CN101490447A - 变速器 - Google Patents

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CN101490447A CNA200780025837XA CN200780025837A CN101490447A CN 101490447 A CN101490447 A CN 101490447A CN A200780025837X A CNA200780025837X A CN A200780025837XA CN 200780025837 A CN200780025837 A CN 200780025837A CN 101490447 A CN101490447 A CN 101490447A
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Abstract

一种尤其是汽车的变速器，包括一变速器壳体(25)，一驱动轴和一输出轴，所述轴可以不同的传动比相互耦合，还带有一换档轴(1)，该换档轴可在相应于变速器的不同传动比的位置之间沿着预先确定的路径转动和轴向移动，以及带有至少一对共同作用地预先确定所述路径的导向件(10，5)。两个导向件中的第一导向件(10)可随所述换档轴(1)运动，而第二导向件(5)安装在一与所述变速器壳体(25)连接的第一凸缘(26)上。所述第一凸缘(26)可拆卸地固定在所述变速器壳体(25)上，并且与所述换档轴(1)连接成一结构单元。

Description

变速器
本发明涉及一种尤其是用于汽车的变速器，其带有一变速器壳体，一驱动轴和一输出轴，所述两轴可以不同的传动比相互耦合，一可在相应于变速器的不同传动比的位置之间沿预定的路径转动并且可轴向移动的换档轴，以及至少一对导向元件，其共同作用地预先确定所述路径。这种变速器例如由DE4110555A1公开。
这种公知的变速器具有一变速器壳体，换档轴在所述变速器壳体中延伸，并且该换档轴支撑一嵌入换档滑杆的槽中的变速杆拨指，以便通过换档滑杆调节变速器的传动比。一对导向元件通过可随换档轴运动的套筒和一弹簧加载的球构成，所述球装配在变速器壳体中并且嵌入一成型在套筒中的沟槽。
为调节变速器的传动比，驾驶员通常借助于安装在汽车乘客舱中的换档选择杆使换档轴运动。在此，驾驶员施加在换档选择杆上的力提供给驾驶员关于换档过程的触觉反馈。由于变速器结构不同，力的变化通常因车型而异，驾驶员从一种车型更换到另一种车型时会感到不适应，并且首先会引起不安全的感觉。变速器的维修也会导致力变化曲线的改变，让驾驶员从主观上产生对维修不满意的感觉。
本发明所要解决的技术问题是提供一种变速器结构，其至少比传统变速器的结构更简单，并在换档运动过程中产生可再现的力变化曲线。
该技术问题这样来解决，即，在开头所述类型的变速器中将第一凸缘或法兰可拆卸地固定在变速器壳体上并且与换档轴连接成一结构单元。由此创造了这样的可能性，即，在结构单元上校验换档轴的可动性和导向元件的共同作用，而不必同时要求导向轴驱动换档运动，并且可以在所产生的力与期望值出现偏差时，必要时在结构单元上进行修正。
换档轴优选穿过支撑第二导向元件的凸缘或法兰。
可随换档轴运动的第一导向元件优选是一尖端，并且装配在凸缘上的第二导向元件是一由尖端触碰或扫略过的导向轮廓。与固定在壳体上的尖端扫略过与轴相连的导向轮廓这一相反的情况相比，这种导向轮廓可以在结构单元的尺寸相同时制作得更大。导向轮廓做的越大，导向轮廓不可避免的制造不精确对换档运动的影响就越小。
为了能够以简单的方式影响换档轴的可动性，优选可调节使两个导向元件相互压迫的弹簧的弹力。
结构单元优选锚接在变速器壳体上，只要第一凸缘或法兰固定在一互补的、形成变速器壳体组成部分的第二凸缘或法兰上。在此，凸缘中的一个相宜地具有一中心体，其嵌入另一个凸缘的配对凹槽中，以便相对变速器壳体定位该结构单元。
中心体尤其可以是第一凸缘的一部分，其中，第二导向元件相宜地安装在中心体上。
本发明其它的特征和优点由接下来参照附图对实施形式的说明得出。附图中：
图1是包括换档轴、凸缘和导向元件的组件的剖面图，该组件局部插入省略示出的变速器壳体；
图2是成型在组件套筒中的沟槽的展开图(Abrollung)；
图3是图1所示组件放大部分的立体视图；
图4是图3所示组件的详细视图；
图5是图4所示的弹簧腔的剖切视图；
图6是弹簧腔的另一种构造的剖切视图；
图7是按第二种构造的换档轴-凸缘-组件的局部视图；
图8是图7所示的组件从其朝向变速器壳体那一侧观察所得的视图；
图9是组件从平行于换档轴的视角观察所得的视图。
图1以立体视图示出了凸缘4，它是不完全示出的变速器壳体25的一部分。在变速器壳体25的内部，在图1中所示部分的下面安装有一具有多个变速级的变速器，其具体构造，以及除凸缘4之外的变速器壳体的构造都与本发明无关，因此没有示出它们也没有对它们加以详细说明。换档轴1穿过凸缘4的中心孔并部分插入变速器壳体25内部。换档轴1通过凸缘26与组件连接，换档轴可相对该凸缘转动和轴向移动。设置一凸缘26，以便例如借助于螺栓32装配在变速器壳体25的凸缘4上。在凸缘26的装配位置，围绕轴1的套管2，3保持在变速器壳体25的内部，以便准确地确定换档轴1的转动轴和平动轴。在套馆2，3之间突出的变速杆拨指8嵌接在变速器的部件上，以便驱动变速器换档运动。轴1的运动通过选择杆6和换档杆7引起，所述轴作用在从变速器壳体突出于凸缘26的外侧的、换档轴1的头部。
此外，两个凸缘4，26上下放置，它们的位置通过一个扁圆柱状垫片或圆盘14确定，该垫片固定在凸缘26朝向变速器壳体25的一侧，并且在装配完成时形状配合地嵌入凸缘4的孔中。
垫片14的半径以及凸缘4容纳该垫片的孔的半径大于所有其它嵌接在变速器壳体25上的、由凸缘26和轴1组成的组件的部件，因此，后者可轻易地穿过凸缘4的孔并插入变速器壳体25内，并且装配在其中。
在垫片14背向凸缘26的一侧安装有一挡板5，其结构大致为一中部扩径的、带有平行于轴1的轴线的空心圆柱体扇形段。挡板5可以为形成一围绕轴1延伸的套筒而封闭，实际上其与换档轴1成一角度延伸，该角度不明显大于换档轴1的转动自由度。在挡板5朝向换档轴1的表面设置有沟槽状的凹槽9。该沟槽状凹槽9是可能的换档路径的轮廓，在变速器的不同传动级之间变换时换档轴1可在该凹槽中运动。
图2中示出了所述沟槽9的展开形状。多个沟槽9形成了一种相当于传统的开槽月牙板(Schlitzkulisse)的图案。存在有多个平行的、也称作侧边沟槽13的沟槽，以及一个与这些侧边沟槽13垂直的、与之相交的主沟槽12。
图3以放大的尺寸示出了换档轴1的头部区域和挡板5。在一拧紧在换档轴1上并可随之运动的圈15上置入弹簧腔10，从弹簧腔的端部伸出一可克服弹簧的力径向移动的球体11。球体11在挡板5的沟槽9内滚动，其中，球体11经过的路径可以通过图2所示的沟槽9的延伸走向预定。
图4仅放大示出了弹簧腔10和套筒5的截面以及它们的相互关系。球体11进入沟槽9中，并由此确定换档运动，轴1执行所述换档运动。在换档运动中，球体11在安装在弹簧腔10内的弹簧的压力作用下沿着沟槽9的底部滚动。当球体11到达侧边沟槽13的端部，那么这就相当于轴1放到变速器的某一档的位置，如果球体11处于主沟槽12中，那么变速器处于空转状态。
沟槽12，13在其交叉位置具有倒圆的棱边，使得球体11可以无障碍地或者无歪斜地从主沟槽12进入侧沟槽以及返回。
如图4所示，套筒5具有一在轴1的轴向V状弯折的轮廓，使得在主沟槽12底部的点16比主沟槽12的其它部分与轴1的轴线相隔得更远。当变速器接通至空转位置，也就是说当球体11位于主沟槽12中时，球体11在弹簧的压力作用下朝该点运动。由此，变速器稳定地保持在空转位置，并且不会例如由于外部振动导致从空转位置离开的不希望的换档运动。
与图4中关于主沟槽12所示的类似，侧边沟槽13也可以具有关于轴1的轴线局部变化的半径。因此，一方面侧边沟槽可以在其长度的至少一个中央部段具有向主沟槽渐增的半径，以便支持轴1在球体离开侧边沟槽13之前就能从相应档的位置自动运动到空转位置。
另一方面，侧边沟槽在其边缘部段分别具有向沟槽13的端部渐增的半径，一旦球体到达该边缘部段，所述半径支持轴自动地运动至与一嵌入的档对应的位置。
将被释放的换挡轴驱动到空转位置的力的大小或驾驶员为将换档轴1移动到相当于某档的位置所必须使用的力的大小取决于将球体11相对沟槽9的底部压紧的弹簧力。因为，换档轴1与弹簧腔10和支撑挡板5的凸缘26连接成一个组件，在换档轴1安装入变速器壳体25之前，弹簧力就已经在该组件中起作用，这与弹簧腔装配在变速器壳体中的传统变速器不同。因此，由弹簧腔施加在换档轴1上的复位力没有扭曲地通过变速器的换档阻力检测，并且必要时设定为一所希望的值。
弹簧力在例如采用图5中以剖视图示出的弹簧腔10的结构时可以调节。基本上呈中空圆柱状的包封套27在一端带有内螺纹，弹簧腔底部28拧入该内螺纹中。在弹簧腔底部28和弹簧腔可转动运动地保持球体11的头部件29之间插入一压力弹簧30，该压力弹簧使头部件29从弹簧腔底部28离开，并且相对(图5中未示出的)挡板5运动。压力弹簧30施加给在给定位置上的头部件29的压力取决于头部件29和弹簧腔底部28之间的间距，也就是说取决于弹簧腔底部28拧入包封套27多远。
为了移动弹簧腔底部28需要将其从圈15取出，然而，只要包封套27的后端抵靠在圈15容纳弹簧腔的钻孔的凸肩31上，就可在任何时候再现弹簧腔10的位置。
因此，按照一简化的构造也可以将包封套和弹簧腔底部构成一固定的单元，在这种情况下可能的是，由弹簧30施加在挡板5上的力借助于垫片或垫圈调节到所希望的大小，所述垫片或垫圈插入在弹簧腔和钻孔的底部或凸肩31之间。
图6示出了弹簧腔10的另一种构造，其允许在弹簧腔装配完成时可调节由球体11施加在挡板5上的力。容纳在圈15的钻孔中的弹簧腔10一半以剖视图一半以侧视图示出。该弹簧腔具有一包封套27，该包封套在其后部插入钻孔的区域内带有外螺纹，该外螺纹嵌接在圈15的钻孔的互补的内螺纹中。在包封壳体27的前端成型有一六边形33，这使得装配在钻孔中的弹簧腔10可以连续转动，并因而将其拧入钻孔的深度调节为，使得该力达到希望的值，通过该力使夹紧在与包封套27一体地构造的底部28和头部件29之间的压力弹簧30将头部件29压紧在凸肩5上。
图7示出了设计用于装配在变速器壳体凸缘上的、按本发明第二种构造的、包括凸缘26和换档轴1的组件的一部分。当前构造中与之前的附图所示的构造相同的部件用相同的附图标记表示，并且不重复其说明。图7所示的组件具有一形式为带有球体17的弹簧腔18的卡锁件，该球体与另一挡板5`的第二轮廓共同作用。挡板5`可以与挡板5一体地设计，或者与挡板5完全无关地关于凸缘26固定装配。弹簧腔18与弹簧腔10一样放在与轴1螺栓连接的圈15中。
图8和9示出了图7所示组件从变速器壳体方向观察所得的局部视图或沿轴1从变速器壳体的内部观察所得的组件的视图。轴向偏移地对置的弹簧腔10，18在图8中被省略，在弹簧腔的位置仅能看到容纳它们的钻孔。在图9的视图中，弹簧腔10隐藏在变速杆拨指8后面。与弹簧腔18对置的挡板5`具有一中央沟槽19，该沟槽平行于轴1的纵轴线22延伸。沿挡板5`的圆周将沟槽19的位置选择为，使得当弹簧腔18的球体17位与沟槽19中时，轴1占据的位置对应于与变速器空转状态的位置。在这种情况下，球体11位于图2所示的主沟槽12中。
如图8所示，沟槽19由两个侧面倾斜的斜面20，21围成。当轴1绕其轴线22转动时，弹簧腔18的球体17在斜面20或21上滚动或滑动，而同时球体11沿着图2所示的侧边沟槽13之一运动。在此，弹簧腔18松弛。最后，球体11到达斜面20或21的底部23或24的静止位置。该静止位置分别相当于变速器的某一档。变速器切换至所希望的档由此被简化，并从而提高了换档舒适性。
因为在斜面20或21上滑动的弹簧腔18给轴1加载转矩，该转矩驱使轴保持在静止位置，所以不需要如图1所示的构造中由弹簧腔10产生相应的转矩。因此，侧边沟槽13可以以恒定的半径延伸，并且主沟槽12的坡度相当于弹簧腔10的整个运动自由度。因此，只要相对图1的构造增大主沟槽12坡度，就可以在相同的弹性常数时在轴1的轴向施加更大的调节力。
因为，轴1的轴向移动或转动引起的复位力在这种构造中由不同的弹簧腔10，18产生，所以通过调节这些弹簧腔10，18就可以彼此不相干地调节这些复位力，由此更易于模拟在换档过程中驾驶员施加的换档力的预定变化曲线。
如图7所示，弹簧腔10和18在轴1的周向大约相互错移180°。一方面由弹簧腔10的球体11，另一方面由弹簧腔18的球体17施加在挡板5，5`上的力因此至少部分相互抵消，因此仅在轴1和凸缘26之间产生小的或者没有支承力。
附图标记列表
1  轴
2  套管
3  套管
4  凸缘
5  挡板
6  变速杆
7  换档杆
8  变速杆拨指
9  沟槽
10 弹簧腔
11 球体
12 主沟槽
13 侧边沟槽
14 垫片
15 圈
16 点
17 球体
18 弹簧腔
19 沟槽
20 斜面
21 斜面
22 轴1的纵轴
23 斜面20的底部
24 斜面21的底部
25 变速器壳体
26 凸缘
27 包封套
28 弹簧腔底部
29 头部件
30 压力弹簧
31 凸肩
32 螺栓
33 六边形

Claims (8)

1.一种尤其是汽车的变速器，带有一变速器壳体(25)，一驱动轴和一输出轴，所述驱动轴和输出轴可以不同的传动比相互耦合，还带有一换档轴(1)，该换档轴可在相应于变速器的不同传动比的位置之间沿着预先确定的路径转动和轴向移动，以及带有至少一对共同作用地预先确定所述路径的导向件(10，5)，在两个导向件中，第一导向件(10)可随所述换档轴(1)运动，而第二导向件(5)安装在一与所述变速器壳体(25)连接的第一凸缘(26)上，其特征在于，所述第一凸缘(26)可拆卸地固定在所述变速器壳体(25)上，并且与所述换档轴(1)连接成一结构单元。
2.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述换档轴(1)穿过所述第一凸缘(26)。
3.如权利要求1或2所述的变速器，其特征在于，所述第一导向件(10)包括一尖端，并且所述第二导向件(5)包括一由所述尖端扫略的导向轮廓。
4.如权利要求1至3之一所述的变速器，其特征在于，所述导向件(5，10)通过一弹力可调节的弹簧(30)相互压紧。
5.如权利要求1至4之一所述的变速器，其特征在于，在所述导向轮廓(5)上形成有确定所述路径的沟槽(9，12，13)。
6.如权利要求1至5之一所述的变速器，其特征在于，所述第一凸缘(26)固定在一配对的、形成所述变速器壳体(25)的一组成部分的第二凸缘(4)上，并且所述第一和第二凸缘之一(26)具有一中心体(14)，该中心体嵌入另一凸缘(4)的配对凹槽中。
7.如权利要求6所述的变速器，其特征在于，所述中心体(14)是所述第一凸缘(26)的一部分，并且所述第二导向元件(5)安装在所述中心体(14)上。
8.一种用于如权利要求1至7之一所述的变速器的结构单元，其包括第一凸缘(26)和换档轴(1)。
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