CN101688567A - 同步装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机动车变速器的同步装置(1)，其具有至少一个同步环(8)和配对锥体(14)，其中同步环(8)和配对锥体(14)在连接的状态下以相同的速度旋转，其中，在同步环(8)和配对锥体(14)之间设置有摩擦环(13)，该摩擦环(13)在没有连接的状态下可以在同步环和配对锥体之间自由地运动并且松动地设置在同步环和配对锥体之间。同时，本发明还涉及一种用于这种同步装置(1)的摩擦环(13)。
Description
技术领域
本发明涉及一种机动车变速器的同步装置，其具有至少一个同步环和配对锥体，其中该同步环和配对锥体在连接的状态下以相同的速度进行旋转。
背景技术
在机动车的齿轮变速器中的同步装置用于在换挡时配合变速器输入轴和变速器输出轴的不同的转速。在所述类型的现有技术中，在同步装置中外同步环形状配合地与同步体连接，并且例如通过构造在其直径较小一侧上的连动突起部分啮合到内同步环的凹处中。同步环是通常构造成圆锥形的摩擦环，该摩擦环在其内罩面和/或外罩面上具有摩擦面。在同步过程中，该同步环的摩擦面相互摩擦配合地连接。这种同步装置由许多单个部件组成。
在批量制造中，证明合适的是以变形技术来制造同步环。这种同步环的构造是令人满意的，然而该构造在变形技术上也需要较高的费用。通过在形成用于同步环的凹处之后的额外的工作步骤产生了上述费用，在这些工作步骤中必须从凹处的底部逆转止挡件或者说连动件。此外，缺点是对同步环的连动件的材料的要求与对圆锥形的摩擦面的摩擦性能的要求部分不符。止挡件必须在变速器的整个使用寿命中尽可能的坚硬以及耐磨。然而在同步件的摩擦面或者说配对面上优选使用不同的材料对，从而例如在摩擦功率较高的同时确保在整个使用寿命中恒定的摩擦值。如果同步环由板材制成，那么连动件的制造以及摩擦片衬里与同步环的连接尤其是费时的制造步骤。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种简单制造的同步装置，在该同步装置中去除了前面所述的缺点。
根据本发明，该目的借助于权利要求1的特征性部分通过以下方式来实现，即在同步环和配对锥体之间设置摩擦环，其中该摩擦环在没有连接的状态下在同步环和配对锥体之间自由地运动。该摩擦环尤其不是形状配合地与同步环连接，并且该摩擦环也不具有其用来嵌入同步环的连动件。由此，在功能上分开了这些特性。摩擦片衬里可以仅仅在有待形成的摩擦对中选择，不必将其材料配合地与同步环进行连接。本发明可以放弃摩擦环和同步环之间牢固的连接。由此可以使用不能借助于通用的接合方法如焊接或粘贴使用的材料。
摩擦环保持在同步环和配对锥体之间，其中该同步环和配对锥体承担着连接到其余变速器部件的功能。该摩擦环可以在没有连接的状态下通过取消连动件而松动地在同步环和配对锥体之间运动。一旦接通了相应的档位，该摩擦环就在同步环的锥体和以另一转速运行的配对锥体之间张紧。在该状态下，一旦在同步环和配对锥体之间出现转速差，该摩擦环就形成摩擦。
在本发明的一种设计方案中，摩擦环具有平截头正圆锥体的外罩段的形状，并且完全由摩擦材料制成。由于其简单的几何形状，这种摩擦环可以特别简单并且成本低廉地进行制造。尤其避免与材料损坏有关的切削加工的方法，从而也可以节约地使用如黄铜或者碳这样的昂贵的材料。然而，该摩擦环也可以由合成材料、烧结材料或者其它已知的材料制成。
本发明不限制于摩擦环完全由一种材料制成。在另一变型方案中，该摩擦环在内侧和外侧根据所希望的摩擦值对具有由不同材料制成的摩擦片衬里。
在本发明的另一实施方式中，摩擦环包括基体，该基体在一侧或者两侧用摩擦材料进行涂层。该基体例如是简单制造的钢板环。该钢板环可以设有环绕的凹槽，由摩擦材料制成的摩擦体插入这些凹槽中，这些摩擦体径向突出超过基体。在这种情况下，摩擦体保持在摩擦环中，但是可以围绕至少一根轴线翻转或者移动。由此，摩擦元件呈保持架状地在凹槽中得到引导。
在下一个变型方案中，同步装置包括同步环、配对锥体和多个摩擦环，这些摩擦环设置在同步环和配对锥体之间。由此，如在多锥体同步装置中一样，实现更高的同步效率。此外，不需要由分别相同的摩擦材料来制造摩擦环。更确切地说，由此也可以以成本低廉的方式实现不同的摩擦对，而不需要复杂的连接技术。
各个部件，即同步环和摩擦环可以用不同的制造方法进行制造。分开制造允许使用不同的材料强度。在本发明的一种设计方案中提出，同步环由薄的板材形成，然而摩擦环由更厚的摩擦材料形成。此外，为同步环的板材使用不同于同样由板材构成的摩擦环的材料。由相同的或者不同的材料制成的同步环和摩擦环有利地至少在其表面上设置相互不同的硬度。为此，同步环和摩擦环进行不同的表面处理或者说硬化，并且/或者至少在其表面硬度方面不同。在此，尤其设置用于硬化结构部件的方法，如表面硬化处理、淬透处理或者氮碳共渗的方法。通过对同步环和摩擦环的不同的板材厚度和/或材料种类的选择，可以在制造时实现功能和成本的最优化。处理时间得到了缩短，因为例如简化了对围绕着没有止挡的摩擦环的摩擦面的打磨。
如果将用于在同步过程中更快地导出油的油槽置入同步装置中，那么该油槽可以设置在同步环、配对锥体上和/或摩擦环上。如果油槽设置在摩擦环上并且由摩擦材料均质地制成，那么摩擦环在外侧和内侧都有利地设有油槽，并且油槽相互错开设置，从而获得摩擦环的最小强度并且不会太强烈地削弱该摩擦环。
总之，本发明由此实现了这一点，即简单地制造同步环和配对锥体，并且也能够以成本低廉的方式制造摩擦环。尤其不需要对同步环和配对锥体进行涂层。同时，该摩擦环可以特别简单地进行装配，因为摩擦环由于其对称性不必定向，而且在组装同步装置时可以简单地放入其中。该摩擦环不仅适合于单锥体系统而且也适合于多锥体同步装置，在多锥体同步装置中多个根据本发明的摩擦环前后设置。
附图说明
下面根据附图对本发明进行解释。其中：
图1是根据本发明的同步装置的横截面，以及
图2是具有凹槽的用于根据本发明的另一同步装置的摩擦环。
具体实施方式
从图1中可以获知同步装置1的构造，该同步装置是锥面摩擦离合器。没有示出被同步装置1包围的变速器轴，其中从动轮通过空套齿轮轴承可旋转地设置在变速器轴上。连接体3与从动轮牢固地连接。套筒载体5与连接体3轴向错开地通过齿部6形状配合地设置在变速器轴上。该套筒载体5在外面由轴向可移动地进行设置的接合套7沿径向间隔开地包围。在设置在连接体3和套筒载体5之间的、在外面由接合套7部分包围的中间空间2中插入了外同步环8，该外同步环在内侧具有摩擦面9。该同步环8在外侧设有制动齿部11，该制动齿部在端侧设有脊角11。制动齿部11与设置在连接体3上的连接齿部12相对应。外同步环的摩擦面9与摩擦环13共同作用，该摩擦环沿轴向设置在外同步环8和作为配对锥体4的内同步环14之间。内同步环14通过连动件15形状配合地与连接体3连接。
为了同步，需要接合套7从图1中示出的零位置或者空转位置沿着朝连接体3的方向进行轴向移动。该轴向运动首先触发了预同步，在该预同步中将径向力施加到外同步环8上，该径向力通过摩擦环13进一步施加到内同步环14上，由此形成了摩擦力矩。在这个阶段中，摩擦力矩使得外同步环8和接合套7之间进行转速配合，从而需要提高轴向力用于移动接合套7，由此外同步环8的制动齿部11形状配合地定位到接合套7的内齿部16中。随着轴向移动力的提高以及与之有关的完全起作用的摩擦力矩，实现了在接合套7和外同步环8之间以及由此在套筒载体5和连接体3之间的转速的平衡。在实现转速配合之后，连接体3和从动轮同样由于摩擦环13而变得同步，该摩擦环产生了外同步环8和内同步环14之间的摩擦连接。如果用从动轮实现了套筒载体5和连接体3之间的转速同步，那么可以实现接合套7的换挡直到覆盖连接体齿部12。
外同步环8和内同步环16都具有连动件15，它们通过该连动件与其它结构部件形状配合地连接。设置在外同步环和内同步环之间的摩擦环13沿径向看具有显著更小的厚度并且没有连动件。在没有连接的状态下，摩擦环在同步环之间自由地运动。该摩擦环13由均质的摩擦材料制成，该摩擦材料使得同步环8和配对锥体14的涂层变得可有可无。
图2示出了摩擦环13的透视图，该摩擦环的环形体17具有凹槽18，在该凹槽中设置了没有示出的摩擦元件。凹槽18在圆周侧等距地设置并且沿轴向延伸。有待插入的摩擦元件有利地弯成球体形状，并且在直径方面比环形体17厚。由此留在各个摩擦元件之间的接片区域19形成了油槽20，并且在同步过程期间以所希望的方式导出变速器油。
参考标号
1 同步装置
2 中间空间
3 连接体
4 配对锥体
5 套筒载体
6 齿部
7 接合套
8 外同步环
9 摩擦面
10 制动齿部
11 脊角
12 连接齿部
13 摩擦环
14 内同步环
15 连动件
16 内齿部
17 环形体
18 凹槽
19 接片区域
20 油槽
Claims (10)
1.一种机动车变速器的同步装置(1)，具有至少一个同步环(8)和配对锥体(14)，其中，所述同步环(8)和所述配对锥体(14)在连接的状态下以相同的速度旋转，其特征在于，在所述同步环(8)和所述配对锥体(14)之间设置摩擦环(13)，其中所述摩擦环(13)在没有连接的状态下可以在所述同步环(8)和所述配对锥体(14)之间自由地运动并且松动地设置在所述同步环(8)和所述配对锥体(14)之间。
2.根据权利要求1所述的同步装置，其特征在于，多个摩擦环(13)设置在所述同步环(8)和所述配对锥体(14)之间。
3.根据权利要求1所述的同步装置，其特征在于，所述摩擦环(13)完全由摩擦材料如烧结材料、合成材料、碳和/或黄铜构成。
4.根据权利要求1所述的同步装置，其特征在于，所述摩擦环(13)利用摩擦材料进行涂层。
5.根据权利要求3或4所述的同步装置，其特征在于，所述摩擦环(13)在径向内侧和外侧具有不同的摩擦片衬里。
6.根据权利要求1所述的同步装置，其特征在于，所述摩擦环(13)具有油槽(20)。
7.根据权利要求6所述的同步装置，其特征在于，在两侧设置油槽(20)，其中所述油槽在内侧和外侧错开地设置。
8.根据权利要求1所述的同步装置，其特征在于，所述摩擦环(13)由具有凹槽(18)的环形体(17)构成，其中在所述环形体(17)中摩擦元件呈保持架状地在所述凹槽(18)中得到导引。
9.根据权利要求1所述的同步装置，其特征在于，所述同步环(8)非切削地并且在变形技术方面由板材或者合成材料制成，并且不具有涂层。
10.一种用于根据前述权利要求中任一项所述的同步装置的摩擦环，其特征在于，所述摩擦环(13)是圆锥形的并且不具有连动件。
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