CN103765056B - 用于使传动装置的换挡轴偏转的换挡执行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于偏转传动装置的换挡轴(22、46)的换挡执行器，所述换挡执行器包括具有旋转轴线(3)的径向轴承(4)以及用于偏转所述换挡轴(22、46)的推移元件(6、40、42)，所述换挡执行器(2、36)能够围绕所述旋转轴线转动地支承，所述换挡执行器(2，46)围绕所述径向轴承(4)转动，其中所述径向轴承(4)的旋转轴线(3)的指向与偏转方向不同。

Description

用于使传动装置的换挡轴偏转的换挡执行器

技术领域

本发明涉及一种换挡执行器、尤其是一种用于使传动装置的换挡轴偏转的换挡执行器；一种换挡轴、尤其是一种用于推动可放置在换挡轴上的传动装置齿轮的换挡轴；以及一种带有所述换挡执行器和所述换挡轴的传动装置伺服执行器。

背景技术

为了多级传动装置的换挡需要换挡执行器，所述换挡执行器使得传动装置齿轮移动并且相互啮合。

一种已知的换挡执行器是挡位选择滚筒。在此，所述挡位选择滚筒是圆柱体，在其侧面上铣削有通道。换挡拨叉的导向销嵌入到每个通道中，所述换挡拨叉保持传动装置齿轮。如此设置所述通道的走向，从而在挡位选择滚筒的一确定的位置上，至多两个传动装置齿轮相互啮合。该圆柱体围绕其旋转轴线可转动地支承，从而传动装置可以通过转动挡位选择滚筒进行换挡。

所述挡位选择滚筒的缺点是其较大的空间需求。

另一种已知的换挡执行器由一种直线驱动装置、例如像主轴驱动装置（Spindelantrieb）操纵。在此它是换挡轴，传动装置齿轮放置在所述换挡轴上。所述直线驱动装置推动或者拉动换挡轴，从而在换挡轴上的传动装置齿轮其中之一与传动装置输入轴上以及传动装置输出轴上的齿轮啮合，以便建立确定的传动比。

所述直线驱动装置的缺点是，即它可能在部分上不能确保嵌入的传动装置档位。

发明内容

因此本发明的任务在于，提供一种用于多级传动装置的换挡的缩小的执行器，所述执行器可以可靠地保持在传动装置中嵌入的档位。

该任务通过根据本发明的换挡执行器以及通过根据本发明的换挡轴和传动装置伺服执行器来解决。

根据本发明的第一方面，用于偏转传动装置的换挡轴的换挡执行器包括：

- 具有旋转轴线的径向轴承，所述换挡执行器（2、36）能够围绕所述旋转轴线转动地支承；以及

- 推移元件，用于当所述换挡执行器围绕所述径向轴承转动时偏转所述换挡轴，

其中，所述径向轴承的旋转轴线的指向与偏转方向不同、尤其是垂直于偏转方向。

根据本发明的换挡执行器基于以下思路，即对于通过直线驱动装置操纵的传统的换挡执行器来说，所有的力、也就是调整力和干扰力都位于一轴线上。传动装置的振动负荷沿轴向方向作用到换挡轴上，正如由直线驱动装置传递的调节力那样。通过这种方式，这种传统的通过直线驱动装置操纵的换挡执行器不能阻止干扰力，因为其否则就同时阻止了所期望的调节力。因此对于根据本发明的换挡执行器来说，建议调节力的作用点从干扰力的作用方向上移开。这通过以下方式来实现，即调节力使得换挡执行器转动，并且该换挡执行器将调节力转化为传统的线性的调节力，以便使换挡轴移动。根据本发明的换挡执行器具有以下优点，即其与具有换挡轴的挡位选择滚筒相反，能够移动传动装置的所有必需的齿轮，以便建立各个传动比，另外不同于直线驱动装置的是，换挡执行器的驱动装置不沿上安装，而是与移动方向垂直地安装。由此，较少的从传动装置中产生的、相对于换挡轴的轴向力传递到驱动装置上，该轴向力可以调整换挡执行器的位置。因此更好地阻止了换挡执行器的振动负荷。

推移元件螺旋状地围绕所述旋转轴线移动。因此借助于换挡执行器能够实现了用于换挡轴的连续的调节区域，在所述调节区域中可以进入每个任意的调节位置。此外，用于定位换挡轴的力消耗进而能量消耗是较小的。

螺旋状的推移元件可以具有用于容纳来自所述换挡轴的销钉的槽。通过所述槽，换挡执行器可以不仅推动而且拉动换挡轴，因为所述槽可以不依赖于换挡执行器的转动方向而夹紧销钉。

螺旋状的推移元件以最大360°围绕所述旋转轴线布置。通过这种方式，能够将一变速档位明确地分配给换挡执行器的一确定的角度位置，因此，当前嵌入的变速档位可以以简单的方式通过求得换挡执行器的绝对位置而检测出来。

螺旋状的推移元件可以具有部段，从旋转轴线方向看，螺旋状的推移元件的倾斜度在该部段中是零。该没有倾斜度的部段可以进一步降低从换挡轴到换挡执行器上的轴向的力传递，并因此通过换挡轴更好地阻止换挡执行器的振动负荷。

换挡执行器可以具有齿轮，推移元件可以布置在所述齿轮的基面和/或遮盖面上。换挡执行器通过这个齿轮能够以简单的方式进行驱动。

此外，换挡执行器可以具有位置传感器，换挡执行器的位置可以从所述位置传感器中读出。该位置传感器可以主动地或者被动地设计。在一种特别的构造中，所述位置传感器是一种简单的孔，其中，位置自身例如可以借助于光检测出来。

根据本发明的第二方面，用于推移可以放置在换挡轴上的传动装置齿轮的换挡轴包括：

- 旋转轴线，换挡轴的至少一部分围绕所述旋转轴线可转动地支承；以及

- 从旋转轴线向外凸起的随动件，所述随动件用于安放到所描述的换挡执行器的推移元件上。

随动件可以具有销钉，所述销钉嵌入到所描述的换挡元件的槽中。通过这种方式能够推动或者拉动换挡轴。

根据本发明的第二方面，传动装置伺服执行器包括：

- 所描述的、能够轴向调整的换挡轴；以及

- 所描述的换挡执行器，

- 其中，所述换挡轴的随动件安放到换挡执行器的推移元件上。

附图说明

下面借助于附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。附图示出：

图1是根据本发明的第一实施例的换挡执行器；

图2是带有图1所示的换挡执行器的传动装置伺服执行器；

图3示出根据本发明的第二实施例的换档执行器；

图4示出带有图3所示的换挡执行器的传动装置伺服执行器。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的第一实施例的换挡执行器2。

所述换挡执行器2能够转动地围绕旋转轴线3支承。旋转轴线3在本实施方式中借助于径向轴承4移动，所述径向轴承例如构造为孔，并且通过所述径向轴承可以引导未示出的支承轴。该支承轴可以通过未示出的伺服马达（Hilfsmotor）驱动，以便转动换挡执行器。替代地，所述支承轴可以与换挡执行器2一体地构造。

换挡执行器2具有圆周6，所述圆周螺旋状地围绕径向轴承4支承。如果换挡执行器2通过伺服马达围绕径向轴承4沿方向8转动，那么换挡执行器2可以施加背离径向轴承4指向的法向力10，以便将一部分、比如像未示出的传动装置的还有待进行描述的换挡轴从旋转轴线3推开。因此螺旋状的圆周6用作推移元件。

为了能够吸收来自有待推动的部分的、与法向力10相反地指向的力，而换挡执行器2不会由有待推动的部分转动，那么所述换挡执行器在其螺旋状的圆周6上、在确定位置的部段13上不具有倾斜度。因此该部段13与旋转轴线3相切地移动，进而垂直于法向力10移动，因此在该部段13中从换挡轴的振动负荷中产生的轴向的调节力和调节力矩不会被传递到换挡执行器2上。换挡执行器2的振动负荷因此可以被有效地降低，因为该笔直的部段13更有效地阻止了由移动的部分产生的轴向力。

为了求得贴靠在螺旋状的圆周6上的被移动的部件的位置，换挡执行器2可以具有定位孔12，所述定位孔可以在圆15中围绕径向轴承4放置。在图1中只设有一个带有附图标记的定位孔12，然而其代表性地适用于在圆15上的所有定位孔12。如果在定子侧例如在未示出的、带有换挡执行器2的传动装置的壳体上，在圆15的某个高度上布置有例如像发光二极管的信号传感器14和例如像光电二极管的信号接收器16，并且如果换挡执行器2安装在信号传感器14与信号接收器16之间，那么当所述定位孔12其中之一经过信号传感器14并且信号接收器16接收来自信号传感器14的信号18时，可以获得换挡执行器2的位置。

图2示出了带有图1所示的换挡执行器2的传动装置伺服执行器20。在图2中，与图1相同的元件设有相同的附图标记并且不对其再次进行描述。除了换挡执行器2之外，传动装置伺服执行器还具有已经提到过的换挡轴22。

换挡轴22由一个随动件24、两个耦合件26以及两个齿轮支架28构成，传动装置的未示出的齿轮安置在所述换挡轴上。

换挡轴22具有旋转轴线30，以便转动有待由换挡轴22支撑的、未示出的传动装置齿轮。传动装置齿轮可转动地或者不可相对转动地布置在齿轮支架28上。如果可转动地布置所述传动装置齿轮时，可以放弃耦合件26。无论如何，传动装置齿轮在齿轮支架28上不能够在轴向上被移动。

耦合件26能够使齿轮支架28相对于随动件24转动。随动件24从旋转轴线30中凸出，并且朝向旋转轴线呈U形地敞开。在所述随动件的开口32中，其可以容纳换挡执行器2。如果换挡执行器2沿旋转方向8转动，那么螺旋状的圆周6的半径变大并且压靠到随动件24的第一内侧29上。通过这种方式，换挡轴22沿着旋转轴线30在投影面中向右移动。

当螺旋状圆周6的目前在随动件24的、与第一内侧29对置的第二内侧34上变小的半径重新开始变大进而压靠到第二内侧34上时，换挡轴22的复位自动地通过换挡执行器2的进一步转动实现。替代地或者附加地，未示出的复位元件、比如弹簧将随动件24牢固地压靠到螺旋状的圆周6上，以便实现换挡轴22的、不依赖于转动方向的复位。

图3示出了根据本发明第二实施例的换挡执行器36。在图3中，与图1和图2相同的元件设有相同的附图标记并且不对其再次进行描述。

换挡执行器36盘状地构造。螺旋状的圆周6现在由盘的盖子侧38上的第一槽40和第二槽42代替。传动装置的有待移动的部件以有待进一步描述的方式嵌入到槽40、42中。所述槽40、42的优点是，它们不仅可以推动，还可以拉动传动装置的有待移动的部件。

在图3中，信号传感器14和信号接收器16由两部分组成，从而可以通过两个不同的位置信号18进行位置确定。螺旋状的槽40、42围绕旋转轴线3延伸小于360°，因此可以借助于这样的布置方式获得换挡执行器36的绝对位置。这种原理可以转用到图1所示的换挡执行器上。

图4示出带有图3所示的换挡执行器36的传动装置伺服执行器44。在图4中，与图1至图3中相同的元件设有相同的附图标记并且不对其再次进行描述。除了换挡执行器36之外，所述传动装置伺服执行器还具有换挡轴46。

在换挡轴46上，往投影面里看在左边和右边各安装有三个齿轮48，所述齿轮可以通过推动和拉动带有驱动齿轮的换挡轴46与未示出的传动装置轴啮合，以便建立一确定的传动比。在图4中为了清楚起见，只有换挡轴46上的左边的三个齿轮48带有附图标记。

换挡执行器36在其圆周上具有齿50并且形成这样一种齿轮，即辅助驱动装置54的蜗杆52啮合到所述齿轮中。这种实施方式是尤其有利的，因为力从从换挡执行器36传递回到蜗杆52是不可能的。因此槽40、42的笔直的部段13的在图1中已经描述的效果会进一步提高，并且更有效地避免了在来自换挡轴46的力的作用下换挡执行器36沿着旋转轴线30的转动。

在前述的实施例中，随动件24具有伸缩杆56，带有耦合件26和齿轮支架28的臂58可以在所述伸缩杠上相互分开地移动。在最外面的端部60上构造朝向槽40、42指向的导向销，所述导向销在图4的透视图中未示出。如果换挡执行器4沿方向8上转动，那么臂58相互分开地移动。如果换挡执行器4与方向8相反地转动，那么臂58又相互靠近地移动。

根据本发明的换挡执行器可以借助于唯一的换挡轴使所有必需的齿轮移动，以便在传动装置中调节不同的传动比。

Claims (8)

1.用于偏转传动装置的换挡轴（22、46）的换挡执行器，所述换挡执行器包括：

- 具有旋转轴线（3）的径向轴承（4），所述换挡执行器（2、36）能够围绕所述旋转轴线转动地支承；以及

- 推移元件（6、40、42），用于当所述换挡执行器（2、36）围绕所述径向轴承（4）转动时偏转所述换挡轴（22、46），

其中，所述径向轴承（4）的旋转轴线（3）的指向与偏转方向不同，

其特征在于，所述推移元件（6、40、42）螺旋状地围绕所述旋转轴线（3）延伸，所述螺旋状的推移元件（6、40、42）是用于容纳来自所述换挡轴（22、46）的销钉的槽（40、42）。

2.按照权利要求1所述的换挡执行器，其中，所述径向轴承（4）的旋转轴线（3）的指向垂直于偏转方向。

3.按照权利要求1或2所述的换挡执行器，其中，螺旋状的推移元件（6、40、42）以最大360°围绕所述旋转轴线（3）布置。

4.按照权利要求1或2所述的换挡执行器，其中，所述螺旋状的推移元件（6、40、42）具有部段（13），从所述旋转轴线（3）来看，在所述部段中螺旋状的推移元件（6、40、42）的倾斜度是零。

5.按照权利要求1或2所述的换挡执行器，其包括齿轮（50），所述推移元件（6、40、42）布置在所述齿轮的基面和/或遮盖面（38）上。

6.按照权利要求1或2所述的换挡执行器，其包括位置传感器（12）。

7.用于推移能够放置到换挡轴上的传动装置齿轮（48）的换挡轴，所述换挡轴包括：

- 旋转轴线（30），围绕所述旋转轴线支承所述换挡轴（22、46）的至少一部分；以及

- 从所述旋转轴线（30）向外凸起的随动件（24），所述随动件用于安放到按照权利要求1-6中任一项所述的换挡执行器（2、36）的推移元件（6、40、42）上，

其特征在于，所述推移元件（6、40、42）螺旋状地围绕所述旋转轴线（3）延伸，所述随动件（24）具有销钉，所述销钉嵌入到按照权利要求1至6中任一项所述的换挡执行器（36）的槽（40、42）中。

8.传动装置伺服执行器，其包括：

- 按照权利要求7所述的能够轴向调整的换挡轴（22、46）；以及

- 按照权利要求1至6中任一项所述的换挡执行器（2、36）；

- 其中，所述换挡轴（22、46）的随动件（24）安放到所述换挡执行器（2、36）的推移元件（6、40、42）上。