用于變速器的同步單元的同步環的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于變速器(14)的同步單元(12)的同步環(10)，該同步環具有環軸線(A)且由具有基本恒定的金屬板厚度(t)的環形的金屬板圓錐體(16)形成，其中，環形的金屬板圓錐體(16)具有徑向外側以及帶有圓錐形摩擦面(18)的相反的徑向內側。環形的金屬板圓錐體(16)在環軸線(A)的方向上從第一軸向圓錐端(28)至第二軸向圓錐端(30)地變細，其中，金屬板圓錐體(16)在徑向外側上具有被模制的定心結合件(20)，該定向結合件包括在圓周方向(24)上相繼的定心結合件部分(32、34)，所述定心結合件部分具有距第二軸向圓錐端(30)的不同的軸向距離。
【專利說明】
用于變速器的同步單元的同步環
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于變速器的同步單元的同步環，該同步環具有環軸線且由具有基本恒定的金屬板厚度的環形的金屬板圓錐體形成，其中，環形的金屬板圓錐體具有徑向外側以及帶有圓錐形摩擦面的相反的徑向內側，且其中，環形的金屬板圓錐體在環軸線的方向上從第一軸向圓錐端至第二軸向圓錐端地變細。
【背景技術】
[0002]這樣的同步環通常由平的金屬板在沖壓和壓延方法中被制造。
[0003]金屬板同步環的問題是相對于變速器的同步輪轂對其定中心。不同于傳統的由燒結金屬制成的同步環或由黃銅制成的鍛造的同步環，其通常具有圓柱形外部面，且由此可無問題地在同步輪轂的圓柱形內部中空空間中進行定中心，金屬板同步環在完成條件下具有圓錐形的外部面。因為，同步環在變速器切換時軸向地在朝向變速齒輪的方向上被移動通過換檔接合套，由于金屬板圓錐體朝向更小的直徑變細，失去對金屬板同步環進行定中心。這可導致變速器的功能損傷，以及導致更高的損耗。
[0004]為了也可在金屬板同步環的情況下確保相對于同步輪轂進行精確的定中心，DElO2011 015 836 Al公開了一種具有環形的金屬板圓錐體的同步環，其在軸向端部上徑向向外地被彎曲，且具有環繞的阻擋齒部，其中，徑向地在阻擋齒部與圓錐環之間設置突出部，用于相對于同步輪轂對同步環進行徑向定中心。
【發明內容】
[0005]基于該現有技術，本發明的目的在于，實現一種用于變速器的同步單元的在結構上非常簡單構建的、穩定的同步環，該同步環由環形的金屬板圓錐體形成，具有用于相對于同步輪轂對同步環徑向定中心的替選件，且可以小的方法技術成本制造。
[0006]根據本發明，該目的通過上述類型的同步環實現，在其中，金屬板圓錐體在徑向外側上具有被模制的定心結合件，用于相對于同步單元的同步輪轂對同步環徑向定中心，其中，定心結合件包括多個在圓周方向上相繼的定心結合件部分，且其中，第一定心結合件部分距第二軸向圓錐端具有第一軸向距離，且第二定心結合件部分距第二軸向圓錐端具有不同于第一軸向距離的第二軸向距離。由于定心結合件部分距第二軸向圓錐端的不同的軸向距離，同步環與同步輪轂之間的引導部分被軸向延長，由此，改進了徑向定中心，且同步環具有特別好的傾覆穩定性。
[0007]優選地，同步環的環形的金屬板圓錐體在其第一軸向圓錐端上徑向向外彎折，且具有阻擋齒部。
[0008]在同步環的一實施方式中，金屬板圓錐體在定心結合件的區域中變形，且具有帶有相對于金屬板厚度減小的剩余厚度的第一金屬板部分，以及軸向鄰接地具有帶有至少對應于金屬板厚度的結合厚度的第二金屬板部分。
[0009]在該實施方式中，優選地，第一金屬板部分的徑向外側基本平行于環軸線延伸，且特別在圍繞環軸線的圓柱形面上。相應地，定心結合件能夠以最小的制造成本被制造成“軸向推動的定心結合件”。
[0010]然而替選地也可設想，金屬板圓錐體在第一金屬板部分中的剩余厚度是基本恒定的。類似于軸向被推動的定心結合件，定心結合件在該情況下也由金屬板圓錐體的材料形成，使得其金屬板厚度至少部分地被減小。然而，圓錐環的實際所不期望的變薄不是問題，因為其在軸向方向上均勻地實現，使得變薄的第一金屬板部分具有限定的且基本恒定的剩余厚度。在此，選擇剩余厚度使得在同步環上在同步單元運行中的一般的負載的情況下不出現穩定性或形變問題。然而，用于這樣“傾斜推動的定心結合件”的成本相對于上述的、軸向推動的定心結合件略大。
[0011]在同步環的該實施方式中，優選地，第一金屬板部分軸向地從定心結合件在朝向第二軸向圓錐端的方向上延伸，特別優選地延伸直至第二軸向圓錐端。
[0012]定心結合件可具有用于同步輪轂的徑向貼靠面，其中，該徑向貼靠面距第二軸向圓錐端的軸向距離在圓周方向上不是恒定的，而是變化的。就此而言，定心結合件通過金屬板圓錐體中的被推動的徑向凸肩以及直接連接的徑向貼靠面形成。
[0013]特別優選地，每個定心結合件部分具有用于同步輪轂的徑向貼靠面，其中，所有徑向貼靠面位于圓柱體上。由此，在同步環與徑向鄰接的同步輪轂之間以小的制造技術成本產生軸向擴大的引導部分，該引導部分有利于同步環的高的傾覆穩定性。
[0014]根據同步環的一個實施方式提出，相繼的定心結合件部分在圓周方向上直接相互過渡，且定心結合件在圓周方向上波浪形環繞。特別地，在圓錐環上推動的、定心結合件的徑向凸肩在圓周方向上看波浪形地延伸，使得該凸肩與第二軸向圓錐端之間的軸向距離在圓周方向上不是恒定的，而是變化的。
[0015]根據同步環的一個替選實施方式，定心結合件在圓周方向上被中斷，且包括多個在圓周方向上間隔的定心結合件部分。對這樣分開的定心結合件段的推動可在制造技術上以特別低的成本實現。
[0016]為了獨立于同步環相對于同步輪轂的軸向位置以小的徑向空隙確保對同步環進行所期望的徑向定中心，定心結合件優選具有至少三個第一定心結合件部分和至少三個第二定心結合件部分。
【附圖說明】
[0017]在參考附圖對優選實施方式的以下描述中給出本發明的其他特征和優點。在附圖中:
[0018]圖1為根據本發明的用于變速器的同步單元的同步環的透視圖；
[0019]圖2是通過根據圖1的同步環的縱剖面以及兩個剖面細節圖；
[0020]圖3是與同步單元的同步輪轂一起的根據本發明的同步環的細節剖面;以及
[0021]圖4是通過具有根據圖3的同步環的變速器的縱剖面；以及
[0022]圖5為根據另一實施方式的根據本發明的同步環的透視圖。
【具體實施方式】
[0023]在圖1至5中示出用于變速器14的同步單元12的同步環10，該同步環具有環軸線A且由具有基本恒定的金屬板厚度t的環形的金屬板圓錐體16形成。
[0024]環形的金屬板圓錐體16具有圓錐形的徑向外側以及帶有圓錐形摩擦面18的相反的徑向內側，其中，金屬板厚度t垂直于摩擦面18地對應于金屬板圓錐體16的尺寸。根據同步環10的結構和應力(Beanspruchung)，摩擦面18由金屬板圓錐體16自身形成，或替選地通過分開的、被置于金屬板圓錐體16上的摩擦襯片19形成。
[0025]在同步環10的本實施例中，環形的金屬板圓錐體16在環軸線A的方向上從第一軸向圓錐端28至第二軸向圓錐端30地變細，其中，金屬板圓錐體16在其第一軸向圓錐端28上徑向向外彎折，且具有阻擋齒部26。
[0026]此外，金屬板圓錐體16在徑向外側上具有模制的定心結合件20，用于相對于同步單元12的同步輪轂22對同步環10進行徑向定中心(參見圖3和4)，其中，定心結合件20包括多個在圓周方向24上相繼的定心結合件部分32、34。具體地，定心結合件20包括距第二圓錐端30具有第一軸向距離&1的第一定心結合件部分32，和距第二圓錐端30具有不同于第一軸向距離ai的第二軸向距離a2的第二定心結合件部分34。由于在定心結合件部分32、34與第二軸向圓錐端30之間的不同的軸向距離a1、a2，同步環10與同步輪轂22之間的引導部分的軸向尺寸X變大(參見圖3)，由此改進了徑向定中心，且同步環10具有特別好的傾覆穩定性。
[0027]定心結合件20具有用于同步輪轂22的徑向貼靠面48。特別地，每個定心結合件部分32、34具有用于同步輪轂22的徑向貼靠面48，其中，所有的徑向貼靠面48位于圓柱體上。
[0028]為了獨立于同步環10相對于同步輪轂22的軸向位置以小的徑向空隙確保對同步環10進行所期望的徑向定中心，定心結合件20優選具有至少三個第一定心結合件部分32和至少三個第二定心結合件部分34。
[0029]根據圖2和3，金屬板圓錐體16在定心結合件20的區域中形變，且包括具有相對于金屬板厚度t減小的剩余厚度tR的第一金屬板部分38，以及包括軸向鄰接地具有至少對應于金屬板厚度t的結合厚度tB的第二金屬板部分40。
[0030]因此，具有貼靠面48的第二金屬板部分40以及第一金屬板部分38在定心結合件20的區域中連接到第一軸向圓錐端28，第一金屬板部分軸向地從定心結合件20延伸直至第二圓錐端30。
[0031]在根據圖2的同步環10的一個實施方式變型中，第一金屬板部分38的徑向外側42基本上平行于環軸線A延伸。特別地，第一金屬板部分38的徑向外側42在圓柱形面上圍繞環軸線A延伸，使得出現軸向推動的定心結合件20，該定心結合件在制造技術上能夠以最小的成本模制到金屬板圓錐體16上。
[0032]根據同步環10的一個在圖3中所示的替選實施方式變型，然而也可設想，金屬板圓錐體16的剩余厚度tR在第一金屬板部分38中是盡可能恒定的。這具體表示，定心結合件20傾斜于環軸線A且基本以如圓錐形的摩擦面18的相同角度被推動到金屬板圓錐體16上，使得金屬板圓錐體16的剩余厚度tR在第一金屬板部分38中在圓周方向24上以及特別也在軸向方向44上在一般制造誤差的范圍內保持恒定。與軸向推動的定心結合件20相比，第一金屬板部分38在傾斜推動的定心結合件20的情況下要求更均勻，這有利地影響其穩定性和形變性能。當然，傾斜推動的定心結合件20在制造中成本略高。
[0033]圖3示出同步環10在同步輪轂22上被安裝的狀態。在此清楚的是，定心結合件20的徑向貼靠面48徑向地鄰接到同步輪轂22的圓柱形的接觸面50上。
[0034]根據圖4，該接觸面50是同步輪轂22的中空圓柱形的凹槽52的部分，同步環10的第二軸向圓錐端30插入該凹槽中。從貼靠面48看，為了對同步環10進行徑向定中心，可在定心結合件部分32、34上構建其他的貼靠面，例如用于同步單元12的受壓件的貼靠面。
[0035]圖4示出通過被組裝的變速器14的縱剖面，具有:被抗扭地置于傳動軸上的同步輪轂22;換檔接合套54，該換擋接合套相對于同步輪轂22抗扭地、然而軸向移動地被布置;兩個變速齒輪56，該變速齒輪可旋轉地但軸向不滑動地被布置在傳動軸上；以及兩個上述的同步環10，用于通過摩擦連接而耦接同步輪轂22與變速器14的變速齒輪56中的一個。根據圖4，分別通過聯軸節主體58實現摩擦連接，聯軸節主體抗扭地且軸向不滑動地被固定在配設于其的變速齒輪56上，且通常具有換擋齒部60以及摩擦面62。
[0036]在換擋過程中首先以已知的方式通過摩擦面18、62之間的摩擦連接實現同步輪轂22與待換擋的變速齒輪56之間的轉速同步，以及然后將換檔接合套54轉換到配設于變速齒輪56的換擋齒部60上，使得同步輪轂22在變速器14的被切換的位置上通過換檔接合套54和聯軸節主體58形配合地且抗扭地與相應的變速齒輪56連接。
[0037]圖1至4示出一個實施方式，在其中，同步環10的定心結合件20在圓周方向24上被中斷，且包括多個在圓周方向24上間隔的定心結合件部分32、34。在此分別地，第一定心結合件部分32具有距第二軸向圓錐端30的恒定的第一軸向距離&1，且第二定心結合件部分34具有距第二軸向圓錐端30的恒定的第二軸向距離a2，其中，第一軸向距離m不同于第二軸向距離a2。
[0038]與此相對地，圖5示出根據一個替選實施方式的同步環10的透視圖，在其中，在圓周方向24上相繼的定心結合件部分32、34直接相互過渡，且定心結合件20在圓周方向24上被封閉以及波浪形環繞。
[0039]這表示，定心結合件20的被推到圓錐環16上的、徑向凸肩在圓周方向24上波浪形延伸，該凸肩對應于徑向貼靠面48的朝向第二軸向圓錐端30的邊界，S卩，具有距第二軸向圓錐端30的可變的軸向距離。例如，在“波峰”的區域中，第一定心結合件部分32設置有距第二圓錐端30的基本恒定的第一軸向距離ai，以及在“波谷”的區域中，第二定心結合件部分34設置有距第二圓錐端30的基本恒定的第二軸向距離a2，其中，在圓周方向24上設置過渡部分，該過渡部分將第一和第二定心結合件部分32、34相互連接，且其中，第一軸向距離&1與第二軸向距離a2不同。
[0040]在制造上述同步環10時，首先提供且若需要則固定環形的金屬板圓錐體16，其中，金屬板圓錐體16從其第一軸向圓錐端28至其第二軸向圓錐端30錐形變細，且不具有定心結合件20。
[0041 ]下文中，用于將定心結合件部分32、34模制在第二軸向圓錐端30上的(未示出的)工具被設置到所期望的徑向位置，且然后在材料形變的情況下平行于環軸線A或平行于金屬板圓錐體16的摩擦面18在朝向第一軸向圓錐端28的方向上被推動。
[0042]在此，定心結合件20的第一定心結合件部分32可同時被模制，其中，每個第一定心結合件部分32配置有工具，或可通過單個工具相繼被模制。同樣地也對于第二定心結合件部分34有效。
[0043]在之后的方法步驟中，定心結合件部分32、34可在徑向方向46上形變，使得分別在距環軸線A所期望的距離r上形成貼靠面48。
【主權項】
1.一種用于變速器(14)的同步單元(12)的同步環，所述同步環具有環軸線(A)且由具有基本恒定的金屬板厚度(t)的環形的金屬板圓錐體(16)形成，其中，環形的金屬板圓錐體(16)具有徑向外側以及帶有圓錐形摩擦面(18)的相反的徑向內側，且其中，環形的金屬板圓錐體(16)在環軸線(A)的方向上從第一軸向圓錐端(28)至第二軸向圓錐端(30)地變細， 其特征在于，金屬板圓錐體(16)在徑向外側上具有被模制的定心結合件(20)，用于相對于同步單元(12)的同步輪轂(22)對同步環(10)徑向定中心，其中，定心結合件(20)包括多個在圓周方向(24)上相繼的定心結合件部分(32、34)，且其中，第一定心結合件部分(32)距第二軸向圓錐端(30)具有第一軸向距離(ai)，且第二定心結合件部分(34)距第二軸向圓錐端(30)具有不同于第一軸向距離(aO的第二軸向距離(a2)。2.根據權利要求1所述的同步環，其特征在于，環形的金屬板圓錐體(16)在其第一軸向圓錐端(28)上徑向向外彎折，且具有阻擋齒部(36)。3.根據權利要求1或2所述的同步環，其特征在于，金屬板圓錐體(16)在定心結合件(20)的區域中變形，且具有帶有相對于金屬板厚度(t)減小的剩余厚度(tR)的第一金屬板部分(38)以及軸向鄰接地具有帶有至少對應于金屬板厚度(t)的結合厚度(tB)的第二金屬板部分(40) ο4.根據權利要求3所述的同步環，其特征在于，第一金屬板部分(38)的徑向外側基本平行于環軸線(A)延伸。5.根據權利要求3所述的同步環，其特征在于，金屬板圓錐體(16)在第一金屬板部分(38)中的剩余厚度(tR)是基本恒定的。6.根據權利要求3至5中任一項所述的同步環，其特征在于，第一金屬板部分(38)軸向地從定心結合件(20)在朝向第二軸向圓錐端(30)的方向上延伸，優選延伸直至第二軸向圓錐端(30)。7.根據前述權利要求中任一項所述的同步環，其特征在于，定心結合件(20)具有用于同步輪轂(22)的徑向貼靠面(48)。8.根據前述權利要求中任一項所述的同步環，其特征在于，每個定心結合件部分(32、34)具有用于同步輪轂(22)的徑向貼靠面(48)，且所有徑向貼靠面(48)位于圓柱體上。9.根據前述權利要求中任一項所述的同步環，其特征在于，相繼的定心結合件部分(32、34)在圓周方向(24)上直接相互過渡，且定心結合件(20)在圓周方向(24)上波浪形環繞。10.根據權利要求1至8中任一項所述的同步環，其特征在于，定心結合件(20)在圓周方向(24)上被中斷且包括多個在圓周方向(24)上間隔的定心結合件部分(32、34)。11.根據前述權利要求中任一項所述的同步環，其特征在于，定心結合件(20)具有至少三個第一定心結合件部分(32)和至少三個第二定心結合件部分(34)。
【文檔編號】F16H3/78GK105952852SQ201610125192
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月4日
【發明人】安德列亞斯·登普夫勒, 馬丁·基斯, 米夏埃爾·克爾策, 曼弗雷德·紹爾, 克里斯蒂安·威爾
【申請人】賀爾碧格傳動技術控股有限公司