DE102016213392A1

DE102016213392A1 - Getriebe sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016213392A1
Application number: DE102016213392.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Nikolaizig; Jens Enders
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-01-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit wenigstens einer Synchronisiereinheit (1), die wenigstens ein Druckstück (3) umfasst, wobei das Druckstück (3) einen Grundkörper (12), ein im Grundkörper (12) bewegliches Rastelement (9) und ein das Rastelement (9) beaufschlagendes Vorspannelement (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) wenigstens einen Anschlag (18) aufweist, über den eine Axialbewegung des Druckstücks (3) in der Synchronisiereinheit (1) begrenzbar ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit wenigstens einer Synchronisiereinheit, die wenigstens ein Druckstück umfasst, wobei das Druckstück einen Grundkörper, ein im Grundkörper bewegliches Rastelement und ein das Rastelement beaufschlagendes Vorspannelement aufweist.
Synchronisiereinheiten dienen in einem Fahrzeuggetriebe dazu, beim Gangeinlegen die Drehzahlen eines Losrades mit der der Welle, mit der das Losrad zum Gangeinlegen drehfest zu verbinden ist, zu synchronisieren. Dadurch kann die Standzeit der beim Gangeinlegen zusammen wirkenden Bauteile wie Schiebemuffe und Losrad erhöht werden. Weiterhin 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.
Dabei besteht das Problem, dass bei ungünstigen Toleranzbedingungen im geschalteten Gang die Kugel aus der Gegenkontur austreten kann. Dadurch wird das Druckstück zumindest zeitweise nicht mehr mit der Schiebemuffe mitbewegt.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Getriebe anzugeben, bei dem ein Verlassen der Gegenkontur verhindert ist.
Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper wenigstens einen Anschlag aufweist, über den eine Axialbewegung des Druckstücks in der Synchronisiereinheit begrenzbar ist.
Als Kern der Erfindung wird angesehen, dass die Relativbewegung zwischen Druckstück und Schiebemuffe begrenzt wird. Dadurch kann auch bei ungünstigen Toleranzbedingungen ein Austritt der Kugel aus der Gegenkontur vermieden werden.
Vorteilhafterweise kann der Grundkörper einen Federdom und einen Synchronisierbereich umfassen und der wenigstens eine Anschlag im Synchronisierbereich angeordnet sein. Der Federdom dient zur Aufnahme des Vorspannelementes, das üblicherweise als Schraubenfeder ausgebildet ist. Im Synchronisierbereich ist dagegen das Rastelement angeordnet. Dieses kann als Kugel ausgebildet sein. Der Synchronisierbereich hat üblicherweise einen breiteren Querschnitt als der Federdom, da das Druckstück auf diesem dem Synchronisierbereich ist. Der in den Ausführungsbeispielen beschriebene Grundkörper hat keine weiteren Abschnitte, grundsätzlich ist es jedoch möglich, dass der Federdom und/oder der Synchronisierbereich weitere Abschnitte oder Bereiche aufweist oder ergänzende Bereiche vorhanden sind.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Anschlag quaderförmig ausgebildet sein. Diese Form ist einfach in der Herstellung.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Anschlag auf der Seite des Grundkörpers angeordnet sein, auf der das Rastelement durch den Grundköper tritt. Das Rastelement wirkt wie oben beschrieben mit der Schiebemuffe als Teil der Synchronisiereinheit zusammen, indem die Kugel bzw. allgemeiner das Rastelement durch eine Gegenkontur in der Schiebemuffe mitbewegt wird. Probleme treten dabei durch eine zu große Relativbewegung des Rastelements gegenüber der Schiebemuffe auf. Daher ist die wirksamste Verhinderung einer zu großen Relativbewegung dadurch gegeben, dass der Anschlag auch auf der Seite angeordnet ist, auf der das Rastelement durch den Grundkörper tritt bzw. aus diesem herausragt. Dann begrenzt der Anschlag 1:1 eine Relativbewegung des Rastelementes.
Vorzugsweise kann der wenigstens eine Anschlag sich senkrecht zur Bewegungsrichtung des Rastelementes erstrecken. Dies vereinfacht insbesondere die Berechnungen und die Platzierungen eines Gegenanschlags für den Anschlag.
Vorteilhafterweise kann das Getriebe wenigstens eine Schiebemuffe aufweisen, wobei das Rastelement mit der Schiebemuffe zusammenwirkt und die Schiebemuffe weiterhin wenigstens einen Gegenanschlag zum Zusammenwirken mit dem Anschlag des Druckstücks aufweist. Grundsätzlich ließe sich die Begrenzung der Bewegung des Druckstücks auch über den Synchronring erreichen, in dem das Druckstück gelagert ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei Platzierung des Gegenanschlags an der Schiebemuffe die Toleranzprobleme am wirkungsvollsten behoben werden können.
Vorteilhafterweise kann die Synchronisiereinheit an einer Welle angeordnet sein und ein Sperrelement umfassen, wobei das Sperrelement eine Bewegung der Schiebemuffe einschränkt, so lange eine an der Welle angeordnetes Losrad nicht synchron mit der Schiebemuffe läuft und wobei weiterhin das wenigstens eine Druckstück zwischen dem Sperrelement und der Schiebemuffe angeordnet ist. Hierbei handelt es sich um eine übliche Anordnung des Druckstücks. Dabei kann das Sperrelement auch bevorzugt als Synchronring ausgebildet sein.
Vorzugsweise kann der Grundkörper ein Kunststoff-Spritzgussteil sein. Dann ist der Anschlag durch eine einmalige Umformung des Spritzguss-Werkzeuges erhaltbar, d. h., dass während der Produktion der Druckspritzstücke keine weiteren oder zusätzlichen Bearbeitungsschritte anfallen.
Vorteilhafterweise kann das Druckstück zwei Anschläge aufweisen. Dadurch kann, wenn diese an entgegengesetzten Enden des Druckstücks angeordnet sind, eine Dreheung oder Verkippung vermieden werden.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass das Getriebe wie beschrieben ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale, Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
1 eine Synchronisiereinheit im Querschnitt,
2 eine Schiebemuffe in perspektivischer Ansicht,
3 ein Druckstück in perspektivscher Ansicht,
4 eine Synchronisiereinheit in Neutralposition, und
5 eine Synchronisiereinheit mit eingelegtem Gang.
Die 1 zeigt einen Teil einer Synchronisiereinheit 1 umfassend einen Synchronkörper 2, ein in Synchronkörper 2 gelagertes Druckstück 3, eine Schiebemuffe 4 sowie Synchronringe 5 und 6. Da die Synchronisiereinheit 1 zur Synchronisierung zweier unterschiedlicher Gangstufen verwendet werden soll, weist die Synchronisiereinheit 1 zwei Synchronringe 5 und 6 auf, jeweils einen Synchronring für einen Gang. Dementsprechend dient das Druckstück 3 auch zum Vorsynchronisieren zweier Gänge.
2 zeigt die Schiebemuffe 4 in perspektivischer Ansicht. Dabei sind mit etwas Abstand zur Kalotte 7, in die das Rastelement des Druckstücks 3 eingreift, mit einem vorgegebenen Abstand Gegenanschläge 8 vorhanden.
3 zeigt ein Druckstück 3 im Detail. Das Druckstück 3 umfasst ein Rastelement 9 in Form einer Kugel, ein Vorspannelement 10 in Form einer Schraubenfeder sowie einen Grundkörper 12, der das Rastelement 9 und das Vorspannelement 10 aufnimmt. Der Grundkörper 12 besteht aus einem Synchronisierabschnitt 14 und einem Federdom 16. Der Synchronisierabschnitt 14 besitzt dabei eine größere Querschnittsfläche als der Federdom 16.
Auf der Seite des Grundkörpers 12, auf der das Rastelement 9 austritt, sind Anschläge 18 angeordnet. Die Anschläge 18 sind quaderförmig, die Anschlagflächen 19 liegen an den Seiten. Die Bewegungsrichtung des Rastelements 9 wie auch des Druckstücks 3 ist über den Pfeil 20 dargestellt.
Mittels der Anschläge 18 und der Gegenanschläge 8 wird dabei die Relativbewegung zwischen Druckstück 3 und Schiebemuffe 4 begrenzt. Dadurch kann ein Austreten des Rastelements 9 aus der Kalotte 7 verhindert werden.
4 zeigt eine Synchronisiereinheit in Neutralposition, d. h. ohne eingelegten Gang. Der Synchronkörper, der das Druckstück 3 aufnimmt, wie auch die Schiebemuffe 4 sind dargestellt. Zum Einrücken eines Ganges wird die Schiebemuffe nach rechts oder nach links bewegt, wie 5 zeigt. Dabei verhindert der Anschlag 18, dass das Druckstück 3 bzw. der Grundkörper 12 beim Gangeinlegen über den Rand der Schiebemuffe 4 hinaus bewegt wird. Dadurch kann ein Austreten des Rastelements 9 verhindert werden.
Bezugszeichenliste

1: Synchronisiereinheit
2: Synchronkörper
3: Druckstück
4: Schiebemuffe
5: Synchronring
6: Synchronring
7: Kalotte
8: Gegenanschlag
9: Rastelement
10: Vorspannelement
12: Grundkörper
14: Synchronisierabschnitt
16: Federdom
18: Anschlag
19: Anschlagfläche
20: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011081994 A1 [0003]

Claims

Getriebe mit wenigstens einer Synchronisiereinheit (1), die wenigstens ein Druckstück (3) umfasst, wobei das Druckstück (3) einen Grundkörper (12), ein im Grundkörper (12) bewegliches Rastelement (9) und ein das Rastelement (9) beaufschlagendes Vorspannelement (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) wenigstens einen Anschlag (18) aufweist, über den eine Axialbewegung des Druckstücks (3) in der Synchronisiereinheit (1) begrenzbar ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) einen Federdom (16) und einen Synchronisierbereich (14) umfasst und der wenigstens eine Anschlag (18) im Synchronisierbereich (14) angeordnet ist.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anschlag (18) quaderförmig ausgebildet ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anschlag (18) auf der Seite des Grundkörpers (12) angeordnet ist, auf der das Rastelement (9) durch den Grundkörper (12) tritt.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Anschläge (18) vorhanden sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe wenigstens eine Schiebemuffe (4) aufweist, wobei das Rastelement (9) mit der Schiebemuffe (4) zusammenwirkt und die Schiebemuffe (4) weiterhin wenigstens einen Gegenanschlag (8) zum Zusammenwirken mit dem Anschlag (18) des Druckstücks (3) aufweist.
Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiereinheit (1) an einer Welle angeordnet ist und ein Sperrelement (5, 6) umfasst, wobei das Sperrelement (5, 6) eine Bewegung der Schiebemuffe (4) einschränkt, solange ein an der Welle angeordnetes Losrad nicht synchron mit der Schiebemuffe (4) läuft und wobei weiterhin das wenigstens eine Druckstück (3) zwischen dem Sperrelement (5, 6) und der Schiebemuffe (4) angeordnet ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement als Synchronring ausgebildet ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) ein Kunststoff-Spritzgussteil ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (9) als Kugel ausgebildet ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine Anschlag (18) in der Richtung erstreckt, in der sich das Rastelement (9) bewegt.
Kraftfahrzeug mit einem Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.