专利名称：用于混合动力车辆的变速器箱体的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及混合动力车辆，更具体地涉及混合动力车辆中的发动机系统的变速器箱体。
背景技术：
车辆变速器通常从发动机传送机械动力至驱动系统的剩余部分-例如固定的主减速齿轮、轴和车轮。在某些车辆-尤其是混合动力车辆中，变速器与一个或多个电动机、 泵以及密封在箱体或模块内的其他部件结合成变速器组件。这些变速器部件可能需要来自变速器组件外部的部件或系统的动力或控制信号。尤其是在车辆的各种制造、装配和测试阶段期间，在变速器组件内的部件与变速器组件外的部件之间提供可靠的连接可能是困难的。对自动化装配和测试而言这种情况尤其明显，在所述自动化装配和测试中连接是自动放置、定位和固定的以便提供可靠的连接。因此，期望提供具有用于容纳穿过连接器的改进接口的变速器箱体，所述穿过连接器使变速器部件与外部部件之间能够以简单并且可靠的方式电气联接。此外，通过结合本发明的附图和本背景技术来参阅本发明随后的详细描述以及所附权利要求，本发明的其他期望的特征和特性将变得清楚。
发明内容
根据示例性实施方式，提供一种变速器组件。所述变速器组件包括具有至少一个壁的变速器箱体，所述壁具有内侧和外侧；布置在所述变速器箱体内的变速器部件；在所述变速器箱体的壁中形成的接口 ；以及在接口处通过卡扣连接固定至所述壁的连接器，所述卡扣连接大体上防止连接器与接口之间的轴向、径向和旋转运动。根据另一示例性实施方式，连接组件包括接口和连接器。所述接口形成在箱体的壁中并且包括延伸穿过所述壁的主筒、所述主筒的第一侧上的倒角、所述主筒的第一侧上的沉孔、所述主筒的第一侧上的肋以及所述主筒的第二侧上的竖直面。通过卡扣连接在接口处将连接器固定至所述壁，所述卡扣连接通过接合接口的主筒、倒角、沉孔、肋以及竖直面大体上防止连接器与接口之间的轴向、径向和旋转运动。方案1、一种变速器组件，包括具有至少一个壁的变速器箱体，所述壁具有内侧和外侧；布置在所述变速器箱体内的变速器部件；形成在所述变速器箱体的壁中的接口 ； 以及在所述接口处通过卡扣连接固定至所述壁的连接器，所述卡扣连接大体上防止所述连接器与所述接口之间的轴向、径向和旋转运动。方案2、如方案1所述的变速器组件，其中所述接口包括延伸穿过所述变速器箱体的壁的主筒。方案3、如方案2所述的变速器组件，其中所述连接器包括端部、密封部分和旋转锁，所述端部具有构造成穿过所述主筒到达所述壁的外侧的直径。方案4、如方案3所述的变速器组件，其中所述密封部分包括与所述主筒形成径向密封的0型圈。方案5、如方案4所述的变速器组件，其中所述密封部分还包括弹性翼片，所述弹性翼片构造成从压下位置偏置到伸展位置以便当穿过所述主筒时所述弹性翼片被压下并在所述变速器箱体的外侧上卡扣到伸展位置，并且其中所述接口包括与所述弹性翼片接合以防止从外侧向内侧轴向移动的所述壁的外侧上的竖直面。方案6、如方案5所述的变速器组件，其中所述接口还包括与所述主筒轴向相邻的倒角，所述倒角将所述端部和密封部分引导至所述主筒内。方案7、如方案6所述的变速器组件，其中所述接口还包括与所述倒角轴向相邻的沉孔，而所述连接器还包括接合所述沉孔从而防止从内侧向外侧轴向移动的凸缘。方案8、如方案7所述的变速器组件，其中所述接口还包括用于限制所述连接器与所述接口之间的旋转运动的肋。方案9、如方案8所述的变速器组件，其中所述肋包括第一肋和第二肋，所述第一肋与所述第二肋是共面的。方案10、如方案9所述的变速器组件，其中所述第一肋和所述第二肋是水平定向的。方案11、如方案8所述的变速器组件，其中所述连接器包括凸缘，所述凸缘具有与所述肋匹配的端部。方案12、如方案1所述的变速器组件，其中所述连接器构造成将所述变速器部件电气联接至所述变速器箱体外部的另一部件。方案13、如方案1所述的变速器组件，其中所述变速器部件是泵。方案14、一种连接组件，包括形成在箱体的壁中的接口，所述接口包括延伸穿过所述壁的主筒、所述主筒的第一侧上的倒角、所述主筒的第一侧上的沉孔、所述主筒的第一侧上的肋以及所述主筒的第二侧上竖直面；以及在所述接口处通过卡扣连接固定至所述壁的连接器，通过接合所述接口的主筒、倒角、沉孔、肋和竖直面，所述卡扣连接大体上防止所述连接器与所述接口之间的轴向、径向和旋转运动。方案15、如方案14所述的连接组件，其中所述连接器包括与所述主筒形成径向密封的0型圈、构造成卡扣到伸展位置并且接合所述竖直面的弹性翼片以及具有与所述肋匹配的端部的凸缘。方案16、一种车辆箱体，包括本体；联接至所述本体以形成封闭件的壁，所述壁包括具有内侧和外侧的第一壁；以及接口，所述接口形成在所述第一壁内以容纳所述封闭件内的第一部件与所述封闭件外的第二部件之间的穿过连接器，所述接口防止所述连接器与所述接口之间的轴向、径向和旋转运动。方案17、如方案16所述的车辆箱体，其中所述接口包括延伸穿过所述第一壁的主筒。方案18、如方案17所述的车辆箱体，其中所述接口还包括与所述主筒轴向相邻的倒角、构造成引导所述连接器进入所述主筒的倒角。方案19、如方案18所述的车辆箱体，其中所述接口还包括与所述主筒轴向相邻的沉孔。方案20、如方案19所述的车辆箱体，其中所述接口还包括用于接合所述连接器的相应部分以防止相对旋转的至少一个肋。
随后将结合下面的附图来描述本发明，其中类似附图标记指示类似的元件，并且图1是根据示例性实施方式的示例性发动机系统的功能框表；图2是根据示例性实施方式的图1的发动机系统的变速器箱体的示意图；图3是根据示例性实施方式的图1的变速器箱体的接口的内部立体图；图4是根据示例性实施方式的图3的接口的外部立体图；图5是根据示例性实施方式的图4的接口的剖视图；图6是根据示例性实施方式的与连接器部分接合的图4的接口的第一内部立体图；图7是根据示例性实施方式的与连接器部分接合的图4的接口的第二内部立体图；图8是根据示例性实施方式的与连接器接合的图4的接口的内部立体图；图9是根据示例性实施方式的与连接器接合的图4的接口的外部立体图；图10是根据示例性实施方式的与连接器接合的图4的接口的剖视图。
具体实施例方式下面的详细描述本质上仅是示例性的，并非旨在限制本发明或其应用和用途。如在此使用的，词语“示例性”意指“用作示例、实例或示意”。由此，在此描述为“示例性”的任何实施方式不必理解为相比其他实施方式是优选的或有利的。在此描述的所有实施方式都是示例性实施方式，提供所述示例性实施方式的目的是使所属领域技术人员能够制作或使用本发明，而非限制所附权利要求限定的本发明的范围。此外，本发明的保护范围不应受到在前述技术领域、背景技术、发明内容、或下面的具体实施方式
中提出的任何明示或暗示的理论的限制。从广义上说，在此讨论的示例性实施方式涉及变速器箱体，所述变速器箱体具有用于配合并固定与变速器箱体外部的部件联接的穿过连接器的接口。因为变速器部件被保护不受环境影响，所以每个接口都包括用于在径向、轴向和旋转维度上固定连接器的特征， 以便电信号可以从外部部件或系统可靠地穿过变速器箱体到达变速器箱体内的部件或系统。图1是根据示例性实施方式的发动机系统100-例如结合到混合动力车辆的发动机系统的示意图。发动机系统100包括发动机110，所述发动机110可以是使发动机输出构件112转动的任何类型的内燃发动机，所述发动机输出构件传递由发动机110产生的驱动动力。驱动动力随后通过变速器输入轴120传送到变速器组件130。
变速器组件130包括具有行星齿轮构件(未示出)或其他扭矩传递装置(未示出)的变速器132。作为示例，变速器132可以是电可变变速器、单或双模式输入分流变速器、具有输入分流和混合分流的双模式变速器，或者其他类型的变速器。变速器132采用输入轴120接收来自发动机110的动力，并且采用变速器输出构件140传送动力从而通过一个或多个驱动轮150来驱动车辆。变速器组件130中的流体通过泵138加压。所述加压流体可用于例如冷却、润滑以及在一些情况下用于扭矩传递装置的运转的作用。在一个示例性实施方式中，泵138具有内部高压交流(AC)电动泵马达。变速器组件130可包括一个或多个能够将电功率转换成机械动力并且将机械动力转换成电功率的电动机(或电动机/发电机)134和136。电动机134和136操作性地连接至电池160或任何其他类型的能量存储装置，以便电池160可接受来自电动机134和 136的动力并且能提供动力至电动机134和136。总体而言，电池160可以是单个化学电池或电池组、多个化学电池，或者是适用于混合动力车辆的其他能量存储装置。有能力提供或存储并且分送电功率的其他电功率源-例如燃料电池可用于代替电池160。控制系统170调节电池160与电动机134和136之间的动力流，此外还调整电动机134与136之间的动力流。如具体示出的，控制系统170和电池160也联接至泵138，以便分别提供控制信号和动力至泵138。控制系统170还可控制发动机110并且控制变速器 132的运转，以选定传送到驱动轮150的输出特性。如下面将要更详细论述的，变速器组件130大体上由主变速器箱体200封闭。变速器组件130可以完全装配在变速器箱体200内，以便测试并随后结合到混合动力发动机系统100。如下所述，变速器箱体200可具有使动力或控制信号能够在变速器组件130与外部部件或系统之间穿行的一个或多个接口。图2是根据示例性实施方式的图1的发动机系统100的变速器箱体200的示意图。 为了使下文的描述清楚起见，除示例性变速器部件202外，变速器组件130的部件已从变速器箱体200移除。变速器部件202可以是变速器组件130的任何部件，例如参阅图1论述的电动机134和136以及泵138。虽然使用了术语“箱体”，但是在此论述的示例性实施方式可应用于需要调整安装在精确位置的另一部件来形成封装件的任何壳体、箱体、模块或本体，所述调整必须是从内部穿行到外部同时保持环境密封。其他示例包括适应穿行部件的发动机本体。如图所示，变速器箱体200可包括具有侧壁220和底面230的本体210。根据需要或期望，本体210可铸造或模制并机加工成用以适应车辆内的变速器组件130(图1)的任何适当形状。侧壁220可包括容纳来自变速器部件202的连接器252的一个或多个接口 250，所述连接器252穿过变速器箱体200的本体210。连接器252分别固定在接口 250处， 以便联接至变速器箱体200外部的部件或系统。在一个示例性实施方式中，连接器252可允许电信号-包括控制信号或动力被变速器部件202发送或接收。例如，变速器部件202 可以是泵138(图1)，而连接器252可被电气联接至泵138。反过来，连接器252还可联接至电池160的相应连接器或控制系统170(图1)，以便可提供动力或控制信号至泵138。在另一示例中，连接器252可将电动机134和136(图1)或其他变速器部件电气联接至其他系统或部件。如下所述，变速器箱体200的接口 250被设计成在不损害变速器箱体200的结构
6密封的情况下帮助组装和改进与连接器252的接合。更具体地，接口 250在径向、轴向和旋转维度中的每个上引导与连接器252的适当组装和可靠接合。因此，连接器252被恰当定位，以便稍后装配到发动机系统100和/或车辆。例如，在变速器组件与车辆组件之间运输期间，连接器252免除对悬挂在变速器外面的抽头电缆的需求。下面参阅图3-5提供关于接口 250的额外细节。根据示例性实施方式，图3是图 1的变速器箱体200的接口(例如，图2的接口 250)的内部立体图。图4是接口 250的外部立体图，而图5是接口 250的剖视图。在图3-5的视图中，为了清楚起见，连接器252已被移除。参阅图3-5，接口 250形成在变速器箱体200的侧壁220中，所述侧壁通常代表变速器箱体200的任何壁。在一个示例性实施方式中，接口 250包括主筒310、倒角320、沉孔 330 和肋 350。主筒310是穿过侧壁220的筒状结构。这样一来，主筒310具有大体上平行于接口 250的纵向轴线302并且垂直于侧壁220的壁，虽然其他布置也是可行的。如图3和5最清楚示出的，倒角320是环状结构、与内侧上的主筒310轴向相邻。 倒角320是具有有角壁-例如相对于主筒310以及相对于轴线302具有轴向角度的筒状。 沉孔330形成在箱体200的侧壁220中，与内侧上的倒角320轴向相邻。如图所示，沉孔 330可以是部分环状结构-例如沉孔330仅环绕倒角320的一部分设置。在一个示例性实施方式中，沉孔330形成在接口 250的底半部分(例如径向底半部分)上。肋350是通常为水平的、形成在支撑结构352中的平面结构，所述支撑结构352定位在接口 250的水平反向侧。在一个示例性实施方式中，肋350在主筒310、倒角320和沉孔330的径向反向侧上的相同水平平面中，虽然也可提供其他布置。在一个示例性实施方式中，肋350平行于变速器箱体200的油盘密封面。如图所示，水平肋350可比竖直肋更多地限制总体公差叠加。图4是从侧壁220的外侧观察的接口 250的视图。如图所示，如下面更详细描述的，接口 250还在外侧上具有竖直面360。如上所述，接口 250构造成容纳穿过连接器(例如，连接器252)，所述穿过连接器允许变速器箱体200内部的部件(例如，图2中的部件202或泵138和/或图1中的电动机134和136)与变速器箱体200外部的部件或系统之间的电气联接。关于连接器252与主筒310、倒角320、沉孔330和肋350之间的额外细节在下文中参阅图6_10描述。图6-10是与接口 250接合的连接器252的视图并且将被共同描述。更具体地，图 6是与处于第一位置的连接器252部分接合的接口 250的第一内部立体图，而图7是与处于第二位置-例如在变速器装配期间在第一位置之后的位置的连接器252部分接合的接口 250的第二内部立体图。图8是与连接器252完全接合的接口 250的内部立体图，而图9是与连接器252接合的接口 250的外部立体图。图10是与连接器252接合的接口 250的剖视图。总体而言，连接器252具有允许与接口 250牢固接合的特征。共同地，接口 250和连接器252可被看作“连接组件”。如图6和7中所示，连接器252先从内侧插入接口 250。 在一个示例性实施方式中，连接器252包括端部610、密封部分620和旋转锁630。通常，端部610被从内侧插入接口 250。如上所述，端部610被构造成与将电气联接至变速器箱体200内部的部件的外部构件或系统匹配。端部610具有比接口 250更小、 尤其是比主筒310更小的直径，以便端部610无障碍地轴向穿过接口 250。如果端部610与主筒310径向错位，那么倒角320的有角壁将端部610引导至适当的径向位置，从而在主筒 310内定心。随着端部610穿过接口 250，连接器252的密封部分620与接口 250接合。具体地，密封部分620包括至少一个在密封部分620的外圆周表面上的弹性翼片612。在示出的实施方式中，提供了两个翼片612。随着密封部分620穿过接口 250，翼片612定向为被主筒310的壁压下。在压下位置，翼片612滑动通过主筒310。在沿轴向离开主筒310之后， 翼片612弹性地向外偏置到主筒310的直径外侧的位置。所述位置在图9和10中最清楚地示出。在伸展位置处，翼片612可接合侧壁220的外侧上的竖直面360。这种“卡扣”布置的作用是防止连接器252被从接口 250反方向移除-例如防止在轴向上朝接口 250的内侧移动。如果连接器252要从内侧被移除，那么可手动地压下翼片612以使其通过主筒310 轴向移回。如图10最清楚地示出的，密封部分620还包括至少一个接合主筒310的内壁的0 型圈614。0型圈614是弹性的，以便0型圈614在轴向上沿主筒310滑动，但在接口 250 与连接器252之间提供径向密封。在所示的实施方式中，设置了两个0型圈614，虽然0型圈和/或其他径向密封件的其他布置也是可行的。密封部分620还包括凸缘616。凸缘616比主筒310和倒角320具有更大的直径。 如图10最清楚地示出的，随着连接器252被插入接口 250内的位置，凸缘616在沉孔330 处接合接口 250。这种接合起到防止连接器252过多的轴向移入接口 250的作用。因此，连接器252在两个轴向上都被固定，例如翼片612起到在内轴线方向上限制轴向移动的作用并且凸缘616起到在外轴线方向上限制轴向移动的作用。如上所述，连接器252还包括旋转锁630。旋转锁630是绕连接器252的内侧上半部延伸的大体上半圆形的凸缘。如图8中最清楚地示出的，旋转锁630在半圆形凸缘的任一侧上都具有端部632，当定位在接口 250内时所述端部632布置成接合肋350。在一个示例性实施方式中，端632定位在相同的水平平面内以便与肋350的水平平面匹配，虽然也可提供使端部632与肋350能够匹配的其他构造。由于接口 250的相反侧上的端部632和肋 350的接合，防止了连接器252在接口 250内旋转。另外，半圆形旋转锁630和两个肋350 也起到在装配期间径向对准连接器252的作用。相应地，接口 250能够与连接器252牢固接合，从而在装配期间将连接器252引导入适当位置并且在装配之后防止移动。具体地，翼片612和凸缘616确保在接口 250内的适当轴向定位。旋转锁630确保在接口 250内的适当周向定位，而倒角320确保在接口 250 内的适当径向定位。这样一来，连接器252被固定在公知位置以便在汽车实现更安全且更牢固的装配-例如通过自动化机器进行的装配。接口 250与连接器252之间的接合能够实现牢固的定位和联接，同时使其与整体环境密封开。如上所述，接口 250可与箱体200 —起模制或铸造并且根据需要或期望被机加工。 在一个示例性实施方式中，接口 250可仅需要三次轴向机加工以在制造期间节省时间和金钱-例如与四次或五次轴向机加工相比。通常，接口 250既不需要独特的机加工装置也不需要比变速器箱体上的其他机加工零件具有更紧的公差。此外，对应的连接器252不需要紧公差，生产时所述紧公差可能更昂贵。这样一来，在此公开的示例性实施方式可节省装配流水线上的时间，并可显著地降低流水线的中断，所述流水线的中断旨在解决被安装部件与自动化机器的错位问题。虽然上面参照变速器箱体描述了接口 250，但是接口 250可以设置在其他类型的箱体或本体中。例如，当例如需要将自动化装置匹配到安装为穿过连接至封闭在主体中的任何类型的装置的辅助部件时，可采用所述示例性实施方式。自动化程序具有低的定位公差。为使自动化装置适当地匹配到主体上的辅助部件，经常期望轴向和径向都具有低的定位公差。更具体地说，接口 250提供与穿过连接器252的简单并且牢固的“卡扣”连接。另外，上面论述的连接器252被描述为用于提供动力或控制信号的电气联接。然而，在其他实施方式中，连接器252可引导空气或其他类型的流体穿过箱体200。虽然在前面对本发明的详细描述中已经给出至少一个示例性实施方式，但是应当理解的是，还存在大量变型。同样应当理解的是，所述一个或多个示例性实施方式仅是示例，而并非用于以任何方式限制本发明的范围、应用或构造。相反，前面的详细描述将向本领域技术人员提供用于实施本发明的示例性实施方式的便利线路图。应当理解的是，在不偏离所附权利要求所述的本发明的范围的情况下，可对示例性实施方式中描述的元件的功能和布置做出各种改变。
权利要求
1.一种变速器组件，包括具有至少一个壁的变速器箱体，所述壁具有内侧和外侧；布置在所述变速器箱体内的变速器部件；形成在所述变速器箱体的壁中的接口；以及在所述接口处通过卡扣连接固定至所述壁的连接器，所述卡扣连接大体上防止所述连接器与所述接口之间的轴向、径向和旋转运动。
2.如权利要求1所述的变速器组件，其中所述接口包括延伸穿过所述变速器箱体的壁的主筒。
3.如权利要求2所述的变速器组件，其中所述连接器包括端部、密封部分和旋转锁，所述端部具有构造成穿过所述主筒到达所述壁的外侧的直径。
4.如权利要求3所述的变速器组件，其中所述密封部分包括与所述主筒形成径向密封的0型圈。
5.如权利要求4所述的变速器组件，其中所述密封部分还包括弹性翼片，所述弹性翼片构造成从压下位置偏置到伸展位置以便当穿过所述主筒时所述弹性翼片被压下并在所述变速器箱体的外侧上卡扣到伸展位置，并且其中所述接口包括与所述弹性翼片接合以防止从外侧向内侧轴向移动的所述壁的外侧上的竖直面。
6.如权利要求5所述的变速器组件，其中所述接口还包括与所述主筒轴向相邻的倒角，所述倒角将所述端部和密封部分引导至所述主筒内。
7.如权利要求6所述的变速器组件，其中所述接口还包括与所述倒角轴向相邻的沉孔，而所述连接器还包括接合所述沉孔从而防止从内侧向外侧轴向移动的凸缘。
8.如权利要求7所述的变速器组件，其中所述接口还包括用于限制所述连接器与所述接口之间的旋转运动的肋。
9.一种连接组件，包括形成在箱体的壁中的接口，所述接口包括延伸穿过所述壁的主筒、所述主筒的第一侧上的倒角、所述主筒的第一侧上的沉孔、所述主筒的第一侧上的肋以及所述主筒的第二侧上竖直面；以及在所述接口处通过卡扣连接固定至所述壁的连接器，通过接合所述接口的主筒、倒角、 沉孔、肋和竖直面，所述卡扣连接大体上防止所述连接器与所述接口之间的轴向、径向和旋转运动。
10.一种车辆箱体，包括本体；联接至所述本体以形成封闭件的壁，所述壁包括具有内侧和外侧的第一壁；以及接口，所述接口形成在所述第一壁内以容纳所述封闭件内的第一部件与所述封闭件外的第二部件之间的穿过连接器，所述接口防止所述连接器与所述接口之间的轴向、径向和旋转运动。
全文摘要
本发明涉及用于混合动力车辆的变速器箱体，具体提供一种变速器组件。所述变速器组件包括具有至少一个壁的变速器箱体，所述壁具有内侧和外侧；布置在变速器箱体内的变速器部件；形成在变速器箱体的壁中的接口；以及在所述接口处通过卡扣连接固定至的所述壁的连接器，所述卡扣连接大体上防止所述连接器与所述接口之间的轴向、径向和旋转运动。
文档编号F16H57/02GK102563012SQ20111038517
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者M·J·莫里斯, W·S·里德 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司