CN101939563B - 用于操纵至少一个换挡机构的操纵机构及其装配和拆卸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操纵变速器的至少一个换挡机构的操纵机构，所述换挡机构用于切换在空心轴(2)上的至少一个齿轮，所述操纵机构带有至少一个能至少部分设置在空心轴(2)内的执行器模块(1)，该执行器模块包括至少一个用于内部操纵的执行器(4、5)，该执行器能与换挡机构的至少一个径向伸入到空心轴(2)的内径内的耦合元件(10、11、11′)构成相互作用连接，执行器模块(1)的壳体具有至少一个轴向装配引导装置，作为在将执行器模块(1)沿轴向导入到空心轴(2)内时用于耦合元件(10、11、11′)的自由通道。此外本发明涉及一种用于装配和拆卸执行器模块(1)的方法，所述执行器模块包括至少一个用于内部操纵在空心轴(2)上的至少一个换挡机构的操纵机构的执行器(4、5)，执行器模块(1)沿轴向带有至少一次旋转运动地沿着至少一个装配引导装置导入到空心轴(3)内。

Description

用于操纵至少一个换挡机构的操纵机构及其装配和拆卸方法
技术领域
本发明涉及一种用于操纵变速器的至少一个换挡机构的操纵机构。此外本发明涉及一种用于装配和拆卸操纵机构的方法。
背景技术
由车辆技术已知的是，例如在中间轴变速器中借助于换挡拨叉或换挡摇臂从径向外侧操纵换挡机构或换挡元件。例如由文献DE4325964和DE10302502A1已知一些变速器，其中换挡机构或换挡元件分别具有一个能轴向移动的滑动套筒。各滑动套筒被液压控制。为此相应的冷却油输入通道设置在轴内，在该轴上有要被切换的挡位齿轮。
由文献DE10296584A1已知一种变速器，其中要被切换的挡位齿轮设有内部操纵机构和与其适配的操纵机构。在此滑动套筒的内部操纵通过一个能沿轴向在空心轴的缝隙内运动的连接销钉实现。该连接销钉通过一个集成在空心轴内的同步旋转的液压单元操纵。油输入单元在此设置在空心轴外部。因此将整个操纵机构设置在空心轴内的模块结构方式不可能在已知的变速器中实现。
此外由未公开的本申请人的申请DE102006049274已知一种用于操纵以中间轴结构方式的变速器的构成为空套齿轮的齿轮的装置。该变速器包括两个换挡机构，所述换挡机构可以分别切换中间轴的两个空套齿轮。通过两个操纵机构从构成为空心轴的中间轴的内部内操纵换挡机构。操纵机构包括多个执行器，它们集成在一个模块内。为了装配该模块，将该模块推入到空心轴内，并且最后与空心轴连接。
发明内容
本发明目的是，提出一种开头描述的类型的操纵机构以及一种用于装配和拆卸的方法，它们实现操纵机构的简单且可靠的装配和拆卸。
因此给出一种用于操纵变速器的至少一个换挡机构的操纵机构，所述换挡机构用于切换在空心轴上的至少一个齿轮，所述操纵机构包括至少一个能至少部分设置在空心轴内的执行器模块，该执行器模块包括多个沿轴向前后接连设置的用于内部操纵的执行器，各执行器分别能与换挡机构的至少一个径向伸入到空心轴的内径内的耦合元件构成相互作用连接(Wirkverbindung)，执行器模块具有至少一个轴向装配引导装置或类似物作为在将执行器模块沿轴向导入到空心轴内时用于相应耦合元件的自由通道，各执行器分别具有一个能被驱动的丝杆螺母，所述丝杆螺母具有至少一个用于换挡机构的配属的耦合元件的接纳区域，不同丝杆螺母的接纳区域沿着圆周方向互相错开地设置，构成为槽的装配引导装置的曲线具有至少一个第一轴向段、至少一个连接在第一轴向段上的第二螺旋线形段、至少一个连接在第二螺旋线形段上的带有横向分岔的第一导入段的第三轴向段、至少一个连接在第三轴向段上的第四螺旋线形段和至少一个连接在第四螺旋线形段上的第五轴向段，所述第五轴向段通入到横向延伸的第二导入段。
用所述方式，建议的操纵机构的执行器模块为了实现相应执行器与换挡机构的配属的耦合元件之间的相互作用连接可以特别简单地导入到空心轴内，在该空心轴内在推入执行器模块时沿着相应装配引导装置引导配属的耦合元件。只要耦合元件不与配属的执行器构成相互作用连接，则执行器模块可以推入到空心轴内。因此适合于批量的装配方案用按本发明建议的操纵机构实现。例如用所述方式可以将多个直线执行器包括必需的电气设备和感应的旋转式发射器以及其它附件组合在一个执行器模块内，并且在一个工作步骤内装配。由于执行器模块的少量的外部接口，可以确保高的质量安全和特别少的拆卸部分。
在本发明的一种可能的实施方式的范围内可以规定，装配引导装置构成为例如在执行器模块的例如剖分地构成的外壳的外表面上的、基本上沿着轴向延伸的槽或类似物，每个径向突入到内径内的耦合元件在导入执行器模块时可以在该槽内引导。根据槽的曲线走向，执行器模块在轴向推入到空心轴内时通过相应形锁合地接纳在作为自由通道起作用的槽内的耦合元件运动。
按本发明的另一种实施方式，执行器模块可以具有多个轴向前后接连设置的执行器，所述执行器分别具有一个能被驱动的带有至少一个用于接纳换挡机构的配属的耦合元件的接纳区域的丝杆螺母，其中不同丝杆螺母的相应的接纳区域、但一个丝杆螺母的多个接纳区域也沿着圆周方向互相错开地设置。在不同丝杆螺母的错开设置的接纳区域中相应的耦合元件沿着轴向前后接连地先后导入到所述至少一个装配引导装置内。当每个丝杆螺母具有多个互相错开设置的接纳区域时，在执行器模块上多个互相错开设置的槽也是必需的，因为在每个换挡机构上也设有相同数量的耦合元件。
在丝杆螺母的不同接纳区域的沿着圆周方向错开的结构中产生的优点是，配属的耦合元件也错开地设置在空心轴上。因为空心轴为了实现耦合元件的轴向运动性具有相应的长孔或类似物，长孔也错开地设置在空心轴的圆周区域内，这有利于空心轴的刚度。因此实现与轴的旋转角度相关的均匀的轴弯曲。
按紧接着的进一步拓展中，在错开设置的接纳区域中可以规定，构成为槽的装配引导装置的曲线具有第一轴向段、连接在其上的第二螺旋线形段或类似物、连接在其上的带有横向分岔的第一导入段的第三轴向段、连接在其上的第四螺旋线形段、连接在其上的第五轴向段，该第五轴向段例如通入到横向延伸的第二导入段。
优选例如螺旋线形段的长度和升角设计成使执行器模块在导入耦合元件时沿着该段旋转90°。所述建议的曲线与一个带有两个前后接连设置的执行器的执行器模块相适配，其中不同丝杆螺母的接纳区域在圆周区域内互相错开90°地设置。不同换挡元件或换挡机构的耦合元件在导入执行器模块时分别使用相同的槽。螺旋线形段或其它段的其它曲线走向也是可以考虑的，例如当相应丝杆螺母的接纳区域互相设置成不同角度内时。
相应设有的导入段能使执行器模块旋转，而在此执行器模块没有轴向移动。这是必需的，以便实现相应耦合元件与配属的丝杆螺母之间的相互作用连接。优选第一导入段可以具有大致漏斗形的形状，并且第二导入段可以具有大致半漏斗形的形状或类似形状。例如也可以使用其它变窄的形状，以便在导入到配属的接纳区域内时更好地引导耦合元件。在第二导入段中通过大致漏斗形的形状构成一个轴向止挡，因为执行器模块在该位置上已经到达其轴向终端位置，并且还只须旋转得实现耦合元件与配属的接纳区域之间的相互作用连接。
在本发明的一种有利的实施方式的范围内可以规定，设有多个在执行器模块的外壳的圆周上互相错开地设置的装配引导装置或槽。优选槽可以以大约180°角互相错开地设置。设有其它槽也是可能的，它们例如在圆周上均匀分布地设置，其中槽的数量根据每个换挡机构的耦合元件的数量调整。
在建议的操纵机构中，在每个装配引导装置中导入段可以分别配属于执行器的每个丝杆螺母的一个运动区域，其中运动区域通过在外壳内的一个相应的空隙实现。用所述方式可以在相应径向突入到空心轴内腔内的耦合元件与丝杆螺母的接纳区域之间产生相互作用连接。
为了在拆卸或拆除执行器模块时又可以分别松开耦合元件与丝杆螺母之间的相互作用连接，可以规定，丝杆螺母的每个运动区域在远离导入段的一侧上设有一个相应的用于将相应耦合元件引出到相邻的装配引导装置内的导出段，用于松开相互作用连接。优选导出段相对于导入段在其尺寸方面扩大，以便实现独立于丝杆螺母的轴向位置从接纳区域内轻松地引出耦合元件。
建议的操纵机构优选可以在干式双离合器变速器内在至少一个中间轴上使用，用于内部操纵至少一个换挡机构。然而也可以在其它自动变速器中使用，并且可能在从内部从轴中操纵换挡元件的行星齿轮变速器中使用也是可以考虑的，其中换挡机构的类型是随意的。例如换挡机构可以使用同步器、爪齿、离合器或类似物。其它应用领域也是可以考虑的。
本发明的目的也通过一种用于装配和拆卸执行器模块的方法解决，其包括用于内部操纵在空心轴上的至少一个换挡机构的操纵机构的至少一个执行器，其中执行器模块轴向沿着至少一个装配引导装置导入到空心轴内，并且紧接着通过执行器模块的旋转运动在相应耦合元件与执行器的配属于该耦合元件的接纳区域之间产生相互作用连接。所建议的方法优选可以在本发明的操纵机构中使用。但是其它应用可能性也是可以考虑的。
因此通过本发明的方法提供符合批量化的装配方案，借此带有多个沿轴向前后接连设置的执行器的执行器模块能快速且可靠地装配在空心轴、例如双离合器变速器的中间轴中。执行器模块可以包含其它电气部件。例如可以将旋转式发射器、功率和信号电子设备、存储器、连接元件如电缆和印制导线等集成到执行器模块内。此外连接元件可以在执行器与空心轴之间设置在一个区域内，其中不设有纵槽或装配引导装置。
附图说明
下面借助于附图详细解释本发明。其中：
图1示例地示出的带有按本发明的操纵机构的双离合器变速器的剖开图；
图2按本发明的操纵机构的执行器模块的可能的实施方式的三维视图；
图3按图2的执行器模块的一半外壳的三维视图；
图4执行器模块的装配引导装置的投射在平面内的槽图；
图5装在空心轴内的执行器模块的三维视图；
图6按图5的隐去空心轴的三维视图。
具体实施方式
在图1中作为按本发明建议的用于操纵至少一个换挡机构或换挡元件的操纵机构的可能的使用领域，示例地示出一种以中间轴结构方式的多挡双离合器变速器的剖开图。
双离合器变速器包括两个离合器，两个离合器的输入端与驱动轴连接。此外在驱动轴上设置一个扭转振动减振器。两个离合器的输出端分别与两个同心设置的变速器输入轴w_K1、w_K2之一连接。第一变速器输入轴w_K1构成为实心轴，并且第二变速器输入轴w_K2构成为空心轴。此外设有两个中间轴w_v1、w_v2，所述中间轴互相轴线平行地设置。在每个中间轴w_v1、w_v2上设置多个空套齿轮，所述空套齿轮与在变速器输入轴w_K1、w_K2上的固定齿轮啮合。
为了能切换相应中间轴w_v1、w_v2的空套齿轮，在两个中间轴w_v1、w_v2上分别设置两个换挡机构，其中相应操纵机构作为执行器模块1设置在构成为空心轴2的中间轴w_v1、w_v2上作为内操纵机构。这些操纵机构可以轴向移动形锁合的或也可以是力锁合的换挡机构或换挡元件，以便相应空套齿轮与中间轴w_v1、w_v2连接。相应设有的操纵机构分别以执行器模块1的形式轴向不动地且抗旋转地设置在配属的构成为空心轴2的中间轴w_v1、w_v2内。
图2示例地示出一个完整的带有两个轴向前后接连设置的执行器4、5的执行器模块1的外壳3，所述执行器分别驱动一个抗旋转的然而能轴向运动的丝杆螺母6、7。每个丝杆螺母6、7包括两个以180°角互相错开设置的接纳区域8、8′；9、9′。为此每个接纳区域8、8′；9、9′用于接纳要被操纵的换挡机构或要被操纵的换挡元件的配属的耦合元件10、11、11′，以便使耦合元件10、11、11′沿着轴向一起运动，该耦合元件尤其由图5和6可见。相应耦合元件10、11固定在换挡机构的配属的滑动套筒21、22上，以便同样被轴向推动。在所示实施例中每个滑动套筒21、22具有两个大约互相错开180°地设置的耦合元件10、11、11′，滑动套筒21的一个耦合元件被遮盖并且从而未示出。
按本发明规定，执行器模块1的外壳3示例地具有两个互相对称设置的装配引导装置，作为沿着轴向在外壳3的圆周区域上的槽12、13。槽12、13用作为在将执行器模块1沿轴向导入到配属的空心轴2内时用于相应耦合元件10、11、11′的自由通道。
尤其由图3可见，执行器模块1的外壳3沿着轴向被分成两半外壳。用所述方式两个执行器4、5和其它附件可以用最简单的方式装入到执行器模块1内。
两个槽12、13的投射在平面内的槽图在图4中示出，所述槽设置在执行器模块1的外壳3内。每个槽12、13的由此得到的曲线示例地分别包括一个第一轴向段14、14′、一个连接在其上的第二螺旋线形段15、15′、一个连接在其上的带有一个横向分岔的第一导入段17、17′的第三轴向段16、16′、一个连接在其上的第四螺旋线形段18、18′和一个连接在其上的第五轴向段19、19′，该第五轴向段通入到一个横向延伸的第二导入段20、20′。
第一导入段17、17′从第三轴向段16、16′横向分岔，并且终止在第一执行器4的配属的丝杆螺母6的相应配属的运动区域23、23′上。相应的运动区域23、23′构成为在外壳3内的大致矩形的空隙。在远离相应的导入段17、17′的一侧上设有各一个去往相应其它槽12、13的导出段25、25′。第一导入段17、17′的形状是大致漏斗形的，以便实现相应配属的耦合元件10的引导。相应导出段25、25′的宽度大于相应导入段17、17′。
第二导入段20、20′在相应第五轴向段19、19′的末端上横向设置并且终止在第二执行器5的配属的丝杆螺母7的一个相应配属的运动区域24、24′上。相应的运动区域24、24′构成为在外壳3内的大致矩形的空隙。在远离相应的导入段20、20′的一侧上设有各一个经由配属的导出段26、26′去往相应其它槽12、13的连接。第一导入段20、20′的形状是大致半漏斗形的，以便实现配属的耦合元件11、11′的止挡。相应导出段26、26′的宽度大于相应导入段20、20′。
如尤其由图5和6可见的，在每个换挡机构的滑动套筒21、22上分别固定两个构成为接纳销子的耦合元件10；11、11′。第一换挡机构的滑动套筒21的耦合元件10在所述示例示出的实施方式中相应在圆周方向相对于第二换挡机构的滑动套筒22的耦合元件11、11′以大约90°角互相错开地设置。
建议的操纵机构的执行器模块1的装配可以如下实施：
首先将执行器模块1的外壳3沿轴向导入到空心轴2内，以便耦合元件11、11′分别导入到互相对称设置的槽12、13之一内。因此滑动套筒22的相应的耦合元件11、11′首先沿着槽12、13的第一轴向段14、14′引导，直到相应耦合元件11、11′到达第二螺旋线形段15、15′。然后除了轴向运动外，外壳3的旋转运动也是必需的。由于第二螺旋线形段15、15′的长度和升角，执行器模块1旋转90°。然后滑动套筒22的相应的耦合元件11、11′在相应槽12、13内分别到达第三轴向段16、16′。在该时刻滑动套筒21的相应耦合元件10在第一轴向段14、14′区域内导入到配属的槽12、13内。然后执行器模块1进一步沿轴向导入到空心轴2内，直到相应耦合元件10到达第二螺旋线形段15、15′或者相应耦合元件11、11′到达第四螺旋线形段18、18′。然后又除了轴向运动外，外壳3的旋转运动也是必需的。也选择相应第四螺旋线形段18、18′的升角和长度，以便外壳3旋转90°角。然后耦合元件10分别到达第一导入段17、17′，并且耦合元件11、11′分别到达第二导入段20、20′。为了实现两个滑动套筒21、22的耦合元件10；11、11′与丝杆螺母6、7的相应配属的接纳区域8、8′；9、9′之间的相互作用连接，耦合元件10；11、11′沿着配属的导入段17、17′；20、20′通过执行器模块1的与到目前为止的旋转运动相反的旋转运动而运动，以便与丝杆螺母6、7的相应的接纳区域8、8′；9、9′进入形锁合。然后执行器模块1的外壳3不能轴向运动地且抗旋转地固定在空心轴2内。轴向固定例如可以通过孔台阶、固定环、螺钉或类似物实现。执行器模块与空心轴粘接也是可能的。因此结束装配。
为了拆卸，执行器模块1的外壳3继续旋转直到耦合元件10、11、11′与丝杆螺母6、7的配属的接纳区域8、8′；9、9′之间的形锁合连接松开，在该接纳区域内耦合元件10；11、11′沿着配属的导出段25；25′、26；26′导入到相应相邻的槽12、13内。导出段25；25′、26；26′宽度设计成确保相应的耦合元件10；11、11′可以独立于相应丝杆螺母的轴向位置从接纳区域内导出。然后耦合元件10；11、11′又沿着槽12、13的不同的段引导，其中将执行器模块1的外壳3从空心轴2内拉出，并且相应旋转。
附图标记列表
1        执行器模块
2        空心轴
3        外壳
4        执行器
5        执行器
6        杆螺母
7        杆螺母
8、8′   接纳区域
9、9′   接纳区域
10       耦合元件
11、11′ 耦合元件
12       槽
13       槽
14、14′ 第一轴向段
15、15′ 第二螺旋线形段
16、16′ 第三轴向段
17、17′ 第一导入段
18、18′ 第四螺旋线形段
19、19′ 第五轴向段
20、20′ 第二导入段
21       滑动套筒
22       滑动套筒
23、23′ 丝杆螺母的运动区域
24、24′ 丝杆螺母的运动区域
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
25、25′ 导出段
26、26′ 导出段

Claims (16)

1.操纵机构，用于操纵变速器的至少一个换挡机构，所述换挡机构用于切换在空心轴(2)上的至少一个齿轮，该操纵机构包括至少一个能至少部分设置在空心轴(2)内的执行器模块(1)，其特征在于：所述执行器模块(1)包括多个沿轴向前后接连设置的用于内部操纵的执行器(4、5)，各执行器分别能与换挡机构的至少一个径向伸入到空心轴(2)的内径内的耦合元件(10、11、11′)构成相互作用连接，执行器模块(1)具有至少一个轴向装配引导装置，作为在将执行器模块(1)沿轴向导入到空心轴(2)内时用于耦合元件(10、11、11′)的自由通道，各执行器(4、5)分别具有一个能被驱动的丝杆螺母(21、22)，所述丝杆螺母具有至少一个用于换挡机构的配属的耦合元件(10；11、11′)的接纳区域(8、8′；9、9′)，不同丝杆螺母(21、22)的接纳区域(8、8′；9、9′)沿着圆周方向互相错开地设置，构成为槽(12、13)的装配引导装置的曲线具有至少一个第一轴向段(14、14′)、至少一个连接在第一轴向段上的第二螺旋线形段(15、15′)、至少一个连接在第二螺旋线形段上的带有横向分岔的第一导入段(17、17′)的第三轴向段(16、16′)、至少一个连接在第三轴向段上的第四螺旋线形段(18、18′)和至少一个连接在第四螺旋线形段上的第五轴向段(19、19′)，所述第五轴向段通入到横向延伸的第二导入段(20、20′)。
2.根据权利要求1所述的操纵机构，其特征在于：装配引导装置设置为在外壳(3)的外表面上的基本上沿着轴向方向延伸的槽(12、13)，径向突入到内径内的耦合元件(10，11、11′)在导入执行器模块(1)时能在所述槽内引导。
3.根据权利要求1所述的操纵机构，其特征在于：每个螺旋线形段(15、15′；18、18′)的长度和升角设计成使执行器模块(1)在导入耦合元件时沿着该段(15、15′；18、18′)旋转90°。
4.根据权利要求2所述的操纵机构，其特征在于：每个螺旋线形段(15、15′；18、18′)的长度和升角设计成使执行器模块(1)在导入耦合元件时沿着该段(15、15′；18、18′)旋转90°。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的操纵机构，其特征在于：第一导入段(17、17′)具有大致漏斗形的形状，并且第二导入段(20、20′)具有大致漏斗形的形状。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的操纵机构，其特征在于：设有多个在执行器模块(1)的外壳(3)的圆周上互相错开地设置的装配引导装置。
7.根据权利要求6所述的操纵机构，其特征在于：两个装配引导装置以大约180°角互相错开地设置。
8.根据权利要求6所述的操纵机构，其特征在于：在每个装配引导装置中，各导入段(17、17′；20、20′)分别通入到执行器(4、5)的接纳区域(8、8′；9、9′)的一个运动区域(23、23′；24、24′)内，每个运动区域(23、23′；24、24′)通过一个在执行器模块(1)的外壳(3)内的空隙实现。
9.根据权利要求7所述的操纵机构，其特征在于：在每个装配引导装置中，各导入段(17、17′；20、20′)分别通入到执行器(4、5)的接纳区域(8、8′；9、9′)的一个运动区域(23、23′；24、24′)内，每个运动区域(23、23′；24、24′)通过一个在执行器模块(1)的外壳(3)内的空隙实现。
10.根据权利要求8或9所述的操纵机构，其特征在于：每个接纳区域(8、8′；9、9′)的每个运动区域(23、23′；24、24′)在远离导入段(17、17′；20、20′)的一侧配设一个导出段(25、25′；26、26′)，用于松开耦合元件(10；11、11′)与丝杆螺母(6、7)之间的相互作用连接。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的操纵机构，其特征在于：操纵机构在双离合器变速器内在至少一个中间轴(w_v1、w_v2)上能用于内部操纵至少一个换挡机构。
12.用于装配和拆卸根据权利要求1至11中任一项所述的操纵机构的执行器模块(1)的方法，其特征在于：将执行器模块(1)在轴向上沿着至少一个装配引导装置导入到空心轴(2)内，并且紧接着通过执行器模块(1)的旋转运动在相应的耦合元件(10；11、11′)与执行器(4、5)的配属于该耦合元件(10；11、11′)的接纳区域(8、8′；9、9′)之间产生相互作用连接。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：将带有两个以90°角错开设置的执行器(4、5)的执行器模块(1)首先沿着轴向方向导入到空心轴(2)内，以便然后在进一步导入时被旋转90°，然后将执行器模块(1)沿着轴向方向进一步导入到空心轴(2)内，以便然后再次被旋转90°，并且在进一步轴向运动后最后为了实现相互作用连接而旋转执行器模块(1)，直到各耦合元件(10；11、11′)形锁合地接纳在执行器(4、5)的丝杆螺母(6、7)的配属的接纳区域(8、8′；9、9′)内。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：将执行器模块(1)在装配后不能轴向移动地且抗旋转地固定在空心轴(2)内。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：将执行器模块(1)在装配后不能轴向移动地且抗旋转地固定在空心轴(2)内。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于：为了拆卸而继续旋转执行器模块(1)，直到配属的耦合元件(10；11、11′)与执行器(4、5)的接纳区域(8、8′；9、9′)松开，并且然后将执行器模块(1)沿轴向从空心轴(3)内导出并且在此总共被继续旋转180°。
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