专利名称：包含至少一个牙嵌式离合器的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求I的前序部分中所详述的包含至少一个牙嵌式离合器的系统。
背景技术：
由车辆制造技术已知包含至少一个牙嵌式离合器的系统，所述牙嵌式离合器作为切换元件以用于连接一个变速器的一个轴和一个构件。例如，在专利文件GB 2368102中介绍了一种自动变速器，该变速器配有一个装置，以用于使变速器从车辆的传动系统退耦。该装置设计成牙嵌式离合器，该牙嵌式离合器是以液压方式经由操纵活塞进行操作的，该活塞设置在一个轴的内部。操纵活塞在一端以压力加载，以便克服复位弹簧进行运动。为了操纵切换爪，使用了一个与操纵活塞相耦合的切换指，该切换指被引导穿过轴的一个凹穴。·此外，由专利文件US 5667330已知另一种包含作为切换元件的牙嵌式离合器的系统。在该已知的系统中使用了牙嵌式离合器，借以将拖拉机的一个动力输出轴与一个变速器输出轴连接起来。为此，在该变速器输出轴内部的操纵活塞在一端以液压方式加载以克服复位弹簧，其中，切换爪经过一个销栓而被操作，该销栓穿过变速器输出轴的凹穴从操纵活塞被引导至切换爪。
发明内容
本发明的任务是提供牙嵌式离合器在自动变速器中尽可能需要较小安装空间的布置。根据本发明，上述任务是通过权利要求I中所述特征加以解决的。其它有利的发展见附图和从属权利要求。为此，建议一种包含至少一个牙嵌式离合器的系统，其用于行星结构形式的自动变速器的轴与至少一个构件的可切换的耦合和退耦，该轴能与行星齿轮组的构件相连接，牙嵌式离合器基本上在行星齿轮组的太阳轮内部设置在中心。通过这种方式，牙嵌式离合器就其轴向延伸而言大致设置在行星齿轮组的太阳轮内部。从而可以实现一种节省安装空间的布置，因为牙嵌式离合器可以说被整合到行星齿轮组中了。优选内齿轮作为行星齿轮组的构件可以与切换爪相耦合，并且从而可以与主动轴或类似件相耦合。但行星齿轮组的其它构件也可以利用切换爪接通。在本发明的一个可行的实施方案范围内可作如下设定牙嵌式离合器包含设计成切换爪的操纵活塞。因此，两个构件被整合成一个共同的构件。这就可以进一步节省安装空间。为了达到密封的目的，可以在内部和外部使用基于小的轴向力而有利的矩形环。但这种密封例如也可以经过O形环或类似件予以实现。此外，也可以不使用密封件，而是经过在两个相互靠紧地被导弓I的面之间的微小的间隙配合来实现密封。例如，为了实现切换爪或者说操纵活塞的复位，可以设置复位弹簧或类似件，其例如设置在主动轴的一个开孔中。该复位弹簧可以与一个同步机构或类似件相耦合，以实现切换爪的复位，其中该同步机构穿过主动轴中的孔并且与切换爪或者说操纵活塞相耦合。按本发明的另一个实施方案，可作如下设定用于切换爪复位的复位弹簧沿径向设置在主动轴和切换爪之间，该复位弹簧例如直接与作为切换爪设计的操纵活塞相耦合。该实施方案可以独立加以使用，而与切换爪和操纵活塞作为一个共同的构件或作为单独的构件加以设计无关。在操纵活塞经由复位弹簧复位的情况下，也可作如下设定复位通过润滑油压力或者说通过液压压力得到支持。也可以考虑实现针对性的穿过操纵活塞的润滑油输送。所设定的润滑油压力的高度是可被改变的。一个在弹簧一侧减短的操纵活塞可以在润滑油或者说压力介质的未操作状态中通过用于同步机构或用于销栓的孔自由地或节流地流出。在被操作的状态中时，通流例如可以被中断，从而提高润滑液的压力。本发明的另一项发展可作如下设定切换爪与主动轴同轴布置的，例如贴靠在主动轴的外周边上；操纵活塞优选设置在主动轴的内部，例如设置在一个开孔或类似件中。在该实施方式中优选设定切换爪经由至少一个穿过主动轴伸出的销栓或类似件被操作，该销栓是与操作活塞相连接或者说相耦合。切换爪的其它操作方式也是可行的。 用于操作切换爪的另一个实施方案可设定操纵活塞经由多个沿径向穿过主动轴伸出的同步指而与切换爪相耦合以实现轴向运动。例如，这些同步指可以形成一个锚状金属片或类似件，其径向桥接件则由同步指所形成。有利的是，将多个同步指彼此以预定角度分布地设置在主轴的周边上。通过这种方式既可以在切换爪上实现面状的贴靠，也可以在操纵活塞上实现面状的贴靠，从而能可靠地防止倾翻或卡死。在所建议的系统中根据下一项发展也可作如下设定操纵活塞能够沿两个运动方向被液压式操作。这样就可省去复位弹簧。在这种两侧设置的液压式操作的情况下可有利地设定然而仅从一侧实现控制，这就减小了所需的安装空间。有利的是，为了压力介质供给，管子或类似件可以被压入到一个固定在外壳上的盖子中并且穿过操纵活塞被引入到主动轴的用作操纵活塞液压缸室的开孔中，以便利用压力介质对操纵活塞加载以打开切换爪。为了闭合切换爪，例如可以设置至少一个在所述固定在外壳上的盖子中设置的压力介质输送通道或类似件，其将压力介质引入到主动轴的用作操纵活塞液压缸室的开孔中。也可以采用切换爪的或操纵活塞的液压式操作的其它结构性设计。优选可以在主动轴中的开孔的内径和操纵活塞的外径之间设置间隙配合。这样，一方面可实现操纵活塞的自由运动，另一方面又可在用于闭合和打开切换爪(也就是用于将主动轴与行星齿轮组的构件相耦合和退耦)的压力介质流之间实现密封。独立于相关的实施方案地，切换爪和在待接通的构件上的相对应的配合件例如可以经过共同的冠形齿部或者也可经过共同的插接齿部或类似件连接起来。根据一项有利的发展，两个切换爪半部的冠形齿部或插接齿部可以设计成球状的和/或圆锥状的，或者设计具有侧凹和/或在端侧设计具有斜边或半径，和/或设计具有一个定心圆锥体。也可以的是，切换爪经由插接齿部与主动轴连接成不可相对旋转的，从而也是被定心的。切换爪的相对应的配合件(其例如在行星齿轮组的内齿轮上)优选经由滑动轴承或类似件被支承在主轴上。根据一个有利的实施方案，在本发明系统中可作如下设定为了缓冲切换爪的切换运动，基本上在主动轴的内部设置至少一个配有复位弹簧的、作为安全阀的活塞。为了能减缓在齿对齿的位置情况下在切换爪的齿部和相对应的配合件之间产生的冲击，可以经过该安全阀消减压力峰值。为此，活塞可以经过一个例如设计得比操纵活塞的复位弹簧更强的弹簧加以复位。借助该活塞的行程运动便可将在齿对齿位置的情况下所积聚起来的压力介质加以吸收。在齿对齿槽的位置情况下，这一部分压力介质有利地重新用于快速灌注操纵活塞的液压缸室。可以有选择地设置一个开孔，经过该开孔可以在内活塞运动时排出多余的压力油。
下面将参照附图对本发明作进一步说明。附图表示图I本发明提出的系统的第一个可行的实施方案的示意截面局部图，其包含在行星结构形式的自动变速器中的牙嵌式离合器；
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图2系统的第二实施方案的一个不意截面局部图；图3系统的第三实施方案的一个不意截面局部图；图4系统的第四实施方案的一个不意截面局部图；图5系统的第五实施方案的一个不意截面局部图；图6在图5所示的剖视线A处的截面局部图；图7系统的第六实施方案的一个不意截面局部图；图8在图7所示的剖视线B处的截面局部图；和图9系统的第七实施方案的一个不意截面局部图。
具体实施例方式在附图中示出根据本发明的包含牙嵌式离合器的系统的不同实施方案，其用于将行星结构形式的自动变速器的一个主动轴I与行星齿轮组4的至少一个构件可切换地耦合和退耦，在所有各实施方案中都是示例地使用行星齿轮组4的内齿轮2作为所述构件，该内齿轮经由牙嵌式离合器与主动轴I相连。在各附图中，相同的部件都以同一附图标记表示。独立于相关的实施方案地地，根据本发明作了如下设定牙嵌式离合器基本上在行星齿轮组4的一个太阳轮3内部设置在中心，借以实现牙嵌式离合器在自动变速器中的紧凑的布置。按图I和图2所示的第一和第二实施方案，切换爪5和操纵活塞6设计成一个共同的构件，该共同的构件以切换爪的附图标记5表示，下面仅称之为切换爪5。切换爪5是与主动轴I同轴地布置的，并贴靠在主动轴I的外周边上。为了沿轴向运动以实现主动轴与行星齿轮组4的内齿轮2的耦合和退耦，在主动轴I和太阳轮3之间配置了一个液压缸室，该液压缸室被压力介质加载。为了将该共同的构件复位，按第一实施方案，一个复位弹簧7在主动轴I内部设置在一个开孔8中。在该复位弹簧7上配置了一个同步金属片9，该同步金属片沿径向穿过主动轴I上的一个或多个孔伸出，以便使切换爪5复位。主动轴I上的孔是作为长孔10加以设计的。切换爪5和在内齿轮2上的相对应的配合件11具有共同的冠形齿部12。切换爪5经由共同的插接齿部13而定心在主动轴I上的，并且不可相对旋转地但仍可沿轴向移动地与主动轴相连接。无论是按第一实施方案还是按第二实施方案，切换爪5在内部和外部基于小的轴向力经由矩形环密封件14和经过O环形密封件15加以密封。与第一实施方案不同的是，按图2所示的第二实施方案，复位弹簧7A在主动轴I外部设置在切换爪5和主动轴I之间。此外，按第二实施方案，还设置另一个活塞16作为安全阀，借以缓解一种冲击，当在接通时在切换爪5上出现齿对齿的位置情况下便会产生这种冲击。活塞16设置在主动轴I的内部，并经过一个比复位弹簧7A设计得更强的弹簧17加以复位。通过活塞16的行程运动，在齿对齿的位置情况下聚积的压力介质被吸收。当最后在切换爪5上达到齿对齿槽的位置情况时，这部分压力介质便又可用于快速灌注，借以继续推动切换爪5。也可有选择地配置一个开孔18 (该孔在图2中以虚线示出)，在活塞16运动时多余的压力介质可经过该开孔排出。在第二实施方案中，也如按第一实施方案那样，在主动轴I和太阳轮3之间形成一 个液压缸室，该液压缸室以压力介质加载以操作切换爪5。在图3中示出本发明系统的可行的第三实施方案。在此，切换爪5A和操纵活塞6都是作为单独的构件设计的。操纵活塞6可沿轴向移动地设置在主动轴I内部的一个开孔8中。为了操作该操纵活塞6，经过一个压力介质输送通道20供给压力介质，借以用压力介质对操纵活塞6加载，并克服复位弹簧7的弹簧力实现在图平面中向左的运动。为了将操纵活塞6的运动传递到切换爪5A上，设置销栓21，该销栓穿过两个优选圆形的孔伸出并且与切换爪5A相连。在图4中示出了本发明系统的可行的第四实施方案，该实施方案与图3所示的第三实施方案是相似地设计的，不过其操纵活塞的运动的传递是利用三个同步指22予以实现的，并且然而还附带地使用一个安全阀，该安全阀的功能可以与图2所示的第二实施方案中的附加的活塞16的功能相类似，所以可参看就图2所作的说明。在图5和6中示出本发明系统的第五实施方案。第五实施方案可与图3所示的第三实施方案相类似，不过其操纵活塞6的运动的传递是与图4中所示那样，是利用三个同步指22予以实现的，从而可避免倾翻或卡死现象。按第五个实施方案，切换爪5B和在内齿轮2上的相对应的配合件IlA具有共同的插接齿部23。在内齿轮2上的配合件IlA经由一个滑动轴承24支承在主动轴I上。切换爪5B经由共同的插接齿部13与主动轴I不可相对旋转地连接，并在该主动轴上被定心。图6中示出沿图5中的剖视线A的截面局部图，从该图中可以看出同步指22的大致呈锚形的构造。由于同步指22的结构形状之故，从而基本上既可在切换爪5B上又可在操纵活塞6上获得面状的贴靠。在操纵活塞6的内部设置润滑油通道19以用于润滑油供
5口 O图7中示出系统的第六实施方案。在此，放弃了复位弹簧，因为其操纵活塞6的操作在两个运动方向上以液压方式实现。然而控制只从一侧进行。为此，将一个管子26压入到一个固定在外壳上的盖子27中。该管子26是如此设置的，使之被引导穿过操纵活塞6并且将在图平面中在操纵活塞6的左侧将压力介质输送到主动轴I的开孔8中，借以使操纵活塞6在压力加载时在图平面中朝右移动，从而将切换爪5C置于其打开位置中，即置于其退耦位置中。此外，在盖子27中设置另一些输送通道25，这些输送通道在图平面中在操纵活塞6的右侧将压力介质引入到主动轴I的开孔8中，借以在压力加载时使操纵活塞6在图平面中向左移动，从而将切换爪5C置于其闭合位置中，即置于其耦合位置中。图8中示出根据图7中的剖视线B的一个截面局部图。如该图所示，在盖子27上设置三个输送通道25，借以用压力介质对操纵活塞6的右侧加载以闭合切换爪5C。这些输送通道25优选以120°角度彼此错开地布置。最后图9示出第七实施方案，其中，操纵活塞设置在主动轴I的开孔中，可以液压地克服复位弹簧7的力进行运动。切换爪5B和相应的配合件IlA如同根据图5所示的第五实施方案那样，设计成具有共同的插接齿部23。其区别在于在第七实施方案中设计了一种“常闭”形式的牙嵌式离合器。这一点表明切换爪5B在没有压力加载的情况下处于其闭合位置，即处于其耦合位置。一旦对操纵活塞6进行压力加载，切换爪5B即被打开，即从配合件IlA上退耦。在除了图9所示的第七实施方案之外的所有实施方案中，切换爪都在其打开位置、即退耦位置上示出。在图9中，切换爪5B就是处在其闭合位置、即耦合位置上。 附图标记清单I 主动轴,轴2 内齿轮3 太阳轮4 行星齿轮组5 切换爪5A 切换爪5B 切换爪5C 切换爪6 操纵活塞7 复位弹簧7A 复位弹簧8 开孔9 同步金属片10 长孔11 配合件IlA配合件12 冠形齿部13 插接齿部14 矩形环密封件15 O形环密封件16 活塞17 弹簧18 开孔19 润滑油通道20 输送通道
21销栓22同步指23插接齿部24滑动轴承25输送通道26管子27盖子·
权利要求
1.包含至少一个牙嵌式离合器的系统，其用于将行星结构形式的自动变速器的轴(I)与至少一个构件可切换地耦合和退耦，其特征在于轴能与行星齿轮组(4)的构件相连接，牙嵌式离合器基本上在行星齿轮组(4)的太阳轮(3)的内部设置在中心。
2.按权利要求I所述的系统，其特征在于作为轴的一个主动轴(I)能够经由牙嵌式 离合器可切换地与行星齿轮组(4)的内齿轮(2)相连接。
3.按以上权利要求中任一项所述的系统，其特征在于牙嵌式离合器包含设计成切换爪(5)的操纵活塞(6)。
4.按以上权利要求中任一项所述的系统，其特征在于在主动轴(I)的内部设置复位弹簧(7)以用于切换爪(5)的复位，其中，切换爪(5)能经由至少一个穿过主动轴(I)中的孔伸出的同步件(9)被复位，该同步件与复位弹簧(7)相耦合。
5.按权利要求I至3中任一项所述的系统，其特征在于用于切换爪(5)复位的复位弹簧(7A)沿径向设置在主动轴(I)和切换爪(5)之间，该复位弹簧直接与切换爪(5)相耦口 ο
6.按权利要求I或2所述的系统，其特征在于切换爪(5A，5B，5C)与主动轴(I)和操纵活塞出)同轴地设置在主动轴(I)的内部。
7.按权利要求6所述的系统，其特征在于切换爪(5A)能够经由操纵活塞(6)的至少一个穿过主动轴(I)伸出的销栓(21)被操作。
8.按权利要求6所述的系统，其特征在于操纵活塞(6)经由多个沿径向穿过主动轴(I)伸出的同步指(22)与切换爪(5B)相耦合以实现轴向运动。
9.按权利要求6至8中任一项所述的系统，其特征在于操纵活塞(6)能够沿两个运动方向被液压式操作。
10.按权利要求9所述的系统，其特征在于为了压力介质供给，管子(26)被压入到一个固定在外壳上的盖子(27)中并且穿过操纵活塞(6)被引入到主动轴(I)的用作操纵活塞(6)液压缸室的开孔(8)中，以便利用压力介质对操纵活塞(6)加载以打开切换爪(5C)。
11.按权利要求9或10所述的系统，其特征在于在所述固定在外壳上的盖子(27)中设置至少一个压力介质输送通道(25)，该压力介质输送通道被引入到主动轴(I)的用作操纵活塞(6)液压缸室的开孔(8)中，以便利用压力介质对操纵活塞(6)加载以闭合切换爪(5C)。
12.按权利要求9至11中任一项所述的系统，其特征在于在主动轴(I)中的开孔(8)的内径和操纵活塞出)的外径之间设置间隙配合。
13.按以上权利要求中任一项所述的系统，其特征在于切换爪(5，5A，5C)和在待接通的内齿轮(2)上的相对应的配合件(11)能够经由共同的冠形齿部(12)相连接。
14.按以上权利要求中任一项所述的系统，其特征在于切换爪(5B)和在待接通的内齿轮(2)上的相对应的配合件(IlA)能够经由共同的插接齿部(23)相连接。
15.按权利要求13或14所述的系统，其特征在于冠形齿部(12)或插接齿部(23)设计成球状的和/或圆锥状的，或者设计具有侧凹和/或在端侧设计具有斜边或半径，和/或设计具有一个定心圆锥体。
16.按以上权利要求中任一项所述的系统，其特征在于切换爪(5，5A，5B，5C)经由插接齿部(13)与主动轴(I)连接成不可相对旋转的。
17.按以上权利要求中任一项所述的系统，其特征在于为了缓冲切换爪(5，5A)的切换运动，在主动轴(I)的内部设置至少一个配有复位弹簧(17)的作为安全阀的活塞(16)。
全文摘要
本发明涉及一种包含至少一个牙嵌式离合器的系统，其用于行星结构形式的自动变速器的轴(1)与至少一个构件的可切换的耦合和退耦，所述轴能与行星齿轮组(4)的构件相连接，牙嵌式离合器基本上在行星齿轮组(4)的太阳轮(3)的内部设置在中心。
文档编号F16H3/44GK102803790SQ201080024251
公开日2012年11月28日 申请日期2010年5月19日 优先权日2009年6月4日
发明者P·齐默 申请人:腓特烈斯港齿轮工厂股份公司