CN101842619A - 汽车变速器的具有锁定装置的换挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提出一种用于汽车变速器的具有用于锁定换挡滑杆的锁定装置的换挡装置，该换挡装置运行可靠并且成本低廉。本发明涉及一种用于汽车变速器的具有锁定装置(11)的换挡装置(1)，该换挡装置具有用于预选并且切换变速器中的档位的换挡轴(2)以及多个用于将换挡力矩从换挡轴(2)传递到变速器的换挡滑杆(9a，b，c，d)，其中换挡轴(2)垂直于换挡滑杆(9a，b，c，d)指向并且为了预选档位可轴向(3)推移地并且为了切换档位可围绕自身轴线摆动(4)地进行设置，其中锁定装置(11)具有锁定区段(12)和导引区段(15)，锁定区段用于放行其中一个换挡滑杆(9a，b，c，d)并且锁定其它换挡滑杆，导引区段用于在相对于壳体固定的导引机构上轴向导引锁定装置(11)，其中构造和/或设置所述锁定装置(11)，使得其在轴向推移(3)换挡轴(2)以预选档位时一起运动并且在偏转(4)换挡轴以在切换档位时进行空转，其中锁定区段(12)构造成平面的第一板材段，该板材段沿表面延伸方向确定了锁定平面，并且在导引区段(15)和导引机构之间作为推移平面确定了导引平面，其中锁定平面和导引平面相互平行地设置在换挡轴(2)的同一侧上。

Description

汽车变速器的具有锁定装置的换挡装置

技术领域

本发明涉及一种用于汽车变速器的换挡装置，该换挡装置具有锁定装置、用于预选并且切换变速器中的档位的换挡轴、多个用于将换挡力矩从换挡轴传递到变速器的换挡滑杆，其中换挡轴垂直于换挡滑杆指向并且为了预选档位可轴向推移地并且为了切换档位可围绕自身轴线摆动地进行设置，其中锁定装置具有锁定区段和导引区段，锁定区段用于放行其中一个换挡滑杆并且锁定其它换挡滑杆，导引区段用于在相对于壳体固定的导引机构上轴向导引锁定装置，其中如此构造和/或设置锁定装置，使得其在轴向推移换挡轴以预选档位时一起运动并且在偏转换挡轴以切换档位时进行空转。

背景技术

在许多汽车中，由驾驶员通过手动换挡杆导入的换挡和选择运动通过换挡轴进行传递，该换挡轴作用到多个换挡滑杆上，该换挡滑杆最终将换挡力矩从换挡轴传递到变速器上。为了选择确定的换挡滑杆，在已知的结构中轴向推移换挡轴，为了嵌入或者切换所选择的档位，通过换挡轴围绕自身轴线的摆动运动将所选择的换挡滑杆沿其纵向延伸方向进行推移。

尤其在手动切换档位时出现的问题是，错误地没有嵌入所希望的换挡滑杆的两个档位之一，而是“对角线地切换”，从而切换了其它换挡滑杆之一的档位。这种“错接”导致嵌入错误的档位，从而在最不利的情况下，变速器和驱动马达的转速和旋转方向不一致并且会出现不期望的行驶情况、甚至会出现变速器或者说驱动马达的损坏。

为了排除这种“错接”，公开了一种锁定系统，该锁定系统设置并且构造在换挡轴和变速器之间，从而锁定不选择的换挡滑杆并且只放行所选择的用于换挡过程的换挡滑杆。锁定系统由此确保驾驶员可以通过换挡运动只插入所选择的换挡凹槽的或者说所选择的换挡滑杆的一个档位中。

这种锁定系统例如由文件DE 30 111 31 A1进行公开，该文件涉及一种用于汽车机械的齿轮变速器的换挡装置。在该文件中公开了一种在达到确定的换挡凹槽方面限制换挡轴的换挡凹槽选择运动的锁止装置。该锁止装置构造成锁止板，该锁止板通过两个支臂穿在换挡轴上，其中该锁止板借助于两个位于两个支臂之间的环形带状的区段在轴向调节换挡轴时一起运动。通过啮合固定在变速器壳体上的定位螺栓来防止锁止板的扭转，该定位螺栓嵌入锁止板的上侧中。在关于换挡轴与上侧对置的一侧上设置了支臂的平行于锁止板的上侧弯曲的区域，变速杆拨指在所述区域之间穿过，从而该变速杆拨指只能在换挡凹槽中调节设置在该区域中的换挡叉形件，其它换挡叉形件却通过弯曲的支臂进行锁定。

形成下面的现有技术的文件DE 39 132 69 A1涉及一种用于汽车变速器的换挡装置，该换挡装置同样具有用于传递选择力矩和换挡力矩的换挡轴。该换挡装置也示出了锁止板，该锁止板通过变速器拨指的钢带沿轴向一起运动，相反，变速杆拨指或者说换挡轴可以沿着圆周方向相对于锁止板进行旋转。该锁止板同样通过螺栓/槽-连接保持不可相对旋转的。该螺栓/槽-连接在换挡装置的轴向俯视图中相对于所述锁定区域以90°角度进行设置。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于汽车变速器的具有用于锁定换挡滑杆的锁定装置的换挡装置，该换挡装置运行可靠并且成本低廉。

该目的通过具有权利要求1所述特征的锁定系统来实现。本发明的优选或者有利的实施方式由从属权利要求、下面的描述和/或附图中获得。

根据本发明提出了用于汽车变速器的具有用于锁定换挡滑杆的锁定装置的换挡装置，其中变速器优选是机械的多级的齿轮变速器。

作为组件，换挡轴配属于换挡装置，优选可以通过手动换挡杆操作该换挡轴，并且设置和/或构造该换挡轴用于预选并且切换变速器中的档位。为了将换挡力矩从换挡轴传递到变速器上，设置了多个换挡滑杆、优选三个换挡滑杆用于切换六个档位。在作为替代方案的实施方式中，也可以实现相应数量的换挡滑杆用于切换其它档位数。在结构上考虑将换挡轴-尤其在换挡轴沿径向的俯视图中-垂直于或者基本上垂直于换挡滑杆指向。该换挡轴为了预选档位或者说换挡滑杆可以沿其自身轴线轴向推移地并且为了切换档位可围绕其自身轴线摆动地进行设置。换挡轴例如具有变速杆拨指，该变速杆拨指通过轴向推移换挡轴可以在换挡滑杆之间推移，并且通过换挡轴围绕自身轴线的摆动沿着换挡滑杆的纵向延伸方向推移所选择的换挡滑杆，从而插入相应的档位。

锁定系统具有一件式或者多件式的锁定装置，该锁定装置示出了至少两个功能范围：一个功能范围涉及锁定区段，该锁定区段在所选择的位置上放行换挡滑杆之一并且同时锁定其它的换挡滑杆。通过改变预选同时改变放行的换挡滑杆。另一功能范围涉及导引区段，构造该导引区段连同相对于壳体固定的导引机构来轴向导引、尤其沿着换挡轴的轴向延伸方向导引所述锁定装置。导引机构尤其刚性地和/或位置固定地设置在换挡圆顶壳体和/或变速器壳体上，该换挡圆顶壳体至少分段地容纳换挡轴和换挡滑杆。优选如此构造该轴向引导，使得锁定装置不可沿着围绕换挡轴的圆周方向扭转。

如此构造和/或设置锁定装置，使得其在轴向推移换挡轴以预选档位时一起运动，从而-如已经解释的-放行其中一个换挡滑杆并且锁定其它换挡滑杆，并且在偏转换挡轴以插入档位时进行空转并且与换挡轴的摆动运动进行机械脱耦。

锁定区段构造成平面的第一板材段，该板材段沿表面延伸方向确定了锁定平面。确定为导引平面的面状的滑动平面和/或推移平面位于导引区段和导引机构之间。根据本发明提出，锁定平面和导引平面相互平行地设置在换挡轴的相同的一侧上，也就是说换挡轴的自身的轴向没有设置在所述平面之间。

优选地，锁定区段和导引区段沿换挡轴的轴向相互错开地设置并且/或者在轴向的俯视图中相互平行地和/或相互一致地和/或相互重叠地定位。在本发明的特别优选的实施方式中，锁定平面和导引平面相互同平面地设置，其中这两个平面一致。

本发明的观点是，由现有技术公开的具有锁止板的锁定系统在机械方面构造得较复杂并且在制造和装配时尤其耗费。这同样因为所公开的锁止板的锁定区域和导引区域相对于换挡轴对置或者相互以90°角度进行设置。该设置方式导致锁止板必须作为复杂的3D形式得以实现，其缺少公差的制造和装配与高花费联系在一起。与之相对，本发明提出将锁定区段和导引区段设置在换挡轴的共同的一侧上，这使得在制造技术上得到了简化。在本发明的特别优选的结构上的实施方式中，导引元件的导引区段具有平面的第二板材段，该板材段的表面延伸方向确定了滑动平面。由此，分别通过平面的板材段一起构造了锁定区段和导引区段，其中通过板材段确定的平面相互平行地和/或同平面地进行设置。

在本发明的特别优选的改进方案中，平面的第一和第二板材段形成了共同的平面的板材段。在本发明的这个改进方案中，锁定装置的制造特别简单，因为锁定区段和导引区段可以通过简单的分开过程例如通过冲压来制造。尤其在两个区段的范围内不需要变形步骤。由此，锁定装置在所述两个区段的范围内可以成本低廉地并且以高精度进行制造。

在可能的结构上的转变中，锁定区段具有在边缘侧开口的凹处，该凹处例如形成矩形的形式，其宽度如此配合任一换挡滑杆的宽度，从而相应地锁定其它换挡滑杆。由此，该凹处形成了用于恰好一个换挡滑杆的通过区域。

在该实施方式的改进方案中，换挡滑杆具有锁定口，锁定区段嵌入该锁定口中。锁定口在侧向的俯视图中也具有优选矩形的横截面。

在本发明的另一优选的构造中，不是导引区段就是导引机构包括轴向的、尤其沿换挡轴的轴向延伸方向指向的导引通道，相反，相应的组合也就是导引机构或者说导引区段具有导引元件尤其是导引销，该导引元件通过导引通道沿轴向引导。在本发明的特别优选的实施方式中，如此设置导引元件的纵向延伸方向，使得该纵向延伸方向在换挡轴轴向的俯视图中垂直于换挡轴，但是不相交。

为了在机械上连接锁定装置和换挡轴，锁定装置具有连动区段并且换挡轴具有连动机构，如此设计该连动区段和连动机构，使得锁定装置在换挡轴轴向运动时由换挡轴一起带动，在换挡轴摆动运动时、至少在预选摆动的范围内解除连接或者说空转。这种功能性允许锁定装置在预选时从一个换挡滑杆推移到下一个换挡滑杆，相反在换挡轴的换挡运动中不运动。

在本发明的可能的第一实施方式中，将连动机构构造成变速杆拨指，该变速杆拨指嵌入锁定装置的连动区段的在边缘侧敞开的凹处中。在该实施方式中，由变速杆拨指移动锁定装置。在该实施方式的优选的实现过程中，所述变速杆拨指在端部侧具有叉形件，如此度量所述叉形件自由叉形空间沿换挡轴的圆周方向的尺寸，使得换挡轴可以沿着方位角的方向相对于锁定装置在预选摆动的范围内自由摆动。

在本发明的第二实施方式中，将连动机构构造成换挡套，优选至少一个变速杆拨指和/或凸轮冠设置在该换挡套上。在第二实施方式中，连动区段构造成至少一个连动支臂，该连动支臂沿着径向朝换挡轴延伸。该连动支臂优选例如通过连动支臂中的通孔穿在换挡轴上。

在该实施方式中，优选将沿旋转方向延伸的连动槽嵌入换挡套中用于实施并且轴向带动连动支臂。尤其为了稳定锁定装置，该锁定装置优选具有两个连动支臂，连动支臂由换挡套中的两个沿旋转方向延伸的连动槽一起带动或者说放行。

在本发明的接近产品的实现过程中，连动支臂与第一、第二和/或第三板材段直角地设置。在该实施方式中，锁定装置在换挡轴的纵剖面视图中优选构造成L形或者说U形，使得锁定元件可以在这种或者其它实现过程中以成本低廉的方式通过冲压弯曲方法顺序进行制造。

附图说明

本发明的其它特征、优点和作用从下面对本发明的优选实施例以及附图的描述中获得。在此示出：

图1是作为本发明的第一实施例的具有锁定装置的换挡装置的从侧面斜看的示意性三维视图；

图2是图1中的锁定装置从前面斜看的示意性三维视图；

图3是图1和2中的锁定装置在垂直于换挡轴的径向平面中的三维示意图；

图4是作为本发明的第二实施例的具有锁定装置的换挡装置在通过换挡轴的平面中的示意性的三维纵剖图。

具体实施方式

相同的或者相互对应的部件在附图中分别用相同的或者相应的附图标记表示。

图1示出了具有锁定装置的换挡装置1的截取部分的示意性三维图。该换挡装置1包括换挡轴2，该换挡轴在其自由端部上在作用技术上与可由驾驶员操作的手动换挡杆连接。该换挡轴2沿着箭头3可以在其轴向延伸方向上推移地并且此外沿着根据箭头4的旋转方向可围绕自身轴线摆动地进行设置。如尤其从结合图2和3的一览中得知，所述换挡装置1包括换挡套5，该换挡套与换挡轴2同轴设置，并且与该换挡轴不可推移并且不可相对摆动地例如材料配合地尤其通过焊接进行连接。该换挡套5在其外侧上承载着凸轮冠6以及一个或者多个变速杆拨指8，凸轮冠容纳用弹簧加载的定位凸轮7，变速杆拨指从换挡套5沿着径向延伸并且与换挡套材料配合地连接。

为了将换挡运动传递到没有示出的变速器上，换挡装置1具有三个换挡滑杆9，这些换挡滑杆相互平行地并且垂直于换挡轴2指向。换挡滑杆9在其面对换挡轴2的端部段上分别具有换挡口10，换挡口构造成矩形的在边缘侧开口的凹处。

为了进行选择运动，换挡轴2沿着箭头3推移，使得变速杆拨指8定位在所希望的换挡滑杆9的换挡口10中。通过换挡轴沿着箭头4的摆动，变速杆拨指8围绕换挡轴2偏转，根据图2中的摆动方向向左或者说向右推动所选择的换挡滑杆9并且以这种方式插入所希望的档位。

为了现在避免由驾驶员的不灵活的运动而如此导引变速杆拨指8，使得所选择的换挡滑杆9没有运动而相应的换挡滑杆9却运动了，换挡装置1具有锁定装置11。

例如构造成冲压弯曲件的锁定装置11包括锁定区段12，该锁定区段构造成平面的第一板材段，并且嵌入换挡滑杆9的与换挡口10错开设置的锁定口13中，该锁定区段可以通过换挡轴2垂直于换挡滑杆9的纵向延伸方向推移。锁定区段12具有凹处14，该凹处沿着箭头3的延伸方向的宽度如此配合任一换挡滑杆9的宽度，从而根据锁定区段12的位置可以切换任一换挡滑杆9，相反另外两个换挡滑杆9则被锁定。在图1示出的位置中，可以切换中间的换挡滑杆9，也就是说该中间的换挡滑杆可以沿其纵向延伸方向推移并且另外两个换挡滑杆9由锁定区段12锁住。

为了确保沿着箭头3良好地导引锁定区段12，锁定装置11具有导引区段15，该导引区段构造成平面的第二板材段，在该板材段中置入导引槽16或者说导引通道16。如最好从图2中得知的，通过导引通道16卡住导引销17，该导引销刚性地并且/或者位置固定地与壳体18连接，或者-在其它实施方式中-与变速器圆顶壳体连接。导引通道16和导引销17确定了用于第二板材段的强制导引，并且由此确定了用于锁定区段12的强制导引，使得该锁定区段虽然沿着箭头方向3推移，但是不会根据箭头4沿着换挡轴2的圆周方向偏转。承载着导引通道16的第二板材段和承载着锁定区段12的第一板材段形成了共同的、平面的和/或不弯曲的和/或不变形的板材段，该板材段沿其表面延伸方向确定了锁定平面、也就是锁定区段所处的并且在其中推移的平面，并且同时确定了与之同平面的和/或与之一致的推移平面、也就是导引区段15所处的并且在其中推移的滑动平面。

为了连接锁定装置11与换挡轴2，该锁定装置具有两个连动支臂19，连动支臂与由第一和第二板材段形成的共同的板材段直角地延伸。连动支臂19通过两个置入换挡套5的沿旋转方向延伸的通道状的导引槽20卡住，并且在其自由端部上分别具有圆盘环状的端部段21，换挡轴2可自由旋转地穿过该端部段的自由的通孔。

在功能上考虑在根据箭头3轴向推移换挡轴2时通过换挡套5带动所述锁定装置，其中连动支臂19形状配合地并且传力地靠在导引槽20的边界上。导引槽20沿着根据箭头4的旋转方向延伸的程度如此之大，使得由换挡轴2和换挡套5构成的连接对于换挡运动来说可以偏转，而不带动锁定装置11，使得该锁定装置11与换挡轴2的摆动运动脱耦地进行设置。

图4示出了换挡装置1的第二实施例的剖面三维视图。该换挡装置1具有在图4中在中间延伸的换挡轴2，该换挡轴承载着第一变速杆拨指8a以及与之轴向间隔开的第二变速杆拨指8b。如此设置或者说构造变速杆拨指8a或者说8b，从而嵌入垂直于换挡轴2设置的换挡滑杆9a，b，c，d。为此，换挡滑杆9a，b，c，d分别具有换挡口10。如从图4的视图中获知，换挡轴2可以占据四个预选位置，在第一预选位置中选择换挡滑杆9a，在第二预选位置中选择换挡滑杆9b，在第三预选位置中选择换挡滑杆9c并且在第四预选位置中选择换挡滑杆9d。为了补充地导引换挡轴2，换挡装置1具有变速连杆22，连杆拨指23根据所选择的位置嵌入该变速连杆中。为了支持锁定所选择的档位，锁定系统1示出了凸轮冠6，定位凸轮7锁定在该凸轮冠中。

锁定装置11在图4中基本上构造成平面的板材段，该板材段在两个换挡滑杆组9a，c或者说9b，d的区域中分别承载着锁定区段12，其中每个锁定区段12具有凹处14，通过沿着根据箭头3的轴向方向推移锁定装置11可以将该凹处置于用于通过所选择的换挡滑杆9a，b，c，d的位置中。

锁定装置11的导引区段15是平面的板材段的一段并且具有两个导引销24，导引销安置在导引区段15中并且在导引通道16中得到导引，该导引通道置入相对于壳体固定的导引板材25中。由此，导引板材25和导引通道16形成了壳体侧的导引机构。

为了调节锁定装置11的根据箭头3的轴向位置，该锁定装置具有导引凹处26，变速杆拨指8a或者说8b的构造成叉形件的端部段嵌入该导引凹处中。在此，如此实现该嵌入动作，即在轴向推移换挡轴2时通过变速杆拨指8a，b引导锁定装置11，相反在沿根据箭头4的旋转方向偏转换挡轴2时如此构造变速杆拨指8a，b的叉形件中的中间空间，使得该变速杆拨指8a，b可以不带动锁定装置11地进行自由的摆动。

在图4的第二实施方式中，通过锁定装置11的共同的板材段的表面延伸方向也确定了导引平面和与之同平面设置或者与之一致设置的锁定平面。总之，锁定装置11在图4中作为可以简单制造的结构部件，该结构部件可以通过冲压过程连同随后插入的导引销24成本低廉地进行制造。

参考标号

1                换挡装置

2                换挡轴

3                沿轴向的箭头

4                沿旋转方向的箭头

5                换挡套

6                凸轮冠

7                定位凸轮

8a，b            变速杆拨指

9，9a，b，c，d   换挡滑杆

10               换挡口

11               锁定装置

12               锁定区段

13               锁定口

14               凹处

15               导引区段

16               沿轴向的导引槽

17               与导引槽16啮合的导引销

18               壳体

19               连动支臂

20               沿旋转方向的导引槽

21               端部段

22        换挡连杆

23        连杆拨指

24        与导引槽20啮合的导引销

25        导引板材

26        导引凹处

Claims (15)

1.一种用于汽车变速器的具有锁定装置(11)的换挡装置(1)，所述换挡装置具有用于预选并且切换变速器中的档位的换挡轴(2)、多个用于将换挡力矩从所述换挡轴(2)传递到所述变速器的换挡滑杆(9a，b，c，d)，

其中，所述换挡轴(2)垂直于所述换挡滑杆(9a，b，c，d)指向并且为了预选档位可轴向(3)推移地并且为了切换档位可围绕自身轴线摆动(4)地进行设置，

其中，所述锁定装置(11)具有锁定区段(12)和导引区段(15)，所述锁定区段用于放行其中一个所述换挡滑杆(9a，b，c，d)并且锁定其它换挡滑杆，所述导引区段用于在相对于壳体固定的导引机构上轴向导引所述锁定装置(11)，

其中，构造和/或设置所述锁定装置(11)，使得其在轴向推移(3)换挡轴(2)以预选档位时一起运动并且在偏转(4)所述换挡轴以切换档位时进行空转，

其特征在于，

所述锁定区段(12)构造成平面的第一板材段，所述第一板材段沿表面延伸方向确定了锁定平面，并且在所述导引区段(15)和所述导引机构之间作为推移平面确定了导引平面，其中所述锁定平面和所述导引平面相互平行地设置在所述换挡轴(2)的同一侧上。

2.根据权利要求1所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述锁定平面和所述导引平面相互同平面地设置。

3.根据权利要求1或2所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述导引区段(15)具有平面的第二板材段，所述第二板材段的表面延伸方向确定了推移平面。

4.根据权利要求3所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述平面的第一和第二板材段形成了共同的平面的板材段。

5.根据前述权利要求中任一项所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述锁定区段(12)具有在边缘侧开口的凹处(14)，所述凹处的宽度如此配合任一所述换挡滑杆(9a，b，c，d)的宽度，从而相应地锁定其它换挡滑杆。

6.根据权利要求5所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述换挡滑杆具有锁定口(13)，所述锁定区段(12)嵌入所述锁定口中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述导引区段(15)或者所述导引机构具有轴向指向的导引通道(16)并且所述导引机构或者说所述导引区段具有导引元件尤其是导引销(17)，所述导引元件通过所述导引通道(16)沿轴向引导。

8.根据前述权利要求中任一项所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述锁定装置(11)具有连动区段(19，26)，所述锁定装置(11)通过所述连动区段与所述换挡轴(2)的连动机构(5，8a，b)连接，用于轴向连动并且在预选摆动的范围内在方位角上空转。

9.根据权利要求8所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述连动机构构造成变速杆拨指(8a，b)，所述变速杆拨指嵌入所述锁定装置(11)的连动区段的边缘侧的凹处(26)中。

10.根据权利要求9所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述变速器拨指(8a，b)在端部侧具有叉形件，如此度量所述叉形件的自由的叉形空间，使得所述换挡轴(2)可以在预选摆动的范围内沿圆周方向相对于所述锁定装置(11)自由摆动。

11.根据权利要求8所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述连动机构构造成换挡套(5)。

12.根据权利要求11所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述连动区段构造成至少一个连动支臂(19)，所述连动支臂沿径向延伸。

13.根据权利要求12所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述连动支臂(19)可摆动地穿在所述换挡轴(2)上。

14.根据权利要求12或13所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述换挡套(5)具有沿旋转方向延伸的连动槽(20)，用于实施、沿轴向带动和/或在方位角上放行所述连动支臂(19)。

15.根据权利要求12到14中任一项所述的换挡装置(1)，其特征在于，所述连动支臂(19)与所述第一、第二和/或第三板材区域直角地进行设置。

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