CN101970914A - 用于切换至少两个空套轮的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于将至少两个空套轮(1、2)以独立于变速器所配属的轴的方式联接的系统，具有至少一个换档设备，该换档设备包括操纵装置和换档装置，其中，可以借助操纵装置使换档装置轴向移动，并且其中，操纵装置至少部分地布置在轴内。

Description

用于切换至少两个空套轮的系统
技术领域
本发明涉及依据权利要求1前序部分中详细限定的类型的、用于将至少两个空套轮(Losrad)以独立于变速器的所配属的轴的方式切换的系统。
背景技术
例如由出版物DE 10 2004 001 961B4公知一种中间轴结构方式的负载换档变速器(Lastschaltgetriebe)。在公知的负载换档变速器中，可切换的空套轮布置在各自的中间轴上，以便可以将中间轴与变速器的输入轴联接。为了切换一种在其中将两个分变速器相互联接的所谓的曲径档位(Windungsgang)，在公知的负载换档变速器中设置了如下换档元件，即能够在中间轴的两个空套轮之间实现抗扭的(drehfest)连接，而不将空套轮本身与中间轴连接。公知的换档元件由外部操纵件来操纵，该外部操纵件关于待切换的空套轮布置在径向外部。由此，用于公知的换档元件所要求的径向结构空间得以明显提高。
发明内容
本发明的任务因此在于，提出一种开头所描述的类型的系统，该系统被尽可能紧凑和节省结构空间地实施。
依据本发明，该任务通过权利要求1的特征得以解决。其他具有优点的构造形式由从属权利要求和附图给出。
因此，提出一种用于将至少两个空套轮以独立于变速器所配属的轴的方式联接的系统，具有至少一个换档设备，该换档设备包括操纵装置和换档装置，其中，可以借助操纵装置使换档装置轴向移动。依据本发明，操纵装置可以至少部分地布置在轴内。以这种方式实现了一种用于可切换地连接两个空套轮的、内部操纵的系统。这意味着，用于直接连接轴的两个相邻空套轮的依据本发明的系统的换档装置由内部被操纵，也就是说从轴向外地被操纵。由此表明，配备有所提出的系统的变速器能够紧凑地并且成本低地具有很高的档位数地呈现并且由此优选用于汽车上的前端-横向-驱动装置(Front-Quer-Antrieb)。
依据本发明提出的系统可以包括摩擦配合的和/或形状配合的换档装置。优选地，可以使用牙嵌换档件(Klauenschaltung)作为形状配合的换档装置并且可以使用同步件作为摩擦配合的换档装置。也可以设想的是，使用由上述换档装置或者由其他换档装置构成的组合。
优选地，本系统的操纵装置可以构造为电动驱动的主轴传动机构或类似物。当然也可以使用其他的驱动装置类型，例如气动驱动装置、机械驱动装置、液压驱动装置。在使用主轴传动机构时，能够以具有优点的方式实现预制成的模块结构方式，其中，模块能够以最简单的方式被推入到例如构造为空心轴的轴内。根据用途，可以将主轴传动机构与轴连接起来或者与变速器的壳体部分连接起来。
在本发明可能的实施方案的范围内，可以设置的是，主轴传动机构包括电动机或类似物，该电动机或类似物驱动与轴同轴的主轴，该主轴与主轴螺母联接，以便轴向移动该主轴螺母。由此，主轴螺母可以促使换档装置轴向移动，以便将处于已切换状态下的两个空套轮独立于轴地相互连接。也可以在构造为执行器的操纵装置与换档装置之间实现其他有效连接。
优选地，在依据本发明的系统中，例如被设置为形状配合的换档装置的是与操纵装置联接的接合套，该接合套与在轴上可旋转地支承的换档牙嵌元件(Schaltklauenelement)或类似物一起在轴上以可轴向移动的方式布置在可切换的空套轮之间。其中，换档牙嵌元件与空套轮中的一个空套轮总是通过随动啮合部联接。也可以使用其他形状配合的换档牙嵌连接件，在这些换档牙嵌连接件中，两个换档元件彼此独立地布置，其中，一个换档元件总是与空套轮中的一个空套轮连接，而另一个换档元件实现与操纵装置的联接。
为了实现接合套与操纵装置之间的连接，可以设置的是，接合套通过随动栓或类似物与主轴传动机构的主轴螺母联接，以便轴向移动，其中，每个随动栓均被引导穿过轴的径向分布的孔。孔可以优选实施为长孔，以便实现随动栓随着接合套的轴向可移动性。
接合套与随动栓之间的连接例如可以通过接合套上在径向外部设置的槽来实现，固定在接合套上的随动栓可以嵌入到该槽中。优选地，两个对置的随动栓可以固定在接合套上。当然也可以将其他例如在周边上分布地布置的随动栓固定在接合套上。
借助依据本发明所提出的系统，能够以如下方式使接合套从空档位置轴向移动到第一换档位置中以便连接两个空套轮，即，使换档牙嵌元件的随动啮合部不仅与一个空套轮的内啮合部联接而且与另一个空套轮的内啮合部联接。在该第一换档位置中，两个空套轮由此抗扭地连接并且能够以与轴无关的转速运动。此外，也可以实现的是，能够以如下方式使接合套从空档位置轴向移动到另一换档位置中以便将一个空套轮与所配属的轴抗扭地连接，即，使接合套的外啮合部与待切换的空套轮的内啮合部联接。以这种方式，借助依据本发明的系统也可以实现将空套轮中的一个空套轮与所配属的轴连接。
优选地，接合套可以具有在径向外部设置的容纳区域或类似物，用于独立地容纳换档牙嵌元件，该容纳区域或类似物独立于接合套地以可旋转的方式支承例如呈环形的换档牙嵌元件。为了实现换档牙嵌元件的轴向固定，可以在换档牙嵌元件的每侧上都设置轴向轴承或类似物。
与各个实施方案无关地，可以为了支承待切换的齿轮或空套轮而设置的是，优选使用角接触球轴承或类似物。因为空套轮在负载下会相对于轴发生相对扭转，所以需要一种如下支承，这种支承可以支撑轴向力并且也可以支撑相对转速下的倾覆力矩。当然也可以使用可满足上述条件的其他合适的支承。
所提出的系统可以用于任何变速器中。优选地，该系统当然可以在中间轴结构方式的双离合器变速器中使用，用于切换多个可负载换档的档位和至少一个曲径档位，尤其是为了能够将空套轮与相应的中间轴连接或者也为了能够将空套轮独立于中间轴地借助由内部操纵的换档装置彼此连接，以便实现曲径档位，即联接双离合器变速器的两个分变速器。此外，例如可以实现的是，多个空套轮也通过依据本发明提出的系统同时与所配属的中间轴连接。
附图说明
下面借助附图对本发明进行详述。其中：
图1示出了示例性示出的双离合器变速器的示意性剖面视图，该双离合器变速器带有依据本发明的系统，以及
图2示出了依据本发明的系统的可能实施方案的示意性剖面视图。
具体实施方式
在图1中以剖面图示例性地示出作为依据本发明所提出的系统的可能应用领域的多档位双离合器变速器，该系统用于切换在变速器的配属的轴上的至少一个空套轮。双离合器变速器包括两个离合器，这两个离合器的入口侧与传动轴相连接。此外，在传动轴上布置了扭转减振器。离合器的出口侧与两个相互同轴地布置的变速器输入轴w_K1、w_K2中的各一个变速器输入轴连接。第一变速器输入轴w_K1构造为实心轴，而第二变速器输入轴w_K2构造为空心轴。此外，设置了两个中间轴w_v1、w_v2，这两个中间轴相互轴平行地布置。在每个中间轴w_v1、w_v2上布置了多个空套轮，这些空套轮与变速器输入轴w_K1、w_K2上的固定轮保持嵌接。
为了能够切换各个中间轴w_v1、w_v2的空套轮，设置了至少一个依据本发明所提出的系统，用于独立于各个中间轴w_v1、w_v2地切换这两个空套轮1、2。由此，可以利用依据本发明的系统通过由内部操纵的换档装置来实现两个变速器输入轴w_k1和w_k2的联接，从而使变速器输入轴w_k1和w_k2彼此关联并且在双离合器变速器中实现了至少一个曲径档位。
依据本发明的、用于将两个空套轮1、2以独立于变速器所配属的中间轴w_v1的方式切换的系统具有换档设备，该换档设备包括内置的操纵装置和换档装置，其中，可以借助操纵装置使换档装置轴向移动。依据本发明所提出的系统，也可以在另一中间轴w_v2上为了换档而设置其他空套轮，所以在图1中所示出的系统仅是示例。
依据本发明，借助依据本发明的系统的由内及外地操纵的换档设备可以将配属于共同的中间轴w_v1的两个空套轮1、2彼此联接，以便实现曲径档位。
根据图2，将与操纵装置联接的接合套3和换档牙嵌元件4设置为换档装置。接合套3可轴向移动地布置在中间轴w_v1上，并且由操纵装置可以使该接合套轴向移动。此外，在接合套3上固定有径向分布的随动栓5、5’，这些随动栓与操纵装置保持嵌接，其中，在图2中设置了两个对置的随动栓5、5’。但也可以使用在周边上分布的其他随动栓。
在所示出的实施方案中，操纵装置被构造为带有径向内置的、电动驱动的主轴传动机构6的内操纵件。主轴传动机构6作为模块布置在构造为空心轴的中间轴w_v1中并且与该中间轴抗扭地连接。主轴传动机构6包括电动机7，该电动机驱动主轴8，该主轴与主轴螺母9联接，以便轴向移动。主轴螺母9在径向外部具有槽10，固定在接合套3上的随动栓5、5’嵌入到该槽中。随动栓5、5’分别径向向内地穿过中间轴w_v1的相应的长孔19、19’。以这种方式，通过主轴8的相应的旋转运动使接合套3在两个方向上均可轴向移动。
接合套3包括在径向外部设置的容纳区域11，用于以可旋转的方式容纳大致呈环形的换档牙嵌元件4，从而换档牙嵌元件4可以独立于接合套3地旋转。因为操纵装置带着在其上联接的接合套3随着配属的中间轴w_v1一起随动旋转，所以借助轴向轴承12、12’使可独立于该接合套旋转的换档牙嵌元件4在轴向方向上固定。
换档牙嵌元件4在径向外部具有随动啮合部15，该随动啮合部总是与第二空套轮2的内啮合部16保持嵌接。当通过操纵装置使接合套3从该系统在图2中示出的空档位置关于附图平面向左移动时，可以使换档牙嵌元件4的随动啮合部15不仅与第一空套轮1的内啮合部14嵌接而且与第二空套轮2的内啮合部16嵌接。在该第一换档位置中，两个空套轮1、2独立于中间轴w_v1地相互联接，以便在变速器中实现曲径档位。
接合套3包括外啮合部13，该外啮合部可以与第一空套轮1的相配的内啮合部14联接。此外，必须通过操纵装置使接合套3从该系统在图2中示出的空档位置关于附图平面向右移动。在该第二换档位置中，使接合套3的外啮合部13与第一空套轮1的内啮合部14嵌接。以这种方式切换第一空套轮1，方法是：该第一空套轮与中间轴w_v1抗扭地连接。
与实施方案无关地，可以将带有角接触球轴承17、18的空套轮1、2中的至少一个空套轮可旋转地支承在中间轴w_v1上。此外，作为驱动装置，可以用于换档装置的是电动驱动装置、气压驱动装置、机械驱动装置、液压驱动装置或类似驱动装置。
附图标记
1          第一空套轮
2          第二空套轮
3、3’、3”接合套
4、4’     换档牙嵌元件
5、5’     随动栓
6          主轴传动机构
7          电动机
8          主轴
9          主轴螺母
10         槽
11         容纳区域
12、12’   轴向轴承
13         接合套的外啮合部
14         第一空套轮的内啮合部
15         换档牙嵌元件的随动啮合部
16         第二空套轮的内啮合部
17         角接触球轴承
18         角接触球轴承
19、19’   长孔
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_v1       第二中间轴

Claims (15)

1.用于将至少两个空套轮(1、2)以独立于变速器所配属的轴的方式联接的系统，具有至少一个换档设备，所述换档设备包括操纵装置和换档装置，其中，所述换档装置能够借助所述操纵装置轴向移动，其特征在于，所述操纵装置至少部分地布置在所述轴内。
2.按权利要求1所述的系统，其特征在于，设置至少一个摩擦配合的和/或形状配合的换档装置。
3.按权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述操纵装置构造为电动驱动的主轴传动机构(6)。
4.按权利要求3所述的系统，其特征在于，所述主轴传动机构(6)布置在构造为空心轴的所述轴内。
5.按权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述主轴传动机构(6)与所述轴或者与所述变速器的壳体连接。
6.按权利要求3至5之一所述的系统，其特征在于，所述主轴传动机构(6)包括电动机(7)，所述电动机驱动与所述轴同轴的主轴(8)，所述主轴与主轴螺母(9)联接，以便轴向移动所述主轴螺母。
7.按上述权利要求之一所述的系统，其特征在于，与所述操纵装置联接的接合套(3)设置为形状配合的换档装置，所述接合套与在所述轴上能旋转地支承的换档牙嵌元件(4)一起在所述轴上能轴向移动地布置在能切换的所述空套轮(1、2)之间，其中，所述换档牙嵌元件(4)与所述空套轮中的一个空套轮(2)总是通过随动啮合部联接。
8.按权利要求7所述的系统，其特征在于，所述接合套(3)通过随动栓(5、5’)与所述主轴传动机构的所述主轴螺母联接，以便轴向移动，其中，每个随动栓均被引导穿过所述轴的径向分布的长孔(19、19’)。
9.按权利要求8所述的系统，其特征在于，所述主轴螺母(9)在径向外部具有槽(10)，固定在所述接合套(3)上的所述随动栓(5、5’)嵌入到所述槽中。
10.按权利要求6至9之一所述的系统，其特征在于，所述接合套(3)能够以如下方式从空档位置轴向移动到第一换档位置中以便连接所述两个空套轮，即，使所述换档牙嵌元件(4)的随动啮合部(15)不仅与第一空套轮(1)的内啮合部(14)联接而且与第二空套轮(2)的内啮合部(16)联接。
11.按权利要求6至10之一所述的系统，其特征在于，所述接合套(3)能够以如下方式从空档位置轴向移动到另外的换档位置中以便将所述第一空套轮(1)与所配属的轴抗扭地连接，即，使所述接合套(3)的外啮合部(13)与待切换的所述空套轮(1)的内啮合部(14)联接。
12.按权利要求6至11之一所述的系统，其特征在于，所述接合套(3)具有在径向外部设置的容纳区域(11)，用于以能旋转的方式容纳大致呈环形的所述换档牙嵌元件(4)。
13.按权利要求6至12之一所述的系统，其特征在于，所述换档牙嵌元件(4)在轴向方向上借助轴向轴承(12、12’)固定。
14.按上述权利要求之一所述的系统，其特征在于，待切换的所述空套轮(1、2)借助角接触球轴承(17、18)能旋转地支承在所述轴上。
15.按上述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述系统能够在双离合器变速器中使用，用于切换至少一个曲径档位。
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