DE102016208537A1

DE102016208537A1 - Druckstück einer Synchronisiereinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes

Info

Publication number: DE102016208537A1
Application number: DE102016208537.9A
Authority: DE
Inventors: Rafael Camargo Silva; Mario Willian Privatti
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2017-11-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckstück (1) einer Synchronisiereinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes, wobei das Druckstück (1) ein Gehäuseelement (2) umfasst oder in einem solchen angeordnet ist, wobei das Druckstück (1) einen in eine axiale Richtung (a) beweglich angeordneten Druckkörper (3) umfasst, der mittels eines Federelements (4) in axiale Richtung (a) vorgespannt ist und wobei das Federelement (4) ein bogenförmig ausgebildetes Bauteil aus federelastischem Material ist. Um eine einfachere Konstruktion des Druckstücks zu ermöglichen, die im Betrieb eine verminderte Reibung aufweist, sieht die Erfindung vor, dass das Federelement (4) als gebogener Streifen ausgebildet ist, der mit seinen beiden Enden (5, 6) im oder am Gehäuseelement (2) angeordnet ist und mit seinem zwischen den Enden (5, 6) liegenden Mittenbereich den Druckkörper (3) kontaktiert, wobei im Mittenbereich des Federelements (4) eine Ausnehmung (9) für den Druckkörper (3) ausgebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Druckstück einer Synchronisiereinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes, wobei das Druckstück ein Gehäuseelement umfasst oder in einem solchen angeordnet ist, wobei das Druckstück einen in eine axiale Richtung beweglich angeordneten Druckkörper umfasst, der mittels eines Federelements in axiale Richtung vorgespannt ist und wobei das Federelement ein bogenförmig ausgebildetes Bauteil aus federelastischem Material ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein gattungsgemäßes Druckstück ist aus der DE 102 25 269 A1 bekannt. Eine ähnliche Lösung zeigt die DE 103 37 588 A1 . Eine weitere ähnliche Lösung ist aus der DE 198 32 729 A1 bekannt. Insbesondere für die Vorsynchronisation werden axial bewegliche Druckstücke verwendet. Diese befinden sich in Aussparungen am Umfang des Synchronträger-Körpers. Der Druckkörper wird von einer Feder gegen eine Aussparung in der Schiebemuffe vorgespannt.
Der Aufbau eines solchen vorbekannten Druckstücks gemäß einer vorbekannten Ausführungsform ist in 1 dargestellt. Das Druckstück 1 weist ein Gehäuseelement 2 auf, in dem der Druckkörper 3 in Form einer Kugel in axiale Richtung a vorgespannt angeordnet ist, wobei ein Federelement 4 in Form einer Schraubenfeder besagte Vorspannung bewerkstelligt. Das Gehäuseelement 2 weist im Bodenbereich einen topfartigen Abschnitt auf, der der Schraubenfeder 4 einen axialen Anschlag bietet. Bei der Montage wird nach Einlegen der Schraubenfeder 4 in das Gehäuseelement die Kugel 3 durch die obere Öffnung des Gehäuseelements 2 hindurchgedrückt. Dies erfordert es, dass das Gehäuseelement 2 zumindest im Bereich des Kontakts mit der Kugel 3 gehärtet ist. Dies ist insbesondere auch erforderlich, damit die Kugel nach der Montage in die in 1 dargestellte Position dauerhaft im Gehäuseelement verbleibt.
Nachteilig ergeben sich damit relativ hohe Kosten bei der Herstellung des Druckstücks.
Bei der oben genannten DE 102 25 269 A1 sowie bei der DE 103 37 588 A1 wird das Federelement durch ein blattfederartiges Element realisiert, was bereits gewisse Vorteile bei der Montage bereitstellt. Nachteilig ist hier allerdings, dass im Betrieb des Druckstücks eine relativ hohe Reibung auftritt.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Druckstück bereitzustellen, das eine einfachere Konstruktion aufweist und im Betrieb eine verminderte Reibung aufweist. Ferner soll es möglich sein, auf kostenintensive Wärmebehandlung von Teilen des Druckstücks verzichten zu können.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement als gebogener Streifen ausgebildet ist, der mit seinen beiden Enden im oder am Gehäuseelement angeordnet ist und mit seinem zwischen den Enden liegenden Mittenbereich den Druckkörper kontaktiert, wobei im Mittenbereich des Federelements eine Ausnehmung für den Druckkörper ausgebildet ist.
Das Federelement ist hierbei bevorzugt als Blattfeder ausgebildet.
Im Gehäuseelement sind vorzugsweise nutförmige Ausnehmungen für die Enden des Federelements ausgebildet. Die Nuten sorgen für eine zuverlässige Führung der Enden des Federelements und damit für eine dauerhaft zuverlässige Funktion der Anordnung.
Der Druckkörper ist bevorzugt eine Kugel.
Das Gehäuseelement hat vorzugsweise eine Öffnung zum teilweisen Durchtritt des Druckkörpers. Diese Öffnung hat dabei bevorzugt eine maximale Breite (im Falle einer Kugel als Druckkörper: einen Durchmesser), die kleiner ist als die maximale Breite (im Falle einer Kugel als Druckkörper: als der Durchmesser) des Druckkörpers.
Das Gehäuseelement besteht bevorzugt aus Blech, insbesondere aus nicht gehärtetem Blech; der Druckkörper besteht bevorzugt aus Stahl.
Das Gehäuseelement kann dabei aus zwei Teilen bestehen, die miteinander verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet, sind.
Statt einer vielfach verwendeten Schraubenfeder wird also nach der vorliegenden Erfindung als Federelement ein blattförmiges Federblech eingesetzt, was vorteilhaft mit einem nicht-gehärteten Gehäuseelement kombiniert wird.
Für die Führung der Enden des Federelements können Führungsnuten im Gehäuseelement vorgesehen werden. Diese stellen auch die zuverlässige Positionierung des Federelements während des Betriebs der Anordnung sicher.
In vorteilhafter Weise erlaubt die vorgeschlagene Ausgestaltung des Druckstücks, ein Gehäuseelement zu verwenden, das nicht gehärtet werden muss. Durch den Einsatz des vorgeschlagenen Federelements ergeben sich neue Montagemöglichkeiten, die es nicht mehr wie bislang zwingend machen, dass die Kugel durch die obere Öffnung des Gehäuseelements bei der Montage gepresst wird (was bisher die oben beschriebene Wärmebehandlung erforderlich machte).
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass das Druckstück im Betrieb eine geringere Reibung aufweist.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass die Größe des Druckstücks und die für seine Verwendung benötigten Abmessungen verkleinert werden können. Insbesondere kann die Bauhöhe in axiale Richtung reduziert werden.
Weiterhin gestaltet sich die Montage des Druckstücks in die Synchronisiereinrichtung einfacher und damit kostengünstiger.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 im Radialschnitt ein Druckstück einer Synchronisiereinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes gemäß dem Stand der Technik,
2 im Radialschnitt ein solches Druckstück gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
3 das Federelement des Druckstücks in der Seitenansicht,
4 das Federelement des Druckstücks in der Draufsicht und
5 eine prinzipielle Darstellung des Druckstücks, gesehen aus Richtung „X“ gemäß 2.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den 2 bis 5 sind ein Druckstück 1 einer Synchronisiereinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes gemäß der Erfindung insgesamt bzw. Teile hiervon dargestellt. Das Druckstück 1 weist ein Gehäuseelement 2 auf, das im Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet ist, d. h. es besteht aus einem Teil 2‘ und einem Teil 2‘‘, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind (d. h. im Ausführungsbeispiel miteinander verschweißt sind). Im oberen Bereich weist das Gehäuseelement 2 eine Öffnung 10 auf, die einen Durchmesser d hat.
Im Gehäuseelement 2 ist ein Druckkörper 3 in Form einer Kugel mit einem Durchmesser D angeordnet, der von einem Federelement 4 in axiale Richtung a vorgespannt wird. Zur Funktionsweise des Druckstücks wird ausdrücklich auf die DE 198 32 729 A1 Bezug genommen, wo nähere Angaben hierzu gemacht sind. Gleichermaßen wird auf die DE 102 25 269 A1 und auf die DE 103 37 588 A1 Bezug genommen.
Wesentlich ist, dass das Federelement 4 ein bogenförmig ausgebildetes Bauteil aus federelastischem Material ist. Im Unterschied zu manchen der vorbekannten Lösungen wird als Federelement also keine Schraubenfeder eingesetzt, sondern ein Federelement 4 nach Art einer Blattfeder.
Das Federelement 4 ist in den 3 und 4 näher dargestellt. Hier ist zu sehen, dass das Federelement 2 Enden 5 und 6 aufweist; in einem Mittenbereich zwischen den beiden Enden 5, 6 ist eine Ausnehmung 9 vorhanden, die zur teilweisen Aufnahme der Kugel 3 dient. Hierdurch wird vorteilhaft eine geringe Reibung im Betrieb gewährleistet.
Aus 5 ist ersichtlich, dass im Gehäuseelement 2 für die beiden Enden 5 und 6 des Federelements 4 nutartige Ausnehmungen 7 und 8 eingearbeitet sind, die zur Aufnahme der Enden des Federelements 4 dienen. Damit wird das Federelement 4 im Betrieb des Druckstücks zuverlässig in der benötigten Position gehalten.
Der Durchmesser d der Öffnung 10 im Gehäuseelement 2 ist dabei geringer ausgebildet als der Durchmesser D der Kugel 3. Nachdem im Ausführungsbeispiel die Montage des Druckstücks 1 problemlos dadurch erfolgen kann, dass die Kugel 3 in 2 von unten in das Gehäuseelement 2 eingelegt und dann das Federelement 4 montiert wird, besteht keine Notwendigkeit dafür, dass die Kugel 3 bei der Montage des Druckstücks 1 durch die Öffnung 10 im Gehäuseelement 10 hindurchgedrückt werden muss, wie es im Stand der Technik mitunter zwingend ist.
Daher ergibt sich die Möglichkeit, die Teile des Gehäuseelements 2 ohne spezielle Wärmebehandlung, d. h. namentlich ohne Durchführung eines Härtevorgangs, auszuführen. Somit besteht die Möglichkeit, ohne insoweit aufwändige Maßnahmen das Druckstück 1 wirtschaftlich zu fertigen.
Darüber hinaus ergibt sich – was insbesondere aus 2 ersichtlich wird – die Möglichkeit, eine relativ geringe Bauhöhe des Druckstücks 1 zu realisieren und dabei dennoch eine hinreichende Federkraft des Federelements 4 zu realisieren. Damit kann die Funktion des Druckstücks vollumfänglich sichergestellt und ansonsten eine preiswerte Realisierung des Bauteils ermöglicht werden. Insbesondere kann dabei auf nicht-gehärtete Teile des Gehäuseelements 2 zurückgegriffen werden, was die Fertigung des Druckstücks 1 wesentlich günstiger macht.
Bezugszeichenliste

1: Druckstück
2: Gehäuseelement
2‘: Teil des Gehäuseelements
2‘‘: Teil des Gehäuseelements
3: Druckkörper (Kugel)
4: Federelement
5: Ende des Federelements
6: Ende des Federelements
7: Ausnehmung
8: Ausnehmung
9: Ausnehmung
10: Öffnung im Gehäuseelement
a: axiale Richtung
d: Durchmesser der Öffnung
D: Durchmesser des Druckkörpers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10225269 A1 [0002, 0005, 0027]
DE 10337588 A1 [0002, 0005, 0027]
DE 19832729 A1 [0002, 0027]

Claims

Druckstück (1) einer Synchronisiereinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes, wobei das Druckstück (1) ein Gehäuseelement (2) umfasst oder in einem solchen angeordnet ist, wobei das Druckstück (1) einen in eine axiale Richtung (a) beweglich angeordneten Druckkörper (3) umfasst, der mittels eines Federelements (4) in axiale Richtung (a) vorgespannt ist und wobei das Federelement (4) ein bogenförmig ausgebildetes Bauteil aus federelastischem Material ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (4) als gebogener Streifen ausgebildet ist, der mit seinen beiden Enden (5, 6) im oder am Gehäuseelement (2) angeordnet ist und mit seinem zwischen den Enden (5, 6) liegenden Mittenbereich den Druckkörper (3) kontaktiert, wobei im Mittenbereich des Federelements (4) eine Ausnehmung (9) für den Druckkörper (3) ausgebildet ist.
Druckstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (4) als Blattfeder ausgebildet ist.
Druckstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuseelement (2) nutförmige Ausnehmungen (7, 8) für die Enden (5, 6) des Federelements (4) ausgebildet sind.
Druckstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper (3) eine Kugel ist.
Druckstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (2) eine Öffnung (10) zum teilweisen Durchtritt des Druckkörpers (3) aufweist.
Druckstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (10) eine maximale Breite aufweist, die kleiner ist als die maximale Breite des Druckkörpers (3).
Druckstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Breite der Öffnung (10) ein Durchmesser (d) ist und dass die die maximale Breite des Druckkörpers (3) ein Durchmesser (D) ist.
Druckstück nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (2) aus Blech, insbesondere aus nicht gehärtetem Blech, und/oder dass der Druckkörper (3) aus Stahl besteht.
Druckstück nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (2) aus zwei Teilen (2‘, 2‘‘) besteht, die miteinander verbunden sind.
Druckstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (2‘, 2‘‘) miteinander verschweißt oder verlötet sind.