[发明专利]机动车变速器的换挡装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种由DE 937 990已知的机动车变速器的换挡装置。

背景技术

DE 937 990公开了一种用于机动车变速器的换挡装置，在该变速器中各个挡位通过一个所谓的滑键轴来切换。一个构造为空心轴的其上设有齿轮的变速器主轴本身容纳有可轴向移动的滑键轴。在齿轮区域中空心轴具有径向孔，换挡球可径向移动地设置在所述径向孔中并且为了耦合换挡球被滑键轴彼此压离。由此在相应齿轮和变速器主轴之间形成不可相对旋转的连接。

已知在当今的机动车变速器中、也包括自动变速器中使用牙嵌离合器来切换各个挡位。牙嵌离合器的优点在于其结构相对紧凑并且在此可传递相对大的扭矩。牙嵌离合器的缺点在于，牙嵌离合器在实践中只能在转速差为零时才能切换，在此总是会出现所谓的齿对齿位置(Zahn-auf-Zahn-Stellung)，在该位置中离合器不能接合。这一问题至今未能得到令人满意的解决。

发明内容

本发明的任务在于提供一种适合的离合器，该离合器一方面允许传递相对大的扭矩并且另一方面避免了齿对齿位置。

该任务通过根据本发明的机动车变速器的换挡装置解决，该换挡装置包括：一个构造为空心轴的具有径向孔的驱动轴；至少一个设置在驱动轴上的输出元件；一个在空心轴中可轴向移动地设置的换挡元件；在径向孔中可径向移动的构造为球的耦合件，其中所述输出元件能够通过换挡元件的轴向移动和球的径向移动与驱动轴耦合和脱接，根据本发明规定，所述换挡元件构造为换挡活塞并且空心轴构造为换挡缸。此外，该任务通过根据本发明所述的换挡装置在自动变速器中的应用来解决。

从已知的换挡装置出发，根据本发明的第一方面规定，所述换挡元件构造为换挡活塞并且空心轴构造为换挡缸。由此实现以下优点：可通过换挡活塞的轴向移动来切换设置在空心轴上的输出元件、优选齿轮。优选通过液压或气动压力介质加载换挡活塞。由此可实现紧凑的换挡装置，该换挡装置无需同步。根据本发明的离合器可在较轻的负载和较小的转速差范围内进行切换、即为了导入换挡过程无需要求驱动元件和输出元件具有相同的转速。

根据一种优选实施方式，在所述至少一个输出元件的区域中设置至少一排径向孔，为所述径向孔配置设置在换挡活塞上的环形凹槽。当环形凹槽在径向上与径向孔对齐时，球通过输出元件的内部轮廓向内被压到环形凹槽中，从而输出元件或齿轮脱接。在另一种情况下，即在环形凹槽不对齐径向孔，而是换挡活塞的圆周面向内封闭径向孔时，则球被向外压并且输出元件或者说齿轮与驱动轴不可相对旋转地连接、即耦合。

根据另一种优选的实施方式，所述输出元件具有设有孔壁的孔并且在孔壁中加工出袋状缺口，所述缺口的数量和分布相应于径向孔。在耦合状态中袋状缺口部分地容纳球，从而在驱动元件和输出元件之间形成形锁合。

根据另一种优选的实施方式，所述袋状缺口构造为具有不对称的横截面轮廓的纵向凹槽，并且所述横截面轮廓具有一个与球匹配的弧部和一个平坦地结束的斜面。由此实现了软接合。不对称的横截面轮廓与旋转方向有关地用于右旋或用于左旋。

根据另一种优选的实施方式，所述袋状缺口构造为具有径向对称的横截面轮廓的纵向凹槽，所述横截面轮廓与球匹配并且与旋转方向无关。

根据另一种优选的实施方式，所述换挡活塞可被液压、气动或机械地操作。待选择的执行器因此可适配所给定的条件。

根据另一种优选的实施方式，所述至少一个输出元件构造为齿轮。该齿轮因此可作为变速器一个挡位的空套齿轮设置在驱动轴上并且在需要时与驱动轴耦合。在此可在驱动轴上并排设置多个齿轮。在此情况下应相应延长换挡活塞。

根据本发明的另一方面，根据本发明的换挡装置可特别有利地用于自动变速器中。在此产生下述优点：根据本发明的形锁合的离合器可代替具有上述缺点的牙嵌离合器。由此实现了在换挡舒适性——较大的转速差范围——和结构空间需求方面的优点。

附图说明

下面详细说明附图示出的本发明的一种实施例，可由下述说明和/或附图得出其它特征和/或优点。附图如下：

图1为根据本发明的换挡装置的轴向剖面图；

图2a为在与输出元件耦合时的径向半剖面图；

图2b为在与输出元件脱接时的径向半剖面图；

图3为根据本发明的换挡装置的换挡活塞；

图4为换挡装置的构造为换挡缸的空心轴；

图5为输出元件中的具有袋状缺口的第一内部轮廓；

图6为具有袋状缺口的第二内部轮廓；和

图7为具有袋状缺口的第三内部轮廓。

具体实施方式