用于速度感测装置的压配合音轮的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于速度感测装置的压配合音轮。所述音轮被应用于行星齿轮组中。该行星齿轮组包括绕轴线旋转的行星齿轮架。音轮可用作速度感测机构的一部分，其中该音轮包括位于外表面上的表面特征，并且当表面特征绕轴线旋转并且经过速度传感器时该速度传感器感测表面特征。音轮通过压配合或过盈配合连接至行星齿轮架。为此，音轮包括从音轮的内表面向内延伸的支腿或凸缘。当将音轮压到行星齿轮架上时支腿或凸缘弯曲。支腿或凸缘将音轮牢固地附接至行星齿轮架。
【专利说明】
用于速度感测装置的压配合音轮
技术领域
[0001]本申请总体上涉及一种被配置为与速度传感器相互作用的音轮。更具体地，该音轮用于行星齿轮组并且被配置为通过过盈配合与行星齿轮组的齿轮附接。
【背景技术】
[0002]现代车辆包括过多提供信息至一个或多个控制器的电子传感器。一种这样的传感器为检测旋转部件的速度的转速传感器。音轮(tone wheel)可与旋转部件一体地成形或附接至旋转部件。音轮包括狭槽、凹槽或其它表面特征(feature)。随着旋转部件旋转，音轮的表面特征也旋转并且每次表面特征旋转经过传感器时产生电脉冲。
[0003]车辆中的变速器具有很多旋转部件，并且旋转部件的速度有助于很多不同的控制设置。具有旋转部件的变速器中的机构的一个示例为行星齿轮组。行星齿轮组包括中心齿轮、行星齿轮、行星齿轮架和环形齿轮。这些齿轮中的任何一个都可被配置为绕中心轴线旋转。检测到的这些齿轮中的一个的转速通常可通过行星齿轮组的给定齿轮比而使得其它齿轮的转速被得知。例如，可设置绕行星齿轮架旋转并且紧固至行星齿轮架的音轮以得知行星齿轮架的速度；因此，也可得知中心齿轮以及行星齿轮的速度。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，一种变速器包括具有行星齿轮架的行星齿轮组。环形音轮连接至行星齿轮架，并且具有内径表面和外径表面。音轮进一步包括从内径表面向内延伸的一对支腿。支腿与行星齿轮架之间形成过盈配合。
[0005]在另一实施例中，提供了一种用于车辆的变速器的音轮。音轮具有本体，该本体具有凸出的外表面、内凹的内表面和多个凸缘。外表面具有绕中心轴线环形设置在其上的多个表面特征。凸缘从内表面朝中心轴线向内延伸。每个凸缘具有用于接触行星齿轮架的配合表面。配合表面轴向地偏离本体的内表面。
[0006]在一些实施例中，所述变速器包括多个行星齿轮，并且其中所述本体包括多个凹部，每个所述凹部设在所述多个凸缘中的两个之间以分别容纳所述行星齿轮中的一个。
[0007]在又一实施例中，提供了一种组装行星齿轮组的方法。该方法包括将多个行星齿轮连接至行星齿轮架，其中该行星齿轮架具有多个表面，每个该表面都位于相邻的行星齿轮之间。该方法还包括将音轮的一对支腿压配合到每个表面上以将音轮固定至行星齿轮架。
[0008]在一些实施例中，所述压配合的步骤包括使所述支腿径向地向外偏转。
[0009]在一些实施例中，所述压配合的步骤包括使所述音轮沿着所述行星齿轮架的中心轴线滑动。
[0010]在一些实施例中，所述压配合的步骤进一步包括使所述音轮的多个凹部在所述行星齿轮上轴向地滑动。
【附图说明】
[0011]图1为具有附接的音轮的行星齿轮组的主视图。
[0012]图2为单独的、图1中的音轮的主视图。
[0013]图3为图2中的音轮的透视图。
[0014]图4为行星齿轮组的一部分的透视图，其示出了音轮与行星齿轮组的行星齿轮架之间的过盈配合。
[0015]图5为行星齿轮组与附接的音轮、以及适配的传感器的透视图。
【具体实施方式】
[0016]根据需要，本说明书中公开了本发明的详细实施例;然而，应当理解，公开的实施例仅仅为可采取各种和可替代的形式实施的本发明的示例。附图不需要按比例绘制；一些特征可被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本说明书中公开的具体结构和功能细节不应被认为是限制，但仅仅认为是用于教导本领域技术人员以多种形式利用这些实施例的代表性基础。
[0017]参考图1-4，示出了用于车辆的变速器的行星齿轮组10。行星齿轮组10包括中心齿轮(未示出)，该中心齿轮与齿轮组10共用中心轴线。从中心齿轮径向地向外的是三个行星齿轮14。行星齿轮14包括对应于中心齿轮上的齿的啮合齿16。随着中心齿轮旋转，行星齿轮14中的每个绕其本身的各个轴线旋转。
[0018]行星齿轮架18可驱动地连接至行星齿轮14中的每一个。行星齿轮架18可将旋转运动传递至行星齿轮14以及从行星齿轮14传递旋转运动，使得行星齿轮14可绕中心齿轮一致地旋转。随着行星齿轮架18绕中心轴线旋转，行星齿轮14绕中心轴线以及其本身的独立轴线旋转。
[0019]音轮总体上在20处示出，并且单独显示在图2和图3中。音轮20连接至行星齿轮架18以与行星齿轮架一起以相同的转速旋转。起转速传感器的一部分的作用，音轮20的旋转被感测以通过已知的数学齿轮关系确定行星齿轮架18的转速和因此的行星齿轮组内其它部件的转速。
[0020]音轮20总体上为圆形的并且因此包括一般意义上的直径。音轮20包括外径表面22。外径表面上冲压、形成或设置有连续的一系列凹槽、孔、波纹或其它的表面特征24。如下文将参考图5描述地，当这些表面特征经过传感器时，传感器产生脉冲。该脉冲的速度或频率对应于音轮20的转速。
[0021]利用音轮20使车辆控制器能够确定行星齿轮组10的行星齿轮架以及其它部分的转速。准确确定这些部件的转速对得知输入行星齿轮组和从行星齿轮组输出的速度是有用的。
[0022]在行星齿轮组10的组装期间，在将行星齿轮14与行星齿轮架18组装在一起之后必须将音轮20装在行星齿轮架18上。将音轮20焊接至行星齿轮架18可提高污染行星齿轮组10的行星齿轮以及轴承的风险。并且，典型的压配合应用使压制的部件的表面变形以确保紧密的配合。音轮20与相关联的传感器之间精确的定位与间隙对准确的速度读取是必要的。
[0023]根据本申请，行星齿轮组10的音轮20设有使其能够被压配合到行星齿轮架18上的特征。这消除了对时间、费用的需要以及随焊接自然而来的潜在的污染。
[0024]为了实现压配合，音轮20包括内径表面30，内径表面30具有从其延伸的多个支腿32。支腿32为相对柔性的，在于其可相对于音轮20的内径表面30和外径表面22弯曲。这允许支腿32被压到行星齿轮架18上并且形变以确保牢固的压配合而不会使设有表面特征24的外径表面22产生变形。换言之，支腿32设有待压配合到行星齿轮架18的相关联表面上同时保持外径表面22的形状的表面。
[0025]支腿32可成对出现。如图1所示，例如，音轮20包括三对支腿32，每对接触行星齿轮架18的一个对应接触区域34。该实施例有益于三行星齿轮齿轮组，在该三行星齿轮齿轮组中行星齿轮架包括在行星齿轮14中的两个之间持续延伸的三个区域。如图1所示，接触区域34可为从行星齿轮14轴向外侧的区域朝行星齿轮14延伸并位于行星齿轮14之间的凸缘。支腿32可接触行星齿轮架18的该接触区域34的相对侧面。在两对支腿32之间的为内径表面30的内凹区域36。这就提供了用于使单独的行星齿轮14旋转的间隙。
[0026]图中示出的音轮20仅为一个实施例，其中针对行星齿轮架的三个接触区域34中的每一个接触区域，音轮20具有三组或三对支腿32。这对应于具有三个行星齿轮14的行星齿轮组。然而，应理解可设置多于或少于三个的行星齿轮14，并且这样，可将行星齿轮架18设计为具有多于或少于三个的在行星齿轮14的各个对之间延伸的接触区域34。这可导致具有多于或少于三对的支腿32的音轮20的设计。例如，行星齿轮组10可具有五个行星齿轮，并且音轮20可包括五对支腿32，每对支腿32分别接触行星齿轮架的一个接触区域。
[0027]为了使音轮20与行星齿轮架18之间的过盈配合或压配合牢固，可利用机械压制装置(未示出)。可液压装备该压制装置或该压制装置能够提供大的压力至音轮20。可运转机械压制装置以沿着行星齿轮架18在行星齿轮组10的中心轴线的方向上压音轮20。随着沿行星齿轮架推动音轮20，支腿32为音轮20接触行星齿轮架18的第一个和唯一的部分。支腿32从中心轴线稍微向外变形并且提供对行星齿轮架18的接触区域34的阻力。当完成压制而将音轮20压到行星齿轮架18上时，支腿32与接触区域34之间形成牢固的过盈配合。
[0028]由于支腿32成对出现，在两个独立位置处每对支腿32与行星齿轮架18形成过盈配合。每对支腿在行星齿轮架18的每个接触区域34提供两个负载点。如图所示，如果设有三对支腿32，则设置六个不同的负载点。通过六个不同的负载点，具有过盈配合的力的弯曲结构总体上是六边形的。相反，如果音轮将具有单个的焊点等以将音轮紧固至行星齿轮架，则将设置仅三个负载点并且因此弯曲结构将为三角形的。利用成对的支腿32以具有额外负载点通过将负载扩散至额外负载点而减小了弯曲力的大小。
[0029]为了进一步辅助牢固的压配合，支腿32轴向偏离音轮20的主要部分。特别地，音轮20包括从内径表面30延伸的内部本体部分40 ο该内部本体部分40可绕整个内径表面30延伸，并且还包括其它区域，比如内凹区域36。支腿32从内部本体部分40并且远离内径表面并且朝向音轮20的中心轴线延伸。支腿32还在沿着中心轴线的方向上从内部本体部分40延伸，使得支腿32轴向偏离主要本体部分40。这形成了具有接触表面42的支腿32，接触表面42轴向偏离主要本体部分40用于与接触区域34接合。因此，行星齿轮架18与音轮20之间的接合点可轴向偏离音轮20的内部本体部分40和内径表面30 ο具有轴向偏离的接触位置允许音轮的不起作用的区域在配合期间弯曲和屈服。
[0030]如上所述，支腿32设有一结构以允许行星齿轮架18与音轮20之间的过盈配合而在组装期间音轮本身的外径表面22具有最小变形或没有变形。这使音轮20能够在沿着外径表面22的所有位置处将音轮20与适配的速度传感器50之间的间隙保持为非常准确和相对小的。这在图5中示出。当音轮20随行星齿轮架18的旋转而转动时，当表面特征24经过传感器50时传感器50产生脉冲。该脉冲的速度或频率对应于音轮20的转速。传感器50与这些表面特征24之间的空隙或间隙52可为约Imm，并且在优选实施例中为在0.5mm与1.5mm之间。当音轮20转动时保持该间隙52的尺寸和一致性对速度读取的精度是重要的。支腿32确保在将音轮20配合至行星齿轮架18的过程期间外径表面22不会变形。这样将间隙52保持为优选尺寸。
[0031]为了进一步确保音轮20与行星齿轮架18之间的牢固配合，凸块54可远离每个支腿32地延伸。凸块可设置为使得当音轮20配合到行星齿轮架18上时每个接触区域34的任一端可被保持在一对凸块54内。凸块还可用做定位特征以在压配合之前将音轮20与行星齿轮架快速对齐。
[0032]虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。更确切地说，说明书中使用的词语为描述性而非限定的词语，并且应理解，在不脱离本申请的精神和范围的情况下可作出各种改变。此外，可组合多个实施例的特征以形成本发明的进一步的实施例。
【主权项】
1.一种变速器，包括: 具有行星齿轮架的行星齿轮组； 连接至所述行星齿轮架并且具有内径表面和外径表面的环形音轮，所述音轮进一步包括从所述内径表面向内延伸的一对支腿； 其中所述支腿与所述行星齿轮架之间形成过盈配合。2.根据权利要求1所述的变速器，其中所述支腿朝向彼此延伸。3.根据权利要求1所述的变速器，其中所述音轮包括多对支腿。4.根据权利要求3所述的变速器，其中所述行星齿轮组包括多个行星齿轮，其中所述行星齿轮架包括多个凸缘，每个所述凸缘设在相邻的行星齿轮之间，并且其中每对所述支腿与所述凸缘中的一个形成过盈配合。5.根据权利要求1所述的变速器，其中所述行星齿轮架与所述音轮限定共用轴线，并且其中所述支腿包括轴向偏离所述内径表面的、用于接触所述行星齿轮架的表面。6.根据权利要求5所述的变速器，其中所述支腿相对于所述音轮的本体是柔性的。7.—种用于车辆的变速器的音轮，包括: 本体，所述本体具有: 凸出的外表面，所述凸出的外表面具有绕中心轴线环形设置在其上的多个表面特征， 内凹的内表面，和 多个环形凸缘，所述多个环形凸缘从所述内表面朝所述中心轴线向内延伸，每个所述凸缘具有用于接触行星齿轮架的配合表面，所述配合表面轴向偏离所述本体的所述内表面。8.根据权利要求7所述的音轮，其中所述本体包括多对凸缘，其中每对所述凸缘朝向彼此延伸。9.根据权利要求7所述的音轮，其中所述环形凸缘与所述行星齿轮架形成过盈配合。10.根据权利要求7所述的音轮，其中所述凸缘相对于所述音轮的本体为柔性的，使得所述凸缘与行星齿轮组的行星齿轮架形成过盈配合。
【文档编号】F16H57/08GK106051063SQ201610218476
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月8日 公开号201610218476.1, CN 106051063 A, CN 106051063A, CN 201610218476, CN-A-106051063, CN106051063 A, CN106051063A, CN201610218476, CN201610218476.1
【发明人】布拉德利·罗纳德·修沃, 布兰登·大卫·林特, 彼得·舒尔茨
【申请人】福特全球技术公司