CN102459952A - 包含至少一个牙嵌式离合器的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变速器中的包含至少一个牙嵌式离合器的系统，该系统能够与变速器的至少一个构件相连接，牙嵌式离合器基本上设置在变速器的轴承座(1)内部。

Description

包含至少一个牙嵌式离合器的系统
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的包含至少一个牙嵌式离合器的系统。
背景技术
在汽车制造技术中已知包含至少一个牙嵌式离合器的系统，牙嵌式离合器用作作为切换元件，以用于连接变速器的一个轴与一个构件。例如在专利文献GB 2 368 102A中就介绍了一种自动变速器，该变速器配有一种装置用于变速器从汽车的动力系统总成上退耦。该装置是作为牙嵌式离合器设计的，该牙嵌式离合器是以液压方式经由操纵活塞进行操作，该操纵活塞安置在一个轴的内部。操纵活塞在一侧以压力加载，以便克服复位弹簧进行运动。为了操纵切换爪，使用了一个与操纵活塞相耦联的切换指，该切换指被导引通过轴的一个凹穴。
此外，在专利文献US 5 667 330A中公开了另一种配有牙嵌式离合器作为切换元件的系统。在此已知的系统中采用了一种牙嵌式离合器，借以将一个动力输出轴与拖拉机的一个变速器输出轴连接起来。为此，在变速器输出轴内部的一个操纵活塞在一侧以液压方式加载以克服复位弹簧的作用，该切换爪经由一个销栓被操作，该销栓穿过变速器输出轴的一个凹穴被从操纵活塞引导到切换爪。因此在按前述已知的系统在轴的内部实现牙嵌式离合器的操作。
最后，专利文献US 6079 539A公开了一种轴去耦装置，其中经由一个离合套可使一个第一主动轴部分与一个第二主动轴部分相耦联或者彼此退耦。该离合套以不可相对旋转的方式被支承在其中一个主动轴部分上，并且为了耦合或退耦可以沿轴向经由一个变速拨叉移动。在这种类型的系统中需要不可忽略的安装空间。
发明内容
本发明的任务是提供牙嵌式离合器在变速器中尽可能节省安装空间的布置。
根据本发明，上述任务是通过权利要求1所述特征加以解决的。其它有利的发展见各附图和各项从属权利要求。
据此建议一种变速器中的包含至少一个牙嵌式离合器的系统，该系统能够与变速器的至少一个构件相连接，牙嵌式离合器基本上设置在变速器的轴承座内部。这样，便可特别为优选基于行星齿轮组的自动变速器提供一种尽可能节省安装空间的爪式切换元件。当然，所提出的系统也可用在其它变速器上。由于安置在轴承座的区域内，所以可最佳地充分利用变速器外壳中存在的安装空间。
有利的是，在所建议的系统中，至少单侧被液压式操作的牙嵌式离合器的切换爪也可以形成操纵活塞作为共同的构件，于此，用于液压加载牙嵌式离合器或者说操作牙嵌式离合器的液压缸设置成固定在外壳上
Figure BDA0000115254180000021
由于切换爪和操纵活塞设计成一个共同的设计，所以可减少所需构件的数量。
此外，在所建议的系统中切换爪设置在变速器的轴(例如主动轴或类似件)的径向外部并且可沿轴向移动。
根据本发明可作如下设定：切换爪以不可相对旋转的方式固定在固定在外壳上的轴承座(例如圆柱齿轮或类似件)上以固定变速器的构件。因此可通过切换爪固定变速器的任意的齿轮组元件。优选例如还可将行星齿轮组的一个构件(如太阳轮或类似件)通过切换爪而与外壳连接起来。
为此，例如可作如下设定：切换爪在其闭合位置例如可经由冠形齿部、插接齿部或类似件与待固定的构件如太阳轮相连接。
根据本发明的一项可行的发展，可作如下设定：轴承座和用于操作牙嵌式离合器的液压缸都作为单独的构件加以设计。也可以考虑，将轴承座和液压缸作为一个共同的构件加以设计。例如轴承座可以具有相应的凹穴，该凹穴形成压力室或液压缸室以用于操纵活塞或者说设计成操纵活塞的切换爪。
根据本发明的另一项实施发展，可作如下设定：可依轴向移动的切换爪是设计得可以旋转的。按这一发展，切换爪可有利地用来连接变速器的至少两个构件。
根据本发明的下一项发展，可作如下设定：切换爪例如将一个圆柱齿轮与变速器的一个行星齿轮架连接起来。为此，该切换爪例如可以连续地经由一个插接齿部之类而与该圆柱齿轮相连，于此，切换爪在其闭合位置上经由一个冠形齿部而与变速器的行星齿轮组的行星齿轮架相连接。
但还有一种可能性，就是将切换爪用来联锁变速器的行星齿轮组的两个构件。例如可以将行星齿轮组的一个行星齿轮架和一个太阳轮彼此连接起来而作为被联锁的构件。但也可将其它构件经由牙嵌式离合器而彼此联锁起来。为了实现联锁，切换爪例如可以连续地与行星齿轮架相连，其中切换爪在其闭合位置上经由冠形齿部或类似件与行星齿轮组的太阳轮相连接。这样，在需要时便可将行星齿轮组加以联锁。
与本发明的各个不同的实施形式无关地可作如下设定：切换爪能被液压式操作以移动到其闭合位置，其中设置复位弹簧以用于将切换爪保持在其打开位置上。但还有一种可能，就是使切换爪在两侧被液压式操作，而不需要复位弹簧。
有利的是，切换爪和在待接通的构件上的相对应的配合件例如可经由共同的冠形齿部或者也可经由共同的插接齿部或类似件相连接。
根据本发明的一项有利的发展，两个切换爪半部的冠形齿部或者插接齿部可以设计成球状的和/或圆锥状的，或者设计具有侧凹和/或在端侧设计具有斜边或半径，和/或设计具有一个定心圆锥体。
优选内齿轮作为行星齿轮组的构件也可以与切换爪相耦合。齿轮组或者行星齿轮组的其它构件但也可与切换爪相联接。
也可以的是，切换爪经由插接齿部与主动轴连接成不能相对旋转的并且因此也被定心。切换爪的在待接通的构件上的相对应的配合件优选可以经由滑动轴承或类似件被支承在轴上。
就两侧液压式操作而言，在本发明的系统中例如可以配置弹簧元件，这些弹簧元件可以实现操纵活塞在无压力状态下的预定位。例如可以在活塞室中使用压力弹簧以用于切换爪的打开状态或者用于切换爪的关闭状态。
附图说明
下面将参照附图对本发明作进一步说明。
图1本发明的在行星结构形式的自动变速器中的包含牙嵌式离合器的系统的第一个可行实施方案的示意截面局部图；
图2本发明的包含牙嵌式离合器的系统的第二个可行实施方案的示意截面局部图；
图3本发明的包含牙嵌式离合器的系统的第三个可行实施方案的示意截面局部图；
图4本发明的包含牙嵌式离合器的系统的第四个可行实施方案的示意截面局部图；和
图5本发明的包含牙嵌式离合器的系统的第五个可行实施方案的示意截面局部图。
具体实施方式
在附图中示例示出在行星结构形式的自动变速器中的本发明的具有牙嵌式离合器的系统的几个不同实施方案，其中切换爪可以与变速器的至少一个构件相连接。各附图中相同的构件用同一附图标记表示。
根据本发明，牙嵌式离合器基本上设置在例如一个圆柱齿轮2的一个轴承座1内，借以实现牙嵌式离合器在自动变速器中的节省安装空间的布置。至少在一侧被以液压方式操作的牙嵌式离合器的切换爪3同时也设计成操纵活塞，因此可以节省一个构件。此外，牙嵌式离合器的液压缸4是与相关实施方案无关地经由轴承座1被保持成固定在外壳上。此外，切换爪3在径向上支承在一个插接齿部13、21、24中并且是可沿轴向移动的。
图1示出本发明的系统的第一个实施方案。根据此实施方案，切换爪3以共同构件的形式同时设计成牙嵌式离合器的操纵活塞。切换爪3是经由插接齿部13与圆柱齿轮2的轴承座1不可相对旋转地连接，从而是固定在外壳上的。为了轴向移动切换爪3，设置液压缸4，该液压缸可经由压力介质供给通道6被压力介质加载，该压力介质通道延伸穿过轴承座1。在相应的压力加载时，切换爪3便在图平面中向右移入其闭合位置，这种移动是克服一个复位弹簧7的力实现的。因此切换爪3在压力加载结束后又可经由复位弹簧7在图平面中向左移入其打开位置。
为此在第一个实施方案中，切换爪3的作用在于将自动变速器的行星齿轮组9的一个太阳轮8以固定在外壳上的方式安置。为此，切换爪3与行星齿轮组9的太阳轮8具有一个共同的冠形齿部10。切换爪3经由与轴承座1共同的插接齿部13被定心。在切换爪3区域内的压力室的密封经由矩形环或类似件予以实现的。还有一种可能性，就是不用密封件而是通过在液压缸4和切换爪3之间的一个相应微小的间隙来实现密封。
图2中示出本系统的第二个可行的实施方案，其中切换爪3A在两侧被以液压方式操作，所以与第一个实施方案相反，是不需要复位弹簧7的。此外，切换爪3A的两侧液压式操作还具有下述优点：在接通的状态中保持压力可以是较低的；在系统中没有压力或没有值得一提的压力时，仍可保持接通的或断开的状态。此外，可通过主动的退出或插入而大大提高切换爪3A的反应速度，这是因为用于切换爪3A的插入和退出的压力可相应设计得很高之故。
第二个实施方案与第一个实施方案的不同之处是，支承板即轴承座1也为切换爪3A形成液压缸以用于液压式操作。这样就可省去一个构件。轴承座1形成一个凹穴作为用于切换爪3A的压力室，该压力室经由压力介质供给通道6获得压力介质供给。用于切换爪3A复位到其打开位置的另一个压力室则是经由另一个压力介质供给通道11获得压力介质供给的。压力介质被引导通过在轴承座1和切换爪3A之间的共同的插接齿部13。若插接齿部13上的各个齿都放宽的话，则对于更好的流通是有利的。
在第二个实施方案中，切换爪3A也是经由插接齿部13而与轴承座1连接成固定在外壳上，并可在其闭合位置中经由共同的冠形齿部10而与行星齿轮组9的太阳轮8连接，从而使太阳轮8通过处于接通状态的切换爪3A被安置成固定在外壳上。
图3示出系统的第三个可行实施方案。在此第三个实施方案中也可实现切换爪3B的两侧液压式操作。与第二个实施方案的区别是，切换爪3B和自动变速器的行星齿轮组9的太阳轮8之间的连接是经由一个共同的插接齿部12实现的。因此在第三个实施方案中，太阳轮8在切换爪3B的闭合位置(也就是当切换爪3B在图平面中居右)时被安置成固定在外壳上。
图4中示出本系统的第四个可行实施方案，其中示出牙嵌式离合器在行星结构形式的自动变速器中的布置。根据此实施方案，操纵活塞和切换爪3C也是设计成一个共同的构件。与前三个实施方案不同，在第四个实施方案中切换爪3C是可转动地或可旋转地被支承在一个固定在外壳上的支架14(太阳轮)上。压力室朝外的密封可以经由矩形环或类似件实现。但也可以通过相应设定在起着液压缸作用的构件和切换爪3C之间的余隙以放弃密封件。
按此实施方案，切换爪3C的轴向操作是在单侧以液压方式克服复位弹簧7A的作用予以实现的。经由一个压力介质供给通道或者说压力油供给通道15可使压力油进入压力室16，以便克服复位弹簧7A的弹簧力使切换爪3C移入到其闭合位置中。
在此第四个实施方案中，切换爪3C是经由共同的插接齿部24与圆柱齿轮2不可相对旋转地连接，从而使得切换爪3C可随同圆柱齿轮2一起旋转。在切换爪3C的闭合位置中，切换爪经由共同的冠形齿部17与行星齿轮组9的行星齿轮架18相连接。
图5示出本系统的第五个实施方案。此第五个实施方案相对于第四个实施方案的区别主要在于：切换爪3D在两侧被液压式操作。为了闭合切换爪3D，该切换爪可以经由配置在轴承座1中的压力介质供给通道19以压力介质加载。为了将切换爪3D置于其打开位置中，切换爪3D经由供给通道20获得压力介质。旋转的切换爪3D可以经由相对于轴承座1的间隙密封而得到密封。
按此第五个实施方案，切换爪3D经由一个插接齿部21与行星齿轮架18的支座22相连，该行星齿轮架经由一个同步件23而与支座22相耦联。为了实现行星齿轮组9的联锁，切换爪3D在其闭合位置中可经由一个共同的冠形齿部17而与行星齿轮组9的太阳轮8相连。
独立于各个实施方案地，切换爪3、3A、3B、3C和3D在图1至5中分别示出在其打开位置中。
附图标记清单
1    轴承座
2    圆柱齿轮
3    切换爪
3A   切换爪
3B   切换爪
3C   切换爪
3D   切换爪
4    液压缸
5    轴
6    供给通道
7    复位弹簧
7A   复位弹簧
8    太阳轮
9    行星齿轮组
10   切换爪和太阳轮之间的冠形齿部
11   供给通道
12   切换爪和太阳轮之间的插接齿部
13   切换爪和轴承座之间的插接齿部
14   太阳轮支架
15    供给通道
16    压力室
17    切换爪和行星齿轮架之间的冠形齿部
18    行星齿轮架
19    供给通道
20    供给通道
21    切换爪和行星齿轮架的支座之间的插接齿部
22    行星齿轮架的支座
23    同步件
24    切换爪和圆柱齿轮之间的插接齿部

Claims (16)

1.变速器中的包含至少一个牙嵌式离合器的系统，该系统能够与变速器的至少一个构件相连接，其特征在于：牙嵌式离合器基本上设置在变速器的轴承座(1)内部。
2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于：至少在一侧被以液压方式操作的牙嵌式离合器的切换爪(3，3A，3B，3C，3D)也形成作为共同构件的操纵活塞，用于操作牙嵌式离合器的液压缸(4)固定在外壳上。
3.按以上权利要求中任一项所述的系统，其特征在于：切换爪(3，3A，3B，3C，3D)设置在轴(5)的径向外部并且可沿轴向移动。
4.按以上权利要求中任一项所述的系统，其特征在于：切换爪(3，3A，3B)以不可相对旋转的方式固定在固定在外壳上的轴承座(1)上以固定变速器的构件。
5.按权利要求4所述的系统，其特征在于：切换爪(3，3A)在其闭合位置能经由冠形齿部(10)与自动变速器的行星齿轮组(9)的太阳轮(8)相连接。
6.按权利要求4所述的系统，其特征在于：切换爪(3B)在其闭合位置能够经由插接齿部(12)与自动变速器的行星齿轮组(9)的太阳轮(8)相连接。
7.按以上权利要求中任一项所述的系统，其特征在于：轴承座(1)和用于操作牙嵌式离合器的液压缸(4)都是设计成单独的构件。
8.按权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于：轴承座(1)和用于操作牙嵌式离合器的液压缸(4)设计成一个共同的构件。
9.按权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于：切换爪(3C，3D)设计成可旋转的。
10.按权利要求9所述的系统，其特征在于：切换爪(3C，3D)设置成用于连接变速器的至少两个构件。
11.按权利要求10所述的系统，其特征在于：切换爪(3C)连续地经由插接齿部(24)与圆柱齿轮(2)相连接并且在其闭合位置经由冠形齿部(17)与行星齿轮组(9)的行星齿轮架(18)相连接。
12.按权利要求9或10所述的系统，其特征在于：切换爪(3D)设置用于联锁行星齿轮组(9)的两个构件。
13.按权利要求12所述的系统，其特征在于：切换爪(3D)是连续地与行星齿轮组(9)的行星齿轮架(18)相连接，切换爪(3D)在其闭合位置能经由冠形齿部(17)与行星齿轮组(9)的太阳轮(8)相连接。
14.按以上权利要求中任一项所述的系统，其特征在于：切换爪(3，3C)能被液压式操作以移动到其闭合位置，其中设置复位弹簧(7，7A)以用于将切换爪(3，3C)保持在其打开位置上。
15.按权利要求1至13中任一项所述的系统，其特征在于：切换爪(3A，3B，3D)能在两侧被液压式操作。
16.按以上权利要求中任一项所述的系统，其特征在于：冠形齿部(10，17)或插接齿部(12，13，21，24)设计成球状的和/或圆锥状的，或者设计具有侧凹和/或在端侧设计具有斜边或半径，和/或设计具有一个定心圆锥体。
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