CN104214237A - 变速器的同步器单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变速器(12)的同步器单元(10)，其具有可绕变速器轴线(A)转动的同步体(14)、不可相对于同步体(14)转动但可轴向移动地设置的换档套筒(18)、通过摩擦接合使同步体(14)与变速器(12)的一个档位齿轮(22)接合的同步环(26)、分布在同步体(14)的外周上的多个垫座(36)以及径向朝向换档套筒(18)对垫座(36)施加弹簧力(FF)且贴靠垫座(36)的接触面(40)的弹簧件(38)，其中，垫座(36)的接触面(40)至少部分相对于变速器轴线(A)倾斜，从而弹簧件(38)由轴向力分量(FA)被施力且轴向支承在同步环(26)上。

Description

变速器的同步器单元
技术领域
本发明涉及变速器的同步器单元，其具有可绕变速器轴线转动的同步体、不可相对于同步体转动但可轴向移动设置的换档套筒、通过摩擦接合使同步体与变速器的一个档位齿轮接合的同步环、分布在同步体的外周上的多个垫座以及径向朝向换档套筒对垫座施加弹簧力且贴靠所述垫座的接触面的弹簧件。
背景技术
根据前言的DE 20 2006 008 636 U1在图8中已经示出了这样的同步器单元的尤其呈变速器的惯性同步装置型式的实施方式。
发明内容
本发明的任务是以较低结构成本提供一种同步器单元，其运行噪音较低且效率很高。
根据本发明，该任务将通过上述类型的同步器单元来完成，其中，垫座的接触面至少部分相对于变速器轴线倾斜，从而弹簧件由轴向力分量被施力且轴向支承在同步环上。因此，同步环通过弹簧件轴向受力，尤其在所谓的“脱开位置”上，在该脱开位置上，摩擦接合的相互对应的摩擦面相互间隔开。由此，在同步器单元的未***作的空档位置(Neutralstellung)上减小不希望有的空转力矩，从而总体提高变速器效率。同步环通过轴向力分量的“主动脱开”还导致颤动声减轻，进而导致变速器的运行噪音很低。
在同步器单元的一个实施方式中，在朝向同步体的中心轴线的轴向上，变速器轴线和倾斜的接触面之间的径向距离递增。当接触面这样倾斜时，该弹簧件最终通过同步环支承在被轴向固定住的同步体上，从而同步环在同步器单元的未***作的空档位置上处于规定的脱开轴向位置并且尤其贴靠同步体。
同步环最好是锥形环，其从第一轴向环端朝着相对的第二轴向环端呈锥形渐缩，在此，第二轴向环端与同步体相邻。使同步体与变速器的档位齿轮相接合的摩擦接合在此情况下可以低成本实现，这是因为同步环可通过轴向操作力被简单顶移到档位齿轮侧的配合锥形上。
锥形环此时在其第二轴向环端最好具有径向外凸的轴环。这样的轴环可以较低加工技术成本一体形成在同步环上并且形成用于弹簧件的简单支承部。
替代周向环绕的轴环，也可以想到，锥形环在其第二轴向环端上至少在垫座区域内具有径向外凸的接片。
于是，该弹簧件可以在轴向上支承在同步环的径向轴环或径向接片上并且通过轴向力分量对同步环施力。
在同步器单元的另一个实施方式中，该同步体在轴向上与同步环邻接并且构成用于同步环的轴向止挡。通过这种方式，同步环在同步器单元的未***作的空档位置上处于尽量无间隙的预定轴向位置上，从而几乎没有因同步环而出现啪嗒噪声并保证同步器单元的相应低噪音运行。
沿轴向在同步体两侧最好设有一同步环和一弹簧件。这除了上述的轴向施力于同步环至脱开位置外还导致所述垫座和换档套筒相对于同步体有利地轴向定中。与之相应，可以放弃用于使换档套筒在同步器单元的未***作的空档位置上定中的附加措施。
在同步器单元的另一个实施方式中，这些垫座的轴向截面呈T形构成并且分别具有一径向腹板和两个轴向凸缘，其中，同步环在轴向上邻接所述垫座的腹板，并且用于弹簧件的接触面形成在垫座的凸缘上。为此，T形垫座是在加工技术方面可简单制造的多功能件，它们除了其原本的传递操作力至同步环的功能外还担负起换档套筒的轴向定中和同步器齿轮轴向受力至脱开位置的作用。
在同步器单元的另一个实施方式中，换档套筒可相对于同步体轴向移动，在这里，换档套筒在同步器单元的未***作的空档位置上相对于同步体轴向居中布置并且与所述垫座一起形成锁定连接。直至达到规定的操作力，该换档套筒一直通过该锁定连接被轴向固定在所述垫座上，从而在未***作的空档位置上可以实现换档套筒通过垫座的轴向定中。
在同步器单元的另一个实施方式中，换档套筒可相对于同步体轴向移动，其中，该换档套筒在一个轴向换档位置上与该变速器的一个档位齿轮抗转动接合并且与垫座一起形成锁定连接。通过该锁定连接，换档套筒在不再有轴向操作力作用时还由垫座保持在其轴向换档位置上。因而，可放弃用于将换档套筒固定于换档位置的替代措施，例如在换档位置上相互啮合的齿结构的所谓后置。
弹簧件最好呈径向弹性的弹簧形式，尤其呈具有一个或多个匝的螺旋弹簧形式。但作为螺旋弹簧的替代也可采用至少一个弹簧圈作为弹簧件。
附图说明
由以下参照附图对优选实施方式的说明中得到本发明的其它特征和优点，其中：
图1是变速器的本发明同步器单元的示意性局剖视图；
图2是根据图1的同步器单元的局剖细节图；
图3是处于未***作的空档位置的本发明同步器单元的第一实施方式的示意局剖视图；
图4是处于中间位置的图3的同步器单元；
图5是处于换档位置的图3的同步器单元；
图6是处于未***作的空档位置的本发明同步器单元的第二实施方式的示意局剖视图；
图7是处于中间位置的图6的同步器单元；
图8是处于换档位置的图6的同步器单元；
图9是处于未***作的空档位置上的本发明同步器单元的第三实施方式的示意局剖视图；
图10是处于中间位置的根据图9的同步器单元；
图11是处于换档位置的图9的同步器单元。
具体实施方式
图1示出了变速器12的同步器单元10，它具有可绕变速器轴线A转动且抗转动安装在传动轴16上的同步体14以及换档套筒18，换档套筒相对于同步体14不可转动但可轴向移动地设置，以便能通过换档套筒18的齿结构形状配合且抗转动地使同步体14与档位齿轮侧的换档齿结构20接合。换档齿结构20此时可以一体形成在档位齿轮22上或者如图1所示形成在一单独的接合件24上，该接合件与档位齿轮22固定连接，例如焊接。
另外，同步器单元10包括在周向上与同步体14形状配合连接的用于通过摩擦接合使同步体14与变速器12的档位齿轮22接合的同步环26。尤其在同步环26上一体形成多个轴向凸出的接片，这些接片***同步体14的凹口中，以使同步环26在周向上与同步体14接合并且在转速同步化时传输摩擦力矩。或者，同步体14当然也可以具有轴向凸出的部分，这些部分***该同步环的对应凹口中以传递摩擦力矩。
根据图1，同步环26呈锥形环状构成，它从第一轴向环端28朝着相对的第二轴向环端30呈锥形渐缩，其中，第二轴向环端30邻接该同步体14。在径向内侧面上，同步环26具有锥形摩擦面32，该摩擦面通过同步环26的轴向移动而接近或远离档位齿轮侧的锥心配合面34。根据图1，锥形配合面34例如形成在接合件24的摩擦锥面上。
如果使同步环26轴向移动向邻接的档位齿轮22，则摩擦面32和配合面34构成摩擦接合，其导致同步体14和档位齿轮22之间的转速同步化。当同步环26反向地轴向移动向同步体14时，摩擦面32从配合面34移动到所谓的“脱开位置”，在脱开位置上，同步环26与接合件24的摩擦锥面间隔开。
在所示的实施例中，同步环26无锁定齿结构地构成并且是同步器单元10的一部分，该部分例如用于在自动化换挡的变速器中的力控型同步化。或者，当然也可以想到同步环26具有锁定齿结构并且在同步器单元10中用于变速器12的锁定同步化。
同步器单元10还包括均匀分布于同步体14的外周的多个垫座36，每个垫座被容纳在同步体14的凹口中，换档套筒18作用于同步体并且在换档套筒18轴向移动时该同步体朝向待接合的档位齿轮22对同步环26施以轴向操作力FS。
根据图1，还设有弹簧件38，弹簧件径向朝外地朝换挡套筒18对垫座36施以弹簧力FF(见图2)并且贴靠垫座36的接触面40。
作为弹簧件38，采用径向弹性的弹簧，其径向向外地朝向换挡套筒18施力于垫座36。这样的径向弹性的弹簧例如是弹簧圈或具有一个或多个匝的螺旋弹簧。根据图1，沿轴向在同步体14两侧分别设有具有两个匝的螺旋弹簧作为弹簧件38，在这里，或者当然也可以在每一侧采用多个弹簧件38。在任何情况下，至少一个弹簧件必须至少以一个匝抵靠该垫座36的相对于变速器轴线A倾斜的接触面40。
根据图1，沿轴向在同步体14的两侧设有一同步环26和一弹簧件38。相应地，这些垫座36轴向对称地构成，从而上述结构和形状适用于同步器单元10的两个同步环26。
具体说，每个垫座36的轴向截面呈T形构成并且具有一个径向腹板42和两个轴向凸缘44，其中，同步环26轴向邻接于垫座36的腹板42，用于使弹簧件38的接触面40在垫座36的凸缘44上、确切说是在凸缘44的径向内侧面上形成。
图2示出了图1的细节剖视图，其示出了垫座36的接触面40(至少)部分相对于变速器轴线A倾斜，从而弹簧件38通过轴向力分量FA受力并且轴向支承在同步环26。垫座36的接触面40、确切说接触面40的一部分此时与变速器轴线A包夹形成一倾斜角度α并且如此相对于变速器轴线A倾斜，即，在朝向同步体14中心的轴向上，在变速器轴线A和倾斜的接触面40之间的径向距离递增。
因为弹簧件38抵靠倾斜的接触面40或接触面40的倾斜部，故由径向弹簧力FF导致了沿轴向朝向同步体14对弹簧件38施力的轴向力分量FA。
每个弹簧件38此时支承在同步环26上或者通过同步环26支承在轴向不可移动的同步体14上。同步环26为此在其第二轴向环端30具有径向外凸的环绕轴环46，轴环此外也在轴向上邻接垫座36的腹板42。
作为周向环绕的轴环46的替代，同步环26也可以在其第二轴向环端30只有若干接片，这些接片至少在垫座36区域内径向外凸并且就像轴环46那样沿轴向一方面邻接垫座36的腹板42且另一方面邻接弹簧件38。
任何情况下，轴向力分量FA作用于其上的弹簧件38或是直接或是通过另一中间接设的弹簧件38间接支承在径向轴环46或者同步器齿轮26的径向接片上。
因为同步体14在轴向上也邻接同步环26，故它构成用于可轴向移动的同步环26的轴向止挡。因此，弹簧件38通过同步环26轴向支承在同步体14上，由此一来，同步环26受力进入其脱开位置。由此尽量减小在同步环26和接合件24之间的不希望有的空转力矩，这尤其有助于变速器12的低噪音运行和较高效率。
图3至图5示出了根据第一实施方式的同步器单元10，其中，图3示出了未***作的空档位置，图4示出了转速同步化后的中间位置，而图5示出了轴向换档位置，在此位置上该换档套筒18通过接合24与档位齿轮22形状配合地抗转动连接。
显然，换档套筒18可相对于同步体14轴向移动，在这里，换档套筒18在其根据图3的未***作的空档位置上相对于同步体14轴向居中布置并且与所述垫座36一起形成锁定连接。为此，换档套筒18在垫座36区域内具有一凸起48，该凸起径向向内延伸并且基本形状配合地***凹口50中，该凹口设置在垫座36的径向外侧面上。
因为相对于垫座36轴向锁定该换档套筒18，故通过弹簧件38的轴向力分量FA不仅实现了轴向迫使同步环26进入其脱开位置，而且实现了所述垫座36和换档套筒18关于同步体14轴向定中。
当轴向操作力FS施加到换档套筒18时，同步环26通过垫座36被压到接合件24的摩擦锥面上，以使同步体14和档位齿轮22之间的转速同步化。如果操作力FS超过锁定阻力，则这些垫座36克服弹簧力FF径向向内移动并且换档套筒18轴向移入其根据图5的换档位置。
在同步器单元10的第一实施方式中，当换档套筒轴向移动时该垫座36在根据图4的中间位置上显著偏心地支承在换档套筒18上，这可能导致不希望有的垫座36倾斜。在图4中，作为轴向偏心负荷的尺度，画出了在同步体14的轴向中心轴线B和支承重心之间的距离a1。
图6至图8示出了根据第二实施方式的同步器单元10，其与第一实施方式的不同之处仅在于，径向凸起48现在在垫座36的径向外侧面上形成，并且相应的凹口50轴向居中形成在换档套筒18中。另外，关于结构和工作方式，明确参照对图3至图5的描述。
通过第二实施方式的结构改变得到了以下优点，垫座36因轴向偏心负荷而倾斜的危险在根据图7的中间位置上被显著减小。从图4中的距离a1与图7中的相应距离a2的对比中看到这一点。
图9至图11示出了根据第三实施方式的同步器单元10，其与前两个实施方式的区别还是仅在于换档套筒18和垫座36之间的锁合形状。
现在，在换档套筒18内设有两个轴向相邻的凹口50，在根据图9的同步器单元10的未***作的空档位置上，分别有一个形成在垫座36的径向外侧面上的凸起48***所述凹口。
锁定形状的优点在于，这些垫座36在同步器单元10的中心位置上支承在两个设于同步体14的中心轴线B两侧的位置上，这在图10中通过箭头52来表示。不期望的垫座36倾斜借此被基本排除。当适当地设定凸起48和凹口50的尺寸时，还在同步器单元10的第三实施方式中得到以下优点，即，换档套筒18不仅在根据图3、6和9的同步器单元10的未***作的空档位置上，而且在根据图11的轴向换档位置上形成与垫座36的锁定连接。通过所述(附加的)有利的锁定连接，同步器单元10在没有操作力FS作用时也被保持在其轴向换档位置上。因此可以放弃用于将换档套筒18固定在换档位置上的替代措施，例如在换档位置上相互啮合的换档套筒齿结构和换档齿结构20的所谓后置。

Claims (13)

1.一种变速器(12)的同步器单元，其具有：
可绕变速器轴线(A)转动的同步体(14)，
不可相对于同步体(14)转动但可轴向移动地设置的换档套筒(18)，
通过摩擦接合使所述同步体(14)与变速器(12)的一个档位齿轮(22)接合的同步环(26)，
分布在同步体(14)的外周上的多个垫座(36)，以及
径向朝向换档套筒(18)对垫座(36)施加弹簧力(FF)且贴靠所述垫座(36)的接触面(40)的弹簧件(38)，
其特征是，所述垫座(36)的接触面(40)至少部分相对于变速器轴线(A)倾斜，从而所述弹簧件(38)由轴向力分量(FA)被施力且轴向支承在同步环(26)上。
2.根据权利要求1所述的同步器单元，其特征是，在朝向同步体(14)的中轴线(B)的轴向上，变速器轴线(A)和倾斜的接触面(40)之间的径向距离递增。
3.根据前述权利要求之一的同步器单元，其特征是，所述同步环(26)是锥形环，其从第一轴向环端(28)朝着相对的第二轴向环端(30)呈锥形渐缩，其中，第二轴向环端(30)邻接所述同步体(14)。
4.根据权利要求3所述的同步器单元，其特征是，所述锥形环在其第二轴向环端(30)具有径向外凸的轴环(46)。
5.根据权利要求3所述的同步器单元，其特征是，所述锥形环在其第二轴向环端(30)至少在垫座(36)区域内具有径向外凸的接片。
6.根据权利要求4或5所述的同步器单元，其特征是，所述弹簧件(38)在轴向上支承在同步环(26)的径向轴环(46)或径向接片上。
7.根据前述权利要求之一的同步器单元，其特征是，所述同步体(14)轴向邻接所述同步环(26)并且构成用于同步环(26)的轴向止挡。
8.根据前述权利要求之一的同步器单元，其特征是，沿轴向在同步体(14)两侧设有同步环(26)和弹簧件(38)。
9.根据前述权利要求之一的同步器单元，其特征是，所述垫座(36)的轴向截面呈T形构成并且每个垫座具有一径向腹板(42)和两个轴向凸缘(44)，其中，所述同步环(26)轴向邻接所述腹板(42)，并且用于弹簧件(38)的接触面(40)形成在所述凸缘(44)上。
10.根据前述权利要求之一的同步器单元，其特征是，所述换档套筒(18)能相对于同步体(14)轴向移动，其中，所述换档套筒(18)在未***作的空档位置上相对于同步体(14)轴向定中布置并且与垫座(36)一起形成锁定连接。
11.根据前述权利要求之一的同步器单元，其特征是，所述换档套筒(18)能相对于同步体(14)轴向移动，其中，所述换档套筒(18)在一个轴向换档位置上与变速器(12)的一个档位齿轮(22)抗转动接合并与垫座(36)一起形成锁定连接。
12.根据前述权利要求之一的同步器单元，其特征是，所述弹簧件(38)以径向弹性的弹簧形式构成。
13.根据权利要求12所述的同步器单元，其特征是，所述弹簧件(38)被构成为弹簧圈或具有一个或多个匝的螺旋弹簧。
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CN107013601A (zh) * 2016-01-27 2017-08-04 本田技研工业株式会社 变速器的异响降低装置
CN107013601B (zh) * 2016-01-27 2018-12-07 本田技研工业株式会社 变速器的异响降低装置

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