具有线性电机的电磁换档装置制造方法及图纸

用于变速器（１）的电磁换档装置，具有电子控制单元（２２）和设置在传动轴（２）上可围绕轴线（３）转动的齿轮（６，７）。为了形成变速级，齿轮（６，７）通过控制爪钩（４）沿着轴线（３）的轴向移动而与传动轴（２）抗扭地连接。控制爪钩（４）沿着轴线（３）的轴向移动通过线性电机（１２）实施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按照权利要求1前序部分详细定义的用于汽车变 速器的换档装置。
技术介绍
现有技术中说描述的换档机构中，借助滑动套筒进行换档。这种 滑动套筒与换档装置连接，换档装置例如可以具有带有滑块的换档拨 叉和换档杆。滑动套筒抗扭地与传动轴连接并且可以通过换档装置沿 轴向在传动轴上移动。在传动轴上设有转动支承的齿轮，齿轮与固定 设置在副轴上的齿轮啮合。当滑动套筒通过换档装置沿轴向向着在传 动轴上转动支承的齿轮移动的时候，便会通过连接齿形成传动轴和副 轴之间的扭矩传递连接。其中换档装置的操作可以手动或自动地通过 促动器实施。对于自动变速器而言，换档例如通过可气动或液动控制 的伺服缸或通过电子促动器实施。这种换档装置的缺点在于，机械组 件会发生磨损，以及在换档过程中必要的质量较大。现有技术中还有一种换档机构，其离合器与制动器通过来自传动轴的压力介质的供应操作。在DE 30 13 382 A1中公开了一种装置，其 中不仅离合器、而且制动器都通过压力介质操作。就此而言，压力介 质通过传动轴导向环形气缸室。不用加载压力且设为膜片式离合器的 离合器打开，并且制动器的制动片形成传力连接。该输出位置通过相 应的弹簧力实现。通过在气缸室中压力的形成使得离合器压板移动， 从而一方面使得膜片式离合器被联接，另一方面使得制动器被解除。 离合器压板的移动过程中离合器和制动器必然不能同时作用。在DE 100 07 847 Al中公开了一种电磁激励的用于变速器的换档装置。齿轮可转动地支承在传动轴上并且具有内齿。控制爪钩在传动 轴上抗扭却又轴向可移地沿着传动轴的轴线设置。该换档装置具有电 磁装置，通过其使得控制爪钩沿轴向移动。电磁装置直接设置在控制 爪钩上并直接对控制爪钩产生作用而无需辅助以及换档拨叉的中间切 换。通过控制装置可以在电磁装置上产生磁场。通过该磁场使得控制 爪钩沿轴向在传动轴上移动，从而在传动轴与副轴之间形成扭矩传递 连接。由于磁场在其作用方向上是可逆的，所以控制爪钩可以在轴向 上朝两个移动方向沿着轴线移动。该现有技术所述换档装置的缺点在于，在低温下必须使用较大的 换档力，因为在控制爪钩处的油在低温下非常黏稠。除此以外，已知 的换档装置在换档元件的组件设置、位置利用以及操控性方面是有改 良的需求的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，排除现有技术中的缺点。该专利技术目的通过一种具有独立权利要求特征部分所述特征的属于 电磁类别的换档装置得以解决。按照本专利技术，换档机构的两个组件之间的扭矩传递连接、尤其是 传动轴与在传动轴上转动支承的齿轮的连接，通过一种电磁换档装置 建立。为了形成变速级，在传动轴上抗扭设置的控制爪钩可以在轴向上沿着传动轴的转轴移动。在传动轴上抗扭设置的齿轮具有内齿，而 控制爪钩具有外齿。当齿轮的内齿与控制爪钩的外齿彼此啮合的时候，便会建立起扭矩传递连接。待连接的传动元件之间的转速匹配通过电 机同步而进行，亦可能在与传动系制动器的连接下进行。控制爪钩的 轴向移动按照本专利技术通过线性电机实现。线性电机主要由初级部分和 次级部分组成并遵循和三相交流电机相同的功能原理，其中初始环形 设置的电子励磁线圈设置在一个平面内。初级部分与次级部分的配置遵循组件(几何长度)的比例。较长的组件视为初级部分，较短的组 件视为次级部分。为了控制线性电机，初级部分和次级部分都例如通 过控制单元得到控制。对于一种线性电机而言，初级部分不仅充当位 置固定的构件(相当于三相交流电机中的定子)而且也充当移动的构 件(相当于三相交流电机中的转子)。这一点也相应地适用于次级部 分。线性电机的初级部分按照本专利技术不仅可以设置在控制爪钩中而且 也可以设置在作为空心轴构成的传动轴中。相应地，线性电机的次级 部分也可以设置在控制爪钩中或设置在传动轴中。通过借助控制单元 对线性电机加以控制可以形成纵向移动的磁场，通过该磁场使得控制 爪钩在轴向上沿着传动轴的轴线移动。由于磁场在其作用方向上是可 逆的，所以控制爪钩可以在两个移动方向上移动。用于线性电机的电 能通过发电机单元产生。通过发电机单元可以将传动轴的机械能(动 能)转化为电能。就此而言利用了传动轴(例如主轴或副轴)和变速 器外壳之间的转速差。发电机单元由通过装置与传动机构外壳固定连 接的磁体(例如电磁体)和位于磁体磁场中并与传动轴抗扭连接的线 圈组成。当传动轴转动时，线圈在磁场中移动。就此而言会根据发电 机原理产生传递到能量单元上的电压。其中，如果能量单元与线圈同 等快慢地转动，那么可以通过相应的电线将感应电压传递到能量单元 上。否则的话能量传递可以遥感地、例如感应地或者通过滑动接触实 现。能量单元用于给线性电机的控制单元供应能量并含有存储单元。 在存储单元中会将由发电机单元产生的电能存储起来，例如通过超级 电容，以便保证汽车静止状态下(也就是当传动轴与变速器外壳之间 没有转速差的时候)的换档过程。线性电机的能量单元与控制单元之 间的连接可以在能量单元与控制单元同样快慢地转动时通过相应的电 线实现，或者可以通过滑动接触或遥感地实现。用于线性电机的控制 信号可以从另外的电子控制单元(ECU)传递到线性电机的控制单元 上。该信号传递可以遥感地通过转动的传动轴实施，例如电感地或者 电容性地实施。对于电感式信号传递而言可能利用发电机单元的磁场。也可以设想通过滑动接触实现ECU和线性电机控制单元之间的信号传 递。ECU可以同时用来为线性电机的控制单元供应能量，于是便可以放弃用于供应能量的发电机单元了。线性电机的控制单元可以设置在 传动轴之内或设置在传动轴上。在换档过程中在换档机构中检测控制爪钩的位置。控制爪钩的实 际位置的识别按照本专利技术通过直接在控制爪钩处的线性电机实施，例 如通过感应系数的变化实施。为了在低温下减小换档力可以这样控制 线性电机，使得其起热源的作用。就此而言，变速器油至少局部在换 档装置的区域内被加热到例如工作温度，其中控制爪钩的冷态运转特 征得到改善。除此之外，线性电机还具有较高的动力，从而可以实现 控制爪钩的快速操作并因此实现快速换档。使用线性电机以用来操作 控制爪钩适用于所有换档机构，例如爪齿变速器或同步变速器。另外 还可以设想不同的线性电机实施例，例如同步电机、异步电机、直流 电机、横向运动电机。通过所述换档装置操作控制爪钩，无需齿轮之间的操作元件，从 而齿轮可以彼此更加靠近地设置并因此改善了已知换档装置中有关于 换档元件组件设置、空间利用和操控性方面的缺点。附图说明下面借助附图对可具有多个实施例的本专利技术的基本原理作详细阐 述。其中图1示出按照第一实施例的具有线性电机的电磁换档装置，和 图2示出按照第二实施例的具有线性电机的电磁换档装置。具体实施例方式图1示出了变速器1的截面。第一齿轮6和第二齿轮7通过轴承 10和11轴向固定且可转动地保持在传动轴2上。齿轮6和7分别具有 内齿8和9。控制爪钩4在传动轴2上抗扭而又轴向可移地沿着传动轴 2的轴线3设置。线性电机12的初级部分14设置在控制爪钩4中，线 性电机12的次级部分13设置在作为空心轴构成的传动轴2中。线性电机12具有位于传动轴2中的控制单元15。控制单元15也可以设置 在传动轴2的外面或设置在传动轴2上(这里未予示出)。在变本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于变速器（１）的电磁换档装置，具有电子控制单元（２２）和设置在传动轴（２）上能够围绕轴线（３）转动的齿轮（６，７），为了形成变速级，齿轮（６，７）能够通过控制爪钩（４）沿着轴线（３）的轴向移动与传动轴（２）抗扭地连接，其特征在于，控制爪钩（４）沿着轴线（３）的轴向移动通过线性电机（１２）实施，该线性电机具有初级部分（１４）、次级部分（１３）和控制单元（１５）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩德穆勒，
申请(专利权)人：ZF腓德烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]