CN107178564A - 用于换挡变速器的同步设备的滑动套筒以及用于制造这种滑动套筒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于换挡变速器(12)的同步设备(10)的滑动套筒(18),具有:纵轴线(A),内齿部(34),所述内齿部啮合到所述同步设备(10)的轮毂(14)的外齿部(36)中并且包括多个滑动套筒齿(38),其中每个滑动套筒齿(38)从轴向齿端部(40)延伸至对置的轴向齿端部(42),以及其中所述滑动套筒(18)具有用于接合在所述同步设备(10)的同步环(20)的外齿部(24)上的止动面(44),并且其中,所述止动面(44)在轴向上设置在所述齿端部(40,42)之间以及与这两个轴向齿端部(40,42)轴向间隔开。此外,本发明也包括一种同步设备(10),其具有这样的滑动套筒(18),以及包括一种用于制造这样的滑动套筒(18)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于换挡变速器的同步设备的滑动套筒,其具有:纵轴线;内齿部,该内齿部啮合到同步设备的轮毂的外齿部中并且包括多个滑动套筒齿,以及每个滑动套筒齿从轴向齿端部延伸到对置的轴向齿端部,和其中滑动套筒具有用于接合在同步设备的同步环的外齿部上的止动面。
此外,本发明也涉及一种用于换挡变速器的同步设备,其具有这样的滑动套筒,以及涉及一种用于制造滑动套筒的方法。
背景技术
已知的用于换挡变速器的惯性式同步具有用于锁止滑动套筒的轴向运动的止动几何形状,只要在滑动套筒与要换挡的挡位齿轮的接合器主体之间存在转速差。止动几何形状设置在滑动套筒的内齿部以及同步环的外齿部上并且通过屋顶形削尖的齿端部形成。在此,滑动套筒齿的轴向上彼此邻接的齿端部和同步环齿具有止动面,所述止动面在径向上看相对于同步设备的纵轴线倾斜。如果在滑动套筒和接合器主体之间存在转速差时施加轴向换挡力,则滑动套筒和同步环的倾斜止动面贴靠并且在周向方向上相互加载,使得同步环防止滑动套筒进一步轴向运动。在转速平衡时,处于贴靠的止动面才沿着彼此滑动并且实现在同步环与滑动套筒之间的相对转动,使得滑动套筒可以在轴向上朝向要换挡的档位轮的接合器主体调整。
在现代自动换挡变速器尤其双离合变速器中,出于能效的原因存在提高换挡变速器的档位级的数量的趋势。然而,增加的档位级的数量也导致了轴向结构长度更大并且由此非常迅速地引起了换挡变速器的安装空间问题。
发明内容
本发明的任务是减小换挡变速器的轴向安装空间需求并且为此提供结构特别紧凑构架的同步设备。
根据本发明,该任务通过开始所述类型的滑动套筒来解决,其中止动面在轴向上设置在齿端部上并与这两个轴向齿端部轴向隔开。
相对置的轴向齿端部在此限定了滑动套筒齿的最大轴向尺寸,该滑动套筒齿尤其从滑动套筒的轴向端侧延伸直至滑动套筒的相对置的轴向端侧。滑动套筒齿的径向或切向横截面变化因此明确地不形成轴向齿端部,只要滑动套筒齿的其余横截面保留。
此外,与这两个齿端部轴向隔开的止动面可以理解为如下止动面,其已经以距相应的齿端部的一定的轴向距离开始。换言之,这意味着:止动面的每个点距齿端部的每个都有一轴向间距。
与传统的滑动套筒相比,其止动面直接在滑动套筒齿的轴向齿端部处开始,通过将止动面与齿端部轴向隔开,在同步设备的未操作的中性位置中同步环更靠近滑动套筒的轴向中心轴线地定位。在止动面与轴向齿端部之间的轴向间距优选为至少1mm、尤其例如1.5mm至2.5mm。
优选地,所述止动面是平的,以及在径向方向上看,相对于纵轴线倾斜的止动斜面,尤其是其中止动斜面和纵轴线夹有最大70°的角。
根据滑动套筒的一个实施形式,滑动套筒齿的轴向齿端部分别具有钝的端面区段。已证明的是,为了将滑动套筒齿可靠地咬合(einspuren)到接合器主体外齿部中,在滑动套筒齿的轴向齿端部处不需要削尖。为了在同步设备的被换挡的状态中确保在滑动套筒齿部与接合器主体外齿部之间有所期望的转矩传递性(Drehmomentübertragbarkeit),滑动套筒必须轴向上推移到接合器主体外齿部上,使得提供了对齿部的充分覆盖。传统滑动套筒的轴向齿端部上的削尖的区域仅设置用于锁止同步环以及简化地啮合到接合器主体外齿部中并且在换挡的状态中对转矩传递无裨益。相应地,通过取消削尖并且将轴向齿端部构建为顿的端面部段,缩减同步设备的轴向结构长度并且此外也有利地缩短了换挡行程。
优选地,滑动套筒齿具有在周向方向上相对置的齿侧面,其将内齿部的滑动套筒齿分别与在周向方向上邻接的齿间隙分开,其中钝的端面部段连接相对置的各齿侧面。
一个尤其每个滑动套筒齿的两个相对置的齿侧面在此可以与钝的端面部段邻接地分别具有后置部段,用于接合在接合器主体的外齿部上。在此,齿侧面的如下区域称作后置部段,该区域并不平行于纵轴线延伸,而是相对于纵轴线略微倾斜,其中后置角度(Hinterlegungswinkel)优选为3.5°至4.5°。所涉及的滑动套筒齿由此在轴向上朝向齿端部扩宽,即其切向或在周向方向上测得的齿宽度在轴向上朝向其齿端部增加。后置部段实现:滑动套筒在同步设备的换挡的状态中在不引入换挡力时也保持与接合器主体外齿部啮合。换言之,后置部段防止不期望地自动“跳出”所换挡的档位级。
优选地,齿侧面的后置部段轴向上设置在滑动套筒齿的钝的端面部段与止动面之间。因此,同步环外齿部在同步设备的未操作的中性位置中可以在轴向上设置在后置部段的区域中。这能够实现同步设备的轴向上特别紧凑的构造并且使得滑动套筒从其轴向中部的中性位置进入其换挡的位置中的轴向换挡行程变短。
优选地,每个止动面都在滑动套筒齿的后置部段的轴向端部处开始并且在周向方向上倾斜地朝向相邻的滑动套筒齿延伸。
根据滑动套筒的一个实施形式,钝的端面部段是平的端面部段,其垂直于纵轴线延伸。
可替选地,钝的端面部分也可以是凸面的端面部段。尤其是,凸面的端面部段在周向方向上分别从与其中一个齿侧面的后置部段邻接的底点经由轴向突出的顶部部段延伸直至与相对置的齿侧面的后置部段邻接的底点,其中在顶部部段与每个底点之间的轴向间距最高为滑动套筒齿的齿宽度的18%、尤其最高10%。齿宽度在此情况下可以理解为滑动套筒齿在后置部段的区域中的最大切向尺寸。凸面的端面在本上下文中可以理解从底点出发向外拱起的以及通过顶部部段尤其顶点伸展的面,其中拱起在径向方向上看通过连续曲线、折线或其混合形式来形成。
根据滑动套筒的一个实施形式,钝的端面部段径向上在止动斜面之外设置在滑动套筒齿的轴向齿端部上。因此,滑动套筒齿的径向内部的部段与同步环一起满足止动功能,而滑动套筒齿的径向外部区段与接合器主体一起满足在接通到所期望的档位级时的咬合功能。
根据滑动套筒的一个可替选的实施形式,滑动套筒的所有止动面从共同的内半径延伸直至共同的外半径,其中滑动套筒齿的钝的端面部段设置在内半径与外半径之间。
根据一个实施形式,滑动套筒一件式地构建,并且止动面一件式地模制到内齿部的滑动套筒齿上,其中滑动套筒齿的每个轴向齿端部配设有两个止动面。
优选地,此外设置止挡部段,用以限制轴向换挡行程。因此,有利地可以省去独立的止挡件。相应地,同步环外齿部也不必在传统的止挡件的区域中中断,使得同步环外齿部具有多个同步环齿和由此具有更高的承载能力。
根据一个可替选的实施形式,滑动套筒多件式地实施并且具有独立的嵌入件,用于插入到内齿部中,其中止动面模制在嵌入件上,尤其其中嵌入件分别具有用于限制轴向换挡行程的止挡部段。由此,简化了滑动套筒齿的几何形状,使得可以以低的制造开销制造滑动套筒。然而相比,独立的嵌入件必须制造并且安装在滑动套筒上。
优选地,所有配设给滑动套筒的端侧的齿端部和/或所有朝向滑动套筒的端侧的止动面分别在相同的径向平面中开始。特别优选地,所有的配设给滑动套筒的端侧的轴向齿端部相同地实施,其中尤其甚至所有滑动套筒齿相同地实施。这尤其表示,所有滑动套筒齿具有相同的轴向尺寸。所有滑动套筒齿的相同实施使得在滑动套筒的制造中的制造开销特别低。
此外,前面所述的任务也通过用于换挡变速器的同步设备来解决,其具有:轮毂,该轮毂抗扭转地安置在围绕纵轴线能转动的变速器轴上;上述的滑动套筒,该滑动套筒相对于轮毂抗扭转地但轴向可移动地设置;同步环,用于将轮毂与换挡变速器的挡位齿轮经由摩擦连接耦接,该同步环具有同步环外齿部;以及接合器主体,该接合器主体抗扭转地与挡位齿轮连接并且具有接合器主体外齿部,其中滑动套筒在轴向方向上由两个相对置的端侧限界,并且其中同步环外齿部在滑动套筒的轴向中间的中性位置中在轴向上至少部分优选完全在滑动套筒的两个端侧之间延伸。同步环外齿部轴向“没入”滑动套筒使得同步设备在轴向方向上特别短的结构长度。
根据同步设备的一个实施方式,滑动套筒齿的轴向齿端部具有钝的端面部段,其中同步环外齿部在径向方向上与该钝的端面部段隔开。
此外,本发明也包括一种用于制造上面所描述的滑动套筒的方法,其中首先提供一个经烧结的滑动套筒毛坯并且在随后的加工步骤中将后置部段成形到滑动套筒毛坯的滑动套筒齿上。
附图说明
本发明的其他特征和优点从如下参照附图对优选的实施形式的描述中得到。在附图中:
图1示出了根据本发明的用于换挡变速器的同步设备的立体分解视图;
图2示出了穿过在压力件的区域中的根据图1的同步设备的纵剖面;
图3示出了根据一个实施例的根据本发明的滑动套筒的立体视图;
图4示出了在内齿部的区域中的根据图3的滑动套筒的细节部分;
图5示出了在滑动套筒的中性位置中的根据图1和图2的同步设备的展开部分;
图6示出了在滑动套筒的止动位置中的根据图1和图2的同步设备的展开部分;
图7示出了在滑动套筒的咬合位置中的根据图1和图2的同步设备的展开部分;
图8示出了在滑动套筒的换挡的位置中的根据图1和图2的同步设备的展开部分;
图9示出了在径向方向上看根据图3的滑动套筒的滑动套筒齿的轴向端部区域的可替选的实施变型方案;
图10示出了在径向方向上看根据图1和图2的同步装置的接合器主体齿的可替选的实施变型方案;
图11示出了在径向方向上看根据图3的滑动套筒的滑动套筒毛坯的滑动套筒齿以及滑动套筒齿;
图12示出了根据另一个实施例的根据本发明的滑动套筒的立体视图;
图13示出了在内齿部的区域中的根据图12的滑动套筒的细节部分;
图14示出了穿过根据本发明的具有根据图12的滑动套筒的同步设备的示意性纵剖面;
图15示出了根据本发明的具有根据图12的滑动套筒的同步设备的展开部分;
图16示出了根据另一个实施例的根据本发明的滑动套筒的立体视图;
图17示出了根据图16的滑动套筒的独立的嵌入件的立体细节视图;以及
图18示出了根据另一个实施例的本发明的同步设备的展开部分。
具体实施方式
图1和图2示出了用于机动车的换挡变速器12的同步设备10,其具有:变速器轴16,该变速器轴可围绕纵轴线A转动;轮毂14,该轮毂抗扭转地安置在变速器轴16上;滑动套筒18,该滑动套筒相对于轮毂14抗扭转地但轴向上可移动地设置;同步环20,用于将轮毂14与换挡变速器12的挡位齿轮22经由摩擦连接耦接;以及接合器主体26,该接合器主体抗扭转地与挡位齿轮22连接。
同步环20具有同步环外齿部24并且接合器主体26具有接合器主体外齿部28。
同步设备10的滑动套筒18可围绕纵轴线A转动并且包括内齿部34,该内齿部啮合到轮毂14的外齿部36中。在滑动套筒18的相应的轴向位置中,内齿部34也还啮合到同步环外齿部24和接合器主体外齿部28中。
此外,在图1和图2中示出了压力件60,该压力件在滑动套筒18轴向移动时以已知的方式进行转速同步。
同步设备10的基本结构及其根据博格华纳的功能原理已经广泛已知,从而在此方面参考现有技术并且如下主要介绍反映本发明实质的区别和特别之处。
为了能够实现尽可能小的轴向结构长度,根据图1和图2的同步设备10的特别之处在于,滑动套筒18在轴向方向上由两个相对置的端侧30、32限界并且同步环外齿部24在滑动套筒18的轴向中间的中性位置中轴向上至少部分在滑动套筒18的这两个端侧30、32之间延伸。
图2示出了在滑动套筒18的轴向中间的中性位置中同步设备10的一个具体的实施例,其中同步环外齿部24完全在滑动套筒18的这两个端侧30、32之间延伸或基本上与端侧30、32平齐地构建。此外,在滑动套筒18的中性位置中,尤其整个同步环20在轴向方向上容纳在滑动套筒18的这两个端侧30、32之间。
同步设备10的轴向上特别紧凑的结构方式基本上通过滑动套筒18的有利的构造来实现,其中在图3中示出滑动套筒18的实施形式,在图12中示出了另一实施形式并且在图16中还示出了滑动套筒18的另一实施形式。
在滑动套筒18的所有实施形式中,该滑动套筒的内齿部34包括多个滑动套筒齿38,其中每个滑动套筒齿38都从轴向齿端部40延伸至相对置的轴向齿端部42。此外,滑动套筒18具有用于接合在同步环20的外齿部24上的止动面44,其中止动面44轴向上设置在齿端部40、42之间以及与两个轴向齿端部40、42在轴向上隔开。这具体表示:止动面44的每个点距齿端部40、42的每个都具有轴向间距。
在根据图3、图12和图16的滑动套筒18的实施形式中,止动面44分别是平的以及在径向方向上看是相对于纵轴线A倾斜的止动斜面,止动斜面与纵轴线A夹有最大70°的角度α(也参见图11)。同步环20的构建为止动齿部的外齿部24具有相对于止动斜面基本上平行的配对面,以便在同步设备10的止动位置中使表面压力最小。
尤其是根据图4、图13和图16中的滑动套筒18的细节部分清楚的是,滑动套筒齿38的轴向齿端部40、42并未削尖,而是钝地构建并且分别具有钝的端面部段48。
每个滑动套筒齿38具有在周向方向上相对置的基本上轴向伸展的齿侧面50,其将内齿部34的相应的滑动套筒齿38与在周向方向上邻接的齿间隙52分开,其中钝的端面部段48将相对置的齿侧面50连接。
此外,在图4、图13和图16中可看到,滑动套筒齿38的这两个相对置的齿侧面50与钝的端面部段48邻接地分别具有用于接合在接合器主体的外齿部28上的后置部段(Hinterlegungsabschnitt)54。
在滑动套筒齿38的齿侧面50上的后置部段54在所挂入的档位中实现:滑动套筒18即使在没有轴向换挡力F的情况下保持在其换挡位置中(例如参见图8)并且所换挡的档位不会不期望地又被挂出。
在所有所示的滑动套筒18的实施例中,后置部段54轴向地设置在滑动套筒齿38的钝的端面部段48与滑动套筒18的止动面44之间,并且尤其限定了止动面44与轴向齿端部40、42之间的轴向间距(例如参见图4、图13和图16)。
图3和图4示出了滑动套筒18的一个实施形式,其中每个止动面44在滑动套筒齿38的后置部段54的轴向端部开始并且在周向方向上倾斜地朝向相邻的滑动套筒齿38延伸。
此外,滑动套筒18的所有止动面44从共同的内半径56延伸直至共同的外半径58,其中滑动套筒齿38的钝的端面部段48设置在内半径56与外半径58之间。
在图3和图4的实施形式中,滑动套筒18一件式地实施,其中止动面44一件式地模制在内齿部34的滑动套筒齿38上。特别是在此,滑动套筒齿38的每个轴向齿端部40、42配设有两个止动面44并且在径向俯视图中相对于纵轴线A对称地设置。具体而言,在周向方向上在钝的端面部段48的两侧分别构建轴向的回缩的止动面44。
图5至图8示出了根据图1和图2的同步设备10的展开部分并且阐明了在使用根据图3和图4的滑动套筒18的情况下的换挡过程。
图5示出了在未操作的状态中的同步设备10,在该未操作的状态中没有轴向换挡力作用于滑动套筒18上。滑动套筒18在此情况下通过(未示出的)中间卡锁装置在轴向上相对于轮毂14对中并且因此处于轴向中间的中性位置中。
也根据该图而清楚的是,同步环外齿部24在同步设备10的轴向中性位置中轴向上完全在滑动套筒18的两个端侧30、32之间延伸或者基本上与端侧30、32平齐地实施。同步环外齿部24轴向“没入”滑动套筒18在轴向方向上引起同步设备10的特别紧凑的结构方式。
此外示出了,所有配设给滑动套筒18的端侧30、32的齿端部40、42在径向平面E中开始并且所有配设给滑动套筒18的端侧30、32的止动面44同样在(另一)径向平面E中开始。所有滑动套筒齿38在该实施例中具有相同的轴向尺寸并且尤其相同地实施。所有滑动套筒齿38的相同实施使得在滑动套筒18的制造中的制造开销特别低。
图6示出了处于止动位置中的根据图5的同步设备10,在止动位置中滑动套筒18受在轴向方向上的换挡力F作用并且移动(根据图6下部分)。
在止动位置中,滑动套筒齿38的实施为止动斜面的制动面44贴靠在同步环外齿部24的对应的优选平行的配对面上,使得根据图6通过同步环外齿部24防止滑动套筒18(向下)的进一步轴向运动。
在滑动套筒18和接合器主体26的转速平衡之后,轴向换挡力F足以使滑动套筒18相对于同步环20转动,其中倾斜的止动面44沿着同步环20的倾斜的配对面滑动。
图7示出了在咬合位置中在进行同步之后根据图5的同步设备10。
在此情况下,内齿部34的滑动套筒齿38的轴向齿端部40被咬合在接合器主体外齿部28的接合器主体齿62之间。
在轴向“齿对齿”位置中,在此情况下在滑动套筒18与接合器主体26之间需要一定的相对转动以实现咬合。该相对转动可以被动地通过拖动力矩的作用来进行或主动地经由对致动器的操作来启动。例如通过对致动器的操作关闭接合器,以便主动地提高或降低转速。
图8最后示出了处于换挡状态中的根据图5的同步设备10。
滑动套筒齿38在此情况下咬合在接合器主体齿62之间,使得滑动套筒18处于其轴向偏转的换挡位置中。要换挡的档位现在被挂入。
从根据图5的滑动套筒18的轴向中间的中性位置开始,滑动套筒18经过轴向的换挡行程并且在根据图8的换挡位置中达到其最大轴向偏转。为了明确地将滑动套筒18的轴向位置限定在其换挡位置中,设置止挡部段76,用于限制轴向换挡行程。
根据图8,止挡部段76通过滑动套筒18的止动面44形成,该止动面在换挡位置中轴向上贴靠在接合器主体齿62上并且因此防止滑动套筒18(向下)进一步轴向运动。
由于在滑动套筒18上构建的用于限制轴向换挡行程的止挡部段76,不再需要独立止挡件和由此也不需要用于在同步环外齿部24中的独立止挡件的凹进部。在没有用于独立的止挡件的凹进部的情况下,根据图1的同步环20仅具有用于转动带动的弯曲的接片77并且在接片77之间具有同步环外齿部的连续带齿的区域。同步环外齿部24因此包括多个齿并且相应地可承受更高负荷。
在根据图1至图8的实施形式中,滑动套筒齿38的钝的端面部段48尤其是平的端面部段,其垂直于纵轴线A延伸。
然而为了使在接合器主体齿62之间咬合容易,可替选也可考虑的是,钝的端面部段48是凸面的端面部段。
图9示出了在径向方向上看具有凸面端面部段的不同实施变型方案的三个滑动套筒齿38的轴向端部区域,其中凸面的端面部段在周向方向上分别从与滑动套筒齿38的齿侧面50邻接(具体而言齿侧面50的后置部段54)的底点64经由轴向突出的顶部部段66延伸至与滑套套筒齿38的相对置的齿侧面50(具体而言齿侧面50的后置部段54)邻接的底点68。
在此,在顶部部段66与底点64、68中的每个之间的轴向间距a为滑动套筒齿38的齿宽b的最大18%、优选最大10%,其中滑动套筒齿38的最大切向的尺寸的齿宽b对应于后置部段54的范围并且在大约2mm的量级上。
凸面的端面部段在本上下文中一般理解为从底点64、68出发的轴向向外凸出的拱起的并且穿过顶部部段66(尤其顶点)伸展的面,其中拱起部在径向方向上看可以通过连续曲线(参见图9,左侧图示)、折线(参见图9,右侧图示)或其混合形状(参见图9,中间图示)形成或改变。
凸面的端面部段在根据图9的实施变型方案中分别柱形地构建,更确切地说构建为柱形的子面,然而其中也可考虑在径向方向上的略微的弯曲,使得形成双重弯曲的面。
在滑动套筒齿38的所有示出的实施变型方案中,凸面的端面部段在径向方向上看分别关于轴向齿中轴线X镜像对称地构建。由此形成周向方向上的对称性。
尤其是,凸面的端面部段在径向方向上看可以从底点64到底点68通过圆柱体的外壳部段形成,其中圆柱体的半径至少为2mm。
但可替选地,根据相应的边界条件也可以考虑如下实施变型方案,在所述实施变型方案中凸面的端面部段在径向方向上看相对于轴向齿中轴线X非对称地构建。
在根据图1至图8的同步设备10的实施形式中,接合器主体齿62轴向上与滑动套筒齿38邻接地具有轴向的齿端部,所述齿端部构成为钝的端面74,其中钝的端面74尤其是平的端面,所述端面垂直于纵轴线A延伸(参见例如图5至图8)。
然而,对根据图9的滑动套筒齿38的凸面构建的端面部段替选地或除此之外,接合器主体齿62的端面74可以凸面地实施。
类似于图9,图10示出了在径向方向上看具有凸面端面部段的不同实施变型方案的三个接合器主体齿62,其中凸面的端面在周向方向上分别从与接合器主体齿62的齿侧面50邻接的底点64经由轴向突出的顶部部段66延伸至与接合器主体齿62的相对置的齿侧面50邻接的底点68。
接合器主体齿62的齿端部的所说明的凸面的轮廓尤其对应于滑动套筒齿38的齿端部的凸面的轮廓,如其根据图9已描述的那样,使得可以参考上述实施方式。
对于接合器主体齿62特别有利的是,根据图9中的右侧图示的凸面的端面的实施变型方案,其中在周向方向上在中部设置平的基本上垂直于纵轴线A伸展的顶部部段66以及在周向方向上在两侧邻接的倒棱70,其中倒棱70与纵轴线A分别夹有一角度,该角度对应于在轴向邻接的(倾斜的)止动面44与纵轴线A之间的角度。因此,在轴向换挡运动限制时在根据图8的同步设备10的换挡的状态中,通过止动面44形成的止挡部段76平面地贴靠在接合器主体齿62的倒棱70上,使得仅出现比较小的表面压力。在接合器主体齿62和滑动套筒18的止动面44上的磨损和应力由此以简单且有利的方式最小化。
当滑动套筒齿38的齿端部40、42或接合器主体齿62的齿端部具有凸面的端面部段48或凸面的端面74时,已经可以实现在滑动套筒18与接合器主体26之间的期望的、即小的扭转侧隙。
滑动套筒18由于内齿部34的齿几何形状优选是烧结部件。
在用于制造滑动套筒18的方法中,在此情况下首先提供经烧结的滑动套筒毛坯78,之后在随后的加工步骤中将后置部段54成形到在烧结时形成的滑动套筒齿38’上。
图11在左侧示出了在径向方向上看经烧结的滑动套筒毛坯78的滑动套筒齿38’,其中滑动套筒齿38’在轴向的中间部段中具有齿宽b1,该齿宽大于在轴向边缘部段中的齿宽b。以此方式已部分在烧结时成形构建为止动斜面的止动面44,使得在随后的加工步骤中,在该加工步骤中构建后置部段54并且完成止动面44,需要更小的材料成型和/或材料去除。尤其是,滑动套筒毛坯78在随后的加工步骤中通过辊压滑动套筒齿38’来成型。可替选地,后置部段54和止动面44在随后的加工步骤中也可以车削地例如通过后置铣削来制造,其中经车削的加工通常与高的制造开销相联系。
在将滑动套筒18制造为烧结部件时,可替选地也可以考虑的是,止动面44和后置部段54在挤压过程中已完全在烧结时形成,使得省去上述的随后的加工步骤。然而为此需要共用的烧结工具,使得在烧结时的制造开销升高。
代替作为烧结部件原则上也可以将滑动套筒18制造为由钢材料构成的板材部件。
在此情况下,管形的滑动套筒作为滑动套筒毛坯来提供,其中首先车削地制造滑动套筒齿38(例如通过拉削)并且在随后的加工步骤中通过铣削或成型滑套套筒齿38形成止动面44和后置部段54。
图12和图13示出了根据另一实施形式的滑动套筒18。
类似图3和图4,滑动套筒18一件式地构建,其中止动面44一件式地成形模制到内齿部34的滑动套筒齿38上,并且其中滑动套筒齿38的每个轴向齿端部40、42配设有两个止动面44。
根据图13,滑动套筒18具有用于限制轴向换挡行程的止挡部段76,其中该止挡部段76与根据图3和图4的实施形式相反在此是平的止挡面,该止挡面在周向方向上设置在止动面44之间并且垂直于纵轴线A延伸。
但与根据图3和图4的滑动套筒18的主要不同在于,在根据图12和图13的实施形式中钝的端面部段48在滑动套筒齿38的轴向齿端部40、42上径向设置在止动面44之外。关于滑动套筒齿38,因此与同步环20配合的止动功能和与接合器主体26配合的咬合功能在径向上彼此分开。
换言之,滑动套筒齿38在径向方向上具有叠置的层状的部段,其中径向内的部段具有止动面44而径向外部段包括带有钝的端面部段48的轴向齿端部40、42。
这也参照图14变得清楚:其示出了同步设备10的示意性的纵剖面连带根据图12和图13示出的滑动套筒18。
在此情况下,省去了:同步环外齿部24的头部圆直径79与滑动套筒齿38的钝的端面部段48隔开,其中同步环外齿部24尤其设置在内齿部34的端面部段48径向内部。
接合器主体外齿部28的齿根圆直径80径向上尤其在止动面44的区域中,使得在滑动套筒齿38的两个止动面44之间设置的止挡部段76可以抵靠在接合器主体26上,用以限制滑动套筒18的轴向换挡行程。
图15阐明了用于带有根据图12和图13的滑动套筒18的同步设备10的换挡过程,其中在左侧图示中示出了轴向中间的中性位置、在中间的图示中示出了止动位置并且在右侧图示中示出了滑动套筒18的换挡位置。
在此也清楚的是,同步环外齿部24在轴向中性位置中轴向上完全设置在滑动套筒18的两个端侧30、32之间,使得在轴向方向上得到特别小的结构长度。
从中性位置出发,将轴向换挡力F施加到滑动套筒18上,使得滑动套筒18向左运动到止动位置中。
类似图6,在止动位置中,滑动套筒齿38的实施为止动斜面的止动面44贴靠在同步环外齿部24的对应的、优选平行的配对面上,使得通过同步环外齿部24防止滑动套筒18(向下)的进一步轴向运动。
在同步单元10的换挡状态中,将滑动套筒齿38咬合在接合器主体齿62之间,使得滑动套筒18处于其轴向偏转的换挡位置中。滑动套筒18的止挡部段76在此贴靠在接合器主体26上并且因此限定了滑动套筒18在其换挡位置中的轴向位置(也参见图14)。
图16和图17示出了根据另一实施形式的滑动套筒18。
类似根据图12和图13的实施形式,钝的端面部段48在滑动套筒齿38的轴向齿端部40、42上同样在径向设置在倾斜的止动面44之外。
与前述的实施形式不同,但根据图14和图15的滑动套筒18多件式地实施,并且具有独立的嵌入件82,用以插入到滑动套筒18的内齿部34中,其中止动面44模制到嵌入件82上。
根据图17,嵌入件82分别具有用于限制轴向换挡行程的止挡部段76,其中止挡部段76尤其是平的并且垂直于纵轴线A地延伸。
在根据图16的实施例中,设置三个均匀分布在滑动套筒18的圆周上的嵌入件82。然而,嵌入件82的并且由此存在的止动面44的数目在此可以以低的开销与在同步设备10的止动状态中出现的应力匹配,使得不超过预设的最大表面压力。
图18为了阐明了换挡过程示出了根据另一实施形式的同步设备10的展开部分,其中在左侧图示中示出了轴向中间的中性位置、在中间的图示中示出了止动位置并且在右侧图示中示出了换挡套筒18的换挡位置。
所示的同步设备10基本上对应于具有根据图14和图15的滑动套筒18的前述实施形式。在此情况下,也设置独立的嵌入件82,其与同步环20配合承担止动功能(参见中间的图示)。但根据图18,止动面44并不实施为止动斜面,而是基本上垂直于纵轴线A地延伸。
Claims (18)
1.一种用于换挡变速器的同步设备(10)的滑动套筒,其具有:
纵轴线(A),
内齿部(34),所述内齿部啮合到所述同步设备(10)的轮毂(14)的外齿部中并且包括多个滑动套筒齿(38),
其中每个滑动套筒齿(38)从轴向齿端部(40)延伸至对置的轴向齿端部(42),以及
其中,所述滑动套筒(18)具有用于接合在所述同步设备(10)的同步环(20)的外齿部(24)上的止动面(44),
其特征在于,
所述止动面(44)在轴向上设置在所述齿端部(40,42)之间以及与这两个轴向齿端部(40,42)轴向间隔开。
2.根据权利要求1所述的滑动套筒,其特征在于,所述止动面(44)是平的以及在径向方向上看是相对于纵轴线(A)倾斜的止动斜面。
3.根据上述权利要求中任一项所述的滑动套筒,其特征在于,所述滑动套筒齿(38)的轴向齿端部(40,42)分别具有钝的端面部段(48)。
4.根据权利要求3所述的滑动套筒,其特征在于,滑动套筒齿(38)具有在周向方向上相对置的齿侧面(50),其将内齿部(34)的滑动套筒齿(38)分别与在周向方向上邻接的齿间隙(52)分开,其中钝的端面部段(48)连接相对置的各齿侧面(50)。
5.根据权利要求4所述的滑动套筒,其特征在于,滑动套筒齿(38)的两个相对置的齿侧面(50)与钝的端面部段(48)邻接地分别具有后置部段(54),用于接合在接合器主体(26)的外齿部(28)上。
6.根据权利要求5所述的滑动套筒,其特征在于,所述后置部段(54)轴向上设置在滑动套筒齿(38)的钝的端面部段(48)与止动面(44)之间。
7.根据权利要求5或6所述的滑动套筒,其特征在于,每个止动面(44)在滑动套筒齿(38)的后置部段(54)的轴向端部开始并且在周向方向上倾斜地朝向相邻的滑动套筒齿(38)延伸。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的滑动套筒,其特征在于,所述钝的端面部段(48)是平的端面部段并且垂直于纵轴线(A)延伸。
9.根据权利要求3至7中任一项所述的滑动套筒,其特征在于,所述钝的端面部段(48)是凸面的端面部段。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的滑动套筒,其特征在于,所述钝的端面部段(48)在所述滑动套筒齿(38)的轴向齿端部(40,42)上在径向上设置在所述止动面(44)之外。
11.根据权利要求3至9中任一项所述的滑动套筒,其特征在于,所述滑动套筒(18)的所有止动面(44)从共同的内半径(56)延伸直至共同的外半径(58),其中滑动套筒齿(38)的钝的端面部段(48)设置在内半径(56)与外半径(58)之间。
12.根据权利要求3至11中任一项所述的滑动套筒,其特征在于,所述滑动套筒(18)一件式地构建并且止动面(44)一件式地模制到内齿部(34)的滑动套筒齿(38)上,尤其其中滑动套筒齿(38)的每个轴向齿端部(40,42)配设有两个止动面(44)。
13.根据上述权利要求中任一项所述的滑动套筒,其特征在于,设置有止挡部段(76)用以限制轴向换挡行程。
14.根据权利要求3至11中任一项所述的滑动套筒,其特征在于,所述滑动套筒(18)多件式地实施并且具有嵌入件(82),用于插入到内齿部(34)中,其中止动面(44)模制在嵌入件(82)上,尤其其中嵌入件(82)分别具有用于限制轴向换挡行程的止挡部段(76)。
15.根据上述权利要求中任一项所述的滑动套筒,其特征在于,所有配设给滑动套筒(18)的端侧(30,32)的齿端部(40,42)和/或所有朝向滑动套筒(18)的端侧(30,32)的止动面(44)分别在相同的径向平面(E)中开始。
16.一种用于换挡变速器(12)的同步设备,具有:
轮毂(14),所述轮毂抗扭转地安置在围绕纵轴线(A)能转动的变速器轴(16)上,
根据上述权利要求中任一项所述的滑动套筒(18),所述滑动套筒相对于所述轮毂(14)抗扭转地但轴向可移动地设置,
同步环(20),用于将所述轮毂(14)与所述换挡变速器的挡位齿轮(22)经由摩擦连接耦联,所述同步环具有同步环外齿部(24),以及
接合器主体(26),其抗扭转地与挡位齿轮(22)连接并且具有接合器主体外齿部(28),
其中所述滑动套筒(18)在轴向方向上由两个相对置的端侧(30,32)限界并且同步环外齿部(24)在滑动套筒(18)的轴向中间的中性位置中在轴向上至少部分在滑动套筒(18)的两个端侧(30,32)之间延伸。
17.根据权利要求16所述的同步设备,其特征在于,所述滑动套筒齿(38)的轴向齿端部(40,42)分别具有钝的端面部段(48)和所述同步环外齿部(24)在径向方向上与所述端面部段(48)间隔开。
18.一种用于制造根据权利要求1至15中任一项所述的滑动套筒(18)的方法,其特征在于,首先提供经烧结的滑动套筒毛坯(78)并且在随后的加工步骤中将后置部段(54)成形到滑动套筒齿(38)上。
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