CN103998804B - 具有换挡轴的转动空程的换挡装置和具有这种换挡装置的机动车变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车变速器、尤其用于机动车自动变速器的换挡装置(100)，该换挡装置具有通向变速器的换挡轴(110)和用于操纵该换挡轴(110)的换挡杆(120)，其中所述换挡轴(110)和换挡杆(120)利用插接啮合连接部相互连接。在此规定，所述插接啮合连接部设计具有转动间隙，由此在换挡杆(120)静止时能够实现换挡轴(110)的有限的转动空程(a)。本发明还涉及一种具有这种换挡装置(100)的机动车变速器。

Description

具有换挡轴的转动空程的换挡装置和具有这种换挡装置的机 动车变速器
技术领域
本发明涉及一种用于机动车变速器、尤其用于机动车自动变速器的换挡装置，该换挡装置具有通向变速器的换挡轴和用于操纵该换挡轴的换挡杆，其中所述换挡轴和换挡杆利用插接啮合连接部相互连接。
本发明还涉及一种具有这种换挡装置的机动车变速器、尤其是机动车自动变速器。
背景技术
在现代机动车变速器中，例如在线控换挡变速器(下面还要详细解释)中，在确定的运行状况中需要在尽管原则上抗转动的连接的情况下也能够使换挡轴相对于静止的换挡杆转动。
发明内容
本发明的目的是，给出一种上述形式的换挡装置，该换挡装置以微少的费用满足所提出的要求。
该目的通过按照本发明的用于机动车变速器、尤其用于机动车自动变速器的换挡装置实现，该换挡装置具有通向变速器的换挡轴和用于操纵该换挡轴的换挡杆，其中所述换挡轴和换挡杆利用插接啮合连接部相互连接。按照本发明规定，所述插接啮合连接部设计具有转动间隙或者说带有转动间隙，由此在换挡杆静止时能够实现换挡轴的受限制的或者说有限的转动空程。
通过在插接啮合连接部中的转动间隙或扭转间隙实现的转动空程或转动的转动空程一方面允许换挡轴与换挡杆以结构上给定的最大转角的相对转动(转动空程功能)。但是另一方面也能够实现换挡轴与换挡杆的转动和/或反之(同步功能)。下面还要详细解释这一点。所述有限的转动空程可以具有40°至60°且尤其约50°的转角。
为了实现这种转动空程一般必需设有转动空程部件或者类似部件。但是按照本发明的换挡装置具有转动空程，为此无需附加部件。按照本发明所述转动空程或者转动空程功能仅仅通过所述的插接啮合连接部结构实现。总之且换言之，由此通过本发明可以得到转动空程功能，没有任何附加费用并且不产生更多成本。
优选地规定，所述插接啮合连接部包括形成在换挡杆上的内插接啮合部和形成在换挡轴上的外插接啮合部，其中以圆柱形轮廓为基础的内插接啮合部具有多个径向向内指向的且在圆周方向上相互间隔的齿，其中同样以圆柱形轮廓为基础的外插接啮合部具有多个径向向外指向的且同样在圆周方向上相互间隔的齿。所述内插接啮合部的指向内部或者说径向向内指向的齿或内插接啮合部部件与所述外插接啮合部的径向指向外部或者说径向向外指向的齿或外插接啮合部部件形成对应的插接啮合部件，它们在径向上重叠。由于在齿或者说啮合部件之间的间隔而能够实现有限的转动空程。该间隔也可以称为在圆周方向上的齿隙。
特别优选地规定，所述内插接啮合部和外插接啮合部的齿在圆周方向上设计具有均匀的间隔。所述内插接啮合部和外插接啮合部可以分别具有4至8个齿，优选分别具有5至7个齿且尤其分别具有6个齿。
按照本发明的换挡装置也可以具有换挡传感器(PRND-传感器)，该换挡传感器抗转动地与换挡轴连接。优选地规定，所述换挡轴与换挡传感器利用插接啮合连接部相互连接，其中所述插接啮合连接部包括形成在换挡传感器上的内插接啮合部和形成在换挡轴上的外插接啮合部，其中以圆柱形轮廓为基础的内插接啮合部具有多个径向向外指向的且在圆周方向上相互间隔的缺口，其中同样以圆柱形轮廓为基础的外插接啮合部具有多个径向向外指向的且同样在圆周方向上相互间隔的齿。所述外插接啮合部的齿和内插接啮合部的缺口这样设计，使它们可以形状锁合且没有转动空程地相互啮合。
尤其规定，通过在换挡轴上的同一外插接啮合部也使换挡杆与换挡轴连接，如同上面解释的那样。换言之，通过在换挡轴上的同一外插接啮合部或者说同一外插接啮合部段不仅可以使换挡杆以转动间隙地而且使换挡传感器没有转动间隙地与换挡轴连接。
优选地规定，通过形成在外插接啮合部上的双齿和形成在内插接啮合部上的双缺口实现在换挡传感器与换挡轴之间的角度准确的定向。所述双齿与双缺口可以形状锁合地相互啮合并由此带来换挡传感器在换挡轴上的角度准确的定向。由此不会不利地影响换挡杆与换挡轴之间的转动空程。
通过并列权利要求，所述目的的解决方案也扩展到一种机动车变速器，其中尤其涉及机动车自动变速器，它包括或者说具有至少一个按照本发明的换挡装置。
所述机动车变速器或机动车自动变速器优选是PKW变速器。此外优选地规定，所述机动车变速器或机动车自动变速器是线控换挡变速器。在线控换挡变速器中通过电的控制命令实现换挡，控制命令通过控制器处理，然后控制器通过伺服电机或类似机构进行机械换挡过程。
附图说明
下面借助于附图详细解释本发明的实施例。由这个描述给出其它特征和优点。这个实施例的具体特征可以是本发明的一般特征。这个实施例的与其它特征相关的特征也可以是本发明的单个特征。
附图示意性地和举例示出：
图1按照本发明的换挡装置的立体分解图；
图2属于图1的换挡装置的换挡杆的轴向俯视图；
图3属于图1的换挡装置的换挡传感器的轴向俯视图；
图4属于图1的换挡装置的换挡轴的前轴向端部的立体图；
图5通过插接啮合连接部与图4的换挡轴连接的图2的换挡杆的轴向俯视图。
具体实施方式
图1示出总体上以100表示的按照本发明的换挡装置。换挡装置100包括换挡轴110、换挡杆120和换挡传感器或者说换挡位置传感器130。例如一体构成的部件110、120和130为了清晰而逐个地以这样的方式示出：将它们沿着公共的转动轴线或者说回转轴线L相互拉开。
换挡杆120和换挡传感器130可以与换挡轴110连接，为此将它们在轴线L的方向上插到换挡轴110的轴向前端部111上(其中该轴向前端部尤其是指背离机动车变速器的轴向端部)。分别通过插接啮合连接部实现连接，为此，换挡轴110的轴向前端部111设计具有外插接啮合部或者外插接啮合部段112，如同下面还要详细解释的那样。与此对应地，换挡杆120设计具有内插接啮合部122，并且换挡传感器130设计具有内插接啮合部132。换挡杆120和换挡传感器130的内插接啮合部122和132不同地构成，如同下面借助于图2和3还要详细解释的那样。
图2示出换挡杆120沿着轴线L的俯视图。换挡杆120具有圆柱形的孔121。孔121设计具有内插接啮合部或者内插接啮合部段122。内插接啮合部122具有多个齿123，这些齿从孔内壁或孔轮廓径向向内指向且在圆周方向上相互间隔。在所示实施例中设有六个齿123，它们在圆周方向上均匀分布地设置在孔内壁上。
图3示出换挡传感器130沿着轴线L的俯视图。换挡传感器130具有圆柱形的孔131。孔131同样设计具有内插接啮合部或内插接啮合部段132。与换挡杆120的内插接啮合部122不同，换挡传感器130的内插接啮合部132具有多个缺口133，它们从孔内壁或者孔轮廓径向向外指向且在圆周方向上相互间隔。在所示实施例中设有六个缺口133，它们在圆周方向上均匀分布地设置在孔内壁上。此外设有双缺口133a/133b，用于使换挡传感器130角度准确地设置在换挡轴110上或者说与换挡轴连接。
图4示出换挡轴110的轴向前端部111。换挡轴110在这个端部段中设计具有外插接啮合部或者外插接啮合部段112。外插接啮合部112具有多个齿113，这些齿从圆柱形外壳面径向向外指向且在圆周方向上相互间隔。在所示实施例中设有六个齿113，这些齿在圆周方向上均匀分布地设置在轴向端部段111的外壳面上。此外设有双齿113a/113b，用于使换挡传感器130角度准确地设置在换挡轴110上或者说与换挡轴连接。
换挡传感器130抗转动地与换挡轴110连接，这通过换挡轴110的外插接啮合部112的齿113形状锁合地啮合到换挡传感器130的内插接啮合部132的缺口133中实现，其中构成无间隙的插接啮合连接部。通过使换挡轴110上的双齿113a/113b啮合到换挡传感器130上的双缺口133a/133b中，使换挡传感器130相对换挡轴110角度准确地定向。
换挡杆120也利用插接啮合连接部与换挡轴110连接，但是其中规定，这个插接啮合连接部具有转动间隙，由此能够实现换挡轴110相对于换挡杆120的有限的转动空程和/或反之。下面借助于图5解释这一点。
图5示出利用插接啮合连接部与换挡轴110连接的换挡杆120的轴向俯视图(沿着轴线L的视向)。插接啮合连接部通过在换挡轴110上存在的外插接啮合部112与在换挡杆120上存在的内插接啮合部122的形状锁合的啮合实现，其中齿113与123在径向上重叠。各齿113和123的齿高度彼此协调。
如上面已经解释的那样，不仅在换挡轴110上径向向外指向的齿113而且在换挡杆120上径向向内指向的齿123都在圆周方向上相互间隔。由此形成的齿隙能够实现在换挡轴110与换挡杆120之间的有限的转动空程。
在图5中所示的视图中，换挡轴110的齿113与换挡杆120的齿123接触。所示的状态例如可以通过以弹簧力加载换挡轴110来实现。这样，一方面在换挡轴110与换挡杆120之间可以相应地在一个方向上传递转矩。另一方面，换挡轴110可以在换挡杆120静止的情况下从所示位置起、逆时针转动一转角或转动角a，直到换挡轴110的齿113抵靠在换挡杆120的在转动方向上相邻的齿123上(其中所有齿同时抵靠或者说同时接触)。现在，在换挡轴110与换挡杆120之间相应地在另一方向上传递转矩。以类似方式，换挡轴110也可以在换挡杆120静止的情况下再转回到所示的位置。
因此在换挡轴110与换挡杆120之间存在的插接啮合连接部不仅具有同步功能，而且具有有限的或者说受限的转动空程功能，它能够在换挡杆120静止的情况下在转角a内实现换挡轴110转动空程。(同样，转动空程当然也可以用于，使换挡杆120在换挡轴110静止的情况下有限地转动)。转角a可以通过在圆周方向上相互间隔的齿113或123的数量和/或通过其齿宽度在结构上给定。这样设计转角a大小，使这个转角对于上述运行状况(在该运行状况中需要在换挡轴110与换挡杆120之间的相对转动运动，且尤其需要换挡轴110在换挡杆120静止时转动)是足够的。在所示示例中转角a约为50°。齿113和123基于周长来讲尺寸较窄。
因此通过换挡轴110上的同一外插接啮合部112不仅可以抗转动地与换挡传感器130连接，而且可以实现与换挡杆120的具有转动空程的连接，对此无需附加的零部件(例如键结构、销子、自由轮/单向离合器等)。在换挡轴110上的外插接啮合部段112设计具有相应的轴向长度。

Claims (13)

1.一种用于机动车变速器的换挡装置(100)，该换挡装置具有通向变速器的换挡轴(110)和用于操纵该换挡轴(110)的换挡杆(120)，其中所述换挡轴(110)和换挡杆(120)利用插接啮合连接部相互连接，其特征在于，所述插接啮合连接部设计具有转动间隙，由此在换挡杆(120)静止时能够实现换挡轴(110)具有40°至60°的转角(a)的有限的转动空程。
2.根据权利要求1所述的换挡装置(100)，其特征在于，所述有限的转动空程具有50°的转角(a)。
3.根据权利要求1或2所述的换挡装置(100)，其特征在于，所述插接啮合连接部包括形成在换挡杆(120)上的内插接啮合部(122)和形成在换挡轴(110)上的外插接啮合部(112)，其中以圆柱形轮廓为基础的内插接啮合部(122)具有多个径向向内指向的且在圆周方向上相互间隔的齿(123)，其中同样以圆柱形轮廓为基础的外插接啮合部(112)具有多个径向向外指向的且同样在圆周方向上相互间隔的齿(113)。
4.根据权利要求3所述的换挡装置(100)，其特征在于，所述外插接啮合部(112)和内插接啮合部(122)的齿(113、123)在圆周方向上设计具有均匀的间隔。
5.根据权利要求3所述的换挡装置(100)，其特征在于，所述外插接啮合部(112)和内插接啮合部(122)分别具有4至8个齿。
6.根据权利要求1或2所述的换挡装置(100)，其特征在于，所述换挡装置还具有换挡传感器(130)，该换挡传感器抗转动地与换挡轴(110)连接。
7.根据权利要求6所述的换挡装置(100)，其特征在于，所述换挡轴(110)与换挡传感器(130)利用插接啮合连接部相互连接，其中所述插接啮合连接部包括形成在换挡传感器(130)上的内插接啮合部(132)和形成在换挡轴(110)上的外插接啮合部(112)，其中以圆柱形轮廓为基础的内插接啮合部(132)具有多个径向向外指向的且在圆周方向上相互间隔的缺口(133)，其中同样以圆柱形轮廓为基础的外插接啮合部(112)具有多个径向向外指向的且同样在圆周方向上相互间隔的齿(113)以及通过换挡轴(110)上的同一外插接啮合部(112)不仅能实现与换挡传感器(130)抗转动地连接，而且能实现与换挡杆(120)的具有转动空程的连接。
8.根据权利要求7所述的换挡装置(100)，其特征在于，通过形成在外插接啮合部(112)上的双齿(113a/113b)和形成在内插接啮合部(132)上的双缺口(133a/133b)预先给定在换挡传感器(130)与换挡轴(110)之间的角度准确的定向。
9.根据权利要求1所述的换挡装置(100)，其特征在于，换挡装置(100)用于机动车自动变速器。
10.根据权利要求5所述的换挡装置(100)，其特征在于，所述外插接啮合部(112)和内插接啮合部(122)分别具有6个齿。
11.一种机动车变速器，包括根据上述权利要求中任一项所述的换挡装置(100)。
12.根据权利要求11所述的机动车变速器，其特征在于，所述机动车变速器是线控换挡变速器。
13.根据权利要求11所述的机动车变速器，其特征在于，机动车变速器是机动车自动变速器。
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