[发明专利]用于换挡变速器的同步单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于换挡变速器的同步单元，该换挡变速器包括至少一个围绕一个轴线可旋转的轴和至少一个坐置于该轴上的具有离合器体的第一惰轮，离合器体具有锥形的摩擦面。

背景技术

由DE 696 17 821 T2已知用于变速器的同步装置或者同步单元，它包括轮毂，如果同步单元在变速器中使用，则所述轮毂无相对转动地坐置于变速器的轴上。相对于轮毂有限旋转的同步环具有止挡凸块和锥形摩擦面，该摩擦面能够轴向压靠在变速器惰轮的离合器体的轴向摩擦面上。同步单元还具有滑移套筒，该滑移套筒轴向滑移地并且无相对转动地与轮毂连接。在滑移套筒的内圆周面上设有斜坡形式的接触面和齿结构。齿结构在轴与惰轮的成功同步以后与离合器体的齿轮形成形状锁合，由此使轴与惰轮在旋转方向上固定地相互连接。由此在换挡变速器中挂上配置给惰轮的档位。

在轮毂中设置第一杠杆，它具有杠杆尾端和杠杆头端。杠杆头端靠置在滑移套筒的斜坡上，其中，这样设计斜坡或杠杆头端的斜率，使得作用于滑移套筒上的、在第一轴向上起作用的力在轴向上以及在径向上顶压杠杆头端。由于轴向地顶压杠杆头端，杠杆被压靠到同步环上，该同步环通过其摩擦面又支承在离合器体的锥形摩擦面上。由此，只要同步环与离合器体的转速还不同步，就有摩擦力矩作用于同步环上。这个摩擦力矩使同步环相对于轮毂旋转。在此同步环通过其止挡凸块与杠杆尾端贴靠。如果摩擦力矩大于通过杠杆尾端压力作用于止挡凸块上的转矩，则杠杆并通过作用链杠杆头端-斜坡使滑移套筒不继续运动。这个转矩可以称为杠杆-解锁力矩。

只有当由于实现同步的摩擦力矩为零时，同步环才能抵抗不再存在的摩擦力矩旋转，由此使止挡凸块避开杠杆尾端的压力。由此使杠杆头端径向向内顶压，因此杠杆头端不再妨碍滑移套筒的继续轴向移动并由此不再妨碍滑移套筒的齿结构与离合器体的齿轮的形状锁合的接合。在这种情况下杠杆-解锁力矩大于摩擦力矩，取消开始时有意的同步联锁。

但是在高转速时在杠杆上作用大的离心力，所述离心力在径向向内顶压杠杆头端时同样必需被克服。这最终导致与转速有关的换挡力（对应于作用在滑移套筒上的轴向力），这尤其在手动操纵式换挡变速器的情况下难以换挡。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一个上述形式的同步单元，它能够方便且舒适地换挡。

本发明的目的通过具有权利要求1的特征组合实现。在从属权利要求中给出优选的实施例。

按照权利要求1，与上述同步单元的主要差别在于，所述同步环具有联锁齿结构，其中，在同步环的联锁位置中，所述滑移套筒的齿结构与联锁齿结构靠触。由此除了上述的杠杆-解锁力矩以外还产生另一转矩，该另一力矩同样与摩擦力矩相反并且可以称为齿结构-解锁力矩。在此联锁位置涉及在同步环圆周方向上的位置，因此它也包括这种情况，即，同步环靠置在杠杆尾端上，但是滑移套筒的齿结构还未靠置在联锁齿结构上。

按照本发明规定，所述同步环至少在同步的宽范围上且优选在整个同步上（建立摩擦力矩直到紧接着减小到零）仅仅通过其止挡凸块只支承在杠杆尾端上和/或通过其联锁齿结构支承在滑移套筒的齿结构上。因此可以忽略联锁凸轮例如在轮毂的固定止挡上的支承。

只要所述同步环的联锁齿结构和滑移套筒的齿结构在（预）同步时还未啮合，则同步环在圆周方向上的支撑就通过杠杆或杠杆尾端进行。由于滑移套筒和杠杆头端接触面的设计，在滑移套筒轴向移动时杠杆也径向上向内顶压。由此改变杠杆尾端的位置，该位置起到用于同步环的止挡凸块的单个止挡的作用。因此联锁位置（同步环在圆周方向上的位置）不是恒定的，而是变化的。但是要注意，通过杠杆的径向运动引起的变化在圆周方向上这样设计，使得同步环的联锁齿结构与滑移套筒的齿结构靠触并且需要同步环从联锁位置转出来，由此使滑移套筒的齿结构的各个齿可以轴向在联锁齿结构旁边滑动。这意味着，所述同步环在圆周方向上至少在同步的结束状态也总是支承在滑移套筒的齿结构上。由此，所述“联锁位置”不是在圆周方向上精确和不可变化的位置，而是圆周位置的小的角度范围，同步环分别与杠杆尾端接触地通过圆周位置，直到滑移套筒的齿结构与同步环的齿结构接触。这个角度范围可以小于3°、2°或1°（全圆360°）。

如果同步单元设计成具有联锁功能的同步，只有在失去摩擦力矩时由于同步环与离合器体的转速完全匹配，合成的解锁力矩使同步环从联锁位置转出来。

同步环与离合器体的摩擦面最好锥形地构成并且形成摩擦副。但是可以通过具有多于只一个摩擦副的中间连接的摩擦环形成。