DE102012001079B4

DE102012001079B4 - Getriebesynchronisieranordnung

Info

Publication number: DE102012001079B4
Application number: DE102012001079.6A
Authority: DE
Inventors: Paulo Falcone; Demetrio Vettorazzo Neto; Renato Freitas Silva; Flavio Gomes Dias
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2017-08-10
Anticipated expiration: 2032-01-21
Also published as: US8550226B2; BR102012001659A2; CN102619960A; CN102619960B; DE102012001079A1; US20120186929A1

Abstract

Getriebesynchronisieranordnung (12), die umfasst: einen Synchronisierring (20), der einen Umfang (23) mit wenigstens einer Nase (21) aufweist, die sich wenigstens teilweise radial an dem Umfang (23) erstreckt; eine ringförmige Nabe (22), die wenigstens eine Aussparung (25) aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie die wenigstens eine Nase (21) aufnimmt, um den Synchronisierring (20) axial auf die Nabe (22) auszurichten; wobei die wenigstens eine Aussparung (25) und die wenigstens eine Nase (21) einen Zwischenraum (50) definieren, wenn die wenigstens eine Nase (21) in der wenigstens einen Aussparung (25) aufgenommen ist; und ein Dämpfungsmaterial (52) in dem Zwischenraum (50), so dass das Dämpfungsmaterial (52) die ringförmige Nabe (22) berührt, wenn die Synchronisiereinrichtung (20) relativ zu der ringförmigen Nabe (22) um die Drehachse (16) bewegt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchronisieranordnung für ein Getriebe, wie sie beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2005 035 941 B3 und DE 10 2008 023 031 A1 bekannt geworden sind.
HINTERGRUND
Getriebesynchronisieranordnungen werden in Handschaltgetrieben und in automatisierten Handschaltgetrieben verwendet, um Komponenten vor dem Eingriff der Komponenten auf eine gewisse Drehzahl zu bringen. Dies verhindert Endantriebsdrehmomentspitzen, um nahtlose Schaltvorgänge zwischen Drehzahlverhältnissen sicherzustellen, die den Insassenkomfort erhöhen. Allerdings sind zwischen den Komponenten, die selektiv kämmen oder auf andere Weise in Eingriff gelangen, wie etwa zwischen Zahnradzähnen kämmender Zahnräder, einige funktionsbedingte Zwischenräume erforderlich. Diese funktionsbedingten Zwischenräume haben das Potential, ein Rasselgeräusch in dem Getriebe zu erzeugen, während das durch die Komponenten übermittelte Drehmoment variiert.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird eine Getriebesynchronisieranordnung geschaffen, die das funktionsbedingten Zwischenräumen und Spielen zugeordnete Geräusch mildert. Es wird ein Synchronisierring, der einen Umfang mit wenigstens einer Nase aufweist, die sich wenigstens teilweise radial an dem Umfang erstreckt, geschaffen. Eine ringförmige Nabe weist wenigstens eine Aussparung auf, die konfiguriert ist, die wenigstens eine Nabe aufzunehmen, um den Synchronisierring auf die Nabe axial auszurichten. Wenn die Nabe in der Aussparung aufgenommen ist, definieren die Aussparung und die Nase einen Zwischenraum. In dem Zwischenraum ist ein Dämpfungsmaterial vorgesehen, so dass das Dämpfungsmaterial die ringförmige Nabe berührt, wenn die Synchronisiereinrichtung um eine Drehachse relativ zu der ringförmigen Nabe bewegt wird. Diese Bewegung kann während des Eingriffs einer Ringmuffe mit einem Zahnrad auftreten, dessen Drehzahl mit der Muffe durch den Synchronisierring synchronisiert wird.
Das Dämpfungsmaterial wird so ausgewählt, dass es eine Federwirkung aufweist, die stärker als die Federwirkung der Nase und/oder der Nabe ist. Somit berührt die Nabe das Dämpfungsmaterial, wenn sich die Synchronisiereinrichtung relativ zu der Nabe winklig um die Drehachse bewegt, was Geräusch, das andernfalls auftreten könnte, verringert. In einer Ausführungsform ist das Dämpfungsmaterial thermoplastisch.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Teilschnittansicht eines Abschnitts eines Getriebes, das eine Synchronisieranordnung mit einem Synchronisierring, eine Nabe, eine Muffe und ein Zahnrad aufweist;
2 ist eine schematische perspektivische Darstellung des Synchronisierrings, der Nabe und der Muffe;
3 ist eine schematische perspektivische Teilansicht des Synchronisierrings;
4 ist eine schematische perspektivische Darstellung des Synchronisierrings und der Nabe, die Dämpfungsmaterial in einem Zwischenraum zwischen dem Synchronisierring und der Nabe zeigt;
5 ist eine schematische perspektivische Teilansicht des Synchronisierrings und der Nabe, die das Dämpfungsmaterial zeigt, das die Nabe berührt.
6 ist eine schematische perspektivische Darstellung der mit der Muffe verkeilten Nabe;
7 ist eine schematische perspektivische Teilansicht des Zahnrads, die eine äußere Kegelstumpfoberfläche zeigt, die der Synchronisierring berührt; und
8 ist eine schematische perspektivische Teilansicht des Synchronisierrings, der das Zahnrad berührt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Ansichten auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 einen Abschnitt eines Getriebes 10, das eine Synchronisieranordnung 12 mit einem Synchronisierring 20, der schließlich die Drehzahlen einer Welle 14, die um eine Drehachse 16 drehbar ist, und eines Zahnrads 18, das konzentrisch um die Drehachse 16 angeordnet ist, synchronisiert, enthält. In 1 sind nur Abschnitte der Synchronisieranordnung 12 über der Drehachse 16 gezeigt. Wie hier beschrieben ist, ist der Synchronisierring 20 mit Merkmalen versehen, die Geräusch und Schwingung dämpfen, die der Synchronisation der Drehzahlen der Welle 14 und des Zahnrads 18 zugeordnet sind.
Die Synchronisieranordnung 12 enthält eine ringförmige Nabe 22, die ein Keilnabenprofil 24 aufweist, das zu einem Keilwellenprofil 26 der Welle 14 passt, um die Nabe 22 zur gemeinsamen Drehung mit der Welle 14 zu verbinden. Außerdem weist die Nabe 22 ein Keilwellenprofil 28 auf, das zu einem Keilnabenprofil 30 einer Außenmuffe 32 passt. Somit ist die Muffe 32 zur gemeinsamen Drehung mit der Nabe 22 verkeilt, wobei sie aber dafür konfiguriert ist, relativ zu der Welle 14 und zu der Nabe 22 durch Betätigung einer Schaltgabel (nicht gezeigt), die mit einer Aussparung 34 der Muffe 32 in Eingriff ist, selektiv axial beweglich zu sein. Wie in 1 und 6 gezeigt ist, sind peripher um eine Schulter 36 der Nabe 22 Vorbelastungselemente 35 beabstandet und in Taschen 38 der Muffe 32 vorbelastet, um eine Neutralposition der Muffe 32 und der Synchronisieranordnung 12 wie in 1 gezeigt festzusetzen. Die Axialkraft, die durch die Schaltgabel geliefert wird, um die Muffe 32 zu bewegen, um den Eingriff der Muffe 32 und des Zahnrads 18 zu veranlassen, reicht wie im Folgenden beschrieben aus, um die Vorbelastungselemente 35 zu überwinden. 2 zeigt den Synchronisierring 20, der an der Nabe 22 eingebaut ist, wobei die Muffe 32 die Nabe 22 umgibt. Ein in 1 nicht gezeigtes zusätzliches Zahnrad 37 ist mit der Muffe 32, die sich axial relativ zu dem Zahnrad 37 bewegt, verkeilt gezeigt.
Wie am besten in 3 bis 5 gezeigt ist, ist der Synchronisierring 20 durch Nasen 21, die um einen Außenumfang 23 des Rings 20 zwischen verschiedenen Gruppen von Außenzähnen 40 beabstandet sind, auf die Nabe 22 axial ausgerichtet. Axial benachbart zu den Nasen 21 gibt es keine Außenzähne 40; d. h., die Nasen 21 sind in Zwischenräumen zwischen Gruppen der Außenzähne 40 angeordnet. Die Nasen 21 passen in die durch die in 4 und 5 gezeigte Nabe 22 definierten Aussparungen 25. Wieder in 1 gelangt das Keilnabenprofil 30 mit den Außenzähnen 40 des Synchronisierrings 20 in Eingriff, während die Muffe 32 in Richtung des Zahnrads 18 axial bewegt wird, was veranlasst, dass eine Außenkegelstumpfoberfläche 39 des Synchronisierrings 20, die am besten in 3 gezeigt ist, eine Innenkegelstumpfoberfläche 41 der Nabe 22 (1) berührt, und dass eine Innenkegelstumpfoberfläche 42 des Rings 20 eine Außenkegelstumpfoberfläche 44 (siehe 7) des Zahnrads 18 berührt, was eine Reibung zur Verringerung der Relativdrehung zwischen dem Synchronisierring 20 und dem Zahnrad 18 bereitstellt und die Drehzahl des Zahnrads 18 mit der des Synchronisierrings 20, der Nabe 22 und der Welle 14 synchronisiert. Die Muffe 32 bewegt sich axial weiter, so dass ein Satz Schaltzähne 45 der Muffe 32 mit einem Satz Schaltzähne 46 des Zahnrads 18 in Eingriff gelangt, was das Einrücken und den Schaltvorgang abschließt. Wie es hier verwendet ist, sind die Schaltzähne 46 ein erster Satz Schaltzähne und sind die Schaltzähne 45 ein zweiter Satz Schaltzähne. Das Zahnrad 18 weist Zahnradzähne 47 auf, die zwischen einer mit dem Zahnrad 18 kämmenden Komponente und. der Welle 14 ein Drehmoment übertragen können, wenn die Sätze Schaltzähne 45, 46 in Eingriff sind.
Wenn die Schaltzähne 45 mit den Schaltzähnen 46 in Eingriff sind, könnte es eine leichte Winkeldrehung der Nasen 21 innerhalb der Aussparungen 25 aus 2 geben, während der Synchronisierring 20 gegen die kegelstumpfförmige Oberfläche 44 aus 1 und 7 gepresst wird. Wie in 4 gezeigt ist, ist jede Aussparung 25 in Umfangsrichtung breiter als die Nase 21 darin, um einen funktionsbedingten Zwischenraum 50 bereitzustellen, der die axiale Bewegung der Nabe 22 zulässt, ohne die Nasen 21 zu stören. Als ein Dämpfungsmaterial 52 ist eine Dämpfungskomponente vorgesehen, die in dem Zwischenraum 50 positioniert ist, um die Kräfte der Nase 21, die die Nabe 22 bei den Aussparungen 25 berührt, zu dämpfen. In 3 und 8 ist das Dämpfungsmaterial 52 über der Nase 21 an einer ersten Oberfläche 54, an einer ersten Seitenfläche 56 und an einer zweiten Seitenfläche 58 an gegenüberliegenden Enden 60 bzw. 62 der ersten Oberfläche 54 der Nase 21 befestigt gezeigt. Somit berührt während des Betriebs der Synchronisieranordnung 12 eher das Dämpfungsmaterial 52 die Nabe 22, als dass die Nase 21 die Nabe 22 direkt berührt. Wie es hier verwendet ist, ist ein Material ein ”Dämpfungsmaterial”, falls es eine stärkere Federwirkung als die Federwirkung der Nase 21 und/oder der Nabe 22 aufweist. Das Dämpfungsmaterial 52 weist eine stärkere Federwirkung als die Federwirkung des Materials der Nasen 21 und/oder des Materials der Nabe 22 bei den Aussparungen 25 auf. Somit verringert das Dämpfungsmaterial 52 Geräusch und Schwingung, die einer Berührung zwischen den Nasen 21 und der Nabe 22 zugeordnet sein könnten. In der gezeigten Ausführungsform ist das Dämpfungsmaterial 52 ein Thermoplast, der bei Verwendung in der Anordnung 10 gute Verschleißfestigkeit zeigt. Die Nasen 21 und die Nabe 22 sind Stahl.

Claims

Getriebesynchronisieranordnung (12), die umfasst: einen Synchronisierring (20), der einen Umfang (23) mit wenigstens einer Nase (21) aufweist, die sich wenigstens teilweise radial an dem Umfang (23) erstreckt; eine ringförmige Nabe (22), die wenigstens eine Aussparung (25) aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie die wenigstens eine Nase (21) aufnimmt, um den Synchronisierring (20) axial auf die Nabe (22) auszurichten; wobei die wenigstens eine Aussparung (25) und die wenigstens eine Nase (21) einen Zwischenraum (50) definieren, wenn die wenigstens eine Nase (21) in der wenigstens einen Aussparung (25) aufgenommen ist; und ein Dämpfungsmaterial (52) in dem Zwischenraum (50), so dass das Dämpfungsmaterial (52) die ringförmige Nabe (22) berührt, wenn die Synchronisiereinrichtung (20) relativ zu der ringförmigen Nabe (22) um die Drehachse (16) bewegt wird.
Getriebesynchronisieranordnung nach Anspruch 1, wobei das Dämpfungsmaterial (52) ein thermoplastisches Material ist.
Getriebesynchronisieranordnung nach Anspruch 1, wobei sich das Dämpfungsmaterial (52) auf einer Oberfläche (54) der wenigstens einen Nase (21) befindet, die der ringförmigen Nabe (22) in der Aussparung (25) gegenüberliegt.
Getriebesynchronisieranordnung nach Anspruch 3, wobei die Nase (21) eine erste Oberfläche (54), die wenigstens einen Abschnitt des Umfangs (23) überspannt, und eine erste und eine zweite Seitenfläche (56, 58), die sich wenigstens teilweise axial von gegenüberliegenden Enden der ersten Oberfläche (54) erstrecken, aufweist, und wobei die Oberfläche (54) der wenigstens einen Nase (21), die der ringförmigen Nabe (22) in der wenigstens einen Aussparung (25) gegenüberliegt, die erste Seitenfläche (56) oder die zweite Seitenfläche (58) ist.
Getriebesynchronisieranordnung nach Anspruch 1, wobei der Synchronisierring (20) Zähne (40) aufweist, die um den Umfang (23) beabstandet sind; und wobei die wenigstens eine Nase (21) zwischen einigen der Zähne (40) positioniert ist.
Getriebesynchronisieranordnung (12) zum Synchronisieren der Drehzahlen einer Welle (14) und eines Zahnrads (18), das einen ersten Satz Schaltzähne (46) aufweist, wobei die Anordnung umfasst: einen Synchronisierring (20), der einen Umfang (23) mit wenigstens einer Nase (21) aufweist, die sich wenigstens teilweise radial an dem Umfang (23) erstreckt; eine ringförmige Nabe (22), die zur gemeinsamen Drehung mit der Welle (14) verbunden ist und die wenigstens eine Aussparung (25) aufweist, die die wenigstens eine Nase (21) enthält, um den Synchronisierring (20) axial auf die Nabe (22) auszurichten; wobei die wenigstens eine Aussparung (25) und die wenigstens eine Nase (21) zwischen der wenigstens einen Nase (21) und der wenigstens einen Aussparung (25) einen Zwischenraum (50) definieren; ein Dämpfungsmaterial (52) in dem Zwischenraum (50); eine Muffe (32), die einen zweiten Satz Schaltzähne (45) aufweist, der so konfiguriert ist, dass er mit dem ersten Satz Schaltzähne (46) kämmt; wobei die Muffe (32) in der Weise mit der Nabe (22) verkeilt ist, dass die Muffe (32) relativ zu der Nabe (22) selektiv axial beweglich ist, um zu veranlassen, dass der Synchronisierring (20) das Zahnrad (18) berührt, um die Drehzahlen der Welle (14) und des Zahnrads (18) zu synchronisieren, bevor der zweite Satz Schaltzähne (45) mit dem ersten Satz Schaltzähne (46) in Eingriff gelangt; und wobei das Dämpfungsmaterial (52) die ringförmige Nabe (22) berührt, wenn die Synchronisiereinrichtung (20) durch die axiale Bewegung der Muffe (32) um die Drehachse (16) relativ zu der ringförmigen Nabe (22) bewegt wird.
Getriebesynchronisieranordnung nach Anspruch 6, wobei sich das Dämpfungsmaterial (52) auf einer Oberfläche (54) der wenigstens einen Nase (21), die der ringförmigen Nabe (22) in der Aussparung (25) gegenüberliegt, befindet.
Getriebesynchronisieranordnung nach Anspruch 6, wobei die Nase (21) eine erste Oberfläche (54), die wenigstens einen Abschnitt des Umfangs (23) überspannt, und eine erste und eine zweite Seitenfläche (56, 58), die sich wenigstens teilweise axial von gegenüberliegenden Enden der ersten Oberfläche (54) erstrecken, aufweist; und wobei die Oberfläche (54) der wenigstens einen Nase (21), die der ringförmigen Nabe (22) in der wenigstens einen Aussparung (25) gegenüberliegt, die erste Seitenfläche (56) oder die zweite Seitenfläche (58) ist.
Getriebesynchronisieranordnung nach Anspruch 6, wobei der Synchronisierring (20) Außenzähne (40) um den Umfang (23) aufweist; und wobei die wenigstens eine Nase (21) zwischen einigen der Außenzähne (40) des Synchronisierrings (20) positioniert ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 6, wobei der Synchronisierring (20) eine Außenkegelstumpfoberfläche (44) und eine Innenkegelstumpfoberfläche (42) aufweist; wobei sich die wenigstens eine Nase (21) radial von der Außenkegelstumpfoberfläche (44) erstreckt; wobei die ringförmige Nabe (22) eine andere Innenkegelstumpfoberfläche (41) aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie mit der Außenkegelstumpfoberfläche (44) des Synchronisierrings (20) verbunden ist; und wobei das Zahnrad (18) eine andere Außenkegelstumpfoberfläche (44) aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie mit der Innenkegelstumpfoberfläche (42) des Synchronisierrings (20) verbunden ist.