DE10063053A1 - Synchronizer ring for a synchronizer of a manual transmission - Google Patents
Synchronizer ring for a synchronizer of a manual transmissionInfo
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Abstract
Die Erfindung schlägt einen Synchronring (10) für eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes vor, umfassend einen Körper (12) mit einer kegelstumpfartigen ringförmigen Gesamtform, der eine kegelstumpfartige innere Auflagefläche (14) begrenzt, die reibschlüssig mit einer zu einem anderen Bestandteil gehörenden formschlüssigen Auflagefläche zusammenwirken kann, wobei der kegelstumpfartige ringförmige Körper (12) axial ein erstes Teilstück, das einen Mitnahmekranz (16) für den Synchronring (10) bildet, und ein zweites Teilstück umfaßt, das einen Auflage- und Positionierkranz (18) für den Synchronring (10) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmekranz (16) eine Metallscheibe (20) ist und daß der Auflage- und Positionierkranz (18) durch Aufformen einer nichtmetallischen Verbindung auf dem Mitnahmekranz (16) ausgeführt ist.The invention proposes a synchronizer ring (10) for a synchronizing device for a manual transmission, comprising a body (12) with a frustoconical, annular overall shape, which delimits a frustoconical inner bearing surface (14) which can frictionally interact with a form-fitting bearing surface belonging to another component , wherein the frustoconical annular body (12) axially comprises a first section which forms a driving ring (16) for the synchronizer ring (10) and a second section which forms a support and positioning ring (18) for the synchronizer ring (10) , characterized in that the driving ring (16) is a metal disc (20) and in that the support and positioning ring (18) is made by molding a non-metallic connection on the driving ring (16).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Synchronring für eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes.The present invention relates to a synchronizer ring for a Synchronizer of a manual transmission.
Die Erfindung betrifft im einzelnen einen Synchronring für eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes, umfassend einen Körper mit einer kegelstumpfartigen ringförmigen Gesamtform, der eine kegelstumpfartige innere Auflagefläche begrenzt, die reibschlüssig mit einer zu einem anderen Bestandteil gehörenden formschlüssigen Auflagefläche zusammenwirken kann, wobei der kegelstumpfartige ringförmige Körper axial ein erstes Teilstück, das einen Mitnahmekranz für den Synchronring bildet, und ein zweites Teilstück umfaßt, das einen Auflage- und Positionierkranz für den Synchronring bildet.The invention relates in particular to a synchronizer ring for a Synchronizing device of a manual transmission, comprising a Body with a frusto-conical overall shape, one truncated cone-like inner contact surface, which frictionally with one that belongs to another component Support surface can interact, the frustoconical annular body axially a first section, which has a driving ring forms for the synchronizer ring, and comprises a second section, the forms a support and positioning ring for the synchronizer ring.
Ein solcher Synchronring wird beispielsweise in der EP-0 821 175 beschrieben, auf die zu weiteren Einzelheiten verwiesen werden kann.Such a synchronizer ring is described, for example, in EP-0 821 175 to which further details can be referred.
In einem Mehrganggetriebe erfolgt beim Gangwechsel die notwendige Synchronisierung zwischen der Schiebemuffe, die mit der Drehzahl der Ausgangswelle läuft, und dem entsprechenden Gangrad durch ein Reibungs-Synchronisiersystem.In a multi-speed transmission, the necessary changes are made Synchronization between the sliding sleeve with the speed of the Output shaft runs, and the corresponding gear wheel through Friction synchronization system.
Nach einem bekannten Beispiel zur Konstruktion einer Synchronisiervorrichtung ist diese mit einer Nabe oder Muffe ausgerüstet, die durch Nuten mit der Hauptwelle verbunden ist. Die Schiebemuffe kann sich auf dieser Nabe axial verschieben. According to a well-known example for the construction of a Synchronizer is this with a hub or sleeve equipped, which is connected to the main shaft by grooves. The Sliding sleeve can move axially on this hub.
Auf jeder Seite ist die Nabe mit einem Synchronring versehen, der beispielsweise einen inneren Reibkegel umfaßt.The hub is provided with a synchronizer ring on each side for example, includes an inner friction cone.
Der Kegel des Synchronrings und der formschlüssige Außenkegel des Gangrads bilden zusammen eine Kegelkupplung, die durch Friktion/Reibung den Gleichlauf, das heißt den Drehantrieb des Schieberads im Hinblick auf das Einlegen des entsprechenden Gangs ermöglicht.The cone of the synchronizer ring and the positive outer cone of the Gear wheels together form a cone clutch, which by Friction / friction the synchronism, that is the rotary drive of the Slider wheels with a view to engaging the appropriate gear enables.
Die Zahnungen und die Reibflächen der Zahnräder bestehen aus behandeltem Stahl und sind beispielsweise mit Molybdän beschichtet.The teeth and the friction surfaces of the gears consist of treated steel and are coated with molybdenum, for example.
Nach einer bekannten Gestaltung der Synchronringe sind sie in Form von massiven und bearbeiteten Metallteilen ausgeführt, wobei die Innenkegel und die Ringe beispielsweise aus Bronze, aus Aluminiumlegierung oder aus Sinterstahl bestehen.According to a known design of the synchronizer rings, they are in shape made of solid and machined metal parts, the Inner cone and the rings made of bronze, for example Aluminum alloy or sintered steel.
Diese Gestaltung eines einteiligen massiven Synchronrings weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf.This design of a one-piece solid synchronizer ring has however, there are a number of disadvantages.
Zunächst hat jeder Synchronring ein relativ hohes Gewicht und eine relativ große Trägheit.First of all, each synchronizer ring has a relatively high weight and one relatively great sluggishness.
Bei der Herstellung der Synchronringe durch spanende Bearbeitung kommen zahlreiche Nach- und Weiterbearbeitungsschritte zum Einsatz, so daß diese Herstellung besonders zeit- und kostenaufwendig ausfällt.In the manufacture of synchronizer rings by machining numerous post-processing and post-processing steps are used, so that this production is particularly time-consuming and costly.
Darüber hinaus ist es aufgrund der notwendigen Starrheit jedes Synchronrings nicht möglich, seine Abmessungen und seine Masse zu verringern.Furthermore, due to the necessary rigidity, it is everyone Synchronizer rings not possible due to its dimensions and mass reduce.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen. The object of the invention is to overcome these disadvantages remove.
Dazu schlägt die Erfindung einen Synchronring der vorstehend beschriebenen Art vor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Mitnahmekranz eine Metallscheibe ist und daß der Auflage- und Positionierkranz durch Aufformen einer nichtmetallischen Verbindung auf dem Mitnahmekranz ausgeführt ist.To this end, the invention proposes a synchronizer ring as above described type, which is characterized in that the Carrier wreath is a metal disc and that the support and Positioning ring by molding a non-metallic connection on the take-away wreath.
Dank dieser Anordnung ist es nicht erforderlich, Auffalz- oder Schweißvorgänge vorzusehen, um den Auflage- und Positionierkranz mit dem Mitnahmekranz zu verbinden, so daß die Lösung einfach und wirtschaftlich ist und eine Verringerung des Gewichts des Synchronrings ermöglicht. Außerdem weist der Mitnahmekranz eine hohe Festigkeit gegenüber den Beanspruchungen auf, die beim Betrieb auf ihn ausgeübt werden.Thanks to this arrangement, it is not necessary to fold or To provide welding operations to the support and positioning ring to connect with the entrainment wreath, so that the solution is simple and is economical and a reduction in the weight of the Allows synchronizer rings. In addition, the take-away wreath has a high strength against the stresses that arise during operation be exercised on him.
Im Vergleich zur Druckschrift EP-A-0 821 175 können die Arbeitsgänge zur Umformung einer Blechscheibe entfallen.In comparison to the document EP-A-0 821 175, the operations can to form a sheet metal disc.
Nach anderen Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:
According to other features of the invention, the following is provided:
- - Bei der nichtmetallischen Verbindung handelt es sich um einen Kunststoff.- The non-metallic connection is a Plastic.
- - Die kegelstumpfartige Auflagefläche ist wenigstens teilweise mit einer Werkstoffbeschichtung überzogen.- The frustoconical support surface is at least partially with a Material coating coated.
- - Die kegelstumpfartige Auflagefläche umfaßt eine Reihe von in etwa axial ausgerichteten Nuten, die durch Formen in der Dicke der Werkstoffbeschichtung ausgebildet sind.- The frustoconical support surface comprises a number of approximately axially aligned grooves formed by molding in the thickness of the Material coating are formed.
- - Die Werkstoffbeschichtung der kegelstumpfartigen Auflagefläche besteht aus Kunststoff. - The material coating of the frustoconical support surface is made of plastic.
- - Die Kunststoffbeschichtung der kegelstumpfartigen Auflagefläche wird gleichzeitig mit dem Auflage- und Positionierkranz geformt.- The plastic coating of the frustoconical support surface is molded simultaneously with the support and positioning ring.
- - Der Auflage- und Positionierkranz und die Kunststoffbeschichtung der kegelstumpfartigen Auflagefläche sind aus dem gleichen Kunststoff geformt.- The support and positioning ring and the plastic coating of the frustoconical contact surface are made of the same plastic shaped.
- - Die Kunststoffbeschichtung der kegelstumpfartigen Auflagefläche wird zusammen mit dem Auflage- und Positionierkranz geformt.- The plastic coating of the frustoconical support surface is molded together with the support and positioning ring.
- - Der Werkstoff, der die kegelstumpfartige Auflagefläche überzieht, ist ein Reibwerkstoff.- The material that covers the frustoconical support surface is a friction material.
- - Die Reibwerkstoffbeschichtung wird durch Aufformen auf der kegelstumpfartigen Auflagefläche aufgebracht.- The friction material coating is formed on the applied frustoconical support surface.
- - Der Mitnahmekranz umfaßt außen Mitnahmezähne, die mit formschlüssigen Zähnen, beispielsweise einer Schiebemuffe, zusammenwirken können.- The driving wreath includes driving teeth on the outside positive teeth, for example a sliding sleeve, can work together.
- - Der Auflage- und Positionierkranz umfaßt außen durch Formen ausgeführte Vorsprünge zur Auflage und axialen Positionierung.- The support and positioning ring includes outside by molding made projections for support and axial positioning.
Dank der Erfindung kann die Dicke des Mitnahmekranzes beherrscht werden.Thanks to the invention, the thickness of the driving rim can be controlled become.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird. Darin zeigen im einzelnen:Other features and advantages of the invention result from the following detailed description, for understanding reference is made to the accompanying drawings. In it show in single:
Fig. 1 eine perspektivische Dreiviertel-Vorderansicht zur Darstellung eines gemäß den Lehren der Erfindung ausgeführten Synchronrings; und Fig. 1 is a perspective three-quarter front view showing a synchronizer ring constructed in accordance with the teachings of the invention; and
Fig. 2 eine Axialschnittansicht des Synchronrings von Fig. 1. FIG. 2 is an axial sectional view of the synchronizer ring from FIG. 1.
In der folgenden Beschreibung werden identische, gleichartige oder ähnliche Elemente und Bestandteile jeweils durch die gleichen Bezugsnummern bezeichnet.In the following description, identical, similar or similar elements and components each by the same Designated reference numbers.
In Fig. 1 ist ein gemäß den Lehren der Erfindung ausgeführter Synchronring 10 dargestellt.In Fig. 1 a to the teachings of the invention, executed according to the synchronizer ring 10 is illustrated.
Dieser Synchronring 10 besteht im wesentlichen aus einem allgemein ringförmigen kegelstumpfartigen Körper 12 mit der Achse X-X, der eine kegelstumpfartige innere Auflagefläche 14 begrenzt.This synchronizer ring 10 consists essentially of a generally annular truncated cone-like body 12 with the axis XX, which delimits a truncated cone-like inner bearing surface 14 .
Der ringförmige Körper 12 umfaßt axial ein erstes Teilstück, das einen Kranz 16 für die Mitnahme des Synchronrings 10 bildet, und ein zweites Teilstück, das einen Kranz 18 für die Auflage und axiale Positionierung des Synchronrings 10 bildet.The annular body 12 comprises axially a first section, which forms a ring 16 for driving the synchronizer ring 10 , and a second section, which forms a ring 18 for the support and axial positioning of the synchronizer ring 10 .
Der Mitnahmekranz 16 hat hier die Form einer ringförmigen Scheibe 20, deren kreisförmiger äußerer Rand 22 Mitnahmezähne 24 umfaßt.The driving rim 16 here has the shape of an annular disk 20 , the circular outer edge 22 of which comprises driving teeth 24 .
Die ringförmige Scheibe 20 ist aus Metall ausgeführt, in der Art wie es üblicherweise bei Synchronringen verwendet wird, beispielsweise Bronze, Aluminiumlegierung oder Sinterstahl, und unter Anwendung eines herkömmlichen Fertigungsverfahrens, zum Beispiel Warmschmieden, Sintern oder Stanzen und Tiefziehen.The annular disc 20 is made of metal, in the manner commonly used in synchronizer rings, for example bronze, aluminum alloy or sintered steel, and using a conventional manufacturing process, for example hot forging, sintering or stamping and deep drawing.
Der Mitnahmekranz 16 besitzt daher eine hohe Festigkeit gegenüber den Beanspruchungen, die, vor allem an seinen Zähnen, auf ihn einwirken.The driving ring 16 therefore has a high strength against the stresses that act on it, especially on its teeth.
Der Auflage- und Positionierkranz 18 erstreckt sich axial von einer axialen Abschlußfläche der ringförmigen Scheibe 20 aus. The support and positioning ring 18 extends axially from an axial end face of the annular disk 20 .
Der Auflage- und Positionierkranz 18 umfaßt an seinem äußeren Umfangsrand 28 Vorsprünge 26 zur Auflage und axialen Positionierung des Synchronrings 10. Ihre Anzahl beträgt hier drei, wobei sie gleichmäßig winklig verteilt sind.The support and positioning ring 18 comprises on its outer peripheral edge 28 projections 26 for supporting and axially positioning the synchronizer ring 10 . Their number here is three, although they are evenly distributed.
Die Auflage- und Positioniervorsprünge 28 sind insbesondere einstückig mit dem Auflage- und Positionierkranz 18 ausgeführt.The support and positioning projections 28 are in particular made in one piece with the support and positioning ring 18 .
Der Auflage- und Positionierkranz 18 umfaßt außerdem an seinem äußeren Umfangsrand 28 Positionierausnehmungen, von denen hier ebenfalls drei vorgesehen sind, die winklig gleichmäßig zwischen den Vorsprüngen 26 verteilt und durch Formen ausgeführt sind.The support and positioning ring 18 also includes on its outer peripheral edge 28 positioning recesses, of which three are also provided here, which are evenly distributed between the projections 26 and are formed by molding.
Gemäß den Lehren der Erfindung ist der Auflage- und Positionierkranz 18 durch Aufformen einer nichtmetallischen Verbindung auf dem Mitnahmekranz 16 ausgeführt.According to the teachings of the invention, the support and positioning ring 18 is implemented by molding a non-metallic connection onto the driving ring 16 .
Bei der nichtmetallischen Verbindung handelt es sich vorzugsweise um einen Kunststoff, Keramik, ein verstärktes organisches Harz oder eine organische Substanz.The non-metallic compound is preferably a plastic, ceramic, a reinforced organic resin or a organic matter.
Erfindungsgemäß lassen sich die Vorsprünge 26 und die Ausnehmungen 30 einfach herstellen, wobei der Werkstoff des Kranzes 18 gut auf seine Funktion abgestimmt ist.According to the invention, the projections 26 and the recesses 30 can be easily produced, the material of the ring 18 being well matched to its function.
Die Axialschnittansicht von Fig. 2 veranschaulicht, daß der Auflage- und Positionierkranz 18 in der Verlängerung des inneren Umfangsrands 27 des Mitnahmekranzes 16 aufgeformt sein kann, so daß die kegelstumpfartige innere Auflagefläche 14 sowohl durch den inneren Umfangsrand 29 des Auflage- und Positionierkranzes 18 als auch durch den inneren Umfangsrand 27 des Mitnahmekranzes 16 begrenzt wird. The axial sectional view of Fig. 2 illustrates that the support and positioning ring 18 can be formed in the extension of the inner peripheral edge 27 of the driving ring 16 , so that the frustoconical inner bearing surface 14 through both the inner peripheral edge 29 of the support and positioning ring 18 as well is limited by the inner peripheral edge 27 of the driving rim 16 .
Nach einer (nicht dargestellten) Ausführungsvariante der Erfindung kann der Auflage- und Positionierkranz 18 so auf dem inneren Umfangsrand 27 des Mitnahmekranzes 16 aufgeformt werden, daß die kegelstumpfartige innere Auflagefläche 14 nur durch den inneren Umfangsrand 29 des Auflage- und Positionierkranzes 18 begrenzt wird.According to a variant (not shown) of the invention, the support and positioning ring 18 can be molded onto the inner peripheral edge 27 of the driving ring 16 such that the frustoconical inner bearing surface 14 is limited only by the inner peripheral edge 29 of the support and positioning ring 18 .
Es ist festzustellen, daß die axiale Sicherung und die Drehsicherung des Auflage- und Positionierkranzes 18 auf dem Mitnahmekranz 16 durch alle bekannten Mittel herbeigeführt werden können, die bei den Aufformverfahren zur Anwendung kommen.It should be noted that the axial securing and the securing against rotation of the support and positioning ring 18 on the driving ring 16 can be brought about by all known means which are used in the molding processes.
So kann der Mitnahmekranz 16 beispielsweise Ansätze mit geeigneter Form umfassen, die sich axial zum Auflage- und Positionierkranz 18 hin erstrecken. Wenn der Auflage- und Positionierkranz 18 auf dem Mitnahmekranz 16 aufgeformt wird, umgibt die Formmasse die Ansätze, um die axiale Sicherung und die Drehsicherung zu bewirken.For example, the driving rim 16 can comprise lugs with a suitable shape, which extend axially towards the support and positioning rim 18 . When the support and positioning ring 18 is molded onto the driving ring 16 , the molding compound surrounds the lugs in order to bring about the axial securing and the securing against rotation.
Nach einem anderen Beispiel kann der Mitnahmekranz 16 Ausnehmungen mit geeigneter Form enthalten, um die Formmasse aufzunehmen und dadurch den Auflage- und Positionierkranz 18 axial und gegen Verdrehung zu sichern.According to another example, the entrainment ring 16 can contain recesses of a suitable shape in order to receive the molding compound and thereby secure the support and positioning ring 18 axially and against rotation.
Nach einem weiteren Beispiel kann die Oberfläche der axialen Abschlußfläche des Mitnahmekranzes 16, die den Auflage- und Positionierkranz 18 aufnimmt, behandelt sein, um durch Haftverbindung die axiale Befestigung und Drehsicherung des Auflage- und Positionierkranzes 18 herbeizuführen.According to a further example, the surface of the axial end face of the driving ring 16 , which receives the support and positioning ring 18 , can be treated in order to bring about the axial fastening and rotation of the support and positioning ring 18 by means of adhesive bonding.
Die kegelstumpfartige innere Auflagefläche 14 ist vorteilhafterweise mit einer Werkstoffbeschichtung 32, beispielsweise einem Reibwerkstoff, überzogen.The frustoconical inner bearing surface 14 is advantageously covered with a material coating 32 , for example a friction material.
Die Reibwerkstoffbeschichtung 32 ist beispielsweise durch Aufformen auf dem inneren Umfangsrand 29 des Auflage- und Positionierkranzes 18 ausgeführt, wobei die genaue Geometrie der kegelstumpfartigen Auflagefläche 14 durch Formen erzielt wird, das heißt, daß sie nicht von der Ausführungspräzision des ringförmigen Körpers 12 abhängig ist, der einen Einsatz in der Form bildet, sondern sie ist ausschließlich von der Präzision des Formwerkzeugs abhängig.The friction material coating 32 is carried out, for example, by molding on the inner circumferential edge 29 of the support and positioning ring 18 , the precise geometry of the frustoconical support surface 14 being achieved by molding, that is to say that it is not dependent on the precision of execution of the annular body 12 , which forms an insert in the mold, but is solely dependent on the precision of the mold.
Der Werkstoff der Beschichtung 32 muß in Öl arbeiten können.The material of the coating 32 must be able to work in oil.
Ein derartiges Beispiel für einen Reibwerkstoff und sein Herstellungsverfahren werden in der Druckschrift WO-A-95/26473 beschrieben und dargestellt.Such an example of a friction material and be Manufacturing processes are described in WO-A-95/26473 described and illustrated.
Um die Festigkeit der auf dem ringförmigen Körper 12 aufgeformten Reibwerkstoffbeschichtung zu verbessern, ist es möglich, im vorhinein, vor dem Aufformvorgang, ein Harz auf dem Körper 12 oder auf dem Reibwerkstoff aufzutragen.In order to improve the strength of the friction material coating formed on the annular body 12 , it is possible to apply a resin to the body 12 or to the friction material beforehand, before the molding process.
Die Auftragung kann durch Eintauchen des ringförmigen Körpers 12 in ein Harzbad, durch Aufspritzen des Harzes auf der kegelstumpfartigen Auflagefläche 14 oder durch jedes andere Auftragungsverfahren, beispielsweise durch Aufrollen, erfolgen.The application can be carried out by immersing the annular body 12 in a resin bath, by spraying the resin onto the frustoconical support surface 14 or by any other application method, for example by rolling up.
Nach einem bekannten Aspekt der Reibkegel kann die kegelstumpfartige Auflagefläche 14 eine Reihe von in etwa axial ausgerichteten Nuten 34 enthalten.According to a known aspect of the friction cone, the frustoconical bearing surface 14 can contain a series of approximately axially aligned grooves 34 .
Die Nuten 34 sind hier vorteilhafterweise durch Formen einstückig mit der Reibwerkstoffbeschichtung 32 ausgeführt.The grooves 34 are advantageously made in one piece with the friction material coating 32 by molding.
Nach einer (nicht dargestellten) Ausführungsvariante kann die kegelstumpfartige innere Auflagefläche 14 mit einer Kunststoffbeschichtung überzogen sein. According to an embodiment variant (not shown), the frustoconical inner bearing surface 14 can be coated with a plastic coating.
Diese Kunststoffbeschichtung kann gleichzeitig mit dem Auflage- und Positionierkranz 18, beispielsweise aus dem gleichen Kunststoff, aufgeformt werden, oder zusammen mit dem Kranz 18 aus einem anderen Kunststoff geformt werden.This plastic coating can be molded on simultaneously with the support and positioning ring 18 , for example from the same plastic, or can be molded together with the ring 18 from a different plastic.
Für eine gute Verankerung des Kranzes 18 können Löcher, Aussparungen oder Ausnehmungen im Mitnahmekranz 16 vorgesehen sein.For a good anchoring of the ring 18 , holes, recesses or recesses can be provided in the driving ring 16 .
Der Synchronring 10 kann kostengünstig hergestellt werden. Er weist eine stark verringerte Masse und Trägheit im Vergleich zu den bekannten einteiligen Synchronringen mit massiver Struktur auf, und für seine Herstellung ist kein Arbeitsgang mit spanender Bearbeitung erforderlich.The synchronizer ring 10 can be manufactured inexpensively. It has a greatly reduced mass and inertia compared to the known one-piece synchronizer rings with a solid structure, and no machining operation is required for its production.
Der Kranz 18 besteht aus einem Werkstoff, der gut auf seine Funktion abgestimmt ist, während der Mitnahmekranz 16 die gewünschte Dicke haben kann, vor allem wenn der Werkstoff der kegelstumpfartigen Auflagefläche 14 mit einem Werkstoff 32 überzogen ist, der sich von dem der Kränze 16 und 18 unterscheidet.The rim 18 is made of a material that is well coordinated with its function, while the driving rim 16 can have the desired thickness, especially if the material of the frustoconical bearing surface 14 is coated with a material 32 that differs from that of the rims 16 and 18 differs.
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