CN103688077A - 机动车变速器的形锁合离合器操纵装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提出了一种机动车变速器（11）的用于切换与摩擦锁合离合器（12）串列地布置的形锁合离合器（13）的形锁合离合器操纵装置，其具有至少一个操纵单元（14），所述操纵单元具有至少一个滑槽轨道（15），所述滑槽轨道设计为将旋转运动（16）机械地转换为直线运动（17）以操纵形锁合离合器（13）。

Description

机动车变速器的形锁合离合器操纵装置

技术领域

本发明涉及一种机动车变速器的形锁合离合器操纵装置。

背景技术

由DE102007036100A1已知这样一种机动车变速器的形锁合离合器操纵装置，其用于切换形锁合离合器并具有操纵单元。

发明内容

本发明尤其基于下述任务，即节约空间地操纵形锁合离合器，通过其可以减少拖滞损失（带排损失）。所述任务根据本发明通过权利要求1所述的特征来解决。其它的实施方案由从属权利要求得出。

根据本发明，提出了一种机动车变速器的用于切换与摩擦锁合离合器串列地布置的形锁合离合器的形锁合离合器操纵装置，其具有至少一个操纵单元，该操纵单元具有至少一个滑槽轨道，该滑槽轨道设计为将旋转运动机械地转换为直线运动以操纵所述形锁合离合器。由此可以尤其节约空间地使形锁合离合器接合和分离，借此可以至少部分地将摩擦锁合离合器从力流中脱离。尤其可以有利地实现摩擦锁合离合器的接合和脱离，借此可以减少分离的摩擦锁合离合器及由此机动车变速器的拖滞损失。由此可以缩短切换行程，借此可以减小机动车变速器中的形锁合离合器操纵装置的操纵单元所需的结构空间。这可以节约空间地操纵形锁合离合器，由此可以减少机动车变速器的拖滞损失。“与摩擦锁合离合器串列地布置的形锁合离合器”应尤其理解为这样的形锁合离合器，其布置在摩擦锁合离合器之前（上游）的力流中和/或设置成使摩擦锁合离合器的至少一部分从该力流中脱离。与摩擦锁合离合器串列地布置的形锁合离合器优选设置成阻止力流至少通过摩擦锁合离合器的一部分。“力流”应尤其理解为驱动力流，其由具有所述形锁合离合器操纵装置的机动车的发动机产生和/或提供。所述力流优选设置成用来驱动机动车的驱动轮。所述力流以有利的方式区别于由操纵单元所提供的操纵力流。“滑槽轨道”应尤其理解为用于至少单侧地、优选为双侧地对切换元件进行强制引导的轨道。所述滑槽轨道优选以连接片形式、以开缝形式、以凹槽形式和/或以螺纹形式构成。所述切换元件优选以包围连接片的切换箍的形式、以嵌入开缝中的销钉的形式、以在凹槽中被引导的销钉的形式和/或以通过螺纹进行引导的销钉的形式构成。所述滑槽轨道有利地将旋转运动转换为轴向调节力，所述调节力设置成用于切换（即，接合和分离）所述形锁合离合器。“设置”应尤其理解为设计、配备和/或布置。

进一步提出的是，所述操纵单元具有齿圈，该齿圈至少部分地包含所述滑槽轨道。由此可以实现对形锁合离合器的尤其有利的操纵。在上下文中，“包含”应尤其理解为，所述齿圈形成所述滑槽轨道和/或所述滑槽轨道安装在所述齿圈中。

在一个有利的实施方案中，所述滑槽轨道布置在所述齿圈的内周上。由此可以进一步减小所述操纵单元所需的结构空间。在上下文中，“布置”应尤其理解为，所述齿圈在其内侧形成所述滑槽轨道和/或所述滑槽轨道安装在所述齿圈的内侧上。

进一步提出的是，所述形锁合离合器操纵装置具有同步单元，该同步单元设置成用于实现所述形锁合离合器的同步，借此可以提高舒适性/平顺性。

进一步提出的是，所述形锁合离合器操纵装置具有致动器单元，该致动器单元设置成对所述齿圈加载旋转运动，以便操纵所述形锁合离合器。由此，该齿圈可以尤其有利地得到驱动，借此所述形锁合离合器可以尤其有利地得到操纵，并且所述摩擦锁合离合器由此可以尤其有利地进行脱离和接合。所述致动器单元优选地设计为外部致动器单元。所述致动器单元优选至少部分地布置在机动车变速器的外部，和/或与对所述形锁合离合器的操纵无关地进行设计。在上下文中，“至少部分地”应尤其理解为，所述致动器单元的至少一个驱动装置设置在机动车变速器的外部。“机动车变速器的外部”应尤其理解为机动车变速器的变速器壳体的区域的外部，传递扭矩和传递转速的部件位于该区域中。所述致动器单元优选位于所述变速器壳体的这样一个区域中，在该区域中安置有液压控制单元并且该区域由油底壳封闭。所述致动器单元可以由单独安装在所述变速器壳体上的油底壳或盖子来进行密封。在上下文中，“无关地”应尤其理解为，所述形锁合离合器与所述摩擦锁合离合器可以彼此无关地得到操纵和/或得到控制。对所述形锁合离合器的操纵和对所述摩擦锁合离合器的操纵优选彼此独立。

当所述致动器单元与所述操纵单元驱动连接时，并且同时与用来对另一形锁合离合器进行操纵的另一个操纵单元驱动连接时，是尤其有利的。由此可以同时对机动车变速器的两个形锁合离合器进行操纵，借此可以节约成本。“驱动连接”应尤其理解为，所述操纵单元的齿圈以及所述另一个操纵单元的齿圈同时与所述致动器单元处于有效的（起作用的，作动的）连接中。所述操纵单元的齿圈以及所述另一个操纵单元的齿圈优选借助所述致动器单元共同被加载以旋转运动并且由此得到驱动。

当所述形锁合离合器设计为爪式（牙嵌式）离合器时，是进一步有利的。由此可以获得尤其有利的形锁合离合器。

此外，提出了一种用于借助形锁合离合器操纵装置、尤其借助根据本发明的形锁合离合器操纵装置来切换与摩擦锁合离合器串列地布置的形锁合离合器的方法，其中将旋转运动机械地转换为直线运动以对所述形锁合离合器进行操纵，借此可以尤其节约空间地对所述形锁合离合器进行操纵以及使所述摩擦锁合离合器脱离。

附图说明

其它优点由下文对附图的说明得出。附图中示出了本发明的一个实施例。附图、说明以及权利要求包含大量特征组合。本领域技术人员也将方便地对所述特征单独地加以考虑，并且总结为有利的其它组合。

其中：

图1局部地图解示出了具有形锁合离合器操纵装置的机动车变速器；以及

图2局部地图解示出了具有滑槽轨道的形锁合离合器操纵装置的齿圈的内侧。

具体实施方式

图1局部地示出了用于多个变速器档位切换的机动车变速器11。机动车变速器11设计为自动变速器。为了对所述变速器档位进行调节，机动车变速器11具有未详细示出的呈行星齿轮结构的变速器齿轮组。该机动车变速器11具有四个相继设置的行星齿轮变速器。所有的行星齿轮变速器都具有单个行星齿轮组（Einfachplanetenradsatz）。机动车变速器11还具有设置成位置固定的变速器壳体22。机动车变速器11具有多个接合单元，以对所述变速器档位进行切换并且由此对所述行星齿轮变速器进行切换，其中仅示出了一个接合单元23。接合单元23设计为制动单元，其设置成使可旋转的接合元件选择性地与变速器壳体22不可相对旋转地连接或分开。在本实施例中，所述可旋转的接合元件设计为四个行星齿轮变速器之一的齿圈。为了连接到所述可旋转的接合元件，机动车变速器11具有连接元件24，该连接元件与该可旋转的接合元件固定地连接。当然，所述可旋转的接合元件也可以设计为四个行星齿轮变速器之一的太阳轮和/或行星齿轮架。原则上，接合单元23也可以设计为离合单元，该离合单元设计成选择性地使两个可旋转布置的接合元件不可相对旋转地连接或分开。此外原则上还可考虑的是，机动车变速器11构成为半自动的变速器。

接合单元23设计为可动力切换的。接合单元23具有摩擦锁合离合器12以及与摩擦锁合离合器12串列地布置的形锁合离合器13。形锁合离合器13相对于力流而言布置在摩擦锁合离合器12之前/上游。当形锁合离合器13接合且摩擦锁合离合器12接合时，所述力流从所述可旋转的接合元件经由连接元件24传递到形锁合离合器13，并且随后从形锁合离合器13传递到摩擦锁合离合器12并且由此传递到变速器壳体22。形锁合离合器13设置成将摩擦锁合离合器12与力流分开。

摩擦锁合离合器12具有多个摩擦片25、外摩擦片托架26和内摩擦片托架27。外摩擦片托架26与变速器壳体22固定连接。内摩擦片托架27是可脱离接合的，其可以与连接元件24脱离接合并且可以由此从所述力流中脱离。内摩擦片托架27可轴向移动，其可以相对于外摩擦片托架26轴向移动。外摩擦片托架26所容纳的摩擦片25可轴向移动并且不可相对旋转地布置在外摩擦片托架26上。内摩擦片托架27所容纳的摩擦片25可轴向移动并且不可相对旋转地布置在内摩擦片托架27上。为了对摩擦锁合离合器12进行操纵，机动车变速器11具有未详细示出的摩擦锁合离合器操纵装置，该摩擦锁合离合器操纵装置具有液压致动器单元，该致动器单元设置成对摩擦锁合离合器12进行操纵。所述液压致动器单元设置成提供液压操纵力，该操纵力使摩擦片25相互挤压并且由此使外摩擦片托架26和内摩擦片托架27摩擦锁合地彼此连接。摩擦锁合离合器操纵装置布置在机动车变速器11内，并且由此所述液压致动器单元布置在机动车变速器11内。摩擦锁合离合器操纵装置布置在变速器壳体22内。所述液压致动器单元具有可液压操纵的活塞。摩擦锁合离合器12设计为多摩擦片式制动器。

形锁合离合器13具有第一形锁合元件28和第二形锁合元件29。第一形锁合元件28具有形锁合轮廓30，并且第二形锁合元件29具有形锁合轮廓31，所述两个形锁合轮廓设计为彼此对应的。第一形锁合元件28与可脱离接合的内摩擦片托架27不可相对旋转地且不可相对移动地连接。第一形锁合元件28相对于第二形锁合元件29可轴向移动地布置。第二形锁合元件29与连接元件24一体地设计。连接元件24具有形锁合轮廓31。在形锁合离合器13接合的情况下，形锁合轮廓30、31彼此嵌入互锁，借此第一形锁合元件28和第二形锁合元件29形锁合地彼此连接，并且由此内摩擦片托架27和连接元件24形锁合地彼此连接。在形锁合离合器13接合的情况下，摩擦锁合离合器12与连接元件24接合，并且由此与所述可旋转的接合元件接合。在形锁合离合器13接合的情况下，内摩擦片托架27与连接元件24连接。在形锁合离合器13接合的情况下，接合单元23可以借助摩擦锁合离合器12来接合。形锁合轮廓30、31分别设计为爪式齿部。形锁合离合器13构成为爪式离合器。

为了使摩擦锁合离合器12接合及脱离接合，机动车变速器11具有根据本发明的形锁合离合器操纵装置10。形锁合离合器操纵装置10设置成借助形锁合离合器13使摩擦锁合离合器12选择性地与连接元件24分开或与连接元件24连接。形锁合离合器操纵装置10设置成借助形锁合离合器13使摩擦锁合离合器12选择性地与连接元件24脱离接合或与连接元件24接合。形锁合离合器操纵装置10切换与摩擦锁合离合器12串列地布置的形锁合离合器13。

为了使形锁合离合器13切换，形锁合离合器操纵装置10具有操纵单元14。操纵单元14布置在机动车变速器11内，并且布置在变速器壳体22内。操纵单元14具有用于对形锁合离合器13进行操纵的滑槽轨道15，该滑槽轨道将旋转运动16机械地转换为直线运动17。滑槽轨道15将旋转运动16转换为形锁合离合器13的轴向操纵力，通过该操纵力分离或接合形锁合离合器13。滑槽轨道15设计为凹槽。滑槽轨道15原则上也可以设计为螺纹。

操纵单元14还具有齿圈18，所述齿圈包括滑槽轨道15。齿圈18形成滑槽轨道15。滑槽轨道15布置在齿圈18的内周19上。该滑槽轨道在齿圈18的内侧上延伸。齿圈18在其内侧上具有滑槽轨道15。滑槽轨道15在齿圈18中设计为凹槽。滑槽轨道15具有三个区域32、33、34。这三个区域32、33、34分别具有直线走向。区域32和34相对于彼此偏移地平行布置。区域34在齿圈18的轴向端部35上延伸，区域32在齿圈18的对置的轴向端部36上延伸。区域33使区域32和34彼此连接。区域33从端部35倾斜地向端部36延伸。相对于齿圈18的旋转轴线37而言，区域32、34具有垂直的走向，而区域33具有倾斜的走向（参见图2）。滑槽轨道15的倾斜延伸的区域33将旋转运动16转换为直线运动17。

为了移动第一形锁合元件28并且由此移动内摩擦片托架27，操纵单元14具有切换元件38。切换元件38与外摩擦片托架26可轴向相对移动地并且不可相对旋转地连接。切换元件38与内摩擦片托架27不可轴向相对移动地并且可相对旋转地连接。切换元件相对于外摩擦片托架26可轴向移动，并且相对于内摩擦片托架27设置得轴向固定。切换元件38在轴向方向上与内摩擦片托架27形锁合地相连。内摩擦片托架27嵌入切换元件38中。切换元件38具有箍状的区域39，借助该箍状区域来包围内摩擦片托架27的轴向端部。切换元件38借助其箍状区域39在轴向方向上与内摩擦片托架27形锁合地连接。嵌入滑槽轨道15中的切换元件38通过引导在区域33中直线地移动。

切换元件38部分地嵌入齿圈18中。该切换元件嵌入滑槽轨道15中。切换元件38具有销钉状的区域40，该切换元件借助该区域嵌入滑槽轨道15中。切换元件38在销钉状的区域40中具有销，该销嵌入滑槽轨道15中。齿圈18沿着滑槽轨道15引导切换元件38。滑槽轨道15将齿圈18的旋转运动16转换为嵌入的切换元件38的直线运动17。切换元件38由滑槽轨道15强制引导。原则上齿圈18也可以具有销钉状的区域40，而切换元件38具有滑槽轨道15，齿圈18借助销钉状的区域40嵌入所述滑槽轨道中。

为了使形锁合离合器13同步，形锁合离合器操纵装置10具有同步单元21。同步单元21具有弹性元件41、第一同步元件42、第二同步元件43以及摩擦衬垫44。同步元件42、43分别形成斜面，所述斜面叠在一起用以进行同步，借此通过摩擦在同步元件42、43之间产生转速匹配。为了优化同步，在两个同步元件42、43之间布置了摩擦衬垫44。摩擦衬垫布置在所述斜面之间。摩擦衬垫44与第二同步元件43固定地连接。弹性元件41以及第一同步元件42彼此一体地构成。弹性元件41具有斜面，该斜面设置成为了使形锁合离合器13同步而平面地接触第二同步元件43的斜面。弹性元件41与第一形锁合元件28不可相对旋转地且不可相对移动地连接。该弹性元件与第一形锁合元件28形锁合地连接。弹性元件41、第一形锁合元件28以及内摩擦片托架27彼此固定地连接。第二同步元件43与连接元件24不可相对旋转地且不可相对移动地连接。

为了对齿圈18加载旋转运动16，形锁合离合器操纵装置10具有致动器单元20。致动器单元20设置成对齿圈18加载旋转运动16以对形锁合离合器13进行操纵。致动器单元20设置成驱动齿圈18以切换形锁合离合器13。

致动器单元20具有驱动装置45、驱动轴46、驱动轮47以及中间轮48。驱动装置45借助驱动轴46来驱动驱动轮47。该驱动装置对驱动轮47加载旋转运动16。驱动轴46与驱动轮47固定地连接。驱动轮47、中间轮48以及齿圈18彼此处于有效连接中。它们彼此啮合。齿圈18借助中间轮48与驱动轮47处于有效连接中。驱动装置45由此对齿圈18进行驱动并且由此对形锁合离合器13进行操纵。驱动轮47、中间轮48以及齿圈18分别设计为齿轮。它们分别具有外齿部。齿圈18与中间轮48啮合，并且中间轮48与驱动轮47啮合。驱动装置45设计为电动马达。

致动器单元20与操纵单元14驱动连接，并且同时与设置成用于对另一个形锁合离合器进行操纵的另一个操纵单元驱动连接。为了使图面清晰，未示出所述另一个操纵单元。所述另一个操纵单元与操纵单元14类似地设计，其中所述另一个操纵单元配属于另一个接合单元。所述另一个接合单元与接合单元23类似地设计。所述另一个接合单元同样设计为制动单元，该制动单元设置成使可旋转的接合元件选择性地与变速器壳体22不可相对旋转地连接或分开，其中所述可旋转的接合元件在本实施例中设计为太阳轮。

为了同时进行驱动连接，致动器单元20具有第二驱动轮49，该第二驱动轮与驱动轴46固定地连接。驱动轴46与两个驱动轮47、49固定地连接。驱动装置45借助驱动轴46来驱动驱动轮47并且同时驱动驱动轮49。致动器单元20还具有未详细示出的第二中间轮，该第二中间轮与第二驱动轮49并且与所述另一个操纵单元的齿圈啮合。在此，所述另一个操纵单元的滑槽轨道与滑槽轨道15有区别。它们根据变速器结构彼此协调。接合单元23以及所述另一个接合单元由此具有共同的致动器单元20并且由此具有共同的驱动装置45。驱动装置45同时驱动不同操纵单元14的两个齿圈18。由此，其同时操纵两个形锁合离合器13。原则上，可以放弃共同的或同时的驱动连接，由此致动器单元20仅与操纵单元14驱动连接。

形锁合离合器操纵装置10以及所述摩擦锁合离合器操纵装置彼此独立地设计。致动器单元20设计成与所述液压致动器单元分开。致动器单元20和所述液压致动器单元可以彼此无关地操控。致动器单元20与设计成用于对摩擦锁合离合器12进行操纵的液压致动器单元无关。对形锁合离合器13的操纵在运动技术和/或机械方面与对摩擦锁合离合器12的操纵是脱离的。致动器单元20在运动技术和/或机械方面与所述液压致动器单元无关。原则上，机动车变速器11可以具有至少另一个根据本发明的形锁合离合器操纵装置，其中该另一个形锁合离合器操纵装置的驱动装置设置成用于对形锁合离合器进行操纵或用于对至少两个形锁合离合器进行操纵。

形锁合离合器操纵装置10部分地布置在机动车变速器11的外部。致动器单元20部分地布置在机动车变速器11的外部，并且部分地布置在变速器壳体22的外部。驱动装置45、驱动轴46、驱动轮47以及驱动轮49布置在变速器壳体22的外部。中间轮48部分地布置在变速器壳体22的外部，并且部分地布置在变速器壳体22的内部。为了与齿圈18相啮合，中间轮48贯穿变速器壳体22嵌入。

在摩擦锁合离合器12要脱离接合的运行状态下，使形锁合离合器13分离，借此将内摩擦片托架27与连接元件24分开。形锁合离合器13从接合的状态（参看图1）切换到分离的状态（未示出）。为了切换形锁合离合器13，未详细示出的控制和调节单元相应地操控致动器单元20的驱动装置45，借此驱动装置45同时对驱动轮47和驱动轮49加载旋转运动16并由此对它们进行驱动。驱动装置45借助中间轮48对操纵单元14的齿圈18加载旋转运动16，并且通过所述未详细示出的中间轮同时对所述另一个操纵单元的所述未示出的齿圈加载旋转运动16。为了操纵并由此分离形锁合离合器13，将齿圈18的旋转运动16机械地转换为切换元件38的直线运动17。为了分离形锁合离合器13，加载有旋转运动16的齿圈18使嵌入滑槽轨道15中的切换元件38直线地轴向运动，也就是说相对于齿圈18的旋转轴线37沿分离方向50运动。由此，切换元件38沿分离方向50移动内摩擦片托架27、第一形锁合元件28以及与第一同步元件42一体构成的弹性元件41（所述各部件彼此固定地连接），由此形锁合轮廓30从形锁合轮廓31中移出并且脱开内摩擦片托架27与连接元件24之间的形锁合连接。由此，内摩擦片托架27以及摩擦锁合离合器12与连接元件24脱离接合，并且借此与所述力流脱离接合。由于致动器单元20同时与操纵单元14以及所述另一个操纵单元驱动连接，所述另一个形锁合离合器同时得到操纵，其中例如所述另一个形锁合离合器通过两个不同操纵单元14的彼此协调的滑槽轨道15得以接合。

在摩擦锁合离合器12要接合的运行状态下，使形锁合离合器13接合，借此使内摩擦片托架27与连接元件24形锁合地连接。形锁合离合器13从分离的状态切换到接合的状态。为了切换形锁合离合器13，所述控制和调节单元相应地操控致动器单元20的驱动装置45，借此驱动装置45同时对驱动轮47和驱动轮49加载旋转运动16并由此对它们进行驱动。为了操纵并由此接合形锁合离合器13，将齿圈18的旋转运动16机械地转换为切换元件38的直线运动17。为了接合形锁合离合器13，加载有旋转运动16的齿圈18使嵌入滑槽轨道15中的切换元件38沿接合方向51直线地运动。在此，接合方向51与分离方向50反向地定向。由此，切换元件38沿接合方向51移动内摩擦片托架27、第一形锁合元件28以及与第一同步元件42一体构成的弹性元件41，借此弹性元件41首先借助其斜面平面地接触摩擦衬垫44并且由此平面地接触第二同步元件43。由此使第一形锁合元件28和内摩擦片托架27的转速与连接元件24的转速相匹配。通过切换元件38沿接合方向51的进一步移动，形锁合轮廓30在同步时移动到形锁合轮廓31中并且由此在内摩擦片托架27与连接元件24之间产生形锁合连接。由此，内摩擦片托架27以及摩擦锁合离合器12接合在连接元件24上，并且借此接合在所述力流上。现在，接合单元23可以借助摩擦锁合离合器12在负载下得到切换。由于致动器单元20同时与操纵单元14和所述另一个操纵单元驱动连接，所述另一个形锁合离合器同时得到操纵，其中例如所述另一个形锁合离合器通过两个不同操纵单元14的彼此协调的滑槽轨道15得以分离。

Claims (8)

1.一种机动车变速器（11）的形锁合离合器操纵装置，用于切换与摩擦锁合离合器（12）串列地布置的形锁合离合器（13），所述形锁合离合器操纵装置具有至少一个操纵单元（14），所述操纵单元具有至少一个滑槽轨道（15），所述滑槽轨道设计为将旋转运动（16）机械地转换为直线运动（17）以操纵所述形锁合离合器（13）。

2.根据权利要求1所述的形锁合离合器操纵装置，其特征在于，所述操纵单元（14）具有齿圈（18），所述齿圈至少部分地包含所述滑槽轨道（15）。

3.根据权利要求2所述的形锁合离合器操纵装置，其特征在于，所述滑槽轨道（15）布置在所述齿圈（18）的内周（19）上。

4.根据上述权利要求中任一项所述的形锁合离合器操纵装置，其特征在于同步单元（21），所述同步单元设置成用于使所述形锁合离合器（13）同步。

5.至少根据权利要求2或3所述的形锁合离合器操纵装置，其特征在于致动器单元（20），所述致动器单元设置成用于对所述齿圈（18）加载旋转运动（16）以操纵所述形锁合离合器（13）。

6.根据权利要求5所述的形锁合离合器操纵装置，其特征在于，所述致动器单元（20）与所述操纵单元（14）驱动连接，并且同时与用于操纵另一个形锁合离合器的另一个操纵单元驱动连接。

7.根据上述权利要求中任一项所述的形锁合离合器操纵装置，其特征在于，所述形锁合离合器（13）设计为爪式离合器。

8.一种借助形锁合离合器操纵装置（10）、尤其借助根据上述权利要求中任一项所述的形锁合离合器操纵装置（10）来切换与摩擦锁合离合器（12）串列地布置的形锁合离合器（13）的方法，其特征在于，将旋转运动（16）机械地转换为直线运动（17）以操纵所述形锁合离合器（13）。

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