CN102713358A - 具有可调节的差速器的汽车变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有主室（3）的汽车变速器，在该主室（3）内，输入轴（5）的旋转可以变速传递到与差速传动机构（10）的壳体（9）连接的主轴（7）上，其中，通过壳体（9）可以驱动两个从动轮（12A、12B），并且在这种情况下，通过差速传动机构（10）的补偿元件（11）可以实现从动轮（12A、12B）的不同转速，并且在两个从动轮（12A、12B）中的一个与差速传动机构（10）的壳体（9）之间设置有离合器（13），该离合器（13）具有与壳体（9）连接的第一侧和与相应的从动轮（12B）连接的第二侧，这些侧通过在操作室（4）内生成压力而可以相互发生接触，以便使相应的从动轮（12B）与差速传动机构（10）的壳体（9）联接，其中，此外操作室（4）与主室（3）完全分开地安置，其中，在主室（3）与操作室（4）之间在差速传动机构（10）的区域内设置有作为分隔部的非透过性膜片（18），膜片（18）当在操作室（4）内生成压力时发生变形，并且在这种情况下通过操作件来操作离合器（13）。

Description

具有可调节的差速器的汽车变速器

技术领域

本发明涉及一种具有主室的汽车变速器，在该主室内输入轴的旋转可以变速传递到与差速传动机构的壳体连接的主轴上，其中，通过壳体可以驱动两个从动轮，并且在这种情况下通过差速传动机构的补偿元件可以实现从动轮的不同转速，并且两个从动轮中的一个与差速传动机构的壳体之间设置有离合器，该离合器具有与壳体连接的第一侧和与各自的从动轮连接的第二侧，所述第一侧和第二侧通过操作室内的产生压力可以相互发生接触，以便使相应的从动轮与差速传动机构的壳体联接。

背景技术

在具有内燃机的汽车上通常使用变速器，以便将通过内燃机提供的转速和转矩在依赖于各自行驶范围的情况下转换成适用于汽车前进的转速和转矩。出于行驶稳定性和牵引原因，所转换的这些转速和转矩在这种情况下必须至少传递到汽车的轴上，即可供使用的功率必须至少分配到左驱动轮和右驱动轮上。但两个驱动轮使用一个共同的传动轴本身带来的问题是，通过弯道时会出现传动系的应力紧合以及轮的高磨损和负荷，因为弯道外侧的轮比弯道内侧轮经过更大的行程。出于这一原因，通常在汽车变速器与驱动轮的车轴之间设置有所谓的差速传动机构，差速传动机构允许驱动轮的车轴之间非强制性的转速补偿和力补偿。为此将来自汽车变速器的功率传递到差速传动机构的壳体上并通过该壳体利用补偿元件分配到布置在壳体内部的、各自与车轴连接的两个从动轮上。在汽车直线行驶时，补偿元件在这种情况下与差速传动机构的壳体共同作为组块旋转，并且将通过汽车变速器提供的功率均匀地分配到两个从动轮上进而还有车轴上。与此相对照地在汽车弯道行驶的情况下，在壳体内引入补偿元件的补偿运动，以便可以使两个从动轴不同的转速成为可能。

但在两个驱动轮不同的牵引潜能（Kraftschlusspotential）情况下，差速传动机构的作用的主要缺点是：可以传递到行车道上的推进力是依赖于各自较低的牵引潜能的。在极端情况下，这一点导致：在一个驱动轮打滑时，通过另外那个车轮不能传递高于通过打滑的车轮传递的转矩，也就是汽车不能被驱动或仅以非常低的程度被驱动。为消除这一缺点，通常在差速传动机构的区域内设置有锁止装置，以便完全禁止或至少阻止差速传动机构补偿元件的补偿运动。

由DE 3829701A1公开了一种差速传动机构，其中，通过壳体借助设置在壳体内部的补偿元件可以驱动两个从动轮，其中，从动轮的不同转速可以通过补偿元件的相应补偿运动来实现。为可以在确定状况下有针对性地绕过差速传动机构的作用，在从动轮之一与壳体之间设置有力锁合的离合器，该力锁合的离合器在操作时将该从动轮直接与壳体联接，并且由此负责壳体与从动轮之间的转速补偿。该从动轮与壳体的刚性联接通过补偿元件而使另外那个从动轮以相同的转速一同引导，并且因此迫使功率均匀分配到两个轮上。为操作力锁合的离合器，在这种情况下在该离合器的区域内设置有操作室，该操作室通过静止部分和工作部分来分界，并且被加注液压液。当在该操作室内生成压力时，工作部分朝向力锁合的离合器方向上推移，并将这种运动借助布置于中间的部件传递到离合器的两侧中的一侧上，从而使该离合器闭合。在操作室内的压力下降时，离合器的打开通过工作部分借助布置于该区域内的弹簧元件的返回运动来实现。

普遍公知的是，这种类型的差速传动机构特别是在前轮驱动的汽车上可以直接布置在汽车变速器的主室内，其中，对差速传动机构的壳体驱动在这种情况下通过主轴进行。主轴的转动运动通过同样布置在主室内的输入轴的变速传递来引起。

但汽车变速器这种类型构成的缺点是，被设置用于操作差速传动机构的力锁合离合器的液压液由于泄漏而可能进入汽车变速器的主室内，并且与此同时与处于那里的而且与其不同的变速器油混合。这种变速器油具有针对传动轴与主轴之间进行的换挡过程专门设计的特性，这些特性由于与来自操作室的液压液愈加增长的混合而逐步降低。这一点导致汽车变速器在其使用寿命内的换挡品质同样愈发变差。

发明内容

由此，本发明的任务是：提供一种具有整合式差速传动机构的汽车变速器，其中，该差速传动机构具有用于锁止差速作用的离合器，并且在此防止设置用于操作离合器的液压液与处于主室内的变速器油混合。

该任务自权利要求1前序部分出发，在与权利要求1表明的特征相结合下得以实现。后面的从属权利要求分别描绘了本发明具有优点的改进方案。

本发明包括的技术教导是，操作室与主室完全分开地安置，其中，在差速传动机构的区域内以及在主室与操作室之间设置有作为分隔部的非透过性膜片，该膜片当在操作室内生成压力时发生变形并在这种情况下通过操作件来操作离合器。通过操作室与主室完全分隔，完全排除了液压油与主室的变速器油混合，并且因此防止由此造成换挡品质变差。同时借助膜片和接在中间的操作件可以实现对离合器的可靠驱控，用以绕过差速传动机构的作用。

依据本发明的一种实施方式，操作件包括如下的活塞，该活塞通过弹簧元件朝向膜片的背向操作室的侧预紧，并且将膜片的变形转化成用以操作离合器的平移运动。通过使用活塞并将活塞与膜片共同预紧，膜片的变形可以非常精确地转变为用于操作离合器的平移运动。

在本发明的改进方案中，在活塞后面接有轴承结构、压盘和多个压力顶杆，其中，压力顶杆在活塞平移运动时通过推移而以背向压盘的端部与离合器的两侧中的一侧发生接触。这样做的优点是，通过这种类型的布置方案，操作室可以安置在其中一个从动轮的区域内，而离合器则被设置在另外那个从动轮的区域内。由此，这实现了与各个构件的布置方案相关的自由构型或对现有的占位情况的匹配。此外，压力顶杆基于安置在活塞与压力顶杆之间的轴承结构而可以穿过差速传动机构的壳体地引导穿过，并且与该壳体共同旋转式地安置，这实现了紧凑的实施方案。此外，借助压盘可以实现：在活塞平移运动时将压力顶杆均匀推压到离合器一侧上。

相应于本发明的另一种实施方式，轴承按照推力滚针轴承的类型构成。由此，具有优点的是，可以实现非常紧凑和可靠的推力滚针轴承实施方案。

在本发明的改进方案中，压力顶杆通过弹簧朝向压盘预紧。由此，压力顶杆在活塞返回运动时同样可靠地重新返回运动到其起始位置内，由此确保差速传动机构正常的工作方式。

依据本发明另一种具有优点的实施方式，活塞区域内的弹簧元件按照碟形弹簧的类型构成。由此，在轴向上可以实现对活塞非常紧致的预紧。

依据本发明的另一种构成，膜片通过紧合环固定在主室与操作室之间。具有优点的是，膜片由此可靠保持在位置上，并且因此一方面保证主室与操作室的可靠分隔并且另一方面使得能够操作离合器。

此外具有优点的是，挡圈将紧合环间接或直接保持在位置上。通过这种措施可以进一步提高***的可靠性。

依据本发明另一种具有优点的实施方式，离合器按照多片式离合器的类型构成。由此，可与摩擦片的数目相应地达到离合器非常紧凑的构成，而根据摩擦片彼此的压紧力，通过构成滑差（Schlupf），也可以获取壳体与从动轮仅有条件的联接。

在本发明的改进方案中，差速传动机构按照锥齿轮差速器的类型构成。通过使用这种类型的差速传动机构可以实现汽车变速器内紧凑的布置方案。

依据本发明的另一种构造方案，膜片由聚合物材料制成。通过这种类型材料的选择，即使经过较长时间的使用，仍确保膜片可靠的功能性。

附图说明

下面，改进本发明的其他措施连同结合附图对本发明优选实施方式的说明得到详细阐释。

其中：

图1示出依据本发明的汽车变速器大大示意的视图；

图2示出依据本发明的汽车变速器的差速传动机构区域内的透视细节图；以及

图3示出差速传动机构区域内的示意详图。

具体实施方式

在图1中示出依据本发明的汽车变速器大大示意的视图，在其变速器壳体1内通过分隔壁2来限定主室3和操作室4。在此，在主室3内设置有输入轴5，输入轴5与这里未示出的发动机保持连接，并且将发动机的旋转借助对多个齿轮对6A-6C之一的选择而以相应速比传递到主轴7上。该主轴7再通过驱动组件8与差速传动机构10的壳体9连接，其中，该区域在图1中仅作为黑盒子示出。

在图2中作为剖面图详细示出差速传动机构10的区域。从中可以看出，构造为锥齿轮差速器的差速传动机构10的壳体9在其内腔内具有补偿元件11，通过该补偿元件11当壳体9旋转时，将转动运动传递到两个从动轮12A和12B上。在此，通过补偿元件11的补偿运动，可以按照本领域技术人员公知的方式来实现两个从动轮12A与12B之间不同的转动速度。但为在某些行驶状况下有针对性地禁止这种不同转动速度，从动轮12B与壳体9之间安置有离合器13，离合器13的第一侧与壳体9连接，以及离合器13的第二侧与从动轮12B连接。对该离合器13的操作使从动轮12B与壳体9联接，由此，两个元件以相同的转动速度旋转，其中，从动轮12A结果通过补偿元件11同样以相同的转动速度一同运动，并且与此相应总体上绕过差速传动机构10的差速作用。现引入对离合器13进行操作，方法是：压力顶杆14A和14B借助压盘15以及轴承结构16通过活塞17的平移运动而在轴向上朝向离合器13的方向推移，并且通过其端部向离合器13的一侧上施加压紧力。在这种情况下，压力顶杆14A和14B与壳体9共同旋转，其中，通过轴承结构16可以实现相对于活塞17的相对运动。活塞17的平移运动通过由液压液在操作室4内生成压力而引起。但在这种情况下为完全分隔操作室4和防止液压液从操作室4溢出，在活塞17与操作室4之间设置有膜片18，该膜片18当在操作室4内生成压力的情况下发生变形，并且由此使活塞17在平移方向上推移。为使膜片18得到紧固，该膜片通过外紧合环19以及内紧合环20被固定，其中，两个紧合环19和20各自通过挡圈21和22保持在位置上。此外，在挡圈21与外紧合环19之间安置有将活塞17朝向膜片18预紧的碟形弹簧23。

为更好理解该***，在图3中此外示出图2中的区域的大大示意的视图。从该附图中此外可以看出，在一个压力顶杆14A的区域内设置有各一个弹簧24，弹簧24将所属的压力顶杆14A朝向压盘15预紧，并且与此相应地在操作室4内压力降低时负责打开离合器13。

通过汽车变速器依据本发明的构成，与此相应地可行的是，具有呈离合器13形式的锁止装置的差速传动机构10可整合到主室3中，并且同时防止来自操作室4的液压液与处于主室3内的变速器油混合。

附图标记

1             变速器壳体

2             分隔壁

3             主室

4             操作室

5             输入轴

6A-6C         齿轮对

7             主轴

8             驱动组件

9             壳体

10            差速传动机构

11            补偿元件

12A、12B      从动轮

13            离合器

14A、14B      压力顶杆

15            压盘

16            轴承结构

17            活塞

18            膜片

19            外紧合环

20            内紧合环

21、22        挡圈

23            碟形弹簧

24            弹簧

Claims (11)

1.具有主室（3）的汽车变速器，在所述主室（3）内，输入轴（5）的旋转能变速传递到与差速传动机构（10）的壳体（9）连接的主轴（7）上，其中，通过所述壳体（9）能驱动两个从动轮（12A、12B），并且在这种情况下通过所述差速传动机构（10）的补偿元件（11）能实现所述从动轮（12A、12B）的不同转速，并且在所述两个从动轮（12A、12B）中的一个与所述壳体（9）之间设置有离合器（13），所述离合器（13）具有与所述壳体（9）连接的第一侧以及与相应的从动轮（12B）连接的第二侧，这些侧通过在操作室（4）内生成压力而能发生相互接触，以便使所述相应的从动轮（12B）与所述差速传动机构（10）的所述壳体（9）联接，其特征在于，所述操作室（4）与所述主室（3）完全分开地安置，其中，在所述差速传动机构（10）的区域内以及在主室（3）与操作室（4）之间设置有作为分隔部的非透过性膜片（18），所述膜片（18）当在所述操作室（4）内生成压力时发生变形，并且在这种情况下通过操作件来操作所述离合器（13）。

2.按权利要求1所述的汽车变速器，其特征在于，所述操作件包括活塞（17），所述活塞（17）通过弹簧元件朝向所述膜片（18）的背向所述操作室（4）的侧预紧，并且将所述膜片（18）的变形转化成用以操作所述离合器（13）的平移运动。

3.按权利要求2所述的汽车变速器，其特征在于，在所述活塞（17）后面接有轴承结构（16）、压盘（15）和多个压力顶杆（14A、14B），其中，所述压力顶杆（14A、14B）在所述活塞（17）平移运动时通过推移而以背向所述压盘（15）的端部与所述离合器（13）的两侧中的一侧发生接触。

4.按权利要求3所述的汽车变速器，其特征在于，所述轴承结构（16）按照推力滚针轴承的类型构成。

5.按权利要求3或4所述的汽车变速器，其特征在于，所述压力顶杆（14A、14B）通过弹簧（24）朝向所述压盘（15）预紧。

6.按权利要求2至5之一所述的汽车变速器，其特征在于，在所述活塞（17）的区域内所述弹簧元件按照碟形弹簧（23）的类型构成。

7.按前述权利要求之一所述的汽车变速器，其特征在于，所述膜片（18）通过紧合环（19、20）而固定在主室（3）与操作室（4）之间。

8.按权利要求6所述的汽车变速器，其特征在于，挡圈（21、22）将所述紧合环（19、20）间接或直接地保持在位置上。

9.按前述权利要求之一所述的汽车变速器，其特征在于，所述离合器（13）按照多片式离合器的类型构成。

10.按前述权利要求之一所述的汽车变速器，其特征在于，所述差速传动机构（10）按照锥齿轮差速器的类型构成。

11.按前述权利要求之一所述的汽车变速器，其特征在于，所述膜片（18）由聚合物材料制成。

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