述停车止动爪系统而不必从所述主壳体上拆卸该传动装置壳体的所述端盖部分。

5.权利要求2的传动装置壳体，其特征在于，在该传动装置的所述主壳体部分内还包括：

一个操作来驱动所述停车止动爪系统的换挡选择器；

一个操作来从所述换档选择器向所述停车止动爪系统发送一机械信号的连接杆；其中所述连接杆至少部分地被安置在该传动装置壳体的所述主壳体部分中并至少部分地被安置在该传动装置壳体的所述端盖部分中；以及

其中该传动装置壳体的所述端盖部分还用来限定一孔，通过该孔所述连接杆可以从所述主壳体部分通到与该传动装置壳体的所述端盖部分装配的所述驱动器导引器上。

6.权利要求3的传动装置壳体，其特征在于，包括：

在该传动装置壳体的所述端盖部分中的所述止动爪的一个爪销；以及

其中所述传动装置壳体的所述端盖部分有一孔，当该传统装置壳体的所述端盖部分被附接在所述主壳体上时，能够安装所述爪销。

7.权利要求2的传动装置壳体，其特征在于，包括一个输出轴，其中所述传动装置壳体的所述端盖部分在机械上足够地强，因而当驱动所述停车止动爪系统时，能支承从所述传动装置的所述输出轴来的负荷。

8.权利要求7的传动装置壳体，其特征在于，该传动装置壳体的所述端盖部分是模具铸造的。

9.权利要求8的传动装置壳体，其特征在于，该传动装置壳体的所述端盖部分用铝合金构成，该铝合金除了强度足够大以外，其重量比铁合金显著地轻。

10.权利要求9的传动装置壳体，其特征在于，该传动装置壳体的所述端盖部分足够地紧凑以限定一个紧贴该传动装置壳体外部部分的空间，能将紧贴该传动装置外部部分的车辆的其它部件套起来。

11.权利要求3的传动装置壳体，其特征在于，该传动装置的所述端盖部分中的所述停车止动爪系统包括：

一个止动爪啮合齿轮；

其中所述停车止动爪系统可操作来通过所述止动爪与所述止动爪啮合齿轮的啮合而抵抗车辆滚下斜坡面的趋势；

一个相对于所述止动爪啮合齿轮固定而可以与其一起在该传动装置壳体内转动的输出轴；

一个被安置在所述主壳体部分中并可操作来选择性地转动所述输出轴的第一电动机；

一个被安置在所述主壳体部分中并可操作来选择性地转动所述输出轴的第二电动机；以及

其中该传动装置壳体的端盖部分的形状做成足够地大，当所述端盖部分从所述主壳体部分拆下时，能允许将至少所述第二电动机装配到所述主壳体部分中。

12.一种传动装置，包括：

一个至少部分地包围该传动装置的内容部件的主壳体部分；

一个止动爪啮合齿轮；

一个相对于所述止动爪啮合齿轮固定而可以与其一起转动的输出轴；

一个被安置在所述主壳体部分中并也可操作来选择性地转动所述输出轴的第一电动机；

一个被安置在所述主壳体部分中并可操作来选择性地转动所述输出轴的第二电动机；

一个可以附接在所述主壳体部分上而其形状足够大因而允许至少所述第二电动机被装配在所述主壳体部分中端盖部分；

一个可以与所述止动爪啮合齿轮啮合并至少部分地被安置在该传动装置的所述端盖部分中的停车止动爪系统；

其中所述停车止动爪系统包括一个止动爪、驱动器和驱动器导引器；以及

其中该传动装置的所述端盖部分的形状做成在其内限定一个足够大的空腔，以允许接触所述停车止动爪系统而不必从所述主壳体上拆下所述端盖部分。

13.一种有一个包括一主壳体部分和一端盖部分的传动装置壳体的传动装置，包括：

一个在所述壳体部分之一中的止动爪啮合齿轮；

一个在所述端盖部分中的可以与所述止动爪啮合齿轮啮合的停车止动爪系统；

一根可以与所述止动爪啮合齿轮一起转动的输出轴；

一个被安置在所述主壳体部分中并操作来选择性地转动所述输出轴的第一电动机；

一个被安置在所述主壳体部分中并操作来选择性地转动所述输出轴的第二电动机；

一个在所述主壳体部分中的换档选择器；以及

其中将所述端盖部分中的所述停车止动爪系统连接在所述主壳体部分中的所述换档选择器上。

14.权利要求13的传动装置，其特征在于，所述换档选择器是一个机械单元，操作来驱动所述停车止动爪系统；以及

其中所述机械单元包括一个连接杆，该连接杆操作来从所述换档选择器向所述停车止动爪系统发送一机械信号；其中所述连接杆至少部分地通过所述主壳体部分到达该传动装置壳体的所述端盖部分。

15.一种装配一个有一电动机组件和一停车止动爪啮合系统的混合式电力机械车辆传动装置的方法，包括：

提供一个有一充分敞开的端部的终端部分的传动装置主壳体，以装入和安置所述电动机组件和所述停车止动爪啮合系统的第一部分；

提供一个充分扩大的传动装置端盖，用于盖住所述终端部分的敞开端部，而其构型充分地安置所述停车止动爪啮合系统的第二部分；

将所述停车止动爪啮合系统的所述第一部分装配在所述传动装置主壳体中；

将所述停车止动爪啮合系统的所述第二部分装配在所述传动装置端盖中；以及

在由所述传动装置端盖盖住所述终端部分的敞开端部期间，机械地相互连接所述停车止动爪啮合系统的所述第一和第二部分。

16.权利要求15的方法，其特征在于，所述停车止动爪啮合系统的所述第一部分包括一个连接杆、一个驱动器和一个驱动器回归弹簧；以及

其中所述连接杆机械地相互连接所述停车止动爪啮合的所述第一和第二部分。

17.权利要求16的方法，其特征在于，所述停车止动爪啮合系统的所述第二部分包括一个止动爪啮合齿轮、一个止动爪、一个止动爪回归弹簧和一个驱动器导引器；其中所述驱动器和所述驱动器弹簧被装配在所述连接杆上，而在由所述传动装置端盖盖住所述主壳体的所述终端部分的敞开端部期间，将所述驱动器集中于所述驱动器导引器中。

18.权利要求15的方法，其特征在于，所述第一电动机组件被装配在邻近其敞开端部的所述终端部分中；其中所述停车止动爪系统的所述第一部分还包括一个被安置在所述传动装置主壳体中的换档选择器，在所述电动机组件的和所述主壳体的所述终端部分的敞开端部的对置侧；其中将所述换档选择器装配成对所述停车止动爪啮合系统的所述第一和第二部分的相互机械连接提供机械输入。

19.权利要求18的方法，其特征在于，提供该混合式电力机械车辆传动装置的主壳体部分来装入和安置一个被装配于其内的第二电动机组件；其中将所述换档选择器安置在该主壳体部分中的第一和第二电动机之间。