同步設備的多元件同步環的製作方法

2023-08-08 14:06:21 3

專利名稱：同步設備的多元件同步環的製作方法
技術領域：
本發明涉及同步設備的多元件同步環，帶有環形構成的基體和基體上的至少一個摩擦面，其中，同步環圓周面上具有徑向向外的嚙合齒，其中，同步環上與嚙合齒相對徑向相距設置至少一個驅動元件。
背景技術：
DE 198 53 856 A1公開了一種採用成型法用鋼板加工製成的同步環，帶有基本上錐形構成的環體。在大錐面直徑的同步環邊緣上，構成徑向向外和在圓周面上延伸的嚙合齒。在小錐面直徑的邊緣上，從同步環的旋轉軸徑向向外凸起擋塊或者驅動元件。這些擋塊或驅動元件用於與同步體支座造型合理地嵌接。擋塊與同步環整體構成並徑向向外成型。同步環的這種構成本身滿足需求，但是在成型加工技術方面需要相當高的費用。這筆費用由於用於同步環杯形件成型所增加的加工步驟而產生，其中，從杯形件的底部擋塊或驅動元件必須徑向向外換向。此外的缺點是，對同步環驅動元件的材料要求與錐形摩擦面摩擦特性的要求部分相互矛盾。擋塊在傳動機構的整個使用壽命期間必須儘可能堅固和耐磨。然而在傳動機構同步設備的摩擦面及對應摩擦面上卻使用了極其不同的配合材料，以保證例如在很高的摩擦效率下整個使用壽命期間摩擦係數不變。根據DE 198 53 894 A1所公開的內容，同步外環由多個部件製成。同步環由帶有外嚙合齒的圓盤和帶有錐形摩擦面的基體組成。圓盤和基體單獨製造再相互連接。該文獻的內容沒有對同步外環部件的材料進行說明。帶有徑向向外驅動元件的同步環按照該文獻中所介紹的方法不能或者只有在高額費用下才能製造。

發明內容
因此本發明的目的在於提供一種同步環，其向內或者向外的擋塊以很高的強度製成，在摩擦面的區域內傳動機構的整個使用壽命期間保證最好儘可能不變的摩擦係數。
該目的按照權利要求1的主題由此得以實現，即驅動元件或擋塊在與基體分離的環形圓盤上構成。在此方面，驅動元件遠離同步環旋轉軸徑向向外從圓盤凸出，或者可以選擇徑向向內對著旋轉軸。帶有擋塊和驅動元件的圓盤以及同步環基體的單獨加工可以靈活和滿足特殊要求地構成同步環。
採用本發明的構成具有圓盤，其中驅動元件在其橫截面上角狀構成。在此方面，驅動元件從同步環端面彎曲的圓盤鋼板開始從圓盤凸起。根據驅動元件的實施方式，該驅動元件然後在其進一步的分布中徑向向內或者向外彎曲。
驅動元件的端面凸起部分使驅動元件可以在驅動元件對著切線方向的齒面具有更大的接觸面。在驅動元件例如嵌入同步體支座間隙內的齒面上，降低了接受接觸的接觸壓力。驅動元件從圓盤中端面凸起段的長度與驅動元件和間隙之間的軸向距離相配合，從而同步環和同步體支座之間結構和作用造成的更大距離也可以藉助於驅動元件彌補。
這種圓盤可以由鋼板製造，通過衝壓和隨後的彎曲及壓花進行的成型簡單而且成本低廉。
依據本發明的另一構成，L形的且與圓盤端面相距設置的驅動元件具有對著同步環兩個旋轉方向擴展的齒面。齒面從驅動元件的鋼板中加工成型。在此方面，從驅動元件引出的段在外嚙合齒的方向上彎曲。提高了同步環利用其驅動元件與同步體支座在旋轉方向上的接觸。可以選擇L形上的段或者未彎曲的徑向從圓盤凸起的驅動元件上的段這樣從驅動元件彎曲，使該段遠離嚙合齒並由此遠離同步環。擴展的齒面在後一種構成中也對著旋轉方向。
在本發明的一優選構成中，基體與圓盤固定連接。這樣形成一種高強度和造型精確的整體結構件。本發明的進一步構成在於，基體和圓盤彼此焊接。在此方面，圓盤和基體由鋼構成，其中，基體可選擇具有摩擦襯層。對此可以選擇圓盤由可與銅焊接的鋼質材料製造，基體由銅構成。基體和圓盤最好彼此焊接。
為將圓盤固定在基體上採用本發明的另一構成，基體具有端面從基體凸起的和隨著旋轉軸延伸的連接板。基體上的連接板造型合理地與圓盤上形狀配合連接板的間隙嵌接。圓盤本身最好是衝壓件。圓盤上的間隙最好是連續衝壓孔。此外，連接板焊接在間隙內或圓盤上。對此可以選擇一種構成，即將連接板造型合理地插入間隙內，然後將連接板這樣彈性變形，使基體和圓盤不可鬆開地彼此連接。連接板的這種附加衝壓提高了穩定性並提高了強度。
單件的基體和圓盤可以採用不同的加工方法製造。依據本發明的一構成，基體為成型件，例如拉伸件或者衝壓件，圓盤為衝壓件。此外，基體和圓盤分開加工還可以使用不同的材料厚度。例如，雖然基體和圓盤均由鋼板構成，但是基體所用鋼板的厚度在其原始狀態下不同於圓盤鋼板的厚度。此外，用於基體鋼板的材質不同於圓盤鋼板的材質。由相同或者不同鋼質材料製成的基體和圓盤具有優點地至少在其表面具有彼此不同的硬度。為此，基體和圓盤進行不同的表面處理或硬化和/或者至少其表面硬度不同。在此方面，具有部件硬化的特殊方法，例如表面硬化，透硬淬火或表面滲氮硬化。也可以設想帶有驅動元件的硬化圓盤與由未硬化材質製成的基體連接。
最後，依據另一種構成具有三部分組成的同步環。在此方面，同步體的嚙合齒與基體分離並由鋼構成。基體由銅製成或者至少採用銅塗層。此外，在基體上固定鋼製圓盤。嚙合齒最好由可與銅焊接的鋼質材料製造並通過焊接固定在基體上。
為製造摩擦面或者為製造整體的基體，使用最好含有50-75％銅的可焊接銅合金。焊接性良好的銅合金成分為55％-60％的銅，30％-40％的鋅，其他成分為鉛，鋁，錳，鐵和錫。相應的合金名稱為CuZnAl1；CuZn15；CuZn37；CuZn31Si；CuZn39Pb1Al-C-GM。銅合金與鋼的焊接藉助於電阻焊接法進行。在這種情況下，最好是點焊，壓力對接焊，輥縫焊接，凸焊，中頻電阻焊接或者電容脈衝焊接。在點焊和輥縫焊接時，電流點狀或沿焊縫部位通過輥子輸送。在凸焊時，在所要焊接的面上具有隆起部(凸起)，優選通過該隆起部輸送電流，從而在這些部位上開始焊接。中頻電阻焊接具有帶約1000Hz中間頻率逆變器的中頻系統。在電容脈衝焊接時，通過電容器施加瞬時電流，保證非常有利於保護材質的焊接。需要指出的是，這些焊接不僅可以通過上述的焊接方法，而且也可以通過摩擦焊接進行，其中，在摩擦焊接時，通過摩擦，壓力，溫度和變形產生焊接能量。對於鋼與鋼的焊接來說，最好採用雷射焊接法和電容放電焊接法。
在依據本發明的同步環上，摩擦面所佔部分在同步環寬度相同情況下大於現有技術的同步環。摩擦錐面的長度因此可以加大，因為在多元件的設計中，不需要從錐面到拉伸杯形件底面的拉伸半徑。同步環上單個或者兩個錐面的塗層更加簡單。最好在組裝同步環單件之間進行。
可以使用薄膜式的摩擦襯層。在基體和圓盤之間的接縫內例如額外通過夾緊來加固薄膜式的摩擦襯層。
通過為基體和圓盤選擇不同的鋼板厚度和/或者材料類型，可以達到製造單件時功能與成本之間優化的目的。加工時間有所縮短，因為例如基體上摩擦面的研磨沒有擋塊而得到簡化。


下面藉助附圖中的實施例對本發明做詳細說明。其中圖1示出依據本發明同步環的一實施例，其中圓盤和基體藉助於造型合理的連接彼此固定；圖2示出圖1同步環的剖面圖；圖3示出另一依據本發明同步環的剖面，其中圓盤和基體造型合理地彼此固定並藉助於壓花彼此加固；圖4示出另一依據本發明同步環的剖面，其中圓盤和基體造型合理地彼此固定並藉助於焊接彼此加固；圖5示出依據本發明三體同步環的剖面，其中嚙合齒和圓盤通過焊接與基體連接；圖6示出依據本發明同步環的另一實施例，帶有徑向向外的驅動元件；圖6a示出圖6同步環上驅動元件的另一可能的視圖。
具體實施例方式
圖1和圖2作為本發明的一個實施例示出外同步環1。外同步環1具有環形構成的基體2。基體2上圓周面內部構成摩擦面19以及徑向向外的嚙合齒3。在外同步環1與嚙合齒3相對的面上徑向相距設置驅動元件4和5。驅動元件4和5在與基體2分離的環形圓盤6上構成。在此方面，驅動元件4從外同步環1(圖2)的旋轉軸1a徑向向外，驅動元件5徑向向內對著旋轉軸1a。基體2由杯形成型件構成，圓盤6由鋼板衝壓製成。從基體2中端面凸起隨著旋轉軸1a延伸的連接板2a。連接板2a造型合理地與圓盤6間隙6a嵌接，從而基體2和圓盤6彼此固定連接。
圖3示出圓盤6在基體2上一種可選擇的固定方式。藉助於壓花7，連接板2a的材料在間隙內彈性變形。連接板2a和圓盤6通過造型合理的連接以及通過壓花7不可鬆開地彼此連接。
圖4示出同步環8的剖面，同步環與嚙合齒9整體構成的基體10利用摩擦面20具有端面從基體10中凸起的連接板10a。連接板10a造型合理地與帶有驅動元件12的圓盤11的間隙11a嵌接。圓盤11通過焊接13在基體10的連接板10a上加固。驅動元件12遠離同步環8未示出的旋轉軸徑向向外從圓盤11中凸起。基體10由在原始狀態下厚度大於圓盤11的鋼板成型。
圖5示出同步環14的一個部件的一個剖面。該同步環14由三部分組成，具有帶摩擦面21的銅基體15，帶驅動元件17的圓盤16以及帶嚙合齒18a的齒盤18。驅動元件17和齒盤18由鋼製成並與基體15焊接。
圖6示出外同步環22，其結構上基本與外同步環1相應。在外同步環22上固定圓盤23，其驅動元件24徑向向外。驅動元件24角狀從圓盤23彎曲。在此方面，驅動元件的段24a從圓盤23的端面凸出外同步環22。段24a連接著段24b。段24b從段24a徑向向外彎曲分布。驅動元件25首先具有段25a和25b。從遠離段25a的驅動元件25徑向向外彎曲另外兩個段。這兩個段構成驅動元件的齒面26。
相關標記1 外同步環1a旋轉軸2 基體2a連接板3 嚙合齒4 驅動元件5 驅動元件6 圓盤6a間隙
7 壓花8 同步環9 嚙合齒10 基體10a連接板11 圓盤11a間隙12 驅動元件13 焊接14 同步環15 基體16 圓盤17 驅動元件18 齒盤18a嚙合齒19 摩擦面20 摩擦面21 摩擦面22 外同步環23 圓盤24 驅動元件24a段24b段25 驅動元件25a段25b段26 齒面
權利要求
1.多元件同步環(1，8，14，22)，帶有環形構成的基體(2，10，15)和基體(2，10，15)上的至少一個摩擦面(19，20，21)，其中，同步環(1，8，14)圓周面上具有徑向向外的嚙合齒(3，9，18a)，其中，同步環(1，8，14)上與嚙合齒(3，9，18a)相對地徑向相距設置至少一個驅動元件(4，5，12，17，24，25)，其特徵在於，驅動元件(4，5，12，17，24，25)在與基體(2，10，15)分離的環形圓盤(6，11，16，23)上構成。
2.按權利要求1所述的同步環，其中，驅動元件(4，12，17，24，25)遠離同步環(1，8，14)的旋轉軸(1a)徑向向外從圓盤(6，11，16)中凸起。
3.按權利要求2所述的同步環，其中，驅動元件(24，25)在其橫截面上角狀構成，其中驅動元件(24，25)從圓盤(23)開始端面彎曲從同步環中凸起，然後徑向向外彎曲。
4.按權利要求3所述的同步環，其中，驅動元件(25)具有向旋轉方向上擴展的齒面(26)，其中驅動元件(25)的齒面(26)為在嚙合齒方向上彎曲的段。
5.按權利要求1所述的同步環，其中，驅動元件(5)徑向向內對著同步環(1)的旋轉軸(1a)從圓盤(6)中凸起。
6.按權利要求5所述的同步環，其中，驅動元件(5)在其橫截面上角狀構成，其中驅動元件(5)從圓盤(6)開始端面彎曲從同步環(1)中凸起，然後徑向向內彎曲。
7.按權利要求1所述的同步環，其中，基體(2，10，15)和圓盤(6，11，16)彼此固定連接。
8.按權利要求7所述的同步環，其中，基體(10)和圓盤(11)彼此焊接。
9.按權利要求8所述的同步環，其中，圓盤(16)由可與銅焊接的鋼質材料製成，並且銅製成的基體(15)與圓盤(16)焊接。
10.按權利要求7所述的同步環，其中，基體(2，10)具有端面從基體(2，10)凸起並隨著旋轉軸(1a)延伸的連接板(20，10a)，其中連接板(20，10a)造型合理地與圓盤(6，11)中的間隙(6a，11a)嵌接。
11.按權利要求10所述的同步環，其中，連接板(10a)和圓盤(11)彼此焊接。
12.按權利要求10所述的同步環，其中，基體(2)和圓盤(6)通過連接板(2a)在間隙(6a)內彈性變形的材料不可鬆開地彼此連接。
13.按權利要求1所述的同步環，其中，基體(2，10，15)和圓盤(6，11，16)由鋼板構成，其中基體(2，10，15)為成型件且圓盤(6，11，16)為衝壓件。
14.按權利要求1所述的同步環，其中，基體(10)和圓盤(11)由鋼板構成，其中基體(10)由鋼板成型，該鋼板的厚度在其原始狀態下與圓盤(11)的鋼板厚度不同。
15.按權利要求1所述的同步環，其中，基體(2，10)和圓盤(6，11)由鋼板構成，其中基體(2，10)的鋼板由不同於圓盤(6，11)的另一種鋼製成。
16.按權利要求1所述的同步環，其中，基體(2，10)和圓盤(6，11)由鋼板構成，其中基體(2，10)的鋼板和圓盤(6，11)的鋼板至少在其表面具有彼此不同的硬度。
17.按權利要求1所述的同步環，其中，鋼製嚙合齒(18a)與基體(15)分開構成並且基體(15)由銅製造。
18.按權利要求17所述的同步環，其中，嚙合齒(18a)由可與銅焊接的鋼質材料製造並且基體(15)與嚙合齒(18a)焊接。
全文摘要
同步設備的多元件同步環(1)，帶有環形構成的基體(2)和所述基體(2)上的至少一個摩擦面(19)以及指向外面的嚙合齒(3)，具有至少一個驅動元件(4，5)，其中，驅動元件(4，5)在與基體(2)分開的環形圓盤(6)上構成。
文檔編號F16D23/02GK1623048SQ03802725
公開日2005年6月1日 申請日期2003年1月15日 優先權日2002年1月26日
發明者約瑟夫·施武格, 拉爾夫·博斯納 申請人:依納-謝夫勒兩合公司