專利名稱：卡車的變速器模塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于車輛(尤其是卡車)的變速器模塊，該變速器模塊包括離合器，該離合器包括兩個能夠相互聯接(耦接)的離合器部件，其第一離合器部件能夠聯接到車輛的驅動源，而其第二離合器部件能夠聯接到車輛的變速器的輸入軸。
背景技術：
這種用于卡車的變速器模塊是普遍公知的。當應用于卡車時，這種變速器模塊設于卡車的驅動源與變速器之間。該變速器包括由兩個相互協作的齒輪和離合器裝置構成的至少ー個可切換式變速器。
發明內容
本發明的目的是改進這種公知的變速器模塊。為此目的，根據本發明的變速器模塊的特征在于，該變速器模塊還包括具有輸入部和輸出部的部分模塊(part module)，該部分模塊包括一變速器以及連接到該變速器的另ー離合器或制動器，該部分模塊的輸入部聯接到第一離合器部件和/或能夠聯接到車輛的驅動源，而該部分模塊的輸出部聯接到第二離合器部件和/或能夠聯接到車輛的變速器的輸入軸，并且該變速器設置成使該部分模塊的輸入軸與輸出軸的旋轉方向彼此相同。利用根據本發明的變速器模塊，可以在不中斷轉矩傳遞的情況下，通過操作離合器和另ー離合器而在I比I的傳動比(齒輪比，gear ratio)與部分模塊的變速器的傳動比之間進行切換。因此，當在卡車上使用根據本發明的變速器模塊時，可以產生為不具有該變速器模塊時(所產生的)的傳動比的兩倍的傳動比。根據本發明的變速器相較于公知的變速器的優點如下-該模塊允許在傳遞轉矩的同時,從最高速檔(highestgear)切換到較低速檔。這ー點在由于要駛上需要更大動力的小坡而必須將最高速檔(撥桿引導)換為低檔時尤為重要。-該模塊還允許在最低速檔下產生額外的檔位。這ー額外的低速檔允許將末端減速改變到車輪，從而可以以較低的每分鐘轉數進行驅動，由此減少了燃料消耗。-由于可以對制動器進行主動冷卻，因此在第一檔下爬行(借助滑動制動器)期間，可以實現合適的且長距離的熱耗散。這樣允許實現較低的爬行速率(ere印age rate)。-可以在1-2、3-4和5-6變速桿之間進行動カ換擋。-主離合器僅用于動カ換擋，而不再用于發動(launching)車輛。因此，可具有更輕的結構并且會顯著減少磨損。可以設計一種適用于車輛的整個使用壽命的離合器板。通過操作該離合器，能夠使另一離合器或制動器卸載或同步，使其能夠更容易打開或閉合。為了保持部分模塊的成本效益，上述另ー離合器和制動器被設計成使其不能消耗任何與該離合器相關的有效動カ(significant power)。優選的是,將該另ー離合器設置為、爪形離合器或同步器，或者設置為不能消耗任何與該離合器相關的有效動カ的摩擦離合器或摩擦制動器變速器優選地包括至少ー個可切換式變速器，該可切換式變速器包括齒輪以及離合器裝置，該離合器裝置例如為爪形離合器或同步器，用以將上述齒輪中的至少ー個聯接到其上設有該離合器裝置的軸。變速器優選地包括連續可變的變速器元件，例如壓帶或鏈式變速裝置(chainvariatorノ。優選地，上述離合器被設置成使其在不工作時閉合(常合)。此外，上述另ー離合器或制動器被設置成使其在不工作時打開(常開)。優選地，上述離合器由拉カ致動器(拉カ執行器，push actuator)操作，該拉カ致動器牽拉離合器的膜片彈簧以打開該離合器；或者，上述離合器由推力致動器操作，該推力致動器推壓離合器的膜片彈簧以打開該離合器。上述離合器優選地設置為干盤式摩擦離合器，上述另ー離合器設置為干盤式摩擦離合器；或者，上述離合器設置為濕盤式摩擦離合器，上述另ー離合器設置為濕盤式摩擦離合器。根據本發明的變速器模塊的實施例的特征在于，變速器由旁路變速器構成，該旁路變速器具有至少三個旋轉構件，第一旋轉構件連接到輸入部，第二旋轉構件連接到輸出部，而第三旋轉構件能夠經由另ー離合器或制動器聯接到固定體。該固定體例如是變速器殼體。第一旋轉構件優選由齒圈構成，第二旋轉構件由上面支承安裝有行星齒輪的行星齒輪托架構成，而第三旋轉構件由恒星齒輪構成，或者第一旋轉構件由恒星齒輪構成，第二旋轉構件由第二恒星齒輪構成，而第三旋轉構件由上面支承安裝有行星齒輪的托架構成。優選地，在第一旋轉構件與構成第一離合器部件的一部分的離合器蓋之間設有扭振阻尼器。此外，優選地，在離合器與變速器的變速器殼體之間設有中間殼體部件。優選地，在第一旋轉構件與中間殼體部件之間具有旋轉密封部。此外，優選地，在第一旋轉構件與變速器的主軸之間具有旋轉密封部。在離合器蓋與第一旋轉構件之間的連接部優選地通過連接套管而在離合器致動器下方經過。此外，優選地，第一旋轉構件和第三旋轉構件被直接支承安裝在變速器的主軸上。根據本發明的變速器模塊的另ー實施例(其構成上述實施例的替代方案)，其中變速器由旁路變速器構成，旁路變速器的特征在于，變速器包括兩個部分變速器，每個部分變速器均具有輸入軸和輸出軸，第一部分變速器的輸入軸連接到輸入部，而第二部分變速器的輸出軸連接到輸出部，第一部分變速器的輸出軸和第二部分變速器的輸入軸能夠借助另ー離合器相互聯接。上述部分變速器例如可以是齒輪系、鏈式變速器或帶式變速器。根據本發明的變速器模塊的又ー實施例的特征在于，第一部分變速器的作用為加速，而第二部分變速器的作用為沿輸出部的方向減速。因此，操作期間由上述另ー離合器傳遞的轉矩減小，使得該另ー離合器被加載的程度更小。根據本發明的變速器模塊的又一實施例的特征在干，上述部分模塊的傳動比(其由操作期間輸入部的每分鐘轉數除以輸出部的每分鐘轉數來定義)大于I。優選地，該部分模塊的傳動比大于或等于I. 3。上述部分模塊可設置為能夠內置在卡車的現有傳動系中的単獨模塊。為此目的，該部分模塊的輸入部和輸出部優選地設有多個齒，這些齒用于分別聯接到第一離合器部件和/或卡車的變速器的驅動源或輸入軸和/或第二離合器部件。上述齒例如可以是花鍵。因此，輸出部優選地由連接到第二離合器部件的延伸軸構成。當在卡車中使用該變速器模塊時，該延伸軸用于延伸卡車的變速器的輸入軸，使得這個輸入軸能夠連接到第二離合器部件。優選地，用于操作上述離合器的操作裝置和/或用于操作上述另ー離合器的另ー操作裝置構成上述部分模塊的一部分。上述操作裝置和上述另ー操作裝置優選地被供給壓縮空氣。這種空氣供給優選地經由中間殼體部件引導到上述操作裝置和上述另ー操作裝置。本發明還涉及ー種能夠應用于根據本發明的變速器模塊的部分模塊。通過操作(致動)上述離合器，可使另ー離合器或致動器卸載或同步，使得其能夠以簡單的方式打開或閉合。通過操作(致動)上述離合器和另ー離合器或致動器，可以在不中斷轉矩的情況下，在I : I與變速器的驅動軸和輸入軸之間的變速之間切換檔位。通過操作(致動)上述另ー離合器或致動器，可使車輛沿向前或向后的方向起動。通過操作(致動)上述另ー離合器或致動器，可使車輛沿向前或向后的方向發動，然后通過操作(致動)上述離合器，可以在不中斷車輛的車輪的轉矩的情況下切換到更高速檔。
以下將基于根據附圖中示出的本發明的變速器模塊的實施例的多個示例更詳細地描述本發明，在附圖中圖I給出了在卡車上使用的根據本發明的變速器模塊的第一實施例的示意圖；圖2給出了在卡車上使用的根據本發明的變速器模塊的第二實施例的示意圖；圖3給出了設有濕盤式離合器的、圖I中所示的變速器模塊的結構性實施例的示意圖；圖4給出了設有干盤式離合器的、圖I中所示的變速器模塊的示意圖；圖5給出了設有濕盤式離合器的、圖2中所示的變速器模塊的結構性實施例的示意圖；圖6給出了設有干盤式離合器的、圖2中所示的變速器模塊的結構性實施例的示意圖；以及圖7至圖23給出了其它實施例的示意圖。
具體實施例方式圖I給出了在卡車上使用的根據本發明的變速器模塊的第一實施例的示意圖。卡車I具有內燃機3，該內燃機3經由變速器模塊5連接到例如具有可切換式驅動器的自動變、速器9的輸入軸7。變速器9的輸出軸11借助差速器13連接到卡車的車輪15。變速器模塊5包括具有兩個能夠相互聯接的離合器部件17A、17B的離合器17。變速器模塊5還包括具有輸入部21和輸出部23的部分模塊19。輸入部21聯接到離合器部件17A，輸出部23聯接到離合器部件17B。部分模塊19具有旁路變速器25，該旁路變速器25具有三個旋轉構件，第一旋轉構件27連接到輸入部21，第二旋轉構件29連接到輸出部23，第三旋轉構件31能夠經由制動器33聯接到例如由變速器的殼體構成的固定體(firm object) 35。旁路變速器25被制造為使第一旋轉構件27和第二旋轉構件29的旋轉方向彼此相同。制動器33不能消耗與離合器17相關的有效動力。圖2給出了在卡車上使用的根據本發明的變速器模塊的第二實施例的示意圖。所有與第一實施例的部件相同的部件均由相似的附圖標記標示。這ー變速器模塊37的部分模塊39具有兩個部分變速器41、43，每個部分變速器具有輸入軸45、49和輸出軸47、51。這些部分變速器由齒輪副構成。輸入軸45連接到輸入部21，輸出軸51連接到輸出部23。輸出軸47和輸入軸49能夠借助另ー離合器53而相互聯接。該另ー離合器53不能消耗與離合器17相關的有效動力，并被設置為爪形離合器或同步器，或者被設置為不能消耗與該離合器的有效動カ相關的摩擦離合器或摩擦制動器。在輸出部23的方向上，部分變速器41具有加速效果，而部分變速器43具有減速效果。由運轉期間輸入部21的毎分鐘轉數除以輸出部23的毎分鐘轉數所定義的變速器模塊5、37的傳動比約為1.3。圖3給出了圖I中所示的變速器模塊的結構性實施例的示意圖。該實施例中設置的離合器17為濕盤式離合器。圖4給出了圖I中所示的變速器模塊的另ー結構性實施例的示意圖。這里，離合器17被設置為干盤式離合器。輸入部由連接板55構成，該連接板55經由多個花鍵齒57或其它機械連接裝置聯接到由離合器蓋形成的離合器部件17A。輸出部由延伸軸59構成，該延伸軸59也經由花鍵連接裝置61或其它機械連接裝置聯接到由離合器板構成的第二離合器部件17B，并經由花鍵連接裝置63連接到變速器9的輸入軸7。部分模塊19包括用于操作離合器17的操作裝置。這些操作裝置由致動器65形成。用于操作制動器的其它操作裝置(圖未示)形成為部分模塊19的一部分。圖5給出了圖2中所示的變速器模塊的結構性實施例的示意圖。離合器17同樣被設置為濕盤式離合器。圖6給出了圖2中所示的變速器模塊的另ー結構性實施例的示意圖。所有與圖4中所示的第一實施例的部件相同的部件由相似的附圖標記標示。離合器17在這里被設置為干盤式離合器。這里同樣未示出構成部分模塊的一部分的其它操作裝置(但其現在是指另ー離合器)。圖7至圖10給出了具有干盤式離合器和干盤式制動器的實施例的示意圖。圖7中所示的實施例包括連接到旁路變速器的特定連接裝置和密封(小球)的特定構造。標記71用來標示連接板72到扭カ彈簧和離合器蓋的連接。制動器致動器和離合器致動器分別以73、74標示，旁路變速器以75標示，離合器板以76標示。輸入軸經由花鍵連接裝置77連接到離合器板。在圖8中，旁路變速器設于離合器殼體內。、
圖9和圖10給出這樣的實施例的示意圖在這些實施例中，離合器致動器被移位，使其能夠直接從變速器殼體致動。如此需要兩個軸向軸承和直接聯接部(直接耦合，through coupling)。該直接聯接部被設置為穿過位于主軸與旁路變速器之間的連接板而伸出的齒/花鍵/鍵連接裝置。直接聯接部78以與連接板相同的速度旋轉，但實際上可沿軸向相對于該連接板滑動。圖11至圖18給出了具有干盤式離合器 和濕盤式制動器82的示意圖。圖12是圖11中示意性示出的實施例的具體設計，圖14是圖13中示意性示出的實施例的具體設計。這里，中間構件以79標示，變速器殼體以80標示。在離合器致動器74與第一離合器部件的杠桿之間設有推力軸承81。變速器的主軸83在此處延伸，但是由一単體件制成(沒有單獨的軸延伸部)。圖15示出了另ー個變型。在圖16和圖17所示的實施例中，離合器致動器74被移位，使其能夠直接從變速器殼體致動。如此需要兩個軸向軸承和直接聯接部。直接聯接部78被設置為穿過位于主軸與旁路變速器之間的連接板而伸出的齒/花鍵/鍵連接裝置。該直接聯接部以與連接板相同的速度旋轉，但實際上可沿軸向相對于該連接板滑動。圖18是圖17的示意圖的ー個具體實施例。圖19和圖20示出具有濕盤式離合器和干盤式制動器的實施例。標記84表示干空間，標記85表示濕空間。致動カ經由軸承86被支撐。圖19所示的實施例具有發動元件(制動器)為干式而動カ換擋元件(離合器)為濕式的優點。離合器致動器和制動器致動器的支撐カ能夠直接支撐在中間殼體部件上，這是有利的。在圖20中所示的實施例中，主軸是延伸的。在圖21、圖22和圖23中示出了具有濕盤式離合器和濕盤式制動器的實施例。這里，構建有換擋模塊以替代變矩器。因此，能夠借助可切換式預還原(switchableprereduction)來減小變速器的變速比范圍，由此提供了(變矩器所不具有的)高效率。聯接部(鎖止部)標示為90，制動器標示為91。行星齒輪機構的附圖標記為92，殼體的附圖標記為93。連接到油泵的連接部標示為94。在圖22中，變速器油槽(transmission sump)標示為95，標記96標示使用那種油的連接部。油槽模塊標示為97，而標記98是用于潤滑并冷卻行星齒輪組的電子油泵。變速器的油槽連接到動カ換擋模塊的油槽。在動カ換擋模塊油槽中，安裝有分隔件/容器，使得濕式制動器或濕式離合器無需在油中連續旋轉，由此減小了摩擦損失。在圖23中，分隔件標示為99，該分隔件用以保持油與制動器分隔開，使得制動器具有較小的滑動損失。雖然前文己基于附圖描述了本發明，但應注意到的是，本發明不應以任何方式或意圖局限為附圖中所示的實施例。本發明同樣延伸到落入權利要求書限定的精神和范圍內的、不同于附圖所示的實施例的所有實施例。
權利要求
1.ー種用于車輛、尤其是卡車的變速器模塊，該變速器模塊包括離合器，該離合器包括能夠相互聯接的兩個離合器部件，其中的第一離合器部件能夠聯接到車輛的驅動源，而第ニ離合器部件能夠聯接到所述車輛的變速器的輸入軸，其特征在于，所述變速器模塊還包括具有輸入部和輸出部的部分模塊，所述部分模塊包括變速器以及連接到該變速器的另ー離合器或制動器，所述部分模塊的輸入部聯接到所述第一離合器部件和/或能夠聯接到所述車輛的驅動源，而所述部分模塊的輸出部聯接到所述第二離合器部件和/或能夠聯接到所述車輛的變速器的輸入軸，并且所述變速器設置成使所述部分模塊的輸入軸與輸出軸的旋轉方向彼此相同。
2.如權利要求I所述的變速器模塊，其特征在于，所述變速器包括至少ー個可切換式變速器，所述可切換式變速器包括多個齒輪以及離合器裝置，該離合器裝置例如為爪形離合器或同步器，用以將至少ー個所述齒輪聯接到其上設有該離合器裝置的軸。
3.如權利要求I或2所述的變速器模塊，其特征在于，所述變速器包括連續可變的變速器元件，例如壓帶或鏈式變速裝置。
4.如權利要求I、2或3所述的變速器模塊，其特征在于，所述另ー離合器或制動器不能消耗與所述離合器相關的有效動カ。
5.如權利要求4所述的變速器模塊，其特征在于，所述另ー離合器被設置為爪形離合器或同步器，或者被設置為不能消耗與所述離合器相關的有效動カ的摩擦離合器或摩擦制動器。
6.如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述離合器被設置成使其在不工作時閉合(常閉)。
7.如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述另ー離合器或制動器被設置成使其在不工作時打開(常開)。
8.如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述離合器由拉カ致動器操作，該拉カ致動器在所述離合器的膜片彈簧處牽拉以打開所述離合器。
9.如前述權利要求I至7中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述離合器由推力致動器操作，該推力致動器推壓所述離合器的膜片彈簧以打開所述離合器。
10.如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述離合器設置為干盤式摩擦離合器，并且所述另ー離合器或制動器設置為干盤式摩擦離合器。
11.如前述權利要求I至9中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述離合器設置為濕盤式摩擦離合器，并且所述另ー離合器或制動器設置為濕盤式摩擦離合器。
12.如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述變速器由旁路變速器構成，該旁路變速器具有至少三個旋轉構件，第一旋轉構件連接到所述輸入部，第二旋轉構件連接到所述輸出部，而第三旋轉構件能夠經由所述另ー離合器或制動器聯接到固定體。
13.如權利要求12所述的變速器模塊，其特征在于，所述第一旋轉構件由齒圈構成，第二旋轉構件由上面支承安裝有行星齒輪的托架構成，而所述第三旋轉構件由恒星齒輪構成。
14.如權利要求12所述的變速器模塊，其特征在于，所述第一旋轉構件由恒星齒輪構成，所述第二旋轉構件由第二恒星齒輪構成，而所述第三旋轉構件由上面支承安裝有所述行星齒輪的托架構成。
15.如權利要求12、13或14所述的變速器模塊，其特征在于，在所述第一旋轉構件與構成所述第一離合器部件的一部分的離合器蓋之間，設有扭振阻尼器。
16.如權利要求12、13、14或15所述的變速器模塊，其特征在于，在所述離合器與所述變速器的變速器殼體之間設有中間殼體部件。
17.如權利要求16所述的變速器模塊，其特征在于，在所述第一旋轉構件與所述中間殼體部件之間具有旋轉密封部。
18.如前述權利要求12至17中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，在所述第一旋轉構件與所述變速器的主軸之間具有旋轉密封部。
19.如前述權利要求12至18中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，在所述離合器蓋與所述第一旋轉構件之間的連接部，通過連接套管而在所述離合器致動器下方經過。
20.如前述權利要求12至19中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述第一旋轉構件和第三旋轉構件被直接支承安裝在所述變速器的主軸上。
21.如前述權利要求I至11中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述變速器包括兩個部分變速器，每個部分變速器均具有輸入軸和輸出軸，第一部分變速器的輸入軸連接到所述輸入部，第二部分變速器的輸出軸連接到所述輸出部，并且所述第一部分變速器的輸出軸和所述第二部分變速器的輸入軸能夠借助所述另ー離合器而相互聯接。
22.如權利要求21所述的變速器模塊，其特征在于，在所述輸出部的方向上，所述第一部分變速器是加速的，而所述第二部分變速器是減速的。
23.如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述變速器容置在単獨的殼體中，該殼體本身具有允許油存放于其中的油槽。
24.如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述部分模塊的傳動比大于1，該傳動比由在操作期間所述輸入部的毎分鐘轉數除以所述輸出部的毎分鐘轉數來定義。
25.如權利要求24所述的變速器模塊，其特征在于，所述部分模塊的傳動比大于或等于 I. 3。
26.如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述部分模塊的輸入部和輸出部設有多個齒。
27.如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述輸出部由連接到所述第二離合器部件的延伸軸構成。
28.如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述部分模塊包括用于操作所述離合器的操作裝置。
29.如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊，其特征在于，所述部分模塊包括用于操作所述另ー離合器的另ー操作裝置。
30.如權利要求28或29所述的變速器模塊，其特征在于，所述操作裝置和另ー操作裝置被供給壓縮空氣。
31.如權利要求30所述的變速器模塊，其特征在干，空氣供給被實現為經由所述中間殼體部件到所述操作裝置和所述另ー操作裝置。
32.—種能夠在如前述權利要求中任一項所述的變速器模塊中使用的部分模塊。
全文摘要
卡車(1)包括內燃機(3)，該內燃機經由變速器模塊(5)連接到具有可切換式檔位設置的自動變速器(9)的輸入軸(7)。變速器(9)的輸出軸(11)經由差速器(13)連接到卡車的車輪(15)。變速器模塊(5)包括具有兩個能夠相互聯接的離合器部件(17A，17B)的離合器(17)。變速器模塊(5)還包括具有輸入部(21)和輸出部(23)的部分模塊(19)。部分模塊(19)包括旁路變速器(25)，該旁路變速器具有三個旋轉構件(27，29，31)，其中的第三旋轉構件(31)能夠經由制動器(33)聯接到固定位(35)。利用該變速器模塊，可以在不中斷轉矩傳遞的情況下，通過操作離合器和制動器而在1比1的傳動比與旁路變速器的傳動比之間進行切換。
文檔編號F16H3/00GK102648363SQ201080037519
公開日2012年8月22日 申請日期2010年6月22日 優先權日2009年6月22日
發明者亞歷山大·弗朗西斯庫斯·阿尼塔·塞拉恩斯, 勒爾·馬里·范德魯滕, 巴斯·赫拉德·弗勒門 申請人:Dti集團有限公司