DE10343074B4

DE10343074B4 - Gekoppelte Synchronisiereinrichtung

Info

Publication number: DE10343074B4
Application number: DE2003143074
Authority: DE
Inventors: Robert Dr.-Ing. Rank; Peter Echtler
Original assignee: Hoerbiger and Co; Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Current assignee: Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2023-09-18
Also published as: DE10343074A1

Abstract

Zur schmiedetechnischen Herstellung großer Konusringe wird eine gekoppelte Synchronisiereinrichtung mit folgenden Komponenten vorgeschlagen: DOLLAR A Gekoppelte Synchronisiereinrichtung 1 mit einem Außenring 2; einem Innenring 3; einem Reibring 4, der zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 2 angeordnet ist, und einer Mehrzahl von separaten Mitnahme-Segmenten 5, 6, 7, die im gekoppelten Zustand den Innenring 3 und den Außenring 2 formschlüssig miteinander verbinden, wobei der Außenring 2 und der Innenring 3 stirnseitig angeordnete Aufnahmenuten 5', 6', 7' bzw. 13, 14, 15 aufweist, in die die Mitnahmesegmente 5 bis 7 eingreifen.

Description

Die Erfindung betrifft eine gekoppelte Synchronisiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Synchronisiereinrichtung ist aus der Tagungsveröffentlichung der VDI-Tagung vom 25.04. und 26.04.1991 bekannt. Bei dieser Synchronisiereinrichtung werden Außen- und Innenring durch einlegbare Mitnahme-Segmente gekoppelt, die mit Ausnehmungen versehen sind, in die axial angeordnete Zungen eingreifen.
Das Problem bei dieser bekannten Synchronisiereinrichtung ist darin zu sehen, dass die schmiedetechnische Fertigung für große Ringe, die beispielsweise für LKW-Getriebe benötigt werden, sehr kostenaufwendig ist, um die erforderlichen Toleranzen einhalten zu können.

Aus der DE 195 26 684 A1 ist eine Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe bekannt, bei der die beiden Synchronringe über Mitnahmeringe gekoppelt sind. Diese Mitnahmeringe haben am Umfang verteilte axiale, innere und äußere Vorsprünge, die in stirnseitige Ausnehmungen der Synchronringe eingreifen.

Aus der DE 101 36 906 A1 ist eine Vorrichtung zum Schalten eines Gangrades bekannt, wobei der innere Synchronring mit dem äußeren Synchronring verdrehfest verbunden ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Synchronisiereinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, die einfach auf schmiedetechnische Art und Weise unter Einhaltung der erforderlichen Toleranzen herstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.

Dadurch, dass Außen- und Innenring der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung stirnseitig mit Aufnahmenuten versehen sind, ist es möglich, auch große Ringe schmiedetechnisch herzustellen, da eine derartige Ausbildung ohne axial ausgerichtete Zungen einfach und mit der erforderlichen Genauigkeit fertigbar ist. Vom Prinzip her erlaubt jedoch der Aufbau der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung auch eine pulvermetallurgische Herstellung.

Prinzipiell können die Mitnahmesegmente unterschiedlich ausgebildet sein. Die einfachste Ausbildungsmöglichkeit stellt eine rechteckige oder auch quadratische Form dar.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Ferner ist es jedoch möglich, die Mitnahme-Segemente auch trapezförmig auszugestalten, wodurch es möglich wird, eine Lüftungsfunktion für den Außenring bzw. eine Selbstverstärkung (Servowirkung) zur Erhöhung des Reibwertes zu erreichen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
1 eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung,
2 eine der 1 entsprechende Darstellung des Innen- und Außenringes mit dazwischen angeordnetem Reibring und mit Mitnahme-Segmenten,
3 eine der 2 entsprechende Darstellung im gekoppelten Zustand,
4A bis 5B eine Erläuterung des Lüftmechanismus einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung,
6A bis 7B eine Darstellung, die den 4A bis 5B entspricht, zur Erläuterung einer Servowirkung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung,
8A und 8B eine Darstellung einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung in vereinfachter Form, und
9 eine Darstellung einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung.
In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung 1 dargestellt, die einen Außenring 2 mit innerer Reibfläche und umfangsseitiger Verzahnung und einen Innenring 3 mit innen- und außenliegender Reibfläche aufweist.
Ferner ist ein in üblicher Art und Weise ausgestalteter Reibring 4 vorgesehen, der mit seinen Reibflächen sowohl mit dem Innen- als auch dem Außenring zusammenwirken kann.
Ferner zeigt 1 eine an sich bekannte Schiebemuffe 8, einen fest mit der Getriebewelle verbundenen Synchronkörper 12 und ein Losrad 10, das verdrehfest mit einem Kupplungskörper 11 mit umfangsseitiger Verzahnung versehen sein kann. Diese Komponenten können in üblicher Art und Weise ausgestaltet werden, sodass der Durchschnittsfachmann deren Anordnung und Wirkungsweise kennt.
1 verdeutlicht ferner, dass die erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung 1 Mitnahme-Segmente aufweist, die separate Bauteile darstellen. Im Beispielsfalle sind drei Mitnahme-Segmente 5 bis 7 vorgesehen. Vom Prinzip her ist es jedoch möglich, eine geringere oder größere Anzahl derartiger Mitnahme-Segmente vorzusehen. Die Mitnahme-Segemente erstrecken sich radial vom Außen- zum Innenring und greifen in stirnseitige Aufnahmenuten 5' bis 7' des Außenringes 2 bzw. Aufnahmenuten 13 bis 15 des Innenringes 3, die ebenfalls stirnseitig angeordnet sind. Diese Wirkungsweise wird insbesondere aus den
2 und 3 deutlich, in denen zur Vereinfachung lediglich Außen- und Innenring 2 bzw. 3 sowie der Reibring 4 mit den Mitnahme-Segmenten 5 bis 7 dargestellt ist. Diese stellen separate Bauteile dar, die getrennt von den Ringen herstellbar sind. Hierdurch wird es einerseits möglich, die Außen- und Innenringe als einfach herstellbare Schmiedeteile auszubilden und im Übrigen unterschiedliche Ausgestaltungen der Mitnahme-Segmente möglich zu machen.
3 zeigt den gekoppelten Zustand, wobei deutlich wird, dass bei in die Aufnahmenuten eingreifenden Mitnahme-Segmenten 5 bis 7 die Kopplung von Innen- und Außenring 2 und 3 auf einfache Art und Weise möglich gemacht wird.
Unter Bezugnahme auf die 4A, 4B, 5A und 5B wird nachfolgend ein aktives Lüften des Außensynchronringes 2 erläutert. Die Figuren sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in den 1 bis 3 versehen. Dementsprechend kann hinsichtlich der Ausbildung der jeweiligen Teile auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen werden.
Die 4A und 4B zeigen den normal gekoppelten Zustand von Außenring und Innensynchronring 2 bzw. 3. Hierbei liegt das jeweilige Mitnahme-Segment 5, 6 bzw. 7 in den zugeordneten stirnseitigen Aufnahme-Ausnehmungen. 4B verdeutlicht hierbei, dass das Mitnahme-Segment 5, 6 bzw. 7 hierbei in einer umlaufenden Nut 9 der Nabe 12 angeordnet ist, wobei der untere Rand 16 dieser Nut 9 benachbart angeordnet ist.
Aufgrund der trapezförmigen bzw. konisch angeschrägten Ausbildung des jeweiligen Mitnahme-Segmentes 5 bis 7 kann zum Lüften des Außenringes 2 eine Kraft in Richtung des Pfeiles P1 gemäß 5A auf das Mitnahme-Segment 5, 6 bzw. 7 aufgebracht werden, was zu einem Anheben des Mitnahme-Segmentes und damit einem Lüften des Außenringes 2 führt, was durch den Pfeil P2 in 5B symbolisiert ist.
Unter Bezugnahme auf die 6A bis 7B wird deutlich, dass bei entsprechender Anschrägung der Mitnahme-Segmente 5 bis 7 auch Servowirkung zur Erhöhung der Reibwirkung zwischen Außenring 2 und Innenring 3 möglich ist. Die 6A und 6B stellen hierbei den Zustand gemäß den 4A und 4B dar.
Aus den 7A und 7B wird die Funktionsweise der Servowirkung deutlich, die durch die Pfeile P3 und P4 in den 7A und 7B symbolisiert wird. Hierbei wird eine umfangsseitig ausgerichtete Kraft gemäß Pfeil P3 auf das Mitnahme-Segment 5, 6 bzw. 7 aufgebracht, was zu einer resultierenden Kraft P4 führt, die eine Erhöhung des Reibmomentes gemäß der Darstellung in 7 gemäß Pfeil P5 möglich macht.
In den 8A und 8B ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung 1 dargestellt, bei der jedoch zur Vereinfachung der Darstellung nur der Aussenring 2, der Innenring 3 und speziell ausgebildete Mitnahmesegmente 17 dargestellt sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Mitnahmesegmente 17 mit einer Außenindexierung 18 versehen, der von einem im Montagezustand radial nach außen ragenden Vorsprung gebildet wird, der also im Montagezustand benachbart zur Verzahnung des Außenrings 2 angeordnet ist.
In 9 ist eine weitere Ausführungsform der Synchronisiereinrichtung 1 dargestellt, bei der Mitnahmesegmente 19 vorgesehen sind, die mit einer Innenindexierung versehen sind, die durch die Bezugsziffer 20 gekennzeichnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Innenindexierung 20 durch einen im Montagezustand radial nach innen ragenden Vorsprung gebildet, der also in Richtung auf die Längsmittellinie der Synchronisiereinrichtung 1 weist.
Durch diese Mitnahmesegmente 17 und 19 kann der Indexwinkel (Umschlagwinkel des Außensynchronringes) durch die entweder innen oder außen angeordneten Anschlagflächen 18 bzw. 20 definiert werden.

1: Synchronisiereinrichtung
2: Außenring
3: Innenring
4: Reibring
5-7: Mitnahme-Segmente
5'-7': Aufnahmenuten
8: Schiebemuffe
9: Nut
10: Losrad
11: Kupplungskörper
12: Synchronkörper
13-15: Aufnahmenuten
16: Unterer Rand
17: Mitnahme-Segment
18: Außenindexierung
19: Mitnahme-Segment
20: Innenindexierung
P1-P5: Pfeile

Claims

Gekoppelte Synchronisiereinrichtung (1) – mit einem Außenring (2); – mit einem Innenring (3); – mit einem Reibring (4), der zwischen dem Innenring (3) und dem Außenring (2) angeordnet ist; und – mit einer Mehrzahl von separaten Mitnahme-Segmenten (5, 6, 7), die im gekoppelten Zustand den Innenring (3) und den Außenring (2) formschlüssig miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, – dass der Außenring (2) und der Innenring (3) stirnseitig angeordnete Aufnahmenuten (5', 6' und 7' bzw. 13, 14, 15) aufweisen, in die die Mitnahme-Segmente (5 bis 7) eingreifen, und – dass die Mitnahme-Segmente (5 bis 7; 7, 2') einen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen, und die sich radial vom Außen- zum Innenring (2 bzw. 3) erstrecken.
Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) schmiedetechnisch herstellbar ist.
Synchronisiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (3) schmiedetechnisch herstellbar ist.
Synchronisiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahme-Segmente (5 bis 7 bzw. 5' bis 7') stanztechnisch herstellbar sind.
Synchronisiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahme-Segmente (5 bis 7 bzw. 7'') als Sinterformteile ausgebildet sind.
Synchronisiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahme-Segmente (17; 20) zur Definition des Umschlagwinkels des Außensynchronringes (3) entweder mit einer Außenindexierung (18) oder einer Innenindexierung (20) versehen sind.
Synchronisiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiereinrichtung als 3-fach Konus-Synchronisierung ausgebildet ist.