CN1132697A - 机动车齿轮交换变速器 - Google Patents

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弗雷德海尔姆·内贝尔
哈特穆特·尼德
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Abstract

机动车齿轮交换变速器，它设有一个带变速杆单元的操纵支架板作为支承一传动轴的变速器壳体上开口中的预安装构件单元。

Description

机动车齿轮交换变速器
本发明涉及一种机动车齿轮交换速器，它具有一个支承在变速器壳体中可转动的并且轴向不可移的传动轴，至少一个通过齿轮联轴节和传动轴连接的并在该轴上转动的活动齿轮，一个向着变速器壳体并在其位置固定的操纵壳体部分，一个变速杆单元，该单元含一根连接杆和至少一个与变速杆固定相连的触销、至少一个与变速杆相连的用于控制该杆的轴向运动的连接装置、至少一个与变速杆相连的用于控制该杆的转动的连接装置，另外所述的减速器还设有一个相对于操纵壳体部分固定设置的操纵支架板，两个相对于操纵壳体部分几何支承轴对中心地固定地置于操纵支架板中的轴承，通过该轴承可实现变速杆单元相对于操纵壳体部分轴向移动和转动，其中触销和与齿轮联轴节运动学相连的换挡杆上的操纵槽啮合并且一轴承置于和几何支承轴线同心的操纵壳体部分的开口中，连接装置通过壳体开口从外部进行控制。
在已知的齿轮交换变速器中(德国专利3136923C1)在传动道上的操纵壳体部分置于驾驶员座位一侧并且其几何支承轴横交于车辆纵向，同时通过一个远端控制装置和在车辆纵向交错设置的齿轮变速器连接。该远端控制装置分别由一个在变速杆上可转动支承的外操纵杆、固定转动的且通过变速箱壳体向外延伸的中间杆上的外部操纵杆、一个将中间杆和齿轮联轴节联轴节起来的壳体内部操纵机构和一个将两个外部操纵杆连接的外操纵杆。变速杆直接和手动操纵杆相连，其中与变速杆触销配合作用的操纵槽由两个在变速杆上支承的外部操纵杆的整体衬套中径向相对而置的狭缝组成。
本发明的目的主要在于，提供一种具有内部操纵系统的齿轮交换变速器，其中和减速器壳体成一整体的操纵系统设计为独立的、易于安装的构件并且和变速器壳体的结构情况无关。
按本发明所述的目的可以有利的方式由权利要求1的特征来实现。
按本发明的齿轮变速器中壳体内部操纵系统只要求2个部分，第一部分为操纵支架板和变速杆单元等可预安装的结构单元，第二部分为一个用于各自齿轮联轴节的联轴节操纵单元(拨叉操纵杆，拨叉)。
按本发明的齿轮变速器中，可清楚地限定内部操纵系统和变速器壳体之间闭合交叉点(Schnittstellen)并且将其数量减少到最小。
按本发明的齿轮变速器可避免产生在壳体和内部操纵系统的公差链。
按本发明的齿轮变速器能达到一个较小的局部多样性。
按本发明的齿轮变速器其内部操纵系统可作为用于最终装配的预制的结构单元。
尽管这种结构单元功能可靠，在维修时也可能实现快速更换。
按本发明的齿轮变速器不仅能手动操纵而且也能自动控制，对此它可用于所有的驱动系统中例如前轮驱动、后轮驱动、标准驱动、转换轴驱动和全轮驱动中。
在按本发明齿轮变速器的手动操纵中供驾驶者操纵的手动操纵杆通过一单独的远程操纵杆和集成在变速器壳体中的变速杆单元的壳体外部连接装置连起来。
权利要求2到4是根据使用壳体内部变速杆单元的一个拉索组(Seilzug)作为远程控制装置，即根据按本发明的齿轮变速器一个有关的连接装置的整体设计。
当齿轮交换变速器和支承手动操纵杆的车辆的部分之间的相对运动的脱开特别重要时，该实施方式就特别有利。
权利要求5到7是指按本发明变速器壳体上的操纵壳体部分的紧固部位具有一个有利的结构设计。
权利要求8到10是指按本发明齿轮变速器壳体内部操纵系统中上面所提及的第二部分的有益的结构设计。
权利要求11到17是壳体内部操纵系统的扩展的结构设计在按本发明的变速器中操纵壳体部分的操纵支架板近似用作多功能支架，不同的转换作用如开关、阻挡、卡锁、月牙形引导等都集中在一个独立的结构单元中。
对附图中示意描述的一实施形式进行如下说明即可得出本发明的细节，附图中：
图1为按本发明齿轮交换变速器的透视图，
图2为图1中变速器在箭头方向2的视图删去了其壳体部分并且补充了离合器壳体。
图3为图1变速器在图2III-III线的局部剖切图
图4为一个作为图1变速器的预装配单元的操纵壳体部分在图2箭头IV方向的透视图。
图4a为图4透视图中局部放大的视图
图4b为作为图1变速器预装配单元的在变速器壳体-轴上的拨叉操作杆支承的与图4和4a相同的透视图。
图5为按图4a和4作为预装配单元的操纵壳体部分的另一个透视图
图6为按图1齿轮变速中变速杆旋转位置的卡锁装置示意图。
图7为图1齿轮变速器操作杆在中间位置卡锁装置示意图。
图8到图10为按图1齿轮变速器连接杆和所属的阻挡弓形板三个选择位置的示意图。
图11按图1齿轮变速器的传动示意图。
在齿轮变速器20中作用输入轴的传动轴22和一个作为输出轴的传动轴12之间连有六个齿轮级，活动齿轮-例如传动轴22上活动齿轮24可通过齿轮联轴节(对于活动齿轮24为联轴节23)与其传动轴连接。作为输出轴的传动轴12通过齿轮级13与用于驱动车辆驱动轴两个驱动半轴15、16的差动传动装置14连接。
变速器20的壳体21在其端侧用此处不再描述的方式由一壳体端盖将其封闭，而在另一端侧法兰连接有离合器壳体17在其里面安置普通车辆离合器，该离合器用内燃机的曲轴和作为输入轴的传动轴22相连。
齿轮联轴节23可通过操作杆52的拨叉54操纵，操作杆借助于两个可相对滑动的整体衬套53、55可滑动地支承在固定于变速箱壳体21中且平行于传动轴22的回转轴线43-43的轴58上，操作杆52设有一与连接杆27中的触销28接触啮合的操纵槽36和与锁球76啮合的切口77。
在变速箱壳体21中另外重要的是一个和轴线43-43垂直的几何上的壳体轴31-31和一个与壳体轴31-31垂直的并与轴线43-43平行的壳体平面51-51。变速器壳体21开口39的中心轴线与壳体轴31-31成一直线，同样操纵壳体部分25紧固连接法兰40的中心开口38的中心轴线以及变速杆27的轴线也与壳体轴31-31成一直线，壳体21设有一在平面51-51上的接合表面49，开口39即引进该表面。相应的紧固连接法兰40也具有一个接合表面50，中心开口38即引进该表面。紧固连接法兰40由螺栓18通过其接合表面50刚性压紧在壳体21的接合表面49上。
从紧固连接法兰40起设有一个在壳体21里的装入位置的操纵支架板33，用于支承变速杆单元26。为此设置了两个中心线与壳体轴线31-31成一直线的轴承34，35，轴承34固定在紧固连接法兰40的中心孔38中，而另一轴承35则置于和法兰40相对的操纵支架板33的整体衬套41中。通过轴承34、35和设置使作为单元26最重要的组成部分的变速杆27可相对操纵壳体部分25滑动地支承。变速杆单元26另设有一个阻挡弓形板67，它具有两个置于触销28两侧的阻挡凸块68和69、一个在触销2 8径向的并固定在变速杆27上的月牙销73(Kulissenstift)、一个和变速杆27紧固连接的辅助触销29、一个用于固定变速杆27运动的卡锁元件64-65-66、一个在变速杆27上固定的跳动凸轮83、两个将变速杆27保持在空档位置19的定心弹簧84和85、一个在壳体21的安装位置的变速杆27的外轴段42、一个和轴段42固定运动相连月牙形盘作为连接装置30，它可通过一个铰接86在变速杆轴线31-31方向操纵变速杆27，另外还设有一个与轴段42紧固连接的具有半个铰接47的杆48用作连接装置32，用于通过铰接57在旋转方向操纵变速杆27。
从紧固连接法兰40起设有一个在壳体21外部安装位置中的换向壳体部分25的外壳体部分44，其上设有用于双臂转向杠杆45的旋转支承87，转向杠杆45的一个杠杆臂46通过铰接86和变速杆27连接，其中杠杆臂46在滑环中嵌入的滑块属于铰接86。另一个杠杆臂88通过铰接56和标号为89的拉索组(Seilzug)一端相连，拉索组的另一端用已知方式和一个手动变速杆连接。拉索组89的导套59固定于外壳体部分44的接纳开口中。另一拉组90的一端通过铰接57和变速杆27的臂杆48相连，其另一端同样以已知方式和一个手动变速杆连接，拉索组90的一个导套60固定在外壳体44的另外一个缝状开口里。
操纵支架板33、紧固法兰40和外壳体部分44相互之间为不能移动地设置，由此形成一个单构件的换向壳体部分25，这可用例如压铸方法来进行制造。
操作杆52、拨叉54、整体衬套53和55以及操纵槽36和切口77形成单构件的换档杆，触销28即通过该换档杆操纵齿轮联轴节23。
另外两个同一形式的换档杆91、92用于操纵两个其它的齿轮联轴节并且用相应的方式支承在轴58上。在三个换档杆的中间位置，各自所属齿轮联轴节脱开，其操纵槽36在一个包含壳体轴线31-31的并和轴线43-43垂直的壳体平面内排成一直线，通过变速杆27的轴向推移使触销28与换档杆37和91中任一个或者使触销29与换档杆92啮合在一起。若变速杆27不操纵地置于三个换档杆的中间位置时，通过定心弹簧84、85用已知方式对处于空档位置19的变速杆27进行调整，即空档位置时触销28和换档杆37的操纵槽36处于啮合状态。
为了保证换档杆37、91、92中间位置的卡接安全，在操纵支架板33设有用于每个换档杆的接受装置74，其中一个在弹簧75作用下的锁球76移动地被引导并且嵌进各自换档杆的相应的切口77中。
在变速杆轴线31-31的旋转方向操纵变速杆27导致一个和触销啮合的换档杆37或91或92的纵向移动，使所属的齿轮联轴节得的接合。为了得到变速杆27由此限定的三个转角位置各自安全的卡锁，在操纵支架板33上设有在弹簧62的作用下锁球63径向运动引导的接纳装置61。变速杆27用合适的方式设有和变速杆轴线31-31平行的卡锁外形轮廓64，65和66，它们各自在变速杆27相应的转角位置和锁球63啮合。
设置在变速杆27上相对于变速杆轴线31-31可旋转的并且相对于该变速杆轴向不可推移的阻挡弓形板67和操纵支架板33上滑动导轨70中的可固定该弓形板67运动设置的滑动部分71啮合，操纵支架板33的设置可使阻挡弓形板67在变速杆轴线31-31方向上相对该支架板33运动，但在轴线31-31的旋转方向却不能运动。
在图1到8所述的控制装置情况下三个换档杆37、91、92位于它们由切口77而限定的中间位置同时变速杆27置于其空档位置19。其中阻挡弓形板67的阻挡凸块68在换档杆37上面没有啮合的位置，触销28在换档杆37的操纵槽36中处于啮合位置，阻挡弓形板67的阻挡凸块69在啮合位置和换档杆91和92的操纵槽36啮合并且触销29置于换档杆92之下的非啮合位置。通过在这种状态下旋转变速杆27接合所属的齿轮联轴节即可开启第三档或第四档前进运动。
在图9所述的操纵装置情形下，换档杆38，91、92位于其由切口77所限定的中间位置，同时变速杆27也处于这种中间位置，其中触销28在换档杆91的操纵槽36中处于啮合位置并触销29在换档杆92下面的非啮合位置。这时阻挡凸块68啮合在换档杆37的操纵槽36中并且凸块69啮合在换档杆92的操纵槽36中。这种情形下可通过转动变速杆27接合所属的齿轮联轴节就可开启第五档向前运动或者挂入后退档后退。
图10所示操纵装置状态下换档杆37、92、91位于由切口77所限定的中间位置，同时变速杆27也处于中间位置。其中触销28和阻挡凸块68各自处于换档杆37上面非啮合位置，凸块69嵌入在换档杆37和91的操纵槽36中，同时触销29嵌入换档杆92的操纵槽36中啮合。这种情形下可通过旋转变速杆27接合所属齿轮联轴节即可开启第一或第二档前进运动。
操纵支架板33设有用于变速杆27的月牙形销73的月牙形导轨72，该导轨由三个分别属于换档杆37、91和92的平行的控制通道和一个属于空档位置19和变速杆27的中间位置的选择通道80组成。
操纵支架板33设有一个在蝶形弹簧78作用下直立可转动的阻挡凸块79，它置于月牙形导轨72区域，即在选择通道80和包含后退档的控制通道段81间的过渡区域。当月牙销73位于属于第五档的控制通道段时，阻挡凸块79可阻止直接挂上后退档。
操纵支架板33设有一个开关82用于开启倒档时的车灯。当按图9由触销28操纵换档杆91用于挂上后退档时，就由跳动凸轮83控制该开关82。

Claims (17)

1.机动车齿轮交换变速器，它具有一个支承在变速器壳体中可转动的并且轴向不可移的传动轴，至少一个通过齿轮联轴节和传动轴连接的并在该轴上转动的活动齿轮，一个向着变速器壳体并在其位置固定的操纵壳体部分，一个变速杆单元，该单元含一根变速杆和至少一个变速杆固定相连的触销、至少一个与变速杆相连的用于控制该杆的轴向运动的连接装置、至少一个与变速杆相连的用于控制该杆的转动的连接装置，另外所述的减速器还设有一个相对于操纵壳体部分固定设置的操纵支架板，两个相对于操纵壳体部分几何支承轴对中心地固定地置于操纵支架板中的轴承，通过该轴承可实现变速杆单元相对于操纵壳体部分的轴向移动和转动，其中触销和与齿轮联轴节运动学相连的换挡杆上的操纵槽啮合并且一轴承置于和几何支承轴线同心的操纵壳体部分的开口中，连接装置通过壳体开口从外部进行控制，其特征在于：操纵壳体部分(25)设有一个横交于几何支承轴线(31-31)延伸的、且带有与该几何支承轴线(31-31)对心的开口(38)的紧固连接法兰(40)，在开口(38)中设有一轴承(34)，另外一轴承置于操纵支架板(33)上和紧固法兰(40)对置的一端(41)中，和开口(38)中轴承相邻的变速杆(27)杆端(42)上设有操纵该杆(27)的连接装置(30，32)，另外在壳体(21)中还通过紧固法兰(40)设有向外遮盖的开口(39)用于安置操纵支架板(33)，操纵支架板(33)和触销(28)以及带有操纵槽的换档杆(37)都置于壳体(21)中，其中几何支承轴线(31-31)和传动轴(22)的回转轴线(43-43)垂直。
2.按权利要求1所述的齿轮交换变速器，其特征在于：在壳体(21)外面安装位置中的操纵壳体部分(25)的外段(44)设有一可转动支承的双臂转向杠杆(45)，该杠杆(45)通过一个杠杆臂(46)由一个铰接(86)和用于在轴线(31-31)方向操纵变速杆(27)的连接装置(30)相连。
3.按权利要求1或2所述的齿轮交换变速器，其特征在于：：带有铰接(57)的半个铰接点(47)的杆(48)用作操纵所述变速杆(27)旋转方向运动的连接装置。
4.按权利要求1至3中任一项所述的齿轮交换变速器，其特征在于：在壳体(21)外部安装位置中的操纵壳体部分(25)的外部段44中设有用于至少一个拉索组(89或90)的引导装置(59，60)。
5.按权利要求1至4中任一项所述的齿轮交换变速器，其特征在于，壳体(21)和紧固法兰(40)具有相应的接合平面(49，50)。
6.按权利要求5所述的齿轮交换变速器，其特征在于：操纵壳体部分(25)通过接合平面(49，50)相对于变速器壳体(21)固定。
7.按权利要求5或6所述的齿轮交换变速器，其特征在于：接合平面(49，50)置于一个平面(51-51)中。
8.按权利要求1到7中任一项所述的齿轮交换变速器，其特征在于：与传动轴(22)的回转轴线(43-43)平行的、可推移的换挡杆(52)，设有两个在回转轴线(43-43)方向交错设置的整体衬套(53和55)、操纵槽(36)以及和齿轮联轴节(23)相连的拨叉(54)。
9.按权利要求8所述的齿轮交换变速器，其特征在于：操作杆(52)和拨叉(54)制成一体。
10.按权利要求1到9中任一项所述的齿轮交换变速器，其特征在于：操作杆(52)，支承在与传动轴(22)的回转轴线(43-43)平行的、固定在变速器壳体(21)中的轴(58)上。
11.按权利要求1到10中任一项所述的齿轮交换变速器，其特征在于：变速杆单元(26)设有一个和变速杆(27)固定运动连接的第二触销(29)。
12.按权利要求1到11中任一项所述的齿轮交换变速器，其特征在于：操纵支架板(33)设有一个用于弹性装置(62)和用于一个抵抗该弹性装置(62)支承的卡锁元件(63)的接纳装置(61)，变速杆单元(26)设有一与变速杆(27)固定其运动相连的卡锁元件，其上设有用于变速杆(27)三个转动位置的切口(64到66)。
13.按权利要求1到12中任一项所述的齿轮交换变速器，其特征在于：变速杆单元(26)设有一个阻挡弓形板(67)，它可回转地并相对于该杆轴向不可推移地设置在变速杆(27)上，操纵支架板(33)和阻挡弓形板(67)上设有相应的引导(70，71)，这就使弓形板(67)基本上不能在变速杆轴线(31-31)回转方向运动。
14.按权利要求1到13之任一项所述的齿轮交换变速器，其特征在于：操纵支架板(33)设有月牙形导轨(72)而变速杆单元(26)则设有一个和变速杆(27)相连的且能固定其运动的月牙销(73)。
15.按权利要求1到14中任一项所述的齿轮交换变速器，其特征在于：操纵支架板(33)设有一个用于弹性装置(75)和一个抵抗弹性装置(75)支承的可运动的卡锁元件(76)的接纳装置(74)，并且操作杆(52)上设有相应的切口(77)，当操作杆(52)在齿轮联轴节(23)脱开的中间位置时，切口(77)与卡锁装置(76)相啮合。
16.按权利要求1到15之任一项所述的齿轮交换变速器，其特征在于：操纵支架板(33)设有一个抵抗弹性装置(78)的可操纵的阻挡凸块(79)，它置于月牙轨(72)中属于选择档通道的中间月牙段(80)和属于后退档的月牙段(81)之间的过渡区域。
17.按权利要求1到16之任一项所述的齿轮交变速器，其特征在于，操纵支架板(33)设有一个倒档车灯开关(82)，它可由和变速杆(27)固定相连的跳动凸轮块(83)控制。
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