CN101943224A - 离合器反作用板的双向冲击吸收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及离合器反作用板的双向冲击吸收装置。离合器反作用板包括具有多个径向构造的交替向内定向的花键和键的环形装置,所述花键和键被构造成啮合地接合被***其中的带对应花键的同轴第二装置。所述花键中的选定花键包括双向冲击吸收装置,该双向冲击吸收装置被构造成当沿第一旋转方向和相反的第二旋转方向之一施加转矩负荷时接合被***的第二装置的花键中的选定花键。当施加的转矩负荷超过所述双向冲击吸收装置的反作用力时剩余花键接合所述被***的第二装置的剩余花键。
Description
技术领域
本发明涉及传输转矩的离合器反作用板。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息,并且可能不构成现有技术。
动力传输装置可以包括离合器装置,离合器装置被连接到旋转的同轴构件以便例如在混合动力***的内燃发动机、转矩机器、行星齿轮以及传动系部件之间传输转矩。离合器装置的一个元件可以包括具有多个向内定向的花键(spline)和键(key)的外离合器板,这些花键和键可以接合转矩传输构件的内离合器板的相应键和花键。通过在内和外反作用板之间施加推力,即压缩载荷,从而内和外离合器板接合。外离合器板的每个花键和键与内离合器板的相应的键和花键具有预定量的游隙。
当存在导致转矩施加于传动装置的转矩变化时,例如在换挡(tip-in)事件期间或制动事件(包括再生制动)期间,则连接于其中一个离合器板的装置的旋转方向可能改变。内离合器板的花键平移跨过键的游隙区域并且接触在键的相对侧上的外离合器板的花键。对外离合器板的花键的冲击可能产生可被车辆操作者辨别的可听噪音,称为传动系沉闷声(driveline clunk)。
解决和减小转矩转变期间可听传动系噪音的公知方法包括机加工花键和键槽表面以便减少冲击能量,而这增加了制作过程的步骤。
发明内容
离合器反作用板包括环形装置,该环形装置具有多个径向构造的交替的向内定向的花键和键,所述花键和键被构造成啮合地接合被***其中的带对应花键的同轴第二装置。所述花键中的选定花键包括双向冲击吸收装置,该装置被构造成当沿第一旋转方向和相反的第二旋转方向之一施加转矩负荷时接合被***的第二装置的选定花键。当被施加的转矩负荷超过双向冲击吸收装置的反作用力时剩余花键接合被***的第二装置的剩余花键。
本发明还提供了以下技术方案。
方案1:一种离合器反作用板,包括:具有多个径向构造的交替向内定向的花键和键的环形装置,所述花键和键被构造成啮合地接合被***其中的带对应花键的同轴第二装置;所述花键中的选定花键包括双向冲击吸收装置,该双向冲击吸收装置被构造成当沿第一旋转方向和相反的第二旋转方向之一施加转矩负荷时接合被***的第二装置的花键中的选定花键;以及,当施加的转矩负荷超过所述双向冲击吸收装置的反作用力时,剩余花键接合所述被***的第二装置的剩余花键。
方案2:方案1所述的离合器反作用板,其中所述双向冲击吸收装置包括在第一侧被构造成响应沿所述第一旋转方向施加的转矩产生反作用力的第一元件以及在第二侧被构造成响应沿所述相反的第二旋转方向施加的转矩产生反作用力的第二元件。
方案3:方案2所述的离合器反作用板,其中所述第一侧的所述第一元件和所述第二侧的所述第二元件包括相邻花键的相对侧。
方案4:方案2所述的离合器反作用板,其中所述第一侧的所述第一元件和所述第二侧的所述第二元件包括共同花键的相反侧。
方案5:方案2所述的离合器反作用板,其中所述第一和第二元件均包括固定地***花键的凹口内的冲击吸收缓冲装置。
方案6:方案5所述的离合器反作用板,其中所述缓冲装置的一部分延伸超出所述花键的轮廓线。
方案7:方案5所述的离合器反作用板,其中所述缓冲装置包括具有与所述花键的所述凹口成整体的矩形截面的可压缩材料。
方案8:方案5所述的离合器反作用板,其中所述缓冲装置包括具有与所述花键的所述凹口成整体的梯形截面的可压缩材料。
方案9:方案2所述的离合器反作用板,其中所述双向冲击吸收装置包括固定地接合所述花键中的选定花键的槽形装置。
方案10:方案9所述的离合器反作用板,其中所述槽形装置包括底部和侧部,所述侧部包括被构造成反作用于所述花键中的所述选定花键的向内延伸的弹簧。
方案11:方案2所述的离合器反作用板,其中所述双向冲击吸收装置包括固定地接合在两个选定花键之间的键槽内的槽形装置。
方案12:方案11所述的离合器反作用板,其中所述槽形装置包括底部和侧部,所述侧部包括被构造成反作用于所述两个选定花键的向外延伸的弹簧。
方案13:方案1所述的离合器反作用板,其中当所施加的转矩负荷小于所述双向冲击吸收装置的反作用力时所述双向冲击吸收装置使得所述剩余花键和所述被***的第二装置的剩余花键分开。
方案14:一种用于可旋转转矩传输装置的转矩传输机构,包括:从中心轴线径向突出的花键,所述花键被构造成啮合地接合同轴第二转矩传输装置的相应花键和键槽;所述花键包括双向冲击吸收装置,该双向冲击吸收装置被构造成当沿第一旋转方向和第二旋转方向之一施加转矩负荷时接合所述同轴第二转矩传输装置的所述花键中的选定花键以便传输转矩;以及,所述双向冲击吸收装置包括在第一侧被构造成响应沿所述第一旋转方向施加的转矩产生反作用力的第一元件以及在第二侧被构造成响应沿相反的第二旋转方向施加的转矩产生反作用力的第二元件。
方案15:方案14所述的转矩传输机构,其中所述第一和第二元件均包括固定地***到所述花键的相应凹口内的冲击吸收缓冲装置。
方案16:方案15所述的转矩传输机构,其中所述缓冲装置的一部分延伸超出所述花键的轮廓线。
方案17:方案15所述的转矩传输机构,其中所述缓冲装置包括具有与所述花键的所述相应凹口成整体的截面的可压缩材料。
方案18:方案14所述的转矩传输机构,其中所述双向冲击吸收装置包括固定地接合所述花键的槽形装置,该槽形装置包括侧部,所述侧部具有从其延伸的弹簧,所述弹簧被构造成当沿所述第一方向和所述第二方向之一施加转矩负荷时在所述花键和所述同轴第二转矩传输装置的相邻花键之间产生反作用。
附图说明
将参考附图通过示例的方式描述一个或更多个实施例,其中:
图1、图2、图3A、图3B、图4A和图4B是根据本发明的实施例的二维示意图;
图5是根据本发明的实施例的三维示意图;
图6A和图6B是根据本发明的实施例的图表。
具体实施方式
现在参考附图,其中所示仅是为了示出某些示例性实施例的目的,而不是为了限制实施例的目的,图1、图2、图3A、图3B、图4A和图4B示意性示出了根据本发明的外离合器反作用板10的实施例。同样的附图标记指代同样的元件。外离合器反作用板10在一个实施例中包括变速器壳,并且是优选地由铸造金属(例如铝)形成的柱状环形装置。外离合器反作用板10可以被用作混合传动装置(未示出)中可操作用来在内燃发动机、转矩机器和传动系之间传输转矩从而推动车辆(包括产生用于前向推进的牵引转矩和产生用于再生制动的反作用转矩)的部件。
图1示意性示出了外离合器反作用板10的一部分,其包括绕离合器反作用板10的内周边形成的多个交替的向内定向的花键20和键槽30。每个花键20和键槽30均朝向中心线轴线径向突出并且平行于外离合器反作用板10的中心线轴线延伸。从离合器反作用板10的中心点径向延伸的线15被示出以供参考。花键20和键槽30被构造成啮合地接合被***其中的同轴装置,例如离合器板40。离合器板40具有花键20A和键槽30A,所述花键20A和键槽30A对应于离合器反作用板10的键槽30和花键20,以便花键20A***到键槽30内并且花键20***到键槽30A内。一个(多个)离合器板40优选地联接到与离合器反作用板10的中心线轴线同轴的转矩传输轴(未示出)。这种构造实现了在一个(多个)离合器板40和离合器反作用板10之间的转矩传输。花键20中的选定花键20包括双向冲击吸收装置50。双向冲击吸收装置50包括可压缩装置,该可压缩装置可操作以响应由被***的带对应花键的第二装置所施加的转矩而产生反作用力。产生的反作用力可以吸收冲击能量并且可以分离开一个(多个)离合器板40和离合器反作用板10的邻接花键。双向冲击吸收装置50包括位于第一侧51的可操作以吸收沿第一旋转方向施加的冲击能量的第一元件50A。双向冲击吸收装置50也包括位于第二侧53的可操作以吸收沿相反的第二旋转方向施加的冲击能量的第一元件50A。如所示,第一元件50A位于第一侧51和第二侧53,所述第一侧51和第二侧53处于邻接花键20的相对侧。可替代地,第一元件50A可以位于相同花键20的相反侧。示出了在花键20和键槽30内的花键20A之间的游隙区域,并且该游隙区域包括在花键20和相邻键槽30之间的侧向距离。
图2示出了带有双向冲击吸收装置50的离合器反作用板10的实施例,该装置50包括一对冲击吸收缓冲装置50A。每个缓冲装置50A均被固定地***离合器反作用板10的花键20之一的凹口22内。在一个实施例中,在花键20之一的两侧内均机加工出凹口22,每个凹口22的尺寸均被制成容纳一个缓冲装置50A且该缓冲装置50A的一部分延伸超出花键20的轮廓线24,如图所示。可替代地,可以在相邻花键20的相对侧内机加工出凹口22,且每个凹口22的尺寸也被制成容纳一个缓冲装置50A。在一个实施例中,凹口22被机加工成使得凹口22的主表面平行于从离合器反作用板10的中心点径向延伸的线15。可替代地,凹口22被机加工成使得凹口22的主表面平行于轮廓线24。花键20的轮廓线24通常包括大约2°的铸造出模角。在一个实施例中,每个缓冲装置50A均具有允许缓冲装置50A延伸超出花键20的轮廓线24的截面尺寸,从而当使用施加的转矩使得一个(多个)离合器板40抵靠离合器反作用板10被完全加载时压缩22%至33%。优选地,沿缓冲装置50A的径向长度产生均匀压缩。在一个实施例中,缓冲装置50A由可压缩材料构成,例如已经被挤压或模制成特定形状的含氟弹形体聚合物材料(fluoroelastomeric polymer material)。用于缓冲装置50A的材料具有当施加转矩时能够实现优选反作用力的硬度。在一个实施例中,缓冲装置50A具有70的邵式硬度。在一个实施例中,缓冲装置50A具有与凹口22成整体的矩形截面。
图3A和图3B示出了凹口22和相关缓冲装置50的可替代设置。缓冲装置50A和缓冲装置50A’均包括当缓冲装置50A、50A’处于放松未压缩状态时从花键20的轮廓线24向外延伸的部分。图3A示出了被***到凹口22中的具有直角梯形截面的缓冲装置50A’,且梯形的倾斜表面突出超出花键20的轮廓线24。缓冲装置50A’在顶部具有第一宽度(D)并且在底部具有第二宽度(D+ΔD)。在一个实施例(如所示)中,梯形的倾斜表面从顶部到底部不均匀地突出超出轮廓线24。在一个实施例(未示出)中,梯形的倾斜表面平行于轮廓线24并且从顶部到底部均匀地突出超出轮廓线24。
图3B示出了与凹口22A相关的具有矩形截面的缓冲装置50A。凹口22A被矩形地成形,并且被机加工到花键20内且具有与花键20的轮廓线24平行的伸长表面。缓冲装置50A被***其中,并且其一部分均匀地突出超出花键20的轮廓线24。
缓冲装置50A、50A’吸收在反作用离合器板10和一个(多个)离合器板40之间在转矩反转时产生的冲击能量。当横跨一个(多个)被***的离合器板40和反作用离合器板10施加转矩时缓冲装置50A、50A’被压缩。当施加转矩时,缓冲装置50A、50A’在一个(多个)离合器板40和反作用离合器板10之间施加反作用力。该反作用力促进了当施加的转矩接近零转矩时一个(多个)离合器板40相对于反作用离合器板10的运动,从而使得花键20、20A与一个(多个)离合器板40和反作用离合器板10的相应键槽30A、30分离,并且实现了在其间形成的静摩擦力的释放,如参考图6B所示。
图4A示意性示出了双向冲击吸收装置50B的另一个实施例。在这个实施例中,外离合器反作用板10’包括绕离合器反作用板10’的内周边形成的多个交替的向内定向的花键20’和键槽30’,其被构造成啮合地接合离合器板40’的键槽30A’和花键20A’。双向冲击吸收装置50B包括槽形装置,其具有底部52和侧部54,所述侧部包括在每个侧部54上向外延伸的弹簧56。双向冲击吸收装置50B被***并且固定地连接到键槽30’内,以便弹簧56接合花键20’的侧面22。双向冲击吸收装置50B的宽度足以适合***离合器板40’的花键20A’。优选地由单个金属件形成双向冲击吸收装置50B,且该金属件具有与其构成整体并由该单个金属件形成的弹簧56。优选地使用产生优选反作用力的一种(多种)材料和设计来构造弹簧56。
图4B示意性示出了双向冲击吸收装置50C的另一个实施例。在这个实施例中,双向冲击吸收装置50C包括槽形装置,其具有底部52和侧部54且包括在每个侧部54上向内延伸的弹簧56’。双向冲击吸收装置50C被固定地连接到一个(多个)离合器板40’的花键20A’之一,以便弹簧56’接合花键20A’的侧面。当一个(多个)离合器板40’被***到反作用离合器板10’内时,包括带有双向冲击吸收装置50C的花键20A’的一个(多个)离合器板40’的花键被***到反作用离合器板10’的键槽30’内。双向冲击吸收装置50C的宽度小到足以***到反作用离合器板10’的键槽30’内。双向冲击吸收装置50C的侧部54接触键槽30’的侧面22。双向冲击吸收装置50C优选地由带有弹簧56’的单个金属件形成,所述弹簧56’优选与该单个金属件构成整体并由该单个金属件形成。图5示意性示出了双向冲击吸收装置50C的一个实施例的三维立体图,其示出了上述构思。
双向冲击吸收装置50B、50C的每个弹簧56、56’吸收当转矩反转时产生的在反作用离合器板10’和一个(多个)离合器板40’之间的冲击能量。当跨过被***的一个(多个)离合器板40’和反作用离合器板10’施加转矩时弹簧56、56’之一被压缩。当施加转矩时,弹簧56、56’之一在一个(多个)离合器板40’和反作用离合器板10’之间施加反作用力。当施加的转矩接近零转矩时反作用力促进一个(多个)离合器板40’相对于反作用离合器板10’的运动,因此使得花键20A’与一个(多个)离合器板40’和反作用离合器板10’的相应键槽30’分开并且实现在其间形成的静摩擦力的释放,如参考图4A所示。
图6A图形示出了对于缺少双向冲击吸收装置50的变速器而言,随经过的时间跨过一个(多个)离合器板和反作用离合器板施加的转矩,以及一个(多个)离合器板相对于反作用离合器板的相应速度(V),二者均是发生于跨过一个(多个)离合器板施加的转矩从第一方向向相反的第二方向的转变期间。第一部分(I)包括从名义负值向零转矩(在该点处不施加转矩)单调增加的转矩。一个(多个)离合器板相对于反作用离合器板的速度(V)是零。点S示出了包括游隙状态(lash state)的第二部分(II)的开始,在该第二部分(II)转矩是零并且一个(多个)离合器板相对于反作用离合器板的速度(V)增大。点X示出了游隙状态的末端,此时一个(多个)离合器板与反作用离合器板接触并且开始跨过其间传递转矩。一个(多个)离合器板相对于反作用离合器板的速度(V)立即减小到零。在第三部分(III)期间转矩再次增大。在点X产生的冲击导致可听噪音。
图6B图形地示出了对包括双向冲击吸收装置50的变速器而言,随经过的时间跨过一个(多个)离合器板40和反作用离合器板10施加的转矩,以及一个(多个)离合器板40相对于反作用离合器板10的相应速度(V),二者均是发生于所施加转矩从第一方向向相反的第二方向的转变期间。第一部分(I)包括从名义负值向零转矩增加的转矩,第二部分(II)包括游隙状态,并且第三部分(III)包括正向增大的转矩。第一部分(I)包括当压缩负荷施加于双向冲击吸收装置50的第一侧51上时跨过一个(多个)离合器板40和反作用离合器板10施加的转矩。一个(多个)离合器板40和反作用离合器板10的所有花键20和20A均接触且沿名义负向传递转矩。在点R示出的转矩点处,施加的转矩小到足以允许双向冲击吸收装置50的第一侧51的反作用力如所示以低速率来增大速度地使一个(多个)离合器板40的相应花键运动,从而使一个(多个)离合器板40相对于反作用离合器板10运动。一个(多个)离合器板40和反作用离合器板10的大多数花键20和20A开始分开。点S示出了游隙状态的开始,在该处一个(多个)离合器板40和反作用离合器板10的大多数花键20和20A不再接触并且不再传递转矩。在点U示出的点处,双向冲击吸收装置50的第一侧51和一个(多个)离合器板41的相应花键之间的压缩负荷是零。之后,速度以增大的速率增加。在点W示出的点处,一个(多个)离合器板40的相应花键20接触并开始施加压缩负荷于双向冲击吸收装置50的相对的第二侧53,沿名义正向在一个(多个)离合器板40和反作用离合器板10之间传递转矩。在这个阶段转矩传递增加并且因而速度减小。点X示出了游隙阶段的末端,在该点处一个(多个)离合器板40和反作用离合器板10的所有花键20和20A均接触从而沿名义正向传输转矩,不过是以减小的速度传输。因此,冲击幅值及相应的可听噪音幅值减小。
本发明已经描述了特定优选实施例及其改型。在阅读和理解本说明书的情况下可以进行其他改型和替代。因此,本发明不限于试图执行本发明的作为最佳模式被公开的一个(多个)具体实施例,而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。
Claims (10)
1.一种离合器反作用板,包括:
具有多个径向构造的交替向内定向的花键和键的环形装置,所述花键和键被构造成啮合地接合被***其中的带对应花键的同轴第二装置;
所述花键中的选定花键包括双向冲击吸收装置,该双向冲击吸收装置被构造成当沿第一旋转方向和相反的第二旋转方向之一施加转矩负荷时接合被***的第二装置的花键中的选定花键;以及
当施加的转矩负荷超过所述双向冲击吸收装置的反作用力时,剩余花键接合所述被***的第二装置的剩余花键。
2.权利要求1所述的离合器反作用板,其中所述双向冲击吸收装置包括在第一侧被构造成响应沿所述第一旋转方向施加的转矩产生反作用力的第一元件以及在第二侧被构造成响应沿所述相反的第二旋转方向施加的转矩产生反作用力的第二元件。
3.权利要求2所述的离合器反作用板,其中所述第一侧的所述第一元件和所述第二侧的所述第二元件包括相邻花键的相对侧。
4.权利要求2所述的离合器反作用板,其中所述第一侧的所述第一元件和所述第二侧的所述第二元件包括共同花键的相反侧。
5.权利要求2所述的离合器反作用板,其中所述第一和第二元件均包括固定地***花键的凹口内的冲击吸收缓冲装置。
6.权利要求5所述的离合器反作用板,其中所述缓冲装置的一部分延伸超出所述花键的轮廓线。
7.权利要求5所述的离合器反作用板,其中所述缓冲装置包括具有与所述花键的所述凹口成整体的矩形截面的可压缩材料。
8.权利要求5所述的离合器反作用板,其中所述缓冲装置包括具有与所述花键的所述凹口成整体的梯形截面的可压缩材料。
9.权利要求2所述的离合器反作用板,其中所述双向冲击吸收装置包括固定地接合所述花键中的选定花键的槽形装置。
10.一种用于可旋转转矩传输装置的转矩传输机构,包括:
从中心轴线径向突出的花键,所述花键被构造成啮合地接合同轴第二转矩传输装置的相应花键和键槽;
所述花键包括双向冲击吸收装置,该双向冲击吸收装置被构造成当沿第一旋转方向和第二旋转方向之一施加转矩负荷时接合所述同轴第二转矩传输装置的所述花键中的选定花键以便传输转矩;以及
所述双向冲击吸收装置包括在第一侧被构造成响应沿所述第一旋转方向施加的转矩产生反作用力的第一元件以及在第二侧被构造成响应沿相反的第二旋转方向施加的转矩产生反作用力的第二元件。
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