CN106715962B - 用于机动车的换挡变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的换挡变速器，包括：‑输入轴(10)和输出轴(30)，‑固定齿轮(11至16)、空套齿轮(31至36)以及用于将所述空套齿轮(31至36)与所述输入轴(10)或所述输出轴(30)无相对转动地连接的换挡离合器(37，40，41)，‑多个挡位(I至VI)，其中，给每个挡位配属所述空套齿轮(31至36)中的一个和所述换挡离合器(37，40，41)中的一个，其中，当挂入相应的挡位时，所述空套齿轮通过所述换挡离合器无相对转动地与承载所述空套齿轮的轴连接，‑环形齿轮(2)，该环形齿轮与布置在所述输出轴(30)上的第一小齿轮(39)啮合，‑附加轴(50)，在该附加轴上布置了与所述环形齿轮(2)啮合的第二小齿轮(52)以及布置了附加齿轮(51)和附加换挡离合器(53)，其中，所述附加轴(50)和所述附加换挡离合器(53)配属于一个附加挡，该换挡变速器的其特征为，所述第二小齿轮(52)在未挂入附加挡的情况下能转动地布置在所述附加轴(50)上并且在挂入附加挡的情况下与所述第二小齿轮(52)无相对转动地连接。

Description

用于机动车的换挡变速器

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的换挡变速器，该换挡变速器包括输入轴、输出轴以及固定齿轮、空套齿轮和用于将空套齿轮与输入轴或输出轴无相对转动地连接的换挡离合器。

背景技术

这种换挡变速器例如由EP 0 560 202 B1公开。该换挡变速器具有六个前进挡和一个倒挡。在此，给每个挡位配属一个空套齿轮和一个换挡离合器，其中，当挂入相应的挡位时，空套齿轮通过换挡离合器与承载该空套齿轮的轴无相对转动地连接。例如在EP 0560 202 B1的实施例中，布置在输出轴上的第一前进挡空套齿轮与输入轴上的固定齿轮啮合。配属于第一挡位(第一前进挡)的换挡离合器是双换挡离合器的一部分，第二前进挡的空套齿轮也能够通过该双换挡离合器无相对转动地与输出轴连接。

如果输入轴通过离合器与驱动装置连接，那么在换挡变速器中在挂入第一前进挡的情况下，转矩从输入轴通过第一前进挡的齿轮对，即通过固定齿轮/空套齿轮传递到输出轴上。与输出装置(这里是差速器)的环形齿轮啮合的第一小齿轮无相对转动地处于输出轴的一个端部上。因此给出了驱动装置和输出装置之间的转矩链。

为了实现倒挡，EP 0 560 202 B1的换挡变速器具有带有处于其上的第二小齿轮的附加轴，该第二小齿轮同样与该环形齿轮啮合。此外，在附加轴上布置了附加齿轮和附加换挡离合器。在此，附加换挡离合器具有能轴向移动的滑套。滑套在挂入倒挡的情况下负责附加齿轮和第二小齿轮之间的无相对转动的连接。附加轴的附加齿轮因此也能够称为倒挡的空套齿轮。因为附加齿轮通过第一挡位的空套齿轮驱动，第一挡位的空套齿轮可以被视为中间齿轮，通过该中间齿轮实现相对于第一挡位的必需的转动方向反向。

在换挡变速器的运行中可能产生不希望的嘎嘎噪声。通过尤其由驱动装置引起的扭转振动，相互啮合的无负荷齿轮的齿侧可能在给定的齿侧间隙内相互碰撞，这导致不希望的嘎嘎噪声。如果例如挂入第一前进挡，那么倒挡的无负荷空套齿轮由于给定的与第一前进挡空套齿轮的啮合作用而随着运动，并且可能(随之)引起所说的嘎嘎噪声。

发明内容

本发明所基于的任务是，这样继续开发根据权利要求1前序部分的换挡变速器，使得尽可能避免嘎嘎噪声或使其保持小。此外，换挡变速器应构造得尽可能简单和紧凑。

本发明所基于的任务借助根据权利要求1的换挡变速器来解决。本发明的实施例能够由从属权利要求得出。

本发明的换挡变速器的特征为，第二小齿轮在未挂入附加挡的情况下能转动地布置在附加轴上并且在挂入附加挡的情况下无相对转动地与附加轴连接。因此，在未挂入附加挡的情况下在附加轴和第二小齿轮之间存在脱耦。由于与环形齿轮的啮合作用，第二小齿轮总是在机动车运动时转动。在扭转振动通过环形齿轮的激励路径到达附加轴的情况下，附加轴与第二小齿轮的相应脱耦导致振动系统的惯性矩较小，该振动系统可能经过该激励路径被激励。本发明的想法在于，有目的地影响旋转系统的旋转质量或者说惯性矩，该旋转系统可能由于环形齿轮的激励而被置于振动中并且在此可能产生不希望的嘎嘎噪声。

在一个实施例中，在未挂入附加挡中的情况下滑套能相对于第二小齿轮扭转。与之相反，在挂入附加挡的情况下滑套与第二小齿轮无相对转动地连接。尤其，滑套有助于能通过环形齿轮激励的上述旋转系统的惯性矩，因为在滑套的情况下，旋转质量在直径较大的情况下是容易出问题的。

为了实现简单的结构，附加齿轮能够与附加轴构造成一体。附加齿轮和附加轴也能够是分开的构件，这些构件与变速器中的各换挡状态无关地无相对转动地相互连接。

滑套能够无相对转动地与附加齿轮连接。在该情况下，滑套有助于振动系统的惯性矩，附加齿轮也属于该振动系统。该振动系统也能够导致嘎嘎噪声，然而已表明，第二小齿轮与至少该滑套的在振动技术上的脱耦在嘎嘎噪声方面总体导致更好的结果。

在一个实施例中，附加挡构造成倒挡。在此，附加齿轮能够与输出轴上的空套齿轮啮合。与附加齿轮啮合的空套齿轮能够优选配属于换挡变速器的第一前进挡。另一种可能方案在于，附加齿轮与第二前进挡的空套齿轮啮合。第一前进挡的空套齿轮能够与输入轴上的优选与该输入轴构造成一体的固定齿轮啮合。替代地或附加地，第二前进挡的空套齿轮能够与输入轴上的(另一)布置在该输入轴上的固定齿轮啮合，其中，这里该固定齿轮也能够与输入轴构造成一体。

替代地，附加挡也能够构造成前进挡。例如能考虑将附加挡构造成具有非常高传动比的所谓的爬行挡。在该情况下，与换挡变速器的其余挡位相比不允许用于转动方向反向的措施。如果在爬行挡的实施例中也应通过前进挡的空套齿轮驱动附加齿轮，那么还需要一个中间齿轮。

换挡变速器能够构造成双离合器变速器，该双离合器变速器除具有所述输入轴外还具有另一个输入轴。优选，这些输入轴相互同轴地布置，其中，一个输入轴能够构造成空心轴，另一个输入轴能够构造成实心轴。

换挡变速器也能够具有另一个输出轴，在该输出轴上布置了同样与环形齿轮啮合的另一个小齿轮。因此，在具有两个输出轴的实施方式中，环形齿轮应与三个小齿轮啮合，即与两个输出轴的小齿轮和附加轴上的第二小齿轮啮合。

在一个实施例中，滑套布置在第二小齿轮的一个轴向侧上，而附加齿轮布置在第二小齿轮的对置的轴向侧上。因此，从换挡变速器的驱动侧或发动机侧看过来能够沿附加轴的轴向方向得到以下顺序：滑套、第二小齿轮、附加齿轮。因此，第二小齿轮布置在滑套和附加齿轮之间，其中，在判定这些构件彼此的相对位置时应取决于小齿轮和附加齿轮的对应的外齿部。

替代于第二小齿轮处于附加齿轮和滑套之间的实施方式，滑套和附加齿轮能够布置在第二小齿轮的相同轴向侧上。

尤其当第二小齿轮布置在附加齿轮和滑套之间时，能够设置一个套筒。优选，该套筒通过花键与附加轴无相对转动地连接。滑套在径向方向上包围该套筒，其中，在滑套和套筒之间同样设置了确保套筒和滑套之间无相对转动地连接的器件。然而，滑套相对于套筒能轴向移动。

滑套能够布置在附加齿轮的径向跨接部上。在此，附加齿轮的径向跨接部跨越附加齿轮的外齿部和齿轮轴线之间的径向间距，附加齿轮围绕该齿轮轴线转动。当附加齿轮和滑套布置在第二小齿轮的相同侧上时，滑套布置在附加齿轮的径向跨接部上是一种可能的实施方式。

第二小齿轮和附加换挡离合器的滑套之间的能转动的支承装置能够包括滚针轴承。例如，滚针轴承能够布置在第二小齿轮和附加轴之间，其中，附加齿轮作为固定齿轮无相对转动地处于附加轴上。

离合器环能够无相对转动地固定在第二小齿轮上。在此，优选的固定方式是激光焊接。

在一个实施例中，外齿部的宽度基本相应于第二小齿轮的总宽度。在此，第二小齿轮能够具有小的轴向凸台，该凸台用于无相对转动地固定离合器环。尤其，第二小齿轮不具有轴向延伸的用于能转动地支承其它构件的平面。

附图说明

参照附图中示出的实施例详细阐述本发明。

图1以纵剖面图示意性示出本发明的换挡变速器；

图2示出附加轴上的滑套和第二小齿轮的布置的第一实施方式；和

图3示出附加轴上的滑套和第二小齿轮的布置的第二实施方式。

具体实施方式

图1示意性示出用于机动车的换挡变速器的齿轮组。换挡变速器具有输入轴10，该输入轴在驱动侧或发动机侧1优选通过离合器与机动车的这里未示出的驱动器或发动机连接。输出轴30平行于输入轴10布置。此外，换挡变速器具有同样平行于输入轴10布置的附加轴50。

在输入轴10上布置了六个固定齿轮11、12、13、14、15和16。在此，固定齿轮11与布置在第一输出轴30上的空套齿轮31啮合。其它空套齿轮、即空套齿轮32、33、34、35和36处于输出轴30上。空套齿轮31通过构造成双换挡离合器的换挡离合器37无相对转动地与输出轴30连接。在此，双换挡离合器37具有滑套38，该滑套可以从空挡位置出发沿输出轴30向空套齿轮31方向和向空套齿轮32方向轴向运动。如果滑套38向空套齿轮31的方向移动，那么由此在空套齿轮31和输出轴30之间会建立无相对转动的连接。空套齿轮31在此配属于换挡变速器的第一前进挡I。因此，第一(前进)挡位I能够通过操纵滑套38被挂入。发动机的转矩在此通过输入轴10和齿轮11、31的齿轮副引导到输出轴30上，第一小齿轮39处于该输出轴上。第一小齿轮39在此与输出装置(未示出)的仅部分示出的环形齿轮2处于啮合。

借助滑套38从空挡位置向空套齿轮32方向的轴向移动，换挡变速器的第二挡位II被挂入。在挂入第二挡位II的情况下，转矩流则从发动机通过固定齿轮12并且通过与该固定齿轮进行啮合的空套齿轮32传递到输出轴30上。

在齿轮33、34之间布置了另一双换挡离合器40，通过该双换挡离合器，第三前进挡III和第四前进挡IV以与在双换挡离合器37中类似的方式被挂入。同样，另一双换挡离合器41处于输出轴30上，通过该双换挡离合器，或者配属于第五前进挡V的空套齿轮35、或者配属于第六前进挡VI的空套齿轮36能够无相对转动地与输出轴30连接。由处于输出轴30上的所有空套齿轮31至36的位置所决定，双换挡离合器37、40和41也全部位于输出轴30上。在替代的实施方式中，空套齿轮中的一些也能够布置在输入轴10上，结果换挡离合器也相应地布置在输入轴上。

在附加轴50上布置了附加齿轮51、第二小齿轮52和构造成单换挡离合器的附加换挡离合器53(简称：换挡离合器53)。换挡离合器53具有可以占据空挡位置和转换位置的滑套54。在转换位置中，该滑套负责第二小齿轮52和附加齿轮51之间无相对转动的连接。第二小齿轮52如第一小齿轮39那样与环形齿轮2啮合。该啮合作用通过虚线3表示。

附加齿轮51与第一前进挡I的空套齿轮31啮合(虚线4)。第二小齿轮52能够被理解成换挡变速器的倒挡R的空套齿轮。如果挂入了倒挡R(或滑套54位于转换位置中)，那么转矩流从发动机通过齿轮11、31传递到附加齿轮51。因为第二小齿轮52在挂入倒挡R情况下无相对转动地与附加齿轮51连接，因此转矩从发动机传递到环形齿轮2上并且因此传递到输出装置上。

图2示出滑套54和第二小齿轮52在附加轴50上的布置的第一实施方式。在图2中，与图1的构件或特征相似的构件或特征用相同的参考标记表示。这也适合于其余附图。

这里，附加轴50和附加齿轮51构造成一体。第二小齿轮52沿附加轴50的轴向方向看布置在附加齿轮51和滑套53之间。沿径向方向看，滚针轴承55设置在附加轴50和第二小齿轮52之间。滑套54和附加轴50之间无相对转动的连接通过套筒56来进行。具有圆锥形迎合面58的离合器环57无相对转动地固定在第二小齿轮52上。该圆锥形迎合面58与同步环59共同作用。在挂入倒挡R的情况下，在图2中在其空挡位置示出的滑套54向离合器环57的方向移动。在此，同步环59压抵迎合面58。通过同步环59和迎合面58的共同作用，第二小齿轮52被带到附加轴50的转速上。如果附加轴50和第二小齿轮达到转速同步，那么滑套54能够经同步环59的外齿部和离合器环57的外齿部移动到转换位置中。由此产生离合器环57和套筒56之间无相对转动的连接。

图3示出滑套54和第二小齿轮52的布置的第二实施方式。与图2的实施例相比，滑套54和附加齿轮51布置在第二小齿轮52的相同轴向侧上。附加齿轮51和滑套54都位于第二小齿轮52的背离发动机侧1的一侧上。

跨越附加齿轮51的外齿部61和齿根62之间的径向间距的径向跨接部包括向发动机侧1延伸去的轴向凸出部63。在该凸出部63中加工了外齿部64。该外齿部64与滑套54的内齿部构成花键连接，该花键连接负责滑套54和附加齿轮51的无相对转动的连接。但是，滑套54能够从图3中示出的位置向右(向发动机侧)移动，以便挂入倒挡R。

第二小齿轮52和离合器环57构成一个单元，其轴向宽度由小齿轮52的外齿部65和带有迎合面58的离合器环57的轴向延伸部确定。外齿部65沿轴向方向看与由小齿轮52和离合器环57组成的单元齐平地连接在第二小齿轮52的背离离合器环的轴向侧上。

附图的实施例的共同点是，除了与环形齿轮2啮合的第二小齿轮52外，仅具有一个另外的齿轮(附加齿轮51)，该齿轮仅与另外一个齿轮(这里是空套齿轮31)处于啮合作用。因此，附加轴50能够刚好配属于换挡变速器的一个挡位、即这里的倒挡R。

在(未挂入倒挡的情况下)可能由于通过环形齿轮2产生激励而引起嘎嘎噪声的振动系统的旋转质量方面或者说惯性矩方面，根据图2和3的实施例应该是等价的。在两种情况下，振动系统都由结构相同的小齿轮或具有焊接在其上的离合器环的齿轮组成。不同之处在于，在图2中，离合器环57固定在小齿轮的左侧(即发动机侧)上，而在图3中离合器57固定在小齿轮52的左侧(背离发动机侧1)上。

与之相对，在通过空套齿轮31产生激励的情况下，所要基于的振动系统包括带有附加齿轮51的附加轴50、套筒56以及滑套54(参见图2)。但已经表明，在嘎嘎声方面总体考察换挡变速器时，通过本发明会得到优点，然而现在滑套的惯性矩增加了在通过空套齿轮31激励时(在挂入前进挡1时)所要基于的振动系统的惯性矩。

参考标记列表

1 驱动侧或发动机侧

2 环形齿轮

3 虚线(啮合作用)

4 虚线(啮合作用)

10 输入轴

11 固定齿轮

12 固定齿轮

13 固定齿轮

14 固定齿轮

15 固定齿轮

16 固定齿轮

30 输出轴

31 空套齿轮

32 空套齿轮

33 空套齿轮

34 空套齿轮

35 空套齿轮

36 空套齿轮

37 换挡离合器(双换挡离合器)

38 滑套

39 第一小齿轮

40 换挡离合器(双换挡离合器)

41 换挡离合器(双换挡离合器)

50 附加轴

51 附加齿轮

52 第二小齿轮

53 附加换挡离合器(单换挡离合器)

54 滑套

55 滚针轴承

56 套筒

57 离合器环

58 迎合面

59 同步环

60 径向跨接部

61 外齿部

62 齿根

63 轴向凸出部

64 外齿部

65 外齿部

Claims (5)

1.用于机动车的换挡变速器，包括：

-输入轴(10)和输出轴(30)，

-固定齿轮(11至16)、空套齿轮(31至36)以及用于将所述空套齿轮(31至36)与所述输入轴(10)或所述输出轴(30)无相对转动地连接的换挡离合器(37，40，41)，

-多个挡位(I至VI)，其中，给每个挡位配属所述空套齿轮(31至36)中的一个和所述换挡离合器(37，40，41)中的一个，其中，当挂入相应的挡位时，所述空套齿轮通过所述换挡离合器无相对转动地与承载所述空套齿轮的轴连接，

-环形齿轮(2)，该环形齿轮与布置在所述输出轴(30)上的第一小齿轮(39)啮合，

-附加轴(50)，在该附加轴上布置了与所述环形齿轮(2)啮合的第二小齿轮(52)以及布置了附加齿轮(51)和附加换挡离合器(53)，

其中，所述附加轴(50)和所述附加换挡离合器(53)配属于一个附加挡，

其中，所述第二小齿轮(52)在未挂入附加挡的情况下能转动地布置在所述附加轴(50)上并且在挂入附加挡的情况下与所述附加轴无相对转动地连接，其中所述附加换挡离合器的滑套(54)在未挂入附加挡时能相对于所述第二小齿轮(52)扭转并且在挂入附加挡时与所述第二小齿轮(52)无相对转动地连接，所述附加挡是倒挡(R)，所述附加齿轮(51)与所述输出轴(30)上的一个空套齿轮(31)啮合，以及与所述附加齿轮(51)啮合的所述空套齿轮(31)配属于所述换挡变速器的第一前进挡(I)，其中所述滑套(54)布置在所述附加齿轮(51)的径向跨接部(60)上，其中附加齿轮(51)作为固定齿轮无相对转动地处于附加轴(50)上。

2.根据权利要求1所述的换挡变速器，其特征为，所述滑套(54)布置在所述第二小齿轮(52)的一个轴向侧上，所述附加齿轮(51)布置在所述第二小齿轮(52)的对置的轴向侧上。

3.根据权利要求1或2所述的换挡变速器，其特征为，在所述附加轴(50)和所述滑套(54)之间设置了套筒(56)。

4.根据权利要求1或2所述的换挡变速器，其特征为，所述第二小齿轮(52)和所述附加换挡离合器(53)的所述滑套(54)之间的能转动的支承装置包括滚针轴承(55)，以及滚针轴承能够布置在第二小齿轮(52)和附加轴(50)之间。

5.根据权利要求1或2所述的换挡变速器，其特征为，离合器环(57)无相对转动地与所述第二小齿轮(52)连接。

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