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Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung mit einem Synchronträgerkörper und einem zur Vorsynchronisation axial verschiebbar angeordneten Druckstück mit einer Zentrierfunktion für eine Schiebemuffe gegenüber dem Synchronträgerkörper.
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In modernen handgeschalteten Getrieben werden Synchronisiereinrichtungen eingesetzt, um auf komfortable Art ein Schalten zwischen den einzelnen Gangstufen zu ermöglichen. Beim Schaltvorgang wird mittels verschiedener Elemente der Synchronisiereinrichtung die Umfangsgeschwindigkeit eines Gangrades der Umfangsgeschwindigkeit der Getriebewelle angepasst und dann eine formschlüssige Verbindung zwischen der Getriebewelle und dem Gangrad hergestellt. Der Synchronträgerkörper ist ein wichtiges Bauelement der Synchronisiereinrichtung. Durch diesen sind die Getriebewelle und eine Schiebemuffe der Synchronisiereinrichtung drehfest miteinander verbunden. Dies erfolgt in der Regel dadurch, dass der Synchronträgerkörper einerseits in Umfangsrichtung formschlüssig über ein an seiner Nabe ausgebildetes Verzahnungsprofil mit der Getriebewelle verbunden ist und andererseits über eine Außenverzahnung seines Muffenträgers die Schiebemuffe an seinem Außendurchmesser entlang der Längsmittelachse der Getriebewelle verschiebbar aufnimmt. Weiterhin dient der Synchronträgerkörper je nach seiner Ausführung als Anschlags- und Führungselement für Synchron- bzw. Reibringe. Außerdem sind viele Synchronträgerkörper mit, in gleichmäßigen Abständen an ihren Außenumfängen ausgearbeiteten, Aufnahmen für Arretierungen wie Rastbolzen und Rastkugeln und für Druckstücke versehen. Die Arretierungen halten die Schiebemuffe in ihrer Mittelstellung, wenn kein Gangrad geschaltet ist. Dazu sind die Arretierungen unter Federvorspannung in eine Rastnut der Schiebemuffe eingepresst, oder die Arretierung wirkt auf ein Druckstück, das wiederum in einer Rastnut der Schiebemuffe aufgenommen ist.
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In einigen Synchronisiereinrichtungen dienen die in den Aufnahmen des Synchronträgerkörpers angeordneten Druckstücke während eines Schaltvorganges zum Vorsynchronisieren, das heißt zur Bewegung eines jeweils zugeordneten Synchronringes gegen eine Reibfläche des benachbarten Kupplungskörpers oder Zwischenrings bei z. B. Doppelkonussynchronisierungen. Je nach Ausführungen der Synchronisiereinrichtung wird das Druckstück entweder direkt bzw. durch eine oder mehrere Federn oder durch einen vorgespannten Rastbolzen in einer Rastnut der Schiebemuffe vorgespannt. Wird die Schiebemuffe zur Gangwahl axial bewegt, so wird über die innere Kontur
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ihrer Rastnut das Druckstück axial gegen einen Synchronring geschoben. Der Synchronring wird dadurch gegen die Reibfläche gepresst.
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Die
DE 10 2007 031 300 A1 zeigt eine als Druckstück ausgebildete Arretierung, die ein Gehäuse mit einem als Deckel ausgebildeten vorgespannten Rastelement aufweist, welches in eine Rastvertiefung einer Schiebemuffe eingreifen kann.
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Das Druckstück ist gegenüber einem Synchronträgerkörper durch Anschläge begrenzt axial verschiebbar in einer Ausnehmung des Synchronträgerkörpers angeordnet.
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Die Anschläge des Druckstückes sind durch abgebogene Blechlappen gebildet, die in Nuten eingreifen, welche am Grund der Aufnahmen im Synchronträgerkörper eingebracht sind.
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Die
DE 10 2012 020 291 A1 zeigt eine spezielle Ausführung zum Schalten eines Rückwartsgangrades. Hierbei ist es vorgesehen, dass Arretierungen zur Zentrierung einer Schiebemuffe in Aufnahmen in einer Nabe des Rückwärtsgangrades angeordnet sind. Zur Vorsynchronisation sind zusätzliche Druckstücke vorgesehen, welche in Nuten der Nabe axial verschiebbar aufgenommen sind.
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Die
DE 10 2011 100 466 A1 zeigt eine Synchronisiereinrichtung für zwei Losräder einer Vorgelegewelle eines Schaltgetriebes. Zur Vorsynchronisation ist je Losrad mindestens eine Arretierung vorgesehen, deren axialer Verschiebeweg durch jeweils einen Anschlag begrenzt ist, der in dem die Arretierung tragenden Synchronträgerkörper eingebracht ist. Eine Anlage sämtlicher Arretierungen an ihren gegenüberliegend angeordneten Anschlägen definiert die Mittelstellung in welcher die Schiebemuffe gegenüber dem Synchronträgerkörper durch federvorgespannte Rastemittel der Arretierung festsetzbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Synchronisiereinrichtung mit Zentrierfunktion zu schaffen, welche einen einfachen Aufbau aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass der die Synchronisiereinrichtung tragende Synchronträgerkörper im Bereich der Aufnahmen nicht zusätzlich bearbeitet werden muss, z.B durch das Einbringen von Nuten. Durch diese Maßnahme kann die Stabilität und Tragfähigkeit des Synchronträgerkörpers erhöht werden, so dass größere Drehmomente übertragbar sind.
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Das Synchronisationselement ist aus einer Neutralstellung heraus in zwei Richtungen axial verschiebbar angeordnet, so dass eine Vorsynchronisation von zwei Gangrädern mit nur einem Synchronisationselement möglich ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Synchronisiereinrichtung ein Druckstück und eine Führungsschiene zur Lagerung des Druckstückes auf, wobei die Führungsschiene auf einer Nabe des Synchronträgerkörpers angeordnet ist..
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In einfacher kostengünstiger Ausbildung weist die Führungsschiene einen U-Profil förmigen Körper mit einem Boden und sich darin anschließenden Seitenwänden auf.
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Bei einer Montage der Führungsschiene wird diese einfach mit dem Boden radial nach außen weisend auf die Nabe aufgesteckt, so dass die Seitenwände an Stirnseiten der Nabe anliegen.
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Zur Aufnahme des Druckstückes weist eine Unterseite des radial nach außen weisenden Bodens eine Rampenkontur auf, die sich in axialer Richtung zwischen den beiden Seitenwänden erstreckt und zu den Seitenwänden hin ansteigt. Durch diese Maßnahme ist das Druckstück in einer Position „Neutralstellung“ zum Synchronträgerkörper zentriert.
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Die erfindungsgemäße Rampenkontur erfordert eine definierte axiale Kraft zum Verschieben des Druckstückes mittels der Schiebemuffe. Diese entspricht der erforderlichen Haltekraft zur Mittenzentrierung. Erst bei einer Überwindung dieser Haltekraft wird das Druckstück weiter verschoben und die Vorsynchronisation mit dem Synchronring eingeleitet. Mittels unterschiedlicher Rampenkonturen, insbesondere mittels unterschiedlicher Steigungen der Rampen, können unterschiedliche Haltekräfte erzeugt werden.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass der Boden zur Aufnahme des Druckstückes eben ausgebildet ist, wobei die Rampen der Rampenkontur durch Lappen gebildet sind, die aus den Seitenwänden ausgestanzt nach oben gebogen sind.
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Das Druckstück weist einen in radialer Richtung mittels einer Feder vorgespanntes Rastelement in Form eines Deckels auf, welches in der „Neutralstellung“ in eine Rastaufnahme der Schiebemuffe eingreift. Durch diese Maßnahme ist das Druckstück und die Führungsschiene durch die Schiebemuffe gegen radiales Herausfallen gesichert.
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Zur Arretierung der Schiebemuffe in einer „Schaltstellung“ weist die Schiebemuffe jeweils in axialer Verlängerung ihrer Rastaufnahme Schrägen auf, die mit dem gefederten Deckel des Druckstückes in Wirkkontakt stehen, wodurch die Schiebemuffe in die „Schaltposition“ gedrückt wird.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Zwei Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden beschrieben. Es zeigen
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1 das Synchronisationselement mit Führungsschiene in perspektivischer Ansicht.
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer alternativ ausgebildeten Führungsschiene in perspektivischer Ansicht.
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3 die Synchronisiereinrichtung im Schnitt in einer „Neutralstellung“ in schematischer Darstellung.
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4 die Synchronisiereinrichtung im Schnitt in „Vorsynchronisationsstellung“ in schematischer Darstellung.
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5 die Synchronisiereinrichtung im Schnitt in einer „Synchronisationsstellung“ in schematischer Darstellung.
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6 die Synchronisiereinrichtung im Schnitt in einer „Schaltstellung“ in schematischer Darstellung
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Eine Synchronisiereinrichtung 1 eines Schaltgetriebes weist gemäß 3 bis 6 einen bewegungsfest mit einer Getriebewelle 4 des Schaltgetriebes verbundenen Synchronträgerkörper 2 auf. Dieser trägt drehfest und axial verschiebbar eine Schiebemuffe 3, welche je nach Schieberichtung zwei unterschiedliche Gangräder zur Drehmomentübertragung mit der Getriebewelle 4 koppelt. Zwischen dem Synchronträgerkörper 2 und den Gangrädern ist jeweils ein Synchronring 7, 8 angeordnet, welcher beim Koppeln der Gangräder eine Synchronisation, das heißt Drehzahlangleichung erzeugt.
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Zur Einleitung einer Vorsynchronisation sind eine Anzahl, vorzugsweise drei Synchronisationselemente 9, z. B. in Form von Druckstücken, vorgesehen, die gleichmäßig am Umfang des Sychronträgerkörpers 2 verteilt angeordnet sind.
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Das Druckstück 9 weist ein Druckstückgehäuse 11 auf, welches ein unter Vorspannung einer Feder 12 radial verschiebbares Rastelement 13, z. B. in Form einer Kugel oder eines Deckels trägt. Das Druckstück 9 ist auf einer Führungsschiene 14 angeordnet, welche einen U-Profil förmigen Körper, bestehend aus einem Boden 16 und sich daran anschließenden Seitenwänden 17, 18 besitzt.
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Die U-Profil förmige Führungsschiene 14 ist derart umgestülpt auf einer Nabe 19 des Synchronträgerkörpers 2 angeordnet, dass eine Unterseite 21 des Bodens 16 radial nach außen weist, wobei die Seitenwände 17, 18 an Stirnseiten 19.1 und 19.2 der Nabe 19 anliegen. Die Unterseite 21 bildet eine in radialer Richtung weisende offene Rinne aus und dient der Aufnahme des Druckstücks 9. Die Unterseite 21 weist eine Rampenkontur 22 auf, die das Druckstückgehäuse 9 mittig auf der Führungsschiene 14 positioniert.
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Bei einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist die Rampenkontur 22 eine Auflagefläche für das Druckstück 9 auf, welche zu den Seitenwänden 17, 18 d. h. in axialer Richtung, ansteigende Rampen 22.1, 22.2 besitzt.
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Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die Rampenkontur 22 durch die ebene Unterseite 21 des Bodens 16 gebildet, an welche sich in axialer Richtung jeweils Rampen 22.1 in Form von Lappen 23 anschließen, wobei diese über die Seitenwände 17, 18 hinausragen. Die Lappen 23 sind aus den Seitenwänden 17, 18 ausgestanzt und entsprechend der gewünschten Steigung nach oben gebogen.
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Zur Positionierung der Schiebemuffe 3 in einer „Neutralstellung“ greift das Rastelement 13 gemäß 3 in eine Rastaufnahme 24 der Schiebemuffe 3 ein. In dieser Position „Neutralstellung“ ist das Druckstück 9 durch die Rampen 22.1 und 22.2 begrenzt, mittig auf der Führungsschiene 14 positioniert und drückt den Deckel 13 unter Vorspannung in die Rastaufnahme 24 der Schiebemuffe 3.
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Um eines der beiden Gangräder mit der Getriebewelle 4 zur Drehmomentübertragung zu koppeln, wird die Schiebemuffe 3 axial, z. B. nach rechts, verschoben. Hierbei nimmt die Rastaufnahme 24 den Deckel 13 und somit das Druckstück 9 soweit mit, bis der Deckel 13 an einem Anschlag 26, des Synchronringes 8 anschlägt und auf diese Weise gemäß 4 die Vorsynchronisation einleitet. Die Verschiebekraft ist hierbei so hoch, dass das Druckstück 9 auf die Rampe 22.2 der Führungsschiene 14 hinauf und darüber hinaus verschoben wird.
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Wird die Schiebemuffe 3 zur Synchronisation axial weiter verschoben, wird der Deckel 13 durch eine Rampenkontur der Rastaufnahme 24 gegen die Kraft der Feder 11 radial nach innen gedrückt.
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Beim Erreichen der „Schaltposition“ der Schiebemuffe 3 ist der höchste Punkt 27 der Rampenkontur der Rastaufnahme 24 leicht überschritten und der Deckel 13 wird zusammen mit dem Druckstück 9 über eine Schräge 28 der Rampenkontur der Schiebemuffe 3 unter der Kraft der Feder 12 zurück in die „Neutralposition“ geschoben.
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Da das Druckstück 9 in der „Neutralposition“ mittels der Führungsschiene 14 gegenüber dem Synchronträgerkörper 2 arretiert ist, wird die Schiebemuffe 3 mittels des federnd an der Schräge 28 angreifenden Deckels 13 des Druckstückes 9 in die „Schaltposition“ gedrückt und dort gehalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Synchronisiereinrichtung
- 2
- Synchronträgerkörper
- 3
- Schiebemuffe
- 4
- Getriebewelle
- 6
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- 7
- Synchronring
- 8
- Synchronring
- 9
- Druckstück
- 11
- Druckstückgehäuse
- 12
- Feder
- 13
- Deckel
- 14
- Führungsschiene
- 16
- Boden (14)
- 17
- Seitenwand (14)
- 18
- Seitenwand (14)
- 19
- Nabe
- 19.1
- Stirnseite
- 19.2
- Stirnseite
- 21
- Unterseite (16)
- 22
- Rampenkontur
- 22.1
- Rampe
- 22.2
- Rampe
- 23
- Lappen (11)
- 24
- Rastaufnahme (3)
- 26
- Anschlag (7)
- 27
- Höchster Punkt (24)
- 28
- Schräge (3)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007031300 A1 [0005]
- DE 102012020291 A1 [0008]
- DE 102011100466 A1 [0009]
