專利名稱：單軌換擋裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種根據(jù)權利要求I的前序部分所述的、用于多擋位變速器的單軌換擋裝置，以及ー種根據(jù)權利要求10所述的變速器。
背景技術：
公知的是，使多擋位變速器中的換擋流程自動化，其中，換擋元件的運動并非手動地執(zhí)行，而是通過執(zhí)行器來執(zhí)行。為此也公知ー種單軌換擋裝置，在這種單軌換擋裝置中，與用以選出各所期望的換擋滑槽的選擋促動器相組合地使用僅ー個用于切換擋位的換擋 促動器。于是，例如在DE 102005001551 Al中描述了ー種具有僅ー個換擋促動器和選擋促動器的單軌換擋裝置。在此，選擋運動與換擋運動在動カ上脫開關聯(lián)，從而換擋滑軌在用以選出期望的換擋滑槽的選擋運動中不發(fā)生運動。為了切換擋位，換擋滑軌被由換擋促動器在軸向上推移。換擋滑軌在軸向上的換擋運動通過與換擋滑軌軸向固定地連接的換擋撥指而被傳遞到各一個所選出的換擋撥叉臂上，并且進一歩被傳遞到所屬的換擋搖臂或換擋撥叉上。換擋搖臂或換擋撥叉卡入滑移套筒中，所述滑移套筒又為了在未經(jīng)連接的空擋位置與至少ー個換擋位置之間切換擋位而可被推移。在該換擋位置，傳動カ矩通過配屬于相應的滑移套筒的齒輪組得到傳遞。選擋運動與換擋運動在動カ上的脫開關聯(lián)有利地引起明顯降低了用以選擇換擋滑槽所需的力，并且這樣實現(xiàn)了將具有較小的尺寸和更快的響應特性的電磁選擋促動器或者電動選擋促動器例如用作氣動促動器。選擋促動器的較小的尺寸又實現(xiàn)了構件在變速器上或在變速器中靈活的布置方案。例如在DE 102005001551 Al中介紹了電磁選擋促動器或者電動選擋促動器的適當?shù)膶嵤┓桨?，并且也可與本發(fā)明相關地加以應用。為了通過換擋促動器精確地起動以及可靠地保持空擋位置和/或換擋位置，此外還公知的是對軸向可推移的換擋滑軌起作用的卡鎖件。這樣的卡鎖件例如由DE102005022995 Al 公知。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是，完成一種用以利用用于換擋運動的卡鎖件在多擋位變速器中選擇和切換不同擋位級的單軌換擋裝置，所述單軌換擋裝置需要盡可能小的結構空間并且被盡可能簡單地裝配，以及給出了ー種具有這樣的單軌換擋裝置的變速器。該任務通過根據(jù)權利要求I所述的單軌換擋裝置并且通過根據(jù)權利要求10所述的變速器來解決。從屬權利要求包含本發(fā)明的優(yōu)選改進方案。因此，請求保護ー種用于多擋位變速器的具有換擋滑軌、換擋元件和選擋元件的單軌換擋裝置，其中，換擋滑軌相對于變速器殼體可軸向推移地布置。換擋元件在軸向上固定地與換擋滑軌相連接，并且將換擋滑軌的軸向換擋運動選擇性地傳遞到多個換擋撥叉臂中的ー個上。選擋元件在軸向上被固定在變速器殼體中，并且抗相對轉動地與換擋元件相連。換擋元件和選擋元件被支承在換擋滑軌上，使得換擋元件和選擋元件能夠共同地繞共同的中軸線樞轉，由此，實施用于選擇所期望的換擋滑槽的選擋運動。根據(jù)本發(fā)明，設置有一種有效地布置在換擋元件與選擋元件之間的換擋位置卡鎖件，由此，單軌換擋裝置可在至少ー個空擋位置和/或換擋位置中被卡鎖。這樣的換擋位置卡鎖件在換擋元件與選擋元件之間的布置方案實現(xiàn)了整個換擋裝置的更為緊湊的結構形式，因為換擋位置卡鎖件在空間上可被設置在換擋元件和選擋元件本就需要的結構空間內(nèi)部。此外，這樣在組裝變速器之前預裝配出由換擋元件、選擋元件和換擋位置卡鎖件組成的単元，并且對其協(xié)作進行測試。該單元選擇性地也可以預先裝配有換擋滑軌。本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方式設置為至少ー個彈性預緊的卡鎖元件被布置在換擋元件上，并且可被卡入到布置在選擋元件中的卡鎖凹進部中。在此，換擋元件優(yōu)選地被構造為換擋環(huán)，并且與共同的中軸線同中心地布置在換擋滑軌上。該構造方案實現(xiàn)了換擋裝置尤其是在軸向上緊湊的構造方式。
前面描述的實施方案的特別優(yōu)選的構造方案設置為卡鎖元件包括在其兩端布置有各一個卡鎖套筒的螺旋壓カ彈簧。在此，螺旋壓カ彈簧利用卡鎖套筒被布置在換擋環(huán)中的貫通孔中，從而卡鎖套筒在彼此相反而置的方向上從貫通孔的兩端被壓縮到選擋元件中的相應的卡鎖凹進部中。在此，卡鎖力與換擋環(huán)相關地在切向上起作用。在此，在兩個卡鎖套筒上的卡鎖カー樣大，并且指向相反的方向，使得這兩個卡鎖カ合計上被抵消，并且沒有產(chǎn)生可能影響換擋過程或者選擋過程的、所形成的、作用到換擋滑軌上的力。本發(fā)明的另ー優(yōu)選實施方案與上述第一實施方案相對照地設置為預緊的卡鎖元件被布置在選擋元件上并且可被卡入到設置在換擋元件中的至少ー個卡鎖凹進部中。在此，選擋元件優(yōu)選地具有套管狀的基體，并且與套管狀的或者環(huán)形的換擋元件同中心地布置。以這種方式，換擋元件和選擋元件例如可被彼此同中心地而且彼此套嵌地布置為兩個具有不同直徑的套管，由此，進ー步減小所需的結構空間。布置在選擋套管上的卡鎖元件優(yōu)選地包括壓カ彈簧，所述壓カ彈簧的作用到卡鎖件的力可借助鎖緊螺栓來調(diào)整。優(yōu)選的是，在前面描述的兩個實施方式中的換擋元件具有剛性地布置在換擋元件上的換擋撥指，所述換擋撥指在選擇換擋滑槽時選擇性地與換擋撥叉臂中的ー個發(fā)生傳遞カ的連接。例如方式為換擋撥指被樞轉到各所選出的換擋撥叉臂中的相應成型出的帶動凹槽中。優(yōu)選的是，對于選擋兀件所描述的實施方案具有在軸向上取向的縱向開ロ，換擋元件的換擋撥指貫穿所述縱向開ロ。換擋撥指的自由端部可以穿過選擋元件中的縱向開ロ伸入到所選定的換擋撥叉臂的各ー個帶動凹槽中，并且這樣，用于切換擋位的所選擇的換擋搖臂或換擋撥叉在軸向上運動到期望的換擋位置。根據(jù)本發(fā)明的另ー優(yōu)選構造方案，選擋元件具有剛性地布置在選擋元件上鎖止元件，借此可將相應未被選出的換擋撥叉臂鎖止在換擋位置。為此例如與選擋元件上的縱向開ロ相鄰地以如下方式布置鎖止元件，即該鎖止元件在選擋元件的每個選擇位置分別伸入到未被選出的換擋撥叉臂的帶動凹槽中。由此阻止了換擋撥叉臂在軸向上的運動自由，并且確保在每個選擇位置僅可操作ー個換擋撥叉。與具有単獨布置的鎖止元件的換擋裝置相比，這樣的例如與選擋元件一體地實施的鎖止元件通過較小的部件數(shù)目來減小裝配開支、成本和所需的構造空間。最后請求保護如下的多擋位變速器，所述多擋位變速器具有根據(jù)本發(fā)明的單軌換擋裝置。


本發(fā)明結合在下文的附圖中示出的兩個優(yōu)選實施例得到詳細闡釋。這些附圖在圖I中以透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的單軌換擋裝置的第一實施方式，在圖2中以截面圖示出了圖I中的單軌換擋裝置，其中，截面平面沿著中軸線走向，在圖3中以截面圖示出了圖I中的單軌換擋裝置，其中，截面平面垂直于中軸線走向，在圖4中以截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的單軌換擋裝置的第二實施方式，其中，截面平面沿著中軸線走向，以及在圖5中以具有沿著圖4中示出的切割線A-A的截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的單軌換擋裝置的第二實施方式。
具體實施例方式在圖I至圖3中示出的單軌換擋裝置I中，居于中心地布置有換擋滑軌2。換擋滑軌2被布置在變速器內(nèi)部，被支承在殼體10中，并且被以由未示出的換擋促動器在軸向上相對于殼體10可推移的方式來布置。殼體10可以自身是變速器殼體或者是在變速器殼體內(nèi)部的殼體。換擋元件3被布置在換擋滑軌2上并且在軸向上固定地與換擋滑軌2相連。換擋元件3被構造為換擋環(huán)，并且在換擋滑軌2上可繞中軸線11自由轉動地布置。與換擋元件3 —體地實施有在徑向方向上伸出的換擋撥指4。在換擋滑軌2上可軸向推移地而且同樣相對于換擋滑軌2可自由轉動地布置有選擋元件5。選擋元件5具有選擋撥指12，示出的選擋促動器13與該選擋撥指12作用連接，以便通過選擋元件5繞中軸線11相對轉動來選出期望的換擋滑槽。變速器具有至少兩個換擋滑槽。在選擋元件5相對轉動時,換擋元件3隨同轉動。這通過在換擋元件3與選擋元件5之間的形狀配合的連接而發(fā)生，所述形狀配合的連接通過換擋撥指4在與選擋元件5中的縱向開ロ 25相結合下形成。與換擋元件3—體地實施的換擋撥指4在徑向方向上穿過選擋元件5中的縱向開ロ 25地伸出，并且在軸向上沿著縱向開ロ 25是可推移的。換擋撥指4被設計地如此寬，即使該換擋撥指4在兩側位于縱向開ロ 25的內(nèi)表面上靠立(anstehen)，以致在轉動方向上有幾乎無余隙的形狀配合的連接，并且使得換擋元件3在由換擋撥指4轉動選擋元件5時一同轉過相同的角度值。
在該示例中，在換擋滑軌2上可軸向推移地布置三個換擋撥叉26、27和28。具有其他數(shù)目的換擋撥叉的實施方案也是可行的。換擋撥叉26、27和28中的每個都具有換擋撥叉臂6、7和8，這些換擋撥叉臂6、7和8在一個端部剛性地與所屬的換擋撥叉相連接，并且在另一端部的區(qū)域中具有帶動凹槽29，所述換擋元件3用其換擋撥指4在相應的選擇位置處伸入到所述帶動凹槽29中。為了軸向固定選擋元件以及為了對卡鎖カ給予支持，選擋元件5具有與選擋元件5 一體實施的伸長部14。伸長部14在裝配好的狀態(tài)下伸入到變速器殼體10中的凹隙15中，從而選擋元件15在軸向上被與殼體固定地被保持，但是可以繞中軸線11轉動。為此，凹隙15例如被成型為變速器殼體10中的具有矩形橫截面的弧形槽，其中，該槽朝伸長部14的轉動方向延伸。在對選擋元件5進行軸向固定的另一未示出的實施方案中，通過銷沿軸向引導選擋元件5。該銷固定地安置在殼體中的孔中，并且伸入選擋元件5中的長孔中。該長孔在切線方向上垂直于轉動軸線走向，以便使得選擋元件5能夠繞中軸線11相對轉動。在該實施方案中，換擋元件3可通過余隙配合部和限動環(huán)17而能容易地轉動，但是被軸向固定地支承在換擋滑軌2上。但是其例如也可以借助滾子軸承而得到支承。換擋元件3具有貫通孔19，在該貫通孔19中布置有換擋位置卡鎖件18的一部分。 換擋位置卡鎖件18具有螺旋壓カ彈簧20、卡鎖套筒21和22以及卡鎖凹進部16a和16b。在貫通孔19中存在螺旋壓カ彈簧20，在所述螺旋壓カ彈簧20的兩端上分別布置有卡鎖套筒21或22作為卡鎖元件?？ㄦi套筒21和22具有如此大的外直徑，即所述卡鎖套筒21和22在貫通孔19中被可靠地引導，但是可容易地推移，例如通過螺旋壓カ彈簧20的カ而被推移。選擋運動通過選擋促動器13來觸發(fā)，所述選擋促動器13剛性地作用到選擋撥指12上，并且于是，選擋元件與換擋元件3共同繞其共同的中軸線11相對轉動。在組裝好的狀態(tài)下，在中間的換擋位置、即空擋位置中，如在圖I至3中所示的那樣，卡鎖套筒21和22被螺旋壓カ彈簧20壓入選擋元件5中的卡鎖凹進部16a和16b中。用于鎖止未選出的換擋撥叉臂6、7和8的鎖止元件9在圖3中未示出。與縱向開ロ 25相鄰地，鎖止元件9剛性地被布置在選擋元件5上，其中，換擋撥指4穿過所屬縱向開ロ 25伸入到各所選出的換擋撥叉臂6、7和8的帶動凹槽29中。在該示例中，鎖止元件9與選擋元件5 —體地實施。圖4和圖5示出了本發(fā)明的第二實施方式。在這兩個實施方式中起到相同功能的構件設有相同的附圖標記。呈換擋套管形式的換擋元件3被可自由轉動地支承在居于中心布置的換擋滑軌2上。在軸向上，換擋元件3通過限動環(huán)17被固定在換擋滑軌2上。與套筒狀的換擋元件3同中心地將同樣呈套管狀的選擋元件5布置在換擋元件3上。在軸向上，換擋元件3相對于選擋元件5是可推移的。選擋元件5通過其一體成型的伸長部14在軸向上被固定在變速器殼體10中。但是，選擋元件5可繞共同的中軸線11相對于換擋滑軌2相對轉動。換擋元件3具有剛性地布置在換擋元件3上的換擋撥指4，所述換擋撥指4穿過選擋元件5中的縱向開ロ 25伸入到各所選出的換擋撥叉臂6、7和8的帶動凹槽29中。換擋撥指4在與縱向開ロ 25相結合下又形成用于將選擋元件5的選擋運動傳遞到換擋元件4上的形狀配合的連接，由此，選擋元件5實施每個用以與換擋元件3共同選出換擋滑槽的轉動運動。同樣在這里，選擋運動通過選擋促動器13來觸發(fā)，所述選擋促動器13作用于剛性地布置在選擋元件5上的選擋撥指12上，并且于是，選擋元件5與換擋元件3共同地繞其共同的中軸線11相對轉動。
如在圖5中所示的那樣，該實施方式也具有剛性地地布置在選擋元件5上的鎖止元件9，該鎖止元件9嵌入到未選出的換擋撥叉臂6、7和8的帶動凹槽中并且將換擋撥叉臂6、7和8與殼體固定地鎖止，從而在換擋滑軌2軸向換擋運動時僅各所選出的換擋撥叉6、7或者8與換擋滑軌2 —同運動。在第二實施方式中，換擋位置卡鎖件18與第一實施例中的換擋位置卡鎖件相對照地被這樣實施，即弾性預緊的卡鎖元件21被布置在選擋元件5上，并且可卡入到被布置在換擋元件3中的卡鎖凹進部16中。在此，卡鎖元件21被螺旋壓カ彈簧23壓入到卡鎖凹進部16中，其中，螺旋壓カ彈簧23通過鎖緊螺栓24來預緊。相對于鎖緊螺栓24可替選地，螺旋壓カ彈簧可通過保持片或者鎖緊柱塞加以保持。在圖4中，單軌換擋裝置I被卡鎖在中間的空擋位置中。但此外，在所示的實施方式中還也有兩個換擋位置被卡鎖，如在卡鎖凹進部16的兩側上布置的兩個卡鎖凹進部處可看到的那樣。為了影響卡鎖力大小和卡鎖カ變化分布，卡鎖凹進部也可具有不同的深度和形狀，諸如倒圓的側邊。單軌換擋裝置I的功能在兩個所描述的實施方式中基本上是相同的。為了切換新 的擋位，首先由選擋促動器13使旋轉選擋元件5和換擋元件3發(fā)生相對轉動，直至換擋撥指4在有待選出的換擋撥叉臂6、7或者8的所期望的帶動凹槽29中停住。由此，選擇期望的換擋滑槽。由于換擋位置卡鎖件18被布置在換擋元件3與選擋元件5之間，并且換擋元件3與選擋元件共同地轉動，用以選擇換擋滑槽所需的力保持得相對小，并且完全不受換擋位置卡鎖件18影響。在選出期望的換擋滑槽之后，換擋滑軌2被未示出的換擋促動器在軸向上推移。在此，換擋滑軌2將軸向固定地與其連接的部分，即換擋元件3連同換擋撥指4，所選出的換擋撥叉臂6、7或者8連同換擋撥叉26、27或者28以及最后還有所述相關的換擋滑套ー并送入所期望的換擋位置中。在換擋運動中，換擋位置卡鎖件18的卡鎖カ被克服。隨著到達期望的換擋位置，換擋位置卡鎖件18又卡入到為此所設置的卡鎖凹進部中。為了轉換到另ー擋，首先由換擋促動器來使空擋位置起動，之后，選擋促動器選出所期望的換擋滑槽，之后在換擋促動器之被切換到期望的目標擋中。在本發(fā)明的范疇中，可考慮的是如下的換擋位置卡鎖件，所述換擋位置卡鎖件對空擋位置和/或一個或多個換擋位置加以卡鎖。不言而喻地，所介紹的實施方式的各個特征能加以組合。于是，第一實施方式中的換擋元件例如同樣可呈套管狀地構造，并且相對照地，第二實施方式中的換擋元件可被實施為換擋環(huán)。附圖標記I單軌換擋裝置2換擋滑軌3換擋元件4換擋撥指5選擋元件6換擋撥叉臂7換擋撥叉臂8換擋撥叉臂9鎖止元件
10變速器殼體11中軸線12選擋撥指13選擋促動器14伸長部I5 凹隙16卡鎖凹進部16a卡鎖凹進部
16b卡鎖凹進部17限動環(huán)18換擋位置卡鎖件19貫通孔20螺旋壓カ彈簧21卡鎖元件22卡鎖元件23螺旋壓カ彈簧24鎖緊螺栓25縱向開ロ26換擋撥叉27換擋撥叉28換擋撥叉29帶動凹槽
權利要求
1.用于多擋位變速器的單軌換擋裝置(1)，其具有換擋滑軌(2)、換擋元件(3)和選擋元件(5)，其中，所述換擋滑軌(2)被能軸向推移地布置在變速器殼體(10)中，其中，所述換擋元件(3)在軸向上固定地與所述換擋滑軌(2)相連并且將軸向換擋運動選擇性地傳遞到至少兩個換擋撥叉臂(6、7、8)之一上，其中，所述選擋元件(5)與所述變速器殼體(10)相關地在軸向上被與殼體固定地布置，并且其中，所述換擋元件(3)和所述選擋元件(5)能夠共同地繞中軸線(11)樞轉， 其特征在于，設置有在所述換擋元件(3)與所述選擋元件(5)之間起效地布置的換擋位置卡鎖件(18)。
2.根據(jù)權利要求I所述的單軌換擋裝置(I)，其特征在于，至少一個彈性預緊的卡鎖元件(20、21、22)作為所述換擋位置卡鎖件(18)的部分被布置在所述換擋元件(3)上，所述至少一個彈性預緊的卡鎖元件(20、21、22)能被卡入到所述選擋元件(5)中的至少一個卡鎖凹進部(16)中。
3.根據(jù)權利要求2所述的單軌換擋裝置(1)，其特征在于，所述換擋元件(3)被構造為換擋環(huán)，所述換擋環(huán)與共同的中軸線(11)同中心地被布置在所述換擋滑軌(2)上。
4.根據(jù)權利要求3所述的單軌換擋裝置(I)，其特征在于，所述換擋位置卡鎖件(18)垂直于所述中軸線(11)地被布置在所述換擋元件(3)中的貫通孔(19)中并且包括螺旋壓力彈簧(20)，在所述螺旋壓力彈簧(20)的兩端上布置有各一個作為卡鎖元件(21、22)的卡鎖套筒，從而所述卡鎖套筒(21、22)在彼此相反而置的方向上被壓入到所述選擋元件(5)中的相應的卡鎖凹進部(16a，16b)中。
5.根據(jù)權利要求I所述的單軌換擋裝置(I)，其特征在于，至少一個彈性預緊的卡鎖元件(21)被布置在所述選擋元件(5)上，并且能被卡入到布置在所述換擋元件(3)中的至少一個卡鎖凹進部(16)中。
6.根據(jù)權利要求5所述的單軌換擋裝置(I)，其特征在于，所述選擋元件(5)具有套管狀的基體，并且相對于套管狀的或者環(huán)形的所述換擋元件(3)同中心地布置。
7.根據(jù)前述權利要求之一所述的單軌換擋裝置(I)，其特征在于，所述換擋元件(3)具有換擋撥指(4)，所述換擋撥指(4)能傳遞軸向力地與所述換擋撥叉臂(6、7、8)中的各一個相連。
8.根據(jù)前述權利要求之一所述的單軌換擋裝置(I)，其特征在于，所述選擋元件(5)具有在軸向上取向的縱向開口(25)，所述換擋元件(3)的換擋撥指(4)引導穿過所述縱向開口(25)。
9.根據(jù)前述權利要求之一所述的單軌換擋裝置(1)，其特征在于，在所述選擋元件(5)上剛性地布置有鎖止元件(9)，借此能將相應未被選出的所述換擋撥叉臂(6、7、8)鎖止在換擋位置中。
10.多擋位變速器，其特征在于根據(jù)前述權利要求之一所述的單軌換擋裝置(I)。
全文摘要
提出了一種用于多擋位變速器的具有換擋滑軌(2)、換擋元件(3)和選擋元件(5)的單軌換擋裝置(1)。在此，換擋滑軌(2)軸向可推移地被布置在變速器殼體(10)中，并且換擋元件(3)在軸向上固定地與所述換擋滑軌(2)相連。換擋元件(3)將軸向換擋運動選擇性地傳遞到多個換擋撥叉臂(6、7、8)中的一個上。選擋元件(5)與變速器殼體(10)相關地在軸向上被與殼體固定地布置。換擋元件(3)和選擋元件(5)能夠共同地繞中軸線(11)樞轉。根據(jù)本發(fā)明，設置有如下的換擋位置卡鎖件(18)，其在換擋元件(3)與選擋元件(5)之間起效。此外，還請求保護一種具有相應的單軌換擋裝置的多擋位變速器。
文檔編號F16H63/38GK102652236SQ201080055867
公開日2012年8月29日 申請日期2010年11月3日 優(yōu)先權日2009年12月9日
發(fā)明者烏爾里?！じダ胬? 烏爾里希·施特拉克, 格哈德·霍林 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司