CN104246319B - 混合变速器 - Google Patents

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Abstract

提出一种混合变速器，其具有带有齿轮的主变速器轴和平行设置的带有至少一个换挡鼓的主轴，其中主轴由致动器驱动并且具有至少一个换挡滑槽。主轴具有下述装置，所述装置能够***控以用于将换挡鼓与离合器连接以及用于操控用于至少一个变速级的换挡套筒。

Description

混合变速器
技术领域
提出一种混合变速器，其具有带有齿轮的主变速器轴和平行设置的带有至少一个换挡鼓的主轴，其中主轴由致动器驱动并且具有至少一个换挡滑槽。主轴具有下述装置，所述装置能够***控以用于将换挡鼓与离合器连接以及用于操控用于至少一个变速级的换挡套筒。
背景技术
在大多已知的自动的变速器中，换挡和离合的功能单独地经由各自自身的致动器实现。在许多已知的换挡设备中，换挡和离合操纵液压地执行。为了实现液压的换挡或离合操纵，产生提高的耗费，因为对每个功能，必要的是自身的液压致动器以及可能蓄压器、线路、传感器和阀。通过使用液压调整单元提高***的复杂性。
从DE19635867C2中已知一种换挡装置，所述换挡装置借助自动的换挡变速器工作。在该现有技术中提出的解决方案提出用于分离和换挡的并行的功能。在根据现有技术的装置中，经由致动器驱动蜗轮蜗杆传动装置，所述蜗轮蜗杆传动装置经由偏心轮激活主离合器的接合和分离并且与此并行地激活用于变速器的换挡选择过程。对此必要的是辅助离合器。该现有技术通过附加的构件、例如辅助离合器提高耗费。现有技术在此克服能够在自动的换挡变速器中出现的问题。因为换挡由于变速器设计始终与牵引力中断相关联，在该类型的换挡变速器中能够出现下述问题：在特定的运行状态下通过驱动力矩的中断由于出现的车辆震动能够感受到缺乏舒适性。
发明内容
因此，本发明的目的是，在相对于已知的解决方案改进的实施方案中提供一种混合变速器。
所述目的通过根据本发明的混合变速器来实现。在下文中得出改进方案。
根据本发明，混合变速器设有主变速器轴和具有换挡鼓的主轴，其中具有换挡鼓的主轴由换挡致动器驱动并且具有至少一个换挡滑槽，其中在主轴上设有下述装置，所述装置设为用于将换挡鼓与离合器连接以及用于操控用于至少一个变速级的滑动套筒，其中所述装置能够由磁性致动器切换。
因此，本发明提出具有主变速器轴和主轴的混合变速器，其中主轴由换挡致动器驱动并且主轴具有带有换挡鼓和换挡滑槽的换挡单元，其中在主轴上设有下述装置，其中所述装置由抗转动地、但是可移动地位于主轴上的换挡套筒构成，换挡套筒经由致动器在主轴上能够移动并且换挡套筒在两侧上具有换挡爪，使得能够实现与换挡鼓或与位于主轴上的离合器凸轮形状配合地接合。
根据本发明的变速器设为用于混合动力驱动，其中从一开始就防止在自动换挡变速器和单纯借助内燃机运行的情况下出现的问题。因此，根据本发明提出，主轴具有带有换挡鼓和换挡滑槽的换挡单元的构件。对此，换挡套筒抗转动地、但是可移动地位于主轴上。换挡套筒经由致动器在主轴上移动。换挡套筒在两侧具有换挡爪，使得能够实现与换挡鼓或与离合器凸轮形状配合地接合。经由换挡套筒实现主轴和换挡鼓的接合或主轴和离合器凸轮的接合。
根据本发明的混合变速器构成为，使得所述混合变速器具有带有双重功能的机电的致动元件并且避免液压运行所必需的每个构件。通过使用具有两个功能的机电的致动器，节约了例如用于离合器的附加的致动器。此外，对两个致动器的操控变得多余。机电的解决方案比液压的解决方法成本更低并且能够节约结构空间。
有利地，经由致动器能够与离合器连接并且能够操纵变速级。此外，有利地，负责与离合器连接以及与变速级连接的装置能够经由磁性致动器运动。通过将致动器用于主轴进而用于换挡鼓并且借助使用磁性致动器，避免液压的构件。
有利地，装置由具有围绕轴线可转动地安装的第一换挡套筒的换挡拨叉构成。所述装置是经过证实的装置，所述装置节约结构空间并且能够有效地传递力。有利地，换挡套筒具有爪，所述爪支承齿部，以便能够力配合地与相邻的构件连接。
优选地，换挡套筒经由栓支撑在壳体上，以便能够在爪运动时施加力。在混合变速器的一个有利的实施方式中，锁定换挡套筒的位置。由此固定变速器的换挡状态。
有利地，这种固定也能够用于离合器的换挡位置。
有利地，离合器经由离合器凸轮以及经由斜坡形的轮廓和杠杆被运动。
混合变速器的一个有利的实施方案构成为，使得作用于离合器的推杆被引导穿过变速器输入轴。借助所述措施也节约结构空间并且根据本发明的混合变速器在其空间需要方面优化。
附图说明
本发明的有利的实施方式在后面的附图中并且在其后面的描述中详细阐述。
图1-4示出根据本发明的变速器的一个实施方式。
图5-6示出另一个根据本发明的解决方案。
具体实施方式
附图示例性地示出混合变速器，其中变速器的重要部分、即变速器输入轴或副轴没有示出。在这种变速器中，转速比通过齿轮对形成并且转矩从离合器传递给变速器输入轴。在变速器输入轴上安装有各个变速级的齿轮。变速器输出轴或变速器主轴与变速器输入轴同轴安置。两个轴对的齿轮彼此啮合。齿轮根据结构类型固定地安装在轴上或自由转动地但一直轴向地固定在轴上。为了建立轴和自由转动的齿轮之间的力配合，将所述齿轮借助爪式接合装置固定在轴上。爪式接合装置在支承其的轴上径向地固定并且能够轴向地移动。在边沿上存在齿廓，所述齿廓的配合件又位于齿轮边沿中。为了换挡过程，爪式接合装置被换挡拨叉按压到齿轮上。如果齿廓搭上，那么置入挡位。为了更平滑地设计换挡过程，在车辆变速器中在爪式接合装置的侧部上使用同步环。同步环在搭上之前使齿轮的转速匹配于轴的转速。通常，齿轮是斜齿的，以便将噪声发展保持为低。
两个轴、即变速器主轴以及副轴在闭合的变速器壳体中伸展，所述变速器主轴在图中观察从马达凸缘上的输入端引导至驱动轴输出端并且在第一齿轮级之后中断，所述副轴平行于主轴伸展。基于主轴的马达侧的部件，经由第一齿轮对来驱动副轴。通过随后的齿轮级的分别切换，转矩从副轴引导到主轴的后部上并且从那里引导至输出装置。齿轮固定地与轴连接，在自由运转的齿轮中，借助换挡套筒能够建立与轴的形状配合的连接。通常，换挡套筒位于主轴上，所述换挡套筒然而也能够固定在副轴上。
换挡致动元件用于对换挡变速器的各个挡位进行切换并且在根据本发明的解决方案中附加地用于操纵自动的换挡变速器中的(分离)离合器，其中尤其期望用于混合动力车辆的变速器。分离离合器不仅能够实施成湿式多盘离合器或者实施成干式摩擦离合器或也能够实施成爪式离合器，因为离合器的类型对本发明是不重要的。
图1和2示出变速器的具有主要构件的一部分，主要构件即：变速器主轴7，所述变速器主轴支承齿轮；和用于换挡拨叉的轴6；以及具有换挡鼓5的主轴30。所有所述轴在该实施例中彼此平行地设置并且支承并且支撑在同样没有示出的壳体15中。由主轴30遮盖地可见同样平行设置的推杆8。
图3从图1和2中的相同侧示出变速器的一部分并且图4从图3的后侧示出。
构件在所有附图中设有相同的附图标记。
借助于换挡致动器2驱动的主轴与抗转动的、但是可移动的第一换挡套筒9连接。所述第一换挡套筒9能够由磁性致动器3经由第一换挡拨叉4在被驱动的主轴30上轴向移动进而运动到两个不同的位置中。换挡套筒9在端侧在两侧上具有换挡爪16，所述换挡爪能够将力矩以形状配合的方式传递到一侧上的换挡鼓5上或者传递到相对侧上的离合器凸轮22上。由此，一方面能够经由换挡鼓5实现挡位的切换并且另一方面也能够实现操纵离合器。
由此，借助仅一个换挡致动器2能够实现换挡和离合过程。
换挡致动器2借助于转子和减速装置与具有换挡鼓5的主轴30的轴连接。主轴30具有多个同心支承的构件。跟随离合器凸轮22的是根据本发明的具有换挡鼓5和换挡滑槽17的换挡单元的构件。经由第二换挡拨叉18操控变速器主轴7的齿轮。
为了操纵换挡单元设有磁性致动器3，所述磁性致动器与被驱动的轴在磁性致动器下游接入的传动单元连接进而使抗转动的、可移动的换挡套筒9运动。
第一换挡拨叉4接合到换挡套筒9的槽中并且能够实现换挡套筒9的旋转运动。第一换挡拨叉4经由栓14定位在壳体15中并且能够围绕所述转动轴线13枢转。磁性致动器3操纵致动器挺杆11。所述致动器挺杆可翻转地连接到第一换挡拨叉4的上端部上。第一换挡拨叉4的上端部构成为u形的容纳部，致动器挺杆11的端部伸入到所述容纳部中并且在那里引导。在第一换挡拨叉4的下端部上，所述换挡拨叉接合到换挡套筒9中。
在未致动的、无电流的状态中，经由磁性致动器3中的弹簧21将致动器挺杆11朝向致动器拉动，因此第一换挡拨叉4经由围绕栓轴线13的翻转将第一换挡拨叉4和在其中引导的换挡套筒9置于为换挡限定的位置中。
在该实施例中，这是在图2中的右边的位置，见箭头。由此，将在端侧安置在换挡套筒9上的爪16置于换挡鼓5上的相应的端侧的爪轮廓中并且能够建立换挡套筒9和换挡鼓5之间的形状配合的连接。
在主轴30的环周上存在一个或多个换挡滑槽17，所述换挡滑槽强制引导地使相应相关的第二换挡拨叉18移动。所述第二换挡拨叉18中的每一个都使所属的、可转动的具有爪式齿部的换挡套筒19运动或还使同步单元运动。
在所实施的情况下，换挡套筒19具有位于内部的齿部。相反地，在齿轮上安置位于外部的爪式换挡齿部20。因此，在换挡套筒19运动的情况下，借助于在两个换挡齿部之间的转动边沿间隙能够在特定的转速差的情况下建立与相应的挡位的形状配合的连接。在负荷变化的情况下(所述负荷变化在混合变速器的所实施的示例中主动地由电马达带来)通过存在的负荷变化间隙生成时间窗，在所述时间窗中能够无负荷地切换换挡套筒9。因此，实现从变速器输入轴28经由齿轮和换挡套筒19到变速器主轴7的力矩传递。
不仅能够固定在主轴30上、尤其是固定在换挡鼓5上、而且也能够固定在换挡拨叉18上的球形锁定装置此外在另一个实施方式中确保暂时的换挡位置。在另一个实施方式中，锁定装置附加地实施成传感器从而检测相应的换挡位置。
为了操纵离合器，将磁性致动器3通电。在致动状态中，吸引磁铁，其中附加地克服弹簧21的弹力。由此吸引磁铁的衔铁并且将致动器挺杆11向外压。随后，第一换挡拨叉4经由围绕安装在壳体中的栓14的翻转使第一换挡拨叉4和在其中引导的换挡套筒9朝向离合器凸轮22运动。这因此定义为左边的位置并且在下文中称作为离合器模式。
在离合器凸块的还有换挡套筒9的端侧上存在爪式离合器齿部23，所述爪式离合器齿部在接合时又建立两个构件之间的形状配合的连接。但是，通过这样移动换挡套筒9，之前存在的在第一换挡套筒9和换挡鼓5之间的形状配合的连接被断开。
离合器凸轮22在所实施例的示例中在与换挡套筒9相对置的端侧上具有斜坡形的轮廓24。由换挡致动器2经由致动器轴和由与此抗转动连接的换挡套筒9导入的力矩现在传递到离合器凸轮2上。
离合器凸轮22的斜坡形的轮廓24作用于滑动栓25，所述滑动栓与杠杆机构27固定连接。杠杆27在所实施的示例中又经由杠杆栓26支承在壳体中并且能够围绕通过杠杆栓确定的轴线枢转。借助于斜坡形的轮廓24产生的从转动运动到平移运动的转换因此产生杠杆27的偏转。通过杠杆27的所述枢转运动，推杆8偏转，所述推杆又使离合器运动。所述离合器不仅能够实施成湿式多盘离合器、而且也能够实施成干式摩擦离合器。
在该情况下，一个特征是：将推杆8同轴地在变速器主轴7之内引导进而能够实现同心操纵离合器并且最佳地利用存在的结构空间。
借助于锁定装置或在离合器凸轮22上实施成自锁的斜坡，维持操纵的离合器状态。因此，可能的是，通过切换磁性致动器3再次改变成换挡模式并且执行新的换挡过程。在分离时，离合器凸轮22仅朝向另一个转动方向运动，因此推杆8能够再次向外运动并且离合器因此被打开。
图5和6示出根据本发明的混合变速器的一个替选的实施方式。整个装置对应于已经解释的装置，仅对离合器的操控是不同的。离合器凸轮在此没有直接设置在换挡致动器3上，而是作为主轴30在离合器之前的最后的构件。
在离合器凸轮22转动时，杠杆27被朝向离合器按压。杠杆操纵推杆8，所述推杆作用于离合器杠杆31。离合器杠杆31在选择的示例中与干式离合器的分离轴承连接。
附图标记列表：
1混合变速器
2换挡致动器
3磁性致动器
4第一换挡拨叉
5换挡鼓
6用于换挡拨叉的轴
7变速器主轴
8推杆
9换挡套筒
11致动器推杆
13转动轴线
14栓
15壳体
16第一换挡套筒的爪
17换挡滑槽
18第二换挡拨叉
19滑动套筒
20爪式换挡齿部
21弹簧
22离合器凸轮
23爪式离合器齿部
24斜坡形的轮廓
25滑动栓
26杠杆栓
28变速器输入轴
29变速器输出轴
30主轴
31离合器杠杆

Claims (14)

1.一种混合变速器，所述混合变速器包括主变速器轴(7)和具有换挡鼓(5)的主轴(30)，其中具有换挡鼓(5)的主轴(30)由换挡致动器(2)驱动并且具有至少一个换挡滑槽(17)，其特征在于，在所述主轴(30)上设有下述装置，所述装置设为用于将所述换挡鼓(5)与离合器连接以及用于操控用于至少一个变速级的滑动套筒(19)，其中所述装置能够由磁性致动器(3)切换。
2.根据权利要求1所述的混合变速器，其特征在于，所述装置由具有围绕轴线(13)能转动地安装的第一换挡套筒(9)的第一换挡拨叉(4)构成。
3.根据权利要求2所述的混合变速器，其特征在于，所述第一换挡套筒(9)具有爪(16)，其中在所述第一换挡套筒(9)的端侧上存在有爪式离合器齿部(23)。
4.根据权利要求3所述的混合变速器，其特征在于，所述第一换挡套筒(9)的所述爪(16)与至少一个换挡滑槽(17)力配合地连接。
5.根据权利要求3所述的混合变速器，其特征在于，所述第一换挡套筒(9)的所述爪(16)与所述换挡鼓(5)的至少一个离合器凸轮(22)形状配合地连接。
6.根据权利要求1所述的混合变速器，其特征在于，所述磁性致动器(3)与弹簧(21)相反地工作。
7.根据权利要求2所述的混合变速器，其特征在于，所述第一换挡套筒(9)经由栓(14)支撑在壳体(15)上，以用于所述第一换挡套筒围绕所述轴线(13)转动。
8.根据权利要求1所述的混合变速器，其特征在于，使用球形锁定装置以用于固定所述滑动套筒(19)的第二换挡拨叉(18)，其中所述球形锁定装置安置在所述换挡鼓(5)上和/或安置在所述第二换挡拨叉(18)上。
9.根据权利要求8所述的混合变速器，其特征在于，用于确定换挡位置的设备具有用于检测换挡位置的传感器。
10.根据权利要求5所述的混合变速器，其特征在于，所述离合器凸轮(22)经由斜坡形的轮廓(24)使杠杆(27)运动。
11.根据权利要求10所述的混合变速器，其特征在于，所述杠杆(27)的运动操纵离合器。
12.根据权利要求5所述的混合变速器，其特征在于，离合器状态通过锁定所述离合器凸轮(22)来维持。
13.根据权利要求11所述的混合变速器，其特征在于，由所述杠杆(27)铰接的推杆被引导穿过变速器输入轴(28)。
14.根据权利要求1所述的混合变速器，其特征在于，所述换挡致动器(2)能够实现牵引力降低的或无牵引力中断的换挡。
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