自動的組合式變速器的製作方法

2023-04-27 15:00:16

專利名稱：自動的組合式變速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種依據權利要求l前序部分所述特徵的自動的組合 式變速器。
背景技術：
長久以來公知了組合式變速器，該組合式變速器具有多擋的主變 速器、在傳動技術上串接在主變速器之前的前置組以及在傳動技術上 串接在所述主變速器之後的分動器，並且該組合式變速器優選用於載 貨車輛。通過至多實施為兩級的具有較小傳動比級差的前置組(該前 置組也被稱為副變速器)，主變速器的傳動比之間的傳動比級差大約 被二等分，並由此使得總體可使用的傳動比數目加倍。通過通常為兩 級的分動器，整個變速器的速比範圍得到明顯擴大，並由此使得總體 可使用的傳動比數目再次加倍。由此，所述副變速器和分動器與一個 三級主變速器(具有三個前進擋和一個倒擋)連接形成一個十二擋組 合式變速器(具有總共十二個前進擋和最多四個倒擋)，以及與一個 四級主變速器(具有四個前進擋和一個倒擋)連接形成一個十六擋的 組合式變速器(具有總共十六個前進擋和最多四個倒擋)。
與擋位數相同且擋位分級和速比範圍相似的單變速器相比，所述 組合式變速器具有明顯更小的尺寸和更輕的重量。但由於組合式變速 器中的許多切換都需要多個分變速器中傳動比的變換並由此比較複雜 地進行，所以大多數公知的組合式變速器被構成為可半自動切換或可 全自動切換。
申請人的自動的組合式變速器的概況公布在ATZ 9/2004的第772 至783頁上。在自動的換擋變速器的被稱為AS-Tronic系列的產品系列中，AS-Tronic-mid產品系列的為中型載貨車輛設計的變速器以及AS-Tronic產品系列的為重型載貨車輛設置的變速器分別被構成為組合式變速器，該組合式變速器具有多級的，也就是設有三個或四個前進擋的主變速器、串接在所述主變速器之前的兩級的副變速器以及串接在所述主變速器之後的兩級的分動器。
所述主變速器分別以中間軸方式實施，並設有未被同步的牙嵌離合器，並且在AS-Tronic-mid產品系列中所述主變速器具有單獨的中間軸。對於AS-Tronic產品系列的變速器，為了實現重量優化和結構空間優化，設有兩根中間軸。在兩個產品系列中，所述主變速器有選擇地在直接擋實施方式(iHG—min=l)或快速擋實施方式(iHG—min<l)中都是可用的。
所述副變速器分別被構成為中間軸式變速器，該中間軸式變速器具有兩個可切換的對所述主變速器的輸入常量。所述分動器分別被實施為兩級的行星齒輪變速器，該行星齒輪變速器具有可切換的直接連接(iBG=l)和作為替代的可切換的高傳動比(iBG l)。
例如從DE 101 43 994 Al公知了具有主變速器、前置組和串接在後方的分動器的組合式變速器的其他實施方式。
對於AS-Tronic和AS-Tronic-mid產品系列的組合式變速器，所述副
變速器和所述分動器的分別被整合在一個共同的換擋同步器中的所述換擋離合器迄今都分別被同步地構成，相反，所述主變速器被實施為嵌牙接合換擋，也就是能夠以不被同步地換擋的方式實施。由於相關的被同步的換擋離合器因其結構複雜而較昂貴且需要比較大的結構空間，並且由於磨損而限制了整個組合式變速器的使用壽命，所以對於這種組合式變速器的將來的實施方式設置為，除主變速器外，分動器也被實施為嵌牙接合換擋。在圖3a和圖3b中舉例示出AS-Tronic產品系列的兩種公知的組合式變速器的結構示意圖。所述主變速器HG被實施為中間軸式的直接換擋變速器並具有一根主軸W2和兩根中間軸W3a、 W3b。在依據圖3a的實施方式中，具有四個用於向前行駛的傳動比G1至G4以及一個用於倒車的傳動比R的所述主變速器HG被四級式構成。在依據圖3b的實施方式中，具有三個用於向前行駛的傳動比G1至G3以及一個用於倒車的傳動比R的所述主變速器HG被三級式構成。
傳動比G1、 G2、 G3、 R或G1、 G2、 R的空套齒輪分別可旋轉地支承在主軸W2上，並可通過所配屬的牙嵌離合器接通。所配屬的固定齒輪不可旋轉地布置在中間軸W3a和W3b上。構成為直接擋的最高傳動比G4或G3可通過直接換擋離合器切換。如果可能，每兩個換擋離合器被整合在一個共同的換擋同步器S1/2、 S3/4或S1/R、 S2/3中。在依據圖3a的實施方式中，換擋同步器SR只具有用於倒車的傳動比R的換擋離合器。
所述前置組VG被兩級式構成，並且同樣以中間軸方式實施，其中，兩個傳動比K1、 K2構成了所述主變速器HG的兩個可切換的輸入常量。通過兩傳動比K1、 K2較小的傳動比差值，所述前置組VG被設計為副變速器。第一傳動比K1的空套齒輪可旋轉地支承在輸入軸W1上，所述輸入軸Wl在圖3a和圖3b的圖示之外通過可控制的分離離合器與被構成為內燃機的驅動馬達相連。第二傳動比K2的空套齒輪可旋轉地支承在主軸W2上。兩傳動比K1、 K2的固定齒輪分別不可旋轉地布置在向輸入側延長的中間軸W3a和W3b上。所述前置組VG的被同步地構成的換擋離合器被整合在一個共同的換擋同步器SV中。
在傳動技術上串接在後方的所述分動器BG同樣被兩級式構成，但被實施為具有簡單的行星齒輪組的行星結構。在此，太陽輪PS不可旋轉地與向輸出側延長的主軸W2連接。行星架PT不可旋轉地與所述組合式變速器的輸出軸W4連接。齒圈PH與一個具有兩個換擋離合器的換擋同步器SB連接，藉助於換擋離合器，分動器BG可以交替地通過所述齒圈PH與固定的殼體件的連接切換到低速級L以及通過所述齒圈PH與所述行星架PT的連接切換到高速擋S。與AS-Tronic變速器迄今為止的實施方式相反，述換擋同步器SB的換擋離合器現在不被同步地構成。
由於所述分動器BG的不被同步的實施方式，在這種組合式變速器中需要一種特殊的換擋過程，所述換擋過程與一個在很大程度上相同但設有被同步的分動器BG的組合式變速器的換擋過程相比明顯不同。例如從DE 101 52 857 Al公知了對具有不被同步的分動器BG的組合式變速器進行換擋控制的合適的方法。在該方法中主要設置為，分動切換時，首先所述前置組VG和所述分動器BG分別被切換到中間位置，以便切斷動力流，隨後所述主變速器HG被變速器制動器制動，並且驅動馬達的轉速開始向目標擋位的同步轉速轉變。在所述主變速器HG換擋後，所述前置組VG被同步地切換到其目標傳動比。於是，當通過驅動馬達達到同步轉速後，分動器BG的目標傳動比被接入。
由於分動切換時主變速器HG被與分動器BG相反地換擋，即當分動器BG被從低速級L向上加擋到高速級S時，主變速器HG被從高傳動比，例如G4或G3換擋到低傳動比，例如G1或G2，因此在具有迄今為止很普遍的按照上升順序或下降順序的傳動比布置的主變速器HG內分別
需要兩個換擋叉軸滑槽以及配屬於該換擋叉軸滑槽的換擋同步器之間的變換。對於依據圖3a和圖3b的組合式變速器，這種關係對於不同的換擋數總結在圖4a和圖4b的表中。由於自動的滑槽變換分別包括所配屬的伺服驅動裝置的驅動和停止、第一換擋同步器在中間位置的感測、兩個換擋叉軸滑槽或換擋同步器之間的轉換以及伺服驅動裝置對第二換擋同步器進入目標換擋位置或者在目標換擋位置的控制和感測，因此滑槽變換滯後地對於整個換擋過程有不利影響。

發明內容
在這樣的背景下，本發明的任務在於，提供一種開頭所述類型的自動的組合式變速器，利用該組合式變速器分動切換可以比現在更快地進行。
這一關於組合式變速器的任務相應地通過權利要求l的特徵得以實現。由此，本發明涉及一種自動的組合式變速器，該組合式變速器具有多級的主變速器、串接在所述主變速器之前的副變速器以及串接在所述主變速器之後的兩級的分動器，其中，所述副變速器通過可控制的分離離合器與被構成為內燃機的驅動馬達相連，所述主變速器和所述分動器被同步地或者不被同步地構成，並且在分變速器的至少一個當中，每兩個傳動比的換擋離合器分別被整合在一個具有兩個換擋位置和一個中間位置的共同的換擋同步器中。此外對於所述變速器還設置為，在所述主變速器中，配屬於最小傳動比和最大傳動比的所述換擋離合器被整合在一個共同的換擋同步器中。
因此，所述最小傳動比和所述最大傳動比在換擋技術上分別配屬於同一個換擋叉軸滑槽。這樣具有有利的結果，即主變速器內所有在最小傳動比和最大傳動比之間變換的分動切換，在同一個換擋叉軸滑槽內通過相應的換擋同步器從一個換擋位置到另一個換擋位置的簡單的轉換來實現。因此避免了對於迄今的齒輪組的布置以及換擋同步器的分配來說比較普遍的兩個換擋叉軸滑槽或兩個換擋同步器之間的變換，由此縮短了分動切換的總體上的換擋時間以及因此縮短在分動切換期間無牽引力的階段。在分動器BG不參與換擋的組合式變速器換擋時不出現時間延遲，因為滑槽變換在主變速器進行同步時發生。
依據所述組合式變速器的一種構造方案設置為，為了將副變速器的輸入軸與主軸連接，設置有軸向地布置在輸入側的直接換擋離合器。依據本發明的另一個特徵，所述組合式變速器具有兩根相互平行布置的中間軸。


為了說明本發明，在說明書中附上具有實施例的附圖。其中
圖la示出具有四級主變速器的依據本發明的組合式變速器的結構
示意圖lb示出具有三級主變速器的依據本發明的組合式變速器的結構示意圖2a示出依據圖la的組合式變速器的分動切換一覽表；圖2b示出依據圖lb的組合式變速器的分動切換一覽表；圖3a示出具有四級主變速器的公知的組合式變速器的結構示意
圖3b示出具有三級主變速器的公知的組合式變速器的結構示意
圖4a示出依據圖3a的組合式變速器的分動切換一覽表；以及圖4b示出依據圖3b的組合式變速器的分動切換一覽表。
具體實施例方式
在圖la和圖lb中舉例示出兩種依據本發明的組合式變速器的結構示意圖。主變速器HG被以中間軸方式實施並具有主軸W2和兩根中間軸W3a、 W3b。在依據圖la的實施方式中，具有四個用於向前行駛的傳動比Gl至G4以及一個用於倒車的傳動比R的所述主變速器HG四級式構成。在依據圖lb的實施方式中，具有三個用於向前行駛的傳動比Gl至G3以及一個用於倒車的傳動比R的所述主變速器HG三級式構成。
傳動比G1、 G2、 G3、 R或G1、 G2、 R的空套齒輪分別可旋轉地支承在主軸W2上並可通過所配屬的牙嵌離合器切換。所配屬的固定齒輪不可旋轉地設置在兩個中間軸W3a和W3b上。分別構成為直接擋的最高傳動比G4或G3可通過直接換擋離合器切換。
與依據圖3a和圖3b的組合式變速器的開頭所述的公知的實施方式不同，在依據本發明的主變速器HG中，最小傳動比G1的齒輪組在輸入側被布置在直接擋G4或G3的直接換擋離合器SV旁，並且第一傳動比Gl和直接擋G4或G3的換擋離合器分別被整合在一個共同的換擋同步器S1/4或S1/3中。其餘傳動比的換擋離合器被相應地整合在換擋同步器S2/3、 SR或S2/R中。
前置組VG兩級式構成並同樣以中間軸方式構成，其中，兩個傳動比K1、 K2構成了主變速器HG的兩個可切換的輸入常量。通過兩傳動比K1、 K2較小的傳動比差值，前置組VG被設計為副變速器。第一傳動比Kl的空套齒輪可旋轉地支承在輸入軸Wl上，輸入軸Wl在圖la和圖lb的圖示之外通過可控制的分離離合器與被構成為內燃機的驅動馬達相連。第二傳動比K2的空套齒輪可旋轉地支承在主軸W2上。兩傳動比K1、K2的固定齒輪分別不可旋轉地布置在向輸入側地延長的中間軸W3a和W3b上。前置組VG的同步構成的換擋離合器被整合在一個共同的換擋同步器SV中。
在傳動技術上布置在主變速器HG後方的分動器BG同樣兩級式構成，但被實施為具有簡單的行星齒輪組的行星結構。然而分動器BG也可以以中間軸方式設計。在此，太陽輪PS不可旋轉地與向輸出側延長的主軸W2連接。行星架PT不可旋轉地與組合式變速器的輸出軸W4聯接。齒圈PH與具有兩個換擋離合器的換擋同步器SB連接，藉助於這些換擋離合器，分動器BG可以交替地通過齒圈PH與固定的殼體件的連接切換到低速級L或通過齒圈PH與主軸W2或太陽輪PS的連接切換到高速級S。 一種替代形式是，在一個沒有示出的高速擋S內，齒圈PH與所述行星架PT的切換連接是可行的。換擋同步器SB的換擋離合器被節約成本地未被同步地構成。
由於依據圖la和圖lb的所述組合式變速器的依據本發明的構成方式，特別是在主變速器HG中傳動比Gl、 G2、 G3、 R或G1、 G2、R的齒輪組的布置以及換擋同步器S1/4或S1/3的分配，大多數的分動切換可以在換擋叉軸滑槽或換擋同步器不發生變換的情況下進行，並因此與具有按照上升順序或下降順序的傳動比標準布置的公知的組合式變速器相比可以明顯更快地進行。對於依據圖la和圖lb的組合式變速器，這種關係對於不同的換擋數總結在圖2a和圖2b的表中。附圖標記列表
BG分動器
Gl(主變速器的)(第一)傳動比
G2(主變速器的)(第二)傳動比
G3(主變速器的)(第三)傳動比
G4(主變速器的)(第四)傳動比
HG主變速器
iBG分動器的傳動比
iHG主變速器的傳動比
iHG—min主變速器的最小傳動比
Kl(副變速器的)(第一)傳動比
K2(副變速器的)(第二)傳動比
(分動器的)低速級
PH(分動器的)齒圈
PS(分動器的)太陽輪
PT(分動器的)行星架
R 主變速器的倒車傳動比
S (分動器的)髙速級
SB (分動器的)換擋同步器
SR (主變速器的)換擋同步器
SV (副變速器的)換擋同步器，直接換擋離合器
S1/2 (主變速器的)換擋同步器
S1/3 (主變速器的)換擋同步器
S1/4 (主變速器的)換擋同步器
Sl/R (主變速器的)換擋同步器
S2/3 (主變速器的)換擋同步器
S2/R (主變速器的)換擋同步器
S3/4 (主變速器的)換擋同步器
VG 前置組、副變速器
Wl 輸入軸W2 主軸
W3a 中間軸
W3b 中間軸
W4 輸出軸
權利要求
1.組合式變速器，具有多級的主變速器(HG)、串接在所述主變速器(HG)之前的副變速器(VG)以及串接在所述主變速器(HG)之後的兩級的分動器(BG)，其中，所述副變速器(VG)通過可控的分離離合器與被構成為內燃機的驅動馬達相連，所述主變速器(HG)和所述分動器(BG)同步或不同步，並且在分變速器(VG、HG、BG)的至少一個當中，每兩個傳動比的換擋離合器分別被整合在一個具有兩個換擋位置和一個中間位置的共同的換擋同步器中，其特徵在於，在所述主變速器(HG)中，配屬於最小傳動比(G1)和最大傳動比(G4或G3)的換擋離合器被整合在一個共同的換擋同步器(S1/4或S1/3)中。
2. 按權利要求l所述的自動的組合式變速器，其特徵在於，為了 將所述副變速器(VG)的輸入軸(Wl)與主軸(W2)連接，設置有 軸向布置在輸入側的直接換擋離合器(SV)。
3. 按權利要求1或2所述的自動的組合式變速器，其特徵在於， 所述組合式變速器具有兩根中間軸(W3a、 W3b)。
全文摘要
本發明涉及一種自動的組合式變速器，該組合式變速器具有多級的主變速器(HG)、串接在主變速器(HG)之前的副變速器(VG)以及串接在主變速器(HG)之後的兩級的分動器(BG)，其中，副變速器(VG)通過可控的分離離合器與被構成為內燃機的驅動馬達相連，主變速器(HG)和分動器(BG)被同步地或不被同步地構成，並且在分變速器(VG、HG、BG)中的至少一個當中，每兩個傳動比的換擋離合器分別被整合在一個共同的具有兩個換擋位置和一個中間位置的換擋同步器中。為了加速大多數的分動切換操作，在主變速器(HG)中，配屬於最小傳動比(G1)和最大傳動比(G4或G3)的換擋離合器被整合在一個共同的換擋同步器(S1/4或S1/3)中。
文檔編號F16H37/04GK101627229SQ200880007272
公開日2010年1月13日 申請日期2008年2月22日 優先權日2007年3月6日
發明者伯恩特·多貝勒, 約瑟夫·巴德爾, 馬丁·米勒 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司