CN112601906A - 具有可旋转地布置在中间轴上的正齿轮的机动车变速器用变速器单元 - Google Patents

具有可旋转地布置在中间轴上的正齿轮的机动车变速器用变速器单元 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机动车变速器用变速器单元，其具有可旋转地布置在中间轴(5)上并且可固定至所述中间轴(5)以经由离合器装置传递驱动力的正齿轮(6)，其中，所述正齿轮(6)在侧面(9)上设有第一自由轮齿轮部(10)，所述第一自由轮齿轮部(10)可以经由作为离合器装置的内齿滑动套筒(12)连接至相应轴侧第二自由轮齿轮部(11)，其中在相反侧面(13)上具有驻车锁止齿轮部(14)的所述正齿轮(6)还设置用于在车辆处于静止状态时与棘爪(15)啮合以阻挡变速器单元。

Description

具有可旋转地布置在中间轴上的正齿轮的机动车变速器用变 速器单元
技术领域
本发明涉及一种具有可旋转地布置在中间轴上的正齿轮的机动车变速器用变速器单元，该正齿轮用于传递驱动力，可经由离合器装置固定至中间轴。
背景技术
本发明的应用领域主要扩展至汽车工程。特别地，在电动车辆的自动车桥驱动器中，通常使用各种独立变速器模块，这些变速器模块除了从电动机传递动力之外，还在紧急状况下执行驻车锁止和分离动力流的功能。例如，当由于部件故障、传动系过载、超过最大允许速度等原因造成机动车变速器受阻时，就会触发这种紧急状况。结果，从驱动电机到机动车车轮的动力流被分离，以避免间接损害。另一方面，在车辆处于静止状态时，尤其是处于驻车位置时，驻车锁止锁定机动车变速器，以防止机动车意外从驻车位置滑离，即使尚未使用驻车制动器亦如此。
文件DE 102015116537 A1中提出了一种本专利关注的机动车变速器类型。该机动车变速器是电动车桥驱动器的一部分，设计成可在两个变速器齿轮之间切换。采用电动机驱动机动车车桥的至少一个输出轴。借助于正齿轮级，在第一切换级中驱动中间轴，牢固连接至中间轴的正齿轮亦如此。该正齿轮与布置成与输出轴同轴的行星齿轮的齿圈相啮合。另一个正齿轮可连接到电动机的输出轴或所述中间轴，以在第二切换级中驱动行星齿轮的太阳轮。该电动车桥驱动器的特点在于其紧凑型设计。诸如驻车锁止或动力流分离等附加功能不能由这种可切换的机动车变速器来实现，而可能需要通过另外集成到动力流中的功能模块来添加。
发明内容
本发明的目的是创建一种允许集成驻车锁止和动力流分离功能的机动车变速器用变速器单元。
该目的基于根据权利要求1前序部分的变速器单元及其具有的功能件来实现。参照此点的权利要求体现了本发明的发展前景。权利要求10描述了一种包含根据本发明的变速器单元的机动车的电动车桥驱动器。
本发明包含技术教导，即，可集成到机动车变速器中的变速器单元包括正齿轮，该正齿轮可旋转地布置在中间轴上的自由转动位置，并且可固定至中间轴，用于经由离合器装置传递驱动力。该正齿轮在一个侧齿面上设有第一自由轮齿轮部，该第一自由轮齿轮部可经由作为离合器装置的内啮合滑动套筒连接至相应轴侧第二自由轮齿轮部；而且，该正齿轮在相对侧齿面上设有驻车锁止齿轮部，用于在车辆处于静止状态时与棘爪啮合以阻挡变速器单元。
根据本发明的解决方案的优点特别在于，该多功能变速器单元可用作机动车变速器的中间轴，还以节省空间的方式接管驻车锁止和动力流分离的附加功能，并且具有将传动比切换成慢速传动的功能。因此，在该机动车变速器上无需安装单独的附加模块来执行这些附加功能。根据本发明创建的功能集成减少了单个部件的数量，并且消除了相关的组装工作。
在一个根据本发明的变速器单元的优选实施例中，提出将正齿轮上的驻车锁止齿轮部的外径设计成小于正齿轮本身的齿根圆直径。另外，自由轮部的外径应该设计成小于正齿轮的齿根圆直径和驻车锁止齿轮部的外径。因此，自由轮部具有变速器单元的最小外径。这种专门为功能定制的直径设计代表了变速器单元材料消耗与为实现可靠动力传递的高尺寸稳定性之间的最佳选择。另外，就生产工程而言，采用这种阶梯式直径设计的变速器单元也可以简单的方式机加工。
至于最适合生产的设计，提出将自由轮部和驻车锁止部直接模制到正齿轮上，使得这些功能单元形成一个一体式部件。该一体式部件可优选地通过对钢制落锻半成品进行机加工来制造。
根据本发明的一个优选实施例，提出将功能集成正齿轮经由至少单排的滚针轴承，优选地为双排的滚针轴承，可旋转地安装在中间轴上。该滚针轴承能够以节省空间的方式吸收在径向上作用在变速器单元上的载荷。由于具有模制自由轮部和驻车锁止齿轮部的功能集成正齿轮在轴向上相当宽，所以在需要时，双排的或多排的滚针轴承也可用于滚柱轴承。
根据一种进一步改进本发明的措施，提出将正齿轮上第一自由轮齿轮部联接至中间轴上第二自由轮部的滑动套筒可经由啮合在该滑动套筒的外径向圆周槽中的换挡拨叉装置进行轴向调节，这本身是已知的。如此，形成一个紧凑而坚固的单元，用于在紧急情况下分离动力流。这是通过从正齿轮侧的第一自由轮部抽出滑动套筒，使得该滑动套筒完全处于轴侧的第二自由轮部的区域中来实现的。在该滑动套筒的切换位置中，正齿轮可相对于中间轴自由地旋转，使得两个变速器零件之间的动力传递被取消。
根据该分离机构的一个优选实施例，提出中间轴的自由轮部具有比与其相邻的用于容纳滚针轴承的轴部更大的外径。结果，功能集成正齿轮可轴向地支撑在由轴侧自由轮部形成的台肩上，同时，由于轴直径的减小，实现了变速器单元的紧凑设计。
还提出了经由轴向与驻车锁止齿轮部相邻布置的第一滚柱轴承和轴向与轴侧自由轮齿轮部相邻布置的第二滚柱轴承，中间轴可旋转地支撑在变速器单元内。例如，两个滚柱轴承都可设计成滚珠轴承。
附图说明
下文基于附图，结合本发明的优选示例性实施例的描述，更详细地示出了改进本发明的进一步措施。在附图中：
图1示出了装备含有根据本发明的变速器单元的机动车变速器的电动车桥驱动器的示意性框图，
图2示出了穿过图1所示变速器单元的纵切面，
图3示出了图2所示变速器单元的功能集成正齿轮的透视图，以及
图4A至4C示出了处于驻车锁止和自由轮的不同功能位置的变速器单元的透视图。
具体实施方式
根据图1，机动车的电动车桥驱动器(图中未示出)基本上由电动机1组成，向轮轴3的差速齿轮2传递驱动力。由该电动机1产生的发动机转速经由机动车变速器4(图中仅示意性示出)降低到低转速，以实现轮轴3的期望车轮转速。该机动车变速器4包括功能集成变速器单元，该变速器单元布置在中间轴5的区域中，并且其中包括用于将驱动力从电动机1传递至差速变速器2的正齿轮6。
根据图2，该正齿轮6原则上经由轴向彼此相邻布置的两个滚针轴承7a和7b可旋转地布置在中间轴5上。然而，为了传递驱动力，该正齿轮6可通过下文描述的离合器装置固定在中间轴5上。该中间轴5由布置在齿轮箱(图中未示出)中正齿轮6两侧的滚柱轴承8a和8b可旋转地支撑。
为了在紧急状况下断开动力流，上述离合器装置包括第一自由轮齿轮部10，该第一自由轮齿轮部10布置在正齿轮6的侧齿面9上，并且呈直齿链轮形，与具有相同形状的相应轴侧第二自由轮齿轮部11相对应。自由轮齿轮部10和11都可连接到作为离合器装置的轴向可移动滑动套筒12上。在该滑动套筒12的连接位置，驱动力从中间轴5传递到正齿轮6，反之亦然。
该正齿轮6在相对侧齿面13上还具有驻车锁止齿轮部14，该驻车锁齿轮部14以本身已知的方式与棘爪15配合以实现驻车锁止功能。驻车锁止用于在车辆静止状态下阻挡变速器单元。
根据图3，在根据本发明的变速器单元的范围内使用的正齿轮6由中心螺旋啮合部16组成，在该正齿轮6的一侧上形成的驻车锁止齿轮部14具有相对粗的齿距，并且在该正齿轮6的相对侧上形成的自由轮部10具有一种直齿条。驻车锁止齿轮部14的外径小于螺旋啮合部16的齿根圆直径，而且自由轮齿轮部10的外径小于驻车锁止齿轮部14的外径。
根据图4a，该变速器单元处于驻车锁止被停用的功能位置。在这种情况下，棘爪15与驻车锁止齿轮部14脱离。滑动套筒12同时处于靠近正齿轮的位置，使得正齿轮6固定在中间轴5上以传递驱动力。
在图4b中，与上述功能位置相反，锁止片15与驻车锁止齿轮部14啮合。当车辆处于静止状态时，驻车锁止被激活，从而防止车辆意外移动。
图4c示出了处于功能位置的变速器单元，在该功能位置，当驻车锁止脱离时，即，当车辆移动时，由于紧急情况，动力流被分离。结果，驱动力从车辆车轮撤回。为此，滑动套筒12被切换到远离正齿轮的位置，使得正齿轮6可在自由轮功能的意义上相对于中间轴5旋转。
本发明不限于上述优选示例性实施例。相反，还可以想到包含在以下权利要求保护范围内的设计。例如，自由轮齿轮部和/或驻车锁止齿轮部还可以设计成附接到中心正齿轮的独立齿轮。
附图标记说明
1 电动机
2 差速齿轮
3 轮轴
4 机动车变速器
5 中间轴
6 正齿轮
7 滚针轴承
8 滚柱轴承
9 侧齿面
10 第一自由轮齿轮部
11 第二自由轮齿轮部
12 滑动套筒
13 侧齿面
14 驻车锁止齿轮部
15 棘爪
16 螺旋啮合部

Claims (10)

1.一种机动车变速器用变速器单元，其具有可旋转地布置在中间轴(5)上并且可固定至所述中间轴(5)以经由离合器装置传递驱动力的正齿轮(6)，
其特征在于，
所述正齿轮(6)在侧面(9)上设有第一自由轮齿轮部(10)，所述第一自由轮齿轮部(10)可以经由作为离合器装置的内齿滑动套筒(12)连接至相应轴侧第二自由轮齿轮部(11)，其中，
所述正齿轮(6)在相反侧面(13)上设有驻车锁止齿轮部(14)，用于在车辆处于静止状态时与棘爪(15)啮合以阻挡所述变速器单元。
2.根据权利要求1所述的变速器单元，
其特征在于，所述驻车锁止齿轮部(14)的外径设计成小于所述正齿轮(6)的齿根直径。
3.根据权利要求1所述的变速器单元，
其特征在于，所述自由轮齿轮部(10)的外径设计成小于所述正齿轮(6)的齿根直径和所述驻车锁止齿轮部(14)的外径。
4.根据权利要求1所述的变速器单元，
其特征在于，所述正齿轮(6)经由至少单排的滚针轴承(7a、7b)可旋转地安装在所述中间轴(5)上。
5.根据权利要求1所述的变速器单元，
其特征在于，所述正齿轮(6)设计为具有一体成型的自由轮部(10)和一体成型的驻车锁止齿轮部(14)的一体式部件。
6.根据权利要求5所述的变速器单元，
其特征在于，所述一体式部件通过对落锻半成品进行机加工而制成为钢制品。
7.根据权利要求1所述的变速器单元，
其特征在于，将所述第一自由轮齿轮部(10)联接至所述第二自由轮齿轮部(11)的所述滑动套筒(12)可经由啮合在所述滑动套筒(12)的外径向圆周槽中的换挡拨叉装置进行轴向调节。
8.根据权利要求1所述的变速器单元，
其特征在于，所述中间轴(5)的所述自由轮齿轮部(10)具有比与其相邻的用于容纳所述至少单排的滚针轴承(7a、7b)的轴部更大的外径。
9.根据权利要求1所述的变速器单元，
其特征在于，所述中间轴(5)经由与所述驻车锁止齿轮部(14)轴向相邻的第一滚柱轴承(8a)和与所述轴侧自由轮齿轮部(11)轴向相邻的第二滚柱轴承(8b)来支撑。
10.一种机动车的电动车桥驱动器，其具有布置在电动机(1)与差速齿轮(2)之间以降低发动机转速的机动车变速器(4)，所述机动车变速器(4)包括根据前述权利要求中任一项所述的功能集成式变速器单元。
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