DE102006040464A1 - Synchronizing device with steel and brass elements in conjunction with a friction lining - Google Patents

Synchronizing device with steel and brass elements in conjunction with a friction lining Download PDF

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Abstract

Synchronisierungseinrichtung (10) für ein Schaltgetriebe, vorzugsweise für ein manuell schaltbares Zahnräderwechselgetriebe für Fahrzeuge, mit einem Innensynchronring (20) mit einer Außenfläche (21), einem Außensynchronring (30) mit einer Innenfläche (31) und einem konischen Synchronzwischenring (40) mit einer Innenkonusfläche (41) und einer Außenkonusfläche (42), wobei der Innensynchronring (20) ein Messingmaterial und der Außensynchronring (30) ein Stahlmaterial umfasst, wobei zumindest die Innenfläche (31) des Außensynchronringes (30) einen Karbonbelag (32) aufweist. Somit wird eine Synchronisationseinrichtung (10) geschaffen, welche durch eine gezielte Materialwahl der Synchronisationsringe sowie mittels eines geeigneten Reibbelages an wenigstens einem Synchronisationsring eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist und durch gute Notlaufeigenschaften gekennzeichnet ist.Synchronization device (10) for a manual transmission, preferably for a manual shiftable gear change transmission for vehicles, with an inner synchronizer ring (20) having an outer surface (21), an outer synchronizer ring (30) having an inner surface (31) and a conical synchronous intermediate ring (40) with a Inner cone surface (41) and an outer cone surface (42), wherein the inner synchronizer ring (20) comprises a brass material and the outer synchronizer ring (30) comprises a steel material, wherein at least the inner surface (31) of the outer synchronizer ring (30) comprises a carbon liner (32). Thus, a synchronization device (10) is provided, which has a high wear resistance by a specific choice of material of the synchronization rings and by means of a suitable friction lining on at least one synchronization ring and is characterized by good emergency running properties.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Synchronisierungseinrichtung für ein Schaltgetriebe, vorzugsweise für ein manuell schaltbares Zahnräderwechselgetriebe für Fahrzeuge, mit einem Innensynchronring mit einer Außenfläche, einem diesen umgehenden Außensynchronring mit einer Innenfläche und einem dazwischen angeordneten konischen Synchronzwischenring mit einer Innenkonusfläche und einer Außenkonusfläche.The The present invention relates to a synchronization device for a Manual transmission, preferably for a manually shiftable change-speed gearbox for vehicles, with an inner synchronizing ring with an outer surface, an immediate this Outer synchronizer ring with an inner surface and a conical synchronous intermediate ring arranged therebetween an inner cone surface and an outer cone surface.

Synchronisierungseinrichtungen der hier interessierenden Art dienen zum Synchronisieren der Drehzahl einer Motorwelle und einer Antriebswelle in einem Schaltgetriebe, beispielsweise in dem Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges. Die Synchronringe sind dazu vorgesehen, vor einem Schaltvorgang die Drehgeschwindigkeit der Motorwelle an diejenige der Antriebswelle anzupassen. Betreffend die vorgeschlagene Synchronisierungseinrichtung werden drei miteinander arbeitende Synchronringe, nämlich ein Innensynchronring, ein Außensynchronring sowie ein dazwischen angeordneter Synchronzwischenring vorgesehen. Diese Ringe werden derart axial aufeinander zugeführt, dass das Herbeiführen der gewünschten Synchronisation vor einem Schaltvorgang im Abbremsen der jeweiligen Synchronringe erfolgt.synchronizers the type of interest here are used to synchronize the speed a motor shaft and a drive shaft in a manual transmission, for example, in the manual transmission of a motor vehicle. The Synchronizing rings are provided to the rotational speed before a switching operation to adapt the motor shaft to that of the drive shaft. Concerning the proposed synchronizer will be three together working synchronizer rings, namely an inner synchronizer ring, an outer synchronizer ring and a synchronizing intermediate ring arranged therebetween. These rings are fed to each other axially, that the cause the desired Synchronization before a shift in braking the respective Synchronous rings takes place.

Bevorzugte Werkstoffe zur Herstellung von Synchronisierungsringen sind metallische Werkstoffe, welche beispielsweise durch Umformen aus Blech oder als Schmiedekörper hergestellt werden. Die Synchronisierungsringe umfassen kegelstumpfförmige Ringkörper, dessen Oberflächen mit einem reibungs- und/oder verschleißoptimierten Belag beschichtet sein können.preferred Materials for the production of synchronizing rings are metallic Materials which, for example, by forming from sheet metal or as a blacksmith's body getting produced. The synchronization rings comprise frusto-conical annular bodies whose surfaces with a friction and / or wear-optimized Covering can be coated.

Beschichtungen für Außen- und/oder Zwischen- und/oder Innensynchronringe werden beispielsweise mittels eines Flammspritzens oder eines Streusinterns aufgebracht. Ferner sind organische Gelage bekannt, die auf den Synchronisierungsringen aufgebracht werden. Diese können entweder im bereits ausgehärteten Zustand auf den Ringkörper aufgebracht werden, oder werden erst gemeinsam mit dem Ringkörper verbunden und dann in einem anschließenden Fertigungsprozess gehärtet.coatings for outdoor and / or Intermediate and / or inner synchronizing rings are, for example, by means of applied by a flame spraying or a Streusinterns. Further Organic bouts are known that occur on the sync rings be applied. these can either already cured Condition applied to the ring body be, or are first connected together with the ring body and then in a subsequent Hardened manufacturing process.

Aus der DE 20 2005 012 025 U1 ist beispielsweise ein Synchronisierungsring mit einer durch einen reib- und/oder verschleißoptimierten Belag gebildeten Lagerfläche bekannt, wobei die Lagerfläche durch wenigstens zwei, in Drehrichtung der Mantelfläche der Lagerfläche voneinander beabstandete Belagsegmente gebildet ist. Der Belag muss dabei in Umfangsrichtung der Ringe nicht durchgehend ausgebildet sein. Dabei sind die Belagsegmente organische Belagsegmente.From the DE 20 2005 012 025 U1 For example, a synchronizing ring with a bearing surface formed by a friction and / or wear-resistant coating is known, wherein the bearing surface is formed by at least two, in the direction of rotation of the lateral surface of the bearing surface spaced lining segments. The covering must not be formed continuously in the circumferential direction of the rings. The lining segments are organic lining segments.

Aus der DE 34 17 813 C1 ist eine Verwendung von Streusinter-Reibbelägen in Reibkupplungen oder Reibbremsen bekannt. Diese weisen geschmierte, nicht ebene Reibflächen auf. In der 1 ist ein Synchronisierring mit einem dazugehörigen Gleichlaufring offenbart. Die kegelförmige Reibfläche des Synchronisierungsringes und die Reibfläche des Gleichlaufringes weisen einen Abstand zueinander auf, wobei sie sich nicht im Kraftfluss befinden. Der Reibkörper ist in Gestalt eines Streusinterreibbelages angebracht und besitzt einen nicht als Reibfläche verwendeten Bund und ist über eine Ring-Schweißnaht mit dem Basiskörper stoffschlüssig verbunden.From the DE 34 17 813 C1 is a use of grit sintered friction linings in friction clutches or friction brakes known. These have lubricated, not flat friction surfaces. In the 1 is a synchronizing ring with an associated synchronizing ring disclosed. The conical friction surface of the synchronizing ring and the friction surface of the synchronizing ring are at a distance from each other, wherein they are not in the power flow. The friction body is mounted in the form of a litter friction lining and has a collar which is not used as a friction surface and is connected in a material-bonded manner to the base body via a ring weld.

Die EP 0 292 468 B1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Reib- bzw. Gleitkörpers. Gemäß des hierin gewählten Ausführungsbeispiels entspricht der Reibkörper einem Synchronring, welcher auf der Innen- und Außenseite mit einem Streusinterbelag versehen ist. Der Ringkörper ist hierbei als Teil eines Kegelmantels ausgeführt und als Blechpressteil hergestellt. Dabei ist eine Sinterform erforderlich, um den Streusinterbelag auf den Reibkörper aufzubringen. Der Ringkörper entspricht dabei einem Synchronzwischenring, welcher sowohl an der Innenkonusfläche als auch an der Außenkonusfläche den Streusinterbelag aufweist.The EP 0 292 468 B1 discloses a method and apparatus for making a slider. According to the embodiment chosen herein, the friction body corresponds to a synchronizer ring, which is provided on the inside and outside with a stray sintered coating. The ring body is designed here as part of a cone sheath and manufactured as a sheet metal stamping. In this case, a sintering mold is required to apply the stray sintering coating on the friction body. The annular body corresponds to a synchronous intermediate ring, which has both the inner cone surface and on the outer cone surface the stray sintered coating.

Ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines Reibkörpers ist aus der Patentschrift DE 195 48 124 C2 bekannt. Der Reibkörper besteht aus einem Grundkörper, welcher gemäß des hierin offenbarten Ausführungsbeispiels als Synchronring für eine Synchronisierungseinrichtung ausgeführt ist. Der Grundkörper wird durch ein thermisches Spritzen mit einer Kupferlegierung beschichtet, wobei die Kupferlegierung 10-45 Gew.-% mindestens eines Elementes der aus Zinn und Zink gebildeten Gruppe, 2-10 Gew.-%, mindestens eines Elementes der aus Aluminium und Silizium gebildeten Gruppe, 2-6 Gew.-% mindestens eines Elements der aus Eisen, Kobalt und Nickel gebildeten Gruppe, 0,5-3 Gew.-% eines Elements der aus Titan, Zirkon, Chrom, Vanadium und Molybdän gebildeten Gruppe sowie Kupfer als Rest mit zufälligen Verunreinigungen enthält. Die Schichtdicke ist dabei mit 0,1-0,2 mm vorgesehen und wird durch thermisches Spritzen oder durch Prägen nachbehandelt.Another method for producing a friction body is known from the patent DE 195 48 124 C2 known. The friction body consists of a base body, which is designed according to the embodiment disclosed herein as a synchronizer ring for a synchronizer. The base body is coated by a thermal spray with a copper alloy, wherein the copper alloy 10-45 wt .-% of at least one element of the group formed of tin and zinc, 2-10 wt .-%, at least one element of the aluminum and silicon formed Group, 2-6 wt .-% of at least one element of the group formed from iron, cobalt and nickel, 0.5-3 wt .-% of an element of titanium, zirconium, chromium, vanadium and molybdenum formed group and copper as the remainder Contains with random impurities. The layer thickness is provided with 0.1-0.2 mm and is aftertreated by thermal spraying or embossing.

Die bekannten Ausgestaltungen verschiedener Synchronisationssysteme sind lediglich auf eine einzige Materialauswahl beschränkt, so dass der Innensynchronring, der Synchronzwischenring sowie der Außensynchronring aus einem Stahlwerkstoff hergestellt sind. Die Fertigung erfolgt häufig aus einem Blechpressteil, was insbesondere als bevorzugte Fertigungsmöglichkeit des Synchronzwischenringes angewendet wird. Zur Optimierung des Reib- und Ver schleißverhaltens zwischen den einzelnen Ringen ist der Synchronzwischenring mittels verschiedener Beschichtungen versehen. Der Synchronzwischenring umfasst eine Innenkonusfläche und eine Außenkonusfläche, wobei beide Konusflächen als Reibflächen zum Einsatz kommen. Daher wird gemäß des Standes der Technik häufig der Reibbelag in einem Arbeitsgang am Synchronzwischenring sowohl auf der Innenkonusfläche als auch auf der Außenkonusfläche aufgebracht. Der Innensynchronring bildet häufig mit einer axialen Anlauffläche eine Reibpaarung mit einem Schaltrad, wobei die Reibung einen Verschleiß am Innensynchronring verursacht, welcher wünschenswerterweise ebenfalls minimiert werden soll.The known embodiments of various synchronization systems are limited to a single material selection, so that the inner synchronizer ring, the synchronous intermediate ring and the outer synchronizer ring are made of a steel material. The production often takes place from a sheet metal stamping, which is used in particular as a preferred manufacturing possibility of synchronous intermediate ring. To optimize the friction and Wear behavior between the individual rings of synchronous intermediate ring is provided by means of various coatings. The synchronous intermediate ring comprises an inner cone surface and an outer cone surface, wherein both cone surfaces are used as friction surfaces. Therefore, according to the prior art, the friction lining is often applied in one operation to the synchronizer intermediate ring both on the inner cone surface and on the outer cone surface. The inner synchronizer ring often forms a frictional engagement with a ratchet wheel with an axial thrust surface, which friction causes wear on the inner synchronizer ring, which desirably is also desired to be minimized.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Synchronisationseinrichtung zu schaffen, welche durch eine gezielte Materialwahl der Synchronisationsringe sowie mittels eines geeigneten Reibbelages an wenigstens einem Synchronisationsring eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist und durch gute Notlaufeigenschaften gekennzeichnet ist.It is therefore the object of the present invention, a synchronization device to create, which by a specific choice of material of the synchronization rings and by means of a suitable friction lining on at least one synchronization ring a high wear resistance and characterized by good emergency running properties.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Synchronisationseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These The object is based on a synchronization device according to the preamble of Claim 1 solved in conjunction with its characterizing features. advantageous Further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Innensynchronring ein Messingmaterial und der Außensynchronring ein Stahlmaterial umfasst, wobei zumindest die Innenfläche des Außensynchronringes einen Karbonbelag aufweist.The Invention includes the technical teaching that the inner synchronizer ring a brass material and the outer synchronizer ring a steel material, wherein at least the inner surface of the Outer synchronizer ring having a carbon lining.

Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, eine Synchronisierungseinrichtung zu schaffen, welche durch eine gezielte Wahl der Materialien der einzelnen Synchronringe sowie durch eine gezielte Anwendung eines Reibbelages den Wirkungsgrad, die Leistungsfähigkeit, die Verschleißfestigkeit, die Temperaturbeständigkeit oder auch die Notlaufeigenschaften verbessert. Die Auswahl eines Karbonbelags als Reibbelag hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, da ein Karbonbelag den Wirkungsgrad sowie die Leistungsfähigkeit und die Verschleißfestigkeit der Synchronisierungseinrichtung maßgeblich verbessert. Der Karbonbelag wird auf der Innenfläche des Außensynchronringes aufgebracht, so dass die Außenkonusfläche des Synchronzwischenringes mit dem Karbonbelag eine Reibpaarung bildet. Eine Reibpaarung zwischen einem Stahlwerkstoff und einem Karbonbelag erweist sich insbesondere als besonders vorteilhaft, wobei der Karbonbelag als einzelnes Belagelement auf die Innenfläche des Außensynchronringes aufgebracht werden kann. Ebenso ist es möglich, den Karbonbelag direkt auf der Innenfläche des Außensynchronringes aufzubauen. Derartige Karbonbeläge können aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff stehen, der sich durch höchste Verschleißfestigkeit auszeichnet.The The invention is based on the idea of a synchronization device to create, which through a purposeful choice of the materials of the individual Synchronous rings and by a specific application of a friction lining the efficiency, the efficiency, the wear resistance, the temperature resistance or the runflat properties improved. The selection of a Carbon flooring as a friction lining has proven to be particularly advantageous because a carbon coating the efficiency and performance and the wear resistance the synchronization device significantly improved. The carbon lining is on the inner surface of the outer synchronizer ring applied so that the outer cone surface of the Synchronzwischenringes with the carbon lining forms a friction pairing. A Friction pair between a steel material and a carbon lining especially proves to be particularly advantageous, wherein the carbon lining applied as a single covering element on the inner surface of the outer synchronizer ring can be. It is also possible to build up the carbon lining directly on the inner surface of the outer synchronizer ring. such carbon deposits can made of a carbon fiber composite, characterized by maximum wear resistance distinguished.

Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung weist die Außenfläche des Innensynchronringes einen Karbonbelag auf. Damit ist der Reibbelag am jeweiligen Außensynchronring sowie am Innensynchronring angeordnet und reibt gegen die Konusflächen des Synchronzwischenringes. Die Herstellung des Synchronzwischenringes kann sich dadurch auf den Umformprozess und die mögliche Nachbearbeitung der Innenkonusfläche sowie der Außenkonusfläche beschränken, wobei der Synchronzwischenring vorteilhafterweise als Blechpressteil hergestellt ist. Der Außensynchronring umfasst vorteilhafterweise einen Stahlwerkstoff, da dieser auf dem Außenumfang mehrer sogenannte Dachwinkel aufweist. Diese radial sich nach außen erstreckenden Anformungen dienen zur Krafteinleitung in den Außensynchronring, so dass dieser vorteilhafterweise einen Stahlwerkstoff umfassen sollte.According to one another embodiment of the Invention has the outer surface of the Interior synchronous ring on a carbon lining. This is the friction lining on the respective outer synchronizer ring and arranged on the inner synchronizer ring and rubs against the conical surfaces of the Synchronous intermediate ring. The production of the synchronous intermediate ring This can affect the forming process and the possible post-processing the inner cone surface and constrict the outer cone surface, wherein the synchronous intermediate ring advantageously produced as a pressed sheet metal part is. The outer synchronizer ring advantageously comprises a steel material, since this on the outer periphery has several so-called roof angles. These radially outwardly extending Formations are used to force in the outer synchronizer ring, so this should advantageously comprise a steel material.

Der Innensynchronring kann jedoch ein Messingmaterial umfassen, so dass dieser beispielsweise mittels eines spanenden Verfahrens hergestellt oder zumindest nachbearbeitet wird. Zwar bietet die Reibpaarung zwischen einem Messingmaterial und einem Stahlwerkstoff vorteilhafte Eigenschaften, jedoch wird gemäß der vorgeschlagenen Ausführung ein Karbonbelag auf die Außenfläche des Innensynchronringes aufgebracht. Die vorteilhaften Eigenschaften einer Messing-Stahl-Reibpaarung kann jedoch dennoch genutzt werden, da die Synchronisationseinrichtung ferner ein Schaltrad umfasst, und der Innensynchronring eine axiale Anlauffläche in Richtung des Schaltrads aufweist. Die axiale Anlauffläche am Innensynchronring läuft gegen das Schaltrad an, bzw. das stützt das Schaltrad an der axialen Anlauffläche ab. Dabei entstehen Relativbewegungen zwischen dem Innensynchronring und dem Schaltrad, welche synchronisiert werden müssen. Somit bietet das Messingmaterial des Innensynchronringes auch bei Anwendung einer Karbonbeschichtung zur Reibung gegen den Synchronzwischenring eine besonders vorteilhafte Auswahl.Of the However, the inner synchronizer ring may comprise a brass material such that this manufactured for example by means of a cutting process or at least reworked. Although offers the friction between a brass material and a steel material advantageous properties, however, according to the proposed Execution one Carbon coating on the outer surface of the Applied inner synchronizer ring. The advantageous properties However, a brass-steel friction pair can still be used since the synchronization device further comprises a ratchet wheel, and the inner synchronizer ring an axial abutment surface in the direction of the ratchet wheel having. The axial contact surface on Inner synchronizer ring is running against the ratchet wheel, or which supports the ratchet wheel on the axial approach surface from. This creates relative movements between the inner synchronizer ring and the ratchet, which must be synchronized. Consequently The brass material of the inner synchronizer ring also provides for application a carbon coating for friction against the synchronizer intermediate ring a particularly advantageous choice.

Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist die Innenkonusfläche und/oder die Außenkonusfläche des Synchronzwischenrings reibbelagfrei ausgebildet. Jedoch besteht ebenfalls die Möglichkeit, sowohl die Innenkonusfläche als auch die Außenkonusfläche des Synchronzwischenringes mittels eines Karbonbelags zu bestücken, wobei zumindest die Außenfläche des Innensynchronrings gegen die Innenkonusfläche des Synchronzwischenringes anläuft. Dabei kann zwischen dem Synchronzwischenring und dem Innensynchronring der Karbonbelag vorgesehen sein, wobei dieser sowohl an der Innenkonusfläche des Synchronzwischenringes als auch an der Außenfläche des Innensynchronringes befestigt sein kann.According to a further embodiment of the present invention, the inner cone surface and / or the outer cone surface of the synchronous intermediate ring is designed without frictional friction. However, it is also possible to equip both the inner cone surface and the outer cone surface of the synchronous intermediate ring by means of a carbon lining, wherein at least the outer surface of the Innensynchronrings against the inner cone surface of the synchronizer intermediate ring starts. It can be provided between the synchronizer intermediate ring and the inner synchronizer ring of the carbon lining, wherein this may be attached both to the inner cone surface of the synchronous intermediate ring and to the outer surface of the inner synchronizer ring.

Zur Verbesserung der Reib- und Verschleißeigenschaften der axialen Anlauffläche des Innensynchronringes wird ferner vorgeschlagen, dass die axiale Anlauffläche eine Oberflächenstrukturierung umfasst. Die Oberflächenstrukturierung kann die tribologischen Eigenschaften zwischen der axialen Anlauffläche und dem Gegenbauteil, welches beispielsweise das Schaltrad der Synchronisierungseinrichtung betreffen kann, verbessern.to Improvement of the friction and wear properties of the axial approach surface the inner synchronizer ring is also proposed that the axial approach surface comprises a surface structuring. The surface structuring can the tribological properties between the axial contact surface and the counterpart component, which, for example, the ratchet wheel of the synchronization device can improve.

Aus konstruktiven Gründen wird vorgeschlagen, dass die Oberflächenstrukturierung der axialen Anlauffläche wenigstens eine Ölnut umfasst. Derartige Ölnuten oder Öldrainagen dienen zur Bereitstellung eines Schmiermittels im Schmierspalt, so dass der Schmierspalt über die Öldrainage mit Öl versorgt wird. Vorteilhafterweise können mehrere Ölnuten auf dem Umfang verteilt als Oberflächenstrukturierung in die axiale Anlauffläche des Innensynchronrings eingebracht werden. Die Oberflächenstrukturierung kann dabei alternativ zu den sogenannten Ölnuten auch fertigungsbedingte Konturen, Vertiefungen, Radien und dergleichen umfassen, welche über den Umfang verteilt auf der axialen Anlauffläche eingebracht werden.Out constructive reasons It is proposed that the surface structuring of the axial contact surface at least an oil groove includes. Such oil grooves or oil drainage serve to provide a lubricant in the lubrication gap, so that the lubrication gap is over the oil drainage with oil is supplied. Advantageously, several oil grooves on the Scope distributed as a surface structuring in the axial contact surface be introduced of the inner synchronizer ring. The surface structuring can as an alternative to the so-called oil grooves also production-related Contours, depressions, radii and the like, which extend over the circumference distributed on the axial contact surface are introduced.

Gemäß eines weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiels besteht die Möglichkeit, auf der axialen Anlauffläche einen Reibbelag vorzusehen. Dieser wird wie auch bei der Anwendung auf der Außenfläche des Innensynchronrings bzw. auf der Innenfläche des Außensynchronringes auf die axiale Anlauffläche aufgebracht. Damit kann das Schaltrad gegen den axialen Karbonbelag anlaufen, wobei der Reibbelag als Karbonbelag, als Molybdänbelag, als Phosphatbelag oder als ein Gleitlack ausgebildet sein kann.According to one further advantageous embodiment it is possible, on the axial contact surface to provide a friction lining. This will be as well as in the application on the outside surface of the Inner synchronizing ring or on the inner surface of the Außensynchronringes on the axial Applied contact surface. This can cause the ratchet against the axial carbon lining, wherein the friction lining as a carbon lining, as a molybdenum lining, as a phosphate coating or can be designed as a bonded coating.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigtFurther, the invention improving measures will be described below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the figures shown in more detail. It shows

1 eine schematische Darstellung einer Synchronisierungseinrichtung, wobei der Innensynchronring, der Außensynchronring sowie der Synchronzwischenring jeweils im Querschnitt dargestellt ist; 1 a schematic representation of a synchronization device, wherein the inner synchronizer ring, the outer synchronizer ring and the synchronizer intermediate ring is shown in cross section respectively;

2 die Synchronisierungseinrichtung gemäß 1, wobei ferner zwischen dem Synchronzwischenring und dem Innensynchronring ein Karbonbelag vorgesehen ist; 2 the synchronization device according to 1 further comprising a carbon lining between the synchronizing intermediate ring and the inner synchronizing ring;

3 die Synchronisierungseinrichtung gemäß der 1, wobei der Innensynchronring eine axiale Anlauffläche mit einer Ölnut aufweist, um gegen ein Schaltrad anzulaufen; und 3 the synchronization device according to the 1 wherein the inner synchronizer ring has an axial abutment surface with an oil groove to abut against a ratchet wheel; and

4 eine Synchronisierungseinrichtung gemäß der 3, wobei die axiale Anlauffläche des Innensynchronringes zum axialen Anlauf gegen das Schaltrad einen Reibbelag umfasst. 4 a synchronization device according to the 3 , wherein the axial contact surface of the inner synchronizing ring for axially starting against the ratchet wheel comprises a friction lining.

In den 1 bis 4 ist eine Synchronisierungseinrichtung 10 gezeigt, wobei diese im Querschnitt dargestellt ist. Im Wesentlichen besteht die Synchronisierungseinrichtung 10 aus einem Innensynchronring 20, einem Außensynchronring 30 sowie einem konischen Synchronzwischenring 40. Die jeweiligen Synchronringe 20, 30 und 40 rotieren um eine gemeinsame Rotationsachse 11. Die Synchronisierungsringe dienen zum Herbeiführen einer Synchronisierung der Drehzahlen der jeweiligen Ringe, welche sowohl mit der Motorwelle als auch mit der Antriebswelle eines Schaltgetriebes verbunden sind. Dabei wird der Außensynchronring 30 axial verschoben, so dass dieser auf den Innensynchronring 20 aufläuft, wobei zwischen dem Innensynchronring 20 und dem Außensynchronring 30 der konische Synchronzwischenring 40 angeordnet ist. Aufgrund der unterschiedlichen Drehzahlen der verschiedenen Ringe bildet sich eine Relativbewegung an den jeweiligen Oberflächen der Ringe aus. Der Innensynchronring 20 umfasst eine Außenreibfläche 21, welche gegen die Innenkonusfläche 41 des Synchronzwischenringes 40 reibt. Hingegen reibt die Außenkonusfläche 42 des Synchronzwischenringes 40 gegen die Innenreibfläche 31 des Außensynchronringes 30.In the 1 to 4 is a synchronization device 10 shown, which is shown in cross section. Essentially, the synchronization device 10 from an inner synchronizer ring 20 , an outside synchronizer ring 30 and a conical synchronizer intermediate ring 40 , The respective synchronizer rings 20 . 30 and 40 rotate around a common axis of rotation 11 , The synchronization rings serve to bring about synchronization of the rotational speeds of the respective rings, which are connected both to the motor shaft and to the drive shaft of a manual transmission. This is the outer synchronous ring 30 axially displaced, so that this on the inner synchronizer ring 20 runs up, being between the inner synchronizer ring 20 and the outer synchronizer ring 30 the conical synchronous intermediate ring 40 is arranged. Due to the different rotational speeds of the different rings, a relative movement is formed on the respective surfaces of the rings. The inner synchronizer ring 20 includes an external friction surface 21 , which against the Innenkonusfläche 41 of the synchronous intermediate ring 40 rubs. On the other hand rubs the outer cone surface 42 of the synchronous intermediate ring 40 against the internal friction surface 31 of the outer synchronizer ring 30 ,

Ferner umfasst der Innensynchronring 20 eine axiale Anlauffläche 23, um beispielsweise gegen ein Schaltrad 50 anzulaufen und eine Synchronisation der jeweiligen Drehzahlen zu schaffen.Furthermore, the inner synchronizer ring comprises 20 an axial contact surface 23 for example, against a ratchet wheel 50 to start and to create a synchronization of the respective speeds.

In 1 ist ein Karbonbelag 32 gezeigt, welcher gemäß der vorliegenden Erfindung an der Innenreibfläche 31 des Außensynchronringes 30 angebracht ist. Somit bildet der Karbonbelag 32 den Reibkontakt zwischen dem Außensynchronring 30 und dem konischen Synchronzwischenring 40.In 1 is a carbon lining 32 shown which according to the present invention on the internal friction surface 31 of the outer synchronizer ring 30 is appropriate. Thus forms the carbon lining 32 the frictional contact between the outer synchronizer ring 30 and the conical synchronizer intermediate ring 40 ,

In 2 ist neben dem Karbonbelag 32 zwischen dem Außensynchronring 30 und dem konischen Synchronzwischenring 40 ein weiterer Karbonbelag 22 auf der Außenreibfläche 21 des Innensynchronringes 20 dargestellt. Der Karbonbelag 22 ist haftend auf der Außenreibfläche 21 des Innensynchronringes 20 aufgebracht und wird durch diese gehalten. Somit läuft der Innensynchronring 20 über den Karbonbelag 22 gegen die Innenkonusfläche 41 des Synchronzwischenringes 40 an.In 2 is next to the carbon lining 32 between the outer synchronizer ring 30 and the conical synchronizer intermediate ring 40 another carbon coating 22 on the external friction surface 21 of the inner synchronizer ring 20 shown. The carbon lining 22 is sticking on the external friction surface 21 of the inner synchronizer ring 20 applied and is held by this. Thus, the inner synchronizer ring runs 20 over the carbon lining 22 against the inner cone surface 41 of the synchronous intermediate ring 40 at.

3 verdeutlicht die axiale Anlauffläche 23 des Innensynchronringes 20, welche eine Ölnut 25 umfasst. Die Ölnut 25 erstreckt sich in radialer Richtung entfernt von der Rotationsachse 11 in der axialen Anlauffläche 23, und ist als eine Art Vertiefung bzw. Drainage ausgebildet. Die Ölnut 25 ist im Schnitt dargestellt, wobei auf dem Umfang verteilt auf der axialen Anlauffläche 23 eine Vielzahl von Ölnuten 25 vorgesehen sind. Die axiale Anlauffläche 23 läuft gegen das Schaltrad 50 axial an, um die Drehzahlen zwischen dem Innensynchronring 20 und dem Schaltrad 50 aneinander anzupassen. 3 illustrates the axial contact surface 23 of the inner synchronizer ring 20 which is an oil groove 25 includes. The oil groove 25 extends in the radial direction away from the axis of rotation 11 in the axial contact surface 23 , and is designed as a kind of depression or drainage. The oil groove 25 is shown in section, distributed on the circumference on the axial contact surface 23 a variety of oil grooves 25 are provided. The axial contact surface 23 runs against the ratchet wheel 50 axially to the speeds between the inner synchronizer ring 20 and the ratchet wheel 50 to adapt to each other.

In 4 ist eine Ausführungsform des Innensynchronrings 20 dargestellt, in welcher die axiale Anlauffläche 23 einen Reibbelag 24 umfasst. Der Reibbelag 24 ist im Schnitt dargestellt und kann beispielsweise ebenfalls einen Karbonbelag umfassen. Gemäß dieses Ausführungsbeispiels läuft dieses Schaltrad 50 gegen den Reibbelag 24 an, so dass auch bei dieser Reibpaarung ein Optimum zwischen dem Karbonbelag und dem aus Stahl hergestellten Schaltrad erzielbar ist.In 4 is an embodiment of the inner synchronizer ring 20 shown in which the axial contact surface 23 a friction lining 24 includes. The friction lining 24 is shown in section and may for example also include a carbon lining. According to this embodiment, this ratchet runs 50 against the friction lining 24 on, so that even with this friction pair, an optimum between the carbon lining and the ratchet wheel made of steel can be achieved.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Grundsätzlich liegt der Erfindung der Gedanke zu Grunde, dass der Innensynchronring 20 ein Messingmaterial umfasst, wobei hingegen der Außensynchronring 30 aus einem Stahlmaterial hergestellt ist. Die Vorteile eines aus Messing hergestellten Innensynchronringes 20 werden insbesondere dann zur Geltung gebracht, wenn eine Reibpaarung zwischen dem Innensynchronring 20 aus Messing und einem weiteren aus Stahl hergestellten Reibpartner erzeugt wird. Diese Reibpartner betreffen entweder die Innenkonusfläche 41 des Synchronzwischenringes 40 oder das Schaltrad 50. Jedoch besteht ebenso die Möglichkeit, auch den Innensynchronring 20 aus einem Stahlwerkstoff herzustellen, wobei ferner der Außensynchronring 30 ein Messingmaterial umfassen kann. Jedenfalls ist bei einer freien Materialwahl des Innensynchronringes, des Außensynchronringes sowie des Synchronzwischenringes vorzugsweise zwischen einem Stahlwerkstoff und einem Messingwerkstoff eine vorteilhafte Ausführungsform einer Synchronisierungseinrichtung in Kombination mit einem Reibbelag aus Karbon gemäß der vorliegenden Erfindung zu sehen.The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. Basically, the invention is based on the idea that the inner synchronizer ring 20 a brass material, whereas the outer synchronizer ring 30 made of a steel material. The advantages of an internal synchronous ring made of brass 20 are particularly emphasized when a friction pairing between the inner synchronizer ring 20 made of brass and another friction partner made of steel. These friction partners affect either the inner cone surface 41 of the synchronous intermediate ring 40 or the ratchet wheel 50 , However, it is also possible, even the inner synchronizer ring 20 made of a steel material, further wherein the outer synchronizer ring 30 may include a brass material. In any case, with a free choice of material of the inner synchronizer ring, the outer synchronizer ring and the synchronous intermediate ring preferably between a steel material and a brass material, an advantageous embodiment of a synchronizer in combination with a friction lining made of carbon according to the present invention.

1010
Synchronisierungseinrichtungsynchronizer
1111
Rotationsachseaxis of rotation
2020
InnensynchronringInterior synchronizer ring
2121
AußenreibflächeAußenreibfläche
2222
Karbonbelagcarbon coating
2323
axiale Anlaufflächeaxial approach surface
2424
Reibbelagfriction lining
2525
Ölnutoil groove
3030
AußensynchronringOuter synchronizer ring
3131
Innenreibflächeinner friction
3232
Karbonbelagcarbon coating
4040
konischer Synchronzwischenringconical Synchronous intermediate ring
4141
InnenkonusflächeInternal conical surface
4242
AußenkonusflächeOuter cone surface
5050
Schaltradratchet

Claims (8)

Synchronisierungseinrichtung (10) für ein Schaltgetriebe, vorzugsweise für ein manuell schaltbares Zahnräderwechselgetriebe für Fahrzeuge, mit einem Innensynchronring (20) mit einer Außenfläche (21), einem diesen umgehenden Außensynchronring (30) mit einer Innenfläche (31) und einem dazwischen angeordneten konischen Synchronzwischenring (40) mit einer Innenkonusfläche (41) und einer Außenkonusfläche (42), dadurch gekennzeichnet, dass der Innensynchronring (20) aus einem Messingmaterial und der Außensynchronring (30) aus einem Stahlmaterial besteht, wobei zumindest die Innenfläche (31) des Außensynchronringes (30) mit einem Karbonbelag (32) versehen ist.Synchronization device ( 10 ) for a manual transmission, preferably for a manually shiftable change-speed gearbox for vehicles, with an inner synchronizer ring ( 20 ) with an outer surface ( 21 ), an immediate outside synchronous ring ( 30 ) with an inner surface ( 31 ) and a conical synchronizer intermediate ring ( 40 ) with an inner cone surface ( 41 ) and an outer cone surface ( 42 ), characterized in that the inner synchronizer ring ( 20 ) made of a brass material and the outer synchronizer ring ( 30 ) consists of a steel material, wherein at least the inner surface ( 31 ) of the outer synchronizer ring ( 30 ) with a carbon lining ( 32 ) is provided. Synchronisierungseinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (21) des Innensynchronrings (20) einen Karbonbelag (22) aufweist.Synchronization device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the outer surface ( 21 ) of the inner synchronizer ring ( 20 ) a carbon lining ( 22 ) having. Synchronisierungseinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkonusfläche (41) und/oder die Außenkonusfläche (42) des Synchronzwischenringes (40) reibbelagfrei ausgebildet ist.Synchronization device ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the inner cone surface ( 41 ) and / or the outer cone surface ( 42 ) of the synchronous intermediate ring ( 40 ) is formed Reibbelagfrei. Synchronisierungseinrichtung (10) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierungseinrichtung (10) ein Schaltrad (50) umfasst, und der Innensynchronring (20) eine axiale Anlauffläche (23) in Richtung des Schaltrades (50) aufweist.Synchronization device ( 10 ) according to claim 1 to 3, characterized in that the synchronization device ( 10 ) a ratchet wheel ( 50 ), and the inner synchronizer ring ( 20 ) an axial contact surface ( 23 ) in the direction of the switching wheel ( 50 ) having. Synchronisierungseinrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Anlauffläche (23) eine Oberflächenstrukturierung umfasst.Synchronization device ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the axial contact surface ( 23 ) comprises a surface structuring. Synchronisierungseinrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Oberflächenstrukturierung der axialen Anlauffläche (23) wenigstens eine Ölnut (25) verläuft.Synchronization device ( 10 ) according to claim 5, characterized in that in the area of the surface structuring of the axial contact surface ( 23 ) at least one oil groove ( 25 ) runs. Synchronisierungseinrichtung (10) nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Anlauffläche (23) einen Reibbelag (24) umfasst.Synchronization device ( 10 ) according to claim 4 and 5, characterized in that the axial contact surface ( 23 ) a friction lining ( 24 ). Synchronisierungseinrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (24) nach Art eines Karbonbelags oder eines Molybdänbelags oder eines Phosphatbelags oder eines Gleitlacks ausgebildet ist.Synchronization device ( 10 ) according to claim 7, characterized in that the friction lining ( 24 ) is designed in the manner of a carbon lining or a molybdenum lining or a phosphate coating or a bonded coating.
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