DE102015215641A1

DE102015215641A1 - Druckstück sowie Getriebe

Info

Publication number: DE102015215641A1
Application number: DE102015215641.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Nikolaizig
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-08-17
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2017-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckstück für eine Synchronisiereinheit eines Fahrzeuggetriebes umfassend einen Grundkörper, ein im Grundkörper bewegliches Rastelement und ein das Rastelement beaufschlagendes Vorspannelement, wobei das Vorspannelement im Grundkörper an einer Abstützstelle abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützstelle durch ein Versteifungselement verstärkt ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Getriebe.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckstück für eine Synchronisiereinheit eines Fahrzeuggetriebes umfassend einen Grundkörper, ein im Grundkörper bewegliches Rastelement und ein das Rastelement beaufschlagendes Vorspannelement, wobei das Vorspannelement im Grundkörper an eine Abstützstelle abgestützt ist.
Die Synchronisiereinheiten in einem Fahrzeuggetriebe dienen dazu, beim Gangeinlegen für eine Synchronisierung der Drehzahlen eines Losrades mit der Welle, mit dem das Losrad zum Gangeinlegen drehfest zu verbinden ist, zu bewirken. Dadurch können die beim Gangeinlegen zusammenwirkenden Komponenten wie Schiebemuffe und Losrad im Betrieb geschont werden. Darüber hinaus werden laute Geräusche beim Gangeinlegen vermieden.
Aus der DE 10 2011 081 994 A1 geht eine Synchronisiereinheit für ein Fahrzeugwechselgetriebe hervor. Die Synchronisiereinheit umfasst ein Druckstück, in dem ein als Kugel ausgebildetes Rastelement vorhanden ist. Die Kugel hat eine Gegenkontur in der Schiebemuffe. Das Druckstück wandert beim Gangeinlegen mit der Schiebemuffe mit, bis es am Synchronring anschlägt und dadurch über Reibungskräfte zu einer Vorsynchronisierung führt. Das Druckstück wird also im ersten Abschnitt des Synchronisierprozesses benötigt. Dabei verhindert das Druckstück ein Taumeln des Synchronrings.
Dieses Druckstück kann aus Kunststoff gefertigt sein. Bei diesen Druckstücken besteht manchmal das Problem, dass sie verschleißen.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Druckstück anzugeben, dessen Lebensdauer erhöht ist.
Zur Lösung dieses Problems wird ein Druckstück mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Als Kern der Erfindung wird angesehen, dass die Abstützstelle des Vorspannelementes gegenüber Krafteinwirkungen geschützt wirkt. Dies geschieht durch ein Versteifungselement.
Bevorzugt ist der Grundkörper zumindest teilweise aus Kunststoff. Dadurch kann das Gewicht des Druckstücks insgesamt niedrig gehalten werden.
Besonders bevorzugt ist der Grundkörper durch Kunststoff-Spritzguss hergestellt und das Versteifungselement in den Grundkörper eingespritzt. Eingespritzt bedeutet dabei, dass das Versteifungselement während des Spritzgussvorgangs mit dem Grundkörper verbunden wird. Dabei können Teilflächen des Versteifungselementes frei bleiben, sodass das Vorspannenelement in der Montageposition direkt auf dem Versteifungselement gelagert ist.
Alternativ kann das Versteifungselement auch vollständig vom Kunststoff umschlossen sein. Sollte sich das Versteifungselement durch den Kunststoff hindurcharbeiten stößt es dann nach einer gewissen Wegstrecke auf das Versteifungselement.
Weiter alternativ kann das Versteifungselement in den fertigen Grundkörper eingelegt werden. Dies erfordert allerdings einen weiteren Montageschritt nach dem Spritzgießen, weswegen das Einspritzen des Versteifungselementes in den Grundkörper bevorzugt ist.
Vorzugsweise kann das Versteifungselement plattenförmig ausgebildet sein. Dann ist seine Höhe wenigstens um den Faktor 3 kleiner als die Erstreckung in radialer Richtung. Insbesondere kann das Versteifungselement kreisscheibenförmig ausgebildet sein.
Dabei kann sich das Versteifungselement gradlinig erstrecken, d.h. flach sein. Es kann aber auch eine leichte Biegung aufweisen, sodass es wie ein Kugelsegment geformt ist. Bei dieser Ausgestaltung kann das Versteifungselement helfen, das Vorspannelement zu zentrieren.
Vorteilhafterweise kann das Versteifungselement am Boden eine als Sackloch ausgestaltete Ausnehmung aufweisen. D.h. dass das Versteifungselement topfförmig ausgebildet sein kann. Dadurch wird das Versteifungselement in radialer Richtung fixiert, während es nur in axialer Richtung beweglich ist, falls es nicht in den Grundkörper eingespritzt ist. Weiterhin wird bei dieser Ausgestaltung das Vorspannelement automatisch zum Versteifungselement geführt, das Sackloch dient dabei als eine Art Zentrierhilfe. Dabei wird davon ausgegangen, dass das Versteifungselement den Boden des Grundkörpers im Wesentlichen bedeckt. Insbesondere kann der Boden des Grundkörpers zu mehr als 90 Prozent bedeckt sein.
Vorteilhafterweise können das Vorspannelement als Spiralfeder und das Rastelement als Kugel ausgebildet sein.
Daneben betrifft die Erfindung ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Synchronisiereinheit, wobei die Synchronisiereinheit an einer Welle angeordnet ist und wenigstens ein Sperrelement sowie eine Schiebemuffe umfasst, wobei das Sperrelement eine Bewegung der Schiebemuffe einschränkt, solange ein an der Welle angeordnetes Losrad nicht synchron mit der Schiebemuffe läuft und wobei weiterhin wenigstens ein Druckstück zwischen dem Sperrelement und der Schiebemuffe angeordnet ist. Das Getriebe zeichnet sich dadurch aus, dass das Druckstück wie beschrieben ausgebildet ist.
Bei dem Sperrelement kann es sich um einen Synchronring handeln. Weiterhin kann die Schiebemuffe auf einem Synchronkörper axial beweglich gelagert sein. Der Synchronkörper ist fest mit der Welle verbunden, während die Schiebemuffe drehfest mit dem Synchronkörper verbunden ist aber wie bereits beschrieben axial beweglich. Die Synchronisiereinheit kann zum Synchronisieren eines oder zweier Losräder verwendet werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
1 eine Synchronisiereinheit, und
2. ein Druckstück.
1 zeigt einen Teil einer Synchronisiereinheit 1 umfassend einen Synchronkörper 2, ein im Synchronkörper 2 gelagertes Druckstück 3, eine Schiebemuffe 4 sowie einen Synchronring 5 bzw. 6. Da die Synchronisiereinheit 1 zur Synchronisierung zweier unterschiedlicher Gangstufen verwendet werden soll weist die Synchronisiereinheit 1 zwei Synchronringe 5 und 6 auf, jeweils ein Synchronring für einen Gang. Dementsprechend dient das Druckstück 3 auch zum Vorsynchronisieren zweier Gänge.
2 zeigt das Druckstück gemäß 1 im Detail. Dieses weist als Rastelement 7 eine Kugel und als Vorspannelement 8 eine Schraubenfeder auf. Diese sind im Grundkörper 9 aufgenommen. Der Grundkörper 9 umfasst einen Synchronisierabschnitt 10 und einen Aufnahmeabschnitt 12. Der Aufnahmeabschnitt 12 des Grundkörpers 9 dient zur Aufnahme des Vorspannelementes 8. Am Boden des Aufnahmeabschnitts 12 befindet sich ein Versteifungselement 14, das den Boden des Aufnahmeabschnitts 12 bedeckt. Das Versteifungselement 14 ist plattenförmig ausgebildet, in der Ausgestaltung nach 2 ist es kreisscheibenförmig. Alternativ kann das Versteifungselement 14 auch topfförmig ausgebildet sein. Durch das Versteifungselement 14 wird der Boden des Grundkörpers 9 bzw. des Aufnahmebereichs 12 gegen ein Einarbeiten der Schraubenfeder geschützt. Daher ist das Versteifungselement 14 bevorzugt aus Metall.
Auch nicht-metallische Werkstoffe sind geeignet, benötigen aber eine größere Dicke des Versteifungselementes 14. Aus Platzgründen wird daher Metall als Werkstoff bevorzugt.
Bezugszeichenliste

1: Synchronisiereinheit
2: Synchronkörper
3: Druckstück
4: Schiebemuffe
5: Synchronring
6: Synchronring
7: Rastelement
8: Vorspannelement
9: Grundkörper
10: Synchronisierabschnitt
12: Aufnahmeabschnitt
14: Versteifungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011081994 A1 [0003]

Claims

Druckstück (3) für eine Synchronisiereinheit (1) eines Fahrzeuggetriebes umfassend einen Grundkörper (9), ein im Grundkörper (9) bewegliches Rastelement (7) und ein das Rastelement (7) beaufschlagendes Vorspannelement (8), wobei das Vorspannelement (8) im Grundkörper (9) an einer Abstützstelle abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützstelle durch ein Versteifungselement (14) verstärkt ist.
Druckstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (14) plattenförmig ausgebildet ist.
Druckstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (14) kreisscheibenförmig ausgebildet ist.
Druckstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (14) topfförmig ausgebildet ist.
Druckstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (14) aus Metall ist.
Druckstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (9) aus Kunststoff ist.
Druckstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (9) durch Kunststoff-Spritzguß hergestellt ist und das Versteifungselement (14) in den Grundkörper (9) eingespritzt ist.
Druckstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (14) am Boden einer als Sackloch ausgestalteten Ausnehmung angeordnet ist.
Druckstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (8) als Spiralfeder ausgebildet ist.
Druckstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (7) als Kugel ausgebildet ist.
Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Synchronisiereinheit (1), wobei die Synchronisiereinheit (1) an einer Welle angeordnet ist und einen Sperrelement sowie eine Schiebemuffe (4) umfasst, wobei das Sperrelement eine Bewegung der Schiebemuffe (4) einschränkt, solange ein an der Welle angeordnetes Losrad nicht synchron mit der Schiebemuffe (4) läuft und wobei weiterhin wenigstens ein Druckstück (3) zwischen dem Sperrelement und der Schiebemuffe (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.