DE102014018447B4

DE102014018447B4 - Schaltkupplung mit Mehrfachsynchronisierung

Info

Publication number: DE102014018447B4
Application number: DE102014018447.1A
Authority: DE
Inventors: Jens Paschen; Ulf Christoffer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2034-12-13
Also published as: DE102014018447A1

Abstract

Schaltkupplung mit Mehrfachsynchronisierung, insbesondere für ein Schaltgetriebe in einem Kraftfahrzeug, mit einem auf einer Welle befestigten Kupplungskörper (16), einer auf diesem über eine Verzahnung geführten, axial verschiebbaren Schaltmuffe (18) und zumindest ein Mitnehmerelement (24), das zwischen der Schaltmuffe (18) und dem Kupplungskörper (16) vorgesehen ist und das beim Schaltvorgang auf Synchronringe (26, 28) wirkt, wobei zwischen einem radial äußeren Synchronring (26) und einem radial inneren Synchronring (28) ein Zwischenring (30) angeordnet ist, der mit axial abragenden Laschen (30a) in korrespondierende Ausnehmungen (12b, 14b) eines benachbarten Gangzahnrads (12, 14) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (30a) des Zwischenrings (30) in den Ausnehmungen (12b, 14b) des Gangzahnrads (12, 14) unter Zentrierung des Zwischenrings (30) geführt sind, dass zur Zentrierung des Zwischenrings (30) der Zwischenring (30) mit den Laschen (30a) im Querschnitt betrachtet mit abgeknickten Führungsabschnitten ausgebildet ist, und dass die abgeknickten Führungsabschnitte parallel zu einer korrespondierenden Wand der Ausnehmungen (12b, 14b) ausgerichtet sind sowie die Führungsabschnitte die Laschen (30a) mit einem Radialanschlag (27) der korrespondierenden Ausnehmungen (12b, 14b) in Anlage sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltkupplung mit Mehrfachsynchronisierung, insbesondere für Schaltgetriebe in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Schaltkupplung mit Mehrfachsynchronisierung beschreibt beispielsweise die DE 10 2012 214 498 A1 . Dabei ist der zwischen zwei Synchronringen angeordnete, konische Zwischenring mit axial abragenden Laschen in korrespondierenden Ausnehmungen des benachbarten Gangzahnrads in Umfangsrichtung formschlüssig geführt, um beim Schaltvorgang den wellenfesten Kupplungskörper reibschlüssig mit dem zu schaltenden Gangzahnrad zu koppeln.
Aus der DE 10 2005 005 693 A1 ist eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung für ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe bekannt. Aus der DE 10 2012 214 498 A1 ist eine Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe sowie ein Verfahren zur Synchronisierung eines Schaltgetriebes bekannt. Aus der DE 36 24 165 A1 ist eine Klauenschaltkupplung mit Sperrsynchronisiereinrichtung bekannt. Aus der DE 10 2006 061 414 A1 ist ein Synchronring einer Synchronsiereinrichtung bekannt. Aus der DE 10 2012 214 345 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Synchronrings bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltkupplung bereitzustellen, bei der mit fertigungstechnisch einfachen Mitteln ein noch präziserer Synchronisierungsablauf gegeben ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Laschen des Zwischenrings in den Ausnehmungen des Gangzahnrads den Zwischenring zentrierend geführt sind. Damit wirkt der Zwischenring nicht nur als Drehmomentübertragungselement, sondern zusätzlich als radiales Führungselement mit definierter Zuordnung der Synchronringe und deren Reibverhalten. Dies vermeidet zum Beispiel zuverlässig Funktionsstörungen, wie ein „Aufschwingen” des Systems oder ein sogenanntes NVH (Noise, Vibration, Harshness), das heißt als Geräusch hörbare oder als Vibration spürbare Schwingungen. Gegebenenfalls ist eine derartige Führung des Zwischenrings auch bei bestehenden Schaltkupplungen problemlos nachrüstbar.
Erfindungsgemäß sind zur Zentrierung des Zwischenrings die Laschen jeweils mit einem Radialanschlag der korrespondierenden Ausnehmungen in Anlage. Bevorzugt kann der Radialanschlag eine radial innere und/oder äußere Flanke der jeweiligen Ausnehmung sein.
Gegebenenfalls kann dabei der Endbereich der Laschen in einen etwa zylindrischen Abschnitt übergehen, um Radialkräfte bzw. Führungskräfte zuverlässig und weitgehendst verschleißfrei im Gangzahnrad abzustützen.
Erfindungsgemäß ist der Zwischenring mit den Laschen im Querschnitt betrachtet abgeknickt ausgebildet, wobei die abgeknickten Führungsabschnitte etwa parallel zu einer korrespondierenden Wand der Ausnehmungen im Gangzahnrad ausgerichtet sind.
Schließlich kann in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bzw. besonders kostengünstig und verschleißfest der Zwischenring aus Stahlblech mit im Pressverfahren hergestellten Führungsabschnitten hergestellt sein.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der beiliegenden, schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Schaltkupplung für Schaltgetriebe von Kraftfahrzeugen mit Mehrfachsynchronisierung, bei der von den Synchronringen der Zwischenring im Gangzahnrad nur in Umfangsrichtung geführt ist;
2 einen Schnitt gemäß Linie II-II der 1 durch den Zwischenring und das Gangzahnrad, bei dem die Laschen des geradlinigen Zwischenrings in den Ausnehmungen des Gangzahnrads in radialer Richtung zentrierend geführt sind, und zwar gemäß einem nicht von der Erfindung umfassten Vergleichsbeispiel;
3 eine zur 2 alternative Ausführung des Zwischenrings mit zur Ebene des Zwischenrings abgeknickten Führungsabschnitten; und
4 einen Zwischenring gemäß 2 mit einem am Endbereich der Laschen zylindrischen Führungsabschnitt.
Die 1 zeigt eine dem Stand der Technik entsprechende, doppelte Schaltkupplung 10 mit Mehrfachsynchronisierung zum Schalten zweier Gangzahnräder 12, 14 für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges. Von den Gangzahnrädern 12, 14 sind nur deren Schaltverzahnungen 12a, 14a dargestellt.
Die Schaltkupplung 10 weist einen zwischen den Gangzahnrädern 12, 14 befindlichen, ringförmigen Kupplungskörper 16 auf, der auf einer nicht dargestellten Getriebewelle befestigt ist. Auf der Getriebewelle sind ferner die nur teilweise dargestellten Gangzahnräder 12, 14 als Loszahnräder drehbar gelagert.
Der Kupplungskörper 16 weist eine Außenverzahnung auf, die mit der Innenverzahnung 18a einer axial verschiebbaren Schaltmuffe 18 in Eingriff ist. In die Ringnut 18b der Schaltmuffe 18 kann dabei eine Schaltgabel einer nicht dargestellten Schaltvorrichtung eingreifen, über die die Innenverzahnung 18a der Schaltmuffe 18 mit den Schaltverzahnungen 12a, 14a der Gangzahnräder 12, 14 verbindbar ist.
Die Schaltmuffe 18 wird mittels mehrerer, durch eine Feder 20 radial nach außen vorgespannter Arretierstifte 22 (in der Schnittzeichnung ist nur ein Arretierstift 22 ersichtlich) schwimmend gehalten. Ferner sind die Arretierstifte 22 in verschiebbar im Kupplungskörper 16 angeordneten Mitnehmerelementen 24 geführt.
Die Mitnehmerelemente 24 wirken beiderseits auf zwischen den Gangzahnrädern 12, 14 und den Mitnehmerelementen 24 angeordnete Synchronringe 26, 28, die wiederum mit ihren konischen Reibflächen 26a, 28a mit einem Zwischenring 30 zusammenwirken und die Mehrfachsynchronisierung der Schaltkupplung 10 darstellen.
Die Zwischenringe 30 sind mit mehreren, axial abragenden Laschen 30a versehen, die in korrespondierende, im Querschnitt etwa rechteckförmige Ausnehmungen 12b, 14b der Gangzahnräder 12, 14 einragen und damit in Umfangsrichtung formschlüssig mit den Gangzahnrädern 12, 14 verbunden sind.
Daraus resultiert, dass die Zwischenringe 30 mit der jeweiligen Drehzahl der Gangzahnräder umlaufen, während die Synchronringe 26, 28 an die Drehzahl der Getriebewelle bzw. des Kupplungskörpers 16 mit Schaltmuffe 18 gekoppelt sind. In radialer Richtung sind die Laschen 30a der Zwischenringe 30, wie aus 1 ersichtlich ist, nicht geführt, sondern vielmehr mit radialem Bewegungsspiel von den radial äußeren und inneren Seitenflanken 27 der Ausnehmungen 12b, 14b beabstandet.
Die soweit dem Stand der Technik entsprechende Schaltkupplung 10 gemäß 1 ist in ihrer Funktion dem Fachmann bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung.
Die 2 zeigt ein nicht von der Erfindung umfasstes Vergleichsbeispiel. Gemäß der 2, die nur skizzenhaft eines der Gangzahnräder (hier 14) und den mit den Laschen 30a in die Ausnehmungen 14b einragenden Zwischenring 30 zeigt, ist der konische Zwischenring 30 im Querschnitt geradlinig und im Durchmesser so ausgelegt, dass die Laschen 30a nicht nur in Umfangsrichtung (wie in 1) formschlüssig aufgenommen sind, sondern zusätzlich über die Ausnehmungen 14b den Zwischenring 30 in einer definierten Position zentriert halten. Der Zwischenring 30 bildet somit indirekt eine zusätzliche Führung der radial angrenzenden Synchronringe 26, 28.
Dies erfolgt im Ausführungsbeispiel nach 2 dadurch, dass der Endbereich der Laschen 30a (Kantenbereich) an der jeweils radial äußeren Flanke 27 der Ausnehmungen 14b im Gangzahnrad 14 zur Anlage kommt. Die nur linienförmige Anlage ist dabei nicht störend, da hier keine Relativdrehzahlen stattfinden.
Gemäß der 3 ist in einer alternativen Gestaltung der Zwischenring 30 derart abgeknickt ausgeführt, dass die Laschen 30a etwa parallel zu der radial äußeren Flanke 27 der Ausnehmungen 14b des Gangzahnrads 14 ausgerichtet sind und somit einen etwa zylindrischen Führungsabschnitt 30a bilden.
Abweichend dazu kann wie in 4 dargestellt auch nur der Endbereich des nach 2 ausgebildeten Zwischenrings 30 abgeflacht bzw. mit einem geringfügig zylindrisch gestalteten Endbereich der Laschen 30a gestaltet sein.
Die Zwischenringe 30 gemäß den 2 bis 4 sind bevorzugt aus Stahlblech und spanlos in einem Pressverfahren hergestellt.
Abweichend zu den 2 bis 4 können die in die Ausnehmungen 12b, 14b der Gangzahnräder 12, 14 einragenden Laschen 30a der Zwischenringe 30 auch an den radial innenliegenden Flanken 27 der Ausnehmungen 12b, 14b oder gegebenenfalls sogar an beiden Flanken 27 zentriert bzw. in radialer Richtung geführt sein, zum Beispiel durch einen entsprechend angeformten, radial ausgerichteten Führungsabschnitt.

Claims

Schaltkupplung mit Mehrfachsynchronisierung, insbesondere für ein Schaltgetriebe in einem Kraftfahrzeug, mit einem auf einer Welle befestigten Kupplungskörper (16), einer auf diesem über eine Verzahnung geführten, axial verschiebbaren Schaltmuffe (18) und zumindest ein Mitnehmerelement (24), das zwischen der Schaltmuffe (18) und dem Kupplungskörper (16) vorgesehen ist und das beim Schaltvorgang auf Synchronringe (26, 28) wirkt, wobei zwischen einem radial äußeren Synchronring (26) und einem radial inneren Synchronring (28) ein Zwischenring (30) angeordnet ist, der mit axial abragenden Laschen (30a) in korrespondierende Ausnehmungen (12b, 14b) eines benachbarten Gangzahnrads (12, 14) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (30a) des Zwischenrings (30) in den Ausnehmungen (12b, 14b) des Gangzahnrads (12, 14) unter Zentrierung des Zwischenrings (30) geführt sind, dass zur Zentrierung des Zwischenrings (30) der Zwischenring (30) mit den Laschen (30a) im Querschnitt betrachtet mit abgeknickten Führungsabschnitten ausgebildet ist, und dass die abgeknickten Führungsabschnitte parallel zu einer korrespondierenden Wand der Ausnehmungen (12b, 14b) ausgerichtet sind sowie die Führungsabschnitte die Laschen (30a) mit einem Radialanschlag (27) der korrespondierenden Ausnehmungen (12b, 14b) in Anlage sind.
Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialanschlag (27) eine radial innere oder äußere Flanke der jeweiligen Ausnehmung (12b, 14b) ist.
Schaltkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsabschnitte der Laschen (30a) zylindrisch ausgebildet sind.
Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (30) aus Stahlblech mit im Pressverfahren hergestellten Führungsabschnitten (30a) gebildet ist.