DE202006019959U1 - Synchronring einer Synchronisiereinrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft einen Synchronring einer Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Ringkörper, welcher mehrere Ausnehmungen aufweist, wobei in den Ausnehmungen Reibelemente angeordnet sind.
- Hintergrund der Erfindung
- Synchronringe eines Fahrzeuggetriebes sind in der Regel durch einen konisch ausgebildeten Reibring mit Reibflächen an seiner Innenmantelfläche oder seiner Außenmantelfläche gebildet. Weist der Reibring Reibflächen auf beiden Mantelflächen auf, bezeichnet man ihn auch als Zwischenring. Die Reibflächen eines Zwischenrings stehen während des Synchronisiervorganges am Außenmantel reibschlüssig mit einer am äußeren Synchronring ausgebildeten Reibfläche in Verbindung. Gleichzeitig steht eine an der Innenmantelfläche des Zwischenringes ausgebildete Reibfläche mit einer Reibfläche eines inneren Synchronrings im Reibschluss. Der äußere Synchronring ist formschlüssig mit dem Synchronkörper verbunden und greift beispielsweise über Mitnehmernasen, die an seiner im Durchmesser kleineren Seite ausgebildet und radial nach innen gerichtet sind, in Aussparungen des inneren Synchronringes. Der innere Synchronring ist somit über den äußeren Synchronring ebenfalls formschlüssig mit dem Synchronkörper verbunden.
- Eine derartige Synchronisiervorrichtung besteht aus vielen Einzelteilen und ist daher aufwendig herzustellen. Für die Massenfertigung hat es sich als geeignet erwiesen, Synchronringe umformtechnisch aus Blech spanlos herzustellen. Die umformtechnisch hergestellten Ringe weisen jedoch zumeist eine Reibfläche auf, die den erforderlichen Genauigkeiten nicht genügt. In der Regel ist daher eine spanende Nachbearbeitung oder ein Honen erforderlich. Wird ein Reibbeleg auf eine Reibfläche aufgeklebt, so übertragen sich eventuelle Ungenauigkeiten des Ringkörpers auf die Reibfläche, die wiederum nachgearbeitet werden muss. Das Aufbringen eines Reibbelags durch beispielsweise Kleben ist daher aufwändig und kostenintensiv.
- Zur Vermeidung dieses Problems in
AT 107 755 - Ein weiterer gattungsgemäßer Synchronring ist aus der
DE 37 05 657 A1 bekannt. Es wird ein Synchronring vorgestellt, der einen Grundkörper als Stützring aufweist und mit einem Reibbelag versehen ist, wobei der Reibbelag von einer Vielzahl von Reibkörpern zusammengesetzt ist, die über den Umfang der Reibfläche verteilt sind. Die Reibelemente sind in offene Ausnehmungen des Stützringes formschlüssig eingepresst. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für Sinterringe, aber nicht für alle Arten von Reibbelägen. Werden der Stützring und die Reibelemente nicht nachbearbeitet, so werden im Schaltbetrieb der Synchronisiereinrichtung einige Reibelemente sehr viel stärker belastet als andere, was zu einem Ausfall dieses Synchronrings führen kann. - Aufgabe der Erfindung
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik geschilderten Nachteile zu vermeiden.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Ringkörper einen Käfig bildet, der die Reibelemente in den Ausnehmungen führt, wobei die Reibelemente in den Ausnehmungen verschiebbar oder verdrehbar gehalten sind. Wird ein Gang geschaltet, so wird der Synchronring axial verschoben, und er liegt sowohl am Synchronkörper als auch am Gegenkonus, der direkt oder indirekt mit dem Gangrad verbunden ist, an. Dadurch dass die Reibelemente ihre Position bezüglich des Ringkörpers um ein kleines Spiel ändern können, ist es möglich, sowohl Fertigungsungenauigkeiten des Ringkörpers als auch die des Gegenkonus' auszugleichen. Vorteilhafterweise entfällt somit nicht nur die Nacharbeitung des Ringkörpers, sondern auch die Nachbearbeitung der im Reibschluss stehenden Gegenflächen. Die Erfindung ermöglicht somit zugleich eine günstigere Herstellung beispielsweise eines äußeren und inneren Synchronrings.
- Durch die axiale Verschiebbarkeit und Verdrehbarkeit der Reibelemente wird erreicht, dass der Ring sich nicht nur über einige, wenige Punkte an seinen Gegenflächen abstützt, sondern über alle Reibelemente. Damit wird auch eine höhere Tragfähigkeit bzw. Leistungsfähigkeit der Reibkupplung erreicht.
- Die Ausnehmungen des Synchronrings sind als Taschen oder Fenster der Form der Reibelemente angepasst. In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Taschen größer als die Reibelemente ausgebildet und weisen an zumindest einer Seite Haltenasen auf, welche die Reibelemente führen.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Ringkörper spanlos und umformtechnisch aus Blech hergestellt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Ausnehmungen in den Ringkörper einzubringen, bevor der Synchronring beispielsweise durch Tiefziehen in seine endgültige Form gebracht wird. In besonders einfacher Weise wird dünnwandiges Blechmaterial verwendet, aus dem die Ausnehmungen ausgestanzt werden. Alternativ ist es möglich, den Ringkörper aus Kunststoff herzustellen.
- Die Reibelemente werden separat von dem Ringkörper hergestellt und gleichzeitig oder nacheinander maschinell mit dem Ringkörper verbunden. Sie können sehr kostengünstig hergestellt werden, da es in der Massenfertigung nicht auf genaue Maßhaltigkeit ankommt, da die Fertigungsungenauigkeiten durch die erfindungsgemäße Anordnung kompensiert werden.
- In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Reibelemente eine konvexe Oberfläche auf. Sie können beispielsweise sphärisch nach außen sowie innen gewölbt sein, wobei die Krümmung in radialer Richtung nicht wesentlich von der des Synchronringes abweicht. Die konvexe Form vermeidet ein Abstützen der Reibkörper bei Verkippen an Körperkanten, so dass durch eine flächenförmige Anlage die lokalen Belastungen sinken.
- In einer weiteren Ausbildungsform weisen die Ausnehmungen Nasen auf, über die die Reibelemente mit dem Ringkörper verbunden sind. Diese Nasen können auch als ein oder mehrere Haltepunkte allgemein ausgebildet sein. Bei der Herstellung durch Stanzen lassen sich auch komplexe Formen einfach realisieren. Alternativ dazu weisen die Reibelemente Vorsprünge auf, über die der Reibkörper mit dem Ringkörper in Wirkverbindung steht.
- Die Erfindung ermöglicht weiterhin, dass für verschiedene Einsatzzwecke der gleiche Ringkörper verwendet werden kann. Für die jeweilige Anwendung können dann gemäß dem Baukastenprinzip jeweils die geeigneten Reibelemente zugepaart werden. Abweichend von bisherigen beschichteten Zwischenringen lassen sich erfindungsgemäß auch verschiedene Reibmaterialien auf einfache Weise in derselben Synchronisiereinrichtung verwenden. Dazu werden Reibelemente aus verschiedenen Werkstoffen jeweils abwechselnd in die Ausnehmungen platziert.
- Als geeignete Werkstoffe für die Reibelemente haben sich vor allem Sintermaterial, aus Messingmaterial oder aus Karbon erwiesen. Die Reibelemente können entweder ganz aus dem Reibmaterial bestehen. Sie können aber auch aus einem Werkstoff aufgebaut sein, der mit einem anderen Werkstoff beschichtet wird.
- In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Reibelemente im verbauten Zustand voneinander in Umfangsrichtung beabstandet. Dadurch sind von den axialen Enden des Synchronrings jeweils in axialer Richtung verlaufend Nuten gebildet. Die Nuten dienen zur Aufnahme des Öls, welches bei dem Synchronisationsprozess abgeführt werden muss. Um die Ölabfuhr während der Synchronisierung zu unterstützen, sind die Reibelemente in einer anderen Weiterbildung der Erfindung mit Strukturflächen versehen. Die Strukturflächen dienen ebenfalls der Verbesserung der tribologischen Eigenschaften. Hierbei kann es sich beispielsweise um kreuzweise eingebrachte kleine Ölrillen handeln.
- Gemäß Anspruch 9 weisen die Reibelemente eine Rautenform auf, die nicht rechteckig ist. Die Nuten verlaufen somit schräg zur Axialrichtung, was bei dem rotierenden Synchronring die Ölabfuhr beschleunigt. Nach Anspruch 10 kann dies noch dadurch unterstützt werden, dass sich die Nuten zu einem axialen Ende verbreitern. Dies wird dadurch erreicht, dass die Reibelemente eine unregelmäßige Viereckform in Form eines gescherten Trapezes aufweisen.
- Die Erfindung betrifft auch eine Synchronisierung mit zumindest einem Synchronring nach Anspruch 1 und einem eine Gegenreibfläche aufweisenden Gegenkonus. Der Gegenkonus kann beispielsweise direkt am Gangrad angeordnet sein oder aber auch direkt am Synchronkörper. Durch die Bewegungsfreiheit in dem Ringkörper können auch Fertigungsungenauigkeiten dieser Gegenflächen aufgenommen werden, so dass es nicht erforderlich ist, diese nachzubearbeiten. Hierdurch wird eine Kostenersparnis ebenfalls bei den anderen Bauteilen der Synchronisiereinrichtung erreicht.
- Die Erfindung ermöglicht es somit, ein einfacher Weise, einen Reibring für eine Synchronisierung bereitzustellen, der an vielen Stellen gleichzeitig trägt und somit einen geringen Verschleiß und ein gutes Einlaufverhalten aufweist.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Querschnitt einer Synchronisiereinrichtung, -
2 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung mit einem Synchronaußenring, einem Zwischenring und einem inneren Synchronring, -
3 eine perspektivische Ansicht des Ringkörpers eines Zwischenringes ohne Reibelemente, -
4 eine perspektivische Ansicht des Ringkörpers eines anderen Zwischenringes mit Reibelementen und -
5 ein einzelnes Reibelement. - Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt beispielhaft eine Synchronisiereinrichtung mit einem äußeren Synchronring19 , einem Synchronzwischenring18 und einem inneren Synchronring21 . Ein Synchronkörper13 ist mit einer Innenverzahnung zur verdrehfesten Anordnung auf einer Getriebewelle fixiert. Neben dem Synchronkörper13 ist ein Gangrad16 angeordnet. Mit dem Gangrad16 ist ein Kupplungskörper17 verbunden, in dessen Aussparungen17a Mitnehmernocken18a eines Zwischenringes18 eingreifen. Der Zwischenring18 bildet mit der Gegenreibfläche9 des äußeren Synchronrings19 als ein Gegenkonus8 eine erste Reibpaarung20 und mit der Gegenreibfläche9' des inneren Synchronrings21 eine zweite Reibpaarung22 . Die Gegenreibflächen9 und9' sind nicht nachbearbeitet. Die Verbindung vom Gangrad16 und Synchronkörper13 erfolgt über die Schiebemuffe14 . - Der Innenbord
21a des inneren Synchronrings21 ist von Aussparungen unterbrochen und teilweise durch einen Absatz des Synchronkörpers13 verdeckt. Der Absatz greift in die Aussparungen ein, und der innere Synchronring21 ist somit formschlüssig mit dem Synchronkörper13 verbunden. Der äußere Synchronring19 ist über seinen Bord formschlüssig mit dem Synchronkörper13 verbunden. Der Formschluss des äußeren Synchronrings19 mit dem Synchronkörper13 erfolgt über Aussparungen19a seines Bordes. -
2 zeigt ein Synchronringpaket23 , bestehend aus einem äußeren Synchronring19 , einem Zwischenring18 und einem inneren Synchronring21 . Zwischen dem äußeren19 und dem inneren21 Synchronring sind Reibelemente4 in Aussparungen3 des Zwischenrings18 angeordnet. - Die
3 und4 zeigen jeweils einen Synchronring1 als Zwischensynchronring18 mit einem Ringkörper und Ausnehmungen3 , die nahezu rechteckförmig ausgebildet sind. Dabei sind die Ausnehmungen äquidistant angeordnet und verlaufen in axialer Richtung. Im Tragbereich15 der Mitnehmernocken18a fehlen bei dem Zwischensynchronring18 der4 die Ausnehmungen3 , um die über die Mitnehmernocken18a eingeleiteten Kräfte sicher aufnehmen zu können. Die Reibleistung wird dadurch nur unwesentlich gemindert. Zwischen den Ausnehmungen3 bildet das Grundmaterial des Ringkörpers Nuten12 , die das Öl ableiten. Das Spiel der Reibelemente4 in den Ausnehmungen beträgt etwa ein Millimeter. -
5 zeigt ein Reibelement4 , das sphärisch gewölbt ist und eine Reibbeschichtung25 aufweist. Das Reibelement4 weist weiterhin auf seinen radial orientierten Flächen25 Strukturflächen7 mit Ölrillen24 auf, welche das Öl fort führen. -
- 1
- Synchronring
- 2
- Ringkörper
- 3
- Ausnehmung
- 4
- Reibelement
- 5
- erstes Reibelement
- 6
- zweites Reibelement
- 7
- Strukturfläche
- 8
- Gegenkonus
- 9, 9'
- Gegenreibfläche
- 10
- axiales Ende
- 11
- axiales Ende
- 12
- Nut
- 13
- Synchronkörper
- 14
- Schiebemuffe
- 15
- Tragbereich
- 16
- Gangrad
- 17
- Kupplungskörper
- 17a
- Aussparung
- 18
- Zwischenring
- 18a
- Mitnehmernocken
- 19
- äußerer Synchronring
- 19a
- Aussparung
- 20
- erste Reibpaarung
- 21
- innerer Synchronring
- 21a
- Innenbord
- 22
- zweite Reibpaarung
- 23
- Synchronringpaket
- 24
- Ölrille
- 25
- Reibbeschichtung
- 26
- radial orientierte Fläche
Claims (11)
- Synchronring (
1 ) für eine Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Ringkörper (2 ), wobei der Ringkörper (2 ) mehrere Ausnehmungen (3 ) aufweist und in den Ausnehmungen (3 ) Reibelemente (4 ) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (2 ) einen Käfig bildet, der die Reibelemente (4 ) in den Ausnehmungen (3 ) führt, wobei die Reibelemente (4 ) in den Ausnehmungen (3 ) verschiebbar und/oder verdrehbar angeordnet sind. - Synchronring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (
2 ) spanlos und umformtechnisch aus Blech oder aus Kunststoff hergestellt ist. - Synchronring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (
3 ) durch Stanzen hergestellt sind. - Synchronring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (
4 ) mit einer Beschichtung versehen sind. - Synchronring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (
4 ) eine konvexe Oberfläche aufweisen. - Synchronring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (
4 ) als erste Reibelemente (5 ) und zweite Reibelemente (6 ) aus verschiedenen Werkstoffen ausgebildet sind. - Synchronring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (
4 ) Strukturflächen (7 ) aufweisen. - Synchronring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (
4 ) voneinander beabstandet angeordnet sind, so dass von den axialen Enden (10 ,11 ) des Synchronrings (1 ) Nuten (12 ) gebildet sind. - Synchronring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (
4 ) im Querschnitt eine nicht-rechteckige Rautenform aufweisen, so dass die Nuten (12 ) schräg zur Axialrichtung verlaufen. - Synchronring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (
4 ) ein unregelmäßige Viereckform (geschertes Trapez) aufweisen, so dass die Nuten (12 ) schräg zur Axialrichtung verlaufen und sich zu einem axialen Ende verbreitern. - Synchronisierung mit zumindest einem Synchronring nach Anspruch 1 und einem eine Gegenreibfläche (
9 ) aufweisenden Gegenkonus (8 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenreibfläche (9 ) nicht nachbearbeitet ist.
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