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1、(10)申请公布号 CN 103185110 A (43)申请公布日 2013.07.03 CN 103185110 A *CN103185110A* (21)申请号 201210599029.7 (22)申请日 2012.11.21 102011055610.9 2011.11.22 DE F16H 3/085(2006.01) (71)申请人 格特拉克福特传动系统有限公司 地址 德国科隆 (72)发明人 H恩斯特伦 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 韩长永 (54) 发明名称 用于交通工具的换挡变速器 (57) 摘要 本发明涉及一种用于交通工具的短结构式换。
2、 挡变速器， 包括输入轴、 第一输出轴和第二输出轴 以及多个定轮和动轮， 其中， 所述动轮可通过换挡 装置与所述输出轴无相对转动地连接。第一前进 挡的动轮与倒档的动轮啮合， 由此使得并不需要 用于实现倒档的中间轴或者中间齿轮。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103185110 A CN 103185110 A *CN103185110A* 1/2 页 2 1. 一种用于交通工具的换挡变速器 (1)， 包括 ：。
3、 输入轴 (10) ； 第一输出轴 (30) 和第二输出轴 (50) ； 无相对转动地布置在所述输入轴 (10) 上的定轮 (10， .， 16) ； 布置在所述第一输出轴 (30) 或者第二输出轴 (50) 上并且与所述定轮 (10， .， 16) 啮 合的动轮 (31， 32， 33， 34， 51， 52， 53) ； 用于使动轮 (31， 32， 33， 34， 51， 52， 53) 与第一输出轴 (30) 或者第二输出轴 (50) 无相 对转动地连接的换挡装置 ； 前进挡 (I， .， VI) 和倒档 (R)， 其中， 给每个挡位 (I， .， VI， R) 配置所述动轮中的一 个。
4、， 在挂入相应的挡位时， 该动轮与第一输出轴或第二输出轴 (30， 50) 无相对转动地连接 ； 所述换挡装置具有布置在第一输出轴 (30) 上的第一和第二双 - 挡位换挡离合器 (35， 36) 和第三双 - 挡位换挡离合器 (54) 以及优选被构造为单 - 挡位换档离合器 (55) 的挡位 换挡离合器， 所述单 - 挡位换档离合器布置在第二输出轴 (50) 上， 并且 每个定轮 (10， .， 16) 分别仅与前进挡的一个动轮 (31， 32， 33， 34， 51， 52， 53) 啮合， 其特征在于， 第一前进挡 (I) 的动轮 (31) 与倒档 (R) 的动轮 (51) 啮合。 2.。
5、 根据权利要求 1 所述的换挡变速器 (1)， 其特征在于， 所述第一前进挡 (I) 的动轮 (31) 被构造为具有较小齿轮 (31a) 和较大齿轮 (31b) 的梯级状齿轮， 所述较大齿轮 (31b) 与输入轴 (10) 上的定轮 (11) 啮合并且所述较小齿轮 (31a) 与倒档 (R) 的动轮 (51) 啮合。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的换挡变速器 (1)， 其特征在于， 第一前进挡 (1) 的动轮 (31) 和第二前进挡 (II) 的动轮 (32) 能够通过第一双 - 挡位换挡离合器 (35) 与第一输出 轴 (30) 无相对转动地连接。 4. 根据权利要求 1 至 3 中。
6、任一项所述的换挡变速器 (1)， 其特征在于， 第三前进挡 (III)的动轮(33)和第四前进挡(IV)的动轮(34)能够通过第二双-挡位换挡离合器(36) 与第一输出轴 (30) 无相对转动地连接。 5. 根据权利要求 1 至 4 中任一项所述的换挡变速器 (1)， 其特征在于， 所述倒档 (R) 的 动轮 (51) 能够通过挡位换挡离合器 (55) 与第二输出轴 (50) 无相对转动地连接。 6. 根据权利要求 1 至 5 中任一项所述的换挡变速器 (1)， 其特征在于， 第五前进挡 (V) 的动轮 (52) 和第六前进挡 (VI) 的动轮 (53) 能够通过第三双 - 挡位换挡离合器 (。
7、54) 与第 二输出轴 (50) 无相对转动地连接。 7. 根据权利要求 1 至 6 中任一项所述的换挡变速器 (1)， 其特征在于， 一第一主动小齿 轮 (37) 无相对转动地布置在第一输出轴 (30) 上， 一第二主动小齿轮 (56) 无相对转动地布 置在第二输出轴(50)上， 第一主动小齿轮和第二主动小齿轮(37， 56)具有不同大小的直径 并且与一环轮 (70) 啮合。 8.根据权利要求2至7中任一项所述的换挡变速器(1)， 其特征在于， 所述输入轴(10) 具有离合器侧的端部 (16)， 在输入轴 (10) 的轴向方向上观察， 所述较小齿轮 (31a) 被布置 在输入轴 (10) 的。
8、离合器侧的端部 (16) 与所述较大齿轮 (31b) 之间。 9. 根据权利要求 1 至 8 中任一项所述的换挡变速器 (1)， 其特征在于， 在所述换挡变速 器的横截面中观察， 输入轴 (10) 和两个输出轴 (30， 50) 的旋转轴线 (17， 38， 57) 形成三角 权 利 要 求 书 CN 103185110 A 2 2/2 页 3 形， 输入轴 (10) 的旋转轴线与第一输出轴 (30) 的旋转轴线 (17， 38) 之间的连接直线 (2) 和输入轴 (10) 的旋转轴线与第二输出轴 (50) 的旋转轴线 (17， 57) 之间的连接直线 (3) 之 间的角度 () 基本为 90。
9、。 10. 根据权利要求 1 至 9 中任一项所述的换挡变速器 (1)， 其特征在于， 挡位换挡离合 器 (55) 的转换套筒 (58) 的外直径 (D58) 与第一前进挡 (I) 的动轮 (31) 的外直径 (D31) 的 总和大于第一输出轴 (30) 的旋转轴线 (38) 与第二输出轴 (50) 的旋转轴线 (57) 之间的间 距的两倍。 11. 根据权利要求 10 所述的换挡变速器 (1)， 其特征在于， 在输入轴 (10) 的轴向方向 上观察， 第一双 - 挡位换挡离合器 (35) 的滑动套筒 (39) 的中间位置被布置在单 - 挡位换 档离合器 (55) 的滑动套筒 (58) 的中间。
10、位置与输入轴 (10) 的离合器侧的端部 (16) 之间。 权 利 要 求 书 CN 103185110 A 3 1/5 页 4 用于交通工具的换挡变速器 技术领域 0001 本发明涉及一种用于交通工具的换挡变速器， 包括输入轴、 第一输出轴和第二输 出轴， 其中， 定轮无相对转动地布置在所述输入轴上并且与布置在第一输出轴或第二输出 轴上的动轮啮合。 背景技术 0002 例如由专利文献 DE 41 16 189 C2 公开了一种这样的换挡变速器。所述动轮能 够通过可换挡的装置与第一输出轴或者第二输出轴无相对转动地连接。其中， 所述可换挡 的装置包括第一双挡离合器以及第二双挡离合器， 所述两个换。
11、挡离合器布置在第一输出轴 上。此外设置一个第三 - 挡位离合器以及一个另外的挡位换挡离合器， 所述挡位换挡离合 器布置在第二输出轴上。通过在专利文献 DE 41 16 189 C2 中所提出的齿轮组， 能够实现 包括六个前进挡与一个倒档的换挡变速器， 所述换挡变速器结构紧凑并且在输入轴的轴向 方向上被构造为短结构。 在此给每一挡位均配置一个动轮， 当挂入相应的挡位时， 所述动轮 无相对转动地与第一输出轴或第二输出轴连接。此外， 前进挡的每个动轮可分别对应于输 入轴上的一个定轮， 其中， 每个定轮分别仅与前进挡的一个动轮直接咬合。 0003 根据专利文献 DE 41 16 189 C2， 为了实。
12、现倒档， 一个附加的中间轴的齿轮与换挡 变速器第一前进挡的定轮啮合。所述中间轴的齿轮又与倒档的动轮啮合， 所述动轮被布置 在两个输出轴的其中一个输出轴上。 齿轮和中间轴就意味着额外的结构投入并且需要更多 的空间。 另外， 在倒档与前进挡之间存在相关联性， 前进挡的动轮与如同中间轴的齿轮一样 的定轮啮合。如果例如在改进变速器时仅需要改变倒档的传动比， 而不需要改变相应的前 进挡的传动比， 这就可能意味着特别的结构耗费。 发明内容 0004 因此， 本发明的目的在于， 提供一种换挡变速器， 所述换挡变速器结构紧凑并且在 轴向上被构造为短结构， 并且在协调挡位的各个传动比方面比较灵活。 0005 本。
13、发明的目的通过权利要求 1 所述的特征组合得以实现。优选实施例可由从属权 利要求中得出。 0006 根据权利要求 1 的换挡变速器的特征在于， 第一前进挡的动轮与倒档的动轮啮 合。在一种优选实施例中， 第一前进挡的动轮被构造为包括较小齿轮与较大齿轮的梯级状 齿轮。 所述较大齿轮在此可与输入轴上的定轮啮合， 所述较小齿轮则与倒档的动轮啮合。 也 可能的情况是， 所述较大齿轮与倒档的动轮啮合， 所述较小齿轮与输入轴上的定轮咬合。 0007 因此根据本发明， 第一前进挡的动轮用作为用于实现倒档的中间齿轮。 因此， 在挂 入倒档的情况下， 扭矩流从第一前进挡的定轮通过第一前进挡的用作中间齿轮的动轮传递。
14、 到倒档的动轮上。在挂入倒档的情况下， 只有倒档的动轮与相关的输出轴无相对转动地连 接。 反之， 第一前进挡的动轮在挂入倒档的情况下不是无相对转动地与相关的输出轴连接， 而是只有当挂入第一前进挡时， 才会无相对转动地与相关的输出轴连接。原则上还可使用 说 明 书 CN 103185110 A 4 2/5 页 5 另一个前进挡的动轮作为用于实现倒档的中间齿轮。然而， 选择第一前进挡的动轮作为中 间齿轮来实现倒档， 已被证明为是特别符合目的要求的。 0008 在一种优选实施例中， 第一前进挡的动轮以及第二前进挡的动轮可通过第一 双 - 挡位换挡离合器无相对转动地与第一输出轴连接。替代方案或补充方案。
15、是， 第三前进 挡的动轮以及第四前进挡的动轮可通过第二双 - 挡位换挡离合器无相对转动地与第一输 出轴连接。 0009 倒档的动轮可通过一个另外的、 优选被构造为单 - 挡位换挡离合器的换挡离合器 而无相对转动地与每个输出轴连接。第五前进挡的动轮和第六前进挡的动轮可通过第三 双 - 换挡离合器而无相对转动地与每个输出轴连接。 0010 双 - 挡位换挡离合器是这样一种挡位换挡离合器， 通过所述挡位换挡离合器能够 选择性地使输出轴上的两个在轴向上相邻布置的动轮无相对转动地连接。双 - 换挡离合器 优选具有滑动套筒， 所述滑动套筒能够自中间位置起 ( 在该中间位置上两个在轴向上相邻 布置的动轮中的。
16、较小动轮无相对转动地与输出轴连接 ) 滑移至第一激活位置， 所述滑动套 筒在该激活位置上负责动轮之一与输出轴之一之间的无相对转动的连接。反之， 在第二激 活位置上， 另一动轮无相对转动地与输出轴连接。在单 - 挡位换挡离合器中只有一个激活 位置， 因此， 通过单 - 挡位换挡离合器只能挂入一个挡位而不是选择性地挂入两个挡位。 0011 在一种优选实施例中， 第一主动小齿轮无相对转动地布置在第一输出轴上并且第 二主动小齿轮无相对转动地布置在第二输出轴上， 其中， 第一主动小齿轮与第二主动小齿 轮具有不同大小的直径并且与环轮咬合。 所述环轮是在此并未进一步予以说明的从动装置 的部分， 所述从动装置。
17、可具有用于将来自换挡变速器的扭矩分配到交通工具的两个轴上的 差速器。 通过选择第一主动小齿轮和第二主动小齿轮的直径能够有针对性地影响换挡变速 器的挡位的各个传动比。 0012 从输入轴的轴向方向上看来， 梯级状齿轮的较小齿轮可被布置在输入轴的离合器 侧的端部与较大齿轮之间。 所述较小齿轮也可在输入轴的轴向方向上进一步远离输入轴的 离合器侧的端部布置。梯级状齿轮可被构造为一件式， 然而也可由两个单独制造的齿轮组 成。 0013 在换挡变速器的横截面中观察， 输入轴和两个输出轴的旋转轴线可呈三角形， 其 中， 连接输入轴的旋转轴线与第一输出轴的旋转轴线的直线和连接输入轴的旋转轴线与第 二输出轴的旋。
18、转轴线的直线之间的角度基本为 90。在此基本上容许与精确的 90值有 +/-5的偏差。在一种优选实施例中， 该角度为 88.5， 因此， 在此更进一步地理解 “基本 上” 的概念， 即角度的取值范围在 88至 92之间。 0014 单 - 挡位换挡离合器的转换套筒 ( 可通过所述转换套筒来挂入倒档 ) 的外直径与 第一前进挡的动轮的外直径的总和可能大于第一输出轴的旋转轴线与第二输出轴的旋转 轴线之间的间距的两倍。 因此， 就会形成这些组件之间相应地叠合或者重合， 因此所述组件 必须在轴向上相邻布置。 0015 从输入轴的轴向方向上看来， 第一双 - 挡位换挡离合器的滑动套筒的中间位置可 被布置。
19、在单 - 挡位换挡离合器的滑动套筒的中间位置与输入轴的离合器侧的端部之间。这 样就使得换挡变速器被构造得非常紧凑且为短结构。 说 明 书 CN 103185110 A 5 3/5 页 6 附图说明 0016 借助附图中所示的实施例进一步阐述本发明。其中 ： 0017 图 1 为根据本发明的换挡变速器的纵剖面图 ； 以及 0018 图 2 为图 1 的换挡变速器的示意性横剖面图。 具体实施方式 0019 图 1 示出了整体以 1 标示的换挡变速器。所述换挡变速器 1 具有一个输入轴 10 以及两个与所述输入轴平行布置的输出轴 30、 50。在图 1 的图示中居于下方的输出轴在此 被标为第一输出轴。
20、 30， 在图 1 的图示中居于上方的输出轴被标为第二输出轴 50。 0020 在输入轴 10 上布置定轮 11、 12、 13、 14、 15 和 16。定轮 11 在此与布置在第一输出 轴 30 上的动轮 31 啮合。在第一输出轴 30 上布置另外的动轮， 即动轮 32、 动轮 33 以及动轮 34。其他的动轮则布置在第二输出轴 50 上， 在此涉及的是动轮 51、 动轮 52 和动轮 53。 0021 第一动轮 31 和第二动轮 32 可通过第一双 - 换挡离合器 35 无相对转动地与第一 输出轴 30 连接。所述第一双 - 换挡离合器 35 在此包括以 39 标示的滑动套筒， 所述滑动。
21、套 筒在图 1 的图示中可沿着输入轴 10 或者说沿着输入轴 10 的旋转轴线 17 向左和向右滑动。 如果所述滑动套筒39例如向右滑动并且位于所谓的第一激活位置， 那么就通过双-换挡离 合器 35 在第一输出轴 30 与动轮 31 之间形成无相对转动的连接。在这种情况下挂入所述 换挡变速器 1 的第一前进挡 I。因此， 所述动轮 31 可对应于第一前进挡 I。反之， 如果滑动 套筒39位于第二激活位置， 那么该滑动套筒39在图1的图示中向左移动， 从而使得动轮32 与第一输出轴 30 无相对转动地相互连接。在这种情况下挂入第二前进挡 II， 其中， 扭矩流 由输入轴 10 通过定轮 12、 。
22、与定轮 12 啮合的动轮 32 传递到第一输出轴 30 上。 0022 除了第一双 - 换挡离合器 35 以外， 在第一输出轴 30 上布置第二双 - 换挡离合器 36。动轮 33、 34 可通过该双 - 换挡离合器 36 无相对转动地与第一输出轴 30 连接。与输入 轴 10 上的定轮 14 啮合的动轮 33 对应于第三前进挡 III， 而与定轮 15 啮合的动轮 34 对应 于第四前进挡 IV。 0023 在第二输出轴 50 上布置第三双 - 换挡离合器 54。动轮 52、 53 可通过所述第三 双 - 换挡离合器 54 与第二输出轴 50 连接。所述动轮 52、 53 对应于第五前进挡 。
23、V 和第六前 进挡 VI。所述前进挡 V、 VI 的动轮 52、 53 在此在轴向上这样相互间隔， 使得它们在输入轴 10 的轴向方向上观察包围第一输出轴 30 上的动轮 33、 34。 0024 为了实现倒档， 设置单 - 双挡位换档离合器， 通过所述单 - 双挡位换档离合器可 在动轮 51 与第二输出轴 50 之间形成无相对转动的连接。所述动轮 51 在此与第一输出轴 30 上的动轮 31 啮合。所述动轮 31 在此被构造为梯级状齿轮， 该梯级状齿轮具有较小齿轮 31a 和较大齿轮 31b。所述梯级状齿轮 31 的较小齿轮 31a 在此与动轮 51 啮合， 而较大齿轮 31b(较大齿轮31。
24、b的直径大于较小齿轮31a的直径)则与第一输入轴10上的定轮11啮合。 如果现在挂入第一倒档 R、 也就是说单 - 挡位换档离合器的滑动套筒 58 在图 1 的图示中向 右移动或者位于其激活位置， 即动轮 51 在旋转方向上固定地与第二输出轴 50 连接。输入 轴 10 的扭矩于是通过定轮 11 传递到梯级状动轮 31 的较大齿轮 31b 上。较小齿轮 31a 与 较大齿轮 31b 之间的无相对转动的连接使得扭矩由较小齿轮 31a 通过动轮 51 到达第二输 出轴 50。在已挂入倒档 R 的情况下， 第一双 - 挡位换挡离合器 35 的滑动套筒 39 位于中间 说 明 书 CN 1031851。
25、10 A 6 4/5 页 7 位置， 使得梯级状动轮 31 不会无相对转动地与第一输出轴 30 连接。 0025 扭矩通过无相对转动地与第一输出轴 30 连接的主动小齿轮 37 由第一输出轴 30 传递到环轮 70 上。此外， 无相对转动地布置在第二输出轴 50 上的第二主动小齿轮 56 与所 述环轮 70 啮合。在如图 1 的实施例中， 第二主动小齿轮 56 的直径大于第一输出轴 30 上的 第一主动小齿轮 37 的直径。 0026 因此， 从离合器侧的端部 16 看来， 与每个动轮的轴向位置对准， 挡位呈下述顺序 ： 倒档 R、 前进挡 I、 II、 V、 III、 IV、 VI。在本实施。
26、例中， 每个定轮 11 至 15 均分别仅与一个动 轮啮合。不存在任何同时与两个动轮直接啮合的定轮。因此， 在前进挡之间不存在任何关 联性。实际上， 由于梯级状齿轮 31， 在第一前进挡 I 和倒档 R 之间也不存在间接关联性。 0027 图 2 示意性示出了图 1 中的换挡变速器的横剖面图。可以看到， 输入轴 10 的旋转 轴线17和输出轴30、 50的旋转轴线38、 57形成一个三角形， 其中， 输入轴10的旋转轴线17 与第一输出轴 30 的旋转轴线 38 之间的连接直线和旋转轴线 17 与第二输出轴 50 的旋转轴 线 57 之间的连接直线 3 包绕成一个近似 90大小的角。还可以看到。
27、， 主动小齿轮 37、 56 与 围绕旋转轴线 71 旋转的环轮 70 啮合。 0028 图 2 示出了滑动套筒 58 的外直径 D58以及动轮 31 的外直径 D31、 更准确地说是梯 级状动轮 31 的较大齿轮 31b 的外直径。可以看到， 直径 D31、 D58沿着输出轴 30、 50 的旋转 轴线 38、 57 之间的连接直线 4 相交。单 - 挡位换档离合器 55 和较大齿轮 31b 则相应地在 输入轴 10 的轴向方向上错位布置。如图 1 所示， 与单 - 挡位换档离合器 55 的滑动套筒 58 的激活位置相比， 第一双 - 挡位换挡离合器 35 的滑动套筒 39 的第一激活位置在。
28、输入轴 10 的轴向方向上更靠近所述离合器侧的端部 16。 0029 附图标记表 0030 1 换挡变速器 0031 2 连接直线 0032 3 连接直线 0033 4 连接直线 0034 10 输入轴 0035 11 定轮 0036 12 定轮 0037 13 定轮 0038 14 定轮 0039 15 定轮 0040 17 旋转轴线 0041 30 第一输出轴 0042 31 动轮 0043 31a 较小齿轮 0044 31b 较大齿轮 0045 32 动轮 0046 33 动轮 0047 34 动轮 说 明 书 CN 103185110 A 7 5/5 页 8 0048 35 双 - 挡。
29、位换挡离合器 0049 36 双 - 挡位换挡离合器 0050 37 第一主动小齿轮 0051 38 旋转轴线 0052 39 滑动套筒 0053 50 第二输出轴 0054 51 动轮 0055 52 动轮 0056 53 动轮 0057 54 第三双 - 挡位换挡离合器 0058 55 单 - 挡位换挡离合器 0059 56 第二主动小齿轮 0060 57 旋转轴线 0061 70 环轮 0062 71 旋转轴线 说 明 书 CN 103185110 A 8 1/2 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103185110 A 9 2/2 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103185110 A 10 。