摩擦环和多锥同步装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于变速器的多锥同步装置的摩擦环（10），所述摩擦环具有环形的支承芯部（12）和摩擦衬片（18），所述支承芯部具有内表面（14）和外表面（16），其中，内表面或外表面（14、16）构成用于固定在其上的摩擦衬片（18）的接触面，该接触面构造成锥面。摩擦衬片（18）具有摩擦面（22），摩擦面用于与对应面接触，并且摩擦衬片在纵向剖视图中具有由接触面和摩擦面（22）限定的楔形的横截面。另外，本发明还涉及一种具有这种摩擦环（10）的多锥同步装置。
【专利说明】摩擦环和多锥同步装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于变速器的多锥同步装置的摩擦环以及一种具有这种摩擦环的多锥同步装置。
【背景技术】
[0002]由现有技术已知用于多锥同步装置的摩擦环。所述摩擦环例如可以用来相互补偿各可旋转的部件的转速或使其同步。摩擦环通常具有带有摩擦衬片的支承芯部，摩擦衬片固定在支承芯部的至少一个表面上。摩擦衬片限定摩擦面，通过该摩擦面所述摩擦衬片与另一个摩擦元件、优选是另一个摩擦环的对应面相互作用，以便实现同步。摩擦衬片和另一个摩擦元件被称之为摩擦副。此外由现有技术已知，摩擦副与摩擦环的旋转轴线之间形成的角是影响摩擦容量的关键因素。如果所述角选择得过平，则可能出现摩擦环卡住，由此联结的摩擦环难于松开。大的角会导致较小的摩擦容量，由此同步通常会变差或需要更长时间。基于这些经验，由现有技术已知的摩擦环的通常设计为锥形环，所述锥形环具有与圆周表面平行的摩擦面。摩擦环的锥形选择成应有利于能够轻易解除摩擦连接和建立足够的摩擦容量。
[0003]多锥同步装置是由一个或多个上述类型的摩擦环构成。摩擦环具有锥形的表面，这些表面构造成相互平行的，因此摩擦面也彼此平行。由此保证了不同的摩擦面整面地
(voUflachig)接触，由此缩短了同步时间。多锥同步装置通常是两相或三锥同步装置，它
们具有两个或三个摩擦副。因此多锥同步装置的尺寸设计上存在两相和三锥同步装置之间摩擦容量上的跳变。这种情况的缺陷是:对于一些应用，三锥同步装置的尺寸过大，而两相同步装置不能产生足够的摩擦容量。
【发明内容】
[0004]因此本发明的目的是，提供一种摩擦环和一种多锥同步装置，所述多锥同步装置使得能够利用简单的手段对摩擦容量进行微调。
[0005]所述目的通过根据本发明的用于变速器的多锥同步装置的摩擦环来实现，所述摩擦环具有环形的支承芯部和摩擦衬片，所述支承芯部具有内表面和外表面。所述内表面或外表面是固定在其上的摩擦衬片的接触面，所述接触面设计为锥面，摩擦衬片具有有摩擦面，所述摩擦面用于与对应面接触。摩擦衬片纵剖视图中具有由接触面和摩擦面限定的楔形横截面。
[0006]本发明的一个基本构思是，提供具有有摩擦面的摩擦环，所述摩擦面相对于旋转轴线具有比相对于支承芯部更陡的角，由此相对于与支承芯部平行的摩擦面降低了摩擦容量。由此利用根据本发明的摩擦环可以提供这样的多锥同步装置，该多锥同步装置具有这样的摩擦容量，所述摩擦容量例如大于传统的具有连续地设置成相同的摩擦面角的两相同步装置，而小于三锥同步装置。由于也通过摩擦衬片的楔形结构提供了摩擦面的角，所以这种摩擦环可以有多种用途，这是因为通过摩擦衬片的经调整的楔形状摩擦环可以较为简单地适应于不同的要求或希望的摩擦容量。本发明利用简单的结构实现了对摩擦容量的微调，这些结构可以有广泛地使用而不会因此导致对整个同步装置的改造。
[0007]楔形的摩擦衬片优选固定在支承芯部的内表面上。这构成一种经济且简单的实施形式，因为由此针对摩擦环或摩擦面的改变的几何形状仅需要调整内部摩擦元件的、优选耦合体的对应面。
[0008]特别是将楔形的摩擦衬片以其材料较厚的端部设置在支承芯部直径较小的区域上。楔形的摩擦衬片由此这样设置在锥形的支承芯部上，即，使得摩擦环的锥形被加强或摩擦面的定位角加大。这样摩擦容量会相应减小。
[0009]在一个优选的实施形式中，支承芯部由金属形成，尤其是由金属板形成。由此支承芯部构造得稳固并能够出承受所出现的力。
[0010]摩擦衬片优选沿轴向和圆周方向构成为连续的(durchgehend)。这确保了，存在大的、均匀的摩擦面，由此同步快速地进行。
[0011]摩擦衬片例如是金属摩擦衬片或有机物的摩擦衬片。
[0012]特别是内表面和外表面分别形成一个锥面。这样确保了，与接触面相对的面相对于摩擦环的旋转轴线以大于零的角延伸。
[0013]此外本发明包括这样的多锥同步装置，所述多锥同步装置具有上述类型的根据本发明的摩擦环。这种多锥同步装置可以是双锥同步装置，或优选是三锥同步装置，其中摩擦环优选可以用作多锥同步装置的内环或外环。
[0014]摩擦环优选是多锥同步装置的内环。这构成一种经济的实施形式，因为这样只有摩擦元件的与多锥同步装置的内环相互作用的对应面必须针对内环或摩擦衬片的改变的几何形状进行调整并具有楔形形状。
[0015]在一个优选的实施形式中，设有带有环形的支承芯部和至少一个摩擦衬片的中间环，其中所述至少一个摩擦衬片具有摩擦面，所述摩擦面平行于中间环的支承芯部延伸。由此实现了这样的多锥同步装置，它具有至少两个设置不同的摩擦面，由此可以相应地对多锥同步装置的摩擦容量进行相应微调。
[0016]摩擦环的支承芯部和中间环的支承芯部优选相互平行设置，中间环具有两个摩擦衬片，其中朝内的摩擦衬片与摩擦环的支承芯部相互作用。这是三锥同步装置的一种简单而经济的设计，所述三锥同步装置具有两个平行的摩擦面和一个与其相比倾斜较陡的摩擦面，相对于具有三个平行摩擦面的三锥同步装置由此可以降低摩擦容量。
[0017]特别是设有耦合体，接合状态下，所述耦合体与摩擦环的摩擦面整面地接触，由此实现了大的摩擦面，这种摩擦面实现了相应快速的同步。
[0018]与配设给与接触面相对的表面的摩擦面相比，摩擦环的摩擦面优选与摩擦环的旋转轴线形成更大的角度，由此确保了，存在这样的多锥同步装置，其摩擦容量可以通过摩擦环的摩擦面的角进行微调。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]本发明的其它特征和优点由下面的说明和后面的附图得出。其中:
[0020]-图1示出根据本发明的摩擦环的纵向剖视图，
[0021]-图2a示出图1的细部视图，[0022]-图2b示出带有耦合体的图1的细部视图，
[0023]-图3示出根据本发明的三锥同步装置形式的多锥同步装置的纵向剖视图，以及
[0024]-图4示出图3的细部视图。
【具体实施方式】
[0025]图1中示出摩擦环10，该摩擦环具有由金属、优选由金属板制成的环形的支承芯部12。支承芯部12具有内表面14和外表面16，所述内表面和外表面构造成平行延伸的锥面。因此支承芯部12是一个锥环。
[0026]此外,在支承芯部12上,这里在内表面14上固定一摩擦衬片18，内表面因此同时限定了用于摩擦衬片18的接触面。摩擦衬片18在其径向内侧上形成摩擦面22，该摩擦面设置在摩擦衬片18的与表面14相对的侧面上。
[0027]图2a和2b示出摩擦衬片18在支承芯部12上的固定和构型的细部视图。
[0028]图2a中可以看出，摩擦衬片18在纵向剖视图中由接触面或支承芯部20的表面14以及与接触面相对的摩擦面22限定并且在纵向剖视图中具有楔形的横截面。
[0029]摩擦衬片18的与接触面相对的摩擦面22在同步时与图2b中示出的耦合体24相互作用。耦合体24为此具有对应面25，所述对应面构造成，使得该对应面25在耦合状态下整面地贴靠在摩擦衬片18的摩擦面22上。由此使由摩擦衬片18和耦合体24组成的摩擦副的贴靠面最大化。
[0030]由于摩擦衬片18的楔形形状，摩擦衬片18具有一个材料较厚的端部26和一个材料较薄的端部28，其中材料较厚的端部26设置在支承芯部12的直径较小的区域。这样摩擦衬片18的摩擦面22相对于摩擦环10的旋转轴线D的角度β与接触面与摩擦环10的旋转轴线D的角度α相比扩大了。由于较大的角度，摩擦面22与耦合体24之间的摩擦容量减小。这导致当在多锥同步装置中使用所述摩擦环10时摩擦容量总体上降低。
[0031]支承芯部12与旋转轴线D的角度α或内表面14和/或外表面16与旋转轴线D的角度通常为5°至8°。在一个特别优选的实施形式中所述角度为7.5。
[0032]与此不同，楔形的摩擦衬片18的摩擦面22与摩擦环10的旋转轴线D的角度β优选具有8°至20°的角度、在一个特别优选的实施形式中具有11的角度。
[0033]图3和4中示出多锥同步装置30，这里是三锥同步装置，该多锥同步装置具有由上面各图中已知的摩擦环10，该摩擦环用作多锥同步装置30中的内环。另外，多锥同步装置30中还有一个中间环32和一个外同步环34。
[0034]构造成内环的摩擦环10具有由上述各图示已知的特征，该摩擦环具有摩擦衬片18，该摩擦衬片固定在摩擦环10的支承芯部12的内表面14上。
[0035]中间环32也具有支承芯部36，它与摩擦环10的支承芯部12平行设置。支承芯部36具有内表面38和外表面40，在所述内表面和外表面上各固定一个摩擦衬片42、44。内表面38和外表面40因此也构造成接触面。摩擦衬片42、44此外分别具有一个与接触面相对的摩擦面50、52。
[0036]因此这里示出的多锥同步装置30具有三个摩擦面22、50及52，这三个摩擦面分别配设于三个摩擦副。因此这是一个三锥同步装置。
[0037]多锥同步装置30的具体设置在图4中详细示出。[0038]从图4可以看出，存在于中间环32上的摩擦面50、52与中间环32的内表面38和外表面40平行。由于支承芯部12、36平行设置，由此使得，摩擦面50、52也与摩擦环10的支承芯部12以及它的内表面和外表面14、16平行地延伸。
[0039]所述三个摩擦副的构成因此由以下配对形成:
[0040]1.摩擦面22和耦合体24上的对应面25
[0041]2.摩擦面50和摩擦环10的外表面16
[0042]3.摩擦面52和外同步环34的内面
[0043]中间环32的摩擦面50、52整面地贴合在外同步环34或摩擦环10的支承芯部12上。
[0044]在纵向剖视图中构造成楔形的第三摩擦衬片18确保了，相对于摩擦环10的旋转轴线D摩擦衬片18的摩擦面22具有大于固定在中间环32上的摩擦衬片42、44的摩擦面50,52的角度β。如上所述，摩擦面50、52与支承芯部36平行地设置，因此也与支承芯部12平行地设置，并因此相对于旋转轴线D具有角度α。
[0045]由于第一摩擦副的定位角与其它两个摩擦副不同，由此实现了，多锥同步装置30的摩擦容量与具有三个平行的、角度a设置的摩擦副的多锥同步装置30相比较小。
[0046]可以针对摩擦 容量的不同要求调整多锥同步装置30，而无需改变多锥同步装置30整体的几何结构。为此仅需通过摩擦衬片18的楔形形状来改变摩擦面22的角度β，这在加工技术上相对各易实现。
[0047]本发明的一个这里没有示出的实施形式涉及一种双锥同步装置。该双锥同步装置没有中间环32，因此外同步环34和耦合体24之间只设有摩擦环10。与图1和2中所示的实施形式不同，这个摩擦环10具有两个摩擦衬片，其中如上面所述的楔形的摩擦衬片18设置在摩擦环10的内表面14上，第二摩擦衬片固定在支承芯部12的外表面16上。固定在外表面16上的第二摩擦衬片具有摩擦面，该摩擦面平行于外表面16延伸。这样实现了一种双锥同步装置，该双锥同步装置的摩擦容量小于常见的双锥同步装置，但大于单相同步
>j-U ρ?α装直。
[0048]本发明的其它实施形式可能涉及摩擦衬片的位置。例如也可以设定，根据本发明的多锥同步装置30具有摩擦环10，所述摩擦环相对于所示的实施形式具有安装在外表面16上的摩擦衬片。在该实施形式中，省去了在多锥同步装置30的所示实施形式中存在于中间环32的内表面38上的摩擦衬片42。
[0049]此外可以考虑，去掉中间环32的外表面40上的摩擦衬片44，相应地在外同步环34的内表面上设置摩擦衬片。
[0050]仅在几个实施例中显示了，存在多种将根据本发明的多锥同步装置30与具有楔形的摩擦衬片的摩擦环10相组合的可能性，以实现对摩擦容量进行希望的微调。
[0051]摩擦衬片44例如可以设计为楔形的摩擦衬片，此时两个摩擦衬片18和42的摩擦面平行设置。摩擦衬片44的材料较厚的区域在直径较大的区域内。
[0052]摩擦衬片可以是金属的或有机材料的摩擦衬片。
【权利要求】
1.一种用于变速器的多锥同步装置(30)的摩擦环(10)，所述摩擦环具有环形的支承芯部(12)和摩擦衬片(18)，所述支承芯部具有内表面(14)和外表面(16)，其中，内表面或外表面(14、16)构成用于固定在其上的摩擦衬片(18)的接触面，所述接触面构造成锥面，摩擦衬片(18 )具有摩擦面(22 )，所述摩擦面用于与对应面接触，摩擦衬片(18 )在纵向剖视图中具有由接触面和摩擦面(22)限定的楔形的横截面。
2.根据权利要求1所述的摩擦环(10)，其特征在于，楔形的摩擦衬片(18)固定在支承芯部(12)的内表面(14)上。
3.根据权利要求1所述的摩擦环(10)，其特征在于，楔形的摩擦衬片(18)以其材料较厚的端部(26)设置在支承芯部(12)的直径较小的区域上。
4.根据权利要求1所述的摩擦环(10)，其特征在于，支承芯部(12)由金属、尤其是由金属板制成。
5.根据权利要求1所述的摩擦环(10)，其特征在于，摩擦衬片是金属的或有机材料的摩擦衬片。
6.根据权利要求1所述的摩擦环(10)，其特征在于，摩擦衬片(18)沿轴向和圆周方向是连续的。
7.根据权利要求1所述的摩擦环(10)，其特征在于，所述内表面(14)和外表面(16)各形成一个锥面。
8.一种用于变速器的多锥同步装置(30)，具有摩擦环(10)，所述摩擦环具有环形的支承芯部(12)和摩擦衬片(18)，所述支承芯部具有内表面(14)和外表面(16)，其中，内表面或外表面(14、16)构成用于固定在其上的摩擦衬片(18)的接触面，所述接触面构造成锥面，其中，摩擦衬片(18)具有摩擦面(22)，所述摩擦面用于与对应面接触，摩擦衬片(18)在纵剖视图中具有由接触面和摩擦 面(22)限定的楔形的横截面，摩擦环(10)是多锥同步装置(30)中的内环。
9.根据权利要求8所述的多锥同步装置(30)，其特征在于，楔形的摩擦衬片(18)固定在支承芯部(12)的内表面(14)上。
10.根据权利要求8所述的多锥同步装置(30)，其特征在于，楔形的摩擦衬片(18)以其材料较厚的端部(26)设置在支承芯部(12)的直径较小的区域上。
11.根据权利要求8所述的多锥同步装置(30)，其特征在于，支承芯部(12)由金属、尤其是由金属板制成。
12.根据权利要求8所述的多锥同步装置(30)，其特征在于，摩擦衬片为金属的或有机材料的摩擦衬片。
13.根据权利要求8所述的多锥同步装置(30)，其特征在于，摩擦衬片(18)沿轴向和圆周方向是连续的。
14.根据权利要求8所述的多锥同步装置(30)，其特征在于，所述内表面(14)和外表面(16)各形成一个锥面。
15.根据权利要求8所述的多锥同步装置(30)，其特征在于，设有带有环形的支承芯部(36)和至少一个摩擦衬片(42、44)的中间环(32)，其中，中间环(32)的所述至少一个摩擦衬片(42、44)具有与中间环(32 )的支承芯部(36 )平行延伸的摩擦面(50、52 )。
16.根据权利要求15所述的多锥同步装置(30)，其特征在于，摩擦环(10)与中间环(32)的支承芯部(12、36)相互平行设置，中间环(32)有两个摩擦衬片(42、44)，其中朝内定向的摩擦衬片(42)与摩擦环(10)的支承芯部(12)相互作用。
17.根据权利要求8所述的多锥同步装置(30)，其特征在于，设有耦合体(24)，所述耦合体在耦合状态下整面地接触摩擦环(10)的摩擦面(22)。
18.根据权利要求8所述的多锥同步装置(30)，其特征在于，相对于摩擦环(10)的旋转轴线(D)，摩擦环(10)的摩擦面(22)具有比配设给与接触面相对的表面(16)的摩擦面(50、52)更大的角度 (β )。
【文档编号】F16D13/66GK103807316SQ201310557280
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】托马斯·伯梅, 约尔格·勒夫勒 申请人:贺尔碧格传动技术控股有限公司