用于变速器的具有换挡接合套的离合装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于变速器的具有换挡接合套(2)的离合装置(1)。换挡接合套(2)通过第一内齿(3)可选地将第一或第二换挡齿轮(7、8)的第一或第二接合齿圈(4、5)与轮毂体(10)的外齿(9)相连，并且其中换挡接合套(2)具有第二内齿(11)，换挡接合套(2)借助第二内齿与第二换挡齿轮(8)的第二接合齿圈(5)啮合，并且同时通过第一内齿(3)与第一换挡齿轮(7)的第一接合齿圈(4)啮合，使得轮毂体(10)空转。
【专利说明】用于变速器的具有换挡接合套的离合装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明设计一种用于变速器的具有换挡接合套的离合装置。
【背景技术】
[0002]由专利文献US4809832已知一种同步换挡机构，其具有可转动地设置在轴上的换挡齿轮。该机构还具有抗扭地设置在轴上的圆柱形轮毂体。换挡接合套在其内侧具有齿形，该齿形与轮毂体的外部齿形稳定地啮合。该换挡接合套能够在轮毂体上沿轴向滑移，并且能够通过同步装置与换挡齿轮的接合齿圈啮合。通过这种已知的离合装置可行的是，第一换挡齿轮与轮毂体耦连或第二换挡齿轮借助相同的换挡接合套与轮毂体耦连并且进而与传动轴耦连。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于变速器的具有换挡接合套的离合装置，其能够提供另外的传动方案或变速方案。
[0004]所述技术问题通过一种用于变速器的具有换挡接合套的离合装置解决，其中换挡接合套通过第一内齿可选地将第一或第二换挡齿轮的第一或第二接合齿圈与轮毂体的外齿相连，并且其中换挡接合套具有第二内齿，换挡接合套借助第二内齿与第二换挡齿轮的第二接合齿圈哨合，并且同时通过第一内齿与第一换挡齿轮的第一接合齿圈哨合，使得轮毂体空转。
[0005]这种离合装置的优点在于，提供了其它的传动方案，而不必增多换挡齿轮的数量。换挡接合套仅轴向延伸上延长轮毂体外齿的宽度，以便在两个换挡齿轮与换挡接合套啮合的过程中轮毂体能空转。这种换挡齿轮与换挡接合套组合的前提在于，换挡齿轮未与抗扭设置的齿轮、例如传统的输出轴的输出齿轮啮合。反而，这种新的离合装置能够以有利的方式用于自动变速器，其中相互啮合的齿轮的主要部分与该新型离合装置配合作用。这种新型离合装置特别有利地用于具有三个或更多传动轴的自动变速器中。
[0006]在本发明另一种实施形式中，第一换挡齿轮具有第一接合齿圈，并且可转动地支承在传动轴上。相应地第二换挡齿轮具有第二接合齿圈并且同样可转动地支承在传动轴上。与之不同的是，轮毂体抗扭地并且轴向固定地固定在传动轴上并且具有直线形的外齿。换挡接合套通过其第一内齿和与其第一内齿相间隔的第二内齿在第一和第二接合齿圈之间可轴向移动地定位在四个轴向位置上。
[0007]其中，在换挡接合套的第一轴向空挡位置上，第一内齿与轮毂体的外齿啮合，使得两个换挡齿轮空转。在换挡接合套的第二轴向位置上，第一内齿与轮毂体的外齿以及第一接合齿圈啮合，而第二换挡齿轮空转。在换挡接合套的第三轴向位置，第一内齿与轮毂体的外齿以及第二接合齿圈啮合，而第一换挡齿轮空转。在换挡接合套的第四轴向位置中，第一内齿与第一换挡齿轮的接合齿圈啮合，并且第二内齿与第二换挡齿轮的第二接合齿圈啮合，而轮毂体空转。通过换挡接合套的四个轴向位置借助两个相互间隔的内齿可以在变速器中、尤其在自动变速器中扩大可组合的传动比。
[0008]其中，换挡接合套的内齿的宽度与轮毂体的外齿以及换挡接合套的两个内齿之间的间距这样相互适配，使得能够实现换挡接合套的四个换挡位置。
[0009]在本发明的另一种实施形式中，换挡接合套的第一和第二内齿之间的轴向间距大于轮毂体的外齿的宽度。因此保证轮毂体在换挡接合套的两个内齿之间的区域中能够空转。
[0010]此外规定，第一内齿沿轴向的宽度大于或等于轮毂体外齿的宽度，其中，换挡接合套的第一内齿的宽度必须保证，在第二轴向位置上第一内齿与轮毂体的外齿以及第一换挡齿轮的接合齿圈啮合。
[0011 ] 在本发明另一种实施形式中，第二内齿沿轴向的宽度至少相当于第二接合齿圈的览度。
[0012]在本发明另一种实施形式中，换挡接合套沿轴向的宽度至少与轮毂体的外齿宽度的两倍与第二接合齿圈的宽度的两倍之和相当或相等。这种换挡接合套因此具有明显大于传统换挡接合套的长度。
[0013]此外，离合装置具有分别配备至少一个同步环的同步装置，其中同步环具有圆锥形接合面以及外齿圈。同步装置设置在第一接合齿圈的一侧和第二接合齿圈的两侧。
[0014]为了保证换挡接合套进入三个换挡位置的同步性，离合装置在另一种实施形式中具有三个分别配备至少一个同步环的同步装置，该同步环具有圆锥形接合面和也称为锁定齿圈的外齿圈。其中，第一个这种同步环朝第一接合齿圈的一侧定向，而另外两个同步环设置在第二接合齿圈的两侧。两侧或在两侧联系上下文是指一个同步环设置在第二接合齿圈的左侧并且另一同步环设置在第二接合齿圈的右侧。
[0015]本发明的另一实施形式涉及一种变速器，其具有按照前述实施形式之一所述的离合装置，其中，换挡接合套能够可选地在四个轴向位置与轮毂体的外齿和/或换挡齿轮的接合齿圈啮合。
[0016]此外，本发明的另一实施形式涉及具有相应变速器的汽车，其中这种变速器优选自动地根据驱动力矩载荷被操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]以下结合附图进一步阐述本发明的实施形式。在附图中:
[0018]图1示出按照本发明的实施形式的、具有处于第一轴向空挡位置的换挡接合套的离合装置的原理图；
[0019]图2示出按照图1的、具有处于第二轴向位置的换挡接合套的离合装置的原理图；
[0020]图3示出按照图1的、具有处于第三轴向位置的换挡接合套的离合装置的原理图；
[0021]图4示出按照图1的、具有处于第四轴向位置的换挡接合套的离合装置的原理图；
[0022]图5示出按照图1的、具有处于第一轴向空挡位置的换挡接合套以及带有三个同步装置的离合装置的原理图；[0023]图6示出按照图5的、具有处于朝第二轴向位置的过渡位置中的换挡接合套的离合装置的原理图；
[0024]图7示出按照图5的、具有处于第二轴向位置的换挡接合套的离合装置的原理图；
[0025]图8示出按照图5的、具有处于朝第三轴向位置的过渡位置中的换挡接合套的离合装置的原理图；
[0026]图9示出按照图5的、具有处于第三轴向位置的换挡接合套的离合装置的原理图；
[0027]图10示出按照图5的、具有处于朝第四轴向位置的过渡位置中的换挡接合套的离合装置的原理图；
[0028]图11示出按照图5的、具有处于第四轴向位置的换挡接合套的离合装置的原理图。
【具体实施方式】
[0029]图1示出按照本发明的实施形式的、具有处于第一轴向空挡位置A的换挡接合套2的离合装置I的原理图，该空挡位置位于第一换挡齿轮7和第二换挡齿轮8之间，所述两个齿轮可转动地设置在传动轴12上。在换挡齿轮7和换挡齿轮8之间具有宽度为bn的外齿9的轮毂体10抗扭地设置在传动轴12上。
[0030]与传动轴12抗扭地相连的轮毂体10的外齿9在换挡接合套2的第一空挡位置A中与换挡接合套2的第一内齿3啮合。第一内齿3具有与外齿宽度比相当的宽度b”此夕卜，换挡接合套2具有宽度为IDii的第二内齿11,其与第一内齿相距距离a地设置。在换挡接合套2的第一轴向空挡位置A上，第一内齿3与轮毂体10的外齿9啮合。
[0031]第一换挡齿轮7具有在换挡接合套2的位置A中未与换挡接合套2的内齿啮合的接合齿圈4，因此第一换挡齿轮7空转地设置在传动轴12上。这同样适用于第二换挡齿轮8，其宽度为bk的接合齿圈5同样未与处于轴向空挡位置A上的换挡接合套2的内齿3或11相连。因此第一换挡齿轮8空转地设置在传动轴12上。
[0032]换挡接合套2的两个内齿3和11的间距a这样设定，使得换挡接合套2的两个内齿3和11能够与换挡齿轮7和8的两个接合齿圈4和5相连，而同时换挡接合套的内齿不会与轮毂体10的外齿9啮合，因此在图4所示的换挡接合套2的第四位置D上，轮毂体10能够空转。由此得出，换挡接合套2沿轴向的宽度bs必须大于轮毂体10的外齿9的宽度的两倍以及第二内齿11的宽度bn的两倍。在此宽度bn至少与第二换挡齿轮8的第二接合齿圈的宽度bk —致或相等或相当。
[0033]图2示出按照图1的、具有处于第二轴向位置B的换挡接合套2的离合装置I的原理图。换挡接合套2的第一内齿3在第二轴向位置B上与轮毂体10的外齿9啮合并且同时与第一换挡齿轮7的第一换挡齿圈4啮合，因此换挡齿圈7通过接合齿圈4、换挡接合套2的第一内齿3以及轮毂体10的外齿9抗扭地与传动轴12相连。在换挡接合套2的第二轴向位置B上，第二换挡齿轮8空转。
[0034]图3示出按照图1的、具有处于第三轴向位置C的换挡接合套2的离合装置I的原理图。在该轴向位置C上，换挡接合套2的内齿3既与轮毂体10的外齿9啮合，也与第二换挡齿轮8的第二接合齿圈5啮合，因此在换挡接合套2的第三轴向位置C中，第一换挡齿轮7空转，而第二换挡齿轮8通过第二接合齿圈5、换挡接合套2的内齿3和轮毂体10的外齿9与传动轴12抗扭地相连。
[0035]图4示出按照图1的、具有处于第四轴向位置D的换挡接合套2的离合装置I的原理图，其中换挡接合套2的第一内齿3与第一换挡齿轮7的第一接合齿圈4啮合，并且同时换挡接合套2的第二内齿11与第二换挡齿轮8的第二接合齿圈5啮合。当具有外齿9的轮毂体10空转时，两个换挡齿轮7和8耦连并且不与传动轴12相连。在这种结构设置中，换挡齿轮7和8可与其它齿轮啮合，这些其它齿轮以相似方式可与传动轴、例如驱动轴或输出轴耦连。
[0036]此外，在后续的图5至11中显示换挡接合套2与三个同步装置的配合作用，用于实现在如图1-4中所示各个轴向位置之间的同步过渡。
[0037]图5示出按照图1的、具有处于第一轴向空挡位置A的换挡接合套2的离合装置的原理图，该离合装置具有三个同步装置13、13’、13’’用于实现换挡接合套2同步切换到另外三个轴向位置B、C和D。为此，设置用于第一换挡齿轮7的第一同步装置13，使得换挡接合套2朝第二轴向位置B同步地过渡。
[0038]在换挡齿轮8的接合齿圈5的侧面还设置第二同步装置13’，用于实现换挡接合套2朝第三轴向位置C的同步过渡。最后在接合齿圈5的与第二同步装置13’对置的侧面设置第三同步装置13’’，其结合第一同步装置13的作用，用于实现换挡接合套2朝第四轴向位置的同步过渡。
[0039]在图5所示的换挡接合套2的轴向空挡位置A上，同步装置13、13’或13’ ’没有动作，因此同步环14的锥状接合面15、15’和15’’及其外齿圈16、16’和16’’空转。
[0040]图6示出按照图5的、具有处于朝第二轴向位置B的过渡位置B’中的换挡接合套2的离合装置I的原理图。为此，换挡接合套2沿箭头方向X朝同步环14滑移，同步环14通过接合锥面15与换挡齿轮7的轮毂摩擦配合，因此在换挡齿轮7和换挡接合套2之间的同步过程中，换挡接合套2的第一内齿3通过越过同步环14的锁定齿圈16与第一换挡齿轮7的接合齿圈4相啮合，如下一图7所示。
[0041]图7示出按照图5的、具有处于朝第二轴向位置B中的换挡接合套2的离合装置I的原理图，其中换挡接合套2的第一内齿3与轮毂体10的外齿9啮合并且同时与第一换挡齿轮7的第一接合齿圈4啮合，而第二换挡齿轮8空转。
[0042]图8示出按照图5的、具有处于朝第三轴向位置C的过渡位置C’中的换挡接合套2的离合装置I的原理图，其中换挡接合套2沿箭头方向Y轴向位移。其中形成第二同步环14’的接合锥面15’的摩擦配合，借助该摩擦配合第二换挡齿轮8被加速，因此在换挡齿轮8和换挡接合套2的同步过程中换挡接合套2的第一内齿3通过第二同步环14’的外齿圈或锁定齿圈16’轴向地啮合入第二换挡齿轮8的接合齿圈5中，如图9所示。
[0043]图9示出按照图5的、具有处于第三轴向位置C的换挡接合套2的离合装置I的原理图。在该位置C上换挡接合套2的内齿3与轮毂体10的外齿9啮合，并且同时与第二换挡齿轮8的接合齿圈5啮合，因此第二换挡齿轮8通过换挡接合套2以及轮毂体10与传动轴12抗扭地相连，而第一换挡齿轮7空转。
[0044]图10示出按照图5的、具有处于朝第四轴向位置D的过渡位置D’中的换挡接合套2的离合装置I的原理图。为此换挡接合套2沿轴向的X方向滑移，并且换挡接合套2的第二内齿11通过第三同步环14’ ’以圆锥形接合面15’ ’与第二换挡齿轮8的轮毂体摩擦配合，使得第二换挡齿轮8与第一换挡齿轮7同步运行，第一换挡齿轮7已经通过第一换挡齿轮7的第一接合齿圈4与换挡接合套2的第一内齿3啮合。一旦两个换挡齿轮7和8达到同步运行，则同步装置13’’的外齿圈16’’与第二换挡齿轮8的接合齿圈5相连，并且换挡接合套2处于其第四轴向位置D，如图11所示。
[0045]图11示出按照图5的、具有处于第四轴向位置D的换挡接合套2的离合装置I的原理图，在该位置上两个换挡齿轮7和8相耦连并且可转动地支承在传动轴12，而轮毂体10的外齿9不与换挡接合套2的内齿3或11啮合，因此轮毂体10连同传动轴12自由地、独立于换挡齿轮7和8地空转。
[0046]虽然在前述说明中介绍了至少一个实施例，但也可实施各种各样的改变和变型。所述的实施形式只理解为举例并不会限制本发明的范围、可应用性或配置。所述的说明部分对本领域技术人员来说给出的仅仅是一种将本发明转换成至少一种实施方式的指导，其中，在有利的实施形式中所介绍的各元件在功能和布置上可以进行各种各样的改变，只要不违背权利要求书及其等同技术方案所要求的保护范围即可。
[0047]附图标记清单
[0048]I离合装置
[0049]2换挡接合套
[0050]3第一内齿
[0051]4第一接合齿圈
[0052]5第二接合齿圈
[0053]7第一换挡齿轮
[0054]8第二换挡齿轮
[0055]9 外齿
[0056]10轮毂体
[0057]11第二内齿
[0058]12传动轴
[0059]13同步装置
[0060]13’同步装置
[0061]13’’同步装置
[0062]14 同步环
[0063]14’ 同步环
[0064]14’，同步环
[0065]15圆锥接合面
[0066]15’圆锥接合面
[0067]15’’圆锥接合面
[0068]16外齿圈
[0069]16’ 外齿圈
[0070]16’’ 外齿圈[0071]a 间距
[0072]A第一轴向位置
[0073]B第二轴向位置
[0074]C第三轴向位置
[0075]D第四轴向位置
[0076]bi第一内齿的宽度
[0077]bn第二内齿的宽度
[0078]bk接合齿圈的览度
[0079]bn轮毂体的外齿的宽度
[0080]bs换挡接合套的宽度
【权利要求】
1.一种用于变速器的具有换挡接合套(2)的离合装置(I)，其中，所述换挡接合套(2)通过第一内齿(3)可选地将第一或第二换挡齿轮(7、8)的第一或第二接合齿圈(4、5)与轮毂体(10)的外齿(9)相连，并且其中换挡接合套(2)具有第二内齿(11)，换挡接合套(2)借助第二内齿与第二换挡齿轮(8)的第二接合齿圈(5)啮合，并且同时通过第一内齿(3)与第一换挡齿轮(7)的第一接合齿圈(4)啮合，使得轮毂体(10)空转。
2.按照权利要求1所述的离合装置，其中， -第一换挡齿轮(7)可转动地支承在传动轴(12)上并且具有第一接合齿圈(4)， -第二换挡齿轮(8)可转动地支承在传动轴(12)上并且具有第二接合齿圈(5)， -轮毂体(10)抗扭地并且轴向固定地固定在传动轴(12)上并且具有直线形的外齿(9)，其中，换挡接合套⑵具有第一内齿⑶和与第一内齿⑶相间隔的第二内齿(11)，并且能够在第一和第二接合齿圈(4、5)之间的四个轴向位置(A、B、C、D)上可轴向位移地定位。
3.按照权利要求2所述的离合装置，其中，在换挡接合套(2)的第一轴向空挡位置(A)上，第一内齿(3)与轮毂体(10)的外齿(9)啮合，使得两个换挡齿轮(7、8)空转；在换挡接合套(2)的第二轴向位置(B)上,第一内齿(3)与轮毂体(10)的外齿(9)以及第一接合齿圈(4)啮合，而第二换挡齿轮(8)空转；在换挡接合套(2)的第三轴向位置(C)上，第一内齿(3)与轮毂体(10)的外齿(9)以及第二接合齿圈(5)啮合，而第一换挡齿轮(7)空转；在换挡接合套(2)的第四轴向位置(D)中，第一内齿(3)与第一换挡齿轮(7)的接合齿圈(4)啮合，并且第二内齿(11)与第二换挡齿轮(8)的第二接合齿圈(5)啮合，而轮毂体(10)空转。
4.按照前述权利要求之一所述的离合装置，其中，换挡接合套(2)的第一和第二内齿(3,11)之间的轴向间距(a)大于轮毂体(10)的外齿(9)的宽度(bn)。
5.按照前述权利要求之一所述的离合装置，其中，第一内齿(3)沿轴向的宽度(bD大于或等于轮毂体(10)的外齿(9)的宽度(bn)。
6.按照前述权利要求之一所述的离合装置，其中，第二内齿(11)沿轴向的宽度(bn)至少相当于第二接合齿圈(5)的宽度(bk)。
7.按照前述权利要求之一所述的离合装置，其中，换挡接合套(2)沿轴向的宽度(bs)至少与轮毂体(10)的外齿(9)的两倍宽度(2bn)与第二接合齿圈(5)的两倍宽度(2bn)之和相当。
8.按照前述权利要求之一所述的离合装置，其中，分别配备至少一个同步环(14)的同步装置(13)设置在第一接合齿圈(4)的一侧和第二接合齿圈(5)的两侧，其中，所述同步环具有圆锥形接合面(15)以及外齿圈(16)。
9.一种变速器，其具有按照前述权利要求之一所述的离合装置，其中，换挡接合套(2)能够可选地在四个轴向位置(A、B、C、D)与轮毂体(10)的外齿(9)和/或换挡齿轮(7、8)的接合齿圈(4、5)啮合。
10.一种汽车，具有按照权利要求9所述的变速器。
【文档编号】F16D23/06GK103573847SQ201310303260
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月18日 优先权日:2012年7月28日
【发明者】C.孔泽 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司