摩擦環(huán)、同步器環(huán)、同步單元以及用于交通工具的可變速比齒輪變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及依據(jù)獨立技術(shù)方案的前序部分所述的用于可選可變速比齒輪變速器的同步單元的摩擦環(huán)、同步器環(huán)、同步單元以及用于交通工具的可變速比齒輪變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]在機械的可選的可變速比齒輪變速器中，例如在交通工具變速器中，同步器環(huán)用于同步在齒輪變換時在齒輪與齒輪軸之間發(fā)生的相對于彼此的相對速度。同步在這方面由相應摩擦對之間的摩擦實現(xiàn)。這類變速器功能以及同步工序的過程本身是已知的，在這里不必再向本領(lǐng)域的技術(shù)人員做更詳細的說明。
[0003]已知的是為了防止過早磨損和/或改善摩擦特性而為同步環(huán)的摩擦表面提供摩擦層，所述同步環(huán)通常由金屬或金屬合金比如由黃銅或鋼制成。極其不同類型的摩擦層關(guān)于這一點處于使用中，例如由鉬、碳摩擦層制成的熱噴涂層或由其它材料制成的摩擦層。
[0004]用于可變速比齒輪變速器的同步單元或同步單元的個體部件在現(xiàn)有技術(shù)中以多樣和詳細的方式得到描述。
[0005]例如，手動換擋變速器和雙離合變速器是目前在許多應用中的緊湊和中型交通工具領(lǐng)域中的主導類型的變速器，特別是具有前交叉輪驅(qū)動器的。這些類型的變速器的換檔特性大致由同步操作確定，所述同步操作的原理在目前與以前一樣是基于所謂的Borg-Warner構(gòu)思。用于以小換檔作用力和高換檔舒適度實現(xiàn)較短換檔時間的高效率是同步系統(tǒng)所需的，其變得越來越重要。
[0006]經(jīng)典Borg-Warner同步的幾何構(gòu)造在這方面由相對于效率和換檔舒適度的目標的沖突來確定。高效率由摩擦副的小錐形角度實現(xiàn)；而錐體的增強效果生成高同步扭矩，盡管致動作用力較低。相比之下，自鎖定效果，其防止摩擦表面的釋放并且大幅地且顯著地地損害駕駛員的換檔舒適度，對于錐形角度的最小化設(shè)定自然極限。同步的優(yōu)化因此總是效率與換檔舒適度之間的折衷。
[0007]在對于變速器領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的MT變速器、AMT變速器和DCT變速器內(nèi)使用的主導類型的同步被構(gòu)造為常規(guī)的Borg-Warner設(shè)計。由于對較高換檔性能和扭矩的不斷要求，在此基礎(chǔ)上已經(jīng)開發(fā)出了具有二倍、三倍以及在特殊的小型應用中甚至是四倍的摩擦表面的、需求多個錐形同步的裝置。這些高度發(fā)達的同步模塊由于多個摩擦表面而具有提高的性能和扭矩容量。然而，它們也增加了復雜性、成本，以及并非最不重要的，也增加了相應變速器的重量。
[0008]EP O 280 136 Al公開了用于梯級速比機動交通工具傳動裝置的具有基體和摩擦體的同步器元件。摩擦體以正鎖定方式沿軸向方向固定至基體，并且以浮動方式沿周緣方向被支承在基體上。
[0009]在非預先公開的EP 2 677 187 Al中，公開了一種用于可變速比齒輪變速器的同步單元的摩擦環(huán)，其中內(nèi)部摩擦表面以可預限定的摩擦角度延伸，而外部安裝表面以可預限定的安裝角度延伸，各自沿著摩擦環(huán)軸線呈錐形地延伸，且摩擦角度不同于安裝角度。該摩擦環(huán)可例如由多個摩擦環(huán)部段構(gòu)成。
[0010]然而，這些已知的摩擦環(huán)在處理中在某些情形下是復雜和/或昂貴的，因為如果它們被安裝在同步單元處和/或中時要分段。另外還可能發(fā)生的是，摩擦環(huán)和同步器環(huán)不能在軸向方向上相對于彼此充分準確地定位，或者在操作中沿軸向方向發(fā)生移動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此本發(fā)明的一個目的是，避免已知的缺點，特別是提供用于同步單元和同步器環(huán)的摩擦環(huán)，使得摩擦環(huán)的安裝得到簡化，并且使得摩擦環(huán)和同步器環(huán)相對于彼此的軸向位置能在安裝時和操作中被更可靠地設(shè)定，并且進一步允許高的換檔舒適度。
[0012]這些目的由依據(jù)獨立技術(shù)方案所述的摩擦環(huán)、同步器環(huán)、同步單元以及可變速比齒輪變速器實現(xiàn)。
[0013]從屬技術(shù)方案涉及本發(fā)明的特別有利的實施例。
[0014]本發(fā)明涉及用于可變速比齒輪變速器的同步單元的摩擦環(huán)。摩擦環(huán)包括錐形的摩擦環(huán)體，其具有內(nèi)部摩擦表面和外部安裝表面，它們各自在垂直于軸向摩擦環(huán)軸線延伸的徑向周緣方向上界定摩擦環(huán)體。摩擦環(huán)體包括抑制裝置，用于在同步單元中的操作中抑制摩擦環(huán)相對于同步單元的另一部件大致沿著摩擦環(huán)軸線的移動。所述部件特別是同步器環(huán)。
[0015]這具有的優(yōu)點是，能相對于摩擦環(huán)軸線借助于抑制裝置安裝摩擦環(huán)，使得能平行于摩擦環(huán)軸線大致限制移動。由此能實現(xiàn)摩擦環(huán)的簡化安裝，和/或在操作中更可靠的定位，其使操作更可靠。
[0016]抑制裝置優(yōu)選被構(gòu)造成使得摩擦環(huán)可相對于同步器環(huán)平行于摩擦環(huán)軸線移動最多達摩擦環(huán)平行于摩擦環(huán)軸線的最大高度H的25%，優(yōu)選為最多15%。
[0017]同步單元通常包括作為部件的滑動聯(lián)接件、同步器輪轂、同步器環(huán)以及齒輪，它們相對于摩擦環(huán)軸線同軸地配置。
[0018]抑制裝置可特別地被固定在摩擦環(huán)處，例如通過粘結(jié)結(jié)合和/或通過焊接。抑制裝置優(yōu)選被構(gòu)造為摩擦環(huán)的一體部分，其例如在成形過程中或在沖壓過程中與摩擦環(huán)一體地形成。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)部摩擦表面以可預限定的摩擦角度a i延伸，而外部安裝表面以可預限定的安裝角度α 2延伸，在每個情況下都沿著摩擦環(huán)軸線呈錐形地延伸，其中摩擦角度\不同于安裝角度α 2。安裝角度α2優(yōu)選大于摩擦角度α 10
[0020]目標的沖突由此相對于效率和換檔舒適度被可靠地解決，該沖突是現(xiàn)有技術(shù)中早已公知的。一方面，摩擦副的高效率得以實現(xiàn)，即增強效果得以實現(xiàn)，通過的是內(nèi)部摩擦表面和外部安裝表面的該配置，使得錐體盡管在低致動作用力下也能夠生成高同步扭矩。另一方面，公知的有害自鎖定效果，其阻止或至少加難摩擦表面的釋放并且其大幅地且顯著地損害駕駛員的換檔舒適度，也同時地實際上被完全避免。
[0021 ] 摩擦環(huán)能優(yōu)選插入具有齒輪側(cè)的同步器環(huán)中，且抑制裝置在根據(jù)其預期目的的使用中，配置在遠離所述齒輪側(cè)的端部處。換言之，摩擦環(huán)在安裝狀態(tài)中在遠離齒輪側(cè)的端部處具有抑制裝置。
[0022]摩擦環(huán)和同步器環(huán)特別地被構(gòu)造成使得，摩擦環(huán)相對于同步單元的另一部件的移動能在同步單元中的操作中，借助于同步器環(huán)和摩擦環(huán)的抑制裝置之間的形狀匹配，大致沿著摩擦環(huán)軸線被界定。這種形狀匹配可發(fā)生于將摩擦環(huán)的元件接合到例如同步器環(huán)中的切口中，摩擦環(huán)相對于同步器環(huán)的移動由此能在同步單元中的操作中沿著摩擦環(huán)軸線被大致界定，其中特別地摩擦環(huán)以及同步器環(huán)圍繞摩擦環(huán)軸線的相對旋轉(zhuǎn)運動在至少一個角度截面中成為可能。
[0023]同步環(huán)通常具有使齒輪在同步器環(huán)的軸向方向上大致平行于摩擦環(huán)軸線以與同步單元的滑動聯(lián)接件相互作用的端部。通常從齒輪側(cè)將摩擦環(huán)引入同步器環(huán)中并緊固。將抑制裝置配置在遠離齒輪側(cè)的端部上具有的優(yōu)點是，摩擦環(huán)能從齒輪側(cè)被緊固并被簡單地安裝成可靠地防止移動。
[0024]抑制裝置優(yōu)選被構(gòu)造為至少一個突起。所述至少一個突起特別地大致垂直于摩擦環(huán)軸線延伸。所述至少一個突起特別地在至少一個截面中大致平行于周緣方向延伸。
[0025]這具有的優(yōu)點是，摩擦環(huán)能借助于突起被鉤接至同步器環(huán)，使得摩擦環(huán)離開同步器環(huán)的齒輪側(cè)的移動能被形狀匹配界定。因此能實現(xiàn)摩擦環(huán)在同步器環(huán)中的良好緊固，同時確保可靠的操作。
[0026]本發(fā)明的再一方面涉及用于可變速比齒輪變速器的同步單元的摩擦環(huán)。該摩擦環(huán)特別地如上所述地構(gòu)成。摩擦環(huán)包括錐形的摩擦環(huán)體，其具有內(nèi)部摩擦表面和外部安裝表面，它們各自在垂直于軸向摩擦環(huán)軸線延伸的徑向周緣方向上界定摩擦環(huán)體。摩擦環(huán)體形成為具有至少一個縫(slit)的縫式摩擦環(huán)體。摩擦環(huán)體在第一擴張構(gòu)造中具有第一半徑R1，并在第二壓縮構(gòu)造中具有第二半徑R2。摩擦環(huán)體特別地具有正好一個縫。
[0027]這具有的優(yōu)點是，摩擦環(huán)能被構(gòu)造為一個部件，此外半徑是可變的，使得摩擦環(huán)的安裝能得到簡化。另外，摩擦環(huán)的可靠緊固是可能的，因為摩擦環(huán)在同步器環(huán)中是單部件設(shè)計，由此在操作中提高了可靠性。
[0028]在小角度的摩擦表面的情況下，基于應用和實施例有可能的是，自鎖定可發(fā)生在齒輪錐體上。摩擦環(huán)的縫具有的再一優(yōu)點是這能被避免。
[0029]“縫式摩擦環(huán)”可特別地具有貫穿摩擦環(huán)的貫通縫，且縫相對于周緣方向以不等于0°或180°的角度配置。
[0030]摩擦環(huán)體中的縫優(yōu)選平行于周緣方向具有平均寬度B，其掃過摩擦環(huán)體的周緣的最大5mm，且優(yōu)選為最大2mm。這具有的優(yōu)點是，能確保簡單的安裝，并且同時通過摩擦環(huán)確保操作中的良好摩擦效果。
[0031 ] 縫配置成大致平行于摩擦環(huán)軸線。
[0032]如果所述摩擦角度a i等于安裝角度α 2，則還可有利地實現(xiàn)具有至少一個縫的