[发明专利]能液压地或气动地操作的、形状配合的换挡元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分的能液压地或气动地操作的、形状配合的换档元件。

本发明特别地涉及一种能液压地或气动地操作的、形状配合的换档元件，用于可负载换档的汽车变速器，优选用于呈行星结构形式或者呈中间轴结构形式的或者呈混合结构形式的汽车变速器，或者用于带有多个分动区的无级变速器，例如用于液静力的、机械的或者电的多分动区变速器。

背景技术

在可负载换档的汽车变速器中，一般设置有可液压操作的片式换档元件。所述片式换档元件通过液压操作的活塞受到压缩并且以这种方式加以操作，所述活塞的压力通过液压控制器来控制。在此，可以通过有针对性地调整操作力进而调整存在转速差的情况下的摩擦力矩来执行负载换档，而不会出现牵引力中断。

有缺陷的是，所述片式换档元件在打开状态下由于摩擦面之间很小的间距以及包含于其中的油或者空气-油混合物而在存在转速差的情况下具有倒拖力矩。

形状配合的换档元件或者爪齿式离合器和爪齿式制动器已由大量不同的车辆应用并且尤其是变速器应用得以公知；例如这样实施的换档元件在自动化的中间轴变速器或者可切换的横向锁销或纵向锁销中使用。在这些应用中，换档元件一般以可气动操作或可电机械操作的方式实施。

在一定的结构情况下可行的是，用形状配合的换档元件替代片式换档元件。在此，是指在加档时仅脱开的换档元件，或者是指仅在倒档时挂入的换档元件。

这种变速器例如由申请人的DE 10244023 A1提出。在此，提出如下的汽车变速器，包括多个换档元件和多个可通过换档元件接入能流(Leistungsfluss)的齿轮，其中，为了调整传动比，而闭合换档元件中的各至少一个。

在公知的变速器中，在加档时接入的换档元件实施为摩擦配合的换档元件构成，其中，表现为在加档时各仅一个要断开的换档元件的换档元件被实施为呈爪齿形式的形状配合的换档元件。按照DE 10244023 A1，所述形状配合的换档元件可以实施为可液压地或者机械地操作的换档元件。

通过使用形状配合的换档元件或者爪齿可以很大程度上避免倒拖力矩。此外，与片式换档元件相比，爪齿基于形状配合的传递而需要较小的操作力和较少的结构空间。

为了利用液压控制件对汽车变速器内的形状配合的换档元件或者爪齿进行液压操作，特别有利的是，通过已经存在的液压压力来适当地操作爪齿。

如果爪齿直接与液压系统的活塞相连，这导致的缺陷是，当处于齿搭齿位置时，由于液压系统中活塞的突然停滞，特别地在多重抵抗(Abweisen)的情况下，产生反作用。此外，当越过齿搭齿位置时，爪齿的嵌入速度有可能过低，以致不能在足够短的时间内实现足够程度地重叠承力(tragend)的爪齿面，这是因为爪齿推移速度依赖于可供使用的体积流并且进而依赖于泵设计方案和通道横截面以及活塞面。

也有可能出现这些情况，其中，在一定的速度差下速度不足以能够在碰到空隙时以足够程度将爪齿对入(einrücken)，以确保足够程度的重叠。

为了解决这个问题，可以把爪齿空隙增大；另选地或者附加地可以改变爪齿的倾斜度。在爪齿空隙增大的情况下，负载变换时换档元件上的转换余隙增大，有缺陷的是，这对行驶舒适度和噪音产生有不利的影响。

在改变爪齿的倾斜度的情况下，产生轴向作用的抵抗力，由此，爪齿总是被压力阻住；此外，所述轴向力作用于相关轴向轴承，伴随有对于寿命和效率相应不利的影响。

发明内容

本发明基于如下任务，即，提供一种可液压地或者气动地操作的、形状配合的换档元件，所述换档元件适于用在可负载换档的汽车变速器中或者用在无级变速器中，其中，由现有技术公知的、所提及的缺点得以避免。特别是，换档元件的爪齿的啮入速度应当提高并且应当保证足够程度地重叠承力的爪齿齿面。

该任务通过权利要求1的特征得以解决。其他按本发明的构造方案和优点由从属权利要求得出。

据此，提出一种可液压地或者气动地操作的、形状配合的换档元件，包括：可液压地或气动地操作的活塞，该活塞具有活塞腔，液压介质或者压力介质位于所述活塞腔中；带有爪齿啮合部的爪齿；以及对爪齿，所述爪齿啮合部在对入的情况下嵌合到对爪齿中，在所述换档元件中，通过在爪齿与对爪齿彼此处于齿搭齿位置时解除爪齿与液压的或气动的体积流的联系，并且通过由与活塞有效连接(in Wirkverbindung stehend)的液压的或气动的压力蓄能器对爪齿进行预紧，来提高爪齿的啮入速度。