DE10163828A1

DE10163828A1 - Synchronisiervorrichtung für Getriebe, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE10163828A1
Application number: DE2001163828
Authority: DE
Inventors: Josef Schwuger
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2001-12-22
Filing date: 2001-12-22
Publication date: 2003-07-03
Also published as: WO2003056200A1; EP1456549A1; AU2002358628A1; BR0207468A

Abstract

Synchronisiervorrichtung für Getriebe, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Kupplungskörper, der eine Kupplungsscheibe (1) und einen Konusring (2) mit zumindest einer Reibfläche (4) aufweist und mit einem Synchronaußenring (6) mit einer Gegenreibfläche (7), wobei der Kupplungskörper und der Synchronaußenring (6) mit je einem der zu synchronisierenden Bauteile drehfest verbunden ist und wobei die Kupplungsscheibe (1) aus Stahl und die Reibfläche (4) des Konusrings (2) aus Messing hergestellt sind.

Description

Gebiet der Erfindung

Synchronisiervorrichtung für Getriebe, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Kupplungskörper, der eine Kupplungsscheibe und einen Konusring mit zumindest einer Reibfläche aufweist, und mit einem Synchronaußenring mit einer Gegenreibfläche, wobei der Kupplungskörper und der Synchronaußenring. mit je einem der zu synchronisierenden Bauteile drehfest verbunden ist.

Hintergrund der Erfindung

Es ist bekannt, DE-198 53 894 A1, einen Synchronaußenring aus mehreren Teilen zu fertigen, wobei ein Scheibenkörper und ein Ringkörper, der auf seiner Innenmantelfläche mit einer Reibfläche versehen ist, getrennt hergestellt und aneinander befestigt sind.

Dieses Dokument enthält keine Angaben über die Werkstoffe der Teile des Synchronaußenringes.

Gerade aber die Werkstoffauswahl ist für die Gesamtbetrachtung der Synchronisiervorrichtung von großer Bedeutung.

Es ist weiterhin bekannt, DE-16 52 862 einen Synchronaußenring mittels eines Schmiedeverfahrens herzustellen, bei dem vorgeschlagen wird, zwei Werkstoffteile, die in radialer Richtung umeinander herum angeordnet sind, aneinander zu befestigen. Dabei wird vorgeschlagen, den Außenbereich aus Bronze und den Innenbereich aus einem weichen Stahl zu fertigen. Ein derartiger Synchronaußenring hat den Nachteil, dass dadurch die Verzahnung des Synchronaußenringes aus Bronze hergestellt ist. Gerade aber bei modernen PKW- /LKW-Getrieben werden die Verzahnungskomponenten extremen Belastungen ausgesetzt, weil schnelle Schaltvorgänge, insbesondere bei automatisierten Schaltgetrieben, gefordert sind.

Um konstante Reibwerte über die gesamte Lebensdauer zu gewährleisten, ist es darüber hinaus vorteilhaft, an den Reib- beziehungsweise Gegenreibflächen unterschiedliche Werkstoffpaarungen einzusetzen.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Synchronisiervorrichtung vorzuschlagen, bei der der Verzahnungsbereich des Kupplungskörpers und des Synchronaußenringes aus einem Werkstoff hoher Festigkeit hergestellt sind und bei der weiterhin im Bereich der Reibflächen eine, vorzugsweise unterschiedliche Werkstoffpaarung eingesetzt ist, die einen möglichst konstanten Reibwert über die Gesamtlebensdauer gewährleistet.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Kupplungsscheibe aus Stahl und die Reibfläche des Konusringes aus Messing hergestellt sind. In vorteilhafter Weise ist dann der Synchronaußenring aus Stahl hergestellt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Reibfläche mit dem Konusring und der Konusring mit der Kupplungsscheibe starr miteinander verbunden, so dass sich ein einheitliches Bauteil hoher Festigkeit und hoher Formgenauigkeit ergibt.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann der Konusring vollständig aus Messing hergestellt sein.

Der Konusring und die Kupplungsscheibe können verschiedenartig miteinander verbunden sein. Zum einen ist es möglich, den Konusring mit der Kupplungsscheibe mittels Formschluss aneinander zu befestigen, wobei je nach Formgebung, eine zusätzliche Verprägung einen erhöhten Halt und erhöhte Festigkeit bietet. Es ist aber auch möglich, die aus Messing hergestellte Reibfläche mit dem aus Stahl hergestellten Konusring oder den aus Messing hergestellten Konusring mit der Kupplungsscheibe aus Stahl zu verschweißen.

In vorteilhafter Weise ist die Kupplungsscheibe durch Stanzen und/oder Prägen aus einem mit Messing verschweißbaren Stahlwerkstoff hergestellt. Das Stanzen und/oder Prägen ist eine besonders günstige Herstellungsmöglichkeit für scheibenartige Körper, wobei auch eine hohe Formgenauigkeit erzielt wird. Als Werkstoff für derartigen Stahl kann z. B. 16MnCr5 zur Anwendung kommen.

Der vollständig aus Messing hergestellte Konusring kann aus einem Gussrohling, einem Schmiederohling oder auch aus Messingblech durch Umformen und/oder durch eine spanabhebende Bearbeitung hergestellt werden. Auf diese Weise bietet sich auch für den Konusring ein günstiges Herstellungsverfahren an.

Von wesentlicher Bedeutung ist ferner, dass für die Herstellung der Reibfläche oder für die Herstellung des vollständigen Konusringes eine schweißbare Messinglegierung zur Anwendung kommt, die vorzugsweise 50% bis 70% Kupfer enthält.

Eine gut schweißbare Kupferlegierung besteht aus 55% bis 60% Kupfer, 30% bis 45% Zink, Rest Blei, Aluminium, Mangan, Eisen und Zinn. Entsprechende Legierungsbezeichnungen sind: CuZnAl1; CuZn15; CuZn37; CuZn31Si; CuZn39Pb1Al-C-GM.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Schweißungen der Kupferlegierungen mit dem Stahl mittels eines Widerstandsschweißverfahrens, vorzugsweise mittels Punktschweißen, Pressstumpfschweißen, Rollnahtschweißen, Buckelschweißen, Mittelfrequenz- Widerstandsschweißen oder Kondensator-Impulsschweißen, vorzunehmen.

Bei der Punkt- und Rollnahtschweißung wird der Strom punktförmig beziehungsweise entlang einer Nahtstelle über eine Rolle zugeführt.

Beim Buckelschweißen sind an den zu schweißenden Flächen Erhebungen (Buckel) vorgesehen, über die dann bevorzugt der Strom fließt, so dass die Verschweißung an diesen Stellen beginnt.

Das Mittelfrequenz-Widerstandsschweißen sieht Mittelfrequenzsysteme mit Invertern vor, die eine Zwischenfrequenz von circa 1000 Hertz aufweisen.

Bei dem Kondensator-Impulsschweißen wird über ein Kondensator ein sehr kurzfristig fließender Strom aufgebracht, der ein sehr werkstoffschonendes Schweißen gewährleistet.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Schweißungen nicht nur durch die vorgenannten Schweißverfahren, sondern auch durch Reibschweißen erfolgen können, wobei beim Reibschweißen die Schweißenergie durch Reibung, Druck, Temperatur und Umformung erzeugt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch die ringförmig aufgebaute Synchronisiervorrichtung, bei der die Bauteile in vergrößertem Maßstab dargestellt sind.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

In Fig. 1 ist mit 1 eine Kupplungsscheibe bezeichnet, die nur in ihrem inneren Bereich dargestellt ist. Der äußere Bereich, in dem die Verzahnung angeordnet ist, die ihrerseits über eine Schaltmuffe mit einer Gegenverzahnung kuppelbar ist, ist nicht sichtbar. Die Kupplungsscheibe ist weiterhin, ebenfalls nicht dargestellt, mit einem Zahnrad verbunden, so dass ein Kraftfluss zwischen dem Zahnrad, der Kupplungsscheibe und der Schiebemuffe hergestellt werden kann. Die Kupplungsscheibe ist vorzugsweise aus Stahl, zum Beispiel 16MnCr5, hergestellt. Mit der Kupplungsscheibe 1 fest verbunden ist ein Konusring, der aus einer Messinglegierung hergestellt ist. Wie durch die Schweißnähte 3 symbolisiert wird, ist der Konusring mit der Kupplungsscheibe 1 verschweißt, wobei, abgesehen von einer normalen Schweißnaht, die in der vorliegenden Patentanmeldung beschriebenen Schweißverfahren angewandt werden können.
Mit 4 ist ein Synchronaußenring bezeichnet, der ebenfalls nur teilweise dargestellt ist. Der Synchronaußenring 4 hat ebenfalls eine Verzahnung, die mit der Schiebemuffe in Wirkverbindung gebracht werden kann.
Der Synchronaußenring 4 ist ebenfalls aus einem Stahlwerkstoff hergestellt und weist eine zur äußeren Reibfläche 4 des Konusringes 2 zugeordnete Gegenreibfläche 7 auf. Innerhalb des Konusringes 2 ist ein Synchroninnenring vorgesehen, der mit 8 bezeichnet ist. Der Synchroninnenring 8 hat auf seinem Außenumfang eine zur inneren Reibfläche 5 korrespondierende Reibfläche 9. Dadurch, dass der Synchroninnenring 8 mit dem Synchronaußenring 6 drehfest verbunden ist - Vorsprung 10 am Synchronaußenring 6 und entsprechende Ausnehmung am Synchroninnenring 8 - ergibt sich eine Doppelkonussynchronisiervorrichtung, die eine erhöhte Reibwirkung zur Verfügung stellt. Bezugszeichenliste 1 Kupplungsscheibe
2 Konusring
3 Schweißnaht
4 äußere Reibfläche am Konusring
5 innere Reibfläche am Konusring
6 Synchronaußenring
7 Gegenreibfläche
8 Synchroninnenring
9 korrespondierende Reibfläche am Synchroninnenring
10 Vorsprung

Claims

1. Synchronisiervorrichtung für Getriebe, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Kupplungskörper, der eine Kupplungsscheibe (1) und einen Konusring (2) mit zumindest einer Reibfläche (4) aufweist und mit einem Synchronaußenring (6) mit einer Gegenreibfläche (7), wobei der Kupplungskörper und der Synchronaußenring (6) mit je einem der zu synchronisierenden Bauteile drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (1) aus Stahl und die Reibfläche (4) des Konusrings (2) aus Messing hergestellt sind.

2. Synchronisiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronaußenring (6) aus Stahl hergestellt ist.

3. Synchronisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche (4) mit dem Konusring (2) und der Konusring (2) mit der Kupplungsscheibe (1) starr verbunden sind.

4. Synchronisiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konusring (2) vollständig aus Messing hergestellt ist.

5. Synchronisiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (1) durch Stanzen und/oder Prägen aus einem mit Messing verschweißbaren Stahlwerkstoff hergestellt ist.

6. Synchronisiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vollständig aus Messing hergestellte Konusring (2) aus einem Gussrohling, Schmiederohling oder aus Messingblech durch Umformen oder durch eine spanabhebende Bearbeitung hergestellt ist.

7. Synchronisiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konusring (2) mit der Kupplungsscheibe (1) mittels Formschluss und zusätzlicher Verprägung verbunden ist.

8. Synchronisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche (4 oder 5) aus Messing mit dem aus Stahl hergestellten Konusring (2) oder der Konusring (2) aus Messing mit der Kupplungsscheibe (1) aus Stahl verschweißt sind.

9. Synchronisiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messingwerkstoff eine schweißbare Messinglegierung mit vorzugsweise 50% bis 70% Kupfer ist.

10. Synchronisiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung mittels eines Widerstandsschweißverfahrens, vorzugsweise mittels Punktschweißen, Pressstumpfschweißen, Rollnahtschweißen, Buckelschweißen, Mittelfrequenz- Widerstandschweißen oder Kondensator-Impulsschweißen erfolgt.

11. Synchronisiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung mittels eines Reibschweißverfahrens erfolgt.