CN104912959A - 同步组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种同步组件(5)，其具有：轮毂(10)；至少一个受压件(30)，其以在周向方向上具有间隙的方式支承在轮毂(10)的凹部(32)中；至少一个同步环(20)，其设有多个定心突起(54)，定心突起(54)分别以保持成在周向方向上基本上无间隙的方式接合到受压件(30)的定心容纳部(50)中；以及滑动套筒(16)，其可移动地支承在轮毂(10)上，其中，设置有翻转机构(34、36、38A、38B)，其保证受压件(30)在周向方向上被加载到凹部(32)内部的终端位置中。

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这样的同步组件，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有一种同步组件，其具有：轮毂；至少一个受压件，其以在周向方向上具有间隙的方式支承在轮毂的凹部中；至少一个同步环，其设有多个定心突起，定心突起分别以保持成在周向方向上基本上无间隙的方式接合到受压件的定心容纳部中；以及滑动套筒，其可移动地支承在轮毂上，其中，设置有翻转机构(Kippmechanismus)，其保证受压件在周向方向上被加载到凹部内部的终端位置中。

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，同步环通过定心突起在周向方向上(几乎)无间隙地保持在受压件处，并且受压件本身同样在周向方向上无间隙地由此得到保持，即，其由翻转机构加载到两个终端位置中的一个中。由此同步环至少在周向方向上随时得到精确固定，然而其还是可相对于轮毂实施对其技术功能而言必需的相对旋转；在这种情况下，受压件在周向方向上被带动，直到其到达另一终端位置。

优选地设置成，翻转机构具有死点，其位于两个终端位置之间的中间。死点保证受压件可靠地从一个位置转换到另一位置。

根据本发明的一设计方案设置成，受压件设有弹簧，其间接或直接与滑动套筒协作。通过这种方式可以较小的花费产生弹簧预应力，其负责将受压件加载到一终端位置或另一终端位置中。

优选地设置成，弹簧作用到止动元件上，并且该止动元件弹性地朝滑动套筒的内面加载。利用该设计方案可形成对磨损不敏感的翻转机构，其为此还在带有较小的摩擦的情况下工作。

根据一种特别简单的实施方式设置成，滑动套筒在受压件的区域中具有鞍状面，鞍状面之间的顶点是死点。在这种变型方案中还可以为此使用通常本来存在的止动元件：保证在周向方向上加载到一终端位置或另一终端位置中。

根据本发明的一种设计方案设置成，定心容纳部在轴向方向上可移动地容纳与其相关联的定心突起。在这种设计方案中得到关于同步环的设计的更大的自由度，因为其在轴向方向上并未相对于受压件固定。

备选地可设置成，定心容纳部在轴向方向上固定地容纳与其相关联的定心突起。以这种方式通过在周向方向上的定位还得到在轴向方向上精确地定位同步环，从而减少振动。

优选地设置成，定心突起形成在接板处，接板与同步环一体地来实施。这种设计方案引起较小的制造成本，因为不必连接单独的定心接板与同步环。尤其当基于板材坯料制造同步环时，可以非常低的花费简单地冲制和弯曲定心突起。

优选地设置有三个定心突起。这些定心突起可尤其在周向方向上以彼此120°的间隔来布置，从而同步环得到可靠的支撑并且由此防止振动。

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示出了图1的沿着平面III-III的截面；

-图4示出了图3的沿着平面IV-IV的截面；以及

-图5在透视图中示出了同步组件。

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。

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。

下面尤其借助图3至5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，设置有翻转机构，其负责在未操纵的状态下(中心中间位置中)使受压件和因此同步环稳定在两个可能的终端位置中的一个中。受压件和同步环通过出现的拖动力矩和摩擦损耗到达相应的终端位置。

翻转机构在此由止动面38形成，该止动面38在周向方向上来看具有两个彼此倾斜取向的区段38A、38B，其彼此围成钝角。该钝角在数量级上例如可为170°；然而，其他的值也是合适的。

区段38A、38B彼此在翻转机构的死点40中会聚，该死点在周向方向上来看位于凹部32内部中间。在周向方向上来看，止动面38在死点40中具有与中轴M的最小距离；由死点40出发在两个周向方向之一上沿着止动面38移动，则与中轴M的距离渐增。这保证了受压件30其实并未处在图4中示出的中间位置中，而是通常相对于此处示出的位置在周向方向上向右或向左移动，直到其贴靠在凹部32的止挡面42处。为此使用止动元件34，其在弹簧36的作用下朝止动面38加载。

如尤其在图3中可见的那样，受压件30设有两个定心容纳部50，其实施为在受压件30中的侧部的凹口并且构造在彼此在周向方向上相应相对而置的两个凸起部52之间。

在定心容纳部50中接合有定心突起54，定心突起54形成在同步环20处。定心突起54的尺寸相对于定心容纳部50的尺寸这样选择，即，使得定心突起54在周向方向上几乎没有间隙。

定心突起54形成在接板56的端部处，该接板56与同步环20一体地构造而成。接板56尤其可在制造可由板材形成的同步环的基体时以板材冲制为其坯料的一部分。随后弯曲接板，使得接板基本上平行于同步环20的基体延伸，该同步环20设有摩擦面(见图2)。因此，构造在接板56处的定心突起54基本上在轴向方向上延伸。

因为同步环20在周向方向上几乎无间隙地容纳在受压件30中，并且受压件30又通过翻转机构在周向方向上保持贴靠在止挡面42中的一个处，所以将每个同步环20通常在周向方向上保持在限定的位置上。由此防止将同步环不受控地置于振动中。然而，当应切换档位时，翻转机构允许相应的同步环相对于轮毂10的相对运动；在此起作用的力明显大于由定心机构通过止动元件34与止动面38的区段38A、38B之一的协作产生的力。

此外，因为定心突起沿着同步环20的周围均匀地分布，所以同步环20通过与受压件30的协作定心到轮毂的中轴线M上并且因此保持与传动齿轮或布置在该传动齿轮处的摩擦面有相同的距离。这同样防止引起同步环20振动。

斜坡38A、38B的斜面可限制止动轮廓，因为受压件或同步环在相应的传动齿轮的切换状态下根本不可位于两个终端位置中的一个中，因为在这种状态下同步环和因此受压件的位置由滑动套筒的齿部预定。换言之，仅可且必需在中心或中间位置中转换和到达终端位置。如果同步环在同步过程之后去锁止，即通过滑动套筒的齿部回转到中间位置中，则转换间隙无论如何都被降低到最小(对两个同步环而言，通过无间隙地容纳在定心容纳部中)。

根据一未示出的改进方案，原则上还可以在轴向方向上使同步环20固定与受压件相联结，以便在轴向方向上减少或者完全阻止振动。在这种情况下，同步环的尺寸和受压件30的可移动性必须以如下方式来选择，即，可实现在轴向方向上为同步环的功能所必需的可移动性。

在所说明的同步组件中，同步环通过定心突起在周向方向上定心并固定，从而安置同步环并且因此防止引起同步环振动。由此由于振动减少引起所有部件的整体更小的负荷和降低的噪音生成(发出丁零郎当的响声)。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。当受压件由塑料实施而成时，在凹部32内部转换时降低撞击噪音。

Claims (9)

1.一种同步组件(5)，其具有：轮毂(10)；至少一个受压件(30)，所述受压件(30)以在周向方向上具有间隙的方式支承在所述轮毂(10)的凹部(32)中；至少一个同步环(20)，其设有多个定心突起(54)，定心突起(54)分别以保持成在周向方向上基本上无间隙的方式接合到所述受压件(30)的定心容纳部(50)中；以及滑动套筒(16)，其可移动地支承在所述轮毂(10)上，其中，设置有翻转机构(34、36、38A、38B)，其保证所述受压件(30)在周向方向上被加载到所述凹部(32)内部的终端位置中。

2.根据权利要求1所述的同步组件，其特征在于，所述翻转机构具有死点(40)，其位于两个终端位置之间的中间。

3.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)设有弹簧(36)，其间接或直接与所述滑动套筒协作。

4.根据权利要求3所述的同步组件，其特征在于，所述弹簧(36)作用到止动元件(34)上，并且该止动元件(34)弹性地朝所述滑动套筒(16)的内面(38)加载。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的同步组件，其特征在于，所述滑动套筒(16)在所述受压件(30)的区域中具有鞍状面(38A，38B)，所述鞍状面(38A，38B)之间的顶点是死点(40)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的同步组件，其特征在于，所述定心容纳部(52)在轴向方向上可移动地容纳与其相关联的定心突起(54)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的同步组件，其特征在于，所述定心容纳部(52)在轴向方向上固定地容纳与其相关联的定心突起(54)。

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，所述定心突起(54)形成在接板(56)处，所述接板(56)与所述同步环(20)一体地来实施。

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，设置有三个定心突起(54)。