DE10163412A1

DE10163412A1 - Schalt- und Synchronisationseinrichtung für Getriebe

Info

Publication number: DE10163412A1
Application number: DE10163412A
Authority: DE
Inventors: Reiner Martin; Josef Schwuger
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-03
Also published as: AU2002358627A1; BR0207435A; WO2003054406A1

Abstract

Schalt- und Synchronisationseinrichtung für Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe, mit wenigstens einem frei auf einer Getriebewelle gelagerten Gangrad (7, 7a), mit einem Kupplungskörper, der mit dem Gangrad (7, 7a) zumindest drehfest verbunden ist, und mit einer Synchronisiervorrichtung, die einen Reibringkörper (5, 5a) aufweist, der mit dem Kupplungskörper und/oder dem Gangrad (7, 7a) in drehfester Verbindung steht, wobei der Kupplungskörper eine Kupplungsscheibe (8, 8a, 8b, 9) mit einem L- oder U-förmigen Querschnitt aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalt- und Synchronisationseinrichtung für Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe, mit wenigstens einem Gangrad, mit einem Kupplungskörper, der mit dem Gangrad zumindest drehfest verbunden ist, und mit einer Synchronisiervorrichtung, die einen Reibringkörper aufweist, der mit dem Kupplungskörper und/oder dem Gangrad in drehfester Verbindung steht.

Hintergrund der Erfindung

Eine derartige gattungsbildende Schalt- und Synchronisationseinrichtung ist aus der EP 0 508 976 A1 bekannt. Nähere Angaben zu dem Kupplungskörper finden sich in dieser europäischen Patentanmeldung nicht, da die Kernaussagen dieser Anmeldung sich auf den Reibringkörper und dessen Reibbelag konzentrieren. Es kann allerdings davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem Kupplungskörper um ein massives Bauteil handelt, dessen Abmessung, insbesondere Breite, durch die erforderliche Abmessung des Zahnprofils gegeben ist. Es handelt sich daher um einen Kupplungskörper, der teuer in der Herstellung ist und ein hohes Gewicht aufweist.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kupplungskörper zur Verfügung zu stellen, der optimal gestaltet ist, mittels einer günstigen Fertigungstechnologie hergestellt werden kann und alle erforderlichen Funktionen erfüllt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Kupplungskörper eine Kupplungsscheibe mit einem L- oder U-förmigen Querschnitt aufweist.

Dadurch ist es möglich, die Breite beziehungsweise Abmessung der Kupplungsscheibe in ihrem Stegbereich unabhängig von der Breite des Zahnprofils festzulegen, wobei nur die Beanspruchung der Scheibe zu berücksichtigen ist. Andererseits kann die Breite des Zahnprofils unabhängig von der Breite beziehungsweise Blechdicke im Stegbereich der Kupplungsscheibe hergestellt werden und dabei die Belastungen des Zahnprofils zugrundegelegt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10.

Ist die Kupplungsscheibe L-förmig ausgebildet, so bildet der Schenkel der L-Form den Außenring der Kupplungsscheibe, der auch das Zahnprofil aufweist. Bei einer Kupplungsscheibe mit U-förmigem Querschnitt ist der äußere Schenkel als Außenring der Kupplungsscheibe ausgeführt und weist das Zahnprofil auf.

Dadurch ist es möglich, die zuvor geschilderten Vorteile zu erreichen und eine beliebige beziehungsweise hinreichende Länge für die Schenkel zur Verfügung zu stellen, um die Zahnprofilbreite zu erreichen, andererseits kann der Stegbereich der Belastung der Kupplungsscheibe in diesem Bereich angepasst werden.

Die Innenfläche des Steges der L-förmigen Kupplungsscheibe und der Innenschenkel der U-förmigen Kupplungsscheibe können zum Zwecke der drehfesten Verbindung mit dem Gangrad beliebig ausgebildet sein. Sie können sowohl eine Verzahnung aufweisen als auch insbesondere an der Innenfläche des Steges bei einer L-förmigen Kupplungsscheibe, mit Ausstanzungen versehen sein, um die Drehverbindung zum Gangrad herzustellen.

Die Kupplungsscheiben können aber auch ohne Ausstanzungen und Verzahnungen hergestellt sein und mittels Schweißung mit dem Gangrad verbunden sein.

Die zuvor beschriebene Ausgestaltung der Kupplungsscheiben lässt sich insbesondere mittels der Umformtechnik herstellen, wobei der Schenkel der L-förmigen und die Schenkel der U-förmigen Kupplungsscheibe mittels des Umformprozesses angebracht beziehungsweise hergestellt werden. Dadurch ergibt sich eine besonders günstige und formgenaue Herstellungsart für die Kupplungsscheiben.

Dabei kann auch das Zahnprofil durch Materialverdrängung in dem Außenring der Kupplungsscheibe angebracht werden.

Ein besonders günstiges Verhältnis der Breite des Steges der L- oder U- förmigen Kupplungsscheiben zu der Erstreckung des äußeren Schenkels beziehungsweise des Außenringes und damit der Zahnprofilbreite ergibt sich dann, wenn die Stegbreite maximal zwei Drittel der Erstreckung des Außenringes beträgt.

Je nach Ausgestaltung des Zahnprofils ist es vorteilhaft, wenn die Grundverzahnung in dem ersten Umformvorgang, gleichzeitig mit dem Umformvorgang der Kupplungsscheibe und die Ausspitzung der Dachverzahnung mit Hinterschnitten in einer weiteren Umformstufe hergestellt wird. Dadurch ist es möglich, mit nur zwei Umformstufen eine Endbearbeitung beziehungsweise Endherstellung der Verzahnung zu erreichen.

Der Reibringkörper kann entweder über Mitnehmer und direkt mit dem Gangrad oder mit der Kupplungsscheibe drehverbunden sein. Wird eine Drehverbindung mit der Kupplungsscheibe gewählt, ist es vorteilhaft, wenn an der Kupplungsscheibe Mitnehmernasen angebracht sind, die mittels Schweißung befestigt oder mittels Materialdurchsetzung angeformt sind. Der Reibringkörper kann aber auch vorstehende Nasen aufweisen, die in Mitnehmeröffnungen der Kupplungsscheibe eingreifen, wobei die Mitnehmeröffnungen als ausgeformte Bohrungen hergestellt sein können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
Fig. 1 einen axialen Mittelschnitt durch die obere Hälfte einer Schalt- und Synchronisationseinrichtung,
Fig. 2 einen Mittelschnitt entsprechend Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, bei dem nur ein Gangrad dargestellt ist und
Fig. 3 einen Mittelschnitt entsprechend Fig. 2.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

In den Fig. 1 bis 3 ist, soweit im einzelnen dargestellt, mit 1 ein Zentralkörper bezeichnet, der drehfest auf einer nicht dargestellten Getriebewelle angeordnet ist. Auf dem Zentralkörper 1 ist drehfest, zum Beispiel mittels einer Verzahnung, aber verschiebbar, eine Schiebemuffe gelagert, die mittels einer Arretiervorrichtung 3 in der Mittelstellung fixiert ist. Auf beiden Seiten des Zentralkörpers sind Synchronringe 4 und 4a, Reibringkörper 5 und 5a und Synchroninnenringe 6 und 6a angeordnet, wobei die Reibringkörper mit einem Innenkonus der Synchronringe und einem Außenkonus der Synchroninnenringe in Wirkverbindung stehen.
Auf beiden Seiten des Zentralkörpers 1 sind auf der nicht dargestellten Getriebewelle drehbar gelagert Gangräder 7 und 7a angeordnet.
Auf einem Absatz des Gangrades 7 sind U-förmige Kupplungsscheiben 8, 8a und 8b angeordnet, während auf dem Absatz des Gangrades 7a eine L-förmige Kupplungsscheibe 9 vorgesehen ist. Die Kupplungsscheiben 8, 8a, 8b weisen einen Schenkel auf, der als Außenring 10 ausgebildet ist und ein Zahnprofil 11 aufweist. Das Zahnprofil stimmt mit der Innenverzahnung der Schiebemuffe überein, so dass nach Verschiebung der Schiebemuffe aus der Mittelstellung nach rechts gemäß Fig. 1 zunächst der Synchronring verschoben wird und mit Hilfe des Reibringkörpers und des Synchroninnenringes ein Gleichlauf, d. h. eine Synchronisation des Zentralkörpers mit dem Gangrad 7 herstellt und anschließend eine formschlüssige Verbindung mit der Kupplungsscheibe 8 erfolgt, wodurch ein bestimmter Gang eingelegt wird. Die Kupplungsscheiben 8 und 8a weisen auf der Innenfläche des inneren Schenkels ebenfalls eine Profilierung auf, die zu einem entsprechenden Profil auf dem Gangrad 7 passt, so dass dadurch eine drehfeste Verbindung zwischen der Kupplungsscheibe 8 und dem Gangrad 7 hergestellt wird.
Die Kupplungsscheibe 9 ist L-förmig ausgeführt, wobei der Schenkel ebenfalls als Außenring 10a ausgebildet ist und ein Zahnprofil 11a aufweist. Die Kupplungsscheibe 9 ist im Gegensatz zu den Kupplungsscheiben 8 und 8a mit dem Gangrad 7a verscheißt und dadurch an dem Gangrad befestigt. Sowohl die Kupplungsscheibe 8 als auch die Kupplungsscheibe 9 weisen Mitnehmernasen 12 auf, die mittels Materialdurchsetzung an dem Steg der Kupplungsscheiben 8 und 9 angeformt sind. Die Mitnehmernasen 12 stehen mit Ausnehmungen an den Reibringkörpern in Wirkverbindung und stellen die Drehverbindung zu diesen her.
In den Fig. 2 und 3 sind nur die Gangräder 7 dargestellt, wobei der Schnitt im wesentlichen durch den Zentralkörper 1, durch die Synchronringe 4, Reibringe 5, Synchroninnenringe 6 gelegt ist.
Die in Fig. 2 mit 8a bezeichnete Kupplungsscheibe ist der Kupplungsscheibe 8 in Fig. 1 sehr ähnlich. Sie ist nur seitenverkehrt eingesetzt, so dass die U-förmige Öffnung in Richtung des Gangrades 7 zeigt.
Weiterhin sind im Stegbereich der Kupplungsscheibe 8a Bohrungen 13 vorgesehen, die aus dem Material ausgeformt sind und als Mitnehmeröffnungen für den Reibringkörper 5 dienen, der Vorsprünge aufweist, die in die Bohrungen 13 eingreifen.
Die Kupplungsscheibe 8b in Fig. 3 ist im wesentlichen ausgeführt wie die Kupplungsscheibe 8 in Fig. 1. Sie hat allerdings einen größeren Innendurchmesser und Ausformungen 14 im Bereich des Innenschenkel, in die Vorsprünge am Reibringkörper 5 eingreifen. Bezugszeichenliste 1 Zentralkörper
2 Schiebemuffe
3 3 Arretiervorrichtung
4 Synchronring
4a Synchronring
5 Reibringkörper
5a Reibringkörper
6 Synchroninnenring
6a Synchroninnenring
7 Gangrad
7a Gangrad
8 Kupplungsscheibe, U-förmig
8a Kupplungsscheibe, U-förmig (Fig. 2)
8b Kupplungsscheibe, U-förmig (Fig. 3)
9 Kupplungsscheibe, L-förmig
10 Außenring
10a Außenring
11 Zahnprofil
11a Zahnprofil
12 Mitnehmernase
13 Bohrung
14 Ausformung

Claims

1. Schalt- und Synchronisationseinrichtung für Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe, mit wenigstens einem Gangrad (7, 7a), mit einem Kupplungskörper, der mit dem Gangrad (7, 7a) zumindest drehfest verbunden ist, und mit einer Synchronisiervorrichtung, die einen Reibringkörper (5, 5a) aufweist, der mit dem Kupplungskörper und/oder dem Gangrad (7, 7a) in drehfester Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungskörper eine Kupplungsscheibe (8, 8a, 8b, 9) mit einem L- oder U-förmigen Querschnitt aufweist.

2. Schalt- und Synchronisationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schenkel der L-förmigen (9) und ein Schenkel der U-förmigen Kupplungsscheibe (8, 8a, 8b) den Außenring (10, 10a) der Kupplungsscheibe bilden, der das Zahnprofil (11, 11a) aufweist.

3. Schalt- und Synchronisationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Steges der L-förmigen (9) und der U-förmigen Kupplungsscheiben (8, 8a, 8b) maximal zwei Drittel der Erstreckung des äußeren Schenkels der L-förmigen (9) oder U-förmigen Kupplungsscheiben (8, 8a, 8b) beträgt.

4. Schalt- und Synchronisationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Steges der L-förmigen (9) und der Innenschenkel der U-förmigen Kupplungsscheiben (8, 8a, 8b) Ausstanzungen oder Verzahnungen zum drehfesten Verbinden mit dem Gangrad (7, 7a) aufweisen.

5. Schalt- und Synchronisationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheiben (8, 8a, 8b und 9) mit dem Gangrad (7, 7a) verschweißt sind.

6. Schalt- und Synchronisationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheiben (8, 8a, 8b und 9) mittels Umformverfahren hergestellt und der Schenkel der L-förmigen (9) und die Schenkel der U-förmigen Kupplungsscheiben (8, 8a, 8b) mittels des Umformprozesses angebracht sind.

7. Schalt- und Synchronisationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnprofil (11, 11a) durch Materialverdrängung an der Kupplungsscheibe (8, 8a, 8b und 9) angebracht ist.

8. Schalt- und Synchronisationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundverzahnung des Zahnprofils (11, 11a) in einem ersten Umformvorgang und die Ausspitzung der Dachverzahnung in einer weiteren Umformstufe hergestellt sind.

9. Schalt- und Synchronisationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kupplungsscheiben (8 und 9) Mitnehmernasen (12) als Verdrehsicherung für den Reibringkörper (5, 5a) angebracht sind, die mittels Schweißungen befestigt oder mittels Materialdurchsetzung angeformt sind.

10. Schalt- und Synchronisationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kupplungsscheibe (8a) Mitnehmeröffnungen als Verdrehsicherungen für den Reibringkörper (5) vorgesehen sind, die als ausgeformte Bohrungen (13) hergestellt sind.