同步裝置的制作方法

本發明涉及一種用于使自動變速器的離合器或制動器的轉速相等的同步裝置。

背景技術：

在自動變速器中，需要使以不同速度旋轉的元件轉速相等，即同步，所述元件通常是軸或齒輪。這種轉速一致化能夠為：將沒有旋轉或較慢旋轉的元件帶到要聯接的快速旋轉的元件的轉速，或者將快速轉動的元件帶到其他元件的較低速度，其中在此目標速度也能夠為零，也就是借此將旋轉的元件完全制動。通常，對此在自動變速器中、例如在有級式自動變速器中使用片式離合器或片式制動器，所述片式離合器或片式制動器根據使用目的構造有相應數量的薄片。軸向依次設置的薄片一方面需要相對大的結構空間。另一方面，這種轉矩相關的片式離合器或片式制動器的效率是相對低的，并且其運行尤其與高拖曳力矩關聯，所述高拖曳力矩由片式離合器或片式制動器的多件式構造和其功能造成，因為薄片始終以基本拖曳運行，也就是說因此得不到完全的分開。

從DE 10 30 692 A中已知一種用于重的、傳遞大功率的齒輪變速器的同步裝置，其尤其用于道路行駛交通工具和軌道交通工具，所述同步裝置用于使換擋變速器的離合器的轉速相等。同步裝置包括第一盤和第二盤，所述第一盤和第二盤分別具有端齒部，其中兩個盤軸向地彼此間隔開，并且為了實現端齒部的嚙合，一個盤能夠朝向另一個盤軸向運動。一個盤可線性運動地安置在套管承載件4上，在所述套管承載件上設置有摩擦錐，所述摩擦錐相對于套管承載件可朝向螺旋彈簧轉動。所述摩擦錐設有鎖止凸起，在壓入過程期間，在摩擦錐朝向安置在套筒承載件上的盤移動時，所述鎖止凸起朝向盤的鎖止凸起移動，由此將盤直至其同步運轉鎖止。在壓入過程期間，另一個盤經由摩擦錐朝向摩擦錐移動，其中當達到轉速相等時，端齒部能被完全地壓入。

從DE 10 2007 040 040 A1中已知一種換擋元件，所述換擋元件包括至少三個換擋位置，用于切換變速器的兩個傳動級。在對應于第一換擋位置的第一端部位置中，接入第一傳動級，在對應于第二換擋位置的第二端部位置中，接入第二傳動級。在對應于第三換擋位置的中間位置中，接入兩個傳動級。

從GB 339 694 A中已知一種變速器，其中可能的是，在特定的變換過程中，多個變速器齒輪同時運動，而在另一個變換過程中，僅單個變速器齒輪運動。

最后，從DE 102 44 523 A1中已知一種用于車輛的自動變速器，包括離合器裝置，所述離合器裝置附加地設有同步裝置。同步裝置包括兩個環，其中一個環設有內片，所述內片接合到設在殼體側的外片中。這些片形成片式制動器。用作為內片承載件的環設有端齒部以及徑向向內突出的摩擦錐。另一個環具有徑向齒部，所述徑向齒部在端側能夠經由內片承載件的端齒部接合。在所述環上，在軸向凸緣上，摩擦環抵抗復位彈簧軸向運動。如果存在閉合要求，那么將內片承載環軸向地朝向另一個環的方向移動，在此出現摩擦環和摩擦錐的摩擦面的彼此貼靠，使得隨著調節路徑增大，這兩個環同步。在環的齒部彼此嚙合之前，消除環的轉速差，使得二者以相同的速度彼此嚙合。借助另一調節路徑，薄片彼此作用，使得所述薄片首先滑動地置于有效連接，并且隨著壓力增大力配合地、即在沒有滑動的情況下彼此貼靠。轉矩在該狀態下從構成為行星齒輪架的一個環經由內片承載件被引導到變速器殼體或外片承載件上。

技術實現要素：

因此，本發明基于下述問題，提出一種簡單構造的同步裝置，一方面所述同步裝置在結構方面是緊湊的，并且另一方面所述同步裝置能夠以盡可能小的拖曳力矩實現同步。

為了解決所述問題，根據本發明提出一種用于使自動變速器的離合器或制動器的轉速相等的同步裝置，所述同步裝置包括第一盤和第二盤，所述第一盤和第二盤分別具有端齒部，其中盤軸向地彼此間隔開，并且為了實現端齒部的嚙合，一個盤可軸向地朝向另一個盤運動，其中至少一個盤抗扭地與同步環連接，盤可朝向所述同步環克服復位力軸向運動，并且所述同步環具有止擋面，在盤相向運動時，所述同步環借助所述止擋面抵靠另一個盤的止擋面運行，其中兩個盤具有同步環，其中同步環徑向彼此錯開地設置在盤上。

根據本發明的同步裝置最終在最簡單的情況下由三個構件構成，即兩個具有端齒部的盤以及同步環，所述同步環與一個盤抗扭地連接。在未耦聯的狀態下，端齒部不彼此嚙合，這就是說，盤是完全分開的，使得在未操作的或未聯接的狀態下，不產生拖曳力矩。為了同步，軸向可運動的盤朝向另一個盤運動。要么軸向運動的盤、要么固定的盤具有同步環，所述同步環與其抗扭地連接。盤也可軸向地相對于同步環克服復位力運動。如果現在盤朝向彼此運動，那么具有相應止擋面的同步環抵靠另一個盤上的止擋面運行。由此，由于出現的速度差和使用的拖曳，根據離合器或制動器的設計方案，實現盤轉速的相應的速度改變。這就是說，一個盤由于拖曳環和盤的接觸而加速或制動。隨著軸向運動增大，同步環越來越強地按壓到盤上，使得最后兩個盤在其轉速方面同步。隨后，在進一步的軸向運動中，端齒部形狀配合地嚙合。優選地，例如滾動鉚接的端齒部是自定心的。

因此，根據本發明的同步裝置尤其有利地一方面能夠實現端齒部盤的完全分開，由此在該狀態下不產生拖曳力矩。此外，同步裝置在兩個盤同時形狀配合時能夠實現轉速同步，這由端齒部的嚙合實現。因為僅需要兩個盤和至少一個同步環，軸向需要的結構空間與之前使用的片式離合器或片式制動器中相比明顯更小，這能夠實現，變速器必要時更緊湊地設計或將同步裝置構建在迄今不可能的位置上。由于小的部件數量，同步裝置的重量也小于已知的片式離合器或片式制動器，還有制造是成本適宜的。由此，也能夠減小或避免切換噪音。

為了尤其沿軸向方向使同步裝置更進一步地緊湊，根據本發明的一個改進方案提出，同步環在盤上設置在徑向內部或在徑向外部。當然，根據同步環的徑向位置，在另一個盤上相應地定位有止擋面。

雖然僅在一個盤上設置抗扭的同步環已經是足夠的，然而根據本發明提出，兩個盤配設有同步環，進而當然還分別配設有止擋面，其中同步環徑向彼此錯開地設置在盤上。因此，在該情況下，在一個盤上，同步環設置在徑向內部，或在另一個盤上，同步環設置在徑向外部，其中盤的相應的止擋面與相應的同步環相對置地構成。如果使用兩個同步環，那么因此彼此作用的止擋面的總面積明顯變大，這引起更快速的轉速同步。

一個或兩個同步環的和一個或兩個盤的止擋面能夠是環繞的軸向端面，但是也能夠構成為環繞的圓錐形的傾斜面。

為了產生復位力，優選設有至少一個彈簧元件，經由所述彈簧元件，盤相對于同步環有彈力。所述彈簧元件設計成，使得產生足夠大的復位力，所述復位力確保，在同步環去負荷的情況下，盤也再次置于其初始位置中，使得在隨后的離合或制動過程中，同步環也首先再次預先在另一個盤上開始運行。

彈簧元件優選支撐在同步環的徑向凸緣上和盤的承載端齒部的軸向面上，在所述徑向凸緣的外側上設有止擋面。碟形彈簧或碟形彈簧組適當地用作為彈簧元件，所述彈簧元件尤其能夠構建在盤的軸向面或這種徑向凸緣之間的區域中。

所述或每個同步環優選地沿徑向觀察在橫截面中具有U形輪廓，所述U形輪廓具有經由兩個徑向凸緣限界的徑向槽，在所述徑向槽中容納盤。這種設計方案也能夠實現沿徑向觀察緊湊的構造，以及以簡單的方式一方面實現彈簧元件在徑向凸緣和盤之間的區域中的集成，而另一徑向凸緣以簡單的方式提供對盤的復位運動的運動限界，所述復位運動經由彈簧元件在同步裝置去負荷時引起。

如描述的，同步環抗扭地與盤連接，因為經由所述同步環，最終應進行盤相對于另一個盤的轉速同步，并且反之亦然。為了能夠實現這種抗扭的連接，根據本發明的一個適當的改進方案，在對徑向槽限界的軸向凸緣上設有多個貫通部，并且在盤上設有多個徑向突出部，所述徑向突出部接合到貫通部中。因此，在盤側設有齒部的類型，其中所述齒部接合到槽側的貫通部中，所述貫通部優選構成為軸向狹口。貫通部當然略微大于突出部，以便確保盤相對于同步環的軸向可移動性。

除了同步裝置之外，本發明還涉及一種自動變速器，所述自動變速器包括至少一個所述類型的同步裝置。所述同步裝置能夠作用為離合器或制動器。

附圖說明

本發明的其他優點、特征和細節從在下文中描述的實施例中以及根據附圖得出。在此示出：

圖1示出根據本發明的同步裝置的原理圖的剖視圖，其中盤是分開的，

圖2示出圖1中的同步裝置，其中盤是耦聯的，

圖3示出第二實施例的根據本發明的同步裝置的原理圖的剖視圖，

圖4示出第三實施例的根據本發明的同步裝置的原理圖的剖視圖，以及

圖5示出第四實施例的根據本發明的同步裝置的原理圖的剖視圖。

具體實施方式

圖1示出根據本發明的同步裝置1的原理圖，所述同步裝置能夠在自動變速器中用于使自動變速器的離合器或制動器的轉速相等。這種同步裝置替代通常在這種自動變速器、例如有級式自動裝置中在相同部位使用的片式離合器或片式制動器。

根據本發明的同步裝置由兩個盤、即第一盤2和第二盤3構成。在離合器的情況下，兩個盤2、3各自旋轉與其耦聯的元件。因此，經由同步裝置1能夠使經由此耦聯的元件的轉速彼此相等，將較快轉動的元件同步到較低的轉速上，或者將較慢轉動的元件帶到較高的轉速。如果同步裝置為制動器，那么盤2、3中的一個位置固定地例如固定在殼體或類似物上，即不旋轉。而另一個盤轉動，并且能夠借助于同步裝置1減速制動，使得所述另一個盤在同步之后停止。

環形的盤2、3分別具有端齒部4(在第一盤2上)和5(在第二盤3上)，進而軸向彼此相鄰地設置，使得端齒部4、5相對置。端齒部優選為自定心的端齒部。

在該實施例中，在盤2上設置有同步環6，所述同步環在徑向內部定位。所述同步環與盤2抗扭地連接，為此在此處為U形的由兩個徑向凸緣7和8以及一個軸向凸緣9構成的同步環6上，在軸向凸緣9上設有多個貫通部10，所述貫通部呈軸向狹口的形式，盤2的內環周上的相應的齒形的突出部11接合到所述貫通部中。呈軸向狹口形式的貫通部10軸向觀察比例如長形的突出部11更長，使得盤2相對于同步環6可軸向運動。當然，圍繞軸向凸緣9的環周和盤2的環周設有多個這種貫通部10或突出部11。

如描述的，同步環6構成為在橫截面中形成U形輪廓的環，所述環因此限定徑向槽12，盤2接合到所述徑向槽中。在徑向凸緣7和盤2的端面13之間存在彈簧元件14，在此為環繞的碟形彈簧組的形式。如描述的，盤2相對于同步環6可軸向運動，這就是說，所述盤可在徑向凸緣7和8之間移動。這種移動明顯地克服彈簧元件14的復位力進行，這就是說，在朝向徑向凸緣7的方向運動時，所述彈簧元件壓縮。即如果在示出的示例中，為了將兩個與盤2和3連接的元件聯接，盤2軸向朝向盤3的方向運動，那么出現所述運動，只要隨后仍要討論的同步環6抵抗彈簧元件14作用于盤3，則所述彈簧元件在此壓縮。在去負荷的情況下，彈簧元件14再次將盤2按壓到在圖1中示出的基本位置中，在所述基本位置中，所述盤朝向徑向凸緣8向回移動直至最大程度，所述徑向凸緣用作為止擋。

徑向凸緣7具有外直徑，所述外直徑大于盤3的內直徑。所述徑向凸緣在其外側上具有止擋面15，所述止擋面在安裝位置中與在第二盤3的端面17上的相應的止擋面16對置地構成。止擋面原則上能夠具有表面結構化部或粗糙部或設有摩擦片，使得實現提高的摩擦阻力。

假設：盤2旋轉，而盤3靜止。如果現在應進行兩個與盤2、3連接的元件、即相應的軸之間的聯接，并且二者應在端齒部4、5的形狀配合的接合之前在轉速方面同步，那么如通過箭頭P示出的，盤2經由相應的操作元件軸向地沿箭頭P的方向移動。在此，從動的同步環6同樣軸向移動。所述同步環借助其止擋面15在短的移動路徑之后抵靠盤3的止擋面16運行，使得在那里存在摩擦力矩，盤2移動越遠，摩擦力矩就越大。因為隨著越來越大的移動，彈簧元件14也越來越強地壓縮。由于摩擦抵靠，盤3從動，因此所述盤加速并且在最短的時間之后達到與盤2相同的轉速。此后。隨著盤2的越來越大的軸向移動，端齒部4與端齒部5嚙合，使得兩個盤2、3、自然還有與其連接的軸經由此形狀配合地彼此聯接。所述聯接位置在圖2中示出。在圖2中可見端齒部4、5的嚙合，還有盤2相對于同步環6的軸向移動。盤2的后部的軸向端面18可見地與徑向凸緣8間隔開，所述后部的軸向端面明顯更靠近徑向凸緣7。

如果元件的聯接再次松開，那么盤2去負荷，即所述盤從圖2開始再次向回運動，使得端齒部4和5脫離嚙合，因此即取消形狀配合的連接。同時，彈簧元件4也去負荷，使得盤2再次朝向徑向凸緣8的方向運動。徑向凸緣7仍短時間地貼靠在盤3上，然而隨后也遠離該盤，使得兩個盤2、3完全彼此分開，并且也不再經由同步環6彼此耦聯。因此在所述位置中，兩個與盤2、3連接的軸不彼此連接，使得根本沒有拖曳力矩等。

圖3示出根據本發明的同步裝置1的另一個實施方式，其中為相同的構件使用相同的附圖標記。所述同步裝置也再次由兩個盤2、3以及同步環6構成，所述同步環6再次由徑向凸緣7、徑向凸緣8以及軸向凸緣9構成。因此，又實現U形輪廓形狀，盤2接合到所述U形輪廓形狀中，并且所述盤再次軸向可運動地經由盡管如此仍抗扭的連接在所述U形輪廓形狀中被引導。

在該發明替選方案中，徑向凸緣7上的止擋面15及盤3上的止擋面16的運動過程不同于之前描述的實施方式。在圖1和2中描述的實施方式中止擋面15和16是軸向面，而在根據圖3的實施方式中止擋面15和16是圓錐形的傾斜面。這就是說，軸向延長的徑向凸緣7在端側設有傾斜面。相應內容適合于盤3。由此，彼此作用的止擋面15、16的總面積與根據圖1和2的設計方案比能夠增大，使得轉速同步更快地進行，因為摩擦力矩是更大的。

圖4示出根據本發明的同步裝置1的第三設計方案變型形式。所述同步裝置又由兩個盤2、3以及同步環6構成，所述同步環又具有U形的橫截面輪廓，然而所述同步環在此構成為位于徑向外部的同步環。所述同步環以與之前描述的實施方式相同的方式與盤2抗扭地連接，然而在此設在盤2上的徑向突出部設置在徑向外部。

與此相應地，盤3的止擋面16當然與同步環6的止擋面15相對置地位于盤3的外直徑的范圍中。作用功能與根據圖1和2描述的相同。

最后，圖5示出同步裝置1的根據本發明的第四實施方式。所述同步裝置又包括盤2和3，其中在該實施例中，盤2設有位于徑向外部的同步環6，而盤3也設有位于徑向內部的同步環19。兩個同步環又具有相應的U形的橫截面輪廓，盤2和3分別抗扭地與同步環6或19經由相應的、分別設置在同步環6或19上的貫通部和在盤側設置的突出部連接。每個盤2、3也可相對于同步環6或19軸向地克服彈簧元件的復位力運動。

圖5示出下述設計方案，在所述設計方案中，兩個盤2、3并且還有同步環6及9再次沒有耦聯或彼此貼靠。如果現在基于根據圖1的示例，盤2再次軸向地朝向位置固定的盤3運動，那么兩個同步環6和19借助其實現在相應徑向凸緣上的相應止擋面同步地抵靠盤2及3的相應止擋面運行。因此，近似在兩個徑向平面中進行摩擦配合，所提供的止擋面的總面積與使用僅一個同步環相比又明顯更大，使得同步過程更快地進行。在盤2繼續運動時，彈簧元件又相應地壓縮，使得擠壓力越來越大并且轉速一致化的進展越來越大。最后，端齒部4和5達到嚙合，從而實現形狀配合的耦聯。

盡管在根據圖4和5的實施方式中，同步環在一個或兩個所述盤上或在一個或兩個同步環上分別設有軸向伸展的止擋面，當然也能夠考慮的是，設有相應的圓錐形的止擋面，如在根據圖3的設計方案中那樣。

雖然在實施例中尤其根據圖1-4的設計方案基于盤2或與其連接的軸被主動驅動或運動，設計方案同樣能夠是，使得同步環6設置在盤3上，該盤本身不運動。同步環6基于圖1旋轉180°地構造在盤3上，使得盤2可抵靠徑向凸緣7運動，這引起，同步環6軸向地朝向與其連接的盤3的方向運動。當然，同樣地，在圖1-4中示出的盤3也能夠軸向地朝向位置固定的盤2運動，那么在該情況下，同步環6可向右朝向盤2運動，直至出現轉速相等和端齒部的形狀配合的嚙合。

總而言之，根據本發明的同步裝置能夠與其現在如何具體構造無關地，以軸向非常緊湊的、更短的結構方式，借助于盤進而經由盤連接的元件同時形狀配合的耦聯實現極其順利的轉速同步。因為盤或同步裝置能夠完全分開或斷開，在所述運行狀態中，不出現會負面影響效率的拖曳力矩。