电力牵引传动装置的制造方法
【专利说明】电力牵引传动装置
[0001 ] 该申请是国际申请号为PCT/US2008/061052、申请日为2008年4月21日、国家申请号为200880019388.2、发明名称为“电力牵引传动装置”的发明专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉参考
[0003]本申请要求于2007年4月24日提交的美国临时申请60/913,771和2007年5月3日提交的美国临时申请60/915,872的优先权，其全部内容通过参考包含于此。
技术领域
[0004]在此公开的本发明实施例的领域总体上涉及用于机电或电动传动装置的系统和方法，并且更具体地，本发明的实施例涉及使用包含电气装置部件和无级变速器/无限式无级变速器部件的方法和组件的传动装置。
【背景技术】
[0005]为了提供无级变速器(CVT)或无限式无级变速器(IVT)，已开发出各种牵引滚子变速器，在所述牵引滚子变速器中动力通过在转矩输入环与输出环之间的牵引滚子流动。在这些变速器中，牵引滚子被安装在结构上，所述结构在枢转时使牵引滚子与转矩环在直径根据期望的传动比而变化的圆中接合。
[0006]已知的CVT包括输入环和输出环绕其旋转的轴。输入环和输出环安装在该轴上并且接触多个等距地且成角度地绕该轴布置的牵引滚子。牵引滚子与两个环摩擦或牵引接触，并且将动力从输入环传递至输出环。在轴上球之间同心定位的惰轮施加力以保持牵引滚子与输入环和输出环的接触。
[0007]在某些车辆和工业使用中非常期望一种产生可变速度和恒定功率的电动机。在这种恒定功率应用中，转矩和速度逆向地变化。例如，当速度降低时，转矩增加，或者当速度提高时，转矩减小。因为转矩可以设计成随着速度提高而成比例地减小，所以某些电动机可以提供超出其额定功率的恒定功率，例如，1750rpm的AC电动机在速度提高超过1750rpm时，可以提供恒定功率。然而，当电动机以低于其额定功率的速度运行时，电动机本身无法提供恒定功率。随着电动机速度降低，转矩频繁地保持恒定或者甚至减小。在低速时，可以使用控制器以提高输入电动机的电流以提高转矩，但是需要增大绕组的金属丝直径以适应额外的电流，从而避免过热。因为电动机比正常运行状况所需的更大而且更加昂贵，所以这是不期望的，电子控制器也增加了费用和复杂性。获得足够的低速转矩的另一种方法是使用较大的电动机。然而，这样增加了成本、体积、重量，使得电动机更加难以与其驱动的机械一起包装。因而，需要一种通过电动机提供可变的速度和恒定功率的改进方法。对于某些应用，变速器可以与电动机集成。
【发明内容】
[0008]在此说明的系统和方法具有若干特征，这些特种中的单个特征都不用于单独地实现所期望的其属性。在不限制以下权利要求的表达范围的情况下，现在将简要地讨论其较突出的特征。在考虑该讨论之后，尤其在阅读标题为“【具体实施方式】”的部分之后，本领域的技术人员将理解所述系统和方法的特征如何提供超出传统的系统和方法的优点。
[0009]本发明的一个方面涉及一种电力牵引传动装置，其具有纵向轴线和一组绕该纵向轴线径向地分布的牵引行星轮。各牵引行星轮都可以构造成绕可倾斜的轴线旋转。该电力牵引传动装置包括与各牵引行星轮接触的第一牵引环，并且包括可绕纵向轴线旋转的牵引太阳轮。在一个实施例中，牵引太阳轮从各牵引行星轮径向地向内定位并与各牵引行星轮接触，并且牵引太阳轮能够传递动力。该电力牵引传动装置也包括与各牵引行星轮接触的第二牵引环。在一个实施例中，电力牵引传动装置包括发电装置，所述发电装置包括一套非旋转的励磁绕组，所述一套非旋转的励磁绕组联接至所述传动装置的非旋转的部件。该发电装置也可以包括一组旋转的永磁体，所述一组旋转的永磁体联接至所述传动装置的旋转的部件。该电力牵引传动装置也包括可操作地联接至牵引太阳轮的速比控制装置。
[0010]本发明的另一方面涉及一种用于使牵引传动装置换档的设备。该设备包括牵引太阳轮和第一换档凸轮。该第一换档凸轮可以可操作地联接至牵引太阳轮的第一端部。该设备也包括第二换档凸轮，所述第二换档凸轮可操作地联接至牵引太阳轮的第二端部，并且该设备包括至少一个换档凸轮夹头，所述至少一个换档凸轮夹头联接至第一换档凸轮和第二换档凸轮。
[0011]本发明的又一方面涉及一种用于传递动力至牵引传动装置的设备。在一个实施例中，该设备具有传动轴，所述传动轴沿着牵引传动装置的纵向轴线定位。该传动轴可以具有构造成联接至电源的花键部分。该传动轴可以可绕纵向轴线旋转并且可相对于纵向轴线轴向地平移。在一个实施例中，该设备可以包括联接至传动轴的牵引太阳轮。牵引太阳轮从传动轴向外径向地布置。该设备也可以包括可操作地联接至惰轮的第一换档凸轮。该换档凸轮是基本不能旋转的。
[0012]本发明的一个方面涉及一种换档凸轮，所述换档凸轮具有基本盘状的本体，所述基本盘状的本体具有中央膛孔和形成在盘状的本体的第一面上的换档凸轮型面。在一个实施例中，该换档凸轮包括一套抗旋转的扩展部，所述一套抗旋转的扩展部从盘状的本体向外径向地延伸。该换档凸轮也可以包括夹持部分，所述夹持部分形成在一套抗旋转的扩展部中的一个扩展部的端部上。
[0013]本发明的另一方面涉及一种换档螺母，所述换档螺母具有带螺纹的中央膛孔。在一个实施例中，该换档螺母具有第一平坦的侧面，所述第一平坦的侧面与带螺纹的中央膛孔的纵向轴线平行地布置。该换档螺母也可以具有第二平坦的侧面，所述第二平坦的侧面与第一平坦的侧面平行地布置。在一个实施例中，该换档螺母具有换档螺母法兰，所述换档螺母法兰从带螺纹的中央膛孔向外径向地延伸。该换档螺母也可以具有螺纹部分，所述螺纹部分从中央膛孔向外径向地定位。
[0014]本发明的又一方面阐述一种具有多个定子叠片的电动装置。在一个实施例中，该电动装置包括一套联接至定子叠片的电导体绕组。该电动装置包括联接至定子叠片的支承框架。该支承框架可以具有大致圆形的本体，所述大致圆形的本体具有中央通道。在一个实施例中，该支承框架具有定位在圆形的本体上的传感器板凹槽。该支承框架也可以包括定位在圆形的本体上的电导体通道。
[0015]在另一个方面中，本发明涉及一种用于牵引传动装置的换档凸轮保持架。该换档凸轮保持架包括第一换档凸轮和联接至第一换档凸轮的第二换档凸轮。在一个实施例中，该换档凸轮保持架包括适于联接至至少第一换档凸轮的同步板。
[0016]本发明的另一方面涉及一种用于牵引传动装置的托架组件。在一个实施例中，该托架组件包括第一定子板和联接至第一定子板的第二定子板。第一定子板和第二定子板中的每个都包括具有中央膛孔的大致圆形的本体。第一定子板和第二定子板可以包括从中央膛孔径向地延伸的多个定子扩展部。第一定子板和第二定子板也可以包括形成在圆形的本体上的多个定子枢转面。
[0017]本发明的一方面涉及一种用于牵引传动装置的速比换档机构(shifter)。在一个实施例中，速比换档机构包括沿着牵引传动装置的纵向轴线布置的主轴。该主轴可以具有中空的膛孔和狭槽。该速比换档机构包括构造成接收在主轴中的电动机。该速比换档机构也包括可操作地联接至电动机的换挡杆。在一个实施例中，换挡杆布置在主轴的中空的膛孔中。该速比换档机构也包括联接至换挡杆的换档螺母。该换档螺母可以定位在主轴的狭槽中。
[0018]本发明的另一方面阐述一种用于牵引传动装置的主轴。该主轴具有长形的本体，所述长形的本体在一端上具有管状部分并且在另一端上具有螺纹部分。该主轴可以具有形成在管状部分和螺纹部分之间的长形的本体中的通槽。在一个实施例中，管状部分构造成封装牵引传动装置的电动机。管状部分也设有至通槽的通道。
[0019]本发明的又一方面涉及一种具有纵向轴线的电力牵引传动装置。在一个实施例中，该电力牵引传动装置包括一组牵引行星轮，所述一组牵引行星轮绕纵向轴线径向地分布。各牵引行星轮都构造成绕可倾斜的轴线旋转。该电力牵引传动装置具有与牵引行星轮接触的第一牵引环。该电力牵引传动装置也具有绕着纵向轴线同轴的可旋转的牵引太阳轮。该牵引太阳轮从各牵引行星轮径向地向内定位并与各牵引行星轮接触。该电力牵引传动装置包括与牵引行星轮接触的第二牵引环。在一个实施例中，该电力牵引传动装置具有可操作地联接至第二牵引环的电动装置。该电动装置包括电动机绕组和电气转子。电动机绕组和电气转子构造成在与纵向轴线重合的轴线上沿着相反的方向旋转。
[0020]本发明的再一方面涉及一种具有纵向轴线的电力牵引传动装置。在一个实施例中，该电力牵引传动装置包括一组牵引行星轮，所述一组牵引行星轮绕纵向轴线径向地分布。各牵引行星轮都构造成绕可倾斜的轴线旋转。该电力牵引传动装置包括与牵引行星轮接触的第一牵引环。该电力牵引传动装置具有用于传递输入动力至第一牵引环的装置。在一个实施例中，该电力牵引传动装置包括与牵引行星轮接触的第二牵引环。该电力牵引传动装置也可以包括可操作地联接至第二牵引环的交流发电机/发电机。
[0021]本发明的另一方面涉及一种用于帮助使具有多个倾斜的牵引行星轮的电力牵引传动装置换档的设备。该设备包括适于支承倾斜的牵引行星轮的托架组件。在一个实施例中，该设备具有换档凸轮保持架，所述换档凸轮保持架从托架组件径向地向内定位并且基本被托架组件封装。该换档凸轮保持架可以可操作地联接至各牵引行星轮。该设备也包括一套换档凸轮致动器，所述一套换档凸轮致动器绕托架组件径向地分布。各换档凸轮致动器都具有第一端部、第二端部和中间部分。
[0022]本发明的再一方面阐述一种具有纵向轴线的电力牵引传动装置。在一个实施例中，该电力牵引传动装置具有一组牵引行星轮，所述一组牵引行星轮绕纵向轴线径向地分布。各牵引行星轮都构造成绕可倾斜的轴线旋转。该电力牵引传动装置包括与牵引行星轮接触的第一牵引环。在一个实施例中，该电力牵引传动装置具有可操作地联接至第一牵引环的传动轴。该传动轴可以适于向外部电源传递动力和/或从外部电源向第一牵引环传递动力。该电力牵引传动装置可以包括绕着纵向轴线同轴的可旋转的牵引太阳轮。该牵引太阳轮从各牵引行星轮径向地向内定位并与各牵引行星轮接触。该电力牵引传动装置可以具有联接至牵引太阳轮的牵引太阳轮传动轴。该电力牵引传动装置也可以具有联接至牵引太阳轮传动轴的电气转子组件。在一个实施例中，该电力牵引传动装置包括与牵引行星轮接触的第二牵引环。该电力牵引传动装置也可以包括沿着纵向轴线并且径向地向牵引太阳轮传动轴内布置的主轴。该主轴构造成向第二牵引环传递动力和/或从第二牵引环传递动力。
[0023]在另一方面中，本发明涉及一种具有纵向轴线的电力牵引传动装置。该电力牵引传动装置包括一组牵引行星轮，所述一组牵引行星轮绕纵向轴线径向地分布。各牵引行星轮都构造成绕可倾斜的轴线旋转。该电力牵引传动装置具有与牵引行星轮接触的第一牵引环。该电力牵引传动装置包括可操作地联接至第一牵引环的传动轴。该传动轴可以适于向外部电源传递动力和/或从外部电源向第一牵引环传递动力。该电力牵引传动装置具有绕着纵向轴线同轴的可旋转的牵引太阳轮。该牵引太阳轮从各牵引行星轮径向地向内定位并与各牵引行星轮接触。在一个实施例中，该电力牵引传动装置具有与各牵引行星轮接触的第二牵引环。该电力牵引传动装置也可以包括可操作地联接至各牵引行星轮的托架组件，并且该电力牵引传动装置可以具有可操作地联接至托架和第二牵引环的电气装置。
[0024]本发明的另一方面涉及一种具有纵向轴线的电力牵引传动装置。在一个实施例中，该电力牵引传动装置可以包括一组牵引行星轮，所述一组牵引行星轮绕纵向轴线径向地分布。各牵引行星轮都可以构造成绕可倾斜的轴线旋转。该电力牵引传动装置具有与牵引行星轮接触的牵引环。该电力牵引传动装置包括可操作地联接至牵引环的载荷凸轮传动器，并且该电力牵引传动装置包括联接至载荷凸轮传动器的电气转子。在一个实施例中，该电力牵引传动装置包括绕着纵向轴线同轴的可旋转的牵引太阳轮，并且所述可旋转的牵引太阳轮从各牵引行星轮径向地向内定位并与各牵引行星轮接触。该电力牵引传动装置具有绕着纵向轴线同轴布置的固定构件。在一个实施例中，该电力牵引传动装置包括联接至固定构件的一组励磁绕组。该励磁绕组构造成与电气转子电磁地相互作用。
[0025]本发明的一方面涉及一种具有纵向轴线的电力牵引传动装置。该电力牵引传动装置具有一组牵引行星轮，所述一组牵引行星轮绕纵向轴线径向地分布，并且各牵引行星轮都构造成绕可倾斜的轴线旋转。在一个实施例中，该电力牵引传动装置具有与牵引行星轮接触的第一牵引环，并且该电力牵引传动装置具有与牵引行星轮接触的第二牵引环。该电力牵引传动装置也包括电磁装置，所述电磁装置构造成向第一牵引环传递动力和从第一牵引环传递动力。
[0026]本发明的另一方面阐述一种具有纵向轴线的电力牵引传动装置。该电力牵引传动装置具有一组牵引行星轮，所述一组牵引行星轮绕纵向轴线径向地分布。各牵引行星轮都构造成绕可倾斜的轴线旋转。该电力牵引传动装置包括与牵引行星轮接触的第一牵引环和与牵引行星轮接触的第二牵引环。在一个实施例中，该电力牵引传动装置包括绕着纵向轴线同轴的托架组件。该托架组件构造成可操作地联接至各牵引行星轮。该电力牵引传动装置具有绕着纵向轴线同轴的可旋转的牵引太阳轮，并且所述可旋转的牵引太阳轮从各牵引行星轮径向地向内定位并与各牵引行星轮接触。该电力牵引传动装置包括联接至牵引太阳轮的牵引太阳轮轴。该电力牵引传动装置也包括电磁装置，所述电磁装置可操作地联接至牵引太阳轮和托架组件。
[0027]本发明的又一方面涉及一种用于牵引传动装置的外壳。该外壳具有外壳盖和主壳体。外壳盖具有大致碗状的本体、从碗状的本体的周边延伸的法兰和适于支承轴承的中央膛孔。主壳体包括大致圆柱形的本体，所述大致圆柱形的本体具有开口端部和基本封闭的端部。基本封闭的端部具有中央膛孔。主壳体具有从封闭的端部的中央膛孔轴向地延伸的螺纹输入面。主壳体也具有从圆柱形的本体的外部周边径向地延伸的第一法兰。该第一法兰与基本封闭的端部接近。
[0028]本发明的再一方面包括具有纵向轴线的电力牵引传动装置。该电力牵引传动装置具有一组牵引行星轮，所述一组牵引行星轮绕纵向轴线径向地分布。各牵引行星轮都构造成绕可倾斜的轴线旋转。该电力牵引传动装置包括与牵引行星轮接触的第一牵引环，并且包括与牵引行星轮接触的第二牵引环。在一个实施例中，该电力牵引传动装置具有绕着纵向轴线同轴的托架组件。该电力牵引传动装置可以具有绕着纵向轴线同轴的可旋转的牵引太阳轮，并且所述可旋转的牵引太阳轮从各牵引行星轮径向地向内定位并与各牵引行星轮接触。该电力牵引传动装置具有可操作地联接至牵引太阳轮的换档机构轴。在一个实施例中，该电力牵引传动装置包括联接至托架的第一电气装置。该第一电气装置可以可操作地联接至第二牵引环。该电力牵引传动装置也包括第二电气装置，所述第二电气装置联接至换档机构轴并且联接至第二牵引环。
【附图说明】
[0029]图1是已知的球行星类型的复合可变的行星式变换器(variator)的示意性表示视图；
[0030]图2是根据此处公开的本发明的