CN110686016A - 用于机械变速器、具体是用于车辆的变速器的同步器 - Google Patents

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Abstract

一种用于机械变速器、具体是用于车辆的变速器的同步器(10)，包括毂(18)、接合套筒(22)、成对接合齿圈(26a、26b)、成对同步环(24a、24b)以及插设在毂(18)和接合套筒(22)之间的预同步系统，其中，该预同步系统包括单个弹性环(50)，该弹性环轴向地插设在在同步环(24a、24b)之间，在相对于毂(18)的轴向滑动运动中与接合套筒(22)驱动地连接，并且至少部分地接纳在接合套筒(22)的内部环形槽(52)中。

Description

用于机械变速器、具体是用于车辆的变速器的同步器
技术领域
本发明总地涉及一种用于诸如车辆的变速器的机械变速器的同步器，其设计成将变速器的轴选择性地与空转地安装在该轴上的成对齿轮中的任一个扭转地连接。
更具体地，本发明涉及一种设有预同步系统的同步器。
背景技术
从DE 14 75 333 A1已知一种上述类型的同步器。
根据该已知解决方案，同步器包括：
毂，其设置成扭转地连接到变速器的轴，
接合套筒，其在轴向方向上、即平行于轴的旋转轴线可滑动，
成对同步环，每个同步环与相应的齿轮相关联，并且在其径向外侧上具有相应的外齿，该外齿布置成与接合套筒的内齿啮合，并且在其径向内侧上具有摩擦表面(特别是锥形表面)，该摩擦表面布置成与相应齿轮的相应摩擦表面接合，以允许在同步环和齿轮之间产生摩擦扭矩，以及
包括单个弹性环的预同步系统，其轴向地插设在在同步环之间，其在相对于毂的轴向滑动运动中与接合套筒驱动地连接，并且至少部分地接纳在接合套筒的内部环形槽中。
发明内容
本发明的目的是，相对于上述现有技术提供一种用于机械变速器的改进的同步器。
根据本发明，借助用于上述类型的机械变速器的同步器完全实现了这个和其它目的，其特征在于，每个同步环整体地形成多个凸片，这些凸片从相应的外齿轴向向内延伸并且彼此成角度地均匀间隔开，每个同步环的多个凸片构造成：当接合套筒从中性位置移动到接合位置中的任一个时，允许弹性环在所述凸片上轴向地滑动。这种构造允许减少同步器的部件的总数量，因为凸片与相应的同步环制成为一件。
根据实施例，接合套筒具有基本上U形的横截面，在其轴向中间区域具有外部环形槽，所述外部环形槽旨在由控制构件接合以引起接合套筒在任一方向上轴向移动。
根据替代实施例，接合套筒具有基本上T形的横截面，在其轴向中间区域、即在上述内部环形槽的区域中具有较大的厚度(即较大的径向尺寸)。
附图说明
从仅借助参考附图的非限制性示例给出的下面的详细描述中，本发明的其它特征和优点将变得更加明显，附图中：
图1是根据本发明的实施例的用于机械变速器的同步器的在中性(空挡)位置的剖视图；
图1a是图1的同步器的一部分的放大图；
图2是图1的同步器的剖视图，其中同步器处于其两个接合位置中的一个；
图3是图1的同步器的分解图；以及
图4是根据本发明的另一实施例的用于机械变速器的同步器的在中性位置的剖视图。
具体实施方式
首先参考图1、1a和2，根据本发明的实施例的用于机械变速器、具体是用于车辆变速器的同步器总地以10标记。
同步器10是所谓的双同步器，即设计成在空转地安装在轴12上的成对齿轮14和16之间安装在变速器的轴12上并且布置成选择性地连接所述齿轮14和16中的任一个以与轴12一起旋转的同步器。同步器10从中性位置(在图1和1a中示出)开始可移动进入两个接合位置中的一个或另一个，在中性位置，它不连接任一齿轮14或齿轮16以与轴12一起旋转，在每个接合位置中，它连接所述齿轮14和16中的相应一个以与轴12一起旋转。
还参考图3，同步器10基本上包括：
毂18，毂18例如通过花键联接器20扭转地连接到轴12；
接合套筒22，其在轴向方向上(即，平行于轴12的纵向轴线，在图1和2中以x标记)在例如叉状控制构件的控制构件(未示出，但本身是已知的类型)的控制下可滑动；
成对同步环24a和24b，分别与齿轮14和齿轮16相关联；
成对接合齿圈26a和26b，分别与齿轮14和齿轮16相关联；以及
插设在毂18和接合套筒22之间的预同步系统。
毂18设有与接合套筒22的内齿30啮合的外齿28。毂18的外齿28和接合套筒22的内齿30都是圆柱形直齿，以便允许接合套筒22相对于毂18轴向滑动。
毂18的外齿28被若干非带齿的区域32中断，这些非带齿的区域32彼此成角度地均匀间隔开，特别是彼此以120度间隔的三个非带齿的区域32。
同样，接合套筒22的内齿30被相应数量的非带齿的区域34(图3中仅示出其中一个)彼此成角度地均匀间隔开，特别是彼此以120度间隔的三个非带齿的区域34。
同步环24a和24b各自设有外齿，对于同步环24a以36a标记，而对于同步环24b以36b标记。同步环24a和24b的外齿36a和36b与接合套筒22的内齿30啮合，并且也制成为圆柱形直齿。
同步环24a和24b各自在其径向内侧上具有相应的摩擦表面，特别是锥形表面，对于同步环24a以38a标记，而对于同步环24b以38b标记。然而，同步环24a和24b各自可以具有多于一个的摩擦表面。
此外，每个同步环24a和24b一体地形成多个凸片，分别以40a和40b标记，它们从相应的外齿36a或36b轴向向内延伸并且彼此成角度地均匀间隔开。每个同步环24a和24b的凸片40a和40b的数量等于毂18的非带齿的区域32的数量，即接合套筒22的非带齿的区域34的数量(在本文提出的实施例中，该数量为3)。每个同步环24a和24b以及相应的凸片40a和40b可以通过不同的工艺获得，例如从金属板开始或通过烧结。
同步环24a的每个凸片40a与同步环24b的相应凸片40b一起接合在部分地由毂18的非带齿的区域32形成并且部分地由接合套筒22的非带齿的区域34形成的相应的座部或凹部中。
在凸片40a和40b的轴向内端之间提供给定距离(在图1a中以D标记)。
此外，每个凸片40a和40b在其轴向内端处和在其径向外边缘上具有相应的倾斜表面或斜面，对于同步环24a以42a标记，而对于同步环24b以42b标记
接合齿圈26a和26b分别例如通过花键联接器(分别以44a和44b标记)与齿轮14和16连接。
接合齿圈26a具有摩擦表面46a，特别是锥形表面，构造成与同步环24a的摩擦表面38a协配，以允许在同步环24a和接合齿圈26a之间产生摩擦扭矩，并从而在同步环24a和齿轮14之间产生摩擦扭矩。类似地，接合齿圈26b具有摩擦表面46b，特别是锥形表面，构造成与同步环24b的摩擦表面38b协配，以允许在同步环24b和接合齿圈26b之间产生摩擦扭矩，并从而在同步环24b和齿轮16之间产生摩擦扭矩。当然，在同步环24a和24b各自具有多于一个的摩擦表面的情况下，接合齿圈26a和26b各自将具有相应数量的摩擦表面。
此外，接合齿圈26a和26b设有相应的外齿48a和48b，外齿48a和48b具体地制成圆柱形直齿并且布置成与接合套筒22的内齿30啮合。
预同步系统包括轴向插设在两个同步环24a和24b之间的单个弹性环50，其厚度小于同步环24a和24b的凸片40a和40b的轴向内端之间的上述距离D。
在同步器10的中性位置中，弹性环50部分地接纳在接合套筒22的内部环形槽52中(如图1a所示)，并且部分地接纳在毂18的外部环形槽54中(如图3所示)。
内部环形槽52形成在内齿30中，并且较佳地，其深度基本上等于所述齿的高度。此外，内部环形槽52的深度等于或大于弹性环50的厚度(径向尺寸)，以便在同步器10的接合位置中(如图2所示)能够将所述环完全接纳在它的内部。
在图1至3的实施例中，接合套筒22具有基本上U形的横截面，具有减小厚度的中间部分22'和从中间部分22'的相对的轴向端部径向向外延伸的成对肩部22”(如图1a中所示)。因此，在两个肩部22”之间限定了座部56，控制构件在使用中接合在其中以控制套筒22在任一方向上的轴向运动。内部环形槽52形成在接合套筒22的中间部分22'中，较佳地在所述部分的中心处。
外部环形槽54形成在毂18的外齿28中并且具有明显小于所述齿的高度的深度，使得当同步器10从中性位置移动进入任一接合位置时，允许弹性环50从所述槽脱离并且在相对于毂18的任一方向上轴向移动。在中性位置中，弹性环50被部分地接纳在外部环形槽54中，因此在弹性环50和内部环形槽52之间存在一定的径向游隙，当同步器10移动进入任一接合位置时，该径向游隙允许弹性环50弹性地膨胀。
参考图1和2，现在将描述同步器10的操作，从图1的中性位置开始，接合套筒22基本上距两个接合齿圈26a和26b的距离相同，即相对于毂18处于基本上中心的位置。在该位置中，内部环形槽52和外部环形槽54基本上彼此对齐并且彼此限定环形间隙，弹性环50容纳在该环形间隙中。此外，在该位置中，接合套筒22的内齿30不与接合齿圈26a的外齿48a或接合齿圈26b的外齿48b啮合。
假设同步器10必须连接齿轮14以与轴12一起旋转(类似的推理适用于同步器10必须连接另一个齿轮16以与轴12一起旋转的情况)，接合套筒22将在相关联的控制构件的控制下朝向接合齿圈26a轴向移动。由于弹性环50在轴向滑动移动中与接合套筒22驱动地连接，所以随着它被接纳在接合套筒22的内部环形槽52中，弹性环50将被推抵同步环24a，即抵靠所述环的凸片40a的轴向内端。
因此，同步环24a的摩擦表面38a与接合齿圈26a的相应摩擦表面46a接触，以产生预同步扭矩，允许将同步环24a与接合套筒22带入同相。由于同步环24a和接合齿圈26a的摩擦表面38a和46a之间的接合，同步环24a相对于接合套筒22旋转的角度使得同步环24a的外齿36a防止接合套筒22朝向接合齿圈26a进一步轴向位移。
一旦同步环24a(即毂18和接合套筒22)和接合齿圈26a的角速度彼此相等，即同步环24a和接合齿圈26a被同步，那么接合套筒22可以进一步朝向接合齿圈26a轴向移动，以使其内齿30与接合齿圈26a的外齿48a啮合。借助于接合套筒22的这种进一步的轴向移动，弹性环50在凸片40a的斜面42a上移动，然后在所述凸片的外径上移动，从而允许接合套筒22完成接合过程。
图4中示出了根据本发明的同步器的另一实施例，其中与图1至3中的部件和元件相同或对应的部件和元件已给与相同的附图标记。
该另一实施例与上述实施例的不同之处基本上仅在于接合套筒22的形状，因为在这种情况下，接合套筒22具有基本上T形的横截面，在内部环形槽52的区域中具有更大的厚度(即更大的径向尺寸)。显然，这允许使得接合套筒22比上述实施例中的更坚固。
当然，本发明的原理保持不变，实施例和结构细节可以从纯粹借助非限制性示例描述和说明的那些广泛地变化，而不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (6)

1.一种用于机械变速器的同步器(10)，所述同步器(10)布置成安装在成对齿轮(14、16)之间的所述变速器的轴(12)上，所述成对齿轮(14、16)空转地安装在所述轴(12)上以选择性地连接所述齿轮(14、16)中的任一个而与所述轴(12)一起旋转，并且包括：
毂(18)，所述毂(18)布置成扭转地连接(20)到所述轴(12)并设有外齿(28)，
接合套筒(22)，所述接合套筒(22)设有与所述毂(18)的所述外齿(28)啮合的内齿(30)，并且在所述轴(12)的纵向轴线(x)的方向上、在中性位置和所述中性位置相对侧上的成对接合位置之间相对于所述毂(18)可滑动地安装，
成对接合齿圈(26a、26b)，所述成对接合齿圈(26a、26b)的每个布置在所述毂(18)的相应侧上，并设有相应的连接装置(44a、44b)，以扭转地连接到相应的齿轮(14、16)，每个所述接合齿圈(26a、26b)具有径向向外面对的至少一个摩擦表面(46a、46b)和外齿(48a、48b)，当所述接合套筒(22)在任一所述接合位置中时，所述外齿(48a、48b)用于与所述接合套筒(22)的所述内齿(30)啮合，
成对同步环(24a、24b)，所述成对同步环(24a、24b)的每个布置在所述毂(18)的相应侧上，以与相应的所述接合齿圈(26a、26b)协配，每个所述同步环(24a、24b)具有至少一个摩擦表面(38a、38b)和外齿(36a、36b)，所述至少一个摩擦表面(38a、38b)径向向内面对并且布置成与相关联的所述接合齿圈(26a、26b)的相应所述摩擦表面(46a、46b)协配，以在所述同步环(24a、24b)和相应的所述接合齿圈(26a、26b)之间产生摩擦扭矩，所述外齿(36a、36b)与所述接合套筒(22)的所述内齿(30)啮合，以及
插设在所述毂(18)和所述接合套筒(22)之间的预同步系统，所述预同步系统包括轴向地插设在所述同步环(24a、24b)之间的单个弹性环(50)，所述单个弹性环(50)在相对于所述毂(18)的轴向滑动中与所述接合套筒(22)驱动地连接，并且至少部分地接纳在所述接合套筒(22)的内部环形槽(52)中，
其特征在于，每个所述同步环(24a、24b)整体地形成多个凸片(40a、40b)，所述多个凸片(40a、40b)从相应的所述外齿(36a、36b)轴向向内延伸并且彼此成角度地均匀间隔开，每个所述同步环(24a、24b)的所述多个凸片(40a、40b)构造成：当所述接合套筒(22)从所述中性位置移动到所述接合位置中的任一个时，允许弹性环(50)在所述凸片(40a、40b)上轴向地滑动。
2.根据权利要求1所述的同步器，其特征在于，所述内部环形槽(52)设置在所述接合套筒(22)的所述内齿(30)中。
3.根据权利要求1所述的同步器，其特征在于，所述内部环形槽(52)的深度基本上等于所述接合套筒(22)的所述内齿(30)的高度。
4.根据权利要求1所述的同步器，其特征在于，所述内部环形槽(52)的深度等于或大于所述弹性环(50)的径向厚度。
5.根据权利要求1所述的同步器，其特征在于，所述毂(18)具有外部环形槽(54)，所述外部环形槽在所述同步器(10)的所述中性位置中与所述内部环形槽(52)对齐，以便限定环形座部，所述弹性环(50)被接纳在所述环形座部中。
6.一种机械变速器，包括轴(12)、空转地安装在所述轴(12)上的成对齿轮(14、16)和根据前述权利要求中任一项所述的同步器(10)，所述同步器(10)在所述齿轮(14、16)之间安装在所述轴(12)上，以选择性地连接所述齿轮(14、16)中的任一个而与所述轴(12)一起旋转。
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