行星齿轮结构方式的自动变速器及其切换系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种行星齿轮结构方式的自动变速器，包括至少一个切换系统，所述切换系统分别具有一个形锁合切换元件，该切换元件的滑动套筒与相配的致动器连接并且可通过所述致动器在两个切换位置之间移动，并且所述至少一个切换系统具有至少一个锁止装置，该锁止装置防止切换元件的滑动套筒意外离开至少其中一个切换位置。
【背景技术】
[0002]切换系统在多挡变速器中被应用并且用于连接变速器的组件，以便实现不同的传动比。为此目的，切换系统通常具有切换元件，该切换元件在被操作时根据【具体实施方式】实现相配变速器组件的力锁合或形锁合的连接。在自动变速器中，大多时候使用片式离合器形式的力锁合切换元件，通过它们变速器的各级可以以不同的方式接入动力流中。力锁合切换元件的优点在于，也可在负载下并且因此无需提前同步两个变速器组件的转速地完成连接，尤其是片式离合器具有紧凑的结构。但在力锁合切换元件中即使在打开状态下也始终传递一定的拖曳扭矩，这导致损耗并且相应降低了变速器的效率。因此在行星齿轮结构方式的自动变速器中也可部分使用形锁合切换元件，形锁合切换元件相比于力锁合切换元件具有在打开状态下基本上不存在拖曳扭矩的特征。
[0003]US 7，614，973B2公开了一种行星齿轮结构形式的自动变速器，其包括多个行星齿轮级，所述行星齿轮级通过相配的切换系统可以以各种方式接入动力流中以便形成自动变速器的不同传动比。在此行星齿轮级之一的切换系统包括牙嵌离合器形式的形锁合切换元件，该牙嵌离合器的滑动套筒与致动器连接，致动器构造为液压操作的活塞。根据控制活塞牙嵌离合器的滑动套筒可在两个切换位置之间移动，该滑动套筒通过锁止装置锁止在每个切换位置中，所述锁止装置防止滑动套筒意外离开相应切换位置。锁止装置在此构造为球锁止装置，其球被弹簧元件预压紧到构造在滑动套筒外径上的锁止槽上。
【实用新型内容】
[0004]基于上述现有技术，现在本实用新型的任务在于提供一种行星齿轮结构方式的自动变速器，该自动变速器具有高效率且同时制造成本低的特点。
[0005]该任务通过一种根据本实用新型的行星齿轮结构方式的自动变速器来解决，该自动变速器包括至少一个切换系统，所述切换系统分别具有一个形锁合切换元件，该切换元件的滑动套筒与相配的致动器连接并且能通过所述致动器在两个切换位置之间移动，并且所述至少一个切换系统具有至少一个锁止装置，该锁止装置防止切换元件的滑动套筒意外离开其中至少一个切换位置。相配的致动器设置在切换元件的径向外侧，该切换元件的滑动套筒通过位于中间的传递元件与致动器连接。
[0006]根据本实用新型，行星齿轮结构方式的自动变速器包括至少一个切换系统，所述切换系统分别具有一个形锁合切换元件，该切换元件的滑动套筒与相配的致动器连接并且能通过所述致动器在两个切换位置之间移动。另外所述至少一个切换系统具有至少一个锁止装置，该锁止装置防止切换元件的滑动套筒意外离开其中至少一个切换位置。
[0007]根据本实用新型，自动变速器构造为行星齿轮结构方式并且相应包括一个、但优选多个行星齿轮级，所述行星齿轮级的组件可以以各种方式接入动力流中以便形成不同传动比。行星齿轮级在此以技术人员原则上已知的方式优选包括一个行星架、一个太阳轮和一个齿圈。在此该行星齿轮级可以构造为负传动比行星齿轮组，在其中行星架引导至少一个行星齿轮，该行星齿轮不仅与径向内侧的太阳轮、而且也与径向外侧的齿圈啮合。但作为替代方案，也可考虑正传动比行星齿轮级方案，在其中行星架引导至少一对行星齿轮，其中一个行星齿轮与径向内侧的太阳轮啮合，一个行星齿轮与外侧的齿圈啮合，并且两个行星齿轮彼此啮合。最后，行星齿轮级也可构造为拉维纳式行星齿轮组，在其中设有两个太阳轮，所述太阳轮分别与相配的行星齿轮啮合，行星齿轮可旋转地支承在一个共同的行星架中并且彼此齿啮合。与一个太阳轮啮合的行星齿轮还与周围的齿圈啮合。
[0008]在根据本实用新型的自动变速器中，现在设置至少一个具有形锁合切换元件的切换系统，通过该切换元件变速器的两个组件可在其旋转运动方面彼此耦合。组件在此可以是行星齿轮级的部件形式、即齿圈、行星架或太阳轮，但也可以是变速器轴或壳体部件。就此而言，通过切换元件可将同一行星齿轮级的部件、不同行星齿轮级的部件、两个变速器轴、行星齿轮级的一个部件与一个变速器轴彼此连接或也可将上述组件固定在变速器壳体上。
[0009]所述至少一个切换系统的形锁合切换元件于是在被操作时在组件之间建立形锁合连接，该形锁合连接在此优选通过切换元件的滑动套筒的内齿部与组件上的相应外齿部的啮合来实现。但原则上为了形锁合连接也可在滑动套筒和待与之耦合的组件上设置其它方式构成的轮廓。
[0010]所述至少一个切换系统的相配的致动器在本实用新型的范围中尤其是构造为液压致动器，但致动器也可构造为气动、机电、电气或其它类型的致动器。还可想到，为所述至少一个切换系统分别配置一个致动器，或一个致动器也可操作多个切换系统。液压致动器在本实用新型的意义中尤其是可构造为液压操作的活塞。
[0011]形锁合切换元件的滑动套筒可在两个切换位置之间移动，其中一个切换位置是中性位置并且另一个是连接位置，在连接位置中组件彼此耦合。相反在中性位置中组件可相对旋转。
[0012]所述至少一个切换系统的锁止装置用于将滑动套筒保持在两个切换位置的至少一个中，以防止滑动套筒意外离开该切换位置，即禁止并非通过致动器引起的运动。锁止在此优选通过形锁合实现。
[0013]现在本实用新型技术教导在于:相配的致动器设置在切换元件的径向外侧，切换元件的滑动套筒通过位于中间的传递元件与致动器连接。换言之，相配的致动器位于切换元件外侧，致动器和形锁合切换元件之间的连接通过传递元件建立。
[0014]自动变速器的这种设计方案的优点在于，由于致动器设置在外侧，致动器的供应管线无需高成本地接入切换元件的区域中。因为尤其是在行星齿轮级中，如该行星齿轮级的太阳轮例如应通过切换元件耦合时，就必须穿过旋转部件对位于那里的致动器进行供应，这相应复杂。相反，供应管线通常可毫无问题地导向位于外侧的致动器。
[0015]另外，使用锁止装置来将切换元件保持在至少其中一个切换位置中的优点在于，致动器只需将切换元件导入所希望的位置中，而此后无需继续控制致动器。尤其是在液压致动器中因此无需持续的压力加载以将切换元件保持在所希望的切换位置中。因此可提供一种制造成本低且效率高的自动变速器。
[0016]虽然在US 7，614，973 B2中行星齿轮级组件的耦合也通过形锁合切换元件建立，但构造为液压活塞的致动器设置在切换元件滑动套筒的径向内侧。由于待通过该切换元件接入动力流中的行星齿轮级是变速器的两个沿轴向位于外侧的行星齿轮级之一，所有液压活塞的供应可从变速器的一个轴向端面进行，且供应管线在此无需穿过旋转部件。但相应结构不能在US 7，614，973 B2的自动变速器的其它行星齿轮级中实现。
[0017]在本实用新型的意义中，“传递元件”是在致动器和切换元件的滑动套筒之间建立机械连接的构件。在此该传递元件适合用于将致动器的操作运动转换为滑动套筒的轴向移动。
[0018]根据本实用新型的一种实施方式，所述至少一个锁止装置具有至少一个球，所述球分别被弹簧元件预压紧到一个锁止槽上。球锁止装置方案的优点在于，一方面滑动套筒能够可靠地锁止在相应的切换位置中，但同时无需单独控制锁止装置就可在致动器的作用下实现切换位置之间的转换。