CN101545532B - 用于减小多挡变速器中的嘎嘎响声的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于减小多挡变速器中的嘎嘎响声的装置，该多挡变速器配有一个主轴和两个中间轴。可围绕主轴(1)旋转的空套齿轮(3)是以径向余隙相对于主轴(1)加以支承的，并且为了接入一个挡位，分别有一个空套齿轮(3)可抗扭地与主轴(1)相连。多挡变速器的至少一个空套齿轮借助于至少一个滚动轴承(4)支承在主轴上，并且滚动轴承(4)相对于主轴(1)具有径向余隙(6)，并且滚动轴承通过至少一个沿轴向方向起作用的弹性元件相对于主轴夹紧。或者空套齿轮利用一个滚动轴承以径向余隙支承在多挡变速器的一个固定在外壳上的部分(23)中，其中滚动轴承通过至少一个沿轴向方向起作用的弹性元件相对于该固定在外壳上的部分(23)夹紧。

Description

用于减小多挡变速器中的嘎嘎响声的装置

技术领域

本发明涉及一种用于减小配有两个中间轴的多挡变速器中的嘎嘎响声的装置。

背景技术

从现有技术，已知有配备两个中间轴和一个中心主轴的多挡变速器。可旋转地设置在主轴上的主轴齿轮是由中间轴的齿轮来传动的。主轴齿轮只在所属的变速挡位中运行时才抗扭地与主轴相连接。在其它运行挡位中，主轴齿轮是松弛地在主轴上旋转。因此，主轴齿轮也称为空套齿轮(Losrad)。

为了实现两个中间轴上的力流之间的负荷均衡，在这种变速器上的主轴是浮动地、即有径向余隙地支承的。空套齿轮必要时都是沿轴向固定在浮动地支承的主轴上的，而不是沿着径向方向。在径向方向上，空套齿轮是在与相关空套齿轮相咬合的中间轴齿轮的齿部中被导引和支承的。这样，便能达到最佳的负荷均衡。

暂时尚未置入挡位的空套齿轮处于无负荷状态中，并在齿隙内浮动，也就是说，它们在径向上有余隙，并且在相对于主轴和相对于中间轴的齿轮的圆周方向上有余隙。

由于在无负荷状态中的空套齿轮的余隙之故，在运行中定会产生一种令人厌烦的嘎嘎响声，这是因为齿轮在圆周方向上和径向上都遇到加速，此加速乃由于制造不精密和由于主动和/或从动装置的扭力振动所激发之故。通过这种加速，空套齿轮如此地在所述的运动间隙中运动，使得它们碰触到所贴靠的结构部件上。例如，彼此相啮合的齿的齿面在其齿面间隙的范围内彼此相碰触，从而主要引起不处在负荷下同步运行的挡位的嘎嘎响声。

为了减小配有两个中间轴的多挡变速器中的嘎嘎响声，已提出了一些解决方案。例如，DE102004057126A1公开了一种装置，用于减小配有两个中间轴的变速器中空套齿轮的轴向运动，其中一个设置在主轴上的压紧装置将至少其中一个空套齿轮在轴向方向上压向止推片。通过空套齿轮的这种轴向夹紧，便可避免产生令人不悦的嘎嘎响声。根据DE102004057126A1提出的一种压紧装置，在运行中在压紧装置和空套齿轮之间产生滑动摩擦。这种滑动摩擦会增大变速器的摩擦损失，并导致磨损。

发明内容

本发明的任务是提供一种配有两个中间轴的多挡变速器，它可以实现低噪声水平和微小摩擦损失的运行。

上述任务是通过根据本发明的装置加以解决的。

本发明的第一个实施方式包含一种用于减小配有一个主轴和两个中间轴的多挡变速器中的嘎嘎响声的装置。该装置具有可围绕主轴旋转的空套齿轮，这些空套齿轮是以径向余隙相对于主轴加以支承的。为了接入一个挡位，分别有一个空套齿轮抗扭地与主轴相连。根据本发明，多挡变速器的至少一个空套齿轮利用至少一个滚动轴承支承在主轴上，其中滚动轴承相对于主轴具有径向余隙，并且滚动轴承通过一个沿轴向方向起作用的弹性元件相对于主轴加以夹紧。也就是说，滚动轴承由该弹性元件沿轴向压紧在主轴上，但不会完全阻碍沿径向的活动性。

本发明的第二个实施形式与第一个实施形式的区别在于：滚动轴承不是支承在主轴上，而是以径向余隙支承在多挡变速器的一个固定在外壳上的部分上，滚动轴承通过一个沿轴向方向起作用的弹性元件而被压紧在该固定在外壳上的部分上并加以夹紧。

根据这两个所述的实施形式，通过弹性元件的机械性夹紧，便可减缓或制止空套齿轮沿径向的运动和振动，从而使得不处于力线中的空套齿轮至少不再如此强烈地碰触到相邻的部件，并明显地减少噪声的产生。开头所述的负荷均衡所需的径向运动间隙仍然是存在的。

空套齿轮的旋转运动不会受到弹性元件的轴向夹紧的影响或制止，因为弹性元件作用于滚动轴承的轴承环之一上，并且轴向夹紧不会经过滚动轴承被传递到该空套齿轮上。也就是说，只有空套齿轮的沿径向的运动才受到减缓或制止。因此，比起现有技术的已述的解决方案来，产生的滑动摩擦明显减少，从而使变速器中的摩擦损失也大大减小。按现有技术的解决方案，空套齿轮的旋转运动也会由于轴向夹紧而承受滑动摩擦。

按上述的两个实施形式，弹性元件可以直接贴靠在滚动轴承的轴承环之一上。但也可以在弹性元件和滚动轴承之间设置隔离环或摩擦环。还可以在滚动轴承和主轴或固定在外壳上的部分之间设置隔离元件。因此，例如空套齿轮的径向运动可以通过滚动轴承和弹性元件之间的摩擦环来加以影响，为此通过对摩擦环的有目的的材料选择和表面选择来实现摩擦环和弹性元件或滚动轴承之间的一种完全确定的摩擦系数。

本发明的一项优选的设计的特征在于：由滚动轴承不传递任何轴向力。滚动轴承例如是如此被支承的，使得为空套齿轮所配置的滚动轴承的轴承环可沿轴向活动地(例如有一定余隙配合地)相对于空套齿轮加以支承。所以滚动轴承不会将影响轴向夹紧的轴向力从空套齿轮传递到主轴上去。

滚动轴承的支承也可利用一个滚子轴承来如此加以实现，使得无轴向力被传递。为此例如使用一个滚子轴承，它只有一个轴承环，该轴承环设置在主轴上，并且滚动轴承的滚动体则直接地在空套齿轮的中心孔中的表面上滚动。因此，空套齿轮相对于滚动体且从而相对于主轴在轴向方向上都不是固定的。通过这种方式，弹性元件的轴向夹紧力是保持自由的，不受其它轴向力的影响。

根据本发明的另一项优选的设计，空套齿轮沿轴向支撑在两个沿轴向固定地设置在主轴上的止推片之间。这样，例如在斜齿的圆柱齿轮运行时或在接通所属的挡级时所产生的轴向力可直接经过止推片而被传递到主轴上，而不会影响到弹性元件在滚动轴承上的轴向夹紧力。特别在滚动轴承上的无轴向力支承的情况下可利用这种有利的作用。利用保持稳定的、可计算出的和可预调的轴向夹紧力，即可保证实现恒定地缓冲径向方向上的运动。

采用第一实施方式中所述的装置，可使滚动轴承和弹性元件沿轴向相对于主轴支撑在同一止推片上，空套齿轮也沿轴向支撑在这些止推片上。当然还有一个可能性，就是为了滚动轴承和弹性元件的轴向支撑，将另一个或另两个止推片沿轴向固定地设置在主轴上。

弹性元件可利用它的轴向夹紧力要么作用在滚动轴承的轴承内环上，要么作用在滚动轴承的轴承外环上。弹性元件最好作用在滚动轴承的轴承环上，该轴承环是为主轴或固定在外壳上的部分配置的。也就是说，弹性元件优选不设置空套齿轮上，而是在根据第一实施方式的情况下设置在处于主轴上的轴承内环上，在根据第二实施方式的情况下设置在为固定在外壳上的部分所配置的轴承环上。

弹性元件优选设计成盘形弹簧或盘形弹簧叠(Tellerfederpaket)。当然也可以使用其它的弹性元件，例如螺旋弹簧、波纹弹簧、板式弹簧或者用弹性材料制成的环。

本发明的装置可以用于多挡变速器的所有挡级，即所有前进档和倒车挡。该装置当然也可以只用于单个挡级。

此外，本发明还包含一种多挡变速器，其配有根据本发明的用于降低嘎嘎响声的装置。

最后根据一个优选的实施形式，提出一种多挡变速器，其中用于降低嘎嘎响声的装置仅仅设置在倒车挡挡位中。已经令人意想不到地证明：通过这些措施，所有挡级中的嘎嘎响声都大大降低。其根本原因是，各挡级中的嘎嘎响声主要都是因倒车挡挡位中的振动所引起的。通过本发明的降低空套齿轮振动和降低倒车挡挡位中的嘎嘎响声，便可减小整个多挡变速器的嘎嘎响声，这是因为向前进档挡位由于倒车挡的减小的激励，也能大大减少发出嘎嘎响声的倾向。因此，利用很少的结构上的变化，就能达到减小整个变速器的有干扰性的嘎嘎响声。

因此，只在倒车挡挡位中采取的、降低嘎嘎响声的措施的优点也是很大的，因为汽车变速箱主要是在前进挡之一中运行，而倒车挡挡位无负载地随同运行并且在传统的变速器中导致嘎嘎响声。正是在这种在时间上占据主要地位的运行阶段体现本发明的优点。

附图说明

附图中示出本发明的两个实施例，下面做详细说明。附图表示：

图1具有本发明的第一实施形式的一种多挡变速器的倒车挡区域内的示意剖视前视图；

图2具有本发明的第二个实施形式的一种多挡变速器的倒车挡范围的示意剖视前视图。

具体实施方式

图1所示实施形式具有一个用于倒车挡的空套齿轮3，该空套齿轮是围绕主轴1和主轴1的中心轴线2可旋转地设置的。空套齿轮3在无负荷状态中时即在没有接入倒车挡时，是由中间轴19经过一个中间齿轮17加以驱动的。中间齿轮17促成为倒车挡所需的旋转方向反向。中间轴齿部18为此与中间齿轮17的端齿部相啮合。而中间齿轮17的端齿部又与空套齿轮3的端齿部16相啮合。在所示的图中，中间齿轮17处在图平面之外，而且绝大部分被中间轴齿部18和空套齿轮3所遮盖。

为了接入倒车挡，空套齿轮3通过换挡接合套13朝空套齿轮3方向的移动与主轴1抗扭地相连接。在此换挡接合套13的外齿部14与空套齿轮3的内齿部15相啮合。经过换挡接合套13的内齿部21，换挡接合套抗扭地且可轴向移动地与主轴1相连接。

空套齿轮3沿轴向经过一个中间环9而支撑在沿轴向固定地与主轴1相连的止推片7和8上。中间环9是通过一个安全环10而被固定在空套齿轮3的孔口区域内的。

沿径向方向，空套齿轮3通过滚动轴承4被支承在主轴1上。在滚动轴承4和主轴1之间有一个沿径向方向的余隙6，该径向余隙允许空套齿轮3和主轴1之间的径向运动。这种径向运动总会通过机械性夹紧而被减缓，这种机械性夹紧是由主轴1和滚动轴承4的内环4a之间的、呈盘形弹簧5形式的弹性元件所产生的。

空套齿轮3和主轴1之间的径向余隙6以及主轴1的浮动支承所导致的结果是：主轴和空套齿轮的各中心轴线不总是准确地彼此共轴。即使上述两部件的中心轴线不彼此共轴，空套齿轮3也能围绕主轴1旋转。

滚动轴承4可使空套齿轮3以最小的摩擦损失围绕主轴1旋转；同时通过同主轴1的夹紧，确保缓冲主轴1和空套齿轮3之间的径向运动。

盘形弹簧5沿轴向经过一个沿轴向固定地与主轴1相连的止推片11而支承。另一个沿轴向固定地与主轴1相连的止推片12支撑着滚动轴承4的内环4a，以应对盘形弹簧5的沿轴向的压力。滚动轴承4以一定余隙配合安装在空套齿轮3的孔口22中，从而在轴承外环4b和空套齿轮3之间必要时传递微小的轴向力。

止推片7、8、11和12都是沿轴向固定地分别设置在主轴1上的一个沿圆周方向延伸的槽中。还有一些实施形式，其中只需要两个止推片，以便在轴向上既能固定或支撑空套齿轮3，以及固定或支撑盘形弹簧5和滚动轴承4。

图2中示出第二实施方式。空套齿轮3沿径向被支承在一个固定在外壳上的部分23中。主轴1、换挡接合套13、空套齿轮3、中间齿轮17与中间轴19的基本布置，均与图1所示相同。因此，相同的部分用相同的附图标记表示，于此就不详述了。

空套齿轮3通过两个止推片7和8相对于主轴1的轴向支承也是相同地予以实施的，如借助于图1所述。

如图2所示空套齿轮3的径向支承的实施与图1中所示实施形式是不相同的。依照图2，滚动轴承4支承在空套齿轮3的轮毂的圆柱形的外表面27上。为此，空套齿轮3的轮毂的外表面27是部分地经过切屑加工处理的，借以获得一种适配于滚动轴承4的轴承座的表面。滚动轴承4的轴承内环4c以一种余隙适配的方式而被设置在外表面27上，从而必要时将微小的轴向力从空套齿轮3传递到滚动轴承4上。

滚动轴承4的轴承外环4d以径向余隙6被支承在变速器外壳23中。在轴向上轴承外环4d经过一个中间环25相对于变速器外壳23支撑在一侧，并且经过一个中间环24、一个盘形弹簧5和一个止推片26相对于变速器外壳23而支撑在另一侧。盘形弹簧5沿轴向相对于变速器外壳23夹紧轴承外环4d，从而使在径向余隙6范围内可能的运动和振动受到缓冲。

滚动轴承4可使空套齿轮3以最小的摩擦损失围绕主轴1旋转，与此同时，可通过与变速器外壳23的夹紧，导致缓冲空套齿轮3的径向运动。从而大大降低嘎嘎响声。

止推片26是作为安全环(Sicherungsring)或止动环设计的，它沿轴向固定地设置在变速器外壳上的一个沿着圆周方向延伸的槽中。通过对中间环24和25的表面性质的选择，可以影响空套齿轮3和变速器外壳23之间的径向运动的缓冲，因为中间环24和25的表面在滚动轴承4的径向运动条件下是作为相对于轴承外环4d的摩擦表面起作用的。

另一个可影响空套齿轮3和变速器外壳23之间的径向运动的缓冲强度的可能性在于：盘形弹簧5的尺寸设计和它的弹簧特性曲线的选择。

根据所述的各实施形式，还可以在滚动轴承4的两侧分别设置一个或多个盘形弹簧。这样亦可实现空套齿轮3和主轴1或变速器外壳23之间的径向运动的缓冲。

附图标记清单

1  主轴         15 内齿部

2  中心轴线     16 齿部

3  空套齿轮     17 中间齿轮

4  滚动轴承     18 齿部

5  盘形弹簧     19 中间轴

6  余隙         20 中心轴线

7  止推片       21 齿部

8  止推片       22 孔口

9  中间环       23 变速器外壳

10 安全环       24 中间环

11 止推片       25 中间环

12 止推片       26 止推片

13 换挡接合套   27 外表面

14 外齿部

Claims (8)

1.用于降低多挡变速器中的嘎嘎响声的装置，该多挡变速器配有一个主轴(1)和两个中间轴，其中可围绕主轴(1)旋转的空套齿轮(3)是以径向余隙相对于主轴(1)加以支承的，并且为了接入一个挡位，分别有一个空套齿轮(3)可抗扭地与主轴(1)相连，

其特征在于：

多挡变速器的至少一个空套齿轮(3)借助于至少一个滚动轴承(4)支承在主轴(1)上，并且滚动轴承(4)相对于主轴(1)具有径向余隙(6)，并且滚动轴承(4)通过至少一个沿轴向方向起作用的弹性元件(5)相对于主轴(1)加以夹紧，并且滚动轴承(4)的一个轴承外环(4b)邻近空套齿轮(3)地设置并且仅仅与该空套齿轮(3)啮合，从而不与任何其它的支承装置接触，并且仍然允许空套齿轮(3)相对于滚动轴承(4)的相对轴向运动。

2.按权利要求1所述的装置，其特征在于：

滚动轴承(4)设计或安装成使得它不传递轴向力。

3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于：

空套齿轮(3)沿轴向方向支承在两个沿轴向固定地设置在主轴(1)上的止推片(7，8)之间。

4.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于：

弹性元件(5)夹紧滚动轴承(4)的轴承环(4a)，该轴承环配置给主轴(1)。

5.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于：

弹性元件(5)夹紧滚动轴承(4)的轴承环(4d)，该轴承环配置给多挡变速器的一个固定在外壳上的部分(23)。

6.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于：

弹性元件(5)设计成盘形弹簧或盘形弹簧叠。

7.多挡变速器，其特征在于：

它至少具有一个根据以上权利要求中任一项所述的用于降低嘎嘎响声的装置。

8.按权利要求7所述的多挡变速器，其特征在于：

所述用于降低嘎嘎响声的装置仅设置在倒车挡挡位中。

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