有齿轮泵的变速器的制作方法

专利名称：有齿轮泵的变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尤其用于汽车的变速器，其中，变速器包括一个用于输 送润滑油的齿轮泵。
背景技术：
手动变速器与自动变速器不同，通常运用被动的策略在变速器内部分配 润滑油，以便向变速器的所有部件供应足够的油进行润滑或冷却。在这里， 润滑油的分配基本上通过变速器浸入油池中的齿轮实现，它们基于其运动从 油池带走润滑油，通过其旋转甩出并因而在变速器内部进一步输送。
然而由此并不能保证在任何条件下目标准确和均勻地给部件供油，因为 旋转引起的离心分离受到一些因素的影响。例如，在润滑油还比较冷并因而 粘稠的情况下，润滑油不能迅速而充分地向各个部件分配。还有，必须始终 保证比较高的润滑油液位，以促使齿轮充分地浸入油池中。除此之外当汽车 倒车时变速器的部分齿轮沿反方向旋转，所以在这些齿轮上带走的润滑油沿 与向前行驶时的不同方向甩出，这可能导致变速器的一些部分润滑不良。
因此，为了能主动和有针对性地将润滑油输送给所有部件，必须使用油 泵，它需要使用附加的构件以及还需要协调变速器内部结构，因而导致成本 提高。
由EP1491797A1已知一种有齿轮泵的变速器，它设计为内齿轮泵。泵 的内齿轮通过与多个变速器传动轴中的一个相连而驱动。齿轮泵被泵壳包围 且设置为与驱动的传动轴相邻。为了使变速器的外壳不必匹配，在变速器外 壳上设一个用盖封闭的缺口，在这里，将齿轮泵固定在变速器外壳上可拆式 盖的内侧，盖与齿轮泵的形状相配。然而在这种方案中，盖必须与变速器外 壳固定连接并密封，这会加大成本，并且还面临可能不密封的风险。

发明内容
因此本发明的目的是，创造一种有用于输送润滑油的齿轮泵的变速器，
其中齿轮泵可以不占空间地安置且不会增加漏油风险。
为达到此目的，汽车变速器包括至少一根驱动轴、至少一根输出轴和多 个用于以不同传动比接合驱动轴与输出轴的齿轮组、以及一个用于从变速器 蓄油池输送润滑油的齿轮泵，其中，该齿轮泵是外齿轮泵且齿轮泵两个互相 啮合的齿轮之一属于其中一个齿轮组。在使用仅一个附加齿轮的情况下，便 可以与齿轮组的一个齿轮组合，以简单的方式构成一个外齿轮泵。因为齿轮 组的这个齿轮同时驱动齿轮泵，所以不需要其他与驱动轴的接合装置。以此 方式只需少量的齿轮泵构件，其结果是既保持低成本又保持其小的位置需 求。
若齿轮组和齿轮泵公用的齿轮安装在驱动轴或输出轴上，则在结构的灵 活性方面优点尤为突出。因此，可以根据变速器内部的结构条件将齿轮泵与 齿轮接合，该齿轮为不占空间地安置齿轮泵以及为齿轮泵的最佳工作方式提 供了最佳前提条件。
为了能在不同的变速级之间转换，通常为每个齿轮组配设一个形式上大 多为惯性式同步装置的离合器。在齿轮组具有公共齿轮的情况下，所述离合 器优选地设在公共的齿轮与输出轴之间，或令公共的齿轮与驱动轴持久力传 递地连接，以保证变速器运行时齿轮泵连续工作。在这里，公共的齿轮可以 装在驱动轴上，或也可以装在变速器其它的任意轴上。
此外，通过持久力传递地连接公共齿轮与驱动轴，以简单的方式保证， 泵始终沿正确的输送方向运转，并在前进挡和倒车挡时均形成充分的润滑作 用。此外，齿轮泵可以在汽车停车后非常迅速地达到良好的泵油作用，并因 而促进变速器的被动润滑。
所述持久连接的另一个优点是，齿轮泵连续阻尼驱动轴的旋转。由此明 显减小尤其在变速器空转时可通过驱动轴不均匀的旋转形成的拍击噪声和 振动噪音。此外，通过齿轮泵的阻尼，还促使驱动轴在空转时迅速停止。由 此，在前进挡与倒车挡之间转换时抑制沖击噪声，噪音通常往往在闭合连通 发动机与变速器之间的离合器时出现。
若公共的齿轮在多个安装在同 一根轴上的齿轮中有最大的直径，则更加 有利于齿轮泵的输送能力和工作可靠性。因此该公共齿轮可以最深地浸入油 池内，即使在油面较低时也能吸纳足够量的油并输送到齿轮泵内。此外，这 一公共齿轮在轴上的所有的齿轮中有最高的圆周速度，并因而造成最高可能
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的齿轮泵转速。
为了使齿轮泵工作所需要的驱动功率最小，有利的是公共的齿轮是多个 安装在同一根轴上的齿轮中最小的齿轮，这些齿轮在蓄油池含有规定油量时 浸入蓄油池中。因此齿轮泵基本上只在变速器起动阶段工作，直至从蓄油池 内取出如此大的油量并在变速器内分配，以致该^>共的齿轮不再浸入蓄油池 内。
对于在变速器内部结构设计有利的是，齿轮泵有一个外壳，它只在公共 齿轮的部分圓周上围绕着该公共齿轮。按本发明的齿轮泵作用方式不要求将 两个齿轮共用一个外壳包围。因此可以节省外壳的材料，与此同时节省变速 器内部用于齿轮泵的结构空间。
在这方面特别有利的是，所述公共的齿轮在那里被外壳包围的部分圓周 小于公共的齿轮的二分之一圓周。因此齿轮泵的外壳能够很容易从一侧定位 在公共的齿轮上，从而显著简化变速器的组装和以后可能的维护。
若公共的齿轮圆周的最深部位未被外壳包围，则产生在外壳尺寸方面的 另 一些优点。公共的齿轮在一个下部区内并因而在其圓周的最深部位浸入油 池内，并从两个齿轮的啮合区前方油淤积的地方，在其齿的空隙中将油输送 到外壳内。因此外壳必须覆盖啮合区之前的空间，但不必覆盖公共齿轮从那 里无压地将油从油池输出的区域。因此外壳的尺寸可以保持得较小。
若外壳沿公共齿轮的轴线方向运动，这对外壳在公共齿轮上的配置特别 有利。若公共的齿轮沿轴向含有间隙地装在支承它的轴上，则泵的外壳可以 准确地跟随齿轮的轴向运动。因此泵外壳的轴向尺寸不需要顾及所述的轴向 间隙，而是可以准确地与公共齿轮的轴向尺寸一致，这对于泵的高效率有重 要意义。
若第二个齿轮浮动地支承在外壳内，则带来另一些结构方面的优点。基 于在齿轮泵的围绕的外壳内的这种特殊配置，第二个齿轮不需要任何固定的 轴将其固定在它的位置上。因为齿轮整个被润滑油包围，所以它能轻松地在 外壳内旋转，在这种情况下齿沿外壳内壁在一个薄的油膜上滑动。
此外特别有利的是，齿轮泵外壳和/或第二个齿轮用塑料制成。因此外 壳可以获得形状闭合地装在公共的齿轮上时所需要的柔性。与此同时可以减 小两个齿轮彼此的摩擦，从而尤其使公共的齿轮不遭受严重的磨损。
若将外壳固定在变速器的换挡轴上，则可以实现在变速器内部的良好固定。换挡轴可以在其对所述公共齿轮的配置中固定外壳，而无需采取其它用 于在变速器外壳内部固定的结构性措施。此外，基于换挡轴相对于传动轴的 平行布置，同时也可以实现外壳的轴向运动。


下文参考附图对实施例加以说明，从而给出本发明的其他特征和优点。
其中
图1示意表示带有按本发明的齿轮泵的变速器局部剖面图；以及 图2示意表示沿图1中线A-A的剖面图。
具体实施例方式
图l表示汽车变速器的一部分，尤其示意表示带有按本发明的外齿轮泵 的变速器局部剖面图。
此变速器包括一根驱动轴、 一根输出轴和多个齿轮组，齿轮组以不同传 动比接合驱动轴与输出轴并设置在变速器外壳7的内部。此外变速器还包括 一个齿轮泵l,它同样被变速器外壳7围绕。
齿轮泵l设计为外齿轮泵，它有外壳2、第一齿轮3和第二齿轮4，其 中，外壳2和第二齿轮4用一种塑料制成。
第一齿轮3由变速器一个齿轮组中的一个传动齿轮构成，所以该齿轮组 与齿轮泵1有一个公共的齿轮3。齿轮3旋转固定地设置在传动轴5上，由 它驱动，并绕传动轴5的轴线沿旋转方向31旋转。传动轴5可尤其是变速 器的驱动轴或输出轴；优选地它是驱动轴，因为驱动轴始终沿同一个方向旋 转，而输出轴的旋转方向是可变的，取决于在变速器内接入的是前进挡还是 倒车挡。
基于一种图中未表示的改型，支承第一齿轮3的传动轴是变速器的输出 轴。在这种情况下，第一齿轮3恰当地与一个旋转固定在变速器驱动轴上的 另 一个齿轮共同属于同 一个齿轮组，所述另 一个齿轮旋转固定在驱动轴上， 而公共的齿轮则可以通过惯性式同步装置与支承它的输出轴脱开。由此也可 以保证，与正好接入的挡位无关，第一齿轮3任何时候均沿与驱动轴相同的 方向S走專争。
在所有装在传动轴5上的传动齿轮中，传动齿轮3有最大的直径。第二齿轮4有比传动齿轮3明显小得多的直径。传动齿轮3含有间隙地装在传动 轴5上沿轴向可以小量运动。传动齿轮3与第二齿轮4在区域32内啮合。
外壳2有围绕着第二齿轮4的棱柱形基体。外壳2在面朝传动齿轮3的 那一侧和上侧与之毗邻的区域内开口 ，传动齿l仑3有一个间隙地插入两个在 两侧封闭外壳2的侧面20之间，这一间隙明显比传动齿轮3和传动轴5的 轴向间隙小。外壳2在下部朝传动齿轮3最深部位的方向延长至一个槽内， 该槽在传动齿轮3的部分圆周上围绕着传动齿轮3，在这里，传动齿轮3最 深的部位未被外壳2覆盖。
侧面20在传动齿轮3的部分圓周的两侧覆盖传动齿轮3，在这里所述 的覆盖沿传动齿轮3的轴线方向延伸如此远，以致完全覆盖了传动齿轮3的 齿。在图中外壳2的一个背对着观察者的侧面20的边缘用虚线表示，因为 该侧面20纟皮传动齿轮3遮挡。
外壳2在下侧和背对传动齿轮3的那一侧封闭。外壳2有一个外壳壁， 它的内轮廓21在背对传动齿轮3的那一侧大体沿第二齿轮4圓周的一半紧 密地围绕第二齿轮4,并在传动齿轮3与第二齿轮4啮合的啮合区32下方设 计一个小的空腔24。在空腔24内构成一个穿过外壳2侧面20之一的出口 25。
外壳2沿其下侧形状闭合地贴靠在变速器外壳7的一个围绕传动齿轮3 的区域上。在图中只表示了变速器外壳7的一小部分。
在外壳2的背对传动齿轮3的上边缘，侧面20有一个平行于传动轴5 延伸的圆柱形孔22,变速器的换挡轴6穿过它延伸。在这里，换挡轴6不与 外壳2固定连接，所以外壳2可以在轴向沿换挡轴6运动地支承，并因而传 动齿轮3可以准确地实施沿传动轴5方向的运动。
由于受到变速器外壳7、穿过孔22延伸的换挡轴6和传动齿轮3的限 制，外壳2和被外壳2包围的第二齿轮4固定在其位置上。
图2表示沿图1中线A-A的俯-f见剖面图。
齿轮泵1通过其外壳2可沿轴向移动地固定在换挡轴6上。外壳2的两 个侧面20、 20'从两侧以最小间隙(齿轮4需要该间隙才能自由转动)围绕 着第二齿轮4。齿轮4不是通过轴可旋转地悬挂在外壳2内，而是自由地在 外壳内部浮动，在这种情况下它被外壳2沿径向紧密包围，为的是在啮合区 32内不会失去齿轮3、 4的齿之间的啮合。第二齿轮4与传动齿轮3在区域
32内啮合。出口 "将在啮合区32下面形成的空腔24(在这里看不到)与油管 8连接起来。
外壳2的侧面20、 20'紧密地贴靠在传动齿轮3的两侧。按图1中表示 的剖切线，侧面20、 20'被部分切除并部分表示在俯视图中。若装在轴5上 的传动齿轮3在轴5含有间隙地配置时遭遇沿轴5轴向的运动，那么紧密地 贴靠的侧面20、 20'与传动齿轮3 —起沿所述运动方向随同运动，此时，外 壳2总体相对于换挡轴6移动。
若汽车停止工作，因而变速器也停止工作，则润滑油聚集在变速器外壳 7的一个区域内形成油池(未示出)，传动齿轮3最深的部分位于该区域，传 动齿轮3的至少下部，可能还有部分外壳2浸入油池。若变速器开始工作， 传动轴5的旋转驱动传动齿轮3。在传动齿轮3齿的空隙内将润滑油从油池 带走，并朝第二齿轮4的方向输送到外壳2内。但是基于传动齿轮3与第二 齿轮4啮合，润滑油滞留在啮合区32前，淤积在空腔24中。轴5的另一些 同样浸入油池内的传动齿轮也同样从油池中带走油并甩出，由此附加地将油 分配给变速器外壳7的内部。
由另一些传动齿轮向上甩入变速器外壳7内腔的润滑油，从上方重新滴 回齿轮泵1，并聚集在由向上开口的外壳2的侧壁和第二齿轮4构成的抽吸 腔23内。传动齿轮3驱动第二齿轮4，所以第二齿轮4沿外壳2的内轮廓 21在其齿的空隙内将聚集在抽吸腔23内的润滑油进一步朝空腔24的方向输 送，在那里润滑油同样滞留在啮合区32下方。通过在第二齿轮4的齿之间 输送的油，沿外壳2的内轮廓21形成一个油膜，从而将第二齿轮4浮动地 支承在外壳2内。
因此通过传动齿轮3和第二齿轮4在齿轮泵1内部的旋转，使空腔24 内的压力增高，因而构成齿轮泵1的压力腔。通过设在空腔24—侧的出口 25和与之连接的油管8，可以将堵塞的润滑油有针对性地在压力下从齿轮泵 l排出，并输往变速器的各部件。
为了有效地收集从上方滴落的油，外壳2可以通过一个未示出的向上敞 开的捕集漏斗围绕抽吸腔23环形地扩展。
在例如齿轮泵汲空油池和油在变速器内分配时，浸入油池并从油池带走 油的齿轮3的圆周区减小。因此在高速时泵的输送效用降低。因为变速器对 油的需求并不与速度成线性比例增长，所以这带来有利的效果，即，在高速
时减小因驱动变速器而被齿轮泵1消耗的发动机功率的份额，并相应地提高 变速器的效率。
基于按本发明的一种改型，特别有效地利用了这一效果，其中公共齿轮
3不是在轴5上绝对最大的齿轮，而是多个当油池处于一个专门针对该变速 器的额定范围内时浸入油池内的齿轮中的最小者。因此当变速器起动时，公 共齿轮3浸入油池内并输送润滑油，从而使变速器所有要润滑的部分在起动 后的短时间内均得到良好的润滑。由于由此造成的油池液位下降，齿轮3随 即不再浸入，齿轮泵1基本上在对驱动功率需求很小的情况下空转(此时泵1 本身所需的润滑通过从上面滴落在抽吸腔23内的油来保证)，而其它的润滑 仅通过至少 一个继续浸入油池内且大于公共齿轮3的齿轮保证。
附图标记列表
1齿轮泵
2齿轮泵外壳
21内轮廓
22孔
23抽吸腔
24空腔，压力腔
25出口
3第一齿轮，公共齿轮 31 4t豸t方向 4第二齿轮
41 :旋转方向
42 ^走转轴线 5传动轴
6换挡轴
7变速器外壳
8油管。
权利要求
1. 一种变速器，包括至少一根驱动轴、至少一根输出轴和多个用于以不同传动比接合驱动轴与输出轴的齿轮组、以及一个齿轮泵(1)，该齿轮泵(1)设置用于从变速器蓄油池输送润滑油，其特征为:所述齿轮泵(1)是外齿轮泵，该齿轮泵(1)的两个互相啮合的齿轮(3、4)之一属于所述多个齿轮组中的其中一个。
2. 按照权利要求1所述的变速器，其特征为，所述齿轮组和齿轮泵(l) 公共的齿轮(3)安装在所述驱动轴或输出轴上。
3. 按照权利要求1或2所述的变速器，其特征为，所述齿轮组和齿轮 泵(1)公共的齿轮(3)与所述驱动轴(5)持久力传递地连接。
4. 按照权利要求1至3之一所述的变速器，其特征为，所述公共的齿 轮(3)在多个安装在同 一根轴(5)上的齿轮中有最大的直径。
5. 按照权利要求1至3之一所述的变速器，其特征为，所述公共的齿 轮(3)是多个安装在同 一根轴(5)上的齿轮中最小的齿轮，它在蓄油池含有规 定油量时浸入蓄油池中。
6. 按照权利要求1至5之一所述的变速器，其特征为，所述齿轮泵(l) 有一个外壳(2),该外壳(2)只在所述公共齿轮(3)的部分圆周上包围该公共齿 轮(3)。
7. 按照权利要求6所述的变速器，其特征为，所述部分圓周小于所述 公共齿轮(3)的二分之一 圓周。
8. 按照权利要求6或7所述的变速器，其特征为，所述公共齿轮(3)圆 周的最深部位未被所述外壳(2)包围。
9. 按照权利要求6至8之一所述的变速器，其特征为，所述外壳(2)可 沿所述公共齿轮(3)的轴线方向运动。
10. 按照权利要求6至9之一所述的变速器，其特征为，所述第二个齿 轮(4)浮动地支承在所述外壳(2)内。
11. 按照权利要求6至IO之一所述的变速器，其特征为，所述外壳(2) 和/或第二个齿轮(4)用塑料材料制成。
12. 按照权利要求6至11之一所述的变速器，其特征为，所述外壳(2) 固定在所述变速器的一换挡轴(6)上。
全文摘要
本发明涉及一种汽车变速器，其包括至少一根驱动轴、一根输出轴和多个用于以不同传动比接合驱动轴与输出轴的齿轮组、以及一个齿轮泵(1)，该齿轮泵设置用于从变速器蓄油池输送润滑油，其中，齿轮泵(1)是外齿轮泵，且齿轮泵(1)两个互相啮合的齿轮(3、4)之一属于其中一个齿轮组。
文档编号F04C2/14GK101377235SQ20081021511
公开日2009年3月4日 申请日期2008年9月1日 优先权日2007年8月31日
发明者乔尔格·邦宁, 简·斯波尔德 申请人:Gm全球科技运作股份有限公司