驻车棘爪弹簧预张紧和组装工具系统及方法

技术领域

本公开涉及一种将驻车棘爪上的驻车棘爪弹簧预张紧并将驻车棘爪组装在传动系部件中的驻车棘爪弹簧预张紧和组装工具系统及方法。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

一些传动系部件(例如，诸如车辆自动变速器)可以具有驻车总成，所述驻车总成允许部件处于驻车状态，所述驻车状态锁定传动系部件以禁止移动(例如，禁止车辆的滚动)。通常，驻车总成包括驻车棘爪，所述驻车棘爪在驻车状态与释放状态之间选择性地移动，在驻车状态下，驻车棘爪与旋转部件中的齿接合，在释放状态下，驻车棘爪释放旋转部件。棘爪弹簧通常将驻车棘爪偏置到驻车状态或释放状态。

通常，驻车棘爪和棘爪弹簧必须组装在一起，并且弹簧必须在安装到变速箱中之前被预张紧。典型的车辆具有棘爪弹簧，所述棘爪弹簧的刚度(例如，K系数)较低，并且可以由操作者使用所述操作者的手指预张紧以使线圈旋转到预张紧状态。然而，一些应用将受益于较硬的棘爪弹簧。操作者可能难以用手操纵较硬的棘爪弹簧。另外，使用传统的手动工具操纵弹簧可能在试图对弹簧进行预张紧时导致弹簧过度拉伸，这可能导致弹簧劣化。此外，由于变速器壳体中的空间狭小，可能难以将具有预张紧的弹簧的驻车棘爪安装到变速器壳体中。

本公开解决了将驻车棘爪和棘爪弹簧组装到传动系部件中的这些和其他问题。

发明内容

本部分提供了对本公开的总体概述并且不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，本公开的教导提供了一种用于安装驻车棘爪的工具系统。所述工具系统包括工具，所述工具包括基座、板和致动器。基座包括基座表面，所述基座表面被构造为将驻车棘爪支撑在预定位置。板包括从板的前部向上延伸的突出部。板的后部联接到基座的前部。板可相对于基座在保持位置与释放位置之间移动，在保持位置，突出部被定位成将装载在驻车棘爪上的棘爪弹簧保持在预张紧状态，在释放位置，突出部被构造为释放棘爪弹簧。致动器可操作地联接到板，使得致动器的激活使板在保持位置与释放位置之间移动。

在可以单独或组合地实施的工具系统的变型中：致动器包括可铰接构件，所述可铰接构件设置在基座的后部附近并且可操作地联接到板，使得可铰接构件的铰接使板在保持位置与释放位置之间移动；工具还包括从基座的后部延伸的手柄；手柄被构造为由操作者的手抓握，并且可铰接构件是操纵杆，所述操纵杆被定位成在所述手抓握手柄时可由所述手铰接；板的后部通过铰链联接到基座的前部，使得板围绕铰链在保持位置与释放位置之间枢转；致动器包括杆和可铰接构件，杆联接到基座并且可相对于基座在基座的向前方向和向后方向上平移，其中可铰接构件被构造为接合杆的后部，使得可铰接构件的铰接使杆向前或向后平移，其中杆的前部被构造为接合板的后部以使板在保持位置与释放位置之间移动；杆的前部包括倾斜表面，所述倾斜表面被构造成使得杆的向前平移向上推动板的后部，使得板的前部向下枢转；工具还包括对准销，所述对准销在基座表面下方从基座延伸；对准销具有被构造为接合传动系部件的壳体的长度，棘爪被接收在壳体中，使得当棘爪的旋转轴线与壳体的孔口对准时，对准销在壳体上触底；基座限定棘爪保持腔体，所述棘爪保持腔体在向前方向上敞开并且被构造为在驻车棘爪支撑在基座表面上时接收驻车棘爪的端部；基座的前部限定弓形表面，所述弓形表面在向前方向上敞开并且具有被构造为接收棘爪弹簧的线圈的半径；板的前部限定穿过板的前部敞开的狭槽；狭槽与基座的前部的弓形表面对准并在所述弓形表面下方；突出部具有圆形或倾斜的顶部表面；致动器由气动压力、液压压力或电力提供动力；工具系统还包括固定装置，所述固定装置包括销和斜坡，所述销被构造为接收在由驻车棘爪限定并与装载在驻车棘爪上的棘爪弹簧的线圈同心的孔口中，其中当驻车棘爪支撑在工具的基座表面上并且销被接收在孔口中时，斜坡相对于装载在驻车棘爪上的棘爪弹簧定位，使得在使工具围绕销旋转时斜坡接合并提升棘爪弹簧的爪(prong)；固定装置限定凹部并且斜坡悬于凹部之上，凹部被构造为接收板的前部。

在另一种形式中，本公开的教导提供了一种包括工具的用于安装驻车棘爪的工具系统。工具包括基座、手柄、板和操纵杆。基座包括基座表面，所述基座表面被构造为将驻车棘爪支撑在预定位置。手柄从基座的后部延伸并且被构造为由用户的手抓握。板包括从板的前部向上延伸的突出部。板的后部通过铰链联接到基座的前部，使得板围绕铰链相对于基座在保持位置与释放位置之间枢转，在保持位置，突出部被定位成将装载在驻车棘爪上的棘爪弹簧保持在预张紧状态，在释放位置，突出部相对于保持位置降低以释放棘爪弹簧。操纵杆设置在基座的后部附近，并且被定位成在所述手抓握所述手柄时可由所述手铰接。操纵杆可操作地联接到板，使得操纵杆的激活使板在保持位置与释放位置之间移动。

根据工具系统的变型，工具系统包括固定装置，所述固定装置包括销和斜坡，销被构造为接收在由驻车棘爪限定并与装载在驻车棘爪上的棘爪弹簧的线圈同心的孔口中，其中当在棘爪弹簧装载在驻车棘爪上的情况下驻车棘爪被支撑在工具的基座表面上并且销被接收在孔口中时，斜坡相对于棘爪弹簧定位，使得在使工具围绕销旋转时斜坡接合并提升棘爪弹簧的爪，其中固定装置限定凹部并且斜坡悬于凹部之上，凹部被构造为接收板的前部。

在又一种形式中，本公开提供了一种安装驻车棘爪的方法。所述方法包括在棘爪弹簧的松弛状态下将棘爪弹簧装载在驻车棘爪上；将带有处于松弛状态的装载的棘爪弹簧的驻车棘爪放置在工具的基座上；将固定装置的销插入穿过由驻车棘爪限定并与棘爪弹簧的线圈同心的孔口；使工具围绕销在第一旋转方向上旋转，直到棘爪弹簧处于预张紧状态；使工具围绕销在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转以使棘爪弹簧的爪与工具上的突出部接合，从而将棘爪弹簧保持在预张紧状态；将带有装载在棘爪上处于预张紧状态的棘爪弹簧的所述工具插入传动系部件中；铰接突出部以从工具释放爪；以及从传动系部件移除工具，同时将棘爪和棘爪弹簧留在传动系部件中。

根据可以单独或组合地实施的所述方法的变型：使工具围绕销在第一旋转方向上旋转致使棘爪弹簧的爪接合固定装置的斜坡，直到爪被提升到工具上的突出部上方；使工具围绕销在第二旋转方向上旋转致使棘爪的爪沿斜坡向下行进并钩在突出部上，使得突出部将棘爪弹簧保持在预张紧状态；铰接所述突出部以从工具释放爪包括按压驱动地联接到爪的操纵杆。

根据本文提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，而不意在限制本公开的范围。

附图说明

为了可很好地理解本公开，现在将参考附图通过举例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：

图1是根据本公开的包括工具和固定装置的工具系统的透视图，所述工具系统被示出为具有装载在工具上的驻车棘爪和棘爪弹簧；

图2是图1的工具系统的俯视图；

图3是图1的工具的仰视图；

图4是图1的工具的横截面透视图；

图5是图1的工具系统的横截面视图，其被示出为在根据本公开的预张紧和安装方法期间处于第一位置；

图6是类似于图5的横截面视图，其示出工具系统在预张紧和安装方法期间处于第二位置；

图7是类似于图5和图6的横截面视图，其示出工具系统在预张紧和安装方法期间处于第三位置；

图8是图1的工具在本公开的预张紧和安装方法期间处于又一个位置的俯视图，其示出了工具插入传动系部件中以将驻车棘爪和棘爪弹簧安装在其中；以及

图9是根据本公开的教导的替代构造的工具的示意图。

本文描述的附图仅用于说明目的，而不意在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本公开、应用或用途。应当理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相似或对应的零件和特征。

参考图1，示出了用于将带有棘爪弹簧18的驻车棘爪14安装在传动系部件22(图8)中的工具系统10。工具系统10包括工具110和固定装置114，所述工具和固定装置被构造为协作以预张紧装载在驻车棘爪14上的棘爪弹簧18。

参考图1至图3，工具110包括基座118、板122和致动器124。在所提供的示例中，致动器124包括可铰接构件126。可铰接构件可以是操纵杆，并且在本文中也被称为操纵杆126，但是也可以使用其他类型的可铰接构件，例如，诸如按钮、滑块或旋转旋钮。工具110还可以包括手柄130。

手柄130被构造为由人类操作者的手26(以虚线示出)抓握。操纵杆126被定位成在手26抓握手柄130时在手26的触及范围内以进行单手操作。在所提供的示例中，手柄130从基座118的后部134笔直地向后延伸，但是可以使用其他构造，例如，诸如向下延伸或以一定角度延伸。在所提供的示例中，操纵杆126从基座118的后部134在手柄130的顶部上方向后延伸以由手26的拇指铰接，但是可以使用其他构造，例如，诸如在手柄130的侧部或底部上方延伸以由手26的手指铰接。在未具体示出的一种形式中，手柄可以具有通常称为枪式握把的形状或取向，并且操纵杆126可以如图所示或者可以被取向为由手26的手指铰接的触发器。虽然参考人类操作者进行描述，但是本领域技术人员将理解，机器人操作者可以抓握手柄130并操作工具110。在未具体示出的另一种形式中，可以省略手柄130，并且基座118可以附接到可以操作工具110的机器人操作者，例如机械臂。

参考图2和图4，基座118包括面向上并且被构造为将驻车棘爪14(为了便于说明在图2中以虚线示出)支撑在基座118上的至少一个基座表面138。基座118可以限定被构造为一旦由基座表面138支撑就阻止驻车棘爪14移动的特征，所述特征在所提供的示例中可以是保持腔体142，所述保持腔体位于后部134附近但在向前方向上敞开以接收驻车棘爪14的突出部30。保持腔体142阻止驻车棘爪14相对于基座118向后、横向、向上移动和旋转，同时允许棘爪14沿向前方向从保持腔体142移除。基座118还可以限定通道146，所述通道凹入基座表面138下方并且通过基座118的前部150敞开。通道146在基座表面138下方提供空间，以使棘爪弹簧18的一个爪34在驻车棘爪14下方延伸，然后向上延伸穿过驻车棘爪14中的孔口38，使得爪34的端部40缠绕在驻车棘爪14的顶部上。基座118的前部150还可以限定弓形面154，所述弓形面具有被构造为轻轻地托住(cradle)棘爪弹簧18的线圈42的直径。

参考图3和图4，板122的后部158联接到基座118的前部150。板122包括从板122的前部170的顶部表面166向上延伸的突出部162。突出部162在线圈42的前方并且向上延伸足以接合棘爪弹簧18的爪48的环46并将其保持在预张紧状态的距离(如图所示)。板122限定狭槽或孔口174。在所提供的示例中，孔口174是与线圈42的轴线50同轴的弓形形状，所述轴线也是驻车棘爪14的旋转轴线。孔口174可以具有小于弓形面154的直径或宽度，以将线圈42支撑在顶部表面166上。在所提供的示例中，孔口174不是完整的圆并且在向前方向上敞开。在未具体示出的替代形式中，孔口174的形状不需要是弓形的，并且可以是正方形的或任何其他形状并且朝向前方敞开。

板122以如下方式联接到基座118：允许板122相对于基座118在保持位置(如图所示)与释放位置之间移动，突出部162在释放位置相对于保持位置较低。在释放位置，突出部162充分降低，使得环46在突出部162上方从其预张紧状态释放。可铰接构件(例如，操纵杆126)被驱动地联接到板122，使得可铰接构件(例如，操纵杆126)的铰接使板在保持位置与释放位置之间移动。

在所提供的示例中，板122的后部158通过铰链178联接到基座118，所述铰链允许板122围绕铰链178的轴线在保持位置与释放位置之间枢转。轴186在向前方向和向后方向上滑动地延伸穿过基座118中的孔190。轴186将操纵杆126驱动地联接到板122，使得操纵杆126的铰接将板122从保持位置移动到释放位置。在所提供的示例中，轴186的前向端包括倾斜表面210，所述倾斜表面被构造为在铰链178后方的位置处接合板122的后部158以使板122围绕铰链178枢转。以这种方式，轴186的向前移动使板122围绕铰链178从保持位置枢转到释放位置。可以包括弹簧214以使轴186在向后方向上偏置。在所提供的示例中，倾斜表面210接合板122的后部158上的圆形销218，但是可以使用其他构造。

在图9中示意性地示出的另一种形式中，板122可以通过另一种类型的致动器124在保持位置与释放位置之间移动，所述致动器诸如气动致动器(例如，气动或液压活塞缸)或电动致动器(例如，螺线管、蜗杆和齿条、螺杆传动)，其可以诸如通过操纵杆126(在图1、图2和图4中示出)或按钮(未示出)触发。换句话说，致动器124可以是由来自装置910(诸如压力源(例如，泵)或电源(例如，控制器))的气动压力、液压压力或电力提供动力的机构，所述装置可以任选地远程定位。在其中工具110附接到机器人操作者的一种形式中，例如，机器人操作者可以诸如通过提供气动或液压压力的变化或通过发送电信号直接控制致动器124。

基座118还可以包括从基座118的大致面向前的表面226延伸的对准销222。对准销222被构造为接收在传动系部件22(图8)的壳体54(图8)中的配合孔(未具体示出)中。对准销222可以被定位成确保驻车棘爪14适当地定位在壳体54内(图8)，包括插入其中的适当深度，使得驻车棘爪14的旋转轴线50适当地对准。对准销222可以具有可调整的深度，例如，诸如能够相对于表面226被拧入和拧出。

参考图1和图2，固定装置114包括销510和斜坡514。销510的直径被构造为与轴线50同轴地被接收穿过线圈42并穿过驻车棘爪14中的与线圈42同心的孔58(在图4中示出)。

在一种形式中，固定装置114可以是自由的并且保持在操作者的另一只手中或由另一操作者(例如，机器人操作者)保持。在另一种形式中，固定装置114可以附接到实心平台，例如工作台或支架。

参考图2和图5，斜坡514位于距销510一定距离处，使得当驻车棘爪14和棘爪弹簧18装载在工具110上并且销510被接收穿过线圈42和孔58，爪48靠近环46对准以接合斜坡514。具体地参考图5，固定装置114可以在斜坡514下方限定凹部518，并且斜坡514可以悬于凹部518之上。

为了将驻车棘爪14和棘爪弹簧18安装在部件中，首先将棘爪弹簧18装载到驻车棘爪14上，其中棘爪弹簧18处于松弛状态。爪34延伸穿过驻车棘爪14中的孔口38，使得爪34的端部40缠绕在驻车棘爪14的顶部上。线圈42与孔58同心。

然后将带有处于松弛状态的棘爪弹簧18的驻车棘爪14装载到工具110上，类似于图1所示，但爪48处于图5所示的位置。如图5所示，在松弛状态下，爪48的环46不环绕突出部162。

然后将工具110定位在固定装置114上，使得销510延伸穿过孔58和线圈42，如图1所示，但爪48仍然处于图5所示的位置。

从该位置开始，工具110围绕销510沿旋转方向522(即，如图2所示从顶部观察时为逆时针方向)旋转，直到板122的前部170被接收在凹部518中并且爪48沿着斜坡514向上行进，如图6所示。斜坡514成角度，使得沿着斜坡514向上行进的爪48将环46提升到突出部162上方。线圈42的张力抵抗在该方向上的旋转。在一种形式中，可以通过从斜坡514的顶部向上延伸的固定装置114的壁524来防止爪48沿斜坡514进一步向上行进，从而防止棘爪弹簧18过度张紧。替代地或另外，侧壁528可以被定位成接合工具110的侧壁530以限制逆时针旋转的量以防止过度张紧。替代地或另外，固定螺钉532(例如，止动点固定螺钉)可以被接收在螺纹孔中并从侧壁528突出，以提供抵靠侧壁530的可调整的硬止动件，以防止过度张紧。替代地或另外，固定螺钉可以从工具110的侧壁530突出，以提供抵靠固定装置114的侧壁528的硬止动件。

因此，板122的前部170可以被接收在凹部518中，使得突出部162比环46更逆时针(如图2所示；即，如图6所示，更往左)。

然后，工具110围绕销510沿相反的旋转方向526(即，如从顶部观察为顺时针，如图2所示)旋转。当工具110沿旋转方向526旋转时，爪48沿着斜坡514向下行进，从而将环46钩在突出部162上并将棘爪弹簧18保持在预张紧状态，如图7所示。

参考图8，然后将工具110从销510(图1)上提起并带到传动系部件22，在所述传动系部件处，所述工具被插入壳体54中。工具110插入其中，直到孔58(图4)与壳体54中的孔810对准。如上所述，对准销222(图4)可以辅助其对准。销(未具体示出)可以插入孔810中以将驻车棘爪14和弹簧18保持在该对准位置。

然后，将操纵杆126铰接以使板122移动到释放位置并在壳体54内时释放棘爪弹簧18，使得壳体54内的特征(未具体示出；例如，销或突出部)可以接合爪48，使得棘爪弹簧18使驻车棘爪14在预定旋转方向上偏置(例如，使得驻车棘爪14被偏置成与传动系部件22的旋转构件818的齿814接合)。如图5至图7所示，突出部162的顶部可以是圆形的以促进环46的释放。

然后，在没有驻车棘爪14和棘爪弹簧18的情况下从壳体54移除工具110。

因此，本公开提供了一种用于预张紧带有棘爪弹簧的驻车棘爪并将预张紧的驻车棘爪和弹簧安装到传动系统部件中的工具系统和方法。

除非本文另有明确指示，否则指示机械/热性质、组成百分比、尺寸和/或公差或其他特性的所有数值在描述本公开的范围时应当理解为由词语“约”或“大约”修饰。出于各种原因期望进行这种修饰，所述原因包括：工业实践；材料、制造和组装公差；以及测试能力。

如本文所使用，短语A、B和C中的至少一者应被解释为使用非排他性逻辑“或”表示逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一者、B中的至少一者以及C中的至少一者”。

本公开的描述本质上仅仅是示例性的，并且因此，不脱离本公开的实质的变型意图在本公开的范围内。不应将此类变型视为脱离本公开的精神和范围。

根据实施例，手柄被构造为由操作者的手抓握，并且可铰接构件是被定位成在所述手抓握手柄时可由所述手铰接的操纵杆。

根据本发明，提供了一种用于安装驻车棘爪的工具系统，所述工具系统具有：工具，所述工具包括：基座，所述基座包括基座表面，所述基座表面被构造为将驻车棘爪支撑在预定位置；手柄，所述手柄从基座的后部延伸并且被构造为由用户的手抓握；板，所述板包括从板的前部向上延伸的突出部，其中板的后部通过铰链联接到基座的前部，使得板相对于基座围绕铰链在保持位置与释放位置之间枢转，在保持位置，突出部被定位成将装载在驻车棘爪上的棘爪弹簧保持在预张紧状态，在释放位置，突出部相对于保持位置降低以释放棘爪弹簧；以及操纵杆，所述操纵杆设置在基座的后部附近并且被定位成在所述手抓握手柄时可由所述手铰接，操纵杆可操作地联接到板，使得操纵杆的铰接使板在保持位置与释放位置之间移动。

根据实施例，本发明的特征还在于固定装置，所述固定装置包括销和斜坡，销被构造为接收在由驻车棘爪限定并与装载在驻车棘爪上的棘爪弹簧的线圈同心的孔口中，其中当在棘爪弹簧装载在驻车棘爪上的情况下驻车棘爪被支撑在工具的基座表面上并且销被接收在孔口中时，斜坡相对于棘爪弹簧定位，使得在使工具围绕销旋转时斜坡接合并提升棘爪弹簧的爪，其中固定装置限定凹部并且斜坡悬于凹部之上，凹部被构造为接收板的前部。