具有多個摩擦配合式換擋元件的變速器的製作方法

2023-10-17 08:05:39

專利名稱：具有多個摩擦配合式換擋元件的變速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1前序部分詳細限定類型的、具有多個摩擦配合式換擋元件的變速器。
背景技術：
由DE 102 44 023A1公知一種變速器，尤其是一種自動變速器，該變速器具有多個換擋元件和多個能夠通過換擋元件接入能流中的齒輪。為了調整傳動比，分別接合所述換擋元件中的至少一個。在換高擋位時接通的換擋元件構成為摩擦配合式換擋元件，而在換高擋位時各自僅表現為一個待斷開的換擋元件的換擋元件實施為形狀配合式換擋元件。通過使用形狀配合式換擋元件或者牙嵌換擋元件來代替在拉高擋位時打開而在不進一步拉高擋位的情況下又接合的摩擦換擋元件，應該減小換擋元件的妨礙變速器效率的倒拖力矩，並減少以高負荷為特徵的打滑階段(khlupfphasen)並且簡化對變速器的操控。由形狀配合式換擋元件來替換摩擦配合式換擋元件的過程基於如下認識，即與形狀配合式換擋元件相對照地，實施有襯面摩擦片(Belaglamelle)的摩擦換擋元件能夠通過能受限定地示出的摩擦係數分布而在變速器或自動變速器中實現舒適的換擋。但是， 這個優點僅能伴隨有在襯面摩擦片的區域內很高的熱負荷地實現，所述襯面摩擦片此外還遭受著縮短摩擦配合式換擋元件使用壽命的磨損。此外，在自動變速器的摩擦配合式換擋元件的襯面摩擦片的區域內對允許的表面壓力加以界定，由此，摩擦換擋元件實施有相應大的摩擦面，以便能夠傳遞相應存在的轉矩。與形狀配合式換擋元件相對照地，在有待相應大地設定尺寸的摩擦面的區域內，在摩擦換擋元件的打開運行狀態中，以公知的方式產生了妨礙變速器效率的倒拖力矩。但是，與摩擦配合式換擋元件相對照地，形狀配合式換擋元件能夠基本上緊鄰其同步點地並且在至少近似無負荷的運行狀態期間進行換擋。因此，不同齒輪組系統在不帶有內燃機與變速器之間的附加的分離離合器的情況下不能在期望的範圍內運行。此外，變速器中在形狀配合式換擋元件區域內的轉速差不像採用摩擦配合式換擋元件那樣能夠在打滑運行期間在預先限定的換擋時間之內得到補償。因此，形狀配合式換擋元件僅能用在如下變速器區域中，在所述變速器區域中，在換擋期間有待產生的摩擦功率或有待做出的摩擦功基本為零，由此，僅在不期望地受限的運行區域內才提供採用形狀配合式換擋元件的變速器的功能性。

發明內容
因此，本發明基於如下任務，S卩，提供一種變速器，所述變速器能夠以高效率運行， 並且與由現有技術所公知的變速器相比，在更大的運行範圍內提供其功能性。根據本發明，所述任務利用具有權利要求1所述特徵的變速器得以解決。根據本發明的變速器構造有多個摩擦配合式換擋元件，所述換擋元件為了表現出不同的傳動比而被接合或打開。根據本發明，接入元件的能彼此摩擦嵌接的摩擦面的區域內所允許的表面壓力小於斷開元件(Abschaltelement)的能彼此摩擦嵌接的摩擦面的區域內所允許的表面壓力， 所述接入元件在拉高擋位時為了表現出傳動比而被接合，所述斷開元件在換高擋位時為了表現出傳動比而相應地僅被打開。在換高擋位時為了表現出傳動比而相應僅被打開的斷開元件在變速器的運行中承受很小的熱負荷。這由如下事實引起在換高擋位期間，尤其是在拉高擋位期間，斷開元件能夠在不妨礙換擋舒適性的情況下不發生打滑地在最短時間內被打開。出於這個原因， 在斷開元件的區域內表現出的摩擦分布曲線對於換高擋位及拉高擋位的換擋過程是次要的。由此提供如下可能性，S卩，與接入元件相比，在斷開元件的摩擦面的區域內設置有較高的允許表面壓力，並且斷開元件的為了傳遞相應存在的轉矩所要求的摩擦面尺寸設定得更小，並且降低了斷開元件以及變速器的空間需求。較小的摩擦面又導致在變速器的運行中在實施為摩擦配合式換擋元件的斷開元件的區域內存在很小的倒拖力矩，並且變速器能夠以高效率運行。與由現有技術公知的、具有實施為形狀配合式換擋元件的變速器相比，在根據本發明的變速器中，在斷開元件的區域中附加地存在如下可能性，即，儘管如此，通過斷開元件仍實施依賴於運行狀態的同步化。這由如下事實引起與形狀配合式換擋元件相對照地， 在摩擦配合式斷開元件的區域內能夠表現出打滑運行，並且變速器中的轉速差在斷開元件的區域內在需要時能夠至少近似地得以補償。因此，與由現有技術公知的變速器相比，變速器的功能性能夠在更大的運行區域上得到表現。因此，例如存在如下可能性，S卩，斷開元件實施為無襯面的摩擦換擋元件，與帶有襯面摩擦片的摩擦換擋元件相比，所述無襯面的摩擦換擋元件能夠構造有明顯更大的空隙，所述空隙以公知的方式對在摩擦配合式換擋元件的區域內出現的倒拖力矩產生不可忽略的影響。由於在斷開元件的區域內與接入元件相比基本上更小的熱負荷，斷開元件的帶有摩擦面地實施的結構元件能夠對結構空間有利地並且低成本地帶有較小的構件厚度地並且還帶有很輕構件重量地實施。由於與接入元件相比較小的熱負荷，依賴於在斷開元件的區域內相應存在的應用情況也可以取消斷開元件區域內限定的油流量，由此，變速器油泵提供較小的液壓流體體積流，並且因此同樣能夠以較小吸納功率來運行。在根據本發明的變速器的具有優點的改進方案中，斷開元件構成為摩擦片式換擋元件，並且外摩擦片各自在其外部邊緣區域中以及內摩擦片各自在其內部邊緣區域中都至少分區域地呈碟形彈簧狀地構成。因此，斷開元件的內摩擦片和外摩擦片以結構簡單的類型和方式在斷開元件的打開運行狀態中彼此保持間距，並且在斷開元件的打開運行狀態中將所出現的倒拖力矩減低至最小值。在根據本發明的變速器的具有優點的改進方案中，內摩擦片和外摩擦片的碟形彈簧狀的邊緣區域分別在不同的軸向上突出內摩擦片和外摩擦片的摩擦面，由此，變速器及斷開元件的裝配以簡單的類型和方式得以簡化。
在根據本發明的變速器的另外的具有優點的改進方案中，至少所述斷開元件的摩擦面由具有高摩擦係數的材料製造，例如由鋼、雜散燒結料(Streusinter)、鉬、陶瓷、鋁等製造，以便能夠在斷開元件的區域內表現出各自所期望的很高的允許的表面壓力。在根據本發明的變速器的另外的具有優點的改進方案中，呈摩擦片狀地實施的斷開元件中的至少一個以錐形的方式構成，與平坦地實施摩擦面相比，在摩擦面同樣大的情況下，在所述改進方案中能提供的摩擦力矩更高。因此，以簡單的類型和方式存在如下可能性，即，斷開元件的能彼此嵌接的摩擦面在相同的傳遞能力的情況下得以進一步減小，並且妨礙變速器效率的倒拖力矩得以進一步減低。


本發明的其他優點和具有優點的改進方案由權利要求和參考附圖得到原理性介紹的實施例來獲得，其中，出於概覽的目的，在對於結構和功能相同的構件的說明中相應使用相同的附圖標記。其中圖1示出具有多個摩擦配合式換擋元件的變速器的示意性部分縱剖圖；圖2示出根據圖1的變速器的斷開元件的可另選的實施方式；以及圖3示出根據圖2的斷開元件的外摩擦片和內摩擦片的單獨視圖。
具體實施例方式圖1示出具有多個摩擦配合式換擋元件A、B和C的變速器1，所述換擋元件A、B、 C為了表現出不同的傳動比而被接合或打開。摩擦配合式換擋元件A至C在這裡實施為摩擦片式換擋元件，其中，換擋元件A是斷開元件，該斷開元件A在換高擋位時，尤其在拉高擋位期間，為了表現出傳動比而相應僅被打開，並且在不進一步拉高擋位的情況下被接合。換擋元件B、C是變速器1的接入元件，所述接入元件為了表現出變速器1的傳動比即使在換高擋位時，尤其在拉高擋位時，也為了表現出傳動比而被接合。附加地，在變速器1的圖1中所示的實施例中，斷開元件A既構造有無襯面的內摩擦片2，又構造有無襯面的外摩擦片3，而接入元件B和C以公知的類型和方式構造有襯面摩擦片。因此，內摩擦片2和外摩擦片3的能彼此發生摩擦嵌接的摩擦面與內摩擦片2和外摩擦片3的在這裡由鋼製成的其餘區域由相同的材料製成。在斷開元件A的能彼此摩擦嵌接的摩擦面的區域內所允許的表面壓力高於接入元件B和C的能彼此摩擦嵌接的摩擦面的區域內所允許的表面壓力。與帶有襯面摩擦片地實施方案的情況相比，斷開元件A在相同的傳遞能力的情況下能夠設定更小的尺寸，並因此在打開運行狀態下引起更小的倒拖力矩。在圖2中示出的是斷開元件A的相對於圖1來說可供選擇的實施方式，在該實施方式中，內摩擦片2分別在其內部邊緣區域4中以及外摩擦片3分別在其外部邊緣區域5 中至少分區域地呈碟形彈簧狀地構成。根據圖2，斷開元件A的內摩擦片2和外摩擦片3的碟形彈簧狀的邊緣區域4、5分別在不同的軸向上突出/懸架內摩擦片2和外摩擦片3的摩擦面，以便能夠實現斷開元件A的內摩擦片2和外摩擦片3的任意裝配。內摩擦片2的內部邊緣區域4和外摩擦片3的外部邊緣區域5以在圖3中詳細示出的類型和方式構造有帶動齒6、7，所述帶動齒6、7以在圖2中詳細示出的類型和方式優選交替地在軸向上一沿軸向之一以及沿與該軸向相反的軸向被安置，以便使內摩擦片2或外摩擦片3分別相對彼此保持間距，並且在斷開元件A的打開運行狀態中維持期望的空隙。
根據本發明的變速器例如能夠實施有在DE 102 44 023A1中詳細描述的齒輪組。此外，還存在如下可能性，即，根據本發明的變速器構成為基於萊佩萊捷式(L印elletier-basierend)的變速器，或者構成為如下無級多範圍變速器 (Mehrbereichsgetriebe)，其具有帶摩擦配合式接入元件和摩擦配合式斷開元件的同步的範圍轉換件(Bereichsumschaltung)。附圖標記1變速器2內摩撓3外摩撓4內摩撓丨片的內部邊緣區域5外摩撓丨片的外部邊緣區域6、7帶動齒A斷開元件B,C接入元件
權利要求
1.具有多個摩擦配合式換擋元件(A、B、C)的變速器(1)，所述換擋元件(A、B、C)為了表現出不同的傳動比而被接合或打開，其特徵在於，接入元件(B、C)的能彼此摩擦嵌接的摩擦面的區域內所允許的表面壓力小於斷開元件(A)的能彼此摩擦嵌接的摩擦面的區域內所允許的表面壓力，所述接入元件(B、C)在換高擋位時為了表現出傳動比而被接合，所述斷開元件(A)在換高擋位時為了表現出傳動比而相應僅被打開。
2.根據權利要求1所述的變速器，其特徵在於，所述斷開元件(A)構成為摩擦片式換擋元件，並且外摩擦片⑶各自在所述外摩擦片⑶的外部邊緣區域(5)中以及內摩擦片 (2)各自在所述內摩擦片( 的內部邊緣區域中至少分區域地裡碟形彈簧狀地構成。
3.根據權利要求2所述的變速器，其特徵在於，所述內摩擦片和所述外摩擦片(2、3)的碟形彈簧狀的所述邊緣區域(4、幻分別在不同的軸向上突出所述內摩擦片和所述外摩擦片0、3)的所述摩擦面。
4.根據權利要求1至3之一所述的變速器，其特徵在於，至少所述斷開元件(A)的所述內摩擦片和所述外摩擦片(2、；3)的所述摩擦面由鋼製造。
5.根據權利要求1至3之一所述的變速器，其特徵在於，至少所述斷開元件的所述內摩擦片和所述外摩擦片的所述摩擦面由雜散燒結料製造。
6.根據權利要求1至3之一所述的變速器，其特徵在於，至少所述斷開元件的所述內摩擦片和所述外摩擦片的所述摩擦面由鉬製造。
7.根據權利要求1至3之一所述的變速器，其特徵在於，至少所述斷開元件的所述內摩擦片和所述外摩擦片的所述摩擦面由陶瓷製造。
8.根據權利要求1至3之一所述的變速器，其特徵在於，至少所述斷開元件的所述內摩擦片和所述外摩擦片的所述摩擦面由鋁製造。
9.根據權利要求1至8之一所述的變速器，其特徵在於，呈摩擦片狀地實施的所述斷開元件中的至少一個以錐形的方式構成。
全文摘要
描述了一種具有多個摩擦配合式換擋元件(A、至C)的變速器(1)，所述換擋元件(A、至C)為了表現出不同的傳動比而被接合或打開。允許的表面壓力在接入元件(B、C)的能彼此摩擦嵌接的摩擦面的區域內小於斷開元件(A)的能彼此摩擦嵌接的摩擦面的區域內所允許的表面壓力，所述接入元件(B、C)在換高擋位時為了表現出傳動比而被接合，所述斷開元件(A)在換高擋位時為了表現出傳動比而相應僅被打開。
文檔編號F16H63/30GK102333977SQ201080009140
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月11日 優先權日2009年2月24日
發明者彼得·齊默, 格哈德·貢波採伯格, 馬克·莫爾 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司