尤其是帶有雙離合器的機動車輛齒輪箱的製作方法
2023-07-29 12:19:16
專利名稱：尤其是帶有雙離合器的機動車輛齒輪箱的製作方法
技術領域：
本發明涉及機動車輛齒輪箱，更具體地但不局限於包括兩個旋轉輸入機構，例如包括兩個同軸的，並受到雙離合器控制的輸入軸的齒輪箱類型，雙離合器用於選擇這兩個輸入軸的其中一個或另一個輸入軸。
傳統上，手動或自動控制的齒輪箱包括由兩個軸所保持的一排齒輪組。傳動比由這些齒輪組中任何一個用通常為同步器的聯接器(coupler)來促動的齒輪組來限定。隨著當前帶有至少六個速度比的齒輪箱的發展趨勢，這些齒輪箱變得比較笨重，並且非常大且非常長。
目前存在包括兩個輸入軸的齒輪箱，其尤其用於獲得連續的換檔，同時限制所傳遞的功率的下降。例如，現有機動車輛的齒輪箱包括兩個可藉助於雙離合器在其之間進行選擇的輸入軸，以及藉助於若干齒輪組各自與這兩個輸入軸相接合的兩個輸入軸，安裝在這兩個輸入軸上的聯接器可選擇性地促動所述若干齒輪組。這種設置要求分配裝置，以允許無論是哪個輸入軸可用時都可將運動傳遞至車輪上，這就會使得齒輪箱非常笨重。另外，其中一個輸入軸是管狀的，並且包圍著另一輸入軸，其齒輪處於該管狀軸的末端之外。這也使得輸出軸必須延長，以便中心輸入軸可與這兩個輸出軸相接合；結果，齒輪箱也因此而延長了，這也會使得它的體積、重量和價格都會增加。這種齒輪箱無法安裝在小型車輛上。
本發明的一個目的是提出一種齒輪箱，其相對於所提供的傳動比而言是比較緊湊且較輕。
本發明的另一目的是提出一種軸向長度減小的齒輪箱。
本發明的另一目的是提出一種帶有雙離合器的齒輪箱，其滿足了以上至少其中一個目的。
另一目的是提出一種帶有雙離合器的齒輪箱，其易於安裝在四輪驅動車輛上。
根據本發明，這種裝置包括保持住帶齒部件的旋轉部件，並且其特徵在於所述帶齒部件的至少一個反轉齒輪(counter gear)，其用於在兩個旋轉部件之間傳遞運動以便產生傳動比，並且會選擇性地與另一旋轉部件相聯接，以便產生另一傳動比。
所述旋轉部件可以是實心的或中空的軸、外殼，或者能夠保持住所述帶齒部件的任何其他部件。所述帶齒部件可以為小齒輪或環形齒輪，或者能夠彼此接合的任何其他部件。
在本發明的範圍中，表述語「傳遞運動」指的是，第一旋轉部件圍繞第一軸線的運動通過與圍繞第二軸線旋轉的中間帶齒部件或「反轉齒輪」的接合而被傳遞，然後通過反轉齒輪與圍繞第三軸線旋轉的另一旋轉部件相接合而被傳遞，該第三軸線一般地但並非限制性地不同於第一軸線。換句話說，反轉齒輪用作運動傳遞的中介，以便反轉運動方向和/或有助於在兩個例如彼此遠離的旋轉部件之間傳遞運動。
這種反轉齒輪可由旋轉輸出部件或旋轉輸入部件來保持住，並且與其選擇性地相聯接，以便產生傳動比。
反轉齒輪用於在旋轉輸入部件與旋轉的中間部件之間，或者在兩個旋轉部件之間，或者在中間旋轉部件與輸入部件之間傳遞運動。給出了中間旋轉部件，其意指既非旋轉輸入部件也非旋轉輸出部件的一個旋轉部件。
為了避免運動在其傳遞功能上的某些困難，可以使反轉齒輪設置成可與保持住它的旋轉部件脫離聯接。
為了形成倒檔齒輪(reverse gear)，具有針對一個傳動比的可促成旋轉輸出部件的旋轉方向傳遞功能的反轉齒輪還具有針對另一傳動比的用於所述旋轉輸出部件的旋轉方向的倒檔齒輪功能。這就避免了使用僅具有一個倒檔齒輪功能的另外的齒輪。
尤其是為了獲得在選擇連續傳動比間隔時的一定自由度，反轉齒輪可包括具有兩組齒的塔齒輪(cluster gear)，其中每一組齒與連在其中一個所述旋轉部件上的齒相接合。
有利的是，反轉齒輪和若干其它帶齒輸出部件安裝在旋轉輸出部件上，並且各自與安裝在至少一個旋轉輸入部件上的相應帶齒輸入部件相接合，以及與安裝在中間旋轉部件上的相應中間帶齒部件相接合，提供了聯接機構，以便執行從至少一個旋轉輸入部件至旋轉輸出部件的直接傳遞，或者藉助於反轉齒輪和中間旋轉部件的選擇性傳遞。因此，反轉齒輪允許產生一個傳動比，並且若干其它帶齒輸出部件各自允許產生兩個傳動比。齒輪箱就得以大大縮短。
為了限制旋轉部件的長度，並且由此而限制齒輪箱的長度，可以使用兩個中間旋轉部件。因此，該至少一個反轉齒輪可包括安裝在旋轉輸入部件上的第二反轉齒輪，其處於帶齒式輸出部件與中間帶齒部件之間，而中間帶齒部件安裝在由旋轉輸入部件所驅動的第二中間旋轉部件上。
可選擇性地與旋轉部件相聯接以便產生傳動比的至少其中一個帶齒部件是帶齒的傳動部件，其可將傳動比成比例地傳遞至旋轉傳動部件，該旋轉傳動部件用於將運動傳遞至至少一個輪軸上。因此，齒輪箱輸出齒輪可定位在相對於發動機最佳地布置的軸上，其尤其是允許更容易傳遞至用於四輪驅動變速器的兩個輪軸上。因此，作為至少一個反轉齒輪一部分的其中一個帶齒式輸入部件可以聯接在所述至少一個旋轉輸入部件上，以便在旋轉輸入部件與旋轉傳動部件之間產生直接比(direct ratio)，或者與之脫離聯接，以便將運動從旋轉輸出部件傳遞至旋轉傳動部件。
其中一個帶齒式輸入部件可以是至少一個反轉齒輪的一部分，所述至少一個反轉齒輪可以與所述至少一個旋轉輸入部件相聯接以便在旋轉輸入部件與旋轉傳動部件之間產生直接比，或者與之脫離聯接，以便在中間旋轉部件與旋轉輸出部件之間傳遞運動。
通過另一對彼此相接合併且能夠被選擇性地促動的齒組，可將所述旋轉輸入部件與中間旋轉部件相連起來。
有利的是，可以在中間旋轉部件上的帶齒部件與旋轉輸出部件上的帶齒部件之間形成直接接合，以用於倒檔傳動比。
有利的是，為了限制在換檔過程中功率的下降，所述至少一個旋轉輸入部件可包括交替地且選擇性地聯接在發動機上的旋轉的兩個輸入部件，其中一個旋轉輸入部件驅動所述旋轉輸出部件所保持的反轉齒輪，另一旋轉輸入部件保持住帶齒式輸入部件，所述帶齒式輸入部件限定了隨著由中間帶齒部件所限定的那些傳動比而變化的傳動比。同樣在這方面，所述至少一個旋轉輸入部件可包括兩個旋轉輸入部件，其可選擇性地與同一發動機接合，從一個傳動比換檔到相鄰的傳動比包括使至少其中一個旋轉輸入部件接合、並使另一旋轉輸入部件分離的動作。這些旋轉輸入部件可以是同軸的。
旋轉輸入部件可以只包括一個與反轉齒輪接合，並且/或者保持反轉齒輪的帶齒部件。
有利的是，根據本發明的裝置可以只包括一個旋轉輸出部件，以便限制齒輪箱輸出端的功率傳遞裝置的複雜性。
在一個具體實施例中，根據本發明的裝置可包括-兩個各自通過第一輸入部件和帶齒式輸出部件的直接接合而產生的直接比，-兩個通過由旋轉輸出部件保持住的第一反轉齒輪的系列接合而產生的第一間接比，-兩個通過由旋轉輸入部件保持住的至少一個第二反轉齒輪的系列接合而產生的第二間接比，以及-通過在第一旋轉輸入部件和第一反轉齒輪之間的直接接合而產生的傳動比，該第一反轉齒輪與旋轉輸出部件聯接。
它還可包括通過在旋轉輸入部件和旋轉輸出部件之間的直接接合而產生的另一傳動比，這種直接接合利用與用於連接第一反轉齒輪和輸出部件的同一聯接器來實現。
它可包括兩個帶齒部件和雙聯接器，即，容許一個帶齒部件或這兩個帶齒部件都不聯接在該至少一個旋轉輸入部件，旋轉輸出部件以及這兩個中間旋轉部件的每個部件上。這樣，為了產生八種傳動比，例如七種前進比和一個倒檔比，沿著四個軸大致並列地安裝的四個聯接器就足夠了。尤其考慮到其較大量的傳動比，這種齒輪箱的軸向長度尤其是被減小的。
在該裝置包括兩個同心的輸入部件的情況下，其中一個輸入部件可設計成與第一中間旋轉部件相接合併且保持住前兩個帶齒部件，另一輸入部件與第一反轉齒輪相接合，並且優選通過另一對齒系而與旋轉輸出部件相接合。
這樣，使用相同的帶齒部件，例如小齒輪或帶齒的環形齒輪，就可產生幾種傳動比，其容許減少產生全部傳動比所需的帶齒部件的數量。
從以下與非限制性示例相關的細節描述中，還可以清楚本發明的其它特徵和優勢。
在附圖中
圖1是根據本發明的包括七個前進比的齒輪箱裝置的第一實施例的示意圖，其安裝在輸入軸、輸出軸和中間軸上；圖2至圖8示意性地顯示了圖1所示裝置的用於七個齒輪中每一齒輪的操作；圖9示意性地顯示了其中在其倒檔操作模式下，第七前進比被倒檔比取代的第二實施例；圖10示意性地顯示了根據本發明的齒輪箱的第三實施例，其適合於四輪驅動的變速器，並且在圖9的裝置中增加了第七前進比；圖11和12分別顯示了圖10裝置在第七前進比和在倒檔比下的操作；圖13顯示了本發明的另一實施例，其還包括第二中間軸；圖14是沿著圖13中的裝置的XIV看去的視圖，其顯示了軸彼此相對的設置，尤其是用於產生倒檔比的齒輪接合；和圖15顯示了圖13裝置的一種變型。
圖1顯示了齒輪箱裝置100，其包括兩個同軸的輸入軸，即第一中心軸1，以及圍繞中心軸1自由旋轉地安裝的第二管狀軸2。各輸入軸包括輸入離合器圓盤6，其牢固地可旋轉地連接在輸入軸上。圓盤6彼此相對地安裝。與輸入軸1，2同軸的傳動軸3包括安裝在兩個輸入圓盤6之間的選擇圓盤7。該選擇圓盤相對於輸入軸安裝成同軸地可移動。
這樣，包括三個圓盤的雙離合器8可採用三個位置，即離合器分離、並且圓盤6，7彼此不接觸的第一位置(圖11和圖10中所示)，傳動軸3與第一輸入軸1接合(圖2，4和6中所示)、同時與第二輸入軸2分離的第二位置，以及傳動軸3與第二輸入軸2接合(圖3，5，7，3，9，11和12所示)、同時與第一輸入軸1分離的第三位置。
該裝置100還包括平行於輸入軸1，2而旋轉安裝的輸出軸4和中間軸5。輸出軸4在功能上一方面位於輸入軸1，2之間，另一方面位於輸入軸1，2和中間軸5之間。
這四個軸1，2，4，5旋轉到彼此相對固定就位在外殼中(圖中未顯示)。輸出軸4相對於輸入軸1，2具有中心距離(即在兩個軸線之間的距離)h41，其小於輸出軸4離中間軸5的中心距離h45。在圖中，為了清晰起見，軸顯示為共面的。然而，為了限制這種齒輪箱的體積，並使其適應可得到的空間，實際的設置可沿著輸出軸4的軸線″折迭起來″。
在下文中，定位有離合器8的齒輪箱的一側、即圖中的左手側將稱為″近側″，而相對的一側、即右手側將稱為″遠側″。
按由近至遠的順序，輸出軸4將保持住-共用傳動齒輪TC，其與連接在中間軸5上的共用中間齒輪DC相接合；-第六傳動比輸出齒輪S6，其與連接在管狀輸入軸2上的第六傳動比輸入齒輪E6相接合；-與第三傳動比輸入齒輪E3和第四傳動比中間齒輪D4相接合的第三和第四傳動比輸出齒輪S34，第三傳動比輸入齒輪E3由中心輸入軸1保持而超出管狀輸入軸2的遠端，第四傳動比中間齒輪D4由中間軸5保持；-與第一傳動比輸入齒輪E1和第二傳動比中間齒輪D2相接合的第一和第二傳動比輸出齒輪S12，第一傳動比輸入齒輪E1由中心輸入軸1保持而超過管狀輸入軸2的遠端，第二傳動比中間齒輪D2由中間軸5保持；-與第五傳動比輸入齒輪E5和第七傳動比中間齒輪D7相接合的第五和第七傳動比輸出齒輪S57，第五傳動比輸入齒輪E5由中心輸入軸1保持而超過管狀輸入軸2的遠端，第七傳動比中間齒輪D7由中間軸5保持。
共用傳動齒輪TC和第六輸出齒輪56彼此連接在一起，具有不同的齒數和直徑，並且共同形成塔齒輪ST，塔齒輪ST選擇性地在輸出軸4上旋轉或通過聯接器C6而與其聯接，聯接器C6例如包括安裝在輸出軸4上、位於塔齒輪近側的同步器或爪式離合器。使用單個齒輪例如S6與輸入齒輪例如E6以及與共用中間齒輪DC相接合是可行的，但使用塔齒輪就容許自由地選擇齒輪箱的傳動比的間隔。作為備選，任何一個輸出齒輪S34，S12，S57都可被塔齒輪替換。
利用當前方案，可自由地選擇前六個傳動比，並且在第五和第七傳動比之間存在某種相關性，但是這是可接受的，這是因為可根據需要將第六傳動比定位在第五傳動比和第七傳動比之間。
通過在輸出軸上利用兩個塔齒輪而非只使用一個塔齒輪，完全可以獨立地產生七種傳動比。
第三傳動比輸入齒輪E3和第一傳動比輸入齒輪E1的其中任一齒輪或這兩個齒輪可彼此獨立地選擇性地在輸入軸1上自由旋轉，或者，通過安裝在輸入軸1上且位於其之間的雙聯接器C13，而使一個輸入齒輪與輸入軸1聯接，而另一個輸入齒輪與輸入軸1分離。
第四傳動比中間齒輪D4和第二傳動比中間齒輪D2的任一齒輪或這兩個齒輪可彼此獨立地選擇性地在中間軸5上自由旋轉，或者，通過安裝在中間軸5上、位於其之間的雙聯接器C24，而使一個中間齒輪與中間軸5聯接，而另一個中間齒輪與中間軸5分離。
輸出齒輪S34，S12和S57可旋轉地連接在輸出軸4上。
輸入齒輪E5在中心輸入軸1上選擇性地自由旋轉，或者通過安裝在中心輸入軸1上、位於齒輪E5遠側的聯接器C5而與後者聯接。
中間齒輪D7選擇性地在中間軸5上自由旋轉，或者通過安裝在中間軸5上、位於齒輪D7遠側的聯接器C7而與後者聯接。
帶螺旋形齒的齒輪箱輸出SB連接在輸出軸4上，並且安裝在輸出齒輪S34和S12之間，以便至少間接地驅動差動裝置的輸入(未顯示)，其本身驅動圖中未顯示的車輪軸。
在圖2至圖8中，顯示了圖1裝置對各個傳動比的操作，聯接器只是在其處於聯接和傳遞功率的狀態時被顯示出。在這些圖中，以粗線顯示了參與產生相關傳動比的部件。
如圖2中所示，為了產生第一傳動比，第一傳動比輸入齒輪E1通過聯接器C13而與第一輸入軸1聯接，並且傳動軸3與第一輸入軸1接合。因此第一傳動比輸入齒輪驅動第一和第二傳動比輸出齒輪S12，並因而驅動上面固定有後一齒輪的輸出軸4。聯接器C5，C6處於分離位置。聯接器C24可放置在中間齒輪D2的聯接位置。
當這完成時，通過使輸入離合器8反轉以便使傳動軸3與第二輸入軸2相接合，從而有效地產生了第二傳動比。塔式傳動齒輪ST圍繞輸出軸4自由地旋轉，將輸入軸2的運動傳遞到中間軸5上。因此第二傳動比中間齒輪D2驅動第一和第二傳動比輸出齒輪S12，並因而驅動上面固定有後一齒輪的輸出軸4。聯接器C13可保持留在齒輪E1的聯接位置，使得齒輪箱準備換檔到第一齒輪，或者放置在輸入齒輪E3的聯接位置，以便準備換檔到第三齒輪上。
在這後一情況下，如圖4中所示，通過簡單地再次使離合器8反轉而使傳動軸3與第一輸入軸1相接合，從而可有效地產生第三傳動比。因此，第三傳動比輸入齒輪E3驅動第三傳動比輸出齒輪S3，並因而驅動上面固定有後一齒輪的輸出軸4。在這個時間過程中，聯接器C24可保持在齒輪D2的聯接位置，以便通過簡單地使離合器8反轉，而使齒輪箱準備換檔到第二齒輪，或者，聯接器C24可換檔到中間齒輪D4的聯接位置。
在這後一情況下，如圖5所示，為了有效地產生第四傳動比，可使離合器8再次反轉，以便使傳動軸3與第二輸入軸2相接合。塔式反轉齒輪ST圍繞輸出軸4自由地旋轉，通過固定在中間軸5上的共用中間齒輪DC而將第二輸入軸2的旋轉運動傳遞到中間軸5上。通過與中間軸5聯接的第四傳動比中間齒輪D4，可將這種運動以合適的速度比傳遞到第三和第四傳動比輸出齒輪S34上。在這期間，聯接器C13可保持在輸入齒輪E3的聯接位置，以便通過離合器3的反轉而準備返回到第三齒輪的操作，或者聯接器C13可放置在空檔位置，即齒輪E1和E3的分離位置，並且聯接器C5可放置在輸入齒輪E5的聯接位置。
在這後一情況下，如圖6中所示，通過簡單地使離合器8反轉以便使傳動軸3與第一輸入軸1相接合，從而可產生第五傳動比。第五傳動比輸入齒輪E5連接在第一輸入軸1上，從而驅動第五和第七傳動比輸出齒輪S57，並因此驅動與其連接的輸出軸4。在這期間，聯接器C24可保持在中間齒輪D4的聯接位置，以便通過離合器8的反轉而準備返回到第四齒輪的操作，或者聯接器C24可放置在空檔位置，並且聯接器C6放置在反轉齒輪ST與輸出軸4的聯接位置。
在這後一情況下，如圖7中所示，通過簡單地使離合器8反轉，以便使傳動軸3與第二輸入軸2相接合，從而產生第六傳動比。第六傳動比輸入齒輪E6固定在第二輸入軸2上，因此驅動第六傳動比輸出齒輪S6，並因此驅動與這後一齒輪聯接的輸出軸4。在這期間，聯接器C5可保持在輸入部件E5與輸入軸1的聯接位置，以便通過離合器的反轉而準備返回到第五齒輪的操作，或者可將聯接器C5放置在分離位置。
在後一情況下，如圖8所示，通過將離合器8放置在空檔位置，並將聯接器C6放置在分離位置以及將聯接器C7放置在聯接位置，之後通過傳動軸3與第二輸入軸2的接合，從而可有效地產生第七傳動比。第六傳動比輸入齒輪E6固定在第二輸入軸2上，從而驅動反轉齒輪ST，反轉齒輪ST通過共用中間齒輪DC而將第二輸入軸2的旋轉運動傳遞到中間軸5上，共用中間齒輪DC固定在中間軸5上並與反轉齒輪ST相接合。這種運動通過與中間軸5聯接的第七傳動比中間齒輪D7而傳遞到第五和第七傳動比輸出齒輪S57上。
這樣，反轉齒輪ST具有通過在輸入和輸出之間直接接合而產生其中一個傳動比(示例中為第六傳動比)，以及將第二輸入軸2的運動傳遞到中間軸5上的兩種功能，中間軸5保持住中間齒輪，中間齒輪實際上是″重定位″的輸入齒輪。在其傳動比數量給定的情形下，極大地減小了齒輪箱的軸長。齒輪的數量也減少了，因為三個輸出齒輪S12，S34，S57對於兩個不同的傳動比而言是可用的。七個傳動比中的四個傳動比通過一次接合而產生，並且其它三個傳動比通過三種連續的接合而產生，其產生了遠遠小於2的平均值，這對於雙-離合器的齒輪箱而言是不同凡響的，並且甚至對傳統的單個-離合器的齒輪箱而言也是優越的。
因為這兩個輸入軸保持獨立，所以該裝置如圖所示包括六個連續的傳動比，從第一至第六傳動比，其中一個傳動比總是通過與用於產生相鄰傳動比的軸不同的輸入軸相接合來產生。這樣，當換檔到上面齒輪時，可以在使用第一傳動比時準備第二傳動比，在使用第二傳動比時準備第三傳動比，在使用第三傳動比時準備第四傳動比，在使用第四傳動比時準備第五傳動比，以及在使用第五傳動比時準備第六傳動比。因此就足以使離合器8從其一個接合位置切換到另一接合位置，以便從一個傳動比向上移動到其上面緊接的一個傳動比。這就容許在不會感覺到功率下降的條件下，實現針對這些傳動比的快速平滑的齒輪換檔。對於齒輪向下換檔也是如此。準備好但沒有激活的傳動比使輸入軸1或2旋轉，其以與發動機3速度不同的速度進行分離，但這不是缺陷。
在圖9所示的實施例中，第七前進比已經被倒檔比替換。在這方面，已經去除了第七傳動比中間齒輪D7，並用中間倒檔齒輪DR替而代之。所以在所示的示例中，這個中間倒檔齒輪DR具有足夠的直徑，其相對於第五倒檔輸出齒輪S5R有所偏離。倒檔空轉齒輪P1持續地與中間倒檔齒輪以及與第五倒檔傳動比輸出齒輪相接合。
如在圖8的情況下，通過使反轉齒輪ST與第六傳動比輸入齒輪及共用中間齒輪DC的接合，可驅動中間軸5。中間倒檔齒輪DR通過聯接器CR而與中間軸5聯接，其通過倒檔空轉齒輪P1來驅動第五倒檔傳動比輸出齒輪S5R。
在圖10所示的實施例中，就其相對於圖9所示實施例的區別而言，增加了第七傳動比，保留了倒檔比。為此，增加了第七傳動比輸入齒輪E7，其可在第一輸入軸1的遠側上自由地旋轉，並且旋轉地固定在輸出軸4上的第七傳動比輸出齒輪S7持續地與輸入齒輪E7相接合。聯接器C5變成雙聯接器C57，其適合於能夠獨立地聯接第五和第七傳動比輸入齒輪E5，E7中的其中一個或另一個，或者與這兩個都不聯接。
不論有效地建立了哪種傳動比，或者當兩個相鄰傳動比中的任何一個適用時，可同時準備好相鄰的傳動比，之後通過離合器8的反轉可實現齒輪換檔。這甚至對第一倒檔範圍都是如此。
此外，齒輪箱輸出齒輪SB不再旋轉地安裝固定在輸出軸4上，而是安裝固定在傳動軸10上。安裝固定在傳動軸上的傳動齒輪R持續地與第三傳動比輸入齒輪E3相接合。因而，傳動齒輪為輸出軸4的旋轉速度引入了係數。
通過傳動齒輪R與輸入齒輪E3的直接接合而產生了第三傳動比，而沒有功率經過輸出軸4，輸入齒輪E3通過聯接器C13而連接在第一輸入軸上。除了輸出軸4的運動通過第三傳動比輸入齒輪E3而傳遞到傳動軸10上之外，另一傳動比如之前所述地產生，第三傳動比輸入齒輪E3在輸入軸的分離狀態下，構成了根據本發明的反轉齒輪，其位於輸出軸4和傳動軸10之間。在至今用於第四傳動比的意義上說，輸出齒輪S4隻是輸出齒輪。對於除了第三和第四齒輪之外的傳動比，它可用作功率傳動齒輪，從而通過形成反轉齒輪的齒輪E3為傳動軸10傳遞功率。
為了用在帶兩個傳動軸的車輛上，發動機以及傳動軸是橫向的，傳動軸10還包括斜齒輪RC，其可驅動縱向傳動軸11。
實際上有利的是，傳動軸10位於輸入軸1和2的下面，並且軸4和5位於輸入軸1和2的上面。換句話說，將圖10在其本身平面上旋轉了180度。
這樣，傳動軸10處於車內相對較低的位置，其特別適合於四輪驅動的變速器，這尤其是因為傳動軸一般設置得比發動機更低。
此外，這容許齒輪箱的輸出齒輪SB相對於齒輪箱裝置比該齒輪由軸、例如位於齒輪箱中心的軸4保持時可更自由地定位。此外，齒輪箱輸出齒輪SB的螺旋形齒在保持該齒輪的軸上產生極大的軸向應力，尤其是因為該齒輪一般具有小的直徑。這樣就可提供傳動軸10，並為該軸提供軸承，這比當齒輪箱的輸出齒輪直接安裝在齒輪箱的輸出軸上時更合適。
作為一個示例，對於圖1-12中的實施例而言，這些齒輪具有以下以毫米為單位的直徑E6117E381E145E5107S684TC101S4或S34120S12156S5R或S5794DC119D464D7126DR130E7123S778這樣獲得的傳動比如下第一傳動比3.47第二傳動比2.68第三傳動比1.48第四傳動比1.02第五傳動比0.88第六傳動比0.72第七傳動比0.63倒檔比2.95在圖13所示的齒輪箱200中，第一輸入軸和第二輸入軸的功能被反過來，以下將就其與圖5的齒輪箱的區別進行描述。更具體地說，反轉齒輪ST現在安裝在輸出軸4的遠端，並且其第五傳動比輸出齒輪S5與輸入齒輪E5相接合，輸入齒輪E5剛性地固定在第一輸入軸1上，而超出了管狀軸2的遠端。
因此，現在通過第一輸入軸1而不再通過第二輸入軸2，但仍經由安裝在輸出軸4上的反轉齒輪ST，來驅動中間軸5。
現在，位於反轉齒輪ST近側的輸出齒輪S12和S34與相應的中間齒輪D1和D3相接合，中間齒輪D1和D3自由旋轉地安裝在中間軸5上，位於聯接器C13的任一側，聯接器C13容許中間齒輪D1和D3的其中一個或另一個與軸5聯接或者這兩者D1和D3都不與軸5聯接。齒輪S12和S34還分別與輸入齒輪E2和E4相接合，輸入齒輪E2和E4自由旋轉地安裝在第二輸入軸2上(而不再安裝在第一軸1上)，位於聯接器C24的任一側，聯接器C24容許輸入齒輪E2和E4的其中一個或另一個與軸2聯接或者這兩者都不與軸2聯接。
第六傳動比輸入齒輪E6固定在軸2上，位於相對於E2和E4的近側，通過與連接在軸15上的共用齒輪FC相接合而驅動第二中間軸15。因此從功能上將同軸的輸入軸1和2安裝在輸出軸4和第二中間軸15之間。
第六傳動比中間齒輪F6和中間倒檔齒輪FR自由旋轉地安裝在第二中間軸15上，位於雙聯接器C6R的任一側，雙聯接器C6R容許F6和FR的其中一個或另一個與軸15聯接或者使這兩者都不與軸15聯接。
齒輪F6與第四傳動比輸入齒輪F4相接合。
如虛線箭頭16所示，中間倒檔齒輪FR通過繞過輸入軸1和2而直接與共用傳動齒輪TC相接合。這是可行的，因為所示的平直形式的實施例實際上是沿著輸入軸的軸線而″折迭的″(見圖14)。
通過與那些關於圖1中相應的第二、第一、第四、第三和第六傳動比所述相似的方法，可獲得前五個傳動比中每一傳動比的接合，除了兩個輸入軸1和2的功能反過來之外。
對於第六傳動比，聯接器C24處於空檔位置並且聯接器C6R將第六傳動比中間齒輪F6與軸15聯接起來，功率通過E6-F6和F6-E4-S24的接合而從第二輸入軸2傳遞到輸出軸4上。與輸入軸2分離的輸入齒輪E4用作第二中間軸15和輸出軸4之間的反轉齒輪，在這期間，聯接器C5R可將輸出齒輪35、即反轉齒輪ST與輸出軸4聯接起來，以便通過簡單的雙輸入離合器的反轉而準備好返回第五傳動比的操作，圖中未顯示該雙輸入離合器。
對於倒檔操作，聯接器C6R將中間倒檔齒輪FR與第二中間軸15連接起來，聯接器C5R使共用傳動齒輪TC、即反轉齒輪ST與輸出軸4分離，並且聯接器C13將齒輪D1與中間軸5連接起來。
圖14是垂直於軸的平面圖。如圖所示，軸在圖14所示平面中的投影形成了四邊形。因而齒輪箱是比較緊湊的。
圖14還顯示了用於產生倒檔傳動比的所需齒輪E6和FC，FR和TC，TC和DC，D1和S12的連續接合。
作為一個示例，對於圖13-14中的實施例而言，齒輪具有以下以毫米為單位的直徑E6118E4104E270E5112FC86F6100FR140S34100S12134S592TC74DC102D142
D376這樣獲得的傳動比如下第一傳動比3.61第二傳動比1.91第三傳動比1.49第四傳動比0.96第五傳動比0.82第六傳動比0.73倒檔比1.69在圖15的實施例中，中間倒檔齒輪FR與安裝在輔助軸上的倒檔空轉齒輪P1相接合，該倒檔空轉齒輪本身又與第二傳動比輸入齒輪E2接合，以下將只就其相對於圖13所示實施例的區別進行描述。因而，第一和第二傳動比輸出齒輪S12用作用於倒檔比的輸出齒輪。
作為一個示例，對於圖15中的實施例，倒檔傳動比中間齒輪FR具有42毫米的直徑，因此所獲得的倒檔傳動比為2.33。由於這個設置，因此對於第一和第二傳動比輸出齒輪S12而言，最大直徑的齒輪將減少至134毫米。由此進一步提高了齒輪箱的緊湊性。
圖15中的裝置還包括通過第七傳動比輸入齒輪E7產生的第七傳動比，第七傳動比輸入齒輪E7安裝固定在第一輸入軸1上，並與第七傳動比輸出齒輪S7相接合，其可利用與第五傳動比輸出齒輪S5相同的聯接器C57、即反轉齒輪ST，而選擇性地與輸出軸4聯接。
這個實施例特別有利，這是因為它只利用四個雙聯接器即可產生八種傳動比(第七前進比+倒檔比)，對於每種傳動比而言，只有其中一個聯接器處於聯接位置，這簡化了控制，並且對於每種傳動比而言，可以同時準備相鄰的傳動比，或者根據情況準備兩個相鄰傳動比中的其中一個傳動比，從而通過圖中未顯示的雙輸入離合器的簡單反轉，來實現齒輪換檔。這四個聯接器安裝在四個不同的軸上，所以無論如何不會增加聯接器的軸向體積。對於七個前進比而言，其中四個只涉及在負載下的一個接合，其它三個前進比涉及三個接合，因此在負載下的接合的平均數量大約只為1.85，增加了第七傳動比只涉及一個接合的優勢。
在這個實施例中，第二比輸入齒輪E2本身在分離時還用作反轉齒輪，以用於倒檔操作。
未顯示的齒輪箱的輸出齒輪可連接在輸出軸4上。
當然，本發明並不局限於剛才已經描述過的示例，並且在沒有脫離本發明範圍的條件下，可對這些示例進行許多種調整。
在圖10-12的實施例中，還可以使傳動齒輪不與第三傳動比輸入齒輪相接合，而是使其與那些自由旋轉地安裝在輸入軸1，2以及中間軸5上的另一齒輪E1，E2，E4相接合，並且與其中一個安裝固定在輸出軸4上的齒輪相接合。也可以使它與安裝固定在輸出軸4上的其中一個齒輪S1，S3相接合。
在圖1至圖8所示的示例中，中心距離h41可以大於中心距離h45，這樣，輸入齒輪從近至遠分別是連接在軸2上的第七傳動比齒輪以及安裝在軸1上的三個第四、第二和第六傳動比齒輪。因此，中間軸從齒輪DC開始從近至遠包括第三、第一和第五傳動比齒輪。利用這種設置，所有的換檔，包括在第六和第七傳動比之間的換檔，都可通過聯接器同時定位而準備好，之後通過離合器8的簡單反轉而有效地建立新的傳動比。
在所有的實施例中，兩個輸入軸1，2可用單個軸來取代，並且雙離合器8可由傳統的離合器取代，其相對於傳動軸3而與單個輸入軸選擇性地相接合或分離。在這種情況下，用於建立有效傳動比所需的一個聯接器或多個聯接器處於聯接位置。為了改變傳動比，使輸入離合器分離，並且改變聯接器的位置，之後使輸入離合器重新接合。
在圖10的示例中，通過將第八傳動比中間齒輪自由旋轉地放置在中間軸5的遠端，並與齒輪S7接合，並且通過用雙聯接器替換聯接器CR，從而可產生第八傳動比。
根據本發明的齒輪箱可自動化。控制器通過帶有或不帶車輛駕駛員交互能力的預定邏輯來控制聯接器和輸入離合器的動作，並防止或延遲駕駛員執行任何危險的指令，例如當車輛向前移動時換檔到倒檔，或者防止不正確齒輪的接合，這種接合對於發動機和/或齒輪箱和/或車輛軌跡的控制或其制動是危險的。
在圖10的示例中，從動輸出上的相對改進與圖9和圖10中所述的其它改進是獨立的。
仍如圖10的示例所示，輸入齒輪E5和E7可連接在中心輸入軸1上，並且可將雙聯接器放置在輸出齒輪S5R和S7之間，以便選擇性地聯接這兩個輸出齒輪的其中一個或者使這兩者都不聯接在輸出軸4上。然而，聯接器必須傳遞高的倒檔扭矩。
圖13至圖15的示例可設置成將齒輪箱的輸出齒輪例如BS傳遞動力給傳動軸，例如安裝在圖13和圖15中的平面後面的傳動軸10。
權利要求
1.一種齒輪箱裝置(100，200)，包括旋轉部件(1，2，4，5，15)，其保持帶齒部件(E1-E7，S12，S34，S5，S57，S6，S7，D1-D4，D7，DC，FC，F6，FR，ST，SB)，其特徵在於，所述帶齒部件的至少一個反轉齒輪(ST，E2，E3，E4)用於在兩個旋轉部件之間傳遞運動以產生一種傳動比，並且可選擇性地與另一旋轉部件相聯接，以產生另一傳動比。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述反轉齒輪(ST)由可與其相聯接的旋轉輸出部件(4)來保持，以便產生所述另一傳動比。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，所述反轉齒輪(E2，E3，E4)由可與其相聯接的旋轉輸入部件來保持，以產生所述另一傳動比。
4.根據權利要求1至3中任一權項所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個反轉齒輪(ST)用於在旋轉輸入部件(1，2)和中間旋轉部件(5)之間傳遞運動。
5.根據權利要求1至4中任一權項所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個反轉齒輪(E2，E4)用於在中間旋轉部件(15)和旋轉輸出部件(4)之間傳遞運動。
6.根據權利要求1至5中任一權項所述的裝置，其特徵在於，在其傳動功能上，所述反轉齒輪與保持它的所述旋轉部件分離。
7.根據權利要求1至6中任一權項所述的裝置，其特徵在於，至少一個反轉齒輪(ST)針對一種傳動比可促成旋轉輸出部件(4)的旋轉方向，並且還具有針對另一傳動比的使所述旋轉輸出部件的旋轉方向的倒檔齒輪功能。
8.根據權利要求1至7中任一權項所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個反轉齒輪包括塔齒輪(ST)，其具有兩組齒(S5，TC)，所述兩組齒(S5，TC)中的每一組與連接在其中一個所述旋轉部件上的一組齒接合，從而在它們之間傳遞運動。
9.根據權利要求1至8中任一權項所述的裝置，其特徵在於，所述反轉齒輪(ST)和若干其它帶齒輸出部件(S12-S34)安裝在旋轉輸出部件(4)上，並且各自與安裝在至少一個旋轉輸入部件(1，2)上的相應帶齒式輸入部件(E1-E4)相接合，以及與安裝在中間旋轉部件(5)上的相應中間帶齒部件(DC，D1-D4)相接合，提供了聯接機構(C13，C6，C24)，以便直接地或選擇性地通過所述反轉齒輪(ST)和中間旋轉部件(5)而實現從所述至少一個旋轉輸入部件(1，2)至旋轉輸出部件(4)的傳動。
10.根據權利要求1至9中任一權項所述的裝置，其特徵在於，可選擇性地與另一旋轉部件(1)聯接以產生傳動比的其中至少一個帶齒部件(E3)是一種傳動部件，其具有針對所述傳動比而成比例地傳動至旋轉傳動部件(10)上的功能，所述傳動部件(10)用於將運動傳遞到至少一個車輪軸上。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特徵在於，其中一個所述帶齒式輸入部件(E3)屬於所述至少一個反轉齒輪，並且可以聯接在所述至少一個旋轉輸入部件上，以便在所述旋轉輸入部件(1)和所述旋轉傳動部件(10)之間產生直接比，或者與之脫離聯接，以便將所述旋轉輸出部件(4)的運動傳遞至所述旋轉傳動部件(10)上。
12.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，其中一個所述帶齒式輸入部件(E2，E4)屬於所述至少一個反轉齒輪，並且可以聯接在所述至少一個旋轉輸入部件(2)上，以便在所述旋轉輸入部件(2)和所述旋轉輸出部件(4)之間產生直接比，或者與之脫離聯接，以便在中間旋轉部件(15)和所述旋轉輸出部件(4)之間傳遞運動。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特徵在於，所述旋轉輸入部件(1)和所述旋轉的中間部件(15)通過另一對相互接合的齒組(E6-FC)而連接在一起。
14.根據權利要求12或13所述的裝置，其特徵在於，對於倒檔比，在中間旋轉部件(15)上的帶齒部件(FR)和所述旋轉輸出部件(4)上的帶齒部件(TC)之間存在直接的接合。
15.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個反轉齒輪包括安裝在旋轉輸入部件(1)上的第二反轉齒輪(E2，E4)，位於帶齒式輸出部件(4)和安裝在第二中間旋轉部件(15)上的帶齒式中間部件(F6，FR)之間，所述第二中間旋轉部件(15)保持著至少一個與帶齒式輸入部件(E6)相接合的共用帶齒部件(DC)。
16.根據權利要求9至15中任一權項所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個旋轉輸入部件包括兩個旋轉輸入部件(1，2)，其可交替地和選擇性地與傳動軸(3)聯接，其中一個所述旋轉輸入部件(2，1)驅動由所述旋轉輸出部件(4)保持的所述反轉齒輪(ST)，另一旋轉輸入部件(1，2)保持帶齒式輸入部件(E1，E3，E2，E4)，所述帶齒式輸入部件(E1，E3，E2，E4)限定了藉助於由中間帶齒部件(D2，D4，D1，D3)所限定的那些傳動比而交替變化的傳動比。
17.根據權利要求1至15中任一權項所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個旋轉輸入部件包括兩個旋轉輸入部件(1，2)，其可選擇性地與同一發動機接合，從一個傳動比切換到相鄰傳動比的換檔包括，使至少其中一個所述旋轉輸入部件(1，2)接合、並使另一個旋轉輸入部件分離的動作。
18.根據權利要求16或17所述的裝置，其特徵在於，所述旋轉輸入部件(1，2)是同軸的。
19.根據權利要求16至18中任一權項所述的裝置，其特徵在於，旋轉輸入部件只包括與所述至少一個反轉齒輪(ST)接合的一個帶齒部件(E5，E6)。
20.根據權利要求1至19中任一權項所述的裝置，其特徵在於，所述裝置包括單個旋轉輸出部件(4)。
21.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述裝置包括-兩個各自通過第一帶齒式輸入部件(E2，E4)與帶齒式輸出部件(S2，S4)直接接合而產生的直接比，-兩個通過由所述旋轉輸出部件(4)保持住的第一反轉齒輪(ST)的系列接合而產生的第一間接比，-兩個通過由旋轉輸入部件(E4，E2)保持住的至少一個第二反轉齒輪的系列接合而產生的第二間接比，-通過在所述第一旋轉輸入部件(1)和所述第一反轉齒輪(ST)之間的直接接合而產生的傳動比(E5-S5)，所述第一反轉齒輪(ST)與所述旋轉輸出部件(4)聯接。
22.根據權利要求21所述的裝置，其特徵在於，所述裝置包括通過在旋轉輸入部件(1)和所述旋轉輸出部件(4)之間直接接合而產生的另一傳動比(E7-S7)，這種直接接合利用與用於連接所述第一反轉齒輪(ST)和所述輸出部件(4)的同一聯接器(C57)來實現。
23.根據權利要求21或22所述的裝置，其特徵在於，所述裝置包括兩個中間旋轉部件(5，15)，並且所述裝置還包括位於所述至少一個旋轉輸入部件(1，2)上的雙聯接器(C24)、位於所述旋轉輸出部件(4)上的雙聯接器(C57)，以及位於每個所述中間旋轉部件(5，15)上的雙聯接器(C6R，C13)。
24.根據權利要求21至23中任一權項所述的裝置，其特徵在於，所述裝置包括兩個同心的輸入部件(1，2)；其中一個輸入部件(2)與所述第一中間旋轉部件(15)相接合、並且保持所述前兩個帶齒部件(E2，E4)，另一個輸入部件與所述第二反轉齒輪(ST)接合，並且優選藉助於另一對齒組(E7，S7)而與所述旋轉輸出部件(4)接合。
25.根據上述權利要求中任一權項所述的裝置的用途，其用於帶有至少兩個驅動輪軸的車輛的齒輪箱。
全文摘要
本發明的齒輪箱裝置(200)包括旋轉部件(1，2，4，5，15)，其裝備了帶齒的元件(E2，E4－E7，S12，S34，S57－S7，D1－D3，DC，FC，F6，FR，ST)，其中，用於在兩個其它旋轉部件(1，5；15，4)之間傳遞運動，從而產生傳動比的至少一個帶齒的齒輪(ST，E2，E4)，其可選擇性地連接在旋轉部件(4；2)上，以便產生另一傳動比。
文檔編號F16H3/093GK1957193SQ200580016080
公開日2007年5月2日 申請日期2005年3月11日 優先權日2004年3月24日
發明者R·安託諾夫 申請人:安東諾夫汽車技術有限公司