预紧单元模块的制作方法

专利名称：预紧单元模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种预紧单元模块。
背景技术：
这种预紧单元在汽车的变速器中使用，以便尤其能够实现对汽车传动系中摩擦离 合器的操作。德国专利文献DE 10 2005 053 555 B3公开了一种球斜面布置形式的轴向调整装 置。轴向调整装置包括两个在共同轴线上对中心的盘，这两个盘中的一个被轴向地支撑而 另一个可以轴向移动并且这两个盘中的至少一个能够以转动的方式加以驱动。两个盘各自 在其面向彼此的端面上具有相同数量的多个分布在圆周方向上的球形槽。两个盘因此利用 作为滚动体的球体来支承。U. S.专利文献5，485，904同样公开了一种预紧单元，该预紧单元的斜面盘借助于 作为滚动体的球体可彼此相对扭转地布置。U. S.专利5，620，072同样公开了一种用于片式离合器的预紧单元，该预紧单元的 斜面盘同样借助于作为滚动体的球体可彼此相对扭转地布置。图1示意性示出依据现有技术的一种预紧单元1的应用。预紧单元1例如在全轮 联接器(Coupler-Unit)中得以使用并且如图1所示的那样基本上由壳体60组成，在该壳 体60内布置有第二片式离合器54、第一片式离合器52和依据现有技术的预紧单元1。全 轮接通的壳体60具有变速器输入轴56和变速器输出轴58。预紧单元1包括第一斜面盘2 和第二斜面盘5。位于这两个斜面盘2与5之间的是五到六个示出为滚动体3的球体。在 斜面盘2和5内各自构成相应的斜面(图1中未示出)或斜面轮廓8 (图1中未示出)，滚 动体3在这些斜面或斜面轮廓8内滚动。斜面9、10倾斜地构成，这促使两个斜面盘2、5在 轴线50的方向上低摩擦地移动。利用两个斜面盘2和5的移动，因此可以在轴线50的方 向上实现升程。斜面盘2或者5之一可以借助于第一片式离合器52电磁接通。图2示出如由现有技术公知的那样的预紧单元1的示意图。预紧单元1由第一斜 面盘2和第二斜面盘5组成。在这两个斜面盘2与5之间设置有5个到6个之间的滚动体 3。现有技术的滚动体3构成为球体。邻接到第二斜面盘5上的是止推盘7，该止推盘7相 对于第二斜面盘5利用轴向轴承6来支承。如从图2的图示中清晰可见的那样，与第二分 度盘64相比，第一分度盘62具有更小的直径，滚动体3布置在该第一分度盘62上，轴向轴 承6布置在第二分度盘64上。通过第一分度盘62与第二分度盘64之间的差别，导致在预 紧单元1承受负荷时产生力转向。这具有的缺点是，由此会导致第一斜面盘2和第二斜面 盘5发生变形并承受很强的机械负荷。轴向力线66因此不完全平行于轴线50。德国专利文献DE 10 2004 015 271 B4公开了一种转矩传递装置。在这里，滚动 体和轴向轴承安装在具有相同直径的分度盘上。将球体作为滚动体来使用。轴向的预紧单元同样被置入到锥齿轮差速器内，该锥齿轮差速器用于对叠加级 (tjberlagerungsstufe)的片式离合器进行预紧。
如图1和图2中所说明的那样，第二斜面盘5设有内齿圈并且与变速器输出轴58 连接并因此与后轴(未示出)连接。位于变速器输入轴56与变速器输出轴58之间的是第 二片式离合器54。如果变速器输入轴56和变速器输出轴58以不同的转速转动(例如当后 轮处于冰上时)，那么预紧单元1的斜面盘2和5相对于彼此扭转。由此产生的法向力对第 二片式离合器54进行操作。转矩因此可以从变速器传递到后轴。为了在高速路上节省燃 料，预紧单元1的摩擦片可以电磁断开。驱动在这种情况下仅在汽车的前轮上进行。

发明内容
本发明的目的在于，完成一种预紧单元模块，该预紧单元模块可以至少以简单的 方式装配在为此而设置的变速器内。上述目的通过一种包括权利要求1特征的预紧单元模块得以解决。具有优点的是，至少一个斜面盘和承载多个滚动体的保持架形状配合地轴向地彼 此保持。保持架可以相对于至少一个斜面盘扭转式枢转(verdreh-schwenkbar)。预紧单元模块作为构件基本上包括第一斜面盘、用于保持滚动体的保持架、第二 斜面盘、轴承和止推盘。在此，保持架将第一斜面盘、保持架内的滚动体、第二斜面盘和轴承 装牢成一个自保持的单元或相互连接。止推盘形状配合地保持在轴承上，从而所有构件形成自保持的单元。保持架由径向盘组成，第一和第二保持凸缘成型在该径向盘上。第一和第二保持 凸缘基本上垂直地从径向盘伸出，其中，第一保持凸缘指向与第二保持凸缘的轴向方向相 反的轴向方向。在第一和第二保持凸缘上各自构成保持凸耳，这些保持凸耳至少与第一斜面盘和 第二斜面盘为了形状配合地保持而共同作用。保持架优选是板材弯曲件或者由板材制成的拉伸或冲压弯曲构件。在保持架 的径向盘内构成有用于引导和保持滚动体的多个凹槽。凹槽构成弹性支架，滚动体卡扣 (einschnappen)到这些弹性支架中。滚动体可以是球体或者辊子。特别具有优点的是，至少三个但最多五个辊子在两 个斜面盘之间均勻分布地布置在保持架上。在优选的实施方式中，三个辊子均勻分布地布 置在两个斜面盘之间。在此，两个斜面盘中的每个构成三个斜面轮廓。斜面轮廓、辊子和斜面所布置的角度通过如下方式来调校，S卩，在两个斜面盘之间 确定的最大旋转角时，预紧单元在轴线的方向上达到5. 5mm的最大升程运动。由两个斜面形成的斜面轮廓具有呈三角形的横截面。与其上不构成斜面轮廓的斜 面盘的壁厚相比，斜面盘在某一部位上具有减少的壁厚。辊子的直径与减少的并由斜面轮廓引起的最小壁厚的比例关系小于8 1。特别具有优点的是，两个斜面盘可以作为冷成型的构件由板坯来制造。在此，斜面 轮廓同样被冲压到斜面盘中。这种压印同样是一种冷成形的过程。作为板坯的材料，已证明具有优点的是型号“16MnCr5”的能冷成形的钢。作为板 坯的材料，同样具有优点的是型号“C45”的能冷成形的钢，其中，已成形的板坯在预紧单元 内加机械负荷之前必须进行淬火。对于专业人员来说不言而喻的是，哪种淬火方法对此最 为适用。
为了实现防止过载的安全性，具有优点的是，第一斜面盘与第二斜面盘之间的辊 子布置在第一分度盘上。此外，第二斜面盘与止推盘之间的轴承布置在第二分度盘上。本 发明的优点是，第一分度盘和第二分度盘具有相同的直径。预紧单元基本上由第一斜面盘、由用于保持辊子的保持架、由第二斜面盘、由轴承 和止推盘组成。


下面实施例应该借助附图详尽阐述本发明及其优点。图1示出预紧单元在全轮接通中使用的示意图。图2示出依据现有技术的预紧单元的构造形式的示意图。图3示出操作预紧单元时在该预紧单元内作用的力的示意图。图4示出依据本发明预紧单元模块的剖面图。图5示出依据本发明的预紧单元模块的分解图。图6示出依据本发明的预紧单元模块的分解图，其中，视线却是从上面指向第一 斜面盘。图7示出依据本发明的预紧单元模块的侧视图，其中，辊子在两个斜面盘之间的 处于斜面轮廓的最低点上。图8示出预紧单元模块的示意性侧视图，其中，两个斜面盘中的至少一个彼此相 对地扭转，从而在第一斜面盘与第二斜面盘之间存在轴线方向上的升程。图9示出用于保持辊子的保持架的透视图。图10示出预紧单元模块的详细视图，其中可见的是辊子之一与斜面盘的共同作用。图11示出放置保持架之前第一斜面盘的透视图。图12示出放置到第一斜面盘上后的保持架。图13示出已放置到保持架上的第二斜面盘。图14示出处于第二斜面盘上的轴向轴承。图15示出与预紧单元连接的止推盘。
具体实施例方式虽然后面对预紧单元模块1的说明涉及到在斜面盘2、5之间使用三个辊子，但这 不应被理解为对本发明的局限。如可以从已经进行的前述说明中所得知的那样，第一与第 二斜面盘2、5之间可以布置三到五个辊子。此外要指出的是，在不同的附图中针对相同的 元件使用相同的附图标记。本发明同样也可以利用球体作为滚动体来实现。图3示出第一斜面盘2相对于第二斜面盘5扭转时进行作用的力的示意图。第一 斜面盘2和第二斜面盘5各自构成了斜面轮廓8。斜面轮廓8由第一斜面9和第二斜面10 组成。两个斜面9、10以角度a倾斜。通过斜面盘2和5相对于彼此地扭转，滚动体3沿 着倾斜的斜面9或者10滚动。这促使斜面盘2和5在轴线50的方向上低摩擦地移动。该 移动如此长地进行，直至升程h达到其最大值。在两个斜面盘2和5上通过扭矩产生的切 向力Ft，因此导致预紧单元模块1以力FN2在轴向上轴向预紧。法向力FN1由辊子作用到两个斜面10上。轴向力Fn2借助于公式1算出。Fn2 = cDC*h(公式 1)切向力Ft可以从公式2中计算。Ft = Fn2氺(μ 氺cos α+sina )/cos α (公式 2)作用于斜面9和10上的法向力Fni借助于公式3算出。Fni = FN2/cos a(公式 3)起作用的接合力矩(Kupplimgsmoment) Tbc借助于公式4算出。Tbc = FT*(Dm/2)(公式 4)在此，Dm为分度盘直径，α为斜面9和10倾斜的角度。h为可以通过斜面盘2和 5相对于彼此扭转而实现的轴向升程，cDe为针对所使用的片式离合器刚度的参数而μ为摩 擦系数。图4示出依据本发明预紧单元模块1的剖面图示。预紧单元模块1基本上由第一 斜面盘2和第二斜面盘5组成。第一斜面盘2与第二斜面盘5之间布置有多个滚动体3。 滚动体3在这里所示的实施方式中构成为辊子。已示出，特别具有优点的是，第一斜面盘2 与第二斜面盘5之间布置有至少三个辊子但不超过五个辊子。借助于辊子能够实现的是， 第一斜面盘2相对于第二斜面盘5彼此尽可能无摩擦地扭转。第二斜面盘5与止推盘7之 间设置有轴向轴承6。在此，轴向轴承6在这里所示的实施方式中布置在第一工作盘23与 第二工作盘24之间。轴向轴承6由布置在保持架22内的大量滚针21组成。图4中所示 的轴向轴承6借助于工作盘23和24封装成一个自保持的单元。如从图4的图示中清楚可 见的那样，设置在第一斜面盘2与第二斜面盘5之间的辊子处于第一分度盘62上。布置在 第二斜面盘5与止推盘7之间的轴向轴承6同样处于第二分度盘64上。依据本发明，第一 分度盘62和第二分度盘64具有相同的直径。图5示出预紧单元模块1分解图的透视图。如从该图示中清楚可见的那样，预紧单 元模块1基本上由第一斜面盘2、保持架4组成，在该保持架4内布置有多个滚动体3。如 已经多次提到的那样，滚动体3构成为辊子或者也构成为球体，这些滚动体3保持在为此而 设置的凹槽16内。邻接到保持架4上的是第二斜面盘5。第二斜面盘5没有压入斜面9、 10的上侧5a贴靠在轴向轴承6上。邻接到轴向轴承6上的是止推盘7。因为保持架4在这里所示的实施方式中承载三个辊子，因此在第一斜面盘2中压 入三个斜面轮廓8。每个斜面轮廓8由第一斜面9和第二斜面10组成。此外，第一斜面盘2 在内部具有啮合部11，该啮合部11可提供一种到未示出的变速器轴中的转矩固定的嵌接。 第一斜面盘2优选是借助于冷成形制造而成的冲压件。保持架4基本上由径向盘12组成，第一保持凸缘13和第二保持凸缘14从该径向 盘12中成型。第一保持凸缘13和第二保持凸缘14在此基本上垂直地从径向盘12伸出。 在径向盘12内与辊子或滚动体3的数量相应地构成凹槽16，辊子保持在这些凹槽16内。第二斜面盘5具有径向法兰18，该径向法兰18单件式与轴向延伸的衬套19连接。 可供选择的是，衬套19和径向法兰18是相互连接的构件。在径向法兰18上同样构成有多 个斜面8。衬套19为了转矩固定的但可轴向移动的嵌接而与未示出的轴啮合。在图5所示 的例子中，啮合部20由呈波浪形地成型的板材形成。第二斜面盘5有选择地是由锻造毛坯 或者板坯制成的拉伸冲压构件。对此可供选择的是，第二斜面盘5可以由先前所称的毛坯挤压而成。如已经说明的那样，邻接到第二斜面盘5上的是轴向轴承6。如已经在对图4的说 明中提到的那样，轴向轴承6为具有多个滚针21的滚针轴承。在此，滚针21在保持架22 内被引导。用于滚针21的滚道要么在斜面盘5和/或止推盘7上构成，要么如在图4所示 的例子中那样在工作盘23和24上构成。在图5中所示的轴向轴承6借助于工作盘23和 24封装成一个自保持的单元。邻接到轴向轴承6上的是止推盘7。止推盘7优选是冲压构件并且在内部如同在外部那样具有用于转矩固定的连接的啮合部25。转矩固定的连接优选是形状配合的连接， 利用这些形状配合的连接可以围绕构件的旋转轴传递转矩。此外，止推盘7在上侧7a上具 有多个成型部26。图6示出依据本发明的预紧单元模块1的透视分解图，其中，在这里朝向第一斜面 盘2的底侧2b来观察。如在第一斜面盘2中已经提到的那样，第二斜面盘5也具有多个斜 面轮廓8，这些斜面轮廓8由第一斜面9和第二斜面10形成。在此，斜面轮廓在斜面盘5的 底侧5b上构成。止推盘7在其底侧7b上具有引导榫舌(FUhrimgSn0ppe)27，这些引导榫舌 27如已经在图5中说明的那样，通过止推盘的上侧7a上的成型部26形成。将止推盘7推 到衬套19上并且通过如下方式安放到轴向轴承6上，即，使止推盘7通过引导榫舌27在轴 向轴承6的内圆周28上径向地与旋转轴线50对中心。可供选择的是，引导榫舌27是将轴 向轴承6与止推盘7形状配合地连接起来的元件。图7示出预紧单元1的侧视图。第一斜面盘2和第二斜面盘5在此彼此处于如下 这种位置上，即，使辊子3处于斜面轮廓8的各自最低点上。在该位置上，第一斜面盘2与 第二斜面盘5之间不出现轴向升程74。通过将斜面轮廓8冲压到第一斜面盘2中，在第一 斜面盘2中在斜面轮廓8的最低部位上产生最小壁厚71。同样通过将斜面轮廓8冲压到第 二斜面盘5中而产生最小壁厚72。在预紧单元1的图7所示的实施方式中，止推盘7通过 多个径向凸起部30轴向地在衬套19上至少根据最大轴向升程74而被装牢。凸起部30通 过从衬套19中塑性地挤出材料制造而成。图8示出的情况是，第一斜面盘2相对于第二斜面盘5彼此扭转。由此，辊子在斜 面轮廓8上从最低点向斜面轮廓8上的其它的点运动。因此在这里所示的图示中，辊子贴 靠在两个斜面盘2和5的第二斜面10上。通过至少一个斜面盘2和5相对于彼此地扭转， 因此出现轴向升程74。如已经在对图7的说明中提到的那样，辊子在两个斜面盘2和5中 的每个的第一斜面9与第二斜面10之间最低部位中的中性位置上。保持架4和/或第一 斜面盘2或第二斜面盘5在斜面9或者10之一上在第一斜面9或者第二斜面10之间进行 相对扭转直至该扭转结束时，出现最大升程。第二斜面盘5因此轴向地(在轴线50的方向 上)提升并且直至远离第一斜面盘2的最大升程。图9示出保持架4的俯视图。在这里所示的实施方式中，在保持架4的径向盘12 中构成有三个凹槽16，在这些凹槽16中各自保持有一个或者三个辊子或滚动体3。垂直地 或轴向地在两个方向上从径向盘12伸出的是第一保持凸缘13或第二保持凸缘14。在保持 凸缘13和14上各自构成保持凸耳15。保持架4本身优选是板材弯曲件或者由板材制成的 拉伸或冲压弯曲构件。径向盘12内的凹槽16利用拉深方法形成。在凹槽16内构成弹性 支架17，将预紧辊卡扣在这些支架17之间。
在预紧单元模块1的在这里所示的实施方式中，如附图所示的那样使用三个辊 子。因此，这些辊子各自以120°错开地置入在保持架4的径向盘12内。如果使用三个以 上的辊子，那么这些辊子在保持架4的径向盘12上的分布通过如下方式来构造，即，使每个 辊子之间存在相同的角距。图10示出预紧单元模块1的详细视图，其中清楚可见的是，保持在保持架4内的 辊子与第一和第二斜面盘2和5的配属的斜面8共同作用。在保持架4上构成的第一或第 二保持凸缘13和14用于将至少第一斜面盘2、第二斜面盘5和带有滚动体3的保持架4装 配成一个单元。图11-15说明的是，如 何将预紧单元模块1的单个构件拼合成一个单元。在图11 中仅示出第一斜面盘2。在紧接着的装配步骤中，如从图12清晰可见的那样，将保持架4通 过如下方式安放到第一斜面盘2上，S卩，使滚动体3处于第一斜面盘2的斜面轮廓8的最低 部位上。在保持架4上构成有第一或第二保持凸缘13和14，该保持架4基本上用于保持第 一斜面盘2和第二斜面盘5。为此在该装配步骤中，通过如下方式将保持架4安放到第一 斜面盘2上，S卩，使第二保持凸缘14径向包围第一斜面盘2并且第二保持凸缘14的保持凸 耳15轴向地从后面嵌接第一斜面盘2。在此，第一斜面盘2的斜面轮廓8与设置在保持架 4上的滚动体3接触。在紧接着的装配步骤(见图3)中，将第二斜面盘5通过如下方式安放到保持架4 上，即，使第二斜面盘5的斜面轮廓8处于滚动体3上。第一保持凸缘13在外部径向地包 围第二斜面盘2。在第一保持凸缘13上构成的保持凸耳15轴向地以一段间距从后面嵌接 第二斜面盘5。因此，至少第一斜面盘2、保持架4和第二斜面盘5相互连接成一个预装配 的单元。在图14所示的装配步骤中，将轴向轴承6添加给预紧单元模块1。第一保持凸缘 13轴向如此长，以至于第一保持凸缘13也仍然径向地包围轴向轴承6并且保持凸耳15轴 向地从后面嵌接该轴向轴承6。因此在该装配步骤中，于是与此相应的是，将轴向轴承6以 通过第一保持凸缘13的卡扣来安装。在图15的图示中，将止推盘7推到预紧单元模块1的衬套19上并且通过如下方 式安放到轴向轴承6上，即，使止推盘7通过引导榫舌27在轴向轴承6的内圆周28上径向 地与旋转轴线50对中心。这样装配的预紧单元模块1于是示出一个预装配的单元，于是在 装配变速器时可以利用少量操作就将该单元装入。斜面盘2和5与保持架4和辊子一起以及轴向轴承6和具有外啮合部的止推盘7 组装成结构单元，并且最后在单元内通过局部的径向的压制部30 (见图8)不易丢失地互相 靠紧地保持住。由此，可以对整个预紧单元1无附加装置地进行运输或在客户那里作为一 个单元地进行安装。参照优选的实施方式对本发明进行了说明。对专业人员来说不言而喻的是，可以 对本发明进行更改和变动，而在此不会离开后述权利要求的保护范围。
权利要求
预紧单元模块(1)，其特征在于，至少一个斜面盘(2、5)和承载多个滚动体(3)的保持架(4)形状配合地轴向地彼此保持，其中，所述保持架(4)能够相对于所述至少一个斜面盘(2、5)扭转式枢转。
2.按权利要求1所述的预紧单元模块(1)，其特征在于，所述预紧单元模块(1)基本 上包括第一斜面盘(2)、用于保持所述滚动体(3)的所述保持架(4)、第二斜面盘(5)、轴承 (6)和止推盘(7)，作为构件，其中，所述保持架(4)将所述第一斜面盘(2)、所述保持架(4) 内的所述滚动体(3)、所述第二斜面盘(5)和所述轴承(6)装牢成一个自保持的单元。
3.按权利要求2所述的预紧单元模块(1)，其特征在于，所述止推盘(7)形状配合地保 持在所述轴承(6)上，从而所有构件形成所述自保持的单元。
4.按权利要求1-3之一所述的预紧单元模块(1)，其特征在于，所述保持架(4)由径向 盘(12)形成，第一和第二保持凸缘(13、14)成型在所述径向盘(12)上，其中，所述第一和 第二保持凸缘(13、14)基本上垂直地从所述径向盘(12)伸出，并且所述第一保持凸缘(13) 指向与所述第二保持凸缘(14)的轴向方向相反的轴向方向。
5.按权利要求4所述的预紧单元模块(1)，其特征在于，在所述第一和第二保持凸缘 (13,14)上各自构成保持凸耳(15)，所述保持凸耳(15)至少与所述第一斜面盘(2)和所述 第二斜面盘(5)为了形状配合地保持而共同作用。
6.按权利要求4所述的预紧单元模块(1)，其特征在于，所述保持架(4)优选是板材弯 曲件或者由板材制成的拉伸或冲压弯曲构件。
7.按权利要求4-6之一所述的预紧单元模块(1)，其特征在于，在所述保持架(4)的所 述径向盘(12)内构成有用于引导和保持所述滚动体(3)的多个凹槽(16)。
8.按权利要求7所述的预紧单元模块(1)，其特征在于，所述凹槽(16)构成弹性支架 (17)，所述滚动体(3)卡扣到所述弹性支架(17)中。
9.按权利要求1-8之一所述的预紧单元模块(1)，其特征在于，所述滚动体(3)是球体。
10.按权利要求1-8之一所述的预紧单元模块(1)，其特征在于，所述滚动体(3)是辊子。
11.按权利要求10所述的预紧单元模块(1)，其特征在于，至少三个且最多五个辊子在 所述两个斜面盘(2、5)之间均勻分布地布置在所述保持架(4)上。
12.按权利要求11所述的预紧单元模块(1)，其特征在于，三个辊子均勻分布地布置在 所述两个斜面盘(2、5)之间，其中，所述两个斜面盘(2、5)中的每个构成三个斜面轮廓(8)。
全文摘要
本发明公开的是一种预紧单元模块(1)，其中，至少一个斜面盘(2、5)和承载多个滚动体(3)的保持架(4)形状配合地轴向地彼此保持。保持架(4)可以相对于至少一个斜面盘(2、5)扭转式枢转。
文档编号F16D23/12GK101878377SQ200880118381
公开日2010年11月3日 申请日期2008年10月29日 优先权日2007年11月28日
发明者弗里茨·维辛格, 托马斯·斯米塔那, 拉蒙·尤扎兹 申请人:谢夫勒科技有限两合公司