CN102192249A - 换挡离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种换挡离合器，包括一个抗扭地布置在轴(1)上的同步体(2)、第一和第二挡位齿轮(5，6)、至少两个同步环(7，8)、一个接合套(25)和至少一个承压件(13)，所述接合套(25)可以在同步体(2)上沿轴(1)的轴向经由一个空转位置在第一换挡位置和第二换挡位置之间移动，接合套在该第一和第二换挡位置中在同步体(2)和第一或第二挡位齿轮(5，6)之间形成力传递连接，所述承压件可以通过接合套(25)经由一个中间位置在第一和第二同步位置之间移动，在该第一和第二同步位置中分别将第一或第二同步环(7，8)作用在第一或第二挡位齿轮(5，6)上。接合套(25)具有至少一个向内指向的凸起(29，30)，该凸起在第一换挡位置中限制承压件(13)的轴向运动自由度。

Description

换挡离合器
技术领域
本发明涉及一种用于尤其是汽车中的多挡变速器的换挡离合器。
背景技术
换挡离合器通常包括一个抗扭地布置在轴上的同步体、一个挡位齿轮、至少一个同步环、一个接合套和至少一个承压件，接合套可以在同步体上沿轴的轴向在空转位置和换挡位置之间移动，接合套在空转位置和换挡位置中在同步体和挡位齿轮之间形成力传递连接，承压件可以通过接合套从中间位置移入同步位置中，在该位置中将同步环压在挡位齿轮上，以使该挡位齿轮的旋转速度等于轴的旋转速度。
同样广泛应用的是带有两个挡位齿轮和至少两个同步环的换挡离合器，其中，接合套可以从空转位置中沿相反的方向移动到第一或第二换挡位置中，以便有选择地在同步体和第一或第二挡位齿轮之间形成力传递连接。
图1示出剖切这种换挡离合器的示意轴向剖面图。抗扭地安装在轴1上的同步体2类似于齿轮地成型，其中，同步体2的外齿圈12在多个部位上被分别容纳一个承压件13的开口断开。图1的剖切平面延伸经过一个这样的开口和容纳在其中的承压件13。承压件13的刚性主体14包括一个其中布置有螺旋弹簧16的空心杆15和一个相对该杆15扩宽的头部17，该头部17容纳一个受到螺旋弹簧16径向向外作用的滚珠18。因为位于剖切平面以外而在图1中用虚线轮廓表示的同步体2的轮齿与接合套4径向向内指向的换挡爪齿3(Schaltklaue)啮合，该接合套4环形地包围同步体2和承压件13。接合套4在其外侧具有一个环形槽，一个未示出的换挡拨叉啮合到该环形槽中，以使接合套4被未示出的、布置在汽车客舱内的换挡杆/变速杆或线性控制元件驱动而沿轴向移动。
至少接合套4与承压件13相对置的换挡爪齿3具有中央凹处20，当接合套4处于其空转位置时，滚珠18啮合到该中央凹处中。该啮合使得当换挡拨叉将接合套4向侧面地朝两个作为侧翼的挡位齿轮5、6之一的方向偏移时，承压件13被带动共同偏移。在此，承压件13的头部17碰到两个相邻的同步环7、8之一并且将该同步环压向例如挡位齿轮5的摩擦圆锥面9。同步环7的挂钩21以旋转间隙(Drehspiel)啮合到同步体2的凹处中，因此同步环7被同步体2的旋转带动。这样测定同步环7的旋转间隙，使得在该阶段中，同步环7的轮齿22和挡位齿轮5的换挡齿轮的轮齿23之间的错位阻止接合套4的进一步移动。在挡位齿轮5和轴1的同步完成后，同步环7又可以相对于挡位齿轮旋转，并且接合套4向前推进到图1示出的换挡位置中，在该位置中其换挡爪齿3啮合到挡位齿轮5的换挡齿轮中并且挡位齿轮5固定地耦连到轴1上。
为了可以在变速器尺寸确定的情况下简单地并且以较大的容差控制换挡过程，值得期待的是，使接合套4的轴向运动自由度尽可能地大。相反也值得期待的是，可以在接合套的运动自由度确定的情况下将作为侧翼的挡位齿轮之间的间距设置地较小，从而整体上得到一种紧凑的变速器。
如在图1中用虚线轮廓示出的那样，通过减小接合套4的轴向尺寸，可以在换挡离合器尺寸确定的情况下实现增大的接合套运动自由度。然而在此产生的问题是，如果在换挡位置中承压件13的滚珠18与接合套4的端侧靠得太近，则滚珠18具有倾斜地向外偏移的倾向，如用图1中的箭头24标出的那样。在此，承压件13的头部17会碰到第二同步环8，该第二同步环8由此从挡位齿轮6的摩擦圆锥面10上滑动。由此造成换挡离合器过早磨损。另一个后果是卡在所挂的挡位中，因为当接合套4移回中间位置时，必须先克服弹簧16的力将滚珠18挤出接合套4和同步环8之间的间隙。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于，创造一种换挡离合器，该换挡离合器在紧凑的尺寸下确保接合套具有较大的运动自由度，并且同时防止过早的磨损或卡在所挂的挡位中。
该技术问题按本发明通过一种换挡离合器解决，其带有一个抗扭地布置在轴上的同步体、第一和第二挡位齿轮、至少两个同步环、一个接合套和至少一个承压件，该接合套可以在同步体上沿轴的轴向经由一个空转位置地在第一换挡位置和第二换挡位置之间移动，接合套在该第一和第二换挡位置中在同步体和第一或第二挡位齿轮之间形成力传递连接，该承压件可以通过接合套经由一个中间位置地在第一和第二同步位置之间移动，该承压件在该第一和第二同步位置时分别将第一或第二同步环压在第一或第二挡位齿轮上，接合套具有至少一个向内指向的第一凸起，该凸起在第一换挡位置中限制承压件的轴向运动自由度。这种凸起在接合套的轴向尺寸较小时也能可靠地防止承压件的偏离运动。
在第一换挡位置中，第一凸起将承压件的运动自由度适宜地限制在中间位置和第一同步位置之间的区间内。中间位置本身不需要是该区间的一部分，也就是说当接合套处于第一换挡位置中时，承压件不能返回其中间位置。承压件由此在第一换挡位置中也许会在第一同步环上保持一个稳定的压力，这是无害的，因为该第一同步环不会相对于第一挡位齿轮旋转，并且因此不会在两者之间产生摩擦磨损。如果所述区间不包括中间位置，则可以在轴向运动自由度确定的情况下将接合套及带有该接合套的整个换挡离合器构造地特别窄。
按照本发明的第一种设计方案，凸起界定出接合套的第二凹处，止动顶端在第一换挡位置中啮合到该第二凹处中。
按照一种可选的设计方案，轴向指向的滑动侧面从接合套的中央凹处延伸到所述凸起，承压件在换挡时沿着该滑动侧面在其上滑动。
按照另一种可选的设计方案，设置有既沿轴向从接合套的中央凹处延伸到所述凸起又沿径向向外延伸的滑动侧面。
附图说明
本发明的其它特征和优点由以下参照附图对实施例的说明中得出。在附图中：
图1是剖切已讨论过的传统换挡离合器的示意剖面图；
图2是剖切按本发明第一种设计方案的换挡离合器的剖面；
图3是按第一种设计方案的换挡爪齿的立体图；
图4是剖切按第二种设计方案的换挡离合器的剖面；
图5是按第二种设计方案的换挡爪齿的立体图；
图6是剖切按第三种设计方案的换挡离合器的剖面；
图7是按第三种设计方案的换挡爪齿的立体图。
具体实施方式
图2示出了与图1相似的、剖切按本发明的换挡离合器的剖面。轴1、同步体2、挡位齿轮5、6和同步环7、8相应于图1中的相应构件并且不作重复说明。环形围绕同步体2的接合套25具有三个分别面向三个承压件13之一的换挡爪齿26，接合套25在中央凹处20两侧具有附加的凹处27、28，当接合套25处于其空转位置时，承压件13啮合到中央凹处20中。如在此所示，凹处27、28可以与中央凹处20完全一致，但凹处27、28也可以具有小于中央凹处20的深度，以便实现滚珠18在接合套25的换挡位置中比在空转位置中更容易脱开的锁定。朝接合套25的端侧界定凹处27、28的凸起29、30使得承压件13不会朝未接通的齿轮的方向偏移(如参考图1说明的那样)。凸起29、30设置成，使得当其中之一(在图2中是凸起30)接触滚珠18时，承压件13由此向接通的挡位齿轮(在此是挡位齿轮5)的方向偏移。这可以减小同步环7、8之间的距离并且因此也附加地减小挡位齿轮5、6之间的距离。
图3以立体图示出与承压件13共同作用的换挡爪齿26。
附加凹处27、28附带的作用是，当例如挡位齿轮5与轴1的同步结束并且接合套25的同步环7释放了进入图2中所示的第一换挡位置的路径时，承压件13的弹簧16促使该承压件进行向前推进的运动。相反地，为了使接合套25脱离换挡位置，必须首先克服弹簧16的阻力。如果该阻力是不被期望的，可以取代图2和3中带有三个凹处20、27、28的换挡爪齿26使用图4或5中所示类型的换挡爪齿26′，其中，中央凹处20在两侧被轴向定向的滑动侧面31包围，并且径向向内指向的凸起29、30分别构成滑动侧面31的终端。
在图6或7示出的本发明的第三种设计方案中，轴向定向的滑动侧面31被从中央凹处20出发直线形倾斜向外延伸的滑动侧面32取代。在此，凸起29、30不需要比与凹处20直接相邻的滑动侧面32区域径向向内突伸得更远。这相比第二种设计方案可以减小换挡爪齿的径向尺寸，而不需要为此减小中央凹处20的深度，也就是说不必削减滚珠18在凹处20内的锁定强度。从而在这种设计方案中使接合套25的直径比在第二种设计方案中的该直径更小。此外，滑动侧面32的倾斜定向确保，在接合套25的换挡位置中承压件13分别处于一个明确确定的位置，在该位置中其滚珠18贴靠在凸起29和30之一上。因为滑动侧面32的坡度明显小于例如第一种设计方案的凹处27、28的侧壁的坡度，所以滑动侧面倾斜的定向不会妨碍所挂挡位的脱开。
附图标记清单
1 轴
2 同步体
3 换挡爪齿
4 接合套
5 挡位齿轮
6 挡位齿轮
7 同步环
8 同步环
9 摩擦圆锥面
10 摩擦圆锥面
12 齿圈
13 承压件
14 主体
15 杆
16 螺旋弹簧
17 头部
18 滚珠
20 凹处
21 挂钩
22 同步环的轮齿
23 挡位齿轮的轮齿
24 箭头
25 接合套
26 换挡爪齿
27 附加的凹处
28 附加的凹处
29 凸起
30 凸起
31 滑动侧面
32 滑动侧面

Claims (8)

1.一种换挡离合器，带有一个抗扭地布置在轴(1)上的同步体(2)、第一和第二挡位齿轮(5，6)、至少两个同步环(7，8)、一个接合套(25)和至少一个承压件(13)，所述接合套(25)可以在所述同步体(2)上沿所述轴(1)的轴向经由一个空转位置在第一换挡位置和第二换挡位置之间移动，所述接合套(25)在该第一和第二换挡位置时在所述同步体(2)和所述第一或第二挡位齿轮(5，6)之间形成力传递连接，所述承压件可以通过所述接合套(25)经由一个中间位置在第一和第二同步位置之间移动，该承压件在该第一和第二同步位置时分别将所述第一或第二同步环(7，8)压在所述第一或第二挡位齿轮(5，6)上，其特征在于，所述接合套(25)具有至少一个向内指向的第一凸起(29，30)，该凸起在所述第一换挡位置中限制所述承压件(13)的轴向运动自由度。
2.按权利要求1所述的换挡离合器，其特征在于，所述第一凸起(29，30)在所述第一换挡位置中将所述承压件(13)的运动自由度限制在所述中间位置和第一同步位置之间的区间内。
3.按权利要求2所述的换挡离合器，其特征在于，所述区间不包括所述中间位置。
4.按权利要求1至3之一所述的换挡离合器，其特征在于，所述承压件(13)具有一个相对于所述同步体(2)抗扭的、可在第一和第二同步位置之间轴向移动的主体(14)和一个可朝所述主体(14)径向移动的、受弹簧作用的止动顶端(18)。
5.按权利要求4所述的换挡离合器，其特征在于，所述接合套(25)具有一个中央凹处(20)，所述止动顶端(18)在处于所述中间位置和所述同步位置时形状配合地啮合到该中央凹处(20)中。
6.按权利要求5所述的换挡离合器，其特征在于，所述凸起(29，30)界定所述接合套(25)的第二凹处(27，28)，所述止动顶端(18)在处于所述第一换挡位置时啮合到该第二凹处(27，28)中。
7.按权利要求5所述的换挡离合器，其特征在于，轴向指向的滑动侧面(31)从所述接合套(25)的中央凹处(20)延伸到所述凸起(29，30)。
8.按权利要求5所述的换挡离合器，其特征在于，滑动侧面(32)沿轴向从所述接合套(25)的中央凹处(20)延伸到所述凸起(29，30)并且沿径向向外延伸。
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