CN104912956A - 同步组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及同步组件，其具有轮毂(10)、支承在轮毂(10)处的至少一个受压件(30)和至少一个同步环(20)，其中，同步环(20)设有定心附件(60)，该定心附件(60)搭接在受压件(30)处的定心面(56)，从而该定心附件(60)从径向外部贴靠在定心面(56)处。

Description

同步组件

技术领域

本发明涉及一种同步组件，其具有轮毂、至少一个受压件(Druckstück)和至少一个同步环。本发明尤其涉及一种同步组件，其用在“博格华纳(BorgWarner)”类型的同步系统中。

背景技术

在博格华纳同步系统(BorgWarner-Synchronisierung)中，在例如尤其使用在机动车中的变速器的轴上抗扭地布置有轮毂(也被称为同步体)。在轮毂上抗扭地、然而在轴向方向上可移动地布置有滑动套筒，其用于建立与传动齿轮的抗扭的连接，传动齿轮在轮毂两侧可旋转地支承在传动轴上。为了这种目的，齿轮设有切换齿部，滑动套筒的边缘区段可推到该切换齿部上。

在滑动套筒接合到切换齿部中之前，必须同步轮毂和滑动套筒与传动齿轮的转速。为了这种目的而设置有至少一个同步环，该同步环布置在轮毂处，并且一旦滑动套筒从其中间或中心位置移出，则实现与传动齿轮相关联的相应的摩擦面相接合。只要存在轮毂和传动齿轮之间的相对转速，就相对于轮毂在周向方向上在锁止位置中加载同步环，在该锁止位置中滑动套筒不可接合到传动齿轮的切换齿部中。只有当转速完全(或者至少几乎完全)相等并且由此不再有(或仅有较小的)拖动力矩作用到同步环上时，同步环才可相对于轮毂这样移动，即，可转换滑动套筒。这种功能方式通常是公知的。

因为同步环根据功能必须不仅在轴向方向上而且在周向方向上相对于轮毂进行调整，所以不能可靠地防止同步环不受控地相对于轮毂以及相对于滑动套筒移动并且在此引起振动。这种振动甚至导致同步环的内部荷载并且还可导致同步环不受控地碰撞在传动装置中的环绕该同步环的部件，并且在此可进一步导致振动。此外，振动可由于传动轴的不均匀的运转引起，这将由于用在机动车中的内燃机的气缸数量越来越少的趋势而被放大；三缸发动机比四缸发动机运转更不均匀。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的任务在于以如下方式改进一种同步组件，即，减少或完全防止同步环的振动的形成，从而降低作用到同步环上的负荷、产生的磨损以及噪音生成。

用于解决问题的方案

根据本发明，为了实现上述任务而设置一种同步组件，其具有轮毂、支承在轮毂处的至少一个受压件和至少一个同步环，其中，受压件设有定心附件，该定心附件搭接在受压件处的定心面，从而其从径向外部贴靠在定心面处。本发明总体上完全基于如下基本思想：将同步环保持在尽可能限定的位置中，从而该同步环不可不受控地移动并且也不会由于传动轴的可能不均匀的运转而无意地置于振动之中。具体而言，根据本发明设置成，布置在轮毂中的受压件用于沿径向向外加载同步环的定心附件，由此使同步环在受压件处并且通过受压件在轮毂处定心和定位。由此避免同步环可不受控地撞击同步组件的其他的部件并且由这些部件置于振动中。

根据本发明的一种实施方式设置成，定心面形成在至少一个翼部(Flügel)处，翼部在轴向方向上从受压件伸出。通过这种方式可获得在径向方向上紧凑的同步组件。

优选地设置成，定心面在穿过受压件的纵切面中来看倾斜于轮毂的中轴线取向。利用这种设计方案，除了同步环的定心之外，还可实现通过倾斜取向的定心面还在轴向方向上加载同步环，亦即，朝轮毂加载同步环。由此同步环位于沿轴向限定的位置中，在该位置中不可或者仅可少许地引起同步环振动。

备选地可设置成，定心面在穿过受压件的纵切面中来看平行于轮毂的中轴线取向。在这种设计方案中，同步环由受压件仅沿径向加载并且由此防止振动。

根据本发明的一种设计方案设置成，定心面划分为在周向方向上彼此相对而置的两个翼部。利用该设计方案可进一步减少在径向方向上所需的结构空间。

在此优选地设置成，定心面的限定在翼部上的区段的延长部彼此与轮毂的中轴线以这样的距离相交，其小于翼部与轮毂的中轴线的距离。通常而言，在这种设计方案中定心面由两个相互倾斜对置的区段形成，在这两个区段之间自动定心同步环的定心附件。在这种设计方案中在径向方向上所需的结构空间仅由定心附件的厚度确定，因为该定心附件可容纳在两个翼部之间。

优选地，定心附件由接板形成，该接板与同步环一体地构造而成。这种设计方案的特征在于制造成本较低，因为接板在冲裁同步环的基体时可设置为在坯料处的相应的附件，随后仅须使该附件弯曲。

根据一种设计方案设置成，接板模制在同步环的设有锁止齿部的侧部处并且这样弯曲，即，接板基本上平行于同步环的主体延伸。在接板的这种布置方案中以有利的方式充分利用存在于同步环的锁止齿部的侧部上的径向自由空间。

根据本发明的一种优选的实施方式设置有在周向方向上彼此均匀地间隔开的三个定心附件。利用这些彼此相距120°角度间距的定心附件可对同步环非常可靠地相对于轮毂进行定心。

优选地设置有弹簧，其在径向方向上向外加载受压件。这个弹簧优选与作为止动弹簧在滑动套筒处在中间或中心位置中固定受压件的弹簧是同一个。通过弹簧沿径向向外加载受压件，还在较低转速的情况下可靠地定心同步环。

附图说明

下面借助在附图中示出的两种实施方式描述本发明。其中：

-图1在截面图中示出了具有两个示意性地示出的传动齿轮的根据本发明的同步组件；

-图2以放大的比例尺示出了图1的细节II；

-图3在截面图中示出了使用在图1和2的同步组件中的受压件；

-图4以放大的比例尺示出了此处使用的同步环的图2的细节IV；

-图5示出了图2和3的受压件的透视图；

-图6在透视图中示出了图1至5的同步组件；

-图7在相应于图2的视图中示出了根据本发明的第二实施方式的同步组件；

-图8示出了沿着图7的平面VIII-VIII的截面；

-图9以放大的比例尺示出了同步环在图8中所示的区域中的侧视图；以及

-图10在透视图中示出了使用在第二实施方式中的受压件。

具体实施方式

在图1至6中示出了根据第一实施方式的同步组件5，其用于使此处示意性地示出的两个传动齿轮7、9抗扭地与(未示出的)传动轴相连接。在此，为了简化，传动齿轮7、9以相同的直径示出；在实践中，它们具有不同的直径。当然还可为同步组件分配仅仅唯一的档位和因此唯一的传动齿轮。

同步组件5包括轮毂10(也被称为同步体)，其借助轮毂齿部12抗扭地布置在传动轴上。传动轴沿着中轴线M延伸，中轴线M同时还是用于传动齿轮7、9以及同步组件5的中轴线和旋转轴线。

传动齿轮7、9作为惰轮布置在传动轴上。当应使用档位中的与相应的传动齿轮7、9相关联的一个时，该传动齿轮必须抗扭地与传动轴相连接。在此这借助博格华纳同步系统得以实现，其本身是公知的并且随后仅阐述其基本特征。

轮毂10沿着其外围设有滑动套筒齿部14，在该滑动套筒齿部14上抗扭地、但在轴向方向上可移动地布置有滑动套筒16。为此在滑动套筒16的内围处设置有内齿部17。(未示出的)换档叉与滑动套筒16协作，以便切换档位。

传动齿轮7、9的每一个设有切换齿部18，可通过以下方式将滑动套筒16以其内齿部17推到切换齿部18上，即，使滑动套筒16从其在附图中示出的中间或中心位置在轴向方向上相应地继续移动。由此建立从传动轴经由轮毂10和滑动套筒16至相应的传动齿轮7或9的抗扭的连接，从而可使用用于扭矩传递的相应的档位。

仅当滑动套筒16和相应的传动齿轮7或9的转速相同或至少近似相同时，那时可在磨损和舒适度方面有意义地建立在滑动套筒16和相应的切换齿部18之间的抗扭的连接。为了保证这种情况，使部件的转速在开始切换过程时同步。

为此针对每个传动齿轮设置有至少一个同步环20，其主要任务在于：一旦滑动套筒16从其中间位置朝传动齿轮7或9运动，则与关联于相应的传动齿轮7或9的摩擦面实现摩擦接合。此外，相应的同步环20具有以下功能：当轮毂10和因此滑动套筒16的转速与相应的传动齿轮7或9的转速尚未充分地彼此相等时，在此期间阻止滑动套筒的转换，即，阻止接合到切换齿部18中。为了这个目的，每个同步环20具有锁止齿部22，其齿部模数相应于滑动套筒齿部14以及滑动套筒16的内齿部17的齿部模数。

每个同步环20这样安装在轮毂10处，即，该同步环20可在周向方向上受限地旋转。在此这样调整可能的旋转角度，即，同步环20的锁止齿部22的齿在同步环位于最大旋转的位置中时与滑动套筒16的内齿部的齿相对而置。只有当滑动套筒16和相应的传动齿轮7、9的转速至少近似相等并且由此没有或者至少近似没有拖动力矩再作用到同步环20上时，同步环20才可通过在滑动套筒16和锁止齿部22处的适当的斜边的协作在周向方向上旋转回到这样的位置中，在该位置中滑动套筒16可在轴向方向上得到调整，直到其接合到相应的传动齿轮7或9的切换齿部18中。

为了使滑动套筒16定心在其中间位置中，并且还为了在开始切换过程时使相应的同步环20和与其相关联的摩擦面相接合，在轮毂处设置有多个受压件30，其插入到轮毂10的相应的凹部32中。通常有三个受压件，其围绕轮毂10的周围均匀分布。

每个受压件30具有呈硬化球的形式的止动元件34，其由弹簧36加载离开受压件30并且抵靠止动面38作用在滑动套筒16的内侧上。如尤其在图1和2中可见的那样，止动面38实施为在径向方向上向外加深的凹口，当滑动套筒16位于其中间位置中时，止动元件34接合到该凹口中。为了使滑动套筒16在轴向方向上移动，那么必须在径向方向上向内克服弹簧36的作用对止动元件34进行调整。

博格华纳同步系统的直到此处描述的结构是众所周知的。同样公知的是，具体在附图中示出的结构可关于不同的边界条件进行修改。然而，博格华纳同步系统的基本功能一直是相同的。

下面描述如何设计根据第一实施方式的同步组件，以减少或者完全避免同步环20的振动。

主要的修改在于，同步环在径向方向上来看贴靠在受压件的外侧上并且由受压件沿径向向外加载。因为这同样借助所有的三个受压件30实现，所以精确地相对于轮毂定位和定心同步环。

如尤其在图3和5中可见的那样，受压件具有头部区段或中间区段50，在头部区段或中间区段50中形成用于止动元件34的容纳空间52。容纳空间52在其在图3中上部的和关于安装方向沿径向外置的末端处这样变窄，即，使得止动元件34不可离开容纳空间52。此外，如尤其在图2中可见的那样，弹簧36直接支撑在轮毂10处(在弹簧容纳部53中)，从而受压件30通过止动元件34和在中间区段50的上端处的收缩部在径向方向上向外加载。

受压件在其在轴向方向上取向的侧面处设有两个翼部54，该翼部54的上侧构造为定心面56。如尤其在图2和3中可见的那样，定心面在穿过中轴线M和受压件30的中部的纵切面中来看倾斜于中轴线M取向。具体而言，两个定心面56这样取向，即，其与中轴线M的距离向外(即，在远离止动元件34的轴向方向上)增加。

每个同步环设有三个定心附件60，其分别与受压件30中的一个相关联。每个定心附件60以接板的形式形成，该接板与同步环20实施成一体，确切而言，实施在同步环20的设有锁止齿部的边缘处。接板从该边缘出发这样弯曲，即，其大体而言在轴向方向上延伸，即，近似平行于中轴线M。如尤其在图2和4中可见的那样，接板实际上略微倾斜于中轴线M延伸，确切而言如此延伸，即，其与中轴线M的距离随着与锁止齿部22的距离渐增而变小。在此，定心附件60的倾斜位置对应于定心面56的倾斜位置。

在已装配的状态中，定心附件60以其内面62放在相应的受压件30的定心面56上。关于形成定心附件60的接板的弯曲半径，在翼部54的外缘处设置有很小的斜边58。

因为受压件30由弹簧36在径向方向上向外加载，所以同步环20的定心附件60也在径向方向上被向外加载。由此将同步环精确固定在三个彼此相距120°布置的点处。由于倾斜地调整定心面56，附加地对同步环少许地在轴向方向上(即朝向轮毂10)进行加载。因此，当滑动套筒16位于其中间位置中并且并未在轴向方向上抵靠传动齿轮7、9之一加载同步环时，同步环在正常状态中贴靠轮毂和/或受压件地位于沿轴向精确限定的位置中。由此还防止同步环20不受控地撞击同步组件的部件并且由此置于振动中。

原则上还可这样修改受压件30，即，受压件并未由弹簧36在径向方向上向外加载，尤其通过在受压件30中的容纳空间52在其外侧上不变窄来实现。于是同样得到用于同步环20的定心作用，因为由于受压件30的质量和在运转中出现的离心力保证受压件30均匀向外地受到加载并且由此定心同步环20。

在图7至10中示出了第二实施方式。为由第一实施方式已知的部件使用相同的附图标记，并且参考上述的阐述。

在第一实施方式和第二实施方式之间的区别主要在于在受压件30和定心附件60之间在同步环处的协作。

在第二实施方式中，如尤其在图10中可见的那样，受压件30并未在每个侧部处设有连续的翼部，而是设有两个在周向方向上彼此相对而置的翼部54A、54B。在此，定心面56被划分为两个区段56A、56B，其布置成彼此具有一定角度。如果延长区段56A、56B，则其在受压件的中心面中相交，其中，整体上形成类似盖状的定心面。

同步环20的定心附件60在其内侧上在在周向方向上取向的边缘处相应设有斜边70，其以和受压件30的两个翼部54A、54B的相应的区段56A、56B相同的方式倾斜地处理。两个翼部54A、54B在周向方向上彼此的距离在此这样选择，即，定心附件60位于两个翼部54A、54B之间并且两个斜边70放在定心面的两个区段56A、56B上(尤其见图8)。换言之，每个定心附件60挂在两个翼部54A、54B之间。由此得到在径向方向上特别紧凑的组件，因为定心附件60的下侧可位于和受压件30的两个翼部54A、54B的下侧近似相同的半径上(再次见图8)。此外，通过在径向方向上向外定心同步环20还得到在周向方向上的定心，因为定心附件60由于定心面的倾斜处理的区段56A、56B保持在这两个区段之间中间。

根据一未示出的改进方案，区段56A、56B还可调整成相对于中轴线M轻微倾斜，如由在第一实施方式中的定心面56已知的那样。由此还在轴向方向上定心相应的同步环。在第一实施方式中同样可行的是，当不期望同步环的轴向定心时，平行于中轴线M实施定心面56。

在这两种实施方式中，同步环通过定心附件在径向方向上定位以及取向，从而同步环以较小的间隙容纳在同步组件处。像针对第一实施方式示出的那样，当相对于中轴线M倾斜地处理定心面时，同步环主动地形成气隙(gelüftet)并且复位到与和其相关联的摩擦面脱离接合的位置中。由于起作用的离心力，定心在同步组件的转速增加时得以改善。总之获得全部部件的更小的负荷，因为同步环受到更少的振动。此外，由于振动减少得到降低的噪音生成(发出丁零郎当的响声)。通过主动形成气隙和复位同步环获得更小的拖动力矩和因此更高的效率。另一优点在于，同步环可预装在同步组件的受压件处，从而整个同步组件可作为预装的单元装配在变速器中。

Claims (10)

1.一种同步组件，其具有轮毂(10)、支承在所述轮毂(10)处的至少一个受压件(30)和至少一个同步环(20)，其中，所述同步环(20)设有定心附件(60)，该定心附件(60)搭接在受压件(30)处的定心面(56)，从而所述定心附件(60)从径向外部贴靠在所述定心面(56)处。

2.根据权利要求1所述的同步组件，其特征在于，所述定心面(56)形成在至少一个翼部(54)处，所述翼部(54)在轴向方向上从所述受压件(30)伸出。

3.根据权利要求1或2所述的同步组件，其特征在于，所述定心面(56)在穿过所述受压件(30)的纵切面中来看倾斜于所述轮毂(10)的中轴线(M)取向。

4.根据权利要求1或2所述的同步组件，其特征在于，所述定心面(56)在穿过所述受压件(30)的纵切面中来看平行于所述轮毂(10)的中轴线(M)取向。

5.根据前述权利要求中任一项所述的同步组件，其特征在于，所述定心面(56)被划分为两个在周向方向上彼此相对而置的翼部(54A、54B)。

6.根据权利要求5所述的同步组件，其特征在于，所述定心面(56)的限定在所述翼部(54A、54B)上的区段(56A、56B)的延长部彼此相交，所相交处与所述轮毂(10)的中轴线(M)的距离小于所述翼部(54A、54B)与所述轮毂(10)的中轴线(M)的距离。

7.根据前述权利要求中任一项所述的同步组件，其特征在于，所述定心附件(60)由接板形成，所述接板与所述同步环(20)一体地构造而成。

8.根据权利要求7所述的同步组件，其特征在于，所述接板模制在所述同步环(20)的设有锁止齿部(22)的侧部处并且这样弯曲，即，该接板基本上平行于所述同步环(20)的主体延伸。

9.根据前述权利要求中任一项所述的同步组件，其特征在于，设置有在周向方向上彼此均匀地间隔开的三个定心附件(60)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的同步组件，其特征在于，设置有弹簧(36)，该弹簧(36)在径向方向上向外加载所述受压件(30)。