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Die Erfindung betrifft ein Gangrad für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Zentralsynchronisierung, welches Gangrad eine Laufverzahnung und eine eine Reibfläche aufweisende Reibeinrichtung aufweist.
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Aus dem Stand der Technik sind Gangräder für verschiedene Baugruppen für Antriebsstränge bekannt, beispielsweise für Synchronisierungseinrichtungen, die zur Synchronisierung der Drehzahl bzw. allgemein von Drehbewegungen zweier Bauteile eingerichtet sind. Beispielsweise kann der Antriebsstrang eine Zentralsynchronisierung aufweisen, d.h., dass mehrere Synchronisierungsaufgaben zentral von einer Einrichtung, der sogenannten Zentralsynchronisierung, durchgeführt werden. Das Gangrad weist eine Laufverzahnung auf, also eine Verzahnung, mit der das Gangrad mit einem entsprechenden Rad einer anderen Welle kämmen kann. Üblicherweise ist das Gangrad einer Baugruppe zugeordnet, die eine Reibeinrichtung aufweist, die eine Reibfläche bereitstellt, mittels der die Baugruppe mit einem in Axialrichtung benachbarten Bauteilen gekoppelt werden kann, um reibschlüssig einen Kontakt herzustellen.
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Dabei ist aus dem Stand der Technik ferner bekannt, dass für jede Paarung zwischen den einzelnen Gangrädern, je nach eingestellter bzw. definierter Übersetzung die Laufverzahnung auf verschiedenen Radialpositionen, also Durchmessern, angeordnet sein muss. Entsprechend ist dies bei der Positionierung der Reibeinrichtung zu berücksichtigen, da diese nicht an derselben Axialposition und Radialposition angeordnet werden können. Folglich ist es möglich, dass aufgrund vorgegebener Durchmesser für die Reibfläche und die Laufverzahnung unterschiedliche Axialpositionen gewählt werden müssen, die somit zu einer Vergrößerung des benötigten Bauraums führen können. Üblicherweise werden daher Paarungen aus separaten Gangrädern und Reibeinrichtungen für den konkreten Anwendungsfall bereitgestellt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Baugruppe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs anzugeben, insbesondere im Hinblick auf den für verschiedene Gangradkombinationen benötigten Bauraum und die benötigte Teileanzahl.
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Die Aufgabe wird durch ein Gangrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wie zuvor beschrieben, betrifft die Erfindung ein Gangrad für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Zentralsynchronisierung. Eine solche Zentralsynchronisierung kann ein Gangrad mit einer Laufverzahnung und eine eine Reibfläche aufweisende Reibeinrichtung umfassen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Gangrad die Laufverzahnung und die Reibeinrichtung aufweist. Mit anderen Worten ist es möglich, das Gangrad und die Reibeinrichtung einstückig auszuführen, sodass das Gangrad die Reibeinrichtung mit umfasst. Dadurch kann das Gangrad für die entsprechende Anwendung bereitgestellt werden und die erforderliche Reibeinrichtung mit umfassen. Folglich ist es nicht nötig, zwei separate Bauteile zu montieren, sondern das Gangrad kann die Reibeinrichtung direkt aufweisen.
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Somit reduziert sich zum einen der Aufwand im Hinblick auf die Konstruktion und die Herstellung der Baugruppe und zum anderen ist es möglich, die Reibeinrichtung stets die gleiche Reibfläche bereitstellen zu lassen und entsprechend die Laufverzahnung je nach Bedarf anzupassen. Durch die Integration der Reibeinrichtung in das Gangrad kann ferner zumindest in Axialrichtung Bauraum eingespart werden. Ferner kann das Gangrad in einem geeigneten Herstellungsprozess hergestellt werden, beispielsweise mittels Sinterns, sodass keine getrennten Herstellungsprozesse erforderlich sind. Es ist jedoch ebenso möglich, das Gangrad und die Reibeinrichtung getrennt herzustellen und anschließend miteinander zu verbinden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Reibeinrichtung und die Laufverzahnung einteilig mit einem gemeinsamen Grundkörper des Gangrads ausgebildet sind. In dieser Ausgestaltung wird ein Grundkörper, beispielsweise ein Ring, bereitgestellt, an dem sowohl die Reibeinrichtung, als auch die Laufverzahnung des Gangrads angeordnet sind. Somit ist es möglich, sowohl die Laufverzahnung, als auch die Reibeinrichtung, insbesondere die von der Reibeinrichtung bereitgestellte Reibfläche einteilig mit einem gemeinsamen Grundkörper des Gangrads zu verbinden.
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Die Reibfläche der Reibeinrichtung kann beispielsweise an einem Innenkonus der Reibeinrichtung angeordnet sein, wobei die Reibeinrichtung im Wesentlichen als Konusring ausgebildet ist. Die Reibeinrichtung ist in diesem Fall letztlich als Ring ausgebildet, der wenigstens einen konischen Abschnitt aufweist, an dem die Reibfläche ausgebildet ist bzw. der die Reibfläche bereitstellt. Der Konusabschnitt, an dem die Reibfläche ausgebildet ist, öffnet sich dabei in die von einem Grundkörper des Gangrads abweisende Richtung.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gangrads kann vorgesehen sein, dass die Laufverzahnung des Gangrads auf einer ersten Radialposition und die Reibfläche auf einer zweiten Radialposition angeordnet sind. Entsprechende Randbedingungen, denen das Gangrad oder die Baugruppe, der das Gangrad zugeordnet ist, unterliegt, können die Radialpositionen, auf denen die Laufverzahnung und die Reibfläche angeordnet sind, entsprechend ausgewählt werden. Dabei wird die Radialposition der Laufverzahnung des Gangrads von der angestrebten Übersetzung bestimmt, sodass die Laufverzahnung des Gangrads mit einem entsprechenden weiteren Rad des Antriebsstrangs kämmen kann. Die Reibfläche, die auf der zweiten Radialposition angeordnet ist, kann ebenfalls von einem in Axialrichtung benachbarten Bauteil des Gangrads abhängen, da dieses ebenfalls eine entsprechende Reibfläche bereitstellt, die mit der Reibfläche der Reibeinrichtung des Gangrads in Wechselwirkung steht, sodass ein reibschlüssiger Kontakt bzw. eine reibschlüssige Verbindung hergestellt werden kann.
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Dabei ist es insbesondere möglich, dass die erste Radialposition größer oder kleiner ist als die zweite Radialposition. Abhängig von der Übersetzung des Gangrads, insbesondere abhängig davon, ob das Gangrad ins Schnelle oder ins langsame übersetzen soll, kann die Laufverzahnung auf einer entsprechenden ersten Radialposition angeordnet sein. Unabhängig davon kann die Reibeinrichtung des Gangrads auf einer zweiten Radialposition die Reibfläche bereitstellen.
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In Bezug auf die Anordnung der Reibfläche kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Reibfläche mittels eines Verbindungsabschnitts an dem Grundkörper angeordnet ist. Wie zuvor beschrieben, kann die Reibeinrichtung an dem gemeinsamen Grundkörper angeordnet sein. Der Grundkörper kann wiederum einen Verbindungsabschnitt aufweisen, der die Reibfläche der Reibeinrichtung trägt bzw. diese bereitstellt. Als Verbindungsabschnitt kann insbesondere ein Abschnitt der Reibeinrichtung bezeichnet werden, der den Teil des Grundkörpers mit dem die Reibfläche tragenden Abschnitt der Reibeinrichtung verbindet. Die Reibfläche kann dabei auf einem bestimmten Reibdurchmesser angeordnet sein, beispielsweise in Bezug auf die Mitte oder eine andere Position der Reibfläche, sodass diese zu einem in Axialrichtung beabstandeten Bauteil, insbesondere dessen Reibfläche, korrespondiert und folglich einen Reibschluss mit diesem herstellen kann.
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Der Grundkörper kann im Querschnitt eine erste und eine zweite gegenläufige Krümmung aufweisen, insbesondere im Wesentlichen S-förmig oder Z-förmig ausgebildet sein. Durch die spezielle Ausgestaltung des Querschnitts des Grundkörpers des Gangrads ist es möglich, die Laufverzahnung und die Reibfläche auf unterschiedlichen Axialpositionen und auch unterschiedlichen Radialpositionen anzuordnen. Dadurch ist es nicht notwendig, dass das Gangrad und die Reibeinrichtung bzw. die Grundkörper von Gangrad und Reibeinrichtung auf verschiedenen Axialpositionen hintereinander angeordnet sind. Der erste Grundkörper kann beispielsweise als Blechteil ausgeführt werden, wobei die spezielle Ausgestaltung des Querschnitts durch Umformen hergestellt werden kann. Ebenso ist es möglich, statt separate Bauteile herzustellen und diese zu fügen das Gangrad in einem gemeinsamen Herstellungsprozess Unterausbildung der Reibeinrichtung herzustellen, beispielsweise durch Sintern.
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Grundsätzlich ist eine beliebige Anordnung der Reibfläche und der Laufverzahnung möglich, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Reibfläche und die Laufverzahnung auf unterschiedlichen oder denselben Axialpositionen angeordnet sind. Somit kann die Laufverzahnung und die Reibfläche an unterschiedlichen Abschnitten des Gangrads angeordnet sein, Beispielweise kann die Laufverzahnung unmittelbar an einem Grundkörper des Gangrads angeordnet sein und die Reibfläche über einen Verbindungsabschnitt mit dem Grundkörper des Gangrads verbunden sein. Ebenso ist es möglich, dass auch die Laufverzahnung an dem Verbindungsabschnitt angeordnet ist, beispielsweise an einer in radialer Richtung der Reibfläche gegenüberliegenden Fläche des Verbindungsabschnitts.
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Das Gangrad kann ferner an einem Innenumfang, insbesondere an dem Grundkörper, eine Lagerlauffläche aufweisen. Beispielsweise kann der Grundkörper eine Bohrung aufweisen, der an eine Lagerlaufbahn gekoppelt werden kann bzw. mit dem Außendurchmesser einer Lagereinrichtung mittels der der Grundkörper auf einer Welle, beispielsweise der Synchronisierungswelle der Zentralsynchronisierung, gelagert wird. Dadurch stellt der Grundkörper bereits eine Lagerlauffläche bereit durch die der Grundkörper mit einer Lagereinrichtung gekoppelt werden kann.
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Daneben ist es ebenso möglich, dass der Grundkörper und/oder die Reibeinrichtung, wenigstens eine axiale Anlauffläche aufweist. Dadurch kann das Gangrad über den Grundkörper oder die Reibeinrichtung ein in Axialrichtung beabstandetes weiteres Bauteil des Antriebsstrangs kontaktieren bzw. eine Anlauffläche für ein solches Bauteil bereitstellen.
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Beispielsweise können die Reibeinrichtung und das Gangrad aus denselben oder unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein. Ferner können die Reibeinrichtung und das Gangrad durch unterschiedliche Herstellungsvorgänge ausgeführt werden, beispielsweise kann die Reibeinrichtung mittels Umformens und das Gangrad mittels Sinterns oder ähnlichem ausgeführt werden. Insbesondere ist es möglich, beide Bauteile in einem gemeinsamen Herstellungsprozess, beispielweise einem additiven Herstellungsprozess oder mittels Sintern herzustellen.
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Daneben betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Gangrad. Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang kann ferner vorgesehen sein, dass ein Gangrad, das eine Laufverzahnung aufweist, und eine eine Reibfläche aufweisende Reibeinrichtung als separate Bauteile bereitgestellt werden, die, beispielsweise vor der Montage, miteinander gekoppelt werden. Mit anderen Worten ist es somit möglich, bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang eine Baugruppe vorzusehen, bei der die Reibeinrichtung und das Gangrad separat ausgeführt und bei der Montage miteinander gekoppelt werden und eine weitere Baugruppe bei der die Reibeinrichtung und das Gangrad einteilig ausgeführt sind.
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Selbstverständlich sind sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf das erfindungsgemäße Gangrad beschrieben wurden, vollständig auf den erfindungsgemäßen Antriebsstrang übertragbar und umgekehrt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes Gangrad gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 das erfindungsgemäße Gangrad von 1 in perspektivischer Darstellung; und
- 3 ein erfindungsgemäßes Gangrad gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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1 und 2 zeigen ein Gangrad 1 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt). Das Gangrad 1 ist einer Baugruppe 2, insbesondere einer Zentralsynchronisierung (nicht dargestellt) zugeordnet und weist eine Laufverzahnung 3 auf, mittels der das Gangrad 1 mit einem weiteren Rad in dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs zusammen wirken kann, d.h. gekoppelt ist und entsprechend mit dem weiteren Gangrad kämmen kann. Das Gangrad 1 weist ferner eine Reibeinrichtung 4 auf, die an einem Grundkörper 5 des Gangrads 1 mit dem Gangrad 1 gekoppelt ist. Die Reibeinrichtung 4 stellt eine Reibfläche 6 bereit, über die Das Gangrad 1 in Axialrichtung in Bezug auf die Achse 7 mit einem weiteren Bauteil des Antriebsstrangs eine reibschlüssige Verbindung herstellen kann. Die Reibeinrichtung 4 und das Gangrad 1 sind einteilig ausgeführt, wobei die Reibeinrichtung 4 und die Laufverzahnung 3 an dem gemeinsamen Grundkörper 5 angeordnet sind.
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Das Gangrad 1 kann in einem gemeinsamen Herstellungsprozess hergestellt werden, indem sowohl der Grundkörper 5, als auch die Reibeinrichtung 4 einteilig hergestellt werden. Die Laufverzahnung 3 kann unter anderem nachträglich auf den Grundkörper 5 aufgebracht bzw. in diesen eingebracht werden. Die Reibeinrichtung 4 kann alternativ auch als separates Bauteil ausgeführt und mit dem Grundkörper 5 des Gangrads 1 gefügt werden, beispielsweise verschweißt.
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Je nach angeforderter oder konstruktiv festgelegter Übersetzung kann das in 1 gezeigte Gangrad 1 eine andere Laufverzahnung 3 auf einem abweichenden Durchmesser bzw. einer abweichenden Radialposition aufweisen. Selbstverständlich kann ebenfalls die Radialposition auf der die Reibfläche sechste Reibeinrichtung 4 angeordnet ist entsprechend angepasst werden.
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Wie zuvor beschrieben, weist die Reibeinrichtung 4 eine Reibfläche 6 auf, die an einer Innenseite der Reibeinrichtung 4 in Bezug auf eine Achse 7, zum Beispiel eine Zentralachse des Gangrads 1, angeordnet ist. Insbesondere ist die Reibfläche 6 an einem Innenkonus der Reibeinrichtung 4, die in diesem Abschnitt als Konusring ausgebildet ist, angeordnet. Die Reibfläche 6 ist dabei an einem Verbindungsabschnitt 8 angeordnet, der die Reibfläche 6 mit dem Grundkörper 5 verbindet. Ersichtlich ist das Gangrad 1 im Querschnitt betrachtet S-förmig bzw. Z-förmig (in Bezug auf die oberhalb oder unterhalb der Achse 7 liegende Hälfte des Gangrads 1) ausgebildet.
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Ferner stellt das Gangrad 1, insbesondere über den Grundkörper 5 zwei Anlaufflächen 9 in Axialrichtung bereit, an denen zu beiden Seiten in Axialrichtung weitere Bauteile des Antriebsstrangs anlaufen können und somit das Gangrad 1 kontaktieren können. Der Grundkörper 5 des Gangrads 1 weist ferner eine Bohrung 10 auf, die eine Lagerlauffläche 11 bereitstellt, mittels der das Gangrad 1 an einer Lagereinrichtung, beispielsweise an einem Wälzlager, gelagert werden kann.
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Die beiden Bauteile der Baugruppe 2, also das Gangrad 1 und die Reibeinrichtung 4 sind einteilig ausgeführt. Dabei ist es möglich, die Reibeinrichtung 4 und das Gangrad 1 aus denselben oder aus unterschiedlichen Materialien auszubilden. Ferner ist es möglich, dass der Antriebsstrang neben der Baugruppe 2 eine weitere Baugruppe umfasst, die ebenfalls eine Reibeinrichtung 4 und ein Gangrad 1 bereitstellt, wobei in dieser zusätzlichen Baugruppe das Gangrad 1 und die Reibeinrichtung 4 separat zueinander ausgeführt sein können. Insbesondere kann dadurch eine Zentralsynchronisierung bereitgestellt werden, wobei eine der Baugruppen 1 ein Gangrad 1 und Reibeinrichtung 4 aus separaten Bauteilen aufweist und die andere gegenläufig angeordnete Baugruppe 1 als einteilige Baugruppe 1 , wie zuvor beschrieben, ausgeführt sein kann.
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3 zeigt ein Gangrad 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der grundsätzliche Aufbau des Gangrads 1 gleicht dem des Gangrads 1 von 1, 2. Es werden daher die gleichen Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet. Mit anderen Worten stellt das Gangrad in 3 ebenfalls einen Grundkörper 5 bereit, der einen im Wesentlichen S-förmigen oder Z-förmigen Querschnitt aufweist. An einem Verbindungsabschnitt 8 weist die Reibeinrichtung 4 eine Reibfläche 6 auf, die über den Verbindungsabschnitt 8 mit dem Grundkörper 5 verbunden ist. An der Bohrung 10 in dem Grundkörper 5 weist der Grundkörper 5 wiederum zwei axiale Anlaufflächen 9 sowie eine Lagerlauffläche 11, wie zuvor beschrieben, auf.
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Abweichend von der in 1, 2 dargestellten Ausführungsform trägt die Reibeinrichtung 4 zusätzlich die Laufverzahnung 3, mittels der eine Kopplung des Gangrads 1 mit einem entsprechenden Gangrad möglich ist. Mit anderen Worten kann somit die Laufverzahnung 3, des Gangrads 1, wie in 1 gezeigt, auf die Reibeinrichtung 4 verlagert werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Durchmesser der Laufverzahnung 3 in etwa der Außenfläche des Verbindungsabschnitts 8 entspricht, der, wie zuvor beschrieben, die Reibfläche 6 trägt. Somit ist es möglich, den Grundkörper 5 des Gangrads 1 noch einfacher auszuführen und stattdessen die Reibfläche 6 und die Laufverzahnung 3 an derselben Axialposition auszuführen.
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Die in den einzelnen Fig. gezeigten Ausführungsformen sind selbstverständlich miteinander kombinierbar. Insbesondere sind sämtliche Einzelheiten, Details und Merkmale zwischen den einzelnen Ausführungsformen übertragbar und austauschbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gangrad
- 2
- Baugruppe
- 3
- Laufverzahnung
- 4
- Reibeinrichtung
- 5
- Grundkörper
- 6
- Reibfläche
- 7
- Achse
- 8
- Verbindungsabschnitt
- 9
- Anlauffläche
- 10
- Bohrung
- 11
- Lagerlauffläche
