CN102252042B

CN102252042B - 换挡变速器的同步装置

Info

Publication number: CN102252042B
Application number: CN201110126790.4A
Authority: CN
Inventors: 托马斯.霍夫曼
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2031-05-17
Also published as: CN102252042A; DE102010021057A1

Abstract

本发明涉及一种换挡变速器的同步装置(1)，包括同步器外壳(4)和滑动套筒(9)以及至少一个同步环(11，12)，其中，所述同步器外壳抗扭并且轴固定地固定在变速器轴上并且该同步器外壳具有配设有一个或多个空缺(5，6，7)的外齿部(8)。所述滑动套筒(9)具有内齿部(10)并且可轴向滑动地与挡位齿轮联接。此外，所述至少一个同步环(11，12)具有一个或多个轴向定向的突起(13，14)。所述突起延伸到所述空缺(5，6，7)中，其中，所述一个或多个突起(13，14)具有径向和轴向的金属外表面(15至18)，并且其中所述径向的外表面(15，16)具有减震涂层(20)。

Description

换挡变速器的同步装置

技术领域

本发明涉及一种换挡变速器的同步装置，包括同步器外壳和滑动套筒以及至少一个同步环，其中，所述同步器外壳抗扭并且轴固定地固定在变速器轴上，并且所述同步器外壳具有配设有一个或多个空缺的外齿部。具有内齿部的滑动套筒轴向可移动地布置在外齿部上并且可与档位齿轮联接。此外，同步装置具有至少一个同步环，该同步环具有一个或多个轴向定向的突起。所述突起延伸到所述空缺中。

背景技术

这种换挡变速器的同步装置由专利文献DE102006060534A1公开，并且在手动或自动的换挡变速器中通常安置在中间的变速器轴上，其中，同步器外壳通过内齿部抗扭地固定在轴上并且同样在轴向保持在固定的位置上。该同步器外壳具有外齿部，其中，外齿部与滑动套筒的内齿部嵌接，其中，所述内外齿部沿变速器轴的纵轴线的方向定向。在此，滑动套筒与同步器外壳是同中心的并且可纵向移动地布置在所述同步器外壳上。滑动套筒由换挡拨叉控制运动。

借助换挡套筒切换所述换挡变速器的挡级。滑动套筒通过轴向移动作用在同步环上，同步环又与挡位齿轮作用联接。同步环作为单独的环配有外齿部，当在同步器外壳和挡位齿轮之间实现同步时，所述外齿部作为闭锁齿部仅允许换挡。在多次锥面同步中沿轴向前后依次布置有多个同步环作为外环和内环和/或额外带有中间环，以便能够在低挡级时可靠地传递高转矩。为了可靠地控制同步环，同步环具有作为掣子的突起。同步环借助于突起或掣子与配属于该同步环的部件连接。

通过这种带有同步环(该同步环具有金属的突起并且与同步器外壳的外齿部中的相应空缺相互作用)的同步装置在同步过程之前或同步过程中产生了问题，因为突起金属的边界面与同步器外壳的外齿部中的空缺的边界面一起产生了作为干扰噪音感觉到的同步环震颤(Synchronrringschwirren)。这种同步环震颤的原因在于内燃机的回转不均匀性这种回转不均匀性被传递到变速器上。因为在作为用于同步环的掣子的突起和同步器外壳的外齿部中的空缺之间存在基于制造公差的间隙，所以这种回转不均匀性导致上述的同步环震颤。

发明内容

因此，本申请所要解决的技术问题是创造一种同步装置，在该同步装置中克服了前述的缺点，并且回转不均匀性不再在变速器中导致干扰的嗡嗡噪声。

在本申请的第一方面，创造一种换挡变速器的同步装置，包括同步器外壳和滑动套筒以及至少一个同步环，其中，该同步器外壳抗扭并且轴向固定地固定在变速器轴上并且该同步器外壳具有配设有一个或多个空缺的外齿部。滑动套筒具有内齿部，该内齿部轴向可移动地与挡位齿轮联接。此外，所述至少一个同步环具有一个或多个轴向定向的突起。所述突起延伸到空缺中。所述突起具有径向和轴向的金属外表面，其中，径向的外表面具有减震涂层。

该同步装置具有这样的优点，即，如上面所述的一样，同步环用作闭锁齿部，并且具有作为掣子的突起，该突起形状配合地将同步环与抗扭地布置在变速器轴上的同步器外壳连接，然而现在，在旋转运动的回转不均匀性时，不再有在变速器中相互碰到一起的金属面，而是设有减震涂层的面碰在金属的接触面上，由此这样地减弱同步环震颤，使得不出现对驾驶员和乘客干扰的噪音污染。

在该第一方面，同步环的突起或者掣子的所有径向表面都配设有减震层，而在本申请的第二方面则建议，空缺基本上由同步器外壳的外齿图的齿侧面组成的边界面配设有相应的减震层，使得在很大程度上避免同步环震颤。

因此，本申请的第二方面与本申请的第一方面的区别仅在于，即，减震涂层现在敷设在同步器外壳的外齿部限定出空缺的金属侧面上。最后，在本申请的第三个方面，既可以在同步器外壳的外齿部的限定出空缺边界的侧面也可以在同步环的突起或掣子的径向外表面配设减震层，使得在同步环和同步器外壳不均匀地旋转时没有金属表面相互接触。

此外，可以在同步器外壳和挡位齿轮之间布置多个具有轴向突起的同步环，所述突起的径向金属外表面具有减震涂层。如果具有多个同步环的同步装置可以用其突起嵌入同步器壳体的空缺或者相邻的同步环的凹部或者挡位齿轮的连接体的齿图的空缺或者相邻的挡位齿轮的凹部中。对于减震涂层关于抑制同步环震颤的有效性重要的是，设置恰当的、耐磨并且还柔软的、可塑性变形的塑料涂层作为减震涂层。

在此，尤其是弹性体被证明是合适的，所述弹性体由于其橡胶弹性的柔性具有高减震能力。另一方面，减震层也可以是金属表面上用作减震涂层的聚四氟乙烯，因为公知为特氟隆的聚四氟乙烯可与金属的边界面紧密连接并且同时是高温稳定的。

设置减震涂层的另一种可能性是，使用聚酰胺(PA)，其中优选聚酰胺66，因为其具有高的弹性模量、高冲击韧性并且短时间运行175°的上限使用温度。此外，涂层的金属面能够以100°的上限使用温度持久运行，而减震涂层不会有热损坏。然而，饱和度为8％的吸水能力对于减震涂层而言较高。

饱和度可以通过使用聚邻苯二酰胺(PPA)减低到小于0.3％，使得减震涂层的膨胀实际上不发生。此外，聚邻苯二酰胺(PPA)具有14.500N/m²(牛顿每平方毫米)的高弹性模量，同时该材料具有高抗拉强度和高刚度。缺口冲击韧性明显大于聚酰胺66的缺口冲击韧性。此外，可以通过使用用耐磨的颗粒填充的聚邻苯二酰胺(PPA)提高减震涂层的耐磨性。

在本申请的另一种实施形式中，突起在轴向具有卡锁轮廓，在滑动套筒的轴向中间位置，滑动套筒的弹性卡锁元件嵌入该卡锁轮廓中。这具有这样的优点，即，在滑动套筒不与挡位齿轮啮合时，使滑动套筒并因此换挡拨叉保持在空挡位置。因此，为了轴向移动滑动套筒需要轴向移动力，该移动力克服突起的卡接位置，用于将同步环沿轴向朝挡位齿轮移动以实现联接。

附图说明

现在根据附图详细说明本申请，附图中：

图1示出了按本申请的第一种实施形式的同步装置拆解的示意立体原理草图；

图2示出了按本申请的第二种实施形式的同步装置拆解的示意立体原理草图；

图3示出了按本申请的第三种实施形式的同步装置拆解的示意立体原理草图。

具体实施方式

图1示出了按本申请的第一种实施形式的同步装置1拆解的示意立体原理草图。该同步装置1具有四个环状的部件4，9，11和12，所述部件形成双侧作用的同步离合器或同步装置1。同步器外壳4通过具有朝向变速器轴的轴线23的内齿部27的轮毂部24与变速器轴抗扭并且轴向固定地连接。同步器外壳4具有带有三个空缺5，6和7的外齿部。设置在同步器外壳4两侧的同步环11和12的外突起13与所述空缺5，6和7形状配合地嵌接。

此外，在本申请的该实施形式中，每个同步环11和12也具有内突起14，所述内突起与同步器外壳4的轮毂部24中的相应空缺28，29和30形状配合地嵌接。外突起13和内突起14都具有径向的外表面15和16以及轴向的外表面17和18。在外表面15至18中，仅径向外表面15和16分别配设有由塑料弹性体、聚酰胺66、聚邻苯二酰胺(PPA)或由聚四氟乙烯(特氟隆)制成的减震涂层20。该减震涂层20通过交叉的阴影线在图1和在另外的图2和3中标出，以便将涂层的表面从环结构其余的金属表面突显出。

滑动套筒9可以以其内齿部10轴向移动地在同步体4的外齿部8上滑动并且一旦没有示出的挡位齿轮达到与抗扭地固定在变速器轴上的同步器外壳4相同的转速，滑动套筒可以为了联接挡位齿轮，经由同步环11或12的闭锁齿图25沿轴向移动到挡位齿轮中。突起13和14在径向的外表面15和径向的外表面16都具有减震涂层20，而空缺5，6和7的支承面19在本申请的第一实施形式中是纯金属的并且没有减震涂层。

突起13和14的径向外表面15和16的涂层20的减震作用足以抑制同步环震颤。在本申请的第一实施形式中还值得注意的是，外突起13具有卡锁轮廓21，该卡锁轮廓具有卡锁凹坑26，构造在滑动套筒9的内齿部10上的弹性卡锁元件22在滑动套筒9的空挡位置时可以卡接到所述卡锁凹坑中。由此保证，滑动套筒9在不需要外部辅助器件就能保持在空挡的轴向位置。

图2示出了按本申请的第二种实施形式的同步装置1拆解的示意立体原理草图。与图1中功能相同的部件用相同的附图标记表示并且不再赘述。其与本发明的第一种实施形式的区别在于，突起13和14没有减震涂层，而是仅仅外齿部8与空缺5，6和7相邻的齿侧面具有分别一个减震涂层20，所述减震涂层作为接触面19与未涂层的突起13共同作用。

这种方案易于实现，因为在组成同步装置2的四个环形元件中仅有一个环形元件在三个空缺5，6和7的边界区域配设有减震涂层20。因此，在本发明的第二实施形式中，仅空缺5，6和7设置在同步器外壳4的外齿部8中，其中，外齿部8限定出空缺边界的齿侧面涂覆有由塑料弹性体、聚四氟乙烯、聚酰胺66和/或聚邻苯二酰胺(PPA)制成的减震涂层20。

图3示出了按本申请的第三种实施形式的同步装置1拆解的示意立体原理草图，其中，现在在同步器外壳4的空缺5，6和7的边界和接触面19和同步环11和12的外突起13和内突起14的径向外表面15和16具有这种减震涂层20。尽管用于施加这种减震涂层20的成本开销高于前两种实施形式，然而进一步提高了防止同步环震颤的可靠性。

附图标记清单

1同步装置(本申请的第一种实施形式)

2同步装置(本申请的第二种实施形式)

3同步装置(本申请的第三种实施形式)

4同步器外壳

5，6，7空缺

8同步器外壳的外齿部

9滑动套筒

10滑动套筒的内齿部

11同步环

12同步环

13突起(外部的)

14突起(内部的)

15突起的外表面(径向)

16突起的外表面(径向)

17突起的外表面(轴向)

18突起的外表面(轴向)

19接触面

20减震涂层

21卡锁轮廓

22弹性的卡锁元件

23变速器轴的轴线

24同步器外壳的轮毂部

25同步环的闭锁齿图

26卡锁凹坑

27同步器外壳的轮毂部的内齿部

28，29，30轮毂部中的空缺

Claims

1.一种换挡变速器的同步装置，包括同步器外壳(4)和滑动套筒(9)以及至少一个同步环(11，12)，其中，所述同步器外壳抗扭且轴固定地固定在变速器轴上，并且该同步器外壳具有配设有一个或多个空缺(5，6，7)的外齿部(8)，所述滑动套筒(9)具有内齿部(10)并且可轴向滑动地与挡位齿轮联接，所述至少一个同步环具有一个或多个轴向定向的突起(13，14)，所述突起延伸到所述空缺(5，6，7)中，其中，所述一个或多个突起(13，14)具有径向和轴向的金属外表面(15至18)，其中所述径向的外表面(15，16)具有减震涂层(20)，所述减震涂层(20)具有聚四氟乙烯或聚酰胺(PA)或用提高耐磨性的颗粒填充的聚邻苯二酰胺(PPA)。

2.一种换挡变速器的同步装置，包括同步器外壳(4)和滑动套筒(9)以及至少一个同步环(11，12)，其中，所述同步器外壳抗扭并且轴固定地固定在变速器轴上，并且该同步器外壳具有配设有一个或多个空缺(5，6，7)的外齿部(8)，所述滑动套筒(9)具有内齿部(10)并且可轴向滑动地与挡位齿轮联接，所述至少一个同步环(11，12)具有一个或多个轴向定向的突起(13，14)，所述突起延伸到所述空缺(5，6，7)中，其中，所述空缺(5，6，7)具有用于所述突起(13，14)的径向外表面(15，16)的径向接触面(19)，该径向接触面(19)由金属制成并且沿轴向延伸，其中，所述空缺(5，6，7)的径向接触面(19)具有减震涂层(20)，所述减震涂层(20)具有聚四氟乙烯或聚酰胺(PA)或用提高耐磨性的颗粒填充的聚邻苯二酰胺(PPA)。

3.如权利要求1或2所述的同步装置，其中，在所述同步器外壳(4)和滑动套筒(9)之间设置多个同步环，所述同步环具有轴向的突起(14)，该轴向突起的径向金属外表面(15，16)具有减震涂层(20)。

4.如权利要求1至3之一所述的同步装置，其中，所述减震涂层(20)具有塑料涂层。

5.如权利要求1至4之一所述的同步装置，其中，所述减震涂层(20)具有弹性体。

6.如权利要求1至4之一所述的同步装置，其中，用于所述减震涂层(20)的聚酰胺(PA)是聚酰胺66。

7.如权利要求1至4之一所述的同步装置，其中，所述突起(13，14)沿轴向具有卡锁轮廓(21)，在所述滑动套筒(9)的轴向空挡位置上，所述滑动套筒(9)的弹性卡锁元件(22)嵌接在所述卡锁轮廓中。

8.如权利要求1至7之一所述的同步装置，其中，所述同步装置(1)具有多个同步环(11，12)，所述同步环的突起(13，14)嵌接在所述同步体(4)的空缺(5，6，7)或者相邻的同步环的空缺或者挡位齿轮的离合器体的齿圈的空缺或者相邻的挡位齿轮体的空缺中。