CN113280112A - 挡位轮单元以及用于制造用于挡位轮单元的离合器从动盘的方法 - Google Patents

挡位轮单元以及用于制造用于挡位轮单元的离合器从动盘的方法 Download PDF

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Abstract

本发明描述了用于换挡变速器的同步单元的挡位轮单元(10)。该挡位轮单元包括挡位轮(12)和紧固在挡位轮(12)上的离合器从动盘(14)。该离合器从动盘(14)具有径向内部离合器从动盘区段(22)和径向外部离合器从动盘区段(20)。在此两个离合器从动盘区段(20、22)中的一个相对另一离合器从动盘区段(20、22)沿中心轴线(16)的方向至少部分地变形。本发明还提出了用于制造用于挡位轮单元(10)的离合器从动盘(14)的方法。

Description

挡位轮单元以及用于制造用于挡位轮单元的离合器从动盘的 方法
技术领域
本发明涉及用于换挡变速器的同步单元的挡位轮单元。该挡位轮单元具有挡位轮和紧固在该挡位轮上的离合器从动盘，其中,挡位轮和离合器从动盘围绕共同的中心轴线可旋转。
本发明还涉及用于制造用于这种挡位轮单元的离合器从动盘的方法。
背景技术
从现有技术中已知这种挡位轮单元和用于制造附属的离合器从动盘的方法。就此而论，离合器从动盘通常由盘形的离合器从动盘坯件制成。为了能够在离合器从动盘的功能面上遵循必要的公差，通常在两侧对这些功能面进行磨削。这特别适于用作与同步单元的其余构件相互作用的贴靠面的功能面、特别是用于与挡位轮相互作用的功能面。
发明内容
本发明基于的目的是，改进已知的挡位轮单元。在此，挡位轮单元应该特别简单并且成本上有利地构造。
所述目的通过开头提到类型的挡位轮单元得以实现，其中，离合器从动盘具有径向内部离合器从动盘区段和径向外部离合器从动盘区段。在此，两个离合器从动盘区段中的一个离合器从动盘区段相对另一离合器从动盘区段沿中心轴线的方向至少部分地变形。至少部分变形使得，径向内部离合器从动盘区段和径向外部离合器从动盘区段沿着中心轴线彼此错开地设置。在此借助变形过程可以以较快速和简单的方式制造满足严格公差的离合器从动盘。特别是在此，变形方法非常适于批量制造和大量制造。另外，借助变形的制造能够实现制造作为功能集成构件的离合器从动盘。在变形过程中，可以在离合器从动盘上实现许多功能特征、特别是功能面。因此获得如下的挡位轮单元，该挡位轮单元简单并且成本上有利地构造并且同样可以简单并且成本上有利地制造。此外，通过离合器从动盘的的经变形的区段特别是与实心设计的离合器从动盘相比可以节省材料。由此，变形的离合器从动盘重量轻。因此获得同样具有较轻重量的挡位轮单元。
在此，根据本发明的挡位轮单元的经变形的离合器从动盘可以设计为，使得其功能特征在其位置和定向方面与已知的离合器从动盘的功能特征相对应。这特别适用于离合器从动盘的厚度。因此，根据本发明的挡位轮单元的离合器从动盘可以用作现有离合器从动盘的替换件。特别地，因此已知的是，实心的离合器从动盘可以由经变形的离合器从动盘替换。
离合器从动盘在径向外周缘上优选具有在同步状态下与滑动套筒接合的周向齿部。即使周向齿部在轴向变形时一起轴向运动，该周向齿部根据定义也不是经变形的径向外部离合器从动盘区段的组成部分。
径向内部离合器从动盘区段和径向外部离合器从动盘区段沿着中心轴线基本上可以具有相同的厚度。离合器从动盘由此可以由较简单的离合器从动盘坯件制成。特别地，在此涉及的是盘形的板材件。因此，离合器从动盘可以在使用标准方法和设备的情况下生产。
根据一种实施方式，径向内部离合器从动盘区段和径向外部离合器从动盘区段沿周向完全环绕并且通过沿周向完全环绕的曲拐连接。不仅径向内部离合器从动盘区段而且径向外部离合器从动盘区段都是环形区段。两个离合器从动盘区段基本上在相应配置的横向平面中延伸，这些横向平面分别垂直于中心轴线延伸。在此，所述曲拐包括两个环形弯曲区域，其将两个离合器从动盘区段彼此连接。这种曲拐可以通过已知的设备简单并且成本上有利地制造。
径向内部离合器从动盘区段和/或径向外部离合器从动盘区段也可以具有多个经变形的周向节段。经变形的周向节段也可以称为转接部(Durchstellung)。在此，径向内部离合器从动盘区段的各个周向节段和/或外部离合器从动盘区段的各个周向节段优选沿周向间隔开。在此，每个离合器从动盘区段可以包括三个至十五个、特别是五个至九个周向节段。
每个经变形的周向节段在此优选在径向截面上是钵形的。因此，在径向截面中，每个周向节段显示一种外翻(Ausstülpung)。从轴向观察，周向节段可以具有任意形状。特别地，它们设计为圆形或半月形。这样的周向节段可以容易地制造。
此外，在径向内部离合器从动盘区段上在相对径向外部离合器从动盘区段沿轴向方向突出的端侧上可以设置有第一贴靠面。第一贴靠面贴靠在挡位轮上。特别地，第一贴靠面通过径向内部离合器从动盘区段相对径向外部离合器从动盘区段的变形而产生。就此而论，将贴靠面命名为第一仅是用于明确名称。因此这并不暗示贴靠面的数量。在此特别地，第一贴靠面是环形面。可选地，第一贴靠面由多个周向节段组成。因此，第一贴靠面可以较容易地但以高精度来制造。由此获得具有简单结构和可靠功能的挡位轮单元。
在径向外部离合器从动盘区段上在相对径向内部离合器从动盘区段沿轴向方向突出的端侧上可以设置有用于贴靠摩擦构件或同步单元的同步轮毂的第二贴靠面。特别地，第二贴靠面通过径向内部离合器从动盘区段相对径向外部离合器从动盘区段的变形产生。就此而论，将贴靠面命名为第二仅是用于明确名称。因此这并不暗示贴靠面的数量。在当前情况下，摩擦构件例如是摩擦环或摩擦锥。第二贴靠面可以是环形面。可选地，第二贴靠面由多个周向节段构成。因此，第二贴靠面可以较容易地但以高精度来制造。由此获得构造简单且可靠作业的挡位轮单元。
对于离合器从动盘既具有第一贴靠面又具有第二贴靠面的情况，第一贴靠面和第二贴靠面沿着中心轴线位于相反侧。
在一种变型中，在径向外部离合器从动盘区段上在相对径向内部离合器从动盘区段沿轴向方向突出的端侧上可以设置有用于将滑动套筒贴靠到离合器从动盘上的第三贴靠面。特别地，第三贴靠面通过径向内部离合器从动盘区段相对径向外部离合器从动盘区段的变形产生。就此而论，将贴靠面命名为第三再次仅是用于明确名称。这仍然不暗示贴靠面的数量。当挂入与离合器从动盘连接的挡位轮协作的挡位时，滑动套筒特别是贴靠在第三贴靠面上。第三贴靠面也可以是环形面。还可能的是，第三贴靠面由多个周向节段组成。因此可以精确且容易地制造第三贴靠面。获得具有简单结构的挡位轮单元。
不言而喻地，在变形时，离合器从动盘的一些区段可以固定，而离合器从动盘的其它区段相对这些固定的区段运动、即变形。
贴靠面特别是平坦的并且位于相对中心轴线的横向平面中、即垂直于中心轴线的平面中。
另外，所述目的通过用于制造用于根据本发明的挡位轮单元的离合器从动盘的方法得以实现，其中，该离合器从动盘围绕中心轴线可旋转。该方法包括以下步骤：
a)设置由板材制成的基本平坦的离合器从动盘坯件，以及
b)沿中心轴线的方向使离合器从动盘坯件的径向内部区段的至少一个周向节段变形和/或沿中心轴线的方向使离合器从动盘坯件的径向外部区段的至少一个周向节段变形，使得径向内部离合器从动盘区段和径向外部离合器从动盘区段沿着中心轴线相对彼此错开。
就此而论，离合器从动盘坯件优选是圆盘形的。因此，通过使离合器从动盘坯件变形的方式从离合器从动盘坯件产生离合器从动盘。它简单并且成本上有利。另外，可以借助变形制造方法遵循严格的公差。
可选地，离合器从动盘随后紧固在挡位轮上，从而产生挡位轮单元。换句话说，用于制造挡位轮单元的方法包括已经提到的用于制造离合器从动盘的步骤以及离合器从动盘在挡位轮上的紧固。
根据一种实施方式，离合器从动盘坯件的径向内部区段和离合器从动盘坯件的径向外部区段沿周向封闭，并且离合器从动盘坯件的径向内部区段相对离合器从动盘坯件的径向外部区段和/或离合器从动盘坯件的径向外部区段相对离合器从动盘坯件的径向内部区段弯折。在此，弯折是一种按照标准的板材加工方法，其可以较快速且高精度地实现。因此，离合器从动盘可简单地制造。
此外可能的是，径向内部离合器从动盘区段和/或径向外部离合器从动盘区段通过离合器从动盘的多个周向节段沿中心轴线的方向的变形获得贴靠面。特别地，沿中心轴线的方向变形的周向节段在径向截面中分别是钵形的。因此，贴靠面不是连续地沿周向环绕，而是由优选在周向方向上彼此间隔开的周向节段组成。因此，仅将离合器从动盘坯件的较小的区段变形。这可以高速并且高精度地实现。
在沿中心轴线的方向变形时，可以在径向内部离合器从动盘区段上成形用于将离合器从动盘贴靠在挡位轮上的第一贴靠面。特别地，第一贴靠面在相对径向外部离合器从动盘区段沿轴向方向突出的端侧上成形。因此，第一贴靠面可以简单且成本上有利地制造。另外，其可以高精度地制造。
可选地或附加地，可以在径向外部离合器从动盘区段上成形用于贴靠同步单元的摩擦构件的第二贴靠面。特别地，第二贴靠面在相对径向内部离合器从动盘区段沿轴向方向突出的端侧上成形。因此，第二贴靠面也可以简单且成本上有利地制造。同样可以遵循严格的公差。
另外可能的是，在径向外部离合器从动盘区段上成形用于将滑动套筒贴靠到离合器从动盘上的第三贴靠面。特别地，第三贴靠面在相对径向内部离合器从动盘区段沿轴向方向突出的端侧上成形。因此，可以高精度地制造第三贴靠面。
轴向变形优选为精细加工步骤。特别地，轴向变形是用于制造离合器从动盘的最后的机械加工步骤。
在此特别优选地，在轴向变形之后不再进行切削加工步骤、特别是不再进行磨削。以这种方式，离合器从动盘可以特别有效地、也就是说快速且成本上有利地制造。
此外有益的是：在径向内部和/或外部周向区段的轴向变形之前制造周向齿部，这取决于是仅径向内部周向区段还是仅径向外部周向区段还是两个周向区段变形。这意味着，在轴向变形之后不再能改形成或产生周向齿部。
附图说明
下面借助附图中示出的不同实施例来说明本发明。附图中：
图1示出根据本发明第一实施方式的挡位轮单元的半剖视图；
图2示意性示出沿着图1中的方向II观察的图1的挡位轮单元的离合器从动盘；
图3示出根据本发明第二实施方式的挡位轮单元的半剖视图；
图4示意性示出沿着图3中的方向IV观察的图3的挡位轮单元的离合器从动盘；
图5示意性示出设置为用于根据第一实施方式的挡位轮单元的离合器从动盘的制造；
图6示意性示出设置为用于根据第二实施方式的挡位轮单元的离合器从动盘的制造。
具体实施方式
图1示出了根据第一实施方式的挡位轮单元10，该挡位轮单元具有仅示意性示出的挡位轮12和紧固在挡位轮12上的离合器从动盘14。
在此，挡位轮12和离合器从动盘14围绕共同的中心轴线16可旋转并且不能相对转动地彼此连接。
在设置用于与换挡变速器的同步单元共同作用的挡位轮单元10之后，离合器从动盘14在其外周上配备齿部18、也称为周向齿部，其可以与同步单元的未进一步示出的滑动套筒共同作用。
齿部18设置在沿周向完全环绕的径向外部离合器从动盘区段20上。
向着中心轴线16的方向，径向内部离合器从动盘区段22连接在径向外部离合器从动盘区段20上。该径向内部离合器从动盘区段同样是沿周向完全环绕的。
两个离合器从动盘区段20、22也可以称为沿周向闭合。
它们经由曲拐24彼此连接。
在此，两个离合器从动盘区段20、22中的一个相对另一离合器从动盘区段20、22沿中心轴线16的方向、即沿轴向变形。
在所示的实施方式中，径向外部离合器从动盘区段20和径向内部离合器从动盘区段22基本上具有相同的厚度Da、Di。
为了能够将离合器从动盘14以限定的方式紧固或定位在挡位轮12上，在径向内部离合器从动盘区段22上在相对径向外部离合器从动盘区段20沿着中心轴线16突出的端侧26上设置有平坦的第一贴靠面28。
在图1所示的挡位轮单元10的装配状态中，第一贴靠面28贴靠在挡位轮12上。
在离合器从动盘14的相反的端侧30上在外部离合器从动盘区段20上设置有第二贴靠面32，该第二贴靠面用于将摩擦构件、例如同步单元的摩擦环，或同步单元的同步轮毂贴靠到离合器从动盘14上。
在此，端侧30相对径向内部离合器从动盘区段22沿轴向方向突出。
为了紧固摩擦构件，在所示的实施方式中还设置有开口34。
此外，在端侧30上在径向外部离合器从动盘区段20上设置有第三贴靠面36，该第三贴靠面用于将同步单元的摩擦系统的构件、例如摩擦环贴靠到离合器从动盘14上。
第一贴靠面28基本上在端侧26上在整个径向内部离合器从动盘区段22上延伸，而第二贴靠面32和第三贴靠面36仅由端侧30在径向外部离合器从动盘区段20的区域中的区段构成。
这些区段在图2中由虚线界定，其中，虚线37a标记第二贴靠面32的径向内端部，而虚线37b标记从第二贴靠面32到第三贴靠面36的过渡。
当然作为替代方案，第二贴靠面32和第三贴靠面36可以径向彼此间隔开而不是如图2中那样彼此融合。
在图3和4中示出了挡位轮单元10的第二实施方式。这基本上与第一实施方式相对应，因此下面将仅探讨不同之处。相同和功能相同的部件设有相同的附图标记。
第二实施方式的挡位轮单元10的离合器从动盘14在径向内部离合器从动盘区段22方面主要与第一实施方式的挡位轮单元10不同。
现在，内部离合器从动盘区段具有多个变形的周向节段22a、22b、22c、22d(见图4)。
这些周向节段22a、22b、22c、22d沿周向彼此间隔开。在径向截面中，这些周向节段22a、22b、22c、22d中的每一个都是钵形的(特别参见图3)。
因此，在第二实施方式中，第一贴靠面28由总共四个贴靠面节段组成，每个贴靠面节段分别由周向节段22a、22b、22c、22d的位于端侧26上的平坦端侧区段构成。在此可以理解的是，贴靠面28也可以由多于或少于四个的贴靠面节段组成。在可选的实施方式中，在此设置有三个贴靠面节段。
因此在所示的实施方式中，离合器从动盘14经由四个周向节段22a、22b、22c、22d贴靠在挡位轮12上。
第二贴靠面32和第三贴靠面36如在第一实施方式中那样设计，因此在此参考它们。
对于离合器从动盘14也设置为用作已知挡位轮单元的替换件的情况下，贴靠面28、32、36可以定位和定向为如在已知的离合器从动盘的情况下那样，例如实心的、未变形的离合器从动盘。
下面说明用于制造用于挡位轮单元10的离合器从动盘14的方法。
在此，在图5中示意性示出了工具38，通过该工具可以制造根据图2的离合器从动盘14，即，根据第一实施方式的用于挡位轮单元10的离合器从动盘14。在这种离合器从动盘14中，径向外部离合器从动盘区段20和径向内部离合器从动盘区段22沿周向闭合。
在制造的过程中，首先设置基本上平坦的离合器从动盘坯件40。因此，其具有基本上位于一个平面中的径向内部区段42和径向外部区段44。
齿部18通过在变形和/或切削加工来制造。
然后在所示的实施方式中，使离合器从动盘坯件40的径向内部区段42沿中心轴线16的方向变形，使得由此产生的离合器从动盘14的径向内部离合器从动盘区段22和径向外部离合器从动盘区段20沿着中心轴线16相对彼此错开(也参见图1)。
换句话说，径向内部区段42相对于径向外部区段44弯折。
通过制造径向内部离合器从动盘区段22和径向外部离合器从动盘区段20，还产生了第一贴靠面28、第二贴靠面32和第三贴靠面36。
在此，变形为精细加工步骤，该精细加工步骤是用于制造离合器从动盘14的最后的机械加工步骤。在变形之后，离合器从动盘14不必继续被加工。
在图6中示意性示出了工具46，通过该工具可以制造根据图4的离合器从动盘14，即，根据第二实施方式的用于挡位轮单元10的离合器从动盘14。在该实施方式中，径向内部离合器从动盘区段22具有多个经变形的周向节段22a、22b、22c、22d。它们在径向截面中分别为钵形。
在此，板材也在外边缘上被加工，以便制造齿部18。根据图6的工具用于随后的轴向变形。
在此，工具46包括多个凸起48和相应的凹深部50，这些凸起和凹深部在其数量和形状上与要制造的周向节段22a、22b、22c、22d相对应。
在此在这种变型中，变形也是精细加工步骤，该精细加工步骤是用于制造离合器从动盘14的最后的加工步骤。

Claims (13)

1.用于换挡变速器的同步单元的挡位轮单元(10)，所述挡位轮单元具有挡位轮(12)和紧固在所述挡位轮(12)上的离合器从动盘(14)，其中，所述挡位轮(12)和所述离合器从动盘(14)围绕共同的中心轴线(16)可旋转，其特征在于，所述离合器从动盘(14)具有径向内部离合器从动盘区段(22)和径向外部离合器从动盘区段(20)，其中，两个离合器从动盘区段(20、22)中的一个相对另一离合器从动盘区段(20、22)沿所述中心轴线(16)的方向至少部分变形。
2.根据权利要求1所述的挡位轮单元(10)，其特征在于，所述径向内部离合器从动盘区段(22)和所述径向外部离合器从动盘区段(22)沿着所述中心轴线(16)基本上具有相同的厚度(Di、Da)。
3.根据权利要求1或2所述的挡位轮单元(10)，其特征在于，所述径向内部离合器从动盘区段(22)和所述径向外部离合器从动盘区段(20)沿周向完全环绕并且通过沿周向完全环绕的曲拐(24)连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的挡位轮单元(10)，其特征在于，所述径向内部离合器从动盘区段(22)和/或所述径向外部离合器从动盘区段(20)具有多个经变形的周向节段(22a、22b、22c、22d)。
5.根据权利要求4所述的挡位轮单元(10)，其特征在于，每个经变形的周向节段(22a、22b、22c、22d)在径向截面中是钵形的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的挡位轮单元(10)，其特征在于，在所述径向内部离合器从动盘区段(22)上在相对所述径向外部离合器从动盘区段(20)沿轴向方向突出的端侧(26)上设置有第一贴靠面(28)，并且所述第一贴靠面(28)贴靠在所述挡位轮(12)上，特别是所述第一贴靠面(28)通过所述径向内部离合器从动盘区段(22)相对所述径向外部离合器从动盘区段(20)的变形而产生。
7.根据前述权利要求中任一项所述的挡位轮单元(10)，其特征在于，在所述径向外部离合器从动盘区段(20)上在相对所述径向内部离合器从动盘区段(22)沿轴向方向突出的端侧(30)上设置有用于贴靠摩擦构件或同步单元的同步轮毂的第二贴靠面(32)，特别是所述第二贴靠面(32)通过所述径向内部离合器从动盘区段(22)相对所述径向外部离合器从动盘区段(20)的变形而产生。
8.根据前述权利要求中任一项所述的挡位轮单元(10)，其特征在于，在所述径向外部离合器从动盘区段(20)上在相对所述径向内部离合器从动盘区段(22)沿轴向方向突出的端侧(30)上设置有用于将滑动套筒贴靠到所述离合器从动盘(14)上的第三贴靠面(36)，特别是所述第三贴靠面(36)通过所述径向内部离合器从动盘区段(22)相对所述径向外部离合器从动盘区段(20)的变形而产生。
9.用于制造根据前述权利要求中任一项所述的用于挡位轮单元(10)的离合器从动盘(14)的方法，其中，所述离合器从动盘(14)围绕中心轴线(16)可旋转，所述方法具有以下步骤：
a)设置由板材制成的基本上平坦的离合器从动盘坯件(40)，以及
b)沿所述中心轴线(16)的方向使所述离合器从动盘坯件(40)的径向内部区段(42)的至少一个周向节段变形，和/或沿所述中心轴线(16)的方向使所述离合器从动盘坯件(40)的径向外部区段(44)的至少一个周向节段变形，使得径向内部离合器从动盘区段(22)和径向外部离合器从动盘区段(20)沿着所述中心轴线(16)相对彼此错开。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述离合器从动盘坯件(40)的径向内部区段(42)和所述离合器从动盘坯件(40)的径向外部区段(44)沿周向封闭，并且
所述离合器从动盘坯件(40)的径向内部区段(42)相对所述离合器从动盘坯件(40)的径向外部区段(44)和/或所述离合器从动盘坯件(40)的径向外部区段(44)相对所述离合器从动盘坯件(40)的径向内部区段(42)弯折。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述径向内部离合器从动盘区段(22)和/或所述径向外部离合器从动盘区段(20)通过沿所述中心轴线(16)的方向使所述离合器从动盘(14)的多个周向节段(22a、22b、22c、22d)变形获得贴靠面(28、32、36)，特别是沿所述中心轴线(16)的方向变形的周向节段(22a、22b、22c、22d)分别在径向截面中是钵形的。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，在变形中沿所述中心轴线(16)的方向
在所述径向内部离合器从动盘区段(22)上成形用于将所述离合器从动盘(14)贴靠在挡位轮(12)上的第一贴靠面(28)，特别是在相对所述径向外部离合器从动盘区段(20)沿轴向方向突出的端侧(26)上成形所述第一贴靠面(28)，以及/或者
在所述径向外部离合器从动盘区段(20)上成形用于贴靠所述同步单元的摩擦构件的第二贴靠面(32)，特别是在相对所述径向内部离合器从动盘区段(22)沿轴向方向突出的端侧(30)上成形所述第二贴靠面(32)，以及/或者
在所述径向外部离合器从动盘区段(22)上成形用于将滑动套筒贴靠到所述离合器从动盘(14)上的第三贴靠面(36)，特别是在相对所述径向内部离合器从动盘区段(22)沿轴向方向突出的端侧(30)上成形所述第三贴靠面(36)。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述轴向变形是精细加工步骤，特别是所述轴向变形是用于制造所述离合器从动盘(14)的最后的机械加工步骤。
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