專利名稱：自動變速器行星齒輪架的穩定的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種自動變速器的動態安排，并且具體地，涉及使用預負荷來 穩定行星齒輪架。
背景技術：
在機動車輛的自動變速器使用的行星齒輪單元中，行星齒輪被支承在支架上旋 轉，支架包括軸向間隔以為齒輪提供空間的圓盤。通常，支架在相鄰部件形成的引導面上被 引導至組件中的正確位置。例如，可以引導支架圓盤中的一個進入單向離合器(0WC)的花鍵上的位置，其他 圓盤進入單向離合器(owe)的座圈上。座圈可以不是正圓的，花鍵可以不完全位于離合器 座圈的中心。這些特征導致支架中固有的不平衡，其使支架在其花鍵上傾覆并且產生大的力量 使支架沿著不圓的離合器座圈運行。當支架被引導至不完美的界面時，在支架被外座圈輪 廓強迫回到中線時，就會產生大的沖擊負荷。這些支架上的沖擊負荷易擾亂owe的搖塊元 件，導致當搖塊應該退回超越位置時，卻向嚙合樞軸轉動。當支架被外座圈沖擊時，會損壞 促使搖塊嚙合的促動簧從而喪失離合器的功能。在行業中需要一種技術來避免過度限制齒輪組以及在無扭矩滑行事件中保持支 架與中線對齊。
發明內容
一種用于穩定機動車輛變速器的齒輪單元的總成，包括對抗沿軸線的位移而固定 的第一部件，朝向第一部件的支架，其被支承繞軸線旋轉并且支承其上的行星齒輪，以及位 于第一部件和支架之間的彈簧，其產生環繞軸線按角度分布并施加給支架的軸向力。穩定彈簧防止對齒輪組的過度限制并且保持支架與軸線對齊。穩定彈簧施加給支架的預負荷抵消了在支架上產生初始傾覆力矩的固有不平衡。 相較于不平衡力，彈簧的預負荷力施加給支架更大的力矩，因此防止了支架的傾覆。通過防 止該傾覆，支架不能跟隨座圈。當座圈不再與支架接觸，就會消除沖擊負荷并且單向離合器 的搖塊在超越狀態中仍保持縮回以防止損壞搖塊彈簧。通過以下詳細的說明、權利要求和附圖，優選實施例的應用范圍將變得顯而易見。 應當理解的是，盡管指明了本發明的優選實施例，但給出的說明和特定實施例僅用于示例。 對于本領域技術人員來說，對已描述的實施例和示例作出的各種變化和改進將變得顯而易 見。
參考以下具體實施例，并考慮附圖，本發明將更易理解，其中圖1為用于自動變速器的包含拉維娜(Ravigneaux)齒輪組的動態總成的一部分
3的剖面圖；圖2為用于動態總成的制動總成的圓盤的側視圖；圖3為位于圖1的總成中的包含一系列彈簧的子總成的正視圖；以及圖4為圖2的彈簧子總成在平面4-4上所得的剖面圖。
具體實施例方式參考圖1，位于變速箱12中的拉維娜式行星齒輪總成10包括通過花鍵16連接至 轉鼓18的第一太陽輪14 ；通過花鍵22連接至轉鼓24的第二太陽輪20 ；被支承用于旋轉的 行星齒輪架總成26，其包括繞縱軸線30按角度間隔、被支承在支架26上并且與太陽輪14 嚙合的長行星齒輪28。支架支承26進一步包括一組短行星齒輪32，其繞軸線30按角度間 隔、被支承在支架26上并且與太陽輪20和長行星齒輪28嚙合。齒輪總成10進一步包括 與長行星齒輪28嚙合并與太陽輪14、20以及行星齒輪28和32同軸線的環形齒輪34。支架總成26包括通過花鍵38連接至軸40的第一圓盤36 ；與第一圓盤軸向間隔 的第二圓盤42 ；以及位于端部圓盤36和42之間的第三圓盤44。支架圓盤36、42、44支承 齒輪軸46，48，在齒輪軸46，48上，齒輪28、32被支承以分別在軸承50、52上旋轉。變速箱12在內表面形成有軸向導向的花鍵齒54，花鍵齒54與形成在搖塊單向或 超越離合器60的外座圈58的圓周邊緣上的外花鍵齒56嚙合。美國專利7，383，930公開 了與離合器60相同的搖塊單向離合器的結構和操作，這里將其全部的公開內容以參考引 用的方式結合于此。離合器60的內座圈62上的環形引導凹處64通過支架圓盤42咬合并引導圓盤42 至變速箱12內的組裝位置，花鍵38引導支架圓盤36至箱內的正確位置。液壓驅動的摩擦片制動鼓72的圓盤70面向離合器60和支架圓盤42、44。圖2示 出的圓盤70形成有外花鍵齒74，外花鍵齒74與形成在變速箱12的內表面的齒嚙合。內 花鍵齒76與形成在液壓驅動制動器80的摩擦片78的花鍵齒嚙合。卡環81固定圓盤70， 防止其相對于箱12的軸向運動。圓盤70也形成有繞軸線30按角度間隔的圓柱形凸起部 82。如圖3和4所示，彈簧子總成90包括形成有按角度間隔的彈簧保持器94的圓板 92，彈簧保持器94從板的表面軸向延伸。由于彈簧的內表面與保持器的徑向外表面的摩擦 咬合，螺旋壓縮彈簧96在每個保持器94處保持在板92上。圖1A和圖1B表明，彈簧子總成90安裝成使其彈簧96與圓盤70上的凸起部82 的一個對齊并摩擦地咬合。裝在板92和支架圓盤42的軸向表面100之間的圓盤形式的間 隔墊片98安裝成使彈簧96在位于太陽輪14和間隔墊片98之間的止推軸承101上產生軸 向朝右的預負荷。由彈簧子總成90施加到止推軸承100的軸向預負荷穿過太陽輪14、固定在太陽 輪14并與之旋轉的板102、與板和太陽輪20接觸的第二止推軸承104、太陽輪20、以及第三 止推軸承106軸向地傳輸至支架圓盤36的內表面。太陽輪14、20以及止推軸承102、104、 106的這種布置使彈簧子總成90能夠對抗離合器圓盤70的旋轉保持固定并且將預負荷傳 輸至旋轉的支架。預負荷補償了引起支架26上初始傾覆力矩的固有的不平衡。對于支架26傾覆，必須在止推軸承106和支架圓盤36之間開一個空隙。穩定彈簧96的預負荷力關閉了該空 隙并且需要一個力來打開它。通過調整墊片98的厚度，彈簧預負荷向支架26施加比不平 衡力更大的力矩，以防止支架傾覆、與軸線30不對齊。通過防止該傾覆，支架26不能跟隨 超越離合器60的座圈62。當座圈62不再與支架26接觸時，沖擊負荷消除。這使離合器 60的搖塊能夠在超越狀態中保持縮回，并且防止損壞離合器的搖塊彈簧。在整個說明書中，“超越離合器”和“單向離合器”都適用于離合器和制動器。超越 制動器交替地嚙合和解離，以對抗相對箱12的一個方向的旋轉來固定動態布置的部件以 及釋放部件使其在相反方向自由旋轉。超越離合器交替地嚙合和解離，以在一個方向上第 一部件的速度大于第二部件的速度時，對抗相對旋轉來固定動態布置的兩個部件，以及在 第二部件的速度大于第一部件的速度時，釋放兩個部件使其彼此相對旋轉。彈簧子總成90中的螺旋壓縮彈簧96可以替換為咬合圓盤70以及在止推軸承101 上產生軸向預負荷力的貝氏(Belleville)彈簧。貝氏彈簧的預負荷力軸向地傳輸至旋轉 的支架圓盤36。按照專利法法規的規定，已對優選實施例進行了說明。然而，應當注意，也可以實 施其他不同于具體限定和說明的實施例。
權利要求
一種用于穩定機動車輛的變速器的齒輪單元的總成，其特征在于，包括對抗沿軸線的位移而固定的第一部件；面向第一部件的支架，其被支承繞軸線旋轉并且支承其上的行星齒輪；以及位于第一部件和支架之間的彈簧，其產生繞軸線按角度分布并施加于支架的軸向力。
2.根據權利要求1所述的總成，其特征在于，還包括位于支架和彈簧之間的止推軸承。
3.根據權利要求1所述的總成，其特征在于，還包括軸向位于彈簧和第一太陽輪之間的第一止推軸承；軸向位于第一太陽輪和第二止推軸承之間的第二止推軸承；以及軸向位于第二太陽輪和支架之間的第三止推軸承。
4.根據權利要求1所述的總成，其特征在于，還包括對抗由于接觸第一部件的軸向位移而固定的超越離合器，其包括咬合支架的軸向表面 以及接觸支架的徑向表面。
5.根據權利要求1所述的總成，其特征在于，還包括彈簧保持器，其將彈簧固定在繞軸線相互間隔的位置，以使每個彈簧的第一端接觸第 一部件并且每個彈簧的第二端接觸彈簧保持器。
6.根據權利要求1所述的總成，其特征在于，第一部件還包括繞軸線按角度相互間隔并軸向向支架延伸的凸起部；以及還包括位于支架和第一部件之間的子總成，該子總成包括按角度間隔的保持器，每個 保持器向凸起部中的一個延伸并與其對齊，每個彈簧支承在凸起部中的一個和保持器的一 個上并組裝成使每個彈簧在支架與第一部件之間形成彈性預負荷。
7.根據權利要求1所述的部件，其特征在于第一部件還包括繞軸線相互間隔并軸向向支架延伸的凸起部；以及還包括位于支架和第一部件之間的子總成，該子總成包括按角度間隔的保持器，每個 保持器向凸起部中的一個延伸并與其對齊，每個彈簧支承在凸起部中的一個和保持器中的 一個上；以及安裝在子總成和支架之間的軸向空間中以使每個彈簧在支架和第一部件之間形成彈 性預負荷的墊片。
全文摘要
一種用于穩定機動車輛的變速器的齒輪單元的總成，包括對抗沿軸線位移而固定的第一部件；面向第一部件的支架，其被支承繞軸線旋轉并且支承其上的行星齒輪；以及位于第一部件和支架之間的彈簧，其產生繞軸線按角度分布并施加于支架的軸向力。
文檔編號F16H57/02GK101949448SQ20101021986
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月5日 優先權日2009年7月9日
發明者布拉德利·R·希坲 申請人:福特全球技術公司