专利名称：换档变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有输入轴的换档变速器，该输入轴的转速及其扭矩可以通过选择多个可切换的齿轮副之一而传动式地传递到输出轴上，所述齿轮副由在驱动侧和从动侧分别安置在共同的布置轴线上的齿轮来形成，其中，所述布置轴线彼此成角度定位而置，并且齿轮副为此分别具有至少一个呈锥形实施的齿轮，以及其中，通过操作离合器装置，能够借助偏离于布置轴线而置的、而且与在驱动侧和从动侧安置的对应轮(Gegenrad)相嵌接的中间轮来使输出轴执行转动方向反转，其中，对应轮中的至少一个呈锥形地实施。
背景技术：
换档变速器首要地用在汽车和船舶中，以便通过选择换档变速器的多个可切换的齿轮副中的一个，将由内燃机提供的转速和扭矩传动式地用于推进汽车或船舶。在此情况下，给出如下的换档变速器研发方案，在这些方案中，可切换的齿轮副的驱动侧和从动侧的齿轮分别布置于其上的布置轴线彼此成一角度地定位。由此，使这些布置轴线的位置能更好地适配于换档变速器的主要结构空间条件，并且还实现了可变的轴间距，由此，能够最佳地构造出单个的可切换的齿轮副。这总体上会引起换档变速器的结构尺寸减小或造成扩展范围(Spreizung)力口大。由DE 101 51 752A1公开了如下的换档变速器，在这种换档变速器中，输入轴的转速和扭矩可以通过选择多个可切换的齿轮副中的一个而传动式地传递到输出轴上。在此情况下，这些齿轮副由在驱动侧和从动侧分别安置在共同的布置轴线上的齿轮来形成，其中，从动侧的布置轴线相当于输出轴的旋转轴线，而驱动侧的布置轴线则通过与输入轴经由固定的齿轮级连接的中间轴加以限定。为了在这里能够实现可变的轴间距，两个布置轴线进而还有中间轴与输出轴都彼此成一角度地定位。此外，每个可切换的齿轮副具有呈锥形实施的齿轮，以便尽管存在成角姿态(Winkelstellimg)，仍能实现与相对置的圆柱形齿轮进行齿嵌接。另外，偏离于两个布置轴线地设置有带中间轮的中间轴，所述中间轮一方面与在驱动侧安置在中间轴上的对应轮相嵌接，另一方面则与在从动侧安置在输出轴上的对应轮相嵌接，并且在对设置于输出轴上的离合器装置加以操作时，负责使输出轴执行转动方向反转，这实现了带有这样的换档变速器的车辆的倒车。在带有如下齿轮副的换档变速器中，其中，所述齿轮副分别轴线平行地布置并且进而具备呈纯圆柱形实施的齿轮，对中间轮的轴向支承由于轴向力进行抵偿 (kompensieren)而变得多余，而对于彼此倾斜而置的布置轴线的情况以及视中间轮的几何构型以及中间轮相对于两个对应轮的定位而定，出现了附加的轴向力分量，所述轴向力分量使得对中间轮附加的轴向支承变得必要。因而提高了换档变速器的制造开支。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种换档变速器，在该换档变速器中，可切换的齿轮副的布置轴线彼此成一角度地定位，并且可以借助偏离于布置轴线设置的而且无轴向力的中间轮来执行转动方向反转。所述任务自权利要求1的前序部分出发在与权利要求1的特征相关联下得以解决。后续的从属权利要求分别表述了本发明的有利的改进方案。本发明包括如下的技术教导中间轮呈圆柱形地构造，并且以如下方式相对于对应轮来布置，即，中间轮的旋转轴线以平行于与对应轮的碰触线的方式分布。通过中间轮的圆柱形实施方案以及平行于旋转轴线分布的与对应轮的碰触线，就不产生对中间轮的附加轴向力分量，而单纯是由斜向啮合部产生的轴向力相互抵偿，这是因为如在圆柱形齿轮的情况中那样，起驱动作用的和被驱动的嵌接导致相反的力方向。因此，可以通过这种构造方案，即使在布置轴线彼此成一个角度定位的情况下，也能实现无轴向力的中间轮，并且与之相应地，取消了在该部位上的附加轴向支承。在此，中间轮的旋转轴线和对应轮的旋转轴线相交于一个点。根据本发明的一实施方式，两个对应轮呈锥形地构造。由此，相应于各自所选择的圆锥角来影响各对应轮的轴向力分量，由此，可以将轴向力分量均勻地分布到两个对应轮上。此外，也可以在布置轴线之间构成更大的倾斜角。在本发明的一改进方案中，中间轮和对应轮以置于共同平面内的方式来布置。由此，可以实现一种在轴向结构精简的布置方案，以便执行输出轴的转动方向反转。按照本发明的一种备选的实施方式，中间轮与对应轮之一的嵌接以及中间轮与另外那个对应轮的嵌接处于彼此错开的平面内。这样的优点在于，在两个平面内，径向上的空间需求可以分别保持得更小。在本发明的改进方案中，在驱动侧或从动侧安置的对应轮同时是可切换的齿轮副之一的齿轮。通过这种措施，可以进一步降低根据本发明的换档变速器的制造开支。相应于本发明的另一有利实施方式，在输入轴与输出轴之间安置有中间轴，中间轴经由固定的齿轮级与输入轴形成有效连接，以及经由可切换的齿轮副与输出轴形成有效连接。此外，在此有利的是，输入轴和输出轴彼此同轴地布置。由此，根据本发明的换档变速器特别适用于尾部驱动以及全轮驱动的汽车。本发明的另一种实施方式在于，用于执行输出轴转动方向反转的系统的离合器装置依照同步式类型来构造。由此，可以通过消除在各对应轮与承载该对应轮的轴之间可能还存在的转速差异来预防提高的磨损或甚至是故障。
下面，连同结合附图对本发明的优选实施方式的说明一起详细示出改进本发明的其他措施。其中图1以按照第一实施方式的中间轮的区域示出根据本发明的换档变速器的透视图；图2A和2B示出根据本发明的换档变速器的中间轮与两个对应轮共同作用的示意性原理图；以及图3以依照第二实施方式的中间轮的区域示出根据本发明的换档变速器的透视图
具体实施例方式在图1中以中间轮1的区域示出依照第一实施方式的根据本发明的换档变速器的透视图。换档变速器在该区域内具有一个在此未示出的输出轴以及一个仅部分可见的中间轴2，所述中间轴2可以通过可切换的齿轮副3与输出轴联接。在此情况下，专业人士清楚的是，在输出轴与中间轴2之间必须设置有与要实现的传动比数目相应的一定量的齿轮级，其中，可以通过要么布置在输出轴侧的要么布置在中间轴2侧的离合元件来有针对性地切换每个单个齿轮副，并且对此的结果是相应的传动比变得有效。另外，明了的是，中间轴2视换档变速器的结构类型而定，要么经由固定的齿轮级与换档变速器的输入轴形成有效连接，或直接由输入轴来形成。在图1中，可切换的齿轮副3具有在驱动侧安置的齿轮4 和从动侧设置的齿轮5，齿轮4和齿轮5彼此持久地形成嵌接，并且定位在各所属的布置轴线6和7上，其中，这些布置轴线6和7分别相当于输出轴和中间轴2的旋转轴线。此外， 两个布置轴线6和7以彼此成一角度α而置的方式来布置，其中，齿轮4和齿轮5分别具有锥形形状，以便尽管存在成角姿态，仍能将功率从中间轴2传递到输出轴。为了实现具有该换档变速器的车辆的倒车以及实现输出轴的转动方向反转，还在布置轴线6和7上安置有对应轮8和9，对应轮8和9经由中间轮1彼此形成有效连接。在此情况下，输出轴的转动方向反转以如下方式实现，即，功率从中间轴2出发，经由对应轮8传递到中间轮1，以及从该中间轮1传递到安置于输出轴上的对应轮9。对应轮8和9又呈锥形地实施，中间轮1 则被构造成圆柱形的齿轮，其中，中间轮以如下方式相对于两个对应轮8和9来定位，S卩，在中间轮1中不产生轴向的力分量，以及因此在该部位上的轴向支承变得多余。为更好地理解，还以图2Α和2Β示出了中间轮1与对应轮8和9的共同作用。在这些图示中，由呈锥体形式的等效滚动体10和11来代表对应轮8和9，由呈圆柱体形式的等效滚动体12来代表中间轮1。如特别是由图2Β中的剖面图中可见地，中间轮1的等效滚动体12以如下方式相对于对应轮8和9的等效滚动体10和11布置，即，所述型体之间的碰触线13和14平行于中间轮1的等效滚动体12的旋转轴线15地分布。因而，按照这种类型和方式，没有轴向力分量通过两个对应轮8和9导入中间轮1， 其中，对于专业人士而言明了的是，基于斜向啮合部，所产生的轴向力等同于轴线平行式直齿圆柱齿轮级地彼此抵偿。对应轮8和9的等效滚动体10和11的旋转轴线16和17与中间轮1的等效滚动体12的旋转轴线15相交于交点18。由图3可以在中间轮1的区域中看到依照第二实施方式的根据本发明的换档变速器。与前述实施方式不同的是，在此情况下，对应轮8’与中间轮1’之间的接触以及中间轮 1 ’与对应轮9之间的接触不在一个平面内实现。为了实现这一点，中间轮1’以在轴向上相应延长的方式构造。此外，对应轮8’同时构成了可切换的齿轮副3’的驱动侧的齿轮，并且与此对应地同样以在轴向上延长的方式来实施。附图标记列表1、1， 中间轮2中间轴3、3’ 可切换的齿轮副4驱动侧的齿轮5从动侧的齿轮
6驱动侧的布置轴线
7从动侧的布置轴线
8、8’驱动侧的对应轮
9从动侧的对应轮
10对应轮的等效滚动体
11对应轮的等效滚动体
12中间轮的等效滚动体
13碰触线
14碰触线
15中间轮的旋转轴线
16对应轮的旋转轴线
17对应轮的旋转轴线
18交点
α角度
权利要求
1.带输入轴的换档变速器，所述输入轴的转速和扭矩可以通过选择多个能切换的齿轮副(3 ；3’ )之一而传动式地传递到输出轴上，所述齿轮副由在驱动侧和从动侧分别安置在共同的布置轴线(6、7)上的齿轮G、5 ；8’、5)来形成，其中，这些布置轴线(6、7)以彼此成一角度(α)定位的方式而置，并且所述齿轮副(3 ；3’)为此分别具有至少一个呈锥形实施的齿轮G、5 ；8’、5)，以及其中，通过操作离合器装置，能够借助偏离于所述布置轴线(6、7) 而置的、且与在驱动侧和从动侧安置的对应轮(8、9 ；8’、9)形成嵌接的中间轮(1 ；1’ )来执行所述输出轴的转动方向反转，其中，所述对应轮(8、9;8’、9)中的至少一个呈锥形地实施，其特征在于，所述中间轮(1 ；1’ )呈圆柱形地构造，并且以如下方式相对于所述对应轮 (8、9 ；8，、9)布置，即，所述中间轮(1 ；1，)的旋转轴线(15)以平行于与所述对应轮(8、9 ； 8’、9)的碰触线(13、14)的方式分布，其中，所述中间轮(1 ；1’)的旋转轴线(15)和所述对应轮(8、9 ；8，、9)的每一个旋转轴线(16,17)交于共同的交点(18)。
2.按权利要求1所述的换档变速器，其特征在于，两个对应轮(8、9；8’、9)均呈锥形地构造。
3.按权利要求1或2所述的换档变速器，其特征在于，所述中间轮(1)和所述对应轮 (8,9)布置在共同的平面中。
4.按权利要求1或2所述的换档变速器，其特征在于，所述中间轮(1’)与驱动侧的对应轮(8’ )的嵌接以及所述中间轮(1’ )与从动侧的对应轮(9)的嵌接处于彼此错开的平面中。
5.按前述权利要求之一所述的换档变速器，其特征在于，在驱动侧或从动侧安置的对应轮(8’ )同时是所述能切换的齿轮副(3’ )之一的齿轮。
6.按前述权利要求之一所述的换档变速器，其特征在于，在输入轴与输出轴之间安置有中间轴O)，所述中间轴( 经由固定的齿轮级与所述输入轴形成有效连接，以及经由所述能切换的齿轮副( 与所述输出轴形成有效连接。
7.按权利要求6所述的换档变速器，其特征在于，所述输入轴和所述输出轴彼此同轴地布置。
8.按前述权利要求之一所述的换档变速器，其特征在于，所述离合器装置依照同步式类型来构造。
全文摘要
本发明涉及一种带输入轴的换档变速器，所述输入轴的转速和扭矩可以通过选择多个可切换的齿轮副(3；3’)之一而传动式地传递到输出轴上，所述齿轮副(3；3’)由在驱动侧和从动侧分别安置在共同的布置轴线(6、7)上的齿轮(4、5；8’、5)来形成，其中，所述布置轴线(6、7)以彼此成一角度(α)定位的方式而置并且齿轮副(3；3’)为此分别具有至少一个呈锥形实施的齿轮(4、5；8’、5)，以及其中，通过操作离合器装置，能够借助偏离于布置轴线(6、7)而置的、且与在驱动侧和从动侧安置的对应轮(8、9；8’、9)形成嵌接的中间轮(1；1’)来执行输出轴的转动方向反转，其中，对应轮(8、9；8’、9)中的至少一个呈锥形地实施，另外其中，中间轮(1；1’)呈圆柱形地构造并且以如下方式相对于对应轮(8、9；8’、9)布置，即，中间轮(1；1’)的旋转轴线(15)以平行于与对应轮(8、9；8’、9)的碰触线(13、14)的方式分布，其中，中间轮(1；1’)的旋转轴线(15)与对应轮(8、9；8’、9)的每一个旋转轴线(16、17)交于共同的交点(18)。
文档编号F16H3/14GK102356253SQ201080012159
公开日2012年2月15日 申请日期2010年2月10日 优先权日2009年3月16日
发明者埃维格尼·拜尔, 米夏埃尔·卢德舍尔, 约尔格·伯尔纳, 赫尔曼·兰茨, 马丁·拉姆克 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司