CN106415042B - 同步装置 - Google Patents

Abstract

一种用于使自动变速器的离合器或制动器的转速相等的同步装置，包括：第一盘和第二盘(2，3)，所述第一盘和第二盘分别具有端齿部(4，5)，其中盘(2，3)轴向地彼此间隔开，并且为了实现端齿部(4，5)的啮合，一个盘(2，3)轴向地朝向另一个盘(2，3)运动，其中至少一个盘(2，3)抗扭地与同步环(6，19)连接，盘(2，3)能够朝向所述同步环克服复位力轴向运动，并且所述同步环具有止挡面(15)，借助所述止挡面，所述同步环在盘(2，3)相向运动时抵靠另一个盘(2，3)的止挡面(16)运行，其中两个盘(2，3)具有同步环(6，19)，其中同步环(6，19)相互径向错开地设置在盘(2，3)上。

Description

同步装置

技术领域

本发明涉及一种用于使自动变速器的离合器或制动器的转速相等的同步装置。

背景技术

在自动变速器中，需要使以不同速度旋转的元件转速相等，即同步，所述元件通常是轴或齿轮。这种转速一致化能够为：将没有旋转或较慢旋转的元件带到要联接的快速旋转的元件的转速，或者将快速转动的元件带到其他元件的较低速度，其中在此目标速度也能够为零，也就是借此将旋转的元件完全制动。通常，对此在自动变速器中、例如在有级式自动变速器中使用片式离合器或片式制动器，所述片式离合器或片式制动器根据使用目的构造有相应数量的薄片。轴向依次设置的薄片一方面需要相对大的结构空间。另一方面，这种转矩相关的片式离合器或片式制动器的效率是相对低的，并且其运行尤其与高拖曳力矩关联，所述高拖曳力矩由片式离合器或片式制动器的多件式构造和其功能造成，因为薄片始终以基本拖曳运行，也就是说因此得不到完全的分开。

从DE 10 30 692 A中已知一种用于重的、传递大功率的齿轮变速器的同步装置，其尤其用于道路行驶交通工具和轨道交通工具，所述同步装置用于使换挡变速器的离合器的转速相等。同步装置包括第一盘和第二盘，所述第一盘和第二盘分别具有端齿部，其中两个盘轴向地彼此间隔开，并且为了实现端齿部的啮合，一个盘能够朝向另一个盘轴向运动。一个盘可线性运动地安置在套管承载件4上，在所述套管承载件上设置有摩擦锥，所述摩擦锥相对于套管承载件可朝向螺旋弹簧转动。所述摩擦锥设有锁止凸起，在压入过程期间，在摩擦锥朝向安置在套筒承载件上的盘移动时，所述锁止凸起朝向盘的锁止凸起移动，由此将盘直至其同步运转锁止。在压入过程期间，另一个盘经由摩擦锥朝向摩擦锥移动，其中当达到转速相等时，端齿部能被完全地压入。

从DE 10 2007 040 040 A1中已知一种换挡元件，所述换挡元件包括至少三个换挡位置，用于切换变速器的两个传动级。在对应于第一换挡位置的第一端部位置中，接入第一传动级，在对应于第二换挡位置的第二端部位置中，接入第二传动级。在对应于第三换挡位置的中间位置中，接入两个传动级。

从GB 339 694 A中已知一种变速器，其中可能的是，在特定的变换过程中，多个变速器齿轮同时运动，而在另一个变换过程中，仅单个变速器齿轮运动。

最后，从DE 102 44 523 A1中已知一种用于车辆的自动变速器，包括离合器装置，所述离合器装置附加地设有同步装置。同步装置包括两个环，其中一个环设有内片，所述内片接合到设在壳体侧的外片中。这些片形成片式制动器。用作为内片承载件的环设有端齿部以及径向向内突出的摩擦锥。另一个环具有径向齿部，所述径向齿部在端侧能够经由内片承载件的端齿部接合。在所述环上，在轴向凸缘上，摩擦环抵抗复位弹簧轴向运动。如果存在闭合要求，那么将内片承载环轴向地朝向另一个环的方向移动，在此出现摩擦环和摩擦锥的摩擦面的彼此贴靠，使得随着调节路径增大，这两个环同步。在环的齿部彼此啮合之前，消除环的转速差，使得二者以相同的速度彼此啮合。借助另一调节路径，薄片彼此作用，使得所述薄片首先滑动地置于有效连接，并且随着压力增大力配合地、即在没有滑动的情况下彼此贴靠。转矩在该状态下从构成为行星齿轮架的一个环经由内片承载件被引导到变速器壳体或外片承载件上。

发明内容

因此，本发明基于下述问题，提出一种简单构造的同步装置，一方面所述同步装置在结构方面是紧凑的，并且另一方面所述同步装置能够以尽可能小的拖曳力矩实现同步。

为了解决所述问题，根据本发明提出一种用于使自动变速器的离合器或制动器的转速相等的同步装置，所述同步装置包括第一盘和第二盘，所述第一盘和第二盘分别具有端齿部，其中盘轴向地彼此间隔开，并且为了实现端齿部的啮合，一个盘可轴向地朝向另一个盘运动，其中至少一个盘抗扭地与同步环连接，盘可朝向所述同步环克服复位力轴向运动，并且所述同步环具有止挡面，在盘相向运动时，所述同步环借助所述止挡面抵靠另一个盘的止挡面运行，其中两个盘具有同步环，其中同步环径向彼此错开地设置在盘上。

根据本发明的同步装置最终在最简单的情况下由三个构件构成，即两个具有端齿部的盘以及同步环，所述同步环与一个盘抗扭地连接。在未耦联的状态下，端齿部不彼此啮合，这就是说，盘是完全分开的，使得在未操作的或未联接的状态下，不产生拖曳力矩。为了同步，轴向可运动的盘朝向另一个盘运动。要么轴向运动的盘、要么固定的盘具有同步环，所述同步环与其抗扭地连接。盘也可轴向地相对于同步环克服复位力运动。如果现在盘朝向彼此运动，那么具有相应止挡面的同步环抵靠另一个盘上的止挡面运行。由此，由于出现的速度差和使用的拖曳，根据离合器或制动器的设计方案，实现盘转速的相应的速度改变。这就是说，一个盘由于拖曳环和盘的接触而加速或制动。随着轴向运动增大，同步环越来越强地按压到盘上，使得最后两个盘在其转速方面同步。随后，在进一步的轴向运动中，端齿部形状配合地啮合。优选地，例如滚动铆接的端齿部是自定心的。

因此，根据本发明的同步装置尤其有利地一方面能够实现端齿部盘的完全分开，由此在该状态下不产生拖曳力矩。此外，同步装置在两个盘同时形状配合时能够实现转速同步，这由端齿部的啮合实现。因为仅需要两个盘和至少一个同步环，轴向需要的结构空间与之前使用的片式离合器或片式制动器中相比明显更小，这能够实现，变速器必要时更紧凑地设计或将同步装置构建在迄今不可能的位置上。由于小的部件数量，同步装置的重量也小于已知的片式离合器或片式制动器，还有制造是成本适宜的。由此，也能够减小或避免切换噪音。

为了尤其沿轴向方向使同步装置更进一步地紧凑，根据本发明的一个改进方案提出，同步环在盘上设置在径向内部或在径向外部。当然，根据同步环的径向位置，在另一个盘上相应地定位有止挡面。

虽然仅在一个盘上设置抗扭的同步环已经是足够的，然而根据本发明提出，两个盘配设有同步环，进而当然还分别配设有止挡面，其中同步环径向彼此错开地设置在盘上。因此，在该情况下，在一个盘上，同步环设置在径向内部，或在另一个盘上，同步环设置在径向外部，其中盘的相应的止挡面与相应的同步环相对置地构成。如果使用两个同步环，那么因此彼此作用的止挡面的总面积明显变大，这引起更快速的转速同步。

一个或两个同步环的和一个或两个盘的止挡面能够是环绕的轴向端面，但是也能够构成为环绕的圆锥形的倾斜面。

为了产生复位力，优选设有至少一个弹簧元件，经由所述弹簧元件，盘相对于同步环有弹力。所述弹簧元件设计成，使得产生足够大的复位力，所述复位力确保，在同步环去负荷的情况下，盘也再次置于其初始位置中，使得在随后的离合或制动过程中，同步环也首先再次预先在另一个盘上开始运行。

弹簧元件优选支撑在同步环的径向凸缘上和盘的承载端齿部的轴向面上，在所述径向凸缘的外侧上设有止挡面。碟形弹簧或碟形弹簧组适当地用作为弹簧元件，所述弹簧元件尤其能够构建在盘的轴向面或这种径向凸缘之间的区域中。

所述或每个同步环优选地沿径向观察在横截面中具有U形轮廓，所述U形轮廓具有经由两个径向凸缘限界的径向槽，在所述径向槽中容纳盘。这种设计方案也能够实现沿径向观察紧凑的构造，以及以简单的方式一方面实现弹簧元件在径向凸缘和盘之间的区域中的集成，而另一径向凸缘以简单的方式提供对盘的复位运动的运动限界，所述复位运动经由弹簧元件在同步装置去负荷时引起。

如描述的，同步环抗扭地与盘连接，因为经由所述同步环，最终应进行盘相对于另一个盘的转速同步，并且反之亦然。为了能够实现这种抗扭的连接，根据本发明的一个适当的改进方案，在对径向槽限界的轴向凸缘上设有多个贯通部，并且在盘上设有多个径向突出部，所述径向突出部接合到贯通部中。因此，在盘侧设有齿部的类型，其中所述齿部接合到槽侧的贯通部中，所述贯通部优选构成为轴向狭口。贯通部当然略微大于突出部，以便确保盘相对于同步环的轴向可移动性。

除了同步装置之外，本发明还涉及一种自动变速器，所述自动变速器包括至少一个所述类型的同步装置。所述同步装置能够作用为离合器或制动器。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节从在下文中描述的实施例中以及根据附图得出。在此示出：

图1示出根据本发明的同步装置的原理图的剖视图，其中盘是分开的，

图2示出图1中的同步装置，其中盘是耦联的，

图3示出第二实施例的根据本发明的同步装置的原理图的剖视图，

图4示出第三实施例的根据本发明的同步装置的原理图的剖视图，以及

图5示出第四实施例的根据本发明的同步装置的原理图的剖视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的同步装置1的原理图，所述同步装置能够在自动变速器中用于使自动变速器的离合器或制动器的转速相等。这种同步装置替代通常在这种自动变速器、例如有级式自动装置中在相同部位使用的片式离合器或片式制动器。

根据本发明的同步装置由两个盘、即第一盘2和第二盘3构成。在离合器的情况下，两个盘2、3各自旋转与其耦联的元件。因此，经由同步装置1能够使经由此耦联的元件的转速彼此相等，将较快转动的元件同步到较低的转速上，或者将较慢转动的元件带到较高的转速。如果同步装置为制动器，那么盘2、3中的一个位置固定地例如固定在壳体或类似物上，即不旋转。而另一个盘转动，并且能够借助于同步装置1减速制动，使得所述另一个盘在同步之后停止。

环形的盘2、3分别具有端齿部4(在第一盘2上)和5(在第二盘3上)，进而轴向彼此相邻地设置，使得端齿部4、5相对置。端齿部优选为自定心的端齿部。

在该实施例中，在盘2上设置有同步环6，所述同步环在径向内部定位。所述同步环与盘2抗扭地连接，为此在此处为U形的由两个径向凸缘7和8以及一个轴向凸缘9构成的同步环6上，在轴向凸缘9上设有多个贯通部10，所述贯通部呈轴向狭口的形式，盘2的内环周上的相应的齿形的突出部11接合到所述贯通部中。呈轴向狭口形式的贯通部10轴向观察比例如长形的突出部11更长，使得盘2相对于同步环6可轴向运动。当然，围绕轴向凸缘9的环周和盘2的环周设有多个这种贯通部10或突出部11。

如描述的，同步环6构成为在横截面中形成U形轮廓的环，所述环因此限定径向槽12，盘2接合到所述径向槽中。在径向凸缘7和盘2的端面13之间存在弹簧元件14，在此为环绕的碟形弹簧组的形式。如描述的，盘2相对于同步环6可轴向运动，这就是说，所述盘可在径向凸缘7和8之间移动。这种移动明显地克服弹簧元件14的复位力进行，这就是说，在朝向径向凸缘7的方向运动时，所述弹簧元件压缩。即如果在示出的示例中，为了将两个与盘2和3连接的元件联接，盘2轴向朝向盘3的方向运动，那么出现所述运动，只要随后仍要讨论的同步环6抵抗弹簧元件14作用于盘3，则所述弹簧元件在此压缩。在去负荷的情况下，弹簧元件14再次将盘2按压到在图1中示出的基本位置中，在所述基本位置中，所述盘朝向径向凸缘8向回移动直至最大程度，所述径向凸缘用作为止挡。

径向凸缘7具有外直径，所述外直径大于盘3的内直径。所述径向凸缘在其外侧上具有止挡面15，所述止挡面在安装位置中与在第二盘3的端面17上的相应的止挡面16对置地构成。止挡面原则上能够具有表面结构化部或粗糙部或设有摩擦片，使得实现提高的摩擦阻力。

假设：盘2旋转，而盘3静止。如果现在应进行两个与盘2、3连接的元件、即相应的轴之间的联接，并且二者应在端齿部4、5的形状配合的接合之前在转速方面同步，那么如通过箭头P示出的，盘2经由相应的操作元件轴向地沿箭头P的方向移动。在此，从动的同步环6同样轴向移动。所述同步环借助其止挡面15在短的移动路径之后抵靠盘3的止挡面16运行，使得在那里存在摩擦力矩，盘2移动越远，摩擦力矩就越大。因为随着越来越大的移动，弹簧元件14也越来越强地压缩。由于摩擦抵靠，盘3从动，因此所述盘加速并且在最短的时间之后达到与盘2相同的转速。此后。随着盘2的越来越大的轴向移动，端齿部4与端齿部5啮合，使得两个盘2、3、自然还有与其连接的轴经由此形状配合地彼此联接。所述联接位置在图2中示出。在图2中可见端齿部4、5的啮合，还有盘2相对于同步环6的轴向移动。盘2的后部的轴向端面18可见地与径向凸缘8间隔开，所述后部的轴向端面明显更靠近径向凸缘7。

如果元件的联接再次松开，那么盘2去负荷，即所述盘从图2开始再次向回运动，使得端齿部4和5脱离啮合，因此即取消形状配合的连接。同时，弹簧元件4也去负荷，使得盘2再次朝向径向凸缘8的方向运动。径向凸缘7仍短时间地贴靠在盘3上，然而随后也远离该盘，使得两个盘2、3完全彼此分开，并且也不再经由同步环6彼此耦联。因此在所述位置中，两个与盘2、3连接的轴不彼此连接，使得根本没有拖曳力矩等。

图3示出根据本发明的同步装置1的另一个实施方式，其中为相同的构件使用相同的附图标记。所述同步装置也再次由两个盘2、3以及同步环6构成，所述同步环6再次由径向凸缘7、径向凸缘8以及轴向凸缘9构成。因此，又实现U形轮廓形状，盘2接合到所述U形轮廓形状中，并且所述盘再次轴向可运动地经由尽管如此仍抗扭的连接在所述U形轮廓形状中被引导。

在该发明替选方案中，径向凸缘7上的止挡面15及盘3上的止挡面16的运动过程不同于之前描述的实施方式。在图1和2中描述的实施方式中止挡面15和16是轴向面，而在根据图3的实施方式中止挡面15和16是圆锥形的倾斜面。这就是说，轴向延长的径向凸缘7在端侧设有倾斜面。相应内容适合于盘3。由此，彼此作用的止挡面15、16的总面积与根据图1和2的设计方案比能够增大，使得转速同步更快地进行，因为摩擦力矩是更大的。

图4示出根据本发明的同步装置1的第三设计方案变型形式。所述同步装置又由两个盘2、3以及同步环6构成，所述同步环又具有U形的横截面轮廓，然而所述同步环在此构成为位于径向外部的同步环。所述同步环以与之前描述的实施方式相同的方式与盘2抗扭地连接，然而在此设在盘2上的径向突出部设置在径向外部。

与此相应地，盘3的止挡面16当然与同步环6的止挡面15相对置地位于盘3的外直径的范围中。作用功能与根据图1和2描述的相同。

最后，图5示出同步装置1的根据本发明的第四实施方式。所述同步装置又包括盘2和3，其中在该实施例中，盘2设有位于径向外部的同步环6，而盘3也设有位于径向内部的同步环19。两个同步环又具有相应的U形的横截面轮廓，盘2和3分别抗扭地与同步环6或19经由相应的、分别设置在同步环6或19上的贯通部和在盘侧设置的突出部连接。每个盘2、3也可相对于同步环6或19轴向地克服弹簧元件的复位力运动。

图5示出下述设计方案，在所述设计方案中，两个盘2、3并且还有同步环6及19再次没有耦联或彼此贴靠。如果现在基于根据图1的示例，盘2再次轴向地朝向位置固定的盘3运动，那么两个同步环6和19借助其实现在相应径向凸缘上的相应止挡面同步地抵靠盘2及3的相应止挡面运行。因此，近似在两个径向平面中进行摩擦配合，所提供的止挡面的总面积与使用仅一个同步环相比又明显更大，使得同步过程更快地进行。在盘2继续运动时，弹簧元件又相应地压缩，使得挤压力越来越大并且转速一致化的进展越来越大。最后，端齿部4和5达到啮合，从而实现形状配合的耦联。

尽管在根据图4和5的实施方式中，同步环在一个或两个所述盘上或在一个或两个同步环上分别设有轴向伸展的止挡面，当然也能够考虑的是，设有相应的圆锥形的止挡面，如在根据图3的设计方案中那样。

虽然在实施例中尤其根据图1-4的设计方案基于盘2或与其连接的轴被主动驱动或运动，设计方案同样能够是，使得同步环6设置在盘3上，该盘本身不运动。同步环6基于图1旋转180°地构造在盘3上，使得盘2可抵靠径向凸缘7运动，这引起，同步环6轴向地朝向与其连接的盘3的方向运动。当然，同样地，在图1-4中示出的盘3也能够轴向地朝向位置固定的盘2运动，那么在该情况下，同步环6可向右朝向盘2运动，直至出现转速相等和端齿部的形状配合的啮合。

总而言之，根据本发明的同步装置能够与其现在如何具体构造无关地，以轴向非常紧凑的、更短的结构方式，借助于盘进而经由盘连接的元件同时形状配合的耦联实现极其顺利的转速同步。因为盘或同步装置能够完全分开或断开，在所述运行状态中，不出现会负面影响效率的拖曳力矩。

Claims (8)

1.一种用于使自动变速器的离合器或制动器的转速相等的同步装置，包括：第一盘(2)和第二盘(3)，所述第一盘和第二盘分别具有端齿部(4，5)，其中所述盘轴向彼此间隔开，并且一个所述盘为了实现所述端齿部(4，5)的啮合能够轴向地朝向另一个所述盘运动，其中两个盘各与一个同步环(6，19)抗扭地连接，所述盘能够朝向所述同步环克服复位力轴向运动，并且所述同步环具有止挡面(15)，在所述盘相向运动时，所述同步环借助所述止挡面抵靠另一个盘的止挡面(16)运行，其中两个盘上的所述同步环(6，19)相互径向错开地分别设置在各自盘的径向内部或径向外部。

2.根据权利要求1所述的同步装置，

其特征在于，

一个或两个所述同步环的止挡面(15)或一个或两个所述盘的止挡面是环绕的轴向端面或环绕的圆锥形的倾斜面。

3.根据权利要求1或2所述的同步装置，

其特征在于，

为了产生复位力，设有至少一个弹簧元件(14)，经由所述弹簧元件，所述盘相对于所述同步环有弹力。

4.根据权利要求3所述的同步装置，

其特征在于，

所述弹簧元件(14)支撑在所述同步环的径向凸缘(7)和所述盘的承载所述端齿部(4，5)的轴向面上，在所述径向凸缘的外侧上设有止挡面(15)。

5.根据权利要求3所述的同步装置，

其特征在于，

所述弹簧元件(14)是碟形弹簧或碟形弹簧组。

6.根据权利要求1或2所述的同步装置，

其特征在于，

所述同步环(6，19)沿径向观察在横截面中具有U形轮廓，所述U形轮廓具有经由两个径向凸缘(7，8)限界的径向槽(12)，在所述径向槽(12)中容纳所述盘。

7.根据权利要求6所述的同步装置，

其特征在于，

为了将所述盘与所述同步环(6，19)抗扭地连接，在对所述径向槽(12)限界的轴向凸缘上设有多个贯通部(10)，并且在所述盘上设有多个径向突出部(11)，所述径向突出部接合到所述贯通部(10)中。

8.一种自动变速器，包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的同步装置(1)。