DE102015100906B4

DE102015100906B4 - Synchronizer, clutch assembly and drive assembly

Info

Publication number: DE102015100906B4
Application number: DE102015100906.4A
Authority: DE
Inventors: Mark Schmidt
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2035-01-23
Also published as: DE102015100906A1

Abstract

Synchronisiereinrichtung umfassend: ein Eingangsteil (4), das um eine Drehachse (A) drehend antreibbar ist, ein Ausgangsteil (10), das koaxial zum Eingangsteil (4) angeordnet und relativ zu diesem drehbar ist, einen Synchronring (5), der mit dem Eingangsteil (4) drehfest und axial beweglich verbunden ist, wobei der Synchronring (5) zumindest mittelbar mit dem Ausgangsteil (10) in Reibkontakt bringbar ist, um eine Drehzahl des Eingangsteils (4) und eine Drehzahl des Ausgangsteils (10) aneinander anzugleichen, ein Federelement (12), das zwischen dem Eingangsteil (4) und dem Synchronring (5) mit Vorspannung derart angeordnet ist, dass das Federelement (12) den Synchronring (5) in Richtung Eingangsteil (4) axial beaufschlagt, wobei das Federelement (12) einen Befestigungsabschnitt (13) aufweist, der axial und radial an dem Eingangsteil (4) befestigt ist.Synchronizing device comprising: an input part (4) which is rotatably driven about an axis of rotation (A), an output part (10) which is coaxial with the input part (4) and is rotatable relative thereto, a synchronizer ring (5) connected to the Input part (4) rotatably and axially movably connected, wherein the synchronizer ring (5) at least indirectly in frictional contact with the output member (10) can be brought to a speed of the input part (4) and a speed of the output part (10) to match Spring element (12), which is arranged between the input part (4) and the synchronizer ring (5) with bias such that the spring element (12) the axial direction of the synchronizer ring (5) towards the input part (4), wherein the spring element (12) a fixing portion (13) which is fixed axially and radially to the input part (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Synchronisiereinrichtungen für Kupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs sind allgemein bekannt. Sie dienen zur Angleichung der Drehbewegung von zwei relativ zueinander drehenden Antriebsbauteilen, bevor diese zur Übertragung eines Drehmoments miteinander formschlüssig gekoppelt werden.The invention relates to a synchronizer, in particular for use in the drive train of a motor vehicle. Synchronizers for clutches in the drive train of a motor vehicle are well known. They serve to equalize the rotational movement of two relatively rotating drive components before they are positively coupled to each other for transmitting torque.

Bei Einsatz konventioneller Synchronisiereinrichtungen kann es zu Schwingungen und gegebenenfalls sogar zu einem unkontrollierten Taumeln des Reibsystems kommen. Um dies zu vermeiden, sind bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, bei denen die Außenringe der Vorrichtung mittels Zugfedern in Richtung zum Schaltmuffenträger beaufschlagt werden.The use of conventional synchronizers can cause vibrations and possibly even uncontrolled tumbling of the friction system. To avoid this, various solutions have already been proposed in which the outer rings of the device are acted upon by tension springs in the direction of the switching sleeve carrier.

Aus der EP 0 957 279 A1 ist eine Synchronisiereinheit mit einem Verschiebeteil bekannt, das auf einen Synchronring durch axiales Verschieben zur Synchronisierung einwirkt. Zwischen dem Verschiebeteil und den Synchronringen ist eine Feder angeordnet, die jeweils seitliche, leicht nach oben gebogene Arme aufweist, sowie seitliche, leicht nach unten gebogene Laschen, die in seitliche Hinterschneidungen des jeweiligen Synchronrings eingreifen. Die Feder sitzt in einer sich in Längsrichtung erstreckenden Tasche der Nabe axial abstützungsfrei ein.From the EP 0 957 279 A1 is a synchronization unit with a sliding part known which acts on a synchronizer ring by axial displacement for synchronization. Between the sliding part and the synchronizing rings, a spring is arranged, each having lateral, slightly upwardly bent arms, as well as lateral, slightly downwardly bent tabs, which engage in lateral undercuts of the respective synchronizer ring. The spring sits in a longitudinally extending pocket of the hub axially without support.

Aus der EP 1 820 991 B1 ist eine Kopplungsvorrichtung zwischen einer Welle eines Schaltgetriebes und einem von der Welle angetriebenen Freilauf-Zahnrads bekannt. Die Kopplungsvorrichtung ist ausgestaltet, durch Reibung die Geschwindigkeiten der Welle und des Zahnrads aneinander anzugleichen. Die Kopplungsvorrichtung umfasst einen fest mit einer Nabe verbundenen oberen Ring, einen Kegel und eine Rückstellfeder, die den oberen Ring vom Kegel weg in Richtung Nabe beaufschlagt.From the EP 1 820 991 B1 For example, a coupling device between a shaft of a manual transmission and a freewheel gear driven by the shaft is known. The coupling device is configured to frictionally match the speeds of the shaft and the gear to one another. The coupling device comprises a fixedly connected to a hub upper ring, a cone and a return spring which urges the upper ring away from the cone in the direction of the hub.

Aus der DE 101 29 097 A1 ist eine Synchronisiereinrichtung bekannt mit einem Gleichlaufkörper und zwei Synchronringen. Die beiden Synchronringe sind über drei gleichmäßig über den Umfang verteilte Schraubenzugfedern in ihren Ausgangsstellungen gehalten. Die Schraubenzugfedern sind durch Langlöcher im Gleichlaufkörper hindurchgeführt und wirken jeweils auf beide Synchronringe ein und ziehen diese mit einer Federkraft axial in Richtung Gleichlaufkörper.From the DE 101 29 097 A1 is a synchronizer known with a synchronizing body and two synchronizer rings. The two synchronizer rings are held in their initial positions by three evenly distributed over the circumference Schraubenzugfedern. The Schraubenzugfedern are passed through slots in the synchronizing body and each act on both synchronizer rings and pull them with a spring force axially in the direction of synchronization body.

Eine ähnliche Synchronisiereinrichtung ist aus der DE 1 259 210 A1 bekannt. Um die Synchronringe nach der Synchronisierung wieder in die Neutrallage zurückzuführen, sind mehrere Zugfedern vorgesehen, die in zylindrischen Ausnehmungen des Muffenträgers angeordnet sind und mit ihren beiden Enden in schwalbenschwanzförmige Ringnuten der Synchronringe eingreifen.A similar synchronizer is from the DE 1 259 210 A1 known. To return the synchronizing rings after synchronization back into the neutral position, a plurality of tension springs are provided, which are arranged in cylindrical recesses of the sleeve carrier and engage with its two ends in dovetail-shaped annular grooves of the synchronizer rings.

Aus der DE 10 2010 029 863 A1 ist eine lösbare Fixierung zweier mittels einer Mitnahmeverzahnung miteinander verbundener Bauteile einer Synchronisiereinrichtung bekannt.From the DE 10 2010 029 863 A1 is a releasable fixation of two interconnected by means of driving teeth components of a synchronizer known.

Insbesondere bei hohen absoluten Drehzahlen der Antriebsteile des Antriebsstrangs, respektive bei hohen Differenzdrehzahlen zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil einer Synchronisiereinrichtung kann es zu ungewünschtem Taumeln eines Synchronrings kommen. Gleichzeitig besteht der Wunsch nach geringer Reibung zur Reduktion von Schleppverlusten sowie einem kompakten Aufbau und geringem Gewicht der Synchronisiereinrichtung.In particular, at high absolute rotational speeds of the drive parts of the drive train, respectively at high differential speeds between input part and output part of a synchronizer, it may lead to unwanted tumbling of a synchronizer ring. At the same time there is the desire for low friction to reduce drag losses and a compact design and low weight of the synchronizer.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Synchronisiereinrichtung für eine Kupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, die auch bei hohen absoluten Drehzahlen und hohen Differenzdrehzahlen zwischen eine Eingangsteil und einem Ausgangsteil zuverlässig arbeitet, geringe Schleppmomente aufweist und eine kompakte Bauweise ermöglicht.The present invention is therefore based on the object to propose a synchronizer for a clutch, in particular for a drive train of a motor vehicle, which operates reliably even at high absolute speeds and high differential speeds between an input part and an output part, has low drag torque and enables a compact design.

Die Lösung besteht in einer Synchronisiereinrichtung umfassend: ein Eingangsteil, das um eine Drehachse drehend antreibbar ist; ein Ausgangsteil, das koaxial zum Eingangsteil angeordnet und relativ zu diesem drehbar ist; einen Synchronring, der mit dem Eingangsteil drehfest und axial beweglich verbunden ist, wobei der Synchronring zumindest mittelbar mit dem Ausgangsteil in Reibkontakt bringbar ist, um eine Drehzahl des Eingangsteils und eine Drehzahl des Ausgangsteils aneinander anzugleichen; ein Federelement, das zwischen dem Eingangsteil und dem Synchronring mit Vorspannung derart angeordnet ist, dass das Federelement den Synchronring in Richtung Eingangsteil axial beaufschlagt, wobei das Federelement einen Befestigungsabschnitt aufweist, der axial und radial an dem Eingangsteil befestigt ist.The solution consists in a synchronizer comprising: an input part which is rotatably driven about a rotation axis; an output member disposed coaxially with the input member and rotatable relative thereto; a synchronizer ring rotatably connected to the input part and axially movable, wherein the synchronizer ring is at least indirectly frictionally engageable with the output member to equalize a rotational speed of the input member and a rotational speed of the output member to each other; a spring element which is arranged between the input part and the synchronizer ring with bias such that the spring element axially urges the synchronizer ring in the direction of the input part, wherein the spring element has a fastening portion which is axially and radially attached to the input part.

Ein Vorteil der Synchronisiereinrichtung ist, dass diese besonders kompakt baut. Das Federelement ist zwischen dem Eingangsteil und dem Synchronring wirksam angeordnet, so dass eine axiale Abstützung gegen diese Teile erfolgt. Dadurch, dass das Federelement mit dem Eingangsteil befestigt ist, haben bei Betrieb der Synchronisiereinrichtung auftretende Zentrifugalkräfte keinen oder kaum Einfluss auf die Lage und Form des Federelements, so dass eine hohe Robustheit der Einheit erreicht wird. Eingangsteil, Synchronring und Federelement drehen gemeinsam miteinander, so dass zwischen den genannten Bauteilen keine Relativbewegungen und damit keine Reibung gegeben sind. Insgesamt eignet sich die Synchronisiereinrichtung damit für den Einsatz in einem Antriebsstrang mit besonders hohen Drehzahlen, respektive hohen Drehzahldifferenzen. Das Reibsystem der Synchronisiereinrichtung wird bei Hochdrehzahlanwendungen stabilisiert, so dass der Verschleiß vermindert und die Lebensdauer gesteigert wird.An advantage of the synchronizer is that it builds very compact. The spring element is effectively arranged between the input part and the synchronizer ring, so that an axial support against these parts takes place. Due to the fact that the spring element is fastened to the input part, centrifugal forces occurring during operation of the synchronizing device have little or no influence on the position and shape of the spring element, so that a high degree of robustness of the unit is achieved. Input part, synchronizer ring and spring element rotate together, so that between the components mentioned no relative movements and thus no friction are given. Overall, it is suitable Thus, the synchronizer for use in a powertrain with particularly high speeds, respectively high speed differences. The friction system of the synchronizer is stabilized at high speed applications so that wear is reduced and life is increased.

Die Synchronisiereinrichtung kann eine, zwei, drei oder mehr Reibflächenpaarungen beziehungsweise eine entsprechende Anzahl von Synchronringen aufweisen. Mit zumindest mittelbarem Reibkontakt zwischen dem Synchronring und dem Außenteil soll insofern insbesondere mit umfasst sein, dass ein oder mehrere weitere Synchronringe zwischengeschaltet sein können. Ein mit dem Eingangsteil verbundener Synchronring ist insbesondere als Außenring gestaltet und weist eine innere Reibfläche auf, die vorzugsweise konisch ist. Nach einer konkreten ersten Möglichkeit wirkt der Außensynchronring mit seiner inneren Reibfläche unmittelbar auf eine äußere Reibfläche eines fest mit dem Ausgangsteil verbundenen Innenrings ein. Es ist folglich eine einzige Reibflächenpaarung zwischen dem Außensynchronring und dem Innenring gebildet. Nach einer zweiten Möglichkeit umfasst die Synchronisiereinrichtung zusätzlich zum Außenring einen Innenring, der ebenfalls mit dem Eingangsteil drehfest verbunden ist, sowie einen Zwischenring, der mit dem Ausgangsteil drehfest und axial beweglich verbunden ist. Dabei hat der Zwischenring eine äußere Reibfläche zum Zusammenwirken mit der inneren Reibfläche des Außenrings und eine innere Reibfläche zum Zusammenwirken mit der äußeren Reibfläche des Innenrings. Bei dieser Ausgestaltung sind zwei Reibflächenpaarungen gebildet, nämlich eine erste zwischen dem Ausgangsring und dem Zwischenring, und eine zweite zwischen dem Zwischenring und dem Innenring. Durch axiale Bewegung des Außenrings in Richtung Ausgangsteil werden die genannten Bauteile in Reibkontakt miteinander gebracht, so dass die Drehzahlen der Bauteile aneinander angeglichen werden. Die Reibflächen sind vorzugsweise als konische Flächen gestaltet.The synchronizer may have one, two, three or more friction surface pairings or a corresponding number of synchronizer rings. With at least indirect frictional contact between the synchronizer ring and the outer part should in particular be encompassed in that one or more further synchronizer rings can be interposed. A synchronizer ring connected to the input part is designed in particular as an outer ring and has an inner friction surface, which is preferably conical. After a concrete first possibility, the outer synchronizing ring with its inner friction surface acts directly on an outer friction surface of an inner ring fixedly connected to the output part. As a result, a single friction surface pairing is formed between the outer synchronizer ring and the inner ring. According to a second possibility, the synchronizing device comprises, in addition to the outer ring, an inner ring, which is likewise non-rotatably connected to the input part, and an intermediate ring, which is non-rotatably and axially movably connected to the output part. In this case, the intermediate ring has an outer friction surface for cooperation with the inner friction surface of the outer ring and an inner friction surface for cooperation with the outer friction surface of the inner ring. In this embodiment, two Reibflächenpaarungen are formed, namely a first between the output ring and the intermediate ring, and a second between the intermediate ring and the inner ring. By axial movement of the outer ring in the direction of the output part, said components are brought into frictional contact with each other, so that the rotational speeds of the components are matched to one another. The friction surfaces are preferably designed as conical surfaces.

Die Befestigung des Federelements an dem Eingangsteil ist derart gestaltet, dass das Federelement relativ zum Eingangsteil zumindest axial und radial, vorzugsweise auch in Umfangsrichtung, fixiert ist. Dabei kann die Befestigung mittelbar erfolgen, das heißt unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer weiterer Bauteile wie einer Stützscheibe oder Befestigungselementen, oder unmittelbar, beispielsweise durch eine direkte Pressverbindung. Die Befestigung des Federelements kann generell durch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung erfolgen. Nach einer konkreten Möglichkeit, welche eine Kombination einer kraftschlüssigen und formschlüssigen Verbindung darstellt, kann das Federelement zwischen einer Stützfläche des Eingangsteils und einer mit dem Eingangsteil fest verbundenen Scheibe eingeklemmt werden. Alternativ kann das Federelement mit dem Eingangsteil auch durch eine Rastverbindung oder Schraubverbindung verbunden werden.The attachment of the spring element to the input part is designed such that the spring element is fixed relative to the input part at least axially and radially, preferably also in the circumferential direction. The attachment can be made indirectly, that is, with the interposition of one or more other components such as a support disc or fasteners, or directly, for example by a direct press connection. The attachment of the spring element can generally be done by a non-positive and / or positive and / or material connection. After a concrete possibility, which represents a combination of a non-positive and positive connection, the spring element between a support surface of the input part and a fixedly connected to the input part disc can be clamped. Alternatively, the spring element can be connected to the input part by a latching connection or screw connection.

Nach einer möglichen Ausführungsform kann das Federelement koaxial zum Eingangsteil beziehungsweise zum Außenring angeordnet werden. Dabei ist der Befestigungsabschnitt des Federelements vorzugsweise als Ringabschnitt ausgeführt, welcher koaxial zum Eingangsteil angeordnet und zwischen einer ringförmigen Stützfläche des Eingangsteils und einem Scheibenkörper axial fixiert ist. Das Eingangsteil kann eine seitliche Anlauffläche aufweisen, in deren Richtung der Außenring von der Feder axial beaufschlagt wird beziehungsweise gegen die sich der Außenring entgegen der Axialkraft der Feder axial abstützen kann.According to a possible embodiment, the spring element can be arranged coaxially to the input part or to the outer ring. In this case, the attachment portion of the spring element is preferably designed as a ring portion which is arranged coaxially to the input part and axially fixed between an annular support surface of the input part and a disk body. The input part may have a lateral contact surface, in the direction of which the outer ring is acted upon axially by the spring or against which the outer ring can be axially supported against the axial force of the spring.

Das Federelement ist insbesondere derart gestaltet, dass eine von dem Federelement auf den Synchronring wirkende Vorspannkraft bei steigenden Drehzahlen zumindest konstant bleibt. Eine entsprechende Ausgestaltung des Federelements kann durch geeignete Wahl der Geometrie beziehungsweise Masseverteilung des Federelements erreicht werden. Mit konstanter Vorspannkraft sollen nach dieser Offenbarung auch gewisse Abweichungen von der im Ruhezustand wirkenden Vorspannkraft von bis zu ±10% mit umfasst sein. Bei einer Ausgestaltung mit einer solchen etwa konstanten Vorspannkraft ergibt sich ein neutrales Verhalten, das heißt die Drehzahl der Synchronisiereinrichtung hat keinen beziehungsweise keinen signifikanten Einfluss auf die Federkraft, mit welcher der Synchronring federnd beaufschlagt wird. Mit zumindest konstant ist gemeint, dass das Federelement nach einer zweiten Möglichkeit auch so gestaltet sein kann, dass die axiale Vorspannkraft mit steigender Drehzahl zunimmt. In diesem Fall würde eine quasi bedarfsgerechte Rückstellfunktion des Federelements erreicht werden, das heißt, die Rückstellkraft (F) wäre eine Funktion der Drehzahl (n). Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Federkraft bei niedrigeren Drehzahlen, bei denen synchronisiert wird, geringer ausfällt und entsprechend beim Synchronisiervorgang nicht kompensiert werden muss. Es ist prinzipiell auch eine Ausgestaltung denkbar, bei der die axiale Vorspannkraft des Federelements mit steigender Drehzahl abnimmt. Dabei sollte bei anliegender Maximaldrehzahl jedoch noch eine Restvorspannung auf den Synchronring einwirken.The spring element is in particular designed such that a biasing force acting on the synchronizer ring by the spring element remains at least constant with increasing rotational speeds. A corresponding embodiment of the spring element can be achieved by a suitable choice of the geometry or mass distribution of the spring element. With constant biasing force to be included according to this disclosure, certain deviations from the acting at rest biasing force of up to ± 10%. In one embodiment with such an approximately constant biasing force results in a neutral behavior, that is, the speed of the synchronizer has no or no significant influence on the spring force with which the synchronizer ring is resiliently acted upon. By at least constant is meant that the spring element can also be designed according to a second possibility, that the axial preload force increases with increasing speed. In this case, a quasi-adequate reset function of the spring element would be achieved, that is, the restoring force (F) would be a function of the speed (n). This embodiment has the advantage that the spring force at lower speeds at which is synchronized, less fails and must not be compensated accordingly in the synchronization process. It is also conceivable in principle, a design in which the axial biasing force of the spring element decreases with increasing speed. However, a residual bias should still act on the synchronizer ring when the maximum speed is applied.

Vorzugsweise soll das Federelement beziehungsweise die Anordnung des Federelements derart ausgeführt werden, dass die Stabilisierung des äußeren Synchronrings auch durch signifikante Zentrifugalkräfte von beispielsweise mehr als 10.000 Umdrehungen pro Minute, oder sogar von mehr als 12.000 Umdrehungen pro Minute, nicht aufgehoben wird. Mit anderen Worten sollen über den gesamten Drehzahlbereich der Synchronisiereinrichtung Axialkräfte von dem Federelement auf den Synchronring einwirken.Preferably, the spring element or the arrangement of the spring element should be designed such that the stabilization of the outer synchronizer ring by significant centrifugal forces, for example, more than 10,000 revolutions per minute, or even more than 12,000 revolutions per minute, not canceled. In other words, should act on the synchronizer ring over the entire speed range of the synchronizer axial forces of the spring element.

Das Federelement kann mehrere über den Umfang verteilte elastische Federzungen aufweisen, die sich von dem Befestigungsabschnitt nach außen erstrecken. Die Anzahl ist grundsätzlich frei wählbar, wobei eine Anzahl von drei oder mehr Federzungen für eine besonders gute Abstützung über dem Umfang bewirkt. Die Federzungen, welche auch als Federarme oder Federungsabschnitte bezeichnet werden können, speichern potentielle Energie und haben jeweils eine Druckfläche, welche den Außenring axial beaufschlagt beziehungsweise axial in Richtung Eingangsteil vorspannt.The spring member may include a plurality of circumferentially distributed elastic spring tongues extending outwardly from the attachment portion. The number is basically freely selectable, with a number of three or more spring tongues for a particularly good support over the circumference causes. The spring tongues, which can also be referred to as spring arms or suspension sections, store potential energy and each have a pressure surface which acts on the outer ring axially or biases axially in the direction of the input part.

Das Federelement kann zwischen dem fixierten Befestigungsabschnitt und den Federzungen jeweils einen Biegegelenkabschnitt aufweisen, welcher bei auftretenden Zentrifugalkräften als Lagerstelle für den daran anschließenden Teil der Federzunge wirkt. Die Federzunge ist im Verhältnis zum Biegegelenkabschnitt so gestaltet, dass die auf die Federzunge einwirkenden Zentrifugalkräfte um den Biegegelenkabschnitt ein Moment erzeugen, welches die Federzunge beziehungsweise deren Druckfläche in Richtung Synchronring beaufschlagt. Auf diese Weise wird erreicht, dass auch bei steigenden Drehzahlen eine Vorspannkraft vom Federelement auf den Synchronring einwirkt. Mit zumindest einer Federzunge ist gemeint, dass eine, mehrere oder alle Federzungen entsprechend gestaltet sein können. Nach einer Ausführung kann die zumindest eine Federzunge S-förmig gestaltet sein und ausgehend von dem Befestigungsabschnitt einen ersten Schenkel aufweisen, der sich in axiale Richtung von dem Synchronring weg erstreckt, einen Umkehrabschnitt und einen zweiten Schenkel, der sich in axiale Richtung auf den Synchronring zu erstreckt. Dabei wirkt der Umkehrabschnitt bei Rotation des Federelements und damit verbundenen Zentrifugalkräften als zweiter Biegegelenkabschnitt.The spring element may each have a bending joint portion between the fixed attachment portion and the spring tongues, which acts as a bearing point for the adjoining part of the spring tongue when centrifugal forces occur. The spring tongue is designed in relation to the bending joint section so that the centrifugal forces acting on the spring tongue generate a moment about the bending joint section which acts on the spring tongue or its pressure surface in the direction of the synchronizing ring. In this way it is achieved that a biasing force from the spring element acts on the synchronizer ring even with increasing speeds. By at least one spring tongue is meant that one, several or all spring tongues can be designed accordingly. According to one embodiment, the at least one spring tongue can be S-shaped and, starting from the attachment portion, have a first leg which extends away from the synchronizing ring in the axial direction, a reversing portion and a second leg extending in the axial direction towards the synchronizing ring extends. In this case, the reversing section acts on rotation of the spring element and associated centrifugal forces as a second bending joint section.

Die Druckflächen können relativ zum Befestigungsabschnitt in Richtung zum Eingangsteil axial versetzt sein. Dabei liegen die Druckflächen mehrerer oder aller Federelemente vorzugsweise in einer Ebene, die relativ zur Ebene des Ringabschnitts axial beabstandet ist. Ferner ist vorgesehen, dass die Druckflächen radial außerhalb des Befestigungsabschnitts liegen.The pressure surfaces may be offset axially relative to the attachment portion in the direction of the input part. The pressure surfaces of several or all spring elements are preferably in a plane which is axially spaced relative to the plane of the ring portion. It is further provided that the pressure surfaces are located radially outside the mounting portion.

Die Federzungen erstrecken sich radial zwischen einem inneren Ende, das an dem Eingangsteil axial abgestützt ist, und dem äußeren Ende, das an dem Außenring axial abgestützt ist. Sie werden im Wesentlichen auf Biegung beansprucht. Der S-förmige Teilbereich der Feder kann eine axiale Überdeckung mit dem Scheibenkörper haben. Vorzugsweise überdecken sich der S-förmige Teilbereich der Feder und der Innenring zumindest teilweise in axiale Richtung, wobei der S-förmige Teilbereich radial innerhalb des Innenrings angeordnet ist. Durch diese verschachtelte Anordnung kann das Federelement ohne Bauraumeinbuße in die Synchronisiereinrichtung integriert werden. Der S-förmige Teilbereich kann auch als wellenförmiger Teilbereich bezeichnet werden.The spring tongues extend radially between an inner end which is axially supported on the input part and the outer end which is axially supported on the outer ring. They are essentially claimed to bend. The S-shaped portion of the spring may have an axial overlap with the disk body. Preferably, the S-shaped portion of the spring and the inner ring at least partially overlap in the axial direction, wherein the S-shaped portion is disposed radially within the inner ring. As a result of this nested arrangement, the spring element can be integrated into the synchronizing device without any loss of installation space. The S-shaped portion may also be referred to as a wavy portion.

Das Federelement ist nach einer möglichen Ausführungsform aus Flachmaterial hergestellt, insbesondere aus Blechmaterial aus Federstahl. Mit Flachmaterial ist insbesondere gemeint, dass das Material im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen rechteckig mit deutlich größerer Breite als Dicke gestaltet ist. Das Federelement kann durch Ausstanzen aus einem Blechmaterial und anschließendem Umformen hergestellt werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, das Federelement aus Rundmaterial, das heißt im Querschnitt rundem Federdraht, durch Biegeoperationen herzustellen.The spring element is made according to a possible embodiment of flat material, in particular of sheet material made of spring steel. By flat material, it is meant, in particular, that the material, viewed in cross-section, is essentially rectangular with a significantly greater width than the thickness. The spring element can be produced by punching out of a sheet metal material and subsequent forming. Alternatively, however, it is also possible to produce the spring element from round material, that is, in cross-section, round spring wire, by bending operations.

Nach einer möglichen Ausführungsform weist die Synchronisiereinrichtung genau ein Federelement auf.According to a possible embodiment, the synchronizing device has exactly one spring element.

Eine Lösung der oben genannten Aufgabe besteht ferner in einer Kupplungsanordnung mit einer solchen Synchronisiereinrichtung, die nach einer oder mehreren der oben genannten Ausführungen gestaltet sein kann, umfassend: eine Antriebswelle, die mit dem Eingangsteil drehfest verbunden ist; ein koaxial zur Antriebswelle drehbar gelagertes erstes Antriebsrad, das mit dem Ausgangsteil drehfest verbunden ist; ein Koppelelement, welches drehfest und axial verschiebbar mit dem Eingangsteil verbunden ist und von einer steuerbaren Betätigungsvorrichtung axial bewegbar ist, um das Eingangsteil und das Ausgangsteil zur Übertragung eines Drehmoments miteinander zu verbinden.A solution of the above object is further in a clutch assembly with such a synchronizer, which may be designed according to one or more of the above embodiments, comprising: a drive shaft which is rotatably connected to the input part; a coaxially to the drive shaft rotatably mounted first drive wheel which is rotatably connected to the output member; a coupling element, which is rotatably and axially displaceably connected to the input part and is axially movable by a controllable actuator to connect the input part and the output part for transmitting a torque with each other.

Mit der Kupplungsanordnung ergeben sich im Wesentlichen dieselben Vorteile, wie im Zusammenhang mit der Synchronisiereinrichtung beschrieben, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf obige Ausführungen verwiesen wird. Insbesondere ergibt sich eine kompakte Bauweise und eine hohe Betriebsstabilität, so dass die Kupplungsanordnung für besonders hohe Drehzahlen beziehungsweise Drehzahldifferenzen geeignet ist und nur einem geringen Verschleiß unterliegt.The coupling arrangement results in substantially the same advantages as described in connection with the synchronizer, so that reference is made to the above statements to avoid repetition. In particular, results in a compact design and high operational stability, so that the clutch assembly for particularly high speeds or speed differences is suitable and is subject to only a small amount of wear.

Das Federelement kann nach einer Ausführungsform zwischen einer mit der Antriebswelle verbundenen Anlaufscheibe und dem Eingangsteil axial fixiert sein. Die Anlaufscheibe kann zum axialen Abstützen des ersten Antriebsrads ausgeführt sein, welches gegenüber der Antriebswelle drehbar ist. Zur Reibungsminderung kann die Anlaufscheibe eine Stützfläche aus einem reibungsmindernden Material aufweisen.According to one embodiment, the spring element can be fixed axially between a thrust washer connected to the drive shaft and the input part. The thrust washer can be designed for the axial support of the first drive wheel, which is rotatable relative to the drive shaft. To reduce friction, the thrust washer may have a support surface made of a friction-reducing material.

Eine Lösung der oben genannten Aufgabe besteht weiter in einer Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: ein Schaltgetriebe und ein Differentialgetriebe; wobei das Schaltgetriebe eine drehend antreibbare Antriebswelle, eine zur Antriebswelle parallele Zwischenwelle, mindestens eine erste Schaltstufe mit einem ersten Rädersatz zur Übertragung von Drehmoment von der Antriebswelle auf die Zwischenwelle mit einem ersten Übersetzungsverhältnis (i1) sowie eine zweite Schaltstufe mit einem zweiten Rädersatz zur Übertragung von Drehmoment von der Antriebswelle auf die Zwischenwelle mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis (i2), und eine Schalteinheit zum Schalten der ersten und zweiten Schaltstufe aufweist, wobei die Schalteinheit koaxial zur Antriebswelle angeordnet ist; wobei die Zwischenwelle ein Abtriebsrad zur Übertragung von Drehmoment auf einen Differentialträger des Differentialgetriebes aufweist, wobei eine Drehachse des Differentialträgers parallel zur Zwischenwelle verläuft; wobei die Schalteinheit eine Synchronisiereinrichtung mit Federelement aufweist, die nach einer oder mehreren der oben genannten Ausgestaltungen haben kann.A solution of the above object is further in a drive arrangement for a motor vehicle, comprising: a manual transmission and a differential gear; wherein the transmission comprises a rotatably driven drive shaft, an intermediate shaft parallel to the drive shaft, at least a first shift stage with a first gear set for transmitting torque from the drive shaft to the intermediate shaft with a first gear ratio (i1) and a second gear stage with a second gear set for transmitting Torque from the drive shaft to the intermediate shaft having a second ratio (i2), and a switching unit for switching the first and second switching stage, wherein the switching unit is arranged coaxially with the drive shaft; wherein the intermediate shaft has a driven gear for transmitting torque to a differential carrier of the differential gear, wherein a rotation axis of the differential carrier is parallel to the intermediate shaft; wherein the switching unit comprises a synchronizer with spring element, which may have one or more of the abovementioned embodiments.

Nach einer möglichen Ausführungsform ist das erste Übersetzungsverhältnis (i1) größer als das zweite Übersetzungsverhältnis (i2), wobei die Synchronisiereinrichtung mit Federelement ausschließlich der ersten Schaltstufe mit erstem Übersetzungsverhältnis (i1) zugeordnet ist. Das heißt, das zweite Reibsystem der Synchronisiereinrichtung ist federlos ausgestaltet. Es versteht sich jedoch, dass auch beide Reibsysteme der Synchronisiereinrichtung mit Federelementen zum Beaufschlagen des jeweiligen Synchronrings an das Trägerelement ausgestaltet sein können.According to one possible embodiment, the first transmission ratio (i1) is greater than the second transmission ratio (i2), wherein the synchronizer with spring element is assigned exclusively to the first gear stage with first transmission ratio (i1). That is, the second friction system of the synchronizer is designed without a spring. However, it is understood that both friction systems of the synchronizer can be configured with spring elements for acting on the respective synchronizer ring to the support member.

Das Koppelelement kann in Form einer Schiebemuffe gestaltet sein, die auf dem Eingangsteil drehfest gehalten und gegenüber diesem mittels eines Aktuators axial verschiebbar ist. Die Schiebemuffe ist in einer Neutralposition (N) gegenüber dem ersten und zweiten Ausgangsteil frei drehbar, in einer ersten Schaltposition (P1) mit dem ersten Ausgangsteil und in einer zweiten Schaltposition (P2) mit dem zweiten Ausgangsteil drehfest verbunden. Die Schaltpositionen repräsentieren Positionen, in denen entweder die erste Kupplung zur Drehmomentübertragung über den ersten Leistungspfad oder die zweite Kupplung zur Drehmomentübertragung über den zweiten Leistungspfad geschlossen ist. Insofern können diese Positionen auch als Kuppelpositionen bezeichnet werden.The coupling element may be designed in the form of a sliding sleeve, which is rotatably held on the input part and against this by means of an actuator axially displaceable. The sliding sleeve is freely rotatable in a neutral position (N) with respect to the first and second output part, in a first switching position (P1) with the first output part and in a second switching position (P2) rotatably connected to the second output part. The shift positions represent positions in which either the first clutch for torque transmission via the first power path or the second clutch for torque transmission via the second power path is closed. In this respect, these positions can also be referred to as dome positions.

Die Antriebsanordnung weist vorzugsweise eine elektrische Maschine zum Antreiben der Antriebswelle auf. Die aus elektrischer Maschine, Schaltgetriebe und Differentialgetriebe gebildete Baueinheit kann auch als Elektroantrieb bezeichnet werden. Der Elektroantrieb kann als alleiniger Antrieb für ein Kraftfahrzeug oder als zusätzliche Antriebsquelle in einem Kraftfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor als Hauptantriebsquelle aufweist, verwendet werden. Der Elektroantrieb kann zum Antreiben einer beliebigen Antriebsachse eingesetzt werden, Vorderachse oder Hinterachse.The drive arrangement preferably has an electric machine for driving the drive shaft. The assembly formed from electric machine, manual transmission and differential gear can also be referred to as electric drive. The electric drive can be used as the sole drive for a motor vehicle or as an additional drive source in a motor vehicle having an internal combustion engine as the main drive source. The electric drive can be used to drive any drive axle, front axle or rear axle.

Vom Elektroantrieb eingeleitetes Drehmoment wird auf die Antriebswelle übertragen, von dieser über eine der mindestens zwei Schaltstufen auf die Zwischenwelle und von der Zwischenwelle wiederum auf den Differentialträger des Differentialgetriebes. Die Antriebswelle ist vorzugsweise koaxial zur Motorwelle des Elektromotors angeordnet, wobei sie je nach technischen Anforderungen auch parallel zu dieser angeordnet sein kann. Das Übersetzungsverhältnis zwischen Motorwelle und Antriebswelle ist insbesondere eins, das heißt die Antriebswelle dreht mit derselben Drehzahl wie die Motorwelle, wobei grundsätzlich auch andere Übersetzungen denkbar sind.Torque introduced by the electric drive is transmitted to the drive shaft, from this via one of the at least two switching stages to the intermediate shaft and from the intermediate shaft in turn to the differential carrier of the differential gear. The drive shaft is preferably arranged coaxially with the motor shaft of the electric motor, wherein it can also be arranged parallel to this, depending on the technical requirements. The transmission ratio between the motor shaft and drive shaft is in particular one, that is, the drive shaft rotates at the same speed as the motor shaft, in principle, other translations are conceivable.

Eine besondere technische Herausforderung stellt die Anordnung von Gangrädern auf der Antriebswelle dar, da diese, insbesondere wenn die Welle direkt vom Elektromotor angetrieben wird, mit sehr hohen Drehzahlen von über 10.000 Umdrehungen pro Minute rotiert. Die erfindungsgemäße Anordnung mit Federelement bewirkt, dass der zugehörige Synchronring in unbetätigtem Zustand des Schaltgetriebes gegen das Trägerelement beaufschlagt wird. Eine ungewünschte Taumelbewegung des Synchronrings wird somit verhindert, so dass der Verschleiß der Antriebseinheit reduziert ist.A special technical challenge is the arrangement of gear wheels on the drive shaft, since these rotate, especially when the shaft is driven directly by the electric motor, with very high speeds of over 10,000 revolutions per minute. The inventive arrangement with spring element causes the associated synchronizer ring is acted upon in the unactuated state of the gearbox against the support member. An unwanted wobbling movement of the synchronizer ring is thus prevented, so that the wear of the drive unit is reduced.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:Preferred embodiments will be explained below with reference to the drawing figures. Hereby shows:

1 eine erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung im Halblängsschnitt; 1 a synchronizing device according to the invention in the half-longitudinal section;

2 Teile der Synchronisiereinrichtung aus 1 im Halblängsschnitt in perspektivischer Darstellung; 2 Parts of the synchronizer from 1 in a half-longitudinal section in perspective view;

3 ein vergrößertes Detail der Darstellung aus 2; 3 an enlarged detail of the presentation 2 ;

4 das Federelement der Synchronisiereinrichtung aus 1 als Einzelheit in Axialansicht; 4 the spring element of the synchronizer 1 as a detail in axial view;

5 das Federelement aus 6 in Radialansicht; 5 the spring element 6 in radial view;

6 das Detail VI des Federelements aus 5 in vergrößerter Darstellung; 6 the detail VI of the spring element 5 in an enlarged view;

7 eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung nach 1 im Längsschnitt; und 7 a clutch assembly according to the invention with a synchronizer according to the invention 1 in longitudinal section; and

8 eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung nach 7 in schematischer Darstellung. 8th a drive arrangement according to the invention with a coupling arrangement according to the invention 7 in a schematic representation.

Die 1 bis 6, welche nachstehend gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung 2, welche beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs einsetzbar ist. Die Synchronisiereinrichtung 2 umfasst einen ersten Synchronisiermechanismus 3 und einen zweiten Synchronisiermechanismus 3'. Die Synchronisiermechanismen 3, 3' sind dazu ausgebildet, die Drehzahlen zweier miteinander zur Übertragung von Drehmoment zu verbindender Bauteile aneinander anzugleichen. Nachstehend wird stellvertretend der erste Sychronisiermechanismus 3 beschrieben, wobei es sich versteht, dass alle Ausführungen hierzu auch für den zweiten Synchronisiermechanismus 3' gelten oder gelten können, sofern nichts anderes gesagt ist.The 1 to 6 , which will be described together below, show a synchronizer according to the invention 2 which can be used for example in a drive train of a motor vehicle. The synchronizer 2 includes a first synchronizing mechanism 3 and a second synchronizing mechanism 3 ' , The synchronization mechanisms 3 . 3 ' are adapted to match the rotational speeds of two to each other for the transmission of torque components to be joined. Below is the representative of the first synchronization mechanism 3 It will be understood that all embodiments herein also apply to the second synchronizing mechanism 3 ' apply or may apply, unless otherwise stated.

Der erste Synchronisiermechanismus 3 weist ein Eingangsteil 4, einen Außenring 5 mit einem Innenkonus 6, einen Innenring 7 mit einem Außenkonus 8, einen dazwischen angeordneten Zwischenring 9 und ein Ausgangsteil 10 auf. Der Außenring 5 ist mit dem Eingangsteil 4 axial verschiebbar und drehfest verbunden, so dass beide gemeinsam um die Drehachse A1 des Eingangsteils rotieren. Eine begrenzte Relativdrehung zwischen Eingangsteil 4 und Außenring 5 kann möglich sein. Der Außenring 5 kann auch als Synchronring bezeichnet werden. Der Zwischenring 9 ist mit dem Ausgangsteil 10 drehfest und axial verschiebbar verbunden. Der Innenring 7 ist wieder mit dem Eingangsteil 4 drehfest verbunden. Eine Axialverschiebung des Außenrings 5 in Richtung Ausgangsteil 10 bewirkt an den Kontaktflächen zwischen Außenring, Zwischenring und Innenring einen Reibkontakt, was zu einer Drehzahlangleichung des mit dem Ausgangsteil 10 verbundenen Zwischenrings 9 führt. Wenn das Eingangsteil 4 und das Ausgangsteil 10 gemeinsam mit derselben Drehzahl rotieren, das heißt synchronisiert sind, können beide Bauteile zur Übertragung eines Drehmoments miteinander formschlüssig verbunden werden.The first synchronization mechanism 3 has an entrance part 4 , an outer ring 5 with an inner cone 6 , an inner ring 7 with an outer cone 8th , an interposed intermediate ring 9 and an output part 10 on. The outer ring 5 is with the entrance part 4 axially displaceable and rotatably connected, so that both rotate together about the axis of rotation A1 of the input part. A limited relative rotation between input part 4 and outer ring 5 may be possible. The outer ring 5 can also be called a synchronizer ring. The intermediate ring 9 is with the output part 10 rotatably connected and axially displaceable. The inner ring 7 is back with the entrance section 4 rotatably connected. An axial displacement of the outer ring 5 in the direction of the exit section 10 causes frictional contact at the contact surfaces between the outer ring, intermediate ring and inner ring, resulting in a speed equalization of the with the output part 10 connected intermediate ring 9 leads. If the entrance part 4 and the starting part 10 rotate together with the same speed, that is synchronized, both components can be positively connected to each other to transmit a torque.

Der erste Synchronisiermechanismus 3 weist ferner ein Federelement 12 auf, das zwischen dem Eingangsteil 4 und dem Außenring 5 mit Vorspannung derart angeordnet ist, dass das Federelement 12 den Außenring in Richtung Eingangsteil axial beaufschlagt. Das Federelement 12, welches als Einzelheit in den 4 bis 6 dargestellt ist, hat einen ringförmigen Befestigungsabschnitt 13, der an dem Eingangsteil 4 fixiert ist, und mehrere von den Befestigungsabschnitt nach radial außen abstehende Federzungen 14, welche den Außenring 5 axial beaufschlagen. In 4 ist erkennbar, dass das Federelement 12 drei Federzungen 14 aufweist, die regelmäßig über den Umfang verteilt sind. Es versteht sich jedoch, dass auch eine hiervon abweichende Anzahl von vier und mehr Federzungen vorgesehen sein kann und, dass die Federzungen auch unregelmäßig über den Umfang verteilt sein können.The first synchronization mechanism 3 also has a spring element 12 on, between the entrance part 4 and the outer ring 5 is arranged with bias in such a way that the spring element 12 the outer ring is acted upon axially in the direction of the input part. The spring element 12 , which as a detail in the 4 to 6 is shown, has an annular attachment portion 13 at the entrance 4 is fixed, and a plurality of the attachment portion radially outwardly projecting spring tongues 14 which the outer ring 5 act on axially. In 4 it can be seen that the spring element 12 three spring tongues 14 regularly distributed over the circumference. However, it is understood that a deviating number of four and more spring tongues may also be provided and that the spring tongues may also be distributed irregularly over the circumference.

Das Federelement 12 ist an dem Eingangsteil 4 dadurch befestigt, dass der ringförmige Befestigungsabschnitt 13 zwischen einer Scheibe 15 und einer Stützfläche 16 des Eingangsteils 4 axial eingeklemmt ist. Eine radiale Fixierung beziehungsweise Zentrierung koaxial zum Eingangsteil 4 ist dadurch gegeben, dass der Ringabschnitt 13 auf der Welle 17 aufsitzt, mit welcher das Eingangsteil 4 drehfest verbunden ist. In Umfangsrichtung ist das Federelement 12 durch Kraftschluss zwischen der Scheibe 15 und der Stützfläche 16 fixiert. Das Eingangsteil kann auch als Nabe oder Trägerelement bezeichnet werden.The spring element 12 is at the entrance 4 attached by the fact that the annular attachment portion 13 between a disc 15 and a support surface 16 of the entrance part 4 is clamped axially. A radial fixation or centering coaxial with the input part 4 is given by the fact that the ring section 13 on the wave 17 seated, with which the entrance part 4 rotatably connected. In the circumferential direction is the spring element 12 by adhesion between the disc 15 and the support surface 16 fixed. The input part may also be referred to as a hub or carrier element.

Die Federzungen 14, welche auch als Federarme bezeichnet werden können, erstrecken sich von dem Ringabschnitt 13 im Längsschnitt etwa S-förmig nach radial außen und haben an ihren freien Enden jeweils eine Druckfläche 18. Die Druckflächen 18 der Feder 12 stützen sich unter Vorspannung gegen eine Seitenfläche des Außenrings 5 ab, so dass der Außenring 5 vom Federelement 12 axial in Richtung einer Mittelebene des Eingangsteils 4 beaufschlagt wird. Konkret weisen die Federzungen 14 einen Biegegelenkabschnitt 11 auf, welcher mit dem axial eingespannten Ringabschnitt 13 verbunden ist, einen daran anschließenden ersten Schenkel 20, einen an den ersten Schenkel 20 anschließenden Umkehrabschnitt mit einem Maximum 31, einen an den Umkehrabschnitt anschließenden zweiten Schenkel 41, an dessen freiem Ende der Anlageabschnitt mit Druckfläche 18 abgebogen ist. Es ist erkennbar, dass sich der erste Federschenkel 20 im Einbauzustand axial von dem Eingangsteil 4 weg erstreckt und sich der zweite Federschenkel 41 axial in Richtung zum Eingangsteil 4 beziehungsweise Außenring 5 erstreckt. Dabei ist die Schenkellänge des ersten Schenkel 20 größer als die Länge des zweiten Schenkels 41.The spring tongues 14 , which may also be referred to as spring arms, extending from the ring portion 13 in longitudinal section approximately S-shaped radially outward and have at their free ends in each case a pressure surface 18 , The printing surfaces 18 the feather 12 are biased against a side surface of the outer ring 5 off, leaving the outer ring 5 from the spring element 12 axially in the direction of a median plane of the input part 4 is charged. Specifically, the spring tongues 14 a Biegegelenkabschnitt 11 on, which with the axially clamped ring section 13 is connected, an adjoining first leg 20 , one on the first leg 20 subsequent reversal section with a maximum 31 , a subsequent to the turnaround second leg 41 , at the free end of the contact section with pressure surface 18 is bent. It can be seen that the first spring leg 20 in the installed state axially of the input part 4 extends away and the second spring leg 41 axially in the direction of the entrance part 4 or outer ring 5 extends. Here is the leg length of the first leg 20 greater than the length of the second leg 41 ,

Die Geometrie beziehungsweise die Masseverteilung der Federzunge 14 ist so gestaltet, dass die von der Druckfläche 18 auf den Außenring 5 in axiale Richtung wirkende Rückstellkraft der Feder 12 auch bei höchsten Drehzahlen erhalten bleibt. Aufgrund von Rotation der Synchronisiereinrichtung 2 auf die Federzunge 14 einwirkende Zentrifugalkräfte bewirken ein erstes Moment der Federzunge 14 um den Biegegelenkabschnitt 11, welcher eine erste Lagerstelle bildet. Ferner bewirken die Zentrifugalkräfte ein zweites Moment des zweiten Schenkels 41 um den Umkehrabschnitt, der eine zweite Lagerstelle bildet. Dabei sind das erste Moment und das zweite Moment einander entgegengesetzt gerichtet, wobei das resultierende Moment eine axiale Federkraft von der Druckfläche 18 auf den Außenring 5 bewirkt, die über das gesamte Drehzahlspektrum zumindest etwa konstant ist, beziehungsweise bei steigender Drehzahl zunimmt.The geometry or the mass distribution of the spring tongue 14 is designed so that the of the printing surface 18 on the outer ring 5 acting in the axial direction restoring force of the spring 12 even at the highest speeds is maintained. Due to rotation of the synchronizer 2 on the spring tongue 14 acting centrifugal forces cause a first moment of the spring tongue 14 around the bending joint section 11 , which is a first Depository forms. Furthermore, the centrifugal forces cause a second moment of the second leg 41 around the inversion section, which forms a second depository. In this case, the first moment and the second moment are directed opposite to each other, wherein the resulting moment an axial spring force from the pressure surface 18 on the outer ring 5 causes, over the entire speed spectrum is at least approximately constant, or increases with increasing speed.

Aufgrund der S-förmigen Ausgestaltung haben Teilbereiche der Federzunge 14 im Einbauzustand eine axiale Überdeckung mit dem Scheibenkörper 15, beziehungsweise erstrecken sich axial in eine zwischen dem Scheibenkörper 15 und dem Innenring 7 gebildete Öffnung hinein. Die Druckflächen 18 der Feder 12 beaufschlagen den Außenring 5 in Richtung Eingangsteil 4. Dabei legt sich der Außenring 5 in Neutralposition des Synchronisiermechanismus 3, in der Eingangsteil 4 und Ausgangsteil 10 frei gegeneinander drehen können, beaufschlagt durch die Feder 12 gegen eine Anlagefläche 19 des Eingangsteils 4 an. Die Druckflächen 18 der Feder 12 liegen in einer Ebene, welche relativ zum Ringabschnitt 13 in Richtung zum Eingangsteil 4 einen axialen Versatz V1 aufweist. Ein Maximum 31 des wellenförmigen Teilbereichs hat gegenüber der Ebene E13 des Befestigungsabschnitts 13 einen axialen Versatz V2 in entgegengesetzter axialer Richtung.Due to the S-shaped configuration have partial areas of the spring tongue 14 in the installed state, an axial overlap with the disk body 15 , or extend axially into one between the disk body 15 and the inner ring 7 formed opening into it. The printing surfaces 18 the feather 12 apply the outer ring 5 in the direction of the entrance section 4 , Here, the outer ring sets 5 in neutral position of the synchronizing mechanism 3 , in the entrance section 4 and output part 10 can rotate freely against each other, acted upon by the spring 12 against a contact surface 19 of the entrance part 4 at. The printing surfaces 18 the feather 12 lie in a plane which is relative to the ring section 13 towards the entrance part 4 has an axial displacement V1. A maximum 31 of the wave-shaped portion has with respect to the plane E13 of the attachment portion 13 an axial offset V2 in the opposite axial direction.

Das Federelement 12 ist aus Flachmaterial hergestellt, insbesondere als Blechumformteil aus einem Federstahl. Zur Herstellung kann das Federelement durch Ausstanzen aus Blech und anschließendem Umformen hergestellt werden. Durch die Wellenform der Federzungen 14 beziehungsweise den axialen Versatz V1 der Druckflächen 18 und die Verwendung von Flachmaterial für die Feder 12 wird der radial innerhalb des Innenrings 7 vorhandene Bauraum für die Feder platzsparend ausgenutzt, so dass die Baugröße des Synchronisiermechanismus 3 insgesamt gering ist. Die Blechdicke des Federelements kann weniger als 1,0 mm betragen, vorzugsweise auch weniger 0,5 mm.The spring element 12 is made of flat material, in particular as Blechumformteil of a spring steel. To produce the spring element can be made by punching from sheet metal and subsequent forming. By the waveform of the spring tongues 14 or the axial offset V1 of the pressure surfaces 18 and the use of flat material for the spring 12 becomes the radially inside of the inner ring 7 existing space for the spring space-saving exploited, so that the size of the synchronizing mechanism 3 overall is low. The sheet thickness of the spring element may be less than 1.0 mm, preferably less than 0.5 mm.

Neben dem ersten Synchronisiermechanismus 3 mit erstem Außenring 5, erstem Zwischenring 9, erstem Innenring 7 und erstem Ausgangsteil 10 hat die Synchronisiereinrichtung 2 noch einen zweiten Synchronisiermechanismus 3' mit zweitem Außenring 5', zweitem Zwischenring 9', zweitem Innenring 7' und zweitem Ausgangsteil 10'. Der zweite Synchronisiermechanismus 3' ist weitestgehend gleich gestaltet wie der erste Synchronisiermechanismus 3. Der einzige Unterschied des zweiten Synchronisiermechanismus 3' besteht darin, dass dieser federlos gestaltet ist, das heißt der zweite Außenring 5' wird nicht in Richtung Eingangsteil 4 beaufschlagt. Im Übrigen entspricht der zweite Synchronisiermechanismus 3' dem ersten, so dass diesbezüglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird.In addition to the first synchronization mechanism 3 with first outer ring 5 , first intermediate ring 9 , first inner ring 7 and first output part 10 has the synchronizer 2 still a second synchronization mechanism 3 ' with second outer ring 5 ' , second intermediate ring 9 ' , second inner ring 7 ' and second output part 10 ' , The second synchronization mechanism 3 ' is largely the same as the first synchronizing mechanism 3 , The only difference of the second synchronization mechanism 3 ' is that this is designed without a spring, that is, the second outer ring 5 ' will not go towards the entrance section 4 applied. Incidentally, the second synchronizing mechanism corresponds 3 ' the first so that reference is made to the above description.

Weitere Einzelheiten der Synchronisiereinrichtung 2 ergeben sich aus 7, welche die Synchronisiereinrichtung 2 als Teil einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung 21 zeigen.Further details of the synchronizer 2 arise from 7 which the synchronizer 2 as part of a coupling arrangement according to the invention 21 demonstrate.

Die Kupplungsanordnung 21 umfasst, zusätzlich zur Synchronisiereinrichtung 2, die Antriebswelle 17, mit der das Eingangsteil 4 zur Übertragung von Drehmoment verbunden ist, ein erstes Antriebsrad 22, das auf der Antriebswelle 17 drehbar gelagert und mit dem ersten Ausgangsteil 10 verbunden ist, und ein zweites Antriebsrad 23, das auf der Antriebswelle 17 drehbar gelagert und mit dem zweiten Ausgangsrad 10' verbunden ist. Es ist ein Koppelelement 24 vorgesehen, welches das Eingangsteil 4 optional mit dem ersten Ausgangsteil 10 oder dem zweiten Ausgangsteil 10' zur Übertragung eines Drehmoments verbinden kann. Das Koppelelement 24 ist in Form einer Schiebemuffe gestaltet, die auf dem Eingangsteil 4 drehfest und axial verschiebbar gehalten ist. Die Antriebswelle 17 ist mittels zweier Lager 25, 26 um die Drehachse A drehbar gelagert.The coupling arrangement 21 includes, in addition to the synchronizer 2 , the drive shaft 17 with which the entrance part 4 connected to transmit torque, a first drive wheel 22 that on the drive shaft 17 rotatably mounted and with the first output part 10 is connected, and a second drive wheel 23 that on the drive shaft 17 rotatably mounted and with the second output gear 10 ' connected is. It is a coupling element 24 provided, which is the entrance part 4 optionally with the first output part 10 or the second output part 10 ' can connect to transmit a torque. The coupling element 24 is designed in the form of a sliding sleeve, which on the input part 4 is held against rotation and axially displaceable. The drive shaft 17 is by means of two bearings 25 . 26 rotatably supported about the axis of rotation A.

Die Betätigung der Schiebemuffe 24 erfolgt über einen steuerbaren Aktuator (hier nicht dargestellt). Der Aktuator kann prinzipiell beliebig gestaltet sein, und beispielsweise einen elektromagnetischen, elektromotorischen, hydraulischen oder pneumatischen Aktuatorantrieb aufweisen. Der Aktuatorantrieb ist mit einem Verschiebeteil wirkverbunden, welches bei Betätigung des Antriebs axial bewegbar ist. Das Verschiebeteil wirkt auf eine Schaltgabel ein, die mit zwei Gleitsteinen 27 in eine Ringnut 28 der Schiebemuffe 24 eingreift. Der Aktuator ist von einer elektronischen Regeleinheit ECU (nicht dargestellt) ansteuerbar und wird von dieser bedarfsweise, in Abhängigkeit von aktuellen oder gewünschten Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs angesteuert. Für eine genaue Ansteuerung beziehungsweise Positionierung der Schaltmuffe 24 können Sensormittel (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die ein die axiale Position der Schaltgabel beziehungsweise der Schaltmuffe 24 repräsentierendes Signal erfassen und an die Regeleinheit weitergeben können.The operation of the sliding sleeve 24 via a controllable actuator (not shown here). The actuator can in principle be designed arbitrarily, and have, for example, an electromagnetic, electromotive, hydraulic or pneumatic actuator drive. The actuator drive is operatively connected to a displacement part, which is axially movable upon actuation of the drive. The sliding part acts on a shift fork, which with two sliding blocks 27 in an annular groove 28 the sliding sleeve 24 intervenes. The actuator is controlled by an electronic control unit ECU (not shown) and is controlled by the latter if necessary, depending on current or desired driving conditions of the motor vehicle. For precise control or positioning of the sliding sleeve 24 Sensor means (not shown) may be provided, which is the axial position of the shift fork or the shift sleeve 24 capture signal representative and can pass it to the control unit.

Durch Betätigen des Aktuators wird die Schiebemuffe 24 axial bewegt, und zwar entweder in Richtung zum ersten Ausgangsteil 10 oder zum zweiten Ausgangsteil 10', je nachdem, ob das erste Antriebsrad 22 oder das zweite Antriebsrad 23 mit der Antriebswelle 17 zur Übertragung von Drehmoment verbunden werden soll. Das axiale Verschieben der Schiebemuffe 24 bewirkt zunächst ein Synchronisieren der Drehzahlen des Eingangsteils 4 mit der Drehzahl des zu verbindenden Ausgangsteils 10, 10'.Actuating the actuator turns the sliding sleeve 24 moved axially, either towards the first output part 10 or to the second output part 10 ' , depending on whether the first drive wheel 22 or the second drive wheel 23 with the drive shaft 17 to be connected to transmit torque. The axial displacement of the sliding sleeve 24 first causes a synchronization of the rotational speeds of the input part 4 with the speed of the output part to be connected 10 . 10 ' ,

Das Synchronisieren wird mittels mehrerer umfangsverteilter Druckstücke 29 erreicht, die mit dem Eingangsteil 4 derart drehfest verbunden sind, dass sie gemeinsam mit diesem rotieren. Die Druckstücke 29 sind jeweils über eine Kugel 30, die von einer Feder 32 nach radial außen vorgespannt ist, mit der Schiebemuffe 24 verbunden. Dabei greift die Kugel 30 jeweils in eine innere Nut 28 der Schiebemuffe 24 formschlüssig ein. Übersteigt die axiale Betätigungskraft der Schiebemuffe 24 die Haltekraft der Kugel 30, wird diese entgegen der Vorspannkraft der Feder 32 nach radial innen bewegt, so dass die Schiebemuffe weiter in Richtung des Ausgangsteils 10 verschoben werden kann. Im Folgenden wird der Synchronisiervorgang beispielhaft für den ersten Synchronisiermechanismus 3 beschrieben. The synchronization is achieved by means of several circumferentially distributed pressure pieces 29 reached that with the entrance part 4 are rotatably connected so that they rotate together with this. The pressure pieces 29 are each about a sphere 30 coming from a spring 32 is biased radially outward, with the sliding sleeve 24 connected. This is where the ball attacks 30 each in an inner groove 28 the sliding sleeve 24 a positive fit. Exceeds the axial operating force of the sliding sleeve 24 the holding power of the ball 30 , this is contrary to the biasing force of the spring 32 moved radially inward, so that the sliding sleeve continues towards the output part 10 can be moved. In the following, the synchronization process becomes exemplary for the first synchronization mechanism 3 described.

Es erfolgt zunächst die Vorsynchronisierung. Durch axiales Bewegen der Schiebemuffe 24 werden die damit verbundenen Druckstücke 29 axial in Richtung Außensynchronring 5 bewegt. Die Druckstücke 29 beaufschlagen den Außensynchronring 5 entgegen der Federkraft des Federelements 12 gegen die Konusfläche des Zwischenrings 9, der auch als Reibring bezeichnet werden kann. Infolge der Drehzahldifferenz zwischen der Schiebemuffe 24 und dem Ausgangsteil 10 wird der Außensynchronring 5 verdreht. Die Zähne der Schiebemuffe 24 sind gegenüber den Zähnen des Außensynchronrings 5 in Umfangsrichtung leicht versetzt, so dass ein Durchschalten der Schiebemuffe 24 nicht möglich ist, solange eine Drehzahldifferenz vorliegt. Aufgrund der Reibungskräfte an den Flächenpaarungen zwischen Außenring 5 und Zwischenring 9 einerseits, und Zwischenring 9 und Innenring 7 andererseits erfolgt eine Drehzahlangleichung zwischen den Synchronringen 5, 7, 9.First, the pre-synchronization takes place. By moving the sliding sleeve axially 24 become the associated pressure pieces 29 axially in the direction of the outer synchronizer ring 5 emotional. The pressure pieces 29 act on the outer synchronizer ring 5 against the spring force of the spring element 12 against the cone surface of the intermediate ring 9 which can also be referred to as a friction ring. Due to the speed difference between the sliding sleeve 24 and the output part 10 becomes the outer synchronizer ring 5 twisted. The teeth of the sliding sleeve 24 are opposite the teeth of the outer synchronizer ring 5 slightly offset in the circumferential direction, so that a switching through the sliding sleeve 24 is not possible as long as a speed difference exists. Due to the frictional forces on the surface pairings between the outer ring 5 and intermediate ring 9 on the one hand, and intermediate ring 9 and inner ring 7 On the other hand, there is a speed equalization between the synchronizer rings 5 . 7 . 9 ,

Im weiteren Verlauf der Synchronisierung wird die Schiebemuffe 24 weiterbewegt, wodurch sich stirnseitige Schrägen der Schiebemuffe und des Außensynchronrings 5 berühren. Hiermit beginnt die Hauptsynchronisierung, bei der die Schaltkraft arbeitsteilig über die Druckstücke 29 und über die Schiebemuffe 24 in den Außensynchronring 5 eingeleitet wird. Während der sogenannten Rutschphase lässt sich die Schiebemuffe nicht durchschalten.In the further course of the synchronization, the sliding sleeve 24 moved, resulting in frontal slopes of the sliding sleeve and the outer synchronizer ring 5 touch. This starts the main synchronization, in which the switching force division of labor on the plungers 29 and over the sliding sleeve 24 in the outer synchronizer ring 5 is initiated. During the so-called slip phase, the sliding sleeve can not be switched through.

Mit Erreichen des Gleichlaufs zwischen den Synchronringen 5, 7, 9, fällt das Reibmoment zwischen den Synchronringen gegen Null. Dies hat zur Folge, dass die an der Schiebemuffe 24 wirksamen Axialkräfte entsprechend reduziert werden. Ein öffnendes Verzahnungsmoment bewirkt über Zahnschrägen ein Rückdrehen des Außensynchronrings 5 gegenüber der Schiebemuffe 24. Die Schiebemuffe 24 kann in dieser Position weiter in Richtung Soll-Gang bzw. Kuppelposition verschoben werden. Dabei werden die federbeaufschlagten Kugeln 30 der Druckstücke 29 von der Schiebemuffe 24 überschoben womit die Synchronisierung beendet ist.With reaching the synchronism between the synchronizing rings 5 . 7 . 9 , the friction torque between the synchronizer rings drops to zero. This has the consequence that the on the sliding sleeve 24 effective axial forces are reduced accordingly. An opening toothing moment causes a reverse rotation of the outer synchronizer ring via tooth bevels 5 opposite the sliding sleeve 24 , The sliding sleeve 24 can be moved in this position further towards the desired gear or dome position. Here are the spring-loaded balls 30 the pressure pieces 29 from the sliding sleeve 24 shifted with which the synchronization is finished.

Im nachfolgenden Verfahrensschritt erfolgt das formschlüssige Eindocken der Verzahnung der Schiebemuffe 24 und der Verzahnung des Ausgangsrads 10. Der Leistungsfluss zwischen dem Eingangsrad 4 beziehungsweise der Antriebswelle 17 und dem Ausgangsrad 10 ist nunmehr hergestellt, so dass eine Drehmomentübertragung zwischen den genannten Bauteilen erfolgen kann.In the subsequent process step, the positive docking of the teeth of the sliding sleeve takes place 24 and the teeth of the output gear 10 , The power flow between the input wheel 4 or the drive shaft 17 and the output gear 10 is now made, so that a torque transmission between said components can take place.

Das erste Ausgangsteil 10 ist mit einem ersten Ring 33 fest verbunden, insbesondere verschweißt. Hierfür hat der erste Ring 33 eine ringförmige Ausnehmung, in der das Ausgangsteil 10 einsitzt. Radial innen hat der erste Ring 33 einen Nabenabschnitt, der auf einem Hülsenansatz 34 des ersten Antriebsrads 22 aufsitzt und mit diesem verschweißt ist. Erstes Ausgangsteil 10, erster Ring 33 und erstes Antriebsrad 22 bilden gemeinsam ein erstes Zahnrad, das mittels eines ersten Lagers 35 auf der Antriebswelle 17 drehbar gelagert. Das Lager 35 ist als Gleitlager gestaltet und umfasst zwei Lagerbuchsen, wobei auch andere geeignete Lagermittel denkbar wären. In axiale Richtung ist das erste Zahnrad zwischen der Anlaufscheibe 15 und einer hierzu beabstandeten Anlaufscheibe 36 axial fixiert. Die Scheibe 15 sitzt auf einer Sitzfläche der Antriebswelle 17 mit Übermaßpassung (Presspassung) und ist gegen eine Schulter der Antriebswelle axial abgestützt. Die zweite Scheibe 36 ist über einen Sicherungsring 37 gegen die Antriebswelle 17 in entgegengesetzter axialer Richtung abgestützt. Das zweite Ausgangsteil 10', der zweite Ring 33' und das zweite Antriebsrad 23 bilden entsprechend ein zweites Zahnrad, welches analog zum ersten Zahnrad gestaltet ist. Insofern wird hinsichtlich aller Gemeinsamkeiten auf die Beschreibung zum ersten Zahnrad Bezug genommen, wobei einander entsprechende Einzelheiten mit denselben Bezugszeichen mit Indizes versehen sind.The first output part 10 is with a first ring 33 firmly connected, in particular welded. This is the first ring 33 an annular recess in which the output part 10 seated. Radial inside has the first ring 33 a hub section resting on a sleeve neck 34 of the first drive wheel 22 is seated and welded with this. First exit part 10 , first ring 33 and first drive wheel 22 together form a first gear, by means of a first bearing 35 on the drive shaft 17 rotatably mounted. The warehouse 35 is designed as a sliding bearing and comprises two bushings, although other suitable storage means would be conceivable. In the axial direction, the first gear is between the thrust washer 15 and a thrust washer spaced therefrom 36 axially fixed. The disc 15 sits on a seat of the drive shaft 17 with interference fit (press fit) and is axially supported against a shoulder of the drive shaft. The second disc 36 is about a circlip 37 against the drive shaft 17 supported in opposite axial direction. The second output part 10 ' , the second ring 33 ' and the second drive wheel 23 form correspondingly a second gear, which is designed analogously to the first gear. In this respect, reference is made to the description of the first gear with respect to all similarities, with corresponding details are provided with the same reference numerals with indices.

In 7 ist ferner erkennbar, dass die Antriebswelle 17 eine Längsbohrung 38 und je Sitzfläche für die hierauf angeordneten Zahnräder mehrere über den Umfang verteilte Querbohrungen 39, 39' aufweist. Das Eingangsteil 4 ist mit Presspassung mit der Antriebswelle 17 drehfest verbunden. Zur Axialsicherung ist ein Sicherungsring 40 vorgesehen, der in entsprechende Ringnuten der Antriebswelle 17 beziehungsweise des Eingangsteils 4 eingreift.In 7 It can also be seen that the drive shaft 17 a longitudinal bore 38 and per seat for the gear wheels arranged thereon a plurality of distributed over the circumference transverse bores 39 . 39 ' having. The entrance part 4 is with interference fit with the drive shaft 17 rotatably connected. For axial locking is a circlip 40 provided in the corresponding annular grooves of the drive shaft 17 or the input part 4 intervenes.

8 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung 42 mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung 21 nach 7 in schematischer Darstellung. 8th shows a drive arrangement according to the invention 42 with a coupling arrangement according to the invention 21 to 7 in a schematic representation.

Die Antriebsanordnung 42 umfasst eine elektrische Maschine 43, ein Schaltgetriebe 44 und ein Differentialgetriebe 45. Die Antriebsanordnung 42, welche auch als Elektroantrieb bezeichnet werden kann, dient zum Antreiben der Antriebsachse 46 eines Kraftfahrzeugs. Die elektrische Maschine 43 umfasst einen Stator 46 und einen hierzu drehbaren Rotor 47, der bei Bestromen der elektrischen Maschine eine Motorwelle 48 drehend antreibt. Die Drehbewegung der Motorwelle 48 wird auf die Antriebswelle 17 des Schaltgetriebes 44 übertragen. Die elektrische Maschine 43 wird von einer Batterie mit elektrischem Strom versorgt, wobei die Batterie im Generatorbetrieb auch von der elektrischen Maschine aufgeladen werden kann.The drive arrangement 42 includes an electric machine 43 , a manual transmission 44 and a differential gear 45 , The drive arrangement 42 . which may also be referred to as an electric drive, serves to drive the drive axle 46 of a motor vehicle. The electric machine 43 includes a stator 46 and a rotatable rotor for this purpose 47 , which is a motor shaft when the electric machine is energized 48 rotating drives. The rotational movement of the motor shaft 48 is on the drive shaft 17 of the gearbox 44 transfer. The electric machine 43 is powered by a battery with electrical power, the battery can be charged in the generator mode by the electric machine.

Das Schaltgetriebe 44 umfasst zwei Schaltstufen, so dass eingeleitetes Drehmoment von der Antriebswelle 17 auf eine Zwischenwelle 50 mit zwei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen i1, i2 übertragen werden kann. Die Zwischenwelle 50 ist um eine zur ersten Drehachse A1 parallele zweite Drehachse A2 im Gehäuse 49 drehbar gelagert und ist mit dem Differentialträger 51 des Differentialgetriebes 45 antriebsverbunden. Mittels des Differentialgetriebes 45 wird das eingeleitete Drehmoment auf zwei Seitenwellen 52, 52' zum Antreiben der Fahrzeugräder 53, 53' aufgeteilt. Dabei ist die Drehachse A3 des Differentialgetriebes 45 parallel zur Drehachse A2 der Zwischenwelle 50 angeordnet.The manual transmission 44 includes two shift stages, allowing torque input from the drive shaft 17 on an intermediate shaft 50 can be transmitted with two different gear ratios i1, i2. The intermediate shaft 50 is about a second axis of rotation A2 parallel to the first axis of rotation A1 in the housing 49 rotatably mounted and is connected to the differential carrier 51 of the differential gear 45 drive-connected. By means of the differential gear 45 is the torque introduced on two side shafts 52 . 52 ' for driving the vehicle wheels 53 . 53 ' divided up. In this case, the axis of rotation A3 of the differential gear 45 parallel to the axis of rotation A2 of the intermediate shaft 50 arranged.

Das Schaltgetriebe 44 kann von der Kupplungsanordnung 21 wahlweise in Neutralstellung, den ersten Gang oder den zweiten Gang geschaltet werden. Die Kupplungsanordnung 21 ist von dem Aktuator 54 betätigbar, welcher von einer elektronischen Regeleinheit angesteuert wird.The manual transmission 44 can from the clutch assembly 21 optionally in neutral, first gear or second gear. The coupling arrangement 21 is from the actuator 54 actuated, which is controlled by an electronic control unit.

Das Schaltgetriebe 44 ist als Untersetzungsgetriebe gestaltet, so dass eine vom Elektromotor 43 eingeleitete Drehbewegung vom Schnellen ins Langsame übersetzt wird. Die erste Übersetzungsstufe umfasst das auf der Antriebswelle 17 drehbar gelagerte erste Antriebsrad 22 und ein drehfest mit der Zwischenwelle 50 verbundenes erstes Zwischenrad 54, die miteinander in Verzahnungseingriff sind. Erstes Antriebsrad 22 und erstes Zwischenrad 54 bilden einen ersten Rädersatz mit einem ersten Übersetzungsverhältnis i1. Die zweite Übersetzungsstufe umfasst das auf der Antriebswelle 17 drehbar gelagerte zweite Antriebsrad 23 und ein drehfest mit der Zwischenwelle 50 verbundenes zweites Zwischenrad 55, die miteinander in Verzahnungseingriff sind. Zweites Antriebsrad 23 und zweites Zwischenrad 55 bilden einen zweiten Rädersatz mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis i2. Eine dritte Übersetzungsstufe umfasst ein mit der Zwischenwelle 50 drehfest verbundenes Abtriebsrad 56 und ein hiermit kämmendes fest mit dem Differentialträger 51 verbundenes Ringrad 57. Das Abtriebsrad 56 der Zwischenwelle 50 und das Ringrad 57 bilden dabei einen dritten Rädersatz mit einem dritten Übersetzungsverhältnis i3.The manual transmission 44 is designed as a reduction gear, so that one of the electric motor 43 initiated rotational movement is translated from fast to slow. The first translation stage includes that on the drive shaft 17 rotatably mounted first drive wheel 22 and a non-rotatable with the intermediate shaft 50 connected first idler 54 meshing with each other. First drive wheel 22 and first idler 54 form a first gear set with a first gear ratio i1. The second translation stage includes that on the drive shaft 17 rotatably mounted second drive wheel 23 and a non-rotatable with the intermediate shaft 50 Connected second intermediate 55 meshing with each other. Second drive wheel 23 and second idler 55 form a second gear set with a second gear ratio i2. A third translation stage includes one with the intermediate shaft 50 rotatably connected output gear 56 and an intermeshing firmly with the differential carrier 51 connected ring gear 57 , The driven wheel 56 the intermediate shaft 50 and the ringwheel 57 form a third gear set with a third gear ratio i3.

Im Folgenden wird die Schaltung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 2 erläutert. Das Schaltgetriebe 44 bildet eine Zweigangschaltung, welche durch einen ersten Leistungspfad und einen funktional parallelen zweiten Leistungspfad umfasst. Durch entsprechendes Ansteuern der Kupplungsanordnung 21 kann Drehmoment wahlweise über den ersten Leistungspfad oder alternativ über den zweiten Leistungspfad von der elektrischen Maschine 43 auf das Differential 45 beziehungsweise die Antriebsachse 46 übertragen werden.In the following, the circuit of the drive arrangement according to the invention 2 explained. The manual transmission 44 forms a two-speed circuit comprising a first power path and a functionally parallel second power path. By appropriate activation of the coupling arrangement 21 Torque may optionally be via the first power path or alternatively via the second power path from the electric machine 43 on the differential 45 or the drive axle 46 be transmitted.

In Neutralposition (N), welche auch als Leerlaufposition bezeichnet werden kann, befindet sich die Schaltmuffe 24 in einer zentralen Stellung. In dieser Position sind die elektrische Maschine 43 und das Differential 5 voneinander entkoppelt, so dass keine Drehmomentübertragung zwischen den Seitenwellen 52, 52' und dem Elektromotor 43 erfolgen kann. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn das Kraftfahrzeug im Fall einer Panne abgeschleppt werden muss.In neutral position (N), which can also be referred to as idle position, is the shift sleeve 24 in a central position. In this position are the electric machine 43 and the differential 5 decoupled from each other, so no torque transmission between the side shafts 52 . 52 ' and the electric motor 43 can be done. This is necessary, for example, if the motor vehicle has to be towed in the event of a breakdown.

In der ersten Schaltposition (P1), ist die Schiebemuffe 24 mit dem ersten Ausgangsteil 10, respektive ersten Antriebsrad 22 drehfest verbunden. Es wird Drehmoment vom Elektromotor 43 auf das Differential 45 über den ersten Leistungspfad übertragen. Dabei umfasst der erste Leistungspfad die vom Elektromotor 3 angetriebene Antriebswelle 17, das Eingangsteil 4, das erste Antriebsrad 22, das erste Zwischenrad 54, die Zwischenwelle 50 und das Abtriebsrad 56, das mit dem Ringrad 57 zum Antreiben des Differentials 45 in Verzahnungseingriff ist.In the first switching position (P1), the sliding sleeve is 24 with the first output part 10 , respectively first drive wheel 22 rotatably connected. It gets torque from the electric motor 43 on the differential 45 transmitted over the first power path. In this case, the first power path includes that of the electric motor 3 driven drive shaft 17 , the entrance part 4 , the first drive wheel 22 , the first idler 54 , the intermediate shaft 50 and the output gear 56 that with the ring gear 57 for driving the differential 45 is in meshing engagement.

In der zweiten Schaltposition (P2) ist die Schiebemuffe 24 mit dem zweiten Ausgangsteil 10', respektive zweiten Antriebsrad 23 gekoppelt, so dass Drehmoment über den zweiten Leistungspfad übertragen wird. Dabei umfasst der zweite Leistungspfad die Antriebswelle 17, das Eingangsteil 4, das zweite Antriebsrad 23, das zweite Zwischenrad 55, die Zwischenwelle 50 und das Abtriebsrad 56, das mit dem Ringrad 57 kämmt.In the second switching position (P2) is the sliding sleeve 24 with the second output part 10 ' , respectively second drive wheel 23 coupled so that torque is transmitted via the second power path. In this case, the second power path includes the drive shaft 17 , the entrance part 4 , the second drive wheel 23 , the second idler 55 , the intermediate shaft 50 and the output gear 56 that with the ring gear 57 combs.

Insgesamt hat die Antriebsanordnung 42 drei Zahnradpaarungen: das erste Antriebsrad 22 und das erste Zwischenrad 54 (erste Zahnradpaarung), das zweite Antriebsrad 23 und das zweite Zwischenrad 55 (zweite Zahnradpaarung), und das Abtriebsrad 56 und das Ringrad 57 (dritte Zahnradpaarung). Je nach Schaltstellung der Kupplungseinheit 21 erfolgt der Antrieb über die erste oder die zweite Zahnradpaarung, so dass sich zwei Gangschaltstufen ergeben.Overall, the drive assembly 42 three gear pairs: the first drive wheel 22 and the first idler 54 (first gear pair), the second drive wheel 23 and the second idler 55 (second gear pair), and the output gear 56 and the ringwheel 57 (third gear pairing). Depending on the switching position of the coupling unit 21 the drive via the first or the second gear pairing, so that there are two gear shift stages.

Ein Vorteil der Synchronisiereinrichtung, Kupplungsanordnung beziehungsweise Antriebsanordnung ist, dass diese aufgrund der integrierten Feder 12 insbesondere auch bei Hochdrehzahlanwendungen stabilisiert ist, was sich günstig auf den Verschleiß auswirkt. Gleichzeitig kann der Bauraum klein gehalten werden.An advantage of the synchronizer, clutch assembly or drive arrangement is that this due to the integrated spring 12 is stabilized especially at high speed applications, which has a favorable effect on the wear. At the same time the space can be kept small.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: Synchronisiereinrichtungsynchronizer
3, 3'3, 3 ': Synchronisiermechanismussynchronizing
44: Eingangsteilintroductory
5, 5'5, 5 ': Außenringouter ring
6, 6'6, 6 ': Innenkonusinner cone
7, 7'7, 7 ': Innenringinner ring
8, 8'8, 8 ': Außenkonusouter cone
9, 9'9, 9 ': Zwischenringintermediate ring
10, 10'10, 10 ': Ausgangsteiloutput portion
1111: BiegegelenkabschnittBending hinge section
1212: Federelementspring element
1313: Befestigungsabschnittattachment section
1414: Federzungespring tongue
15, 15'15, 15 ': Scheibedisc
16, 16'16, 16 ': Stützflächesupport surface
1717: Wellewave
1818: Druckflächeprint area
1919: Anlageflächecontact surface
2020: erster Schenkelfirst leg
2121: Kupplungsanordnungclutch assembly
2222: erstes Antriebsradfirst drive wheel
2323: zweites Antriebsradsecond drive wheel
2424: Koppelelementcoupling element
2525: Lagercamp
2626: Lagercamp
2727: Gleitsteinslide
2828: Ringnutring groove
2929: DruckstückPressure piece
3030: KugelBullet
3131: Maximummaximum
3232: Federfeather
33, 33'33, 33 ': Ringring
34, 34'34, 34 ': Hülsenansatzsleeve extension
35, 35'35, 35 ': Lagercamp
36, 36'36, 36 ': Anlaufscheibethrust washer
3737: Sicherungsringcirclip
3838: Längsbohrunglongitudinal bore
3939: Querbohrungcross hole
4040: Sicherungsringcirclip
4141: zweiter Schenkelsecond leg
4242: Antriebsanordnungdrive arrangement
4343: Maschinemachine
4444: Schaltgetriebemanual transmission
4545: Differentialgetriebedifferential gear
4646: Statorstator
4747: Rotorrotor
4848: Motorwellemotor shaft
4949: Gehäusecasing
5050: Zwischenwelleintermediate shaft
5151: Differentialträgerdifferential carrier
52, 52'52, 52 ': Seitenwellesideshaft
53, 53'53, 53 ': Fahrzeugrädervehicle wheels
5454: Aktuatoractuator
5555: zweites Zwischenradsecond intermediate wheel
5656: Abtriebsradoutput gear
5757: Ringradring gear
A1, A2, A3A1, A2, A3: Drehachseaxis of rotation
i1, i2i1, i2: Übersetzungsverhältnisratio
NN: Neutralpositionneutral position
P1, P2P1, P2: Schaltpositionswitch position
V1, V2V1, V2: Abstanddistance

Claims

Synchronizing device comprising: an input part ( 4 ) which is rotatably drivable about an axis of rotation (A), an output part ( 10 ) coaxial with the input part ( 4 ) and is rotatable relative thereto, a synchronizer ring ( 5 ), which is connected to the input part ( 4 ) is rotatably and axially movably connected, wherein the synchronizer ring ( 5 ) at least indirectly with the output part ( 10 ) can be brought into frictional contact to a speed of the input part ( 4 ) and a speed of the output part ( 10 ) to match one another, a spring element ( 12 ), which between the input part ( 4 ) and the synchronizer ring ( 5 ) is arranged with bias such that the spring element ( 12 ) the synchronizer ring ( 5 ) in the direction of the entrance part ( 4 ) acted upon axially, wherein the spring element ( 12 ) an attachment portion ( 13 ) which axially and radially on the input part ( 4 ) is attached.

Synchronizing device according to claim 1, characterized in that the fixing portion ( 13 ) is designed as a ring portion, which coaxial with the input part ( 4 ) and between an annular support surface of the input part ( 4 ) and a thrust washer ( 15 ) is axially fixed.

Synchronizing device according to claim 1 or 2, characterized in that the spring element ( 12 ) is designed such that one of the spring element ( 12 ) on the synchronizer ring ( 5 ) acting biasing force with increasing speeds remains at least constant.

Synchronizing device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring element ( 12 ) a plurality of circumferentially distributed elastic spring tongues ( 14 ) extending from the mounting portion (FIG. 13 ) extend outwards, wherein the spring tongues ( 14 ) one printing surface each ( 18 ) for axial loading of the synchronizer ring ( 5 ) exhibit.

Synchronizing device according to claim 4, characterized in that between the mounting portion ( 13 ) and the spring tongue ( 14 ) each a bending joint section ( 20 ) is provided, with one on the spring tongue ( 14 ) centrifugal force acting on rotation a moment about the bending joint portion ( 20 ), so that the printing surface ( 18 ) of the spring tongue ( 14 ) in the direction of synchronizer ring ( 5 ) is applied.

Synchronizing device according to claim 5, characterized in that the elastic spring tongue ( 14 ) Is S-shaped and starting from the attachment portion ( 13 ) a first leg ( 20 ), which extends axially from the synchronizer ring ( 5 ) extends, a reversing section ( 31 ) and a second leg ( 41 ), which extends axially onto the synchronizer ring ( 5 ) to extend.

Synchronizing device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the pressure surfaces ( 18 ) relative to the attachment portion ( 13 ) towards the entrance ( 4 ) are offset axially and radially outside the mounting portion ( 13 ) lie.

Synchronizing device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spring element ( 12 ) is made of flat material, in particular of sheet metal material.

Synchronizing device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the input part ( 4 ) has a contact surface, against which the synchronizer ring ( 5 ) of the spring element ( 12 ) is axially brought into abutment.

Synchronizing device according to one of claims 1 to 9, characterized in that exactly one spring element ( 12 ) is provided.

Coupling arrangement with a synchronizing device according to one of claims 1 to 10, comprising: a drive shaft ( 17 ) connected to the input part ( 4 ) is rotatably connected; a coaxial to the drive shaft ( 17 ) rotatably mounted first drive wheel ( 22 ) connected to the output part ( 10 ) is rotatably connected; a coupling element ( 24 ), which rotatably and axially displaceable with the input part ( 4 ) and is axially movable by a controllable actuator to the input part ( 4 ) and the output part ( 10 ) to transmit a torque to each other.

Coupling arrangement according to claim 11, characterized in that the spring element ( 12 ) between one with the drive shaft ( 17 ) associated support disk ( 15 ) and the input part ( 4 ) is axially fixed.

Coupling arrangement according to one of claims 11 or 12, characterized in that the first drive wheel ( 22 ) against a support surface of the support disk ( 15 ) is axially supported, wherein the support surface is made of friction-reducing material.

Drive arrangement for a motor vehicle, comprising: a manual transmission ( 44 ) and a differential gear ( 45 ), whereby the manual transmission ( 44 ) a rotationally driven drive shaft ( 17 ), one to the drive shaft ( 17 ) parallel intermediate shaft ( 50 ), at least a first shift stage with a first gear set ( 22 . 54 ) for transmitting torque from the drive shaft to the intermediate shaft with a first gear ratio (i1) and a second shift stage with a second gear set ( 23 . 55 ) for transmitting torque from the drive shaft to the intermediate shaft with a second transmission ratio (i2), and a clutch assembly ( 21 ) for selectively switching the first and second switching stages; the intermediate shaft ( 50 ) a driven wheel ( 56 ) for transmitting torque to a differential carrier ( 51 ) of the differential gear ( 45 ), wherein an axis of rotation (A3) of the differential carrier ( 51 ) parallel to the intermediate shaft ( 50 ), characterized in that the coupling arrangement ( 21 ) a synchronizer ( 2 ) according to one of claims 1 to 10.

Drive arrangement according to claim 14, characterized in that the first transmission ratio (i1) is greater than the second transmission ratio (i2), wherein the synchronizing device ( 2 ) with spring element ( 12 ) is assigned to the first switching stage with the first transmission ratio (i1).

Drive arrangement according to one of claims 14 or 15, characterized in that the coupling element ( 24 ) is designed in the form of a sliding sleeve, which on the input part ( 4 ) held against rotation and with respect to this by means of an actuator ( 51 ) is axially displaceable, wherein the sliding sleeve in a neutral position (N) relative to the first and second output part ( 10 ) is freely rotatable, in a first switching position (P1) with the first output part ( 10 ) and in a second switching position (P2) with the second output part ( 10 ' ) is rotatably connected.