DE102018208816A1

DE102018208816A1 - Synchronisiereinrichtung, Getriebe sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102018208816A1
Application number: DE102018208816.0A
Authority: DE
Inventors: Jens Enders; Günther Weinhold
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-06-05
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2019-12-05
Also published as: CN110566598A; CN110566598B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung (6) für ein Kraftfahrzeuggetriebe (4) mit einem Synchronkörper (22), einer Schiebemuffe (24), wenigstens einem Synchronring (34, 36) und wenigstens einem Druckstück (7), wobei das Druckstück (7) axial beweglich am Synchronkörper (22) gelagert und in einer Nut (28) geführt ist und an beiden axialen Enden ein Anlageelement (14, 16) zur Anlage an einem Synchronring (26, 34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageelemente (14, 16) das Druckstück (7) in Umfangsrichtung in der Nut (28) festlegen.Daneben betrifft die Erfindung ein Getriebe.Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem Synchronkörper, einer Schiebemuffe, wenigstens einem Synchronring und wenigstens einem Druckstück, wobei das Druckstück axial beweglich am Synchronkörper gelagert ist und in einer Nut geführt ist und an beiden axialen Enden ein Anlageelement zur Anlage an einem Synchronring aufweist.
Die Druckstücke dienen der Vorsynchronisierung der Synchronringe. Noch bevor die Schiebemuffenverzahnung mit der Sperrverzahnung der Synchronringe in Kontakt kommt pressen die Druckstücke mit einer Anlagefläche an einem Anlageelement des Druckstücks gegen den Synchronring und verhindern so Taumelbewegungen des Synchronrings. Hierfür befinden sich üblicher Weise mehrere Druckstücke in Umfangsrichtung gleich verteilt in der Synchronisiereinrichtung.
Zur Lagerung der Druckstücke und zur Herstellung einer axialen Beweglichkeit sind in den Synchronkörpern, manchmal auch Muffenträger genannt, Ausnehmungen in axialer Richtung vorhanden. Diese werden Nuten genannt. Die Nuten begrenzen den Weg eines Druckstücks in Umfangsrichtung.
Bei bekannten Druckstücken befinden sich zu den Nutwänden hin Führungsschienen oder Führungselemente, die das Druckstück gerade in der Nut halten.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Synchronisiereinrichtung anzugeben, die einfacher aufgebaut ist.
Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, dass die Anlageelemente das Druckstück in Umfangsrichtung in der Nut festlegen. Mit anderen Worten reichen die Anlageelemente von der einen Nutwand zur anderen. Dadurch können andere Elemente des Druckstücks, die der Führung bzw. Festlegung in Umfangsrichtung dienen, entweder wegfallen oder vereinfacht aufgebaut werden.
Die Synchronisierung ist vorteilhafterweise als Sperrsynchronisierung ausgebildet.
Vorteilhafterweise kann das Druckstück auf Höhe der Anlageelemente ausschließlich durch die Anlageelemente in Umfangsrichtung festgelegt sein. Besonders bevorzugt kann das Druckstück ausschließlich durch die Anlageelemente festgelegt sein. Bei der ersten Variante können sich also noch weitere Bauteile am Druckstück befinden, die das Druckstück in Umfangsrichtung festlegen, allerdings nicht auf Höhe der Anlageelemente. Bei der zweiten Variante existieren überhaupt keine weiteren Bauteile, die das Druckstück in Umfangsrichtung festlegen.
Dadurch, dass die Anlageelemente eine Doppelfunktion einnehmen, können dementsprechend andere Bauteile eingespart werden. Dadurch wird die Herstellung vereinfacht und damit auch die Kosten verringert.
Vorzugsweise können sich am Druckstück zwei Flügel zur Lagerung des Druckstücks befinden. Die Anlageelemente legen das Druckstück wie beschrieben nur in Umfangsrichtung fest. In radialer Richtung können dann die Flügel das Druckstück festlegen.
Vorzugsweise befinden sich die Flügel in radialer Richtung im radial äußeren Bereich des Druckstücks.
Vorzugsweise können Seitenwände der Flügel, wobei sich die Seitenwände in radialer Richtung erstrecken, einen kleineren Abstand in Umfangsrichtung haben als die Länge der Anlageelemente beträgt. Mit anderen Worten sorgen die Flügel nicht für eine Festlegung in Umfangsrichtung, sondern ausschließlich in radialer Richtung. Dadurch wird eine Überbestimmung der Führung bzw. Festlegung in Umfangsrichtung vermieden.
Vorteilhafterweise können die Flügel S-förmig ausgebildet sein. Dadurch können die Flügel außen am Synchronkörper aufliegen, während der Hauptkörper des Druckstücks vollständig innerhalb der Nut aufgenommen ist.
Die Flügel erstrecken sich vorzugsweise in Umfangsrichtung. Derart kann eine Auflagefläche gebildet werden.
Bevorzugt können die Anlageelemente als umgeformte Elemente ausgebildet sein. Dies erlaubt eine einfache Herstellung des Druckstücks.
Vorzugsweise kann das Druckstück einen Hauptkörper, ein Vorspannelement und ein Rastelement aufweisen und der Hauptkörper aus Blech bestehen. Das Vorspannelement ist vorteilhafterweise als Feder, insbesondere Schraubenfeder und das Rastelement als Kugel ausgebildet.
Vorzugsweise kann das Druckstück einen Hauptkörper mit einem Anlageabschnitt und einem Federdom aufweisen. Das Druckstück weist also zwei Abschnitte auf, wobei der Anlageabschnitt radial außen und der Federdom radial innen angeordnet ist. Die Flügel befinden sich im Anlageabschnitt.
Vorteilhafterweise kann das Druckstück auf der der Schiebemuffe zugewandten Seite einen kalottenförmigen Abschnitt zur Aufnahme des Rastelementes des Druckstücks aufweisen. Alternativ können sich auf dieser Seite des Druckstücks Fangnasen befinden, die die Bewegung des Rastelementes in radialer Richtung begrenzen. Dadurch kann das Rastelement vorgespannt in die Synchronisiereinrichtung eingebaut werden.
Vorteilhafterweise können die Anlageelemente an ihren der Nut zugewandten Enden umgebogen sein. Um Verkantungen zu vermeiden können also die Führungsenden der Anlageelemente umgebogen werden. Bevorzugt werden sie „nach innen“ umgebogen, d. h. in Richtung des anderen Anlageelementes. Dadurch ergeben sich dann abgerundete Enden, wodurch ein Verkanten in der Nut vermieden wird. Die Endbereiche können dabei um 90° oder mehr und bis zu 180° umgebogen werden.
Daneben betrifft die Erfindung ein Getriebe mit einer Synchronisiereinrichtung. Das Getriebe zeichnet sich dadurch aus, dass die Synchronisiereinrichtung wie beschrieben ausgebildet ist.
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 und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:

1 ein Kraftfahrzeug,
2 ein Druckstück in einer ersten Ausgestaltung,
3 eine Synchronisiereinrichtung in einer ersten Ansicht,
4 eine Synchronisiereinrichtung in einer zweiten Ansicht,
5 eine Synchronisiereinrichtung in einer dritten Ansicht, und
6 ein Druckstück in einer zweiten Ausgestaltung.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Verbrennungsmotor 2, einer Kupplungseinrichtung 3 und einem Getriebe 4. Das Getriebe 4 weist wenigstens eine Welle 5 auf, auf der wenigstens eine Synchronisiereinrichtung 6 gelagert ist. Je nach Ausgestaltung des Getriebes 4 ist die Kupplungseinrichtung 3 zu wählen. Ist das Getriebe 4 als Doppelkupplungsgetriebe ausgestaltet, ist die Kupplungseinrichtung 3 eine Doppelkupplungseinrichtung.
Das Kraftfahrzeug 1 kann weiterhin einen Elektromotor aufweisen, der Antriebsstrang kann also hybridisiert sein. Wesentlich ist, dass zumindest eine Synchronisiereinrichtung 6 im Getriebe 4 verwendet wird.
2 zeigt ein Druckstück 7 für eine Synchronisiereinrichtung 6 in einer ersten Ausgestaltung. Das Druckstück 7 ist unterteilt in einen Anlageabschnitt 8 und einen Federdom 9. Der Federdom 9 ist zylindrisch ausgebildet und nimmt ein in 2 nicht sichtbares Vorspannelement auf. Dieses spannt die Kugel 10 als Rastelement vor. Der Anlageabschnitt 8 bildet mit dem Federdom 9 zusammen den Hauptkörper 12 des Druckstücks. Im Anlageabschnitt 8 befinden sich zwei Anlageelemente 14 und 16, die beim Gangeinlegen jeweils an einem der Synchronringen anliegen um diesen vorzusynchronisieren. Um die Anlageelemente 14 oder 16 mit einem Synchronring zur Anlage zu bringen, wird das Druckstück über die Schiebemuffe axial bewegt.
Die S-förmigen Flügel 18 und 20 dienen der radialen Festlegung und damit Lagerung des Druckstücks 7. Die Flügel 18 und 20 erstrecken sich von der Kugel 10 aus gesehen in Umfangsrichtung.
Die Anlageelemente 14 und 16 sind dabei so lang, dass sie in Gegensatz zu bekannten Anlageelementen das Druckstück 7 in Umfangsrichtung festlegen und führen können. Vorteilhafterweise sind die Anlageelemente 14 und 16 die einzigen Bauteile des Druckstücks, die das Druckstück 7 in Umfangsrichtung führen.
3 zeigt die Synchronisiereinrichtung 6 mit Synchronkörper 22, Schiebemuffe 24 und einem Synchronring 26. Es handelt sich hierbei um einen grundsätzlich bekannten Aufbau einer Synchronisierung bzw. Sperrsynchronisierung, wobei der Synchronkörper 22 auf der Welle 5 entweder befestigt oder zumindest drehfest gelagert ist. Die Schiebemuffe 24 ist auf dem Synchronkörper 22 gelagert und in jedem Fall axial beweglich angeordnet. Eine axiale Bewegung der Schiebemuffe 24 bewirkt durch die Verbindung mit der Kugel 10 auch eine axiale Bewegung des Druckstücks 7, wobei das Druckstück 7 den Synchronring 26 vorsynchronisiert. Nach Drehzahlangleich kann die Schiebemuffe 24 die Sperrverzahnung auf den Synchronring 26 passieren und in die Verzahnung eines Losrades zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung eingreifen.
Das Druckstück 7 ist, wie in 3 erkennbar ist, in die Nut 28 des Synchronkörpers 22 aufgenommen. Die Nut 28 weist in axialer Richtung, so dass die Wände 30 die Bewegung des Druckstücks in Umfangsrichtung begrenzen. Wie beschrieben sind die Anlageelemente 14 und 16 so lang, dass ihre Enden 32 das Druckstück 7 in der Nut 28 führen. Insbesondere kann die Länge L₁ der Anlageelemente 14 und 16 länger sein als der Abstand L₂ der Seitenwände der Flügel 18 und 20. Als Wände werden dabei die in radialer Richtung führenden Abschnitte der Flügel 20 bezeichnet. Da die Flügel 18 und 20 einen radialen und zwei axiale Abschnitte aufweisen, wird ihre Form als S-Form bezeichnet.
4 zeigt die Synchronisiereinrichtung 6 in der Draufsicht. Dabei sind die Synchronringe 26 und 34 erkennbar, die mit den Anlageelementen 14 und 16 zusammenwirken. Die Flügel 18 und 20 begrenzen die Bewegung des Druckstücks 7 in radialer Richtung und lagern es, indem sie auf dem Synchronkörper 22 aufliegen.
5 zeigt die Synchronisiereinrichtung 6 in einem Schnitt senkrecht zu dem von 3, d. h. in einem Axialschnitt. Hierbei sind insbesondere die Positionen der Synchronringe 26 und 34 gut erkennbar. In diesem Schnitt ist auch die einer Schraubenfeder 38 als Vorspannelement für die Kugel 10 erkennbar. Weiterhin ist dargestellt, dass die Anlageelemente 14 und 16 aus dem Hauptkörper 12 durch Umbiegen und Umformung gebildet worden sind.
6 zeigt das Druckstück 7 in einer zweiten Ausgestaltung. Dabei sind die Anlageelemente 14 bzw. 16 an ihren Enden 32 umgebogen, so dass die mit der Nut 28 in Kontakt tretenden Enden 32 abgerundet sind, wodurch ein Verkanten des Druckstücks 7 vermieden wird.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Verbrennungsmotor
3: Kupplungseinrichtung
4: Getriebe
5: Welle
6: Synchronisiereinrichtung
7: Druckstück
8: Anlageabschnitt
9: Federdom
10: Kugel
12: Hauptkörper
14: Anlageelement
16: Anlageelement
18: Flügel
20: Flügel
22: Synchronkörper
24: Schiebemuffe
26: Synchronring
28: Nut
30: Wand
32: Ende
34: Synchronring
38: Schraubenfeder
L1: Länge
L2: Abstand

Claims

Synchronisiereinrichtung (6) für ein Kraftfahrzeuggetriebe (4) mit einem Synchronkörper (22), einer Schiebemuffe (24), wenigstens einem Synchronring (34, 36) und wenigstens einem Druckstück (7), wobei das Druckstück (7) axial beweglich am Synchronkörper (22) gelagert und in einer Nut (28) geführt ist und an beiden axialen Enden ein Anlageelement (14, 16) zur Anlage an einem Synchronring (26, 34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageelemente (14, 16) das Druckstück (7) in Umfangsrichtung in der Nut (28) festlegen.
Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (7) auf Höhe der Anlageelemente (14, 16) ausschließlich durch die Anlageelemente (14, 16) in Umfangsrichtung festgelegt ist.
Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (7) ausschließlich durch die Anlageelemente (14, 16) in Umfangsrichtung festgelegt ist
Synchronisiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich am Druckstück (7) zwei Flügel (18, 20) zur Lagerung des Druckstücks (7) befinden.
Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung weisende Seitenwände der Flügel (18, 20) einen kleineren Abstand (L2) in Umfangsrichtung haben als die Länge (L1) der Anlageelemente (14, 16) beträgt.
Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (18, 20) S-Förmig ausgebildet sind.
Synchronisiereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Flügel (18, 20) in Umfangsrichtung erstrecken.
Synchronisiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageelemente (14, 16) als umgeformte Bleche ausgebildet sind.
Synchronisiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drückstück (7) einen Hauptkörper (12), ein Vorspannelement (38) und ein Rastelement (10) aufweist und der Hauptkörper (12) aus Blech besteht.
Synchronisiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (7) einen Hauptkörper (12) mit einem Anlageabschnitt (8) und einem Federdom (9) aufweist.
Synchronisiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (7) auf der der Schiebemuffe (24) zugewandten Seite einen kalottenförmigen Teilabschnitt zur Aufnahme des Rastelementes (10) des Druckstücks (7) aufweist.
Synchronisiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageelemente (14, 16) an ihren der Nut (28) zugewandten Enden (32) umgebogen sind.
Getriebe (4) mit einer Synchronisiereinrichtung (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiereinrichtung (6) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Getriebe (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) nach Anspruch 13 ausgebildet ist.