DE102015210686A1

DE102015210686A1 - Synchronkörper

Info

Publication number: DE102015210686A1
Application number: DE102015210686.1A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Giehl; Ralph Schimpf
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2016-12-15
Also published as: CN107636336A; CN107636336B; WO2016198071A1

Abstract

Synchronkörper (1) für eine Synchronisiereinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes, mit einem eine Außenverzahnung (3) aufweisenden Ringteil (2) und einem eine Ausnehmung (4) für eine Getriebewelle aufweisenden Innenring (5), die über eine Überholkupplung miteinander gekoppelt sind, die als Keilscheibenfreilauf ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Synchronkörper für eine Synchronisiereinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes, mit einem eine Außenverzahnung aufweisenden Ringteil und einem eine Ausnehmung für eine Getriebewelle aufweisenden Innenring, die über eine Überholkupplung miteinander gekoppelt sind.
Ein derartiger Synchronkörper ist aus der DE 11 2009 005 205 T5 bekannt. Synchronkörper sind Bestandteil einer Synchronisiereinrichtung, die in einem handgeschalteten Getriebe eingesetzt wird, um auf komfortable Art ein Schalten zwischen einzelnen Gangstufen zu ermöglichen. Beim Schaltvorgang wird mittels verschiedener Elemente der Synchronisiereinrichtung die Umfangsgeschwindigkeit eines Gangrads der Umfangsgeschwindigkeit der Getriebewelle angepasst und anschließend eine formschlüssige Verbindung zwischen der Getriebewelle und diesem Gangrad hergestellt. Die Getriebewelle und eine Schiebemuffe sind dabei durch den Synchronkörper der Synchronisiereinrichtung drehfest miteinander verbunden. Dies erfolgt in der Regel dadurch, dass einerseits ein am Innenumfang des Synchronkörpers ausgebildetes Profil als Innenverzahnung mit der Getriebewelle verbunden ist und andererseits die Schiebemuffe auf einer am Außenumfang des Synchronkörpers angeordneten Außenverzahnung entlang der Längsmittelachse der Getriebewelle verschiebbar ist. Der Synchronkörper kann auch als Anschlags- und/oder Führungselement für Synchronringe oder Reibringe dienen.
Aus der eingangs erwähnten Druckschrift ist ein Synchronkörper mit einer Überholkupplung, die auch als Freilauf bezeichnet wird, bekannt. Mittels dieses Freilaufs kann der Antriebsmotor im Schubbetrieb vom Antriebsstrang entkoppelt werden. Im Schubbetrieb, das heißt wenn der Motor keine Leistung abgibt, wird er durch die Schwungmasse des Fahrzeugs über den Antriebsstrang angetrieben. Da der Synchronkörper jedoch lediglich in einer Drehrichtung ein Drehmoment übertragen kann, erfolgt durch den Freilauf eine Unterbrechung des Antriebsstrangs, sodass ein vom Motor erzeugtes Bremsmoment im Schubbetrieb nicht auf den Antriebsstrang übertragen wird. Im Schubbetrieb öffnet die Überholkupplung (Freilauf) aufgrund von Drehzahlunterschieden. Daher erfolgt keine Verringerung der kinetischen Energie des Fahrzeugs durch das herkömmlicherweise vom Motor übertragene Bremsmoment.
Allerdings ist die Leistungsdichte herkömmlicher Freiläufe begrenzt. Zur Übertragung eines großen Drehmoments wird daher ein Freilauf mit einem vergleichsweise großen Bauraum benötigt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Synchronkörper anzugeben, bei dem das Verhältnis der übertragbaren Leistung zum benötigten Bauraum verbessert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Synchronkörper der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Überholkupplung als Keilscheibenfreilauf ausgebildet ist.
Im Vergleich zu einem herkömmlichen Freilauf, der üblicherweise zum Beispiel als Rollen-Freilauf oder Klemmkörper-Freilauf ausgebildet ist, weist ein Keilscheibenfreilauf eine wesentlich höhere Leistungsdichte auf. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein herkömmlicher Synchronkörper, der bisher zumeist ohne Freilauf ausgeführt wurde, ohne Bauraumvergrößerung durch einen erfindungsgemäßen Synchronkörper ersetzt werden kann, der die Überholkupplung aufweist. Somit kann der erfindungsgemäße Synchronkörper ohne große bauliche Veränderungen in ein herkömmliches Getriebe integriert werden.
Im Rahmen der Erfindung wird es bevorzugt, dass der Keilscheibenfreilauf zwei axial nebeneinander angeordnete Keilscheiben aufweist, die radial innen auf einer rampenförmigen Kontur des Innenrings angeordnet und radial außen in eine Nut des Ringteils eingesetzt sind. Vorzugsweise umfasst der Keilscheibenfreilauf einen Innenring mit einer rampenförmigen Kontur, wodurch beim Betrieb eine Kraftkomponente entsteht, die die Keilscheiben bzw. Elemente der Keilscheiben radial nach außen drückt. Dadurch stützen sich diese an einer Kontaktfläche, insbesondere an einer Nut, des Ringteils ab. Somit entsteht eine Reibkraft, durch die ein Drehmoment übertragen werden kann.
Mit besonderem Vorteil können bei dem erfindungsgemäßen Synchronkörper Lagerungsringe kraft- oder formschlüssig mit dem Innenring oder dem Ringteil verbunden sein. Eine Kontaktfuge ist fixiert, die andere Fuge dient als Gleitlager. Entweder wird somit eine Relativbewegung zwischen dem Ringteil und den Lagerringen oder zwischen den Lagerringen und dem Innenring ermöglicht.
Im Hinblick auf die Lagerungsringe wird es bei dem erfindungsgemäßen Synchronkörper bevorzugt, dass diese aus Stahl oder aus einem Gleitlagermaterial wie Messing oder Bronze oder aus einem Gleitlagerverbundwerkstoff hergestellt sind. Optional können die Lagerungsringe eine Beschichtung aufweisen. Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Synchronkörpers sieht vor, dass das Ringteil mittels Wälzlagern auf dem Innenteil gelagert ist. Bei dieser Variante werden somit anstelle der Lagerungsringe Wälzlager eingesetzt.
Im Rahmen der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass der Synchronkörper eine oder mehrere Bohrungen und/oder Nuten und/oder Ausbrüche zum Zuführen eines Schmierstoffs zu einer Lagerstelle aufweist. Vorzugsweise sind die Bohrungen in Axialrichtung ausgebildet. Als Schmierstoff kann ein Schmieröl oder ein Schmierfett eingesetzt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Synchronkörpers in einer perspektivischen, teilweise geschnittenen Ansicht;
2 den Synchronköper von 1 in einer Explosionsdarstellung;
3 eine Seitenansicht des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Synchronkörpers; und
4 eine geschnittene Ansicht des Synchronkörpers entlang der Line IV-IV.
Der in den 1 bis 4 gezeigte Synchronkörper 1 ist für eine Synchronisiereinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes vorgesehen. Der Synchronkörper 1 umfasst einen als Ringteil 2 ausgebildeten Grundkörper, der eine Außenverzahnung 3 aufweist. Das Ringteil 2 weist eine Ausnehmung 4 auf, in die im montierten Zustand ein Innenring 5 eingesetzt ist. Der Innenring 5 weist seinerseits eine Ausnehmung 6 auf, die eine drehfeste Montage des Innenrings 5 an einer Getriebewelle ermöglicht. Das Ringteil 2 und der Innenring 5 sind über eine Überholkupplung miteinander gekoppelt, die als Keilscheibenfreilauf ausgebildet ist. Dazu weist der Innenring 5 an seiner Außenseite eine rampenförmige Kontur 7 auf, auf der zwei Keilscheiben 8, 9 axial nebeneinander angeordnet sind. In 1 erkennt man, dass die Keilscheiben 8, 9 außenseitig in eine umlaufende Nut 10 an der Innenseite des Ringteils 2 eingreifen. Die beiden Keilscheiben 8, 9 wirken wie Klemmkörper eines herkömmlichen Freilaufs.
In 2 erkennt man, dass die Keilscheiben 8, 9 sowohl radial innen als auch radial außen Aussparungen aufweisen, zudem sind die Keilscheiben 8, 9 beispielsweise, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, als offene Ringe ausgebildet. Die rampenförmige Kontur 7 bewirkt ähnlich wie bei einem herkömmlichen Freilauf, dass eine Drehung zwischen dem Ringteil 2 und dem Innenring 5 lediglich in einer Drehrichtung möglich ist. In diesem Zustand ist der Keilscheibenfreilauf geöffnet. Andererseits bewirkt die rampenförmige Kontur 7 zusammen mit den Keilscheiben 8, 9, dass der Keilscheibenfreilauf bei umgekehrter Drehrichtung geschlossen ist, sodass zwischen dem Innenring 5 und dem Ringteil 2 ein Drehmoment übertragen wird.
Die Schmierung des Synchronkörpers 1 erfolgt durch ein Schmieröl, dass durch axiale Bohrungen (nicht gezeigt) in dem Ringteil 2 zugeführt wird.
Axial neben den Keilscheiben 8, 9 sind Lagerungsringe 11, 12 angeordnet, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Gleitlagerwerkstoff wie Messing hergestellt sind. Daneben sind auch andere Werkstoffe denkbar, im einfachsten Fall können die Lagerungsringe aus Stahl gefertigt sein. Die Lagerungsringe 11, 12 lagern das Ringteil 2 auf dem Innenring 5. Wie bereits erwähnt wurde, sind auch alternative Ausgestaltungen möglich, bei denen das Ringteil 2 und der Innenring 5 durch Wälzlager gelagert sind.
Der in den 1 bis 4 gezeigte Synchronkörper zeichnet sich durch ein hohes Verhältnis der übertragbaren Leistung zum benötigten Bauraum aus. Da der Keilscheibenfreilauf lediglich einen geringen Bauraum erfordert, kann ein herkömmlicher Synchronkörper durch den in dieser Anmeldung beschrieben Synchronkörper ersetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Synchronkörper
2: Ringteil
3: Außenverzahnung
4: Ausnehmung
5: Innenring
6: Ausnehmung
7: Kontur
8: Keilscheibe
9: Keilscheibe
10: Nut
11: Lagerungsring
12: Lagerungsring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 112009005205 T5 [0002]

Claims

Synchronkörper (1) für eine Synchronisiereinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes, mit einem eine Außenverzahnung (3) aufweisenden Ringteil (2) und einem eine Ausnehmung (4) für eine Getriebewelle aufweisenden Innenring (5), die über eine Überholkupplung miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Überholkupplung als Keilscheibenfreilauf ausgebildet ist.
Synchronkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilscheibenfreilauf zwei axial nebeneinander angeordnete Keilscheiben (8, 9) aufweist, die radial innen auf einer rampenförmigen Kontur (7) des Innenrings (5) angeordnet und radial außen in eine Nut (10) des Ringteils (2) eingesetzt sind.
Synchronkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerungsringe (11, 12) kraft- oder formschlüssig mit dem Innenring (5) oder dem Ringteil (2) verbunden sind.
Synchronkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsringe (11, 12) aus Stahl oder aus einem Gleitlagermaterial wie Messing oder Bronze oder aus einem Gleitlager-Verbundwerkstoff hergestellt sind oder eine Beschichtung aufweisen.
Synchronkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringteil (2) mittels Wälzlagern auf dem Innenring (5) gelagert ist.
Synchronkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine oder mehrere Bohrungen zum Zuführen eines Schmierstoffs zu einer Lagerstelle aufweist.