DE102009051706A1

DE102009051706A1 - Sperrsynchronisationsbaugruppe eines Schaltgetriebes

Info

Publication number: DE102009051706A1
Application number: DE200910051706
Authority: DE
Inventors: Ottmar Back; Erol Ledetzky
Original assignee: Hoerbiger and Co; Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Current assignee: Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Priority date: 2009-11-03
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2011-05-05
Also published as: WO2011054494A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sperrsynchronisationsbaugruppe (10) eines Schaltgetriebes (12), mit einem Synchronkörper (14), der auf einer Welle des Schaltgetriebes (12) drehfest angebracht ist, einer Schaltmuffe (16), die relativ zum Synchronkörper (14) drehfest, aber axial verschieblich angeordnet ist, einem Konusring (18) zur Kopplung des Synchronkörpers (14) mit einem Gangrad (20) des Schaltgetriebes (12) über eine Reibverbindung, sowie einer Vorsynchroneinheit (22), die an der Schaltmuffe (16) angreift und bei einer Axialverschiebung der Schaltmuffe (16) den Konusring (18) axial beaufschlagt, wobei die Vorsynchroneinheit (22) einen Sperrstein (24) umfasst, und wobei der Sperrstein (24) eine Sperrverzahnung (26) aufweist, die eine Axialbewegung der Schaltmuffe (16) relativ zum Sperrstein (24) freigeben oder sperren kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sperrsynchronisationsbaugruppe eines Schaltgetriebes, mit einem Synchronkörper, der auf einer Welle des Schaltgetriebes drehfest angebracht ist, einer Schaltmuffe, die relativ zum Synchronkörper drehfest, aber axial verschieblich angeordnet ist, einem Konusring zur Kopplung des Synchronkörpers mit einem Gangrad des Schaltgetriebes über eine Reibverbindung, sowie einer Vorsynchroneinheit, die an der Schaltmuffe angreift und bei einer Axialverschiebung der Schaltmuffe den Konusring axial beaufschlagt.
Derartige Schaltgetriebe mit Sperrsynchronisierung, insbesondere nach dem System Borg-Warner, sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus dem Lehrbuch „Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik" (Verlag Europa-Lehrmittel, 26. Auflage 1999, Seiten 396 ff.). Bei diesen herkömmlichen Sperrsynchronisationsbaugruppen ist der Konusring als Synchronring mit Sperrverzahnung ausgebildet, wobei die Sperrverzahnung vor einer Drehzahlsynchronisierung zwischen dem Synchronkörper und dem Gangrad eine Axialverschiebung der drehfest mit dem Synchronkörper verbundenen Schaltmuffe auf eine Schaltverzahnung des Gangrads verhindert. Eine drehfeste Kopplung des Synchronkörpers über die Schaltmuffe mit dem Gangrad kann somit erst nach einer Angleichung der Drehzahlen erfolgen.
Üblicherweise ist der Synchronring mit einem besonderen Reibbelag versehen, um beim Kontakt mit einer Reibfläche (z. B. am Gangrad) eine gewünschte Reibkraft zu erzeugen. Die Herstellung des konusförmigen Synchronrings aus dem Stand der Technik ist fertigungstechnisch aufwendig und damit teuer.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Sperrsynchronisationsbaugruppe eines Schaltgetriebes, die eine fertigungstechnisch vereinfachte Konstruktion aufweist und gleichzeitig eine äußerst zuverlässige Sperrsynchronisierung des Schaltgetriebes gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Sperrsynchronisationsbaugruppe der eingangs genannten Art gelöst, bei der die Vorsynchroneinheit einen Sperrstein umfasst, wobei der Sperrstein eine Sperrverzahnung aufweist, die eine Axialbewegung der Schaltmuffe relativ zum Sperrstein freigeben oder sperren kann. Die grundlegende Idee ist dabei eine „Verlagerung” der Sperrverzahnung vom Synchronring bzw. Konusring auf die Vorsynchroneinheit, genauer auf den Sperrstein der Vorsynchroneinheit. Die Sperrverzahnung am Konusring entfällt also, sodass sich der Konusring ausschließlich radial einwärts der Schaltmuffe erstreckt. Durch den Wegfall der Sperrverzahnung am Konusring vereinfacht sich dessen Herstellung erheblich. Gleichzeitig lässt sich eine Sperrverzahnung mit minimalem Mehraufwand in die Vorsynchroneinheit integrieren, sodass sich die Sperrsynchronisationsbaugruppe insgesamt fertigungstechnisch vereinfacht, ohne dass die Synchronisationsfunktion des Schaltgetriebes beeinträchtigt wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der geometrisch komplizierte Sperrstein als Sinterteil ausgeführt ist, insbesondere als gehärtetes Sinterteil. Nach der bevorzugten Ausführungsform bleibt der Sperrstein nach dem Sintern ohne flächigen Materialabtrag, d. h. es findet keine spanende Flächenbearbeitung statt. Alternativ ist es denkbar, den Sperrstein aus einem geeigneten Kunststoff- oder Kunststoffverbundmaterial herzustellen, welches den hohen mechanischen Beanspruchungen im Bereich der Sperrverzahnung standhält.
Die Zähne der Sperrverzahnung haben zur axialen Mitte hin ein frei auslaufendes, durch Schrägflächen konisch zulaufendes Ende. Durch diese Schrägflächen wird beim Synchronisieren die Axialbewegung in eine Umfangsbewegung umgesetzt. Die Schaltmuffe sitzt also axial versetzt zu der oder den Sperrverzahnungen in etwa mittig zum Synchronkörper.
Die Sperrverzahnung kann an wenigstens einem axialen Rand des Sperrsteins, vorzugsweise an beiden axialen Rändern des Sperrsteins angeordnet sein.
Die Schaltmuffe weist eine an den Sperrstein angrenzende Innenverzahnung auf. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist die Innenverzahnung in einer nicht-geschalteten Neutralstellung des Schaltgetriebes vorzugsweise axial versetzt zur Sperrverzahnung des Sperrsteins angeordnet. Als Neutralstellung wird dabei eine Stellung des Schaltgetriebes bezeichnet, in welcher der Synchronkörper nicht mit einem Gangrad gekoppelt ist und die Schaltmuffe, in axialer Richtung gesehen, vorzugsweise mittig auf dem Synchronkörper positioniert ist.
Um die axiale Abmessung des Schaltgetriebes möglichst gering zu halten, erstreckt sich die Sperrverzahnung in axialer Richtung vorzugsweise über maximal 25% der Abmessung des Sperrsteins.
Für die Reduzierung der Belastung des Sperrsteins besitzt dieser in Umfangsrichtung nicht nur einen Sperrzahn, sondern wenigstens zwei in Umfangsrichtung beabstandete Sperrzähne. Sind an beiden axialen Rändern des Sperrsteins Sperrverzahnungen vorgesehen, so sind pro Rand wenigstens zwei Sperrzähne vorhanden.
Die einzelnen Sperrzähne der Sperrverzahnung sind vorstehende Zähne, d. h., sie stehen gegenüber dem Rest des Sperrsteins radial nach außen vor.
Die Zähne sollten einstückiger Bestandteil des Sperrsteins sein und nicht separate, am Sperrstein angebrachte Teile.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, den Sperrstein radial nach innen federnd vorzuspannen.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn im Sperrstein ein Federelement und ein durch das Federelement nach außen vorgespanntes Kraftübertragungselement vorgesehen sind. Das Kraftübertragungselement greift in die Schaltmuffe ein und überträgt die Schaltkraft beim Kuppeln in den Sperrstein und damit in den Konusring. Das Kraftübertragungselement ist so federnd einrückbar gelagert, dass es in der geschalteten Stellung der Schaltmuffe von dieser überfahren wurde und radial nach innen eingerückt ist. Bei Rückkehr der Schaltmuffe in die Neutralstellung rastet das Kraftübertragungselement wieder in eine Ausnehmung der Schaltmuffe ein.
Um die Herstellung der Baugruppe und deren Montage zu vereinfachen kann die Vorsynchroneinheit eine vormontierte, in sich geschlossene Einheit bilden. Lose Teile, die sich von der Vorsynchroneinheit lösen könnten, sind folglich nicht vorhanden. Hierzu ist es bevorzugt, wenn das Federelement und das Kraftübertragungselement im Sperrstein aufgenommen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorsynchroneinheit relativ zum Synchronkörper in Umfangsrichtung begrenzt beweglich, um sich zwischen einer Freigabe- und einer Sperrstellung zu bewegen. Dieser zusätzliche Freiheitsgrad der Vorsynchroneinheit ermöglicht es, die Sperrfunktion und die Vorsynchronfunktion, das heißt die Beaufschlagung des Konusrings gegen eine Sperrfläche, in der Vorsynchroneinheit zusammenzuführen.
Bevorzugt bildet die Strecke zwischen Sperrstellung und Freigabestellung einen beim Synchronisieren auftretenden Umschlagweg, wobei die Sperrstellung durch einen Anschlag des Sperrsteins gegen den Synchronkörper entweder radial einwärts oder auswärts des Konusrings erfolgt oder durch einen Anschlag des Konusrings gegen den Synchronkörper. Wenn der Sperrstein selbst anschlägt, kann z. B. eine Auswölbung des Bodens des Sperrsteins die Anschlagfläche bilden. Der Sperrstein hat folglich eine Mehrfachfunktion zu erfüllen.
Besonders bevorzugt sind die Vorsynchroneinheit und der Konusring in Umfangsrichtung im Wesentlichen spielfrei verbunden, so dass der Sperrstein unmittelbar bei Kontakt des Konusrings mit der gangradseitigen Gegenfläche umschlägt, d. h. umfangsmäßig gegenüber dem Synchronkörper leicht verdreht wird.
Der Sperrstein sollte Kontaktflächen haben, mittels denen er in jeder Stellung am Konusring anliegt.
In einer weiteren Ausführungsform der Sperrsynchronisationsbaugruppe weist der Synchronkörper an seinem Außenumfang eine Ausnehmung auf, in der die Vorsynchroneinheit aufgenommen ist.
In dieser Ausführungsform kann der Konusring Fortsätze aufweisen, die sich im Wesentlichen axial in die Ausnehmung des Synchronkörpers erstrecken. Durch ein Umfangsspiel zwischen dem Konusring und dem Synchronkörper, konkret zwischen den Fortsätzen des Konusrings und der Ausnehmung des Synchronkörpers, lässt sich mit geringem Aufwand die Freigabe- und Sperrstellung der Vorsynchroneinheit relativ zum Synchronkörper definieren.
Ferner ist in dieser Ausführungsform die Vorsynchroneinheit in Umfangsrichtung bevorzugt zwischen zwei Fortsätzen des Konusrings angeordnet, wobei eine Kontaktfläche der Fortsätze jeweils an einer Kontaktfläche des Sperrsteins anliegt. Hierdurch lässt sich eine weitgehend spielfreie Kopplung der Vorsynchroneinheit und des Konusrings in Umfangsrichtung einfach realisieren. Optional können die Fortsätze, die sich in die Ausnehmung des Synchronkörpers erstrecken, auch diejenigen sein, zwischen denen die Vorsynchroneinheit aufgenommen ist.
Vorzugsweise sind die aneinander anliegenden Kontaktflächen von Sperrstein und Konusring so geneigt, dass sie eine relativ zum Konusring radial nach außen gerichtete Bewegung des Sperrsteins verhindern. Insbesondere wird durch diese Neigung der Kontaktflächen auch ein Kippen des Sperrsteins verhindert, welches bei einer axialen Beaufschlagung der Sperrverzahnung auftreten und die Funktion der Sperrsynchronisationsbaugruppe beeinträchtigen könnte. Allgemein gesagt hintergreift der Sperrstein den Konusring durch in Umfangsrichtung vorstehende Vorsprünge.
In einer weiteren Ausführungsform ist in axialer Richtung gesehen auf beiden Seiten des Synchronkörpers ein Konusring angeordnet, so dass die erfindungsgemäße Baugruppe wahlweise eines von zwei Gangrädern kuppeln kann.
In dieser Ausführungsform können die beiden Konusringe durch den Sperrstein in Umfangsrichtung im Wesentlichen spielfrei miteinander gekoppelt sein. Bei herkömmlichen Schaltgetrieben ohne diese Kopplung der Konusringe kann es durch Schleppmomente oder Schwingungen bzw. Vibrationen im Antriebsstrang zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung kommen, welche durch ein Anschlagen der Konusringe am Synchronkörper verursacht wird. Infolge einer Kopplung der Konusringe durch den Sperrstein werden die Bewegungsfreiheitsgrade der Konusringe eingeschränkt. Darüber hinaus ist die Anregung der gekoppelten Konusringe im Vergleich zu einem einzelnen Konusring aufgrund der höheren Trägheitsmasse nicht mehr so leicht möglich. Somit trägt die Kopplung der Konusringe zu einem insgesamt besonders geräuscharmen Betrieb des Schaltgetriebes bei.
Zur Verstärkung der Schaltkraft ist der Sperrstein in einer weiteren Ausführungsform als schwenkbarer, einseitiger Hebel ausgebildet. Somit kann bei gleicher Schaltkraft eine schnellere Synchronisation des Schaltgetriebes erreicht werden.
Vorzugsweise stützt sich der Sperrstein im Bereich seines radial inneren Endes schwenkbar am Synchronkörper ab.
Zur Bildung eines Schwenklagers für den Sperrstein kann dabei am Synchronkörper eine Ausnehmung oder ein Sattel vorgesehen sein. Diese Ausnehmung oder der Sattel wirken bevorzugt mit einem zapfen- bzw. gabelförmigen Abschnitt am radial inneren Ende des Sperrsteins zusammen. Dadurch lässt sich mit geringem Aufwand eine geeignete Schwenklagerung für den Sperrstein herstellen.
Um ein leichtgängiges und klemmfreies Verkippen des Sperrsteins zu ermöglichen, sollte das radial äußere Ende des Sperrsteins axial verschiebbar sein. Vorzugsweise ist hierzu zwischen dem Sperrstein und dem Konusring sowie zwischen dem Sperrstein und der Schaltmuffe ein radiales Spiel vorgesehen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
1 ein Längsschnittdetail einer erfindungsgemäßen Sperrsynchronisationsbaugruppe eines Schaltgetriebes in der Neutralstellung;
2 ein Querschnittdetail der Sperrsynchronisationsbaugruppe gemäß 1;
3 eine perspektivische Draufsicht auf einen Sperrstein der erfindungsgemäßen Sperrsynchronisationsbaugruppe;
4 eine perspektivische Draufsicht auf eine montierte Vorsynchroneinheit der erfindungsgemäßen Sperrsynchronisationsbaugruppe;
5 eine perspektivische Untersicht einer Vorsynchroneinheit der erfindungsgemäßen Sperrsynchronisationsbaugruppe;
6 eine perspektivische Teilansicht eines Konusrings der erfindungsgemäßen Sperrsynchronisationsbaugruppe;
7 eine perspektivische Ansicht einer in den Konusring gemäß 6 eingesetzten Vorsynchroneinheit gemäß 5;
8 ein Querschnittdetail der Sperrsynchronisationsbaugruppe gemäß einer anderen Ausführungsform; und
9 ein Längsschnittdetail der Sperrsynchronisationsbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Die 1 und 2 zeigen ein Längsschnittdetail bzw. ein Querschnittdetail durch eine Sperrsynchronisationsbaugruppe 10 eines Schaltgetriebes 12. Die Sperrsynchronisationsbaugruppe 10 umfasst dabei einen ringförmigen Synchronkörper 14, der auf einer Welle (nicht gezeigt) des Schaltgetriebes 12 drehfest angebracht ist, eine Schaltmuffe 16, die relativ zum Synchronkörper 14 drehfest, aber axial verschieblich angeordnet ist, wenigstens einen Konusring 18 zur Kopplung des Synchronkörpers 14 mit wenigstens einem Gangrad 20 des Schaltgetriebes 12 über eine Reibverbindung, sowie eine Vorsynchroneinheit 22, die an der Schaltmuffe 16 angreift und bei einer Axialverschiebung der Schaltmuffe 16 den entsprechenden Konusring 18 axial beaufschlagt. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Schaltgetriebes 12 sind in axialer Richtung gesehen auf beiden axialen Seiten des Synchronkörpers 14 jeweils ein Konusring 18 und ein Gangrad 20 angeordnet. Zur Klarstellung der jeweiligen Richtungsangaben sind in 2 eine Axialrichtung mit 100, eine Radialrichtung mit 110 und eine Umfangsrichtung mit 120 bezeichnet.
Die Vorsynchroneinheit 22 weist einen Sperrstein 24 mit einer Sperrverzahnung 26 auf, wobei die Sperrverzahnung 26 eine Bewegung der Schaltmuffe 16 relativ zum Sperrstein 24 längs einer Getriebeachse A freigeben oder sperren kann.
Da an jeder Seite des Synchronkörpers 14 ein Gangrad 20 angeordnet ist, ist auch an beiden axialen Rändern 28 des Sperrsteins 24 je eine Sperrverzahnung 26 vorgesehen, die jeweils eine Axialverschiebung der zwischen den beiden Verzahnungen sitzenden Schaltmuffe 16 in der entsprechenden Richtung freigeben oder sperren kann.
Die Schaltmuffe 16 weist eine an den Sperrstein 24 radial nach außen angrenzende Innenverzahnung 30 auf, welche in einer nicht-geschalteten Neutralstellung des Schaltgetriebes 12 (1) axial versetzt zur Sperrverzahnung 26 des Sperrsteins 24 angeordnet ist. Durch diese axial versetzte Anordnung der Verzahnungen 26, 30 wird in Umfangsrichtung 120 eine Relativbewegung zwischen der Vorsynchroneinheit 22 und der Schaltmuffe 16 und damit auch zwischen der Vorsynchroneinheit 22 und dem drehfest mit der Schaltmuffe 16 verbundenen Synchronkörper 14 ermöglicht.
Um die axiale Abmessung des Schaltgetriebes 12 möglichst gering zu halten, ist die Sperrverzahnung 26 nur im Bereich der axialen Ränder 28 des Sperrsteins 24 vorgesehen und erstreckt sich in axialer Richtung 100 insgesamt (d. h. als Summe beider Verzahnungen) über maximal 25% der Abmessung L des Sperrsteins 24 (siehe 3). Die axiale Abmessung I eines Zahns 32 der Sperrverzahnung 26 liegt vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 10% der axialen Abmessung L des Sperrsteins 24.
Die in 1 gezeigte Schaltstellung wird als Ausgangs- oder Neutralstellung des Schaltgetriebes 12 bezeichnet, weil sich der Synchronkörper 14 unabhängig von den Gangrädern 20 um die Getriebeachse A drehen kann. Insbesondere ist keines der Gangräder 20 über die Schaltmuffe 16 drehfest mit dem Synchronkörper 14 verbunden. Ferner ist die Schaltmuffe 16 in der Neutralstellung des Schaltgetriebes 12 üblicherweise in axialer Richtung 100 mittig zum Synchronkörper 14 angeordnet, insbesondere wenn auf beiden axialen Seiten des Synchronkörpers 14 ein Gangrad 20 angeordnet ist.
Obwohl in den 1 bis 8 nur Schaltgetriebe 12 gezeigt sind, bei denen auf beiden Seiten des Synchronkörpers 14 jeweils ein Konusring 18 und ein Gangrad 20 angeordnet sind sowie an beiden axialen Rändern 28 des Sperrsteins 24 eine Sperrverzahnungen 26 vorgesehen ist, umfasst die Erfindung selbstverständlich auch Ausführungsformen, bei denen nur auf einer Seite des Synchronkörpers 14 ein Konusring 18 und ein Gangrad 20 vorgesehen ist und/oder bei denen der Sperrstein 24 entsprechend nur an einem axialen Rand 28 eine Sperrverzahnung 26 aufweist.
Beispielsweise sind im Rahmen der Erfindung Ausführungsvarianten denkbar, bei denen beidseits des Synchronkörpers 14 jeweils ein Gangrad 20 vorgesehen ist, wobei die Sperrsynchronisierung zu einem der beiden Gangräder 20 über die im Rahmen der Erfindung vorgeschlagene Sperrverzahnung 26 des Sperrsteins 24, die Sperrsynchronisierung mit dem anderen Gangrad 20 jedoch über ein herkömmliches Borg-Warner-System mit einer Sperrverzahnung am Konusring 18 erfolgt.
Aus den 1 und 2 wird deutlich, dass die Vorsynchroneinheit 22 den Sperrstein 24, ein Federelement 34 und ein durch das Federelement 34 radial nach außen beaufschlagtes Kraftübertragungselement 36 umfasst. Dadurch ist der Sperrstein 24 in radialer Richtung von der Schaltmuffe 16 weg in Richtung zum Synchronkörper 14 vorgespannt. Das Kraftübertragungselement 36 ist im vorliegenden Fall als Kugel, vorzugsweise als Stahlkugel ausgebildet, wobei das Kraftübertragungselement 36 alternativ auch jede andere geeignete geometrische Form annehmen kann.
Das Kraftübertragungselement 36 ist radial in einer Bohrung 38 (siehe 3) des Sperrsteins 24 geführt und erstreckt sich durch den Sperrstein 24 radial nach außen in eine innenseitige Ausnehmung 40 (insbesondere eine Umfangsnut) der Schaltmuffe 16, um den Sperrstein 24 relativ zur Schaltmuffe 16 axial zu positionieren.
Der Synchronkörper 14 weist gemäß den 2 und 4 an seinem Außenumfang eine Verzahnung 43 sowie für jede Vorsynchroneinheit 22 eine Ausnehmung 44 auf, in der die jeweilige Vorsynchroneinheit 22 aufgenommen ist. Die Innenverzahnung der Schaltmuffe 16 greift in die Außenverzahnung 43. Die Geometrie der Zähne der Sperrverzahnung 26 ist an die Innenverzahnung der Schaltmuffe 16 angepasst, um ein Eingreifen der Zähne der Sperrverzahnung 26 in die Innenverzahnung zu ermöglichen, wie später noch erläutert wird. Vorzugsweise sind mehrere, insbesondere drei Vorsynchroneinheiten 22 über den Umfang des Synchronkörpers 14 verteilt angeordnet.
Ferner sind an jedem Konusring 18 axiale Fortsätze 46 vorgesehen (vgl. auch 6), die sich im Wesentlichen axial in die Ausnehmung 44 des Synchronkörpers 14 erstrecken. Konkret ist die Vorsynchroneinheit 22 in Umfangsrichtung 120 der Ausnehmung zwischen zwei Fortsätzen 46 des Konusrings 18 angeordnet, wobei jeder Fortsatz 46 eine Kontaktfläche 48 hat, die an einer vorzugsweise gleich geneigten Kontaktfläche 50 des Sperrsteins 24 anliegt (vgl. auch 7).
Die Ausnehmung 44 weist an den Umfangsenden der Ausnehmung 44 Hinterschneidungen 45 auf, in die die Fortsätze 46 der Konusringe 18 hineinragen. Optional sind die überkragenden Abschnitte des Synchronkörpers 14 noch mit wenigstens einem Zahn (siehe 2) der Außenverzahnung 43 versehen und/oder haben radial innenseitig eine gekrümmt verlaufende, die Hinterschneidung 45 begrenzende Wand 49.
Da die Hinterschneidungen 45 für die prinzipielle Funktion der Sperrsynchronisationsbaugruppe 10 nicht unbedingt notwendig sind, können sie in alternativen Ausführungsvarianten auch entfallen.
In Axialrichtung gesehen hat der Sperrstein 24 seitlich an entgegengesetzten Enden abstehende Vorsprünge 47, die an den radialen Außenseiten zur Bildung der Kontaktflächen 50 abgeschrägt sind, und zwar komplementär zu entsprechenden Abschrägungen an den einander zugewandten unteren Rändern der Fortsätze 46. Mit den Vorsprüngen 47 hintergreift der Sperrstein 24 den Konusring 18. Diese Hintergreifung ist bereits in der Ausgangs- oder Neutralstellung des Schaltgetriebes 12 vorhanden.
Vorzugsweise ragen die Vorsprünge 47 in Umfangsrichtung nicht in die Hinterschneidungen 45.
Die Kontaktflächen 48 der Fortsätze 46 sind schräg zur Radialrichtung 110 geneigt, d. h. sie weisen radial schräg nach innen (siehe 2) und sind einander zugewandt.
Durch das Zusammenwirken der Kontaktflächen 48, 50 sind die Vorsynchroneinheit 22 und der Konusring 18 in Umfangsrichtung 120 im Wesentlichen spielfrei verbunden.
Anhand der 5 bis 7 wird deutlicher, dass die aneinander anliegenden Kontaktflächen 48, 50 wenigstens abschnittsweise so geneigt sind, dass sie eine relativ zum Konusring 18 radial nach außen gerichtete Bewegung des Sperrsteins 24 verhindern. Dadurch können die Kontaktflächen 48 der Fortsätze 46 insbesondere einem Kippmoment entgegenwirken, welches bei axialer Belastung der Sperrverzahnung 26 bei einer Axialverschiebung der Schaltmuffe 16 in der Sperrstellung des Sperrsteins 24 entsteht. Folglich wird ein Kippen des Sperrsteins 24, welches eine Funktionsbeeinträchtigung der Sperrsynchronisationsbaugruppe 10 zur Folge haben könnte, verhindert.
Die geneigten Abschnitte der Kontaktflächen 48 am Konusring 18 und/oder der Kontaktflächen 50 am Sperrstein 24 werden bevorzugt durch Umformen hergestellt. Alternativ kann das jeweilige Bauteil auch entweder bereits bei seiner Herstellung entsprechend geformt oder aber spanend nachbearbeitet werden. Außerdem können statt abgeschrägten Kontaktflächen 48, 50 auch gestufte oder gerundete Kontaktflächen 48, 50 vorgesehen sein, um den Sperrstein 24 gegen Kippen zu sichern.
Alternativ sind auch Ausführungsvarianten denkbar, bei denen die Vorsprünge 47 und die Abschrägungen an den Kontaktflächen 48 nicht vorhanden sind, so dass kein Hintergreifen des Konusrings 18 erfolgt. Ein Kippen oder eine Bewegung des Sperrsteins 24 radial nach außen (z. B. aufgrund Fliehkraft oder Kippmoment) wird in diesem Fall durch die Innenverzahnung 30 der Schaltmuffe 16 begrenzt.
Die 4 zeigt die Sperrsynchronisationsbaugruppe 10 im Bereich der montierten Vorsynchroneinheit 22, wobei die Schaltmuffe 16 nicht eingezeichnet ist. Durch die weggelassene Schaltmuffe 16 wird deutlich, dass die Konusringe 18 auf beiden axialen Seiten des Synchronkörpers 14 paarweise aufeinander zulaufende Fortsätze 46 mit Kontaktflächen 48 aufweisen und gleichermaßen mit den Kontaktflächen 50 des Sperrsteins 24 zusammenwirken. Mit anderen Worten sind die beiden Konusringe 18 durch gemeinsame Sperrsteine 24 in Umfangsrichtung 120 weitgehend spielfrei miteinander gekoppelt.
Bei in Umfangsrichtung 120 nicht-gekoppelten Konusringen 18 kann es durch Schleppmomente oder Schwingungen bzw. Vibrationen im Antriebsstrang zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung kommen, welche durch ein Anschlagen der Konusringe 18 am Synchronkörper 14 verursacht wird. Diese Geräusche werden durch die Kopplung der Konusringe 18 mittels des Sperrsteins 24 verhindert oder zumindest reduziert, sodass das Schaltgetriebe 12 im Betrieb besonders leise ist.
Die 5 zeigt die Vorsynchroneinheit 22 aus 4 in einer perspektivischen Untersicht. Neben der Kontaktfläche 50 ist in 5 auch eine der beiden entgegengesetzt gerichteten axialen Kontaktflächen 54 gut zu erkennen, durch die der Sperrstein 24 den zugeordneten Konusring 18 beim Schaltvorgang des Schaltgetriebes 12 axial verschiebt. Die Kontaktflächen 54 liegen vorzugsweise jeweils in einer zur Getriebeachse A senkrechten Ebene. In der Ausgangsstellung (1) sind die Kontaktflächen 54 vorzugsweise von den stirnseitigen Gegenflächen 55 der Konusringe 18 beabstandet.
An einer radialen Innenseite des Sperrsteins 24 ist außerdem ein Fortsatz 66 zur Aufnahme des Federelements 34 zu sehen. Der Fortsatz 66 bildet einen nach unten ausbauchenden Boden des Sperrsteins 24.
Der radial nach innen vorgespannte Sperrstein 24 liegt in Radialrichtung mit einer Unterseite 69 an der Oberseite der Konusringe 18 an.
Die 6 zeigt einen Ausschnitt des Konusrings 18 mit zwei Fortsätzen 46, zwischen denen die Vorsynchroneinheit 22 gemäß 5, genauer der Sperrstein 24 der Vorsynchroneinheit 22 aufgenommen wird.
In der 7 ist schließlich den Konusring 18 gemäß 6 mit eingesetzter Vorsynchroneinheit 22 gemäß 5 dargestellt. Hier ist gut zu erkennen, dass der Sperrstein 24 in Axialrichtung radial außen den Konusring 18 übergreift. Dies gilt, wie 1 zeigt, für beide Konusringe 18. In Umfangsrichtung gesehen besitzt der Sperrstein 24 eine T-Form, mit einem Mittelsteg, der zwischen benachbarten Konusringen 18 sitzt und in Ausnehmungen derselben ragt, welche im Beispiel zwischen den Fortsätzen 46 liegen, was nicht einschränkend zu verstehen ist.
Die in axialer Richtung 100 beidseitig abstehenden Seitenschenkel 67 des „T” haben der Neigung der radialen Außenseite des Konusrings 18 entsprechende, schräg geneigte Unterseiten 69, um einen vollflächigen Kontakt mit den Konusringen 18 zu ermöglichen (siehe 1).
Die Ausnehmung 44 im Synchronkörper 14 ist gemäß 2 so ausgebildet, dass die Vorsynchroneinheit 22 zusammen mit dem Konusring 18 relativ zum Synchronkörper 14 in Umfangsrichtung 120 begrenzt beweglich ist, um sich zwischen einer in 2 gezeigten Freigabestellung und einer Sperrstellung zu bewegen.
Die Strecke zwischen einer Sperrstellung oder Anschlagstellung und der (mittigen) Freigabestellung bildet einen beim Synchronisieren auftretenden Umschlagweg x.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Anschlag zu bilden. Beispielsweise kann die Sperrstellung durch einen Anschlag 51' einer Aussparung im Synchronkörper 14 für den bodenseitigen Fortsatz 66 des Sperrsteins 24 sichergestellt werden. Dies ist in 2 mit dem Umschlagweg x' symbolisiert. Eine weitere Möglichkeiten besteht darin, dass ein Anschlag am Synchronkörper 14 nicht, wie im vorherigen Beispiel radial einwärts, sondern radial auswärts des Konusrings 18 erfolgt, indem der Sperrstein 24 direkt am Außenrand 51” des Synchronkörpers 14 anschlägt, was durch den Umschlagweg x'' symbolisiert ist. Eine weitere, in der 2 am einfachsten realisierbare Option ist der Anschlag des Konusrings 18 mit seinen Fortsätzen 46 an der Fläche 51 des Synchronkörpers 14, so dass der Umschlagweg x durch den Konusring 18 und den Synchronkörper 14 definiert ist. Die Fläche 51 ist eine Radialfläche und begrenzt die Ausnehmung 44 in Umfangsrichtung 120.
Die Gegenflächen an den Konusringen 18 oder am Sperrstein 24 verlaufen parallel zu den Anschlagflächen 51, 51', 51'', so dass es zu einem flächigen Anschlag kommt.
Vorzugsweise liegen die Anschlagflächen 51, 51' oder 51” und die Gegenflächen an den Konusringen 18 bzw. dem Sperrstein 24 parallel zueinander und verlaufen in Axialrichtung 100 gesehen im wesentlichen radial.
Wie in 2 angedeutet, bildet die Vorsynchroneinheit 22 eine vorgefertigte, in sich geschlossene Baugruppe, bei der das Federelement 34 und das Kraftübertragungselement 36 im Sperrstein 24 aufgenommen sind. Damit das Kraftübertragungselement 36 im nicht-eingebauten Zustand der Vorsynchroneinheit 22 zwar aus der Bohrung 38 teilweise herausragt, aber nicht aus der Bohrung 38 herausfällt, weist der Sperrstein 24 optional Anschläge 64 auf, welche in 2 schematisch angedeutet sind. Insbesondere bei einer Kunststoffherstellung des Sperrsteins 24 lassen sich diese Anschläge 64 mit geringem Aufwand einstückig am Sperrstein 24 ausbilden. Auf einer radialen Außenseite des Sperrsteins 24 endet die radiale Bohrung 38 zur Aufnahme des Kraftübertragungselements 36, wobei die Bohrung 38 sowohl in axialer Richtung 100 als auch in Umfangsrichtung 120 etwa mittig angeordnet ist (siehe 3).
Die 3 zeigt den Sperrstein 24 der Vorsynchroneinheit 22 in perspektivischer Draufsicht. Der Sperrstein 24 ist hierbei ein Sinterteil, insbesondere ein gehärtetes Sinterteil, damit die Sperrverzahnung 26 den auftretenden Beanspruchungen zuverlässig standhalten kann. Alternativ könnte der Sperrstein 24 in vorteilhafter Weise auch aus einem hochbelastbaren Kunststoff oder einem sonstigen geeigneten Material hergestellt sein.
In 3 ist an beiden axialen Rändern 28 des Sperrsteins 24 die Sperrverzahnung 26 vorgesehen, wobei die Sperrverzahnungen 26 gegenüber dem Rest des Sperrsteins 24 radial nach außen vorstehen. Die Sperrverzahnungen 26 sind im vorliegenden Fall einstückig an den Sperrstein 24 angeformt und weisen in Umfangsrichtung jeweils zwei hintereinanderliegende Zähne 32 auf.
Um die Belastung der einzelnen Zähne 32 beim Sperrsynchronisationsvorgang zu reduzieren, können selbstverständlich auch mehr in Umfangsrichtung 120 hintereinanderliegende Zähne 32 vorgesehen sein, insbesondere vier Zähne. Aus fertigungstechnischen Gründen wird vorzugsweise die geringstmögliche Anzahl an Zähnen 32 gewählt, welche zuverlässig und dauerhaft den auftretenden Beanspruchungen standhält.
Die Sperrverzahnungen 26 sind gemäß 3 nur im Bereich der axialen Ränder 28 vorgesehen, wobei die axiale Abmessung I der Zähne 32 in der Größenordnung von etwa 10% der axialen Abmessung L des gesamten Sperrsteins 24 liegt. Insgesamt erstrecken sich die Sperrverzahnungen 26 in axialer Richtung 100 bevorzugt über maximal 25% der Abmessung L des Sperrsteins 24.
Das grundlegende Prinzip der Sperrsynchronisierung ähnelt dem bekannten Prinzip nach Borg-Warner, auf welches hier explizit Bezug genommen wird. Im Folgenden wird ausgehend von der Neutralstellung des Schaltgetriebes 12 gemäß 1 die Funktionsweise des Schaltgetriebes 12 mit erfindungsgemäßer Sperrsynchronisationsbaugruppe 10 erläutert, um vorhandene Unterschiede zu verdeutlichen.
Soll bei dem Schaltgetriebe 12 mit der Sperrsynchronisationsbaugruppe 10 ausgehend von der Neutralstellung ein Gang geschaltet werden, so werden zunächst die Drehzahlen des Synchronkörpers 14 und des entsprechenden Gangrads 20 angeglichen, bevor die Schaltmuffe 16 auf eine Schaltverzahnung 52 des Gangrads 20 geschoben wird, um den Synchronkörper 14 und das Gangrad 20 formschlüssig und drehfest miteinander zu koppeln.
Im Einzelnen ist der Ablauf wie folgt: Eine (nicht gezeigte) Schaltgabel greift in eine Schaltmuffennut 42 ein und beaufschlagt die Schaltmuffe 16 in Richtung zu demjenigen Gangrad 20, welches dem gewünschten Gang zugeordnet ist. Die aufgebrachte Schaltkraft wird mittels des Kraftübertragungselements 36 auf den Sperrstein 24 überfragen, sodass sich der Sperrstein 24 zusammen mit der Schaltmuffe 16 axial bewegt. Dabei greift der Sperrstein 24 über eine Kontaktfläche 54 am zugeordneten Konusring 18 an und beaufschlagt diesen gegen eine konische Reibfläche 56 des Gangrads 20.
Infolge des Drehzahlunterschieds zwischen dem Gangrad 20 und dem Synchronkörper 14 bzw. dem Konusring 18 sowie der Reibverbindung zwischen dem Konusring 18 und dem Gangrad 20 bewegt sich der Konusring 18 zusammen mit der Vorsynchroneinheit 22 in Umfangsrichtung relativ zum Synchronkörper 14 in eine seiner Sperrstellungen (sogenanntes „Umschlagen”). In der Sperrstellung liegt der axiale Fortsatz 46 des Konusrings 18 am Anschlag 51 des Synchronkörpers 14 an, wobei dieser Anschlag 51 (genau wie die weiteren möglichen Anschläge 51', 51'') durch eine vorzugsweise radiale Fläche der Ausnehmung 44 gebildet ist.
Die Innenverzahnung 30 der Schaltmuffe 16 ist in der Sperrstellung relativ zur Sperrverzahnung 26 des Sperrsteins 24 in Umfangsrichtung so ausgerichtet, dass die Verzahnungen 30, 26 eine axiale Bewegung der Schaltmuffe 16 relativ zum Sperrstein 24 verhindern. Die in der Schaltmuffe 16 vorgesehene Ausnehmung 40, in welche das Kraftübertragungselement 36 eingreift, ist als Nut in einem Zahn der Innenverzahnung 30 der Schaltmuffe 16 ausgebildet, wobei sich die Nut in Umfangsrichtung 120 erstreckt. In axialer Richtung (vgl. 1) ist der Nutquerschnitt so gewählt, dass die axiale Schaltkraft der Schaltmuffe 16 zunächst über das in die Nut eingreifende Kraftübertragungselement 36 an den Sperrstein 24 weitergeleitet werden kann, wobei die Schaltkraft nach der Synchronisation aber auch ausreicht, um das Kraftübertragungselement 36 radial einwärts in die Bohrung 38 des Sperrsteins 24 zu verschieben.
Gemäß 1 ist der Nutquerschnitt etwa parabelförmig gewählt. In Umfangsrichtung, das heißt in Nutlängsrichtung (vgl. 2), weist die Nut eine Krümmung, insbesondere eine kreisförmige Krümmung auf. Der Kurvenradius ist dabei sehr groß gewählt, damit das Kraftübertragungselement 36 in der Nut rollen bzw. gleiten kann und das Umschlagen des Sperrsteins 24 zwischen seinen Sperrstellungen und seiner Freigabestellung nicht behindert. Der Kurvenradius kann insbesondere konzentrisch zur Innenverzahnung 30 der Schaltmuffe 16 gewählt sein.
Haben sich schließlich die Drehzahlen des Synchronkörpers 14 und des Gangrads 20 weitgehend angeglichen, so lässt die Umfangskraft, mit welcher der Fortsatz 46 des Konusrings 18 gegen seinen Anschlag am Synchronkörper 14 gepresst wird, nach, sodass die axiale Schaltkraft ausreicht, um den Sperrstein 24 mitsamt dem Konusring 18 relativ zum Synchronkörper 14 von seiner Sperrstellung in seine Freigabestellung gemäß 2 zu bewegen. Diese Freigabestellung befindet sich mittig zwischen den Sperrstellungen des Sperrsteins 24 und ermöglicht eine axiale Verschiebung der Schaltmuffe 16 über die Sperrverzahnung 26 auf die Schaltverzahnung 52 des Gangrads 20. Zur Verdrehung des Sperrsteins 24 von seiner Sperrstellung in seine Freigabestellung haben die Zähne 32 der Sperrverzahnung 26 in Axialrichtung 100 gesehen ein zur axialen Mitte des Sperrsteins 24 gewandtes Ende 58, welches durch Schrägflächen 60 konisch zuläuft. In entsprechender Weise haben auch die Zähne der Innenverzahnung 30 der Schaltmuffe 16 axiale Enden, welche durch Schrägflächen konisch zulaufen. Lässt die Umfangskraft, welche den Konusring 18 und den Sperrstein 24 gegen den Synchronkörper 14 drückt, nach, so können die Schrägflächen 60 der Sperrverzahnung 26 aufgrund der axialen Schaltkraft an den Schrägflächen der Innenverzahnung 30 gleiten, wodurch sich die Schaltmuffe 16 relativ zum Sperrstein 24 sowohl axial als auch in Umfangsrichtung 120 bewegt.
Bei der axialen Bewegung der Schaltmuffe 16 relativ zum Sperrstein 24 wird das Kraftübertragungselement 36 durch schräge oder gekrümmte Flächen der Ausnehmung 40 entgegen der Federkraft des Federelements 34 radial einwärts in die Bohrung 38 eingerückt.
Nach Erreichen der Freigabestellung des Sperrsteins 24 lässt sich die Schaltmuffe 16 problemlos auf die Schaltverzahnung 52 des Gangrads 20 aufschieben, sodass der Synchronkörper 14 und das Gangrad 20 über die Schaltmuffe 16 in Umfangsrichtung formschlüssig und weitgehend spielfrei miteinander gekoppelt sind und der gewünschte Gang geschaltet ist.
Die 8 zeigt analog zu 2 ein Querschnittdetail des Schaltgetriebes 12 mit Sperrsynchronisationsbaugruppe 10, wobei es sich bei dem Schaltgetriebe 12 nicht um ein Einfachkegelsystem wie in den 1 bis 7 handelt, sondern um ein Mehrfachkegelsystem, bei dem auf einer axialen Seite des Synchronkörpers 14 mehrere Konusringe 18, 68, 70 vorgesehen sind. Die Sperrsynchronisationsbaugruppe 10 umfasst dabei in dieser Ausführungsform einen in Umfangsrichtung mit dem Synchronkörper 14 gekoppelten ersten Konusring 18, einen in Umfangsrichtung 120 mit dem ersten Konusring 18 gekoppelten zweiten Konusring 68 sowie einen in Umfangsrichtung mit dem Gangrad 20 gekoppelten dritten Konusring 70, wobei der dritte Konusring 70 radial zwischen dem ersten Konusring 18 und dem zweiten Konusring 68 angeordnet ist, und wobei der erste Konusring 18 und der zweite Konusring 68 durch den Sperrstein 24 in Umfangsrichtung 120 verbunden sind. Hierzu ist der Sperrstein 24 weitgehend spielfrei sowohl zwischen den zwei axialen Fortsätzen 46 des ersten Konusrings 18 als auch zwischen zwei axialen Fortsätzen 72 des zweiten Konusrings 68 angeordnet. Aufgrund dieser Kopplung der Konusringe 18, 68 durch den Sperrstein 24 müssen am ersten Konusring 18, am zweiten Konusring 68 und/oder am Synchronkörper 14 keine speziellen Laschen bzw. Ausnehmungen ausgebildet werden, um die Konusringe 18, 68 entweder untereinander zu verbinden oder einzeln mit dem Synchronkörper 14 zu koppeln. Die Nutzung des Sperrsteins 24 als Kopplungsstein für Konusringe 18, 68 bei Mehrfachkegelsystemen ist somit fertigungstechnisch vorteilhaft und trägt zu einer einfachen Getriebekonstruktion bei. Besonders vorteilhaft können dadurch in einigen Ausführungsvarianten der erste Konusring 18 und der zweite Konusring 68 als geometrisch ähnliche Gleichteile ausgebildet werden.
Die 9 zeigt analog zu 1 ein Längsschnittdetail des Schaltgetriebes 12 mit Sperrsynchronisationsbaugruppe 10, wobei sich der Sperrstein 24 im Unterschied zu 1 nicht an den Synchronringen 18, sondern im Bereich seines radial inneren Endes 74 schwenkbar am Synchronkörper 14 abstützt. Der Sperrstein 24 ist hierbei als schwenkbarer, einseitiger Hebel zur Schaltkraftverstärkung ausgebildet.
Gemäß 9 ist am Synchronkörper 14 im Bereich des radial inneren Endes 74 des Sperrsteins 24 zur Bildung eines Schwenklagers ein Sattel 76 ausgebildet, der mit einem gabelförmigen Abschnitt 78 des Sperrsteins 24 zusammenwirkt. Vorzugsweise ist wenigstens eine der Anlageflächen des Sattels 76 bzw. des gabelförmigen Abschnitts 78 konvex ausgebildet, um ein Verkippen des Sperrsteins 24 zu erleichtern. Alternativ kann das Schwenklager des Synchronkörpers 14 auch als Bohrung oder kalottenförmige Ausnehmung ausgebildet sein, in die ein zapfenförmiger Abschnitt des Sperrsteins 24 schwenkbar eingreift.
Zwischen dem Sperrstein 14 und dem Konusring 18 sowie zwischen dem Sperrstein 24 und der Schaltmuffe 16 ist in dieser Ausführungsform ein radiales Spiel vorgesehen, so dass ein radial äußeres Ende 80 des Sperrsteins 24 axial verschiebbar ist.
Wird nun auf die Schaltmuffe 16 eine axiale Schaltkraft F_S aufgebracht, so kippt der Sperrstein 24 um einen Drehpunkt S des Schwenklagers und beaufschlagt den Synchronstein 18 mit einer Kraft F_R = F_S × l/l₁ gegen die Reibfläche 56. Da l > l₁ ist F_R > F_S, d. h. der Synchronstein 18 wird entsprechend dem gewünschten Effekt der Schaltkraftverstärkung mit einer axialen Kraft F_R gegen die Reibfläche 56 gedrückt, die größer ist als die Schaltkraft F_S. Üblicherweise liegt der axiale Verschiebeweg des radial äußeren Endes 80 des Sperrsteins 24 bis zur Herstellung des Reibkontakts zwischen Synchronring 18 und Gangrad 20 in der Größenordnung von etwa 1 mm bei einem Kippwinkel von etwa 5°.
Die Schaltkraftverstärkung wirkt sowohl beim Vorsynchronisieren als auch beim Synchronisieren; das Entsperren und das Durchschalten bleiben unbeeinflusst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik” (Verlag Europa-Lehrmittel, 26. Auflage 1999, Seiten 396 ff.) [0002]

Claims

Sperrsynchronisationsbaugruppe eines Schaltgetriebes (12), mit einem Synchronkörper (14), der auf einer Welle des Schaltgetriebes (12) drehfest angebracht ist, einer Schaltmuffe (16), die relativ zum Synchronkörper (14) drehfest, aber axial verschieblich angeordnet ist, einem Konusring (18) zur Kopplung des Synchronkörpers (14) mit einem Gangrad (20) des Schaltgetriebes (12) über eine Reibverbindung, sowie einer Vorsynchroneinheit (22), die an der Schaltmuffe (16) angreift und bei einer Axialverschiebung der Schaltmuffe (16) den Konusring (18) axial beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsynchroneinheit (22) einen Sperrstein (24) umfasst, wobei der Sperrstein (24) eine Sperrverzahnung (26) aufweist, die eine Axialbewegung der Schaltmuffe (16) relativ zum Sperrstein (24) freigeben oder sperren kann.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrstein (24) ein Sinterteil, insbesondere ein gehärtetes Sinterteil ist.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (32) der Sperrverzahnung (26) in Radialrichtung (110) gesehen ein zur axialen Mitte des Sperrsteins (24) gewandtes Ende (58) haben, welches durch Schrägflächen (60) konisch zuläuft.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrverzahnung (26) an wenigstens einem axialen Rand (28) des Sperrsteins (24) angeordnet ist, wobei vorzugsweise an beiden axialen Rändern (28) eine Sperrverzahnung (26) vorhanden ist.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sperrverzahnung (26) in axialer Richtung über maximal 25% der Abmessung des Sperrsteins (24) erstreckt.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrverzahnung (26) in Umfangsrichtung (120) wenigstens zwei hintereinander liegende Zähne (32) aufweist.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrverzahnung (26) gegenüber dem Rest des Sperrsteins (24) radial nach außen vorsteht.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrverzahnung (26) einstückig an den Sperrstein (24) angeformt ist.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrstein (24) in radialer Richtung (110) von der Schaltmuffe (16) weg in Richtung zum Synchronkörper (14) vorgespannt ist.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsynchroneinheit (22) den Sperrstein (24), ein Federelement (34) und ein durch das Federelement (34) radial nach außen beaufschlagtes Kraftübertragungselement (36) umfasst.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Kraftübertragungselement (36) durch den Sperrstein (24) radial nach außen in eine innenseitige Ausnehmung (40) in der Schaltmuffe (16) erstreckt, um den Sperrstein (24) relativ zur Schaltmuffe (16) axial zu positionieren.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (36) bei sich in Freigabestellung befindlichem Sperrstein (24) von der axial bewegten Schaltmuffe (16) radial eingerückt werden kann.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsynchroneinheit (22) eine vorgefertigte, in sich geschlossene Baugruppe bildet, bei der das Federelement (34) und das Kraftübertragungselement (36) im Sperrstein (24) aufgenommen sind.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsynchroneinheit (22) relativ zum Synchronkörper (14) in Umfangsrichtung (120) begrenzt beweglich ist, um sich zwischen einer Freigabe- und einer Sperrstellung zu bewegen.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke zwischen Sperrstellung und Freigabestellung einen beim Synchronisieren auftretenden Umschlagweg (x) bildet, wobei die Sperrstellung durch einen Anschlag des Sperrsteins (24) gegen den Synchronkörper (14) entweder radial einwärts oder radial auswärts des Konusrings (18) erfolgt oder durch einen Anschlag des Konusrings (18) gegen den Synchronkörper (14).
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsynchroneinheit (22) und der Konusring (18) in Umfangsrichtung (120) im wesentlichen spielfrei verbunden sind.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrstein (24) Kontaktflächen (50) aufweist, die am Konusring (18) anliegen.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronkörper (14) an seinem Außenumfang eine Ausnehmung (44) aufweist, in der die Vorsynchroneinheit (22) aufgenommen ist.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Konusring (18) Fortsätze (46) aufweist, die sich im wesentlichen axial in die Ausnehmung (44) des Synchronkörpers (14) erstrecken.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsynchroneinheit (22) in Umfangsrichtung (120) zwischen zwei Fortsätzen (46) des Konusrings (18) angeordnet ist, wobei eine Kontaktfläche (48) der Fortsätze (46) jeweils an einer Kontaktfläche (50) des Sperrsteins (24) anliegt.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die aneinander anliegenden Kontaktflächen (48, 50) so geneigt sind, dass sie eine relativ zum Konusring (18) radial nach außen gerichtete Bewegung des Sperrsteins (24) verhindern.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung (100) auf beiden Seiten des Synchronkörpers (14) ein Konusring (18) angeordnet ist.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Konusringe (18) durch den Sperrstein (24) in Umfangsrichtung (120) im wesentlichen spielfrei miteinander gekoppelt sind.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (16) eine an den Sperrstein (24) angrenzende Innenverzahnung (30) aufweist, wobei die Innenverzahnung (30) in einer nicht-geschalteten Neutralstellung des Schaltgetriebes (12) axial versetzt zur Sperrverzahnung (26) des Sperrsteins (24) angeordnet ist.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen in Umfangsrichtung mit dem Synchronkörper (14) gekoppelten ersten Konusring (18), einen in Umfangsrichtung (120) mit dem ersten Konusring (18) gekoppelten zweiten Konusring (68) sowie einen in Umfangsrichtung (120) mit dem Gangrad (20) gekoppelten dritten Konusring (70), wobei der dritte Konusring (70) radial zwischen dem ersten Konusring (18) und dem zweiten Konusring (68) angeordnet ist, und wobei der erste Konusring (18) und der zweite Konusring (68) durch den Sperrstein (24) in Umfangsrichtung (120) im wesentlichen spielfrei verbunden sind.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrstein (24) als schwenkbarer einseitiger Hebel zur Schaltkraftverstärkung ausgebildet ist.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sperrstein (24) im Bereich seines radial inneren Endes (74) schwenkbar am Synchronkörper (14) abstützt.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Synchronkörper (14) eine Ausnehmung oder ein Sattel (76) zur Bildung eines Schwenklagers für den Sperrstein (24) vorgesehen ist.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung oder der Sattel (76) des Synchronkörpers (14) mit einem zapfen- bzw. gabelförmigen Abschnitt (78) am radial inneren Ende (74) des Sperrsteins (24) zusammenwirkt.
Sperrsynchronisationsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sperrstein (24) und dem Konusring (18) sowie zwischen dem Sperrstein (24) und der Schaltmuffe (16) ein radiales Spiel vorgesehen ist, so dass ein radial äußeres Ende (80) des Sperrsteins (24) axial verschiebbar ist.