CN101038026A - 用于同步装置的推力构件 - Google Patents

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Abstract

一用于齿轮变速传动机构中的同步装置，它具有一齿轮(28)、一通过内齿(32)与齿轮(28)可位移地啮合的移动套(30)，以及设置在齿轮(28)和移动套(30)之间的推力构件(10)，各个所述推力构件具有一容纳在齿轮(28)的轴向槽(40)内的外壳(12)，以及一抵靠移动套(30)的内齿(32)上的偏置一压力构件(14)的弹簧(18)。推力构件(10)的形状为一扁平的平行六面体，且弹簧(18)横向于偏置方向延伸，并用其周缘部分支承在外壳(12)或齿轮(28)上，而用其中心部分支承压力构件(14)。

Description

用于同步装置的推力构件
技术领域
本发明涉及齿轮变速传动机构中的用于同步装置的推力构件，同步装置具有一齿轮、一通过内齿可位移地与齿轮啮合的移动套，以及设置在齿轮和移动套之间的推力构件，各个所述推力构件具有一容纳在齿轮轴向槽内的外壳，以及一抵靠移动套内部齿的偏置一压力构件的弹簧。
背景技术
同步系统用于手工的传动装置，用于在齿轮之间形成一驱动连接之前，在安装在一公共轴上的两个齿轮之间产生同步。为此目的，一同步环设置在刚性地安装在轴上的驱动齿轮和可转动地安装在轴上的从动齿轮之间，该同步环可被推压而与从动齿轮摩擦地啮合。当驱动齿轮上的移动套朝向从动齿轮移位时，其内部齿首先抵靠在同步环的斜齿上，以使同步环的摩擦面推靠在从动齿轮上。只要驱动齿轮和从动齿轮的转速不同，则通过与同步环的接触产生的摩擦力作用的扭矩可防止移动套任何进一步的位移。仅当转速相等时，同步环才可相对于移动套转动到一位置，其中，移动套可抵靠从动齿轮上的外部齿作移动，这样，从动齿轮扭转地偶联到驱动齿轮。布置在驱动齿轮和移动套之间的推力构件消除了驱动齿轮和移动套之间的自由游隙，并因此有利于减少噪音和磨损。
具有上述类型推力构件的同步装置在EP 1 400 717 A1中作了描述。推力构件的外壳具有杯形的构造并容纳一螺旋弹簧以及一形成为压力构件的球。该外壳倾斜地支承在齿轮槽的底部，以使啮合到移动套的锁定凹陷内的球可在一定限度内跟随移动套的轴向运动。
在DE 195 80 558 C1中，描述了一同步系统，其中，用来容纳推力构件的轴向槽具有一T形的外形。推力构件的外壳具有一与该外形互补的形状，并支承在靠近设置有压力构件的一端的T形槽的台肩上。因此，推力构件在槽内被导向作位移。压力构件被弹簧偏置到驱动齿轮的内部齿的凹陷内。当移动套移位时，全部的推力构件首先被传送一短距离，直到它们邻接抵靠同步环为止。然后压力构件抵抗弹簧力才被强制返回，以使通过克服一稍微的棘爪阻力，移动套可进一步移位。然而，制造T形槽是相当昂贵的。此外，为容纳推力构件需要相当大量的空间，并由于在径向外端处的加宽的槽，齿轮的外部齿在相当大的圆周长度上中断。此外，当推力构件移位时，会发生摩擦和磨损，因为外壳仅用在相当小表面上的台肩，支承在T形槽内。
发明内容
因此，本发明的目的是形成一推力构件，它可比较容易地进行制造和安装，并允许一紧凑的同步系统结构和容易地运动的移动套。
根据本发明，该目的通过以下的事实来实现，推力构件外壳的形状形成一平行六面体，弹簧横向于偏置方向延伸，并支承在外壳或带有周缘的齿轮上，且用其中心部分支承压力构件。
弹簧例如是一片簧、一杯形弹簧、一堆叠的片簧或杯形弹簧，或一杆弹簧，弹簧在齿轮的切向平面内延伸，即，正交于压力构件被偏置的径向方向平面内。正由于这一点，能够获得一非常扁平形状的平行六面体外壳，因此，也获得齿轮内的轴向槽，于是，一紧凑的结构变得可能。弹簧支承在外壳上，或具有其周缘部分的齿轮上，同时，被保持在齿轮槽内，其方式使得一足够的弹簧移动提供给其中心部分。当弹簧用其周缘部分直接支承在齿轮上时，支承表面可以较大，于是，在推力构件作轴向运动过程中，将仅发生非常小的磨损。当弹簧的周缘部分支承在外壳上时，推力构件又可用其全部的底表面支承在齿轮上，于是，也将磨损减到最小。由于其相当大的占据面积，所以，弹簧可容易地卡配固定到外壳内。由于齿轮需要只具有用于推力构件的相当扁平外壳的浅槽，所以，可减小减弱齿轮的作用。
本发明的较佳的实施例在从属权利要求中描述。
推力构件的外壳较佳地由塑料制成，并在接受诸如闭锁体那样的压力构件的端部处形成一支承座，它可以固定球防止球的逸逃脱。
当弹簧直接地支承在齿轮的槽底上时，该槽底较佳地在其中心部分凹陷下去，以便提供弹簧足够的行程。外壳可环绕弹簧边缘，以在移动套位移时使弹簧可跟从压力构件和外壳的轴向运动。作为一种替代方案，然而，也可以将弹簧静止地保持在齿轮槽内，这样，当移动套位移时，闭锁体可像滚珠轴承的滚珠那样在弹簧上滚动。
另一方面，当弹簧卡配固定在外壳内，于是它用其周缘支承在外壳上时，外壳、弹簧和压力构件形成一预制单元，可容易地进行安装。
较佳地，外壳的径向外表面形成有突出部，它啮合到移动套的内齿之间的间隙内。在此情形中，即使当弹簧断裂或压力构件不见或夹住时，移动套仍可被外壳的突出部支承，这样，甚至在此情形中，可防止移动套和齿轮之间的任何卡嗒作响。
附图的简要说明
下面借助于附图，描述本发明的实施例，其中
图1示出根据本发明一实施例的推力构件的轴向截面图；
图2示出沿图1的线II-II截取的截面图；
图3示出图1推力构件的平面图；
图4示出图1推力构件的仰视图；
图5示出处于弹性变形状态的推力构件的截面图；
图6示出沿图5的线VI-VI截取的截面图；
图7示出带有一内置推力构件的同步装置的一半部的轴向截面图；以及
图8示出位于推力构件位置处的同步装置的截面图。
较佳实施例的详细描述
示于图1中的推力构件包括一扁平的平行六面体的塑料外壳12，它具有一略微隆起的表面，由此适于一图1中未示出的同步装置的移动套的内齿的曲率。在其中心部分内，外壳12形成一腔室，腔室相对于同步装置沿径向地延伸，并容纳一形状为闭锁体的压力构件14。在图1的顶端，腔室变窄而限制压力构件的运动。在底端处，腔室也变窄，但可使闭锁体可从下面卡配进去。
在底侧上，外壳12形成一浅的凹陷16，它几乎在外壳的全部占地面积上延伸。该凹陷容纳一板弹簧18，板弹簧18垂直于腔室轴线延伸，在图1所示的条件中，板弹簧偏置压力构件14抵靠顶部的支承座。板弹簧18的两个相对端支承在从外壳12的周缘壁突出到凹陷16内的肋20上。当推力构件10组装时，压力构件14可首先从下面压入外壳12的腔室内，然后，板弹簧18可从下面卡配入，以使它锁定在肋20后面。
在另一个实施例中，可这样来简化组装，将外壳形成为两个部分，即一形成用于压力构件14的腔室的顶部，以及一可被锁定在顶部并对板弹簧18形成一支承且组装之前弹簧可容易地插入其中的底部。作为另一种方案，外壳可形成有一槽，该槽侧向地敞开，板弹簧18可通过槽插入。
在外壳12的顶侧上，一突出部22形成在容纳压力构件14的腔室的两侧上，该突出部在外壳12的全部宽度上延伸(如图2所示)。在其外部内，外壳12打孔有矩形的凹陷24，其用于模制肋20。
如图3所示，突出部22被腔室稍许切去以用于压力构件14。
图4示出凹陷16和板弹簧18的透镜形的占地面积。
图5和6示出处于弹性变形状态下的推力构件。这里，压力构件14已被下推入腔室内，板弹簧18发生较大程度的挠曲，这样，其下顶点近似地与外壳12的底侧齐平。由于该挠曲，弹簧的长度减小。如图5所示，用作为弹簧支承的肋20的表面向内倾斜。这样做的效果是，随着弹簧长度的减小，弹簧也向下位移。它的优点在于，对于一给定量的弹簧挠曲，压力构件14的移动距离变得较大。其结果，通过使用一相对刚性的弹簧，可达到一如图1所示位置中的相对高的偏置力，同时，防止弹簧挠曲时弹簧力增加太多和/或超过弹簧的弹性极限。
图7和8示出一齿轮变速传动机构的同步装置中处于其安装位置内的推力构件10。
在图7中，移动套30布置在一齿轮28上，齿轮以不可转动的方式安装在一轴26上。移动套具有啮合到齿轮28的轮齿内的内齿32，该移动套可在齿轮上沿轴26的轴向方向位移。
同步环34、36布置在齿轮28的两侧上，这些同步环布置成随齿轮28和移动套30一起转动，但可在一限定的角度范围内相对于齿轮28转动。在同步环36面离齿轮28的一侧上，齿轮38显示为可转动地支承在轴26上，并可借助于移动套30不可转动地偶联到齿轮28。另一具有不同直径的齿轮(未示出)布置在另一同步环34面离齿轮28的一侧上。通过将移动套30移动到一个或另一个方向，轴26由此可驱动齿轮38或另一齿轮(未示出)。这样，在传动中可建立起不同的传动比。
如从图8中所见，齿轮28在其外周缘表面内设置有三个浅槽40，它们沿轴向方向延伸通过全部的齿轮，并布置成120°的角度间隔，且具有一沿径向方向呈细长的矩形横截面，并中断齿轮28的外齿。推力构件10插入到槽40内，且如图7所示，各推力构件10的压力构件14啮合在形成在移动套30的一个齿内的浅的贯通形的凹陷42内。
在图7中，当移动套30朝向右稍许位移时，内齿32移动到同步环36的外齿44的斜齿部分上。在移动套30运动过程中，由于压力构件14啮合到凹陷42内，推力构件10被夹带走。在所示实例中，推力构件10的运动受邻接抵靠同步环36的外壳12限制。
然后，同步环36的锥形摩擦表面推靠在齿轮38的外锥形46上，这样，齿轮38摩擦地加速或减速到由齿轮28、移动套30和同步环36所形成的单元的转速。只要诸转速还未达到一致，仍还经受高扭矩的同步环36的外齿44的斜齿部分提供对抗移动套30运动的一阻力，使内齿32不能与齿轮38的外齿48啮合。仅当诸转速变得相等时，移动套30才可进一步位移，直到在齿轮28和38之间建立起不转动的连接为止。由于压力构件14可不再参与移动套30的该种进一步的运动，所以，压力构件14抵抗弹簧18的力压出移动套的凹陷42外。因此，当齿轮38偶联到齿轮28时，由推力构件10造成的棘爪阻力必须被克服。
移动套30的位移受移位叉控制，该移位叉未在图中示出，且啮合到形成在移动套的外周缘内的一槽内。
如图8中所示，推力构件10的突出部22突出到内齿32之间的间隙内，以使推力构件10的外壳12也可起作齿轮28和移动套30之间的一间隔件，而与压力构件14无关，并因此在弹簧18破碎或太软弱时可防止齿的卡嗒作响。

Claims (10)

1.一用于齿轮变速传动机构中的同步装置的推力构件，该同步装置具有一齿轮(28)、一通过内齿(32)与齿轮(28)可位移地啮合的移动套(30)，以及设置在齿轮(28)和移动套(30)之间的推力构件(10)，各个所述推力构件具有一容纳在齿轮(28)的轴向槽(40)内的外壳(12)，以及一抵靠移动套(30)的内齿(32)上的偏置一压力构件(14)的弹簧(18)，其特征在于，推力构件(10)的外壳(12)的形状为一扁平的平行六面体，且弹簧(18)横向于偏置方向延伸，并用其周缘部分支承在外壳(12)或齿轮(28)上，而用其中心部分支承压力构件(14)。
2.如权利要求1所述的推力构件，其特征在于，压力构件(14)是一闭锁体，它啮合移动套(30)的内齿(32)内的一凹陷(42)。
3.如权利要求1或2所述的推力构件，其特征在于，推力构件(10)的外壳(12)是由塑料模制的物体。
4.如上述权利要求中任一项所述的推力构件，其特征在于，弹簧(18)支承在外壳(12)上，压力构件(14)擒获地保持在外壳(12)内。
5.如上述权利要求中任一项所述的推力构件，其特征在于，外壳(12)的外表面是圆的。
6.如上述权利要求中任一项所述的推力构件，其特征在于，外壳(12)具有其形成有突出部(22)的径向外表面，该突出部(22)突出到移动套(30)的内齿(32)的间隙内。
7.如上述权利要求中任一项所述的推力构件，其特征在于，弹簧(18)是一板弹簧。
8.如上述权利要求中任一项所述的推力构件，其特征在于，弹簧(18)容纳在外壳(12)的凹陷(16)内，并由从外壳(12)的壁突出到凹陷(16)内的肋(20)保持住。
9.如权利要求7或8所述的推力构件，其特征在于，弹簧(18)具有几乎在外壳(12)的全部宽度上延伸的中心部分，并朝向支承在肋上的端部呈锥形。
10.如权利要求8或9所述的推力构件，其特征在于，弹簧(18)支承在其上的肋(20)的表面是沿与压力构件(14)偏置的方向相对的方向倾斜。
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