DE102008052415A1 - Synchronizer ring for motor vehicle drive, has ring body including forming cage that guides friction elements in recesses, where friction elements are slidably and/or rotatably arranged in recesses and formed as roller bodies - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Synchronring einer Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Ringkörper, welcher mehrere Taschen aufweist, wobei in den Taschen Reibelemente verschiebbar oder verdrehbar angeordnet sind.The The invention relates to a synchronizer ring of a synchronizer a motor vehicle transmission with a ring body, which having a plurality of pockets, wherein in the pockets friction elements displaceable or are arranged rotatable.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Synchronringe eines Fahrzeuggetriebes sind in der Regel durch einen konisch ausgebildeten Reibring mit Reibflächen an seiner Innenmantelfläche oder seiner Außenmantelfläche gebildet. Weist der Reibring Reibflächen auf beiden Mantelflächen auf, bezeichnet man ihn auch als Zwischenring. Die Reibflächen eines Zwischenrings stehen während des Synchronisiervorganges am Außenmantel reibschlüssig mit einer am äußeren Synchronring ausgebildeten Reibfläche in Verbindung. Gleichzeitig steht eine an der Innenmantelfläche des Zwischenringes ausgebildete Reibfläche mit einer Reibfläche eines inneren Synchronrings im Reibschluss. Der äußere Synchronring ist formschlüssig mit dem Synchronkörper verbunden und greift beispielsweise über Mitnehmernasen, die an seiner im Durchmesser kleineren Seite ausgebildet und radial nach innen gerichtet sind, in Aussparungen des inneren Synchronringes. Der innere Synchronring ist somit über den äußeren Synchronring ebenfalls formschlüssig mit dem Synchronkörper verbunden.synchronizer rings a vehicle transmission are usually formed by a conical Friction ring with friction surfaces on its inner circumferential surface or its outer circumferential surface formed. Indicates the friction ring Friction surfaces on both lateral surfaces, referred to also as an intermediate ring. The friction surfaces of an intermediate ring stand during the synchronization process on the outer jacket frictionally engaged with one on the outer synchronizer ring trained friction surface in conjunction. At the same time there is one formed on the inner circumferential surface of the intermediate ring Friction surface with a friction surface of an inner Synchronous ring in frictional engagement. The outer synchronizer ring is positively connected to the synchronizer body and attacks, for example via driving lugs on his formed in the smaller diameter side and radially inward are directed, in recesses of the inner synchronizer ring. Of the inner synchronizer ring is thus on the outer synchronizer ring also form-fitting with the synchronizer body connected.
Eine derartige Synchronisiervorrichtung besteht aus vielen Einzelteilen und ist daher aufwendig herzustellen. Für die Massenfertigung hat es sich als geeignet erwiesen, Synchronringe umformtechnisch aus Blech spanlos herzustellen. Die umformtechnisch hergestellten Ringe weisen jedoch zumeist eine Reibfläche auf, die den erforderlichen Genauigkeiten nicht genügt. In der Regel ist daher eine spanende Nachbearbeitung oder ein Honen erforderlich. Wird ein Reibbeleg auf eine Reibfläche aufgeklebt, so übertragen sich eventuelle Ungenauigkeiten des Ringkörpers auf die Reibfläche, die wiederum nachgearbeitet werden muss. Das Aufbringen eines Reibbelags durch beispielsweise Kleben ist daher aufwändig und kostenintensiv.A Such synchronizer consists of many items and is therefore expensive to produce. For mass production it has proved to be suitable, forming rings from forming technology To produce sheet metal without cutting. The rings produced by deformation However, they usually have a friction surface, the required Accuracies are not enough. In general, therefore, is one machining or honing required. Will be a friction document glued to a friction surface, so transfer Any inaccuracies of the ring body on the Friction surface, which in turn must be refinished. The Applying a friction lining by, for example, bonding is therefore expensive and expensive.
Ein
spanlos hergestellter Synchronring ist beispielsweise aus der
Zur
Vermeidung dieses Problems ist in
Nachteilig an dieser an sich guten Lösung ist, dass die Reibelemente bzw. die Reibschicht von nicht-käfigartigen Synchronringen im ungeschalteten Zustand an ihrem jeweiligen Gegenkonus ungewollt reiben können. Dieses Schleifen äußert sich durch ein erhöhtes Schleppmoment, was wiederum einen erhöhten Kraftstoffverbrauch zur Folge hat. Ferner ist der Verschleiß erhöht, und unerwünschte Geräusche werden erzeugt.adversely In this good solution is that the friction elements or the friction layer of non-cage-like synchronizer rings unintentionally rub unintentionally at their respective counter-cone can. This grinding manifests itself by an increased drag torque, which in turn increases fuel consumption entails. Furthermore, the wear is increased, and unwanted sounds are generated.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese geschilderten Nachteile zu vermeiden und einen Synchronring sowie ein Verfahren zur Synchronisierung mit sehr geringen Schleppverlusten bereitzustellen.Of the Invention is therefore the object of this described To avoid disadvantages and a synchronizer ring and a method to provide synchronization with very low drag losses.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Synchronring einen Ringkörper mit Taschen in Form eines Käfigrings aufweist, wobei in den Taschen Wälzkörper angeordnet sind. Erfindungsgemäß arbeitet ein derartiger Ringkörper im ungeschalteten Zustand wie ein Wälzlager. Die Schleppmomente werden beim sporadischen und zeitlich relativ kurzen Aufeinandertreffen des Ringkörpers auf den Gegenkonus durch die Rollbewegung der Wälzkörper auf ein Minimum reduziert.According to the invention this object by means of the characterizing part of claim 1 solved in that the synchronizer ring a ring body having pockets in the form of a cage ring, wherein in the Pocket rolling elements are arranged. Works according to the invention such a ring body in the unswitched state as a rolling bearing. The drag moments are at sporadic and temporally relatively short clash of the ring body on the counter-cone by the rolling motion of the rolling elements reduced to a minimum.
Wird ein Gang geschaltet, so wird der Synchronring axial verschoben, und er liegt sowohl am Synchronkörper als auch am Gegenkonus, der direkt oder indirekt mit dem Gangrad verbunden ist, an. Durch die zeitlich andauernde Belastung infolge der länger einwirkenden, axial gerichteten Kraft im Synchronisationsprozess auf den konischen Ringkörper ohne Ausweichmöglichkeit des Synchronrings wird die Rollbewegung unterbunden, da sich dann die Wälzkörper zu verklemmen beginnen. Während dieses Synchronisierprozesses arbeitet der Ringkörper wie ein klassischer Reibring mit einem Reibbelag.Becomes switched a gear, the synchronizer ring is moved axially, and it lies both on the synchronizer body and on the counter cone, which is directly or indirectly connected to the gear wheel on. By the temporal load due to the longer acting, axially directed force in the synchronization process on the conical Ring body without possibility of avoidance of the synchronizer ring the rolling motion is prevented, since then the rolling elements to get stuck. During this synchronization process the ring body works like a classic friction ring a friction lining.
In einer Weiterbildung der Erfindung können die Wälzkörper ihre Position bezüglich des Ringkörpers um ein kleines Spiel ändern. Dadurch ist es möglich, sowohl Fertigungsungenauigkeiten des Ringkörpers als auch die des Gegenkonus' auszugleichen. Vorteilhafterweise entfällt somit nicht nur die Nacharbeitung des Ringkörpers, sondern auch die Nachbearbeitung der im Reibschluss stehenden Gegenflächen. Die Erfindung ermöglicht somit zugleich eine günstigere Herstellung beispielsweise eines äußeren und inneren Synchronrings.In a further development of the invention, the rolling elements can change their position with respect to the annular body by a small clearance. This makes it possible to compensate both manufacturing inaccuracies of the annular body and the counter cone '. Advantageously, thus eliminating not only the reworking of the ring body, but also the post-processing of frictionally engaged mating surfaces. The invention thus also enables a more favorable production, for example egg nes outer and inner synchronizer ring.
Die
Wälzkörper stehen während des Synchronisierens
nur über einen Linien- bzw. Punktkontakt mit der Gegenreibfläche
in Wirkverbindung. Dadurch ist zwar im direkten Vergleich zu dem
in
Die Taschen des Synchronrings sind als Taschen oder Fenster der Form der Reibelemente angepasst. In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Taschen größer als die Reibelemente ausgebildet und weisen an zumindest einer Seite Haltenasen auf, welche die Reibelemente führen.The Bags of the synchronizer ring are called pockets or windows of the mold adapted to the friction elements. In a development of the invention the pockets are larger than the friction elements formed and have on at least one side retaining lugs, which are the friction elements to lead.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Ringkörper spanlos und umformtechnisch aus Blech hergestellt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Taschen in den Ringkörper einzubringen, bevor der Synchronring beispielsweise durch Tiefziehen in seine endgültige Form gebracht wird. In besonders einfacher Weise wird dünnwandiges Blechmaterial verwendet, aus dem die Taschen ausgestanzt werden. Ebenso ist es möglich, Bandmaterial als Ausgangsmaterial zu verwenden, das gelocht und ringförmig gebogen wird.In an advantageous embodiment of the invention is the Ring body without cutting and forming technology made of sheet metal. In this case, it is beneficial to have the pockets in the ring body bring in before the synchronizer ring, for example by deep drawing is brought into its final form. In a particularly simple way Way thin-walled sheet material is used from the the pockets are punched out. It is also possible To use strip material as a starting material, the perforated and is bent annularly.
Der Ringkörper kann auch aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. Er ist dadurch sehr leicht und kann beispielsweise durch Spritzen sehr kostengünstig gefertigt werden.Of the Ring body can also be made of a plastic material be. He is very light and can, for example, by spraying be manufactured very inexpensively.
Die Wälzkörper werden separat von dem Ringkörper hergestellt und gleichzeitig oder nacheinander maschinell mit dem Ringkörper verbunden. Sie können sehr kostengünstig hergestellt werden, da es in der Massenfertigung nicht auf genaue Maßhaltigkeit ankommt, da die Fertigungsungenauigkeiten durch die erfindungsgemäße Anordnung kompensiert werden.The Rolling elements are separate from the ring body manufactured and at the same time or successively with the machine Ring body connected. They can be very cost effective because it is not accurate in mass production Dimensional accuracy arrives, since the manufacturing inaccuracies by the arrangement according to the invention can be compensated.
Weiterhin wird das Toleranzproblem auf einfache Weise dadurch gelöst, dass es sich in der Massenherstellung rentiert, die mit Toleranzen produzierten Wälzkörper in Klassen zu unterteilen und einheitlich aus einer Klasse zuzupaaren.Farther the tolerance problem is easily solved by that it pays off in mass production, with tolerances subdivided rolling elements into classes and uniformly from a class to match.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Wälzkörper eine Beschichtung auf. Die Beschichtung ist vorteilhafterweise extrem verschleißfest, so dass die Lebensdauer der Synchronisiereinrichtung durch sich verformende Wälzkörper nicht übermäßig herabgesetzt wird.In a development of the invention, the rolling elements a coating on. The coating is advantageously extreme wear-resistant, so that the life of the synchronizer by deforming rolling elements not excessively reduced becomes.
Wälzkörper sind sehr einfach geformte Bauteile. Das Beschichten dieser Bauteile gelingt daher auf einfache und kostengünstige Weise, da auf benachbarte Baugruppen wie auf eine Verzahnung an einem Synchronring beim Beschichten keine Rücksicht genommen werden muss. Ferner ist konstruktionsbedingt keine Maßhaltigkeit der Beschichtung erforderlich, da durch die federnde Aufhängung der Wälzkörper in den Taschen auch Beschichtungsungenauigkeiten kompensiert werden können. Alternativ dazu bestehen die Wälzkörper vollständig aus dem Reibmaterial.rolling elements are very simply shaped components. The coating of these components therefore succeeds in a simple and cost-effective way, since on adjacent assemblies such as a toothing on a synchronizer ring during coating no consideration has to be taken. Furthermore, due to the design no dimensional stability of Coating required because of the springy suspension the rolling elements in the pockets also coating inaccuracies can be compensated. Alternatively, the exist Rolling element completely from the friction material.
Die Erfindung ermöglicht es, für verschiedene Einsatzzwecke den gleichen Ringkörper zu verwenden. Für die jeweilige Anwendung können dann gemäß dem Baukastenprinzip jeweils die geeigneten Wälzkörper zugepaart werden. Abweichend von bisherigen beschichteten Zwischenringen lassen sich erfindungsgemäß auch verschiedene Reibmaterialien auf einfache Weise in derselben Synchronisiereinrichtung verwenden. Dazu werden Reibelemente aus verschiedenen Werkstoffen jeweils abwechselnd in die Taschen platziert.The Invention allows for different uses to use the same ring body. For the respective application can then according to the Modular principle in each case the suitable rolling elements be paired. Deviating from previous coated intermediate rings can also be different according to the invention Friction materials in a simple manner in the same synchronizer use. These are friction elements made of different materials alternately placed in the pockets.
Als geeignete Werkstoffe für die Wälzkörper haben sich vor allem sehr harte Materialien wie Keramik erwiesen. Auch eine Kombination verschiedener Materialien in einem Ring ist denkbar.When have suitable materials for the rolling elements Above all, very hard materials such as ceramics proved. Also a combination of different materials in a ring is conceivable.
Die Wälzkörper sind im verbauten Zustand voneinander in Umfangsrichtung beabstandet. Dadurch sind von den axialen Enden des Synchronrings jeweils in axialer Richtung verlaufend Nuten gebildet. Die Nuten dienen zur Aufnahme des Öls, welches die beim Synchronisieren entstehende Reibhitze aufnimmt und das schon während des Synchronisationsprozesses abgeführt werden muss.The Rolling elements are in the installed state of each other spaced in the circumferential direction. Thereby are from the axial ends formed of the synchronizer ring extending in the axial direction grooves. The Grooves serve to absorb the oil, which during synchronization incurred friction heat and that already during the Synchronization process must be dissipated.
Die Erfindung betrifft auch eine Synchronisierung mit zumindest einem Synchronring nach Anspruch 1 und einem eine Gegenreibfläche aufweisenden Gegenkonus. Der Gegenkonus kann beispielsweise direkt am Gangrad angeordnet sein oder aber auch direkt am Synchronkörper. Alternativ sind die Gegenkonen an einem äußeren Synchronring oder an einem inneren Synchronring angeordnet. Durch die Bewegungsfreiheit der Wälzkörper in dem Ringkörper können auch Fertigungsungenauigkeiten dieser Gegenflächen aufgenommen werden, so dass es nicht erforderlich ist, diese nachzubearbeiten. Hierdurch wird eine Kostenersparnis ebenfalls bei den anderen Bauteilen der Synchronisiereinrichtung erreicht.The The invention also relates to synchronization with at least one Synchronizer ring according to claim 1 and one a Gegenreibfläche having a countercone. The counter cone can, for example, directly be arranged on the gear wheel or directly on the synchronizer body. Alternatively, the counter-cones are at an outer Synchron ring or arranged on an inner synchronizer ring. By the freedom of movement of the rolling elements in the annular body can also manufacturing inaccuracies of these mating surfaces be added so that it is not necessary to post-process them. hereby is a cost savings also with the other components of the Synchronizer achieved.
Die Wälzkörper sind in einer Variante der Erfindung als Kugeln ausgebildet. Dabei ist es möglich, je Tasche nicht nur eine Kugel anzuordnen, sondern auch mehrere.The Rolling elements are in a variant of the invention formed as balls. It is possible, per bag to arrange not only one ball, but also several.
Eine größere Last wird durch Wälzkörper in Rollenform aufgenommen. Dabei werden unter Rollen sowohl zylindrische Formen wie Nadeln verstanden als auch beispielsweise Kegelrollen, die für die Konusform besonders geeignet sind.A larger load is caused by rolling elements recorded in roll form. Here are under roles both cylindrical Shapes such as needles as well as, for example, tapered rollers, which are particularly suitable for the cone shape.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Synchronisieren zweier Wellen gelöst. Die beiden Wellen stehen jeweils drehfest mit Reibkonen in Wirk verbindung. Erfindungsgemäß sind die Reibkonen ihrerseits über einen Synchronring mit Wälzkörpern gemäß Anspruch 1 synchronisierbar, wobei während des Synchronisierens ein Reibschluss zwischen den Bauteilen vorliegt und im freilaufenden, ungeschalteten Zustand die Wälzkörper auf den jeweiligen Gegenkonen rollen können.The Task is also supported by a method for synchronizing two Waves solved. The two shafts are each rotatable with Reibkonen in operative connection. According to the invention the Reibkonen in turn via a synchronizer ring with rolling elements Synchronizable according to claim 1, wherein during the synchronization is a frictional engagement between the components and in the free-running, unswitched state, the rolling elements can roll on the respective Gegenkonen.
Die Erfindung ermöglicht es somit, ein einfacher Weise, einen Reibring für eine Synchronisierung bereitzustellen, der ein geringes Schleppmoment aufweist und wenig verschleißt.The Invention thus makes it possible, a simple way To provide a friction ring for a synchronization that has a low drag torque and little wear.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The Invention will be explained below with reference to several drawings. Show it:
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings
Der
Innenbord
Die
- 11
- Synchronringsynchronizer ring
- 22
- Ringkörperring body
- 33
- Ausnehmungrecess
- 44
- Reibelementfriction
- 55
- erstes Reibelementfirst friction
- 66
- zweites Reibelementsecond friction
- 77
- Strukturflächestructure area
- 88th
- Gegenkonuscounter-cone
- 9, 9'9 9 '
- Gegenreibflächecounter friction
- 1010
- axiales Endeaxial The End
- 1111
- axiales Endeaxial The End
- 1212
- Nutgroove
- 1313
- Synchronkörpersynchronizer
- 1414
- Schiebemuffesliding sleeve
- 1515
- Führungsnaseguide nose
- 1616
- Gangradgear wheel
- 1717
- Kupplungskörperclutch body
- 17a17a
- Aussparungrecess
- 1818
- Zwischenringintermediate ring
- 18a18a
- Mitnehmernockendriver cams
- 1919
- äußerer Synchronringouter synchronizer ring
- 19a19a
- Aussparungrecess
- 2020
- erste Reibpaarungfirst friction pairing
- 2121
- innerer Synchronringinternal synchronizer ring
- 21a21a
- Innenbordinboard
- 2222
- zweite Reibpaarungsecond friction pairing
- 2323
- SynchronringpaketSynchronizer ring package
- 2424
- (nicht belegt)(Not busy)
- 2525
- Reibbeschichtungfriction coating
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 102006061414 A1 [0005, 0011] DE 102006061414 A1 [0005, 0011]
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