专利名称：具有辅助圈的卡环的制作方法
技术领域：
本发明涉及用在车辆变速器中的改进的卡环保持装置。
技术背景弹性挡圏或卡环为大致圆形或环形的保持装置，其具有将环分为两 个互连曲线构件的裂口或开口 。上述构件可偏转或弯曲以便于插入匹配 槽。卡环通常通过相对薄的金属片形成、冲压而成或以其他方式构成， 当被适当地插入槽中时，该金属薄片可将保持或卡紧力沿卡环的周向或 外周定向。定向力通常用于将各种匹配部件保持或卡紧在一起。由卡环施加的力矢量根据所使用的卡环的类型或形式以及环相对于保持或匹配的部分的位置而改变。可利用两种主要形式的卡环位于匹配内部槽中并用于施加向外定向卡紧力的内卡环，以及位于匹配外部槽中用于施加向内定向卡紧力的外卡环。在这两种主要类型的卡环中， 在机动车辆变速器中使用内卡环特别有利。在使用内卡环的情况下，通过偏转环的曲线梁或构件将环压紧或收 缩，然后将其插入或"卡"入连续槽，连续槽被切割到具有大致圆形剖 面的鼓、轴、圆柱或其他部件的内周表面中。 一旦被插入槽内，然后便 将卡环释放或其缩回其安装位置，由此在槽相对局限的空间内将周向卡紧力沿槽壁定向。以此方式，卡环可限制或最小化两个或更多匹配部件 (例如在离合器毂的单一或多个凸缘内与在变速器离合器组件中的匹 配鼓)之间不希望的横向或轴向运动。在变速器组装或制造过程中，因为难以接近壳体内的各个受限区 域，故对卡环的插入及移除在时间及材料方面可能需求较多。例如，安 装卡环的操作者通常需要将环插入或布置在具有限制接近的区域或安 装缝隙中，同时在卡环的曲线梁上施加较大量的力以张开或关闭环。上 迷空间及力的限制可能足以要求使用专用资本设备，由此实际上对组装 过程增加了较高的成本。此外，高负载应用的必要强度或刚性可能需要 由相应地增厚材料层形成的卡环，由此会导致变速器箱体或其他壳体内 整体轴向空间不希望的增大，导致需要较大箱体及/或对系统中的其他部
件进行重新设置。 发明内容因此，提供了一种改进的保持装置，其设置有基本圈或主圏；可变 宽度或可压缩开口 ，其将主圈划分为当插入匹配槽或通道内时可操作以 施加周向力的邻接曲线梁或部分；以及额外的次或辅助圈，其连接曲线 部，并可操作以改变压缩或释放曲线部所需的偏转或压缩力。根据本发明的一个方面，所述开口包括多个大致平行片状突起，每述曲线部弯曲或弯折,P由此以Y更于安装保持装置。片状突起进一步构造 为防止卡环在匹配周向槽内旋转。根据本发明的另 一方面，提供了 一种具有改进压缩力或偏转力的保 持装置，其中向外突伸辅助圈可减小使主圏的曲线部压缩或偏转所需的 压力，由此便于安装保持装置。根据本发明的另一方面，提供了一种具有改进刚性的保持装置，其 中向内突伸辅助圏可增大使主圏的曲线部压缩或偏转所需的压力或偏 转力，由此为主圈提供增大的刚性。根据本发明的另 一 方面，提供了 一种用于车辆变速器中的环状凸缘 组件，其中具有主圏及次辅助圏的大致环状保持装置被插入凸缘壁内的 连续周向或外周槽，具有多个片状突起的主圏被设置为防止主圏在周向 或外周槽内旋转。根据本发明的另 一方面，提供了 一种用于车辆变速器中的离合器组 件，其中改进的卡环保持装置可插入双凸缘离合器毂以及匹配离合器鼓 的匹配槽内，由此以保持离合器毂与鼓。结合附图，通过以下对实施本发明的最佳实施例的详细描述，可以 容易地理解本发明的上述特征及优点以及其他特征及优点。
图1A是根据本发明具有向外突伸辅助圈的改进的卡环的平面图； 图IB是根据本发明具有向内突伸辅助圈的改进的卡环的平面图； 图2A是与改进的内卡环结合的离合器鼓的平面图； 图2B是与改进的卡环结合的双凸缘离合器毂的侧视图； 图3A是示出简化直梁或直线梁的负载偏转的示意性视图； 图3B是示出具有本发明的辅助外圈的改变直梁的示例性负载偏转 的示意性视图；及图3C是示出具有辅助内圈的改变直梁的负载偏转的示意性视图。
具体实施方式
参考附图，其中在全部附图中类似的参考标号对应于相同或类似的 部件，在图1A中示出大致圆形或环形卡环10a,其包括主圈或基本圈 20,其具有宽度11并被构造有从主中心点32引出的主半径44。优选地 为圆形的向外突伸的次圈或辅助圈22a被构造有从辅助中心点30a引出 的辅助半径46a,伸出圈22a从主圈20的环状外周向外径向伸出。优选 地大致平行排列并相对于辅助圏22a成约180。相对布置的成对片状突起 或翼片24a， 24b在主圏20中界定了通常未弯曲或呈"自由状态"的裂 口或开口 26a。未弯曲开口 26a由图1A中的虚^象或虚线4仑廓表示。中心 点30a,32优选地沿对分主圈20及辅助伸出圏22a的主圈轴线38对准。 由此，主圈20具有第一及第二曲线梁部40， 42，通过致动分别布置在 梁部40, 42端部处的翼片24a, 24b,第一及第二曲线梁部40, 42至少 部分地具有挠性、可压缩或可偏转。如图1A中实线所示，当曲线部40, 42因向翼片24a, 24b施加压缩卡紧力而偏转时，形成宽度减小或压缩 的开口 26b。在优选实施例中，主半径44及辅助半径46a以约25: 1的比率成 比例的相关联，其中当显著地弯曲或压缩时，压缩的开口26b具有主半 径44的约0至5%的宽度。当曲线部40， 42处于"自由状态"时，即 未偏转或未弯曲，翼片24a, 24b优选地形成未弯曲开口 26a,如图1A 中虚线所示，其中翼片24a, 24b之间的相对角度约为40°,但本领域的 技术人员可理解根据具体应用所需也可采用其他偏转角或圏比率并进 行改变。翼片24a, 24b还优选地构造有单一或一系列槽口 25,其确定 尺寸并/或成形以配合环压缩工具(未示出)，例如钳子对，用于辅助压 缩并将环1 Oa例如插入离合器壳体的壁中的凸缘槽中。参考图2A,在这里描绘为示意离合器鼓的环形鼓54示出具有如上 所述的捕获卡环10a。卡环10a被插入沿鼓54的内周或内围表面52布 置的通道或周向凸缘槽50中，槽在图2A中以虚线示出。第一窗口或开 槽55a位于鼓54大致相对于辅助圈22a的一端，开槽55a适当地确定尺 寸以接收卡环10a的可弹性偏转翼片24a， 24b，以防止在凸缘槽50内 卡环10a的相对旋转或回转。为了获得旋转平衡并为了允许辅助外圈22a 的插入及弯曲，鼓54的底部或相对端部同样地具有大致类似且优选相 同并相对于开槽55a约180。相对布置的开槽55b。 一旦被压缩或偏转并 被插入凸缘槽50中，然后被释放，卡环10a就返回至非"自由状态，， 或未弯曲开口 26a的位置(参见图1A)，由此沿槽50的表面施加连续 向外周向卡紧力，由此在匹配部件之间(例如在图2A的离合器鼓54与 图2B的匹配离合器毂62之间)提供轴向支撑及降噪。图2B的离合器毂62具有布置在第 一 凸缘63a与第二凸缘63b之间 的连续外周通道或毂槽60。卡环10a被插入凸缘63a, 63b之间的槽60 中，并如上所述在片状突起24a， 24b的位置处被压缩(参见图1A)。 当保持卡环10a在压缩位置时，毂62被插入匹配离合器鼓54 (参见图 2A)。片状突起24a, 24b被保持在压缩位置直至敎62被完全插入离合 器鼓54。 一旦卡环10a与凸缘槽50对准，就释放卡环10a的片状突起 24a, 24b，卡环10a部分打开或减压以至少部分地填充匹配凸缘槽50 (参见图2A),同时保持至少部分处于毂槽60内。片状突起24a, 24b 卡入开槽55a内的适当位置，由此防止卡环10a在槽50， 60内的相对旋 转。例如，在图2B的离合器毂62的情况下，卡环10a将由此保持毂及 鼓，如同离合器鼓54及毂62的匹配表面上的任何花键所起的作用一 样。为了简化起见，在图2A的离合器鼓54的表面52以及图2B的毂 62的凸缘63a， 63b上并未示出匹配花键，其分别是可以采用花键的匹 配表面。通过利用所述的双凸缘设计，加倍了卡环10a与凸缘63a, 63b 之间的接触面积或力密度，这样可允许在数量上减少并/或在外观上改变 变速器部件内金属强化支撑部件(例如花键)的量及/或类型。在图1B的另一实施例中，卡环10b具有向内突伸的次或辅助内圈 22b，其具有中心点30b及辅助半径46b。辅助内圈的主要优点是双重 的。首先，通过将辅助内圏22b布置在主圏20的内侧，卡环10b的外 部尺寸或外周可以被完全隐藏在位于(例如离合器毂的)环状壁内的槽 中。此外，在一些情况下，安装空间有限或受到限制，由此图1A所示 类型的辅助伸出圈会不能合适地装配在凸缘中。其次，如下所述，可使 用辅助内圈22b以提高卡环10b的刚性，因为向内布置的辅助圈需要比
外圈设计更大的力以实现给定量的环形偏转。可通过使用图3A的筒化直线梁型材来解释因增加不同尺寸和不同 位置的辅助面而导致的作用在主表面上的偏转效果，其中具有长度Ll 的直梁70a被安装至地面74并承受施加的负载P。在本示例中，负载P 向梁？0a施加偏转5，其中5 = P* (Ll) 3/(3*E*I)。在该偏转公式中， 变量E为杨式模数，通常被称为弹性模量，变量I为惯性矩。本领域的 技术人员可理解，杨式模数E是对材料特定的量值，其中刚性材料提供 较小的偏转量，而惯性矩I依据梁型材的形状而改变。通过增加具有长度L2的向外布置的辅助梁72a,图3B改变了单一 梁设计。在该改变的结构中，力偏转公式改变为5 = P* (Ll+L2) V (3*E*I)。即，在给定负载P下增加的向外布置辅助梁72a增大了偏转 5。如力偏转公式所示，在根据本发明设计卡环时，通过改变环材料， 或通过改变环形状，可通过采用特定尺寸及形状的内及外圈来使偏转定 制化。相对地，图3C示出了具有长度L2 (等于图3B的长度L2)的向内 布置辅助梁72b。在本示例中，偏转5-P承(Ll-L2) 3/(3*E*I)。由此 在给定负载P下增加的辅助梁72b减小了偏转S，即，梁72b将硬度或 刚性传递至如上所述的梁。当该偏转效果被施加至弯曲梁或其他非线性 形状的梁(例如卡环)时，对应的力偏转公式在确定梁长度及线性偏转 时考虑内环及外环的半径。但是，注意，如图3A-3C的简化设计中所示， 偏转与惯性矩及杨式模数之间的总体反比关系独立于梁形状保持不环。虽^辅助梁:图1A，图1B中的辅助圏22a,'22b)优选为环状,但 也可采用诸如椭圆或抛物线等其他合适的形状来以上述方式进一步增 大或减小惯性矩。虽然已经详细描述了实施本发明的最佳模式，但熟悉本发明涉及领 域的技术人员将构思出落入所附权利要求范围内用于实施本发明的其 他各种不同的i殳计及实施例。
权利要求
1.一种卡环保持装置，在匹配槽中使用，所述卡环保持装置包括主圈，其至少部分地界定开口，所述开口具有可通过所述主圈的压缩而减小的宽度，其中所述开口部分地将所述主圈划分为邻接的第一及第二曲线部，所述曲线部可操作以将所述主圈保持在所述匹配槽内；以及辅助圈，其将所述第一曲线部与第二曲线部连接，并可操作以影响相对于所述匹配槽安装并释放所述主圈所需的压缩力。
2. 如权利要求1所迷的卡环保持装置，其中 所述开口还由多个大致平行可卡紧的片状突起界定，每个所述片状突起均具有足够的表面积用于将压缩力施加至所述主圏以使所述曲线 部弯曲，所述片状突起还被构造为最小化所述装置在所述匹配槽内的旋 转。
3. 如权利要求1所述的卡环保持装置，其中所述辅助圏充分向外突伸以减小使所述曲线部弯曲所需的压缩力。
4. 如权利要求1所述的卡环保持装置，其中所述辅助圈充分向内突伸以增大使所述曲线部弯曲所需的压缩力。
5. 如权利要求1所述的卡环保持装置，其中所述主圈的半径与所述辅助圈的半径以约25: 1的比率成比例地相 互关联。
6. 如权利要求1所述的卡环保持装置，其中当所述开口被完全压缩时，所述开口的宽度约为所述主圈的主半径 的0至5%。
7. —种环状凸缘组件，在车辆变速器中使用，所述组件包括 鼓，其包括具有周向主槽的凸缘壁；以及大致环状保持装置，其具有主圈，所述主圈具有开口，所述开口具 有可通过所述主圈的压缩而减小的宽度，所述开口至少部分地将所述主 圈划分为一对曲线部，所述曲线部由次辅助圈可操作地连接；其中，所述保持装置至少部分地为挠性，并可插入所述主槽内以施 加向外的卡紧力。
8. 如权利要求7所述的组件，包括第一凸缘开槽以及基本与所述第一开槽相对布置的第二凸缘开 槽，其中所述主圏还包括多个可卡紧的片状突起，所述片状突起至少部 分地界定所述开口，并被构造为可插入所述开槽之一，由此以最小化所 述保持装置在所述主槽内的旋转。
9. 如权利要求7所述的组件，包括第一凸缘开槽以及基本与所述第一开槽相对布置的第二凸缘开 槽，其中所述辅助圈可插入所述开槽之一，每个所述开槽均提供足够的 开口表面积以使所述辅助圏在其中弯曲。
10. 如权利要求7所述的组件，其中所述辅助圏是可操作以增大使所述曲线部弯曲所需的压缩力的向 内突伸内圈。
11. 如权利要求7所述的组件，其中所述辅助圏是可操作以减小使所述曲线部弯曲所需的压缩力的向 外突伸伸出圈。
12. 如权利要求7所述的组件，其中所述主圈的半径与所述辅助圏的半径以约25: 1的比率成比例地相 互关联。
13. 如权利要求7所述的组件，其中当所述开口被完全压缩时，所述开口的宽度约为所述主圈的主半径 的0至5%。
14. 一种离合器组件，在车辆变速器中使用，所述组件包括 在其间具有连续周向毂槽的第 一及第二离合器毂凸缘； 离合器鼓，其包括具有周向凸缘槽的凸缘壁；以及 卡环保持装置，其具有主圏及次辅助圈，所述主圏具有开口，所述开口具有可通过所述主圈的压缩而减小的宽度，所述开口至少部分地将所述主圈划分为一对可操作地连接的曲线部，所述次辅助圏将该对曲线 部连接，以便于使所述曲线构件弯曲；其中，所述离合器毂可插入所述离合器鼓，并且其中所述卡环保持 装置可插入所述毂槽及所述凸缘槽两者内，由此保持所述离合器毂与所 述离合器鼓。
15. 如权利要求14所述的离合器组件，其中 所述辅助圈是可操作以增大使所述曲线部弯曲所需的压缩力的向 内突伸内圏。
16. 如权利要求14所述的离合器组件，其中所述辅助圏是可操作以减小使所述曲线部弯曲所需的压缩力的向 外突伸伸出圈。
17. 如权利要求14所述的离合器组件，所述离合器鼓包括 第一凸缘开槽以及基本与所述第一开槽相对布置的第二凸缘开槽，其中所述主圏包括多个片状突起，所述片状突起至少部分地界定所 述开口，并可插入所述开槽之一，由此以最小化所述卡环在所述毂槽以 及所述凸缘槽内的旋转。
18. 如权利要求14所述的离合器组件，其中 所述主圈的半径与所述辅助圈的半径以约25: 1的比率成比例地相互关联。
19. 如权利要求14所述的离合器组件，其中当所述开口被完全压缩时，所述开口的宽度约为所述主圏的主半径 的0至5%。
20. 如权利要求17所述的离合器组件，包括辅助圈，其可插入所述开槽之一，由此以允许所述辅助圈的弯曲运
全文摘要
本发明提供了一种保持装置或卡环，用于在变速器内保持匹配毂及鼓。该装置可插入沿环状凸缘的内周的槽，并包括主外圈、开口，开口用于将卡环划分为两个可偏转曲线部并至少部分地由从各个曲线构件伸出的片状突起界定。片状突起提供了充分的表面积用于向卡环施加偏转力或压力，并成型以便于使用偏转工具。卡环还具有用于减小偏转力的向外突伸辅助圈，或用于增大偏转力的向内突伸辅助圈。可在具有多个槽的双凸缘毂内使用卡环以便于在凸缘槽内插入辅助圈及片状突起。
文档编号F16H57/00GK101118011SQ200710138410
公开日2008年2月6日 申请日期2007年8月1日 优先权日2006年8月2日
发明者J·Y·-L·陈, L·巴辛 申请人:通用汽车环球科技运作公司