專利名稱：用于多擋動(dòng)力變速箱的電磁慣性制動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有用于在換擋過(guò)程中克服慣性的離合器制動(dòng)器的動(dòng)力變速箱機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
用于公路車輛的典型動(dòng)力系包括發(fā)動(dòng)機(jī)、多擋動(dòng)力變速箱以及用于建立和斷開(kāi)從發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)變速箱的動(dòng)力路徑的主離合器。變速箱換擋在車輛駕駛員斷開(kāi)主離合器的換擋過(guò)程中完成。用于變速箱的扭矩輸入軸必須在變速箱換擋期間內(nèi)減速，從而即將到來(lái)的轉(zhuǎn)矩傳遞路徑上的齒輪傳動(dòng)元件的相對(duì)速度大致同步。完成換擋和改善換擋品質(zhì)所需的時(shí)間取決于變速箱動(dòng)力輸入軸的減速速率。已知的設(shè)計(jì)實(shí)踐是通過(guò)在換擋期間使用用于動(dòng)力輸入軸的慣性制動(dòng)器來(lái)增加減速速率，從而改善換擋品質(zhì)。在美國(guó)專利US7000748中公開(kāi)了帶有電磁制動(dòng)致動(dòng)器的變速箱輸入軸慣性制動(dòng)器的一個(gè)例子。該專利被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。制動(dòng)器包括摩擦接合在變速箱箱體上的固定摩擦面的電樞，從而在換擋開(kāi)始時(shí)對(duì)變速箱轉(zhuǎn)矩輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行減速。電磁慣性制動(dòng)器的另一個(gè)例子公開(kāi)在美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)2007/0095625中，該專利申請(qǐng)也被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。該專利申請(qǐng)所公開(kāi)的電樞轂被可驅(qū)動(dòng)地連接到變速箱動(dòng)力輸入軸，例如通過(guò)花鍵或鍵槽連接。電樞片通過(guò)彈性傳動(dòng)片安裝到電樞轂。當(dāng)電磁線圈繞組被激勵(lì)時(shí)，彈性傳動(dòng)片允許電樞摩擦接合變速箱箱體的摩擦面。該專利公開(kāi)中的電磁制動(dòng)器的制動(dòng)能力由在電樞一側(cè)上產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩來(lái)決定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的慣性制動(dòng)器能夠顯著增加針對(duì)多擋變速箱的動(dòng)力輸入軸的制動(dòng)能力。與美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)2007/0095625中的設(shè)計(jì)不同，本發(fā)明的慣性制動(dòng)器的電樞不隨變速箱的動(dòng)力輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)。相反，本發(fā)明的電樞被安裝到變速箱箱體。規(guī)定允許電樞沿變速箱動(dòng)力輸入軸的方向軸向調(diào)整，但其被阻止相對(duì)變速箱箱體轉(zhuǎn)動(dòng)。電樞可在軸向方向上被偏壓，這可使電樞與變速箱箱體分開(kāi)。反作用片位于可移動(dòng)但不可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞和變速箱箱體之間。 而反作用片又被連接到反作用片轂。傳動(dòng)連接例如花鍵或鍵槽將轂連接到變速箱動(dòng)力輸入軸。反作用片的環(huán)形摩擦面摩擦接合變速箱箱體上的摩擦面，并且反作用片的另一摩擦面摩擦接合可移動(dòng)但不可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞。雙摩擦面特征改善了制動(dòng)能力。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，不可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞與變速箱箱體間隔，并且反作用片布置在變速箱箱體和電樞之間的空間中。電磁線圈繞組在反作用片和變速箱箱體的界面處布置在箱體中。該線圈繞組產(chǎn)生磁通場(chǎng)，磁通場(chǎng)在電樞上產(chǎn)生離合器接合力。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，箱體具有分隔開(kāi)的主箱體部和副箱體部，不可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞和反作用片布置在這些箱體部之間。線圈繞組布置在副箱體部中。這利于制動(dòng)器的修理和維修，無(wú)需完全拆卸制動(dòng)器總成。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，扭矩阻尼器布置在反作用片和動(dòng)力輸入軸之間，以削弱或減輕在施用慣性制動(dòng)器時(shí)的扭矩?cái)_動(dòng)。


圖1是典型的重型主離合器、具有多擋齒輪傳動(dòng)裝置的變速箱和用于接合和分離主離合器的離合器分離軸承的示意圖。圖2是從圖加中的剖切線2-2所在平面看的本發(fā)明電磁制動(dòng)器的橫斷面視圖。圖加是從圖1示意所示的變速箱的左側(cè)看的電磁制動(dòng)器的軸向視圖。圖3是從圖3a的剖切線3_3所在平面看的包括阻尼彈簧的本發(fā)明電磁制動(dòng)器的橫斷面視圖。圖3a是從圖1所示的變速箱的左側(cè)看的本發(fā)明電磁制動(dòng)器的軸向視圖。圖4是本發(fā)明電磁制動(dòng)器的橫斷面視圖，其中電磁線圈相對(duì)于圖3中的線圈位置重新定位。圖5是從圖fe中的剖切線5-5所在平面看的本發(fā)明的另一實(shí)施例的橫斷面視圖。圖fe是從圖1所示的變速箱的左側(cè)看的圖5中的本發(fā)明另一實(shí)施例的軸向視圖。圖6是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，其中電樞反作用片與連接到變速箱箱體的多盤(pán)式離合器總成摩擦接合。
具體實(shí)施例方式圖1示意示出包括發(fā)動(dòng)機(jī)10、具有多擋齒輪傳動(dòng)裝置14的多擋動(dòng)力變速箱12和具有由駕駛員操縱的離合器分離軸承的主離合器16的車輛動(dòng)力系。主離合器能通過(guò)車輛駕駛員分離和接合，以建立和斷開(kāi)從發(fā)動(dòng)機(jī)10到變速箱動(dòng)力輸入軸18和變速箱齒輪傳動(dòng)裝置14的機(jī)械動(dòng)力路徑。變速箱具有動(dòng)力輸入軸18，其通過(guò)主離合器16用花鍵可驅(qū)動(dòng)地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)曲
軸ο變速箱主軸20將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸送到變速箱動(dòng)力輸出軸，變速箱動(dòng)力輸出軸通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸和差速器-車橋總成可驅(qū)動(dòng)地連接到牽引車輪?？蓞⒁?jiàn)美國(guó)專利公開(kāi)號(hào) 2007/0095625，以獲得對(duì)可用在這種環(huán)境下的典型主離合器的說(shuō)明。圖2是本發(fā)明慣性制動(dòng)器的橫斷面視圖。用22表示的變速箱箱體部具有接納電磁螺線管制動(dòng)器線圈M的線圈繞組的環(huán)形空間。環(huán)形反作用制動(dòng)片沈靠近環(huán)形摩擦制動(dòng)面28設(shè)置在箱體部22上。電樞片30通過(guò)多個(gè)螺柱32安裝到箱體部22，這些螺柱延伸穿過(guò)電樞片30中的加大開(kāi)孔并穿過(guò)環(huán)形蓋板33中的開(kāi)孔。環(huán)繞螺栓32的套筒34用作在電樞片30和箱體部22之間的隔離件。隔離件被螺旋彈簧36圍繞，螺旋彈簧在箱體部22和電樞片30之間產(chǎn)生校準(zhǔn)分離力。電樞片30因此是不可轉(zhuǎn)動(dòng)的，但其可軸向移動(dòng)。反作用片沈接合不可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞片上的環(huán)形摩擦面38。如圖所示，反作用片沈安裝到內(nèi)花鍵轂40，內(nèi)花鍵轂被花鍵連接到帶花鍵的變速箱輸出軸，輸出軸對(duì)應(yīng)于圖1所示現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中的軸18。反作用片沈因此隨著位于主離合器的轉(zhuǎn)矩路徑下游側(cè)的變速箱動(dòng)力輸出軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)線圈M通電時(shí)，電樞片被拉向反作用片沈。通過(guò)在反作用片沈的每個(gè)環(huán)形面上的摩擦力矩產(chǎn)生在變速箱轉(zhuǎn)矩輸出軸上的減速力。這實(shí)際將使可在美國(guó)專利公開(kāi)號(hào) 2007/0095625和美國(guó)專利US700074所述類型的慣性制動(dòng)設(shè)計(jì)中得到的反向轉(zhuǎn)矩加倍。這
5將允許增大換擋過(guò)程中的輸入軸減速速率，這縮短換擋時(shí)間。在本發(fā)明設(shè)計(jì)中不存在上述文獻(xiàn)所示類型的離合器和電樞總成的回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性作用。本發(fā)明慣性制動(dòng)器的回轉(zhuǎn)質(zhì)量?jī)H是轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用片26的質(zhì)量。此特征還有助于縮短執(zhí)行換擋所需的時(shí)間。當(dāng)電線圈組件被勵(lì)磁或通電時(shí)，產(chǎn)生慣性制動(dòng)器減速力。這產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)拉動(dòng)不可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞與轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞片摩擦接合并使電樞片與箱體部22的摩擦面摩擦接合。圖3公開(kāi)一種改進(jìn)設(shè)計(jì)，其中，箱體部42對(duì)應(yīng)于圖2中的箱體部22。不可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞44位于轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用片46的一側(cè)。反作用片46布置在電樞44的環(huán)形摩擦面和箱體部42上的環(huán)形摩擦面之間。轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用片46摩擦接合電樞44和箱體部42的環(huán)形面。 反作用片46通過(guò)阻尼彈簧50連接到反作用片轂48，這些彈簧相對(duì)于制動(dòng)器總成的中心軸線沿切向配置地繞轂48軸線間隔設(shè)置。這建立了變速箱動(dòng)力輸入軸和反作用片46之間的彈性連接，這減小了在慣性制動(dòng)器接合時(shí)的扭矩波動(dòng)。電樞44通過(guò)具有周面的支架52安裝到箱體部42，該周面被固定到箱體部42的外周面。電樞44的周面例如通過(guò)互鎖花鍵件可驅(qū)動(dòng)且可滑動(dòng)地連接到支架52的外周面。這種連接允許電樞44沿慣性制動(dòng)器的軸線方向移動(dòng)，盡管電樞片44的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被阻止。當(dāng)被勵(lì)磁時(shí)，電線圈組件產(chǎn)生電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)拉動(dòng)電樞片44跨過(guò)氣隙。圖4示出另一改進(jìn)設(shè)計(jì)，其中，電磁制動(dòng)器的電磁線圈具有不同的布置方式。圖4 中的箱體部M包括帶有環(huán)形開(kāi)口的環(huán)狀件，該環(huán)形開(kāi)口接納電磁線圈。箱體部討通過(guò)支架60連接到箱體部58。不可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞62位于箱體部M和箱體部58之間。電樞 62在外側(cè)通過(guò)標(biāo)記為64的鍵槽或花鍵與支架60連接，以允許電樞軸向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)防止電樞 62相對(duì)箱體部M和58轉(zhuǎn)動(dòng)。反作用片56布置在電樞62和箱體部M之間。在電樞反作用片56的任一個(gè)或兩個(gè)環(huán)形摩擦面上可設(shè)有摩擦材料。圖4所示的總成能通過(guò)在圖1所示的變速箱中看到的、用標(biāo)記65表示的那種軸承支承壁或軸承蓋支承的安裝螺栓或螺柱安裝到變速箱箱體。圖5和圖fe示出圖4所示的慣性制動(dòng)器設(shè)計(jì)的變型。與圖4中的慣性制動(dòng)器不同，圖5所示的箱體部具有多個(gè)電磁離合器線圈繞組。在圖5中可以看到一對(duì)線圈繞組66和68，在圖fe中可看到另一對(duì)線圈繞組70和72。也可使用不同數(shù)量的線圈繞組。 像在圖4所示設(shè)計(jì)中的情況那樣，電磁線圈繞組產(chǎn)生電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)將不可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞 62'拉向箱體部。這在轉(zhuǎn)動(dòng)反作用片的摩擦面上產(chǎn)生摩擦力矩，這些摩擦面接合電樞 62'和箱體部的摩擦面。圖5中的電磁制動(dòng)器的多個(gè)元件的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)于圖4中設(shè)計(jì)的相應(yīng)元件的附圖標(biāo)記，盡管在圖5中的附圖標(biāo)記加上了撇號(hào)。圖6示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。箱體部74具有支架76，其將箱體部74安裝到環(huán)形箱體部78上。箱體部78具有圓形腔室或開(kāi)口以接納電磁制動(dòng)器的線圈繞組80。環(huán)形電樞82通過(guò)連接機(jī)構(gòu)如安裝螺栓或螺柱77不可轉(zhuǎn)動(dòng)而可滑動(dòng)地安裝到箱體部78。環(huán)形電樞82接合多盤(pán)式離合器總成84，其包括多片連接到旋轉(zhuǎn)反作用片85的外花鍵盤(pán)體86 和多片用花鍵連接到箱體部78的內(nèi)花鍵盤(pán)體88。當(dāng)電磁線圈繞組通電時(shí)，通過(guò)螺柱77滑動(dòng)連接到箱體部78的電樞82接合摩擦盤(pán)，從而使轂90減速，該轂通過(guò)花鍵或其它方式安裝到變速箱動(dòng)力輸入軸。圖6中的這種設(shè)計(jì)可以提供增大的制動(dòng)能力，因?yàn)橹苿?dòng)器總成84 提供多個(gè)摩擦面。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯然可以在不超出本發(fā)明范圍的情況下做出修改。所有這樣的修改以及等同都應(yīng)被后續(xù)的權(quán)利要求書(shū)所涵
ΓΤΠ ο
權(quán)利要求
1.一種電磁慣性制動(dòng)器，用于在換擋過(guò)程中減緩在機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力系中的多擋變速箱 (12)的動(dòng)力輸入軸(18)的速度，該慣性制動(dòng)器包括布置在該變速箱(12)的箱體02)中的至少一個(gè)電磁制動(dòng)器線圈(M)，該制動(dòng)器線圈 (24)與該動(dòng)力輸入軸(18)徑向隔開(kāi)；圍繞該動(dòng)力輸入軸(18)的電磁制動(dòng)器定子(30)，該定子(30)通過(guò)連接器(32，26) 安裝到該箱體(22)，該連接器允許該定子(30)軸向運(yùn)動(dòng)，而阻止該定子(30)相對(duì)該箱體 (22)轉(zhuǎn)動(dòng)；和可驅(qū)動(dòng)地連接到該動(dòng)力輸入軸(8)的反作用片( )，該反作用片06)布置在該電磁制動(dòng)器定子(30)和該箱體0 之間，由此當(dāng)該制動(dòng)器線圈04)被通電時(shí)，該定子(30)在該反作用片06)上施加離合器摩擦接合力，從而在變速箱換擋間隔期間在該動(dòng)力輸入軸 (18)上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁慣性制動(dòng)器，其特征是，該反作用片06)在其每一側(cè)具有摩擦面08，38)，一側(cè)摩擦接合該定子(30)，另一側(cè)摩擦接合該箱體0 上的摩擦面，從而在該反作用片06)的每一側(cè)上產(chǎn)生作用于該動(dòng)力輸入軸(18)的旋轉(zhuǎn)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁慣性制動(dòng)器，其特征是，該反作用片06)包括安裝到該動(dòng)力輸入軸(18)的轂GO)和布置在該定子(30)和該箱體0 之間的環(huán)形盤(pán)部，該轂GO) 被可驅(qū)動(dòng)地連接到該動(dòng)力輸入軸(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁慣性制動(dòng)器，其特征是，該反作用片06)包括位于該反作用片轂GO)和該環(huán)形盤(pán)部之間的扭矩阻尼元件(50)，從而在應(yīng)用該慣性制動(dòng)器時(shí)，該慣性制動(dòng)器中的扭矩波動(dòng)被削弱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁慣性制動(dòng)器，其特征是，該箱體0 包括軸向隔開(kāi)的第一和第二箱體部(54，58)，該定子(30)布置在所述箱體部(M，58)之間并安裝到所述箱體部(54，58)；在該定子(30)和第一箱體部(58)之間的連接機(jī)構(gòu)(60)，其允許該定子(30)軸向運(yùn)動(dòng)，而阻止該定子(30)繞該動(dòng)力輸入軸(18)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)該制動(dòng)器線圈04)被通電時(shí)，隨著該定子(30)和該第二箱體部(54)之間的氣隙被打開(kāi)，該反作用片06)通過(guò)該定子(30)與該第一箱體部(58)摩擦接合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁慣性制動(dòng)器，其特征是，所述第一和第二箱體部(M，58) 中的一個(gè)箱體部承載至少一個(gè)電磁制動(dòng)器線圈04)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁慣性制動(dòng)器，其特征是，所述一個(gè)箱體部(M，58)裝有繞該動(dòng)力輸入軸(18)間隔開(kāi)的多個(gè)制動(dòng)器線圈04)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁慣性制動(dòng)器，其特征是，所述至少一個(gè)電磁制動(dòng)器線圈 (24)和所述第一箱體部(58)適于與該第二箱體部(54)分開(kāi)，由此所述電磁制動(dòng)器線圈 (24)可從該第二箱體部移走以便維修作業(yè)。
9.一種電磁慣性制動(dòng)器，用于在換擋過(guò)程中減緩在機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力系中的多擋變速箱的動(dòng)力輸入軸(18)的速度，該慣性制動(dòng)器包括布置在變速箱(12)的第一箱體部(78)中的至少一個(gè)電磁制動(dòng)器線圈(M)，該至少一個(gè)制動(dòng)器線圈04)與該動(dòng)力輸入軸(18)徑向隔開(kāi)；可驅(qū)動(dòng)地連接到該動(dòng)力輸入軸(18)的反作用片( )，所述至少一個(gè)電磁制動(dòng)器線圈(24)由該第一箱體部(78)承載，電樞(82)靠近該制動(dòng)器線圈(M)、該反作用片06)和承載制動(dòng)盤(pán)總成(84)的多個(gè)制動(dòng)盤(pán)(86，88)的第一箱體部(78)；該制動(dòng)盤(pán)總成(84)具有盤(pán)表面，當(dāng)所述至少一個(gè)制動(dòng)器線圈04)被通電時(shí)，由于該電樞(8 施加制動(dòng)盤(pán)接合力到所述制動(dòng)盤(pán)(86，88)，該盤(pán)表面被施以摩擦力，從而在變速箱換擋過(guò)程中該動(dòng)力輸入軸(18)被制動(dòng)。
全文摘要
一種用于車輛動(dòng)力系中的車輛變速箱的電磁慣性制動(dòng)器，其具有不可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞(30)和制動(dòng)器反作用片(26)，其中在制動(dòng)器反作用片(26)的兩側(cè)均產(chǎn)生摩擦制動(dòng)減速力，該制動(dòng)器反作用片(26)被安裝到變速箱轉(zhuǎn)矩輸入軸(18)，從而在變速箱換擋過(guò)程中變速箱齒輪傳動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)元件被制動(dòng)，以改善換擋品質(zhì)。
文檔編號(hào)F16D55/28GK102369369SQ201080014732
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者M·J·豪伯里克 申請(qǐng)人:伊頓公司