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Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein solcher Gegenstand in der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
DE 10 2010 002 933.5 beschrieben.
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Aus der
DE 37 26 486 A1 ist eine Synchronisierungseinrichtung für Stufengetrieben in Kraftfahrzeugen bekannt. Um unkontrollierte Vibrationen und Rasselgeräusche zu verhindern, sind hier federnde Spannmittel zum kontinuierlichen Anlegen von Reibbelägen der Synchronisieruhgseinrichtung an Gegenflächen von der Synchronisierungseinrichtung zugeordneten Zahnrädern vorgesehen.
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Aus der
DE 10 2006 060 534 A1 ist eine Synchronisiervorrichtung eines Wechselschaltgetriebes mit zumindest einem Synchronring, einem Synchronkörper und einer Schiebemuffe bekannt. Der Synchronring weist hierbei zumindest einen axial gerichteten Lappen auf. Der Synchronkörper weist eine Außenverzahnung mit Verzahnungslücken auf. Die Lappen greifen in diese Lücken ein.
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In der vorgenannten älteren Anmeldung der Anmelderin ist eine Synchronisiereinrichtung mit einem Synchronkörper, zwei Synchronringen sowie zwei Kupplungskörpern beschrieben, welche über eine Schiebemuffe in Reibkontakt mit den Synchronringen gebracht werden. Bei derartigen Synchronisiereinrichtungen besteht das Problem, dass die axial beweglichen Synchronringe zu unerwünschten Schleppmomenten und Geräuschen führen können, was auch eine Verschlechterung des Wirkungsgrades zur Folge hat. Zur Lösung dieses Problems wird in der älteren Anmeldung eine Verspanneinrichtung vorgeschlagen, welche einen federbelasteten, den Synchronkörper und die Synchronringe durchdringenden gemeinsamen Bolzen umfasst. Dadurch werden die Synchronringe mit dem Synchronkörper verspannt, sodass deren freie axiale Beweglichkeit unterbunden wird.
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Gemäß Patentanspruch 1 ist die Verspanneinrichtung zur Verspannung der beiden Synchronringe nun hingegen derart ausgebildet, dass mindestens zwei durch mindestens eine Druckfeder gegeneinander verspannte Rückhalteelemente an den Synchronringen angreifen und diese gegen den Synchronkörper ziehen. Dadurch wird eine freie axiale Beweglichkeit der Synchronringe unterbunden. Beim Schalten eines Ganges durch Axialbewegung der Schalt- oder Schiebemuffe in Richtung auf einen der beiden Kupplungskörper bleibt der nicht am Schaltvorgang beteiligte Synchronring an den Synchronkörper gedrückt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die beiden Rückhalteelemente durch eine gemeinsame Druckfeder gegeneinander verspannt. Dabei stützt sich jeweils ein Rückhalteelement, welches an einem Synchronring angreift, über die gemeinsame Druckfeder am anderen Rückhalteelement ab. Die Verspannung der Druckfeder bewirkt somit, dass die beiden Synchronringe gegeneinander gezogen werden und sich an den zwischen ihnen angeordneten Synchronkörper anlegen. Die Verspanneinrichtung ist einfach im Aufbau, umfasst nur wenige Teile und kann leicht montiert werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bilden die Rückhalteelemente eine die Druckfeder aufnehmende Federkammer, welche Abstützflächen zur axialen Abstützung der Druckfeder aufweist. Die Druckfeder bedarf somit keiner zusätzlichen Führung, da sie in der Federkammer geführt wird.
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Nach einer weiteren bevorzugten-Ausführungsform ist die Federkammer teleskopierbar ausgebildet, wobei eines der beiden Rückhaltelemente das andere zumindest teilweise umschließt. Die beiden Rückhalteelemente sind somit axial gegeneinander verschiebbar, wobei die Druckfeder gespannt oder entspannt wird. Die Rückhalteelemente können mit oder ohne Vorspannung an den Synchronringen montiert werden: bei einer Vorspannung werden die Synchronringe ständig an den Synchronkörper angedrückt, sodass kein axiales Spiel auftreten kann; bei Montage ohne Vorspannung der Druckfeder wird ein axiales Spiel zugelassen:
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Verspanneinrichtung ein Paar von Verspannelementen auf, wobei jedem Synchronring ein Verspannelement zugeordnet ist. Die Verspannung der Synchronringe mit dem Synchronkörper erfolgt somit unabhängig voneinander, da beide Verspannelemente entkoppelt sind und unabhängig voneinander wirken.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Verspannelemente jeweilsDruckfedern auf, die in teleskopierbaren Federkammern aufgenommen sind. Die Federkammem umschließen die Druckfedern und bilden gleichzeitig axiale Abstützflächen für die Druckfedern. Die Federkraft einer Druckfeder bewirkt ein Heranziehen eines Synchronringes an den Synchronkörper, wobei die Federkräfte entkoppelt sind. Beim Schalten eines Ganges wird also nur eine Druckfeder beansprucht, während die Federkraft der zweiten Druckfeder konstant bleibt. Dadurch kann der Verschleiß an den Synchronringen reduziert werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die beiden Federkammern jeweils durch erste und zweite Rückhalteelemente gebildet, die sich zumindest teilweise umschließen und somit eine Führung für die Druckfedern bilden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Enden der zweiten Rückhalteelemente radial nach innen abragende Lappen auf, die sich einerseits gegenseitig und andererseits am Synchronkörper abstützen. Damit ist eine einfache Befestigung und axiale Fixierung der beiden Verspannelemente am Synchronkörper gegeben.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
- 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung mit Verspanneinrichtung,
- 2 eine Ansicht in axialer Richtung auf die Verspanneinrichtung,
- 3 die Verspanneinrichtung mit Rückhalteelementen als Einzelteil in 3D-Darstellung,
- 4 die Verspanneinrichtung mit Rückhalteelementen und Druckfeder in einem Längsschnitt,
- 5 die Verspanneinrichtung in einer Seitenansicht und
- 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Synchronisiereinrichtung mit Verspanneinrichtung.
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1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Synchronisiereinrichtung
1 für ein Kraftfahrzeuggetriebe. Bezüglich weiterer Einzelheiten und der Funktionsweise einer Synchronisiereinrichtung bei Schaltgetrieben wird auf die eingangs genannte ältere Anmeldung der Anmelderirt mit dem amtlichen Aktenzeichen
DE 10 2010 002 933.5 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich zum Gegenstand des vorliegenden Schutzrechts gemacht wird. Die Synchronisiereinrichtung
1 umfasst einen Synchronkörper
2, welcher auf nicht dargestellte Weise mit einer Getriebewelle drehfest verbunden ist. Beiderseits des Synchronkörpers
2 sind ein erster Synchronring
3 und ein zweiter Synchronring
4 mit konischen Reibflächen
3a,
4a angeordnet, welche in Reibkontakt mit konischen Reibflächen
5a,
6a eines ersten Kupplungskörpers
5 und eines zweiten Kupplungskörpers
6 gebracht werden können. Die Synchronisiereinrichtung
1 umfasst ferner einer Schiebemuffe
7, welche durch Axialverschiebung aus der dargestellten neutralen Position nach rechts oder links einen Gang schaltet, wobei zunächst der Synchronring
3 oder
4 mit dem Kupplungskörper
5 oder
6 in Reibkontakt gebracht und anschließend -nach Drehzahlangleichung - eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Synchronkörper
2 und dem Kupplungskörper
5 bzw.
6 hergestellt wird.
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Erfindungsgemäß umfasst die Synchronisiereinrichtung 1 ejne Verspanneinrichtung 8, welche ein erstes Rückhalteelement 9, ein zweites Rückhalteelement 10 sowie eine die beiden Rückhalteelemente 9, 10 gegeneinander verspannende Druckfeder 11, hier ausgebildet als Schraubenfeder, aufweist. Die Rückhalteelemente 9, 10 umgreifen den ersten Synchronring 3 und den zweiten Synchronring 4 von außen und ziehen die Synchronringe 3, 4 gegen den Synchronkörper 2, sodass sie spielfrei am Synchronkörper 2 anliegen. Die Verspanneinrichtung 8 ist in einer Nut des Synchronkörpers 2 gehalten, wobei die axiale Beweglichkeit (Teleskopierbarkeit) gewährleistet ist.
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2 zeigt eine Ansicht in axialer Richtung auf den ersten Synchronring 3 sowie auf die Verspanneinrichtung 8, deren erstes Rückhalteelement 9 den ersten Synchronring 3 stimseitig umgreift.
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3 zeigt die Verspanneinrichtung 8 einzeln in einer 3D-Darstellung. Das erste Rückhalteelement 9 und das zweite Rückhalteelement 10 weisen an ihren äußeren Enden jeweils hakenförmig abgewinkelte Lappen 9a, 10a auf, welche die Synchronringe 3, 4 stimseitig hintergreifen. Im mittleren Bereich sind die Rückhalteelemente 9, 10 ineinander verschachtelt, wobei das erste Rückhaltelement 9 das zweite Rückhalteelement 10 unter Belassung eines Längsspaltes 12 umschließt.
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4 zeigt die Verspanneinrichtung 8 mit der Druckfeder 11 in einem Längsschnitt; 5 zeigt eine Seitenansicht der Verspanneinrichtung 8. Das erste Rückhalteelement 9 wird auch als äußeres Rückhalteelement bezeichnet, weil es das zweite Rückhalteelement 10, auch inneres Rückhalteelement 10 genannt, von außen umschließt, was insbesondere aus 5 deutlich erkennbar ist. Das äußere Rückhalteelement 9 ist an seinem inneren Ende derart abgewinkelt, dass eine Abstützfläche. 9b (4) gebildet wird, an welcher sich die Druckfeder 11 abstützt. In analoger Weise ist das innere Rückhalteelement 10 in seinem inneren Bereich zu einer Abstützfläche 10b abgewinkelt, an welcher sich die Druckfeder 11 abstützt. Die beiden Rückhalteelemente 9, 10 bilden somit eine teleskopierbare Federkammer, wobei die Druckfeder 11 beim Auseinanderziehen der Rückhalteelemente 9, 10 gespannt und beim Zusammenschieben der Rückhalteelemente 9, 10 entspannt wird.
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Die Verspanneinrichtung 8 kann - wie aus 1 ersichtlich - als Einheit in die Synchronisiereinrichtung 1 eingesetzt werden, und zwar entweder mit einer Vorspannung der Druckfeder 11 oder ohne Vorspannung. Bei einer Vorspannung der Druckfeder 11 werden die beiden Synchronringe 3, 4 durch die beiden Rückhalteelemente 9, 10 an den Synchronkörper 2 herangezogen, sodass kein Axialspiel mehr auftritt. Soll ein gewisses Axialspiel der Synchronringe 3, 4 zugelassen werden, so kann die Verspanneinrichtung 8 ohne Vorspannung der Druckfeder 11 montiertwerden.
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6 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Synchronisiereinrichtung 13 mit einer abgewandelten Verspanneinrichtung 14. Die Synchronisiereinrichtung 13 ist grundsätzlich gleich aufgebaut wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel gemäß 1 - es werden daher für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen verwendet. Die Verspanneinrichtung 14 weist ein Paar von Verspannelementen 15, 16 auf, welche jeweils eine eigene Federkammer mit einer darin angeordneten Druckfeder 17, 18 aufweisen. Die Verspannelemente 15, 16 weisen jeweils - in analoger Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel - die Synchronringe 3, 4 hintergreifende erste Rückhalteelemente 15a, 16a sowie zweite sich am Synchronkörper 2 abstützende Rückhalteelemente 15b, 16b auf. Die ersten und zweiten Rückhaltelemente 15a, 16a, 15b, 16b bilden zwei separate Federkammern, in welchen Druckfedern 17, 18 aufgenommen und geführt sind. Der Synchronkörper 2 weist eine schlitzförmige Aussparung 2a auf, in welcher die als Lappen ausgebildeten Enden der zweiten Rückhalteelemente 15b, 16b axial fixiert sind. Durch die Druckfedern 17, 18 werden die Synchronringe 3,4 unabhängig voneinander in axialer Richtung gegen den Synchronkörper 2 verspannt. Die beiden Druckfedern 17, 18 sind bezüglich ihrer Wirkung voneinander entkoppelt, d. h. weder parallel noch hintereinander geschaltet.
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Die beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Zahl der Verspannelemente, die jeweils ein Druckfederelement und zwei Rückhalteelemente umfassen: Beim ersten Ausführungsbeispiel ist ein Verspannelement vorgesehen, welches auf beide Synchronringe wirkt; beim zweiten Ausführungsbeispiel sind zwei Verspannelemente vorgesehen, die unabhängig voneinander jeweils nur auf einen Synchronring wirken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Synchronisiereinrichtung
- 2
- Synchronkörper
- 2a
- Aussparung
- 3
- erster Synchronring
- 3a
- konische Reibfläche
- 4
- zweiter Synchronring
- 4a
- konische Reibfläche
- 5
- erster Kupplungskörper
- 5a
- konische Reibfläche
- 6
- zweiter Kupplungskörper
- 6a
- konische Reibfläche
- 7
- Schiebemuffe
- 8
- Verspanneinrichtung
- 9
- erstes Rückhalteelement
- 9a
- Lappen
- 9b
- Abstützfläche
- 10
- zweites Rückhalteelement
- 10a
- Lappen
- 10b
- Abstützfläche
- 11
- Druckfeder
- 12
- Längsspalt
- 13
- Synchronisiereinrichtung
- 14
- Verspanneinrichtung
- 15
- erstes Verspannelement
- 15a
- erstes Rückhalteelement
- 15b
- zweites Rückhalteelement
- 16
- zweites Verspannelement
- 16a
- erstes Rückhalteelement
- 16b
- zweites Rückhalteelement
- 17
- erste Druckfeder
- 18
- zweite Druckfeder
