CN103133555A - 离合器本体以及用于制造离合器本体的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于制造离合器本体（48）、特别是用于机动车辆变速箱（50）的同步装置（56）的离合器本体（48）的方法，其中，离合器本体（48）具有主体（17），主体（17）上形成有离合器本体齿（46）、用于连接到旋转元件（54）的连接表面（30）以及用于与同步环（62）摩擦配对的锥形表面（32），其中，该方法具有以下步骤：提供离合器本体坯件（12）；在离合器本体坯件（12）的周向部上形成第一组多个第一周向段（18），第一周向段（18）限定连接表面（30）；在离合器本体坯件（12）的周向部上形成第二组多个第二周向段（20），第二周向段（20）限定锥形表面（32）；第一周向段（18）和第二周向段（20）设置成分布在离合器本体（48）的圆周上。

Description

离合器本体以及用于制造离合器本体的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造离合器本体、特别是用于机动车辆变速箱的同步装置的离合器本体的方法，其中，离合器本体具有主体，主体上形成有离合器本体齿、用于连接到诸如空套齿轮（loose gear）之类的旋转元件的连接表面以及用于与同步环进行摩擦配对的锥形表面。

本发明还涉及一种用于机动车辆变速箱的同步装置的离合器本体，该离合器本体具有环形盘状的主体，在该主体的外周上形成离合器本体齿，该主体限定连接表面和锥形表面。

最后，本发明涉及一种同步装置、特别是用于机动车辆变速箱的同步装置，该同步装置具有能够固定地连接到轴的导套、以可轴向移置的方式安装在导套上的换挡套以及能够固定地连接到可旋转安装在轴上的旋转元件的离合器本体。

背景技术

所述类型的离合器本体通常是已知的，并且特别地用于可以特别是副轴型变速箱形式的机动车辆变速箱的换挡离合器。

在此，机动车辆变速箱可以是手动换挡变速箱，也可以是诸如自动换挡变速箱、双离合器变速箱的自动变速箱。所述类型的同步装置也用于机动车辆动力传动系统的其他部分，例如用于具有多个齿轮级的电动驱动的轮轴等。

在同步装置的情况下，已知具有锥形表面的摩擦锥，该锥形表面用于实现与要被直接形成在诸如空套齿轮之类的旋转元件上的同步环的相对应的锥形表面的摩擦配对。在一些所述类型的旋转元件的情况下，这种锥形表面的直接形成不适于制造或“包装”。在这种情况下，在第一变体中，借助于首先由例如锻制毛坯的实体提供的离合器本体来制造同步装置。在所述变体中，锥形表面在安装在旋转元件上之前或之后通过切削方法来加工。具有施用的摩擦衬垫的同步环随后遇到所述锥形表面。

在所述变体中，通过锻制毛坯来制造离合器本体是昂贵的。此外，有必要使用具有施用的摩擦衬垫的同步环。

在第二变体中，盘状形式的离合器本体固定到旋转元件。单独制造的锥形环随后借助于插入到离合器本体的空腔部中的锥形环的凸轮以强制（positively）锁定方式连接到离合器本体。锥形环具有锥形表面，该锥形表面形成与同步环的同步环锥形表面的摩擦配对。在所述变体中，既可以将摩擦衬垫施用到同步环也可以施用到锥形环。所述第二变体的缺点在于：特别地除了同步环和离合器本体部件之外，总是存在对于可插入的、单独的锥形环——作为摩擦衬垫的支承件或者作为互补摩擦表面——的需求。

文献DE 198 53 896 A1公开了一种用于手动变速箱的同步装置，其中，外部同步环为以非切削方法形成的单件式薄壁片状金属环，该片状金属环的最大直径面侧部具有形成在其上的齿，并且该片状金属环的最小直径面侧部具有形成在其上的径向向外指向的边缘部。

此外，文献DE 100 18 093 A1公开了一种用于同步装置的齿，该齿具有由金属片通过成形过程形成的未分割的花键廓形，其中，该齿为换挡套的齿或同步装置本体的齿。

文献DE 10 2006 059 868 A1公开了一种用于制造同步环的另外的方法，其中，起始工件经受成形过程以形成环形本体，并且其中，该环形本体随后经受借助于轧制过程的再轧制，其中，再轧制包括通过轧制来制造内摩擦表面和/或外摩擦表面。

此外，文献DE 20 2006 019 959 U1公开了一种同步环，该同步环具有凹部并且形成保持架，保持架在凹部中导引摩擦元件，其中，摩擦元件以可移置和/或可旋转的方式设置在凹部中，如已在文献DE 10 2008 052 415 A1中同样以相似形式公开的。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提出一种用于制造离合器本体的改进的方法、一种离合器本体以及一种具有所述类型的离合器本体的同步装置，其中，特别是，该离合器本体应当制造成本低廉。

所述目的首先通过一种用于制造离合器本体、特别是用于机动车辆变速箱的同步装置的离合器本体的方法来实现，其中，离合器本体具有主体，主体上形成有离合器本体齿、用于连接到旋转元件的连接表面以及用于与同步环进行摩擦配对的锥形表面，并且其中，该方法具有以下步骤：提供离合器本体坯件；在离合器本体坯件的周向部上形成第一组多个第一周向段，其中，第一周向段限定连接表面；在离合器本体坯件的周向部上形成第二组多个第二周向段，其中，第二周向段限定锥形表面；其中，第一周向段和第二周向段设置成分布在离合器本体的圆周上。

上述目的还通过一种用于机动车辆变速箱的同步装置的离合器本体而实现，该离合器本体具有环形盘状的主体，在该主体的外周上形成有离合器本体齿，并且从该主体的内周延伸有限定连接表面的第一组多个第一周向段以及限定锥形表面的第二组多个第二周向段，其中，第一周向段和第二周向段设置成分布在离合器本体的圆周上。

上述目的最后通过一种同步装置而实现，该同步装置特别地用于机动车辆变速箱并且具有根据本发明的类型的离合器本体。

通过本发明，首先实现的是，提供了一种其上形成有锥形表面的离合器本体，使得不必提供单独的锥形环。此外，可以提供一种特别是不必锻造的简单的离合器坯件（非锻造坯件）。

由于形成限定连接表面的第一周向段并优选同时形成用于限定锥形表面的第二周向段，因此对于所述段，特别是关于连接表面的组装直径、连接表面的组装几何形状和导引长度以及锥形表面的摩擦直径、摩擦角和/或锥长，可以以功能上特定的方式来实现。

由于第一周向段和第二周向段的这种周向分布的设置，因此还可以确保良好的注油及泄油。特别地，可以实现无需油槽的离合器本体，并且如果合适的话，可以实现无需油槽的摩擦衬垫。

此外，摩擦衬垫可以设置在锥形表面上，如果合适的话，使得可以将离合器本体与本身不具有摩擦衬垫的同步环配对。这里，可以使用不同的摩擦材料，例如铁和分散烧结物、碳、钼、黄铜等。

替代性地，不言自明的是，锥形表面也可以不需要摩擦衬垫而形成并且摩擦衬垫可以设置在同步环上。

第一周向段和第二周向段在离合器本体的圆周上的分布优选地导致了如平面图中所观察到的周向段的波浪形结构，通过该波浪形结构可以特别地确保注油及泄油。第一周向段和第二周向段的形成优选地通过非切削成形过程、特别是通过弯曲过程来实现。然而，根据本发明的离合器本体通常也可以通过一次成型、例如通过铸造或烧结来制造。在一次成型的情况下，离合器本体坯件的提供和周向段的形成在一个步骤中发生。

由于优选不存在对于制造离合器本体坯件的以切削为基础的加工的需求，因此产生了显著更少的材料浪费或切削浪费。

如果形成的第一周向段和第二周向段的外轮廓和/或内轮廓具有如在轴向平面图中所观察到的波浪形形状，则能够减小同步环在冷油条件下的粘着力，因此能够改善同步装置的冷天换挡能力。

连接表面优选为圆柱形连接表面，该圆柱形连接表面在周向方向上是不连续的但优选与要被固定到离合器本体的旋转元件的旋转轴线平行对齐。

锥形表面优选为相对于旋转轴线倾斜了大于0°的角的表面，其中，以此方式实现的锥角可以处于1°至30°的范围中。

总的来说，可以根据本发明提供一种低廉的离合器本体。

除了离合器本体的制造，根据本发明的方法还可以用于制造其他环形体。

由此全面地实现了该目的。

在一个特别优选的实施方式中，离合器本体坯件以平坦的片状金属元件的形式提供，该平坦的片状金属元件特别地由片状金属带制造。因此，离合器本体坯件能够廉价地提供并且不需要以锻造为基础的加工或以切削为基础的加工过程。

在此，离合器本体坯件特别优选地通过对平坦的片状金属材料冲压来提供。

在此，切削浪费能够优选是以简单方式被再熔化和再使用。

特别地，离合器本体坯件优选以环形元件的形式、特别是以环形盘的形式来提供，离合器本体坯件的外周构造成用于离合器齿的形成，而离合器本体坯件的内周构造成用于第一周向段和第二周向段的形成。实际上，周向段在理论上也可以在环形元件的外周的区域中制造。然而，对于常规的同步装置，第一周向段和第二周向段优选形成在离合器本体坯件的内周部上。

特别有利的是，第一周向段和/或第二周向段通过在相对于离合器本体坯件的平面横向的方向上进行弯曲而形成。

周向段通过在相对于离合器本体坯件的平面横向的方向上进行弯曲的成形在成形技术方面，特别是如果以平坦的片状金属材料制成的平坦的环形盘的形式提供离合器本体坯件时能够以相对简单的方式实现。在此，周向段通常可以通过在内周的区域中径向切削来预先限定。这简化了弯曲过程。在这种情况下，各个周向段优选例如通过焊接再次连接在分型线的区域中，以获得加工过的离合器本体的更大的整体稳定性。

作为对此的替代，可以在不设置这种径向切口的情况下实现离合器本体坯件的内周的区域中的第一周向段和第二周向段的弯曲，从而导致如轴向平面图中所观察到的周向段的连续波浪形形式。在关于径向切口的变体中，各个周向段能够通过不连贯的阶梯部并入到彼此中。

通常，可以在周向段已经形成之后将摩擦衬垫施用到离合器本体的在周向方向上不连续的锥形表面。

然而，摩擦衬垫特别优选在第一周向段和/或第二周向段形成之前施用到离合器本体坯件的表面。

因此，适当的情况是，摩擦衬垫设置在第二周向段之间的区域中的加工过的离合器本体上，该摩擦衬垫不用于摩擦配对。然而，将摩擦衬垫施用到平坦的离合器本体坯件的成本显著更小。

还可以在第一周向段和第二周向段形成在离合器本体坯件上之前形成离合器本体齿。

然而，特别优选在形成第一周向段和/或第二周向段之后形成离合器本体齿。离合器本体齿的形成可以是非切削成形过程，例如冲压。然而替代性地，还可以通过切削过程来制造离合器本体齿。

此外，将摩擦元件全部插入至少两个周向段之间也是有利的，该摩擦元件与所述第二周向段一起使锥形表面变得完整。

在此，摩擦元件可以固定地连接到离合器本体坯件。摩擦元件也可以替代性地以可移动的方式安装在离合器本体上，如例如文献DE 20 2006 019 959 U1或DE 10 2008 052 415 A1中所公开的。在此，如果合适的话，用于接收或用于可移动地安装这种摩擦元件的凹部可能有必要设置在第一周向段和/或第二周向段的区域中。这种凹部也可以在用于制造周向段的弯曲过程期间共同地形成。

锥形表面优选在成形过程之前校准，并且如果合适的话，在施用摩擦衬垫之后校准。此外，如果合适的话，这种校准也可以在连接表面的区域中进行。

不言自明的是，在不背离本发明的范围的情况下，上文所提出的特征以及尚未在下文中说明的特征不仅用于分别提出的组合，还用于其他组合或单独使用。

附图说明

本发明的示例性实施方式在附图中示出并且将会在以下描述中进行更详细的说明，在附图中：

图1示出了借助其而形成离合器本体坯件的片状金属材料带；

图2示出了沿着图1中的线II-II的截面图；

图3示出了将摩擦衬垫施用在内周部的区域中之后的离合器本体的平面图；

图4为形成第一周向部和第二周向部之后的沿着图3中的线IV-IV的示意性截面图；

图5示出了其上形成有离合器本体齿的离合器本体的轴向平面图；

图5a为具有根据本发明的同步装置的机动车辆变速箱的示意图；

图6为与图3相对应的、离合器本体坯件的另外的实施方式的立体图；

图7示出了弯曲过程期间图6的离合器本体坯件的局部立体图；

图8为与图7对应的、在用于制造周向段的成形过程之后以及在形成离合器本体齿之后的离合器本体的示图，其中该离合器本体具有能够选择性地插入到中间空间中的摩擦元件；

图9示出了与同步环摩擦配对的图8中的离合器本体的立体图；

图10示出了根据本发明的离合器本体的另外的实施方式的轴向局部视图；

图11示出了沿着图10中的线XI-XI的示意性截面图。

具体实施方式

图1至图5以示意性的形式示出了用于制造根据本发明的离合器本体的实施方式的方法的顺序。这里，图1以示意性平面图的方式示出了从其切削出、特别是冲压出平坦的环形离合器本体坯件12的片状金属带10。

图2示出了所述类型的离合器本体坯件的示意性纵向截面图，离合器本体坯件具有环形盘状的主体17，主体17具有外周14和内周16。

图3示出了离合器本体坯件12’的示意性平面图，在离合器本体坯件12’的内周区域中形成有多个周向段。在此，图3示意性地示出了分型线22，分型线22可以完全是虚的分型线22，但也可以是从内周16延伸的径向切口。

在这种情况下，离合器本体坯件12’的圆周被分成四个第一周向段18a、18b、18c、18d和四个第二周向段20a、20b、20c、20d，这些周向段特别地以交替的方式设置成分布在离合器本体的圆周上。第一周向段和第二周向段的数量尽管可以不同但优选相同。此外，第一周向段和/或第二周向段的数量在不同情况下可以处于4至100的范围中，特别地处于10至30的范围中。

在图3中，还能够观察到，在尚未形成周向段18、20的区域中，已经将摩擦衬垫24施用到离合器本体坯件12’，摩擦衬垫24在该主体下仍为平坦的并处于邻接内周16的区域中；这能够以低成本实现。

图4示出了沿着图3中的线IV-IV的截面图，其中该图为在不同情况下成形周向段18、20之后的视图，图4示出了这些不同情况中的一种。

能够观察到，第一周向段（在该情况下为周向段18a）已经被成形为——特别是如以26示意性表示的——弯曲的，以便大体上以与离合器本体坯件12’的平面成直角地延伸。还能够观察到，第二周向段（图4中仅示出了第二周向段中的周向段20c）通过弯曲过程28同样被成形为特别是相对于离合器本体坯件12’的主平面是弯曲的，其中，弯曲发生为使得第二周向段20不以与离合器主体坯件12’的主平面直角地突出而是相对于离合器主体坯件12’的主平面倾斜。

借助于大致以直角弯曲的第一周向段18，在第一周向段18的内周处限定了连接表面30，连接表面30具有大致圆筒形形状，具体地相对于图4中示意性示出的旋转轴线是同轴的。连接表面30可以是在周向方向上不连续的圆柱形表面。然而连接表面30也可以在成形期间形成有轴向齿廓或花键齿廓形成。因此，尚未加工的离合器本体稍后能够被推到诸如空套齿轮之类的旋转元件的毂部上，并随后例如通过焊接连接到毂部上。替代性地，尚未加工的离合器本体能够插到旋转元件的这种毂部的外部齿上，以获得周向方向上的强制锁定连接。

第二周向段20弯曲成使得在第二周向段20的外周处限定有锥形表面32，锥形表面32相对于旋转轴线倾斜地对齐。

周向段18、20的材料厚度与图2中的离合器本体坯件12的材料厚度大致相当，但由于成形过程，因此也可以比图2中的离合器本体坯件12的材料厚度更薄（或更厚）。

如上文所说明的，周向段18、20可以通过径向切口预先地彼此分离开，因此，有助于周向段的弯曲过程并且周向段以阶梯状方式并入到彼此中。在径向方向上至少部分重叠的周向段随后可以特别地通过焊接再次连接至彼此，以获得较大的整体稳定性。

然而，替代性地，也可以通过一致的弯曲过程来成形周向段18、20，使得周向段特别地以连续的方式而无需阶梯地并入到彼此中，如轴向平面图中所观察到的。

在图4中，连接表面30的半径以36标示。第二周向段20的内半径以38标示，第二周向段在自由端处的外半径以40标示。第二周向段20至主体17的过渡区域的半径以42标示。

此外，图4示出了大于0°的锥角44。该锥角与锥形表面32相对于旋转轴线所倾斜的角相对应。

图5示出了离合器本体坯件12”的平面图，该离合器本体坯件12”已经进行了进一步的处理，并且在该进一步的处理中，周向段18、20以阶梯状方式并入到彼此中，即以非连续的方式并入到彼此中，如上文所说明的。随后可以在所述类型的离合器本体坯件12”的外周上通过诸如冲压之类的成形过程或者通过切削过程而在所述类型的离合器本体坯件12”上形成离合器本体齿46。以此方式加工的离合器本体在图5中以48标示。

图5a示意性地示出了机动车辆变速箱50的一部分，该部分具有其上可旋转地安装有诸如空套齿轮之类的旋转元件54的轴52。轴52和旋转元件54能够通过同步装置56连接至彼此。同步装置56包括固定地连接到轴52的导套58，以及通常通过沿纵向方向延伸的齿以可轴向移置的方式安装在导套58上的换挡套60。此外，同步装置56具有固定地连接到旋转元件54的离合器本体48，以及如通常现有技术中已知的设置在换挡套60与离合器本体48之间的同步环62。

离合器本体48可以特别地为图5中所示的离合器本体。

图6至图9示出了用于制造离合器本体的方法的另外的实施方式，该方法在顺序以及所制造的离合器本体的设计和运行方式方面与图1至图5的所述方式一致。因此以相同的附图标记表示同一元件。将在下文中进行主要描述不同之处。

在图6中，首先，从片状金属材料切削（冲出）出离合器本体坯件12’，其中，第一周向段18在径向方向上比第二周向段20进一步向内突出。

图7示出了弯曲过程26、28期间的离合器本体坯件12’。图8示出了完成弯曲过程26、28之后以及形成离合器本体齿46之后的加工过的离合器本体。由于图6的离合器本体坯件12’的周向段的不同的径向长度，因此在弯曲过程之后实现成形的周向段18、20在轴向方向上具有近似相等的长度。与之相比，在图4的实施方式中，第一周向段18比第二周向段20短。

图8中还示出可以在两个相邻的第二周向段20之间的中间空间中插入摩擦元件66，该摩擦元件具有带有或不带摩擦衬垫68的摩擦表面，该摩擦表面在周向方向上使锥形表面32变得完整。这里，摩擦元件66可以固定地连接到离合器本体48或者可以插入到凹部（未图示任何更多的细节）中，摩擦元件66在其凹部中以可移动的方式进行安装。

图9示出了结合有示意性示出的同步环62的图8中的离合器本体48，在同步环62的内周上形成同步环锥形表面70，同步环锥形表面70与离合器本体48的锥形表面32相对应并且形成与锥形表面32的摩擦配对。

图10和图11示出了离合器本体48的另外的实施方式，该离合器本体48在设计和运行方式方面与上述实施方式大致相当。因此以相同的附图标记表示同一元件。此外，离合器本体大致通过与已经参照图1至图9在上文中描述的方法相同的方法来制造。将在下文中主要说明不同之处。

能够观察到，第一周向段18和第二周向段20已经弯曲成使得周向段18、20不是通过不连贯的阶梯部并入到彼此中而是以连续的方式并入到彼此中，从而导致冠形盖状的波浪形形式。周向段18、20的径向厚度72是基本一致的，并且特别地比主体17的厚度（见图11）更大（或更小）。

不言自明的是，基本上可以自由选择半径36的结构特征以及连接表面30的轴向长度（导引长度），这以相同的方式应用到锥形表面的几何特性，特别是锥形表面的摩擦直径、锥角和轴向长度。

由于锥形表面通过第一周向段在周向方向上做成不连续的，因此确保了良好的注油及泄油，使得特别是在摩擦衬垫的区域中不需要油槽。此外，能够以此方式改善寒冷条件下的换挡行为。

相邻的段18、20关于它们的几何特性适当地调整成适应相应的任务，但优选在周向方向上连接至彼此以实现离合器本体48的较高的整体稳定性。

同样不言自明的是，锥形表面32和/或连接表面30也可以在成形过程之后和/或在施用摩擦衬垫24之后、优选在制造离合器本体齿46之前进行校准。

Claims (12)

1.一种用于制造离合器本体（48）、特别是用于机动车辆变速箱（50）的同步装置（56）的离合器本体（48）的方法，其中，所述离合器本体（48）具有主体（17），在所述主体（17）上形成有离合器本体齿（46）、用于连接到旋转元件（54）的连接表面（30）以及用于与同步环（62）进行摩擦配对的锥形表面（32），其中，所述方法具有以下步骤：

提供离合器本体坯件（12）；

在所述离合器本体坯件（12）的周向部上形成第一组多个第一周向段（18），其中，所述第一周向段（18）限定所述连接表面（30）；

在所述离合器本体坯件（12）的周向部上形成第二组多个第二周向段（20），其中，所述第二周向段（20）限定所述锥形表面（32）；

其中，所述第一周向段（18）和所述第二周向段（20）设置成分布在所述离合器本体（48）的圆周上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离合器本体坯件（12）以平坦的片状金属元件的形式来提供。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述离合器本体坯件（12）通过对平坦的片状金属材料（10）冲压来提供。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述离合器本体坯件（12）以环形元件的形式来提供。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一周向段（18）和所述第二周向段（20）形成在所述离合器本体坯件（12）的内周向部（16）上。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一周向段（18）和/或所述第二周向段（20）通过在相对于所述离合器本体坯件（12）的平面横向的方向上进行弯曲而形成。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在形成所述第一周向段（18）和/或所述第二周向段（20）之前，将摩擦衬垫（24）施用到所述离合器本体坯件（12）的表面。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述离合器本体齿（46）在形成所述第一周向段（18）和/或所述第二周向段（20）之后形成。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在至少两个第二周向段（20）之间插入摩擦元件（66），所述摩擦元件（66）与所述第二周向段（20）一起使所述锥形表面（32）变得完整。

10.一种用于机动车辆变速箱（50）的同步装置（56）的离合器本体（49），所述离合器本体（49）具有环形盘状的主体（17），在所述主体（17）的外周上形成有离合器本体齿（46），并且从所述主体（17）的内周上延伸有第一组多个第一周向段（18）和第二组多个第二周向段（20），所述第一组多个第一周向段（18）限定连接表面（30），所述第二组多个第二周向段（20）限定锥形表面（32），其中，所述第一周向段（18）和所述第二周向段（20）设置成分布在所述离合器本体（48）的圆周上。

11.一种同步装置（56）、特别是用于机动车辆变速箱（50）的同步装置（56），所述同步装置（56）具有：导套（58），所述导套（58）能够固定地连接到轴（52）；换挡套（60），所述换挡套（60）以可轴向移置的方式安装在所述导套（58）上；以及离合器本体（48），所述离合器本体（48）能够固定地连接到可旋转地安装在所述轴（52）上的旋转元件（54），其中，所述离合器本体为根据权利要求10所述的离合器本体（48）。

12.根据权利要求11所述的同步装置，所述同步装置还具有同步环（62），所述同步环（62）具有同步环锥形表面（70），所述同步环锥形表面（70）与所述离合器本体（48）的所述锥形表面（32）相对应。

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