CN102597561B - 用于变速箱的同步器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变速箱(10)的同步器，具有：毂(14)，其与传动轴(16)关联；滑动套筒(18)，其抗扭地设置在毂(14)上，然而沿着传动轴(16)的轴向方向(20)在毂(14)上受限地移动；变速齿轮侧的变速齿部(30)，滑动套筒(18)能够与变速齿部(30)耦接；以及同步组件(22)，其由锁紧环(24)和摩擦环(26)构成，其中锁紧环(24)设置有斜面(40)，其能够与在摩擦环(26)上的压紧面(42)协作，使得通过增大在轴向方向(20)由滑动套筒(18)施加的换挡力(F)产生摩擦环(26)朝着摩擦面(44)轴向的压紧力(F增大)，摩擦面(44)与变速箱(10)的变速齿轮(28)耦接。

Description

用于变速箱的同步器
技术领域
本发明涉及一种用于变速箱的同步器，借助该同步器可以使变速齿轮的转速与传动轴的转速匹配，以便变速齿轮与传动轴形状配合地耦合。
背景技术
这种同步器通常已知。
尤其，在现有技术中已存在具有所谓的用于改善同步过程的伺服同步器的变速箱。在此情况下，利用来自可相对彼此转动的齿轮的转矩的能量来增强通过变速杆的换挡把手施加到同步器上的换挡力。
例如，DE 102006044352B3公开了一种伺服同步器，其中轴向可活动的、枢转支承的垫板容纳在同步套筒的凹进部中。垫板和同步套筒分别具有同步伺服斜面，其在传动齿轮箱换挡过程中协作并且引起换挡力增大。所描述的实施形式在此限于惯性同步传动齿轮箱，其中在传动齿轮箱同步器的同步环上不仅构建闭锁齿部而且构建摩擦锥。由此，同步环的制造相当费事且昂贵。此外，将同步伺服斜面模制在同步套筒以及的可枢转地支承垫板，在制造技术上都需要极大的开销。
发明内容
本发明的任务是提出一种传动齿轮箱同步器，其制造开销降低并且可增强换挡力。
该任务通过用于变速箱的同步器来解决，该同步器具有：毂，其与传动轴关联；滑动套筒，其抗扭地设置在毂上，然而沿着传动轴的轴向方向在毂上受限地移动；变速齿轮侧的变速齿部，滑动套筒可以与变速齿部耦接；以及同步组件，其由锁紧环和摩擦环构成，其中锁紧环设置有斜面，其可以与摩擦环上的压紧面协作，使得通过增大在轴向方向上由滑动套筒施加的换挡力而产生摩擦环朝着摩擦面的轴向压紧力，摩擦面与变速箱的变速齿轮耦接。因此，出于制造技术的原因也利用闭锁功能(锁紧环)和摩擦功能(摩擦环)的有利的结构分离，以低开销将摩擦力增强部集成到同步器中。另外，同步器由于锁紧环与摩擦环分离而是“对磨损惰性的”。这意味着：换挡力的增强通过在锁紧环与摩擦环之间更大的轴向相对运动而补偿，并且由此保证了与磨损无关的闭锁状态以及基本上恒定的闭锁安全性。
优选地在毂中设置有至少一个垫板，其将滑动套筒的轴向换挡运动传递到同步组件上。
特别优选地，垫板与摩擦环协作并且可以在轴向方向尤其是形状配合地与摩擦环耦接。由于在垫板与摩擦环之间的轴向形状配合连接而使变速箱中不期望的拖拽矩最小化，因为垫板在挂档时相对于毂在轴向中部位置中运动并且由于形状配合连接而与摩擦环轴向“同步”。摩擦环的同步导致摩擦连接的强制通风，即导致摩擦环的摩擦面与同变速箱的变速齿轮耦接的摩擦面强制分离。这样的强制通风的优点在此可以在构造上非常简单地通过形状配合连接尤其是在垫板与摩擦环之间的轴向插接连接来实现。
在一个实施变形方案中，在轴向方向上在滑动套筒的两侧上设置有同步组件，并且垫板与同步组件的两个摩擦环耦接。该耦接尤其可以是在走向方向上形状配合的连接。除了上面所提及的强制通风之外，摩擦环通过垫板的耦接也导致了由于在垫板上的强制运动引起的嗡嗡作响的倾向减小以及嘎嘎噪声降低。
通常，锁紧环在周向上相对于滑动套筒可转动一个角度刻度。该角度刻度在此选择为使得锁紧环将滑动套筒在两个角形挡卡住并且在两个角形挡之间的中间位置中释放。
在锁紧环与滑动套筒之间有限的相对转动可以简单地通过如下方式来固定：毂与锁紧环在周向上通过彼此接合的突起部和凹进部而彼此耦接。
上面所提及的摩擦环的压紧面优选设置在咬入件上，其在轴向方向上延伸穿过锁紧环。该咬入件本来就在周向上待耦接在摩擦环与锁紧环之间并且可以以低开销匹配，使得其具有用于换挡力增强的压紧面。
在同步器的另一实施形式中，设置有弹簧，其使同步组件进入其输出状态中。在此同步组件的其中摩擦环靠置在锁紧环上的状态称作输出状态。
在一个实施变形方案中，弹簧支撑在摩擦环的咬入件上。同步组件由锁紧环、摩擦环、弹簧和保持环(必要时)构成，该同步组件在此情况下形成了本身封闭的预张紧的组件，其在组合成变速箱的情况下可以非常简单地安装。
在同步器的另一实施变形方案中，在摩擦环与变速箱的变速齿轮之间设置有弹簧。通过该结构，弹簧使同步组件不仅处于其输出状态中，而且有利地也处于通风状态中，这引起变速箱中的拖拽矩降低。
附图说明
参照附图，以下对优选实施例的描述可得到本发明的其他特征和优点。其中：
图1示出了用于力通量的一般性阐述的传动齿轮箱部分的示意性概略图；
图2示出了根据本发明的第一实施形式的同步器的透视分解图；
图3示出了根据图2的处于未换挡的中性状态中的组合好的同步器的截面详图；
图4示出了根据图2的同步器的同步组件的截面详图；
图5示出了根据图4的同步组件的分解图；
图6示出了根据本发明的第二实施形式的同步器的透视分解图；
图7示出了根据图6的处于未换挡的中性状态的组合好的同步器的截面详图；
图8示出了在开始换挡过程时根据图6的组合好的同步器的截面详图；
图9示出了根据图6的处于同步状态中的组合好的同步器的截面详图；
图10示出了根据图6的处于被换挡的离合状态中的组合好的同步器的截面详图；
图11示出了根据本发明的第三实施形式的同步器的透视分解图；
图12示出了根据图11的组合好的同步器的截面详图。
具体实施方式
图1是原理上阐明处于被换挡的离合状态中的具有(惯性)同步器12的变速箱10中的力通量的示意性概略图。
用于变速箱10的同步器12包括：毂14，该毂14与传动轴16相关；滑动套筒18，其抗扭地设置在毂14上，然而沿着传动轴16的轴向方向20在毂14受限地移动；以及同步组件22，其由锁紧环24和摩擦环26构成。此外，示出了变速箱10的变速齿轮28，其中变速齿轮侧的变速齿部30可以与滑动套筒18耦接。因此，转矩在根据图1的被换挡的离合状态下从传动轴16通过毂14、滑动套筒18和变速齿部30传递到变速齿轮28上。在此通过在毂14的外齿部32与滑动套筒18的内齿部34之间以及在滑动套筒18的内齿部34与变速齿轮侧的变速齿部30之间基本上抗扭的形状配合连接来实现转矩传递。变速齿部30例如设置在耦接体36上，该耦接体36也具有变速齿轮侧的摩擦面44，或者变速齿部30设置在耦接片38，其中耦接体36或耦接片38与变速齿轮28抗扭地连接。两个变形方案在图12中示出。当然，也可以考虑的是，变速齿部30直接模制在变速齿轮28的轴向伸展部上。
图2、图6和图11分别示出了在不同实施形式中的同步器12的透视分解图。在此，明显的是，锁紧环24始终设置有斜面40，其可以与摩擦环26上的压紧面42协作，使得通过增大沿着轴向方向20由滑动套筒18施加的换挡力F(参见图8)产生摩擦环26朝着摩擦面44的轴向压紧力F增大(参见图9)，摩擦面44与变速箱10的变速齿轮28离合。
在图2至图5示出了同步器12的第一实施形式。在这里使用的惯性同步器类似于Borg-Warner-同步器，然而附加地使用了轴向力增大。
为了惯性同步，在此使用了预安装的同步组件22，其由摩擦环26、锁紧环24、弹簧46和卡环48构成，卡环48插入摩擦环26的保持接片中。锁紧环24被弹簧46压向摩擦环26的径向突出的靠置接片50(图2)或简单地压向摩擦环26的带上。
摩擦环26设置有咬入件52，其穿过锁紧环24的相应的留空部53。在咬入件52的内侧上安置有卡环48。在至实际摩擦环26的过渡区域中，咬入件52分别设置有对角线布置的压紧面42，其与锁紧环24上的相应斜面40协作。同步组件22由摩擦环26、锁紧环24和弹簧46构成，该同步组件22可转动一个角度刻度地安置在毂14上，更确切地说借助毂14上的突出部54来安置，所述突出部54接合到锁紧环24上的凹进部56中。可替选地，在锁紧环24上也安置有咬入凸轮，其接合到毂14的相应留空部(参见图6)。
在滑动套筒18(从图3中所示的中间状态)沿着轴向方向20操作时，其通过垫板58(参见图11)与同步组件22同步。一旦建立摩擦接合，即与摩擦环26同步。由此锁紧环24相对于毂14调整，使得其安置在外周上的齿部60将滑动套筒18的换挡闭锁。由于有对角线布置的压紧面42，摩擦环26在轴向方向20朝着耦接体36压紧，其方式是锁紧环24上的压紧面42和锁紧环24又支撑在毂14上。在此，弹簧46被夹紧。轴向增大的程度可以通过压紧面42的角取向来调节。一旦出现转速平衡，则滑动套筒18使锁紧环24回转一个角度刻度，使得滑动套筒18可以被换挡。
在滑动套筒18又返回到其输出状态(图3)时，弹簧46保证了同步组件22又返回到其输出状态中。
第一实施形式的优点在于，可以实现大轴向力增大。“Die Trennung von”摩擦环26与锁紧环24的分离能够实现与摩擦无关的闭锁状态或闭锁安全性。与所示的实施不同，多面同步器也是可能的。通过使用导致摩擦面44的强制通风的附加的弹簧，可以减小不期望的摩擦矩(拖拽矩)以及减小嘎嘎声和嗡嗡声倾向。
图6至11示出了变速箱10的同步器12的第二实施形式。
正如根据图1至5的第一实施例中那样，摩擦面26的压紧面42设置在咬入件52上，其在轴向方向20上延伸穿过锁紧环24。咬入件52因此负责将摩擦环26与锁紧环24在周向上耦接。
同样类似于第一实施形式，设置有弹簧46，其使同步组件22处于其输出状态中。在此，同步组件22的其中锁紧环24与摩擦环26彼此靠置的状态称作输出状态。
与弹簧46支撑在咬入件52(更确切地是咬入件52的保持接片)上的第一实施形式不同，弹簧46根据图6至图10设置在摩擦环26与变速齿轮28之间。
弹簧46因此一方面支撑在变速齿轮28上，可替选地支撑在耦接体36上或支撑在耦接片38上，而另一方面支撑在摩擦环26上。其由此将摩擦环26朝着锁紧环24作用，锁紧环24又支撑在毂14上。由此，相关的部件持续地受到一定的预应力作用，由此明显减小了发出嗡嗡声倾向以及嘎嘎噪声。
在同步器12的第二实施形式中，就弹簧46而言，单个弹性元件就足以使同步组件22不仅处于其通风状态(与通过变速齿轮28相关的摩擦面间隔)而且处于其输出状态(摩擦环26与锁紧环24靠置)。此外，可以省去附加的卡环48(参见例如图5)。
此外，不同于在第一实施形式中变速齿部30和锥形摩擦面44设置在与变速齿轮28抗扭地连接的耦接体36上，在第二实施形式中变速齿部30设耦接体36上并且摩擦面44设置在基本上抗扭地可插入耦接体36中的锥形环62上。
图7至图10示出了传动齿轮箱10的从未换挡的中性状态(图7)至被换挡的离合状态的换挡过程，在被换挡的离合状态中传动轴16形状配合地并且基本上抗扭地与变速齿轮28连接(图10)。
从图7中的未换挡的中性状态出发，滑动套筒18被拨叉(未示出)轴向施加以换挡力F。通过垫板58将换挡力F引导到锁紧环24中，其又将摩擦环26压向锥形环62的摩擦面44(图8)。通过形成的摩擦配合，锁紧环24在毂14和变速齿轮28转速异步时相对于滑动套筒18转动一个角度刻度，使得锁紧环24的齿部60在根据图9的同步状态中将滑动套筒18的进一步的轴向移动卡住。
在摩擦环26与摩擦面44之间的摩擦配合的构建中，在摩擦环26与锁紧环24之间形成转动矩，其通过咬入件52的压紧面42和锁紧环24的斜面斜面40来传递。由于斜面40和压紧面42倾斜，所以在此形成轴向压紧力F增大，压紧力将锁紧环24和摩擦环26逆着弹簧46的弹簧力轴向压向彼此并且将锥形摩擦环26朝着同样锥形的摩擦面44作用。
压紧力F增大用作换挡力增大，由于摩擦环26总共以力F+F增大朝着摩擦面44作用并且因此构建与摩擦面44的增大的摩擦连接。
在毂14以及滑动套筒18与变速齿轮28之间的转速平衡之后，换挡力F足以使锁紧环24回转角度刻度并且将滑动套筒18通过齿部60推移到变速齿轮侧变速齿部30，使得换到所期望的档(图10)。
图11和12示出了根据第三实施形式的同步器12。
如在前面实施形式中在此在套筒14中设置有至少一个垫板58，其将轴向换挡力F和随之出现的滑动套筒18的换挡过程传递到同步组件22。优选地，多个尤其是三个垫板58均匀地分布到毂14的环周上以便传递换挡力F。
而与前面的实施形式不同，垫板58在此直接与摩擦环26协作，其中在轴向方向20形状配合地与摩擦环26耦接。轴向耦接通过插接连接进行，其中垫板58的径向伸展部64径向插入摩擦环26的开口66中。
根据图11和12，在轴向方向20上看，在滑动套筒18的两侧上分别设置有同步组件22，垫板58与同步组件22的摩擦环26耦接。
对置的同步组件22由于在垫板58上的强制运动形成的耦接导致明显减小变速箱10内的嗡嗡作响的倾向减小以及嘎嘎噪声降低。

Claims (11)

1.一种变速箱(10)的同步器，具有：
毂(14)，其与传动轴(16)关联，
滑动套筒(18)，其抗扭地设置在毂(14)上，然而沿着传动轴(16)的轴向方向(20)在毂(14)上受限地移动，
变速齿轮侧的变速齿部(30)，滑动套筒(18)能够与变速齿部(30)耦接，以及
同步组件(22)，其由锁紧环(24)和摩擦环(26)构成，
其特征在于，摩擦环设置有压紧面(42)，该压紧面(42)可以支撑在锁紧环(24)上，
其中锁紧环(24)设置有斜面(40)，其能够与压紧面(42)协作，使得通过增大在轴向方向(20)由滑动套筒(18)施加的换挡力(F)产生摩擦环(26)朝着摩擦面(44)轴向的压紧力(F增大)，摩擦面(44)与变速箱(10)的变速齿轮(28)耦接。
2.根据权利要求1所述的同步器，其特征在于，在毂(14)中设置至少一个垫板(58)，其将滑动套筒(18)的轴向的换挡运动传递到同步组件(22)上。
3.根据权利要求2所述的同步器，其特征在于，垫板(58)与摩擦环(26)协作。
4.根据权利要求2或3所述的同步器，其特征在于，垫板(58)在轴向方向(20)与摩擦环(26)形状配合地耦接。
5.根据权利要求2或3所述的同步器，其特征在于，在滑动套筒(18)的两侧上设置有同步组件(22)，并且垫板(58)与两个摩擦环(26)耦接。
6.根据权利要求1所述的同步器，其特征在于，锁紧环(24)相对于滑动套筒(18)能够转动一个角度刻度。
7.根据权利要求1所述的同步器，其特征在于，毂(14)和锁紧环(24)在周向上通过彼此接合的突出部(54)和凹进部(56)彼此耦接。
8.根据权利要求1所述的同步器，其特征在于，摩擦环(26)的压紧面(42)设置在咬入件(52)上，压紧面(42)在轴向方向(20)延伸穿过锁紧环(24)。
9.根据权利要求1所述的同步器，其特征在于，设置有弹簧(46)，其使同步组件(22)处于其输出状态中。
10.根据权利要求8所述的同步器，其特征在于，设置有弹簧(46)，其使同步组件(22)处于其输出状态中，所述弹簧(46)支撑在咬入件(52)。
11.根据权利要求9所述的同步器，其特征在于，弹簧(46)设置在摩擦环(26)与变速箱(10)的变速齿轮(28)之间。
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