變速箱的同步裝置的離合遊動套筒的製作方法

2023-04-23 18:25:26 1

專利名稱：變速箱的同步裝置的離合遊動套筒的製作方法
用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，它具有一通過無切屑成型工藝做成的套筒體，該套筒體在其外周上接納一撥叉，並在其內周上有其走向沿縱向中間軸線的內齒。
這類離合遊動套筒早就例如從DE3908989C2中知道。它由兩個對稱的或幾乎對稱的對半體形成，它們單獨地用成形工藝做成並接著通過接縫彼此連在一起。每個對稱的對半體此時做有盤形的臺肩，它們是圓形的並沿徑向從對半體的外圓周突出。在對稱的對半體接合以後，臺肩的朝向離合遊動套筒的橫向中間平面的端面與由這些臺肩界限的外圓周上的圓柱形表面共同形成撥叉導向。
此離合遊動套筒的內周上有齒形結構，在其端面的橫截面中看去，其齒沿離合遊動套筒的橫向中間平面的方向如此收縮，以致在齒的側面上形成一居中地設置在橫向中間平面中的凹座，此在齒的側面上的凹座保證離合遊動套筒和離合器體的爪狀齒形結構或齒輪的在接合擋互相進入的齒不會彼此脫開，特別在載荷變化時。在離合遊動套筒的內齒結構上，除去在齒的側面上的凹座外，還可例如在齒上或齒間形成凹座和槽。此外，離合遊動套筒的齒的端部經常做有屋頂形斜坡。在凹座中接合有同步裝置的制動栓，它通常用一彈簧預載。由此，離合遊動套筒在未接合擋被停留在中間位置。在沿離合遊動套筒的縱向中間軸線方向對齊的槽中，接納有例如同步裝置的墊板並將其導向。如果離合遊動套筒沿軸向移動，以選擇變速擋次，則同步環的墊板壓靠在離合器體的摩擦錐上。齒的屋頂形斜坡防止離合遊動套筒的齒在同步時提前嚙合離合器體或換擋輪的齒。如果同步完成，則屋頂形斜坡使齒輕鬆地嚙合。
還有一種離合遊動套筒，其中，除了在內周上有齒結構以外，在套筒體的外周上還做出外齒結構。如果離合遊動套筒在變速箱中在第一擋和第二擋間處於接合位置，則在所謂的小型傳動中，在此齒上嚙合有例如倒車擋的可移動的中間輪。
如同已經知道的那樣，與切削加工相比，離合遊動套筒的製造成本可通過無切屑加工降低。所述的輪廓形狀即切口、凹座、槽和屋頂形斜坡在整體的離合遊動套筒中並不能按照現有技術水平用普通的無切屑加工做出。這所以不可能的原因是，此凹座的輪廓與例如深衝陽模的輪廓相交或從其突出，因而沿著衝模的脫模方向形成根切。
在進行離合遊動套筒的普通的無切屑加工時，此根切迄今都如此避免，即如同在DE3908989C2的例子中所描述的那樣，將離合遊動套筒的由兩個按單件生產製造的套筒體結合在一起。此兩部分的結合平面此時經過凹座的剖分面，因而在例如深衝陰模的脫模方向不產生根切。此結合平面在此例子中也相當於離合遊動套筒的對稱平面，這是因為，套筒的兩個被結合的部分是對稱地或至少近似對稱地形成的。
有一種離合遊動套筒，在其內徑上，用於接納制動栓的凹座和/或用於導向墊板的槽都設置在橫向中間平面上，而在橫向中間平面與離合遊動套筒的端部之間的區域中，則在齒的側面上做有凹座。也可以在一個齒上，在其側面同時做有槽或凹座和切口。如果按現有技術水平做出的這一離合遊動套筒用普通的無切屑加工製造，則為了避免根切，則可設定兩個以上的結合平面，並由此用兩個以上的單個零件做成套筒體。其缺點為，隨著離合遊動套筒的單個零件的數目增加，用於製造的工具費用和加工費用也增加。由於套筒零件的接縫，通過接縫間隙產生的尺寸偏差和形狀偏差疊加到凹座、切口和槽的現有的尺寸偏差和形狀偏差上。這對離合遊動套筒的結構精度產生不良的影響。
如果套筒體不能按照所描述的技術用多個零件結合在一起，則必須在另外的切削加工過程中做出凹座。由此產生了附加的加工費用與操作費用，它們提高了離合遊動套筒的製造成本。
按照DE3908989C2，在離合遊動套筒的對稱的對半體的外周上各自設置一周向的臺肩。在這些對稱的對半體結合以後，此臺肩的彼此朝向的端部和套筒體的由其包圍的外表面形成一周向的槽即撥叉導向，在其中接合變速箱的一個撥叉。臺肩是擋塊，軸向移動通過它由撥叉傳至離合遊動套筒上。通過對稱的對半體的接縫形成的縫隙形成離合遊動套筒的橫向中間平面，由此也是撥叉導向的橫向中間平面。由此，接縫間隙的尺寸偏差與形狀偏差疊加至撥叉導向的尺寸偏差與形狀偏差上。在此情況下，接縫間隙也對離合遊動套筒的精度產生不良的影響。
因此，本發明的目的為，提供一前述類型的離合遊動套筒，它在費用低的加工中允許任意布置凹座、切口和槽而其精度則不受此布置的影響。
此目的將根據權利要求1的特徵性部分如此解決，即套筒體通過一種無切屑的成形工藝由板材做成，並做成整體的結構件。用板材作為原材料製造套筒體或離合遊動套筒使之有可能採用筒單的切割工具與成形工具。輪廓形狀如在齒上的上述內齒結構、凹座、槽、切口和屋頂形斜坡都可以用平的經過矯直的板條或板坯通過例如壓制、滾壓和軋製做出。與按圓柱形成形的套筒體相反，按照現有技術水平，此時不會在工具的脫模方向產生根切。由於這些輪廓要素沒有根切，並且可以按任意的布置做出，故有可能整體地製造套筒體。由此，去掉了套筒體的兩個或更多零件的接縫所用的加工費用和操作費用。由於沒有通過接縫間隙產生的附加的形狀公差和尺寸公差，故可以以高精度做成輪廓元素還有離合遊動套筒。消除了有缺點的切削加工過程。
用板材製造零件的優點為，單個的方法如切斷、成型、變形都可以合併在一個生產點或生產線上。用這種方式，縮短了生產過程中的加工時間，這是因為，去掉了操作步驟和輸送路徑和輸送時間。這種製造方法特別適合用於製造大量的件數。此優點還可如同在權利要求2中所描述的那樣，在製造用板材做的套筒體時使用。套筒體的初始形狀此時為一成型的板條。成型包括所有元素如內齒及其槽、凹座、切口和屋頂形斜坡。板條可例如從一無端的帶材切成具有一個與套筒體的圓周對應的長度。套筒體的最終的圓柱形由此板條形成，即將其彎曲成圓形，將其切割邊緣集中在一起並在該處予以連接。規定焊接作為優選的連接。
在按照本發明的離合遊動套筒中，在套筒體的外圓周上的撥叉導向通過一與套筒體整體地形成的臺肩或通過至少一個在此外圓周上布置的環形成。需要有儘可能少的材料費用和加工費用的有利的方案在權利要求3中作了描述。此時，套筒體與撥叉導向做成一體。此時，撥叉導向由一個盤形的、圍繞的並且沿徑向從套筒體的外圓周突出的臺肩組成。為了可將變速箱的撥叉的軸向移動傳至離合遊動套筒上，撥叉的端部與撥叉導向接合。有這種結構的離合遊動套筒有這樣的優點，即臺肩可與內齒和在其上的成型元素一起無切屑地在該板材上做出。
權利要求4描述了一種離合遊動套筒，其中，套筒體與撥叉導向作為單獨的零件做出並且最後彼此固定。如此構形的離合遊動套筒的優點為，在生產不同的離合遊動套筒時，有可能多次應用單獨的零件。對此，不同套筒體的外徑和撥叉導向的不同環的內徑彼此配合併以其直徑標準化。例如，如果兩個離合遊動套筒只是其內齒的結構不同，則可以只製造不同的套筒體。此時，套筒體可如權利要求1和2所描述的那樣，用板材做成或作為無切屑加工而成的實心件形成。但是，撥叉導向的環在兩種情況下則是一樣的。如果套筒體在其結構上是相同的，則只要重新製造撥叉導向的環，或是將同樣結構的環按其在外徑上的布置作不同的組合。
撥叉導向可如同權利要求5所描述的那樣用一個單獨的環組成，該環固定在套筒體的外圓周上。如同在權利要求3中的離合遊動套筒一樣，撥叉在此方案中與撥叉導向接合。按照權利要求6，撥叉導向由一套筒體和兩個固定在其外周上的環組成。對於如權利要求5和6的離合遊動套筒，可採用同樣結構的環。對於具有由兩個環形成的撥叉導向的離合遊動套筒，有其它的組合可能性。它可以對一個離合遊動套筒採用不同結構的環，並且和/或對不同的離合遊動套筒將環用不同的距離彼此固定。
權利要求7描述了無切削成形的離合遊動套筒的另一種有利的構形，據此，撥叉導向的環用無切削成形工藝做成。當環由棒材或板條製成時，環可以成本特別低地和用最少的材料製造。這種環的一種可能的結構在權利要求8中作了描述。環有一U形橫截面，其支腿沿徑向朝外。為了製造此環，可以採用與製造套筒體相似或相同的方法。在變速箱中，撥叉接合在此環的兩條腿之間，並在該處被導向。此方案的優點是這樣得出的，即只有一個環固定在套筒體的外圓周上，但是撥叉的導向的實現則同具有兩個環的離合遊動套筒一樣。由此去掉了用於固定第二個環的操作費用和安裝費用。
撥叉導向的環可通過焊接或熱壓配合(Aufschrumpf)固定在套筒體的外圓周上。在權利要求9中描述了一種變型，例如撥叉導向的環，它用熱壓配合(Schrumpfsitz)固定在套筒體上，可附加地保證抵抗軸向移動力。在撥叉導向的環的內徑上有一周向的內槽，而在套筒體的外周上則有一沿周向朝外突出的具有高度H的臺肩。為了熱壓配合在套筒體上，環被加熱並膨脹。其內徑隨著熱膨脹而加大。朝外突出的臺肩的高度H與環的熱膨脹相配，也就是說，朝外突出的臺肩的最大高度應當如此，即熱的環在其安裝時能越過它移動。環在其安裝時越過朝外突出的臺肩移動並定位。在環冷卻和收縮時，環包圍並抓住朝外突出的臺肩。由此，除去熱壓配合外，環還附加地固定在其位置上。
按照權利要求10，在本發明的另一種構形中，在撥叉導向的環的內徑上做出一向內突出的臺肩。當將撥叉導向的環通過熱壓配合固定在套筒體上時，此臺肩將被在套筒體的外徑上的周向外槽包圍並抓住。此時，在環的內徑上的臺肩的高度HI要如此構成，以使用於其安裝的熱環可在套筒體的外徑上移動。
權利要求11表徵了一個套筒體，在其外圓周上做出一止擋，撥叉導向的環在該止擋上對齊。採用這種結構的套筒體可使撥叉導向的環在套筒體上的安裝容易。
如同權利要求12所描述的那樣，套筒體的內齒可做有對稱地或不對稱地形成的屋頂形斜坡20，它特別在具有制動齒的同步裝置的離合遊動套筒中使用。
如同在權利要求13或14中描述的那樣，對於具有外齒的離合遊動套筒，規定了本發明的另一種結構，該外齒或是做在撥叉導向的環上，或是做在套筒體的外圓周上。外齒最好通過無切屑的成形工藝做出。也可以設想，具有外齒的環用衝壓製造。
下面根據幾個實施例說明本發明。在圖中

圖1示出了通過本發明的離合遊動套筒的縱向剖面，此時，套筒體在其外圓周上接納有通過兩個盤形成的撥叉導向；圖2示出了沿圖1的Ⅱ-Ⅱ線的剖面的齒的放大圖；圖3示出了圖1的離合遊動套筒的側視圖的一部分，它具有通過一個齒的局部剖面；圖4示出了用縱向剖面表示的本發明的整體式離合遊動套筒；圖5示出了用縱向剖面表示的本發明的離合遊動套筒，它具有一用單獨的環製造的撥叉導向；圖6示出了用剖面表示的本發明的離合遊動套筒，它具有一用U形環製造的撥叉導向，該環的內槽包圍套筒體的外臺肩；圖7示出了用剖面表示的本發明的離合遊動套筒，它具有一用U形環製造的撥叉導向，該環的向內的臺肩包圍並抓住套筒的外槽；圖8示出了用剖面表示的本發明的離合遊動套筒，它具有一用兩個環製成的撥叉導向，此時，在一個環上做有外齒；圖9示出了用剖面表示的本發明的離合遊動套筒，在其套筒體上做有外齒。
在圖1中用1代表一離合遊動套筒，它由一套筒體2和兩個環3組成，該套筒體用板材通過無切屑成形加工製成，環例如具有矩形橫截面。在套筒體2的外周上設置一做成徑向肩環的擋塊4。作為例子，此擋塊4在圖1中是按整圈的而且不斷開地示出的。套筒體2在其內徑上有內齒5。臺肩4與內齒5都是直接做在套筒體2上的。環3設置成彼此平行並對稱於套筒體2的橫向中間平面，它們與擋塊4對齊並在此例子中通過壓配合固定在其位置上。環3的朝向離合遊動套筒的橫向中間平面的端面和擋塊4的外表面形成撥叉導向。
在圖1和圖2中示出切口6，它們在齒5a和7的齒廓上用無切屑成型工藝做出。圖示出切開的齒5a的圖2用於示出切口6的屋頂形斜坡20和根切的輪廓。內齒5的個別齒7有槽8。該沿齒的縱向取向的槽8用於接納圖中未示出的同步裝置的墊板。在圖3中，用一個將圖1轉過90°的視圖示出了通過具有槽8的齒7的局部剖面。
圖4示出了一離合遊動套筒9，它整體地由套筒體2形成，具有內齒5和一臺肩10。臺肩10設置在離合遊動套筒的橫向中間平面上，並以其外表面、端面和套筒體2的外表面形成撥叉導向。
離合遊動套筒的另一例子示於圖5中。離合游離套筒11做成剖分式。在具有齒5和擋塊13的整體的套筒體2上固定有單獨的環12。單個的環在套筒體2上的固定在此例子中通過熱壓配合進行。作為例子，在此圖中用矩形橫截面表示的環12在其安裝在套筒體2上時在擋塊13上定位並對齊。
圖6的離合游離套筒14由一具有內齒5的套筒體2和一環15組成。在內齒5上做有切口6，並在這些齒5的一個齒上做出一個凹座19。在此凹座19上接合一在圖中未示出的同步裝置的制動栓。環15做成從橫截面看去為U形。環15的兩條腿16此時沿徑向朝外。腿16的朝向離合遊動套筒的橫向中間平面的端面和環15的由其限制的外表面共同形成撥叉導向。在環15的內周上的槽18包圍並抓住與套筒體2一體地形成的並朝外的臺肩17。
圖7示出了一離合遊動套筒24，它在構形上基本與離合遊動套筒14相當。不過在其外周上坐落一具有U形橫截面的環21，該環在其內徑上做有一向內的臺肩。此臺肩23被一外槽22包圍並抓住，該外槽在套筒體2的外徑上沿周向分布。
在圖8中用25代表一離合遊動套筒，在其外周上固定一環3和另一具有外齒的環26。
圖9示出一離合遊動套筒28，在其套筒體27上做有外齒29。
權利要求
1．一用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒(1、9、11、14)，它具有通過無切屑成形工藝製造的套筒體(2)，它在其外周上接納一撥叉導向，而在其內周上有沿縱向中間軸線走向的齒(5)，其特徵為，套筒體(2)用板材通過無切屑成形工藝製造並作為整體的結構件形成。
2．如權利要求1的用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，套筒體(2)在其初始狀態由一至少單側經過成型的板條組成，它被彎曲成圓形，而其切割邊緣此時則集合在一起並彼此連接。
3．如權利要求1的用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，套筒體(2)和撥叉導向做成一體，撥叉導向通過一盤形的、周向的並沿徑向從套筒體(2)外周突出的臺肩(10)形成。
4．如權利要求1的用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，套筒體(2)和撥叉導向作為單獨的零件做成，最後彼此固定。
5．如權利要求1的用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，撥叉導向由一單個的環(12)組成，它固定在套筒體(2)的外圓周上。
6．如權利要求1的用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，撥叉導向通過兩個平行的彼此對齊的環(3)形成，它們固定在套筒體(2)的外圓周上。
7．如權利要求1的用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，撥叉導向的至少一個環(3、12、15)通過無切屑成形工藝製造。
8．如權利要求1的用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，撥叉導向由一在橫截面中看去為U形的環(15)形成，其腿(16)沿徑向朝外突出，環固定在套筒體(2)的外圓周上。
9．如權利要求1的用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，至少一個形成撥叉導向的環(15)通過熱壓配合固定在套筒體(2)上，其中，在環(15)的內表面上的沿周向的內槽(18)包圍並抓住在套筒體(2)的外表面上的周向向外突出的臺肩(17)，向外突出的臺肩(17)的高度H如此構造，以使熱的環(15)在熱壓配合時能越過向外指向的臺肩(17)移動。
10．如權利要求1的用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，至少一個形成撥叉導向的環(21)通過熱壓配合固定在套筒體(2)上，其中，在套筒體(2)的外周上的沿周向的外槽(22)包圍並抓住在環(21)的內表面上的周向向內突出的臺肩(23)，內臺肩(23)的高度HI如此構造，以使熱的環(21)在熱壓配合時能越過套筒體(2)的外直徑移動。
11．如權利要求1的用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，至少一個形成撥叉導向的環(3、12)在一與套筒體(2)一體地形成的軸向擋塊(4、13)上對齊。
12．如權利要求1的用於變速箱的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，齒(5a、7)在其端部各自做有對稱的或不對稱的屋頂形斜坡(20)。
13．如權利要求1的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，撥叉導向通過一環3和另一環(26)形成，這些環彼此對齊地固定在套筒體的外圓周上，其中，在環(26)的外圓周上形成一沿離合遊動套筒(25)的縱向中間軸線的方向取向的外齒(29)。
14．如權利要求1的同步裝置的離合遊動套筒，其特徵為，在套筒體(27)的外圓周上形成一沿離合遊動套筒(28)的縱向中間軸線的方向取向的外齒(29)。
全文摘要
按照本發明,一個用無切屑成形工藝由板材製造的具有一體地形成的套筒體(2)的離合遊動套筒(1、9、11、14)做有內齒(5)。此時,撥叉導向形成基本由套筒體(2)突出的臺肩(10)或環(3、12、15),該環固定在套筒體(2)的外圓周上。
文檔編號F16D23/04GK1235250SQ9910651
公開日1999年11月17日 申請日期1999年4月28日 優先權日1998年5月8日
發明者約瑟夫·施伍格, 魯道夫·辛納, 哈特維希·瓦爾德特 申請人:Ina滾動軸承謝夫勒無限責任公司