(57)【要約】      （修正有）【課題】ドラグトルクからのパワー損失が小さい、自動車変速機用の軽量、小型シフト装置の提供。【解決手段】第１連結部品３０と、変速機軸Ａの周りを回転する第２連結部品３２と、径方向外面上にコーン表面を有する内側摩擦リング３４と、径方向内面上にコーン表面を有する外側摩擦リング３８と、摩擦コーン４４を含み、第２連結部品に結合して回転しかつ軸方向に移動する中間摩擦リング４２と、を含み、摩擦リングが、第１連結部品に結合して回転しかつ軸方向に移動するように第１連結部品に接続されている自動車変速機用シフト装置に関する。摩擦コーン４４は、コーン表面の間に広がり、連結部品は、外側摩擦リングの軸方向開始位置では回転方向に分離され、摩擦嵌合位置では回転方向に摩擦嵌合状態で連結されている。中間摩擦リングは、外周に周方向に延びるＣ字形のリング状の断面を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１連結部品（３０）と、
変速機軸（Ａ）の周りを回転することができる第２連結部品（３２）と、
径方向外面上にコーン表面（３６）を有し、前記第１連結部品（３０）に結合して回転するように、かつ前記第１連結部品（３０）に対して軸方向に移動するように、前記第１連結部品（３０）に接続された内側摩擦リング（３４）と、
径方向内面上にコーン表面（４０）を有し、前記第１連結部品（３０）に結合して回転するように、かつ前記第１連結部品（３０）に対して軸方向に移動するように、前記第１連結部品（３０）に接続された外側摩擦リング（３８）と、
摩擦コーン（４４）を含み、前記第２連結部品（３２）に結合して回転するように、かつ前記第２連結部品（３２）に対して軸方向に移動するように、前記第２連結部品（３２）に接続された中間摩擦リング（４２）と、を含み、
前記摩擦コーン（４４）は、前記内側摩擦リング（３４）の前記コーン表面（３６）と前記外側摩擦リング（３８）の前記コーン表面（４０）との間に広がり、
前記第１連結部品（３０）および前記第２連結部品（３２）は、前記外側摩擦リング（３８）の軸方向開始位置において回転方向に分離され、および前記外側摩擦リング（３８）の軸方向の摩擦嵌合位置において回転方向に摩擦嵌合状態で連結されている、
自動車変速機のための、特に全自動有段変速機（１０）のためのシフト装置であって、
前記中間摩擦リング（４２）は、外周に周方向に広がっているＣ字形のリング状の断面を有し、該断面は、前記摩擦コーン（４４）を形成しおよび２つの実質的に平行なコーン摩擦面（４８）を含む、径方向外側の直線状のコーン突出部と、径方向ウェブ（５２）によって前記コーン突出部に一体的に接続された径方向内側の直線状の軸方向突出部（５０）と、を含むことを特徴とするシフト装置。
【請求項２】
前記第１連結部品（３０）は、変速機ハウジング（１６）または作動スリーブ（７２）であり、
前記作動スリーブ（７２）は、前記変速機ハウジング（１６）に接続され、前記変速機ハウジング（１６）に結合して回転し、かつ前記変速機ハウジング（１６）に対して軸方向に移動することを特徴とする請求項１に記載のシフト装置。
【請求項３】
前記第１連結部品（３０）は、変速機シャフト（７０）または作動スリーブ（７２）であり、
前記作動スリーブ（７２）は、前記変速機シャフト（７０）に接続され、前記変速機シャフト（７０）に結合して回転し、かつ変速機シャフト（７０）に対して軸方向に移動することを特徴とする請求項１に記載のシフト装置。
【請求項４】
前記内側摩擦リング（３４）、前記外側摩擦リング（３８）またはその両方は、再成形された板金部品であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシフト装置。
【請求項５】
前記中間摩擦リング（４２）は、Ｃ字形の断面を得るように再成形された板金部品であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシフト装置。
【請求項６】
前記中間摩擦リング（４２）の前記軸方向突出部（５０）は、径方向内面の上に、前記軸方向突出部（５０）の軸方向長の全体にわたって延びる内歯（５４）を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のシフト装置。
【請求項７】
前記第２連結部品（３２）は、前記中間摩擦リング（４２）の前記内歯（５４）に噛み合う歯（５８）を有するシフトシャフト（５６）であることを特徴とする請求項６に記載のシフト装置。
【請求項８】
前記内側摩擦リング（３４）および前記外側摩擦リング（３８）を軸方向に付勢して通気位置にするばね要素（４６）が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のシフト装置。
【請求項９】
前記内側摩擦リング（３４）、前記外側摩擦リング（３８）および前記中間摩擦リング（４２）は、第１摩擦リングセット（６０）を形成し、更なる内側摩擦リング（３５）と、更なる外側摩擦リング（３９）と、更なる中間摩擦リング（４３）と、を含む第２摩擦リングセット（６２）が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のシフト装置。
【請求項１０】
前記第１摩擦リングセット（６０）および前記第２摩擦リングセット（６２）は、鏡面対称に配置され、
前記変速機軸（Ａ）は、前記摩擦リングセット（６０、６２）の対称平面（Ｅ）に対して垂直に延びることを特徴とする請求項９に記載のシフト装置。
【請求項１１】
前記内側摩擦リング（３４）および前記更なる内側摩擦リング（３５）は、それぞれ断面がＬ字形であるように構成され、それぞれコーン突出部（６４）と、前記コーン突出部（６４）から径方向外側に延びている径方向突出部（６６）とを有することを特徴とする請求項９または請求項１０のいずれかに記載のシフト装置。
【請求項１２】
前記径方向突出部（６６）は、軸方向に互いに対して支持され、
前記内側摩擦リング（３４）および前記更なる内側摩擦リング（３５）は、断面がＴ字形である内側薄板を形成することを特徴とする請求項１１に記載のシフト装置。
【請求項１３】
前記径方向突出部（６６）は、互いに面接触し、
前記第２連結部品（３２）は、前記摩擦面（４８）の内部にオイルを注ぐための中空の穿孔されたシフトシャフト（５６）であることを特徴とする請求項１１または請求項１２のいずれかに記載のシフト装置。
【請求項１４】
前記径方向突出部（６６）のうちの少なくとも１つは、前記内側摩擦リング（３４）に軸方向に間隔を空けるために、周方向に離れたスペーサ（８０）を含み、
前記第１連結部品（３０）は、前記スペーサ（８０）の径方向外側に、外部から前記摩擦面（４８）にオイルを注ぐためのダクト（８２）を含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２のいずれかに記載のシフト装置。
【請求項１５】
前記中間摩擦リング（４２）の径方向内側の前記軸方向突出部（５０）は、周方向に離れた突出部の突起（８４）を含み、前記突出部の突起（８４）は、軸方向に延び、前記更なる中間摩擦リング（４２）および前記第２連結部品（３２）の凹部（８６）に周方向に正確に嵌め込まれて係合することを特徴とする請求項９に記載のシフト装置。
【請求項１６】
前記第１連結部品（３０）は、内歯（８８）を含む軸方向に移動可能な作動スリーブ（７２）であり、
前記第２連結部品（３２）は、外歯（９２）を含む連結ディスク（９０）であり、
前記第１連結部品（３０）および前記第２連結部品（３２）は、前記第１連結部品（３０）の軸方向開始位置において回転方向に分離され、前記第１連結部品（３０）の摩擦嵌合位置において回転方向に摩擦嵌合状態で連結され、かつ前記第１連結部品（３０）の確動嵌合位置において前記内歯（８８）および前記外歯（９２）によって回転方向に確動嵌合状態で連結されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のシフト装置。
【請求項１７】
前記作動スリーブ（７２）を前記外側摩擦リング（３８）に軸方向に連結するためにばね要素（９４）が提供され、
前記ばね要素（９４）は、前記ばね要素（９４）が緩んだ状態で前記開始位置から前記確動嵌合位置に向かって前記作動スリーブ（７２）が移動するときは、前記外側摩擦リング（３８）を引きずり、前記ばね要素（９４）が張った状態で前記作動スリーブ（７２）から軸方向に分離されることを特徴とする請求項１６に記載のシフト装置。
【請求項１８】
確動嵌合リング（１０４）が設けられ、
前記確動嵌合リング（１０４）は、前記第１連結部品（３０）に接続され、前記第１連結部品（３０）に結合して回転し、かつ前記第１連結部品（３０）に対して軸方向に移動するものであって、爪歯（１０６）を有するものであり、
前記第２連結部品（３２）は、爪歯（１０８）を有する連結ディスク（９０）であり、
前記第１連結部品（３０）および前記第２連結部品（３２）は、前記外側摩擦リング（３８）の軸方向開始位置において回転方向に分離され、前記外側摩擦リング（３８）の摩擦嵌合位置において回転方向に摩擦嵌合状態で連結され、かつ前記外側摩擦リング（３８）の確動嵌合位置において前記爪歯（１０６、１０８）によって回転方向に確動嵌合状態で連結され、
作動ユニット（１０２）が設けられ、
前記作動ユニット（１０２）は、阻止位置では、前記外側摩擦リング（３８）の前記摩擦嵌合位置から前記確動嵌合位置への軸方向移動を阻止し、解放位置では、前記外側摩擦リング（３８）の前記摩擦嵌合位置から前記確動嵌合位置への軸方向移動を解放することを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載のシフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車変速機用、特に全自動有段変速機用のシフト装置に関する。シフト装置は、第１連結部品と、変速機軸の周りを回転することができる第２連結部品と、径方向外面上にコーン表面を有し、第１連結部品に結合して回転するように、かつ第１連結部品に対して軸方向に移動するように、第１連結部品に接続された内側摩擦リングと、径方向内面上にコーン表面を有し、第１連結部品に結合して回転するように、かつ第１連結部品に対して軸方向に移動するように、第１連結部品に接続された外側摩擦リングと、摩擦コーンを含み、第２連結部品に結合して回転するように、かつ第２連結部品に対して軸方向に移動するように、第２連結部品に接続された中間摩擦リングと、を含む。摩擦コーンは、内側摩擦リングのコーン表面と外側摩擦リングのコーン表面との間に広がり、第１連結部品および第２連結部品は、外側摩擦リングの軸方向開始位置において回転方向に分離され、および外側摩擦リングの軸方向の摩擦嵌合位置において回転方向に摩擦嵌合状態で連結されている。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のこのタイプのシフト装置は、一般的なＤＥ  １９８  ３３  ３９７  Ａ１から公知であり、例えば遊星平歯車構造の自動変速機で使用されている。このシフト装置は、例えば従来の層状連結（lamellar couplings）に置き代わるものであり、自動車変速機の重量および必要な設置スペースの点で有利な効果を有する。
【０００３】
さらに、コーン表面と変速機軸との間のコーン角により、摩擦嵌合に必要なシフト力が、層状連結に必要なシフト力に比べて小さくなるように増幅される。
【０００４】
言い換えると、上述のシフト装置では、同等のトルクを伝達するために必要な面が自動変速機に従来から用いられている層状連結よりも少なく、そのため、ドラグトルクによるパワー損失が有利に低減される。
【発明の概要】
【０００５】
しかし、特に変速機の回転速度が高いと、ドラグトルクは期待される程度まで低下せず、依然として自動車変速機における望ましくない大きなパワー損失を招くことが見出された。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、高回転速度においてもドラグトルクからのパワー損失が小さい、自動車変速機用の特に軽量かつコンパクトなシフト装置を提供することにある。
【０００７】
本発明によると、この目的は、前述のタイプのシフト装置によって達成される。ここでは、中間摩擦リングは、外周に周方向に延びるＣ字形のリング状の断面を有し、該断面は、摩擦コーンを形成し、２つの実質的に平行なコーン摩擦面を含む、径方向外側の直線状のコーン突出部と、径方向ウェブによってコーン突出部に一体的に接続された径方向内側の直線状の軸方向突出部と、を含む。
【０００８】
径方向内側の直線状の軸方向突出部を含む中間摩擦リングの外周にＣ字形の断面は、第２連結部品上の中間摩擦リングの特に正確な軸方向の誘導をもたらす。
【０００９】
本発明は、ＤＥ  １９８  ３３  ３９７に係る第２連結部品への中間摩擦リングの接続が、特に高い変速機の回転速度において、不十分な軸方向の誘導の結果としての中間摩擦リングの望ましくない「ぐらつき」の原因となるという発見に基づくものである。この中間摩擦リングのぐらつき運動は、ドラグトルクおよびこれに付随する自動車変速機のパワー損失につながる。
【００１０】
公開されたＤＥ  １０  ２０１４  １１７  １９４  Ａ１も同様に、一般的なシフト装置を開示している。しかし、ＤＥ  １９８  ３３  ３９７  Ａ１と同様に、この特許出願は、径方向外側の直線状のコーン突出部を含む、外周に周方向に延びるＣ字形のリング状の断面を有する中間リングを開示していない。直線状の軸方向突出部の代わりに、軸方向部分および径方向部分を含む角度のついた突出部が、中間摩擦リングの径方向内面上に設けられている。径方向部分は、第２連結部品に回転的に係合しかつ軸方向に移動可能に接続するための、径方向内向きに突出した突起または歯を有する。
【００１１】
対照的に、本発明に係るシフト装置の中間摩擦リングは、軸方向突出部の径方向内面によって径方向に形成される。言い換えると、径方向突出部は、中間摩擦リングの径方向ウェブから、軸方向に、径方向内側に突出する突起が設けられていない自由な軸方向端部まで直線状に延びる。
【００１２】
シフト装置の一具体例では、第１連結部品は、変速機ハウジングであるか、または変速機ハウジングに結合して回転するように、かつ変速機ハウジングに対して軸方向に移動するように、変速機ハウジングに接続された作動スリーブである。したがって、シフト装置は、回転可能な第２連結部品にブレーキをかけ、ハウジングに回転的に係合して固定することができるブレーキとして機能する。
【００１３】
代替的な具体例では、第１連結部品は、変速機シャフトまたは変速機シャフトに堅く接続された変速機シャフト要素である。この場合、２つの連結部品は、シフトの結果として回転速度の等化を受け、特に、同軸上に配置され、自動車変速機の異なる遊星ギヤセットに割り当てられる。
【００１４】
シフト装置の内側摩擦リングおよび／または外側摩擦リングは、好適には、再成形された板金部品である。
【００１５】
さらに、中間摩擦リングは、Ｃ字形の断面を得るように再成形された板金部品であってもよい。板金から可能な限り多くのシフト装置の部品を製造することは、焼結された部品と比較して、シフト装置の製造の複雑さの低減、重量の減少、および特にコンパクトな構成につながる。
【００１６】
シフト装置の一具体例では、中間摩擦リングの軸方向突出部は、径方向内面の上に、軸方向突出部の軸方向長の全体にわたって延びる内歯を含む。このタイプの内歯は、第２連結部品上の中間摩擦リングの特に正確な軸方向の誘導をもたらし、変速機の回転速度が高くても、望ましくないぐらつきは確実に防止される。
【００１７】
この具体例では、第２連結部品は、好適には、中間摩擦リングの内歯に噛み合う外歯を有するシフトシャフトである。第２連結部品および中間摩擦リングは、軸方向に長い歯の噛合いを有し、接続の特に高いトルク伝達能力およびほとんど遊びのない軸方向の誘導を保証する。
【００１８】
さらに、内側摩擦リングおよび外側摩擦リングを軸方向に付勢して通気位置にするばね要素が設けられる。ばね要素によって、外側リングと内側リングとの間の分離はなくなる。２つの部品は、依然として外歯を介して回転方向に連結部品に結合されている。ばね要素の目的は、外側リングと内側リングの軸方向の分離の結果として通気を実施することであり、これにより中間リングは、回転方向に（より容易に）分離できる。
【００１９】
シフト装置の一具体例では、内側摩擦リング、外側摩擦リングおよび中間摩擦リングは、第１摩擦リングセットを形成し、更なる内側摩擦リングと、更なる外側摩擦リングと、更なる中間摩擦リングと、を含む第２摩擦リングセットが設けられている。複数の摩擦リングセットを使用すると、低い構造的な複雑さで摩擦接触の数が増加し、連結部品間のトルク伝達能力が増加する。
【００２０】
好適には、この具体例では、第１摩擦リングセットおよび第２摩擦リングセットは、鏡面対称に配置され、変速機軸は、摩擦リングセットの対称平面に対して垂直に延びる。連結部品が特に高いトルクを伝達する場合、２つより多い摩擦リングセットを設けることも当然考えられ、互いに軸方向に隣接する２つの摩擦リングセットは、それぞれ鏡面対称に配置される。摩擦リングセットの鏡面対称配置の結果、すべての摩擦リングは同様に構成された部品を有するので、トルク伝達能力を増加させるために構造的に変更された部品は必要でない。
【００２１】
好適には、この具体例では、内側摩擦リングおよび更なる内側摩擦リングは、それぞれ周縁の断面がＬ字形であるように形成され、それぞれコーン突出部と、コーン突出部から径方向外側に延びている径方向突出部とを含む。
【００２２】
径方向突出部は、軸方向に互いに対して支持されてもよく、内側摩擦リングおよび更なる内側摩擦リングは、周縁の断面がＴ字形である内側薄板（lamella）を形成する。特に、２つの内側摩擦リングの径方向突出部は、相互に接続され、第１連結部品の誘導の長さが増え、内側摩擦リングの軸方向のより正確な誘導が提供される。特に変速機の回転速度が高い場合の内側摩擦リングの望ましくないぐらつき運動は、この向上した軸方向の誘導によって、低減されまたは完全に防止される。代わりに、内側摩擦リングおよび更なる内側摩擦リングが一体的に形成されることも考えられる。しかし、個々の部品の数がより少ないことによる利点が、Ｔ字形の内側薄板を用いるには新しい部品が必要であり、同一の部品を有する摩擦リングセットを単純に準備することはできないという欠点によって、打ち消される。
【００２３】
内側摩擦リングおよび更なる内側摩擦リングが別々に構成される場合、径方向突出部は、好適には互いに面接触し、第２連結部品は、摩擦面の内部にオイルを注ぐための中空の穿孔されたシフトシャフトである。
【００２４】
代わりに、径方向突出部のうちの少なくとも１つは、内側摩擦リングに軸方向に間隔を空けるための、周方向に離れたスペーサを含んでもよい。第１連結部品は、スペーサの径方向外側に、外部から摩擦面にオイルを注ぐためのダクトを含む。
【００２５】
シフト装置の更なる具体例では、中間摩擦リングの径方向内側の軸方向突出部は、周方向に離れた突出部の突起を含み、突出部の突起は、軸方向に延び、更なる中間摩擦リングおよび第２連結部品の凹部に周方向に正確に嵌め込まれて係合する。この結果、低い構成上の複雑さで、爪接続による２つの中間摩擦リングおよび第２連結部品の実質的に回転的に係合した連結をもたらす。
【００２６】
シフト装置の更なる具体例では、第１連結部品は、内歯を含む軸方向に移動可能な作動スリーブであり、第２連結部品は、外歯を含む連結ディスクであり、第１連結部品および第２連結部品は、第１連結部品の軸方向開始位置において回転方向に分離され、第１連結部品の摩擦嵌合位置において回転方向に摩擦嵌合状態で連結され、および第１連結部品の確動（positive）嵌合位置において内歯および外歯によって回転方向に確動嵌合状態で連結される。この具体例は、シフト装置が特に大きなトルクを伝達するために構成されている場合に特に有利である。この具体例では、トルク伝達を維持するための保持力およびシフト力を大幅に減らすことができる。連結歯が連結状態で互いに分離されないことだけは確実でなければならない。したがって、摩擦嵌合構成と比較して、トルクの伝達は、加えられたシフト力のレベルとは無関係である。このようにして、例えば、低トルクから中間のトルクは、摩擦嵌合連結によって伝達されることができ、大きなトルクは確動嵌合カップリングによって伝達される。確動嵌合連結の代わりに、複数の摩擦リングセットを直列に接続し、必要なトルク伝達能力を達成することも考えられる。しかし、これにはシフト装置のかなりの複雑さ、大きな設置スペース要件、および望ましくない高重量が伴う。
【００２７】
好適には、この具体例では、作動スリーブを外側摩擦リングに軸方向に連結するために、ばね要素が提供される。ばね要素は、ばね要素が緩んだ状態で開始位置から確動嵌合位置に向かって作動スリーブが移動するときは、外側摩擦リングを引きずり、ばね要素が張った状態で作動スリーブから軸方向に分離される。したがって、この事例では、第１連結部品は、作動スリーブに加えられる軸方向のシフト力によって、動力制御された方法で、摩擦嵌合位置または確動嵌合位置に移動する。
【００２８】
シフト装置の更なる具体例では、確動嵌合リングが設けられる。確動嵌合リングは、第１連結部品に結合して回転するように、かつ第１連結部品に対して軸方向に移動するように、第１連結部品に接続され、および爪歯を有する。第２連結部品は、爪歯を有する連結ディスクである。連結部品は、外側摩擦リングの軸方向開始位置において回転方向に分離され、外側摩擦リングの摩擦嵌合位置において回転方向に摩擦嵌合状態で連結され、および外側摩擦リングの確動嵌合位置において爪歯によって回転方向に確動嵌合状態で連結される。作動ユニットが設けられ、作動ユニットは、阻止位置では、外側摩擦リングの摩擦嵌合位置から確動嵌合位置への軸方向移動を阻止し、解放位置では、外側摩擦リングの摩擦嵌合位置から確動嵌合位置への軸方向移動を解放する。この事例では、外側摩擦リングは、作動ユニットとは独立に、摩擦嵌合位置または確動嵌合位置に移動する。作動ユニットは、油圧で作動されるものであり、軸方向のシフト力による動力制御手段によって作動されるものではない。
【００２９】
本発明の更なる特徴および利点は、図面を参照して以下の好ましい具体例の説明から導かれる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るシフト装置を含む全自動有段変速機の変速機図である。
【図２】一具体例による本発明に係るシフト装置の２つの摩擦リングセットの長手方向断面の詳細図である。
【図３】図２の摩擦リングセットの斜視分解図である。
【図４】図２および図３に係る摩擦リングセットを有する本発明に係るシフト装置の長手方向断面の詳細図である。
【図５】更なる具体例による本発明に係るシフト装置の２つの摩擦リングセットの長手方向断面の詳細図である。
【図６】図５に係る摩擦リングセットの斜視展開図である。
【図７】図５および図６に係る摩擦リングセットを含む本発明に係るシフト装置の長手方向断面の詳細図である。
【図８】更なる具体例による本発明に係るシフト装置の２つの摩擦リングセットの長手方向断面の詳細図である。
【図９】図８の摩擦リングセットの斜視展開図である。
【図１０】図８および図９に係る摩擦リングセットを含む本発明に係るシフト装置の長手方向断面の詳細図である。
【図１１】更なる具体例による本発明に係るシフト装置の長手方向断面の詳細図である。
【図１２】図１１に係るシフト装置の斜視展開図である。
【図１３】図１１および図１２のシフト装置の２つの相互に連結した中間摩擦リングの斜視図である。
【図１４】連結領域にある図１３の連結した中間摩擦リングの斜視詳細図である。
【図１５】図１３の連結した中間摩擦リング並びに図１１および図１２に係るシフト装置の連結部品の斜視詳細図である。
【図１６】更なる具体例によるシフト装置の長手方向断面の詳細図である。
【図１７】図１６のシフト装置の斜視展開図である。
【図１８】更なる具体例による本発明に係るシフト装置の長手方向断面の詳細図である。
【図１９】図１８のシフト装置の斜視展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、自動車の電気油圧作動式の全自動有段変速機１０を示しており、これはトルクコンバータ１２と、４つの遊星変速機または遊星ギヤセット１４と、概略的に示された変速機ハウジング１６とを含む。さらに、駆動シャフト１８、被駆動シャフト２０および複数の変速機シャフトが設けられている。以下では、遊星キャリアは、変速機シャフトとも呼ばれる。変速機シャフトは、個々の遊星ギヤセット１４に割り当てられ、互いに同軸に配置される。
【００３２】
有段変速機１０は、更にシフト装置２６、２８を含む。シフト装置２６、２８には油圧が加えられ、更なる変速機シャフトまたは変速機ハウジング１６のいずれかに変速機シャフトを連結し、または更なる変速機シャフトまたは変速機ハウジング１６から変速機シャフトを分離することができる。
【００３３】
変速機シャフトを変速機ハウジング１６に連結するシフト装置２６は、ブレーキ装置とも呼ばれ、２つの変速機シャフトを相互に連結するシフト装置２８は、連結装置とも呼ばれる。本具体例では、６つのシフト装置２６、２８が設けられ、そのうち、３つのシフト装置２６はブレーキ装置として形成され、３つのシフト装置２８は連結装置として形成されている。例えば、図１では、２つのブレーキ装置および１つの連結装置が連結状態にあり（ハッチングによって示されている）、１つのブレーキ装置および２つの連結装置は分離状態にある。
【００３４】
このように、シフト装置２６、２８の様々なシフトの組み合わせにより、駆動シャフト１８と被駆動シャフト２０との間の変速比が得られる。この変速比は有段変速機１０の個々のギヤ比に対応するものである。
【００３５】
全自動有段変速機１０の一般的な構造および動作モードは、従来技術から既に一般的に知られているため、より詳細には説明しない。以下では、本発明に係るシフト装置２６、２８の構造および機能のみを詳細に説明する。
【００３６】
図２〜４は、自動車変速機のための、特に全自動有段変速機１０のためのシフト装置２６、２８の具体例を示している。これは、第１連結部品３０（図４参照）と、変速機軸Ａの周りを回転することができる第２連結部品３２と、径方向外面上にコーン表面３６を有し、互いに噛み合う歯によって前記第１連結部品３０に結合して回転するように、かつ前記第１連結部品３０に対して軸方向に移動するように、前記第１連結部品３０に接続された内側摩擦リング３４と、径方向内面上にコーン表面４０を有し、互いに噛み合う歯によって前記第１連結部品３０に結合して回転するように、かつ前記第１連結部品３０に対して軸方向に移動するように、前記第１連結部品３０に接続された外側摩擦リング３８と、摩擦コーン４４を含み、前記第２連結部品３２に結合して回転するように、かつ前記第２連結部品３２に対して軸方向に移動するように、前記第２連結部品３２に接続された中間摩擦リング４２と、を含む。
【００３７】
摩擦コーン４４は、内側摩擦リング３４のコーン表面３６と、外側摩擦リング３８のコーン表面４０との間に広がっている。第１連結部品３０および第２連結部品３２は、外側摩擦リング３８の軸方向開始位置では回転方向に分離され、および外側摩擦リング３８の軸方向の摩擦嵌合位置では回転方向に摩擦嵌合状態で連結されている。
【００３８】
示されている具体例では、内側摩擦リング３４および外側摩擦リング３８は、再成形された板金部品であり、低複雑度の製造によって製造することができ、それぞれ周縁の断面がＬ字形のリング状の断面を有する。内側摩擦リング３４、特に内側摩擦リング３４の径方向外側に突き出た突出部と、外側摩擦リング３８、特に外側摩擦リング３８の径方向外側に突き出た突出部との間に、板ばねとして形成されたばね要素４６が設けられ、内側摩擦リング３４と外側摩擦リング３８とを軸方向にお互いから離れるようにして、通気の動きを行うようにする。したがって、外側摩擦リング３８の通気位置もまた、シフト装置２８の非動作状態において軸方向開始位置に一致する。
【００３９】
中間摩擦リング４２は、Ｃ字形に成形された板金部品であり、したがって外周に周方向にＣ字形の外周断面を有する。Ｃ字形のリング状断面は、径方向外側の直線状のコーン突出部と、径方向内側の直線状の軸方向突出部５０と、を含む。コーン突出部は、摩擦コーン４４を形成し、２つの実質的に平行なコーン摩擦面４８を含む。軸方向突出部５０は、径方向ウェブ５２によってコーン突出部に一体的に接続されている。
【００４０】
図２および図３によると、中間摩擦リング４２の軸方向突出部５０は、径方向内面の上に内歯５４を含む。内歯５４は、軸方向突出部５０の軸方向長の全体にわたって延びている。
【００４１】
図４によると、第２連結部品３２は、シフトシャフト５６である。シフトシャフト５６は、変速機シャフトとも呼ばれる。シフトシャフト５６は、中間リング４２の内歯５４に噛み合う外歯５８を含む。
【００４２】
歯の噛合いの軸方向寸法が大きいと、第２連結部品３２に対する中間摩擦リング４２の正確でありかつほとんど遊びのない軸方向の誘導をもたらす。これは、中間摩擦リング４２の望ましくないぐらついた動きを防止し、または少なくとも大幅に減らす。さらに、耐トルク接続が特に高いトルク伝達能力を有するように、内歯５４および外歯５８は、比較的大きな接触面を形成する。
【００４３】
図２によると、内側摩擦リング３４、外側摩擦リング３８および中間摩擦リング４２は、第１摩擦リングセット６０を形成する。また、更なる内側摩擦リング３５と、更なる外側摩擦リング３９と、更なる中間摩擦リング４３とを含む第２摩擦リングセット６２が設けられている。この例では、第１摩擦リングセット６０および第２摩擦リングセット６２は、鏡面対称に形成される。変速機軸Ａは、摩擦リングセット６０、６２の対称平面Ｅに対して垂直に延びている。
【００４４】
この例では、摩擦リングセット６０、６２は、同一構成の部品から成るため、少数の異なる個々の部品によって簡単に組み立てられる。
【００４５】
図２〜１７の具体例では、シフト装置２６、２８は、それぞれ２つの摩擦リングセット６０、６２を有するが、連結部品３０、３２間の摩擦嵌合接続の所望のトルク能力に応じて、１つの摩擦リングセット６０、６２のみ（図１８および図１９参照）、または２つより多い摩擦リングセット６０、６２が設けられてもよい。２つより多い摩擦リングセット６０、６２がある場合、軸方向に互いに隣接する２つの摩擦リングセットは、それぞれ鏡面対称に配置される。
【００４６】
図２および図４では、内側摩擦リング３４および更なる内側摩擦リング３５は、それぞれ周縁の断面がＬ字形であるように構成され、それぞれコーン突出部６４と、コーン突出部６４から径方向外側に延びている径方向突出部６６とを有する。径方向突出部６６は、軸方向に互いに対して支持され、内側摩擦リング３４および更なる内側摩擦リング３５は、周縁の断面がＴ字形である内側薄板を形成している。特に、径方向突出部６６は相互に接続され、それによって第１連結部品３０に対する内側摩擦リング３４、３５の軸方向の誘導が改良され、内側摩擦リング３４、３５の望ましくないぐらつき運動が防止されまたは少なくとも低減される。
【００４７】
図２〜４の具体例では、径方向突出部６６は、互いに面接触し、径方向突出部６６の間で径方向の有意なオイルの流れは生じない。図４では、第２連結部品３２は、シフトシャフト５６として構成されているが、特に、摩擦面４８の内部にオイルを注ぐための中空の穿孔されたシフトシャフト５６である。
【００４８】
シフト装置２６、２８を冷却するための変速機オイルは、中空のシフトシャフト５６内の軸方向のスルーダクトによって「内側から」供給され、その後、シフトシャフト５６の中の穿孔を通って摩擦リングセット６０、６２間に誘導される。変速機オイルは、径方向外側へ押し付けられ、摩擦面４８を通って進まなければならないが、それはなぜなら、互いに面接触している内側摩擦リング３４、３５の径方向突出部６６は、径方向外側へオイルをほとんど流さないからである。
【００４９】
図２に示されているように、中間摩擦リング４２、４３の摩擦コーン４４は、両側を摩擦カバー６８で覆われている。いずれの場合においても、摩擦カバー６８は、内側摩擦リング３４、３５または外側摩擦リング３８、３９のコーン表面３６、４０との摩擦接触を確立させるためのコーン摩擦表面４８を形成している。摩擦カバー６８は、公知の方法で、油の流れを容易にするように適切な溝を含んでもよい。
【００５０】
図２〜４の具体例では、第１連結部品３０は、（シフトシャフト５６とは異なる）変速機シャフト７０である。したがって、示されているシフト装置２８は、具体的には、連結装置である。
【００５１】
代わりに、第１連結部品３０は、変速機ハウジング１６であるか、または変速機ハウジング１６に回転係合する軸方向に移動可能な作動スリーブ７２であることも考えられる。この場合、シフト装置２６は、具体的にはブレーキ装置である。
【００５２】
図４では、外側摩擦リング３８を軸方向に押すための軸方向に変位可能なピストン７６を含む圧力チャンバ７４が、第１連結部品３０の中に設けられている。
【００５３】
ピストン７６に圧力が加えられないと、外側摩擦リング３８は、ばね要素４６によって軸方向開始位置へ押し込まれ、連結部品３０、３２が分離される。圧力チャンバ７４、したがってピストン７６に圧力が加えられた場合、摩擦リングセット６０、６２は、ばね要素４６のばね力に対抗して、軸方向ストッパ７８に対して押し付けられ、摩擦リング３４、３８、４２および更なる摩擦リング３５、３９、４３は、摩擦接触を形成する。
【００５４】
最後に、外側摩擦リング３８は、摩擦嵌合位置に達するが、この位置では、内側摩擦リング３４および外側摩擦リング３８のコーン表面３６、４０は、中間摩擦リング４２のコーン摩擦表面４８に接触し、連結部品３０、３２が摩擦嵌合状態で連結される。
【００５５】
シフト装置２６、２８の更なる具体例が、図５〜１９を参照して以下に開示されているが、一般的な構成原理および一般的な操作モードについては、大部分が前述の具体例に一致する。したがって、本明細書では図２〜４について明示的に説明し、以下では主に相違点について説明する。
【００５６】
図５〜７は、シフト装置２６、２８の具体例を示している。この具体例は、内側摩擦リング３４、３５間に軸方向に間隔を置くために、内側摩擦リング３４、３５の径方向突出部６６がスペーサ８０を含むことのみが図２〜４の具体例と異なる。
【００５７】
図５および図６では、スペーサ８０は、例えば再成形、特に型押しによって、径方向突出部６６と一体的に形成されており、内側摩擦リング３４、３５上に一体的に形成されている。さらに、径方向突出部６６のスペーサ８０は、周方向に離れており、内側摩擦リング３４、３５間に径方向にオイルが流れることができる。
【００５８】
図７では、第１連結部品３０は、シフト装置２６、２８のこの具体例中のスペーサ８０の径方向外側に、外部から摩擦面４８にオイルを注ぐためのダクト８２を含む。
【００５９】
シフト装置２６、２８を冷却するための変速機オイルは、ダクト８２を通って径方向突出部６６の間に径方向内側に押し込まれ、その後、内側の摩擦リング３４、３５のコーン突出部６４の周りを流れ、摩擦面４８を通って波線形状の中に径方向外側に再び流れる。
【００６０】
図８〜１０は、シフト装置２６、２８の具体例を示している。この具体例は、２つの摩擦リングセット６０、６２の中間摩擦リング４２、４３が、周方向に直接的に相互連結されるものであり、図４〜７の外歯付シフトシャフト５６を介して間接的に相互連結されるものではないことのみが図２〜４の具体例と異なる。
【００６１】
特に、中間摩擦リング４２の径方向内側の軸方向突出部５０は、周方向に離れた突出部の突起８４を含む。突出部の突起８４は、軸方向に延び、更なる中間摩擦リング４３の凹部８６と第２連結部品３２の凹部８７とに周方向に正確に嵌め込まれて係合する。更なる中間摩擦リング４３の凹部８６は、軸方向突出部５０を遮ることによって形成され、突出部の突起８４は、更なる中間摩擦リング４３の残っている軸方向突出部の間に正確に嵌め込まれるように延びている。
【００６２】
これにより、２つの中間摩擦リング４２、４３および第２連結部品３２が、爪接続によって、回転的に係合して連結される。したがって、中間摩擦リング４２、４３の軸方向突出部５０上の内歯５４およびシフトシャフト５６の外歯５８を省略することができる。
【００６３】
この事例では、第２連結部品３２は、図８に示されているような連結ディスクであってもよい。連結ディスクは、例えば有段変速機１０の遊星ギヤセット１４に、したがって変速機シャフトに固定されている。
【００６４】
特に、図８〜１０から明らかに、中間摩擦リング４２の突出部の突起８４および更なる中間摩擦リング４３の軸方向突出部５０の凹部８６の間に位置する部分は、軸方向に大きな重なりを有し、これによって、この事例でも、２つの中間摩擦リング４２、４３の正確でありかつ実質的に遊びのない軸方向の誘導が確実に行われ、中間摩擦リング４２、４３の望ましくないぐらついた動きを防止する。
【００６５】
図１１〜１５は、シフト装置２６、２８の更なる具体例を示している。この具体例は、２つの連結部品３０、３２が、摩擦嵌合状態でだけでなく、確動嵌合状態でも連結できることが図８〜１０の具体例と基本的に異なる。
【００６６】
図１１および図１２では、第１連結部品３０は、内歯８８を含む軸方向に移動可能な作動スリーブ７２として形成され、第２連結部品３２は、外歯９２を含む連結ディスク９０として形成されている。連結ディスク９０は、例えば有段変速機１０の遊星ギヤセット１４に、したがって変速機シャフトに固定されることができる。シフト装置２６、２８のこの具体例では、２つの連結部品３０、３２は、第１連結部品３０（図１１）の軸方向開始位置において回転方向に分離され、第１連結部品３０の摩擦嵌合位置において回転方向に摩擦嵌合状態で連結され、および第１連結部品３０の確動嵌合位置において内歯８８と外歯９２によって回転方向に確動嵌合状態で連結される。
【００６７】
作動スリーブ７２として構成された第１連結部品３０を外側摩擦リング３８に対して軸方向に連結するために、径方向に弾性のあるＣリング状の形のばね要素９４が設けられている。ばね要素９４は、ばね要素９４が緩んだ状態で開始位置から確動嵌合位置に向かって作動スリーブ７２が移動するときは、外側摩擦リング３８を引きずり、ばね要素９４が張った状態で前記作動スリーブ７２から軸方向に分離される。
【００６８】
図１１では、外側摩擦リング３８は、連結部品３０、３２が摩擦嵌合状態で連結されるまで、ばね要素９４を介して作動スリーブ７２によって軸方向に付勢される。摩擦嵌合位置において作動スリーブ７２上の軸方向の力が更に増加した場合、作動スリーブ７２の進入斜面（approach bevel）９６によって加えられる径方向の力成分は非常に大きくなるので、ばね要素９４は、そのばね力に抗して径方向内側に動き、作動スリーブ７２は、外側摩擦リング３８から軸方向に分離され、連結ディスク９０に向かって更に軸方向に動くことができる。この軸方向の移動の結果、作動スリーブ７２の内歯８８は、最終的に連結ディスク９０の外歯９２に係合し、連結部品３０、３２は、周方向に確動嵌合状態で連結される。
【００６９】
図１３は、周方向に相互に連結された中間摩擦リング４２の詳細図である。中間摩擦リング４２、４３の連結位置は、図１４に詳細に示されている。
【００７０】
周方向に互いに隣接する中間摩擦リング４２、４３の表面は面取りされて、中間摩擦リング４２、４３は、径方向に中心合わせされ、互いに対して方向合わせされる。
【００７１】
図１５は、中間摩擦リング４２または中間摩擦リング４２、４３と連結ディスク９０として構成されている第２連結部品３２との間の、周方向にほとんど遊びのない確動嵌合接続を示している。突出部の突起８４は、周方向に正確に嵌め込まれて連結ディスク９０の中の対応する凹部１００に係合する。
【００７２】
図１６および図１７は、シフト装置２６、２８の更なる具体例を示している。この具体例は、中間リング４２、４３の回転的に係合した接続が、図４〜７と同様に、中間摩擦リング４２、４３の内歯付き軸方向突出部５０および外歯付きシフトシャフト５６によって行われることのみが図１１〜１５の具体例と異なる。
【００７３】
この事例では、シフトシャフト５６は、連結ディスク９０に堅く接続され、連結ディスク９０と共に第２連結部品３２を形成する。
【００７４】
最後に、図１８および図１９は、シフト装置２６、２８の別の更なる具体例を示している。この具体例は、摩擦嵌合位置と確動嵌合位置との間のシフト装置２６、２８の動作が、油圧駆動の作動ユニット１０２によって行われ、ばね要素９４による動力制御手段によって行われるものではないことが図１６および図１７の具体例と基本的に異なる。
【００７５】
阻止位置では、作動ユニット１０２は、外側摩擦リング３８の摩擦嵌合位置から確動嵌合位置への軸方向移動を阻止する。一方、解放位置では、作動ユニット１０２は、外側摩擦リング３８の摩擦嵌合位置から確動嵌合位置への軸方向移動を解放する。
【００７６】
第２摩擦リングセット６２の代わりに、この具体例では、確動嵌合リング１０４が設けられる。これは、回転的に係合するようにかつ軸方向に移動可能なように第１連結部品３０に接続され、爪歯１０６を含む。
【００７７】
中間摩擦リング４２の回転係合接続は、図４〜７と同様に、内歯付き軸方向突出部５０および外歯付きシフトシャフト５６によって行われる。シフトシャフト５６は、連結ディスク９０に堅く接続され、連結ディスク９０と共に第２連結部品３２を形成する。連結ディスク９０は、爪歯１０８を含む。
【００７８】
シフト装置２６、２８のこの具体例では、第１連結部品３０および第２連結部品３２は、外側摩擦リング３８の軸方向開始位置では回転方向に分離され、外側摩擦リング３８の摩擦嵌合位置では回転方向に摩擦嵌合状態で連結され、および外側摩擦リング３８の確動嵌合位置では爪歯１０６、１０８によって回転方向に確動嵌合状態で連結される。
【００７９】
図１８および図１９では、作動ユニット１０２は、作動リング１１０を含む。作動リング１１０は、第１連結部品３０の中に受け取られ、周囲のオイル溝１１２を含む。オイル溝１１２は、シフト装置２６、２８が組み立てられた状態では、第１連結部品３０によって実質的にしっかりと密封されている。オイル溝１１２には、第１連結部品３０の中の穴１１３を通して油圧オイルを供給することができる。
【００８０】
作動リング１１０は、径方向に移動可能な阻止ピストン１１４を備える。阻止ピストン１１４は、周方向に均一に分布している。阻止ピストン１１４は、オイル溝１１２に圧力が加えられた場合、径方向内向きに確動嵌合リング１０４の進入斜面１１６に対して付勢され、確動嵌合リング１０４の連結ディスク９０方向への移動を防ぐ。
その結果、さらに、摩擦嵌合位置から確動嵌合位置への外側摩擦リング３８の軸方向の移動も防止される。
【００８１】
オイル溝１１２内の油圧が減少した場合、例えば回転速度の等化が成功した後、阻止ピストン１１４は、外側摩擦リング３８に作用する軸方向のシフト力によって、進入斜面１１６を越えて径方向外側に動くことができる。その後、確動嵌合リング１０４は、爪歯１０６、１０８が互いに噛み合うまで、連結ディスク９０に向かって軸方向に移動することができ、連結部品３０、３２は、回転方向に確動嵌合状態で連結される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【外国語明細書】
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