DE102006057486A1

DE102006057486A1 - Synchronringanordnung

Info

Publication number: DE102006057486A1
Application number: DE200610057486
Authority: DE
Inventors: Friedrich Bretterreich; Franz Dellermann
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-06-12

Abstract

Synchronringanordnung (1) einer Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe, mit zumindest einem Synchroninnenring (2), einem Synchronzwischenring (3) und einem Synchronaußenring (4), wobei dieser axial in Richtung einer Symmetrieachse (5) wenigstens gegen den Synchronzwischenring (3) verrückbar ist, um zumindest zwischen dem Synchronaußenring (4) und dem Synchronzwischenring (3) und/oder dem Synchroninnenring (2) durch Reib- und/oder Formschluss eine Synchronisation der Drehzahlen zwischen einer Welle und einem Losrad zu schaffen, wobei der Synchroninnenring (2) eine in Richtung des Synchronzwischenrings (3) weisende und radial umlaufende Kontaktfläche (6) und der Synchronaußenring (4) eine in Richtung des Synchronzwischenrings (3) weisende und radial umlaufende Kontaktfläche (7) aufweist, wobei die Kontaktfläche (6) des Synchroninnenrings (2) und/oder die Kontaktfläche (7) des Synchronaußenrings (4) eine in Umfangsrichtung ausgebildete Wellenstruktur umfasst. Somit wird eine Synchronringanordnung geschaffen, welche die Funktion der Synchronisiereinrichtung verbessert und die Schaltung der Gänge erleichtert.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Synchronringanordnung einer Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe, mit zumindest einem Synchroninnenring, einem Synchronzwischenring und einem Synchronaußenring, wobei dieser axial in Richtung einer Symmetrieachse wenigstens gegen den Synchronzwischenring verrückbar ist, um zumindest zwischen dem Synchronaußenring und dem Synchronzwischenring und/oder dem Synchroninnenring durch Reib- und/oder Formschluss eine Synchronisation der Drehzahlen zwischen einer Welle und einem Losrad zu schaffen, wobei der Synchroninnenring eine in Richtung des Synchronzwischenrings weisende und radial umlaufende Kontaktfläche und der Synchronaußenring eine in Richtung des Synchronzwischenrings weisende und radial umlaufende Kontaktfläche aufweist.
Eine derartige Synchronringanordnung ist benachbart zu einem Synchronkörper angeordnet, welcher eine Drehmomentübertragung zwischen einer Getriebewelle und einer Schiebemuffe ermöglicht. Die Schiebemuffe ist auf den Synchronkörper in Richtung der Symmetrieachse beweglich aufgenommen, so dass diese beispielsweise gegen den Außenring verrückt werden kann. Wenn die Schiebemuffe in Richtung des Losrades verrückt bzw. verschoben wird, so nimmt diese den Synchronaußenring über einen Schiebering mit, welcher nach kurzer Verschiebung mit seiner Kupplungsfläche auf den mit einer jeweiligen Reibfläche versehenen Synchronzwischenring auftrifft. Dadurch wird der Synchronzwischenring auch in Richtung des Losrades verschoben, so dass nicht nur eine Reibung zwischen dem Synchronaußenring und dem Synchronzwischenring, sondern auch eine Reibung zwischen dem Synchronzwischenring und dem Synchroninnenring hervorgerufen wird. Es kommt damit zu einer Anpassung der Drehzahlen des Synchronaußenrings mit dem Synchroninnenring, so dass die angepasste Drehzahl über den Kupplungskörper auf das Losrad übertragen wird. Sobald die Drehzahlen übereinstimmen, kann die Schiebemuffe in die Außenverzahnung des Synchronaußenrings bzw. des angrenzend an die Synchronringanordnung angeordneten Kupplungskörper eingreifen, somit ist die endgültig formschlüssige und verdrehfeste Verbindung zwischen der Welle und dem Losrad hergestellt.
Aus der Offenlegungsschrift DE 101 36 906 A1 ist eine Vorrichtung zum Schalten wenigstens eines Losrades zu einer Welle mittels einer aus einer neutralen Stellung in Richtung des Losrads verschiebbaren Schaltmuffe bekannt, wobei die Vorrichtung mit einer Synchronringanordnung für eine Synchronisation von Drehzahlen der Schaltmuffe zu Drehzahlen des Losrades versehen ist. Ferner weist die Vorrichtung zumindest ein durch die Schaltmuffe in Richtung des Gangrades verschiebbares Druckstück auf, welches ein Federelement umfasst, und wobei das Losrad zusammen mit der Schaltmuffe sowie zusammen mit dem wenigstens einen Synchronring eine gemeinsame Rotationsachse aufweist, und der Synchronring für das Synchronisieren zumindest bedingt mittels des Druckstückes in Richtung des Gangrades verschiebbar angeordnet ist.
Durch die an den Kontaktflächen zwischen den Synchronringen, insbesondere zwischen dem Synchronaußenring und dem Synchronzwischenring sowie zwischen dem Synchronzwischenring und dem Synchroninnenring gebildete Reibung werden die gesamten Komponenten auf die gleiche Drehzahl beschleu nigt bzw. verzögert, so dass die gewünschte Synchronisierung stattfindet. Sind die Drehzahlen einander synchronisiert, so kann die Schaltmuffe in die Außenverzahnung des Synchronaußenrings eingreifen und bei einer weiteren Schaltbewegung auch in den Kupplungskörper eingreifen, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen der Welle und dem Gangrad bzw. Losrad gebildet ist. Die Synchronringe sind dabei rotationssymmetrisch um die Symmetrieachse ausgebildet, und weisen höchstens vereinzelt auf dem Umfang angeordnete Mitnehmer auf, welche in entsprechende Fenster innerhalb des Kupplungskörpers eingreifen können. Jedoch erstreckt sich die jeweilige Kontaktfläche der Synchronringe gleichförmig in Umfangsrichtung, wobei im Reibabschnitt der jeweiligen Ringe weder Durchmesseränderungen noch sonstige Geometrieänderungen vorgesehen sind.
Die Angleichung der Drehzahl erfolgt dabei lediglich reibbehaftet, bis die Verzahnung der Schiebemuffe eine formschlüssige Verbindung der Außenverzahnung am Außensynchronring bzw. am Kupplungskörper eingeht. Anhängig von der Einrichtung einer Vorsynchronisation kann auch vorgesehen sein, dass die Schaltmuffe ohne Vorsynchronisation direkt in den Kupplungskörper bzw. in die an diesem angebrachte Verzahnung eingreift. Bei derartigen Synchronringanordnungen einer Synchronisierungseinrichtung entsteht das Problem, dass es häufig zu Schaltblockern kommt, wenn die Verzahnung der Verschiebemuffe nicht direkt in die Außenverzahnung des Synchronaußenrings bzw. des Kupplungskörpers eingreifen kann. Die Außenverzahnungen weisen jeweilige Dachanspitzungen auf, welche ein Einrasten der Verzahnung mit der Innenverzahnung der Schiebemuffe erleichtern sollen. Dennoch kommt es häufig zu einem Ansetzen an den jeweiligen Zahnseitenbereichen, so dass ein Einrasten nicht direkt ermöglicht ist, und sogenannte Schaltblocker auftreten.
Gemäß dem Stand der Technik sind allgemein Schaltgetriebe mit Synchronisierungseinrichtungen bekannt, bei denen der Funktionsfluss beginnend mit der Schiebemuffe, dem Muffenträger, den Synchronringen, den Arretierungseinrichtungen (sogenannte Arres), dem Kupplungskörper und somit auf das Losrad erfolgt. In allen Schaltgetrieben wird das Angleichen der Drehzahl le diglich durch einen Reibschluss erreicht, so dass anschließend der Gang eingelegt werden kann.
Der Nachteil dieser Ausführungen des Standes der Technik ist darin zu sehen, dass durch den Reibschluss der Angleich der jeweiligen Positionen der Innenverzahnung der Schiebemuffe und der Außenverzahnungen des Synchronaußenringes bzw. des Kupplungskörpers an einer undefinierten Position erfolgt. Erst hieraus entstehen die Schaltblocker, wobei ferner das Problem gegeben ist, dass das Gesamtsystem aus einer Vielzahl von Einzelteilen besteht.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Synchronringanordnung zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere die Funktion der Synchronisiereinrichtung verbessert und die Schaltung der Gänge erleichtert.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Synchronringanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Kontaktfläche des Synchroninnenrings und/oder die Kontaktfläche des Synchronaußenrings eine in Umfangsrichtung ausgebildete Wellenstruktur umfasst.
Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, dass zunächst der Synchronaußenring durch die Schiebemuffe bzw. durch ein entsprechendes Druckstück bzw. einer Vorsynchronisiereinrichtung in Richtung des Losrades verschiebt wird. Dabei weisen die Synchronringe unterschiedliche Drehzahlen auf, wobei bei einer weiteren axialen Verschiebung in Richtung der Symmetrieachse die Wellenstruktur gegen den Synchronzwischenring drückt und der Synchronzwischenring gegen den Synchroninnenring gedrückt wird, welcher ebenfalls eine Wellenstruktur in der Kontaktfläche aufweist.
Der Synchronzwischenring ist dabei derart elastisch ausgebildet, dass dieser im Betrieb der Synchronisiereinrichtung aufgrund der Wellenstrukturen in der Kontaktfläche des Synchroninnenringes und/oder der Wellenstruktur in der Kontaktfläche des Synchronaußenringes verformbar ist, um an die jeweilige Wellenstruktur anpassbar zu sein. Wird daher der Synchronaußenring koaxial zum Synchroninnenring verschoben und drehen sind die jeweiligen Wellenstrukturen relativ zueinander und schließen den Synchronzwischenring zwischen den jeweiligen Kontaktflächen ein, so wird der Synchronzwischenring entsprechend der relativ zueinander rotierenden Wellenstrukturen periodisch deformiert.
Durch die Deformation des Synchronzwischenringes kommt es neben dem anfänglichen Reibschluss zu einem zunehmenden Formschluss in die Wellenstruktur hinein, so dass bei weiterem Fortschreiten des Einrückens des Synchronaußenrings in Richtung des Losrades die Wellenberge der Kontaktfläche des Sychroninnenringes durch die Deformation des Synchronzwischenrings in die Wellentäler des Synchronaußenringes einrasten. Bei einem formschlüssigen Einrasten der Wellenstruktur der Kontaktfläche des Synchroninennrings in die Wellenstruktur der Kontaktfläche des Synchronaußenringes ist nicht nur ein Angleichen der Drehzahlen möglich, sondern auch die Übertragung eines Drehmoments.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Wellenstruktur in der Kontaktfläche des Synchroninnenrings und/oder die Wellenstruktur in der Kontaktfläche des Synchronaußenringes durch eine in radialer Richtung ungleichförmige Dicke des Synchroninnenrings und/oder des Synchronaußenrings jeweils in Richtung des Snychronzwischenrings ausgebildet ist. Die ungleichförmige Dicke wechselt zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert, wobei der Übergang zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert als periodische Wellenstruktur betrachtet werden kann. Die Änderung der Dicke des Synchronaußenrings erfolgt auf der innenseitigen Kontaktfläche, so dass der Außenradius des Synchronaußenringes konstant ist. Zugleich ändert sich die Dicke des Synchroninnenrings auf der nach außen gerichteten Kontaktfläche, so dass der Innendruchmesser des Synchroninnenrings ebenfalls konstant ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wellenstruktur in der Kontaktfläche des Synchroninnenrings und/oder die Wellenstruktur in der Kontaktfläche des Synchronaußenringes gleich verteilt auf dem Umfang je drei Umfangsabschnitte mit radial dicker Struktur und je drei Umfangsabschnitte mit radial dünner Struktur umfasst. Ferner sind Wellenstrukturen der jeweiligen Kontaktflächen möglich, welche jeweils nur zwei Umfangsabschnitte mit einer radial dicken Struktur und versetzt dazu zwei Umfangsabschnitte mit einer radial dünnen Struktur umfassen. Ebenso ist die Möglichkeit gegeben, dass die Wellenstruktur mehr als je drei Umfangsabschnitte mit einer zugeordneten dünnen und dicken Struktur umfasst, wobei lediglich die Maximalwerte der jeweiligen dünnen Struktur bzw. dicken Struktur gleich verteilt auf dem Umfang der Synchronringe angeordnet sein sollen. Somit kann die dicke Struktur bzw. die dünne Struktur der sich gegenüberliegenden Kontaktflächen des Synchroninnenrings bzw. des Synchronaußenringes respektive des zwischengelagerten Synchronzwischenringes jeweils in Übereinstimmung gebracht werden. Beispielsweise ist bei einer zweifachen Wellenstruktur ein Einrasten auf einem Umfangsversatz von 180°, bei einer dreifachen Wellenstruktur ein Einrasten auf einem Umfangsversatz von 120° und bei einer vierfachen Wellenstruktur bei einem Umfangsversatz von 90° ein jeweiliges Einrasten möglich. Ferner sind auch Wellenstrukturen denkbar, welche mehr oder deutlich mehr als vier Wellenberge und Wellentäler umfassen. Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung auch eine Art Polygon erzeugt werden, welches eine Vielzahl von Wellenstrukturen aufweist, die jeweils die Abfolge eines Wellentals und eines Wellenbergs umfasst.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Synchronaußenrings sieht vor, dass dieser einen Ringabschnitt und einen Scheibenabschnitt umfasst, welche aneinander gefügt sind. Der Ringabschnitt und der Scheibenabschnitt können beispielsweise über dem Umfang miteinander verschweißt oder verlötet werden, wobei auch eine Verbindung mittels Verbindungselementen, wie Schrau ben etc. möglich ist. Die Kontaktfläche, welche am Synchronaußenring in Richtung des Synchroninnenrings angeordnet ist, ist im Ringabschnitt des Synchronaußenringes eingebracht, so dass dieser die Wellenstruktur umfasst.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Synchronzwischenring auf zumindest derjenigen Oberfläche einen Carbonbelag, welche in Reib- und/oder Formkontakt zu der Kontaktfläche des Synchroninnenrings und/oder zu der Kontaktfläche des Synchronaußenrings steht. Der Synchronzwischenring steht zunächst in Reibkontakt mit den Kontaktflächen des Synchroninnenringes bzw. des Synchronaußenringes. Bei einem weiteren Einrücken des Synchronaußenrings in Richtung des Losrades kommt der Formschluss weiter zum Tragen, so dass eine entsprechende Oberflächenbeschichtung, basierend auf einem Carbonbelag, vorteilhafte Laufeigenschaften bewirkt. Der anfängliche Reibkontakt geht in einen späteren Formkontakt über, so dass insbesondere in der Anstiegsflanke der Wellenstruktur abhängig von der Drehrichtung bzw. der Relativdrehung der Ringe zueinander, eine erhebliche Belastung erzeugt wird. Der Carbonbelag kann daher auch auf dem Umfang verteilt an den jeweiligen Anstiegsflanken der Wellenstruktur angeordnet sein. Ferner besteht die Möglichkeit, den Synchronzwischenring mit einer Molybdänbeschichtung zu versehen.
Für eine Optimierung des Schaltmechanismus bzw. der Anpassung der Drehzahlen zwischen der Welle und dem Losrad ist vorgesehen, dass der Synchronaußenring eine Außenverzahnung umfasst, wobei die umlaufende Wellenstruktur im Synchroninnenring und im Synchronaußenring der Außenverzahnung in ihrer Umfangsposition derart zugeordnet ist, dass ein Eingleiten einer mit der Welle rotierenden Schiebemuffe in die Außenverzahnung ohne Blockierung an den Zahnflanken ermöglicht ist. Wird der Synchronaußenring gegen den Synchroninnenring respektive gegen den Synchronzwischenring zum Reibkontakt gebracht, so ist die Umfangsposition der jeweiligen Ringe zueinander zunächst nicht definiert. Kommt jedoch der Formschluss der Wellenstruktur zum Tragen, so ist deren Umfangsposition entscheidend für die spätere Positionierung der Innenverzahnung der Schiebemuffe relativ zur Außenverzahnung des Synchronaußerings bzw. des Kupplungskörpers.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Ausrichtung der Wellenstruktur in der Umfangsposition so ausgebildet sein, dass ein Einrasten der Verzahnung der Schiebemuffe in die jeweilige Außenverzahnung in ihrer jeweiligen Flucht in Richtung der Symmetrieachse automatisch erfolgt. Erfindungsgemäß kann dabei weiter vorgesehen sein, die gemäß dem Stand der Technik gewöhnlich bekannte Anzahl der Zähne der Innenverzahnung der Schiebermuffe bzw. die Anzahl der Zähne der Außenverzahnungen am Synchronaußenrad bzw. am Kupplungskörper zu reduzieren. Diese können soweit reduziert werden, dass nur noch wenige formschlüssige Anformungen zur Drehmomentübertragung vorgesehen sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist darin zu sehen, dass zumindest der Synchroninnenring und der Synchronaußenring derart steif ausgebildet sind, dass eine Übertragung der zwischen der Welle und dem Losrad zu übertragenden Drehmomente ermöglicht ist. Bei einer derart steifen Auslegung, dass sogar die Drehmomente der Welle auf das Losrad vollständig über die Wellenstruktur übertragen werden können, ermöglicht einen Wegfall der Verzahnung am Synchronaußenring bzw. am Kupplungskörper. Die Übertragung der Drehmomente kann erfindungsgemäß ausschließlich über die Wellenstruktur bzw. über das damit gebildete Polygon zwischen dem Synchronaußenring, dem Synchronzwischenring und dem Synchroninnenring erfolgen.
Vorteilhafterweise sind der Synchronaußenring und der Synchroninnenring aus einem Stahlwerkstoff ausgebildet, wobei der Synchronzwischenring einen Messingwerkstoff, einen Verbundfaserwerkstoff, einen Kunststoff und/oder einen Carbonwerkstoff umfasst. Der Synchroninnenring kann auf besonders vorteilhafte Weise aus einem nachgiebigeren Werkstoff gefertigt sein, um die elastische Bewegung durch die Wellenstruktur besser auszuführen. Hier bietet sich insbesondere ein Federstahl an, wobei auch ein entsprechend beschichteter Kunststoff oder ein Verbundfaserwerkstoff vorteilhafte Eigenschaften aufweisen kann. Die jeweiligen Kontaktflächen können eine Beschichtung aufweisen, so dass ein Verschleiß zwischen den Kontaktflächen minimiert bzw. verhindert wird. Ferner kann vorgesehen sein, die Kontaktflächen der Synchronringe mit Schmiertaschen auszuführen, um eine Bevorratung eines Schmiermittels, insbesondere eines Fettes zu ermöglichen, um den Reibkontakt zwischen den Synchronringen zu schmieren.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Synchronringanordnung einer Synchronisierungseinrichtung zugeordnet, welche mit oder ohne eine Vorsynchronisation ausgebildet ist, so dass die Schiebemuffe in die Außenverzahnung und in die Verzahnung eines Kupplungskörpers bzw. nur in die Verzahnung des Kupplungskörpers einrastbar ist. Umfasst die Synchronisierungseinrichtung eine Vorsynchronisation, indem diese beispielsweise in Form eines Arres ausgebildet ist, so greift die Verzahnung der Schiebemuffe zunächst in die Außenverzahnung des Synchronaußenringes ein. Entfällt die Vorsynchronisation, so greift die Innenverzahnung der Schiebemuffe direkt in die Verzahnung des Kupplungskörpers ein.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht der konzentrisch zueinander angeordneten Synchronringe; und
2 eine quergeschnittene Seitenansicht der Synchronringanordnung.
Die in 1 dargestellte Synchronringanordnung 1 umfasst einen Synchroninnenring 2, einen Synchronzwischenring 3 sowie einen Snychronaußenring 4. Die Synchronringe 2, 3 und 4 sind jeweils konzentrisch um eine Symmetrieachse 5 angeordnet. Der Synchronaußenring 4 ist in einer zweiteiligen Ausfüh rung dargestellt, so dass sich dieser ein einen Ringsabschnitt 4a und in einen Scheibenabschnitt 4b unterteilt. Die beiden Abschnitte sind aneinander gefügt, wobei die Fügeverbindung nicht näher dargestellt ist. Der Ringabschnitt 4a umfasst ferner eine Außenverzahnung 8, welche in leicht angedeuteter Weise eine Dachanspitzung umfasst. Die Dachanspitzung ist in Form einer Art Pfeilung der Außenverzahnung wiedergegeben, so dass die Innenverzahnung der Schiebemuffe leichter in die Zwischenräume der Außenverzahnung 8 am Scheibenabschnitt 4b des Synchronaußenrings 4 einrasten kann.
Der Synchroninnenring 2 umfasst eine Kontaktfläche 6, welche in Richtung des Synchronzwischenrings 3 zeigt. Der Synchronaußenring 4 bzw. der Ringabschnitt 4a umfasst eine Kontaktfläche 7, welche nach innen gerichtet ebenfalls in Richtung des Synchronzwischenringes 3 ausgebildet ist. In der Kontaktfläche 6 und in der Kontaktfläche 7 ist eine Wellenstruktur eingebracht, welche gemäß der Darstellung in 1 dreifach auf dem Umfang vorgesehen ist. Diese treten als Lücken bzw. geschlossene Bereiche zum Synchronzwischenring 3 in Erscheinung, so dass auf dem Umfang verteilt drei Wellenberge und drei Wellentäler der Wellenstruktur im Synchroninnenring 2 bzw. im Synchronaußenring 4 vorhanden sind.
2 zeigt eine quergeschnittene Seitenansicht der Synchronringanordnung 1 gemäß der Darstellung in 1. Diese umfasst einen Synchroninnenring 2, einen Synchronzwischenring 3 und einen Synchronaußenring 4, welcher aus dem Ringabschnitt 4a und dem Scheibenabschnitt 4b gebildet ist. Sämtliche Synchronringe 2, 3 und 4 erstrecken sich rotationssymmetrisch um die Symmetrieachse 5. Der Synchroninnenring 3 weist die Kontaktfläche 6 auf, welche gemäß der Darstellung im oberen Halbschnitt des Synchronaußenrings 4 bzw. im Ringabschnitt 4a mit einem Wellental dargestellt ist, wobei im unteren Halbschnitt die Kontaktfläche 7 des Synchroninnenrings 2 mit einem Wellental dargestellt ist. Die jeweiligen Wellentäler treten als eine Art Spalt bzw. Lücke zwischen dem Synchroninnenring 2 und dem Synchronzwischenring 3 bzw. zwischen dem Synchronaußenring 4 und dem Synchronzwischenring 3 auf.
Werden die Synchronringe gegeneinander in Rotation versetzt, so beginnen die jeweiligen Wellentäler bzw. Wellenberge des Synchroninnenrings 2 bzw. des Synchronaußenrings 4 eine Rotation zueinander auszuführen. Bei einem Einrücken des Synchronaußenrings 4 in Richtung des Synchroninnenrings 2 (in der Bildebene nach links) wird durch die Konusstruktur der jeweiligen Kontaktflächen der Spalt, der durch die jeweiligen Wellentäler der Wellenstruktur in Richtung des Synchronzwischenrings 3 gebildet ist, kleiner. Bei einem kleiner werdenden Spalt vergrößert sich der Anteil des Formschlusses zwischen dem Synchroninnen- bzw. -außenring 2 und 4 relativ zum Synchronzwischenring 3. Dieser beginnt eine Verformung auszuführen, so dass sich der Synchronzwischenring 3 den Wellenbergen bzw. den Wellentälern im Synchroninnenring 2 bzw. im Synchronaußenring 4 anpasst. Die Anpassung kann soweit erfolgen, bis ein vollständiger und über dem Umfang geschlossener Kontakt zwischen den jeweiligen Ringen mit der Wellenstruktur entsteht. Damit ist zum einen eine radiale Position zwischen dem Synchroninnenring 2 und dem Synchronaußenring 4 zueinander definierbar, wobei ebenfalls Drehmomente zwischen den Synchronringen 2 und 4 übertrag sind.
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. So kann die Wellenstruktur beispielsweise nicht nur mittels einer Wanddickenänderung der betreffenden Synchronringe erzeugt werden, sondern es besteht ebenfalls die Möglichkeit, die Wellenstruktur durch eine entsprechende Formänderung der Synchronringe in diese einzubringen.

1: Synchronringanordnung
2: Synchroninnenring
3: Synchronzwischenring
4: Synchronaußenring
4a: Ringabschnitt
4b: Scheibenabschnitt
5: Symmetrieachse
6: Kontaktfläche
7: Kontaktfläche
8: Außenverzahnung

Claims

Synchronringanordnung (1) einer Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe, mit zumindest einem Synchroninnenring (2), einem Synchronzwischenring (3) und einem Synchronaußenring (4), wobei dieser axial in Richtung einer Symmetrieachse (5) wenigstens gegen den Synchronzwischenring (3) verrückbar ist, um zumindest zwischen dem Synchronaußenring (4) und dem Synchronzwischenring (3) und/oder dem Synchroninnenring (2) durch Reib- und/oder Formschluss eine Synchronisation der Drehzahlen zwischen einer Welle und einem Losrad zu schaffen, wobei der Synchroninnenring (2) eine in Richtung des Synchoronzwischenrings (3) weisende und radial umlaufende Kontaktfläche (6) und der Synchronaußenring (4) eine in Richtung des Synchronzwischenrings (3) weisende und radial umlaufende Kontaktfläche (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (6) des Synchroninnenrings (2) und/oder die Kontaktfläche (7) des Synchronaußenrings (4) eine in Umfangsrichtung ausgebildete Wellenstruktur umfasst.
Synchronringanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenstruktur in der Kontaktfläche (6) des Synchroninnenringes (2) und/oder die Wellenstruktur in der Kontaktfläche (7) des Synchronaußenringes (4) durch eine in radialer Richtung ungleichförmige Dicke des Synchroninnenrings (2) und/oder des Synchronaußenrings (4) jeweils in Richtung des Synchronzwischenringes (3) ausgebildet ist.
Synchronringanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenstruktur in der Kontaktfläche (6) des Synchroninnenringes (2) und/oder die Wellenstruktur in der Kontaktfläche (7) des Synchronaußenringes (4) gleichverteilt auf dem Umfang je drei Umfangsabschnitte mit radial dicker Struktur und je drei Umfangsabschnitte mit radial dünner Struktur umfasst.
Synchronringanordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronaußenring (4) einen Ringabschnitt (4a) und einen Scheibenabschnitt (4b) umfasst, welche aneinander gefügt sind.
Synchronringanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (7) im Ringabschnitt (4a) des Synchronaußenringes (4) eingebracht ist, sodass dieser die Wellenstruktur umfasst.
Synchronringanordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronzwischenring (3) auf zumindest derjenigen Oberfläche einen Carbonbelag umfasst, welche in Reib- und/oder Formkontakt zu der Kontaktfläche (6) des Synchroninnenringes (2) und/oder zu der Kontaktfläche (7) des Synchronaußenringes (4) steht.
Synchronringanordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronzwischenring (3) derart elastisch ausgebildet ist, dass dieser im Betrieb der Synchronringanordnung (1) aufgrund der Wellenstrukturen in der Kontaktfläche (6) des Synchroninnenringes (2) und/oder der Wellenstruktur in der Kontaktfläche (7) des Synchronaußenringes (4) verformbar ist, um an die Wellenstruktur anpassbar zu sein.
Synchronringanordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronaußenring (4) eine Außenverzahnung (8) umfasst, wobei die umlaufende Wellenstruktur im Synchroninnenring (2) und im Synchronaußenring (4) der Außenverzahnung (8) in ihrer Umfangsposition derart zugeordnet ist, dass ein Eingleiten einer mit der Welle rotierenden Schiebemuffe in die Außenverzahnung (8) ohne Blockierung an den Zahnflanken ermöglicht ist.
Synchronringanordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronaußenring (4) und der Synchroninnenring (2) aus einem Stahlwerkstoff ausgebildet sind, wobei der Synchronzwischenring (3) einen Messingwerkstoff, einen Verbundfaserwerkstoff, einen Kunststoff und/oder einen Carbonwerkstoff umfasst.
Synchronringanordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Synchroninnenring (2) und der Synchronaußenring (4) derart steif ausgebildet sind, dass eine Übertragung der zwischen der Welle und dem Losrad zu übertragenden Drehmomente ermöglicht ist.
Synchronringanordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronringanordnung (1) einer Synchronisiereinrichtung zugeordnet ist, welche mit oder ohne eine Vorsynchronisation ausgebildet ist, sodass die Schiebemuffe in die Außenverzahnung (8) und in die Verzahnung eines Kupplungskörpers bzw. nur in die Verzahnung des Kupplungskörpers einrastbar ist.