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Die Erfindung schafft eine Synchronisiervorrichtung für ein Getriebe und insbesondere eine Synchronisiervorrichtung für ein Getriebe, bei der ein Sperrkeil in direktem Kontakt mit einer Kupplungsnabe ist, so dass die übertragbare Synchronisierkraft erhöht wird, und eine Synchronisiervorrichtung, bei der die Anzahl ihrer Elemente und ihre Gesamtbaulänge verringert ist.
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Zum Beispiel überträgt ein Doppelkupplungsgetriebe das Eingangsdrehmoment von einem Motor unter Verwendung von zwei Kupplungen wahlweise auf eine der Eingangswellen und schaltet und gibt das Drehmoment unter Verwendung von Zahnrädern aus, die an den Eingangswellen angeordnet sind.
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Das Doppelkupplungsgetriebe ist bei einem kompakten Hochgeschwindigkeitsgetriebe mit mehr als fünf Gangstufen vorgesehen und kann auch bei einem automatisierten Handschaltgetriebe (AMT) vorgesehen sein, bei dem es keiner manuellen Betätigung beim Verwenden von zwei Kupplungen und einer Synchronisiervorrichtung bedarf.
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Die Synchronisiervorrichtung für ein Doppelkupplungsgetriebe ist aus
KR 102009127141 A (HOERBIGER SYNCHRONTECHNIK GMBH & CO. KG) bekannt.
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Bei der offenbarten Patentanmeldung weist eine Sperreinheit 100, wie aus 7 ersichtlich, einen Sperrkeil 102, einen Führungseinsatz 104, der die Bewegung des Sperrkeils 102 führt, eine Feder 106, die den Sperrkeil 102 in Radialrichtung elastisch abstützt, und einen Sperrring 110 (auch als Synchronisierring bezeichnet) auf, der den Führungseinsatz abstützt, wobei Ausführungsformen für Betätigungselemente offenbart sind.
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In diesem Dokument wird die Synchronisierkraft durch den Kontakt zwischen dem Sperrkeil 102, dem Führungseinsatz 104 und dem Sperrring 110 erzeugt, wobei die Hülse 112 und der Sperrring 110 nicht miteinander in Kontakt sind.
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Die Vorrichtung gemäß obiger Patentanmeldung weist jedoch den Führungseinsatz zum Führen der Bewegung des Sperrkeils auf, so dass die Anzahl der Elemente und die Herstellungskosten erhöht sind und auch Bauraum für den Führungseinsatz in Axialrichtung erforderlich ist, was eine vergrößerte Gesamtbaulänge zur Folge hat.
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Außerdem sperrt der Sperrkeil im Synchronisierbetrieb nicht direkt die Kupplungsnabe und ist nicht in direktem Kontakt mit derselben, so dass sich die Synchronisierkraft verteilen kann.
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Die
DE 29 15 965 A1 offenbart eine Synchronisiervorrichtung für ein Getriebe, aufweisend eine Kupplungsnabe, eine Hülse, einen Sperrkeil, ein Kupplungszahnrad, einen Sperrring, einen Sperrkeilsperrabschnitt und einen Aufnahmeabschnitt mit Abstützansätzen zum Abstützen des Sperrkeils an dem Sperrring.
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Die Informationen, die in diesem Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung mitgeteilt wurden, dienen lediglich dazu, das Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung zu fördern, und sollen nicht als Mitteilung oder irgendeine Form der Andeutung behandelt werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der dem Fachmann bekannt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Synchronisiervorrichtung für ein Getriebe vorzusehen, die die Vorteile hat, dass ein Sperrkeil in Kontakt mit einer Kupplungsnabe ist, so dass die Synchronisierkraft erhöht wird, und dass ein Aufnahmeraum an dem Sperrring ausgebildet ist, der einen konventionellen Führungseinsatz und Sperrring ersetzt, wodurch die Anzahl der Elemente und die Gesamtbaulänge der Vorrichtung verringert werden.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Synchronisiervorrichtung nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Allerdings sperrt der Sperrkeil im Synchronisierbetrieb nicht direkt die Kupplungsnabe und ist nicht in direktem Kontakt mit derselben, so dass sich die Synchronisierkraft verteilen kann.
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Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung weist die Synchronisiervorrichtung für ein Getriebe einen Sperrkeil auf, der im Synchronisierbetrieb mit einer Kupplungsnabe in Kontakt ist, und dadurch wird die Synchronisierkraft nicht verteilt.
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Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung kann die Anzahl der Elemente durch Integrieren des Führungseinsatzes und des Sperrrings reduziert werden, und die Herstellungskosten und die Gesamtbaulänge können durch Wegfall des benötigten Bauraums für den Führungseinsatz der Vorrichtung verringert werden.
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Außerdem können Vibrationen und Passungsprobleme zwischen dem Führungseinsatz und dem Sperrkeil vermieden werden.
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Die Methoden und Vorrichtungen gemäß dieser Erfindung haben weitere Eigenschaften und Vorteile, die aus den beigefügten Zeichnungen und aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien dieser Erfindung zu erläutern, hervorgehen oder detailliert dargestellt sind.
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1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Synchronisiervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
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2 ist eine Teilschnittansicht einer Synchronisiervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
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3 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Kupplungsnabe einer Synchronisiervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
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4 ist eine Vorderansicht eines Sperrkeils einer Synchronisiervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
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5 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Sperrrings einer Synchronisiervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
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6 ist eine Zeichnung, aus der die Betätigung einer Synchronisiervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist.
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7 ist eine Teilschnittansicht einer Synchronisiervorrichtung nach dem Stand der Technik.
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Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung diverser Merkmale zur Erläuterung der grundlegenden Prinzipien der Erfindung zeigen. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der Erfindung, wie hierin aufgezeigt, einschließlich beispielsweise spezifischer Maße, Ausrichtungen, Lagen und Formgebungen, werden teilweise durch besondere beabsichtigte Anwendungsbereiche und durch die Umgebung bestimmt.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile.
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Nun wird im Detail auf diverse Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von der Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind und im Folgenden beschrieben sind. Auch wenn die Erfindung zusammen mit exemplarischen Ausführungsformen erläutert wird, versteht es sich, dass diese Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese exemplarischen Ausführungsformen einzuschränken. Die Erfindung deckt, im Gegenteil, nicht nur die exemplarischen Ausführungsformen ab, sondern auch diverse Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die im Schutzumfang der Erfindung liegen.
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Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, weist eine Synchronisiervorrichtung für ein Getriebe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung eine Kupplungsnabe 2, mindestens einen Sperrkeil 6, der von einer Feder 4 elastisch gestützt und vorgespannt ist, einen Sperrring 8, eine Hülse 10, an deren Innenumfangseite mindestens eine Sperrnut 16 ausgebildet ist, und ein Kupplungszahnrad 12 auf, an dem ein axialer Kragen 18 mit kegelförmiger oder konischer Außenumfangsfläche ausgebildet ist.
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Die Kupplungsnabe 2 ist außenverzahnt und an eine Welle 46 angeschlossen und eine Mehrzahl von radialen Kupplungsnabeneinkerbungen 14 ist in dem Außenumfang der Kupplungsnabe 2 ausgebildet.
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Der Sperrkeil 6 ist teilweise in der Kupplungsnabeneinkerbung 14 angeordnet und die Feder 4 ist zwischen einer Bodenfläche der Kupplungsnabeneinkerbung 14 und dem Sperrkeil 6 zum elastischen Abstützen des Sperrkeils 6 gegen die Sperrnut 16 angeordnet, die an der Innenumfangsfläche der Hülse 10 ausgebildet ist.
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Der Sperrring 8, der üblicherweise als Synchronisierring bezeichnet wird, ist axial an einer Seite der Kupplungsnabe 2 und koaxial zu derselben angeordnet und wird außerdem mit der Außenseite des konischen axialen kegelförmigen Kragens 18 des Kupplungszahnrads 12 in Reibungskontakt gebracht und synchronisiert, wenn die Hülse 10 zu dem Kupplungszahnrad 12 hin bewegt wird.
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Die Hülse 10 ist an ihrer Innenumfangsfläche kerbverzahnt und mit dem Außenumfang der Kupplungsnabe 2 im Eingriff und wird von einer Schaltgabel, die in eine an der Außenfläche der Hülse 10 ausgebildeten Gleitnut 20 eingesetzt ist, zum In-Eingriff-Bringen der Hülse 10 mit dem Kupplungszahnrad 12 in der Axialrichtung der Welle 46 bewegt.
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Die Synchronisiervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung weist, wie aus 1 und 3 ersichtlich, einen Sperrkeilsperrabschnitt 22 auf, der an der in der Kupplungsnabe 2 ausgebildeten Kupplungsnabeneinkerbung 14 ausgebildet ist, so dass die radial äußeren Seitenflächen des Sperrkeils 6 mit dem Sperrkeilsperrabschnitt 22 in Kontakt gebracht werden und in ihm gesperrt werden.
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Der Sperrkeilsperrabschnitt 22 weist zwei einander gegenüberliegende parallele Sperrkeilführungsabschnitte 24, die sich zum Aufnehmen des Sperrkeils 6 entlang der Seitenwandungen der Kupplungsnabeneinkerbung 14 in Axialrichtung erstrecken, und zwei einander gegenüberliegende parallele Sperrkeilgreifabschnitte 26 auf, die sich zum Kontaktieren der radial äußeren, in Umfangsrichtung ausgerichteten Seitenflächen des Sperrkeils 6 von den Sperrkeilführungsabschnitten 24 in Axialrichtung erstrecken.
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Der Sperrkeilsperrabschnitt 22 weist ferner Schrägflächen 28 auf, die axial zwischen den Sperrkeilführungsabschnitten 24 und den Sperrkeilgreifabschnitten 26 zum Kontaktieren der Seitenflächen des Sperrkeils 6 ausgebildet sind und von den Greifabschnitten 26 zu den Führungsabschnitten 24 hin schräg auseinanderstreben.
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Der Sperrkeil 6 weist Kontaktflächen 30 auf, die an seinen Kanten abgeschrägt ausgebildet sind, und die Kontaktflächen 30 kontaktieren die Schrägflächen 28 des Sperrkeilsperrabschnittes 22.
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Die Kontaktflächen 30 sind zu den Schrägflächen 28 korrespondierend ausgebildet, und der Sperrkeil 6 kann stabil in dem Sperrkeilsperrabschnitt 22 gesperrt werden.
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Wie aus 2 ersichtlich, ist der Sperrkeil 6 in der Sperrnut 16 angeordnet, die an der Innenumfangsfläche der Hülse 10 ausgebildet ist, und die äußere Umfangsstirnfläche des Sperrkeils 6 ist als zylindrisch gekrümmte Fläche ausgebildet, die die gleiche Krümmung wie der Boden der Sperrnut 16 aufweist, so dass der Sperrkeil 6 leichtgängig bewegt werden kann.
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Die Synchronisiervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung weist, wie aus 5 ersichtlich, einen Aufnahmeabschnitt 32 auf, der an dem Sperrring 8 zum Abstützen des Sperrkeils 6 in Axialrichtung ausgebildet ist.
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Der Aufnahmeabschnitt 32 weist axiale Abstützansätze 36 und 38, die in Axialrichtung der Welle 46 vorstehend als Paar ausgebildet sind, und einen axialen Aufnahmeraum 34 auf, der zwischen den Abstützansätzen 36 und 38 zum Abstützen und Führen des Sperrkeils 6 ausgebildet ist.
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Der Aufnahmeabschnitt 32 weist ferner einen radialen Vorsprungabschnitt 40 zum Führen des Aufnahmeabschnittes 32 in der Kupplungsnabeneinkerbung 14 auf.
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Die Abstützansätze 36 und 38 weisen an ihnen ausgebildete einander zugewandte Schrägflächen 42 und 44 auf, die radial nach außen schräg auseinanderstreben, so dass Schrägflächen 29 des Sperrkeils 6 stabil abgestützt werden.
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Der Vorsprungabschnitt 40 kann mittels Kontrollabschnitten an dem Sperrring 8 ein problemloses Zusammenbauen und eine stabile Lage nach dem Zusammenbauen ermöglichen.
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Außerdem kann der Aufnahmeabschnitt 32 in ausreichendem Maße mit radial inneren Seitenflächen des Sperrkeils 6 in Kontakt gebracht werden, wenn der Sperrkeil 6 in Axialrichtung der Welle 46 bewegt wird.
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Und deshalb kann die Synchronisierkraft durch den Kontakt zwischen dem Sperrkeil 6 und den Schrägflächen 42 und 44 erhöht werden.
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Im Synchronisierbetrieb ist der Sperrring 8, wie aus 6 ersichtlich, über den Aufnahmeabschnitt 32 mit Seitenflächen des Sperrkeils 6 in Kontakt und bewegt den Sperrkeil 6 in Axialrichtung.
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Daraufhin wird der Sperrkeil 6 in Axialrichtung entlang des Sperrkeilführungsabschnittes 24 des Sperrkeilsperrabschnittes 22 bewegt, und die Schrägflächen 28, die zwischen dem Sperrkeilführungsabschnitt 24 und dem Sperrkeilgreifabschnitt 26 ausgebildet sind, kommen in Kontakt mit den Kontaktflächen 30 des Sperrkeils 6, so dass der Sperrkeil 6 gesperrt wird.
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Das heißt, der Sperrkeil 6 wird durch den Kontakt zwischen den Schrägflächen 28 des Sperrkeilsperrabschnittes 22 und den seitlichen Kontaktflächen 30 des Sperrkeils 6 und auch durch den Kontakt zwischen den Schrägflächen 29 des Sperrkeils 6 und den Schrägflächen 42 und 44 des Aufnahmeabschnitts 32 gesperrt, und dadurch wird die übertragbare Synchronisierkraft nicht verteilt und dadurch erhöht.
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Auch wenn die Synchronisiervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung anhand des Beispiels eines Doppelkupplungsgetriebes beschrieben wird, das das Motordrehmoment mittels des Einsatzes von zwei Kupplungen wahlweise auf Eingangswellen überträgt, und schaltet und das Drehmoment an Zahnräder ausgibt, die an den Eingangswellen angeordnet sind, ist die Synchronisiervorrichtung dennoch nicht auf die vorgestellte exemplarische Ausführungsform begrenzt und kann ebenso mit einem allgemein gebräuchlichen Handschaltgetriebe oder Automatikgetriebe vorgesehen sein.
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Wenn die Synchronisiervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung an einem Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen ist, weist der Sperrkeilsperrabschnitt 22, der an jeder Kupplungsnabeneinkerbung 14 ausgebildet ist, wobei die Kupplungsnabeneinkerbungen 14 umfangsmäßig im gleichen Abstand zueinander in der Kupplungsnabe 2 ausgebildet sind, den Sperrkeilführungsabschnitt 24, den Sperrkeilgreifabschnitt 26 und die Schrägfläche 28 auf, die an einander gegenüberliegenden Seiten der Kupplungsnabeneinkerbung 14 ausgebildet sein können.
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In den Figuren ist nicht abgebildet, dass, wenn ein Satz von dem Sperrkeilführungsabschnitt 24, dem Sperrkeilgreifabschnitt 26 und der Schrägfläche 28 des Sperrkeilsperrabschnittes 22 zu einer Außenseite der Kupplungsnabe 2 hin in einem Winkel von 120° in der einen Axialrichtung angestellt ist, der andere Satz von dem Sperrkeilführungsabschnitt 24, dem Sperrkeilgreifabschnitt 26 und der Schrägfläche 28 des Sperrkeilsperrabschnittes 22 an der gegenüberliegenden Seite zu der Außenseite der Kupplungsnabe 2 hin in einem Winkel von 120° in der anderen Axialrichtung angestellt sein kann.
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In der Beschreibung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform kann, auch wenn der Sperrkeilsperrabschnitt 22 an der Kupplungsnabeneinkerbung 14 der Kupplungsnabe 2 ausgebildet ist, der Sperrkeilsperrabschnitt 22 an einer Innenumfangsfläche der Hülse 10 ausgebildet sein.
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Bei einer exemplarischen Ausführungsform gemäß der Erfindung ist der Sperrkeilsperrabschnitt 22 in der Kupplungsnabe 8 ausgebildet und der Sperrkeil 6 ist im Synchronisierbetrieb durch den Sperrkeilsperrabschnitt 22 an der Kupplungsnabe 2 gesperrt und an dem Aufnahmeabschnitt 32 gesperrt, und dadurch wird die Synchronisierkraft nicht verteilt und dadurch erhöht.
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Wie oben beschrieben weist die Synchronisiervorrichtung für ein Getriebe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung den Aufnahmeabschnitt 32 auf, der an dem Sperrring 8 ohne einen Führungseinsatz ausgebildet ist, so dass die Gesamtbaulänge der Vorrichtung und die Anzahl der Elemente verringert werden können.
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Außerdem können Vibrationen und Passungsprobleme zwischen einem Führungseinsatz und einem Sperrkeil vermieden werden.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und für eine genaue Definition in den Ansprüchen sind die Begriffe „oben/obere”, „unten/untere”, „innen/innere” und „außen/äußere” zur Beschreibung von Merkmalen gemäß der exemplarischen Ausführungsform verwendet, wobei auf die Positionen solcher Merkmale, wie sie in den Figuren dargestellt sind, Bezug genommen ist.
