CN112930451A - 用于机动车辆变速器的轴 - Google Patents

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C·席林
M·布雷默
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F·芬克
T·吉亚玛蒂
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R·赖泽
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Abstract

一种用于机动车辆变速器(G)的轴(W)，其中轴(W)具有四个轴向孔(B1，B2，B3，B4)，这四个轴向孔被设置成用于在轴(W)内引导流体，其中这四个孔(B1，B2，B3，B4)中的每个孔的中心轴线与轴(W)的旋转轴线(WA)间隔开地布置；并且其中这四个孔(B1，B2，B3，B4)中的至少两个孔的中心轴线与旋转轴线(WA)之间的径向间距(r1)不同于其余的孔中的一个孔的中心轴线与旋转轴线(WA)之间的径向间距(r2)；以及一种用于机动车辆的变速器(G)，该变速器具有这种轴(W)。

Description

用于机动车辆变速器的轴
本发明涉及一种用于机动车辆变速器的轴以及一种用于机动车辆的变速器，该变速器具有这种轴。
在现有技术中针对机动车辆变速器已知的是，藉由在变速器轴中延伸的孔将液压流体供应给变速器的元件。因此，DE 10 2009 014 731 A1示出了一种多挡变速器，该多挡变速器的驱动轴具有四个孔。
在这种结构中重要的是：尽管有孔，但轴仍具有足够的强度。在此应将轴的外直径保持得尽可能小，以使轴承的直径和接合在该轴上的密封元件的直径保持得较小。此外，必须注意的是，不同大小的压力可能会作用于孔中。如果孔之间的壁厚太小，则在操作期间可能会在孔之间出现裂口并且因此可能会导致液压短路。因此在制造孔时必须要考虑公差，这是因为特别是在孔相对较深的情况下，钻孔轴线的偏斜可能会显著地减小孔之间的壁厚。
因此本发明的目的在于提供一种轴，尽管有四个轴向孔，但该轴仍具有较高的强度。
该目的通过专利权利要求1的特征来实现。有利的设计方案自从属权利要求、说明书以及附图中得出。
提出一种用于机动车辆变速器的轴，该轴具有四个轴向孔。这四个孔中的每个孔被设置成用于在轴内引导流体。根据本发明，这四个孔中的每个孔的中心轴线与轴的旋转轴线间隔开地布置。此外，这些孔中的至少两个孔的中心轴线与轴的旋转轴线之间的径向间距不同于一个其余的孔或多个其余的孔的中心轴线与轴的旋转轴线之间的径向间距。换言之，这四个孔中的至少两个孔被布置在轴横截面的至少一个与该其余的孔或这些其余的孔不同的直径上。通过孔的这种可变的径向分布，孔之间的壁厚以及轴的外直径与孔之间的环形区域可以被优化成使得确保轴所必需的强度。
优选地，这四个孔中的正好两个孔的中心轴线与轴的旋转轴线之间的径向间距相同。在此优选地，其余的两个孔的中心轴线与轴的旋转轴线之间的径向间距相同。在这种设计方案中，这四个孔可以均匀地被布置在轴的横截面上，由此可以优化轴的强度。
优选地，这四个孔中的至少两个孔的孔直径彼此不同。通过改变孔直径与孔到旋转轴线的至少部分不同的间距相结合可以优化轴的强度。
特别优选的是如下设计方案，在该设计方案中这四个孔中的两个孔的孔直径相同。明显优选的设计方案得出：这四个孔两两具有相同的孔直径。这种设计方案能够实现对于强度而言有利地均匀布置这四个孔。
优选地，这四个孔的孔直径与这四个孔的中心轴线与轴的旋转轴线之间的径向间距成反比。换言之，更靠近旋转轴线布置的孔的孔直径大于更远离旋转轴线的孔的孔直径。应指出的是，孔和旋转轴线的间距与孔直径之间的反比关系可以是线性的，然而不是必须是线性的。
优选地，这四个孔被布置成使得这四个孔中的每个孔的径向最外点具有与轴的旋转轴线相同的径向间距。这种布置有利于将孔均匀地布置在轴横截面中，这种布置对轴的强度而言是有利的。
轴可以是用于机动车辆的变速器的组成部分。在此，可以设想变速器的不同的结构类型，例如自动变速器、双离合器变速器、具有无级可变传动比的变速器或自动化手动变速器。变速器可以使用形成挡位的正齿轮级和/或行星齿轮组。
优选地，这四个孔中的至少一个孔被设置成用于将油供应至变速器的离合器的液压致动机构。
变速器优选包括液力变矩器，该变矩器具有锁止离合器、即用于可切换地连接变矩器的泵轮和涡轮的离合器。此外，变速器可以具有连接在变矩器上游的另外的离合器。开篇所述的轴尤其适用于这种应用，这是因为可以借助于轴将液压流体引导到锁止离合器和另外的离合器的液压致动装置中。
这四个孔中的第一孔例如可以被设置成用于将油供应至变矩器的环形空间或者从该变矩器的环形空间中排出油。这四个孔中的第二孔可以被设置成用于给变速器的至少一个部件供应润滑油，例如用于润滑滚动轴承。这四个孔中的第三孔可以被设置成用于给另外的离合器的液压致动机构供应油。这四个孔中的第四孔可以被设置成用于给锁止离合器的液压致动机构供应油。
如果另外的离合器的液压致动机构具有用于补偿转动力的压力平衡室，则这四个孔中的第二孔优选地用于将油供应至该压力平衡室。
该另外的离合器优选被设计为湿运行的片式离合器。在这种情况下，至少部分地藉由这四个孔中的第二孔进行油供应，用以冷却和润滑另外的离合器。特别地，还可以设置有另外的油供应路径来冷却另外的离合器。
优选地，其中布置有四个孔的轴与变矩器的涡轮相连接。在此涉及永久的、即不可切换的连接。
下文借助附图详细描述本发明的实施例。在附图中：
图1示出了具有变速器的机动车辆动力传动系的简化图示；
图2和图3各自示出了变速器的区段的简化截面视图；并且
图4示出了变速器的轴的截面视图。
图1示意性地示出了机动车辆的动力传动系。该动力传动系具有燃烧发动机VM、带有轴W的变速器G以及差速器AG。燃烧发动机VM与变速器G的输入轴AN相连接。在这种连接中可以布置有在图1中未展示的扭振阻尼器。变速器G的输出轴例如藉由万向轴与差速器AG相连接。借助于差速器AG将施加在输出轴上的功率分配到机动车辆的驱动车轮DW上。在图1中所展示的动力传动系仅被视为示例性的。代替所展示的纵向于机动车辆的行驶方向定向的动力传动系的结构，还可以设想变速器G在横向于行驶方向定向的动力传动系中的应用。差速器AG可以被整合到变速器G的壳体GG中。
变速器G具有液力变矩器TC，该变矩器具有泵轮P、涡轮T、导轮L以及锁止离合器WK。通过闭合锁止离合器WK，泵轮P与涡轮T连接。导轮L藉由自由轮F支撑在被紧固于壳体GG的板ZP上。涡轮T与轴W相连接。变速器G还具有电动机器EM，该电动机器具有不可旋转的定子S和能够旋转的转子R。转子R与泵轮P相连接，并且可以藉由另外的离合器K0与输入轴AN相连接。
变速器G具有液压单元HY。液压单元HY具有未展示的泵和未展示的液压换挡装置。该泵可以将液压流体供应至该液压换挡装置。该液压换挡装置被配置用于将液压流体按照需要分配到变速器G的不同的液压消耗器上。藉由板ZP可以将对应分配的体积流量供应至变矩器TC，以致动锁止离合器WK、致动另外的离合器K0并且润滑变速器G的不同的部件并且致动变速器G的换挡元件SE1、SE3。为此，板ZP具有朝向液压单元HY的第一液压接口HY1、以及朝向轴W的第二液压接口HY2。
借助于变速器G可以在轴W与输出轴之间提供不同的挡位级。为此，变速器G具有多个行星齿轮组，该多个行星齿轮组被统称为齿轮组RS。轴W用作齿轮组RS的驱动轴。变速器G具有多个换挡元件SE1、SE2、SE3、SE4、SE5。换挡元件SE1、SE2、SE3、SE4、SE5与行星齿轮组共同作用，以形成变速器G的挡位。根据图1中的图示的变速器G应仅被视为示例性的。替代行星齿轮组，例如可以使用正齿轮组来形成挡位。
图2示出了变速器G的局部的简化截面视图。锁止离合器WK被实施为湿运行的离合器，并且借助于与压力室WKP处于连通的活塞WKK被致动。活塞WKK在两个密封件WKD1、WKD2之间受到引导。压力室WKP部分地由与泵轮P相连接的径向的壁部X限定。壁部X与轴W之间的间隙由密封件DX进行密封。
另外的离合器K0藉由与压力室K0P处于连通的活塞K0K被致动。活塞K0K在两个密封件K0D1、K0D2之间受到引导。压力室K0P部分地被壁部X限定。为了平衡作用在压力室K0P中的转动力而设置有压力平衡室K0A。为此，设置有紧固于输入轴AN的挡盘，该挡盘藉由密封件K0AD相对于活塞K0K进行密封。活塞K0K被布置在压力室K0P与压力平衡室K0A之间。轴W藉由滚动轴承WL以可旋转的方式被支承在输入轴AN上。可以设置有在图2中未展示的另外的滚动轴承，用以支承轴W和输入轴AN。
在图2中展示了朝向变矩器TC的环形空间的油供应以及朝向滚动轴承WL的油供应。在此，轴W的截平面被选择为使得可以看到孔B1和孔B2。孔B1用于将油供应至变矩器TC的环形空间。通过轴W中的径向孔B1_in将油供应至孔B1，其中油可以通过径向孔B1_out从轴W中溢出。藉由在图2中未展示的板ZP将油供应到径向孔B1_in中。通过径向孔B1_out将油供应给锁止离合器WK以及泵轮P、涡轮T和导轮L之间的液力路径。将油从变矩器TC的环形空间中排出例如可以通过如下间隙来实现，该间隙被布置在变矩器TC的和泵轮P相连接的壳体与和导轮L相连接的轴WLR之间。在图2中通过箭头指示出了对应的油路径。在孔B1_out的下游，孔B1被封闭部B1S封闭。
孔B2用于将油供应至滚动轴承WL、填充压力平衡室K0A以及将油供应至另外的离合器K0。通过轴W中的径向孔B2_in将油供应至孔B2，油在轴W的端侧面中的开口B2_out处再次溢出。藉由在图2中未展示的板ZP将油供应到径向孔B2_in中。通过轴W的转动来将油径向向外朝向输入轴AN的内侧甩出。油从那里穿过滚动轴承WL在朝向密封件K0D2的方向上流动。油通过输入轴AN的轴向端部与活塞K0K之间的轴向间隙到达压力平衡室K0A。如果该压力平衡室填充有足够的油，则油被供应至另外的离合器K0。在图2中通过箭头指示出了对应的油路径。
图3示出了变速器G的局部的另外的简化截面视图，该截面视图大体上与图2所示出的视图相对应。轴W的截平面现在已被选择为使得可以看到孔B3和孔B4。孔B3用于将油供应至压力室K0P。通过向压力室K0P施加压力来以液压的方式致动另外的离合器K0。通过径向孔B3_in将油供应至孔B3。藉由在图3中未展示的板ZP将油供应到径向孔B3_in中。油通过径向孔B3_out进入到压力室K0P中。在孔B3_out的下游，孔B3被封闭部B3S封闭。在图3中通过箭头指示出了对应的油路径。
孔B4用于将油供应至压力室WKP。通过向压力室WKP施加压力来以液压的方式致动锁止离合器WK。通过径向孔B4_in将油供应至孔B4。藉由在图3中未展示的板ZP将油供应到径向孔B4_in中。油通过径向孔B4_out进入到压力室WKP中。在孔B4_out的下游，孔B4被封闭部B4S封闭。在图3中通过箭头指示出了对应的油路径。
应指出的是，在图2和图3中的图示仅是示意性的并且没有呈现出完整的结构。图2和图3中的图示尤其用于说明通过轴W的孔B1至B4至变矩器TC、压力室WKP、K0P、压力平衡室K0A、滚动轴承WL以及另外的离合器K0的流体供应。
图4示出了轴W的截面视图。轴W居中地围绕旋转轴线WA以可旋转的方式支承并且具有四个轴向孔B1、B2、B3、B4。一方面，孔B1、B2具有相同的孔直径，孔B3、B4具有相同的孔直径。孔B1、B2的孔直径大于孔B3、B4的孔直径。在此，孔B1、B2的中心轴线与旋转轴线WA之间的标为r1的径向间距小于孔B3、B4的中心轴线与旋转轴线WA之间的标为r2的径向间距。这四个孔B1、B2、B3、B4在此被布置成使得旋转轴线WA与这四个孔B1、B2、B3、B4中的每个孔的径向最外点之间的标为r3的径向间距是相同的。图4中的图示仅用于说明并且不是按比例的。
附图标记清单
VM 燃烧发动机
G 变速器
AN 输入轴
GG 壳体
W 轴
WA 轴的旋转轴线
B1 轴向孔
B2 轴向孔
B3 轴向孔
B4 轴向孔
r1，r2，r3 径向间距
B1_in 径向孔
B1_out 径向孔
B2_in 径向孔
B2_out 开口
B3_in 径向孔
B3_out 径向孔
B4_in 径向孔
B4_out 径向孔
B1S 封闭部
B3S 封闭部
B4S 封闭部
TC 变矩器
P 泵轮
T 涡轮
L 导轮
WLR 导轮轴
F 自由轮
WK 锁止离合器
WKP 压力室
WKK 活塞
WKD1 密封件
WKD2 密封件
X 壁部
DX 密封件
K0 另外的离合器
K0D1 密封件
K0D2 密封件
K0P 压力室
K0K 活塞
K0A 压力平衡室
K0AD 密封件
EM 电动机器
S 转子
R 定子
WL 滚动轴承
HY 液压单元
HY1 第一液压接口
HY2 第二液压接口
RS 齿轮组
SE1 换挡元件
SE2 换挡元件
SE3 换挡元件
SE4 换挡元件
SE5 换挡元件
AG 差速器
DW 驱动车轮

Claims (15)

1.一种用于机动车辆变速器(G)的轴(W)，其中所述轴(W)具有四个轴向孔(B1，B2，B3，B4)，所述四个轴向孔被设置成用于在所述轴(W)内引导流体，
其特征在于，所述四个孔(B1，B2，B3，B4)中的每个孔的中心轴线与所述轴(W)的旋转轴线(WA)间隔开地布置；并且所述四个孔(B1，B2，B3，B4)中的至少两个孔的中心轴线与所述旋转轴线(WA)之间的径向间距(r1)不同于其余的孔中的一个孔的中心轴线与所述旋转轴线(WA)之间的径向间距(r2)。
2.根据权利要求1所述的轴(W)，其特征在于，所述四个孔(B1，B2，B3，B4)中的正好两个孔的中心轴线与所述旋转轴线(WA)之间的径向间距(r1)是相同的。
3.根据权利要求2所述的轴(W)，其特征在于，其余的两个孔的中心轴线与所述旋转轴线(WA)之间的径向间距(r2)是相同的。
4.根据权利要求1至3之一所述的轴(W)，其特征在于，所述四个孔(B1，B2，B3，B4)中的至少两个孔的孔直径彼此不同。
5.根据权利要求1至4之一所述的轴(W)，其特征在于，所述四个孔(B1，B2，B3，B4)中的两个孔的孔直径是相同的。
6.根据权利要求5所述的轴(W)，其特征在于，所述四个孔(B1，B2，B3，B4)两两具有相同的孔直径。
7.根据前述权利要求之一所述的轴(W)，其特征在于，所述四个孔(B1，B2，B3，B4)的孔直径和所述孔(B1，B2，B3，B4)的中心轴线与所述旋转轴线(WA)之间的径向间距(r1，r2)成反比。
8.根据前述权利要求之一所述的轴(W)，其特征在于，所述四个孔(B1，B2，B3，B4)被布置成使得所述四个孔(B1，B2，B3，B4)中的每个孔的径向最外点具有与所述旋转轴线(WA)相同的径向间距(r3)。
9.一种用于机动车辆的变速器(G)，其特征在于根据前述权利要求中的至少一项所述的轴(W)。
10.根据权利要求9所述的变速器(G)，其特征在于，所述轴(W)的四个孔(B1，B2，B3，B4)中的至少一个孔被设置成用于将油供应至所述变速器(G)的离合器(K0，WK)的液压致动机构。
11.根据权利要求9所述的变速器(G)，其特征在于，所述变速器(G)具有带有锁止离合器(WK)的液力变矩器(TC)、以及连接在所述变矩器(TC)上游的另外的离合器(K0)。
12.根据权利要求11所述的变速器(G)，其特征在于，
-所述轴(W)中的所述四个孔中的第一孔(B1)被设置成用于将油供应至所述变矩器(TC)的液力路径或者从所述变矩器的液力路径中排出油；
-所述轴(W)中的所述四个孔中的第二孔(B2)被设置成用于给所述变速器(G)的至少一个部件供应润滑油；
-所述轴(W)中的所述四个孔中的第三孔(B3)被设置成用于将油供应至所述另外的离合器(K0)的液压致动机构；并且
-所述轴(W)中的所述四个孔中的第四孔(B4)被设置成用于将油供应至所述锁止离合器(WK)的液压致动机构。
13.根据权利要求12所述的变速器(G)，其特征在于，所述四个孔中的第二孔(B2)还被设置成用于供应所述另外的离合器(K0)的液压致动机构的压力平衡室(K0A)。
14.根据权利要求12或13所述的变速器(G)，其特征在于，所述另外的离合器(K0)被设计为湿运行的片式离合器，其中借助于所述四个孔中的第二孔(B2)将冷却油和润滑油供应至所述另外的离合器(K0)。
15.根据权利要求11至14之一所述的变速器(G)，其特征在于，所述轴(W)与所述变矩器(TC)的涡轮(T)相连接。
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