-
Die Erfindung betrifft eine Synchronnabe für eine Synchronisationseinheit eines Schaltgetriebes sowie eine Synchronisationseinheit mit einer solchen Synchronnabe.
-
Der Einsatz von Synchronnaben in Synchronisationseinheiten von Schaltgetrieben ist aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, wobei die Synchronnaben bezüglich einer Getriebeachse gewöhnlich eine radiale Innenverzahnung zur drehfesten Verbindung mit einer Getriebewelle sowie eine radiale Außenverzahnung zur drehfesten Verbindung mit einer Schaltmuffe aufweisen. Dabei sitzt die Synchronnabe in der Regel axial fest auf der Getriebewelle, wohingegen die Schaltmuffe relativ zur Synchronnabe axial verschieblich ist.
-
Herkömmliche Synchronnaben sind derzeit häufig Sinterbauteile, welche in der Herstellung aufwendig und demzufolge teuer sind. Darüber hinaus sind die gesinterten Synchronnaben vergleichsweise massiv ausgebildet und weisen daher ein unerwünscht hohes Gewicht auf.
-
Aus diesem Grund wurde in der
WO 2010/049154 A1 bereits eine Synchronnabe vorgeschlagen, mit einem einstückigen, scheibenförmigen Basiskörper aus Blech, an dem mehrere Zahnsegmente angeformt sind, welche sich abwechselnd in entgegengesetzte axiale Richtungen erstrecken sowie eine Innenverzahnung und/oder Außenverzahnung der Synchronnabe bilden. Im Vergleich zu gesinterten Synchronnaben lassen sich durch die Blechausführung eine Gewichtsreduktion sowie eine gewisse Reduktion des Fertigungsaufwands erreichen. Das Anformen der Zahnsegmente sowie weiterer Funktionselemente der Synchronnabe ist jedoch fertigungstechnisch weiterhin recht aufwendig und teuer.
-
Aus der
DE 101 38 357 A1 ist eine als Leichtmetall-Blech-Verbundteil ausgebildete Synchronnabe bekannt, die einen Verzahnungsring, eine Nabe und einen stegartig ausgebildeten Abschnitt aus Leichtmetall hat, der den Verzahnungsring mit der Nabe drehfest verbindet. Hierzu weist der Abschnitt Vorsprünge auf, die in entsprechende Vertiefungen an der Nabe bzw. am Verzahnungsring eingreifen. Zur Ausbildung des Abschnitts wird Leichtmetall zwischen die Nabe und dem Verzahnungsring eingespritzt.
-
Des Weiteren zeigt die
DE 100 18 091 A1 einen Synchronkörper mit verschweißten Bauteilen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Synchronnabe zu schaffen, welche zum einen die Anforderungen in Bezug auf Langlebigkeit, Beanspruchbarkeit und Funktionssicherheit erfüllt sowie zum anderen konstruktiv besonders einfach aufgebaut und damit besonders kostengünstig herstellbar ist.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Synchronnabe für eine Synchronisationseinheit eines Schaltgetriebes, mit zwei um eine Getriebeachse drehbaren, ringförmigen Zahnscheiben, die jeweils eine radiale Innenverzahnung und eine radiale Außenverzahnung aufweisen sowie axial aneinander angrenzen, und einem separaten Verzahnungsring, der ein Zahnprofil zur drehfesten Kopplung mit einer Schaltmuffe der Synchronisationseinheit aufweist und die beiden Zahnscheiben umschließt, wobei das Zahnprofil des Verzahnungsrings zur drehfesten Kopplung mit den Zahnscheiben in die Außenverzahnungen der Zahnscheiben eingreift, und wobei wenigstens ein Kopplungselement vorgesehen ist, welches mit den beiden Zahnscheiben in axialer Richtung eine Formschlussverbindung ausbildet und die beiden Zahnscheiben axial aneinander sowie axial am Verzahnungsring fixiert. Die Synchronnabe ist demzufolge mehrteilig ausgebildet, wobei die einzelnen Komponenten der Synchronnabe mit äußerst geringem Fertigungsaufwand herstellbar sind. Auch die Fixierung der einzelnen Komponenten relativ zueinander lässt sich durch das wenigstens eine Kopplungselement sehr einfach und preiswert realisieren, wobei die zwei Zahnscheiben besonders bevorzugt ausschließlich durch das wenigstens eine Kopplungselement axial aneinander sowie axial am Verzahnungsring befestigt sind.
-
In einer Ausführungsform der Synchronnabe ist der Verzahnungsring ein umgeformter Rohrabschnitt. Rohre, insbesondere Stahlrohre, stellen industrielle Standardbauteile dar, welche in unterschiedlichsten Durchmessern und Materialstärken erhältlich sind. Ein solches Rohr muss zum Herstellen des Verzahnungsrings lediglich abgelängt und anschließend umgeformt bzw. profiliert werden. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Verzahnungsring ausgehend von einem ausgestanzten, ebenen Blechstreifen hergestellt wird, wobei dieser Blechstreifen zunächst profiliert und dann an seinen Enden zusammengefügt wird, um einen Ring zu bilden.
-
Die beiden Zahnscheiben und der Verzahnungsring sind bevorzugt separate Blechteile. Ebene Bleche sind preiswert erhältlich und lassen sich mit geringem Aufwand durch einfache Verfahren wie Prägen und/oder Stanzen zu Zahnscheiben oder Verzahnungsringen verarbeiten.
-
Besonders bevorzugt sind die beiden Zahnscheiben identisch ausgebildet und bezüglich einer zur Getriebeachse senkrechten Ebene spiegelsymmetrisch angeordnet. Aufgrund dieser Ausführung der Zahnscheiben als Gleichteile lässt sich der Fertigungsaufwand für die Synchronnabe weiter reduzieren.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Synchronnabe ist an einem radial inneren Rand der ringförmigen Zahnscheiben ein Flansch angeformt, der sich in axialer Richtung erstreckt und die radiale Innenverzahnung aufweist. Mit anderen Worten ist der radial innere Rand der ringförmigen Zahnscheiben zur Ausbildung des Flansches rechtwinklig umgeformt. Dadurch vergrößert sich die axiale Abmessung der Innenverzahnung, was zu einer geringeren Flächenpressung und damit einer geringeren Materialbeanspruchung der Zahnscheiben führt.
-
Außerdem weisen die Zahnscheiben zwischen der radialen Innenverzahnung und der radialen Außenverzahnung bevorzugt einen axial vorstehenden Prägeabschnitt auf, der eine vorteilhafte axiale Anlagefläche für einen Kupplungskörper der Synchronisationseinheit bildet.
-
Im Übrigen kann jedes Kopplungselement einen axialen Fortsatz aufweisen, der in axialer Richtung über das Zahnprofil des Verzahnungsrings hinausragt und in eine Aussparung eines Synchronrings der Synchronisationseinheit eingreifen kann. Auf diese Weise sorgt das Kopplungselement nicht nur für eine Fixierung der beiden Zahnscheiben axial aneinander sowie axial am Verzahnungsring, sondern definiert zusätzlich eine maximale Relativdrehung zwischen der Synchronnabe und dem Synchronring beim sogenannten „Umschlagen“ der Synchronisationseinheit.
-
Eine radiale Innenseite des Fortsatzes weist dabei besonders bevorzugt eine Synchronring-Kontaktfläche zur radialen Zentrierung des Synchronrings auf.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Synchronnabe ist das wenigstens eine Kopplungselement ein separates Bauteil, insbesondere ein Kunststoffteil. Durch eine Fertigung aus Kunststoff lässt sich auch eine komplexere Geometrie der Kopplungselemente einfach und preiswert realisieren sowie mit geringem Aufwand an geänderte Randbedingungen anpassen. Selbstverständlich ist auch eine alternative Ausführung des Kopplungselements als Sinterteil denkbar, jedoch mit erheblichen Mehrkosten sowie einem deutlich erhöhten Gewicht verbunden. Eine gegenüber der Kunststoffausführung höhere Belastbarkeit des gesinterten Kopplungselement bringt in diesem Zusammenhang kaum Vorteile, da die im Betrieb des Schaltgetriebes auftretenden Beanspruchungen des Kopplungselements auch problemlos von einem geeigneten Kunststoff aufgenommen werden können.
-
Insbesondere kann jedes der separaten Kopplungselemente zwischen einer radialen Außenseite der Zahnscheiben und einer radialen Innenseite des Verzahnungsrings angeordnet sowie in axialer und tangentialer Richtung formschlüssig mit den Zahnscheiben und dem Verzahnungsring verbunden sein. Somit werden die Zahnscheiben durch das Kopplungselement auf einfache Art und Weise aneinander sowie am Verzahnungsring axial fixiert. Ein zusätzliches Verkleben oder Verschweißen der einzelnen Komponenten der Synchronnabe kann optional vorgesehen sein, ist jedoch üblicherweise nicht notwendig, so dass sich die mehrteilige Synchronnabe mit minimalem Aufwand zusammensetzen lässt.
-
In einer alternativen Ausführungsform der Synchronnabe ist das wenigstens eine Kopplungselement einstückig in den Verzahnungsring integriert. Dadurch verringert sich in vorteilhafter Weise die Anzahl der Komponenten der mehrteiligen Synchronnabe. Demgegenüber steht jedoch ein leicht erhöhter Fertigungsaufwand für den Verzahnungsring.
-
Der Verzahnungsring kann in dieser Ausführungsform der Synchronnabe im Bereich des Kopplungselements eine Öffnung aufweisen, wobei am Rand der Öffnung Biegelappen zur axialen Fixierung der Zahnscheiben angeformt sind. Somit ist auch in diesem Fall ein einfacher und preiswerter Zusammenbau der mehrteiligen Synchronnabe gewährleistet. Ein zusätzliches Verkleben oder Verschweißen der Einzelbauteile ist üblicherweise nicht notwendig, kann jedoch optional vorgesehen sein.
-
Die Erfindung umfasst im Übrigen auch eine Synchronisationseinheit für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs, mit einer oben beschriebenen mehrteiligen Synchronnabe, einem Synchronring, der koaxial zur Synchronnabe angeordnet ist, sowie einem Druckstück, welches sich durch eine Öffnung im Verzahnungsring der Synchronnabe erstreckt und in eine radialen Ausnehmung der beiden Zahnscheiben ragt. Eine entsprechende Öffnung im Verzahnungsring sowie radiale Ausnehmungen in den Zahnscheiben lassen sich zum Beispiel durch einfaches Ausstanzen mit minimalem Aufwand herstellen, so dass die Aufnahme eines Druckstücks in der Synchronnabe problemlos möglich ist.
-
Vorzugsweise ist das Druckstück in einem Montageelement gelagert, wobei das Montageelement an einer radialen Außenseite des Verzahnungsrings anliegt und in radialer Richtung zumindest teilweise an ein Kopplungselement angrenzt. Mit Hilfe dieses Montageelements lässt sich das Druckstück auf einfache Art und Weise am Verzahnungsring fixieren.
-
In einer Ausführungsform der Synchronisationseinheit weist jedes Kopplungselement der Synchronnabe einen axialen Fortsatz auf, der in axialer Richtung über das Zahnprofil des Verzahnungsrings hinausragt und in eine Aussparung des Synchronrings eingreift, wobei der Synchronring an einer radialen Innenseite des Fortsatzes anliegt. Der Synchronring ist folglich durch die Kopplungselemente relativ zur Synchronnabe radial zentriert, so dass auf zusätzliche Maßnahmen zur Synchronringzentrierung verzichtet werden kann. Im Übrigen sind die Synchronnabe und der Synchronring bevorzugt relativ zueinander begrenzt verdrehbar, wobei die maximale Relativdrehung durch die Abmessungen des Fortsatzes und der Aussparung in Umfangsrichtung definiert ist.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
- - 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer mehrteiligen, erfindungsgemäßen Synchronnabe;
- - 2 eine perspektivische Ansicht der Synchronnabe gemäß 1 im zusammengesetzten Zustand mit mehreren eingesetzten Druckstücken;
- - 3 einen Längsschnitt durch die Synchronnabe gemäß 2 im Bereich eines eingesetzten Druckstücks;
- - 4 eine perspektivische Ansicht der Synchronnabe gemäß 2 ohne Druckstücke;
- - 5 eine perspektivische Ansicht eines Verzahnungsrings der Synchronnabe gemäß den 1 bis 4;
- - 6 eine perspektivische Ansicht zweier axial aneinander angrenzender Zahnscheiben der Synchronnabe gemäß den 1 bis 4;
- - 7 eine perspektivische Ansicht eines Kopplungselements der Synchronnabe gemäß den 1 bis 4;
- - 8 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Synchronisationseinheit mit einer Synchronnabe gemäß den 1 bis 4;
- - 9 einen Längsschnitt durch die Synchronisationseinheit gemäß 8 im Bereich eines eingesetzten Druckstücks;
- - 10 eine perspektivische Explosionsansicht einer mehrteiligen, erfindungsgemäßen Synchronnabe gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- - 11 eine perspektivische Ansicht der Synchronnabe gemäß 10 im zusammengesetzten Zustand mit mehreren eingesetzten Druckstücken;
- - 12 eine perspektivische Ansicht der Synchronnabe gemäß 11 ohne Druckstücke;
- - 13 einen Längsschnitt durch die Synchronnabe gemäß 12 im Bereich einer Aufnahme für ein Druckstück;
- - 14 eine perspektivische Ansicht eines Verzahnungsrings der Synchronnabe gemäß den 10 bis 13; und
- - 15 eine perspektivische Ansicht zweier axial aneinander angrenzender Zahnscheiben der Synchronnabe gemäß den 10 bis 13.
-
Die 1 bis 4 zeigen eine Synchronnabe 10 für eine Synchronisationseinheit 12 eines Schaltgetriebes, mit zwei um eine Getriebeachse A drehbaren, ringförmigen Zahnscheiben 14, die jeweils eine radiale Innenverzahnung 16 zur drehfesten Verbindung mit einer (nicht dargestellten) Getriebewelle und eine radiale Außenverzahnung 18 aufweisen, sowie einem separaten Verzahnungsring 20, der ein Zahnprofil 22 zur drehfesten Kopplung mit einer (nicht dargestellten) Schaltmuffe der Synchronisationseinheit 12 aufweist und die beiden Zahnscheiben 14 umschließt, wobei das Zahnprofil 22 des Verzahnungsrings 20 zur drehfesten Kopplung mit den Zahnscheiben 14 in die Außenverzahnungen 18 der Zahnscheiben 14 eingreift.
-
Ferner weist die Synchronnabe 10 drei in Umfangsrichtung 24 verteilte Kopplungselemente 26 auf, welche jeweils mit den beiden Zahnscheiben 14 in axialer Richtung 28 eine Formschlussverbindung ausbilden und die beiden Zahnscheiben 14 axial aneinander sowie axial, insbesondere axial mittig, am Verzahnungsring 20 fixieren. Selbstverständlich kann die Anzahl der Kopplungselemente 26 variieren, wobei bevorzugt mehrere Kopplungselemente 26 verwendet werden, die in Umfangsrichtung 24 gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
-
Die Synchronnabe 10 ist folglich mehrteilig ausgebildet und umfasst in ihrer Ausführungsform gemäß den 1 bis 4 einen Verzahnungsring 20 gemäß 5, zwei Zahnscheiben 14 gemäß 6 sowie drei Kopplungselemente 26 gemäß 7.
-
Die beiden Zahnscheiben 14 und der Verzahnungsring 20 der Synchronnabe 10 sind als separate Blechteile ausgebildet, wobei die beiden Zahnscheiben 14 koaxial angeordnet sind, axial aneinander angrenzen sowie insbesondere im Bereich ihrer Außenverzahnungen 18 aneinander anliegen.
-
Die Kopplungselemente 26 sind in der Ausführungsform der Synchronnabe 10 gemäß den 1 bis 4 ebenfalls separat ausgebildet, insbesondere als separate Kunststoffteile gemäß 7. Bei der Wahl eines geeigneten Kunststoffs können die im Betrieb des Schaltgetriebes auftretenden Beanspruchungen problemlos durch die Kopplungselemente 26 aus Kunststoff aufgenommen werden. Eine deutlich höher beanspruchbare aber auch erheblich teurere Ausführung des Kopplungselements 26 als Sinterteil ist prinzipiell denkbar, jedoch aus Kostengründen weniger bevorzugt.
-
Anhand der perspektivischen Ansichten gemäß den 2 und 4 sowie dem Längsschnitt der Synchronnabe 10 gemäß 3 wird deutlich, dass jedes Kopplungselement 26 zwischen einer radialen Außenseite der Zahnscheiben 14 und einer radialen Innenseite des Verzahnungsrings 20 angeordnet ist sowie in axialer Richtung 28 und in Umfangsrichtung 24 formschlüssig mit den Zahnscheiben 14 und dem Verzahnungsring 20 verbunden ist.
-
Im Übrigen weist jedes Kopplungselement 26 wenigstens einen axialen Fortsatz 32 auf, der in axialer Richtung 28 über das Zahnprofil 22 des Verzahnungsrings 20 hinausragt und in eine Aussparung 34 eines Synchronrings 36 der Synchronisationseinheit 12 eingreifen kann (siehe 8 und 9). Im vorliegenden Fall weist jedes Kopplungselement 26 zwei entgegengesetzte axiale Fortsätze 32 auf, die in axialer Richtung 28 über das Zahnprofil 22 des Verzahnungsrings 20 hinausragen und jeweils in einer Aussparung 34 eines axial angrenzenden Synchronrings 36 eingreifen.
-
Ferner wird anhand der 2 und 9 deutlich, dass eine radiale Innenseite jedes axialen Fortsatzes 32 eine Synchronring-Kontaktfläche 38 zur radialen Zentrierung des Synchronrings 36 aufweist. Die Kopplungselemente 26 stellen somit auf einfache Art und Weise sicher, dass der Synchronring 36 bzw. die Synchronringe 36 koaxial zur Synchronnabe ausgerichtet sind. Dementsprechend kann auf weitere Maßnahmen zur Synchronringzentrierung verzichtet werden.
-
Gemäß den 3 und 6 sind die beiden Zahnscheiben 14 der Synchronnabe 10 identisch ausgebildet und bezüglich einer zur Getriebeachse A senkrechten Ebene E spiegelsymmetrisch angeordnet. Die Zahnscheiben 14 lassen sich somit als Gleichteile herstellen, wodurch sich der Fertigungsaufwand für die Synchronnabe 10 deutlich verringert. Generell sind natürlich auch Ausführungsvarianten denkbar, bei denen die beiden Zahnscheiben 14 geometrisch identisch ausgeführt, aber nicht spiegelsymmetrisch angeordnet sind, oder bei denen die Zahnscheiben 14 geometrisch unterschiedlich ausgeführt sind.
-
Außerdem ist in den 3 und 6 gut zu erkennen, dass an einem radial inneren Rand der ringförmigen Zahnscheiben 14 jeweils ein Flansch 40 angeformt ist, der sich in axialer Richtung 28 erstreckt und die radiale Innenverzahnung 16 aufweist. Mit anderen Worten ist der radiale innere Rand jeder Zahnscheibe 14 zur Ausbildung des Flansches 40 rechtwinklig umgeformt. Durch diesen Flansch 40 vergrößert sich die axiale Abmessung der radialen Innenverzahnung 16, was zu einer geringeren Flächenpressung an der Innenverzahnung 16 und damit einer geringeren Materialbeanspruchung der Zahnscheiben 14 führt.
-
Der Verzahnungsring 20 der Synchronnabe 10 gemäß 5 ist insbesondere ein umgeformter Rohrabschnitt. In diesem Fall lässt sich der Verzahnungsring 20 mit besonders geringem Aufwand herstellen, da ein Ausgangsrohr lediglich axial abgelängt und der entstandene Rohrabschnitt dann zum Beispiel durch Stanzprägen umgeformt und mit Druckstück-Öffnungen 44 versehen werden muss. Alternativ kann auch ein vorprofiliertes Rohr oder Strang(guss)profil verwendet werden, welches bereits das gewünschte Zahnprofil 22 aufweist. In diesem Fall lässt sich der Verzahnungsring 20 ebenfalls mit geringem Aufwand herstellen, da ein solches Rohr oder Strang(guss)profil lediglich axial abgelängt und zum Beispiel durch Stanzen mit Druckstück-Öffnungen 44 versehen werden muss. Gemäß einer weiteren Alternative ist ferner denkbar, den Verzahnungsring 20 ausgehend von einem ebenen Blech zu fertigen, wobei zunächst ein Blechstreifen ausgestanzt und anschließend umgeformt wird, bevor die Enden des Blechstreifens schließlich zusammengefügt werden, so dass ein Ring entsteht.
-
Die 8 und 9 zeigen eine Synchronisationseinheit 12 (ohne Schaltmuffe) für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs, mit einer mehrteiligen Synchronnabe 10 gemäß den 1 bis 4, zwei Synchronringen 36, die jeweils axial an die Synchronnabe 10 angrenzen und koaxial zur Synchronnabe 10 angeordnet sind, sowie mehreren Druckstücken 42, welche sich jeweils durch eine Öffnung 44 im Verzahnungsring 20 und eine Öffnung 45 im Kopplungselement 26 der Synchronnabe 10 erstrecken sowie in eine radiale Ausnehmung 46 der beiden Zahnscheiben 14 ragen (siehe auch 5 und 6).
-
Obwohl im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Druckstücke 42 vorgesehen sind, ist klar, dass die Anzahl der Druckstücke 42 variieren kann. Bevorzugt sind jedoch mehrere in Umfangsrichtung 24 gleichmäßig verteilte Druckstücke 42 vorgesehen, deren Anzahl mit der Anzahl der Kopplungselemente 26 identisch ist.
-
Jedes Druckstück 42 der Synchronisationseinheit 12 ist in einem Montageelement 48 gelagert, wobei das Montageelement 48 an einer radialen Außenseite des Verzahnungsrings 20 anliegt und in radialer Richtung 50 zumindest teilweise an ein Kopplungselement 26 angrenzt.
-
Die axialen Fortsätze 32 jedes Kopplungselements 26 ragen in axialer Richtung 28 über das Zahnprofil 22 des Verzahnungsrings 20 hinaus und greifen jeweils in eine Aussparung 34 des Synchronrings 36 ein, wobei der Synchronring 36 an einer radialen Innenseite der axialen Fortsätze 32 anliegt. Dadurch ist der Synchronring 36 einerseits radial zentriert sowie andererseits relativ zur Synchronnabe 10 begrenzt verdrehbar, wobei die maximale Relativdrehung durch die Abmessung der axialen Fortsätze 32 und Aussparungen 34 in Umfangsrichtung 24 definiert ist.
-
Die Synchronisationseinheit 12 gemäß den 8 und 9 wird wie folgt zusammengesetzt:
- Zunächst werden zwei Zahnscheiben 14 bereitgestellt und relativ zueinander ausgerichtet (6). Anschließend werden die Kopplungselemente 26 in radialer Richtung 50 in die Ausnehmungen 46 der Zahnscheiben 14 eingesetzt, wobei die in Umfangsrichtung 24 gegenüberliegenden Ränder 51 der radialen Ausnehmungen 46 jeweils in eine Radialnut 52 der Kopplungselemente 26 eingreifen, so dass die beiden Zahnscheiben 14 durch die Kopplungselemente 26 formschlüssig in axialer Richtung 28 sowie in Umfangsrichtung 24 relativ zueinander fixiert sind.
- Nachfolgend wird der Verzahnungsring 20 in axialer Richtung 28 auf die Zahnscheiben 14 aufgeschoben, wobei das Zahnprofil 22 des Verzahnungsrings 20 in die Außenverzahnungen 18 der Zahnscheiben 14 eingreift, um eine im Wesentlichen drehfeste Verbindung herzustellen.
-
Die Kopplungselemente 26 werden daraufhin radial nach außen geschoben, bis sie an einer radialen Innenseite des Verzahnungsrings 20 anliegen (4). Dabei werden die Radialnuten 52 der Kopplungselemente 26 auf axiale Kopplungsnasen 54 geschoben (siehe 5), welche an in Umfangsrichtung 24 gegenüberliegenden Rändern der Öffnungen 44 im Verzahnungsring 20 jeweils tangential vorstehen. Durch diese Formschlussverbindung zwischen den Kopplungselementen 26 und dem Verzahnungsring 20 werden die Zahnscheiben 14 auf einfache Art und Weise axial mittig am Verzahnungsring 20 fixiert.
-
Um die Kopplungselemente 26 in der radial nach außen geschobenen Position zu sichern, werden anschließend die Synchronringe 36 axial aufgesteckt, wobei die axialen Fortsätze 32 der Kopplungselemente 26 in die Aussparungen 34 der Synchronringe 36 eingreifen. Die Synchronringe 36 werden dadurch einerseits radial zentriert und verhindern andererseits eine Verschiebung der Kopplungselemente 26 radial einwärts.
-
Abschließend werden die Druckstücke 42 montiert, wobei die Druckstücke 42 jeweils in einem Montageelement 48 gelagert sind, welches an einer radialen Außenseite des Verzahnungsrings 20 anliegt und in radialer Richtung 50 zumindest teilweise an ein Kopplungselement 26 angrenzt.
-
Die Synchronisationseinheit 12 für das Schaltgetriebe eines Fahrzeugs ist damit zusammengesetzt. Besonders bevorzugt sind die beiden Zahnscheiben 14 ausschließlich durch Formschlussverbindungen mit den Kopplungselementen 26 axial aneinander und axial, insbesondere axial mittig, am Verzahnungsring 20 befestigt, so dass auf zusätzliche Verklebungen, Verschweißungen oder ähnliches verzichtet werden kann.
-
Die 10 bis 13 zeigen eine alternative Ausführungsform der Synchronnabe 10 für eine Synchronisationseinheit 12 eines Schaltgetriebes.
-
Dabei wird hinsichtlich des allgemeinen strukturellen Aufbaus der Synchronnabe 10 auf die obige Beschreibung der Ausführungsform gemäß den 1 bis 9 verwiesen und im Folgenden lediglich auf Unterschiede eingegangen.
-
Die Synchronnabe 10 gemäß den 10 bis 13 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß den 1 bis 9 hauptsächlich dadurch, dass die Kopplungselemente 26 nunmehr einstückig in den Verzahnungsring 20 integriert sind.
-
Nach wie vor weist jedoch jedes Kopplungselement 26 wenigstens einen axialen Fortsatz 32 auf, der in axialer Richtung 28 über das Zahnprofil 22 des Verzahnungsrings 20 hinausragt und in einer Aussparung 34 eines Synchronrings 36 der Synchronisationseinheit 12 eingreifen kann. Analog zur Ausführungsform gemäß den 1 bis 9 ist an einer radialen Innenseite jedes axialen Fortsatzes 32 eine Synchronring-Kontaktfläche 38 zur radialen Zentrierung des Synchronrings 36 ausgebildet (siehe 11 und 12).
-
Gemäß den 13 und 15 weisen die Zahnscheiben 14 im Unterschied zur Ausführungsform gemäß den 1 bis 9 einen axial vorstehenden sowie in Umfangsrichtung ringförmig umlaufenden Prägeabschnitt 56 auf, der eine vorteilhafte axiale Anlagefläche 58 für ein (nicht dargestelltes) Gangrad des Schaltgetriebes bildet.
-
Außerdem wird anhand der 13 und 15 deutlich, dass die beiden Zahnscheiben 14 analog zur Ausführungsform gemäß den 1 bis 9 identisch ausgebildet und bezüglich einer zur Getriebeachse A senkrechten Ebene E spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Infolge dieser Ausbildung der Zahnscheiben 14 als Gleichteile verringert sich der Herstellungsaufwand der mehrteiligen Synchronnabe 10 erheblich. Generell sind natürlich auch in diesem Fall Ausführungsvarianten denkbar, bei denen die beiden Zahnscheiben 14 geometrisch identisch ausgeführt, aber nicht spiegelsymmetrisch angeordnet sind, oder bei denen die Zahnscheiben 14 geometrisch unterschiedlich ausgeführt sind.
-
Gemäß 14 weist der Verzahnungsring 20 im Bereich der Kopplungselemente 26 Öffnungen 44 auf, wobei im Unterschied zur Ausführungsform gemäß den 1 bis 9 am Rand der Öffnungen 44 jeweils Biegelappen 60 zur axial mittigen Fixierung der Zahnscheiben 14 angeformt sind.
-
Die alternative Ausführungsform der Synchronnabe 10 gemäß den 10 bis 13 wird wie folgt zusammengesetzt:
- Zunächst werden zwei Zahnscheiben 14 bereitgestellt und relativ zueinander ausgerichtet (15).
-
Anschließend wird der Verzahnungsring 20 in axialer Richtung 28 auf die Zahnscheiben 14 aufgeschoben, wobei das Zahnprofil 22 des Verzahnungsrings 20 in die Außenverzahnungen 18 der Zahnscheiben 14 eingreift, um eine im Wesentlichen drehfeste Verbindung herzustellen.
-
Nachfolgend werden die an den in Umfangsrichtung 24 gegenüberliegenden Rändern der Öffnung 44 des Verzahnungsrings 20 angeformten Biegelappen 60 radial nach innen umgeformt, so dass die Zahnscheiben 14 durch die Biegelappen 60 der Kopplungselemente 26 bzw. des Verzahnungsrings 20 axial aneinander sowie axial mittig am Verzahnungsring 20 fixiert sind (12).
-
Genau wie oben bereits für die Ausführungsform gemäß den 1 bis 9 beschrieben, werden schließlich die Druckstücke 42 in die Öffnungen 44 des Verzahnungsrings 20 und die radialen Ausnehmungen 46 der Zahnscheiben 14 eingesetzt und mittels der Montageelemente 48 an der Synchronnabe fixiert.
-
In Synchronnaben 10 gemäß den 10 bis 13 können selbstverständlich auch Zahnscheiben 14 gemäß 6 zum Einsatz kommen. Analog lassen sich die in 15 dargestellten Zahnscheiben 14 für Synchronnaben 10 gemäß den 1 bis 4 verwenden.
