扭矩传递离合器分离的制作方法

本公开涉及用在汽车自动变速器中的扭矩传递离合器设计。

背景技术：

本节的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可构成或者可不构成现有技术。

多速自动变速器使用具有摩擦表面的摩擦离合器(例如，锁止离合器)来临时地将变矩器锁定至变速器输入轴，并且抓紧和制动以便在变速器换挡操作以进行前向和反向齿轮驱动期间改变齿轮比。已知的离合器组件在多个摩擦片上提供摩擦表面，当将液压压力施加至离合器组件时，多个摩擦片与多个反应片接合。已知的离合器组件使用花键连接来单独地将反应片和摩擦片联接至变速器结构或者变速器的部件。然而，花键连接仅仅提供有限的水平位移。

当没有通过液压压力来接合离合器组件时，令人期望的是在摩擦表面与反应片之间维持间隙以便减小摩擦诱导热量、摩擦表面磨损、以及相关联的燃油经济性退化。花键连接所允许的有限水平位移可不允许在这些部件之间维持充足的间隙并且因此可通常会诱导热量、摩擦、以及退化的燃油经济性。

因此，尽管当前的自动变速器离合器组件会实现其预期目的，但仍需要一种新的且改进的装置和方法以用于减小或者消除花键离合器组件，因而允许更大的水平移动并且改进离合器组件设计。

技术实现要素：

根据几个方面，一种扭矩传递变速器驱动系统包括具有第一摩擦表面的第一摩擦片。第二摩擦片具有朝着第一摩擦表面定向的第二摩擦表面。反应片定位在第一摩擦表面与第二摩擦表面之间。在离合器接合状态下,至少一个带式弹簧弹性地压缩从而允许反应片摩擦地接合在第一摩擦表面与第二摩擦表面之间，并且在离合器脱离状态下，至少一个带式弹簧弹性地扩张从而在反应片与第一摩擦表面和第二摩擦表面中的每一个之间产生间隙。

在本公开的另一方面中，至少一个带式弹簧在第一端处连接至第二摩擦片并且在第二端处连接至第一摩擦片，从而至少一个带式弹簧将第一摩擦片结合至第二摩擦片。

在本公开的另一方面中，第二摩擦片限定出双面摩擦片，该双面摩擦片包括相对于第二摩擦表面相反地定向的第三摩擦表面。

在本公开的另一方面中，第三摩擦表面面朝变速器壳体并且在离合器接合状态下与变速器壳体接触。

在本公开的另一方面中，至少一个紧固件将反应片连接至变速器壳体。

在本公开的另一方面中，多个带式弹簧分别使用紧固件在第一端处连接至第二摩擦片。

在本公开的另一方面中，带式弹簧分别通过焊缝在第一端处连接至第二摩擦片。

在本公开的另一方面中，带式弹簧分别在第一端处整体地连接至第二摩擦片，从而使得带式弹簧限定出第二摩擦片的整体延伸部。

在本公开的另一方面中，在离合器脱离状态下，带式弹簧包括从第一端踏到第二端的台阶式形状。

在本公开的另一方面中，台阶式形状包括在第一端处的大体上平坦的第一表面，当带式弹簧在离合器脱离状态下未受压缩时，大体上平坦的第一表面升高超过在相反第二端处的大体上平坦的第二表面。

在本公开的另一方面中，第一端与第二端之间的高度“h”差异是预定值，并且其中，在离合器脱离状态下，高度“h”差异在第一摩擦表面、第二摩擦表面与反应片之间产生预定间隙。

在本公开的另一方面中，至少一个带式弹簧通过至少一个紧固件连接至反应片。

在本公开的另一方面中，至少一个带式弹簧和至少一个紧固件联接至固定背板，从而使得至少一个带式弹簧和反应片可朝着或者远离背板位移。

在本公开的另一方面中，一种扭矩传递变速器驱动系统包括第一摩擦表面。第二摩擦表面朝着第一摩擦表面定向。反应片定位在第一摩擦表面与第二摩擦表面之间。活塞由流体压力致动以便使第一摩擦表面朝着第二摩擦表面位移，从而将反应片摩擦地接合在第一摩擦表面与第二摩擦表面之间。在离合器接合状态下，至少一个带式弹簧弹性地压缩以便允许反应片摩擦地接合在第一摩擦表面与第二摩擦表面之间，并且在离合器脱离状态下，至少一个带式弹簧弹性地扩张以便在反应片与第一摩擦表面和第二摩擦表面中的每一个之间产生间隙。

在本公开的另一方面中，第一摩擦片具有固定至其的第一摩擦表面，其中，第一摩擦片限定活塞。

在本公开的另一方面中，至少一个带式弹簧通过紧固件连接至反应片。

在本公开的另一方面中，第一摩擦片具有固定至其的第一摩擦表面；并且第二摩擦片具有固定至其的第二摩擦表面。

在本公开的另一方面中，至少一个带式弹簧通过至少一个紧固件连接至第一摩擦片和第二摩擦片两者。

在本公开的另一方面中，背板被固定至变速器的结构；并且波板定位在活塞与反应片之间且在由活塞接触时发生作用以便使第一摩擦表面、反应片、以及第二摩擦表面一起朝着背板位移。

根据本公开的其它方面，一种扭矩传递变速器驱动系统包括具有第一摩擦表面的第一摩擦片。第二摩擦片具有朝着第一摩擦表面定向的第二摩擦表面。反应片定位在第一摩擦表面与第二摩擦表面之间。活塞由流体压力致动以便使第一摩擦表面朝着第二摩擦表面位移，从而将反应片摩擦地接合在第一摩擦表面与第二摩擦表面之间。多个带式弹簧分别连接至第一摩擦片和第二摩擦片两者或者连接至反应片。在离合器接合状态下，多个带式弹簧弹性地压缩从而允许反应片摩擦地接合在第一摩擦表面与第二摩擦表面之间，并且在离合器脱离状态下，多个带式弹簧弹性地扩张从而在反应片与第一摩擦表面和第二摩擦表面中的每一个之间产生间隙。

其它适用领域将从本文提供的描述中变得显而易见。应理解，本说明书和特定示例仅仅意在用于图示的目的，并且不意在限制本公开的范围。

附图说明

本文所描述的附图仅仅用于图示目的，并且不意在以任何方式限制本公开的范围。

图1是本公开的扭矩传递变速器驱动系统的截面侧视立视图；

图2是本公开的具有双面摩擦表面的摩擦片组件和多个带式弹簧的端部立视图；

图3是图2的摩擦片组件的右侧透视图；

图4是本公开的摩擦片组件的另一方面的端部立视图；

图5是本公开的摩擦片组件的另一方面的端部立视图；

图6是本公开的摩擦片组件的另一方面的端部立视图；

图7是从图1修改而来的另一扭矩传递变速器驱动系统的截面侧视立视图；

图8是从图1修改而来的另一扭矩传递变速器驱动系统的截面侧视立视图；

图9是从图1修改而来的另一扭矩传递变速器驱动系统的截面侧视立视图；

图10是本公开的处于非压缩台阶式配置中的带式弹簧的侧视立视图；

图11是图10的处于压缩状态下的带式弹簧的侧视立视图；以及

图12是本公开的具有多个带式弹簧的离合器组件的截面侧视立视图。

具体实施方式

如下描述在本质上仅仅是示例性的并且不意在限制本公开、应用、或者使用。

参照图1，根据几个方面，用于机动车辆的扭矩传递变速器驱动系统10将来自诸如马达或者内燃机等原动机12的原动力传递至封装在变速器壳体16内的变速器14。变矩器18传递原动机12的转动能并且通常包括泵20、涡轮22、以及定位在变矩器壳体26内的定子24。泵20联接至变矩器壳体26并且由原动机驱动部件28驱动。涡轮22由泵20的旋转流体地驱动。定子24位于泵20与涡轮22之间并且用于大量增加变矩器18内的扭矩。扭转隔振器30用于隔离原动机驱动部件28、变矩器18、以及变速器输入轴32之间的扭矩脉动。

变速器14使用离合器组件36可释放地联接至变矩器壳体26。离合器组件36包括柔性第一或者单面摩擦片38，柔性第一或者单面摩擦片38也用作活塞，活塞通过扭转隔振器30附接至变速器输入轴32。第一或者单面摩擦片38包括面朝反应片42的第一摩擦表面40，反应片42通过花键44连接至变矩器壳体26。第二或者双面摩擦片46定位在反应片42与变矩器壳体26之间。多个带式弹簧48和紧固件50(诸如，铆钉)用于将第二或者双面摩擦片46连接至第一或者单面摩擦片38。双面摩擦片46包括面朝反应片42的第二摩擦表面52、以及面朝变矩器壳体26的第三摩擦表面54。施加至摩擦片38的液压压力使得单面摩擦片38朝着反应片42偏转。这又使得第一摩擦表面40与反应片42摩擦地接触，反应片42偏转以与第二摩擦表面52接触。双面摩擦片46因而偏转，从而使得第三摩擦表面54与变矩器壳体26接触。

为了在离合器组件36未接合时在第一摩擦表面40与反应片42之间、在反应片42与第二摩擦表面52之间、以及在第三摩擦表面54与变矩器壳体26之间提供旋转间隙，多个带式弹簧48具有台阶式形状或者主体几何结构。通过使用多个带式弹簧48，离合器组件36提供使离合器组件36的总摩擦表面积最大化同时使离合器组件36的侧向厚度最小化的益处，因而节约空间并且提供变矩器壳体26的布置灵活性。

参照图2，并且再次参照图1，根据几个方面，使用多个带式弹簧(在该示例中具有六个带式弹簧48a、48b、48c、48d、48e、48f)来提供双面摩擦片46至单面摩擦片38的组件55。带式弹簧48a、48b、48c、48d、48e、48f中的每一个使用其中一个紧固件50(诸如，铆钉)单独地被紧固到单面摩擦片38上，并且带式弹簧48a、48b、48c、48d、48e、48f中的每一个的相反端使用紧固件58(诸如，铆钉)单独地被紧固到双面摩擦片46的单独的翼延伸部56上。在这方面，各个翼延伸部56从双面摩擦片46向内定向。同样在这方面，带式弹簧48a、48b、48c、48d、48e、48f中的每一个定向在相同方向上，从而当在压力下应用离合器组件36时每个带式弹簧将类似地受到负载，全都处于伸展下或者全都处于压缩下。

参照图3，并且再次参照图1至图2，带式弹簧48a、48b、48c、48d、48e、48f中的每一个具有台阶式形状，从与翼延伸部56连接处的第一端60到第二端62处的单面摩擦片38。带式弹簧48a、48b、48c、48d、48e、48f的台阶式形状提供了几个优点，包括在将液压系统压力负载至离合器组件36以及从离合器组件36上卸载液压系统压力期间允许压缩和扩张，从而在离合器组件的卸载或者离合器脱离状态下为各个摩擦表面提供间隙。带式弹簧48a、48b、48c、48d、48e、48f的台阶式形状还提供了使摩擦表面的接触表面积最大化，以及提供间隙以用于将反应片42包含在第一摩擦表面40与第二摩擦表面52之间。

参照图4，并且再次参照图1至图3，根据其它方面，从组件55修改得到双面摩擦片68至单面摩擦片38的组件64，因而本文将仅仅对差异做进一步讨论。组件64包括多个带式弹簧，在该示例中为六个带式弹簧66a、66b、66c、66d、66e、66f。带式弹簧66a、66b、66c、66d、66e、66f中的每一个定向为与前一个带式弹簧的方向相反，从而当在压力下应用离合器组件36时各个连续的带式弹簧66a、66b、66c、66d、66e、66f将相反地受到负载，处于伸展下或者处于压缩下。带式弹簧66a、66b、66c、66d、66e、66f中的每一个单独地被紧固到双面摩擦片68的单独的翼延伸部上，该单独的翼延伸部的间隔与组件55的各翼延伸部56之间的相等间隔不同。例如，同第一翼延伸部70与连接第六带式弹簧66f的第三翼延伸部74之间的间隔相比，连接第一带式弹簧66a的第一翼延伸部70与连接第二带式弹簧66b的第二翼延伸部72间隔得更远。需要该间隔差异来实现组件64的连续的带式弹簧的相反朝向。

参照图5，并且再次参照图1至图4，根据其它方面，从组件55和64修改得到双面摩擦片80至单面摩擦片38的组件76，因而本文将仅仅对差异做进一步讨论。组件76包括多个带式弹簧，在该示例中为六个带式弹簧78a、78b、78c、78d、78e、78f。带式弹簧78a、78b、78c、78d、78e、78f成对地布置，其中，每一对在共同端处被紧固至单个翼延伸部，因而仅仅需要三个翼延伸部，包括第一翼延伸部82、第二翼延伸部84、以及第三翼延伸部86。每一对带式弹簧(例如，第一带式弹簧78a和第二带式弹簧78b)彼此相反地定向，从而当在压力下应用离合器组件36时，每一对带式弹簧的带式弹簧将相反地受到负载，处于伸展下或者处于压缩下。第一翼延伸部82、第二翼延伸部84、以及第三翼延伸部86围绕双面摩擦片80的内周界等距地间隔隔开以便定中来自带式弹簧的负载。

参照图6，并且再次参照图1至图5，根据其它方面，从组件55、64和76修改得到双面摩擦片92至单面摩擦片38的组件88，因而本文将仅仅对差异做进一步讨论。组件88包括多个带式弹簧，在该示例中为六个带式弹簧90a、90b、90c、90d、90e、90f。除了单独地将带式弹簧90a、90b、90c、90d、90e、90f紧固至双面摩擦片92之外，带式弹簧90a、90b、90c、90d、90e、90f中的每一个也能例如通过焊接整体地连接至双面摩擦片92。因此提供了连接接头94以将带式弹簧90a、90b、90c、90d、90e、90f中的每一个固定至双面摩擦片92。这需要将带式弹簧焊接至双面摩擦片92或者将各个带式弹簧与双面摩擦片92冲压在一起。

一般地参照图7至图9，并且再次参照图1，能够使用本公开的连接摩擦片的带式弹簧来提供变矩器组件和离合器组件的不同几何结构。

例如，并且具体地参照图7，用于机动车辆的变速器驱动系统96是从变速器驱动系统10修改而来。为了提供更大的离合器扭矩，从变矩器壳体26修改得到变矩器壳体98，以便通过包括长于摩擦片38的柔性单面摩擦片102来适应定位为径向地更远离变速器输入轴的离合器组件100。单面摩擦片102包括面朝反应片106的第一摩擦表面104，反应片106通过紧固件108和托架110连接至变矩器壳体98。双面摩擦片112定位在反应片106与变矩器壳体98之间。使用多个带式弹簧114和多个紧固件116来连接双面摩擦片112。双面摩擦片112包括面朝反应片106的第二摩擦表面118、以及面朝变矩器壳体98的第三摩擦表面120。离合器组件100的位置比离合器组件36径向地更远离变速器输入轴会生成比离合器组件36更大的扭矩。

更具体地参照图8，用于机动车辆的变速器驱动系统122是从变速器驱动系统10修改而来。为了提供更大的离合器位置灵活性，从变矩器壳体26修改得到变矩器壳体124以便适应离合器组件126，离合器组件126具有使用紧固件130直接连接至变矩器壳体124的反应片128。单面摩擦片132包括面朝反应片128的第一摩擦表面134。摩擦片132被修改为还接收一组带式弹簧136，带式弹簧136用于支撑双面摩擦片138，从而使得双面摩擦片138的摩擦表面定位在反应片128与变矩器壳体124之间。双面摩擦片138使用多个带式弹簧136和多个紧固件140连接至从第一摩擦表面134径向向外的摩擦片132。

参照图9，并且再次参照图8，进一步从参照图7所描述的变速器驱动系统96修改得到用于机动车辆的变速器驱动系统142，以便使离合器扭矩最大化。离合器组件144的径向位置相对于变速器输入轴被最大化。柔性单面摩擦片146的长度得到最大化。反应片148包括与变矩器壳体150的最外部分邻接的部分并且通过花键152连接至变矩器壳体150。摩擦片146上的第一摩擦表面154面朝反应片148。双面摩擦片158的第二摩擦表面156面朝反应片148，并且双面摩擦片158的第三摩擦表面160面朝变矩器壳体150。双面摩擦片158使用多个带式弹簧162和多个紧固件164连接至摩擦片146。离合器组件144的位置比离合器组件100径向地更远离变速器输入轴会生成比离合器组件100更大的反应力和扭矩。

参照图10，并且再次参照图1至图8，带式弹簧(诸如，本文所提到的带式弹簧48)的几何结构提供台阶式设计，其中，当带式弹簧48处于未受压缩或者离合器脱离状态下时，在第一端60处的大体上平坦的第一表面166升高超过在相反第二端62处的大体上平坦的第二表面168。在带式弹簧48的端部之间设置的该高度“h”差异是预定值，并且在离合器组件的离合器脱离状态下，在第一摩擦表面40与反应片42之间、以及相等地在第二摩擦表面52与反应片42之间提供预定间隙。根据几个方面并且继续参照图10，预定间隙因此大体上是高度“h”的一半。本公开的带式弹簧可以被制作为单层单一材料(诸如，弹簧钢)或者可以由多层一种或多种材料的叠层制成。带式弹簧可以例如通过使用铆钉、螺钉、通过焊接连接、通过粘合、通过卷边、或者通过花键来附接至摩擦片。根据几个方面，带式弹簧可以附接至摩擦片，或者根据其它方面，带式弹簧可以附接至反应片。本公开对带式弹簧的使用在离合器组件中提供了更多数量的摩擦表面，对变矩器壳体的长度和/或变速器的长度有着最小的影响。

参照图11，并且再次参照图1至图10，当将力“f”施加至带式弹簧(诸如，施加至带式弹簧48)时，带式弹簧48对抗与力“f”相反作用的偏置力进行压缩，从而使得第一表面166大体上与第二表面168共面。如本文所描述的，将液压压力施加至离合器组件，诸如，将液压压力施加至第一或者单面摩擦片38。因此，单面摩擦片38用作针对反应片42和第二或者双面摩擦片46两者的活塞，并且弹性地压缩带式弹簧48。带式弹簧48的弹性压缩导致平坦的第一表面166与平坦的第二表面168大体上对齐直到液压离合器压力减小。当作用在单面摩擦片38上的液压压力减小从而限定出离合器脱离状态时，带式弹簧48的偏置力恢复如图10中示出的带式弹簧48的台阶式几何结构。重新建立了参照图10所示出和描述的高度“h”差异并且恢复了摩擦表面与反应片之间的间隙。

要注意的是，本文所讨论的离合器组件中所识别的六个带式弹簧的数量没有限制性，并且六个的数量可以发生变化，包括具有最少三个带式弹簧，以及在本公开的范围内具有大于三个带式弹簧的数量。

参照图12，本公开的带式弹簧设计还可以用在多个不同的应用中，包括用在变速器齿轮换挡离合器和制动器设计中。在示例性离合器组件170中，背板172用花键连接至变速器的变速器壳体174。第一摩擦片176和第二摩擦片178单独地用花键连接至轮毂180。轮毂180连接至变速器构件(未示出)，其可以包括行星齿轮组或者变速器轴的构件。第一摩擦片176和第二摩擦片178中的每一个包括至少一个摩擦表面，诸如，第一摩擦表面182和第二摩擦表面184。第一反应片186定位为由第一摩擦表面182摩擦地接合，并且第二反应片188定位在第一摩擦片176与第二摩擦片178之间并且由至少第二摩擦表面184摩擦地接合。除了如已知那样将第一反应片186和第二反应片188连接至壳体构件174之外，第一反应片186和第二反应片188还能由第一带式弹簧190分离开，并且第二带式弹簧192将第二反应片186从背板172上分离开。除了花键之外，第一反应片186和第二反应片188、第一带式弹簧190、以及第二带式弹簧192还能使用围绕组件的直径以规则角度间隔进行定位的紧固件(诸如，紧固件194)连接至彼此。例如，紧固件194可以是固定至背板172的铆钉。

当液压压力没有作用在离合器组件170上时，第一带式弹簧190和第二带式弹簧192的偏置力通常用于将第一摩擦片176和第二摩擦片178的摩擦表面从反应片186和188以及背板172上分离。液压压力用于经由活塞196来致动离合器组件170，其作用在波板198上以便使第一摩擦片176、第二摩擦片178、以及反应片186和188一起朝着背板172位移。为了接合离合器组件170，将加压的液压流体引入活塞室200中，这使得活塞196对抗回位弹簧202的偏置力而位移。活塞室200和活塞196位于变速器壳体174的壳体部分204中。活塞196与波板198接触，波板198然后使得第一摩擦片176、第二摩擦片178、以及反应片186和188一起在紧固件194上朝着背板172滑动。

由于第一反应片186和第二反应片188未固定至变速器壳体174，因而第一带式弹簧190和第二带式弹簧192的偏置力允许第一反应片186和第二反应片188更自由地相对于彼此移动，并且因此当离合器组件170未被加压时在第一摩擦片176和第二摩擦片178的摩擦表面与第一反应片186和第二反应片188之间提供更大的间隙。这会减小摩擦磨损并且增加离合器组件170的使用寿命。

根据本公开的几个方面，扭矩传递变速器驱动系统10包括具有第一摩擦表面40、104、134、154、182的第一摩擦片38、102、132、146、176。第二摩擦片46、68、80、92、112、138、148、178具有朝着第一摩擦表面40、104、134、154、182定向的第二摩擦表面52、118、156、184。反应片42、106、128、148、188定位在第一摩擦表面40、104、134、154、182与第二摩擦表面52、118、156、184之间。活塞38、132、196由流体压力致动以便使第一摩擦表面40、104、134、154、182朝着第二摩擦表面52、118、156、184位移，从而与第一摩擦表面和第二摩擦表面之间的反应片42、106、128、148、188摩擦地接合。多个带式弹簧48、66、78、90、114、136、162、190、192分别连接至第一摩擦片和第二摩擦片两者或者连接至反应片。在离合器接合状态下，多个带式弹簧48、66、78、90、114、136、162、190、192弹性地压缩从而允许反应片42、106、128、148、188摩擦地接合在第一摩擦表面40、104、134、154、182与第二摩擦表面52、118、156、184之间，并且在离合器脱离状态下，多个带式弹簧48、66、78、90、114、136、162、190、192弹性地扩张从而在反应片42、106、128、148、188与第一摩擦表面40、104、134、154、182和第二摩擦表面52、118、156、184中的每一个之间产生间隙。

本发明的描述在本质上仅仅是示例性的，并且不背离本发明的要旨的变型意在落在本发明的范围内。这种变型不应被认为是背离本发明的精神和范围。