CN105715697A - 用于手动变速箱的同步组件的变送器和用于生产变送器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于手动变速箱的同步组件的变送器，该变送器具有变送器盘(12)和布置在变送器盘的侧表面上的至少一个离合器盘(14)，其特征在于，离合器盘(14)和变送器盘(12)通过局部焊接点(100)固定地连接在一起。本发明还涉及一种借助于下列步骤生产用于手动变速箱的同步组件的变送器的方法：首先，提供离合器盘(14)和变送器盘(12)。然后，借助于凸焊将离合器盘(14)和变送器盘(12)紧固在一起。然后，使如此形成的组件硬化。

Description

用于手动变速箱的同步组件的变送器和用于生产变送器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于手动变速箱的同步组件的变送器，该变送器具有变送器盘和布置在变送器盘的侧表面上的至少一个离合器盘。本发明还涉及一种生产用于手动变速箱的同步组件的变送器的方法。

背景技术

正如尤其是在机动车辆中使用的一样，一般来讲，使用手动变速箱的同步组件用于在传动轴与布置在传动轴上作为惰轮的齿轮或带齿轮之间建立可旋转固定连接。在换档过程的第一步中，同步组件确保使待换档的齿轮的转速与传动轴的转速相匹配。在第二步中，在传动轴与齿轮之间建立可旋转固定连接。然后，使对应的齿轮换档。

已知名称为“BorgWarnersynchronisation”的广泛使用类型的同步组件。该同步组件使用挂档轴套，挂档轴套以可旋转固定但能轴向移位的方式布置在同步主体上，所述主体连接至传动轴以便随其共同旋转。挂档轴套可以从轴向方向上的初始位置移位至齿轮。同步环首先被触发，借此使齿轮的转速与传动轴的转速同步。一旦完成该过程，挂档轴套就可以沿轴向方向进一步移位，直至它建立与对应的齿轮的可旋转固定连接为止。

作为该类型的同步组件的替代，使用在绪论中所提及的变送器的类型是已知的。在DE102010036278A1中可以看到这种类型的变送器的示例。一般地说，变送器将同步主体和挂档轴套合并在一个部件中，该一个部件被安装成相对于传动轴不旋转并且沿轴向方向不移位。如果变送器从空挡位置沿移向方向移位，则同步环(或甚至由多个同步环构成的组件)最初被触发，因而对应的齿轮的转速与传动轴的转速同步。在第二步中，于是变送器可以被互连，因而在传动轴与对应的齿轮之间建立可旋转固定连接。

发明内容

本发明的目的是提供可以以低成本生产的变送器。

为了实现该目的，根据本发明做出如下规定：在绪论中所提及的类型的变送器中，离合器盘和变送器盘通过局部焊接点固定地连接在一起。这可以例如通过电阻焊迅速地、可靠地且以低成本生产。因为扭矩大致直接经离合器盘并且不经变送器盘从变速箱带齿轮传输至传动轴，所以焊接点也不承受任何特别高的负载。

优选地设置形成焊接点的突起。这确保在期望的位置精确地产生焊接点。

根据优选实施例，突起形成于其上的间隔器尤其设置变送器盘上。间隔器允许压力件被布置在变送器盘中，该压力件的尺寸在轴向方向上比变送器盘的厚度更大。这尤其允许相对强劲的压缩弹簧被布置在变送器盘中。

为了实现上述目的，根据本发明还提供了一种生产手动变速箱的同步组件的变送器的方法，所述方法包括如下步骤：首先，提供离合器盘和变送器盘。然后，借助于凸焊将离合器盘和变送器盘紧固在一起。然后，使如此形成的组件硬化。这种焊接和硬化顺序确保，在焊接期间，材料因此具有最佳性能。

组件可以自由地硬化，即，硬化和淬火。也可以使组件在心轴上硬化，心轴例如接合到离合器盘的内部带齿布置中，并且因此限制由于在那个位置处的硬化而引起的扭曲。

根据优选实施例，做出如下规定：变送器盘设置有至少一个凹部，在组件硬化之后，将压力件安装在凹部中。可以在机械面以极其简单的方式将压力件插入到为其分配的凹部中，其中，视情况，压力件在离合器盘之间被引导。

根据本发明的优选实施例，做出如下规定：压力件被夹到凹部中。这确保在装配之后在没有任何其它辅助的情况下压力件保持处于为其分配的凹部中。

根据本发明优选实施例，做出如下规定：压力件设置有基础部和引导部，其中基础部定位在布置在变送器盘的背向彼此的两侧上的两个离合器盘之间，并且规定：引导部在凹部的沿着周向方向彼此相对的两个边缘之间沿轴向方向被引导。这种设计产生压力件在凹部中的特别精确的引导，因而换档行为被最佳化。

根据从属权利要求本发明的有利的实施例变得明显。

附图说明

在本文中，将在附图中所示的实施例的辅助下描述本发明。在这些附图中：

图1示出根据本发明的具有变送器的同步组件的示意性纵剖视图；

图2示出图1的同步组件的分解图；

图3示出沿着图1的平面III-III的剖视图；

图4示出沿着图3的平面IV-IV的剖视图；

图5示出沿着图3的平面V-V的剖视图；

图6示出图3的截面VI的放大图；

图7a示出沿着图3的平面VII-VII的剖视图；

图7b至7e示出图7a中的标记有VII的区域的不同的实施例变型；

图8示出根据本发明的变送器的其中安装有压力件的变送器盘的立体图；

图9示出在根据本发明的变送器中使用的压力件的立体图；

图10示出图9的压力件的引导部的立体图；

图11示出图10的引导部的仰视图；

图12示出图10的引导部的侧视图；

图13示出图10的引导部的平面图；

图14示出图9的压力件的基础部的立体图；

图15示出图9的基础部的仰视图；

图16示出图9的基础部的侧视图；

图17示出图9的基础部的平面图；

图18示出变送器盘的侧视图；

图19示出沿着图18的线XIX-XIX的剖视图；

图20示出沿着图18的平面XX-XX的剖视图；

图21示出沿着图18的平面XXI-XXI的剖视图；并且

图22示出沿着图3的平面XXII-XXII的剖视图。

具体实施方式

图1示意性地示出包括两个变速箱带齿轮1、2的同步组件，两个变速箱带齿轮1、2各自可以连接到传动轴3以便基于换挡随传动轴3联合旋转。为了这个目的，提供可以相对于传动轴3沿轴向方向调节的变送器10。

在下文中使用术语“轴向”或“径向”之处，它们表示传动轴3的以及变送器10的旋转轴线。

在下文中，将参照图1至图5解释同步组件的基本设计，同时将在下文中参照图6至图22进一步解释细节。

变送器10包括变送器盘12，变送器盘12在其两个侧表面中的每一个侧表面上设置有离合器盘14。每个离合器盘14在其径向内周上包括传动轴带齿布置16，并且在其径向外周上包括离合器带齿布置18(特别参见图2)。

离合器盘14的传动轴带齿布置16以可旋转固定但能轴向移位的方式被容纳在变送器套筒22的外部带齿布置20上。继而，变送器套筒22以可旋转固定的方式布置在传动轴3上。为了这个目的，变送器套筒22设置有内部带齿布置24(具体参见图3至图5)。

每个离合器盘14的离合器带齿布置18都设置成与为其分配的并且设置在变速箱带齿轮1、2上的齿轮离合器带齿布置26配合。在所示的示例实施例中，每个齿轮离合器带齿布置26都设置在摩擦环28的内表面上，摩擦环28在其外侧上设置有略锥形摩擦表面30。每个摩擦环28都连接(例如，焊接或钎焊)到为其分配的变速箱带齿轮1、2以便随变速箱齿轮1、2联合旋转。

布置在变送器盘12上的是两个同步环32，两个同步环32位于变送器盘12的任一侧上并且设置成与摩擦环28的摩擦表面30配合。为了这个目的，同步环32在它们的内表面上设置有摩擦衬片34。

同步环32基本上连接到变送器盘12以便随变送器盘12联合旋转，但是它们还能够相对于变送器盘12旋转约小角度范围。此外，同步环32在轴向方向上附接到变送器盘12，但是它们在一定程度上也可以从中心或初始位置开始沿轴向方向被调节。

每个同步环32都设置有三个不同类型的凸耳，即，连接凸耳36，37、止动凸耳38和锁定凸耳40，这些凸耳延伸通过变送器盘中的分配的开口、凹部或孔隙，或至少延伸到所述分配的开口、凹部或孔隙中。

连接凸耳36、37用来将两个同步环32在轴向方向上机械地连接到彼此。为了这个目的，每个同步环32具有连接凸耳36，连接凸耳36在其自由端处具有宽头部并且经由更窄的颈部过渡到连接凸耳36的同步环侧段中。

每个连接凸耳37具有一个孔隙，该孔隙具有适于连接凸耳36的头部的尺寸的较大截面和适于连接凸耳36的颈部的尺寸的较窄截面。

连接凸耳36、37当彼此相接合时延伸通过在变送器盘中的为其分配的两个开口42。在周向方向上开口42的宽度大于在周向方向上连接凸耳36、37的宽度。

止动凸耳38具有恒定的宽度并且延伸到同样设置在变送器盘12中的孔隙44中。孔隙44的在周向方向上宽度大于止动凸耳38的在周向方向上宽度。

锁定凸耳40各自延伸到变送器盘12中的凹部46中。在初始位置中，锁定凸耳40的相互面对端定位成彼此相对并且在凹部46内的中央(尤其参见图4)。

每个锁定凸耳40在接近其自由端处包括两个锁定表面48，两个锁定表面48背向彼此，并且以相对于锁定凸耳40的延伸方向倾斜的方式延伸。在这种情况下，锁定表面48与锁定凸耳40的外边缘的延伸部形成大约60°大小的角度。

锁定表面48与对应的凹部46的边缘50配合，这些边缘彼此相对并且平行于彼此延伸，并且更具体地，锁定表面各自与设置在对应的边缘上的斜面52配合。斜面52的定向对应于锁定表面48的定向，使得斜面52和锁定表面48可以抵靠彼此平放。

锁定凸耳40在它们的每一个自由端的径向内侧上包括定心斜面54(尤其参见图4)，压力件58的向外指向的压力表面56接合在定心斜面54上。

每个压力件58包括：引导部60，其被保持在轴向方向上在对应的凹部46的边缘50之间；基础部62，其布置在凹部46的径向内端上；和压缩弹簧64，其在引导部60和基础部62上施加力，所述力旨在使引导部60远离基础部6移动2。

如尤其是在图2中可以看到的，变送器包括：每个同步环32有四个锁定凸耳40，这些凸耳在周向方向上相互均匀地隔开；两个连接凸耳36、37，它们在径向上彼此相对；以及两个止动凸耳38，它们在径向上彼此相对。由两个连接凸耳36、37限定的直径垂直于由两个止动凸耳38限定的直径。换句话说：连接凸耳和止动凸耳布置成相对于彼此交错90°的角度。

使齿轮换档以及使传动轴的旋转速度和将被换挡的变速箱带齿轮的旋转速度同步的过程基本上以与DE102010036278A1中所描述的同样的方式执行：如果齿轮将被换档，则变送器盘12借助于致动装置(在本文中未示出)沿轴向方向移位。连接在一起的两个同步环32沿轴向方向被吸起(entrained)，因为安装在变送器盘12上的压力件58的压力表面56位于两个V形定心斜面54之间，并且由压缩弹簧64提供的弹簧力产生充分的摩擦。

一旦同步环32与分配给待换档的变速箱带齿轮的摩擦表面30相接合，在每种情况下，同步环(假定变速箱带齿轮与传动轴之间存在转速差)沿周向方向被夹置，直至两个止动凸耳38中的每一个的外边缘中的一个开始抵靠对应的孔隙44的边缘为止。同步环的位置在此被定义为在周向方向上。

在该状态，如果变送器盘12沿轴向方向进一步移位，则它相对于同步环32轴向地移位，因为主动同步环32在轴向方向上支撑在待换档的变速箱带齿轮的摩擦表面30上。借助于变送器盘12相对于同步环32的这种轴向移位，在每个凹部46的边缘处的一个斜面52开始抵靠锁定凸耳40中的每一个上的一个锁定表面48，并且尤其是由于同步环32与变送器盘12之间的相对运动而已经朝彼此移动的锁定表面48。

然后，如果同步环32可以经由同步环的锁定表面48与变送器盘的斜面52的相互配合而沿周向方向向后旋转到锁定表面48不再抵靠斜面52的程度，而是在轴向方向延伸的锁定凸耳40的外边缘沿着凹部46的边缘50滑动，则变送器盘12可以仅沿轴向方向进一步被调节。然而，当待换档的变速箱带齿轮的旋转速度与传动轴的旋转速度彼此匹配时，仅可以在周向方向(简单地表示)上重新调节同步环32。具体地，如果由于换档力和锁定几何结构(斜面角和摩擦系数)导致的解锁力矩大于同步环的摩擦表面上的同步力矩，则然后可以对同步环32解锁。

如果变速箱带齿轮的旋转速度和传动轴的旋转速度彼此匹配，则同步环32在周向方向上轻微旋转(由于锁定表面48上的斜面52的影响)，并且因此，变送器盘12可以进一步沿轴向方向移位。压力件58的引导部60径向向内地屈服，因为它们被定心斜面54向内调节。

变送器盘12沿轴向方向被调节达到位于调节方向前面的离合器盘14的离合器带齿布置18接合到对应的齿轮离合器带齿布置26的程度。结果，经由变送器套筒22、传动轴带齿布置16、离合器盘14、离合器带齿布置18和齿轮离合器带齿布置26从传输轴3到对应的变速箱带齿轮建立可旋转固定连接。

在下文中，将参照图6至图17解释压力件58及其在变送器盘12的凹部46中的附接的设计。

每个压力件58的引导部60由合成材料构成并且特别地形成为注射模制部。它包括横杆70(具体参见图9、图10和图12)，其中，两个锁止臂72从横杆的背向彼此的端部彼此平行地沿相同的方向延伸。横杆70在与锁止臂72相对的一侧上设置有压力表面56。该压力表面略弯曲，其中，确定周向方向上的曲率的曲率半径是在朝两个锁止臂72同样延伸的一侧上的中央平面上(参见图12中的指示半径r)。半径r近似对应于锁定凸耳40位于其上的的半径。

锁止臂72的背向彼此的外边缘各自设置有引导轮廓74，引导轮廓74由以V形布置的引导表面76形成(参见图7a)。两个V形引导轮廓74的顶点是圆形的并且两个顶点面对彼此。换句话说：引导轮廓74沿着锁止臂72的外边缘形成为凹槽。

在锁止臂72与变送器盘之间的接触区域内，也可以使用不同于V形的设计。示例在图7b至图7e中示出。

在图7b中，变送器盘12的边缘在其面对相应锁止臂72的一侧上是凹入的，并且特别地具有矩形凹槽(如在截面中所看到的)。相应锁止臂72的互补凸外边缘接合到所述凹槽中。

在图7c中，变送器盘12的边缘在其面对相应锁止臂72的一侧上同样为凹入的，并且特别地形成为具有弯曲底部的凹陷(如在截面中看到的)。相应锁止臂72的互补凸外边缘接合到所述凹陷中。

在图7d中，变送器盘12的边缘在其面对相应锁止臂72的一侧上是凸起的，并且特别地具有矩形突起(如在截面中所看到的)。所述突起容纳在相应锁止臂72的外边缘中的具有矩形截面的互补凹槽中。

在图7e中，变送器盘12的边缘在其面对相应锁止臂72的一侧上同样为凸起的，并且特别地形成为具有弯曲端面的突起(如在截面中看到的)。所述突起容纳在相应锁止臂72的外边缘中的互补的凸凹陷中。

形成在锁止臂72的相互面对的内边缘中的每一个上的是两个V形滑动引导表面78(具体参见图11)。在这种情况下V形轮廓的顶点也是圆形的并且顶点彼此相对。因此，在锁止臂72的内侧和外侧上的两个V形轮廓沿相同的方向上定向。然而，角度是不同的。引导表面76一起形成小于90°的角度，而滑动引导表面78一起形成大于90°的角度(同样地，如在V形轮廓的“内侧”上所测量的)。引导轮廓74的冠角大小为大约60°，而由滑动引导表面78形成的滑动引导轮廓的冠角的大小为大约120°。

两个锁止臂72在它们的自由端的内侧上各自设置有锁止构型80，所述锁止构型是以珠状或突起的形式(具体参见图12)。

基础部62(具体参见图9和图14至17)包括平面底部82，两个柱状突起84从平面底部82延伸出，这两个突起一起形成压缩弹簧64的弹簧轴承。在这种情况下，圆形凹陷86设置在两个突起84之间并且用于容置压缩弹簧64的端部。然而，凹陷不是绝对必要的。

两个突起84在其相互面对的内侧上是弯曲的，其中，曲率半径适于压缩弹簧64的外直径。突起84的背向彼此的外表面设置有滑动引导表面88，滑动引导表面88以与引导部60上的滑动引导表面78相同的方式倾斜。引导部60的滑动引导表面78连同基础部62的滑动引导表面88一起形成滑动引导件，引导部60沿着滑动引导件被引导并且被容置在滑动引导件上以便相对于基础部62可移位。

基础部62的突起84的滑动引导表面88中的每一个都设置有锁止构型90，该锁止构型90同样地以珠状或突起的形式。如从底部82开始看到的，锁止构型90布置在大小为突起84的高度的大约三分之一处。

基础部62的底部82的背向彼此的较小的端面各自形成为夹入端92(clip-inend)。为了这个目的，在端面上设置小珠状突起。

每个压力件58形成预装配的单元(参见图9)。该单元由基础部62、引导部60和压缩弹簧64构成。

为了装配压力件，将压缩弹簧64插入在两个突起84之间。然后，将引导部60放置在基础部62上，使得锁止臂72的锁止构型80闩扣在突起84的锁止构型90的后方(参见图9中的状态)。在这种状态下，压缩弹簧64略偏移。然而，不能将引导部60与基础部62分离，因为其弹簧力小于锁止构型80和90的形状配合联接的保持力。

压力件58插入到变送器盘12的凹部46中，使得引导表面76与凹部46的边缘50上的斜面52配合(尤其参见图7)。引导部60据此被容纳在凹部46内，以便沿径向方向可移位，但是在轴向方向上可靠地保持在凹部46内。

插入轮廓53促使将压力件58插入到凹部46中，插入轮廓53在径向内侧上附接到边缘50(具体参见图6)。

在将压力件58装配在变送器盘12的凹部46中的情况下，基础部62的夹入端92接合到每个凹部46的径向内端上的适当形成的保持段47中(具体参见图6)。结果，压力件58被预装配在变送器盘12中(另外参见图8)。

如果同步环32安装在变送器盘12上，那么压力件58的压力表面56毗连锁定凸耳40的两个相互面对定心斜面54(参见图4和图6)。由于压力表面56在周向方向弯曲，所以产生线接触。

当将变送器盘12安装在变送器套筒22上时，基础部62位于变送器套筒22的外带齿布置20上(参见图6)，并且因此基础部62在径向方向上被支撑。因此，如果引导部60在径向方向上向内调节(在变送器盘12的互连位置中)，并且因此压缩弹簧64偏移到比在初始状态下更大程度，则基础部62也不能够从保持段47被向内推出。

在下文中，将参照图18至图22来描述离合器盘14紧固到变送器盘12的侧表面的方式。

两个离合器盘14具体地通过凸焊(即，在预定点处的电阻焊)焊接到变送器盘12。

每个离合器盘14在于周向方向上相互均匀地隔开的四个焊接点100处紧固到变送器盘12。这四个焊接点由材料突起102限定，材料突起12通过变送器盘12的材料的塑性变形在相对的方向上，并且尤其是在垂直于由变送器盘限定的平面的方向上(垂直于图18的图的平面，以及在图19中的箭头P的方向上)交替地产生。凹陷104由此形成在与材料突起102相对的一侧上。

随后形成焊接点100的材料突起102形成在间隔器106上，间隔器106同样通过变送器盘12的材料的塑性变形而形成。产生间隔器106是因为变送器盘12在相对侧上设置有隆起部分108(具体参见图19)。

如在图18中可以看到的，间隔器106和隆起部分108各自以相同的顺序成对地布置在压力件58的相邻的凹部46之间。

在每种情况下，间隔器106都确保在变送器盘12与离合器盘14(例如参见图22)之间提供一定的距离。该距离允许将被使用的压缩弹簧64具有大于变送器盘12的厚度的直径。据此，可以使用具有较高的弹簧常数的弹簧。

图19示出在变送器盘12作为坯料(blank)生产的状态下的间隔器106。在该状态下提供材料突起102。

为了将变送器盘12连接到两个离合器盘14，将两个离合器盘14布置并且定向在变送器盘12的两个侧面上。然后，将两个离合器盘14通过凸焊或电阻焊紧固到彼此，其中，材料突起102熔化在间隔器106，使得离合器盘14平放在间隔器106上。这一方面可以在图22中看到，另一方面可以在图20中看到，在图20中，间隔器106被示出为没有材料突起102。焊接点100仍然代替材料突起102，其中，离合器盘14实质上在所述焊接点处结合到变送器盘12。

在离合器盘14已经被焊接到变送器盘12之后，如此形成的组件硬化。硬化可以发生，因为组件被加热并且然后迅速被冷却。

取决于由于将被预期并且可以接受的硬化而产生的扭曲，组件可以自由地硬化或甚至在心轴上硬化，组件的外轮廓精确地对应于离合器盘14的传动轴带齿布置16；据此，确保传动轴带齿布置16甚至在硬化之后具有期望的轮廓。

在硬化之后，可以将压力件58安装在凹部46中，在凹部46中，基部部分62闩扣到保持段47中。

Claims (10)

1.一种用于手动变速箱的同步组件的变送器，所述变送器具有变送器盘(12)和布置在所述变送器盘的侧表面上的至少一个离合器盘(14)，其特征在于，所述离合器盘(14)和所述变送器盘(12)通过局部焊接点(100)固定地连接在一起。

2.如权利要求1所述的变送器，其特征在于，设置形成所述焊接点(100)的突起(102)。

3.如权利要求1所述的变送器，其特征在于，将所述突起(102)形成于其上的间隔器(106)尤其设置在所述变送器盘(12)上。

4.如权利要求1所述的变送器，其特征在于，在离合器盘(14)与所述变送器盘(12)之间设置有四个间隔器(106)。

5.一种用于生产手动变速箱的同步组件的变送器的方法，包括下列步骤：

-提供离合器盘(14)和变送器盘(12)；

-借助于凸焊将所述离合器盘(14)和所述变送器盘(12)紧固在一起；

-使如此形成的组件硬化。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述组件自由地硬化。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述组件在心轴上硬化。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述变送器盘(12)设置有至少一个凹部(46)，并且在所述组件硬化之后，将压力件(58)安装在所述凹部(46)中。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述压力件(58)被夹到所述凹部(46)中。

10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述压力件(58)设置有基础部(62)和引导部(60)，其中，所述基础部(62)定位在两个离合器盘(14)之间，所述两个离合器盘(14)布置在所述变送器盘(12)的背向彼此的两侧上，并且所述引导部(60)沿所述轴向方向在所述凹部(46)的沿着周向方向彼此相对的边缘(50)之间被引导。