CN105508524A - 轿车的手动变速器 - Google Patents

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CN105508524A CN201510542114.3A CN201510542114A CN105508524A CN 105508524 A CN105508524 A CN 105508524A CN 201510542114 A CN201510542114 A CN 201510542114A CN 105508524 A CN105508524 A CN 105508524A
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axle
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Abstract

本发明涉及一种轿车的手动变速器，具有：具备固定齿轮(11)的第一轴(10)，所述固定齿轮抗扭地安置在所述第一轴(10)上；具备倒车挡齿轮(21)的第二轴(20)，所述倒车挡齿轮可转动地支承在所述第二轴(20)上；可转动地支承的耦连齿轮(31)，所述耦连齿轮与所述固定齿轮(11)和倒车挡齿轮(21)相啮合；具备太阳轮部件(41)、空心轮部件(43)和行星轮支架部件(42)的分级行星轮装置，所述行星轮支架部件(42)具有至少一个可转动地支承的行星轮(44)，所述行星轮与所述太阳轮部件(41)和空心轮部件(43)相啮合；其中，所述倒车挡齿轮(21)通过所述分级行星轮装置能够可选地反向于转动方向与所述第二轴(20)抗扭地连接。

Description

轿车的手动变速器
技术领域
本发明涉及一种轿车的手动变速器、具有这种变速器的轿车以及用于操作这种轿车的变速器的方法。
背景技术
尤其为了自动的驻车，在优选较小的或较大的变速比的前进挡和倒车挡之间的简单的换挡是有利的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是改进前进挡和倒车挡之间的换挡。
所述技术问题按照本发明通过一种轿车的手动变速器解决，其具有具备固定齿轮的第一轴，所述固定齿轮抗扭地安置在所述第一轴上；具备倒车挡齿轮的第二轴，所述倒车挡齿轮可转动地支承在所述第二轴上；可转动地支承的耦连齿轮，所述耦连齿轮与所述固定齿轮和倒车挡齿轮相啮合；具备太阳轮部件、空心轮部件和行星轮支架部件的分级行星轮装置，所述行星轮支架部件具有至少一个可转动地支承的行星轮，所述行星轮与所述太阳轮部件和空心轮部件相啮合；其中，所述倒车挡齿轮通过所述分级行星轮装置能够可选地反向于转动方向与所述第二轴抗扭地连接。所述技术问题按照本发明还通过一种轿车解决，其具有驱动装置尤其内燃机、至少一个驱动轮和按照本发明的轿车的手动变速器，用于以不同的变速比可选地使所述驱动装置与至少一个驱动轮相耦连。所述技术问题按照本发明还通过一种用于操作按照本发明的轿车的手动变速器的方法解决，其中，倒车挡齿轮通过分级行星轮装置可选地反向于转动方向与所述第二轴抗扭地连接。
根据本发明的一个方面，用于轿车的手动变速器、尤其轿车的手动变速器具有配备至少一个固定齿轮的第一轴，所述固定齿轮抗扭地且在改进方案中也轴向固定地安置在所述第一轴上、尤其与之相连。
在实施例中，手动变速器具有配备倒车挡齿轮的第二轴，所述倒车挡齿轮可转动地且在改进方案中也轴向固定地支承在所述第二轴上、尤其之上，并且手动变速器具有耦连齿轮，所述耦连齿轮与所述固定齿轮和倒车挡齿轮相啮合并且尤其可转动地支承在第三轴上、尤其之上。
在实施例中，第一和第二轴、在改进方案中也包括第三轴、相互平行间隔。
在实施例中，手动变速器具有配备太阳轮部件、空心轮部件和行星轮支架部件的分级行星轮装置(Planetenstufe)，所述行星轮支架部件具有一个或多个行星轮，所述行星轮可转动地支承在行星轮支架部件上并且具有齿部，该齿部与所述太阳轮部件的齿部和空心轮部件的齿部相啮合。
根据本发明的一个方面，所述倒车挡齿轮通过分级行星轮装置能够可选地反向于转动方向地与所述第二轴抗扭地连接。相应地，分级行星轮装置在实施例中具有正好或至少两个挡位，其中，倒车挡齿轮在分级行星轮装置的第一挡位中通过分级行星轮装置可松脱且抗扭地与第二轴可连接或连接，或者在分级行星轮装置的第二挡位中通过分级行星轮装置可松脱且抗扭地与第二轴逆向或反向于转动方向地可连接或连接。
由此，在实施例中有利地，第一轴和第二轴可选地同向地或反向(反向于转动方向)地相互耦连，使得以有利的、尤其结构紧凑的和/或简单的和/或有利的可促动方式，可选地可实现、尤其置入前进挡和倒车挡。
在实施例中，手动变速器具有换挡件，通过换挡件或者换挡件设置用于可选地、尤其可松脱地抗扭地使分级行星轮装置的部件中的第一部件与第二部件可连接、尤其相连接。由此，分级行星轮装置可以在实施例中尤其在第一和第二挡位之间有利地换挡。
在改进方案中，第一部件和第二部件机械地、尤其形状接合地通过换挡件可连接、尤其相连接。由此，在实施例中可以实现可靠和/或简单的连接。
在改进方案中，换挡件轴向可运动且抗扭地尤其通过第一楔形齿部尤其支承在第一部件上、优选支承在第一部件上面，并且换挡件具有第二楔形齿部，其可选地、尤其通过换挡件的轴向移动实现与第二部件的楔形齿部的耦连或脱耦，其中在改进方案中，第二楔形齿部和/或第二部件的楔形齿部沿轴向被倒角或倒棱，优选用于改进啮合。
在另一个改进方案中，换挡件轴向可运动且抗扭地尤其通过第一楔形齿部支承在第二部件上、优选支承在第二部件上面，并且换挡件具有第二楔形齿部，其可选地、尤其通过换挡件的轴向移动实现与第一部件的楔形齿部的耦连或脱耦，其中在改进方案中，第二楔形齿部和/或第一部件的楔形齿部沿轴向被倒角或倒棱，优选用于改进啮合。
在实施例中，第一部件是行星轮支架部件并且第二部件是空心轮部件。在另一个实施例中，第一部件是空心轮部件并且第二部件是行星轮支架部件或太阳轮部件。在另一个实施例中，第一部件是太阳轮部件并且第二部件是行星轮支架部件或空心轮部件。
在实施例中，手动变速器具有换挡件，通过换挡件或者换挡件设置用于，分级行星轮装置的部件中的一个部件(以下称为壳体部件)与变速器的壳体可选地、尤其可松脱地抗扭地可连接、尤其相连接。由此，分级行星轮装置可以在实施例中尤其在第一和第二挡位之间有利地换挡。
在改进方案中，壳体部件和壳体机械地、尤其形状接合地通过换挡件可连接、尤其相连接。由此，在实施例中可以实现可靠和/或简单的连接。
在改进方案中，换挡件轴向可运动且抗扭地尤其通过部件侧的楔形齿部尤其支承在壳体部件上、优选在壳体部件上面，并且换挡件具有壳体侧的楔形齿部，其可选地、尤其通过换挡件的轴向移动实现与壳体的楔形齿部的耦连或脱耦，其中在改进方案中，部件侧的齿部和/或壳体侧的齿部沿轴向被倒角或倒棱，优选用于改进啮合。
在实施例中，壳体部件是行星轮支架部件。在另一个实施例中，壳体部件是空心轮部件或太阳轮部件。
在实施例中，通过相同的换挡件或换挡件设置用于，备选地可松脱地且抗扭地使第一部件与第二部件相互连接或者使壳体部件与壳体可连接、尤其相连接。换挡件尤其可以是换挡套筒，其轴向可运动地且抗扭地支承在第一部件、尤其行星轮支架部件的第一楔形齿部上，并且该换挡套筒具有壳体侧的楔形齿部，用于啮合在壳体上的齿部内，并且该换挡套筒具有尤其轴向的相对置的第二楔形齿部，用于啮合在第二部件、尤其空心轮支架部件的楔形齿部内。
在实施例中，在此所述的换挡件通过促动器尤其轴向地可调整或尤其被调整，或者手动变速器具有用于调整在此所述的换挡件的促动器。因此，在实施例中，分级行星轮装置能够有利地在第一或第二挡位上换挡，并且因此可选地在第一和第二轴之间反向转动方向，以便可选地实现前进挡或倒车挡。
促动器在实施例中是电促动器、尤其电磁促动器、电机促动器或形状记忆促动器。在另一个实施例中，促动器是液压促动器或气动促动器。
在实施例中，促动器通过尤其可转动支承的杠杆、尤其曲杆与换挡件耦连。由此，促动器在实施例中可以有利地安置和/或优选实现调节力传动比或调节行程变速比。
在实施例中，手动变速器具有尤其被动的或非致动的复位件，所述复位件在一个位置预紧换挡件，在该位置中壳体部件与壳体相连接。在另一个实施例中，手动变速器具有尤其被动的或非致动的复位件，所述复位件在一个位置预紧换挡件，在该位置中第一部件与第二部件相互连接。
尤其结合这种复位件，促动器在实施例中可以是单向作用的促动器，其可以仅在相对预紧的反向方向上调节换挡件。
在改进方案中，复位件是弹性的复位件、尤其弹簧件、优选压力弹簧或扭转弹簧。
在实施例中，手动变速器具有倒车挡离合件(或者是倒车耦连件)，通过倒车挡离合件或者倒车挡离合件设置用于、可选地尤其可松脱地抗扭地使倒车挡齿轮与分级行星轮装置的部件中的一个部件(以下称为倒车挡齿轮部件)可连接、尤其相连接。在实施例中，手动变速器具有手动换挡件，用于手动操作倒车挡离合件。
在改进方案中，倒车挡齿轮和倒车挡齿轮部件机械地、尤其形状接合地通过倒车挡离合件可连接、尤其相连接。由此，在实施例中可以实现可靠和/或简单的连接。
在改进方案中，倒车挡离合件轴向可运动且抗扭地尤其通过楔形齿部支承在倒车挡齿轮部件上、优选支承在倒车挡齿轮部件上面，并且倒车挡离合件具有另外的楔形齿部，其可选地、尤其通过倒车挡离合件的轴向移动实现与倒车挡齿轮的楔形齿部的耦连或脱耦。
在另一个改进方案中，倒车挡离合件轴向可运动且抗扭地尤其通过楔形齿部尤其支承在倒车挡齿轮上，并且倒车挡离合件具有另外的楔形齿部，其可选地、尤其通过倒车挡离合件的轴向移动实现与倒车挡齿轮部件的楔形齿部的耦连或脱耦。
倒车挡离合件尤其可以是同步套筒，用于倒车挡齿轮在分级行星轮装置的倒车挡齿轮部件上的抗扭固定。
在实施例中，倒车挡齿轮部件是太阳轮部件。在另一个实施例中，倒车挡齿轮部件是行星轮支架部件或空心轮部件。
在实施例中，如所述的，耦连齿轮可转动地支承在第三轴上并且能够与第三轴可选地抗扭地连接。由此，可选地尤其相对第二轴备选地，第三轴也可以与第一轴耦连。耦连齿轮尤其可以实现变速器的第一或最低的前进挡，并且由此与倒车挡齿轮类似地用作前进挡齿轮。
在实施例中，第二轴和第三轴与差速器、尤其差速器壳(Differentialkorb)相耦连、优选持续地啮合，备选地将由第二轴或第三轴导入的扭矩分配到轿车的至少两个驱动轮上。
在实施例中，在第一轴上抗扭地安置一个或多个尤其具有不同节距圆直径的另外的固定齿轮，所述另外的固定齿轮分别与前进挡齿轮尤其持久地啮合，所述前进挡齿轮可转动地安置在第三轴上并且尤其机械地通过前进挡离合件(或者是前进挡耦连件)、优选同步套筒能够与第三轴可选地抗扭地相连接。附加或备选的是，在实施例中，在第一轴上抗扭地安置一个或多个尤其具有不同节距圆直径的另外的固定齿轮，所述另外的固定齿轮分别与前进挡齿轮尤其持久地啮合，所述前进挡齿轮可转动地安置在第二轴上并且尤其机械地通过前进挡离合件、优选同步套筒能够与第二轴可选地抗扭地相连接。
由此，在实施例中，可以有利地实现不同的前进挡以及变速比。
在实施例中，手动变速器具有手动变速件，用于手动操作一个或多个前进挡离合件，该前进挡离合件在改进方案中也设计使用手动操作倒车挡离合件。
在实施例中，分级行星轮装置的一个或多个部件、尤其是分级行星轮装置的太阳轮部件、空心轮部件和行星轮支架部件的轴向端部轴向地布置在耦连齿轮和与之轴向相邻的前进挡齿轮或其朝向分级行星轮装置的轴向端部之间。由此，在实施例中，可以有利地使用第三轴的两个前进挡齿轮之间的空间。
在实施例中，第一轴是输入轴并且第二轴是输出轴，在改进方案中，第三轴是另外的输出轴。在另一个实施例中则相反，第一轴是输出轴并且第二轴是输入轴，在改进方案中，第三轴是另外的输入轴。在实施例中，输入轴尤其通过优选手动或电气可操作的、尤其被操作的离合器与轿车的驱动装置、尤其内燃机可连接、尤其相连接。输出轴在实施例中尤其通过差速器优选持久地与轿车的一个或多个驱动轮相连接。
相应地根据本发明的一个方面，轿车具有驱动装置尤其内燃机、一个或多个驱动轮或被驱动的车轮以及如前述的手动变速器，用于以不同的变速比可选地使驱动装置与一个或多个驱动轮相耦连。
用于手动操作倒车挡离合件和/或一个或多个前进挡离合件手动变速件在实施例中具有换挡杆和换挡连杆。
附图说明
以下由优选实施例的说明获得本发明的另外优选的改进方案。在附图中：
图1示出根据本发明的实施例的置于倒车挡的轿车的手动变速器的局部示意图；和
图2示出置于前进挡的手动变速器的局部示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的实施例的置于倒车挡的轿车的手动变速器的局部视图。
手动变速器具有输入轴10形式的第一轴和具备不同节距圆直径的多个固定齿轮，这些固定齿轮抗扭地且轴向固定地与输入轴相连，其中，出于视野的原因仅示出第一前进挡的第一固定齿轮11、第二前进挡的第二固定齿轮12和第三前进挡的第三固定齿轮13。
手动变速器具有以输出轴20形式的平行间隔的第二轴，其具有倒车挡齿轮21，该倒车挡齿轮可转动地且轴向固定地支承在输出轴20上。附加地，在输出轴20上可转动地支承着多个前进挡齿轮，并且这些前进挡齿轮通过前进挡离合件可选地抗扭地与输出轴相连，其中，出于视野的原因仅示出一个前进挡齿轮22和该前进挡齿轮的以同步套筒23形式的前进挡离合件。
手动变速器还具有另外的以输出轴30形式的平行间隔的第三轴，其具有耦连齿轮31，该耦连齿轮可转动地且轴向固定地支承在另外的输出轴30上并且与第一固定齿轮11和倒车挡齿轮21相啮合，如通过虚线的齿部所示出的那样。耦连齿轮31用作前进挡齿轮。附加地，在另外的输出轴30上还可转动地支承着多个另外的前进挡齿轮，并且这些前进挡齿轮通过前进挡离合件可选地抗扭地与所述另外的输出轴相连，其中，出于视野的原因仅示出另外的前进挡齿轮32和它的以同步套筒33形式的前进挡离合件，该同步套筒也用作耦连齿轮31的可选的抗扭固定。
两个输出轴20、30仅为了清楚而在绘图平面中转动并且沿着围绕输入轴10的周向如此相互间隔，使得第一固定齿轮11与耦连齿轮31、第二固定齿轮12与另外的前进挡齿轮32、以及第三固定齿轮13与前进挡齿轮22始终啮合，如图1所示。
手动变速器还具有分级行星轮装置，它具有太阳轮部件41、空心轮部件43和具备多个行星轮的行星轮支架部件42，这些行星轮可转动地支承在行星轮支架部件42上并且具有齿部，该齿部与太阳轮部件41的齿部和空心轮42的齿部相啮合，如虚线示出的齿部。出于视野的原因仅示出一个行星轮44。
分级行星轮装置具有两个挡位，如图1和2中所示，其中，在图1中示出的第一挡位中的倒车挡齿轮21通过分级行星轮装置可松脱且抗扭地与第二轴20相连，并且在图2中所示的第二挡位中则逆向地或与转动方向相反地与第二轴20相连。
手动变速器具有以换挡套筒50形式的换挡件，通过该换挡件，分级行星轮装置的行星轮支架部件42和空心轮部件43可选地形状接合地抗扭地相互连接。为此，换挡套筒50通过部件侧的第一楔形齿部51轴向可运动地且抗扭地支承在行星轮支架部件42上并且具有第二楔形齿部，该第二楔形齿部通过图1中通过双箭头示出的轴向移动与沿轴向倒角的空心轮部件43的楔形齿部52耦合或脱耦。
备选地通过同一个换挡套筒50，行星轮支架部件42与壳体60可松脱地且形状接合地抗扭地连接。为此，换挡套筒50具有沿轴向倒角的壳体侧的楔形齿部53，它通过轴向移动与壳体60的楔形齿部61耦合或脱耦。
换挡套筒50通过电促动器70被调整，该促动器通过可转动地支承的曲杆与换挡套筒50耦连。以扭转弹簧71形式的被动的复位件在第一位置通过曲杆预紧换挡套筒50，扭转弹簧啮合在曲杆上，在第一位置中行星轮支架部件与空心轮部件相连。单向的促动器70仅沿着与相对预紧反向的方向调节。
手动变速器具有以如图1通过箭头所示的轴向可运动的同步套筒80形式的倒车挡离合件，通过同步套筒或在该同步套筒之上，倒车挡齿轮21在图1和2中可松脱地形状接合地抗扭地与太阳轮部件41相连。同步套筒80通过楔形齿部81支承在太阳轮部件41上并且具有另外的楔形齿部，该楔形齿部通过由箭头示出的轴向移动与倒车挡齿轮的楔形齿部82耦合或脱耦。
手动变速器具有配备换挡杆的手动换挡件和用于以已知方式手动操作同步套筒23、33和80的换挡连杆(未示出)。
太阳轮部件41、空心轮部件43和行星轮支架部件42的轴向端侧轴向布置在耦连齿轮31和与之轴向相邻的前进挡齿轮32之间。
输入轴10通过离合器可以与轿车的内燃机相连，输出轴20、30通过差速器与轿车的驱动轮相连(未示出)。
虽然在上述说明中示例性地描述了一些实施方式，但是需要指出的是，仍然可以产生大量变化。此外还需指出的是，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术教导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
附图标记列表
10输入轴(第一轴)
11/12/13第一/第二/第三固定齿轮
20输出轴(第二轴)
21倒车挡齿轮
22前进挡齿轮
23同步套筒(前进挡离合件或前进挡耦连件)
30另外的输出轴(第三轴)
31耦连齿轮(前进挡齿轮)
32另外的前进挡齿轮
33同步套筒(前进挡离合件或前进挡耦连件)
41太阳轮部件(倒车挡齿轮部件)
42行星齿轮架部件(第一部件/壳体部件)
43空心齿轮部件(第二部件)
44行星齿轮
50换挡套筒(换挡件)
51部件侧的第一楔形齿部
52空心轮部件的楔形齿部
53壳体侧的楔形齿部
60壳体
61壳体的楔形齿部
70促动器
71扭转弹簧(复位件)
80同步套筒(倒车挡离合件或倒车挡耦连件)
81太阳轮部件上的楔形齿部
82倒车挡齿轮的楔形齿部

Claims (15)

1.一种轿车的手动变速器，具有：
具备固定齿轮(11)的第一轴(10)，所述固定齿轮抗扭地安置在所述第一轴(10)上；
具备倒车挡齿轮(21)的第二轴(20)，所述倒车挡齿轮可转动地支承在所述第二轴(20)上；
可转动地支承的耦连齿轮(31)，所述耦连齿轮与所述固定齿轮(11)和倒车挡齿轮(21)相啮合；
具备太阳轮部件(41)、空心轮部件(43)和行星轮支架部件(42)的分级行星轮装置，所述行星轮支架部件(42)具有至少一个可转动地支承的行星轮(44)，所述行星轮与所述太阳轮部件(41)和空心轮部件(43)相啮合；
其中，所述倒车挡齿轮(21)通过所述分级行星轮装置能够可选地反向于转动方向与所述第二轴(20)抗扭地连接。
2.如权利要求1所述的轿车的手动变速器，其中，它具有换挡件(50)，用于可选地抗扭地、尤其借助尤其倒角的楔形齿部(51、52)使所述分级行星轮装置的部件中的第一部件(42)与第二部件(43)相连接。
3.如前述权利要求中任一项所述的轿车的手动变速器，其中，它具有换挡件(50)，用于可选地抗扭地、尤其借助尤其倒角的楔形齿部(51、53、61)使所述分级行星轮装置的部件中的壳体部件(42)与变速器的壳体(60)相连接。
4.如权利要求2和3所述的轿车的手动变速器，其中，所述换挡件(50)设置用于备选地抗扭地使第一部件(42)与第二部件(43)相互连接或者使壳体部件(42)与壳体(60)相连接。
5.如权利要求2至4中任一项所述的轿车的手动变速器，其中，它具有尤其电动的促动器(70)，用于调节所述换挡件(50)。
6.如权利要求2至5中任一项所述的轿车的手动变速器，其中，它具有尤其弹性的复位件(71)，所述复位件预紧所述换挡件(50)，用于使部件中的一个部件(42)与部件中的另一个部件(43)或壳体相连接。
7.如前述权利要求中任一项所述的轿车的手动变速器，其中，它具有倒车挡离合件(80)，用于可选地抗扭地使分级行星轮装置的部件中的倒车挡齿轮部件(41)与倒车挡齿轮(21)相连接。
8.如前述权利要求中任一项所述的轿车的手动变速器，其中，所述耦连齿轮(31)可转动地支承在第三轴(30)上并且能够与所述第三轴可选地抗扭地连接。
9.如前述权利要求中任一项所述的轿车的手动变速器，其中，在所述第一轴(10)上抗扭地安置至少一个另外的固定齿轮(12)，所述另外的固定齿轮(12)与前进挡齿轮(32)相啮合，所述前进挡齿轮(32)可转动地安置在所述第三轴(30)上并且能够与所述第三轴可选地抗扭地相连接。
10.如前述权利要求中任一项所述的轿车的手动变速器，其中，所述分级行星轮装置的至少一个部件(41-44)轴向布置在所述耦连齿轮(31)和与之轴向相邻的前进挡齿轮(32)之间。
11.如前述权利要求中任一项所述的轿车的手动变速器，其中，在所述第一轴(10)上抗扭地安置至少一个另外的固定齿轮(13)，所述另外的固定齿轮(13)与前进挡齿轮(22)相啮合，所述前进挡齿轮(22)可转动地安置在所述第二轴(20)上并且能够与所述第二轴可选地抗扭地相连接。
12.如前述权利要求中任一项所述的轿车的手动变速器，其中，所述第一轴(10)是输入轴并且所述第二轴(20)是输出轴。
13.一种轿车，具有驱动装置、尤其内燃机、至少一个驱动轮和如前述权利要求之一所述的轿车的手动变速器，用于以不同的变速比可选地使所述驱动装置与至少一个驱动轮相耦连。
14.如权利要求13所述的轿车，其中，它具有手动换挡件，用于手动操作倒车挡离合件(80)和/或至少一个前进挡离合件(23、33)，用于可选地抗扭地使前进挡齿轮(22、32)与第二轴(20)或第三轴(30)相连接。
15.一种用于操作如权利要求1至12中任一项所述的轿车的手动变速器的方法，其中，倒车挡齿轮(21)通过分级行星轮装置可选地反向于转动方向与所述第二轴(20)抗扭地连接。
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