变速箱的同步装置的离合游动套筒及其制造方法 【技术领域】
用于变速箱的同步装置的离合游动套筒，它具有一通过无切屑成型工艺做成的套筒体，该套筒体在其外周上接纳一拨叉，并在其内周上有其走向沿纵向中间轴线的内齿。
背景技术
这类离合游动套筒早就例如从DE3908989C2中知道。它由两个对称的或几乎对称的对半体形成，它们单独地用成形工艺做成并接着通过接缝彼此连在一起。每个对称的对半体此时做有盘形的台肩，它们是圆形的并沿径向从对半体的外圆周突出。在对称的对半体接合以后，台肩的朝向离合游动套筒的横向中间平面的端面与由这些台肩界限的外圆周上的圆柱形表面共同形成拨叉导向。
此离合游动套筒的内周上有齿形结构，在其端面的横截面中看去，其齿沿离合游动套筒的横向中间平面的方向如此收缩，以致在齿的侧面上形成一居中地设置在横向中间平面中的凹座，此在齿的侧面上的凹座保证离合游动套筒和离合器体的爪状齿形结构或齿轮的在接合挡互相进入的齿不会彼此脱开，特别在载荷变化时。在离合游动套筒的内齿结构上，除去在齿的侧面上的凹座外，还可例如在齿上或齿间形成凹座和槽。此外，离合游动套筒的齿的端部经常做有屋顶形斜坡。在凹座中接合有同步装置的制动栓，它通常用一弹簧预载。由此，离合游动套筒在未接合挡被停留在中间位置。在沿离合游动套筒的纵向中间轴线方向对齐的槽中，接纳有例如同步装置的垫板并将其导向。如果离合游动套筒沿轴向移动，以选择变速挡次，则同步环的垫板压靠在离合器体的摩擦锥上。齿的屋顶形斜坡防止离合游动套筒的齿在同步时提前啮合离合器体或换挡轮的齿。如果同步完成，则屋顶形斜坡使齿轻松地啮合。
还有一种离合游动套筒，其中，除了在内周上有齿结构以外，在套筒体的外周上还做出外齿结构。如果离合游动套筒在变速箱中在第一挡和第二挡间处于接合位置，则在所谓的小型传动中，在此齿上啮合有例如倒车挡的可移动的中间轮。
如同已经知道的那样，与切削加工相比，离合游动套筒的制造成本可通过无切屑加工降低。所述的轮廓形状，除了屋顶形斜坡和侧凹外，即凹座和槽在整体的离合游动套筒中并不能按照现有技术水平用普通的无切屑加工做出。这所以不可能的原因是，此凹座的轮廓与例如深冲阳模的轮廓相交或从其突出，因而沿着冲模的脱模方向形成侧凹。
在进行离合游动套筒的普通的无切屑加工时，此侧凹迄今都如此避免，即如同在DE3908989C2的例子中所描述的那样，将离合游动套筒的由两个按单件生产制造的套筒体结合在一起。此两部分的结合平面此时经过凹座的剖分面，因而在例如深冲阴模的脱模方向不产生侧凹。此结合平面在此例子中也相当于离合游动套筒的对称平面，这是因为，套筒的两个被结合的部分是对称地或至少近似对称地形成的。
在US5,701,574中介绍了另一种用于制造这种无切屑地通过变形加工生产的离合游动套筒的方法。US5,701,574所述发明的目的是，摈弃按DE3908989C2由两个烧结坯料通过烧结制造离合游动套筒的无切屑生产。因此，对于US5,701,574所述的离合游动套筒的制造，与按DE3908989C2的离合游动套筒不同，是将仅仅一个坯料在一个工艺方法中通过烧结加工制作的。然后这个坯料在接下来的工艺步骤中通过变形加工(在齿面处镦锻加工侧凹)而成为其最终的结构形状。
有一种离合游动套筒，在其内径上，用于接纳制动栓的凹座和/或用于导向垫板的槽都设置在横向中间平面上，而在横向中间平面与离合游动套筒的端部之间的区域中，则在齿的侧面上做有凹座。也可以在一个齿上，在其侧面同时做有槽或凹座和切口。如果按现有技术DE3908989做出的这一离合游动套筒用普通的无切屑加工制造，则为了避免侧凹，则可设定两个以上的结合平面，并由此用两个以上的单个零件做成套筒体。其缺点为，随着离合游动套筒的单个零件的数目增加，用于制造的工具费用和加工费用也增加。由于套筒零件的接缝，通过接缝间隙产生的尺寸偏差和形状偏差叠加到凹座、切口和槽的现有的尺寸偏差和形状偏差上。这对离合游动套筒的结构精度产生不良的影响。
如果套筒体象US5,701,574所述的那样仅仅由一个烧结坯料制造，或者套筒体不能按照所描述的技术用多个零件结合在一起，则必须在另外的切削加工过程中做出凹座。由此产生了附加的加工费用与操作费用，它们提高了离合游动套筒的制造成本。
按照DE3908989C2，在离合游动套筒的对称的对半体的外周上各自设置一周向的台肩。在这些对称的对半体结合以后，此台肩的彼此朝向的端部和套筒体的由其包围的外表面形成一周向的槽即拨叉导向，在其中接合变速箱的一个拨叉。台肩是挡块，轴向移动通过它由拨叉传至离合游动套筒上。通过对称的对半体的接缝形成的缝隙形成离合游动套筒的横向中间平面，由此也是拨叉导向的横向中间平面。由此，接缝间隙的尺寸偏差与形状偏差叠加至拨叉导向的尺寸偏差与形状偏差上。在此情况下，接缝间隙也对离合游动套筒的精度产生不良的影响。
【发明内容】
因此，本发明的目的为，提供一种前述类型的离合游动套筒和一种用于制造这种离合游动套筒的方法，其在费用低的加工中允许在离合游动套筒上任意布置凹座、切口和槽，并允许在齿的端部任意布置屋顶形斜坡以及离合游动套筒的齿的正面端部之间的侧凹。
为实现上述目的，本发明提供一种用于变速箱的同步装置的离合游动套筒，它具有通过无切屑成形工艺制造的套筒体，它在其外周上接纳一拨叉导向，而在其内周上有沿纵向中间轴线走向的齿，其特征为，所述套筒体是至少与所述齿成一体的、由板条制成的环形结构件。
本发明还提出一种用于制造上述离合游动套筒的方法，其中，首先板条至少单侧进行成型并且至少设有齿，接着将成型的板条弯曲成圆形，并在板条的切割边缘对合在一起，最后将切割边缘彼此连接起来。
套筒体通过一种无切屑的成形工艺由板材做成，并做成整体的结构件。用板材作为原材料制造套筒体或离合游动套筒使之有可能采用简单的切割工具与成形工具。轮廓形状如在齿上的上述内齿结构、凹座、槽、切口和屋顶形斜坡都可以用平的经过矫直的板条或板坯通过例如压制、滚压和轧制做出。与按圆柱形成形的套筒体相反，按照现有技术水平，此时不会在工具的脱模方向产生侧凹。由于这些轮廓要素没有侧凹，并且可以按任意的布置做出，故有可能整体地制造套筒体。由此，去掉了套筒体的两个或更多零件的接缝所用的加工费用和操作费用。由于没有通过接缝间隙产生的附加的形状公差和尺寸公差，故可以以高精度做成轮廓元素还有离合游动套筒。消除了有缺点的切削加工过程。
用板材制造零件的优点为，单个的方法如切断、成型、变形都可以合并在一个生产点或生产线上。用这种方式，缩短了生产过程中的加工时间，这是因为，去掉了操作步骤和输送路径和输送时间。这种制造方法特别适合用于制造大量的件数。此优点在制造用板材做的套筒体时可充分发挥。套筒体的初始形状此时为一成型的板条。成型包括所有元素如内齿及其槽、凹座、切口和屋顶形斜坡。板条可例如从一无端的带材切成具有一个与套筒体的圆周对应的长度。套筒体的最终的圆柱形由此板条形成，即将其弯曲成圆形，将其切割边缘集中在一起并在该处予以连接。规定焊接作为优选的连接。
在按照本发明的离合游动套筒中，在套筒体的外圆周上的拨叉导向通过一与套筒体整体地形成的台肩或通过至少一个在此外圆周上布置的环形成。在需要有尽可能少的材料费用和加工费用的有利的方案中，套筒体与拨叉导向做成一体。此时，拨叉导向由一个盘形的、围绕的并且沿径向从套筒体的外圆周突出的台肩组成。为了可将变速箱的拨叉的轴向移动传至离合游动套筒上，拨叉的端部与拨叉导向接合。有这种结构的离合游动套筒有这样的优点，即台肩可与内齿和在其上的成型元素一起无切屑地在该板材上做出。
优选地，套筒体与拨叉导向作为单独的零件做出并且最后彼此固定。如此构形的离合游动套筒的优点为，在生产不同的离合游动套筒时，有可能多次应用单独的零件。对此，不同套筒体的外径和拨叉导向的不同环的内径彼此配合并以其直径标准化。例如，如果两个离合游动套筒只是其内齿的结构不同，则可以只制造不同的套筒体。此时，套筒体用板材做成或作为无切屑加工而成的实心件形成。但是，拨叉导向的环在两种情况下则是一样的。如果套筒体在其结构上是相同的，则只要重新制造拨叉导向的环，或是将同样结构的环按其在外径上的布置作不同的组合。
拨叉导向可用一个单独的环组成，该环固定在套筒体的外圆周上。拨叉在此方案中与拨叉导向接合。有利地，拨叉导向由一套筒体和两个固定在其外周上的环组成。这种离合游动套筒可采用同样结构的环。对于具有由两个环形成的拨叉导向的离合游动套筒，有其它的组合可能性。它可以对一个离合游动套筒采用不同结构的环，并且和/或对不同的离合游动套筒将环用不同的距离彼此固定。
根据无切削成形的离合游动套筒的另一种有利的构形，拨叉导向的环用无切削成形工艺做成。当环由棒材或板条制成时，环可以成本特别低地和用最少的材料制造。这种环的一种可能的结构是：环有一U形横截面，其支腿沿径向朝外。为了制造此环，可以采用与制造套筒体相似或相同的方法。在变速箱中，拨叉接合在此环的两条腿之间，并在该处被导向。此方案的优点是这样得出的，即只有一个环固定在套筒体的外圆周上，但是拨叉的导向的实现则同具有两个环的离合游动套筒一样。由此去掉了用于固定第二个环的操作费用和安装费用。
拨叉导向的环可通过焊接或热压配合(Aufschrumpf)固定在套筒体的外圆周上。在一种变型方案中，例如拨叉导向的环，它用热压配合(Schrumpfsitz)固定在套筒体上，可附加地保证抵抗轴向移动力。在拨叉导向的环的内径上有一周向的内槽，而在套筒体的外周上则有一沿周向朝外突出的具有高度H的台肩。为了热压配合在套筒体上，环被加热并膨胀。其内径随着热膨胀而加大。朝外突出的台肩的高度H与环的热膨胀相配，也就是说，朝外突出的台肩的最大高度应当如此，即热的环在其安装时能越过它移动。环在其安装时越过朝外突出的台肩移动并定位。在环冷却和收缩时，环包围并抓住朝外突出的台肩。由此，除去热压配合外，环还附加地固定在其位置上。
在本发明的另一种构形中，在拨叉导向的环的内径上做出一向内突出的台肩。当将拨叉导向的环通过热压配合固定在套筒体上时，此台肩将被在套筒体的外径上的周向外槽包围并抓住。此时，在环的内径上的台肩的高度HI要如此构成，以使用于其安装的热环可在套筒体的外径上移动。
按本发明的一个套筒体，在其外圆周上做出一止挡，拨叉导向的环在该止挡上对齐。采用这种结构的套筒体可使拨叉导向的环在套筒体上的安装容易。
套筒体的内齿可做有对称地或不对称地形成的屋顶形斜坡，它特别在具有制动齿的同步装置的离合游动套筒中使用。
对于具有外齿的离合游动套筒，规定了本发明的另一种结构，该外齿或是做在拨叉导向的环上，或是做在套筒体的外圆周上。外齿最好通过无切屑的成形工艺做出。也可以设想，具有外齿的环用冲压制造。
【附图说明】
下面根据几个实施例说明本发明。在图中：
图1示出了通过本发明的离合游动套筒的纵向剖面，此时，套筒体在其外圆周上接纳有通过两个盘形成的拨叉导向；
图2示出了沿图1的II-II线的剖面的齿的放大图；
图3示出了图1的离合游动套筒的侧视图的一部分，它具有通过一个齿的局部剖面；
图4示出了用纵向剖面表示的本发明的整体式离合游动套筒；
图5示出了用纵向剖面表示的本发明的离合游动套筒，它具有一用单独的环制造的拨叉导向；
图6示出了用剖面表示的本发明的离合游动套筒，它具有一用U形环制造的拨叉导向，该环的内槽包围套筒体的外台肩；
图7示出了用剖面表示的本发明的离合游动套筒，它具有一用U形环制造的拨叉导向，该环的向内的台肩包围并抓住套筒的外槽；
图8示出了用剖面表示的本发明的离合游动套筒，它具有一用两个环制成的拨叉导向，此时，在一个环上做有外齿；
图9示出了用剖面表示的本发明的离合游动套筒，在其套筒体上做有外齿。
【具体实施方式】
在图1中用1代表一离合游动套筒，它由一套筒体2和两个环3组成，该套筒体用板材通过无切屑成形加工制成，环例如具有矩形横截面。在套筒体2的外周上设置一做成径向肩环的挡块4。作为例子，此挡块4在图1中是按整圈的而且不断开地示出的。套筒体2在其内径上有内齿5。台肩4与内齿5都是直接做在套筒体2上的。环3设置成彼此平行并对称于套筒体2的横向中间平面，它们与挡块4对齐并在此例子中通过压配合固定在其位置上。环3的朝向离合游动套筒的横向中间平面的端面和挡块4的外表面形成拨叉导向。
在图1和图2中示出切口6，它们在齿5a和7的齿廓上用无切屑成型工艺做出。图示出切开的齿5a的图2用于示出切口6的屋顶形斜坡20和侧凹的轮廓。内齿5的个别齿7有槽8。该沿齿的纵向取向的槽8用于接纳图中未示出的同步装置的垫板。在图3中，用一个将图1转过90°的视图示出了通过具有槽8的齿7的局部剖面。
图4示出了一离合游动套筒9，它整体地由套筒体2形成，具有内齿5和一台肩10。台肩10设置在离合游动套筒的横向中间平面上，并以其外表面、端面和套筒体2的外表面形成拨叉导向。
离合游动套筒的另一例子示于图5中。离合游离套筒11做成剖分式。在具有齿5和挡块13的整体的套筒体2上固定有单独的环12。单个的环在套筒体2上的固定在此例子中通过热压配合进行。作为例子，在此图中用矩形横截面表示的环12在其安装在套筒体2上时在挡块13上定位并对齐。
图6的离合游离套筒14由一具有内齿5的套筒体2和一环15组成。在内齿5上做有切口6，并在这些齿5的一个齿上做出一个凹座19。在此凹座19上接合一在图中未示出的同步装置的制动栓。环15做成从横截面看去为U形。环15的两条腿16此时沿径向朝外。腿16的朝向离合游动套筒的横向中间平面的端面和环15的由其限制的外表面共同形成拨叉导向。在环15的内周上的槽18包围并抓住与套筒体2一体地形成的并朝外的台肩17。
图7示出了一离合游动套筒24，它在构形上基本与离合游动套筒14相当。不过在其外周上坐落一具有U形横截面的环21，该环在其内径上做有一向内的台肩。此台肩23被一外槽22包围并抓住，该外槽在套筒体2的外径上沿周向分布。
在图8中用25代表一离合游动套筒，在其外周上固定一环3和另一具有外齿的环26。
图9示出一离合游动套筒28，在其套筒体27上做有外齿29。