DE10163412A1

DE10163412A1 - Switching and synchronization device for gearboxes

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: WO2003054406A1; AU2002358627A1; BR0207435A

Abstract

The invention relates to a gear-shifting and synchronizing device for transmissions, in particular for motor vehicle transmissions. Said device comprises at least one gearwheel (7, 7a), which is freely mounted on a transmission shaft and has a clutch member that is connected at least in fixed rotation to said gearwheel (7, 7a) and a synchronizing unit, which has a friction-ring body (5, 5a) that is connected in fixed rotation to the clutch member and/or the gearwheel (7, 7a). According to the invention, the clutch member has a clutch disk (8, 8a, 8b, 9) with an L- or U-shaped cross-section.

Description

Field of the Invention

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. The invention relates to a switching and synchronization device for Gearbox, in particular for motor vehicle gearboxes, with at least one Gear wheel, with a clutch body that at least rotatably with the gear wheel is connected, and with a synchronizer, which has a friction ring body has that with the clutch body and / or the gear in a rotationally fixed Connection is established.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

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. Such a generic switching and synchronization device is off EP 0 508 976 A1. Details of the coupling body are not found in this European patent application because the Key messages of this application relate to the friction ring body and its Concentrate the friction lining. However, it can be assumed that the coupling body is a solid component, the Dimension, in particular width, by the required dimension of the Tooth profile is given. It is therefore a coupling body that is expensive to manufacture and has a high weight.

Object of the invention

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. The object of the invention is therefore to provide a coupling body places that are optimally designed, using cheap manufacturing technology can be manufactured and fulfills all necessary functions.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Kupplungskörper eine Kupplungsscheibe mit einem L- oder U-förmigen Querschnitt aufweist. The object of the invention is achieved in that the coupling body Has clutch disc with an L-shaped or U-shaped cross section.

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. This makes it possible to determine the width or dimension of the Clutch disc in its web area regardless of the width of the To define tooth profile, whereby only the stress on the disc is considered. On the other hand, the width of the tooth profile can be independent of the width or sheet thickness in the web area of the clutch disc are produced and based on the loads on the tooth profile become.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10. Further refinements of the invention are the subject of subclaims 2 until 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. If the clutch disc is L-shaped, the leg forms the L shape the outer ring of the clutch disc, which is also the tooth profile having. In the case of a clutch disc with a U-shaped cross section, the outer leg designed as an outer ring of the clutch disc and has the tooth profile.

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. This makes it possible to achieve the advantages described above and one any or sufficient length for the legs available to reach the tooth profile width, on the other hand, the Bridge area adapted to the load on the clutch disc in this area become.

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. The inner surface of the web of the L-shaped clutch disc and the Inner legs of the U-shaped clutch disc can be used for the purpose non-rotatable connection with the gear wheel can be designed as desired. You can both have a toothing and in particular on the inner surface of the web on an L-shaped clutch disc, with punched-outs be provided to establish the rotary connection to the gear wheel.

Die Kupplungsscheiben können aber auch ohne Ausstanzungen und Verzahnungen hergestellt sein und mittels Schweißung mit dem Gangrad verbunden sein. The clutch discs can also without punched and To be made gears and by welding with the gear wheel be connected.

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. The design of the clutch discs described above can be Manufacture in particular by means of the forming technique, the leg of the L-shaped and the legs of the U-shaped clutch disc by means of Forming process attached or manufactured. Thereby results in a particularly inexpensive and precise form of manufacture for the Clutch discs.

Dabei kann auch das Zahnprofil durch Materialverdrängung in dem Außenring der Kupplungsscheibe angebracht werden. The tooth profile can also be replaced by material displacement in the outer ring the clutch disc.

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. A particularly favorable ratio of the width of the web of the L or U shaped clutch discs to the extension of the outer leg or the outer ring and thus the tooth profile width results then when the web width is a maximum of two thirds of the extension of the Outer ring is.

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. Depending on the design of the tooth profile, it is advantageous if the Basic gearing in the first forming process, simultaneously with the Forming process of the clutch disc and thinning of the roof teeth is produced with undercuts in a further forming step. This is it is possible to finish with just two forming steps respectively To achieve final production of the gearing.

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. The friction ring body can either be driven and directly with the gear wheel or be rotatably connected to the clutch disc. Becomes a slewing ring chosen with the clutch disc, it is advantageous if at the Clutch disc drive lugs are attached by means of welding attached or molded by means of material enforcement. The friction ring body can also have protruding lugs, which in the driver openings Engage clutch disc, the driver openings as molded Holes can be made.

Brief description of the drawings

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen: To further explain the invention reference is made to the drawing in which embodiments of the invention are shown in simplified form. It demonstrate:

Fig. 1 einen axialen Mittelschnitt durch die obere Hälfte einer Schalt- und Synchronisationseinrichtung, Fig. 1 is an axial cross-section through the upper half of a switching and synchronization means,

Fig. 2 einen Mittelschnitt entsprechend Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, bei dem nur ein Gangrad dargestellt ist und Fig. 2 is a central section corresponding to FIG. 1 on an enlarged scale, in which only one gear is shown and

Fig. 3 einen Mittelschnitt entsprechend Fig. 2. Fig. 3 shows a central section corresponding to FIG. 2.

Detailed description of the drawings

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. , With 1 is shown in Figs. 1 to 3 shown in detail so far, a central body referred to, which is arranged rotationally fixed on a transmission shaft, not shown. On the central body 1 , a sliding sleeve is rotatably mounted, for example by means of a toothing, but displaceably, which is fixed in the central position by means of a locking device 3 . Synchronizer rings 4 and 4 a, friction ring bodies 5 and 5 a and synchronous inner rings 6 and 6 a are arranged on both sides of the central body, the friction ring bodies being operatively connected to an inner cone of the synchronizer rings and an outer cone of the synchronous inner rings.

Auf beiden Seiten des Zentralkörpers 1 sind auf der nicht dargestellten Getriebewelle drehbar gelagert Gangräder 7 und 7a angeordnet. On both sides of the central body 1 on the not-shown transmission shaft rotatably mounted gear wheels 7 and 7 a are arranged.

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. On a shoulder of the gear wheel 7 are U-shaped clutch plates 8, 8 A and B 8 are arranged while being provided on the heel of the gear wheel 7 a is an L-shaped clutch disc. 9 The clutch discs 8 , 8 a, 8 b have a leg which is designed as an outer ring 10 and has a tooth profile 11 . The tooth profile coincides with the internal toothing of the sliding sleeve, so that after moving the sliding sleeve from the central position to the right as shown in FIG. 1, the synchronizer ring is first shifted and with the help of the friction ring body and the synchronizer inner ring, synchronism, i.e. synchronization of the central body with the gear wheel 7 produces and then a positive connection is made with the clutch disc 8 , whereby a certain gear is engaged. The clutch discs 8 and 8 a also have a profile on the inner surface of the inner leg, which matches a corresponding profile on the gear wheel 7 , so that thereby a rotationally fixed connection between the clutch disc 8 and the gear wheel 7 is made.

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. The clutch disc 9 is L-shaped, the leg is also formed as an outer ring 10 a and has a tooth profile 11 a. In contrast to the clutch disks 8 and 8 a, the clutch disk 9 is welded to the gear wheel 7 a and thereby fastened to the gear wheel. Both the clutch disc 8 and the clutch disc 9 have driver lugs 12 which are formed on the web of the clutch discs 8 and 9 by means of material penetration. The driver lugs 12 are in operative connection with recesses on the friction ring bodies and establish the rotary connection to these.

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. In FIGS. 2 and 3, only the gear wheels 7 are shown, the section being taken substantially through the central body 1 by the synchronizer rings 4, the friction rings 5, synchronous inner rings 6.

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. The clutch disk designated 8a in FIG. 2 is very similar to the clutch disk 8 in FIG. 1. It is only used upside down, so that the U-shaped opening points in the direction of the gear wheel 7 .

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. Furthermore, bores 13 are provided in the web area of the clutch disc 8 a, which are formed from the material and serve as driver openings for the friction ring body 5 , which has projections which engage in the bores 13 .

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
The clutch disc 8 b in FIG. 3 is essentially designed like the clutch disc 8 in FIG. 1. However, it has a larger inner diameter and formations 14 in the region of the inner leg, into which projections on the friction ring body 5 engage. LIST OF REFERENCES 1 central body
2 sliding sleeves
3 3 locking device
4 synchronizer ring
4 a synchronizer ring
5 friction ring bodies
5 a friction ring body
6 synchronous inner ring
6 a synchronous inner ring
7 gear wheel
7 a gear wheel
8 clutch disc, U-shaped
8 a clutch disc, U-shaped ( Fig. 2 )
8 b clutch disc, U-shaped ( Fig. 3 )
9 clutch disc, L-shaped
10 outer ring
10 a outer ring
11 tooth profile
11 a tooth profile
12 driving lug
13 hole
14 formation

Claims

1. Switching and synchronization device for transmissions, in particular for motor vehicle transmissions, with at least one gear wheel ( 7 , 7 a), with a coupling body which is connected to the gear wheel ( 7 , 7 a) at least in a rotationally fixed manner, and with a synchronizing device, one Friction ring body ( 5 , 5 a), which is connected to the clutch body and / or the gear wheel ( 7 , 7 a) in a rotationally fixed connection, characterized in that the clutch body has a clutch disc ( 8 , 8 a, 8 b, 9 ) with a L-shaped or U-shaped cross section.

2. Switching and synchronization device according to claim 1, characterized in that the leg of the L-shaped ( 9 ) and one leg of the U-shaped clutch disc ( 8 , 8 a, 8 b) the outer ring ( 10 , 10 a) of the clutch disc form, which has the tooth profile ( 11 , 11 a).

3. Switching and synchronization device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the width of the web of the L-shaped ( 9 ) and the U-shaped clutch discs ( 8 , 8 a, 8 b) maximum two thirds of the extent of outer leg of the L-shaped ( 9 ) or U-shaped clutch discs ( 8 , 8 a, 8 b).

4. Switching and synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that the inner surface of the web of the L-shaped ( 9 ) and the inner leg of the U-shaped clutch discs ( 8 , 8 a, 8 b) punched or toothed for rotationally fixed connection with the gear wheel ( 7 , 7 a).

5. Switching and synchronization device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the clutch discs ( 8 , 8 a, 8 b and 9 ) are welded to the gear wheel ( 7 , 7 a).

6. Switching and synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that the clutch disks ( 8 , 8 a, 8 b and 9 ) are produced by means of a forming process and the leg of the L-shaped ( 9 ) and the leg of the U-shaped clutch disks ( 8 , 8 a, 8 b) are attached by means of the forming process.

7. Switching and synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth profile ( 11 , 11 a) is attached to the clutch disc ( 8 , 8 a, 8 b and 9 ) by material displacement.

8. Switching and synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that the basic toothing of the tooth profile ( 11 , 11 a) are produced in a first forming process and the tapering of the roof toothing in a further forming step.

9. Switching and synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that on the clutch disks ( 8 and 9 ) driver lugs ( 12 ) as anti-rotation for the friction ring body ( 5 , 5 a) are attached, which are fastened by welding or molded by means of material enforcement are.

10. Switching and synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that in the clutch disc ( 8 a) driver openings are provided as anti-rotation for the friction ring body ( 5 ), which are made as shaped bores ( 13 ).