用于变速器的同步单元的同步套筒及具有这样的同步套筒的同步单元的制作方法
【专利说明】用于变速器的同步单元的同步套筒及具有这样的同步套筒的同步单元
[0001]本发明涉及一种用于变速器的同步单元的同步套筒以及具有这样的同步套筒的同步单元。
[0002]在现有技术中普遍已知将同步套筒用在变速器的同步单元中，其中，同步套筒相对于传动轴线一般具有用于抗扭地连接传动轴的径向内齿以及用于抗扭地连接换档接合套的径向外齿。在此，同步套筒通常径向固定地位于传动轴上，相反地，换档接合套相对于同步套筒可轴向移动。
[0003]当前，传统的同步套筒通常是烧结物部件，其在制造方面是高成本的，且因此很贵。此外，烧结的同步套筒被构建成相对沉重的，且因此具有期望地高的重量。
[0004]基于该原因，在WO 2010/049154 Al中已经提出一种同步套筒，具有由金属片制成的一体的、圆盘形的基体，在其上模制多个齿扇，其交替地在相反的径向方向上延伸，且形成同步套筒的内齿和/或外齿。相比于烧结的同步套筒，可通过金属片结构而实现重量降低以及制造成本的一定降低。然而，此外在制造技术方面，模制齿扇以及同步套筒的另外功能件是相当高成本的且贵的。
[0005]因此本发明的目的在于，实现一种同步套筒，其一方面满足在耐久性、承载能力和功能安全形方面的要求，以及另一方面在结构方面特别简单地构造，且因此可以特别成本有利地生产。
[0006]根据本发明，该目的通过用于变速器的同步单元的同步套筒实现，同步套筒具有两个可围绕传动轴线旋转的、环形的齿盘，其分别具有径向内齿和径向外齿并且轴向相互邻接，同步套筒还具有分开的齿环，该齿环用于抗扭地耦接同步单元的换档接合套的齿廓且包围两个齿盘，其中，用于抗扭地耦接齿盘的齿环的齿廓啮合入齿盘的外齿中，且其中，设置至少一个耦接件，其与两个齿盘在轴向方向上形成形配合连接，且将两个齿盘轴向相邻固定以及轴向地固定在齿环上。因此，同步套筒被构建成多部分的，其中，同步套筒的单个部件可以非常低的制造成本制造。也可以通过所述至少一个耦接件非常容易且廉价地实现单个部件之间的相互固定，其中，两个齿盘特别优选地仅通过所述至少一个耦接件轴向相互固定以及轴向固定在齿环上。
[0007]在同步套筒的一实施方式中，齿环是变形的管状部。管、特别是钢管，是工业标准部件，其可以以非常不同的直径和材料强度获得。这样的管必须仅定尺剪切从而制造齿环，且然后变形或形成轮廓。然而替选地，也可设想，齿环基于冲压的、平的金属片条而被制造，其中，金属片条首先形成轮廓且然后在其端部连结，从而形成环。
[0008]优选地，两个齿盘和齿环是分开的金属片部件。平的金属片可廉价获得，且可以低的成本通过简单的方法如冲压和/或模压加工成齿盘或齿环。
[0009]特别优选地，两个齿盘被相同地构建，且相对于垂直于传动轴线的面镜面对称地被布置。由于将齿盘实施成相同部件，可以进一步降低针对同步套筒的制造成本。
[0010]根据同步套筒的另一实施方式，在环形齿盘的径向内边上模制凸缘，其在轴向方向上延伸且具有径向内齿。换而言之，环形齿盘的径向内边直角地变形，从而构建凸缘。内齿的轴向尺寸由此变大，这导致低的表面压力，且由此导致对齿盘的低材料要求。
[0011 ] 此外，优选地，齿盘在径向内齿与径向外齿之间具有轴向突出的冲压部，其形成用于同步单元的联轴节主体(Kupplungskoerper)的有利轴向的接触面。
[0012]此外，各耦接件可具有轴向突起，其可在轴向方向上突出超过齿环的齿廓，且可啮合入同步单元的同步环的槽中。通过该方式，耦接件不仅用于将两个齿盘轴向相邻固定以及轴向固定在齿环上，还额外地在同步单元的所谓的“倾翻”的情况下限定同步套筒与同步环之间的最大相对旋转。
[0013]在此特别优选地，突起的径向内侧具有同步环-接触面，用于对同步环径向定中心。
[0014]在同步套筒的一优选实施方式中，所述至少一个耦接件是分开的部件，特别是塑料部件。通过由塑料制造，也可以简单且廉价地实现耦接件的复杂几何形状，以及通过低的成本匹配改变的边界条件。当然，也可以设想耦接件作为烧结件的替选方案，然而具有明显更好的成本以及提高的重量。相对于塑料实施方式负载能力更高的烧结耦接件在本文中几乎不会带来优点，因为在变速器运行中出现的耦接件的负荷也可以由合适的塑料无问题地接收。
[0015]特别地，分开的耦接件的每个可被布置在齿盘的径向外侧与齿环的径向内侧之间，以及可在轴向和切线方向上形配合地与齿盘和齿环连接。由此，齿盘通过耦接件以简单的方式轴向相邻固定以及轴向被固定在齿环上。可以任选地提供对同步套筒的单个部件的额外粘接或焊接，然而通常是不需要的，使得多部分的同步套筒可以最低成本组装。
[0016]在同步套筒的一替选实施方式中，所述至少一个耦接件一体地集成在齿环中。由此有利地减少多部分的同步套筒的部件数量。然而与此相对地，针对齿环的制造升本略微升尚O
[0017]在同步套筒的该实施方式中，齿环可在耦接件的区域中具有开口，其中，在开口的边上模制弯曲凸耳，以轴向固定齿盘。由此也在该情况下确保多部分的同步套筒的简单和廉价的组装。然而可以任选地提供对单个部件的额外粘接或焊接，这通常是不需要的。
[0018]此外，本发明也包括用于车辆的变速器的同步单元，其具有如上所述的多部分的同步套筒、同步环以及压块，同步环与同步套筒同轴地被布置，压块延伸通过同步套筒的齿环中的开口且突入两个齿盘的径向凹口中。齿环中的相应开口以及齿盘中的径向凹口例如可通过简单的冲压以最低的成本制造，使得可以在同步套筒中无问题地容纳压块。
[0019]优选地，压块支承在安装件中，其中，安装件倚靠在齿环的径向外侧上，且在径向方向上至少部分地邻接耦接件。在该安装件的帮助下，压块可以简单的方式固定在齿环上。
[0020]在同步单元的一实施方式中，同步套筒的每个耦接件具有轴向突起，其轴向方向上突出超过齿环的齿廓且啮合入同步环的槽中，其中，同步环倚靠在突起的径向内侧。同步环因此通过耦接件相对于同步套筒被径向定中心，使得可以舍弃用于同步环定中心的额外措施。此外优选地，同步套筒和同步环可相互邻接地旋转，其中，最大相对旋转通过突起和槽在切线方向上的尺寸限定。
[0021]参考附图，在下文对优选实施方式的描述中给出本发明的另外的特征和优点，附图中:
[0022]图1为多部分的、根据本发明的同步套筒的分解透视图；
[0023]图2为根据图1的在组装状态下的具有多个装入的压块的同步套筒的透视图；
[0024]图3为通过根据图2的同步套筒的在装入的压块的区域中的纵剖面图；
[0025]图4为根据图2的同步套筒的不带有压块的透视图；
[0026]图5为根据图1至4的同步套筒的齿环的透视图；
[0027]图6为根据图1至4的同步套筒的两个轴向相互邻接的齿盘的透视图；
[0028]图7为根据图1至4的同步套筒的耦接件的透视图；
[0029]图8为根据本发明的同步单元的透视图，具有根据图1至4的同步套筒；
[0030]图9为通过根据图8的同步单元的在装入的压块的区域中的纵剖面图；
[0031]图10为根据另一实施方式的多部分的根据本发明的同步套筒的分解透视图；
[0032]图11为在组装状态下的具有多个装入的压块的根据图10的同步套筒的透视图；
[0033]图12为在没有压块的情况下的根据图11的同步套筒的透视图；
[0034]图13为通过根据图12的同步套筒的在用于压块的容纳部的区域中的纵剖面图；
[0035]图14为根据图10至13的同步套筒的齿环的透视图；以及
[0036]图15为根据图10至13的同步套筒的两个轴向相互邻接的齿盘的透视图。
[0037]图1至4示出用于变速器的同步单元12的同步套筒10，同步套筒具有两个可围绕传动轴线A旋转的、环形的齿盘14，其分别具有用于抗扭地与(未示出的)传动轴相连接的径向内齿16和径向外齿18，以及同步套筒具有分开的齿环20，其具有用于抗扭地耦接同步单元12的(未示出的)换档接合套的齿廓22且包围两个齿盘14，其中，用于抗扭地耦接齿盘14的齿环20的齿廓22嗤合入齿盘14的外齿18中。
[0038]此外，同步套筒10具有三个在切线方向24上分布的耦接件26，其分别与两个齿盘14在轴向方向28上构建形配合连接，且两个齿盘14轴向相邻固定，以及轴向地，特别是轴向中间地固定在齿环20上。当然，耦接件26的数量可以变化，其中，优选使用多个耦接件26，其在切线方向24上均匀分布地被布置。
[0039]因此，同步套筒10被构建成多部分的，且在其根据图1至4的实施方式中包括:根据图5的齿环20，两个根据图6的齿盘14以及三个根据图7的耦接件26。
[0040]同步套筒10的两个齿盘14和齿环20被构建成分开的金属片部件，其中，两个齿盘14共轴地被布置，轴向相互邻接以及特别在其外齿18的区域中相互倚靠。
[0041]在根据图1至4的同步套筒10的实施方式中，耦接件26同样分开地被构建，特别被构建成根据图7的分开的塑料部件。在选择合适的塑料的情况下，在变速器运行中出现的负荷也可通过塑料制成的耦接件26无问题地接收。原理上可设想作为烧结件的耦接件26的明显可更高负荷的也明显更贵的实施方式，然而出于成本原因而是不太优选的。
[0042]根据图2和4的透视图以及根据图3的同步套筒10的纵剖面图明显的是，每个耦接件26被布置在齿盘14的径向外侧与齿环20的径向内侧之间，以及在轴向方向28上且在切线方向24上形配合地与齿盘14和齿环20连接。
[0043]此外，每个耦接件26具有至少一个轴向突起32，其在轴向方向28上突出超过齿环20的齿廓22，且可啮合入同步单元12的同步环36的槽34中(参看图8和9)。在本情况下，每个耦接件26具有两个相反的轴向突起32，其在轴向方向28上突出超过齿环20的齿廓22，且分别啮合入轴向邻接的同步环36的槽34中。
[0044]此外，根据图2和9明显的是，每个轴向突起32的径向内侧具有同步环-接触面38，用于对同步环36径向定中心。親接件26由此以简单的方式确保，同步环36或各同步环36同轴于同步套筒。相应地，可以省略用于同步环定中心的其他措施。
[0045]根据图3和6，同步套筒10的两个齿盘14相同地被构建，且相对于垂直于传动轴线A的面E镜面对称地被布置。齿盘14由此可制造成相同部件，由此明显降低用于同步套筒10的制造成本。一般情况下，当然也可以设想实施方式的变型，其中，两个齿盘14在几何形状方面被实施成相同的，但非镜面对称地被布置，或其中，两个齿盘14在几何形状方面被实施成不同的。
[0046]此外，在图3和6中额可以很好地看到，在环形齿盘14的径向内边上分别模制凸缘40，其在轴向方向28上延伸且具有径向内齿16。换而言之，每个齿盘14的径向内边直角地变形，从而构建凸缘40。径向内齿