阅读说明：本技术 具有冷弯成型外环和压纹坡道轮廓的坡道致动器和角接触滚珠轴承单元，以及用于制造出坡道盘的方法 (Ramp actuator and angular contact ball bearing unit with cold-formed outer ring and embossed ramp profile, and method for producing a ramp disk ) 是由 克里斯蒂安·维尔施 安德烈亚斯·诺伊德克 安德烈亚斯·海因茨 于 2019-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于机动车辆变速器或机动车辆离合器的坡道致动器(1),其具有可枢转的坡道盘(2),所述坡道盘在第一端面(5)上具有经配备用于滚动体的滚动的至少一个坡道(4),且在与其相间隔处具有用于滚动轴承(8)的轴承滚动体(7)的滚道(6),所述滚动轴承配备为吸收径向和轴向力；以及具有可以固定在轴上的轴承环(9),其中一方面,所述坡道盘(2)的轴向宽度(17)相对于其支撑件高度(18)的比值在2.9和4.1之间；并且另一方面,所述坡道盘(2)的所述坡道(4)的坡道半径(19)相对于所述坡道盘(2)的所述支撑件高度(18)的比值在0.7和1.3之间。本发明还涉及一种制造出用于这种坡道致动器(1)的坡道盘(2)的方法,其中所述坡道盘(2)优选地具有如上所述的比值,并且拉伸、镦粗锻造和压纹的步骤优选地以此顺序执行。本发明还涉及一种制造出尽可能用于此类型的坡道致动器(1)的坡道盘(2)的方法,其中所述坡道盘(2)的最小径向和/或轴向壁厚大于其用于所述坡道盘(2)的起始材料例如圆坯(29)的厚度。(The invention relates to a ramp actuator (1) for a motor vehicle transmission or motor vehicle clutch, having a pivotable ramp disk (2) which, on a first end face (5), has at least one ramp (4) provided for the rolling of rolling bodies and, at a distance therefrom, has a raceway (6) for bearing rolling bodies (7) of a rolling bearing (8) which is provided to absorb radial and axial forces; and a bearing ring (9) that can be fixed to the shaft, wherein, on the one hand, the ratio of the axial width (17) of the ramp disk (2) to the height (18) of its support is between 2.9 and 4.1; and, on the other hand, the ratio of the ramp radius (19) of the ramp (4) of the ramp disk (2) relative to the support height (18) of the ramp disk (2) is between 0.7 and 1.3. The invention also relates to a method of manufacturing a ramp disk (2) for such a ramp actuator (1), wherein the ramp disk (2) preferably has a ratio as described above, and the steps of drawing, upsetting forging and embossing are preferably performed in this order. The invention also relates to a method for producing a ramp disk (2) which is as far as possible used for a ramp actuator (1) of this type, wherein the smallest radial and/or axial wall thickness of the ramp disk (2) is greater than the thickness of its starting material, for example a round blank (29), for the ramp disk (2).)

具有冷弯成型外环和压纹坡道轮廓的坡道致动器和角接触滚 珠轴承单元，以及用于制造出坡道盘的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆变速器或机动车辆离合器的坡道致动器，其具有可枢转的坡道盘/可枢转的坡道环，该坡道盘/坡道环还可称为枢转致动器盘并且具有可选的例如外齿元件，该坡道盘/坡道环在第一端面上具有经配备用于滚动体(诸如，滚珠)的滚动的至少一个坡道，且在距其一定距离处具有用于滚动轴承的轴承滚动体的滚道，该滚动轴承配备为接收径向和轴向力；以及具有可固定于轴上的轴承环，其设计为例如轴承内环，并且该轴承环还特别地具有用于轴承滚动体的滚道。

背景技术

从现有技术已经公知用于机动车辆的离合器布置。例如，WO 2018/099642 A1公开了一种用于机动车辆的离合器装置，其包括摩擦离合器和用于致动摩擦离合器的致动器单元，其中致动器单元具有坡道机构，该坡道机构具有固定的第一坡道盘和可相对于第一坡道盘移动的第二坡道盘。存在具有用于润滑摩擦离合器的冷却剂的冷却剂容器，该冷却剂容器在测地学上相对于摩擦离合器的中心轴线布置在该中心轴线上方。还存在用于控制冷却剂从冷却剂容器流至摩擦离合器中的计量单元，该计量单元部分地形成在第一坡道盘之上/之中并且在测地学上相对于摩擦离合器的中心轴线布置在该中心轴线下方。

从DE 10 2005 051 500 B3还公知一般性的现有技术。其公开了一种用于测量摩擦离合器上的力的布置，特别是在机动车辆的传动系中。该布置包括外板托架，外板保持在该外板托架上以进行联合旋转并且得以沿着纵向轴线“A”轴向地位移。存在内板托架，内板保持在该内板托架上以进行联合旋转并且得以沿着纵向轴线“A”轴向地位移。外板和内板以交替的方式轴向布置并且共同组成板组(plate stack)。此外，外板托架经安装以便可关于纵向轴线“A”相对于壳体旋转至有限的程度并且具有至少一个用于旋转支撑的凸轮。还存在用于力值测量的装置，其通过以下方式布置在壳体中：当摩擦离合器被致动时，至少一个凸轮在有效方向上作用于所述装置上，该有效方向横向于纵向轴线延伸一定距离。早期公开还涉及一种具有这种用于力值测量的布置的变速器布置。通常地，在坡道盘的坡道上滚动的滚动体作用于静止的(即，不旋转的)致动器盘，该致动器盘执行致动运动。本发明还涉及这种组合，相应的静止致动器盘集成于其中。

在一些应用中，以往的坡道致动器已经遇到热处理的问题。特别地，由于烧结的坡道盘/致动器盘，因壁厚变化的增加造成了这些问题。

通常地，还使用两件式变体装置，单列角接触滚珠轴承利用烧结的致动器盘安装在其中。遗憾的是，还存在附加公差链，这意味着必须考虑另一公差状况。在第一步中，角接触滚珠轴承与致动器盘的组合作为一件式部件已经证明是有益的。遗憾的是，这在当前需要大体积的设计，而由于上述原因，其在其他方面是不可取的。

然而，现在旨在避免或至少减轻现有技术的缺点。特别地，欲要防止由于壁厚方面大的变化而使单个致动器盘的硬度不均衡。还要排除致动器盘和角接触滚珠轴承之间的附加公差。另外，还要抑制致动器盘和角接触滚珠轴承之间的相对运动并且防止增加磨损。欲要避免以往由于连接件造成的空间方面的高需求。应该可能淘汰致动器盘中角接触滚珠轴承的预装配。此外，旨在避免致动器盘和角接触滚珠轴承外环的常见机加工组合在材料方面的高损失。以往不得不彻底硬化致动器盘和角接触滚珠轴承外环的机加工组合需要很长的硬化时间，这也要予以避免。基本上，欲要避免坡道轮廓的机加工生产所涉及的长久耗时和高成本。不再切断材料纤维以增加强度。

发明内容

总之，结果是，生产出调整单元从而不再使用太多材料/不再是体积庞大的以及不再是机加工的，该调整单元包括滚动轴承和具有坡道机构的坡道致动器，包括枢转致动器盘/坡道盘以及静止致动器盘。然而，应该吸收高负荷。

根据本发明在所述类型设备中实现的是：一方面，坡道盘的轴向宽度相对于其支撑件高度的比值在2.9和4.1之间，优选为3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9或4.0，并且在另一方面，坡道盘的坡道的坡道半径相对于坡道盘的支撑件高度的比值在0.7和1.3之间，优选为0.8、0.9、1.0、1.1或1.2。

换句话说，使用钣金材料以能够生产调整单元。在所提出的解决方案中，纹理未遭到破坏并且沿着部件的外轮廓在相反端面的方向上从坡道盘的端面延伸，该坡道盘具有坡道轮廓。纹理接近端面的径向内缘，该端面以针对性方式具有坡道轮廓。

避免体积庞大的坡道盘，如从DE 10 2005 051 500 B3所公知的。然而，可以使用三个或五个具有/不具有轴向滚珠保持架的滚珠。还安装了静止致动器盘。枢转致动器盘(即可枢转的坡道盘)以如下方式安装：也就是该枢转致动器盘使用静止致动器盘对多板离合器的板组的板进行致动。由于有齿的致动器盘/坡道盘相对于静止致动器盘的相对旋转运动，滚珠沿着坡道几何结构滚动，导致从斜坡坡度轴向移位。此轴向移位驱动板组，其可以用于变速器中的图切换状态。

坡道盘因此具有双功能，也就是具有用于滚珠延行的坡道并且提供用于接触角接触滚珠轴承的滚动体的滚道。因此，可以实施用于多盘离合器的释放系统的调整单元(例如，通过(差速)驱动器，其在一侧上具有静止离合器盘并且在另一侧上具有致动元件)。坡道轮廓为压纹的，这已经证明是有用的。

从属权利要求要求保护有利实施例且在下面对其进行解释。

有利的是，一方面，球状轴承滚动体的直径相对于轴承环的肩高的比值为≥3:2但<10、7.5或5，并且另一方面，轴承环在轴承滚动体的顶点处的壁厚相对于轴承环的肩高在0.2和0.6之间，优选地为0.3、0.4或0.5±0.05。

另外，有利示例性实施例的特征在于将坡道环设计为无需切削生产的钣金件。然后可以执行削片操作，其意味着纹理保持不间断，并且在操作期间，负荷可以更高。

对滚动轴承进行设计并且将其安装为角接触滚珠轴承或倾斜的滚珠轴承，这是有用的。用这种方法，可以通过廉价的标准部件形成耐用的子组件。

若在坡道盘的端面圆周上方存在三个具有凹轮廓的段状定界坡道，则可以优化力的应用并且可以避免倾斜。所得结果是良好的功能性。

另外，有利实施例的特征在于坡道盘的端面设置有凸缘，该凸缘具有至少一个径向伸出的突起部和/或均匀分布(从圆周上看)且相同的端面凹槽。由于形状配合，借由电机的电动枢转从而可以带来高效。还可以巧妙地提供润滑剂。

本发明还涉及一种生产用于坡道致动器的坡道盘的方法，该坡道盘优选地具有：坡道盘的轴向宽度相对于其支撑件高度的在2.9和4.1之间的比值，坡道盘的坡道的坡道半径相对于坡道盘的支撑件高度的在0.7至1.3之间的比值，以及拉伸、镦粗锻造和压纹的步骤优选地以此顺序执行。

本发明还涉及一种生产用于坡道致动器的坡道盘的方法的进一步发展，特别是具有拉伸、镦粗锻造和压纹的步骤，其中其他步骤或附加步骤可以代替这些步骤呈现，并且上述比值存在或被修改，其中坡道盘的最小径向和/或轴向壁厚大于其起始材料(诸如，圆坯)的厚度。

有利的是在拉伸和镦粗锻造之间对坡道盘进行修整和/或穿孔。

还有利的是，坡道表面和滚道之间的距离在最薄点处大于用于坡道盘的起始材料的厚度，该滚道在用于角接触滚珠轴承的滚珠的坡道盘内侧。

在避免使用连接件的同时，现在公开致动器盘与坡道轮廓和单列角接触滚珠轴承的(轴承)外环的组合。此一件式变体装置因此能够使操作和组装更加容易。实现了减少安装空间并且减轻重量的紧凑设计。(轴承)外环是非切削成形的，特别是使用用于滚珠轴承滚道的肩部的冷弯成型/深拉伸。可以对轴承滚道进行预压纹然后借由机加工(例如，使用磨削和/或珩磨步骤)来重做该轴承滚道。16MnCr5已经证明是优选的材料。所需要的表面硬度借由表层硬化(case hardening)来实现。表层硬化还适用于冷弯成型。归因于成形工艺，由于避免切削穿透材料纤维，所得结果是更高的强度。

借由深拉伸从圆坯预先确定形状。坡道几何结构借由压纹来制造并且涉及所需要的准确性和表面质量。如果需要，对轴承滚道进行预压纹然后再机加工。滚珠环和内环尽可能作为标准部件。可取的是借由杠杆或借由径向布置的凹槽来避免旋转。还可取的是经由径向布置的凹槽来供油。换言之，如今，让调整单元不再庞大笨重而且不具有太多材料是可行的。由于成本原因不使用机加工工艺。调整单元由钣金部件组成，该钣金部件在使用中应对高负荷。

附图说明

借助于附图，在下文进一步解释了本发明。在此工艺中，示出了不同的实施例。在附图中：

图1示出了在部分分段再生产中根据本发明的坡道致动器的第一实施例的透视图；

图2示出了来自图1的实施例的唯一可枢转坡道盘的透视图；

图3示出了来自图2的坡道盘的另一透视图；

图4示出了根据本发明的另一个坡道致动器的另一透视图；

图5示出了穿过单列角接触滚珠轴承和如图4中所示的用于坡道致动器的特别示例性实施例的坡道盘的纵切面；

图6示出了坡道盘的端面的正视图，该坡道盘具有三个均匀分布的坡道以及滚动轴承，该滚动轴承设计为位于坡道盘后方的单列角接触滚珠轴承；

图7示出了穿过坡道致动器以及图4至图6的纵切面；

图8至图11示出了根据在图4至图7中的代表类型的坡道致动器的另一实施例；以及

图12至图14示出了用于制造出坡道盘的工艺顺序。

附图在本质上仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同元件具有相同附图标记。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的坡道致动器1的第一示例性实施例。坡道致动器1具有可枢转的坡道盘2。坡道盘2还可以称为可枢转的坡道环或枢转致动器盘。在图10的预期中，参照了设计为用于联接电机的齿或突起部的齿段3。

回到图1，应该注意在第一端面5或第一端面上的坡道4的存在。准确地说，存在三个具有凹表面的段状坡道4，该凹表面用于接纳一个或多个滚珠，例如，两个、三个、四个或五个滚珠。未示出这些滚珠。

在距其一定距离处存在滚道6，其上的轴承滚动体7具有滚动轴承8，该滚动轴承配备为接收径向和轴向力。滚动轴承8还具有轴承环9，也就是轴承内环10，该轴承环经配备用于安装/固定在轴上。未示出所述轴。坡道盘2因此表示滚动轴承8的轴承外环。保持架11可以设置为将轴承滚动体7保持在位。

在图2和图3中可以清楚地看到，坡道盘2因此具有凸缘/凸缘区域12以及套筒/套筒区域13。凸缘12设置了具有坡道4的第一端面5，而套筒13设置了用于滚动轴承8的轴承滚动体7的滚道6。

在图4中，特别地，在坡道盘2的凸缘12的外侧上可以看到在径向方向上突出的均匀分布的凹陷部14的存在。尽管这样，根据图8实施例的坡道盘2的实施例中存在根本上不同设计的凹陷部14，这些凹陷部设计为导油槽15并且呈通道的样式。在此实施例中，存在径向伸出的突起部16，其最终设置了齿段3。

回到图4的实施例，还要注意图5至图7。坡道盘2的轴向宽度设置有附图标记17。支撑件高度设置有附图标记18。坡道半径与附图标记19相同。坡道盘的肩高设置有附图标记20。球形轴承滚动体7的直径设置有附图标记21。轴承环的肩高设置有附图标记22。轴承环在轴承滚动体7的顶点处的壁厚设置有附图标记23。坡道盘在轴承滚动体的顶点处的壁厚设置有附图标记24。壁厚24借由用于相应滚珠的坡道4上的滚道的凹表面和用于轴承滚动体7的坡道盘2的径向内侧上的滚道之间的最小距离确定。

滚动轴承8为在35°±4°处倾斜的单列角接触滚珠轴承。然而，原则上，压力角大于或小于35°也是可能的。

图8至图11的示例性实施例与图4至图7的示例性实施例高度相似并且特别是在导油槽15或凹陷部14以及突起部16的设计中不相同。

支撑件高度、轴向宽度和肩高是常规的并且如上所述定义。应该注意的是，在穿过端面5的平面和后侧25上的平面之间测量坡道盘2的支撑件高度18，而在穿过第一端面5的平面和穿过相反端面26的平面之间产生坡道盘2的轴向宽度17。特别参见图9。坡道盘2在轴承滚动体7的顶点处的壁厚24以这样的方式定向：其垂直于坡道盘2的坡道半径19的区域中的凹表面。

轴承环9的肩高22由轴承环9的径向外侧上的平面和穿过轴承环滚道27中轴承滚动体7的顶点的同样同心的参考平面之间的距离而产生。接触线以附图标记28进行参照。其同时倾斜于在径向和轴向上定向的轴。其具有与径向确定的轴的倾角35°±4°。

可以通过图12、13和14的顺序衍生出根据本发明的制造方法，其中杯状部30由圆坯29借由多个成形步骤形成，特别是拉伸步骤，然后该杯状部借由镦粗锻造和压纹而形成为坡道盘2。重要的是，用于轴承滚动体7的滚道可以在坡道压纹前或后借由压纹工艺引入。

附图标记说明

1 坡道致动器

2 坡道盘/坡道环

3 齿段

4 坡道

5 坡道盘的第一端面

6 滚道

7 轴承滚动体

8 滚动轴承

9 轴承环

10 轴承内环

11 保持架

12 凸缘

13 套筒

14 凹陷部

15 导油槽

16 突起部

17 坡道盘的轴向宽度

18 坡道盘的支撑件高度

19 坡道盘的坡道半径

20 坡道盘的肩高

21 球形轴承滚动体的直径

22 轴承环的肩高

23 轴承环在轴承滚动体的顶点处的壁厚

24 坡道盘在轴承滚动体的顶点处的壁厚

25 后侧

26 坡道盘的第二端面

27 轴承环滚道

28 接触线

29 圆坯

30 杯状部。