变速器切换装置以及用于变速器切换装置的切换元件的制作方法_2

文档序号:8502196阅读:来源:国知局
少一个切换滑槽。与此分别相对置的元件在此可设置在仅一个相邻的变速器构件或不同的相邻的变速器构件上,但必须强制地径向相对置地构造。
[0016]在此通过下述方式触发相配的轴向切换运动:通过相配的致动器可径向移动的切换销嵌入所述至少一个相配的切换滑槽中,使得切换元件基于切换滑槽的沿轴向方向变化的延伸相对于相邻的变速器构件轴向移动。由于该轴向切换运动在相应切换销从基本位置径向移动到嵌入位置中时才发生,因此可通过致动器有针对性地导入切换元件的轴向切换运动。同时具有致动器的切换销以及切换滑槽可以以紧凑的方式设置。致动器在此优选为电致动器,从而与机械或液压的致动器相比可在小的重量和少的结构空间需求下实现切换元件的控制。总之,根据本发明的变速器切换装置节省空间地设置在变速器区域中,在此多个切换元件可毫无问题地分别通过一个如此构造的变速器切换装置被彼此独立地控制。
[0017]与此不同,在DE19627980A1中设置在切换拨叉侧的各切换销始终在相配的切换滑槽中滑动,所述切换滑槽设置在控制筒的径向外侧上。因此,单个切换元件不能单独从中性位置进入接通位置中,因为各切换元件的轴向切换运动始终刚性地根据控制筒的滚动和切换滑槽的相应设计来进行。DE19627980A1的汽车自动变速器的挡位切换因此根据刚性预规定的切换顺序进行,以致不能越过一个或多个挡位。因此该结构仅适合用于自动变速器中。另外,包括电动机、传动级和控制筒的致动装置需要相应的结构空间,因此在DE19627980A1的情况下切换元件不能紧凑地操作。
[0018]在当前技术人员清楚的是,在根据本发明的变速器切换装置中,为了导入切换元件的轴向运动直到其进入所述至少一个接通位置,设有切换销的构件和设有凹槽状的切换滑槽的构件之间始终需要相对转速,否则切换销向相配的切换滑槽中的嵌入不能转化为轴向移动运动。因此在第一变速器构件静止时切换元件的切换运动不能进行,如果相对置的变速器构件不正在旋转的话,该变速器构件具有切换销或所述至少一个相配的切换滑槽。另外,根据本发明的变速器切换装置在汽车变速器中至少在起动挡位中设置在驱动侧,因为在汽车起动过程开始时汽车变速器输出侧处于静止状态中。但原则上根据本发明的变速器切换装置可毫无问题地用于所有多级变速器中并且在此尤其是用于汽车变速器中。
[0019]根据本发明的一种实施方式,切换元件一方面在外径上设有第一切换滑槽,设置在周围壳体上的第一切换销与第一切换滑槽径向相对置。另一方面切换元件在内径上具有第二切换滑槽,第二切换销与第二切换滑槽径向相对置地容纳在可连接的变速器构件上。通过使第二切换销嵌入第二切换滑槽中可引起切换元件向接通位置中的轴向切换运动,在该接通位置中第一变速器构件与可连接的变速器构件耦合,而通过使第一切换销移动到第一切换滑槽中可实现切换元件返回中性位置的轴向切换运动。换言之,切换元件因此设有两个切换滑槽,其中一个构造在外径上并且可与设置在壳体上的切换销共同作用以便使切换元件进入其中性位置中,而另一切换滑槽构造在切换元件的内径上并且与设置在可连接的变速器构件侧上的切换销共同作用以便使切换元件进入接通位置中。
[0020]这种方案的优点在于,通过切换销和切换滑槽可控制切换元件在中性位置和接通位置之间的轴向切换运动,在接通位置中第一变速器构件与可连接的变速器构件不可相对旋转地耦合。另外,通过将第二切换销和第二切换滑槽设置在切换元件和可连接的变速器构件之间,可相对于可连接的变速器构件的位置和(可选择地)运动来设计切换元件向其接通位置的轴向切换运动。因为第二切换滑槽在轴向上的延伸方式定义了在第二切换销嵌入时切换滑槽和切换销之间相对的、沿圆周方向定向的运动以何种程度转化为切换元件的轴向移动运动。因此,例如通过使切换元件这样移动到接通位置中,以致构造在切换元件上的齿总是正好进入相对应齿部的齿隙中来定义两个齿部的精确啮合。
[0021]在第二切换滑槽方面在此这样设计沿轴向方向的延伸,使得切换元件始终可完全进入其接通位置中直至第一变速器构件与可连接的变速器构件不可相对旋转地耦合。由于第二切换销和第二切换滑槽位于切换元件和可连接的变速器构件之间,从两个待耦合的变速器构件的共同转速起,在第二切换销和第二切换滑槽之间沿圆周方向不再存在相对运动,因此通过这两个元件也不能再强制切换元件轴向移动。在此尤其是这样设计第二切换滑槽,使得在第二切换销嵌入时沿圆周方向定向的分力不能过大以致在达到切换元件的接通位置之前提前发生转速一致。否则会产生这样的问题,即虽然两个变速器构件以相同转速旋转,但尚未彼此不可相对旋转地耦合。
[0022]优选在此第一切换滑槽这样设置在切换元件的外径中并且第二切换滑槽这样设置在内径中,使得两个切换滑槽彼此反向延伸。另外,每个切换滑槽在其两个端部上分别通过过渡区域连续地过渡到主体的外径中。当切换销和切换滑槽最初在切换销开始向嵌入位置移动时沿圆周方向并不重合时,借助过渡区域相应切换销也可精确地进入相配的切换滑槽中。
[0023]根据本发明的另一种实施方式,切换元件在至少一个轴向端面上分别设有轴向突出的、环绕的爪齿齿部,该爪齿齿部在此朝向可连接的变速器构件。另外,可连接的变速器构件不可相对旋转地与沿轴向位于该可连接的变速器构件和切换元件之间的联接件连接,该联接件在朝向切换元件的端面上设有与切换元件的爪齿齿部对应构造的齿部并且与可连接的变速器构件通过位于它们之间的弹簧元件可轴向移动地耦合。切换元件的爪齿齿部和联接件的齿部在切换元件的所述至少一个接通位置中彼此啮合。因此在此情况下切换元件构造为爪齿套筒,该爪齿套筒在接通位置中借助与联接件的啮合形成第一变速器构件与可连接的变速器构件的形锁合的耦合。
[0024]在此弹簧元件定位在联接件与可连接的变速器构件之间的优点在于,切换元件与联接件啮合时可能出现的碰撞并未传递到另一变速器构件上,而是通过位于之间的弹簧元件被补偿。但在本发明的意义中,设置在切换元件上的齿部也可在切换元件的端面侧构造在径向外侧上并且因此构造为外部爪齿的形式,与此相对联接件侧的相对应的齿部可作为内部爪齿设置在联接件端面侧的内圆周上。另外原则上在本发明的范围中可想到,联接件不设置为单独的并且通过弹簧元件与另一变速器构件耦合的元件,而是刚性地与所述另一变速器构件连接或者所述另一构件直接设有相应的齿部。由此可相应减少制造成本,但不能实现碰撞补偿。
[0025]在本发明的意义中,联接件在此尤其是设有主体,该主体能不可相对旋转地与可连接的变速器构件连接。另外,主体的径向外侧或径向内侧设有沿轴向方向构造成至少在部分区段上变化的切换滑槽。作为替代方案,联接件的主体在径向外侧或径向内侧上具有设有相配致动器的切换销。如此构造的联接件因此应设有两个元件之一,通过这两个元件的共同作用可导入切换元件的轴向切换运动。因此在设置联接件的情况下切换销连同相配的切换滑槽也可毫无问题地设置在切换元件和可连接的变速器构件之间并且因此可相对于可连接的变速器构件的位置和(可选地)运动来控制切换元件的移动运动。在此联接件的主体尤其是构造成圆柱形的。
[0026]特别优选组合变速器切换装置的下述实施方式一一在其中在切换元件和壳体以及在切换元件和可连接的变速器构件之间分别设置一个切换销一切换滑槽对一一与变速器切换装置的下述实施方式一一在其中联接件设置在可连接的变速器构件侧。在该组合的扩展方案中,第二切换销和与其相配的致动器在此容纳在联接件的沿轴向突出于齿部的轴端的径向外侧上。联接件的主体因此一方面设有轴向突出的齿部,并且轴端轴向突出于齿部,在轴端的外径上设有具有相配致动器的切换销。借助这种设计一方面与爪齿齿部相对应的齿部和另一方面具有致动器的切换销定位于联接件上。
[0027]本发明的另一种有利的实施方式在于,沿径向在切换元件和第一变速器构件之间设置至少一个卡锁装置,该卡锁装置除了轴向切换运动外防止切换元件从中性位置和所述至少一个接通位置移出的轴向运动。换言之,切换元件和第一变速器构件在它们之间容纳有卡锁装置,该卡锁装置防止不由切换销和相配的切换滑槽的嵌接引起的切换元件的轴向运动。这具有下述优点:在切换元件进入所述至少一个接通位置或中性位置中后相应切换销无须保留在切换滑槽中以便将切换元件保持在该位置中。取而代之,卡锁装置确保切换元件保持在希望的位置中。
[0028]在该方案的扩展方案中,所述至少一个卡锁装置包括球,所述球在第一变速器构件或切换元件侧上可径向移动地被导向并且借助弹簧元件被预压紧到卡锁轮廓上。在此卡锁轮廓与球径向相对置地构造在切换元件上或第一变速器构件上并且不仅在中性位置中而且也在切换元件的所述至少一个接通位置中分别借助一个卡锁凹槽沿轴向与一个球重合。通过将卡锁装置构造为球卡锁装置可以以简单的方式将切换元件按希望固定在中性位置和所述至少一个接通位置中。但
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