專利名稱：變速器的制作方法
變速器
本發(fā)明涉及一種尤其是用于汽車的變速器，其帶有一變速器殼體， 一驅(qū)動(dòng)軸和一輸出軸，所述兩軸可以不同的傳動(dòng)比相互耦合， 一可在相應(yīng)于變速器的不同傳動(dòng)比的位置之間沿預(yù)定的路徑轉(zhuǎn)動(dòng)并且可軸向移動(dòng)的換檔軸，以及至少一對(duì)導(dǎo)向元件，其共同作用地預(yù)先確定所述路徑。這種變速器例如由
DE4110555A1 /〉開(kāi)。
這種公知的變速器具有一變速器殼體，換檔軸在所述變速器殼體中延伸，并且該換檔軸支撐一嵌入換檔滑桿的槽中的變速桿撥指，以便通過(guò)換檔滑桿調(diào)節(jié)變速器的傳動(dòng)比。 一對(duì)導(dǎo)向元件通過(guò)可隨換檔軸運(yùn)動(dòng)的套筒和一彈簧加載的球構(gòu)成，所述球裝配在變速器殼體中并且嵌入一成型在套筒中的溝槽。
為調(diào)節(jié)變速器的傳動(dòng)比，駕駛員通常借助于安裝在汽車乘客艙中的換檔選擇桿使換檔軸運(yùn)動(dòng)。在此，駕駛員施加在換檔選擇桿上的力提供給駕駛員關(guān)于換檔過(guò)程的觸覺(jué)反饋。由于變速器結(jié)構(gòu)不同，力的變化通常因車型而異，駕駛員從一種車型更換到另一種車型時(shí)會(huì)感到不適應(yīng)，并且首先會(huì)引起不安全的感覺(jué)。變速器的維修也會(huì)導(dǎo)致力變化曲線的改變，讓駕駛員從主觀上產(chǎn)生對(duì)維修不滿意的感覺(jué)。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種變速器結(jié)構(gòu)，其至少比傳統(tǒng)變速器的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，并在換檔運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生可再現(xiàn)的力變化曲線。
該技術(shù)問(wèn)題這樣來(lái)解決，即，在開(kāi)頭所述類型的變速器中將第一凸緣或法蘭可拆卸地固定在變速器殼體上并且與換檔軸連接成一結(jié)構(gòu)單元。由此創(chuàng)造了這樣的可能性，即，在結(jié)構(gòu)單元上校驗(yàn)換檔軸的可動(dòng)性和導(dǎo)向元件的共同作用，而不必同時(shí)要求導(dǎo)向軸驅(qū)動(dòng)換檔運(yùn)動(dòng)，并且可以在所產(chǎn)生的力與期望值出現(xiàn)偏差時(shí)，必要時(shí)在結(jié)構(gòu)單元上進(jìn)行修正。
換檔軸優(yōu)選穿過(guò)支撐第二導(dǎo)向元件的凸緣或法蘭。
可隨換檔軸運(yùn)動(dòng)的第 一導(dǎo)向元件優(yōu)選是一尖端，并且裝配在凸緣上的第二導(dǎo)向元件是一由尖端觸碰或掃略過(guò)的導(dǎo)向輪廓。與固定在殼體上的尖端掃略過(guò)與軸相連的導(dǎo)向輪廓這一相反的情況相比，這種導(dǎo)向輪廓可以在結(jié)構(gòu)單元的尺寸相同時(shí)制作得更大。導(dǎo)向輪廓做的越大，導(dǎo)向輪廓不可避免的制造 不精確對(duì)換檔運(yùn)動(dòng)的影響就越小。
為了能夠以筒單的方式影響換檔軸的可動(dòng)性，優(yōu)選可調(diào)節(jié)使兩個(gè)導(dǎo)向元 件相互壓迫的彈簧的彈力。
結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選錨接在變速器殼體上，只要第一凸緣或法蘭固定在一互補(bǔ) 的、形成變速器殼體組成部分的第二凸緣或法蘭上。在此，凸緣中的一個(gè)相 宜地具有一中心體，其嵌入另一個(gè)凸緣的配對(duì)凹槽中，以便相對(duì)變速器殼體 定位該結(jié)構(gòu)單元。
中心體尤其可以是第一凸緣的一部分，其中，第二導(dǎo)向元件相宜地安裝 在中心體上。
本發(fā)明其它的特征和優(yōu)點(diǎn)由接下來(lái)參照附圖對(duì)實(shí)施形式的說(shuō)明得出。附
圖中


圖1是包括換檔軸、凸緣和導(dǎo)向元件的組件的剖面圖，該組件局部插入 省略示出的變速器殼體；
圖2是成型在組件套筒中的溝槽的展開(kāi)圖(Abrollung);
圖3是圖1所示組件放大部分的立體視圖4是圖3所示組件的詳細(xì)視圖5是圖4所示的彈簧腔的剖切視圖6是彈簧腔的另一種構(gòu)造的剖切視圖7是按第二種構(gòu)造的換檔軸-凸緣-組件的局部視圖8是圖7所示的組件從其朝向變速器殼體那一側(cè)觀察所得的視圖9是組件從平行于換檔軸的視角觀察所得的視圖。
圖1以立體視圖示出了凸緣4,它是不完全示出的變速器殼體25的一部 分。在變速器殼體25的內(nèi)部，在圖1中所示部分的下面安裝有一具有多個(gè) 變速級(jí)的變速器，其具體構(gòu)造，以及除凸緣4之外的變速器殼體的構(gòu)造都與 本發(fā)明無(wú)關(guān)，因此沒(méi)有示出它們也沒(méi)有對(duì)它們加以詳細(xì)說(shuō)明。換檔軸l穿過(guò) 凸緣4的中心孔并部分插入變速器殼體25內(nèi)部。換檔軸1通過(guò)凸緣26與組 件連接，換檔軸可相對(duì)該凸緣轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)。設(shè)置一凸緣26,以便例如借 助于螺栓32裝配在變速器殼體25的凸緣4上。在凸緣26的裝配位置，圍 繞軸1的套管2, 3保持在變速器殼體25的內(nèi)部，以便準(zhǔn)確地確定換檔軸1
4的轉(zhuǎn)動(dòng)軸和平動(dòng)軸。在套館2， 3之間突出的變速桿撥指8嵌接在變速器的 部件上，以便驅(qū)動(dòng)變速器換檔運(yùn)動(dòng)。軸1的運(yùn)動(dòng)通過(guò)選擇桿6和換檔桿7引 起，所述軸作用在從變速器殼體突出于凸緣26的外側(cè)的、換檔軸l的頭部。
此外，兩個(gè)凸緣4， 26上下放置，它們的位置通過(guò)一個(gè)扁圓柱狀墊片或 圓盤(pán)14確定，該墊片固定在凸緣26朝向變速器殼體25的一側(cè)，并且在裝 配完成時(shí)形狀配合地嵌入凸緣4的孔中。
墊片14的半徑以及凸緣4容納該墊片的孔的半徑大于所有其它嵌接在 變速器殼體25上的、由凸緣26和軸1組成的組件的部件，因此，后者可輕 易地穿過(guò)凸緣4的孔并插入變速器殼體25內(nèi)，并且裝配在其中。
在墊片14背向凸緣26的一側(cè)安裝有一擋板5，其結(jié)構(gòu)大致為一中部擴(kuò) 徑的、帶有平行于軸1的軸線的空心圓柱體扇形段。擋板5可以為形成一圍 繞軸l延伸的套筒而封閉，實(shí)際上其與換檔軸1成一角度延伸，該角度不明 顯大于換檔軸1的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。在擋板5朝向換檔軸1的表面設(shè)置有溝槽狀 的凹槽9。該溝槽狀凹槽9是可能的換檔路徑的輪廓，在變速器的不同傳動(dòng) 級(jí)之間變換時(shí)換檔軸1可在該凹槽中運(yùn)動(dòng)。
圖2中示出了所述溝槽9的展開(kāi)形狀。多個(gè)溝槽9形成了一種相當(dāng)于傳 統(tǒng)的開(kāi)槽月牙板(Schlitzkulisse)的圖案。存在有多個(gè)平行的、也稱作側(cè)邊溝槽 13的溝槽，以及一個(gè)與這些側(cè)邊溝槽13垂直的、與之相交的主溝槽12。
圖3以放大的尺寸示出了換檔軸1的頭部區(qū)域和擋板5。在一擰緊在換 檔軸1上并可隨之運(yùn)動(dòng)的圈15上置入彈簧腔10,從彈簧腔的端部伸出一可 克服彈簧的力徑向移動(dòng)的球體11。球體11在擋板5的溝槽9內(nèi)滾動(dòng)，其中， 球體11經(jīng)過(guò)的路徑可以通過(guò)圖2所示的溝槽9的延伸走向預(yù)定。
圖4僅放大示出了彈簧腔IO和套筒5的截面以及它們的相互關(guān)系。球 體11進(jìn)入溝槽9中，并由此確定換檔運(yùn)動(dòng)，軸1 ^執(zhí)行所述換檔運(yùn)動(dòng)。在換 檔運(yùn)動(dòng)中，球體11在安裝在彈簧腔10內(nèi)的彈簧的壓力作用下沿著溝槽9的 底部滾動(dòng)。當(dāng)球體11到達(dá)側(cè)邊溝槽13的端部，那么這就相當(dāng)于軸l放到變 速器的某一檔的位置，如果球體11處于主溝槽12中，那么變速器處于空轉(zhuǎn) 狀態(tài)。
溝槽12, 13在其交叉位置具有倒圓的棱邊， -使得球體11可以無(wú)障礙地 或者無(wú)歪斜地從主溝槽12進(jìn)入側(cè)溝槽以及返回。
如圖4所示，套筒5具有一在軸1的軸向V狀彎折的輪廓，使得在主溝槽12底部的點(diǎn)16比主溝槽12的其它部分與軸1的軸線相隔得更遠(yuǎn)。當(dāng)變
速器接通至空轉(zhuǎn)位置，也就是說(shuō)當(dāng)球體11位于主溝槽12中時(shí)，球體11在
彈簧的壓力作用下朝該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。由此，變速器穩(wěn)定地保持在空轉(zhuǎn)位置，并且 不會(huì)例如由于外部振動(dòng)導(dǎo)致從空轉(zhuǎn)位置離開(kāi)的不希望的換檔運(yùn)動(dòng)。
與圖4中關(guān)于主溝槽12所示的類似，側(cè)邊溝槽13也可以具有關(guān)于軸1 的軸線局部變化的半徑。因此， 一方面?zhèn)冗厹喜劭梢栽谄溟L(zhǎng)度的至少一個(gè)中 央部段具有向主溝槽漸增的半徑，以便支持軸1在球體離開(kāi)側(cè)邊溝槽13之 前就能從相應(yīng)檔的位置自動(dòng)運(yùn)動(dòng)到空轉(zhuǎn)位置。
另一方面，側(cè)邊溝槽在其邊緣部段分別具有向溝槽13的端部漸增的半 徑， 一旦球體到達(dá)該邊緣部段，所述半徑支持軸自動(dòng)地運(yùn)動(dòng)至與一嵌入的檔 對(duì)應(yīng)的位置。
將被釋放的換擋軸驅(qū)動(dòng)到空轉(zhuǎn)位置的力的大小或駕駛員為將換檔軸1移 動(dòng)到相當(dāng)于某檔的位置所必須使用的力的大小取決于將球體11相對(duì)溝槽9 的底部壓緊的彈簧力。因?yàn)?，換檔軸1與彈簧腔10和支撐擋板5的凸緣26 連接成一個(gè)組件，在換檔軸1安裝入變速器殼體25之前，彈簧力就已經(jīng)在 該組件中起作用，這與彈簧腔裝配在變速器殼體中的傳統(tǒng)變速器不同。因此， 由彈簧腔施加在換檔軸1上的復(fù)位力沒(méi)有扭曲地通過(guò)變速器的換檔阻力檢 測(cè)，并且必要時(shí)設(shè)定為一所希望的值。
彈簧力在例如采用圖5中以剖視圖示出的彈簧腔10的結(jié)構(gòu)時(shí)可以調(diào)節(jié)。 基本上呈中空?qǐng)A柱狀的包封套27在一端帶有內(nèi)螺紋，彈簧腔底部28擰入該 內(nèi)螺紋中。在彈簧腔底部28和彈簧腔可轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)地保持球體11的頭部件29 之間插入一壓力彈簧30，該壓力彈簧使頭部件29從彈簧腔底部28離開(kāi)，并 且相對(duì)(圖5中未示出的)擋板5運(yùn)動(dòng)。壓力彈簧30施加給在給定位置上 的頭部件29的壓力取決于頭部件29和彈簧腔底部28之間的間距，也就是 說(shuō)取決于彈簧腔底部28擰入包封套27多遠(yuǎn)。
為了移動(dòng)彈簧腔底部28需要將其從圈15取出，然而，只要包封套27 的后端抵靠在圏15容納彈簧腔的鉆孔的凸肩31上，就可在任何時(shí)候再現(xiàn)彈 簧腔10的位置。
因此，按照一 簡(jiǎn)化的構(gòu)造也可以將包封套和彈簧腔底部構(gòu)成一 固定的單 元，在這種情況下可能的是，由彈簧30施加在擋板5上的力借助于墊片或 墊圏調(diào)節(jié)到所希望的大小，所述墊片或墊圈插入在彈簧腔和鉆孔的底部或凸肩31之間。
圖6示出了彈簧腔10的另一種構(gòu)造，其允許在彈簧腔裝配完成時(shí)可調(diào)
節(jié)由球體11施加在擋板5上的力。容納在圏15的鉆孔中的彈簧腔10 —半 以剖視圖一半以側(cè)視圖示出。該彈簧腔具有一包封套27,該包封套在其后部 插入鉆孔的區(qū)域內(nèi)帶有外螺紋，該外螺紋嵌接在圈15的鉆孔的互補(bǔ)的內(nèi)螺 紋中。在包封殼體27的前端成型有一六邊形33，這使得裝配在鉆孔中的彈 簧腔10可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并因而將其擰入鉆孔的深度調(diào)節(jié)為，使得該力達(dá)到 希望的值，通過(guò)該力使夾緊在與包封套27 —體地構(gòu)造的底部28和頭部件29 之間的壓力彈簧30將頭部件29壓緊在凸肩5上。
圖7示出了設(shè)計(jì)用于裝配在變速器殼體凸緣上的、按本發(fā)明第二種構(gòu)造 的、包括凸緣26和換檔軸1的組件的一部分。當(dāng)前構(gòu)造中與之前的附圖所 示的構(gòu)造相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，并且不重復(fù)其說(shuō)明。圖7所示 的組件具有一形式為帶有球體17的彈簧腔18的卡鎖件，該球體與另一擋板 5、的第二輪廓共同作用。擋板5'可以與擋板5—體地設(shè)計(jì)，或者與擋板5完 全無(wú)關(guān)地關(guān)于凸緣26固定裝配。彈簧腔18與彈簧腔10 —樣放在與軸1螺 栓連接的圈15中。
圖8和9示出了圖7所示組件從變速器殼體方向觀察所得的局部視圖或 沿軸1從變速器殼體的內(nèi)部觀察所得的組件的視圖。軸向偏移地對(duì)置的彈簧 腔10， 18在圖8中被省略，在彈簧腔的位置僅能看到容納它們的鉆孔。在 圖9的視圖中，彈簧腔10隱藏在變速桿撥指8后面。與彈簧腔18對(duì)置的擋 板5'具有一中央溝槽19，該溝槽平行于軸1的縱軸線22延伸。沿?fù)醢?'的 圓周將溝槽19的位置選擇為，使得當(dāng)彈簧腔18的球體17位與溝槽19中時(shí)， 軸1占據(jù)的位置對(duì)應(yīng)于與變速器空轉(zhuǎn)狀態(tài)的位置。在這種情況下，球體11 位于圖2所示的主溝槽12中。
如圖8所示，溝槽19由兩個(gè)側(cè)面傾斜的斜面20, 21圍成。當(dāng)軸1繞其 軸線22轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧腔18的球體17在斜面20或21上滾動(dòng)或滑動(dòng)，而同 時(shí)球體11沿著圖2所示的側(cè)邊溝槽13之一運(yùn)動(dòng)。在此，彈簧腔18松弛。 最后，球體11到達(dá)斜面20或21的底部23或24的靜止位置。該靜止位置 分別相當(dāng)于變速器的某一檔。變速器切換至所希望的檔由此被筒化，并從而 提高了換檔舒適性。
因?yàn)樵谛泵?0或21上滑動(dòng)的彈簧腔18給軸1加載轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩驅(qū)使
7軸保持在靜止位置，所以不需要如圖1所示的構(gòu)造中由彈簧腔10產(chǎn)生相應(yīng) 的轉(zhuǎn)矩。因此，側(cè)邊溝槽13可以以恒定的半徑延伸，并且主溝槽12的坡度
相當(dāng)于彈簧腔10的整個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。因此，只要相對(duì)圖1的構(gòu)造增大主溝 槽12坡度，就可以在相同的彈性常數(shù)時(shí)在軸1的軸向施加更大的調(diào)節(jié)力。
因?yàn)?，軸1的軸向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)引起的復(fù)位力在這種構(gòu)造中由不同的彈簧
腔10， 18產(chǎn)生，所以通過(guò)調(diào)節(jié)這些彈簧腔10， 18就可以;波此不相干地調(diào)節(jié) 這些復(fù)位力，由此更易于模擬在換檔過(guò)程中駕駛員施加的換檔力的預(yù)定變化曲線。
如圖7所示，彈簧腔10和18在軸1的周向大約相互錯(cuò)移180°。 一方面 由彈簧腔10的球體11,另一方面由彈簧腔18的球體17施加在擋板5, 5、 上的力因此至少部分相互抵消，因此僅在軸1和凸緣26之間產(chǎn)生小的或者 沒(méi)有支承力。附圖標(biāo)記列表
1軸
2套管
3套管
4凸緣
5擋板
6變速桿
7換檔桿
8變速桿撥指
9溝槽
10彈簧腔
11球體
12主溝槽
13側(cè)邊溝槽
14墊片
15圏
16點(diǎn)
17球體
18彈簧腔
19溝槽
20斜面
21斜面
22軸1的縱軸
23殺牛面20的底部
24斜面21的底部
25變速器殼體
26凸緣
27包封套
28彈簧腔底部
29頭部件
930壓力彈簧
31凸肩 32螺栓 33六邊形
權(quán)利要求
1. 一種尤其是汽車的變速器，帶有一變速器殼體(25)，一驅(qū)動(dòng)軸和一輸出軸，所述驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸可以不同的傳動(dòng)比相互耦合，還帶有一換檔軸(1)，該換檔軸可在相應(yīng)于變速器的不同傳動(dòng)比的位置之間沿著預(yù)先確定的路徑轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)，以及帶有至少一對(duì)共同作用地預(yù)先確定所述路徑的導(dǎo)向件(10，5)，在兩個(gè)導(dǎo)向件中，第一導(dǎo)向件(10)可隨所述換檔軸(1)運(yùn)動(dòng)，而第二導(dǎo)向件(5)安裝在一與所述變速器殼體(25)連接的第一凸緣(26)上，其特征在于，所述第一凸緣(26)可拆卸地固定在所述變速器殼體(25)上，并且與所述換檔軸(1)連接成一結(jié)構(gòu)單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，所述換檔軸(l)穿過(guò)所述 第一凸緣(26)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的變速器，其特征在于，所述第一導(dǎo)向件(IO) 包括一尖端，并且所述第二導(dǎo)向件(5)包括一由所述尖端掃略的導(dǎo)向輪廓。
4. 如權(quán)利要求1至3之一所述的變速器，其特征在于，所述導(dǎo)向件(5，10) 通過(guò)一彈力可調(diào)節(jié)的彈簧(30)相互壓緊。
5. 如權(quán)利要求1至4之一所述的變速器，其特征在于，在所述導(dǎo)向輪廓 (5)上形成有確定所述路徑的溝槽(9, 12, 13)。
6. 如權(quán)利要求1至5之一所述的變速器，其特征在于，所述第一凸緣(26) 固定在一配對(duì)的、形成所述變速器殼體(25)的一組成部分的第二凸緣(4)上， 并且所述第一和第二凸緣之一(26)具有一中心體(14)，該中心體嵌入另一凸 緣(4)的配對(duì)凹槽中。
7. 如權(quán)利要求6所述的變速器，其特征在于，所述中心體(14)是所述第 一凸緣(26)的一部分，并且所述第二導(dǎo)向元件(5)安裝在所述中心體(14)上。
8. —種用于如權(quán)利要求1至7之一所述的變速器的結(jié)構(gòu)單元，其包括第 一凸緣P6)和換檔軸(1)。
全文摘要
一種尤其是汽車的變速器，包括一變速器殼體(25)，一驅(qū)動(dòng)軸和一輸出軸，所述軸可以不同的傳動(dòng)比相互耦合，還帶有一換檔軸(1)，該換檔軸可在相應(yīng)于變速器的不同傳動(dòng)比的位置之間沿著預(yù)先確定的路徑轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)，以及帶有至少一對(duì)共同作用地預(yù)先確定所述路徑的導(dǎo)向件(10，5)。兩個(gè)導(dǎo)向件中的第一導(dǎo)向件(10)可隨所述換檔軸(1)運(yùn)動(dòng)，而第二導(dǎo)向件(5)安裝在一與所述變速器殼體(25)連接的第一凸緣(26)上。所述第一凸緣(26)可拆卸地固定在所述變速器殼體(25)上，并且與所述換檔軸(1)連接成一結(jié)構(gòu)單元。
文檔編號(hào)F16H63/38GK101490447SQ200780025837
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者奧拉夫·赫爾德曼 申請(qǐng)人:Gm全球科技運(yùn)作股份有限公司