CN101932844B - 用于变速器切换元件的操纵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于变速器的至少两个彼此同轴设置的切换元件的操纵装置，包括至少两个用于操纵各配设的切换元件的调整装置，其中各调整装置包括至少各一个旋转驱动装置(4，5)和至少各一个调整件，所述旋转驱动装置和相应的调整件经由对应的啮合部相互耦联，每个旋转驱动装置(4，5)的旋转运动能转换成配设的调整件的轴向运动并且各调整件彼此同轴设置，其特征在于，每个调整件的啮合部的各齿的轴向位置在周向方向上至少局部地变化。

Description

用于变速器切换元件的操纵装置
技术领域
本发明涉及一种用于变速器切换元件的操纵装置，包括变速器、尤其是双离合器变速器的至少两个彼此同轴设置的切换元件。 
背景技术
例如由文献DE 102 38 118 A1已知一种用于摩擦离合器装置的操纵装置，用以导入操纵力、尤其是接合力和分离力。利用该操纵装置能在接合和分离意义上操纵摩擦离合器。该操纵装置包括一个配设于第一摩擦离合器机构的第一操纵件和一个配设于第二摩擦离合器机构的第二操纵件，这些操纵件能相对于一轴向固定的支承件轴向调整/移动以施加操纵力。这些操纵件配设有致动器，使得将在促成相应致动器的情况下给予相应的操纵件的、相对于防止旋转地支承的支承件的旋转运动转换成操纵件相对于轴向支承的支承件的轴向平移运动。 
此外，由文献DE 10313382A1已知一种用于车辆双离合器变速器的离合器的分离单元。该已知的分离单元包括两个用于操纵各离合器的分离系统，其中设有一个内部的分离系统和一个外部的分离系统，它们彼此同轴地设置。这两个分离系统包括斜面结构，这些斜面结构径向相互嵌套地设置并且能相对彼此运动，由此使旋转运动转换成轴向的分离运动。为了操纵分离系统设有绳索传动装置、齿轮或皮带传动装置。 
此外，由文献DE 10 2005 048 737 A1已知另一种用于设置在机动车动力传动系中的双摩擦离合器装置的操纵装置，用以导入操纵力，其中每个摩擦离合器机构配设有一个操纵件。这两个操纵件通过一个耦联件关于其相对于支承件的轴向调整而运动耦联，由此局部地在两 个操纵件的轴向调整范围上，其中一个操纵装置在轴向方向之一上的调整引起另一个操纵件在另一轴向方向上的调整。 
这些已知操纵装置的共同缺陷在于，在将旋转运动转换成轴向运动时对于操纵装置的调整装置需要显著的结构空间需求并由此加大变速器结构长度。 
发明内容
本发明的目的是，建议一种开头所述类型的、用于至少两个彼此同轴设置的变速器切换元件的操纵装置，该操纵装置尽可能紧凑地构造并因此需要尽可能小的结构空间。 
这个目的按照本发明通过下述的特征得以实现。 
建议一种用于变速器、尤其是双离合器变速器的至少两个优选彼此同轴设置的切换元件的操纵装置，包括至少两个用于操纵各配设的切换元件的调整装置，其中这些调整装置包括至少各一个旋转驱动装置或类似装置和至少各一个调整件，其中旋转驱动装置和相应的调整件经由对应的啮合部相互耦联，每个旋转驱动装置的旋转运动能转换成配设的调整件的轴向调整运动并且这些调整件彼此同轴设置。按照本发明，每个调整件的啮合部的各齿的轴向位置可以在周向方向上至少局部地变化。通过这种方式在啮合部中实现各齿的例如递增的、递减的、交替的或类似的延伸。 
由于旋转驱动装置的旋转运动转换成配设的调整件的平移运动，每个旋转角与一个轴向行程相配。在按照本发明的操纵装置中，在每个调整件上通过所建议的各齿在啮合的周向方向上的轴向错位可以这样补偿调整件的由于每个旋转运动引起的轴向运动，使得旋转驱动装置与调整件的啮合部由于轴向补偿沿着调整装置的调整范围保持完全的啮合，因为啮合部的啮合区域保持在一个轴向平面内。通过这种方式可以省去啮合部在轴向上的否则必需的加宽。由此可以明显节省轴向结构空间，因为彼此同轴设置的各调整装置在轴向上相互间对于其 中另一个调整装置的相应调整范围无需或只需最小的结构空间。 
此外，通过按照本发明的操纵装置可以实现非常紧凑的结构形式，因为这两个调整装置为了操纵这两个切换元件例如双离合器变速器的离合器而可以相互嵌套地设置。所建议的操纵装置需要明显较小的轴向结构空间，由此可以将该操纵装置例如在双离合器变速器中以中间轴的结构形式轴向设置在恒定小齿轮(Konstantenritzel)和中间轴轴承的高度上，从而能以有利的方式利用在那里已经存在的结构空间用于操纵装置。 
在本发明的一有利实施方案的框架内可规定，每个调整件的啮合部构成为齿扇(Zahnradsegment)或类似物，该齿扇或类似物具有基本上螺旋线形或类似的延伸，其中也可以使用具有递减的、递增的或类似的斜度延伸的轮廓。也可设想啮合部的其它结构设计方案，它们实现啮合部的各齿在周向方向上的轴向错位并因此能够通过旋转驱动装置的旋转补偿调整件的轴向运动。 
例如，齿扇可以固定地与相应的调整件连接，由此将例如经由旋转驱动装置的小齿轮产生的旋转运动经由齿扇的啮合部传递到用于轴向调整运动的调整件上。为了保证特别节省结构空间的布置可以规定，齿扇径向向外延伸地固定在相应的调整件上。也可以设想其它的结构上的实施方式，它们能够节省轴向结构空间。 
按照本发明的一改进方案可规定，相应的齿扇的宽度在周向方向上变化。齿扇的宽度例如可以沿着圆周这样变化，即在其上传递高转矩的区域较宽地构成，而在其上传递低转矩的区域相应较窄地构造。以这种方式一方面可以节省材料，另一方面可以优化啮合部的自由操作(Freigang)。 
相应的齿扇的啮合部的实施方式可以适配于在变速器中的相应的安装状况。齿扇例如可以构成为圆柱齿轮、蜗轮或角度传动件。圆柱齿轮例如可以构造成直齿或斜齿的。 
为了能将相应旋转驱动装置的旋转运动转换成配设的调整件的轴向调整运动，按照本发明的下一设计方案可以规定，调整装置的调整 件能旋转地支承在固定于壳体的构件上。但是也可能的是，各调整装置的调整件能旋转地相互支承，其中通过相应地锁止其中一个或另一个调整件能实现将旋转运动相应地转换成轴向调整运动。概念“能旋转地”指的是调整件的旋转运动和轴向运动的至少部分地耦联。因此“能旋转地支承”意味着，调整件的旋转运动强制地与轴向运动耦联。 
本发明的一个用于将旋转运动转换成平移运动的可能的实施方案可以规定，固定于壳体的构件是一滚动体丝杠、球丝杠或类似物，它与作为第一调整装置的调整件的、位于径向外侧的第一丝杠螺母或类似物处于作用连接，并且与作为第二调整装置的调整件的、位于径向内侧的第二丝杠螺母或类似物作用连接。因此实现能旋转的调整件在壳体上经由滚动体丝杠的支承，其中得到旋转角与轴向位置之间的线性关系。此外，滚动体丝杠可以承担径向支承的功能。也可以设想分开的支承部位。 
本发明的另一个用于将旋转运动转换成平移运动的可能的实施方案可以规定，固定于壳体的构件是一滚动体斜面元件、球斜面元件或类似物，它与作为第一调整装置的调整件的、例如位于径向外侧的能旋转的第一滚动体斜面元件、球斜面元件或类似物处于作用连接，并且与作为第二调整装置的调整件的、例如位于径向内侧的能旋转的滚动体斜面元件、球斜面元件或类似物作用连接。以这种方式实现能旋转的各构件在壳体上经由固定于壳体的滚动体斜面元件的支承。在该实施方案中也可以通过改变斜度自由地选择调整件的旋转角与轴向位置之间关系。为了径向支承，例如可以使用附加的构件。 
与本发明的相应实施方式无关地，两个丝杠螺母或两个能旋转的滚动体斜面元件可设置在内部或二者设置在外部或二者并排设置。 
本发明的一特别有利的实施方式可以这样实现，即，固定于壳体的滚动体丝杠或固定于壳体的滚动体斜面元件的斜度大致等于相应的螺旋线形齿扇的斜度。因为由此确保，调整件的由于旋转运动产生的轴向运动通过齿扇的啮合部的延伸来补偿。但是也可以使用不同的斜度。 
为了将固定于壳体的构件、例如滚动体丝杠或滚动体斜面元件固定在变速器的壳体上，按照其下一设计方案可以规定，构件具有径向向外延伸的壳体法兰元件或类似物作为壳体支承件。该壳体法兰元件例如可以至少在各齿扇之间的区域中接近螺旋线形地延伸。以这种方式实现特别节省结构空间的布置。也可以设想其它的结构实施方式。 
也可能的是，将各调整装置的可运动的构件例如借助滑动元件或类似物支撑或支承在固定于壳体的构件上。根据要操纵的切换元件的实施方式，各能旋转的构件或调整装置的调整件可以推压地和/或牵拉地作用于配设的切换元件上。 
作为旋转驱动装置例如可以使用具有驱动小齿轮的电机。但是也可以设想其它的驱动可能性。根据使用范围，调整装置的两个调整件可以由各一个电的旋转驱动装置或由一个共用的旋转驱动装置驱动。也可以使用非电的驱动装置。 
相应的旋转驱动装置的驱动轴线或旋转轴线例如可以与调整装置的轴线平行或倾斜地设置。倾斜的实施方式能实现致动器或旋转驱动装置的摩擦优化的布置。 
本发明的下一改进方案可以规定，各调整装置与至少一个变速器制动器耦联。如果例如旋转驱动装置从其零位在其中一个调整方向上运转，则将构造成切换元件的离合器闭合。如果旋转驱动装置在另一个方向上运转，则操纵变速器制动器。在零位中可以打开变速器制动器和离合器。 
为了进一步优化所建议的操纵装置的运行方式，在本发明的另一设计方案的框架内可规定，在各调整件上嵌接至少一个用于补偿力的元件。例如可以在各齿扇上分别设有一个用于补偿力的补偿弹簧或类似物。 
所建议的操纵装置可以根据应用情况用于任意的切换元件，例如离合器或制动器。优选可以在双离合器中应用，该双离合器例如油冷或干式地构造。作为离合器例如可以设有摩擦锁合或形锁合的离合器。这些离合器可以构成为常开式或常闭式离合器。 
附图说明
下面借助于附图详细解释本发明。附图中： 
图1示出包括本发明操纵装置的第一实施方案的双离合器变速器的局部截面图， 
图2示出操纵装置的第一实施方案的三维示意图， 
图3示出按照图2的操纵装置的第一实施方案的剖视图， 
图4示出按照图3的操纵装置的第一实施方案的俯视图， 
图5示出操纵装置的第二实施方案的示意图，该操纵装置用于作为要操纵的切换元件的、两个被推压的离合器， 
图6示出操纵装置的第二实施方案的示意图，该操纵装置用于作为要操纵的切换元件的、一个被推压和一个被牵拉的离合器，以及 
图7示出操纵装置的第二实施方案的示意图，该操纵装置用于作为要操纵的切换元件的、两个被牵拉的离合器。 
具体实施方式
在图1中以截面图示例示出七档双离合器变速器，该变速器包括按照本发明的操纵装置的第一实施方案。七档双离合器变速器的图示只是示例用于可能的应用情况。按照本发明建议的操纵装置也可以在其它变速器系统或类似系统中使用。 
所示的七档双离合器变速器1包括两个离合器K1，K2，这两个离合器的输入侧与一个驱动轴连接，而这两个离合器的输出侧分别与两个彼此同轴设置的变速器输入轴w_K1、w_K2之一连接。此外，在驱动轴上设置有一个扭转减振器2。另外设有两个中间轴w_v1、w_v2，在这两个中间轴上能旋转地支承多个构成为空套齿轮的档位齿轮。在这两个变速器输入轴w_K1、w_K2上设有多个抗扭转地设置且构成为固定齿轮的、至少部分地与空套齿轮啮合的档位齿轮。为了能将空套齿轮与相应的中间轴w_v1、w_v2连接，设有未详细描述的内部控制。此外，在两个中间轴w_v1、w_v2上设置作为恒定小齿轮的从动齿轮，这些从动齿轮与从动差速器3的啮合部耦联。
在图1中所示的双离合器变速器1装备有用于双离合器的按照本发明的操纵装置的第一实施方案。该操纵装置用于操纵这两个彼此同轴设置的离合器K1、K2。为此，该操纵装置与不同的实施方案无关地包括两个彼此同轴设置的调整装置，其中这两个调整装置包括至少一个旋转驱动装置4、5和至少一个调整件6、7，它们经由对应的啮合部这样相互耦联，使得旋转驱动装置4、5的旋转运动转换成配设的调整件6、7的轴向调整运动。按照本发明，每个调整件6、7的啮合部的各齿的轴向位置在周向方向上至少局部地变化。 
因此可以这样补偿调整件6、7的由于旋转运动产生的轴向调整运动，使得配设的旋转驱动装置4、5的啮合部在调整件6、7的整个调整范围上完全与调整件6、7的啮合部保持啮合。与相应的实施方案无关地，每个调整件6、7的啮合部构成为具有基本上螺旋线形延伸的齿扇12、13。齿扇12、13径向向外延伸地设置在相应的调整件6、7上。 
在图1中示出的操纵装置的第一实施方案在图2至4中详细地示出。在操纵装置的第一实施方案中，各调整装置包括一个滚动体丝杠或球丝杠8作为壳体侧的支承，在该滚动体丝杠或球丝杠上支承一个作为第一调整装置的调整件6的、位于径向外侧的第一丝杠螺母9和一个作为第二调整装置的调整件7的、位于径向内侧的第二丝杠螺母10。以这种方式实现具有按照本发明的操纵装置的所谓的双丝杠分离器。 
不仅第一丝杠螺母9而且第二丝杠螺母10都经由滚动体11能旋转地支承或支撑在滚动体丝杠8上。滚动体丝杠8经由一个径向向外延伸的支承法兰25在壳体侧固定。尤其是如由图3可见，可将径向延伸的支承法兰25节省结构空间地在轴向设置在两个齿扇12、13之间。 
每个调整装置配设有一个旋转驱动装置4、5，该旋转驱动装置构成为电机14、15，该电机分别驱动一个小齿轮16、17。小齿轮16、17的啮合部分别与各调整装置的配设的齿扇12、13的啮合部处于啮合。齿扇12、13分别与第一丝杠螺母9和与第二丝杠螺母10连接。 以这种方式，丝杠螺母9、10被小齿轮16、17置于旋转并且轴向地在滚动体丝杠8上调整。 
如尤其是由图1可见，为了操纵，第一丝杠螺母9经由一个接合轴承18与第一离合器K1的膜片弹簧19作用连接，而第二丝杠螺母10经由一个接合轴承20与第二离合器K2的膜片弹簧21作用连接。通过将旋转运动转换成丝杠螺母9、10的轴向调整运动，可以相应地操纵双离合器变速器1的各配设的离合器K1、K2。 
尤其由图4表明，配设于丝杠螺母9、10的齿扇12、13具有螺旋线形的延伸，其中小齿轮16、17的啮合部的宽度大致等于齿扇12、13的啮合部的宽度。这是可能的，因为小齿轮16、17与齿扇12、13的啮合部的啮合区域由于螺旋线形的延伸大致保持在一个轴向平面内。由此，所建议的操纵装置在轴向上需要特别小的结构空间。 
滚动体丝杠8的斜度大致等于齿扇12、13的相应啮合部的螺旋线形延伸的斜度。但各齿扇12、13的螺旋线形啮合部的斜度可以根据调整范围和所期望的操纵力特征相应地改变。 
在图5至7中以不同的方案详细示出按照本发明的操纵装置的可能的第二实施方案。在第二实施方案中，固定于壳体的构件是一个滚动体斜面元件22，该滚动体斜面元件与作为第一调整装置的调整件6的、位于径向外侧的能旋转的第一滚动体斜面元件23处于作用连接，并且与作为第二调整装置的调整件7的、位于径向内侧的能旋转的第二滚动体斜面元件24处于作用连接。以这种方式实现具有按照本发明的操纵装置的、所谓的滚动体分离器或球斜面分离器。因此，不仅能旋转的第一滚动体斜面元件23而且能旋转的第二滚动体元件24经由滚动体11能旋转地支承在固定于壳体的滚动体斜面元件22上。 
如也已在第一实施方案中一样，在第一滚动体斜面元件23和在第二滚动体斜面元件24上设置有齿扇12、13，它们与小齿轮16、17为了驱动处于啮合。由于齿扇12、13的啮合部的螺旋线形延伸，在第二实施方案中也得到上述的优点。 
按照图5至7的本发明第二实施方案的各不同视图在结构方面不同之处在于，该操纵装置可以用于不同的离合器类型。按照图5示意示出用于两个被推压的离合器的、球斜面分离器的方案。而图6示出用于一个被推压和一个被牵拉的离合器的球斜面分离器。最后，图7示出用于两个被牵拉的离合器的球斜面分离器的方案。不同的方案之间的区别在于，这样改变或改动滚动体斜面元件22、能旋转的滚动体斜面元件23和能旋转的滚动体斜面元件24的结构，使得以F1和F2表示的推压力的方向和相应的以R表示的反作用力匹配于离合器的相应的操纵形式。 
附图标记清单
1    双离合器变速器 
2    扭转减振器 
3    从动差速器 
4    旋转驱动装置 
5    旋转驱动装置 
6    调整件 
7    调整件 
8    滚动体丝杠 
9    第一丝杠螺母 
10   第二丝杠螺母 
11   滚动体 
12   齿扇 
13   齿扇 
14   电机 
15   电机 
16   小齿轮 
17   小齿轮 
18   接合轴承 
19   膜片弹簧 
20        接合轴承 
21        膜片弹簧 
22        固定于壳体的滚动体斜面元件 
23        能旋转的第一滚动体斜面元件 
24        能旋转的第二滚动体斜面元件 
25        壳体法兰元件 
F1        第一调整装置的分离力 
F2        第二调整装置的分离力 
R         反作用力 
K1        第一离合器 
K2        第二离合器 
w_K1      第一变速器输入轴 
w_K2      第二变速器输入轴 
w_v1      第一中间轴 
w_v2      第二中间轴 

Claims (25)

1.用于变速器的至少两个彼此同轴设置的切换元件(K1，K2)的操纵装置，包括至少两个用于操纵各配设的切换元件的调整装置，其中各调整装置包括至少各一个旋转驱动装置(4，5)和至少各一个调整件(6，7)，所述旋转驱动装置和相应的调整件经由对应的啮合部相互耦联，每个旋转驱动装置(4，5)的旋转运动能转换成配设的调整件(6，7)的轴向运动并且各调整件(6，7)彼此同轴设置，其特征在于，每个调整件(6，7)的啮合部的各齿的轴向位置在周向方向上至少局部地变化。
2.如权利要求1所述的操纵装置，其特征在于，每个调整件(6，7)的啮合部构成为齿扇(12，13)。
3.如权利要求2所述的操纵装置，其特征在于，所述齿扇(12，13)具有基本上螺旋线形的延伸。
4.如权利要求2所述的操纵装置，其特征在于，所述齿扇(12，13)径向向外延伸地设置在相应的调整件(6，7)上。
5.如权利要求3所述的操纵装置，其特征在于，所述齿扇(12，13)径向向外延伸地设置在相应的调整件(6，7)上。
6.如权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述变速器是双离合器变速器(1)。
7.如权利要求2至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述齿扇(12，13)的轴向宽度在周向方向上变化。
8.如权利要求2至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述齿扇(12，13)构成为圆柱齿轮或蜗轮。
9.如权利要求2至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述齿扇(12，13)构成为角度传动件。
10.如权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述调整装置的调整件(6，7)能旋转地支承在固定于壳体的构件上。
11.如权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述调整装置的调整件(6，7)能旋转地相互支承。
12.如权利要求10所述的操纵装置，其特征在于，所述固定于壳体的构件是一滚动体丝杠(8)，该滚动体丝杠与作为第一调整装置的调整件(6)的第一丝杠螺母(9)处于作用连接，并且与作为第二调整装置的调整件(7)的第二丝杠螺母(10)作用连接。
13.如权利要求12所述的操纵装置，其特征在于，所述第一丝杠螺母(9)位于径向外侧，而所述第二丝杠螺母(10)位于径向内侧。
14.如权利要求12或13所述的操纵装置，其特征在于，固定于壳体的所述滚动体丝杠(8)的斜度大致等于配设的螺旋线形的所述齿扇(12，13)的斜度。
15.如权利要求10所述的操纵装置，其特征在于，所述固定于壳体的构件是一滚动体斜面元件(22)，该滚动体斜面元件与作为第一调整装置的调整件(6)的能旋转的第一滚动体斜面元件(23)处于作用连接，并且与作为第二调整装置的调整件(7)的能旋转的第二滚动体斜面元件(24)作用连接。
16.如权利要求15所述的操纵装置，其特征在于，所述第一滚动体斜面元件(23)位于径向外侧，而所述第二滚动体斜面元件(24)位于径向内侧。
17.如权利要求15或16所述的操纵装置，其特征在于，固定于壳体的所述滚动体斜面元件(22)的斜度大致等于配设的螺旋线形的所述齿扇(12，13)的斜度。
18.如权利要求10所述的操纵装置，其特征在于，所述固定于壳体的构件具有径向向外延伸的壳体法兰元件(25)作为壳体支承件。
19.如权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述调整装置的调整件(6，7)借助滑动元件支承。
20.如权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述调整件(6，7)推压地和/或牵拉地作用到相应配设的切换元件上。
21.如权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述旋转驱动装置(4，5)的旋转轴线与调整装置的轴线平行地或倾斜地设置。
22.如权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，各所述调整装置与至少一个变速器制动器耦联。
23.如权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，在各调整件(6，7)上嵌接至少一个用于补偿力的元件。
24.如权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，设有油冷的双离合器或干式双离合器作为切换元件。
25.如权利要求1至5中任一项所述的操纵装置，其特征在于，设有油冷的制动器或干式制动器作为切换元件。
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