CN1853052A - 用于汽车分级变速器的同步离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车分级变速器的同步离合器(10)，其具有固定在轴(12)上的导向套筒(14)，和相对于导向套筒(14)可轴向移动安装的同步器齿环(26)，其中导向套筒(14)具有轴向邻接面(36)，当同步器齿环(26)在静止位置时，同步器齿环的轴向面(42)紧靠在该邻接面上，其中轴向邻接面(36)和/或轴向面(42)具有至少一个凹处(46)，该凹处对同步离合器(10)的通常作用没有意义，但是在静止位置减小在轴向邻接面(36)和轴向面(42)之间的接触面，所以当同步器齿环(26)轴向移动离开导向套筒(14)时，由于润滑油而基本上不出现粘合。

Description

用于汽车分级变速器的同步离合器
技术领域
本发明涉及一种用于汽车分级变速器的同步离合器，其具有固定在轴上的导向套筒和相对于导向套筒可移动安装的同步器齿环。
背景技术
这种同步离合器用于借助于变速齿部将可旋转地安装在轴上的游轮与轴形式接合地连接或者分开该连接。
这种装置应用于汽车分级变速器，其构成为中间轴结构。在这种情况下汽车分级变速器具有多个轮对，每个轮对由固定轮和游轮组成。轮对存在持续的转动啮合。根据不同轮对的游轮与所属的轴抗扭地连接，能够在汽车分级变速器中获得不同的传动比。
相对于简单形式接合的变速离合器(例如爪形离合器)同步离合器具有如下特征，设置这样装置以便在建立形式接合之前使轴和游轮的转速互相匹配。此外所谓闭锁同步离合器如此建立，使得当转速基本上互相匹配时才可以建立形式接合。
同步离合器通常具有轴向可滑动地安装在导向套筒上的连接套筒或者滑动套筒，其具有内变速齿轮。在游轮上通常固定有具有外变速齿部的离合器体。利用变速齿部互相啮合通过滑动套筒在离合器体上的移动，建立形式接合。
为了使转速同步，在离合器体上设置有圆锥形的摩擦表面。以相应的方式在同步器齿环上设置有相应的圆锥形摩擦表面，该同步器齿环被安装以便在导向套筒和离合器体之间轴向地移动。
通过移动滑动套筒，同步器齿环轴向离开导向套筒移动，所以摩擦面互相接触并且因此使转速互相匹配。
在闭锁同步离合器的情况下，同步器齿环设有外闭锁齿部。在这种情况下，同步器齿环通常限制在导向套筒的对面可转动地安装。只要在换档过程期间转速不匹配，由于与离合器体的摩擦接触，同步器齿环相对于滑动套筒的内变速齿部转动，所以不可能连接。
只有当轴和游轮的转速至少大部分上互相匹配时，同步器齿环通过换档力转回到可以连接的位置中。
在开始换档过程时，同步器齿环定心在离合器体的摩擦圆锥上并且为此沿轴向离开导向套筒运动。为此要求的预同步力通过专门的预同步装置施加在同步器齿环上。预同步力的大小是有限的。在手动变速器的情况下，预同步力的大小也是换档过程的舒适度的一个决定性参数。
现在已经显示，在变速器是冷的时，由司机施加的换档力没有完全用于建立预同步力，该预同步力被要求以施加摩擦转矩到圆锥形的摩擦表面上。从一定的换档速度起，这不可避免地导致预同步的失败并且因此也导致同步的失败，这在还未在操作温度下的变速器中换档时表现为刮擦(Kratzen)。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种改进的用于汽车分级变速器的同步离合器，通过它能够改善“冷刮擦”。
该目的通过一种用于汽车分级变速器的同步离合器实现，该同步离合器具有固定在轴上的导向套筒和相对于导向套筒可轴向移动安装的同步器齿环，其中导向套筒具有轴向邻接面，当同步器齿环在静止位置时，同步器的齿环的轴向面紧靠在该邻接面上，其中轴向邻接面和/或轴向面具有至少一个凹处，该凹处对同步离合器的通常作用没有意义，但是在静止位置减小在轴向邻接面和轴向面之间的接触面，从而当同步器齿环轴向移动离开导向套筒时，由于润滑油而基本上不出现粘合。
上述目的还可以通过一种用于汽车分级变速器的同步离合器实现，该同步离合器具有固定在轴上的导向套筒和相对于导向套筒可移动安装的同步器齿环，其中导向套筒具有径向导向面，该导向面引导同步器齿环的径向面，其中径向导向面和/或径向面具有至少一个凹处，该凹处对同步离合器的通常作用没有意义，但是减小在径向导向面和径向面之间的接触面，从而当同步器齿环相对于导向套筒移动时，由于润滑油而基本上不出现粘合。
本发明基于如下知识，即在换档过程开始时，特别是在低温并且当在这两个零件之间几乎没有间隙时，一些润滑油的高粘性导致在同步器齿环和导向套筒之间或多或少的显著的粘合作用。这又减小了为了施加摩擦转矩所要求的预同步力并且因此特别从一定换档速度起导致预同步的失败，并且因此也导致同步的失败，这表现为刮擦。
在同步器齿环和导向套筒的互相对着的表面上设置有至少一个凹处或者造型，这样在保持所有其他的几何比例的情况下显著地减小粘合作用。
至少一个凹处或者造型满足表面减小的目的，并且因此支持润滑油和/或空气自由地流到在同步器齿环运动时在同步器齿环和导向套筒之间空出的空间中。
凹处或造型可以形成在同步器齿环和/或在导向套筒上并且除了上述的作用以外没有任何其他的作用。凹处或者造型可以是任意的形状。它可以例如通过凹入的表面、凹槽、肩部、凸耳、沟槽、钻孔等实现。即使较小的造型深度也能实现较大地减小在两个零件之间的粘合作用。
通过减小粘合作用或粘合力，所施加的换档力几乎完全被转换为预同步力。通过该措施能够提高变速齿部和闭锁齿部的使用寿命。
此外，可能使用具有较小粘性的油。
同样能够减小在导向套筒和同步器齿环之间的空间。在较低温时同样保证同步的功能。而且在较高换档速度时也保证同步的功能。
因此，该目的完全被实现。
特别有利的是，该接触面相对于没有凹处或造型的接触面减小了至少30％，特别是减小了至少50％。
因此可靠地减小粘合作用。
同样有利的是，凹处相对于接触面具有至少0.1mm的深度，并且优选地不超过1.0mm的深度。
明显的是，非常小的深度是足够以显著减小粘合作用。此外，由于较小的深度的凹处，能够保证各个零件的稳定性和它们的强度。
根据另一个全部优选的实施例，由于凹处或者造型的原因，接触面没有在纵向或横向延伸大于2mm的表面截面。
通过如下措施，凹处或者造型如此构成以避免较大的接触面截面的面积不大于约4mm2，显著地减小粘合作用。
同样有利的是，设置多个凹处，所以原先连续的接触面能够被分成多个相对小的接触截面，以便显著地减小粘合作用。
不言而喻的是，上述的特征和将在下面解释的特征不仅用在各个给出的组合中，而且用于在不脱离本发明的范围的情况下的其他组合或单独设置。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中详细地说明。其中：
图1示出穿过根据本发明的同步离合器的示意性纵向剖视图；
图2示出穿过根据本发明的同步器齿环的示意性纵向剖视图；以及
图3在根据本发明的同步器齿环的后面上的平面图。
具体实施方式
在图1中以示意图示出通常用10表示的用于汽车分级变速器的同步离合器。
同步离合器10安装在轴12上。同步离合器10的导向套筒14在轴向方向和转动方向都固定在轴12上。
滑动套筒16轴向可滑动地安装在导向套筒14上。滑动套筒16具有在图1中未详细示出的内变速齿轮。滑动套筒16还具有外圆周凹槽，在该凹槽中能够接合变速叉或类似物以移动滑动套筒16。
同步离合器10用于将通常可旋转地安装在轴12上并且具有外齿部20的齿轮18(游轮)与轴12形式接合地连接或者分开该连接。
为此，同步离合器10包括离合器体22，其固定连接于齿轮18并且具有外变速齿部24。
当将滑动套筒16沿朝向离合器体22的方向移动时，它们的变速齿部互相啮合，以便轴12和齿轮18互相抗扭地连接。
为了在建立形式接合之前使轴12和齿轮18的转速匹配设置有同步器齿环26，其通常安装在导向套筒14和离合器体22之间。
同步器齿环26在外圆周上具有闭锁齿部28并且在内圆周上设有圆锥形的摩擦表面，其与离合器体22的相应的圆锥形摩擦表面构成摩擦副30。
如上所述的这种同步离合器10的通常设计是已知的。代替单个摩擦副，带有多个摩擦副(例如双或多锥的同步离合器)的同步离合器也是已知的。
在文献中导向套筒14经常被称作为同步体。
导向套筒14具有径向导向面34和轴向的邻接面36。
以相应的方式，如在图2中所示，同步器齿环26具有后轴向面42和外侧径向面44，其中后轴向面紧靠在轴向邻接面36上并且外侧径向面被径向导向面34引导。
通常同步器齿环26在静止位置中，也就是说当同步离合器10不被操作时，沿轴向方向和径向方向在它所占的区域内自由运动地被安装，该区域基本上通过导向套筒14的表面限制，即由径向导向面34和轴向邻接面36限制。
在另一个实施例中，同步器齿环在外圆周上也可以具有圆锥形的表面，并且导向套筒14可以具有相应的圆锥形的邻接面或者导向面。
表面既可以构成为直线也可以构成为曲线。
如在图2和3中所示，同步器齿环26在它的后轴向面42上设置有多个沿圆周分布的相应平的凹处46。在图2和3中分别示出多个沿圆周分布的凹处46中的仅仅一个。
通过凹处46减小了在邻接面36和后轴向面42之间的接触面。因此减小了粘合作用，该作用在传统中由于在这两个表面之间的大接触面而产生。因此，换档力大部分地直接转化为要求的预同步力。
不言而喻的是，在轴向邻接面36上可选地或者渐增地设有相应的凹处46，尽管其在图中没有详细地示出。
决定性的是，由于凹处46，接触面没有连续的具有大的平面延伸的表面截面，例如没有沿纵向或横向延伸超过2mm的表面截面。
在图2中还示出，在外径向面44上设有一个凹处或多个凹处46′。同样这种径向凹处能够减小的粘合作用。在这种情况下，不言而喻的是相应的径向凹处可选地或者累加地也形成在径向导向面34上。
同样不言而喻的是，代替平的凹处(即凹陷的表面)，通过表面34、36、42和/或44的其他类型的造型也能够实现接触面的减小，例如通过凹槽、肩部、凸耳、沟槽、钻孔等。
凹处或造型的深度是相当小的，以便不减小相关零件的强度，例如在至少0.1mm的区域中，并且优选地不超过1.0mm。
通常通过凹处46、46′或者造型接触面相对于没有这种凹处/造型的接触面相比减小至少30％，特别是至少50％。
凹处的总表面优选地在各个接触面的30％至50％。

Claims (6)

1.一种用于汽车分级变速器的同步离合器(10)，其具有固定在轴(12)上的导向套筒(14)和相对于导向套筒(14)可轴向移动安装的同步器齿环(26)，其中导向套筒(14)具有轴向邻接面(36)，当同步器齿环(26)在静止位置时，同步器齿环的轴向面(42)紧靠在该邻接面上，其中轴向邻接面(36)和/或轴向面(42)具有至少一个凹处(46)，该凹处对同步离合器(10)的通常作用没有意义，但是在静止位置减小在轴向邻接面(36)和轴向面(42)之间的接触面，从而当同步器齿环(26)轴向移动离开导向套筒(14)时，由于润滑油而基本上不出现粘合。
2.一种用于汽车分级变速器的同步离合器(10)，其具有固定在轴(12)上的导向套筒(14)和相对于导向套筒(14)可移动安装的同步器齿环(26)，其中导向套筒(14)具有径向导向面(34)，该导向面引导同步器齿环(26)的径向面(44)，其中径向导向面(34)和/或径向面(44)具有至少一个凹处(46′)，该凹处对同步离合器(10)的通常作用没有意义，但是减小在径向导向面(34)和径向面(44)之间的接触面，从而当同步器齿环(26)相对于导向套筒(14)移动时，由于润滑油而基本上不出现粘合。
3.如权利要求1或2所述的同步离合器，其中所述接触面相对于没有凹处(46；46′)的接触面减小了至少30％，特别是至少50％。
4.如权利要求1-3中任一项所述的同步离合器，其中凹处(46；46′)相对于接触面具有至少0.1mm的深度，并且优选地不超过1.0mm。
5.如权利要求1-4中任一项所述的同步离合器，其中由于凹处(46；46′)的原因，接触面没有在纵向及横向延伸大于2mm的表面截面。
6.如权利要求1-5中任一项所述的同步离合器，其中设有多个凹处(46；46′)。
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