CN112824713A - 用于操作用于机动车辆的变速箱的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作变速箱(100)的系统(1)，包括：具有第一纵向轴线(X2)的第一轴(2)；操作性地连接到所述第一轴(2)的第一致动器组件(4)；具有第二纵向轴线(X6)的第二轴(6)；操作性地连接到所述第二轴(6)的第二致动器组件(8)；以及旋转连接到所述第二轴(6)的多个接合元件(10,12,14)；第一轴(2)是中空的，装配在所述第二轴(6)上，并且相对于第二轴(6)可轴向移动，并且所述多个接合元件(10,12,14)此外平移连接到所述第一轴(2)，并且可沿所述第一纵向轴线(X2)并且相对于所述第二轴(X6)与第一轴一起轴向移动。第一轴和第二轴可彼此独立地操作，以执行选择和接合变速箱(100)的档位的移动。

Description

用于操作用于机动车辆的变速箱的系统
技术领域
本发明涉及用于操作变速箱的系统，尤其用于操作执行选择和接合档位的自动变速箱的系统。
背景技术
用于操作具有X-Y型移动的变速箱的当前控制解决方案(即，在其中操作系统影响沿与表征在完全手动操作系统中的移动相同的移动坐标的选择和接合的移动)特征在于运动链的存在是非常麻烦的，且尤其以致于使得其在三轴变速箱(例如，具有两个副轴的双离合器变速箱)中的安装很成问题。
此外，联接到操作系统或变速箱的壳的线性或旋转致动器的存在使得经由添加与主轴接合的电机来使传动装置的混合动力化是极成问题的，即使不是完全不可能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于操作具有X-Y型移动的变速箱的系统，该系统将非常紧凑并且易于安装，并且将使得能够在传动装置上安装其它附件，如用于车辆的轻度混合动力化的电机。
本发明的目的通过具有形成随后权利要求的主题的特征的操作系统和变速箱来实现，所述操作系统和变速箱构成了本文中关于本发明提供的技术教导的组成部分。
附图说明
现在将参考附图描述本发明，这些附图仅通过非限制性示例的方式提供，并且其中：
-图1是根据本发明的操作系统的透视图；
-图2与图1类似，但为清楚起见已移除了构件中的一些；
-图3是根据本发明的操作系统的纵向截面视图；
-图4是根据本发明的变速箱的整体视图，其中移除了一些构件；以及
-图5是根据本发明的操作系统与变速箱本身之间的功能联接的详细视图。
具体实施方式
参看图1至3，数字1总体上表示用于操作变速箱的系统。操作系统1配置成用于选择和接合变速箱的前进档和倒档，并且能够可选地配置成(如后面将描述的那样)用于控制用于锁止传动装置的机构，该机构实现了传动装置自身的停车位置。
系统1包括具有第一纵向轴线X2的第一轴2或外轴，以及操作性地连接到第一轴2的第一致动器组件4。系统1进一步包括具有第二纵向轴线X6的第二轴6或内轴，以及操作性地连接到轴6的第二致动器组件8。操作系统1进一步包括多个接合元件10,12,14，这些接合元件旋转地连接到第二轴6，并且构造成用于与变速箱的驱动元件接合。
第一轴2是中空轴，并且优选地以如下方式装配在第二轴6上，使得各自的轴线X2和X6彼此重合。
此外，内轴6优选成形为具有不完全圆形的截面(例如，类似D地成形)，以便构造成用于与接合元件10,12,14形状联接。
在附图中所示的优选实施例中，每个元件10,12,14提供为衬套元件，衬套元件包括具有中心孔的套环10R,12R,14R，该中心孔具有与轴6的横截面相同的形状(此处类似D地成形)，以便通过形状配合扭转地连接，以及与套环自身一体地提供的径向接合指状物10F,12F,14F。接合元件10,12,14之间的形状配合是轴向可滑动的。
尤其参看图3，以上解决方案导致外轴2设有由部段形成的结构。尤其地，在该实施例中，外轴2包括第一部段18和第二部段20-均以管状元件的形式提供-它们联接到接合元件10,12,14，并且尤其借助于接合元件12连结在一起。优选通过套环10R,12R,14R与对应的部段18,20之间的过盈配合来提供联接。
现在将详细描述致动器组件4,8的结构以及它们在轴2,6上施加运动的方式。参看图2和3，第一致动器组件4包括第一旋转致动器22，该第一旋转致动器具有可绕正交于轴线X2,X6的旋转轴线Y24旋转的输出轴24。小齿轮26装配在输出轴24上、或与之一体地提供、或以其它方式旋转连接到输出轴，该小齿轮与齿条28啮合，该齿条以此方式可沿平行于轴线X2,X6的方向轴向移动。
齿条28沿轴线X2,X6轴向平移连接到轴2(即，它随轴2平移)，并且尤其借助于第一肩环30和第二肩环32联接到其上，第一肩环和第二肩环与齿条28一体地提供并且支撑在接合元件12上。肩环以一种方式安装成相对于轴2的部段18,20有一定游隙，使得轴可相对于肩环自由旋转(并由此受支承)。
可选地，提供了第三环34，其具有对轴2的进一步旋转支承的功能。因此，轴2相对于齿条28沿轴线X2,X6固定地平移，但是相对于齿条28本身、尤其相对于环30,32,34绕轴线自身自由旋转。
第二致动器组件8继而包括第二旋转致动器36，第二旋转致动器具有可绕与平行于轴线X2,X6的轴线Y24正交的轴线X38旋转的输出轴38。小齿轮40装配在输出轴38上、与输出轴一体地提供或以其它方式旋转连接到输出轴，该小齿轮提供了传动装置(尤其齿轮系传动装置)的输入元件，该输入元件将运动从致动器36传递至轴6。小齿轮40与第一齿轮轮体42啮合，尤其与第一齿轮轮体的具有第一直径的第一齿部44啮合。齿部44可沿不围绕各自的旋转轴线X42覆盖整个圆周的弧(由于齿部44在操作期间覆盖的有限的角度范围)延伸，或沿整个圆周延伸。齿轮轮体42的相对于齿部44同轴的第二齿部46继而与带齿的扇形部48啮合，该带齿的扇形部限定了所论述的传动装置的输出元件。带齿的扇形部48借助于毂50旋转连接到轴6，该毂具有带有与轴6相同的横截面的联接孔，且因此提供与其的形状配合。
根据本发明的有利方面，第二致动器组件8由安装凸缘52承载，该安装凸缘包括用于容纳旋转致动器36的座54以及与凸缘52本身成一体的延伸部56。延伸部56承载衬套57，衬套本身用作用于致动器组件4的输出轴24的旋转支承件。安装凸缘52还包括环形延伸部58，该环形延伸部围绕轴6装配并且能够容纳外轴2的轴向行程。
在本发明的各种可能的实施例中，旋转致动器22和36优选地提供为旋转电机。
参看图4，数字100整体上表示根据本发明的变速箱。变速箱100本身可为已知类型的，但是-根据本发明-在任何情况下都合并操作系统1。变速箱100包括主轴102，该主轴可绕轴线Y102旋转并且承载刚性地与其旋转连接的多个齿轮轮体，并且进一步包括第一副轴104和第二副轴106，该第一副轴和第二副轴可分别绕彼此平行且平行于轴线Y102的轴线Y104,Y106旋转。副轴104,106中的每个都承载相应的多个空转齿轮轮体，其(至少)与主轴102上的对应齿轮轮体啮合，以定义变速箱的前进档和倒档。
此外，两个副轴104,106中的每个均支撑输出小齿轮，该输出小齿轮与差速器DIFF的齿圈啮合，该差速器可绕轴线YD旋转。副轴104,106上的空转齿轮可借助于由图3和5中可见的叉驱动元件F1,F2,F3,F4控制的本身已知的接合装置(例如，同步器)选择性地旋转连接到相应的副轴(为简短起见，在下文中将这些元件称为"叉/多个叉")。叉F1-F4中的每个具有各自的控制座CF1,CF2,CF3,CF4，其可由接合元件10,12,14有选择地(并因此)接合。
参看图3至图5，叉F1和F3可沿各自的支承杆R1/3，尤其沿其平行于主轴和副轴的轴线的轴线YF1/3滑动，同时叉F2和F4可沿相应的支承杆R2/4滑动，尤其沿其平行于主轴和副轴的轴线且平行于轴线YF13的轴线YF2/4滑动。
如在图3、图4且其次在图5中可看出，叉组F1,F3和F2,F4在变速箱100的相对两侧沿平行方向轴向滑动。此外，在图3的图示中可见的是控制座CF1-CF4，并且尤其由于座CF1-CF4在轴线X2和X6的方向上错开而引起的选择平面的分布。
如在图4中可看出，操作系统1以如下方式安装在变速箱100上，使得轴线X2和X6相对于主轴和副轴的轴线Y102,Y104和Y106横向(此处是正交)。此外，电机200可联接至变速箱100，用于车辆的轻度混合动力化。电机200具有带有小齿轮的输出轴，该小齿轮借助于空转齿圈202与由主轴102承载的齿轮之一啮合。
下面描述操作系统1和变速箱100的操作。
轴2和6分别执行选择变速箱100的档位和接合档位本身的功能。因此，旋转致动器22是选择致动器，而旋转致动器36是接合致动器。
通过借助于致动器22驱动轴2来提供选择操纵，使得其沿轴线X2,X6执行轴向行程。小齿轮26与齿条28啮合，引起其沿轴线X2,X6的轴向平移，并且相同的轴向平移也传递到相对于齿条本身固定的轴2，并传递到接合元件10,12,14，接合元件由于与轴6的形状配合可轴向滑动的事实，所以与轴2一起平移。选择操纵的结果是使接合元件10,12,14之一的径向指状物10F,12F,14F根据待接合的齿轮与控制座CF1,Cf2,CF3,CF4对准(并因此联接)。
接合操纵遵循选择操纵并且借助于致动器36提供：小齿轮40与(空转)齿轮轮体42的齿部44啮合，并且齿轮轮体42的齿部46与带齿的扇形部48啮合，借助于毂50将旋转运动传递到轴6。轴6的旋转运动导致接合元件10,12,14(以及轴2本身)旋转，因此选择用于接合的叉F1,F2,F3,F4轴向平移。
与已知类型的操作系统不同，系统1在轴线X2,X6方向上的总体尺寸明显受到以下事实的约束：在系统1中轴向移动的移动元件的轴向行程最多等于选择平面的集合。此外，由于选择和接合的移动分配给相对于彼此活动并受到独立驱动的两个单独的轴(2,6)，因此选择的行程不会导致拖动负责接合移动的部件。
因此，可能使变速箱100免于对于控制组件的大壳的存在和/或将不允许例如安装电机200的特别长的操作系统的存在的需要。
此外，应注意的是-如在图4和图5中所示，可能设想，接合元件10将对变速箱100的停车装置P执行控制。在本文所示的实施例中，停车装置P包括棘爪P1，该棘爪绕平行于轴线Y106的轴线YP1摆动并且借助于扭力弹簧PS弹性地抵抗旋转。
棘爪P1构造成用于与链轮P2接合，该链轮旋转连接到主轴106。通过将棘爪P1接合在链轮P2的齿部中来提供接合，该操作是借助于滑块P3来实现的，该滑块由可沿平行于轴线YP1的轴线YP4活动并且可经由接合元件10的旋转驱动的移动元件P4控制。
移动元件P4驱动设有滚子的滑块P3，该滑块越过棘爪P1，通过凸轮作用使其朝着链轮P2的齿部旋转。基本上，滑块P3作为凸轮操作，而棘爪P1作为挺杆操作。此外，滑块P3借助于固定板P5固定到变速箱100。
当然，构造和实施例的细节可相对于本文所述和所示的较宽地改变，而不由此脱离由所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种用于操作变速箱(100)的系统(1)，包括：
-具有第一纵向轴线(X2)的第一轴(2)；
-操作性地连接到所述第一轴(2)的第一致动器组件(4)；
-具有第二纵向轴线(X6)的第二轴(6)；
-操作性地连接到所述第二轴(6)的第二致动器组件(8)；以及
-旋转连接到所述第二轴(6)的多个接合元件(10,12,14)；
其中：
-所述第一轴(2)是中空的，装配在所述第二轴(6)上，并且相对于所述第二轴(6)可轴向移动；
-所述多个接合元件(10,12,14)还平移连接到所述第一轴(2)，并且能够沿所述第一纵向轴线(X2)并且相对于所述第二轴(X6)与所述第一轴一起轴向移动；
-所述第一致动器组件(4)构造成用于在所述第一轴(2)上施加沿所述第一纵向轴线(X2)的平移移动，所述平移移动传递至平移连接到所述第一轴(2)的所述多个接合元件(10,12,14)；以及
-所述第二致动器组件(8)构造成用于在所述第二轴(6)上施加绕所述第二纵向轴线(X6)的旋转移动，所述旋转移动传递至此外旋转连接到所述第二轴(6)的所述多个接合元件(10,12,14)。
2.根据权利要求1所述的操作系统(1)，其特征在于，所述第二轴(6)轴向地固定。
3.根据权利要求1所述的操作系统(1)，其特征在于，每个接合元件(10,12,14)借助于轴向滑动型的形状联接而旋转连接到所述第二轴(6)。
4.根据权利要求1所述的操作系统(1)，其特征在于，所述第一致动器组件(4)包括第一旋转致动器(22)、旋转连接到所述第一旋转致动器(22)的输出轴(24)的小齿轮(26)，以及与所述小齿轮(26)啮合的齿条(28)，所述齿条(28)平移联接至所述第一轴(2)。
5.根据权利要求4所述的操作系统(1)，其特征在于，所述第一轴(2)相对于所述齿条(28)可自由旋转。
6.根据权利要求1或权利要求5所述的操作系统(1)，其特征在于，所述第一轴(2)包括经由所述多个接合元件联接在一起并与所述接合元件旋转连接的多个部段(18,20)。
7.根据权利要求1或权利要求4所述的操作系统(1)，其特征在于，所述第二致动器组件(8)包括第二旋转致动器(36)、传动装置(40,42,48)，所述传动装置具有联接至所述第二旋转致动器(36)的输出轴(38)的输入元件(40)，以及旋转连接到所述第二轴(6)的输出元件(48)，所述传动装置(40,42,48)构造成用于将来自所述输入元件(40)的运动传递到所述输出元件(48)。
8.根据权利要求7所述的操作系统(1)，其特征在于，所述第二致动器组件(8)包括安装凸缘(52)，所述安装凸缘包括用于容纳所述第二旋转致动器(36)的座(54)，以及用于所述第一旋转致动器(22)的小齿轮(26)的旋转支承件(57)。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的操作系统(1)，其特征在于，所述传动装置(40,42,48)的输入元件(40)是连接到所述第二旋转致动器(36)的输出轴(38)的小齿轮(40)，所述小齿轮(40)与具有第一直径的空转齿轮轮体(42)的第一齿部(44)啮合，所述空转齿轮轮体(42)具有带有小于所述第一直径的第二直径的第二齿部(46)，所述第二齿部与旋转连接到所述第二轴(6)的带齿的扇形部(48)啮合，并限定所述传动装置(40,42,48)的所述输出元件。
10.根据权利要求4或权利要求7所述的操作系统(1)，其特征在于，每个旋转致动器是电机。
11.一种变速箱(100)，包括：
-根据前述权利要求中任一项所述的操作系统(1)；
-主轴(102)，其能够绕各自的轴线(Y102)旋转，并包括与其旋转连接的第一多个齿轮轮体；
-第一副轴(104)和第二副轴(106)，所述第一副轴和第二副轴能够绕平行于彼此且平行于所述主轴(Y102)的轴线的各自轴线(Y104,Y106)旋转，所述第一副轴(104)和所述第二副轴(106)分别包括第二多个齿轮轮体和第三多个齿轮轮体，所述齿轮轮体中的每个与所述主轴(102)的对应齿轮轮体啮合，以限定所述变速箱的多个前进档和倒档；以及
-所述第二多个齿轮轮体和所述第三多个齿轮轮体空转地安装在相应的所述副轴(104,106)上，并能够借助于对应的接合装置选择性地旋转地联接到相应的副轴，所述接合装置中的每个借助于对应的叉接合装置(F1,F2,F3,F4)来控制，所述叉接合装置具有控制座(CF1,CF2,CF3,CF4)，所述控制座构造成由所述操作系统(1)的接合元件(10,12,14)选择性地接合；
-其中所述操作系统(1)的第一轴(2)和第二轴(6)相对于所述主轴(102)、所述第一副轴(104)和所述第二副轴(106)横向定向布置。
12.根据权利要求11所述的变速箱，其特征在于，所述变速箱进一步包括停车装置(P)，所述停车装置包括棘爪(P1)，所述棘爪绕平行于所述第二副轴(Y106)的轴线的轴线(YP1)摆动并且弹性地抵抗旋转，
-所述棘爪(P1)构造成用于与链轮(P2)接合，所述棘爪旋转连接到所述第二主轴(106)，并且能够经由滑块(P3)的滑动而接合在所述链轮(P2)中，所述滑块通过由所述多个接合元件(10)接合而可轴向移动，并经由所述第二轴(6)和所述第二马达-减速器组件而被旋转地驱动。
CN202011313344.XA 2019-11-20 2020-11-20 用于操作用于机动车辆的变速箱的系统 Pending CN112824713A (zh)

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