DE102006057485A1 - Synchronizing body/detent on a synchronizing device for a change speed gear forms a ring around an axis of symmetry with an inner hub and inner toothed gearing - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Synchronkörper einer Synchronisierungseinrichtung für ein Schaltgetriebe, der um eine Symmetrieachse ringförmig ausgebildet ist und eine innenseitige Nabe mit einer Innenverzahnung zur verdrehfesten Anordnung auf einer Welle sowie eine außenseitige Axialführung zur Aufnahme einer Schiebemuffe aufweist, wobei die Nabe und die Axialführung über einen Mittelteil miteinander verbunden sind.The The present invention relates to a synchronizer body of a synchronizer for a Manual transmission, which is annular around an axis of symmetry and a inside hub with an internal toothing for a rotationally fixed arrangement on a shaft as well as an outside axial guidance for receiving a sliding sleeve, wherein the hub and the Axial guidance over one Middle part are connected to each other.
Ein
häufig
auch als Synchronträgerkörper bezeichneter
Synchronkörper
ist aus der Offenlegungsschrift
Eine derartige Ausführung eines Synchronkörpers weist eine nur eingeschränkte Belastbarkeit auf, wobei das Verhältnis aus Steifigkeit und minimal realisierbarem Gewicht relativ gering ausfällt. Das liegt insbesondere daran, dass die Anschläge aus massiven Metallringen gebildet werden müssen, wobei die Ausführung der Anschläge aus Blechformteilen wiederum eine noch geringere Steifigkeit aufweist.A such embodiment a synchronizer body has only a limited Resilience on, the ratio of stiffness and minimal realizable Weight is relatively low. This is especially because the attacks are made of solid metal rings have to be formed being the execution the attacks from sheet metal parts in turn has an even lower rigidity.
Eine
weitere Ausführung
eines Synchronkörpers
ist aus der Offenlegungsschrift
Die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile bei der Gestaltung von Synchronkörpern sind neben einer nur geringen Steifigkeit hohe Herstellkosten, wenn der Synchronkörper als massiver Körper mittels einer spanenden Bearbeitung hergestellt ist. Ferner gibt der Stand der Technik Auskunft über Synchronkörper, die als Sinterteile ausgebildet sind, wobei auch Sinterteile nur eine eingeschränkte Belastbarkeit, ein eingeschränktes Design sowie eingeschränkte Wärmebehandlungsverfahren ermöglichen. Den aus Blechkörpern gebildeten Synchronkörpern haftet eine eingeschränkte Steifigkeit an, welche es ebenfalls zu überwinden gilt. Ferner sind die planseitigen Anschläge zum Anlauf gegen die Synchronringe aus massiven Stahlringen ausgebildet, welche das Gewicht des Synchronkörpers erheblich erhöhen.The disadvantages in the design resulting from the prior art of synchronizer bodies are in addition to a low rigidity high production costs, if the synchronizer body as a massive body made by machining. There are also the state of the art information about Synchronizer, which are formed as sintered parts, with sintered parts only a limited Resilience, a limited Design as well as limited Heat treatment method enable. The from sheet metal bodies formed synchronous bodies adheres to a limited rigidity which also has to be overcome applies. Furthermore, the plane-side stops for starting against the synchronizer rings formed of solid steel rings, which significantly increases the weight of the synchronizer body increase.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Synchronkörper der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass dieser bei einem geringen Gewicht und einer einfachen Herstellung eine hohe Steifigkeit und damit eine große Belastbarkeit aufweist.It is therefore the object of the present invention, a synchronous body of initially mentioned type to improve that this at a low weight and a simple manufacture a high Stiffness and thus a high load capacity having.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Synchronkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These The object is based on a synchronizer according to the preamble of the claim 1 solved in conjunction with its characterizing features. advantageous Further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Mittelteil wenigstens teilweise durch einen Metallschaumkörper gebildet ist.The Invention includes the technical teaching that the middle part at least partially through a metal foam body is formed.
Ein Metallschaumkörper weist ein sehr geringes Gewicht bei einer dennoch hohen Steifigkeit auf. Metallschaumkörper werden aus einer Vermischung eines metallischen Pulvers mit einem Treibmittelpulver zu einem gasdichten Vormaterial vermischt oder als Halbzeug verdichtet, wobei anschließend durch Erwärmung oberhalb des Metallschmelzpunktes das Gemisch zu dem ge wünschten Metallschaumkörper expandiert. Während der Erwärmung beginnt das Treibmittel Gas freizusetzen, welches aus dem noch festen und gasdichten Halbzeug nicht entweichen kann. Sobald der Schmelzpunkt des Metalls erreicht ist, bildet das gespeicherte Gas eine Vielzahl sich ausdehnender Blasen. Der flüssige Metallschaum expandiert bis zu einem von Metall und Treibmittel abhängigen Maximalwert. Im Ergebnis kann ein Metallkörper erhalten werden, welcher in einer Art raumförmiges Gittergerüst eine Vielzahl von Poren einschließt, so dass sich insgesamt eine sehr steife Struktur ausbildet, und zur Bildung der Gesamtsteifigkeit des Synchronkörpers bei dennoch geringem Gewicht genutzt werden kann.A metal foam body has a very low weight but nevertheless high rigidity. Metal foam bodies are made from a mixture of a metallic powder with a propellant powder ver mixed to a gas-tight starting material or compacted as a semi-finished product, which then expands by heating above the metal melting point, the mixture to the ge desired metal foam body. During heating, the propellant begins to release gas, which can not escape from the still solid and gas-tight semi-finished product. Once the melting point of the metal is reached, the stored gas forms a variety of expanding bubbles. The liquid metal foam expands to a metal and propellant dependent maximum value. As a result, a metal body can be obtained, which includes a plurality of pores in a kind of space-like lattice, so that an overall very rigid structure is formed, and can be used to form the overall stiffness of the synchronizer body yet low weight.
Besonders bevorzugt kann als Metallschaum ein Aluminiumschaum verwendet werden, wodurch sich das Gewicht des Metallschaumkörpers minimieren lässt. Zudem weist Aluminiumschaum hervorragende Absorptionseigenschaften auf, so dass mit der Auswahl des Werkstoffes ferner eine Schall- und Schwingungsdämpfung erzielbar ist.Especially an aluminum foam can preferably be used as metal foam, whereby the weight of the metal foam body can be minimized. moreover aluminum foam has excellent absorption properties, so that with the selection of the material also a sound and vibration damping achievable is.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest das Mittelteil außenseitig eine erste Trägerschale und eine zweite Trägerschale, wobei der Metallschaumkörper zwischen den Trägerschalen eingebracht ist. Die Trägerschalen bilden gemeinsam einen innenliegenden Hohlraum, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit dem Metallschaumkörper ausgefüllt sein kann. Die Trägerschalen bilden die Außenkontur des Mittelteils und gehen zumindest teilweise in die innenseitige Nabe einstöckig über.According to one advantageous embodiment of the present invention comprises at least the middle part on the outside a first carrier shell and a second carrier shell, wherein the metal foam body between the carrier cups is introduced. The carrier cups Together form an internal cavity, which according to a preferred embodiment with the metal foam body filled out can be. The carrier cups form the outer contour the middle part and go at least partially in the inside Hub one-storey over.
Die Nabe ist vorteilhafterweise mit wenigstens einer Trägerschale einteilig ausgeführt, wobei die Nabe mit der Innenverzahnung aus der Trägerschale tiefgezogen ist. Durch die einteilige Ausführung der Trägerschale und der Nabe ergibt sich ein fertigungstechnischer Vorteil, da die Nabe mit der Innenverzahnung mittels eines Tiefziehverfahrens herstellbar ist. Die Trägerschale kann als Ausgangsmaterial ein Bandmaterial sein, welches durch Scherschnitt-, Stanz-, Biege- und Tiefziehvorgänge umformtechnisch in die Kontur der Trägerschale sowie der Nabe gebracht werden kann.The Hub is advantageously with at least one carrier shell in one piece, wherein the hub with the internal teeth of the carrier shell is deep-drawn. Due to the one-piece design of the carrier shell and the hub results in a manufacturing advantage, since the Hub with the internal toothing by means of a deep-drawing process produced is. The carrier shell may be a strip material as a starting material, which by Scherschnitt-, Punching, bending and deep drawing operations forming technology brought into the contour of the carrier shell and the hub can be.
Zur Bildung einer Verbindung der beiden Trägerschalen können diese im Bereich der innenseitigen Nabe miteinander verschweißt werden. Selbstverständlich kann die Nabe auch als ein Einzelteil ausgeführt sein, so dass beide Trägerschalen an die Nabe angeschweißt werden. Ist die Nabe als tiefgezogener Abschnitt einer der beiden Trägerschalen ausgeführt, so wird die gegenüberliegende Trägerschale endseitig an der Nabe angeschweißt, so dass sich zwischen den Trägerschalen und der Nabe der Hohlraum zur Aufnahme des Metallschaumkörpers ausbildet.to Forming a connection of the two carrier shells can this be welded together in the area of the inside hub. Of course The hub can also be designed as a single part, so that both carrier shells welded to the hub become. Is the hub as deep-drawn section of the two Carrier shells executed, so will be the opposite support tray welded on the end of the hub, so that between the carrier shells and the hub forms the cavity for receiving the metal foam body.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die außenseitige Axialführung aus einem profilierten Verzahnungsband mit einer Außenverzahnung ausgebildet, wobei die Trägerschalen mit dem Verzahnungsband verschweißt sind. Wahlweise kann auch nur die erste oder nur die zweite Trägerschale mit dem profilierten Verzahnungsband verschweißt sein, wobei auch andere Fügeverfahren wie eine Lötverbindung oder eine Schraubverbindung, etc. eine mögliche Ausführungsform der Verbindung darstellt. Sobald die Trägerschalen mit dem profilierten Verzahnungsband verschweißt sind, bildet sich ein geschlossener Hohlraum zwischen der Nabe, den Trägerschalen sowie dem Verzahnungsband aus, in dem sich der Metallschaumkörper befindet.According to one further advantageous embodiment is the outside axial guidance from a profiled toothed belt with an external toothing formed, wherein the carrier shells with welded to the toothed belt are. Optionally, only the first or only the second carrier shell Welded with the profiled toothing belt, although others Joining methods like a solder joint or a screw connection, etc. represents a possible embodiment of the connection. Once the carrier cups are welded to the profiled toothed belt, forms a closed Cavity between the hub, the carrier shells and the toothed belt from, in which the metal foam body is located.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform zur Ausbildung des Mittelteils umfasst dieses eine Trägerscheibe, welche mit der innenseitigen Nabe und der außenseitigen Axialführung verschweißt ist. Auch hier sei angemerkt, dass jede anderen Fügeverbindung wie beispielsweise eine Lötverbindung, etc. eine mögliche Ausführungsform darstellt. Die Trägerscheibe kann aus einem gestanzten Stahlblech hergestellt sein, welche außenseitig mit profilierten Verzahnungssegmenten, die die außenseitige Axialführung bilden, und innenseitig mit einem profilierten Verzahnungsband zur Bildung der Innenverzahnung verbunden wird. Die Herstellung des Synchronkörpers gemäß dieser Ausführungsform umfasst daher zunächst das Stanzen der Trägerscheibe, worauf ein Profilieren und anschließendes Biegen bzw. ein Verbinden des Außen- und Innen-Verzahnungsbandes folgt. Bei Bedarf kann das Außenverzahnungsband segmentiert werden, um Mittel für eine Vorsynchronisation in den Synchronkörper einzubringen. Anschließend wird die Trägerscheibe mit dem Außenverzahnungsband sowie mit dem Innenverzahnungsband zur Erzeugung des gesamten Synchronkörpers verschweißt. Anschließend kann ein Härteverfahren folgen, wobei zur Härtung der aus dem massiven Stahlmaterial hergestellten Komponenten zugleich das Treibmittel aktiviert werden kann, welches den späteren Metallschaumkörper bildet.According to one another embodiment for forming the middle part, this comprises a carrier disk, which is welded to the inside hub and the outside axial guide. Again, it should be noted that any other joint connection such as a solder joint, etc. a possible embodiment represents. The carrier disk can be made of a stamped sheet steel, which outside with profiled toothed segments that the outside axial guidance form, and on the inside with a profiled toothed belt to Formation of the internal toothing is connected. The production of the synchronizer according to this embodiment therefore includes first the punching of the carrier disk, followed by profiling and then bending or joining of the foreign and internal gear belt follows. If necessary, the external toothing band can be segmented be in for funds to introduce a Vorsynchronisation in the synchronizer body. Subsequently, will the carrier disk with the external toothing band and welded to the internal gear band for generating the entire synchronizer body. Then you can follow a hardening process, being for hardening the components made of the massive steel material at the same time Blowing agent can be activated, which forms the later metal foam body.
Die Trägerscheibe weist zwei Planseiten auf, welche sich quer zur Symmetrieachse des Synchronkörpers radialsymmetrisch um die Achse herum ausbilden. An den beiden Planseiten der Trägerscheibe sind erfindungsgemäß jeweilige Metallschaumkörper angeordnet. Diese stabilisieren die Trägerscheibe und erhöhen den Querschnitt des Synchronkörpers. Ferner bilden die Metallschaumkörper einen jeweiligen Plananlauf zum Anlauf gegen den benachbart angeordnetes Reibpartner. Die Ausführungsform, nach der der Metallschaumkörper selbst den Plananlauf für den benachbarten Reibpartner bildet, hat den Vorteil, dass Schmiermittel im Metallschaumkörper aufgenommen werden können. Da der Metallschaumkörper eine Porosität aufweist, kann dieser wie ein Schwamm wirken und das Schmiermittel aufnehmen, welches bei Wärmeeinfluss beispielsweise durch Reibung aus dem Metallschaumkörper teilweise austreten kann und die Gleitfläche schmiert. Zur Herstellung der angeformten Metallschaumkörper an den Planseiten der Trägerscheiben können Negativformen vorgesehen sein, welche mit dem Treibmittelpulver bzw. dem Gemisch des Aluminiumpulvers und dem Triebmittelpulver befüllt werden. Wird die Form erwärmt, expandiert das Pulver in der Form und nimmt deren Kontur an, so bildet sich beiderseits zu den Planseiten der Trägerscheibe der jeweiligen Plananlauf zum Anlauf gegen den benachbart angeordneten Reibpartner aus. Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Metallschaumkörper mit der Trägerscheibe verklebt werden.The carrier disk has two planar sides, which form radially symmetrically about the axis transversely to the axis of symmetry of the synchronizer body. On the two sides of the carrier disc, metal foam bodies according to the invention are arranged according to the invention. These stabilize the carrier disk and increase the cross section of the synchronizer body. Furthermore, the metal foam body form a respective plan approach for starting against the adjacent arranged friction partner. The embodiment according to which the metal foam body itself forms the planar start for the adjacent friction partner has the advantage that lubricant can be absorbed in the metal foam body. Since the metal foam body has a porosity, it can act like a sponge and absorb the lubricant, which can partially escape under the influence of heat, for example by friction from the metal foam body and lubricates the sliding surface. For the production of the molded metal foam body on the flat sides of the carrier discs negative molds may be provided, which are filled with the blowing agent powder or the mixture of aluminum powder and the propellant powder. If the mold is heated, the powder expands in the mold and assumes its contour, then forms on both sides of the plan sides of the carrier disk of the respective plan run for starting against the adjacently arranged friction partner. Furthermore, there is the possibility that the metal foam bodies are glued to the carrier disk.
Vorteilhafterweise umfasst der Synchronkörper an wenigstens einer Umfangsposition eine Vertiefung, welche in den Trägerschalen und/oder im Metallschaumkörper selbst eingebracht ist. Die Vertiefung dient zur Aufnahme von Mitteln für eine Vorsynchronisation, welche beispielsweise dreifach auf dem Umfang des Synchronkörpers angeordnet sein können.advantageously, includes the synchronizer body at least one circumferential position a recess which in the carrier shells and / or in the metal foam body itself is introduced. The depression serves to receive funds for one Vorsynchronisation, which, for example, three times on the circumference of the synchronizer body can be arranged.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.Further, the invention improving measures will be described below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the figures shown in more detail.
Es zeigt:It shows:
Der
in der
Der
Mittelteil
Die
erste Trägerschale
Zwischen
der Nabe
Die
Erfindung beschränkt
sich in ihrer Ausführung
nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel.
Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch
bei grundsätzlich
anders gearteten Ausführungen
Gebrauch macht. Somit ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen
Synchronkörper
- 11
- Synchronkörpersynchronizer
- 22
- Symmetrieachseaxis of symmetry
- 33
- Nabehub
- 44
- Innenverzahnunginternal gearing
- 55
- Axialführungaxial guidance
- 66
- Mittelteilmidsection
- 77
- MetallschaumkörperMetal foam body
- 88th
- erste Trägerschalefirst support tray
- 99
- zweite Trägerschalesecond support tray
- 1010
- Außenverzahnungexternal teeth
- 1111
- Trägerscheibecarrier disc
- 1212
- Planseiteplan page
- 1313
- Plananlaufplan start
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