CN206377175U - 用于换挡变速器的同步设备和用于机动车辆的换挡变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于换挡变速器的同步设备，其具有：滑动套筒，滑动套筒具有内齿部并且能够围绕变速器轴线转动，内齿部具有多个滑动套筒齿；挡位轮的联接体，联接体具有外齿部，外齿部具有多个联接体齿，滑动套筒的内齿部能够接合到外齿部中，以及同步单元，同步单元能够阻挡滑动套筒的轴向运动，联接体齿在其邻接于滑动套筒的轴向的齿端部上和/或所述滑动套筒齿的至少一些在其邻接于联接体的轴向的齿端部上具有凸形的端面，所述凸形的端面沿环周方向从邻接于相应的齿的齿侧的底点经由轴向突出的顶部部段延伸至邻接于齿的反置的齿侧的底点，在顶部部段和底点的每个之间的轴向间距为齿的齿宽的至多18％。本实用新型还涉及用于机动车辆的换挡变速器。

Description

用于换挡变速器的同步设备和用于机动车辆的换挡变速器

技术领域

本实用新型涉及一种同步设备和一种具有这种同步设备的用于机动车辆的换挡变速器。

背景技术

用于换挡变速器的锁止同步装置通常具有锁止几何形状，用于在滑动套筒和要换挡的挡位轮的联接体之间出现转速差时锁止滑动套筒。为了简化将滑动套筒穿引到联接体的联接齿部中，通常设有啮合几何形状，所述啮合几何形状通过滑动套筒齿的和联接体齿的尖部实现。

在现代的自动的换挡变速器、尤其双离合变速器中存在减小轴向结构长度的努力。

基于所述原因，已经在WO 2015/180949 A1中提出，联接体齿在其轴向邻接于滑动套筒的齿端部上构成为不具有啮合斜面。因此，至少在联接体的齿部上，完全放弃尖部和啮合几何形状。因此，能够节约用于啮合几何形状连同其斜面和尖的齿端部的轴向结构长度。

也为了在没有啮合斜面的情况下实现将滑动套筒齿可靠地穿引到联接体齿之间，在此在完成转速同步之后优选又在滑动套筒和联接体之间建立转速差。由此，滑动套筒齿的端面沿着联接体齿的端面滑动，并且在达到齿槽时由于轴向的换挡力接合到联接体齿之间。

实用新型内容

本实用新型的目的是，进一步改进用于换挡变速器的同步设备，其中在轴向结构长度小以及在滑动套筒和联接体之间的转动侧隙 (Verdrehflankenspiel)尤其小的情况下，所述同步设备确保滑动套筒齿部可靠地啮合到联接体齿部中。

根据本实用新型，所述目的通过用于换挡变速器的同步设备来实现，所述同步设备具有：滑动套筒，所述滑动套筒具有内齿部并且能够围绕变速器轴线转动，所述内齿部具有多个滑动套筒齿；挡位轮(Gangrad)的联接体，所述联接体具有外齿部，所述外齿部具有多个联接体齿，滑动套筒的内齿部能够接合到所述外齿部中；以及同步单元，所述同步单元能够阻挡滑动套筒的轴向运动，其中联接体齿在其邻接于滑动套筒的轴向的齿端部上和/或滑动套筒齿的至少一些在其邻接于联接体的轴向的齿端部上分别具有凸形的端面，其中凸形的端面沿环周方向分别从邻接于相应的齿的齿侧的底点(Fuβpunkt)经由轴向突出的顶部部段延伸至邻接于齿的反置的齿侧的底点，并且其中在顶部部段和底点的每个之间的轴向间距为齿的齿宽的至多18％，优选至多10％。

在本文中，将凸形的端面理解成从底点开始的、向外拱曲的以及伸展穿过顶部部段、尤其顶点的面，其中拱曲沿径向方向观察通过持续的弯曲部、多边形(Polygonzug)或其混合形状形成。

在具有凸形构成的轴向的齿端部的联接体齿中，凸形的端面的每个底点直接邻接于联接体齿的齿侧。在具有凸形构成的齿端部的、在轴向的齿端部区域中通常位于后部的滑动套筒齿中，凸形的端面的每个底点同样邻接于齿侧，尤其邻接于滑动套筒齿的齿侧的后部部段。

与平的并且垂直于轴向方向伸展的端面相比，轻微凸形的端面简化了齿部的啮合。此外，在端面和齿侧之间的过渡区域中的材料负荷以及磨损现象也明显减小。尤其已经证实的是，在转动侧隙位于常规的同步设备的数量级中的情况下，通过凸形的端面的小的拱曲，即在顶部部段和底点之间的轴向间距为齿宽的大约10％，能够保证齿部的可靠的啮合，所述常规的同步设备具有尖的滑动套筒齿和联接体齿。

根据同步设备的一个实施方式，凸形的端面沿径向方向观察与轴向的齿中轴线镜面对称地构成。以所述方式，与在联接体和滑动套筒之间的相对转动的方向无关地，确保可靠的并且安全的啮合。

滑动套筒齿的凸形的端面优选柱形地构成。

尤其，凸形的端面沿径向方向观察能够从底点至底点通过圆柱的侧面部段形成，其中圆柱的半径优选至少为2mm。为了抑制在端面和齿侧之间的过渡区域中的过度的磨损，在底点的区域中存在的角或棱边能够附加地是倒圆的或倒棱的。

此外，凸形的端面能够具有端面部段，所述端面部段垂直于变速器轴线延伸或者其切线垂直于变速器轴线延伸。

根据同步设备的另一个实施方式，联接体齿的轴向尺寸最大为3mm。尤其，联接体在此能够构成为具有最大3mm的板厚度的联接盘。在取消联接体齿的尖部的情况下，联接体齿的或整个联接盘的轴向尺寸减小，而在滑动套筒和联接体之间的转矩传递能力在同步设备的切换状态下不减小。特别地，在联接体构成为联接盘的情况下，由于更小的板厚度，不仅同步设备的轴向结构长度减小，而且也节约材料，这有利地影响同步设备的重量和成本。

优选地，在滑动套筒和联接体之间的转动侧隙最大为1°，尤其最大为0.25°。与具有滑动套筒齿和联接体齿的端面的常规爪式齿部相比，因此转动侧隙明显减小，其中所述端面是平的并垂直于变速器轴线伸展。转动侧隙现在具体位于下述同步设备的转动侧隙的数量级中，在所述同步设备中，不仅滑动套筒齿、而且联接体齿具有尖部，其中与此相对地，再次得到明显的轴向结构空间优点。

根据同步设备的另一个实施方式，滑动套筒齿的至少一些在其邻接于联接体的齿端部上具有端面，所述端面是平的并且垂直于变速器轴线伸展。由此，用于滑动套筒的生产耗费明显减少，其中在该情况下，因此优选地，全部联接体齿在其邻接于滑动套筒的齿端部上分别具有在上文中描述的凸形的端面。

此外，可行的是，同步设备是力控制的，其中同步单元构成为，使得在超过预定的最大力的情况下，撤除对滑动套筒的轴向运动的阻挡。在这种构造下，与常规的同步单元相反，即使当通过同步单元实现的转速平衡还没有结束时，能够实现滑动套筒以力控制的方式接合到联接体中。同步环在该情况下构成为不具有外齿部，以便允许滑动套筒沿轴向方向的继续运动。

在开始提到的目的此外也通过一种同步设备、尤其如在上文中描述的同步设备来实现，所述同步设备具有：滑动套筒，所述滑动套筒具有内齿部并且能够围绕变速器轴线转动，所述内齿部具有多个滑动套筒齿；挡位轮的联接体，所述联接体具有外齿部，所述外齿部具有多个联接体齿，滑动套筒的内齿部能够接合到所述外齿部中；以及同步单元，所述同步单元包括同步环，所述同步环具有外齿部并且能够阻挡滑动套筒的轴向运动，所述外齿部具有多个同步环齿，其中滑动套筒的内齿部具有锁止齿和啮合齿，所述锁止齿具有沿环周方向在两侧尖的轴向的齿端部，并且啮合齿具有钝的轴向的齿端部，并且其中多个沿环周方向直接并排的锁止齿的锁止齿组以及多个沿环周方向直接并排的啮合齿的啮合齿组沿环周方向交替。

在此，具有钝的轴向的齿端部的啮合齿能够实现同步单元的轴向极其紧凑的结构方式以及滑动套筒在其中性位置和其切换位置之间的尤其短的轴向切换行程。此外，锁止齿组和啮合齿组的沿环周方向交替的设置能够实现同步设备的尤其高的承受负荷能力。在转速同步期间，通过分组尤其能够减小在同步环齿和锁止齿上出现的表面压力和齿根负荷。

根据同步设备的一个实施方式，同步环具有沿环周方向有齿的带有同步环齿的环区段以及具有无齿的不带有同步环齿的环区段，其中滑动套筒的每个锁止齿组轴向邻接于有齿的环区段设置，滑动套筒的每个啮合齿组轴向邻接于无齿的环区段设置。为了在转速同步时避免应力峰值，同步环包括尽可能多的同步环齿，其中然而通常也设有不具有同步环齿的无齿的环区段，以便例如将基准拦板(Indexlappen)或止挡件模制在同步环上。所述无齿的环区段现在以有利的方式被使用，以便将滑动套筒的啮合齿组设置在该区域中。同时，在同步环的有齿的环区段的区域中设置有滑动套筒的锁止齿组，使得在同步环和滑动套筒的齿分布相同的情况下，此外每个同步环齿在转速同步期间贴靠在滑动套筒的锁止齿上。由于具有钝的轴向的齿端部的啮合齿，同步设备因此具有极其小的轴向结构长度以及极其短的轴向切换行程。同时，通过锁止齿和啮合齿的合适的分组，在转速同步期间避免不期望的应力峰值。

优选地，锁止齿的齿端部和啮合齿的齿端部基本上位于共同的平面中，所述平面垂直于变速器轴线延伸。因此，不设有轴向突出的尖齿，并且由于借助于同步环进行的转速同步，也不需要用于将滑动套筒齿啮合到联接体齿之间。

根据同步设备的另一个实施方式，啮合齿的钝的齿端部具有下述端面，所述端面是平的并且垂直于变速器轴线伸展；或者具有凸形的端面，其中凸形的端面沿环周方向分别从邻接于滑动套筒齿的齿侧的底点经由轴向突出的顶部部段延伸至邻接于滑动套筒齿的反置的齿侧的底点，并且其中在顶部部段和底点的每个之间的轴向间距为滑动套筒齿的齿宽的最大 18％，尤其最大10％。齿宽在此对应于滑动套筒齿的沿环周方向测量的、即切向的尺寸。

此外，锁止齿的沿环周方向在两侧尖的轴向的齿端部具有锁止斜面，所述锁止斜面与变速器轴线围成一角度，所述角度最大为70°。

根据同步设备的另一个实施方式，滑动套筒的内齿部沿环周方向在锁止齿组和啮合齿组之间分别具有过渡齿，其中每个过渡齿的轴向的齿端部沿环周方向大致在中部被分开并且在几何形状方面在邻接于锁止齿组的一侧上对应于锁止齿的齿端部，以及在邻接于啮合齿组的一侧上对应于啮合齿的齿端部。以所述方式，滑动套筒的内齿部能够尤其有效地用于相对于同步环的外齿部锁止，以及用于啮合到联接体的外齿部中，因为滑动套筒齿的每个中间空间一一对应地分配给同步环齿或联接体齿。

优选地，滑动套筒是烧结构件。具有几何形状不同地构成的齿端部的锁止齿和啮合齿沿环周方向交替的、分组的设置能够通过成型法或切削加工法仅非常耗费地实现。因此，适合于滑动套筒作为烧结构件制造。

此外，本实用新型也包括一种用于机动车辆的换挡变速器，所述换挡变速器具有在上文中描述的同步设备和变速器控制装置，所述变速器控制装置具有第一执行器和第二执行器，所述第一执行器用于轴向移动滑动套筒，所述第二执行器用于建立在滑动套筒和联接体之间的转速差。

在转速同步之后，通过第二执行器在所述换挡变速器中以有利地方式主动地再次构建一定的转速差，借此滑动套筒齿能够可靠地接合到联接体齿之间，以便挂入期望的挡位。为了主动地建立转速差，第二执行器例如能够控制变速器的轴制动器；提高变速器中的冷却油流；同步变速器的另一挡位轮，所述另一挡位轮不与联接体抗扭地连接；和/或控制电动机。

附图说明

本实用新型的其他的特征和优点参考附图从下面优选的实施方式的描述中得出。在所述附图中示出：

图1示出贯穿换挡变速器的常规的同步设备的纵剖面；

图2示出换挡变速器的常规的同步设备的立体分解图；

图3示出贯穿换挡变速器的常规的同步设备的另一个纵剖面；

图4示出换挡变速器的根据本实用新型的同步设备的立体分解图；

图5示出根据图4的同步设备的联接体；

图6示出根据图5的联接体的细节局部图；

图7示出以沿径向方向观察的方式示出联接体齿的实施变型形式；

图8示出根据图4的同步设备的滑动套筒；

图9示出根据图8的滑动套筒的细节局部图；

图10以沿径向方向观察的方式示出根据图8和9的滑动套筒的锁止齿以及啮合齿的轴向端部区域；

图11以沿径向方向观察的方式示出根据图8和9的滑动套筒的啮合齿的端部区域的替选的实施变型形式；

图12示出用于根据本实用新型的同步设备的滑动套筒和联接体的展开局部图，以图解说明转动侧隙；

图13示出根据图4的同步设备的同步环；和

图14至17示出在根据本实用新型的同步设备中的切换过程的示意图。

具体实施方式

在下面的描述中，功能尽可能彼此相对应的构件具有相同的附图标记，其中从现有技术中已知的构件的附图标记附加地设有撇号。

图1至3示出换挡变速器的已知的同步设备10’，所述同步设备具有可沿变速器轴线A运动的滑动套筒12’，所述滑动套筒抗扭地随着没有详细示出的轴一起旋转。此外，同步设备10’包括构成为联接盘的联接体14’，所述联接体与换挡变速器的挡位轮16’固定地连接。挡位轮 16’作为活动轮可转动地位于轴上并且能够与所述轴经由滑动套筒12’抗扭地连接。

滑动套筒12’具有带有滑动套筒齿18’的内齿部，而联接体14’具有带有联接体齿20’的外齿部。

为了执行转速同步和紧接着的啮合过程，其中滑动套筒齿18’啮合到联接体齿20’的中间空间中，设有同步单元，所述同步单元以已知的方式包括同步环22’，所述同步环具有外齿部，所述外齿部具有多个同步环齿24’。沿径向方向弹簧加载的球是压力件26’的一部分，所述压力件用作为预同步单元。

根据博格华纳原理的这种同步设备10’通常是已知的。在滑动套筒 12’的轴向运动开始时，预同步单元将轴向力施加到同步环22’上，其中同步环22’与在图1中两件式构成的联接体14’的摩擦面接触，进而在存在转速差的情况下沿环周方向调整。由此，同步环齿24’和滑动套筒齿 18’相对于彼此定位，使得它们阻挡滑动套筒12’的轴向运动直至转速平衡。在转速同步期间，同步环齿24’阻挡滑动套筒12’，使得防止滑动套筒齿18’啮合到联接体齿20’之间。在转速同步之后，同步环22’才沿环周方向复位，并且能够实现滑动套筒齿18’啮合到联接体齿20’之间。

图4示出用于机动车辆的换挡变速器的根据本实用新型的同步设备 10，该同步设备具有：滑动套筒12，所述滑动套筒具有内齿部并且能够围绕变速器轴线A转动，所述内齿部具有多个滑动套筒齿18；以及挡位轮的构成为联接盘的联接体14，所述联接体具有外齿部，所述外齿部具有多个联接体齿20，滑动套筒12的内齿部能够接合到所述外齿部中。同步设备10还包括同步单元，所述同步单元具有同步环22，所述同步环具有带有多个同步环齿24的外齿部并且能够阻挡滑动套筒12的轴向运动。

根据博格华纳的通常的构造和功能原理已经通常从现有技术中已知。此外，关于此参考对图1至3的上述描述并且在下文中主要探讨有利的不同之处。

为了能够实现具有非常短的切换行程的同步设备10的尤其小的轴向结构长度，以及为了同时实现在滑动套筒12和联接体14之间的尤其小的转动侧隙，联接体齿20在其邻接于滑动套筒12的轴向的齿端部上和/或至少一些滑动套筒齿18在其邻接于联接体14的轴向的齿端部上分别具有凸形的端面，下文中更详细地探讨所述凸形的端面的形状。

图5示出根据图4的同步设备10的联接体14的立体细节图。在所述视图中已经清楚的是，联接体齿20在其轴向的齿端部上不具有常规的、尖的啮合几何形状。

联接体齿20的轴向尺寸能够由于取消尖部而减小，并且典型最大为3mm。必要的轴向尺寸自然取决于要通过联接体齿20传递的转矩，其中3mm的轴向的齿长度为常见的车辆变速器提供足够的转矩传递能力。

在本实施例中，联接体14具体构成为联接盘。由于联接体齿20的更小的轴向尺寸，因此联接盘的整个轴向尺寸当然也减小至最大3mm 的板厚度。因此，同步设备10的轴向结构长度、还有材料需求和重量以有利的方式减少。

图6在联接体齿20的区域中示出根据图5的联接体14的局部图。根据所述视图能够看到，在本实施例中，每个联接体齿20在其邻接于滑动套筒12的轴向的齿端部上具有凸形的端面。

图7以沿径向方向观察的方式示出具有凸形的端面的不同的实施变型形式的联接体齿20，其中凸形的端面沿环周方向分别从邻接于联接体齿20的侧向齿侧30的底点28经由轴向突出的顶部部段32(尤其顶点) 延伸至邻接于联接体齿20的相对置的齿侧36的底点34，所述顶部部段形成齿20的轴向最前端的点。此外，在顶部部段(尤其顶点)和底点 28、34的每个之间的轴向间距a为联接体齿20的齿宽b的至多18％，尤其至多10％。齿宽在此对应于联接体20的沿环周方向测量的、即切向的尺寸，并且优选位于大约2mm的数量级中。

在本申请的范围中，将凸形的端面通常理解成从底点28、34开始的、轴向向外伸出的拱曲的并且伸展穿过顶部部段32(尤其顶点)的面，其中拱曲沿径向方向观察通过持续的弯曲部(见图7，左图)、多边形(见图7，右图)或其混合形状(见图7，中间图)形成或者能够是类似的。

凸形的端面在示出的实施例中分别是柱形的，更确切地说构成为柱形的子面，其中然而也可能考虑沿径向方向的轻微的弯曲，使得得到双重弯曲的面。

在联接体齿20的全部示出的实施变型形式中，沿径向方向观察，凸形的端面分别相对于轴向的齿中轴线X镜面对称地构成。因此，沿环周方向得到对称性。

此外，凸形的端面分别沿环周方向居中地具有端面部段38，所述端面部段垂直于变速器轴线A延伸(见图7，中间图和右图)或其切线40 垂直于变速器轴线A延伸(见图7，左图)。

尤其，凸形的端面沿径向方向观察能够从底点28至底点34通过圆柱的侧面部段形成，其中圆柱的半径至少为2mm。

与相应的边界条件相关地，作为替选方案，也能够考虑下述实施变型形式，其中沿径向方向观察，凸形的端面相对于轴向的齿中轴线X非对称地构成。在该情况下，凸形的端面能够具有端面部段38，所述端面部段垂直于变速器轴线A延伸或其切线40垂直于变速器轴线A延伸，其中所述端面部段38关于齿中轴线X沿环周方向优选在外部居中地设置。

图8示出根据图4的同步设备10的滑动套筒12的立体细节图，而在图9中示出在滑动套筒12的内齿部的区域中的细节局部图。

滑动套筒12的内齿部在此具有锁止齿42以及啮合齿44，所述锁止齿具有沿环周方向在两侧尖的轴向的齿端部，并且啮合齿具有钝的轴向的齿端部。

此外，根据图8和9能看到，分别具有多个沿环周方向直接并排的锁止齿42的锁止齿组46以及分别具有多个沿环周方向直接并排的啮合齿44的啮合齿组48沿环周方向交替。

此外，在示出的实施方式中，滑动套筒12的内齿部沿环周方向在锁止齿组46和啮合齿组48之间分别具有过渡齿50，其中每个过渡齿 50的轴向的齿端部沿环周方向大致在中部被分开，并且在几何形状方面在邻接于锁止齿组46的一侧上对应于锁止齿42的齿端部，以及在邻接于啮合齿组48的一侧上对应于啮合齿44的齿端部。

由于锁止齿42、啮合齿44和过渡齿50的具有几何形状分别不同的齿端部的所述设置，滑动套筒12的制造通过切削的或成型的加工方法是非常耗费的，使得在本实施例中，滑动套筒12构成为烧结构件。然而，通常也能够考虑，滑动套筒12作为铣削件或成型件由钢板制成。

锁止齿42的轴向的齿端部和啮合齿44的轴向的齿端部在此基本上位于共同的平面E中，所述平面垂直于变速器轴线A延伸。

这也在图10中示出，图10以沿径向方向观察的方式描绘根据图8 和9的滑动套筒12的锁止齿42的和啮合齿44的轴向的端部区域。

锁止齿42的沿环周方向在两侧尖的轴向的齿端部根据图10具有锁止斜面52，所述锁止斜面与变速器轴线A围成角度α，所述角度最大为60°。两个锁止斜面52与此相应地形成具有顶盖角度(Dachwinkel) β的顶盖形状，其中适用的是β＝2α。

在两个锁止斜面52的交点和锁止斜面52与邻接的齿侧36的交点之间的轴向间距在此通常远大于相应的滑动套筒齿18的齿宽b的18％。

与锁止齿42相反地，根据图10的啮合齿44的钝的齿端部具有平坦的端面，所述端面垂直于变速器轴线A伸展。

在啮合齿44的所述简单的、完全平坦的端面实施方案中，在滑动套筒12和联接体14之间的小的转动侧隙因此仅是可行的，因为联接体齿20如在上文中描述的那样具有凸形的端面。

图11示出滑动套筒12的啮合齿44的替选的实施变型方案，其中啮合齿44的钝的齿端部具有凸形的端面。凸形的端面在此沿环周方向分别从邻接于滑动套筒齿18的齿侧30、具体邻接于齿侧30的后部部段 31的底点28经由轴向突出的顶部部段32延伸至邻接于滑动套筒齿18 的反置的齿侧36、具体邻接于齿侧36的后部部段37的底点34。在此，在顶部部段32和底点28、34的每个之间的轴向间距a为滑动套筒齿18 的齿宽b的最大18％，尤其最大10％，其中齿宽b相当于滑动套筒齿 18的沿环周方向测量的、切向的尺寸，并且位于大约2mm的数量级中。

因此，啮合齿44的齿端部的给出的凸形的轮廓对应于联接体齿20 的齿端部的凸形的轮廓，如其根据图7已经描述的那样，使得能够参考上面的实施方案。

作为根据图7的联接体齿20的凸形地构成的端面的替选方案或附加方案，因此，根据图11的啮合齿44的端面也能够凸形地构成。当联接体齿20的齿端部或啮合齿44的齿端部具有凸形的端面时，已经能够实现在滑动套筒12和联接体14之间的期望的、即小的转动侧隙。

如果不仅联接体齿20的齿端部、而且啮合齿44的齿端部构成有凸形的端面，那么转动侧隙以有利的方式继续减小，尽管仅相对轻微。图 12图解说明在滑动套筒齿18和联接体齿20之间的转动侧隙，所述转动侧隙最大为1°，尤其最大为0.25°。对于滑动套筒12的和联接体14 的当前常见的直径而言，所述转动侧隙在弧度上对应于切向间隙t≈ 0.2mm。

与具有尖的齿端部的常见的同步设备相比，此外，通过联接体齿20 的和/或啮合齿44的凸形的端面，同步设备10的轴向结构长度能够明显减小。

在根据图4的实施例中，同步设备10具有毂(Nabe)58，并且同步单元具有用于进行预同步的压力件26，其中毂58包括毂凸缘60以及毂接片62。具体示出的压力件26在此具有大的径向尺寸并且从毂凸缘 60延伸进入到毂接片62中。在本实用新型的范围中，当然也能够考虑的是，使用沿径向方向极其紧凑构造的压力件26，所述压力件仅容纳在毂凸缘60中并且不延伸到毂接片62中。这种压力件26例如从EP 1 715 210B1中已知并且引起毂58的毂接片62的更小的薄弱部，使得能够减小其轴向尺寸。以所述方式，通过使用径向尤其紧凑的压力件26，必要时还能够进一步减小同步设备10的轴向结构长度。

图13示出根据图4的同步设备10的同步环22的立体细节图。

沿环周方向观察，同步环22具有有齿的带有同步环齿24的环区段 54以及具有无齿的不带有同步环齿24的环区段56。根据图13，设有无齿的环区段56，在那里，所谓的用于固定同步环22的有限的相对转动的基准拦板或者用于轴向止挡元件57的留空部或用于限制切换行程的轴向止挡件模制到同步环22上。

在同步设备10的组装状态下，滑动套筒12和同步环22沿环周方向相互定向成，使得滑动套筒12的每个锁止齿组46轴向邻接于有齿的环区段54设置，并且滑动套筒12的每个啮合齿组48轴向邻接于同步环22的无齿的环区段56设置(也见图4)。

图14至17图解说明同步设备10的切换过程，以及用于对具有这种同步设备10的变速器进行换挡的同步方法。在此，在左侧分别描绘同步设备10在滑动套筒12的锁止齿组46的以及同步环22的轴向邻接的有齿的环区段54的区域中的展开局部图，并且在右侧分别描绘同步设备10在滑动套筒12的啮合齿组48的以及同步环22的轴向邻接的无齿的环区段56的区域中的展开局部图。

图14示出在切换过程开始之前在滑动套筒12的轴向居中的中性位置中的状态。滑动套筒齿18的轴向的齿端部不仅与同步环齿24、而且与联接体齿20轴向间隔开。

如在常规的同步设备10’中那样，滑动套筒12随轴一起转动，而挡位轮具有与滑动套筒12不同的转速，联接体14固定在所述挡位轮上。压力件26的球接合到滑动套筒12的内侧上的槽64中，如这在图14的下部区域中示出。

在示出的实施例中，全部联接体齿20的端面凸形地构成，如已经在上文中根据图7描述的那样。为了避免在端面和齿侧30、36之间的尖棱的过渡，在底点28、34的区域中存在的棱边或角能够在制造公差之内被倒圆或倾斜。

全部联接体齿20在此沿轴向方向是同样长的并且尤其相同地构成。

滑动套筒齿18沿轴向方向同样是一样长的并且构成为锁止齿42、啮合齿44或过渡齿50，其中锁止齿42分别具有沿环周方向在两侧尖的轴向的齿端部。啮合齿44分别具有钝的轴向的齿端部，其中钝的齿端部的端面在本实施例中尤其是平坦的并且垂直于变速器轴线A伸展。

然而，作为替选方案，也能够考虑的是，啮合齿44的端面凸形地构成，如在上文中已经根据图11描述的那样。为了避免在端面和齿侧 30、36之间的尖棱的过渡，在此在底点28、34的区域中存在的棱边或角也能够在制造公差之内被倒圆或倾斜。

在图14中示出的中性位置中，由滑动套筒12经过的切换行程S仍等于零。如果滑动套筒12通过轴向的换挡力F轴向地朝向联接体14的方向移动，那么预同步单元作用于同步环22，并且将其压到挡位轮侧的摩擦面上。在此，滑动套筒12经过切换行程S1，并且同步环22调整到其根据图15的锁止位置中。滑动套筒12的锁止齿42在锁止位置中压到同步环齿24上，并且在滑动套筒12和联接体之间实现转速平衡。如果转速同步，那么滑动套筒12朝向联接体14的方向的继续轴向移动是可行的，其中锁止齿42滑动到同步环齿24的中间空间中。所述运动通过同步环齿24上的两侧的斜面66支持，所述斜面基本上平行于锁止齿42的锁止斜面52构成，并且能够沿其滑动，以便将同步环齿24引导到锁止齿42的齿中间空间中。

在图16中示出在滑动套筒12的内齿部啮合到同步环22的外齿部中之后的同步状态。滑动套筒12现在已经经过切换行程S2，其中滑动套筒12的槽64滑动越过压力件26的球。

滑动套筒12的啮合齿44在转速同步期间不具有功能，因为啮合齿组48轴向邻接于同步环22的无齿的环区段56，进而不与同步环齿24 共同作用。

然而，在同步之后，根据图16(右侧)，啮合齿44的钝的齿端部和联接体齿20的凸形的端面能够直接彼此相碰，使得滑动套筒齿18啮合到联接体齿20之间是不可能的。滑动套筒12在此通过轴向的换挡力F 朝联接体14加载。

在该情况下，重新构建在滑动套筒12和联接体14之间的小的转速差。转速差能够是最小化的，因为仅须沿环周方向产生错位，所述错位用于，滑动套筒齿18的端面碰到联接体齿20的齿中间空间上。

转速差在本实施例中主动地通过至少一个下述措施来建立：

-提高变速器中的冷却油流；

-变速器的另一个挡位轮的同步，所述另一个挡位轮不与联接体14抗扭地连接；

-控制变速器的轴制动器；

-控制电动机。

通过冷却油流的增多，主动地提高牵引力矩，使得快速设定转速差。

通过挡位轮的短的同步，同样非常快地构建转速差，所述挡位轮不分配给要换挡的挡位、但是在变速器中存在。相同内容适用于控制变速器的轴制动器，其中转速经由与固定至壳体的构件的摩擦连接而减小。

电动机的控制尤其在混合动力车辆中是感兴趣的，因为在此反正设有电动机。在该情况下，内燃机与变速器脱耦，并且短暂连接电动机用于转速同步，直至切换到期望的挡位。随后，电动机能够再次脱耦并且内燃机重新连接到变速器上。

为了执行所述措施，换挡变速器包括同步设备10和变速器控制装置，所述变速器控制装置具有第一执行器和第二执行器，所述第一执行器用于轴向移动滑动套筒12，并且所述第二执行器用于建立在滑动套筒 12和联接体14之间的转速差。

通过在滑动套筒12和联接体14之间的转速差，滑动套筒齿18 的和联接体齿20的端面在环周上沿彼此滑动，直至滑动套筒齿18、尤其啮合齿44的端面轴向邻接于联接体14的外齿部的齿中间空间，并且由于换挡力F能够啮合到联接体齿20之间。

当经过最大的切换行程S_max时，在图17中示出完全啮合的状态。联接体齿20现在位于其在滑动套筒齿18之间的最大移入深度中。

虽然本实用新型在此根据同步设备10的具体的实施例来阐述，清楚的是，本实用新型的基本思想也能够容易地转用于其他的同步系统，如例如在EP 2 137 423 B1、WO2011/054494A1、WO 2012/028316 A1 或EP 0 812398 B1中描述的那样。

尤其，也能够考虑将本实用新型用于同步系统，在所述同步系统中，同步设备10是力控制的进而同步单元构成为，使得在超过预定的最大力时撤除对滑动套筒12的轴向运动的阻挡。

Claims (20)

1.一种用于换挡变速器的同步设备，其具有：

滑动套筒(12)，所述滑动套筒具有内齿部并且能够围绕变速器轴线(A)转动，所述内齿部具有多个滑动套筒齿(18)；

挡位轮的联接体(14)，所述联接体具有外齿部，所述外齿部具有多个联接体齿(20)，所述滑动套筒(12)的所述内齿部能够接合到所述外齿部中，以及

同步单元，所述同步单元能够阻挡所述滑动套筒(12)的轴向运动，

其中所述联接体齿(20)在其邻接于所述滑动套筒(12)的轴向的齿端部上和/或所述滑动套筒齿(18)的至少一些在其邻接于所述联接体(14)的轴向的齿端部上分别具有凸形的端面，

其中所述凸形的端面沿环周方向分别从邻接于相应的齿(18，20)的齿侧(30)的第一底点(28)经由轴向突出的顶部部段(32)延伸至邻接于所述齿(18，20)的反置的齿侧(36)的第二底点(34)，

其中在所述顶部部段(32)与第一底点(28)和第二底点(34)的每个之间的轴向间距(a)为所述齿(18，20)的齿宽(b)的至多18％。

2.根据权利要求1所述的同步设备，其特征在于，所述凸形的端面沿径向方向观察与轴向的齿中轴线(X)镜面对称地构成。

3.根据权利要求1或2所述的同步设备，其特征在于，所述凸形的端面是柱形的。

4.根据权利要求1或2所述的同步设备，其特征在于，所述凸形的端面沿径向方向观察从第一底点(28)至第二底点(34)通过圆柱的侧面部段形成。

5.根据权利要求1或2所述的同步设备，其特征在于，所述凸形的端面具有端面部段(38)，所述端面部段垂直于所述变速器轴线(A)延伸或者其切线(40)垂直于所述变速器轴线(A)延伸。

6.根据权利要求1或2所述的同步设备，其特征在于，所述联接体齿(20)的轴向尺寸最大为3mm。

7.根据权利要求1或2所述的同步设备，其特征在于，在所述滑动套筒(12)和所述联接体(14)之间的转动侧隙最大为1°。

8.根据权利要求1或2所述的同步设备，其特征在于，所述滑动套筒齿(18)的至少一些在其邻接于所述联接体(14)的齿端部上具有端面，所述端面是平坦的并且垂直于所述变速器轴线(A)伸展。

9.根据权利要求1或2所述的同步设备，其特征在于，所述同步设备(10)是力控制的，其中所述同步单元构成为，使得在超过预定的最大力的情况下，撤除对所述滑动套筒(12)的轴向运动的阻挡。

10.根据权利要求1或2所述的同步设备，其具有：

滑动套筒(12)，所述滑动套筒具有内齿部并且能够围绕变速器轴线(A)转动，所述内齿部具有多个滑动套筒齿(18)；

挡位轮的联接体(14)，所述联接体具有外齿部，所述外齿部具有多个联接体齿(20)，所述滑动套筒(12)的内齿部能够接合到所述外齿部中，以及

包括同步环(22)的同步单元，所述同步环具有外齿部并且能够阻挡所述滑动套筒(12)的轴向运动，所述外齿部具有多个同步环齿(24)，

其中所述滑动套筒(12)的内齿部具有锁止齿(42)以及啮合齿(44)，所述锁止齿具有沿环周方向在两侧尖的轴向的齿端部，并且所述啮合齿具有钝的轴向的齿端部，并且

其中多个沿环周方向直接并排的锁止齿(42)的锁止齿组(46)以及多个沿环周方向直接并排的啮合齿(44)的啮合齿组(48)沿环周方向交替。

11.根据权利要求10所述的同步设备，其特征在于，所述同步环(22)具有沿环周方向有齿的、具有同步环齿(24)的环形区段(54)以及具有无齿的、不带有同步环齿(24)的环形区段(56)，其中所述滑动套筒(12)的每个锁止齿组(46)以轴向邻接于有齿的环形区段(54)的方式设置，并且所述滑动套筒(12)的每个啮合齿组(48)以轴向邻接于无齿的环形区段(56)的方式设置。

12.根据权利要求10所述的同步设备，其特征在于，所述锁止齿(42)的齿端部和所述啮合齿(44)的齿端部基本上位于共同的平面(E)中，所述平面垂直于所述变速器轴线(A)延伸。

13.根据权利要求10所述的同步设备，其特征在于，所述啮合齿(44)的钝的齿端部具有平的且垂直于所述变速器轴线(A)伸展的端面，或具有凸形的端面，其中所述凸形的端面沿环周方向分别从邻接于所述滑动套筒齿(18)的齿侧(30)的第一底点(28)经由轴向突出的顶部部段(32)延伸至邻接于所述滑动套筒齿(18)的反置的齿侧(36)的第二底点(34)，并且其中在所述顶部部段(32)与第一底点(28)和第二底点(34)的每个之间的轴向间距(a)为所述滑动套筒齿(18)的齿宽(b)的至多18％。

14.根据权利要求10所述的同步设备，其特征在于，所述锁止齿(42)的沿环周方向在两侧尖的轴向的齿端部具有锁止斜面(52)，所述锁止斜面与所述变速器轴线(A)围成角度(α)，所述角度最大为70°。

15.根据权利要求10所述的同步设备，其特征在于，所述滑动套筒(12)的所述内齿部沿环周方向在所述锁止齿组(46)和所述啮合齿组(48)之间分别具有过渡齿(50)，其中每个过渡齿(50)的轴向的齿端部沿环周方向大致在中部被分开，并且在几何形状方面在邻接于所述锁止齿组(46)的一侧上对应于锁止齿(42)的齿端部，以及在邻接于所述啮合齿组(48)的一侧上对应于啮合齿(44)的齿端部。

16.根据权利要求1或2所述的同步设备，其特征在于，所述滑动套筒(12)是烧结构件。

17.根据权利要求1或2所述的同步设备，其特征在于，在所述顶部部段(32)与第一底点(28)和第二底点(34)的每个之间的轴向间距(a)为所述齿(18，20)的齿宽(b)的至多10％。

18.根据权利要求1或2所述的同步设备，其特征在于，在所述滑动套筒(12)和所述联接体(14)之间的转动侧隙最大为0.25°。

19.根据权利要求13所述的同步设备，其特征在于，在所述顶部部段(32)与第一底点(28)和第二底点(34)的每个之间的轴向间距(a)为所述滑动套筒齿(18)的齿宽(b)的至多10％。

20.一种用于机动车辆的换挡变速器，具有：

根据上述权利要求中任一项所述的同步设备(10)，和

变速器控制装置，所述变速器控制装置具有第一执行器和第二执行器，所述第一执行器用于轴向移动所述滑动套筒(12)，并且所述第二执行器用于建立在所述滑动套筒(12)和所述联接体(14)之间的转速差。