CN107923447B - 车辆变速器的压力件和同步单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆变速器的同步单元(1)的压力件(15)，包括底部件(16)，盖件(17)，和弹簧(18)，所述盖件在轴向端侧具有压力部段(28a，28b)，以移动同步环(31)，所述弹簧(18)被安置在所述底部件(16)和所述盖件(17)之间，其中，所述盖件(17)的长度大于所述底部件(16)的宽度。此外，本发明还涉及一种具有所述压力件(15)的同步单元(1)。

Description

车辆变速器的压力件和同步单元

技术领域

本发明涉及一种用于车辆变速器的同步单元的压力件，该压力件具有底部件、盖件和弹簧，该盖件在轴向端侧具有压力部段，以移动同步环，该弹簧被安置在底部件和盖件之间。本发明还涉及一种带有压力件的同步单元。

背景技术

同步单元用于在换挡变速器中抗扭地安装带有轴的惰轮。这种同步单元通常具有与轴抗扭地连接的套筒支架，滑动套筒被放置在该套筒支架上并与套筒支架抗扭地、但是能轴向移动地连接。此外，还设置同步环或同步环组件和惰轮，其中，同步环或同步环组件被安置在惰轮和套筒支架之间。当惰轮与基体同步地连接时，滑动套筒沿惰轮的方向位移，其中，同步环组件确保转速平衡。只要惰轮和轴的速度相等，就能够将滑动套筒移动到惰轮上，以使得惰轮抗扭地随套筒支架并且由此随轴转动。在同步单元中通常安置压力件，压力件由套筒支架支承并由滑动套筒沿轴向带动，以对同步环组件施加压力。

DE 10 2006 018 284 A1公开了一种具有压力件的同步单元，该压力件具有沿周向延伸的并且位于同步单元的套筒支架的外表面上的翼部。该压力件具有能被锁定在滑动套筒的凹槽中的球。

DE 10 2011 075 504 A1示出了一种另外压力件，该压力件具有沿周向的翼部。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于同步单元的轻型的、扁平的并且结构紧凑的压力件以及同步单元，该压力件使得同步单元结构简单并且同步单元能够传递较高扭矩。

该技术问题通过具有根据权利要求1的特征的压力件来解决。本发明的优选的或有利的实施方式由从属权利要求、下面的阐述以及附图给出。

盖件的长度大于底部件的宽度。在这种情况下，所述长度是指在安装状态下的沿变速器主轴线的方向，即沿压力件的位移方向的长度，并且底部件的宽度是指沿圆周方向的宽度。因为盖件的长度大于压力件的宽度，所以压力件必要时还能够在移动过程中支撑位于其两侧的部件中的一个。由此降低了倾斜的风险。此外能够设置，压力件还支撑在底部件上。因此，这样设计的压力件能够支撑在制动器侧面的直至四个表面上。所以即使压力件的结构沿径向非常平，也能够被可靠地支撑。径向扁平的结构还使得能够传递更高的扭矩，这是因为套筒支架中的较小的凹槽仅轻微减小扭矩。

本发明的另外的优点在于，通过较长的盖件能够更容易地向同步环施加负载。因为盖件沿轴向伸出的相对远，所以能够缩短或甚至消除同步环上的沿轴向的凸缘。这简化了同步环的制造。

同步单元被设计为变速器的一部分，特别是换档变速器或齿轮变速器的一部分。变速器能够是手动变速器或自动变速器。同步单元的功能在于，首先使轴与惰轮同步，然后抗扭地工作。

同步单元具有套筒支架，套筒支架被设计用于放置在轴上。套筒支架和/或轴限定主轴线。设计套筒支架抗扭地并且优选地不能移动地放置在轴上。例如，套筒支架具有用于容纳轴的中心通道口，其中，套筒支架在通道口中具有用于与轴抗扭连接的轴向齿部或花键。优选地，套筒支架由金属制成。套筒支架具有轴向外齿部。特别地，在套筒支架的径向外周表面上具有多个外齿，外齿的纵向延伸沿轴向地和/或平行于主轴线地伸展，并且外齿形成轴向外齿部。此外，套筒支架具有凹部，该凹部被安置在套筒支架的边缘上，尤其是在径向外圆周上，并且沿径向向外开口。

同步单元包括滑动套筒，其中，滑动套筒被设计用于与惰轮，特别是链轮能拆卸地、抗扭地连接。惰轮与轴同轴并且特别被安置在轴上。滑动套筒具有轴向内齿部，滑动套筒特别在其径向内表面上具有多个沿轴向和/或平行于主轴线的内齿。轴向内齿部与轴向外齿部相啮合，使得套筒支架和滑动套筒被相互抗扭地设置。然而，相对于套筒支架关于主轴线沿轴向能移动地安置滑动套筒在套筒支架上。

同步单元具有至少一个压力件。优选地，同步单元具有多个压力件，压力件特别有规律地分布在绕主轴线的旋转方向上。压力件至少部分地被安置在凹部中。压力件具有底部件、盖件和弹簧，弹簧被安置底部件和盖件之间。弹簧用于推开底部件和盖件，由此将盖件锁定在滑动套筒或套筒支架中的一个上。弹簧的弹簧方向优选与关于主轴线的径向对齐。压力件优选具有暂时将滑动套筒相对于套筒支架锁定和/或固定的功能。底部件能够由塑料或金属制成，盖件同样能够由塑料或金属支撑，其中盖件优选由金属制成。如果压力件的部件由金属制成，那么这些部件优选由钣金成型技术，例如深冲压制制成。

沿绕主轴线的旋转方向观察，套筒支架特别是在凹部的各侧边上具有边缘的支承区域。支承区域特别沿关于主轴线的轴向延伸。支承区域优选地是直线形，但是也能够是弯曲的。

压力件的底部件在两侧具有沿旋转方向的边缘侧的支撑部段。优选地，支撑部段被设计为翼部或腹板。底部件通过支撑部段贴靠在支承区域上，特别是使得底部件沿径向，确切地说，沿朝向主轴线的方向上被支撑。

优选地，支撑部段至少在内齿的区域中被安置在节圆内侧，特别是完全地被安置在节圆内侧，该节圆小于滑动套筒的轴向内齿部的顶圆。因此，轴向内齿部通过内齿的尖端限定顶圆，由此支撑部段至少在内齿的区域中不伸入到顶圆中。特别地，沿径向在支撑部段和轴向内齿部的内齿之间始终保持间隙。

通过将支撑部段向下凹陷到轴向内齿部的顶圆内，能够使得轴向内齿部的顶圆不需要作为用于支撑部段的结构空间。优选地，支撑部段完全被安置在轴向内齿部的顶圆内侧。这种设计结构使得轴向内齿部的内齿在压力件的支撑部段的区域中不需要留空，而是能够沿轴向连续地延伸。这还使得在套筒支架与惰轮之间传递力时，滑动套筒和由此整体的同步单元具有更高的承载能力。

在本发明的一个优选设计方案中，滑动套筒的轴向内齿部的至少一个内齿与角区段相重叠地布置，由支撑部段沿旋转方向的尺寸限定该角区段。特别地，该齿至少部分地处于与邻接的支撑部段相同的角位置上。特别地，相互同心地安置内齿和支撑部段。特别优选的是，沿轴向连续地形成内齿，和/或内齿具有恒定的横截面轮廓。在本设计方案中，再次强调了本发明的思想，即通过支撑部段在轴向内齿部的顶圆外侧区域中的下沉，能够完整地设计轴向内齿部，并且由此更具有承载能力。

在本发明的一个优选的设计方案中，盖件具有锁定区域，并且滑动套筒具有用于锁定区域的容纳区域。因此，具有锁定区域的盖件能够伸入到容纳区域中，以锁定滑动套筒。容纳区域被安置在轴向内齿部的中间齿中。中间齿的形状与轴向内齿部的任何其它内齿一样，然而中间齿在中心区域具有凹部，以便为容纳区域和锁定区域留出空间。由此被安置在中间齿的两侧上的两个沿旋转方向直接与中间齿相邻的内齿与相应的支撑部段的角区段相重叠。通过这种结构设计强调，这样选择设计结构，使得只有必要数量的内齿(即不包括中间齿)被截断并因此限制其承载能力。

特别优选的是，支撑部段与紧邻的内齿之间的径向距离保持得极小。特别地，该距离选择为小于0.3mm，特别是小于0.15mm。通过该极小的距离使得，内齿形成对底部件的支撑，防止沿径向的提升和/或防止底部件以及由此压力件的倾斜。

在本发明的优选的改进方案中，底部件具有底部区域。底部区域特别构成底部件和/或压力件的沿径向最内侧的区域。相对地，凹部具有基部，其中，底部区域与凹部的基部关于主轴线沿径向相间隔开。备选地或附加地，底部件被自由悬置地或自由支承地设在支撑部段之间。该设计方案的优点在于，避免了在套筒支架中的底部件和由此的压力件的位置过度限定。

在一个有利的设计方案中，在垂直于主轴线的横截面中，设计底部件具有U形的底部部段，支撑部段特别呈翼状地与底部部分相邻接。特别地，支撑部段在所述横截面中与U形底部部段的水平的边同向或平行。

附加地设置，关于主轴线沿径向能移动地安置盖件在底部件中。通过这种可移动性，盖件能够相对于底部件做弹性运动。

特别优选地，弹簧设计为压缩弹簧，弹簧在一侧被支撑在底部件上，在另一侧被支撑在盖件上。能够设置，底部件具有模制件，特别是圆顶或定心销，压缩弹簧被放置在该模制件上并且通过该成型件将压缩弹簧固定在该位置上。备选地或附加地，压缩弹簧能够在盖件的凸状的区域中收缩，例如在圆顶状的、特别构成盖件的锁定区域的凸出部中收缩，由此压缩弹簧也在该侧被固定在其位置上。

特别优选的是，盖件被设计为板材成型件。除了压力件的部件的低制造成本之外，还能够使得压力件沿径向的尺寸非常小。球体作为锁定元件(例如从现有技术中已知的)，至少球体的直径必须被看作径向尺寸；而压力件与盖件为钣金成型件，这样设计盖件的轮廓，使得形成足够的锁定区域，以能够插入并被锁定在滑动套筒的容纳区域中。

在本发明的可能的改进方案中，盖件具有侧翼部段，侧翼部段从盖件沿轴向两侧伸出。侧翼部段能够用于在两侧将盖件支撑在滑动套筒上。因此，通过侧翼部段能够使得盖件不产生倾斜。

盖件优选在两侧具有压力部段，这样确定压力部段的尺寸，使得压力部段压靠同步环以便开始同步。优选地，压力部段被设计为相对于旋转方向切向延伸的腹板区域。压力部段能够例如与侧翼部段邻接。

在侧翼部段和中央的圆顶状的凸出部之间优选形成凹槽。盖件这样通过该凹槽得到加固，盖件能够将换挡力可靠地传递到同步环上。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明优选的实施例的阐述，给出本发明进一步的特征、优点和效果。附图为：

图1是同步单元的示意性的立体图；

图2是图1中的同步单元的示意性的剖视图；

图3是同步单元的根据本发明的实施例的示意性的立体图；

图4是图3中的同步单元的另外的立体图。

具体实施方式

图1示出了同步单元1的示意性的立体图，该同步单元被设计用于车辆的齿轮变速器。在图示中，一些部件被挤压，例如，同步环组件和惰轮。

同步单元1具有套筒支架2和滑动套筒3。套筒支架2被抗扭地安装在仅示意性地示出的轴4上，并且与轴4抗扭地且不能移位地连接。通过套筒支架2或者轴4的旋转，限定了主轴线H。套筒支架2在其径向外表面上具有轴向外齿部5(也被称为套筒支架齿部)。轴向外齿部5具有规则的相间隔的外齿6，外齿的纵向延伸平行于主轴线H。

滑动套筒3具有与外齿相匹配的轴向内齿部7(也被称为滑动套筒齿部)，该轴向内齿部包括多个内齿8，内齿8同样在其纵向延伸上沿轴向对齐。轴向外齿部5和轴向内齿部7相互啮合，因此套筒支架2和滑动套筒3被抗扭地，但是能够相互移动地安置。

从结构上看，套筒支架2具有轮部段9，在轮部段9的径向外侧上安置套管部段10，套管部段支承轴向外齿部5。轮部段9的轴向宽度小于套管部段10的轴向宽度的1/5。换句话说，轮部段9的轴向宽度被设计得非常小。滑动套筒3被设计为中空的圆柱形部段，并且与套管部段10或主轴线H同轴和/或同心地被安置。在径向外侧形成用于接合换挡构件的凹槽11。

图2示出同步单元1的示意性的垂直于主轴线H的剖视图。从该图示能够看出，在套筒支架2中，特别是在轮部段9中，引入了在径向边缘处开口的凹部12。在所示的剖视图中，凹部12具有两个被基本相互平行地安置的侧壁13a，13b和基本垂直于侧壁13a，13b延伸的基部14。

在凹部12中安置有压力件15，压力件15具有底部件16，盖件17和被安置在底部件16与盖件17之间的弹簧18。弹簧18被设计为压缩弹簧，弹簧通过其一个自由端被支撑在底部件16上，并且通过其另一个自由端被支撑在盖件17上，并且将这两个部件相互分离地推开。

在该实施例中，底部件16被设计为板成型件，特别是具有多个弯曲部的板条。底部件16具有U形底部段，底部段包括底边19(也被称为底部中间件)和两个侧边20a，20b。支撑部段21a，21b与侧边20a，20b相邻接，在该剖视图中，支撑部段与底边19同向地定向。

在与侧壁13a，13b相邻的凹部12的边缘侧，套筒支架2，特别是轮部段9具有支承区域22a，22b，在图2所示的剖视图中，支承区域沿旋转方向延伸并且也沿轴向延伸，由此支承区域22a，22b被设计为表面。

底部件16通过支撑部段21a，21b的底面被放置在支承区域22a，22b上。底部件16在旋转方向上通过侧壁13a，13b被形状配合式连接地固持。底边19沿径向与基部14相隔距离d，由此底部件16在支撑部段21a，21b上被自由悬置地或自由支承地安置在凹部12中。

支承区域22a，22b相对于轴向外齿部6的节圆FK在对于主轴线H的径向向下凹陷。特别地，通过关于沿主轴线H沿径向在轴向外齿部5的外齿6之间的齿间空间形成支承区域22a，22b。

通过支承区域22a，22b的向下凹陷，也使得支撑部段21a，21b向下凹陷，更确切地说，特别将支撑部段21a，21b安置在节圆内侧，该节圆小于滑动套筒3的轴向内齿部的顶圆KK。

通过朝向主轴线H向下凹陷地设置支撑部段21a，21b，使得支撑部段21a，21b不再构成用于滑动套筒3的轴向内齿部7的内齿8的干扰轮廓。因此，还能够与角区段W重叠地安置内齿8，通过支撑部段21a，21b或支承部段22a，22b沿旋转方向的延展限定角区段。

通过该结构设计，能够将支撑部段21a，21b与内齿8的径向间隙始终保持为间隙宽度D，由此使得与支撑部段21a，21b相邻的内齿8也能够不发生碰撞地沿轴向移动。其优点在于，能够沿轴向连续地形成齿8，而不会形成支撑部段21a，21b的干扰轮廓。然而，严格地说，由于存在最窄的区域，所以支撑部段21a，21b必须处于在一定区域内，特别是在顶圆内侧的内齿8的角度区域中。支撑部段21a，21b的延长部分也能够突出到内齿8之间的齿间空间中。

在内齿8的中间齿23中引入凹槽24，以构成用于盖件17的锁定区域26的容纳区域25。而与之在两侧相邻的内齿8被沿轴向连续地和/或具有恒定的横截面轮廓地形成，内齿8与支撑部段21a，21b同心地安置。

在图2所示的剖视图中，盖件17沿旋转方向分别与底部件的每个侧边20a，20b抵接，并且能够沿径向朝向或者背离弹簧18的弹簧方向位移。在中央区域中存在帽形部段27，该帽形部段被设计为凸状的凸出部并且支承锁定区域26。特别地，盖件17被设计为成型件。

特别从图1可以看出，盖件17在其轴向边缘区域上分别具有带有压力面的压力部段28a，28b，压力部段28a，28b用于使同步单元1的(未示出的)同步环组件的(未示出的)同步环组件沿轴向移动。压力部段28a，28b被设计为盖件17的自由翼部。

在图3中示出了本发明的一个实施例。

在底部件16中设置定位销形式的模制件29，该模制件沿径向延伸并且被安置在弹簧18中，以固定弹簧18的位置。底部件16在该实施例中被设计为塑料件。

与根据图1的实施方式不同，盖件17沿轴向进一步延伸，特别是延伸到滑动套筒3的边缘。侧翼部段30a，30b一体地形成在盖件17的两侧上，侧翼部段沿径向支撑在滑动套筒3上并且由此避免盖件17的倾斜。压力部段28a，28b被安置侧翼部段30a，30b的边缘侧并且与其成一定角度。图3还示出同步环31，其中能够看出，压力部段29b能够沿轴向挤压同步环31。

在图4中，与图2类似，支撑部段21a位于滑动套筒3的轴向内齿部7的顶圆KK内，并且与支撑部段21a相邻的内齿8沿轴向是连续的，但是沿径向相对支撑部段21a具有径向距离D。

附图标记列表

1 同步装置

2 套筒支架

3 滑动套筒

4 轴

5 轴向外齿部

6 外齿

7 轴向内齿部

8 内齿

9 轮部段

10 套管部段

11 槽

12 凹部

13a，b 侧壁

14 基部

15 压力件

16 底部件

17 盖件

18 弹簧

19 底边

20a，b 侧边

21a，b 支撑部段

22a，b 支承区域

23 中间齿

24 凹槽

25 容纳区域

26 锁定区域

27 帽形部段

28a，28b 压力部段

29 模制件

30a，b 侧翼部段

31 同步环

d 底边19和基部14之间的距离

FK 底圆

KK 顶圆

W 角区段

D 支撑部段21a，b和相邻的内齿8之间的距离

H 主轴线

103 凹槽

Claims (10)

1.一种用于车辆变速器的同步单元(1)的压力件(15)，包括

-底部件(16)，

-盖件(17)，所述盖件在轴向端侧具有压力部段(28a，28b)，以移动同步环(31)，

-弹簧(18)，所述弹簧(18)被安置在所述底部件(16)和所述盖件(17)之间，其特征在于，

所述底部件(16)具有U形的底部部段和支撑部段，且所述盖件(17)沿旋转方向分别与底部部段的侧边(20a，20b)抵接，所述盖件能够相对于底部件做弹性运动，所述盖件(17)的长度大于所述底部件(16)的宽度。

2.根据权利要求1所述的压力件，其特征在于，所述盖件(17)具有侧翼部段(30a，30b)。

3.根据权利要求2所述的压力件，其特征在于，所述侧翼部段(30a，30b)沿所述压力件(15)的运动方向延伸。

4.根据上述权利要求2或3所述的压力件，其特征在于，所述盖件具有圆顶状的帽形部段(27)，所述弹簧(18)支撑在所述帽形部段中。

5.根据权利要求4所述的压力件，其特征在于，在所述侧翼部段(30a，30b)和所述帽形部段(27)之间设计凹槽(103)。

6.根据上述权利要求1至3中任一项所述的压力件，其特征在于，所述底部件具有底边(19)和两个相互平行的侧边(20a，20b)。

7.根据权利要求6所述的压力件，其特征在于，所述侧边(20a，20b)的法线被设计为垂直于所述盖件(17)的主延伸方向。

8.根据权利要求6所述的压力件，其特征在于，支撑部段(21a，21b)与所述侧边(20a，20b)成角度。

9.根据上述权利要求1至3中任一项所述的压力件，其特征在于，所述底部件(16)或所述盖件(17)由塑料制成。

10.一种同步单元(1)，包括滑动套筒(30)，套筒支架(2)，同步环(31)和根据上述权利要求中任一项所述的压力件(15)，其中，所述同步环(31)没有沿所述压力件(15)指向的凸缘。

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