CN107120423A - 拉－拉式换挡器组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种拉－拉式换挡器组件，包括换挡杆和选择滑轮，换挡杆通过万向接头安装在基座结构中，万向接头包括带有两个垂直的支轴的十字交叉件，每个支轴以相对的端部延伸进入轴承，一个支轴能转动地安装在被固定于基座结构内的相对的轴承中，另一个支轴能转动地安装在位于换挡杆的下端部处的相对的轴承中，且换挡滑轮和选择滑轮中的一个连接至安装在基座结构的相对的轴承中的支轴，使得当换挡杆绕安装在基座结构的相对的轴承中的支轴的转动轴线枢转时，换挡滑轮和选择滑轮中的一个转动。本发明的组件具有简单且稳定的设计，且该组件易于组装，还确保了拉－拉式换挡器组件的稳定且可靠的操作。

Description

拉－拉式换挡器组件

技术领域

本发明涉及一种拉－拉式换挡器组件，包括：

换挡杆，该换挡杆安装在壳体中，以能够沿选择方向在至少两个换挡门位置(shift gate position)之间枢转，并且在每个换挡门位置中沿换挡方向从中立位置枢转，其中，选择方向和换挡方向彼此垂直；

换挡滑轮，该换挡滑轮联接至换挡杆，使得换挡杆沿换挡方向的运动被传递至换挡滑轮的对应的转动，两个换挡线缆部固定至换挡滑轮，使得换挡滑轮沿第一方向的转动引起作用在换挡线缆部中的一个上的拉力，且沿与第一方向相反的第二方向的转动引起作用在两个换挡线缆部中的另一个上的拉力，

选择滑轮，该选择滑轮联接至换挡杆，使得换挡杆沿选择方向的运动被传递至选择滑轮的对应的转动，两个选择线缆部固定至选择滑轮，使得选择滑轮沿第一方向的转动引起作用在选择线缆部中的一个上的拉力，且沿与第一方向相反的第二方向的转动引起作用在两个选择线缆部中的另一个上的拉力。

背景技术

用于车辆的手动变速器的传统的换挡器组件典型地包括换挡杆，该换挡杆可沿换挡方向(从闲置位置向前和向后，换挡方向通常平行于车辆的纵向和驱动方向)位移，且该换挡杆可沿选择方向在两个或更多个换挡门位置之间位移(选择方向为向左和向右，垂直于车辆的纵向和驱动方向)。

在传统的推拉式线缆中，换挡杆以及将换挡杆的控制命令传递至齿轮箱的换挡轴的线缆的运动如下：

换挡杆向前运动导致牵拉换挡线缆；

换挡杆向后运动导致推压换挡线缆；

换挡杆向左运动导致牵拉选择线缆；以及

换挡杆向右运动导致推压选择线缆。

线缆进而连接至换挡塔，换挡塔将线缆的运动转化为换挡轴绕其纵轴线的转动(对应于换挡轴的换挡运动)并转化为换挡轴沿其纵轴线的纵向位移(对应于换挡轴的选择运动)。换挡轴进而可选择性地与换挡叉接合，换挡叉接合/脱离各种传动挡位。

与这种传统换挡器组件相关联的问题是线缆必须能够传递推力。这意味着对线缆的结构刚度的高要求。线缆、更具体地是由线缆套管所包裹的内线缆元件必须刚硬到当推力传递通过内线缆元件时不会弯曲。

在本领域中，还已知利用所谓的拉－拉式换挡器组件，即仅通过牵拉线缆来致动换挡塔的换挡器组件。这需要两个线缆部分来针对选择方向和换挡方向中的每个(对于每个方向所需的两个线缆部事实上可属于一个线缆，该线缆围绕滑轮布线并与滑轮连接成使得滑轮沿向前和向后方向的转动分别导致一个或两个线缆部的牵拉动作；替代地，两个分离的线缆部单独地连接至相应的滑轮)。然而，由于对结构刚度的低要求，在拉－拉式换挡器组件中所需的线缆仍比在传统的推－拉式换挡器组件中所需的线缆廉价。

U.S.2012/118,094 A1公开了一种根据权利要求1的前序部分的拉－拉式换挡器组件。换挡器组件具有换挡杆，该换挡杆安装成能够沿选择方向在至少两个换挡门位置之间沿选择方向枢转，并在每个换挡门位置中沿垂直于选择方向的换挡方向从中立位置枢转。换挡杆直接地且固定地连接至换挡滑轮，使得换挡杆沿换挡方向向前或向后运动直接转动了换挡滑轮，以导致对应的前向或后向转动。换挡线缆围绕换挡滑轮布线并固定至换挡滑轮，以将其转动传递至换挡线缆的对应位移。此外还有带有对应的选择线缆的选择滑轮，以将选择滑轮的转动传至选择线缆的对应位移。换挡杆包括选择臂，该选择臂以直角从换挡杆突出并延伸进入形成于选择滑轮中的细长槽中，使得通过左向或右向倾斜换挡杆所引起的、选择臂的向上和向下的枢转运动被传递至选择滑轮的对应转动。该布置需要：如果换挡杆执行选择运动，则换挡滑轮跟随换挡杆的倾斜运动。因而，换挡滑轮的转动轴线不可静止在壳体内，而是必须适应换挡杆的倾斜选择运动，这需要复杂的轴承结构。此外，存在风险：当换挡滑轮与换挡杆执行倾斜运动时，在换挡滑轮的周向沟中围绕换挡滑轮的周缘被引导的换挡线缆从换挡滑轮移走。换挡线缆组件从换挡滑轮的这种移除会致使换挡器组件不起作用。

在WO 2015/090370 A1中公开了一种包括权利要求1的前序部分的特征的拉－拉式换挡器组件。换挡杆通过设置在换挡杆上的球部安装在基座结构中，换挡杆被接纳于固定在基座结构中的互补的插孔部中，以将换挡杆安装成沿换挡方向和旋转方向枢转。设置有换挡滑轮并且该换挡滑轮连接至两个换挡线缆部，两个换挡线缆部从换挡滑轮起延伸。两个换挡线缆部可能事实上是围绕换挡滑轮布线并与换挡滑轮连接的一个物理换挡线缆的一部分，从而呈现从换挡滑轮起延伸至换挡塔的两个相对的线缆端部。以相同的方式，两个选择线缆部连接至选择滑轮。换挡滑轮和选择滑轮在基座结构中彼此平行地布置在垂直上低于换挡杆的下端的水平处。换挡滑轮和选择滑轮一个设置在另一个上面，并使得它们的转动轴线总体沿垂直方向延伸。换挡杆包括换挡指部和选择指部，换挡指部和选择指部从换挡杆起沿垂直方向延伸，并分别被接纳于换挡杆和选择杆中。换挡杆和选择杆可枢转地安装在基座结构内。换挡杆的下端部被接纳于换挡滑轮中的凹部内，且选择臂的下端部被接纳于选择滑轮中的凹部内，使得相应的臂的枢转引起相应滑轮的转动。

虽然在WO 2015/090370 A1中公开的拉－拉式换挡器的设计允许换挡器组件的紧凑且节省空间的设计，尤其是通过将换挡滑轮和选择滑轮以本质上水平的定向一个设置在另一个上方并位于基座结构中的换挡杆的下端下方，但其需要枢转地安装在基座结构中且与从换挡杆延伸的换挡指部和选择指部配合的分离的换挡杆和选择杆。这些换挡杆和选择杆、它们在基座结构中的枢转安装以及它们带有延伸进入换挡滑轮和选择滑轮的相应的凹部中的下延伸部的设计需要若干分离的部件和轴承，使得总体组件具有相当的复杂度并需要许多生产过程中的组装步骤。

发明内容

本发明的目的是提供一种拉－拉式换挡器组件，该组件具有简单且稳定的设计，且该组件易于组装。此外，应确保拉－拉式换挡器组件的稳定且可靠的操作。

该目的由包括下所述特征的拉－拉式换挡器组件实现。以下还提出了本发明的优选实施例。

根据本发明，换挡杆通过万向接头安装在基座结构中，该万向接头包括带有两个垂直的支轴的十字交叉件(通常也称作十字叉架)。每个支轴以相对的端部延伸到轴承中，其中，一个支轴可转动地安装在被固定于基座结构内的各轴承中，且另一个支轴可转动地安装在形成于换挡杆的下端部处的相对的各轴承中。

根据本发明，换挡滑轮和选择滑轮中的一个连接至安装在基座结构的轴承中的支轴，使得当换挡杆绕安装在基座结构的轴承中的支轴的转动轴线枢转时，换挡滑轮和选择滑轮中的一个与所连接的支轴一起转动。由于换挡滑轮和选择滑轮中的一个与安装在基座结构中的支轴的连接，该被连接的滑轮通过换挡杆的枢转运动被转动，而无需任何联结件和杆臂驱动直接连接至该支轴的滑轮的转动，以使该滑轮跟随换挡杆的转动。换挡滑轮和选择滑轮中的一个与支轴(换挡杆绕该支轴沿换挡方向和选择方向中的一个进行枢转)的直接连接提供了换挡器组件的简单且可靠的设计。

在优选实施例中，换挡滑轮和选择滑轮中的另一个在换挡杆的下端部下方可转动地安装在基座结构中，且其转动轴线垂直地延伸。换挡滑轮和选择滑轮中的该另一个通过联接方式联接至换挡杆的下端部，联接方式包括接纳于细长沟内的驱动销，从而通过驱动销/细长沟的联接，换挡杆绕安装在换挡杆的叉部中的支轴的枢转运动被转化为换挡滑轮和选择滑轮中的另一个的转动。从换挡杆的下端部和换挡滑轮与选择滑轮中的另一个这二者中的一个延伸的驱动销与在上述二者中的另一个上的接纳细长槽提供了所述各部件之间沿与细长沟的延伸方向垂直的方向的简单驱动联接。另一方面，通过该驱动销/沟的联接，由于驱动销可沿细长沟滑动，故而允许这些部件沿细长沟的延伸方向的运动，而不引起连接至换挡杆的滑轮的任何运动。

在优选实施例中，驱动销连接至换挡杆的下端部，并朝向换挡滑轮和选择滑轮中的另一个延伸，且延伸到细长沟中，该细长沟设置在换挡滑轮和选择滑轮中的该另一个上且沿其径向延伸。

在优选实施例中，基座结构的相对的轴承形成于固定在基座结构中的叉部中，且位于换挡杆的下端部处的相对的轴承形成于在换挡杆的下端部处形成的叉部中。在本文中涉及叉部时，该术语意在表示包括两个相对的腿部的结构，在这些腿部中形成有轴承，或这些腿部承载了相对的轴承，这些轴承接纳一个支轴的相对各端部。

在优选实施例中，在换挡杆的下端部处的叉部是换挡杆的环形端部的一部分，其中，在环形端部的直径上相对的位置处设置有使得用于万向接头的十字交叉件的一个支轴的轴承相对的环形端部，然而，十字交叉件的第二支轴垂直于环形部的平面沿相反方向延伸到基座结构的叉部的轴承中。换挡杆上的环形端部可形成为圆环，且用于一个支轴的两个轴承彼此直径上相对地设置在换挡杆的环形端部上。

在优选实施例中，连接至安装在基座结构的轴承中的支轴的滑轮是选择滑轮。换挡器组件通常布置成使得通过将换挡杆沿车辆的纵向(驾驶方向)向前和向后枢转而执行换挡杆的选择运动。在该情形下，基座结构的叉部可布置使得，轴承沿车辆的侧向(横向)彼此相对定位。在该情形下，被基座结构的轴承接纳的支轴为换挡杆的换挡运动提供枢转轴线。十字交叉件的第二支轴垂直于第一支轴延伸，并因而沿车辆的纵向延伸。安装在基座结构的轴承中的支轴可水平设置，而安装在换挡杆的下端部处的轴承中的支轴总体上水平延伸，但当换挡杆绕安装在基座结构的轴承中的支轴枢转时相对于水平面枢转。

在优选实施例中，设置在换挡滑轮和选择滑轮中的另一个上的细长沟由两个平行的壁形成，两个平行的壁从滑轮表面起垂直延伸并在其之间限定了细长沟。

在优选实施例中，基座结构的叉部连接到基座结构的基座板，并且以两个相对的叉腿从基座结构的基座板延伸，每个叉腿设置有基座结构的轴承。基座板设置有在叉腿之间从基座板起突出的轴杆，所述轴杆被接纳在换挡滑轮和选择滑轮中的另一个的中心凹部中，用以将换挡滑轮和选择滑轮中的该另一个可转动地安装在基座结构的基座板上。

附图说明

现将参考附图中示出的示例性实施例描述本发明，附图中：

图1示出了拉－拉式换挡器组件的主要部件的立体图；

图2示出了图1中所示的实施例的分解图；

图3a)至c)示出了图1和2中所示的实施例的侧视图，从而示出了换挡杆的换挡运动序列；

图4和5各自分别针对换挡杆的第一选择运动状态和第二选择运动状态示出了图1至3中所示的实施例的立体图和俯视图。

具体实施方式

现将首先参考图1和2描述示例性实施例的拉－拉式换挡器组件，从而描述组件的部件和它们彼此之间的关系。

换挡器组件包括基座结构10，基座结构10安装在车辆中，使得换挡杆的换挡杆2在驾驶员座位旁边的区域中延伸进入车厢。基座结构10包括基座板12和叉部16，叉部16从基座板12起直立地延伸。叉部16包括两个相对的叉腿18，各叉腿18在它们的上端承载轴承20。

基座板12设置有中心轴杆14，中心轴杆14在各叉腿18之间的中心处从基座板12突出(参见图2)。中心轴杆14被接纳在选择滑轮50的下表面中的互补的中心凹部中。以此方式，选择滑轮50可转动地安装在基座板12上，其中，选择滑轮50水平地设置，且具有从基座板12垂直延伸的转动轴线。

两个选择线缆部52从选择滑轮50起延伸。这些选择线缆部52可为围绕选择滑轮50布线的一个物理线缆的一部分，或可为两个单独的线缆，两个单独的线缆各自围绕选择滑轮50的周缘的一部分被引导，且各自在端部设置有销，其被接纳于凹部中，凹部形成于接近选择滑轮的周缘处，从而固定每个线缆部52。

选择滑轮50的上表面设置有两个相对的壁56，两个相对的壁56从选择滑轮50的上表面起垂直延伸，并在两个相对的壁56之间形成细长的槽或沟54。

换挡杆2具有下端部4，下端部4承载两个相对的轴承6。在该实施例中，下端部4具有环形构造并在其下部承载驱动销8(参见图2)，驱动销8在换挡杆2的下端部4下方朝向选择滑轮50延伸。

换挡杆2通过万向接头安装在基座结构10中。该万向接头包括十字交叉件(有时也称作十字叉架)，该十字交叉件具有两个垂直的支轴32和34，支轴32和34从接头处延伸出相对的端部。支轴34的相对的端部被接纳于换挡杆2的下端部4中的两个相对的轴承6中。支轴34的各相对端部安装在相对的轴承6中，使得支轴34可相对于相对的轴承6转动。以此方式，下端部4和与下端部4连接的换挡杆2可绕支轴34的纵轴线枢转。

另一支轴32借助其相对的端部安装在相对的轴承20中，轴承20设置在与基座板12连接的叉部16的叉腿18的上端处。支轴32可转动地安装在轴承20内，使得十字交叉件30和通过支轴34连接至十字交叉件30的下端部4可绕支轴32的纵轴线枢转。

换挡滑轮40具有中心孔，从轴承20之一起延伸的支轴32的端部被接纳于该中心孔中。换挡滑轮40固定至支轴32的端部，使得换挡滑轮40不可相对于支轴32转动。

在下文中，将首先参考图3a)至c)、针对换挡运动描述拉－拉式换挡器组件的万向接头的功能。图3b)示出了在其中立位置垂直延伸的换挡杆。如上所述，十字交叉件30的支轴32可转动地被接纳于基座结构的叉腿18的轴承20中，使得十字交叉件30可绕支轴32的纵轴线枢转。同样以此方式，换挡杆2可绕支轴32的纵轴线枢转，以执行从中立位置沿前向或后向的换挡运动。换挡杆2的下端部4通过被接纳于换挡杆的下端部4的轴承6中的支轴34而联接至十字交叉件30，使得换挡杆2跟随十字交叉件30绕支轴32的纵轴线的枢转运动。十字交叉件30绕支轴32的纵轴线的枢转运动引起固定连接至支轴332的换挡滑轮40的对应的转动。在图3a)中，换挡杆2已沿换挡方向相较于图3b)中的中立位置向前枢转。如所描述的，由于支轴34安装在换挡杆2的下端部4的相对的轴承6中，故而换挡杆2的该换挡运动被传递至十字交叉件30。支轴32的向前转动被传至换挡滑轮40，换挡滑轮40因而执行对应的转动。换挡滑轮40的在从图3b)至图3a)的运动中沿逆时针方向的该转动引起两个换挡线缆部42中的上换挡线缆部被拉向基座结构。

图3c)示出了换挡杆2沿相反的后向的换挡运动的结果。同样地，换挡杆2的枢转运动经由支轴34被传递至被接纳于换挡杆的下端部4的相对的轴承6中的十字交叉件30的支轴32。支轴32的转动被传递至与支轴32固定连接的换挡滑轮40的对应的转动。在该情形下，换挡滑轮40的在从图3b)至图3c)的运动中沿顺时针方向的转动的结果是：两个换挡线缆部42中的下换挡线缆部被拉得更接近基座结构10。

现将参考图1、4和5来描述换挡杆2的选择运动以及拉－拉式换挡器的万向接头的功能。图1示出了换挡杆2在其中立位置中从基座板12起垂直向上延伸。万向接头允许换挡杆2沿选择方向枢转，选择方向是垂直于图3a)至c)的图平面的方向。如前所述，图1示出了位于其中立位置的换挡杆2。图4示出了沿选择方向(朝向图4的下部中的左手侧)枢转的换挡杆2。当换挡杆2沿选择方向枢转时，下端部4通过借助其轴承6绕十字交叉件30的支轴34的纵轴线进行转动而枢转。这种运动不影响支轴32，并因而不引起换挡滑轮40的运动。当下端部4由于换挡杆2的选择枢转运动而枢转时，驱动销8绕支轴34的纵轴线转动。驱动销8的这种转动伴随有平移运动分量。以此方式，被接纳于相对的平行壁56之间的细长槽54中的驱动销8能够将转矩施加在选择滑轮50上，以此方式，选择滑轮50被驱动成绕中心轴杆14的转动轴线转动。如在图4的下部中可见的，换挡杆2的至左手侧的枢转运动伴随有图4中的驱动销8的至右手侧的转动，该转动被传至换挡滑轮50沿逆时针方向的转动。换挡滑轮50的该转动引起在图4的上部中作用于左选择线缆部52上的拉力。

图5示出了换挡杆2沿相反方向(至图5的下部中的右手侧)枢转选择运动的结果。换挡杆2的下端部4围绕支轴34的纵轴线的伴随的转动伴随有驱动销8绕支轴34的纵轴线的转动，而驱动销的该转动又伴随有驱动销8至图5中的左手侧的换挡运动。换挡杆2的该选择枢转运动因而经由被接纳于细长沟54内的驱动销8而传至选择滑轮50沿顺时针方向的转动。选择滑轮50沿顺时针方向的该转动引起在图4的上部中作用于右手侧上的换挡线缆部52上的拉力，这因而引起两个选择线缆部52中的右侧的那个被拉得更接近基座结构10。

Claims (8)

1.一种拉－拉式换挡器组件，包括：

换挡杆(2)，所述换挡杆安装在基座结构(10)中，以能够沿选择方向在至少两个换挡门位置之间枢转，并且在每个换挡门位置中沿换挡方向从中立位置枢转，所述选择方向和所述换挡方向彼此垂直，

换挡滑轮(40)，所述换挡滑轮联接至所述换挡杆(2)，使得所述换挡杆沿所述换挡方向的运动被传递至所述换挡滑轮的对应的转动，两个换挡线缆部(42)固定至所述换挡滑轮(40)，使得所述换挡滑轮沿第一方向的转动引起作用在所述换挡线缆部中的一个上的拉力，且沿与所述第一方向相反的第二方向的转动引起作用在所述两个换挡线缆部(42)中的另一个上的拉力，

选择滑轮(50)，所述选择滑轮联接至所述换挡杆(2)，使得所述换挡杆沿所述选择方向的运动被传递至所述选择滑轮(50)的对应的转动，两个选择线缆部(52)固定至所述选择滑轮，使得所述选择滑轮沿第一方向的转动引起作用在所述选择线缆部中的一个上的拉力，且沿与所述第一方向相反的第二方向的转动引起作用在所述两个选择线缆部(52)中的另一个上的拉力，

其特征在于，

所述换挡杆(2)通过万向接头安装在所述基座结构中，所述万向接头包括带有两个垂直的支轴(32、34)的十字交叉件(30)，每个支轴以相对的端部延伸进入轴承(6、20)，一个支轴(32)能转动地安装在被固定于所述基座结构内的相对的轴承(20)中，另一个支轴(34)能转动地安装在位于所述换挡杆(2)的下端部(4)处的相对的轴承(6)中，且所述换挡滑轮和所述选择滑轮中的一个连接至安装在所述基座结构的所述相对的轴承(20)中的所述支轴(32)，使得当所述换挡杆(2)绕安装在所述基座结构的所述相对的轴承(20)中的所述支轴(32)的转动轴线枢转时，所述换挡滑轮和所述选择滑轮中的所述一个进行转动。

2.根据权利要求1所述的拉－拉式换挡器组件，其特征在于，所述换挡滑轮和所述选择滑轮中的另一个能转动地安装在所述换挡杆(2)的所述下端部(4)下方的所述基座结构(10)中，且所述换挡滑轮和所述选择滑轮中的所述另一个的转动轴线垂直延伸，且所述换挡滑轮和所述选择滑轮中的所述另一个通过接纳于细长沟(54)内的驱动销(8)联接至所述换挡杆的所述下端部，从而所述换挡杆(2)绕安装在所述换挡杆的所述下端部(4)处的所述相对的轴承(6)中的所述支轴(34)的枢转运动被转化为所述换挡滑轮和所述选择滑轮中的所述另一个(50)的转动。

3.根据权利要求2所述的拉－拉式换挡器组件，其特征在于，所述驱动销(8)连接至所述换挡杆(2)的所述下端部(4)，并朝向所述换挡滑轮和所述选择滑轮中的所述另一个(50)延伸，且延伸进入所述细长沟(54)中，所述细长沟设置在所述换挡滑轮和所述选择滑轮中的所述另一个(50)上且沿其径向延伸。

4.根据前述权利要求中任一项所述的拉－拉式换挡器组件，其特征在于，所述基座结构的所述相对的轴承(20)形成于固定在所述基座结构中的叉部(16)中，且所述换挡杆的所述下端部处的所述相对的轴承(6)形成于在所述换挡杆(2)的所述下端部(4)处形成的叉部中。

5.根据权利要求4所述的拉－拉式换挡器组件，其特征在于，在所述换挡杆的所述下端部(4)处的所述叉部是所述换挡杆(2)的环形端部的一部分，在所述环形端部中形成有用于所述万向接头的所述十字交叉件(30)的一个支轴(34)的相对的轴承(6)，而所述交叉件的第二支轴(32)垂直于环形部的平面、沿相反方向延伸进入所述基座结构的所述叉部(16)的所述轴承(20)中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的拉－拉式换挡器组件，其特征在于，连接至安装在所述基座结构的叉部(16)中的轴承(20)中的所述支轴(32)的滑轮是所述换挡滑轮(40)。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的拉－拉式换挡器组件，其特征在于，设置在所述换挡滑轮和所述选择滑轮中的所述另一个(50)上的所述细长沟(54)由两个平行的壁(56)形成，所述两个平行的壁从滑轮表面起垂直延伸并在两者之间限定了所述细长沟(54)。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的拉－拉式换挡器组件，其特征在于，所述基座结构的所述叉部(16)连接到所述基座结构(10)的基座板(12)，并且以两个相对的叉腿(18)从所述基座结构(10)的基座板(12)延伸，所述基座板设有在各所述叉腿(18)之间从所述基座板起突出的轴杆(14)，所述轴杆被接纳在所述换挡滑轮和所述选择滑轮中的所述另一个(50)的中心凹部中，用以将所述换挡滑轮和所述选择滑轮中的所述另一个能转动地安装在所述基座板上。