CN111712657A - 换挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对变速器(3)的齿轮(2)进行换挡的变速装置(1)。该变速器包括第一换挡轴(4)和第一换挡元件(5)，该第一换挡元件(5)与第一换挡轴(4)相关联并被布置成沿第一换挡轴(4)的轴向移动以致动第一组齿轮。它还包括第二换挡轴(6)和第二换挡元件(7)，该第二换挡元件(7)与第二换挡轴(6)相关联并被布置成沿第二换挡轴(6)的轴向移动以致动第二组齿轮。所述第一和第二换挡轴中的一个为空心的，所述第一和第二换挡轴中的另一个部分被同轴布置在所述空心轴内。

Description

换挡装置

技术领域

本发明涉及一种用于对变速器的齿轮进行换挡的变速装置，所述变速器包括第一换挡轴、与第一换挡轴相关联并被布置成沿第一换挡轴轴向移动以致动第一组齿轮的第一换挡元件、第二换挡轴、以及与第二换挡轴相关联并被布置成沿第二换挡轴轴向移动以致动第二组齿轮的第二换挡元件。本发明还涉及一种具有这种变速装置的变速器。

背景技术

当今，在手动变速器领域，大众市场的汽车手动变速器几乎都是至少5速的。

由于电动机可以驱动车辆从零速前进和后退，并且相较于内燃机能在更大的速度范围内运行，电动汽车(EV)不需要离合器和多速变速箱已经被广泛期待。取消变速箱意味着动力系统的重量的显著减少和复杂性的显著降低，同时也消除了显著的寄生损耗来源。因此，大多数第一代消费型电动汽车都是单速的。然而，目前的趋势表明，多速变速箱可能会在未来的许多电动汽车中恢复使用。这就允许使用更小、扭矩更小的马达，以更高速度运行，由此在车轮上获得更大的扭矩以实现低速牵引力以及更高的最高行驶速度。

双离合器变速器(DCT)，有时也被称为双离合器变速器(twin-clutchtransmission)或双离合器变速器(double-clutch transmission)，其为自动变速器或自动汽车变速器的一种类型。它为奇、偶齿轮组使用两个独立的离合器。它基本上可以称为两个独立的手动变速器，其各自的离合器被包含在一个壳体中，并作为单一单元工作。虽然通常在全自动模式下操作，但许多双离合器也能允许驾驶员在半自动模式下手动换挡，尽管仍然使用变速器的电动液压系统。

从驾驶员角度看，无论变速器被用作自动变速器或者手动变速器，一些机构总是存在。输入轴通过啮合齿轮被连接到中间轴。输出轴也通过啮合齿轮被连接到中间轴。用于后一种连接的啮合齿轮可以使用通常为花键的套环被连接到输出轴，但可滑动地被布置成沿两个齿轮之间的输出轴轴向移动。通常，至少有两套或两套以上由一个套环和两个啮合齿轮的组件被布置在输出轴上。套环的该种移动通过换挡拨叉来致动，其中最简单的形式是由驾驶员操作变速杆直接致动。

对于自动手动变速器或带手动变速器变速箱的自动变速器，换挡拨叉由液压装置或电动机致动。然而，大多数可用的系统都是体积庞大的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于变速器的变速装置，相较于传统方案，其需要更少的空间。该目的通过根据所附权利要求的一种变速装置来实现。

根据本发明的第一方面，提供一种用于对变速器的齿轮进行换挡的变速装置，其中所述变速器包括第一换挡轴。它还包括与第一换挡轴相关联并被布置成沿第一换挡轴轴向移动以致动第一组齿轮的第一换挡元件。此外还包括第二换挡轴和与第二换挡轴相关联并被布置成沿第二换挡轴轴向移动以致动第二组齿轮的第二换挡元件。所述第一换挡轴和第二换挡轴中的一个为空心轴，所述第一换挡轴和第二换挡轴中的另一个部分被同轴布置在空心轴内。

通过将一个轴布置在另一个轴内，可以节省空间，并且可以使得变速器体积更小。如果需要，可以考虑三个或更多个轴，所需空心轴的数量比轴的总数少一个。例如，三个轴其中至少有两个轴是空心的，四个轴其中至少三个轴是空心的，等等。

根据本公开内容的一个方面，至少一个换挡轴配备有外螺纹并通过螺纹被连接到其换挡元件上，换挡元件具有与轴的螺纹相对应的内螺纹，使得换挡元件在使用时随着轴的转动而被致动。

在致动换挡元件时，换挡轴的转动不需要额外空间。传统上，换挡轴通过平移运动驱动拨叉，但这当然比换挡轴仅仅转动需要更大的空间。

根据本公开内容的另一个方面，换挡轴配备有外螺纹并通过外螺纹被分别连接到换挡元件，其中换挡元件具有相应的内螺纹，使得在使用时，换挡元件随着轴的转动而被致动。

同样，如果本变速装置的所有换挡元件都由换挡轴的转动运动来致动，则所需空间比按传统方式致动换挡元件的所需空间要小。

对于本公开内容的变速装置，当换挡元件被换挡轴的转动来致动时，根据本公开内容的一个方面，变速装置包括用于转动至少一个轴的至少一个电动机转动。

通过转动换挡轴来致动换挡元件所需的扭矩相对较低，即可以使用较小的电动机来执行该致动动作。然而，电动机应该优选地具有快速响应。

根据本公开内容的另一个方面，电动机通过驱动器被连接到轴上，驱动器具有两个操作位置，其中在这些位置的第一位置，电动机被连接到轴中的一个，在第二位置被连接到另一个轴。

如果两个换挡轴通过转动来驱动各自的变速元件，则可以使用一个驱动器将一个电动机连接到两个换挡轴上。

根据本公开内容的一个方面，用于在换挡轴之间切换的驱动器类型是双离合器或双离合器(有时也称为双离合器，twin clutch)。

同样，需要处理的扭矩很低，因此双离合器优选地为较小的类型，因此不会占用太多空间。

为了更快的动作，根据本公开内容的一个方面，变速装置包括用于每个轴的一个电动机。

与每两个换挡轴有一个电动机和一个诸如双离合器驱动器的驱动器不同，一个电动机可用于每个换挡轴。

在大多数情况下，换挡元件是换挡器拨叉或换挡拨叉。换挡拨叉的作用是使滑块与手动变速器中的每个齿轮啮合。

此外，还提供了一种包括根据上述公开内容的变速装置的变速器。

当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的进一步特征和优点将变得明显。本领域技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以结合本发明的不同特征来创建下文描述的示例性实施例以外的实施例。

附图说明

通过以下对本发明的示例性实施例的说明性和非限制性详细描述，将更好地理解上述以及本发明的附加目的、特征和优点，其中：

图1是在齿轮情况下的变速装置的一个示例性实施例的横截面图。

图2是变速装置的一个示例性实施例的横截面图。

图3是变速装置的另一个示例性实施例的横截面图。

图4是一个可替换的驱动器的横截面图。

图5是另一个驱动器的横截面图。

具体实施方式

下面将参照附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以多种不同形式实施，并且不应被解释为限于本文所述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性。相似的附图标记指的是整个描述中的相似元素。

参照图1的示例性实施例，示例性变速器3具有用于对齿轮2进行换挡的变速装置1。变速器3包括第一换挡轴4、与第一换挡轴相关联并被布置成沿第一换挡轴4轴向移动以致动第一组齿轮的第一换挡拨叉5。变速器3还包括第二换挡轴6、与第二换挡轴6相关联并被布置成沿第二换挡轴6轴向移动以致动第二组齿轮的第二换挡拨叉7。所述第一轴4是空心的，所述第二换挡轴6部分被同轴布置在空心轴4内。

换挡轴4、6配备有外螺纹8，并通过外螺纹被分别连接到换挡拨叉5、7上。换挡拨叉5、7具有相应的内螺纹9，使得换挡拨叉5、7在使用时随着轴4、6的转动而被致动。

在图1中，空心换挡轴4已经转动，使得其相应的换挡拨叉5移动了滑块12，并通过图中最下的齿轮15、16将主轴13连接到层轴14上。该图仅说明了本公开内容的概念，因此仅显示了示例性变速器的截面图。

继续参见图2，电动机10通过双离合器11被连接到轴4、6上，双离合器11有两个操作位置，其中在这些位置的第一位置，电动机10被连接到这些轴中一个，并且在第二位置被连接到另一个轴。

电动机10转动连接到双离合器11的输入轴17。当图中最上方的离合器18被连接到输入轴17时，空心换挡轴4被激活，根据由电动机10转动的输入轴17的转动方向，换挡拨叉5和相应的滑块12由此上移或下移。同样，当图中最底下的离合器19被连接到输入轴17时，可以激活被同轴布置在空心换挡轴4内的另一个换挡轴6。因此，根据电动机10转动的输入轴17的转动方向，换挡拨叉7和相应的滑块20可以被上移或下移。

现在转到图3，其显示了两个电动机10，每个电动机转动一个轴。图中最上方的电动机10转动空心换挡轴4，而最底下的电动机10转动被同轴布置在空心换挡轴4内的换挡轴6。当换挡轴4转动时，根据换挡轴4的转动方向，变速拨叉5和相应的滑块12被上移或下移。同样，当换挡轴6转动时，根据换挡轴6的转动方向，变速拨叉7和相应的滑块20被上移或下移。

回到图3所示的具有单个电动机10和单个驱动器的原理图，该示例中的驱动器类型或离合器类型是板式离合器原理。然而，在图4和5中可以看到更多的可能性。在图4中，驱动器是爪形离合器。图5示出了作为驱动器的行星齿轮的方案。

应当理解，本发明不限于上述和附图中说明的实施例；相反，技术人员将认识到可以在所附权利要求的范围内进行许多改变和修改。例如，可能有两个以上的换挡轴，例如三个换挡轴，显然其中至少有两个是空心的。

图2和图3的进一步组合将显示这种可能性。图3中的换挡轴6可以替换地致动用作图2中的输入轴17换挡拨叉7。换言之，两台电动机和一台双离合器将能够驱动三个换挡轴，以及相应地三个换挡拨叉及其相应的滑块。

Claims (9)

1.一种用于对变速器(3)的齿轮(2)进行换挡的变速装置(1)，所述变速器包括第一换挡轴(4)、第一换挡元件(5)、第二换挡轴(6)以及第二换挡元件(7)，其中所述第一换挡元件(5)与所述第一换挡轴(4)相关联并被布置成沿所述第一换挡轴(4)的轴向移动以致动第一组齿轮，第二换挡元件(7)与所述第二换挡轴(6)相关联并被布置成沿第二换挡轴(6)的轴向移动以致动第二组齿轮，

其特征在于，

所述第一换挡轴和第二换挡轴中的一个是空心的，并且所述第一换挡轴和第二换挡轴中的另一个部分被同轴布置在所述空心轴内。

2.根据权利要求1所述的变速装置(1)，其中所述换挡轴中的至少一个配备有外螺纹(8)，并通过所述螺纹被连接到其换挡元件上，所述换挡元件具有与所述轴的所述螺纹相对应的内螺纹(9)，使得所述元件在使用时随着所述轴的转动而被致动。

3.根据权利要求1所述的变速装置(1)，其中所述换挡轴(4、6)配备有外螺纹(8)，并通过所述外螺纹被分别连接到所述换挡元件(5、7)，其中所述换挡元件(5、7)具有相应的内螺纹(9)，使得所述换挡元件(5，7)在使用时随着所述轴(4，6)的转动而被致动。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的变速装置(1)，还包括至少一个用于转动至少一个所述轴的电动机(10)。

5.根据权利要求4所述的变速装置(1)，其中所述电动机(10)通过驱动器(11)被连接至所述轴(4、6)，所述驱动器(11)具有两个操作位置，在这些位置中的第一位置，所述电动机(10)被连接到所述轴中的一个，并且在第二位置被连接到另一个所述轴。

6.根据权利要求5所述的变速装置(1)，其中所述驱动器是双离合器(11)。

7.根据权利要求2和3中任一项所述的变速装置(1)，还包括用于每个轴的一个电动机。

8.根据上述任一项权利要求所述的变速装置(1)，其中所述换挡元件是换挡拨叉(5、7)。

9.一种变速器(3)，包括根据上述任一权利要求所述的变速装置(1)。

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