DE102020108863A1 - Pressure piece for a synchronous assembly of a vehicle transmission - Google Patents

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Thomas Modlok
Patrick Fischer
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckstück (30) für eine Synchronbaugruppe eines Fahrzeuggetriebes, mit einem Grundkörper (40), einer Feder (36), die in dem Grundkörper (40) angeordnet ist, und einem Rastelement (34), das von der Feder (36) gegen einen Anschlag (46) im Grundkörper (40) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (34) eine konvexe Rastfläche (35) und dieser gegenüberliegend eine abgeflachte Anlagefläche (50) für die Feder (36) aufweist.The invention relates to a pressure piece (30) for a synchronous assembly of a vehicle transmission, with a base body (40), a spring (36) which is arranged in the base body (40), and a latching element (34) which is supported by the spring (36 ) is pressed against a stop (46) in the base body (40), characterized in that the locking element (34) has a convex locking surface (35) and opposite this has a flattened contact surface (50) for the spring (36).

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckstück für eine Synchronbaugruppe eines Fahrzeuggetriebes, mit einem Grundkörper, einer Feder, die in dem Grundkörper angeordnet ist, und einem Rastelement, das von der Feder gegen einen Anschlag im Grundkörper gedrückt wird.The invention relates to a pressure piece for a synchronizer assembly of a vehicle transmission, with a base body, a spring which is arranged in the base body, and a latching element which is pressed by the spring against a stop in the base body.

Eine solche Synchronbaugruppe weist eine Nabe, mindestens eines dieser Druckstücke und mindestens einen Synchronring auf. Sie dient dazu, ein Getriebezahnrad dann mit einer dieses Zahnrad tragenden Getriebewelle zu koppeln, wenn der entsprechende Gang eingelegt werden soll.Such a synchronizer assembly has a hub, at least one of these pressure pieces and at least one synchronizer ring. It is used to couple a gearwheel with a gear shaft carrying this gearwheel when the corresponding gear is to be engaged.

Solche Synchronbaugruppen sind in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. Meist ist die Nabe drehfest auf der Welle des Schaltgetriebes angebracht. Drehfest auf der Nabe, jedoch in axialer Richtung verschiebbar, ist eine Schiebemuffe angeordnet, die dazu dient, die gewünschte drehfeste Verbindung mit dem Getriebezahnrad herzustellen (oder den Getriebezahnrädern, wenn beiderseits der Nabe jeweils ein Getriebezahnrad angeordnet ist). Die Getriebezahnräder sind, um die drehfeste Verbindung herstellen zu können, mit einer Schaltverzahnung versehen, auf die ein Randabschnitt der Schiebemuffe aufgeschoben werden kann.Such synchronous assemblies are known in various configurations. Usually the hub is attached to the shaft of the gearbox so that it cannot rotate. A sliding sleeve is arranged in a rotationally fixed manner on the hub, but can be moved in the axial direction, which serves to establish the desired rotationally fixed connection with the gearwheel (or the gearwheels if a gearwheel is arranged on both sides of the hub). In order to be able to produce the non-rotatable connection, the transmission gears are provided with switching teeth onto which an edge section of the sliding sleeve can be pushed.

Bevor die Schiebemuffe in die Schaltverzahnung des entsprechenden Gangrades eingreift, muss die Drehzahl von Nabe und Schiebemuffe einerseits und Getriebezahnrad andererseits synchronisiert werden. Zu diesem Zweck ist der mindestens eine Synchronring vorgesehen, der an der Nabe angeordnet ist und, sobald die Schiebemuffe aus ihrer Mittel- bzw. Neutralstellung herausbewegt wird, mit einer entsprechenden Reibfläche in Eingriff gelangt, die dem Getriebezahnrad zugeordnet ist. Solange eine Relativdrehzahl zwischen Nabe und Getriebezahnrad besteht, wird der Synchronring relativ zur Nabe in Umfangsrichtung in eine Sperrstellung beaufschlagt, in der es der Schiebemuffe nicht möglich ist, in die Schaltverzahnung des Getriebezahnrades einzugreifen. Erst wenn die Drehzahlen vollständig (oder zumindest nahezu vollständig) angeglichen sind und dadurch auf den Synchronring kein (oder nur noch ein geringes) Schleppmoment mehr wirkt, kann der Synchronring relativ zur Nabe so verdreht werden, dass die Schiebemuffe durchgeschaltet werden kann. Diese Funktionsweise ist allgemein bekannt. Auch bekannt ist, dass in der Nabe mehrere der Druckstücke angeordnet sind, die dazu dienen, die Schiebemuffe in ihrer Mittelstellung zu zentrieren und zu Beginn des Schaltvorgangs den entsprechenden Synchronring mit der ihm zugeordneten Reibfläche in Eingriff zu bringen.Before the sliding sleeve engages in the gear teeth of the corresponding gear, the speed of the hub and sliding sleeve on the one hand and the transmission gear on the other hand must be synchronized. For this purpose, the at least one synchronizer ring is provided, which is arranged on the hub and, as soon as the sliding sleeve is moved out of its central or neutral position, comes into engagement with a corresponding friction surface which is assigned to the gear wheel. As long as there is a relative speed between the hub and the gearwheel, the synchronizer ring is acted upon relative to the hub in the circumferential direction in a locking position in which it is not possible for the sliding sleeve to intervene in the gear teeth of the gearwheel. Only when the speeds are completely (or at least almost completely) adjusted and no drag torque (or only a small amount) acts on the synchronizer ring, the synchronizer ring can be rotated relative to the hub so that the sliding sleeve can be switched through. This mode of operation is well known. It is also known that several of the pressure pieces are arranged in the hub, which serve to center the sliding sleeve in its central position and to bring the corresponding synchronizer ring into engagement with the friction surface assigned to it at the beginning of the shifting process.

Meist sitzen die Druckstücke in einer Ausnehmung der Nabe, wobei das Rastelement in radialer Richtung nach außen von der Feder gegen eine Rastausnehmung auf der Innenseite der Schaltmuffe gedrückt wird. Zu Beginn des Schaltvorgangs wird zuerst das Druckstück in axialer Richtung mitgenommen, wodurch auf den entsprechenden Synchronring eine Kraft ausgeübt wird. Diese dient dazu, das gewünschte Reibmoment aufzubauen. Wenn, nachdem die Drehzahlen der Getriebewelle und des Gangrades synchronisiert sind, die Schaltmuffe durchgeschaltet werden kann, um die drehfeste Verbindung zwischen der Getriebewelle und dem Gangrad herzustellen, wird das Rastelement in radialer Richtung in das Druckstück hinein entgegen der Wirkung der Feder eingedrückt, sodass das Rastelement das Durchschalten nicht behindert.The pressure pieces are usually seated in a recess in the hub, the locking element being pressed in the radial direction outward by the spring against a locking recess on the inside of the shift sleeve. At the beginning of the switching process, the pressure piece is first taken along in the axial direction, whereby a force is exerted on the corresponding synchronizer ring. This is used to build up the desired frictional torque. If, after the speeds of the transmission shaft and the gear wheel are synchronized, the shift sleeve can be switched through in order to establish the rotationally fixed connection between the transmission shaft and the gear wheel, the locking element is pressed in the radial direction into the pressure piece against the action of the spring, so that Latching element does not prevent switching through.

Als Rastelement wird üblicherweise eine Kugel verwendet. Diese liegt auf der Stirnseite der Feder auf, wobei die Feder eine ausreichende Länge hat, um das Eintauchen des Rastelements in den Grundkörper zu ermöglichen, wenn die Schaltmuffe durchgeschaltet wird.A ball is usually used as the locking element. This rests on the end face of the spring, the spring being of sufficient length to allow the latching element to dip into the base body when the shift sleeve is switched through.

Im Hinblick auf die Dauerfestigkeit der Feder und den beim Durchschalten nötigen Hub des Rastelementes kann die Länge der Feder eine gewisse Mindestlänge nicht unterschreiten. Dennoch ist es für manche Konstruktionen (insbesondere bei Getriebewellen mit sehr großem Durchmesser) wünschenswert, dass die radiale Bauhöhe des Druckstücks besonders gering ausfällt.With regard to the fatigue strength of the spring and the stroke of the locking element that is necessary when switching through, the length of the spring cannot fall below a certain minimum length. Nevertheless, for some constructions (especially in the case of gear shafts with a very large diameter) it is desirable that the radial overall height of the pressure piece is particularly low.

Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Druckstück der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass das Druckstück eine besonders geringe Höhe hat.Accordingly, the object of the invention is to develop a pressure piece of the type mentioned at the beginning in such a way that the pressure piece has a particularly low height.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Rastelement eine konvexe Rastfläche und dieser gegenüberliegend eine abgeflachte Anlagefläche für die Feder aufweist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Rastelement nicht zwingend kugelförmig sein muss und dass durch eine von der Kugelform abweichende Gestalt die Bauhöhe in radialer Richtung verringert werden kann.To achieve this object, it is provided according to the invention that the locking element has a convex locking surface and, opposite this, a flattened contact surface for the spring. The invention is based on the knowledge that the locking element does not necessarily have to be spherical and that the overall height can be reduced in the radial direction by a shape deviating from the spherical shape.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anlagefläche ringförmig ist. Sie entspricht somit der Stirnseite der Feder, die das Rastelement gegen den Anschlag im Grundkörper drückt.According to one embodiment of the invention it is provided that the contact surface is annular. It thus corresponds to the end face of the spring which presses the locking element against the stop in the base body.

Vorzugsweise ist innerhalb der Anlagefläche ein Zentriervorsprung vorgesehen, der sich in die Feder hineinerstreckt. Hierdurch ist verhindert, dass das Rastelement sich aufgrund von Kräften, die von der darüberrutschenden Schaltmuffe auf es ausgeübt werden, so weit verdreht, dass sich die Feder verkanten könnte.A centering projection which extends into the spring is preferably provided within the contact surface. This prevents the locking element from moving due to forces exerted on it by the shift sleeve sliding over it twisted so far that the spring could tilt.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper eine in axialer Richtung der Feder geschlossene Federaufnahme mit einem Boden aufweist. Aufgrund der bezogen auf die Nabe in radialer Richtung geringen Bauhöhe des Druckstücks ist es möglich, die Federaufnahme geschlossen auszuführen, sodass das Druckstück als vormontierte Baugruppe mit geringem Aufwand in der Nabe angebracht werden kann.According to one embodiment of the invention it is provided that the base body has a spring receptacle which is closed in the axial direction of the spring and has a base. Due to the low overall height of the pressure piece in relation to the hub in the radial direction, it is possible to design the spring receptacle closed so that the pressure piece can be attached to the hub as a preassembled assembly with little effort.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anlagefläche des Rastelements sich, in einem Querschnitt betrachtet, auf Höhe des Krümmungsmittelpunkts der Rastfläche befindet. Gemäß dieser Ausgestaltung verbleibt am Rastelement also die „obere“ Hälfte der Kugelfläche, sodass diese Fläche funktional unverändert zum Zusammenwirken mit der Schaltmuffe und dem Anschlag im Grundkörper zur Verfügung steht. Dennoch wird die gewünschte geringe Bauhöhe erhalten.According to one embodiment of the invention, it is provided that the contact surface of the locking element, viewed in a cross section, is at the level of the center of curvature of the locking surface. According to this embodiment, the “upper” half of the spherical surface remains on the locking element, so that this surface remains functionally unchanged for interaction with the shifting sleeve and the stop in the base body. Nevertheless, the desired low overall height is obtained.

Der Zentriervorsprung kann eine Länge haben, die dem Radius der Rastfläche entspricht. Dies hat sich als guter Kompromiss zwischen geringen Abmessungen und guter Zentrierwirkung herausgestellt. Außerdem ist es möglich, den Zentriervorsprung aus dem vollen Material einer Kugel herauszuarbeiten.The centering projection can have a length which corresponds to the radius of the locking surface. This has proven to be a good compromise between small dimensions and a good centering effect. It is also possible to work out the centering projection from the solid material of a ball.

Grundsätzlich sollt der Zentriervorsprung eine solche Länge haben, dass die Führung in der Feder gegen Verkippen gewährleistet wird. Die Länge darf aber nicht so groß sein, dass der Zentriervorsprung im maximal eingefederten Zustand mit dem Federboden kollidiert. Die Mindestlänge des Zentriervorsprungs sollte hierbei mindestens der Höhe der Rastfläche entsprechen.In principle, the centering projection should have a length such that the guide in the spring is guaranteed against tilting. However, the length must not be so great that the centering projection collides with the spring base in the maximally compressed state. The minimum length of the centering projection should at least correspond to the height of the locking surface.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann der Zentriervorsprung eine Länge haben, die größer ist als der halbe Durchmesser des Kopfes des Rastelements. Insbesondere größer als der Durchmesser des Kopfes des Rastelements. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Zentrierwirkung.According to an alternative embodiment, the centering projection can have a length which is greater than half the diameter of the head of the locking element. In particular, greater than the diameter of the head of the locking element. This results in an improved centering effect.

Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Zentriervorsprung mit einer Einführschräge versehen ist, wodurch die Montierbarkeit verbessert ist.According to one embodiment, it is provided that the centering projection is provided with an insertion bevel, as a result of which the mountability is improved.

Um den Zerspanungsaufwand gering zu halten, wird das Rastelement aus einem Niet mit einem halbkugelförmigen Kopf hergestellt, das in der gewünschten Weise gehärtet wird.In order to keep the machining effort low, the locking element is made from a rivet with a hemispherical head, which is hardened in the desired manner.

Um die Montage des Rastelements im Grundkörper zu erleichtern, kann auch am Übergang von der Anlagefläche zur Rastfläche eine Einführschräge vorgesehen sein.In order to facilitate the assembly of the locking element in the base body, an insertion bevel can also be provided at the transition from the contact surface to the locking surface.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Einführschräge als konische Fase ausgeführt sein Es ist auch möglich, dass die Einführschräge eine im Schnitt beliebig gekrümmte Außenkontur aufweist.According to one embodiment, the lead-in bevel can be designed as a conical bevel. It is also possible for the lead-in bevel to have an outer contour that is arbitrarily curved in section.

Um die seitlichen Kräfte, die beim Schalten von der Schiebemuffe auf das Rastelement ausgeübt werden, besser in das Druckstück einleiten zu können, ist gemäß einer Ausführungsform zwischen der Einführschräge und der Rastfläche eine umlaufende Abstützfläche am Rastelement vorgesehen, die mit dem Grundkörper zusammenwirkt. Die Abstützfläche verringert die Flächenpressung zwischen dem Rastelement und dem Grundkörper erheblich und damit auch den Verschleiß, so dass sich eine deutlich höhere Standzeit und eine konstant bleibende Kraftcharakteristik ergibt.In order to be able to better introduce the lateral forces that are exerted by the sliding sleeve on the locking element into the pressure piece, according to one embodiment, a circumferential support surface is provided on the locking element between the insertion bevel and the locking surface and cooperates with the base body. The support surface considerably reduces the surface pressure between the locking element and the base body and thus also the wear, so that a significantly longer service life and a constant force characteristic results.

Die Abstützfläche kann sich im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des Rastelements erstrecken, so dass, wenn die Abstützfläche gegen den Grundkörper gedrückt wird, keine Axialkräfte entstehen. Weiterhin ergibt sich eine stark verringerte Flächenpressung.The support surface can extend essentially parallel to the central axis of the locking element, so that no axial forces arise when the support surface is pressed against the base body. Furthermore, there is a greatly reduced surface pressure.

Die Abstützfläche kann insbesondere zylindrisch sein, also eine gewisse Erstreckung parallel zur Mittelachse des Rastelements haben, so dass ein Kontakt zwischen dem Grundkörper und dem Rastelement über eine vergleichsweise große Fläche entsteht.The support surface can in particular be cylindrical, that is to say have a certain extent parallel to the central axis of the latching element, so that contact between the base body and the latching element occurs over a comparatively large area.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:

  • - 1 in einem Querschnitt eine Synchronbaugruppe gemäß dem Stand der Technik;
  • - 2 in vergrößertem Maßstab den Ausschnitt II von 1;
  • - 3 in wiederum vergrößertem Maßstab ein Beispiel für ein aus dem Stand der Technik bekanntes Druckstück;
  • - 4 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 3 ein erfindungsgemäßes Druckstück im Schnitt sowie den Grundkörper des Druckstücks ohne Feder und Rastelement;
  • - 5 das Druckstück von 4 in einer Seitenansicht;
  • - 6 in einer Seitenansicht ein Rastelement für ein Druckstück gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • - 7 in einer Seitenansicht ein Rastelement für ein Druckstück gemäß einer dritten Ausführungsform;
  • - 8 in einer Seitenansicht ein Rastelement für ein Druckstück gemäß einer vierten Ausführungsform; und
  • - 9 in einer Seitenansicht ein Rastelement für ein Druckstück gemäß einer fünften Ausführungsform.
The invention is described below with reference to an embodiment which is shown in the accompanying drawings. In these show:
  • - 1 in a cross section a synchronizer assembly according to the prior art;
  • - 2 on an enlarged scale section II of 1 ;
  • - 3 again on an enlarged scale, an example of a pressure piece known from the prior art;
  • - 4th in a view corresponding to that of 3 a pressure piece according to the invention in section and the base body of the pressure piece without a spring and locking element;
  • - 5 the pressure piece of 4th in a side view;
  • - 6th in a side view a latching element for a pressure piece according to a second embodiment;
  • - 7th in a side view a latching element for a pressure piece according to a third embodiment;
  • - 8th in a side view a latching element for a pressure piece according to a fourth embodiment; and
  • - 9 in a side view, a locking element for a pressure piece according to a fifth embodiment.

In den Figuren ist eine Synchronbaugruppe 5 gezeigt, die dazu dient, zwei hier schematisch gezeigte Getriebezahnräder 7, 9 drehfest mit einer (nicht dargestellten) Getriebewelle zu verbinden. Die Getriebezahnräder 7, 9 sind hier zur Vereinfachung mit identischem Durchmesser gezeigt; in der Praxis haben sie unterschiedliche Durchmesser. Es ist natürlich auch möglich, der Synchronbaugruppe nur einen einzigen Gang und damit ein einziges Getriebezahnrad zuzuordnen.In the figures there is a synchronous assembly 5 shown, which serves two transmission gears shown schematically here 7th , 9 to be rotatably connected to a (not shown) transmission shaft. The transmission gears 7th , 9 are shown here with an identical diameter for simplicity; in practice they have different diameters. It is of course also possible to assign only a single gear and thus a single transmission gear to the synchronizer assembly.

Die Synchronbaugruppe 5 enthält eine Nabe 10 (auch bezeichnet als Synchronkörper), der mittels einer Nabenverzahnung 12 drehfest auf der Getriebewelle angeordnet ist. Die Getriebewelle erstreckt sich entlang einer Mittelachse M, die gleichzeitig auch die Mittel- und Rotationsachse für die Getriebezahnräder 7, 9 sowie die Synchronbaugruppe 5 ist.The synchronous assembly 5 contains a hub 10 (also referred to as synchronizer body), which by means of a hub toothing 12 is rotatably arranged on the transmission shaft. The transmission shaft extends along a central axis M, which is also the central and rotational axis for the transmission gears 7th , 9 as well as the synchronous assembly 5 is.

Die Getriebezahnräder 7, 9 sind als Losräder auf der Getriebewelle angeordnet. Wenn einer der Gänge benutzt werden soll, dem das entsprechende Getriebezahnrad 7, 9 zugeordnet ist, muss dieses drehfest mit der Getriebewelle verbunden werden. Dies erfolgt hier mittels einer BorgWarner-Synchronisierung, die an sich bekannt ist und nachfolgend nur in ihren Grundzügen erläutert wird.The transmission gears 7th , 9 are arranged as idler gears on the transmission shaft. If one of the gears is to be used, the corresponding gear wheel 7th , 9 is assigned, this must be non-rotatably connected to the gear shaft. This is done here by means of a BorgWarner synchronization, which is known per se and is only explained in its basic features below.

Die Nabe 10 ist entlang ihrem Außenumfang mit einer Schiebemuffenverzahnung 14 versehen, auf der eine Schiebemuffe 16 drehfest, aber in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist. Hierfür ist am Innenumfang der Schiebemuffe 16 eine Innenverzahnung 17 vorgesehen. Mit der Schiebemuffe 16 kann eine (nicht dargestellte) Schaltgabel zusammenwirken, um die Gänge zu schalten.The hub 10 is along its outer circumference with a sliding sleeve toothing 14th provided on which a sliding sleeve 16 rotatably, but is arranged displaceable in the axial direction. The sliding sleeve is on the inner circumference for this purpose 16 an internal toothing 17th intended. With the sliding sleeve 16 A shift fork (not shown) can work together to shift gears.

Jedes der Getriebezahnräder 7, 9 ist mit einer Schaltverzahnung 18 versehen, auf die die Schiebemuffe 16 mit ihrer Innenverzahnung 17 aufgeschoben werden kann, indem sie aus ihrer in den Figuren gezeigten Mittel- bzw. Neutralstellung in axialer Richtung entsprechend weit verschoben wird. Hierdurch ist eine drehfeste Verbindung von der Getriebewelle über die Nabe 10 und die Schiebemuffe 16 zum entsprechenden Getriebezahnrad 7 bzw. 9 hergestellt, so dass der entsprechende Gang zur Drehmomentübertragung verwendet werden kann.Each of the transmission gears 7th , 9 is with a switching toothing 18th provided on which the sliding sleeve 16 with their internal teeth 17th can be postponed by being moved accordingly far in the axial direction from its central or neutral position shown in the figures. This creates a non-rotatable connection between the gear shaft and the hub 10 and the sliding sleeve 16 to the corresponding transmission gear 7th or. 9 manufactured so that the corresponding gear can be used for torque transmission.

Die drehfeste Verbindung zwischen der Schiebemuffe 16 und der entsprechenden Schaltverzahnung 18 kann im Hinblick auf Verschleiß und Komfort nur dann sinnvoll hergestellt werden, wenn die Drehzahlen der Schiebemuffe 16 und des entsprechenden Getriebezahnrads 7 bzw. 9 identisch oder zumindest annähernd identisch sind. Um dies zu gewährleisten, werden die Drehzahlen der Bauteile zu Beginn des Schaltvorgangs synchronisiert.The non-rotatable connection between the sliding sleeve 16 and the corresponding gear teeth 18th can only be made meaningful in terms of wear and comfort if the speeds of the sliding sleeve 16 and the corresponding transmission gear 7th or. 9 are identical or at least approximately identical. To ensure this, the speeds of the components are synchronized at the beginning of the shifting process.

Hierfür ist für jedes Getriebezahnrad mindestens ein Synchronring 20 vorgesehen, dessen Hauptaufgabe darin besteht, mit einer dem entsprechenden Getriebezahnrad 7 bzw. 9 zugeordneten Reibfläche in Reibeingriff zu gelangen, sobald die Schiebemuffe 16 aus ihrer Mittelstellung heraus hin zu einem Getriebezahnrad 7 bzw. 9 bewegt wird. Der entsprechende Synchronring 20 hat weiterhin die Funktion, ein Durchschalten der Schiebemuffe, also einen Eingriff in die Schaltverzahnung 18, so lange zu verhindern, wie die Drehzahlen von Nabe 10 und damit Schiebemuffe 16 einerseits und dem entsprechenden Getriebezahnrad 7 bzw. 9 andererseits noch nicht ausreichend aneinander angeglichen sind. Zu diesem Zweck weist jeder Synchronring 20 eine Sperrverzahnung 22 auf, deren Verzahnungsmodul dem der Schiebemuffenverzahnung 14 sowie der Innenverzahnung 17 der Schiebemuffe 16 entspricht.For this purpose, there is at least one synchronizer ring for each gear wheel 20th provided, the main task of which is to use a corresponding gear wheel 7th or. 9 assigned friction surface to get into frictional engagement as soon as the sliding sleeve 16 from its middle position to a gear wheel 7th or. 9 is moved. The corresponding synchronizer ring 20th also has the function of switching through the sliding sleeve, i.e. intervening in the switching teeth 18th to prevent as long as the speeds of hub 10 and thus sliding sleeve 16 on the one hand and the corresponding gear wheel 7th or. 9 on the other hand are not yet sufficiently aligned with one another. For this purpose, each synchronizer ring 20th a locking toothing 22nd whose toothing module is that of the sliding sleeve toothing 14th as well as the internal gearing 17th the sliding sleeve 16 corresponds.

Jeder Synchronring 20 ist an der Nabe 10 so angebracht, dass er in Umfangsrichtung begrenzt verdrehbar ist. Der mögliche Drehwinkel ist dabei so eingestellt, dass die Zähne der Sperrverzahnung 22 des Synchronrings 20, wenn er sich in der maximal verdrehten Position befindet, den Zähnen der Innenverzahnung der Schiebemuffe 16 gegenüberliegt. Erst wenn die Drehzahlen von Schiebemuffe 16 und entsprechendem Getriebezahnrad 7, 9 mindestens nahezu angeglichen wird und dadurch kein oder mindestens nahezu kein Schleppmoment mehr auf den Synchronring 20 wirkt, kann dieser durch Zusammenwirken von geeigneten Facetten an der Schiebemuffe 16 und an der Sperrverzahnung 22 in Umfangsrichtung zurück in eine Position gedreht werden, in der die Schiebemuffe 16 in axialer Richtung verstellt werden kann, bis sie in die Schaltverzahnung 18 des entsprechenden Getriebezahnrads bzw. 9 eingreift.Every synchronizer ring 20th is at the hub 10 attached so that it can be rotated to a limited extent in the circumferential direction. The possible angle of rotation is set so that the teeth of the locking toothing 22nd of the synchronizer ring 20th when it is in the maximum twisted position, the teeth of the internal toothing of the sliding sleeve 16 opposite. Only when the speeds of sliding sleeve 16 and corresponding gear wheel 7th , 9 is at least almost matched and thus no or at least almost no drag torque on the synchronizer ring 20th works, this can be done by the interaction of suitable facets on the sliding sleeve 16 and on the ratchet teeth 22nd be rotated in the circumferential direction back into a position in which the sliding sleeve 16 can be adjusted in the axial direction until they are in the gear teeth 18th the corresponding gear wheel or 9 engages.

Um die Schiebemuffe 16 in ihrer Mittelstellung zu zentrieren und auch um zu Beginn des Schaltvorgangs den entsprechenden Synchronring 20 mit der ihm zugeordneten Reibfläche in Eingriff zu bringen, sind an der Nabe mehrere Druckstücke 30 vorgesehen, die in entsprechende Ausnehmungen 32 der Nabe 10 eingesetzt sind. Üblich sind drei Druckstücke, die gleichmäßig um den Umfang der Nabe 10 herum verteilt sind.Around the sliding sleeve 16 to center in their middle position and also around the corresponding synchronizer ring at the beginning of the shifting process 20th To bring it into engagement with the friction surface assigned to it, several pressure pieces are on the hub 30th provided in appropriate recesses 32 the hub 10 are used. It is common to have three pressure pads that are evenly placed around the circumference of the hub 10 are spread around.

Jedes Druckstück 30 weist ein Rastelement 34 in der Form einer gehärteten Kugel auf, die von einer Feder 36 aus dem Druckstück 30 heraus und gegen eine Gegenfläche 38 auf der Innenseite der Schiebemuffe 16 beaufschlagt wird, so dass dort die Rastfläche 35 der Rastkugel 34 (also ihre Oberfläche) anliegt. Wie insbesondere in den 1 und 2 zu sehen ist, ist die Gegenfläche 38 als in radialer Richtung sich nach außen vertiefende Aussparung ausgeführt, in die das Rastelement 34 eingreift, wenn sich die Schiebemuffe 16 in ihrer Mittelstellung befindet. Um die Schiebemuffe 16 in axialer Richtung zu verschieben, muss also das Rastelement 34 in radialer Richtung nach innen entgegen der Wirkung der Feder 36 verstellt werden.Every pressure piece 30th has a locking element 34 in the shape of a hardened ball supported by a spring 36 from the pressure piece 30th out and against a mating surface 38 on the inside of the sliding sleeve 16 is acted upon, so that there the locking surface 35 the locking ball 34 (i.e. their surface) is applied. As in particular in the 1 and 2 can be seen is the opposite surface 38 designed as a recess deepening outward in the radial direction into which the locking element 34 engages when the sliding sleeve 16 is in its middle position. Around the sliding sleeve 16 To move in the axial direction, so the locking element must 34 in the radial direction inwards against the action of the spring 36 adjusted.

Das Rastelement 34 ist in einem Grundkörper 40 aufgenommen, der eine Federaufnahme 42 aufweist. Diese ist auf der vom Rastelement 34 abgewandten Seite mit einem Boden 44 versehen.The locking element 34 is in a basic body 40 recorded, of a spring mount 42 having. This is on that of the locking element 34 remote side with a bottom 44 Mistake.

Um zu verhindern, dass das Rastelement 34 von der Feder 36 aus dem Grundkörper 40 herausgedrückt wird, ist der Grundkörper 40 auf der vom Boden 44 abgewandten Seite der Federaufnahme 42 mit einem Anschlag 46 versehen. Der Anschlag 46 definiert eine Öffnung, die kleiner als der Durchmesser des Rastelements 34 ist. Dementsprechend kann lediglich ein Teil der kugelförmigen Oberfläche des Rastelements 34 über das Druckstück 30 nach außen hervorstehen.To prevent the locking element 34 from the pen 36 from the main body 40 is pushed out, is the main body 40 on the off the floor 44 facing away from the spring receptacle 42 with one stop 46 Mistake. The attack 46 defines an opening that is smaller than the diameter of the locking element 34 is. Accordingly, only part of the spherical surface of the locking element 34 over the pressure piece 30th protrude outwards.

In den 4 und 5 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckstücks gezeigt. Für die von den 1 bis 3 bekannten Merkmale werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.In the 4th and 5 an embodiment of a pressure piece according to the invention is shown. For those of the 1 to 3 known features are used the same reference numerals, and reference is made to the above explanations.

Der Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Druckstück und dem Druckstück der 1 bis 3 besteht darin, dass beim erfindungsgemäßen Druckstück das Rastelement 34 nicht als Kugel ausgeführt ist, sondern lediglich eine halbkugelförmige „Außenseite“ oder Rastfläche 35 aufweist und auf der „Rückseite“, also der dem Boden 44 des Grundkörpers 40 zugewandten Seite, eine ringförmige Anlagefläche 50 für die Feder 36 aufweist.The difference between the pressure piece according to the invention and the pressure piece of the 1 to 3 is that the locking element in the pressure piece according to the invention 34 is not designed as a ball, but only a hemispherical "outside" or locking surface 35 and on the "back", ie the bottom 44 of the main body 40 facing side, an annular contact surface 50 for the pen 36 having.

Innerhalb der Anlagefläche 50 ist ein Zentriervorsprung 52 angeordnet. Die Feder liegt hier also nicht mehr an der Unterseite des Rastelements 34 an (und damit in einem Abstand von annähernd dem gesamten Durchmesser der Rastkugel 34 von ihrem vordersten Punkt der Rastfläche 35), sondern an der abgeflachten Anlagefläche 50 und somit beim gezeigten Ausführungsbeispiel etwa in einem Abstand vom halben Durchmesser vom vordersten Punkt des Rastelements 34.Within the contact area 50 is a centering protrusion 52 arranged. The spring is no longer on the underside of the locking element here 34 on (and thus at a distance of almost the entire diameter of the locking ball 34 from its foremost point of the locking surface 35 ), but on the flattened contact surface 50 and thus in the embodiment shown approximately at a distance of half the diameter from the foremost point of the locking element 34 .

Der Zentriervorsprung 52 ist hier zylindrisch ausgeführt und hat in axialer Richtung der Feder 36 betrachtet eine Länge, die etwa dem Durchmesser des kugelförmigen Grundkörpers des Rastelements 34 entspricht.The centering projection 52 is cylindrical here and has the spring in the axial direction 36 considers a length that is approximately the diameter of the spherical base body of the locking element 34 corresponds.

Am von der Rastfläche 35 abgewandten Ende ist der Zentriervorsprung 52 mit einer umlaufenden Einführschräge oder Fase versehen.On from the rest area 35 the opposite end is the centering projection 52 provided with an all-round lead-in bevel or bevel.

Unter der Annahme, dass die nutzbare Federlänge unverändert bleibt, kann mit der erfindungsgemäßen Lösung die ganze Feder 36 um etwa den halben Durchmesser des Rastelements 34 „näher“ an die außenliegende Vorderseite des Rastelements 34 herangerückt werden. Bei einem Durchmesser einer Rastkugel von 5 mm ergibt sich somit eine Verkürzung der Bauhöhe in der Größenordnung von knapp 2 mm, also dem halben Durchmesser der Rastkugel 34 abzüglich der Eintauchtiefe der Rastkugel in die Stirnseite der Feder.Assuming that the usable spring length remains unchanged, the whole spring can be used with the solution according to the invention 36 by about half the diameter of the locking element 34 "Closer" to the outer front of the locking element 34 to be advanced. With a diameter of a locking ball of 5 mm, the overall height is shortened in the order of magnitude of almost 2 mm, that is to say half the diameter of the locking ball 34 minus the immersion depth of the locking ball in the face of the spring.

Als Grundkörper für das Rastelement 34 kann ein Nietbolzen, ein Drehteil oder ein mit einem anderen geeigneten Fertigungsprozess gefertigter Grundkörper mit einem halbkugelförmigen Kopf verwendet werden. Der Grundkörper des Rastelements 34 besteht hierbei aus einem Material, welches die für die Anwendung notwendigen Festigkeits- und Oberflächenwerte aufweist. Falls nötig, kann das Rastelement auch gehärtet werden.As a base body for the locking element 34 For example, a rivet bolt, a turned part or a base body with a hemispherical head manufactured using another suitable manufacturing process can be used. The main body of the locking element 34 consists of a material that has the strength and surface properties required for the application. If necessary, the locking element can also be hardened.

In 6 ist das Rastelement 34 für ein Druckstück gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Merkmale werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.In 6th is the locking element 34 shown for a pressure piece according to a second embodiment. The same reference numerals are used for the features known from the first embodiment, and in this respect reference is made to the explanations above.

Der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass bei der zweiten Ausführungsform die Anlagefläche 50 für die Feder 36 und die Einführschräge 60 zusammenfallen. Dementsprechend erstreckt sich die Einführschräge vom Außenumfang der Rastfläche 35 bis hin zum Zentriervorsprung 52.The difference between the first and the second embodiment is that in the second embodiment the contact surface 50 for the pen 36 and the lead-in bevel 60 coincide. Accordingly, the lead-in bevel extends from the outer circumference of the locking surface 35 up to the centering projection 52 .

Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist die Einführschräge 60 hier als kegelige Fase ausgeführt.The lead-in bevel is similar to the first embodiment 60 executed here as a conical bevel.

In 7 ist das Rastelement 34 für ein Druckstück gemäß einer dritten Ausführungsform gezeigt. Für die von der ersten oder zweiten Ausführungsform bekannten Merkmale werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.In 7th is the locking element 34 shown for a pressure piece according to a third embodiment. The same reference numerals are used for the features known from the first or second embodiment, and in this respect reference is made to the explanations above.

Bei der dritten Ausführungsform wird wieder eine separate, ringförmige Anlagefläche 50 für die Feder 36 verwendet.In the third embodiment, there is again a separate, annular contact surface 50 for the pen 36 used.

Anstelle einer kegeligen Fase ist die Einführschräge 60 hier abgerundet ausgeführt; sie hat im Schnitt also eine beliebige gekrümmte Kontur.Instead of a conical bevel there is the lead-in bevel 60 rounded here; it has any curved contour in the section.

Aufgrund der unterschiedlichen Radien ist ein umlaufender Übergang vom großen Radius der Rastfläche 35 zum kleineren Übergang der Einführschräge 60 vorhanden.Due to the different radii, there is a circumferential transition from the large radius of the locking surface 35 to the smaller transition of the lead-in bevel 60 available.

In 8 ist das Rastelement 34 für ein Druckstück gemäß einer vierten Ausführungsform gezeigt. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Merkmale werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.In 8th is the locking element 34 shown for a pressure piece according to a fourth embodiment. The same reference numerals are used for the features known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations.

Der Unterschied zur dritten Ausführungsform besteht darin, dass zwischen der Rastfläche 35 und der Einführschräge 60 eine umlaufende Abstützfläche 62 vorhanden ist. Diese ist hier als auf die Mittelachse des Rastelements 34 zentrierte Zylinderfläche ausgeführt.The difference to the third embodiment is that between the locking surface 35 and the lead-in bevel 60 a circumferential support surface 62 is available. This is here as on the central axis of the locking element 34 centered cylinder surface.

Verglichen mit dem Radius der Rastfläche 35 der vorhergehenden Ausführungsform wird hier ein größerer Radius verwendet, so dass die Rastfläche 35 im größeren axialen Abstand von der Anlagefläche 50 (also bezogen auf die Darstellung in 8 weiter oben) den maximalen Durchmesser des Rastelements 34 erreicht. Hierdurch ist bei gleicher Bauhöhe der axiale Raum für die Abstützfläche 62 geschaffen.Compared to the radius of the locking surface 35 the previous embodiment, a larger radius is used here, so that the locking surface 35 at a greater axial distance from the contact surface 50 (i.e. based on the representation in 8th further above) the maximum diameter of the locking element 34 reached. As a result, there is axial space for the support surface with the same overall height 62 created.

Die Abstützfläche 62 dient dazu, die seitlichen Kräfte, bei beim Schalten von der Schiebemuffe auf das Rastelement ausgeübt werden, besser in das Druckstück einleiten zu können, da eine insgesamt geringere Flächenpressung (und damit einhergehenden eine längere Lebensdauer und ein über die Lebensdauer quasi konstantes Kraftniveau) erhalten wird.The support surface 62 serves to transfer the lateral forces into the pressure piece better when the sliding sleeve is exerted on the locking element when switching, since an overall lower surface pressure (and thus a longer service life and a force level that is more or less constant over the service life) is obtained .

In 9 ist das Rastelement 34 für ein Druckstück gemäß einer fünften Ausführungsform gezeigt. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Merkmale werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.In 9 is the locking element 34 shown for a pressure piece according to a fifth embodiment. The same reference numerals are used for the features known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations.

Der Unterschied zwischen der vierten und der fünften Ausführungsform besteht darin, dass bei der fünften Ausführungsform wieder der bekannte kleinere Radius für die Rastfläche 35 verwendet wird. Es ist auch möglich, einen noch kleineren Radius zu verwenden.The difference between the fourth and the fifth embodiment is that in the fifth embodiment again the known smaller radius for the locking surface 35 is used. It is also possible to use an even smaller radius.

Um dennoch den nötigen axialen Bauraum für die umlaufende Abstützfläche 62 zu haben, ist eine kegelige Ansatzfläche 64 vorgesehen, die sich an den Außenrand der hier in axialer Richtung flacher ausgeführten Rastfläche 35 anschließt und zur Abstützfläche 62 führt.In order to still have the necessary axial installation space for the circumferential support surface 62 to have is a conical attachment surface 64 provided, which is located on the outer edge of the locking surface, which is designed to be flatter here in the axial direction 35 and to the support surface 62 leads.

Alternativ zur kegeligen Ansatzfläche 64 kann auch eine beliebig gekrümmte Ansatzfläche verwendet werden.Alternative to the conical attachment surface 64 Any curved attachment surface can also be used.

Claims (14)

Druckstück (30) für eine Synchronbaugruppe eines Fahrzeuggetriebes, mit einem Grundkörper (40), einer Feder (36), die in dem Grundkörper (40) angeordnet ist, und einem Rastelement (34), das von der Feder (36) gegen einen Anschlag (46) im Grundkörper (40) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (34) eine konvexe Rastfläche (35) und dieser gegenüberliegend eine abgeflachte Anlagefläche (50) für die Feder (36) aufweist.Pressure piece (30) for a synchronous assembly of a vehicle transmission, with a base body (40), a spring (36) which is arranged in the base body (40), and a latching element (34) which is held by the spring (36) against a stop (46) is pressed in the base body (40), characterized in that the latching element (34) has a convex latching surface (35) and opposite this has a flattened contact surface (50) for the spring (36). Druckstück (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (50) ringförmig ist.Pressure piece (30) Claim 1 , characterized in that the contact surface (50) is annular. Druckstück (30) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Anlagefläche (50) ein Zentriervorsprung (52) vorgesehen ist, der sich in die Feder (36) hinein erstreckt.Pressure piece (30) Claim 1 or Claim 2 , characterized in that a centering projection (52) is provided within the contact surface (50) which extends into the spring (36). Druckstück (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (40) eine in axialer Richtung der Feder (36) geschlossene Federaufnahme (42) mit einem Boden (44) aufweist.Pressure piece (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (40) has a spring receptacle (42) which is closed in the axial direction of the spring (36) and has a base (44). Druckstück (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (50) sich, in einem Querschnitt betrachtet, auf Höhe des Krümmungsmittelpunkts der Rastfläche (35) befindet.Pressure piece (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact surface (50), viewed in a cross section, is at the level of the center of curvature of the latching surface (35). Druckstück (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentriervorsprung (52) eine Länge hat, die mindestens dem Radius der Rastfläche (35) entspricht.Pressure piece (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the centering projection (52) has a length which corresponds at least to the radius of the locking surface (35). Druckstück (30) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass der Zentriervorsprung (52) eine Länge hat, die größer ist als der Radius der Rastfläche (35), insbesondere in der Größenordnung des Durchmessers der Rastfläche (35) liegt.Pressure piece (30) Claim 6 , characterized in that the centering projection (52) has a length which is greater than the radius of the locking surface (35), in particular of the order of magnitude of the diameter of the locking surface (35). Druckstück (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentriervorsprung (52) mit einer Einführschräge (53) versehen ist.Pressure piece (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the centering projection (52) is provided with an insertion bevel (53). Druckstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Übergang von der Anlagefläche (50) zur Rastfläche (35) eine Einführschräge (60) vorgesehen ist.Pressure piece according to one of the preceding claims, characterized in that an insertion bevel (60) is provided at the transition from the contact surface (50) to the latching surface (35). Druckstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführschräge (60) eine konische Fase ist.Pressure piece after Claim 9 , characterized in that the lead-in bevel (60) is a conical bevel. Druckstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführschräge (60) eine im Schnitt gekrümmte Außenkontur aufweist.Pressure piece after Claim 9 , characterized in that the lead-in bevel (60) has an outer contour which is curved in section. Druckstück nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Einführschräge (60) und der Rastfläche (35) eine umlaufende Abstützfläche (62) am Rastelement (34) vorgesehen ist, die mit dem Grundkörper zusammenwirkt.Pressure piece after one of the Claims 9 to 11 , characterized in that a circumferential support surface (62) is provided on the locking element (34) between the lead-in bevel (60) and the locking surface (35), which support surface cooperates with the base body. Druckstück nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützfläche (62) sich im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des Rastelements (34) erstreckt.Pressure piece after Claim 12 , characterized in that the support surface (62) extends essentially parallel to the central axis of the locking element (34). Druckstück nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützfläche (62) zylindrisch ist.Pressure piece after Claim 13 , characterized in that the support surface (62) is cylindrical.
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