CN102652236A - 单轨换挡装置 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于多挡位变速器的具有换挡滑轨（2）、换挡元件（3）和选挡元件（5）的单轨换挡装置（1）。在此，换挡滑轨（2）轴向可推移地被布置在变速器壳体（10）中，并且换挡元件（3）在轴向上固定地与所述换挡滑轨（2）相连。换挡元件（3）将轴向换挡运动选择性地传递到多个换挡拨叉臂（6、7、8）中的一个上。选挡元件（5）与变速器壳体（10）相关地在轴向上被与壳体固定地布置。换挡元件（3）和选挡元件（5）能够共同地绕中轴线（11）枢转。根据本发明，设置有如下的换挡位置卡锁件（18），其在换挡元件（3）与选挡元件（5）之间起效。此外，还请求保护一种具有相应的单轨换挡装置的多挡位变速器。

Description

单轨换挡装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于多挡位变速器的单轨换挡装置，以及一种根据权利要求10所述的变速器。

背景技术

公知的是，使多挡位变速器中的换挡流程自动化，其中，换挡元件的运动并非手动地执行，而是通过执行器来执行。为此也公知一种单轨换挡装置，在这种单轨换挡装置中，与用以选出各所期望的换挡滑槽的选挡促动器相组合地使用仅一个用于切换挡位的换挡促动器。于是，例如在DE 102005001551 A1中描述了一种具有仅一个换挡促动器和选挡促动器的单轨换挡装置。在此，选挡运动与换挡运动在动力上脱开关联，从而换挡滑轨在用以选出期望的换挡滑槽的选挡运动中不发生运动。为了切换挡位，换挡滑轨被由换挡促动器在轴向上推移。换挡滑轨在轴向上的换挡运动通过与换挡滑轨轴向固定地连接的换挡拨指而被传递到各一个所选出的换挡拨叉臂上，并且进一步被传递到所属的换挡摇臂或换挡拨叉上。换挡摇臂或换挡拨叉卡入滑移套筒中，所述滑移套筒又为了在未经连接的空挡位置与至少一个换挡位置之间切换挡位而可被推移。在该换挡位置，传动力矩通过配属于相应的滑移套筒的齿轮组得到传递。

选挡运动与换挡运动在动力上的脱开关联有利地引起：明显降低了用以选择换挡滑槽所需的力，并且这样实现了将具有较小的尺寸和更快的响应特性的电磁选挡促动器或者电动选挡促动器例如用作气动促动器。选挡促动器的较小的尺寸又实现了构件在变速器上或在变速器中灵活的布置方案。例如在DE 102005001551 A1中介绍了电磁选挡促动器或者电动选挡促动器的适当的实施方案，并且也可与本发明相关地加以应用。

为了通过换挡促动器精确地起动以及可靠地保持空挡位置和/或换挡位置，此外还公知的是对轴向可推移的换挡滑轨起作用的卡锁件。这样的卡锁件例如由DE 102005022995 A1公知。

发明内容

本发明的任务是，完成一种用以利用用于换挡运动的卡锁件在多挡位变速器中选择和切换不同挡位级的单轨换挡装置，所述单轨换挡装置需要尽可能小的结构空间并且被尽可能简单地装配，以及给出了一种具有这样的单轨换挡装置的变速器。

该任务通过根据权利要求1所述的单轨换挡装置并且通过根据权利要求10所述的变速器来解决。从属权利要求包含本发明的优选改进方案。

因此，请求保护一种用于多挡位变速器的具有换挡滑轨、换挡元件和选挡元件的单轨换挡装置，其中，换挡滑轨相对于变速器壳体可轴向推移地布置。换挡元件在轴向上固定地与换挡滑轨相连接，并且将换挡滑轨的轴向换挡运动选择性地传递到多个换挡拨叉臂中的一个上。选挡元件在轴向上被固定在变速器壳体中，并且抗相对转动地与换挡元件相连。换挡元件和选挡元件被支承在换挡滑轨上，使得换挡元件和选挡元件能够共同地绕共同的中轴线枢转，由此，实施用于选择所期望的换挡滑槽的选挡运动。

根据本发明，设置有一种有效地布置在换挡元件与选挡元件之间的换挡位置卡锁件，由此，单轨换挡装置可在至少一个空挡位置和/或换挡位置中被卡锁。

这样的换挡位置卡锁件在换挡元件与选挡元件之间的布置方案实现了整个换挡装置的更为紧凑的结构形式，因为换挡位置卡锁件在空间上可被设置在换挡元件和选挡元件本就需要的结构空间内部。此外，这样在组装变速器之前预装配出由换挡元件、选挡元件和换挡位置卡锁件组成的单元，并且对其协作进行测试。该单元选择性地也可以预先装配有换挡滑轨。

本发明的第一优选实施方式设置为：至少一个弹性预紧的卡锁元件被布置在换挡元件上，并且可被卡入到布置在选挡元件中的卡锁凹进部中。在此，换挡元件优选地被构造为换挡环，并且与共同的中轴线同中心地布置在换挡滑轨上。该构造方案实现了换挡装置尤其是在轴向上紧凑的构造方式。

前面描述的实施方案的特别优选的构造方案设置为：卡锁元件包括在其两端布置有各一个卡锁套筒的螺旋压力弹簧。在此，螺旋压力弹簧利用卡锁套筒被布置在换挡环中的贯通孔中，从而卡锁套筒在彼此相反而置的方向上从贯通孔的两端被压缩到选挡元件中的相应的卡锁凹进部中。在此，卡锁力与换挡环相关地在切向上起作用。在此，在两个卡锁套筒上的卡锁力一样大，并且指向相反的方向，使得这两个卡锁力合计上被抵消，并且没有产生可能影响换挡过程或者选挡过程的、所形成的、作用到换挡滑轨上的力。

本发明的另一优选实施方案与上述第一实施方案相对照地设置为：预紧的卡锁元件被布置在选挡元件上并且可被卡入到设置在换挡元件中的至少一个卡锁凹进部中。在此，选挡元件优选地具有套管状的基体，并且与套管状的或者环形的换挡元件同中心地布置。以这种方式，换挡元件和选挡元件例如可被彼此同中心地而且彼此套嵌地布置为两个具有不同直径的套管，由此，进一步减小所需的结构空间。

布置在选挡套管上的卡锁元件优选地包括压力弹簧，所述压力弹簧的作用到卡锁件的力可借助锁紧螺栓来调整。

优选的是，在前面描述的两个实施方式中的换挡元件具有刚性地布置在换挡元件上的换挡拨指，所述换挡拨指在选择换挡滑槽时选择性地与换挡拨叉臂中的一个发生传递力的连接。例如方式为：换挡拨指被枢转到各所选出的换挡拨叉臂中的相应成型出的带动凹槽中。

优选的是，对于选挡元件所描述的实施方案具有在轴向上取向的纵向开口，换挡元件的换挡拨指贯穿所述纵向开口。换挡拨指的自由端部可以穿过选挡元件中的纵向开口伸入到所选定的换挡拨叉臂的各一个带动凹槽中，并且这样，用于切换挡位的所选择的换挡摇臂或换挡拨叉在轴向上运动到期望的换挡位置。

根据本发明的另一优选构造方案，选挡元件具有刚性地布置在选挡元件上锁止元件，借此可将相应未被选出的换挡拨叉臂锁止在换挡位置。为此例如与选挡元件上的纵向开口相邻地以如下方式布置锁止元件，即：该锁止元件在选挡元件的每个选择位置分别伸入到未被选出的换挡拨叉臂的带动凹槽中。由此阻止了换挡拨叉臂在轴向上的运动自由，并且确保在每个选择位置仅可操作一个换挡拨叉。与具有单独布置的锁止元件的换挡装置相比，这样的例如与选挡元件一体地实施的锁止元件通过较小的部件数目来减小装配开支、成本和所需的构造空间。

最后请求保护如下的多挡位变速器，所述多挡位变速器具有根据本发明的单轨换挡装置。

附图说明

本发明结合在下文的附图中示出的两个优选实施例得到详细阐释。

这些附图：

在图1中以透视图示出了根据本发明的单轨换挡装置的第一实施方式，

在图2中以截面图示出了图1中的单轨换挡装置，其中，截面平面沿着中轴线走向，

在图3中以截面图示出了图1中的单轨换挡装置，其中，截面平面垂直于中轴线走向，

在图4中以截面图示出了根据本发明的单轨换挡装置的第二实施方式，其中，截面平面沿着中轴线走向，以及

在图5中以具有沿着图4中示出的切割线A-A的截面图示出了根据本发明的单轨换挡装置的第二实施方式。

具体实施方式

在图1至图3中示出的单轨换挡装置1中，居于中心地布置有换挡滑轨2。换挡滑轨2被布置在变速器内部，被支承在壳体10中，并且被以由未示出的换挡促动器在轴向上相对于壳体10可推移的方式来布置。壳体10可以自身是变速器壳体或者是在变速器壳体内部的壳体。

换挡元件3被布置在换挡滑轨2上并且在轴向上固定地与换挡滑轨2相连。换挡元件3被构造为换挡环，并且在换挡滑轨2上可绕中轴线11自由转动地布置。与换挡元件3一体地实施有在径向方向上伸出的换挡拨指4。

在换挡滑轨2上可轴向推移地而且同样相对于换挡滑轨2可自由转动地布置有选挡元件5。选挡元件5具有选挡拨指12，示出的选挡促动器13与该选挡拨指12作用连接，以便通过选挡元件5绕中轴线11相对转动来选出期望的换挡滑槽。变速器具有至少两个换挡滑槽。在选挡元件5相对转动时，换挡元件3随同转动。这通过在换挡元件3与选挡元件5之间的形状配合的连接而发生，所述形状配合的连接通过换挡拨指4在与选挡元件5中的纵向开口25相结合下形成。与换挡元件3一体地实施的换挡拨指4在径向方向上穿过选挡元件5中的纵向开口25地伸出，并且在轴向上沿着纵向开口25是可推移的。换挡拨指4被设计地如此宽，即：使该换挡拨指4在两侧位于纵向开口25的内表面上靠立（anstehen），以致在转动方向上有几乎无余隙的形状配合的连接，并且使得换挡元件3在由换挡拨指4转动选挡元件5时一同转过相同的角度值。

在该示例中，在换挡滑轨2上可轴向推移地布置三个换挡拨叉26、27和28。具有其他数目的换挡拨叉的实施方案也是可行的。换挡拨叉26、27和28中的每个都具有换挡拨叉臂6、7和8，这些换挡拨叉臂6、7和8在一个端部刚性地与所属的换挡拨叉相连接，并且在另一端部的区域中具有带动凹槽29，所述换挡元件3用其换挡拨指4在相应的选择位置处伸入到所述带动凹槽29中。

为了轴向固定选挡元件以及为了对卡锁力给予支持，选挡元件5具有与选挡元件5一体实施的伸长部14。伸长部14在装配好的状态下伸入到变速器壳体10中的凹隙15中，从而选挡元件15在轴向上被与壳体固定地被保持，但是可以绕中轴线11转动。为此，凹隙15例如被成型为变速器壳体10中的具有矩形横截面的弧形槽，其中，该槽朝伸长部14的转动方向延伸。

在对选挡元件5进行轴向固定的另一未示出的实施方案中，通过销沿轴向引导选挡元件5。该销固定地安置在壳体中的孔中，并且伸入选挡元件5中的长孔中。该长孔在切线方向上垂直于转动轴线走向，以便使得选挡元件5能够绕中轴线11相对转动。

在该实施方案中，换挡元件3可通过余隙配合部和限动环17而能容易地转动，但是被轴向固定地支承在换挡滑轨2上。但是其例如也可以借助滚子轴承而得到支承。

换挡元件3具有贯通孔19，在该贯通孔19中布置有换挡位置卡锁件18的一部分。换挡位置卡锁件18具有螺旋压力弹簧20、卡锁套筒21和22以及卡锁凹进部16a和16b。在贯通孔19中存在螺旋压力弹簧20，在所述螺旋压力弹簧20的两端上分别布置有卡锁套筒21或22作为卡锁元件。卡锁套筒21和22具有如此大的外直径，即：所述卡锁套筒21和22在贯通孔19中被可靠地引导，但是可容易地推移，例如通过螺旋压力弹簧20的力而被推移。选挡运动通过选挡促动器13来触发，所述选挡促动器13刚性地作用到选挡拨指12上，并且于是，选挡元件与换挡元件3共同绕其共同的中轴线11相对转动。

在组装好的状态下，在中间的换挡位置、即空挡位置中，如在图1至3中所示的那样，卡锁套筒21和22被螺旋压力弹簧20压入选挡元件5中的卡锁凹进部16a和16b中。

用于锁止未选出的换挡拨叉臂6、7和8的锁止元件9在图3中未示出。与纵向开口25相邻地，锁止元件9刚性地被布置在选挡元件5上，其中，换挡拨指4穿过所属纵向开口25伸入到各所选出的换挡拨叉臂6、7和8的带动凹槽29中。在该示例中，锁止元件9与选挡元件5一体地实施。

图4和图5示出了本发明的第二实施方式。在这两个实施方式中起到相同功能的构件设有相同的附图标记。

呈换挡套管形式的换挡元件3被可自由转动地支承在居于中心布置的换挡滑轨2上。在轴向上，换挡元件3通过限动环17被固定在换挡滑轨2上。

与套筒状的换挡元件3同中心地将同样呈套管状的选挡元件5布置在换挡元件3上。在轴向上，换挡元件3相对于选挡元件5是可推移的。选挡元件5通过其一体成型的伸长部14在轴向上被固定在变速器壳体10中。但是，选挡元件5可绕共同的中轴线11相对于换挡滑轨2相对转动。

换挡元件3具有刚性地布置在换挡元件3上的换挡拨指4，所述换挡拨指4穿过选挡元件5中的纵向开口25伸入到各所选出的换挡拨叉臂6、7和8的带动凹槽29中。换挡拨指4在与纵向开口25相结合下又形成用于将选挡元件5的选挡运动传递到换挡元件4上的形状配合的连接，由此，选挡元件5实施每个用以与换挡元件3共同选出换挡滑槽的转动运动。同样在这里，选挡运动通过选挡促动器13来触发，所述选挡促动器13作用于刚性地布置在选挡元件5上的选挡拨指12上，并且于是，选挡元件5与换挡元件3共同地绕其共同的中轴线11相对转动。

如在图5中所示的那样，该实施方式也具有刚性地地布置在选挡元件5上的锁止元件9，该锁止元件9嵌入到未选出的换挡拨叉臂6、7和8的带动凹槽中并且将换挡拨叉臂6、7和8与壳体固定地锁止，从而在换挡滑轨2轴向换挡运动时仅各所选出的换挡拨叉6、7或者8与换挡滑轨2一同运动。

在第二实施方式中，换挡位置卡锁件18与第一实施例中的换挡位置卡锁件相对照地被这样实施，即：弹性预紧的卡锁元件21被布置在选挡元件5上，并且可卡入到被布置在换挡元件3中的卡锁凹进部16中。在此，卡锁元件21被螺旋压力弹簧23压入到卡锁凹进部16中，其中，螺旋压力弹簧23通过锁紧螺栓24来预紧。相对于锁紧螺栓24可替选地，螺旋压力弹簧可通过保持片或者锁紧柱塞加以保持。在图4中，单轨换挡装置1被卡锁在中间的空挡位置中。但此外，在所示的实施方式中还也有两个换挡位置被卡锁，如在卡锁凹进部16的两侧上布置的两个卡锁凹进部处可看到的那样。为了影响卡锁力大小和卡锁力变化分布，卡锁凹进部也可具有不同的深度和形状，诸如倒圆的侧边。

单轨换挡装置1的功能在两个所描述的实施方式中基本上是相同的。为了切换新的挡位，首先由选挡促动器13使旋转选挡元件5和换挡元件3发生相对转动，直至换挡拨指4在有待选出的换挡拨叉臂6、7或者8的所期望的带动凹槽29中停住。由此，选择期望的换挡滑槽。由于换挡位置卡锁件18被布置在换挡元件3与选挡元件5之间，并且换挡元件3与选挡元件共同地转动，用以选择换挡滑槽所需的力保持得相对小，并且完全不受换挡位置卡锁件18影响。

在选出期望的换挡滑槽之后，换挡滑轨2被未示出的换挡促动器在轴向上推移。在此，换挡滑轨2将轴向固定地与其连接的部分，即：换挡元件3连同换挡拨指4，所选出的换挡拨叉臂6、7或者8连同换挡拨叉26、27或者28以及最后还有所述相关的换挡滑套一并送入所期望的换挡位置中。在换挡运动中，换挡位置卡锁件18的卡锁力被克服。随着到达期望的换挡位置，换挡位置卡锁件18又卡入到为此所设置的卡锁凹进部中。

为了转换到另一挡，首先由换挡促动器来使空挡位置起动，之后，选挡促动器选出所期望的换挡滑槽，之后在换挡促动器之被切换到期望的目标挡中。

在本发明的范畴中，可考虑的是如下的换挡位置卡锁件，所述换挡位置卡锁件对空挡位置和/或一个或多个换挡位置加以卡锁。不言而喻地，所介绍的实施方式的各个特征能加以组合。于是，第一实施方式中的换挡元件例如同样可呈套管状地构造，并且相对照地，第二实施方式中的换挡元件可被实施为换挡环。

附图标记

1单轨换挡装置

2换挡滑轨

3换挡元件

4换挡拨指

5选挡元件

6换挡拨叉臂

7换挡拨叉臂

8换挡拨叉臂

9锁止元件

10变速器壳体

11中轴线

12选挡拨指

13选挡促动器

14伸长部

15凹隙

16卡锁凹进部

16a卡锁凹进部

16b卡锁凹进部

17限动环

18换挡位置卡锁件

19贯通孔

20螺旋压力弹簧

21卡锁元件

22卡锁元件

23螺旋压力弹簧

24锁紧螺栓

25纵向开口

26换挡拨叉

27换挡拨叉

28换挡拨叉

29带动凹槽

Claims (10)

1.用于多挡位变速器的单轨换挡装置（1），其具有换挡滑轨（2）、换挡元件（3）和选挡元件（5），其中，所述换挡滑轨（2）被能轴向推移地布置在变速器壳体（10）中，其中，所述换挡元件（3）在轴向上固定地与所述换挡滑轨（2）相连并且将轴向换挡运动选择性地传递到至少两个换挡拨叉臂（6、7、8）之一上，其中，所述选挡元件（5）与所述变速器壳体（10）相关地在轴向上被与壳体固定地布置，并且其中，所述换挡元件（3）和所述选挡元件（5）能够共同地绕中轴线（11）枢转，

其特征在于，设置有在所述换挡元件（3）与所述选挡元件（5）之间起效地布置的换挡位置卡锁件（18）。

2.根据权利要求1所述的单轨换挡装置（1），其特征在于，至少一个弹性预紧的卡锁元件（20、21、22）作为所述换挡位置卡锁件（18）的部分被布置在所述换挡元件（3）上，所述至少一个弹性预紧的卡锁元件（20、21、22）能被卡入到所述选挡元件（5）中的至少一个卡锁凹进部（16）中。

3.根据权利要求2所述的单轨换挡装置（1），其特征在于，所述换挡元件（3）被构造为换挡环，所述换挡环与共同的中轴线（11）同中心地被布置在所述换挡滑轨（2）上。

4.根据权利要求3所述的单轨换挡装置（1），其特征在于，所述换挡位置卡锁件（18）垂直于所述中轴线（11）地被布置在所述换挡元件（3）中的贯通孔（19）中并且包括螺旋压力弹簧（20），在所述螺旋压力弹簧（20）的两端上布置有各一个作为卡锁元件（21、22）的卡锁套筒，从而所述卡锁套筒（21、22）在彼此相反而置的方向上被压入到所述选挡元件（5）中的相应的卡锁凹进部（16a，16b）中。

5.根据权利要求1所述的单轨换挡装置（1），其特征在于，至少一个弹性预紧的卡锁元件（21）被布置在所述选挡元件（5）上，并且能被卡入到布置在所述换挡元件（3）中的至少一个卡锁凹进部（16）中。

6.根据权利要求5所述的单轨换挡装置（1），其特征在于，所述选挡元件（5）具有套管状的基体，并且相对于套管状的或者环形的所述换挡元件（3）同中心地布置。

7.根据前述权利要求之一所述的单轨换挡装置（1），其特征在于，所述换挡元件（3）具有换挡拨指（4），所述换挡拨指（4）能传递轴向力地与所述换挡拨叉臂（6、7、8）中的各一个相连。

8.根据前述权利要求之一所述的单轨换挡装置（1），其特征在于，所述选挡元件（5）具有在轴向上取向的纵向开口（25），所述换挡元件（3）的换挡拨指（4）引导穿过所述纵向开口（25）。

9.根据前述权利要求之一所述的单轨换挡装置（1），其特征在于，在所述选挡元件（5）上刚性地布置有锁止元件（9），借此能将相应未被选出的所述换挡拨叉臂（6、7、8）锁止在换挡位置中。

10.多挡位变速器，其特征在于根据前述权利要求之一所述的单轨换挡装置（1）。

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