CN100507308C - 复式离合变速器主动轴的支承装置 - Google Patents

复式离合变速器主动轴的支承装置 Download PDF

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Abstract

在对于尤其是汽车的一个复式离合变速器的主动轴进行支承的装置中，该离合变速器具有一个第一主动轴，该第一主动轴在发动机侧在变速器外壳的外部与一个第一发动机离合器处于连接，而在变速器外壳内部具有一个第一档位组(G1，G3，G5)的多个档位齿轮；该离合变速器还具有一个由空心轴构成的并在第一主动轴上同轴设置的第二主动轴，该第二主动轴在发动机侧在变速器外壳的外部与一个第二发动机离合器处于连接，而在变速器外壳内部具有一个第二档位组(G2，G4)的多个档位齿轮；该离合变速器还具有至少一个平行于上述两个主动轴设置的传动轴，该传动轴具有与主动轴的档位齿轮处于啮合的配对档位齿轮，如此建议，所述第二主动轴通过至少两个内部径向球轴承(浮动轴承)和两个反向地起作用的轴向滚动轴承可旋转且轴向固定地支承在第一主动轴上，而所述第一主动轴在背离发动机处通过一个固定滚动轴承轴向固定地可旋转地支承在一个外部的外壳壁上，并在发动机侧通过一个设置在第二主动轴上的外部的径向滚动轴承(浮动轴承)轴向可移动地可旋转地支承在一个内部的外壳壁上。

Description

复式离合变速器主动轴的支承装置
技术领域
本发明涉及一种对于尤其是汽车的复式离合变速器的主动轴的支承装置。
背景技术
支承装置用于承载和导引运动构件、如轴和轮毂，并且可以由滑动轴承或由滚动轴承构成。一种支承机构的结构和布置主要取决于运行条件、所出现的载荷、供使用的结构空间和给定的成本范围。在汽车变速器和配属的离合器单元中由于其免维护性和高的运行可靠性最好使用滚动轴承、例如球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥圆柱滚子轴承和滚针轴承的形式，它们本来就在很大程度上进行了标准化，并因此可以大批量地经济地加工或买到。
例如在DE 39 28 133 A1中描述了一个用于汽车的速度变换变速器，它由一个标准的换档变速器组成，为了提供至少另一变速级对该换档变速器串联一个减速器。该减速器由一个简单的行星变速器构成，它具有一个太阳轮、一个行星轮支架和一个环轮，并可以通过一个双侧有效的摩擦片式离合器接通。从属的构件、如一个与环轮连接的空心轴和一个与太阳轮连接的摩擦片支架分别通过多个设计为圆柱滚子轴承的径向和轴向轴承相对于静止的和/或旋转的构件进行支承。此外由DE 100 04 195 A1已知一种由两个摩擦片式离合器构成的复式离合器机构，其中一个发动机侧的摩擦片支架以类似的方式通过多个径向和轴向轴承相对于从属变速器的主动轴、变速器侧的摩擦片支架和外壳端盖进行支承。这些公知的支承装置对应于上述的轴向较短而径向较大的轮毂形构件的轴承使用场合配有片状部分，并不能直接传递到轴的轴承上。为了避免对中误差和较大的弯矩，一个较长的变速器轴一般多处支承，其中为了构成无应力结构并为了补偿热膨胀只允许一个轴承作为固定轴承，通过该轴承轴向导引变速器轴并承受所产生的轴向力。
最后在DE 41 23 493 A1中建议一种汽车变速器传动轴的支承装置，该变速器以上述结构形式构成复式离合器，即，其中彼此同轴设置的主动轴设置在一条线上并因此同样与驱动轴同轴地设置；并且除了一个主动轴的直通档以外，力通过第一齿轮副传递到一个传动轴，并从那里通过第二齿轮副传递到驱动轴。中心设置的第一主动轴通过一个径向滚针轴承(浮动轴承)支承在一个发动机侧的主传动轴上，并在一个设计为空心轴的、其中设置两个齿圈的部分中通过一个径向圆柱轴承(浮动轴承)和一个设计为双列角接触球轴承的固定轴承支承在一个驱动轴上。设计为空心轴的、并设置在第一主动轴上的具有一个齿圈的第二主动轴通过一个径向滚针轴承(浮动轴承)和一个径向圆柱滚子轴承(浮动轴承)支承在第一主动轴上，并通过一个设计为单列向心球轴承的固定轴承支承在变速器外壳的外壳壁上。对此可替换地建议，第二主动轴通过一个径向滚针轴承(浮动轴承)和一个设计为单列向心球轴承的固定轴承支承在第一主动轴上，并通过一个径向圆柱滚子轴承(浮动轴承)支承在外壳壁上。不利的是，连同一个设计为双列角接触球轴承的固定轴承(通过该轴承外壳固定地支承驱动轴)通过这种已知的支承装置尤其在轴向上需要较大的结构空间，即，与此相关的变速器由于这种支承装置而具有不利的长度，并由此不适合于由驱动发动机和变速器构成的驱动单元的横向安装。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种上述结构形式的复式离合变速器的主动轴的支承装置，该支承装置以较少的加工费用和较低的偏差灵敏度对于驱动单元的横向安装尤其在轴向上需要尽可能少的结构空间。
按照本发明，上述技术问题的技术解决方案在于一种对于尤其是汽车的一个复式离合变速器的主动轴进行支承的装置，该离合变速器具有一个第一主动轴，该第一主动轴在发动机侧在变速器外壳的外部与一个第一发动机离合器处于连接，而在变速器外壳内部具有一个第一档位组的多个档位齿轮；该离合变速器还具有一个由空心轴构成的并在第一主动轴上同轴设置的第二主动轴，该第二主动轴在发动机侧在变速器外壳的外部与一个第二发动机离合器处于连接，而在变速器外壳内部具有一个第二档位组的多个档位齿轮；该离合变速器还具有至少一个平行于上述两个主动轴设置的传动轴，该传动轴具有与主动轴的档位齿轮处于啮合的配对档位齿轮，其中，所述第一主动轴在背离发动机处通过一个固定滚动轴承轴向固定地可旋转地支承在一个外部的外壳壁上，并在发动机侧通过一个设置在第二主动轴上的外部的径向滚动轴承轴向可移动地可旋转地支承在一个内部的外壳壁上，其中，所述第二主动轴通过至少两个内部径向球轴承和两个反向地起作用的轴向滚动轴承可旋转且轴向固定地支承在第一主动轴上，所述发动机侧的轴向滚动轴承设置在第一发动机离合器的与第一主动轴固定连接的离合器支架和第二发动机离合器的与第二主动轴固定连接的离合器支架之间。
与现有技术相比，使用按照本发明的支承装置至少节省一个单列向心球轴承或一个双列角接触球轴承形式的固定轴承，通常通过这个固定轴承使第二主动轴支承在变速器外壳的外壳壁上或第一主动轴上。因为一个这种类型的球轴承在径向和轴向上需要相对较大的结构空间、并需要对于轴承座进行相对精确和费事地加工，所以通过节省该固定轴承不仅节省结构空间而且节省加工费用。保留的固定滚动轴承(利用该轴承使第一主动轴进行外壳固定地支承)由于位置的原因设置在主动轴的相应轴端部与变速器外壳的外部外壳壁之间的背离驱动发动机一侧上，并且为了减少轴向空间需求最好设计为单列向心球轴承。第二主动轴通过两个内部的径向滚动轴承和两个轴向滚动轴承基本支承在第一主动轴上，并与该主动轴构成一个可预装配的构件组，对此外部的径向滚动轴承首先作为第一主动轴的浮动轴承是有效的，尽管该轴承设置在第二主动轴与内部的外壳壁之间。一个在发动机侧在第一主动轴中有效的径向力通过这两个内部的径向滚动轴承传递到第二主动轴上，并从该第二主动轴通过外部的径向滚动轴承导入变速器的外壳中。在此为了避免在第二主动轴中所作用的弯矩，最好使外部的径向滚动轴承和内部的径向滚动轴承中的一个径向地彼此对置地设置，也就是说，在第二主动轴上具有一个轴向尽可能同一的位置，因此径向力实际上直接从内部的径向滚动轴承传递到外部径向滚动轴承上。为了对于这两个主动轴在给定的径向滚动轴承的轴承缝隙中实现尽可能小的倾翻运动，固定滚动轴承与径向对置的径向滚动轴承之间的轴向距离要尽可能地大。因此外部的径向滚动轴承最好径向设置在发动机侧的内部径向滚动轴承的对面，而不设置在背离发动机的内部径向滚动轴承的对面。径向滚动轴承最好设计为圆柱滚子轴承，因为这种结构形式尤其在径向具有小的结构高度，并且作为标准的构件可以价格便宜地买到。
所述两个轴向滚动轴承最好分别设置在第一主动轴的一个径向轴承梁(Lagersteg)和第二主动轴的一个径向轴承梁的相互面对的径向表面之间，由此由于与主动轴的刚性连接可以使所产生的轴向力良好地从第二主动轴传递到第一主动轴，并可以节省附加的轴承元件和保险元件、如止推垫圈和保险环。在进行相应的加工时径向表面也可以直接用作轴承表面，在该表面上使轴向滚动轴承的滚动体进行滚动，由此在轴向上节省结构空间。为了补偿这两个主动轴的径向以及轴承表面之间的加工偏差，特别有利的是，在轴向滚动轴承中的一个轴承与配属的径向表面中的一个表面之间设有一种间隔垫圈的结构。这些间隔垫圈可以作为磨削的薄板片以细分等级的厚度经济地加工，因此在装配这两个主动轴时能够以简单的方式实现对于那些长度偏差的补偿。因此在加工主动轴时可以允许较大的加工偏差，由此降低变速器的制造费用。为了避免独立的轴承梁所需的结构空间，最好在第一发动机离合器的一个与第一主动轴固定连接的离合器支架和第二发动机离合器的一个与第二主动轴固定连接的离合器支架之间设置发动机侧的轴向滚动轴承。出于同一原因，有利的是在第一主动轴的第一档位齿轮的发动机侧与第二主动轴的位于对面的第一档位齿轮的背离发动机侧之间设置背离发动机的轴向滚动轴承，其中为了避免在档位齿轮与主动轴之间附加轴向轴承，相关的档位齿轮应该设计为固定轮。所述轴向滚动轴承最好设计为轴向滚针轴承，该轴承最好在主动轴的旋转轴线上具有一个轴向较小的结构高度，并作为标准件可以价格便宜地加工或买到。
附图说明
本发明的其它细节由下面的详细描述和附图给出，附图用于示例性地描述按照本发明的支承装置。
为此示出：
图1一个由一个驱动发动机和一个复式离合变速器组成的驱动单元的示意图。
具体实施方式
在图1中示出一个汽车的一个驱动单元1，它由一个驱动发动机2和一个具有配置的离合器单元4的复式离合变速器3所组成。驱动发动机2是内燃机，通过一个曲轴5来表示。曲轴5通过一个飞轮6和一个旋转振动阻尼器7与离合器单元4的一个离合器外壳8连接。该离合器外壳8具有一个第一发动机侧摩擦片支架9(该支架配置于一个设计为摩擦片式离合器的第一发动机离合器10)和一个第二发动机侧摩擦片支架11(该支架配置于一个设计为摩擦片式离合器的第二发动机离合器12)。第一发动机离合器10的具有一个第一变速器侧摩擦片支架14的第一离合器支架13与复式离合变速器3的一个中心设置的第一主动轴15连接。第二发动机离合器12的具有一个第二变速器侧摩擦片支架17的一个第二离合器支架16与复式离合变速器3的一个第二主动轴18连接，其中第二主动轴18设计为空心轴并同轴地布置在第一主动轴15上面。第一主动轴15具有一个第一档位组的多个档位齿轮19、20、21，该第一档位组由奇数前进档、即由第一前进档G1、第三前进档G3和第五前进档G5构成。第二主动轴18具有一个第二档位组的多个档位齿轮22、23，该第二档位组由偶数前进档、即由第二前进档G2和第四前进档G4构成。档位齿轮19-23分别设计为固定轮，即与相关主动轴15或18刚性(抗旋转和轴向固定)地连接，并分别与配属的配对档位齿轮24-28相啮合。档位齿轮24-28设计为浮动轮并分布在两个平行于主动轴15、18设置的传动轴29、30上，即可旋转地支承在这些传动轴上。档位G1-G4配属于第一传动轴29，并可以通过在双侧有效的档位离合机构31、32进行挂挡，其中在对于一个档位进行挂挡时分别通过闭合所述档位离合机构而在相关的浮动齿轮(配对档位齿轮)与传动轴之间建立抗旋转的连接。档位G5和G6配属于第二传动轴30，可以通过一个单侧有效的档位离合机构33或通过一个双侧有效的档位离合机构34进行挂档。后退档R通过一个与第一档位G1的档位齿轮19处于啮合的第一反向档位齿轮35、辅助轴36和第二反向档位齿轮37与配对档位齿轮38进行连接，该配对档位齿轮38可旋转地支承在第二传动轴30上，并可以通过档位离合机构34进行挂档。最后在第二传动轴30上还设置作为停车止锁有效的可制动的固定轮39。
为了实现复式离合变速器3的紧凑结构形式，传动轴29、30实际上V形地围绕主动轴15、18的旋转轴线40设置，而辅助轴36转过第二传动轴30还更靠近中间。在图1中传动轴29、30和辅助轴36为了简化附图在图面上展开地表示。传动轴29、30分别通过一个从动轮(未示出)与差速器(未示出)连接，从那里将复式离合变速器的输出转矩分布到配属于汽车的驱动轮上。从一个挂入的旧档位换接到一个新档位的过程一般通过变换主动轴不中断牵引力地实现，更确切地说由此使新的、配属于另一主动轴的档位在断开发动机离合器时进行挂挡，并且在时间上重叠地将配属于旧档位的发动机离合器断开并将配属于新档位的发动机离合器闭合，最终摘除旧档位。
按照本发明第二主动轴18为了承受径向力通过两个最好设计为圆柱轴承的中间径向滚动轴承41、42(一个发动机侧的中间径向滚动轴承41和一个背离发动机的中间径向滚动轴承42)可旋转且轴向固定地支承在第一主动轴15上；而为了承受轴向力通过两个最好设计为轴向滚针轴承的反向地起作用的轴向滚动轴承43、44(一个发动机侧的轴向滚动轴承43和一个背离发动机侧的轴向滚动轴承44)可旋转且轴向固定地支承在第一主动轴15上。第一主动轴15在背离发动机处通过一个最好设计为单列向心球轴承的固定滚动轴承45轴向固定地可旋转地支承在一个未示出的变速器外壳的外部外壳壁46上，而在发动机侧通过一个设置在第二主动轴18上的、最好设计为圆柱滚子轴承的外部径向滚动轴承47轴向可移动地可旋转地支承在变速器外壳的或者一个未示出的离合器外壳的一个内部外壳壁48上。外部径向滚动轴承47径向面对着发动机侧内部径向滚动轴承41进行布置，使得发动机侧的径向力直接且不对第二主动轴18产生弯矩地从第一主动轴15通过发动机侧的内部径向滚动轴承41和外部滚动轴承47传递到内部的外壳壁48中。此外通过固定滚动轴承45到外部径向滚动轴承47尽可能大的轴向间距得到一个防止第一主动轴15和支承在第一主动轴上的第二主动轴18的倾翻运动的高度稳定性。发动机侧的轴向滚动轴承43设置在第一发动机离合器10的与第一主动轴15固定连接的离合器支架13和第二发动机离合器12的与第二主动轴18固定连接的离合器支架16之间，而背离发动机的轴向滚动轴承44设置在第三档位G3的与第一主动轴15固定连接的档位齿轮20和位于对面的、第四档位G4的与第二主动轴18固定连接的档位齿轮23之间，由此在主动轴15、18上分别避免两个单独的径向轴承梁并且尤其在轴向上节省了结构空间。为了补偿两个主动轴15、18的轴向加工偏差可以在轴向滚动轴承43、44中的一个与配属的径向表面或轴承表面中的一个之间设置一个间隔垫圈(未示出)，例如以精确磨削的薄板垫片形式的间隔垫圈，使得为了降低加工费用可以允许主动轴15、18具有较大的加工偏差。通过按照本发明的支承装置特别节省轴向结构空间，因此复式离合变速器3在驱动单元1的横向安装方面可以特别短地构成。此外通过使用大量标准的轴承以及主动轴15、18的许用的较大的加工偏差可以使加工费用相降低。
附图标记列表
1  驱动单元
2  驱动发动机
3  复式离合变速器
4  离合器单元
5  曲轴
6  飞轮
7  旋转振动阻尼器
8  离合器外壳
9  第一发动机侧摩擦片支架
10 第一发动机离合器
11 第二发动机侧摩擦片支架
12 第二发动机离合器
13 第一离合器支架
14 第一变速器侧摩擦片支架
15 第一主动轴
16 第二离合器支架
17 第二变速器侧摩擦片支架
18 第二主动轴
19 档位齿轮(G1和R的)
20 档位齿轮(G3的)
21 档位齿轮(G5的)
22 档位齿轮(G2的)
23 档位齿轮(G4的)
24 配对档位齿轮(G1的)
25 配对档位齿轮(G3的)
26 配对档位齿轮(G5的)
27 配对档位齿轮(G2的)
28 配对档位齿轮(G4的)
29 第一传动轴
30 第二传动轴
31 档位离合机构(G1和G3的)
32 档位离合机构(G2和G4的)
33 档位离合机构(G5的)
34 档位离合机构(G6和R的)
35 第一反向档位齿轮(R的)
36 辅助轴
37 第二反向档位齿轮(R的)
38 配对档位齿轮(R的)
39 固定轮
40 旋转轴线
41 发动机侧内部的径向滚动轴承
42 背离发动机内部的径向滚动轴承
43 发动机侧轴向滚动轴承
44 背离发动机的轴向滚动轴承
45 固定滚动轴承
46 外部的外壳壁
47 外部轴向滚动轴承
48 内部的外壳壁
G1 第一(前进)档位
G2 第二(前进)档位
G3 第三(前进)档位
G4 第四(前进)档位
G5 第五(前进)档位
R  后退档

Claims (9)

1.对于一个复式离合变速器的主动轴进行支承的装置，该离合变速器具有一个第一主动轴(15)，该第一主动轴在发动机侧在变速器外壳的外部与一个第一发动机离合器(10)处于连接，而在变速器外壳内部具有一个第一档位组(G1，G3，G5)的多个档位齿轮(19，20，21)；该离合变速器还具有一个由空心轴构成的并在第一主动轴(15)上同轴设置的第二主动轴(18)，该第二主动轴在发动机侧在变速器外壳的外部与一个第二发动机离合器(12)处于连接，而在变速器外壳内部具有一个第二档位组(G2，G4)的多个档位齿轮(22，23)；该离合变速器还具有至少一个平行于上述两个主动轴设置的传动轴(29，30)，该传动轴具有与主动轴的档位齿轮(19-23)处于啮合的配对档位齿轮(24-28)，其中，所述第一主动轴(15)在背离发动机处通过一个固定滚动轴承(45)轴向固定地可旋转地支承在一个外部的外壳壁(46)上，并在发动机侧通过一个设置在第二主动轴(18)上的外部的径向滚动轴承(47)轴向可移动地可旋转地支承在一个内部的外壳壁(48)上，其特征在于，所述第二主动轴(18)通过至少两个内部径向球轴承(41，42)和两个反向地起作用的轴向滚动轴承(43，44)可旋转且轴向固定地支承在第一主动轴(15)上，所述发动机侧的轴向滚动轴承(43)设置在第一发动机离合器(10)的与第一主动轴(15)固定连接的离合器支架(13)和第二发动机离合器(12)的与第二主动轴(18)固定连接的离合器支架(16)之间。
2.如权利要求1所述的支承装置，其特征在于，所述固定滚动轴承(45)是单列向心球轴承。
3.如权利要求1或2所述的支承装置，其特征在于，所述外部的径向滚动轴承(47)与内部的径向滚动轴承(41，42)中的一个径向相互对置地设置。
4.如权利要求3所述的支承装置，其特征在于，所述外部的径向滚动轴承(47)径向地面对发动机侧的内部的径向滚动轴承(41)进行布置。
5.如权利要求1或2所述的支承装置，其特征在于，径向滚动轴承(41，42，47)中的至少一个是圆柱滚子轴承。
6.如权利要求1或2所述的支承装置，其特征在于，所述两个轴向滚动轴承(43，44)分别设置在第一主动轴(15)的一个径向轴承梁和第二主动轴(18)的一个径向轴承梁的相互面对的径向表面之间。
7.如权利要求6述的支承装置，其特征在于，在轴向滚动轴承(43，44)中的一个与配属的径向表面中的一个之间为了补偿主动轴(15，18)的轴向加工偏差而设置间隔垫圈。
8.如权利要求6所述的支承装置，其特征在于，所述背离发动机的轴向滚动轴承(44)设置在第一主动轴(15)的第一档位齿轮(20)的发动机侧与第二主动轴(18)的位于对面的第一档位齿轮(23)的背离发动机侧之间，其中相关的档位齿轮(20，23)是固定齿轮。
9.如权利要求1或2所述的支承装置，其特征在于，轴向滚动轴承(43、44)中至少一个是轴向滚针轴承。
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