CN108779811A - 压力件和所属的同步装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于同步装置的压力件(1，25)，其中压力件(1，25)构成为弹簧元件(2)，所述弹簧元件具有中间部段(3，26)，从所述中间部段中延伸出两个或三个弯折的弹簧腿部(4，5，27，28，29)，其中弹簧腿部(4，5，27，28，29)彼此错开地设置并且至少与中间部段(3，26)一样长。在中间部段(3，26)上设置有定心机构(41)。

Description

压力件和所属的同步装置

技术领域

本发明涉及一种用于同步装置的压力件。

背景技术

这种压力件是用于换挡变速器的同步装置的组成部分。在此，同步过程从预同步或不同步开始。经由同步和锁止，最后经由同步体在驱动的变速器轴与待切换的齿轮之间建立形状配合。

根据现有技术的同步装置例如具有压力件，所述压力件包括容纳在壳体中的螺旋压力弹簧和作为闭锁元件的球体。多个这种压力件设置在同步体的凹部中，并且经由球形的闭锁元件与滑动套筒处于闭锁连接。通过滑动套筒沿轴向方向的运动，压力件经由具有锁止齿部的同步环首先引起预同步，随后引起同步并且最后引起与在待切换的齿轮上的耦联齿部的形状配合。

在DE 10 2005 023 248 A1中提出，由一件式的冲压构件替代多件式的压力件单元，所述多件式的压力件单元具有沉重的压力件壳、螺旋压力弹簧和球体。

从DE 10 2012 209 219 A1中已知一种用于变速器的同步单元的同步体，其中预同步元件分别构成为异形弹簧。在那里图6和8中示出的预同步元件分别与外同步环固定连接并且能够锁定在同步体上。异形弹簧形成为L形片簧并且在其轴向端部上分别具有拱起部，所述拱起部形成弹簧槽。借助该弹簧槽，构成为异形弹簧的预同步元件能够锁定在同步体的沿环周方向延伸的连接片上。

US 5 113 968 A1示出一种压力件，所述压力件构成为异形弹簧，其轴向弹簧端部向内定向并且指向彼此。高的力作用到如此形成的短的弹簧端部上。从DE 10 2007 025022 A1、DE 10 2006 061 407 A1、DE 10 2007 031 300 A1和DE 10 2014 221 420 B3中已知另外的压力件。

现有技术中的异形弹簧的共同点在于，这些异形弹簧由于高的换挡力受到高负荷并且过早磨损。现有技术中的异形弹簧此外不能够使同步单元的滑动套筒居中定心，使得滑动套筒在空挡位置中的精确的位置定位必须通过附加的止动机构进行，以便在未切换的情况下防止不希望的轴向运动，进而防止促使磨损的不同步，所述附加的止动机构通常设置在本来的同步元件之外。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种压力件，其克服这些缺点。

为了实现该目的，在开头所述的压力件中提出，弹簧元件具有中间部段，从所述中间部段中延伸出两个或三个弯折的弹簧腿部，其中弹簧腿部彼此错开并且在弯曲状态下彼此并排，并且弹簧腿部的轴向长度至少与中间部段一样长，并且在中间部段上设置有定心机构。

替代两个异形弹簧，如其在DE 10 2012 209 219 A1中所提出的，使用弹簧元件，以便沿两个方向实现预同步。由此，一方面能够减少所需的零件数量，并且另一方面能够简单且低成本地制造根据本发明的压力件。因此，唯一的压力件能够替代两个单独制造和安装的异形弹簧。

通过定心机构确保压力件能够在同步体上定心并且在超过起初提高的力时才能够在同步体上移动。因此，锁定在滑动套筒中的压力件能够将该滑动套筒保持在通过定心机构规定的位置中。因此能够省去附加的构件，所述附加的构件将滑动套筒锁止在空挡位置以防无意地轴向移动。尤其，换挡拨叉或换挡杆的止动不再是必需的，所述换挡拨叉或换挡杆操纵滑动套筒。

为了将压力件居中定位，定心机构能够构成为坡状轮廓。坡状轮廓优选与同步体的配对坡状轮廓、凸肩或其他体部棱边共同作用。因此，在适宜的设计方案中，同步体能够在压力件容纳部中具有径向升高的区域，所述区域构成为定心方块。定心方块在轴向上通过两个棱边限界，在居中位置中，压力件的定心机构在轴向外部同时支撑在这两个棱边上。

在另一实施形式中，压力件具有各个凸起以替代坡面，所述凸起与相应的配对轮廓共同作用，以便使压力件定心。为此，凸起例如能够构成为搭接部(Durchstellungen)。在一个优选的变型方案中，压力件具有大致为矩形的底部作为中间部段，在所述中间部段的角部分别设置有一个搭接部。

在具有两个弹簧腿部的压力件中，弹簧腿部沿相反的方向延伸。具有三个弹簧腿部的压力件优选具有沿一个方向延伸的中间的弹簧腿部，所述中间的弹簧腿部设置在沿相反方向延伸的外部的弹簧腿部之间。

在根据本发明的压力件中优选的是，弹簧腿部分别具有以近似160°至195°弯折的部段。特别优选大致弯折180°。该弯折部能够近似半圆形地构成，替代地，其也能够由两个至少近似直角的弯折部组成。这两个弯折的部段具有如下作用：这两个弯折的弹簧腿部关于中间部段能够具有弹性。

在根据本发明的压力件中优选的是，在弯折的部段上连接有具有增大的宽度的部段。相应地，弯折的部段与连接在其上的、具有增大的宽度的外部的部段相比具有较小的宽度。弯折的部段的较小的宽度降低其刚性，从而实现期望的弹性作用。通过几何形状的规定，尤其弹簧腿部的宽度的规定，并且通过弹簧腿部的厚度的规定，能够设定弹性特性，进而设定预同步所需的弹簧力。也能够通过选择适当的材料作为其他参数影响弹簧力。

在具有三个弹簧腿部的压力件中，两个外部的弹簧腿部优选彼此连接。

在根据本发明的压力件中也能够提出，弹簧腿部分别具有向上弯折的台阶部。弹簧腿部的该台阶部的形状和尺寸在此匹配于滑动套筒的轮廓。因此，压力件的弹簧腿部在滑动套筒移动时轴向运动，从而开始进行预同步。

在本发明的范围内能够提出，在具有两个弹簧腿部的压力件中，压力件的弹簧腿部具有相同的形状。这两个弹簧腿部指向相反的方向并且在其他方面相同地构成。

根据本发明的压力件的弹簧元件构成为通过无切削成型制造的冲压件，通过上述方式实现成本更低的制造。根据本发明的压力件优选由弹簧钢制成。在由板材进行的冲压过程之后，坯件被多次弯曲，从而获得所需的具有弯折部的形状。

此外，本发明涉及一种用于换挡变速器的同步装置，所述同步装置具有：同步体，在所述同步体上滑动套筒可轴向移动并且抗扭地设置在同步体上；和压力件，所述压力件具有弹簧元件并且容纳在同步体中。压力件能够与滑动套筒有效连接，使得其能够将滑动套筒居中定心。

尤其优选的是，压力件具有弹簧腿部，所述弹簧腿部具有朝中间部段的方向垂直弯折的端部部段，其中压力件具有定心机构，所述定心机构将压力件在空挡位置中锁定在同步装置的同步体上。

附图说明

下面借助实施例参考附图阐述本发明的其他优点和细节。附图是示意图并且示出：

图1示出根据本发明的第一压力件的立体图；

图2示出根据图1的压力件的经转动的背侧视图；

图3示出具有在图1中示出的压力件的根据本发明的同步装置的剖视图；

图4示出根据本发明的第二压力件的立体图；

图5示出根据图4的压力件的经转动的背侧视图；

图6示出根据图3的不具有压力件的同步装置的同步体的部分剖切的立体图；

图7示出根据图3的具有压力件的同步装置的同步体的部分剖切的立体图；

图8示出同步装置的部分剖切的视图；

图9示出根据本发明的压力件的另一实施例；

图10至14示出同步过程。

具体实施方式

图9示出用于同步装置14(图3)的压力件1，其中压力件1构成为弹簧元件2。弹簧元件2具有中间部段3，从所述中间部段中沿相反的方向延伸出两个弯折的弹簧腿部4，5。

弹簧元件2由弹簧钢制成，其中首先冲压坯件，所述坯件随后无切削地成型，从而形成在图1中示出的弹簧元件2。两个弹簧腿部4，5沿相反的方向从中间部段3中延伸出来，其中所述两个弹簧腿部是彼此错开的并且并排地处于弯曲的状态。

弹簧腿部4，5分别具有以近似180°弯折的部段6，7，具有增大的宽度的部段8，9连接于所述部段。弯折的规定值应仅理解为近似值。因为压力件1构成为弹簧元件，所以当压力件1插入同步装置中时，弯折量发生变化。弯折的部段6，7的宽度以及弹簧元件2的厚度确定其刚性进而确定弹簧特性。

每个弹簧腿部4，5在其具有增大的宽度的部段8，9的区域内分别具有垂直弯折的端部部段10，11。在此，端部部段10，11朝向中间部段3近似直角地弯折。

附加地，每个弹簧腿部4，5具有向上弯折的台阶部12，13，端部部段10，11分别连接于所述台阶部12，13。因此，台阶部12，13成形为，使得其接合在滑动套筒16(图3)的相应相反地(gegengleich)构成的凹部内并且在滑动套筒16移动时一起移动。

图3示出用于机动车的未详细示出的换挡变速器的同步装置14的细节的剖视图。同步装置14包括同步体15，在所述同步体上设置有滑动套筒16。同步体15也称为承载体。如从图8中得知，同步装置14设置在第一挡位齿轮17和第二挡位齿轮18之间。滑动套筒16具有槽，可轴向运动的换挡拨叉的滑块(未示出)接合到所述槽中，以便使滑动套筒16移动。

图3和图8示出在空挡位置中的同步装置14。构成为弹簧元件2的压力件1位于滑动套筒16和同步体15之间。为了挂入挡位，滑动套筒16沿着箭头19轴向移动。

在换挡过程开始时，滑动套筒16由在图3中所示的空挡位置仅最小程度地移动。弹簧元件2借助其向外弯折的台阶部12，13接合到滑动套筒16的底侧的凹部20，21中。因此，弹簧元件2形状接合地容纳在滑动套筒16和同步体15之间。弹簧元件2经由斜坡式背部45与滑动套筒16接触。如果通过驾驶员开始进行滑动套筒16的移动，那么在克服下文中描述的居中定心力(Mittenzentrierungskraft)之后，滑动套筒16能够轴向运动，其中由于形状接合，弹簧元件2随动。在移动之后，弹簧元件2借助其弯折的端部部段10接触同步环22，使得同步过程开始。

由弹簧元件2产生的用于同步的弹簧力能够由于几何形状的规定、材料的规定和用于弹簧元件2的弹簧板的材料厚度的规定而受到影响。附加地，在滑动套筒16的内侧上的凹部20，21的轮廓也能够不同地构成，例如构成为坡面。

图1和2示出压力件25的另一实施例的立体图。压力件25构成为弹簧元件并且具有中间部段26，从所述中间部段中延伸出三个弯折的弹簧腿部27，28，29。弹簧腿部28位于两个外部的弹簧腿部27，29之间。外部的弹簧腿部27，29彼此平行地设置，从压力件25的中间部段26起，所述外部的弹簧腿部反向于中间的弹簧腿部28延伸。在图2中可看出，两个外部的弹簧腿部27，29经由横向延伸的连接片30彼此连接。类似于之前描述的压力件1，压力件25构成为冲压弯曲件并且由弹簧钢材料制成。与第一实施例一致，压力件25在弹簧腿部27，28，29处分别具有宽度增大的部段，中间的弹簧腿部28和将两个外部的弹簧腿部27，29连接的连接片30具有朝向中间部段26垂直弯折的端部部段31，32，以便能够开始进行预同步。

下面依据图10至14描述压力件25的功能，所述压力件是用于换挡变速器的同步装置的组成部分。在此涉及剖视图，所述剖视图示出同步的不同步骤。

图10示出同步装置33，其中滑动套筒34位于空挡位置。构成为弹簧元件的压力件25径向设置在滑动套筒34和同步体35之间。在图10中可看出，压力件25的径向向外弯折的台阶部36，37接合在滑动套筒34的内侧处的凹部内。

图11示出同步的开始，在此滑动套筒34沿着箭头38移动。压力件25在此通过滑动套筒34相对于同步体35轴向移动。

在图12中示出的滑动套筒34的移动的进一步过程中，弯折的端部部段31通过滑动套筒34的内表面被径向向内挤压，直至其在同步体的轴向侧上从后方接合同步体35。

图13示出滑动套筒34达到其轴向最终位置并止挡在挡位齿轮39上之后的状态。在该状态下，挡位被挂入。压力件25的弯折的端部部段31从后方接合同步体35，从而在轴向方向上锁定压力件25。

图14示出在向回切换时的同步装置33。当滑动套筒34沿着通过箭头40表示的相反方向移动时，压力件25的弯折的端部部段31始终从后方接合同步体35，从而防止在相对置的(左)侧上引发过早的预同步。在滑动套筒34进一步轴向移动之后，弯折的端部部段31才再次径向向外弹，使得压力件25的台阶部36，37接合到滑动套筒34的内侧处的相应凹部内。随后，压力件25在滑动套筒34移动时同样轴向移动，直至再次达到在图10中示出的空挡位置，在沿着通过箭头40表示的方向进一步移动时，在左侧上开始进行同步。

在图1和2中通过两个坡面形成定心机构41，所述两个坡面使压力件25在同步体35上居中地定心，如其在图7中所示。为此，同步体35(图6)对称地在压力件容纳部42内具有方形的轮廓部43，所述压力件容纳部形成为外齿部的齿部间隙。所述方形的轮廓部43相比于其余的压力件容纳部42径向升高并且通过平行的棱边44轴向限界，压力件25的定心机构41在居中定心期间支撑在所述棱边上。

根据图4和5的压力件25与根据图1和2的压力件25的区别在于定心机构41的构成。在该变型方案中，定心机构41构成为各个突起，所述突起形成矩形。

附图标记列表

1 压力件

2 弹簧元件

3 中间部段

4 弹簧腿部

5 弹簧腿部

6 部段

7 部段

8 部段

9 部段

10 端部部段

11 端部部段

12 台阶部

13 台阶部

14 同步装置

15 同步体(承载体)

16 滑动套筒

17 挡位齿轮

18 挡位齿轮

19 箭头

20 凹部

21 凹部

22 同步环

23 台阶部

24 箭头

25 压力件

26 部段

27 弹簧腿部

28 弹簧腿部

29 弹簧腿部

30 连接片

31 端部部段

32 端部部段

33 同步装置

34 滑动套筒

35 同步体(承载体)

36 台阶部

37 台阶部

38 箭头

39 挡位齿轮

40 箭头

41 定心机构

42 压力件容纳部

43 轮廓部

44 棱边

45 斜坡式背部

Claims (9)

1.一种用于同步装置的压力件(1，25)，所述压力件具有弹簧元件(2)，所述弹簧元件具有中间部段(3，26)，从所述中间部段中沿相反的方向延伸出两个或三个弯折的弹簧腿部(4，5，27，28，29)，其特征在于，所述弹簧腿部(4，5，27，28，29)彼此错开地设置，所述弹簧腿部(4，5，27，28，29)至少与所述中间部段(3，26)一样长，并且在所述中间部段(3，26)上设置有定心机构(41)。

2.根据权利要求1所述的压力件，其特征在于，所述压力件(25)具有三个弹簧腿部(27，28，29)，所述三个弹簧腿部包括沿一个方向延伸的中间的弹簧腿部(28)，所述中间的弹簧腿部设置在沿相反方向延伸的、两个外部的弹簧腿部(27，29)之间。

3.根据权利要求1或2所述的压力件，其特征在于，所述弹簧腿部(4，5，27，28，29)分别具有以近似160°至195°弯折的部段(6，7)。

4.根据权利要求3所述的压力件，其特征在于，在所述弯折的部段(6，7)上连接有具有增大的宽度的部段(8，9)，并且在具有三个弹簧腿部(27，28，29)的压力件(25)中，两个外部的弹簧腿部(27，29)彼此连接。

5.根据上述权利要求中任一项所述的压力件，其特征在于，所述定心机构(41)构成为设置在所述中间部段(3，26)上的坡状轮廓，或者通过多个搭接部构成。

6.根据上述权利要求中任一项所述的压力件，其特征在于，所述弹簧腿部(4，5，27，28，29)分别具有向上弯折的台阶部(12，13)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的压力件，其特征在于，在具有两个弹簧腿部(4，5)的压力件(1)中，所述弹簧腿部(4，5)具有相同的形状。

8.根据上述权利要求中任一项所述的压力件，其特征在于，所述压力件(1，25)构成为通过无切削成型制造的冲压件。

9.一种用于换挡变速器的同步装置(14，33)，所述同步装置具有同步体(15，35)和根据权利要求1至8中任一项所述的压力件(1，25)，其特征在于，所述同步体(15，35)构成压力件容纳部(42)，所述压力件容纳部具有设置在所述压力件容纳部(42)中的定心方块，滑动套筒(16，34)能够通过所述压力件(1，25)在所述定心方块上定心。