CN104912957A - 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)借助形状配合的连接与相应的受压件(30)相连接。

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，同步环设有多个定心突起，其既在周向方向上也在轴向方向上形状配合地接合到相应的受压件中。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无意地置于振动之中。具体而言，根据本发明设置成，同步环形状配合地与受压件相联结并且由此还彼此联结。因此，同步环在滑动套筒的中心位置或中间位置中还(通过中间定位的受压件)强制形成气隙(zwangsgelüftet)并沿轴向定位。由此防止引起同步环不受控地振动。此外还可在周向方向上进行定位。

根据一种优选实施方式设置成，每个定心突起具有朝受压件扩大的头部区段，该头部区段这样接合到受压件的定心凹部中，即，其在周向方向上在两侧同时与定心凹部协作。这种设计方案可以较低的构造成本可靠地联结相应的同步环和受压件。

优选地设置成，定心凹部形成在两个实心的定心钩之间。这保证了可将在同步环和受压件之间的相对运动减少到取决于公差的最小程度上。

优选地设置成，定心钩与受压件一体地来实施。因此，不需要在受压件处装配定心钩。

根据一种备选的设计方案设置成，定心凹部形成在两个彼此在周向方向上相对而置的弹簧垫(Federlasche)之间。在这种实施方式中,当同步环不活动时，同步环借助弹簧垫保持在精确限定的位置中，在该位置中最大程度地抑制振动。然而，当需要轴向运动和必要时在周向方向上相对于受压件的运动时，弹簧垫可如此屈服，即，不妨碍必需的相对运动。

弹簧垫尤其可为装配在受压件处的弹簧元件的一部分。这实现针对弹簧垫使用弹簧钢，而受压件可由其他合适的材料(例如塑料或烧结金属)实施而成。

根据本发明的一种设计方案，在周向方向上在受压件和轮毂之间设置有间隙。该相对间隙实现了在轮毂和同步环之间的必需的相对旋转，由此同步环可在其锁止位置和其转换位置之间进行调整。

根据本发明的一种优选实施方式设置成，受压件由塑料形成。这实现了成本低廉的制造，并且当受压件在同步过程期间在轮毂内的凹部中转换时相对于金属的受压件引起更小的噪音形成。

附图说明

下面借助在附图中示出的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示出了沿着图2的平面III-III的截面；

-图4在透视图中示出了使用在图1至3的同步组件中的受压件；

-图5在与受压件联结的区域中示出了使用在图1至3的同步组件中的同步环的细节；

–图6在透视图中示出了图1和2的同步组件，其中，忽略了两个同步环中的一个的改善的清晰性；以及

–图7在示意性的俯视图中示出了用于根据第二实施方式的同步组件的受压件。

具体实施方式

在附图中示出了同步组件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可通过在滑动套筒16和锁止齿部22处的适当的小平面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。

在轮毂处设置有多个受压件30，其插入到轮毂的相应的凹部32中。受压件30用于在开始换档过程时使相应的同步环20和与其相关联的摩擦面相接合。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。

下面尤其借助图3至6描述如何实施根据本发明的同步组件，以减少或者完全避免同步环20的振动。

主要的修改在于，同步环既在周向方向上也在轴向方向上固定地与受压件30相联结。

如尤其在图3、4和6中可见的那样，每个受压件30在其在轴向方向上取向的侧面处分别具有定心凹部40，该定心凹部40形成在两个彼此相对而置的定心钩42之间。定心钩42是实心的并且与受压件30一体地构造而成。在周向方向上来看，定心凹部40在面向止动元件34的侧部上的长度大于在定心钩42的自由端的区域中的长度。换言之，在轴向方向上从外部来看，每个定心凹部40侧凹地来实施。

每个同步环20具有在周向方向上彼此均匀地间隔开的三个定心突起50(尤其参见图3和5)，这些定心突起50构造为与同步环的基体一体实施的接片。在每个接片的自由端处设置有扩大的头部区段52。换言之，在周向方向上来看，头部区段52具有这样的宽度，其大于定心突起在过渡至同步环20的区域中的在周向方向上测量的宽度。

定心突起和尤其定心突起50的头部区段52的尺寸这样匹配在受压件30中的定心凹部40的尺寸，即，定心突起既在周向方向上也在轴向方向上形状配合地几乎无间隙地容纳在定心凹部40中(尤其参见图3)。

原则上还可以其他的方式建立形状配合的连接。例如可在受压件处设置突起，其接合到在同步环处的容纳部中。

因为同步环20(至少几乎)无间隙地容纳在受压件30中，所以防止同步环可不受控地撞击同步组件的部件或者将其置于振动中。然而，为了使同步环能够实现在周向方向上相对于轮毂10的必需的旋转，布置在每个受压件30内部的凹部32在周向方向上来测量长于相应的受压件30。由此对每个受压件并且因此还对同步环来说实现始于例如在图3中示出的受压件的中间位置在一个或另一个方向上调整同步环20的锁止齿部22的齿距(Zahnteilung)的大约一半。

受压件30尤其可由塑料实施而成。除了制造成本较低以外，这还具有以下优点：衰减受压件在凹部32中的相应的端部止挡处的碰撞，当同步环在开始同步时相对于轮毂旋转到其锁止位置中并且在此带动受压件30时，那时出现这种碰撞。

此外，因为两个同步环固定地与受压件30相联结，所以受压件可相对于轮毂10在轴向方向上移动，其移动程度符合在切换和同步过程期间的需求。

在图7中示出了一种实施方式变形，其与在图1至6中示出的实施方式的区别在于：在同步环20的定心突起50和受压件30之间的连接不是刚性的，而是弹性屈服的。这由此实现，即，在彼此在周向方向上相对而置的两个弹簧垫60之间构造有定心凹部40，弹簧垫60是一体式的弹簧元件的一部分。弹簧垫60贴靠在位于相应的定心突起50的头部区段52后方的收缩部处，并且当同步环恰好没有活动时由此将同步环固定在相对于受压件30和因此相对于轮毂10的限定的位置中。当必须对同步环20中的一个在同步过程期间在轴向方向上相对于受压件30进行调整时，弹簧垫60弹性地屈服。在同步过程结束之后，弹簧垫60将定心突起再次送回到图7中示出的起始位置中，在该位置中每个同步环固定在相应的受压件30处且因此固定在轮毂10处。

总体而言，利用上述的同步组件得到以下优点：减少轴向间隙和同步环的倾斜间隙。因为同步环保持在在受压件30处的精确位置中并且受压件30通过止动元件32精确地固定在其中间位置中，所以使同步环20可靠地形成气隙(gelüftet)以及复位。总之获得更少的部件振动并由此获得同步环的更低的负荷。此外，降低由于振动的噪音生成(发出响声)。由于同步环的受控的气隙形成而获得更小的拖动力矩和因此更高的效率。最后，同步环可由于在受压件和定心附件之间的形状配合而预装在受压件和轮毂处，从而可提供总体上完成装配的同步组件。

Claims (8)

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)借助形状配合的连接与相应的受压件(30)相连接。

2.根据权利要求1所述的同步组件，其特征在于，所述同步环(20)设有多个定心突起(50)，所述定心突起(50)分别具有朝所述受压件(30)扩大的头部区段(52)，该头部区段(52)这样接合到所述受压件(30)的定心凹部(40)中，即，该头部区段(52)在周向方向上在两侧同时与所述定心凹部(40)协作。

3.根据权利要求2所述的同步组件，其特征在于，所述定心凹部(40)形成在两个实心的定心钩(42)之间。

4.根据权利要求3所述的同步组件，其特征在于，所述定心钩(42)与所述受压件(30)一体地来实施。

5.根据权利要求1或2所述的同步组件，其特征在于，所述定心凹部(40)形成在两个彼此在周向方向上相对而置的弹簧垫(60)之间。

6.根据权利要求5所述的同步组件，其特征在于，所述弹簧垫(60)是装配在所述受压件(30)处的弹簧元件的一部分。

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，在周向方向上在所述受压件(30)和所述轮毂(10)之间设置有间隙。

8.根据前述权利要求中任一项所述的同步组件，其特征在于，所述受压件(30)由塑料形成。