行星齒輪結構方式的自動變速器及其切換系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種行星齒輪結構方式的自動變速器，包括至少一個切換系統，所述切換系統分別具有一個形鎖合切換元件，該切換元件的滑動套筒與相配的致動器連接并且可通過所述致動器在兩個切換位置之間移動，并且所述至少一個切換系統具有至少一個鎖止裝置，該鎖止裝置防止切換元件的滑動套筒意外離開至少其中一個切換位置。
【背景技術】
[0002]切換系統在多擋變速器中被應用并且用于連接變速器的組件，以便實現不同的傳動比。為此目的，切換系統通常具有切換元件，該切換元件在被操作時根據【具體實施方式】實現相配變速器組件的力鎖合或形鎖合的連接。在自動變速器中，大多時候使用片式離合器形式的力鎖合切換元件，通過它們變速器的各級可以以不同的方式接入動力流中。力鎖合切換元件的優點在于，也可在負載下并且因此無需提前同步兩個變速器組件的轉速地完成連接，尤其是片式離合器具有緊湊的結構。但在力鎖合切換元件中即使在打開狀態下也始終傳遞一定的拖曳扭矩，這導致損耗并且相應降低了變速器的效率。因此在行星齒輪結構方式的自動變速器中也可部分使用形鎖合切換元件，形鎖合切換元件相比于力鎖合切換元件具有在打開狀態下基本上不存在拖曳扭矩的特征。
[0003]US 7，614，973B2公開了一種行星齒輪結構形式的自動變速器，其包括多個行星齒輪級，所述行星齒輪級通過相配的切換系統可以以各種方式接入動力流中以便形成自動變速器的不同傳動比。在此行星齒輪級之一的切換系統包括牙嵌離合器形式的形鎖合切換元件，該牙嵌離合器的滑動套筒與致動器連接，致動器構造為液壓操作的活塞。根據控制活塞牙嵌離合器的滑動套筒可在兩個切換位置之間移動，該滑動套筒通過鎖止裝置鎖止在每個切換位置中，所述鎖止裝置防止滑動套筒意外離開相應切換位置。鎖止裝置在此構造為球鎖止裝置，其球被彈簧元件預壓緊到構造在滑動套筒外徑上的鎖止槽上。
【實用新型內容】
[0004]基于上述現有技術，現在本實用新型的任務在于提供一種行星齒輪結構方式的自動變速器，該自動變速器具有高效率且同時制造成本低的特點。
[0005]該任務通過一種根據本實用新型的行星齒輪結構方式的自動變速器來解決，該自動變速器包括至少一個切換系統，所述切換系統分別具有一個形鎖合切換元件，該切換元件的滑動套筒與相配的致動器連接并且能通過所述致動器在兩個切換位置之間移動，并且所述至少一個切換系統具有至少一個鎖止裝置，該鎖止裝置防止切換元件的滑動套筒意外離開其中至少一個切換位置。相配的致動器設置在切換元件的徑向外側，該切換元件的滑動套筒通過位于中間的傳遞元件與致動器連接。
[0006]根據本實用新型，行星齒輪結構方式的自動變速器包括至少一個切換系統，所述切換系統分別具有一個形鎖合切換元件，該切換元件的滑動套筒與相配的致動器連接并且能通過所述致動器在兩個切換位置之間移動。另外所述至少一個切換系統具有至少一個鎖止裝置，該鎖止裝置防止切換元件的滑動套筒意外離開其中至少一個切換位置。
[0007]根據本實用新型，自動變速器構造為行星齒輪結構方式并且相應包括一個、但優選多個行星齒輪級，所述行星齒輪級的組件可以以各種方式接入動力流中以便形成不同傳動比。行星齒輪級在此以技術人員原則上已知的方式優選包括一個行星架、一個太陽輪和一個齒圈。在此該行星齒輪級可以構造為負傳動比行星齒輪組，在其中行星架引導至少一個行星齒輪，該行星齒輪不僅與徑向內側的太陽輪、而且也與徑向外側的齒圈嚙合。但作為替代方案，也可考慮正傳動比行星齒輪級方案，在其中行星架引導至少一對行星齒輪，其中一個行星齒輪與徑向內側的太陽輪嚙合，一個行星齒輪與外側的齒圈嚙合，并且兩個行星齒輪彼此嚙合。最后，行星齒輪級也可構造為拉維納式行星齒輪組，在其中設有兩個太陽輪，所述太陽輪分別與相配的行星齒輪嚙合，行星齒輪可旋轉地支承在一個共同的行星架中并且彼此齒嚙合。與一個太陽輪嚙合的行星齒輪還與周圍的齒圈嚙合。
[0008]在根據本實用新型的自動變速器中，現在設置至少一個具有形鎖合切換元件的切換系統，通過該切換元件變速器的兩個組件可在其旋轉運動方面彼此耦合。組件在此可以是行星齒輪級的部件形式、即齒圈、行星架或太陽輪，但也可以是變速器軸或殼體部件。就此而言，通過切換元件可將同一行星齒輪級的部件、不同行星齒輪級的部件、兩個變速器軸、行星齒輪級的一個部件與一個變速器軸彼此連接或也可將上述組件固定在變速器殼體上。
[0009]所述至少一個切換系統的形鎖合切換元件于是在被操作時在組件之間建立形鎖合連接，該形鎖合連接在此優選通過切換元件的滑動套筒的內齒部與組件上的相應外齒部的嚙合來實現。但原則上為了形鎖合連接也可在滑動套筒和待與之耦合的組件上設置其它方式構成的輪廓。
[0010]所述至少一個切換系統的相配的致動器在本實用新型的范圍中尤其是構造為液壓致動器，但致動器也可構造為氣動、機電、電氣或其它類型的致動器。還可想到，為所述至少一個切換系統分別配置一個致動器，或一個致動器也可操作多個切換系統。液壓致動器在本實用新型的意義中尤其是可構造為液壓操作的活塞。
[0011]形鎖合切換元件的滑動套筒可在兩個切換位置之間移動，其中一個切換位置是中性位置并且另一個是連接位置，在連接位置中組件彼此耦合。相反在中性位置中組件可相對旋轉。
[0012]所述至少一個切換系統的鎖止裝置用于將滑動套筒保持在兩個切換位置的至少一個中，以防止滑動套筒意外離開該切換位置，即禁止并非通過致動器引起的運動。鎖止在此優選通過形鎖合實現。
[0013]現在本實用新型技術教導在于:相配的致動器設置在切換元件的徑向外側，切換元件的滑動套筒通過位于中間的傳遞元件與致動器連接。換言之，相配的致動器位于切換元件外側，致動器和形鎖合切換元件之間的連接通過傳遞元件建立。
[0014]自動變速器的這種設計方案的優點在于，由于致動器設置在外側，致動器的供應管線無需高成本地接入切換元件的區域中。因為尤其是在行星齒輪級中，如該行星齒輪級的太陽輪例如應通過切換元件耦合時，就必須穿過旋轉部件對位于那里的致動器進行供應，這相應復雜。相反，供應管線通常可毫無問題地導向位于外側的致動器。
[0015]另外，使用鎖止裝置來將切換元件保持在至少其中一個切換位置中的優點在于，致動器只需將切換元件導入所希望的位置中，而此后無需繼續控制致動器。尤其是在液壓致動器中因此無需持續的壓力加載以將切換元件保持在所希望的切換位置中。因此可提供一種制造成本低且效率高的自動變速器。
[0016]雖然在US 7，614，973 B2中行星齒輪級組件的耦合也通過形鎖合切換元件建立，但構造為液壓活塞的致動器設置在切換元件滑動套筒的徑向內側。由于待通過該切換元件接入動力流中的行星齒輪級是變速器的兩個沿軸向位于外側的行星齒輪級之一，所有液壓活塞的供應可從變速器的一個軸向端面進行，且供應管線在此無需穿過旋轉部件。但相應結構不能在US 7，614，973 B2的自動變速器的其它行星齒輪級中實現。
[0017]在本實用新型的意義中，“傳遞元件”是在致動器和切換元件的滑動套筒之間建立機械連接的構件。在此該傳遞元件適合用于將致動器的操作運動轉換為滑動套筒的軸向移動。
[0018]根據本實用新型的一種實施方式，所述至少一個鎖止裝置具有至少一個球，所述球分別被彈簧元件預壓緊到一個鎖止槽上。球鎖止裝置方案的優點在于，一方面滑動套筒能夠可靠地鎖止在相應的切換位置中，但同時無需單獨控制鎖止裝置就可在致動器的作用下實現切換位置之間的轉換。