專利名稱：包含至少一個牙嵌式離合器的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如權利要求I的前序部分中所詳述的包含至少一個牙嵌式離合器的系統(tǒng)。
背景技術：
由車輛制造技術已知包含至少一個牙嵌式離合器的系統(tǒng)，所述牙嵌式離合器作為切換元件以用于連接一個變速器的一個軸和一個構件。例如，在專利文件GB 2368102中介紹了一種自動變速器，該變速器配有一個裝置，以用于使變速器從車輛的傳動系統(tǒng)退耦。該裝置設計成牙嵌式離合器，該牙嵌式離合器是以液壓方式經由操縱活塞進行操作的，該活塞設置在一個軸的內部。操縱活塞在一端以壓力加載，以便克服復位彈簧進行運動。為了操縱切換爪，使用了一個與操縱活塞相耦合的切換指，該切換指被引導穿過軸的一個凹穴。·此外，由專利文件US 5667330已知另一種包含作為切換元件的牙嵌式離合器的系統(tǒng)。在該已知的系統(tǒng)中使用了牙嵌式離合器，借以將拖拉機的一個動力輸出軸與一個變速器輸出軸連接起來。為此，在該變速器輸出軸內部的操縱活塞在一端以液壓方式加載以克服復位彈簧，其中，切換爪經過一個銷栓而被操作，該銷栓穿過變速器輸出軸的凹穴從操縱活塞被引導至切換爪。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務是提供牙嵌式離合器在自動變速器中盡可能需要較小安裝空間的布置。根據本發(fā)明，上述任務是通過權利要求I中所述特征加以解決的。其它有利的發(fā)展見附圖和從屬權利要求。為此，建議一種包含至少一個牙嵌式離合器的系統(tǒng)，其用于行星結構形式的自動變速器的軸與至少一個構件的可切換的耦合和退耦，該軸能與行星齒輪組的構件相連接，牙嵌式離合器基本上在行星齒輪組的太陽輪內部設置在中心。通過這種方式，牙嵌式離合器就其軸向延伸而言大致設置在行星齒輪組的太陽輪內部。從而可以實現一種節(jié)省安裝空間的布置，因為牙嵌式離合器可以說被整合到行星齒輪組中了。優(yōu)選內齒輪作為行星齒輪組的構件可以與切換爪相耦合，并且從而可以與主動軸或類似件相耦合。但行星齒輪組的其它構件也可以利用切換爪接通。在本發(fā)明的一個可行的實施方案范圍內可作如下設定牙嵌式離合器包含設計成切換爪的操縱活塞。因此，兩個構件被整合成一個共同的構件。這就可以進一步節(jié)省安裝空間。為了達到密封的目的，可以在內部和外部使用基于小的軸向力而有利的矩形環(huán)。但這種密封例如也可以經過O形環(huán)或類似件予以實現。此外，也可以不使用密封件，而是經過在兩個相互靠緊地被導弓I的面之間的微小的間隙配合來實現密封。例如，為了實現切換爪或者說操縱活塞的復位，可以設置復位彈簧或類似件，其例如設置在主動軸的一個開孔中。該復位彈簧可以與一個同步機構或類似件相耦合，以實現切換爪的復位，其中該同步機構穿過主動軸中的孔并且與切換爪或者說操縱活塞相耦合。按本發(fā)明的另一個實施方案，可作如下設定用于切換爪復位的復位彈簧沿徑向設置在主動軸和切換爪之間，該復位彈簧例如直接與作為切換爪設計的操縱活塞相耦合。該實施方案可以獨立加以使用，而與切換爪和操縱活塞作為一個共同的構件或作為單獨的構件加以設計無關。在操縱活塞經由復位彈簧復位的情況下，也可作如下設定復位通過潤滑油壓力或者說通過液壓壓力得到支持。也可以考慮實現針對性的穿過操縱活塞的潤滑油輸送。所設定的潤滑油壓力的高度是可被改變的。一個在彈簧一側減短的操縱活塞可以在潤滑油或者說壓力介質的未操作狀態(tài)中通過用于同步機構或用于銷栓的孔自由地或節(jié)流地流出。在被操作的狀態(tài)中時，通流例如可以被中斷，從而提高潤滑液的壓力。本發(fā)明的另一項發(fā)展可作如下設定切換爪與主動軸同軸布置的，例如貼靠在主動軸的外周邊上；操縱活塞優(yōu)選設置在主動軸的內部，例如設置在一個開孔或類似件中。在該實施方式中優(yōu)選設定切換爪經由至少一個穿過主動軸伸出的銷栓或類似件被操作，該銷栓是與操作活塞相連接或者說相耦合。切換爪的其它操作方式也是可行的。 用于操作切換爪的另一個實施方案可設定操縱活塞經由多個沿徑向穿過主動軸伸出的同步指而與切換爪相耦合以實現軸向運動。例如，這些同步指可以形成一個錨狀金屬片或類似件，其徑向橋接件則由同步指所形成。有利的是，將多個同步指彼此以預定角度分布地設置在主軸的周邊上。通過這種方式既可以在切換爪上實現面狀的貼靠，也可以在操縱活塞上實現面狀的貼靠，從而能可靠地防止傾翻或卡死。在所建議的系統(tǒng)中根據下一項發(fā)展也可作如下設定操縱活塞能夠沿兩個運動方向被液壓式操作。這樣就可省去復位彈簧。在這種兩側設置的液壓式操作的情況下可有利地設定然而僅從一側實現控制，這就減小了所需的安裝空間。有利的是，為了壓力介質供給，管子或類似件可以被壓入到一個固定在外殼上的蓋子中并且穿過操縱活塞被引入到主動軸的用作操縱活塞液壓缸室的開孔中，以便利用壓力介質對操縱活塞加載以打開切換爪。為了閉合切換爪，例如可以設置至少一個在所述固定在外殼上的蓋子中設置的壓力介質輸送通道或類似件，其將壓力介質引入到主動軸的用作操縱活塞液壓缸室的開孔中。也可以采用切換爪的或操縱活塞的液壓式操作的其它結構性設計。優(yōu)選可以在主動軸中的開孔的內徑和操縱活塞的外徑之間設置間隙配合。這樣，一方面可實現操縱活塞的自由運動，另一方面又可在用于閉合和打開切換爪(也就是用于將主動軸與行星齒輪組的構件相耦合和退耦)的壓力介質流之間實現密封。獨立于相關的實施方案地，切換爪和在待接通的構件上的相對應的配合件例如可以經過共同的冠形齒部或者也可經過共同的插接齒部或類似件連接起來。根據一項有利的發(fā)展，兩個切換爪半部的冠形齒部或插接齒部可以設計成球狀的和/或圓錐狀的，或者設計具有側凹和/或在端側設計具有斜邊或半徑，和/或設計具有一個定心圓錐體。也可以的是，切換爪經由插接齒部與主動軸連接成不可相對旋轉的，從而也是被定心的。切換爪的相對應的配合件(其例如在行星齒輪組的內齒輪上)優(yōu)選經由滑動軸承或類似件被支承在主軸上。根據一個有利的實施方案，在本發(fā)明系統(tǒng)中可作如下設定為了緩沖切換爪的切換運動，基本上在主動軸的內部設置至少一個配有復位彈簧的、作為安全閥的活塞。為了能減緩在齒對齒的位置情況下在切換爪的齒部和相對應的配合件之間產生的沖擊，可以經過該安全閥消減壓力峰值。為此，活塞可以經過一個例如設計得比操縱活塞的復位彈簧更強的彈簧加以復位。借助該活塞的行程運動便可將在齒對齒位置的情況下所積聚起來的壓力介質加以吸收。在齒對齒槽的位置情況下，這一部分壓力介質有利地重新用于快速灌注操縱活塞的液壓缸室?？梢杂羞x擇地設置一個開孔，經過該開孔可以在內活塞運動時排出多余的壓力油。


下面將參照附圖對本發(fā)明作進一步說明。附圖表示圖I本發(fā)明提出的系統(tǒng)的第一個可行的實施方案的示意截面局部圖，其包含在行星結構形式的自動變速器中的牙嵌式離合器；
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圖2系統(tǒng)的第二實施方案的一個不意截面局部圖；圖3系統(tǒng)的第三實施方案的一個不意截面局部圖；圖4系統(tǒng)的第四實施方案的一個不意截面局部圖；圖5系統(tǒng)的第五實施方案的一個不意截面局部圖；圖6在圖5所示的剖視線A處的截面局部圖；圖7系統(tǒng)的第六實施方案的一個不意截面局部圖；圖8在圖7所示的剖視線B處的截面局部圖；和圖9系統(tǒng)的第七實施方案的一個不意截面局部圖。
具體實施例方式在附圖中示出根據本發(fā)明的包含牙嵌式離合器的系統(tǒng)的不同實施方案，其用于將行星結構形式的自動變速器的一個主動軸I與行星齒輪組4的至少一個構件可切換地耦合和退耦，在所有各實施方案中都是示例地使用行星齒輪組4的內齒輪2作為所述構件，該內齒輪經由牙嵌式離合器與主動軸I相連。在各附圖中，相同的部件都以同一附圖標記表示。獨立于相關的實施方案地地，根據本發(fā)明作了如下設定牙嵌式離合器基本上在行星齒輪組4的一個太陽輪3內部設置在中心，借以實現牙嵌式離合器在自動變速器中的緊湊的布置。按圖I和圖2所示的第一和第二實施方案，切換爪5和操縱活塞6設計成一個共同的構件，該共同的構件以切換爪的附圖標記5表示，下面僅稱之為切換爪5。切換爪5是與主動軸I同軸地布置的，并貼靠在主動軸I的外周邊上。為了沿軸向運動以實現主動軸與行星齒輪組4的內齒輪2的耦合和退耦，在主動軸I和太陽輪3之間配置了一個液壓缸室，該液壓缸室被壓力介質加載。為了將該共同的構件復位，按第一實施方案，一個復位彈簧7在主動軸I內部設置在一個開孔8中。在該復位彈簧7上配置了一個同步金屬片9，該同步金屬片沿徑向穿過主動軸I上的一個或多個孔伸出，以便使切換爪5復位。主動軸I上的孔是作為長孔10加以設計的。切換爪5和在內齒輪2上的相對應的配合件11具有共同的冠形齒部12。切換爪5經由共同的插接齒部13而定心在主動軸I上的，并且不可相對旋轉地但仍可沿軸向移動地與主動軸相連接。無論是按第一實施方案還是按第二實施方案，切換爪5在內部和外部基于小的軸向力經由矩形環(huán)密封件14和經過O環(huán)形密封件15加以密封。與第一實施方案不同的是，按圖2所示的第二實施方案，復位彈簧7A在主動軸I外部設置在切換爪5和主動軸I之間。此外，按第二實施方案，還設置另一個活塞16作為安全閥，借以緩解一種沖擊，當在接通時在切換爪5上出現齒對齒的位置情況下便會產生這種沖擊?；钊?6設置在主動軸I的內部，并經過一個比復位彈簧7A設計得更強的彈簧17加以復位。通過活塞16的行程運動，在齒對齒的位置情況下聚積的壓力介質被吸收。當最后在切換爪5上達到齒對齒槽的位置情況時，這部分壓力介質便又可用于快速灌注，借以繼續(xù)推動切換爪5。也可有選擇地配置一個開孔18 (該孔在圖2中以虛線示出)，在活塞16運動時多余的壓力介質可經過該開孔排出。在第二實施方案中，也如按第一實施方案那樣，在主動軸I和太陽輪3之間形成一 個液壓缸室，該液壓缸室以壓力介質加載以操作切換爪5。在圖3中示出本發(fā)明系統(tǒng)的可行的第三實施方案。在此，切換爪5A和操縱活塞6都是作為單獨的構件設計的。操縱活塞6可沿軸向移動地設置在主動軸I內部的一個開孔8中。為了操作該操縱活塞6，經過一個壓力介質輸送通道20供給壓力介質，借以用壓力介質對操縱活塞6加載，并克服復位彈簧7的彈簧力實現在圖平面中向左的運動。為了將操縱活塞6的運動傳遞到切換爪5A上，設置銷栓21，該銷栓穿過兩個優(yōu)選圓形的孔伸出并且與切換爪5A相連。在圖4中示出了本發(fā)明系統(tǒng)的可行的第四實施方案，該實施方案與圖3所示的第三實施方案是相似地設計的，不過其操縱活塞的運動的傳遞是利用三個同步指22予以實現的，并且然而還附帶地使用一個安全閥，該安全閥的功能可以與圖2所示的第二實施方案中的附加的活塞16的功能相類似，所以可參看就圖2所作的說明。在圖5和6中示出本發(fā)明系統(tǒng)的第五實施方案。第五實施方案可與圖3所示的第三實施方案相類似，不過其操縱活塞6的運動的傳遞是與圖4中所示那樣，是利用三個同步指22予以實現的，從而可避免傾翻或卡死現象。按第五個實施方案，切換爪5B和在內齒輪2上的相對應的配合件IlA具有共同的插接齒部23。在內齒輪2上的配合件IlA經由一個滑動軸承24支承在主動軸I上。切換爪5B經由共同的插接齒部13與主動軸I不可相對旋轉地連接，并在該主動軸上被定心。圖6中示出沿圖5中的剖視線A的截面局部圖，從該圖中可以看出同步指22的大致呈錨形的構造。由于同步指22的結構形狀之故，從而基本上既可在切換爪5B上又可在操縱活塞6上獲得面狀的貼靠。在操縱活塞6的內部設置潤滑油通道19以用于潤滑油供
5口 O圖7中示出系統(tǒng)的第六實施方案。在此，放棄了復位彈簧，因為其操縱活塞6的操作在兩個運動方向上以液壓方式實現。然而控制只從一側進行。為此，將一個管子26壓入到一個固定在外殼上的蓋子27中。該管子26是如此設置的，使之被引導穿過操縱活塞6并且將在圖平面中在操縱活塞6的左側將壓力介質輸送到主動軸I的開孔8中，借以使操縱活塞6在壓力加載時在圖平面中朝右移動，從而將切換爪5C置于其打開位置中，即置于其退耦位置中。此外，在蓋子27中設置另一些輸送通道25，這些輸送通道在圖平面中在操縱活塞6的右側將壓力介質引入到主動軸I的開孔8中，借以在壓力加載時使操縱活塞6在圖平面中向左移動，從而將切換爪5C置于其閉合位置中，即置于其耦合位置中。圖8中示出根據圖7中的剖視線B的一個截面局部圖。如該圖所示，在蓋子27上設置三個輸送通道25，借以用壓力介質對操縱活塞6的右側加載以閉合切換爪5C。這些輸送通道25優(yōu)選以120°角度彼此錯開地布置。最后圖9示出第七實施方案，其中，操縱活塞設置在主動軸I的開孔中，可以液壓地克服復位彈簧7的力進行運動。切換爪5B和相應的配合件IlA如同根據圖5所示的第五實施方案那樣，設計成具有共同的插接齒部23。其區(qū)別在于在第七實施方案中設計了一種“常閉”形式的牙嵌式離合器。這一點表明切換爪5B在沒有壓力加載的情況下處于其閉合位置，即處于其耦合位置。一旦對操縱活塞6進行壓力加載，切換爪5B即被打開，即從配合件IlA上退耦。在除了圖9所示的第七實施方案之外的所有實施方案中，切換爪都在其打開位置、即退耦位置上示出。在圖9中，切換爪5B就是處在其閉合位置、即耦合位置上。 附圖標記清單I 主動軸,軸2 內齒輪3 太陽輪4 行星齒輪組5 切換爪5A 切換爪5B 切換爪5C 切換爪6 操縱活塞7 復位彈簧7A 復位彈簧8 開孔9 同步金屬片10 長孔11 配合件IlA配合件12 冠形齒部13 插接齒部14 矩形環(huán)密封件15 O形環(huán)密封件16 活塞17 彈簧18 開孔19 潤滑油通道20 輸送通道
21銷栓22同步指23插接齒部24滑動軸承25輸送通道26管子27蓋子·
權利要求
1.包含至少一個牙嵌式離合器的系統(tǒng)，其用于將行星結構形式的自動變速器的軸(I)與至少一個構件可切換地耦合和退耦，其特征在于軸能與行星齒輪組(4)的構件相連接，牙嵌式離合器基本上在行星齒輪組(4)的太陽輪(3)的內部設置在中心。
2.按權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于作為軸的一個主動軸(I)能夠經由牙嵌式 離合器可切換地與行星齒輪組(4)的內齒輪(2)相連接。
3.按以上權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于牙嵌式離合器包含設計成切換爪(5)的操縱活塞(6)。
4.按以上權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于在主動軸(I)的內部設置復位彈簧(7)以用于切換爪(5)的復位，其中，切換爪(5)能經由至少一個穿過主動軸(I)中的孔伸出的同步件(9)被復位，該同步件與復位彈簧(7)相耦合。
5.按權利要求I至3中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于用于切換爪(5)復位的復位彈簧(7A)沿徑向設置在主動軸(I)和切換爪(5)之間，該復位彈簧直接與切換爪(5)相耦口 ο
6.按權利要求I或2所述的系統(tǒng)，其特征在于切換爪(5A，5B，5C)與主動軸(I)和操縱活塞出)同軸地設置在主動軸(I)的內部。
7.按權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于切換爪(5A)能夠經由操縱活塞(6)的至少一個穿過主動軸(I)伸出的銷栓(21)被操作。
8.按權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于操縱活塞(6)經由多個沿徑向穿過主動軸(I)伸出的同步指(22)與切換爪(5B)相耦合以實現軸向運動。
9.按權利要求6至8中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于操縱活塞(6)能夠沿兩個運動方向被液壓式操作。
10.按權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于為了壓力介質供給，管子(26)被壓入到一個固定在外殼上的蓋子(27)中并且穿過操縱活塞(6)被引入到主動軸(I)的用作操縱活塞(6)液壓缸室的開孔(8)中，以便利用壓力介質對操縱活塞(6)加載以打開切換爪(5C)。
11.按權利要求9或10所述的系統(tǒng)，其特征在于在所述固定在外殼上的蓋子(27)中設置至少一個壓力介質輸送通道(25)，該壓力介質輸送通道被引入到主動軸(I)的用作操縱活塞(6)液壓缸室的開孔(8)中，以便利用壓力介質對操縱活塞(6)加載以閉合切換爪(5C)。
12.按權利要求9至11中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于在主動軸(I)中的開孔(8)的內徑和操縱活塞出)的外徑之間設置間隙配合。
13.按以上權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于切換爪(5，5A，5C)和在待接通的內齒輪(2)上的相對應的配合件(11)能夠經由共同的冠形齒部(12)相連接。
14.按以上權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于切換爪(5B)和在待接通的內齒輪(2)上的相對應的配合件(IlA)能夠經由共同的插接齒部(23)相連接。
15.按權利要求13或14所述的系統(tǒng)，其特征在于冠形齒部(12)或插接齒部(23)設計成球狀的和/或圓錐狀的，或者設計具有側凹和/或在端側設計具有斜邊或半徑，和/或設計具有一個定心圓錐體。
16.按以上權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于切換爪(5，5A，5B，5C)經由插接齒部(13)與主動軸(I)連接成不可相對旋轉的。
17.按以上權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于為了緩沖切換爪(5，5A)的切換運動，在主動軸(I)的內部設置至少一個配有復位彈簧(17)的作為安全閥的活塞(16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含至少一個牙嵌式離合器的系統(tǒng)，其用于行星結構形式的自動變速器的軸(1)與至少一個構件的可切換的耦合和退耦，所述軸能與行星齒輪組(4)的構件相連接，牙嵌式離合器基本上在行星齒輪組(4)的太陽輪(3)的內部設置在中心。
文檔編號F16H3/44GK102803790SQ201080024251
公開日2012年11月28日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權日2009年6月4日
發(fā)明者P·齊默 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司