CN105308365B - 具有同步啮合装置润滑的变速箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆(尤其是机动车辆)传动系统的内部结构的润滑装置。根据本发明，所述轮毂(3)和所述空转小齿轮(4)的两个正面(11、12)共同限定了至少一个从所述轮毂和所述空转小齿轮的内侧壁到所述轮毂和所述空转小齿轮的这些相对的面(11、12)的侧边缘的润滑流体传输槽，以及至少一个用于在所述轮毂和所述空转小齿轮的这些相对的面(11、12)的周边上这些润滑流体的储存凹部(14)，以润滑相邻的传动同步装置(6)。

Description

具有同步啮合装置润滑的变速箱
技术领域
本发明涉及一种用于被动润滑变速箱内部结构的装置。
本发明旨在以被动的方式在不增加润滑泵的情况下优化车辆(特别是机动车辆)变速箱内部结构的润滑。
本发明在机动车辆的机械变速箱领域有特别有益的用途。
背景技术
车辆具有由推进(驱动)装置/元件(由内燃机和/或电机形成)、离合器以及变速箱形成的驱动车辆车轮的牵引链。
离合器一方面连接到推进(驱动)装置而另一方面连接到变速箱，该变速箱本身连接到车辆的车轮。
变速箱包括连接到离合器的主轴(传动输入轴)以及连接到车辆的车轮的副轴。这两个轴通过齿轮互连，形成与齿轮齿数比一样多的齿轮减速比。
每个齿轮包括连接到主轴(传动输入轴)的旋转轮毂，空转地安装在同一个主轴(传动输入轴)上的空转小齿轮(分离齿轮)以及连接到副轴的旋转轮。该旋转轮与空转小齿轮啮合，空转小齿轮由旋转轮并因此由副轴驱动(旋转)。
当需要/要求特定的传动比时，轮毂和空转小齿轮彼此连接，并由此以取决于副轴相应轮直径的速度旋转(驱动)副轴的该轮(并由此旋转(驱动)车辆的车轮)。
相反地，当不需要/要求所述给定传动比时，与给定传动比相关的轮毂和空转小齿轮分开。当它们分开时，轮毂和空转小齿轮可因此具有不同的转速，轮毂具有主轴(传动输入轴)的转速而空转小齿轮具有副轴的转速，即车辆车轮的转速。
现在当需要这种类型的齿轮时，也就是要将主轴(传动输入轴)的速度通过齿轮传递到副轴并因此传递到车辆的车轮。
那么就需要连接轮毂和小齿轮，然而如上所述，它们具有不同的转速。
为此，需要首先使该轮毂和空转小齿轮的转速实现同步。
为此，在轮毂与空转小齿轮之间设置了同步装置或者同步装置(同步器)。
该同步装置由锥形摩擦环形成，锥形摩擦环与轮毂和空转小齿轮协作以使轮毂和空转小齿轮一起旋转。
特别地，摩擦环通常由至少一个旋转连接到轮毂的定子和旋转连接到空转小齿轮的转子形成。大部分同步器具有n个定子和n个转子。这些环按照转子/定子交替地一个套一个地布置。
当不同的环彼此摩擦直到它们彼此连接时，会使轮毂和空转小齿轮的转速同步，并使轮毂与空转小齿轮连接。为了产生(发生)摩擦，滑动套筒(联接器)朝着环移动，从而环一个接一个地滑动并且产生摩擦，使得轮毂和空转小齿轮渐进地同步。套筒围绕轮毂设置并与轮毂滑动连接。该套筒由叉型驱动机构以已知的方式控制。
这些旋转元件互相接触，需要涂覆通常是油的流体润滑膜以保证其正常工作。
为此，目前采用了各种系统：重力润滑以及通过由电动或机械泵操作的变速箱外部或内部增压的润滑。
重力润滑系统需要等到在变速箱下部存在的油中小齿轮以及其他旋转元件的飞溅驱使这些油到达变速箱的顶部，以获得足够的润滑油循环以便随后借助重力填满转轴内部。当发动机开始几个循环还冷着时，该润滑系统不是最理想的。
泵润滑系统代表着成本、额外的重量、消耗CO2并且需要额外的安装/装配时间。
发明内容
本发明旨在克服这些缺点。
为此，本发明涉及一种车辆的变速箱，特别是机动车辆的变速箱，包括：
-轮毂，所述轮毂绕着变速箱的第一轴安装并不可旋转地固定，
-空转小齿轮，所述空转小齿轮绕着同一轴安装并能够与绕着变速箱的第二轴安装并不可旋转地固定的齿轮啮合，
所述轮毂和所述空转小齿轮分别限定了彼此靠近的两个正面，并且所述轮毂和所述空转小齿轮被设计成通过变速箱同步器的套筒彼此相连；当传速比选定时，所述套筒绕着所述轮毂和所述空转小齿轮安装，以及
-用于朝着所述空转小齿轮和所述轮毂的内侧壁传输润滑流体的机构。
根据本发明，所述轮毂和所述空转小齿轮的两侧共同限定了至少一个从所述轮毂和所述空转小齿轮的内侧壁到所述轮毂和所述空转小齿轮的这些相对的面(11、12)的侧边缘的润滑流体传输槽，以及至少一个用于在所述轮毂和所述空转小齿轮的这些相对的面(11、12)的周边上储存这些润滑流体的凹部，以润滑所述同步器。
根据本发明的装置可包括一个或多个下述特征：
-所述轮毂和所述空转小齿轮分别包括形成套筒的凸出部，两个套筒通过它们各自限定了所述正面的前边缘指向彼此。
-每个所述润滑流体传输槽由槽形成，所述槽形成在所述轮毂或所述空转小齿轮的前部中，并且在所述轮毂或所述空转小齿轮的前部的内侧壁和外侧壁上都开口。
-每个储存凹部由形成在所述轮毂或所述空转小齿轮的正面中的凹陷部形成，从该面的周边(边缘)开始，并于距所述轮毂或所述空转小齿轮的内侧壁一距离处终止。
-储存凹部的凹陷部在外侧壁的界定套筒或轮毂或小齿轮的正面的一部分上延伸。
-所有的槽和凹陷部形成在所述轮毂或所述空转小齿轮上。
-具有一组传输槽和储存凹部的所述轮毂或所述空转小齿轮是烧结制成的。
-所述空转小齿轮或轮毂的正面除传输槽或储存凹部之外是平坦的。
-所述变速箱进一步包括支承所述轮毂和所述空转小齿轮的主轴(传动输入轴)，与所述空转小齿轮啮合的副轮，以及在侧部设置在所述轮毂的周边部分和所述空转小齿轮的周边部分之间的同步器，在所述轮毂和所述空转小齿轮的正面的高度处，每个润滑流体传输槽和每个润滑流体的储存凹部朝着同步器开口以为其供应润滑流体。
本发明还涉及一种变速箱轮毂，包括环形内侧壁、外侧壁和正面，所述轮毂能通过所述内侧壁安装到轴上，所述外侧壁旨在靠近同步器装置设置，所述正面旨在与小齿轮的正面相对，所述轮毂能与所述小齿轮连接。
根据本发明，所述轮毂的所述正面包括槽和凹陷部，所述槽在所述轮毂的所述内侧壁上并在外侧壁上开口，所述凹陷部从所述轮毂的外侧壁开始形成并于距所述内侧壁一距离处终止。
附图说明
在以下参照附图仅通过示例的方式所给出的说明本发明实施例的示例说明中，会更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、特征、细节和优点会更加清楚，其中：
-图1示出了整合在变速箱中的根据本发明的装置的局部横截面，
-图2示出了与图1的空转小齿轮协作的根据本发明的装置的轮毂的实施例，
-图3示出了根据本发明的装置的空转小齿轮的实施例。
具体实施方式
根据本发明的装置整合在图1中由1所指示的变速箱内，在没有额外成本的情况下，包括发动机冷(启动)和尤其是从发动机开始几个循环，保证在彼此相对设置的同步器轮毂与小齿轮之间的润滑。
该图部分示出了：连接到车辆发动机的变速箱主轴(传动输入轴)2、安装并固定到该旋转轴2的轮毂、在同一轴2上的空转小齿轮4以及用于使如上所述地相互作用的轮毂3和空转小齿轮的转速同步6的同步装置6。
同步装置包括设置在轮毂3与空转小齿轮4之间的锥形摩擦环。这些环由至少一个旋转连接到小齿轮4的定子形成。
同步装置6还包括设置为与轮毂3滑动连接的套筒7。该套筒可在具有最大直径的定子上施加轴向力，以借助所有定子和转子的摩擦产生转矩使空转小齿轮4随轮毂3旋转。该套筒由叉型驱动机构和致动器(例如液压或电动)以已知的方式控制。套筒旋转地连接到轮毂3但却是可移动的，以允许轮毂3附连到空转小齿轮4。
当所有的定子和转子通过摩擦彼此连接时，空转小齿轮4与轮毂3通过离合器或者其他附连机构连接。副轴(未示出)的转速由此联系到发动机的转速。当发动机减速时，车轮的转速减速以实现车辆的减速。当发动机加速时，转速增加以实现车辆的加速。
当车辆静止时，发动机停止，没有传动比(齿轮)啮合。小齿轮4不连接到轮毂3，一方面轮毂3和定子以及另一方面小齿轮4和转子是静态的。
当车辆运动时，发动机运行，传动比(齿轮)啮合。使环按照相对于彼此的位置顺序彼此接触。定子和转子旋转连接并且以相同的速度旋转。此即为同步。
为了保证变速箱的良好运行，需要在同步器内传输润滑油以在其运行期间冷却，然而还需要在各种摩擦锥体和支撑面上以及套筒轮齿(齿)和离合器套筒轮上沉积油膜以避免咬紧和过早磨损的问题。
根据本发明，这种传动是在没有额外的润滑泵并且不用等待重力润滑的正确实现所必须的飞溅循环完成的情况下进行的。
为此，本发明提供了将轮毂和小齿轮构造/设置成将润滑油分配到同步器6的元件。
更特别地，从图2和图3中可知，轮毂3和小齿轮4的两个相对面11、12共同限定了从轮毂3和小齿轮4的内壁15M、15P到轮毂和小齿轮相对的正面11、12的侧边缘的润滑流体传输槽13，以及设置在轮毂3和小齿轮4相对的面11、12的周边的润滑流体储存凹部14，以润滑变速箱的同步装置。
在所示的示例中，润滑流体传输槽13的数量是三个并以彼此成120°分布，而储存凹部14的数量也是三个，各自设置在两个传输槽路径之间并且与这两个槽等距。
它们形成在轮毂3和小齿轮4的凸出部上，轮毂3和小齿轮4的凸出部呈套筒形并且它们的前边缘11、12如图1所示互相隔开很小的距离彼此相对(面对)设置，并且轮毂3和小齿轮4的凸出部限定了上述的正面11、12，并且轮毂3和小齿轮4的凸出部从轮毂或小齿轮的主环(轮)20横过的外侧壁10如图1所示靠近同步装置6。
更确切地说，每个传输槽13由形成在轮毂3中并开口在轮毂套筒3的内壁15M上和外侧壁10的平坦部21上的图2中可见的润滑凹槽或者直槽16以及小齿轮的正面的相应平坦部(3)形成，并且该平坦部抵靠着槽支撑并由此允许同步器6内的润滑油通过。
并且每个润滑流体储存凹部由在轮毂套筒3的外侧壁10与正面11之间的连接处形成的凹陷部17或者凹槽形成，并且该凹槽在正面上具有U形轮廓并在外侧壁10上具有C形轮廓，该U形轮廓的底部值得注意地设置在环形正面11的宽度中间处且边缘形成正弦曲线的波峰(顶点)，该C形轮廓朝着轮毂3的主环(轮)20隆起并且其底部明显地设置在侧壁10的从正面11延伸的四分之一高度处。该C形轮廓开口朝向侧壁10的在轮毂轴线相反方向上隆起并且连接两个平面/平坦部的一部分。
根据本发明的轮毂的内侧壁15M以传统的方式在套筒11以及主环(轮)20的整个厚度上具有轴向齿，以便与具有附加的锯齿的主轴(传动输入轴)旋转地形成一体。
主环(轮)20包括凸出套筒并且是环形且连续的内部22和不连续的外部，该外部限定了三个接连的由凹槽27成对地隔开的叶瓣23、24、25，凹槽27设置在形成于套筒上的凹陷部17的延伸部分上，由此将这些叶瓣延伸在120°的扇区上。
每个叶瓣23-25包括具有相同的厚度并与环22毗邻的内平面部31，以及外部32，该外部具有沿着轮毂3的轴线延伸的轮齿并具有大于所考虑叶瓣的平坦/平面部31厚度的长度，该叶瓣的两个端齿28具有甚至更大的长度并且相比而言超出了轮毂3面向小齿轮4一侧的中心齿。
该轮毂3通过烧结工艺制成，根据该工艺，高度压缩的金属粉末放置在具有要生产的形状的模具中，该模具随后经过熔炉以使颗粒结合在一起。利用砖块或者瓷砖在模具中形成轮毂的各种浮凸以及形状，这有助于形成模具。由此在单个步骤中简单地生产这种复杂形状的轮毂，而不需要额外的加工。
小齿轮4包括中心套筒36，该中心套筒的前边缘形成小齿轮的正面并且旨在与轮毂3的正面相对，该套筒36从外主环(轮)37突出，外主环(轮)在其壁部的外侧38具有与副轴(未示出)相应的轮啮合的啮合齿39。小齿轮的内侧壁是光滑的。
如图1所示，当上述的轮毂3和小齿轮4安装在主轴(传动输入轴)上时，它们在套筒形部件中的正面11、12共同限定了从轮毂3和小齿轮4所安装到的轴直到它们的套筒周边的流体传输槽，该周边与同步装置6相符合，以及储存凹部，其中仅示出了通向该同步装置的一个储存凹部。凹部的底部30是由正面11、12剩余的平坦/平面部构成的，这些剩余的平坦/平面部实际上彼此隔开足够小的距离，从而当变速箱的轴空转/停止时，润滑流体保留在这些凹部中。
轴具有滚针保持架润滑孔，润滑油通过该润滑孔释放以动力供应润滑油到设置在空转小齿轮4与轴之间的滚针保持架42。
归功于由轮毂3和小齿轮4的正面11、12形成的槽，沿着小齿轮4的内壁15P到达轴承42的润滑油会反向于内壁15P传输通过这些槽，以传输润滑油到同步器6，因为这些槽提供了小齿轮套筒的内壁和外壁之间的连通。
同步器可因此在其工作期间被冷却，并且可进一步在该同步器的各摩擦锥、支承面以及套筒齿和离合器套筒环(轮)上沉积一层油膜，这会避免发生咬紧和过早磨损的问题。
这些槽随后会供应润滑油到周边的凹部14，并且当轴的旋转停止时，润滑油再下降。一旦轴的旋转恢复，这些凹部会通过喷射到周边的元件上(包括同步器、小齿轮和轮毂的元件)来释放它们所容之物。
这个动作使得在轴的早期循环中同步器旋转部件的支承(支撑)表面的摩擦减少，而不用等待传统的飞溅循环来起作用。

Claims (10)

1.车辆的变速箱，包括：
-轮毂(3)，所述轮毂绕着变速箱的第一轴安装并不可旋转地固定，
-空转小齿轮(4)，所述空转小齿轮绕着所述第一轴安装并能够与绕着变速箱的第二轴不可旋转地固定的安装轮啮合，
所述轮毂(3)和所述空转小齿轮(4)分别限定彼此靠近的两个正面(11、12)，并且所述轮毂(3)和所述空转小齿轮(4)被设计成通过变速箱同步器(6)的套筒(7)彼此相连；当传动比选定时，所述套筒(7)绕着所述轮毂(3)和所述空转小齿轮(4)安装，以及
-用于朝着所述空转小齿轮(4)和所述轮毂(3)的内侧壁(15M、15P)传输润滑流体的机构，
其中，所述轮毂(3)和所述空转小齿轮(4)的正面(11、12)共同限定至少一个从所述轮毂(3)和所述空转小齿轮(4)的内侧壁(15M、15P)到所述正面(11、12)的侧边缘的润滑流体传输槽(13)，以及至少一个用于在所述轮毂和所述空转小齿轮的所述正面(11、12)的周边上储存这些润滑流体的凹部(14)，以润滑所述同步器(6)，
其特征在于，每个储存凹部(14)由形成在所述轮毂或所述空转小齿轮的正面(11、12)中的凹陷部(17)形成，所述凹陷部(17)从所述正面(11、12)的周边开始，并于距所述轮毂或所述空转小齿轮的内侧壁(15M、15P)一距离处终止。
2.根据权利要求1的变速箱，其特征在于，所述轮毂(3)和所述空转小齿轮(4)分别包括形成套筒的凸出部，两个套筒通过各自限定所述正面(11、12)的前边缘指向彼此。
3.根据权利要求1或2的变速箱，其特征在于，每个所述润滑流体传输槽(13)由槽(16)形成，所述槽(16)形成在所述轮毂或所述空转小齿轮的正面(11、12)中，并且在所述轮毂或所述空转小齿轮的正面(11、12)的内侧壁(15M、15P)和外侧壁(10)上都开口。
4.根据权利要求1或2的变速箱，其特征在于，储存凹部(14)的凹陷部(17)在外侧壁(10)的界定轮毂或小齿轮的正面的一部分上延伸。
5.根据权利要求1或2的变速箱，其特征在于，所有的槽(16)和凹陷部(17)形成在所述轮毂(3)或所述空转小齿轮(4)上。
6.根据权利要求5的变速箱，其特征在于，具有所有的槽(16)和凹陷部(17)的所述轮毂(3)和所述空转小齿轮(4)是烧结制成的。
7.根据权利要求5的变速箱，其特征在于，所述空转小齿轮(4)或轮毂(3)的正面(12、11)除槽(16)或凹陷部(17)之外是平坦的。
8.根据权利要求1、2、6、7中的一项的变速箱，其特征在于，所述变速箱进一步包括支承所述轮毂(3)和所述空转小齿轮(4)的主轴，支撑与所述空转小齿轮啮合的轮的副轴，以及侧向地设置在所述轮毂的周边部分和所述空转小齿轮的周边部分之间的同步器，在所述轮毂(3)和所述空转小齿轮(4)的正面(11、12)的高度处，每个润滑流体传输槽(13)和每个润滑流体的储存凹部(14)朝着同步器(6)开口以为其供应润滑流体。
9.根据权利要求1所述的变速箱，其特征在于，所述变速箱是机动车辆的变速箱。
10.一种变速箱轮毂，包括环形内侧壁、外侧壁和正面，所述轮毂能通过所述环形内侧壁安装到轴上，所述外侧壁旨在靠近同步器装置设置，所述正面旨在与小齿轮的正面相对，所述轮毂能与所述小齿轮连接，其特征在于，所述轮毂(3)的所述正面(11)包括槽(16)和凹陷部(17)，所述槽(16)朝着所述轮毂的所述内侧壁(15M)并朝着外侧壁(10)开口，所述凹陷部(17)从所述轮毂(3)的外侧壁(10)开始并于距所述内侧壁(15M)一距离处终止。
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