CN106133403A - 用于操纵换挡轴的凸轮传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操纵换挡轴的凸轮传动机构,其尤其用于单马达变速器执行机构,尤其用于执行换挡轴的选择运动,所述凸轮传动机构至少包括:圆柱形的外部本体,所述外部本体具有内环周面和设置在内环周面上的曲线轨道,所述曲线轨道具有沿环周方向连续的循环,所述循环具有至少一个最高点和至少一个最低点;内部本体,所述内部本体具有至少一个垂直于环周方向伸展的滑动引导装置;至少一个引导元件,所述引导元件设置在曲线轨道和滑动引导装置中;和传递元件,所述传递元件与至少一个引导元件有效连接并且适合于将引导元件的沿垂直于环周方向的方向的运动传递到能够与内环周面同心设置的换挡轴上。

Description

用于操纵换挡轴的凸轮传动机构
技术领域
本发明涉及一种用于操纵换挡轴的凸轮传动机构,其尤其用于单马达变速器执行机构,尤其用于执行换挡轴的选择运动。
背景技术
将根据本发明的变速器执行机构(变速器执行器)尤其理解成下述变速器执行器,所述变速器执行器以在机动车辆之内操纵的方式作用于下述装置中的至少一个:操纵、选择和/或换挡车辆变速器、离合器和制动器。
已知的是,机动车辆变速器、例如自动的换挡变速器(ASG)、平行轴式换挡变速器(PSG)或双离合变速器(DKG)或其他类似变速器的挡位能够借助于变速器执行器接合和分离,所述变速器执行器在此形成所谓的外部变速器换挡装置。
这种变速器执行器必须执行选择运动和换挡运动,使得接合和分离预定的挡位。对此,变速器执行器通常配设有两个马达,其中一个马达负责选择运动并且另一个马达负责换挡运动。
已经从DE 10 2004 038 955 A1中已知,在机动车辆的变速器执行器中仅一个电动机用于在变速器中不仅执行选择运动而且执行换挡运动。相应的变速器执行器因此也称作为单马达变速器执行器。
此外,从申请人的DE 10 2006 054 901 A1中已知,构造所述单马达变速器执行器,使得电动机沿一个方向的转动引起换挡运动,并且电动机沿另一个方向的相应的运动引起换挡轴的选择运动。
在申请人的迄今未公开的DE 10 2013 207 871中,现在提出单马达变速器执行器,其中仅借助一个马达执行选择运动和换挡运动。本发明现在尤其针对所述单马达变速器执行机构提供凸轮传动机构。
发明内容
基于此,本发明基于下述目的,至少部分地消除从现有技术中已知的缺点并且提出一种凸轮传动机构,所述凸轮传动机构能够用在新型的单马达变速器执行器中。所述目的通过独立权利要求1的特征来实现。有利的改进方案是从属权利要求的主题。
本发明涉及一种用于操纵换挡轴、尤其用于单马达变速器执行机构、尤其用于执行换挡轴的选择运动的凸轮传动机构,至少包括:
·圆柱形的外部本体,所述外部本体具有内环周面和设置在内环周面上的曲线轨道,所述曲线轨道具有沿环周方向连续的循环,所述循环具有至少一个最高点和至少一个最低点;
·内部本体,所述内部本体具有至少一个垂直于环周方向伸展的滑动引导装置;
·至少一个引导元件,所述引导元件设置在曲线轨道中并且设置在滑动引导装置中或设置在滑动引导装置上;和
·传递元件,所述传递元件与至少一个引导元件有效连接或者具有至少一个引导元件,并且适合于将引导元件的沿垂直于环周方向的方向的运动传递到可与内环周面同心设置的换挡轴上。
尤其,引导元件是滚动体或球或销的类型,所述销与传递元件固定地(一件式地/材料配合地)连接。作为滚动体例如也指具有圆形的环周面的圆柱形本体。
根据一个优选的设计方案,外部本体具有至少两个部分,其中在第一部分中,曲线轨道设置有最高点,并且在第二部分中,曲线轨道设置有最低点。所述布置尤其有利于构件的安装。尤其,外部本体也能够一件式地构成;或者多件式地构成,其中曲线轨道在最低点和最高点的分隔不是强制的。
此外提出,尤其外部本体能够与传递元件和滑动引导装置无关地沿环周方向运动。尤其,滑动引导装置和传递元件不能够沿环周方向运动,而是仅外部本体能够沿环周方向运动。尤其,至少滑动引导装置固定至壳体地(与变速器执行器的壳体固定)连接。尤其,传递元件连同换挡轴相对于外部本体仅能够来回运动。尤其,换挡轴能够相对于传递元件沿环周方向转动。
尤其,传递元件和引导元件的有效连接沿径向方向设置在滑动引导装置和曲线轨道之间,即尤其设置在内部本体和外部本体之间。
优选地,凸轮传动机构具有两个引导元件进而还有两个传递元件和两个滑动引导装置,其中两个引导元件在外部本体的内环周面上相对置地设置在曲线轨道中。
此外,提出一种凸轮传动装置,所述凸轮传动装置具有根据本发明的凸轮传动机构和换挡轴,其中换挡轴与内环周面同心设置并且与至少一个传递元件连接,使得换挡轴相对于传递元件可沿环周方向自由转动,使得换挡轴可相对于外部本体和传递元件沿环周方向自由转动,并且可沿垂直于环周方向的方向连同传递元件一起来回运动。
此外,提出一种用于组装根据本发明的凸轮传动机构的方法,至少包括下述步骤:
i)提供圆柱形的外部本体,所述外部本体具有内环周面和设置在内环周面上的曲线轨道,所述曲线轨道具有沿环周方向连续的循环,所述循环具有至少一个最高点和至少一个最低点,其中外部本体具有两个部分,其中在第一部分中,曲线轨道设置有最高点,并且在第二部分中,曲线轨道设置有最低点;
ii)提供至少一个引导元件;
iii)提供至少一个传递元件;
iv)将第一部分或第二部分与至少一个传递元件和至少一个引导元件彼此设置,使得引导元件设置在曲线轨道中并且与传递元件有效连接;
v)将第一部分和第二部分组合,使得形成曲线轨道。
尤其设有闭锁件,通过所述闭锁件,第一部分和第二部分能够固定地彼此连接。
此外,提出一种用于组装根据本发明的曲线传动机装置的方法,至少包括下述步骤:
a.根据步骤v)提供凸轮传动机构;
b.提供换挡轴;
c.将至少一个传递元件与换挡轴连接。
此外,提出一种用于组装凸轮传动机构或凸轮传动装置的方法,其中将至少一个滑动引导装置与单马达变速器执行机构的壳体(固定至壳体地)连接并且随后将凸轮传动机构或凸轮传动装置与滑动引导装置和壳体有效连接。
在权利要求中单独描述的特征能够以任意的、技术上有意义的方式彼此组合并且能够通过从说明书中阐述的内容和附图中的细节补充,其中示出本发明的其他的实施方案变型形式。
附图说明
下面根据附图详细阐述本发明以及技术领域。附图示出尤其优选的实施例,本发明然而不局限于所述实施例。尤其要指出的是,附图和尤其示出的大小关系仅是示意性的。相同的附图标记表示相同的物体。附图示出:
图1示出根据DE 10 2013 207 871的现有技术中的单马达变速器执行器;
图2示出图1的以90°转动的视图的细节图;
图3示出凸轮传动机构在第一位置中的侧视图;
图4示出凸轮传动机构在第二位置中的侧视图;
图5示出凸轮传动机构在第一位置中的展开的曲线轨道;
图6示出凸轮传动机构在第二位置中的展开的曲线轨道;
图7示出凸轮传动机构在第三位置中的展开的曲线轨道;
图8示出传递元件的剖开的立体图;
图9示出传递元件和外部本体的第二部分连同引导元件的剖开的立体图;
图10示出传递元件和外部本体连同引导元件的剖开的立体图;
图11示出传递元件和外部本体连同引导元件和换挡轴的剖开的立体图;和
图12示出凸轮传动装置的剖开的侧视图。
具体实施方式
图1示出从根据DE 10 2013 207 871的现有技术中已知的单马达变速器执行机构3。借助马达31,正齿轮齿部32经由相应的马达主轴33驱动,其中两个转动方向34、35是可能的。正齿轮齿部32在此接合到齿圈内齿部36中,所述齿圈内齿部在此直接驱动螺杆24(螺纹杆)。根据马达31的马达主轴33的转动方向,螺杆24也沿第一转动方向34或相反的第二转动方向35实施转动运动。
在(螺纹)螺杆24上设置有螺杆螺母25。螺杆螺母25经由齿部46分别与两个齿轮27、28中的一个接合,所述齿轮本身经由轴轮29与换挡轴2有效连接。螺杆螺母25的轴向调节引起两个齿轮27、28中的一个的转动。所述转动引起轴轮29的转动并且相应地引起换挡杆37的枢转,所述换挡杆设置在换挡轴2上。换挡杆37与机动车辆变速装置47共同作用,所述机动车辆变速装置为了形成挡位具有多个传动级。换挡杆37借助枢转运动实施换挡运动48。
如果螺杆螺母25沿着螺杆24运动到螺杆24的第一轴向位置区域40中,那么所述螺杆螺母与锁紧装置38接合,所述锁紧装置阻止螺杆螺母25的转动。螺杆螺母25在任何轴向位置区域中都与第三齿轮39有效连接。只要螺杆螺母25与锁紧装置38接合,螺杆螺母25和第三齿轮39能够不转动。转动在下述情况下才是可能的:螺杆螺母25从所述第一轴向位置区域40离开并且沿着螺杆24运动到另一个轴向区域中,直至在螺杆螺母25和锁紧装置38之间不再存在接合。螺杆螺母25经由第三齿轮39与自由轮41连接。自由轮41允许仅沿第二转动方向35的转动运动,使得螺杆螺母25仅能够沿第一转动方向34实施转动运动。在自由轮41的转动轴线上也设置有选择轮42,经由所述选择轮,螺杆螺母25或马达主轴33的转动传递给选择罐43(在此为凸轮传动机构1)。为于所述目的,选择罐43具有冠状齿部44,所述冠状齿部与选择轮42共同作用。选择罐43相应地也能够仅沿一个转动方向被驱动并且借助于设置在其内环周面6上的曲线轨道8将转动运动变换成引导元件14沿垂直于环周方向9的方向21的来回运动。引导元件14设置在曲线轨道8中并且经由传递元件15与换挡轴2连接。
引导元件14的来回运动因此对应于换挡杆37的选择运动4。所述选择运动4如马达31沿第一转动方向34运动的那样长地实施。在此,螺杆螺母25也转动,使得构成为齿杆26的螺杆螺母25的齿部46与第一齿轮27或第二齿轮28有效连接。如果马达31转动其转动方向,那么选择运动4由于自由轮41而停止。当然,现在螺杆24继续转动,并且(沿转动方向)固定的螺杆螺母25沿着螺杆24向回移动到第一轴向位置区域40中,在所述第一轴向位置区域中,也通过锁紧装置38阻止旋转运动。在螺杆螺母25的所述轴向运动45中,螺杆螺母25经由齿部46与两个齿轮27、28中所选择的一个接合,所述两个齿轮与换挡轴2有效连接。因此,经由螺杆螺母25的轴向运动45执行换挡运动48,所述换挡运动包括换挡轴2的转动。在所述换挡运动48中,换挡轴2与传递元件15并且与引导元件14和选择罐43无关地旋转。因此,在换挡运动48期间,引导元件14也不在曲线轨道8中(来回)运动。
单马达变速器执行机构3具有壳体52,在所述壳体上固定地接合有变速器执行机构3的各个部件,尤其马达31、滑动引导装置13和锁紧装置38。
DE 10 2013 207 871的描述关于那里针对单马达变速器执行器的实施方案全面并入本文。
图2以90°转动的视图示出图1的细节,其中在此螺杆螺母25经由齿部46与第二齿轮28接合,使得轴向运动45(见图1)引起第二齿轮28的转动进而轴轮29的转动进而换挡轴2的换挡运动48。设置在换挡轴2上的换挡杆37在换挡轴2转动时实施沿环周方向9的换挡运动48,通过所述换挡运动操纵机动车辆变速装置47并且相应地换挡。
图3示出处于第一位置中的凸轮传动机构1或凸轮传动装置20的侧视图,所述凸轮传动装置包括凸轮传动机构1和换挡轴2。在图1中示出的选择罐43是根据本发明描述的凸轮传动机构1,所述凸轮传动机构包括外部本体5,所述外部本体具有内环周面6和设置在内环周面6上的曲线轨道8,所述曲线轨道具有沿环周方向9连续的循环,所述循环具有至少一个最高点10和至少一个最低点11(在此没有示出)。此外,在内环周面6之内进而在外部本体5之内设置有内部本体12,所述内部本体具有至少一个垂直于环周方向9伸展的滑动引导装置13,其中在滑动引导装置13中设置有引导元件14,所述引导元件能够同时在曲线轨道8和滑动引导装置13中运动。传递元件15与引导元件14、在此为滚动体17(柱体)有效连接,用于将引导元件14的沿垂直于环周方向9的方向21的运动16传递到与内环周面6同心设置的换挡轴2上。可见,换挡轴2相对于传递元件15可自由转动地设置。引导元件14沿垂直于环周方向9的方向21的运动16当然经由传递元件15传递到换挡轴2上,使得换挡轴2实施选择运动4。传递元件15至少部分地沿径向方向19设置在滑动引导装置13和曲线轨道8之间,更确切地说与对引导元件14进行引导的部分或与引导元件14有效连接。
图4示出凸轮传动机构1在第二位置的侧视图。参考针对图1的解释。在此,引导元件14设置在曲线轨道8的最低点11的区域中。相应地,换挡轴2沿垂直于环周方向9的方向21向下运动。
换挡轴2和凸轮传动机构1形成凸轮传动装置20。
图5示出处于第一位置的凸轮传动机构1的展开的曲线轨道8。曲线轨道8设置在外部本体5的内环周面6上并且具有沿环周方向9连续的循环,所述循环在此具有多个最高点10和多个最低点11。引导元件14同时设置在内部本体12的滑动引导装置13中和外部本体5的曲线轨道8中。在外部本体5相对于滑动引导装置13沿环周方向9运动时,引导元件14沿着曲线轨道8从最低点11朝向最高点10运动并且继续朝向最低点11运动等。在此,引导元件14任何时候都设置在滑动引导装置13中,在所述滑动引导装置中,来回运动16沿垂直于环周方向9的方向21进行。
图6示出处于第二位置的凸轮传动机构1的展开的曲线轨道8。在此,引导元件14设置在曲线轨道8的最低点11的区域中。
图7示出处于第三位置的凸轮传动机构1的展开的曲线轨道8,其中在此引导元件14从最低点11开始(见图6)继续朝向曲线轨道8中的相邻的最高点10移动。
图8示出传递元件15的剖开的立体图。传递元件15在尤其有利的设计方案中围绕换挡轴2延伸,并且与所述换挡轴同心设置。传递元件15具有用于引导元件14的留空部50。
图9示出传递元件15和外部本体5的第二部分23连同引导元件14(在此为球18)的剖开的立体图。尤其,第二部分23也围绕换挡轴2延伸并且相应地与换挡轴2同心设置。第二部分23具有曲线轨道8的具有至少一个最低点11的下部部分。此外,设有闭锁件7,用于与外部本体5的第一部分22连接。
根据一个尤其有利的设计方案,传递元件15在此具有用于拱顶18的止挡部49,使得在将传递元件15设置在外部本体5之内之后,球18设置在曲线轨道8中并且防止沿径向方向19向内脱落。
图10示出传递元件15和外部本体5连同引导元件14(球18)的剖开的立体图。外部本体5通过第一部分22和第二部分23形成,所述第一部分和第二部分共同形成曲线轨道8。第一部分22和第二部分23能够经由闭锁件7彼此连接。在此,第一部分22具有冠状齿部44,所述冠状齿部与单马达变速器执行器3的选择轮42共同作用。
图11示出传递元件15和外部本体5连同引导元件14(球18)和换挡轴2的剖开的立体图。换挡轴2与传递元件15和外部本体5同心地延伸。换挡轴2可自由转动地设置在传递元件15上。但传递元件15和换挡轴2彼此连接,使得共同实施沿垂直于环周方向9的方向21的运动16。
外部本体5相对于换挡轴2的转动(例如通过选择轮42引起)因此引起,曲线轨道8相对于传递元件15和换挡轴2沿环周方向9相对运动。
由于沿环周方向9的运动,引导元件14沿着曲线轨道8并且在滑动引导装置13之内来回移动(也见图12)。由此,传递元件15通过引导元件14强制成沿垂直于环周方向9的方向21的运动16。传递元件15将所述运动16传递到换挡轴2上,使得执行选择运动4。
另一方面,经由单马达变速器执行机构3(见图1中的描述)能够执行沿环周方向9的换挡运动48,即换挡轴2沿环周方向9的转动,而不将所述换挡运动48传递到传递元件15上。传递元件15在此因此不沿着外部本体5的曲线轨道8运动,使得沿垂直于环周方向9的方向21的位置保持不变。
图12示出凸轮传动装置20的剖开的侧视图。可以看出,在此,与图11中的视图相比,第一部分22和第二部分23以不同的方式设置。可见的是,曲线轨道8设置在外部本体5中并且容纳引导元件14。引导元件14此外设置在内部本体12的滑动引导装置13中。第一部分22和第二部分23经由闭锁件7彼此连接。引导元件14在此构成为球18并且通过止挡部49防止从传递元件15沿径向方向19向内脱落。因此,凸轮传动机构1和凸轮传动装置20的简单的安装是可能的。
因此,可见尤其有利的是,外部本体5进而曲线轨道8由两部分、即第一部分22和第二部分23组成。由此,曲线轨道8在安装凸轮传动机构1期间是保持敞开的,使得引导元件14连同传递元件15能够设置在外部本体5中。在此之后,另一部分、即第一部分22或第二部分23才在外部本体5的首先使用的部分22、23上经由闭锁件7固定,使得曲线轨道8是闭合的进而防止引导元件14从曲线轨道8脱落。为了所述目的,在传递元件15上,在用于引导元件14的留空部50中设有止挡部49,使得引导元件14固定在传递元件15和曲线轨道8之间。
附图标记列表:
1 凸轮传动机构
2 换挡轴
3 单马达变速器执行机构
4 选择运动
5 外部本体
6 内环周面
7 闭锁件
8 曲线轨道
9 环周方向
10 最高点
11 最低点
12 内部本体
13 滑动引导装置
14 引导元件
15 传递元件
16 运动
17 滚动体
18 球
19 径向方向
20 凸轮传动装置
21 (垂直于环周方向9的)方向
22 第一部分
23 第二部分
24 螺杆
25 螺杆螺母
26 齿杆
27 第一齿轮
28 第二齿轮
29 轴轮
30 螺杆轴线
31 马达
32 正齿轮齿部
33 马达主轴
34 第一转动方向
35 第二转动方向
36 齿圈内齿部
37 换挡杆
38 锁紧装置
39 第三齿轮
40 第一轴向位置区域
41 自由轮
42 选择轮
43 选择罐
44 冠状齿部
45 轴向运动
46 齿部
47 机动车辆变速器装置
48 换挡运动
49 止挡部
50 留空部
51 有效连接
52 壳体

Claims (10)

1.一种用于操纵换挡轴(2)的凸轮传动机构(1),所述凸轮传动机构尤其用于单马达变速器执行机构(3),尤其用于执行所述换挡轴(2)的选择运动(4),所述凸轮传动机构至少包括:圆柱形的外部本体(5),所述外部本体具有内环周面(6)和设置在所述内环周面(6)上的曲线轨道(8),所述曲线轨道具有沿环周方向(9)连续的循环,所述循环具有至少一个最高点(10)和至少一个最低点(11);内部本体(12),所述内部本体具有至少一个垂直于环周方向(9)伸展的滑动引导装置(13);至少一个引导元件(14),所述引导元件设置在所述曲线轨道(8)和所述滑动引导装置(13)中;和传递元件(15),所述传递元件与至少一个所述引导元件(14)有效连接或者具有至少一个所述引导元件(14),并且适合于将所述引导元件(14)的沿垂直于环周方向(9)的方向(21)的运动(16)传递到能够与所述内环周面(6)同心设置的换挡轴(2)上。
2.根据权利要求1所述的凸轮传动机构(1),其中所述引导元件(14)是滚动体(17)或球(18);或者是销的类型,所述销与所述传递元件(15)固定地连接。
3.根据权利要求1或2所述的凸轮传动机构(1),其中所述外部本体(5)具有至少两个部分(22,23),其中在所述第一部分(22)中,所述曲线轨道(8)设置有所述最高点(10),并且在所述第二部分(23)中,所述曲线轨道设置有所述最低点(11)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的凸轮传动机构(1),其中所述外部本体(5)能够与所述传递元件(15)和所述滑动引导装置(13)无关地沿环周方向(9)运动。
5.根据上述权利要求中任一项所述的凸轮传动机构(1),其中传递元件(15)和引导元件(14)的有效连接(51)沿径向方向(19)设置在所述滑动引导装置(13)和所述曲线轨道(8)之间。
6.根据上述权利要求中任一项所述的凸轮传动机构(1),其中所述凸轮传动机构(1)具有两个引导元件(14),进而还具有两个传递元件(15)和两个滑动引导装置(13),其中两个所述引导元件(14)在所述内环周面(6)上相对置地设置在所述曲线轨道(8)中。
7.一种凸轮传动装置(20),其具有根据上述权利要求中任一项所述的凸轮传动机构(1)和换挡轴(2),其中所述换挡轴(2)与所述内环周面(7)同心设置,并且所述换挡轴与至少一个所述传递元件(15)连接成,使得所述换挡轴(2)能够相对于所述传递元件(15)沿环周方向(9)自由转动,使得所述换挡轴(2)能够相对于所述外部本体(5)和所述传递元件(15)沿环周方向(9)自由转动,并且能够沿垂直于环周方向(9)的方向(21)与所述传递元件(15)一起来回运动。
8.一种用于组装根据权利要求1至6中任一项所述的凸轮传动机构(1)的方法,至少包括下述步骤:
i)提供圆柱形的外部本体(5),所述外部本体具有内环周面(6)和设置在所述内环周面(7)上的曲线轨道(8),所述曲线轨道具有沿环周方向(9)连续的循环,所述循环具有至少一个最高点(10)和至少一个最低点(11),其中所述外部本体(5)具有两个部分(22,23),其中在第一部分(22)中,所述曲线轨道(8)设置有所述最高点(10),并且在所述第二部分(23)中,所述曲线轨道设置有所述最低点(11);
ii)提供至少一个引导元件(14);
iii)提供至少一个传递元件(15);
iv)将所述第一部分(22)或所述第二部分(23)与至少一个所述传递元件(15)和至少一个所述引导元件(14)彼此设置,使得所述引导元件(14)设置在所述曲线轨道(8)中并且与所述传递元件(15)有效连接;
v)将第一部分(22)和第二部分(23)组合,使得形成所述曲线轨道(8)。
9.一种用于组装根据权利要求7所述的凸轮传动装置(20)的方法,至少包括下述步骤:
a.尤其根据步骤v)提供凸轮传动机构(1);
b.提供换挡轴(2);
c.将至少一个传递元件(15)与所述换挡轴(2)连接。
10.一种用于组装根据权利要求8的凸轮传动机构(1)或根据权利要求9的凸轮传动装置(20)的方法,其中将至少一个所述滑动引导装置(13)与所述单马达变速器执行机构(3)的壳体(52)连接,并且随后将所述凸轮传动机构(1)或所述凸轮传动装置与所述滑动引导装置(13)和所述壳体(52)有效连接。
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