DE19527593C2 - Verfahren zum Zusammenbau einer Synchronisiereinrichtung für ein Zahnradwechselgetriebe - Google Patents
Verfahren zum Zusammenbau einer Synchronisiereinrichtung für ein ZahnradwechselgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zusammenbau einer Synchronisier
einrichtung für ein Zahnradwechselgetriebe, bestehend aus einer Nabe, auf der eine
Schiebemuffe axial verstellbar gelagert ist, und aus wenigstens einer Konuskupplung,
die einen gegenüber der Nabe frei drehbaren Doppelkonusring aufweist, der zwischen
einem inneren, mit der Nabe verbindbaren Reibring und einem äußeren, gegenüber
dem Reibring durch die Schiebemuffe axial verschiebbaren Synchronring kraftschlüs
sig einspannbar ist, wobei der äußere Synchronring bei eingerückter Konuskupplung
in Anlage mit einem Montageanschlag gebracht wird, der ein axiales Spiel zwischen
dem Synchronring und der Nabe sicherstellt, bevor der Reibring auf der Nabe axial
festgelegt und dann der Montageanschlag entfernt wird.
Um bei Zahnradwechselgetrieben mit einer drehfest auf einer Welle sitzenden Nabe
und einem auf der Welle frei drehbar gelagerten Zahnrad die Nabe mit dem Zahnrad
über eine Klauenkupplung störungsfrei verbinden zu können, die durch eine auf der
Nabe axial verstellbare und auf einen zahnradseitigen Klauenkranz aufschiebbare
Schiebemuffe gebildet wird, muß das Zahnrad die Umlaufgeschwindigkeit der Nabe
annehmen. Dies wird durch eine zwischen der Nabe und dem Zahnrad vorgesehene
Konuskupplung erreicht, die einen eine Drehmitnahme des Zahnrades bewirkenden
Doppelkonusring aufweist, der zwischen einem inneren, drehfest mit der Nabe
verbundenen Reibring und einem durch die Schiebemuffe gegenüber diesem Reibring
axial verstellbaren Synchronring kraftschlüssig einspannbar ist. Wird die Schiebemuffe
auf der Nabe im Sinne eines Kupplungseingriffes verschoben, so wird durch die
axiale Mitnahme des Synchronringes der Doppelkonusring reibschlüssig zwischen
dem inneren Reibring und dem äußeren Synchronring und damit das mit dem Syn
chronring drehfest verbundene Zahnrad auf die Umlaufgeschwindigkeit der Nabe be
schleunigt, was den anschließenden, unbehinderten Kupplungseingriff zwischen der
Schiebemuffe und dem Klauenkranz des Zahnrades ermöglicht Voraussetzung für
eine möglichst totgangfreie Betätigung der Konuskupplung über die Schiebemuffe ist,
daß das für den Freilauf des Doppelkonusringes erforderliche axiale Spiel möglichst
klein gehalten wird.
Zu diesem Zweck ist es bekannt (EP-PS 0 389 324), dieses
axiale Spiel durch einen nabenseitigen Montageanschlag festzulegen, an den der
äußere Synchronring der Konuskupplung zur Anlage gebracht wird Unter der Bedin
gung, daß der Synchronring, der Doppelkonusring und der innere Reibring spielfrei
ineinandergreifen, kann somit in der Anschlagstellung des Synchronringes die axiale
Lage des inneren Reibringes für das durch diesen Montageanschlag bestimmte Spiel
auf der Nabe festgelegt und der innere Reibring beispielsweise durch ein Schweißen
oder Aufpressen mit der Nabe verbunden werden. Für die Betätigung der Konuskupp
lung ist der Montageanschlag für den Synchronring selbstverständlich wieder zu
entfernen. Trotz dieser Montagehilfen konnte jedoch kein auch höheren Anforderun
gen genügender enger Toleranzbereich für das axiale Spiel der Konuskupplung und
deshalb auch keine entsprechende Begrenzung des axialen Totganges erreicht wer
den.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Zusammenbau
einer Synchronisiereinrichtung für ein Zahnradwechselgetriebe der eingangs geschil
derten Art so auszugestalten, daß eine Minimierung des Totganges bei der Betäti
gung der Konuskupplung der Synchronisiereinrichtung über die Schiebemuffe gewähr
leistet werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Konuskupplung mit einer
vorgegebenen Axialkraft auf den im wesentlichen reibungsfrei auf der Nabe axial ver
schiebbaren inneren Reibring gegen den Montageanschlag gedrückt wird und daß
dann bei festgehaltener Axiallage des inneren Reibringes dieser auf der Nabe axial
festgelegt wird.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die beim Zusammenbau der Syn
chronisiereinrichtung auftretenden axialen Reibungskräfte und das elastische Biege
verhalten der einzelnen Teile der Konuskupplung in axialer Richtung bei der axialen
Festlegung des inneren Reibringes auf der Nabe unter Umständen einen erheblichen
Einfluß auf den späteren Totgang der Konuskupplung haben und daher nicht außer
acht gelassen werden dürfen Aus diesem Grunde wird die Konuskupplung mit einer
vorgegebenen Axialkraft unter Vorspannung an den nabenseitigen Montageanschlag
angedrückt, wobei durch die im wesentlichen reibungsfreie Verschiebbarkeit des
inneren Reibringes auf der Nabe sichergestellt wird, daß die auf die Konuskupplung
einwirkende Vorspannung tatsächlich allein durch die aufgebrachte Axialkraft be
stimmt und nicht durch axiale Reibungskräfte zwischen dem inneren Reibring und der
Nabe beeinflußt wird, wie dies beispielsweise beim Aufpressen des inneren Rei
bringes auf die Nabe der Fall ist. Eine im wesentlichen reibungsfreie Verschiebung
kann in einfacher Weise durch einen Gleitsitz des inneren Reibringes auf der Nabe
erzielt werden.
Besonders einfache Montagebedingungen können in weiterer Ausbildung der Erfin
dung dadurch erhalten werden, daß die Axialkraft auf den inneren Reibring über einen
Befestigungsring aufgebracht wird, der mit radialem Spiel warm auf die Nabe aufge
setzt und unter Aufrechterhaltung der Axialkraft bis zur Bildung eines Schrumpfsitzes
abgekühlt wird. Durch das Vorsehen eines Befestigungsringes, über den die Axialkraft
auf den inneren Reibring aufgebracht wird, entfällt die Notwendigkeit, den inneren
Reibring selbst auf der Nabe zu befestigen. Außerdem wird eine sehr genaue Positio
nierung erreicht, weil die Axialkraft zur Verbindung von Befestigungsring und Nabe
nicht aufgehoben, sondern lediglich abgewartet werden muß, bis der warme Befesti
gungsring für einen entsprechenden Schrumpfsitz ausreichend erkaltet ist. Durch ein
Schweißen kann dann nachträglich für eine zusätzliche Verbindung gesorgt werden.
Das axiale Festlegen eines Reibringes einer Konuskupplung auf der Nabe einer
Synchronisiereinrichtung mit Hilfe eines Befestigungsringes ist zwar bereits bekannt
(DE-PS 9 25 083, GB-PS 403 319), doch handelt es sich dabei um einen in eine
Ringnut eingesetzten, geschlitzten Federring, so daß die axiale Lage des Federringes
durch die Ringnut konstruktiv festgelegt ist und nicht bei der Montage frei gewählt
werden kann.
Die Vorspannung der Konuskupplung bei der Montage der Synchronisiereinrichtung
bietet die Möglichkeit einer einfachen Montageüberprüfung. Zu diesem Zweck braucht
nach der axialen Festlegung des inneren Reibringes auf der Nabe und vor dem
Entfernen des Montageanschlages der Synchronring bei aufgehobener äußerer Axial
kraft lediglich gedreht und das für die Drehung erforderliche Drehmoment bestimmt
zu werden, das ein Maß für die tatsächlich Vorspannung der Konuskupplung ist und
daher eine Beurteilung des eingestellten Spieles erlaubt.
An Hand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Zusammenbau
einer Synchronisiereinrichtung für ein Zahnradwechselgetriebe näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Zusammenbau einer Synchronisiereinrichtung nach der
Erfindung in einem vereinfachten Axialschnitt,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine von einer Montagevorrichtung aufgenommenen Syn
chronisiereinrichtung und
Fig. 3 einen Axialschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Fig. 2 entsprechend der
Linie II-II mit einem Montageprüfkopf.
Wie den Fig. 1 und 3 entnommen werden kann, weist die Vorrichtung zum Zusam
menbau einer Synchronisiereinrichtung 1 eine mit einem konischen Dorn 2 zusam
menwirkende Spannhülse 3 auf, die mittels einer den hohlen Dorn 2 durchsetzenden
Kolbenstange 4 auf dem Dorn 2 axial verstellt werden kann. Die mit ihrer Innen
verzahnung auf die Außenverzahnung der Spannhülse 4 bis zur Anlage an einem
Auflager 5 aufgeschobene Nabe 6 der Synchronisiereinrichtung 1 kann somit über die
Spannhülse 3 gegenüber dem Dorn 2 zentriert und für den weiteren Zusammenbau
gespannt werden.
Die Synchronisiereinrichtung 1 selbst ist mit zwei beidseitig der Nabe 6 angeordneten
Konuskupplungen 7 versehen, die jeweils aus einem inneren Reibring 8, einem
äußeren Synchronring 9 und einem Doppelkonusring 10 zwischen dem Reibring 8
und dem Synchronring 9 aufgebaut sind. Während der innere Reibring 8 und der
äußere Synchronring 9 der Nabe 6 zugeordnet sind, weist der Doppelkonusring 10
axial vorragende Mitnehmer 11 für ein Zahnrad eines Zahnradwechselgetriebes auf.
Dieses Zahnrad kann mit der Nabe 6 über eine schaltbare Klauenkupplung verbunden
werden, die aus einer auf der Nabe 6 axial verstellbaren Schiebemuffe und einem
dem Zahnrad zugeordneten Klauenkranz zur Aufnahme der Schiebemuffe besteht.
Die Schiebemuffe, die im allgemeinen über eine Schaltgabel verstellt wird, ist auf
einem von der Nabe 6 gebildeten Klauenkranz 12 gelagert und kann mittels einer
Federrast diesem gegenüber axial festgelegt werden. Zu diesem Zweck können in
über den Umfang des Klauenkranzes 6 verteilten, radialen Bohrungen 13 federbela
stete Kugelrasten gelagert werden, die mit entsprechenden Gegenrasten der Schiebe
muffe zusammenwirken. Um die Schiebemuffe auf den Klauenkranz des jeweils
anzutreibenden Zahnrades des Zahnradwechselgetriebes störungsfrei aufschieben zu
können, muß für eine übereinstimmende Umlaufgeschwindigkeit der Schiebemuffe
und des anzutreibenden Zahnrades gesorgt werden. Der hiefür erforderliche Antrieb
des Zahnrades erfolgt über die zugehörige Konuskupplung 7, deren Synchronring 9
bei einer axialen Verstellung der Schiebemuffe mitgenommen wird, so daß der
Doppelkonusring 10 zwischen dem mit der Nabe 6 mitgedrehten inneren Reibring 8
und dem Synchronring 9 reibschlüssig eingespannt und auf die Umlaufgeschwindig
keit der Nabe 6 beschleunigt wird. Voraussetzung hiefür ist, daß der innere Reibring
8 auf der Nabe 6 axial so festgelegt wird, daß sich für den Synchronring 9 nur ein
eng begrenzter Verstellweg von beispielsweise < 0,1 mm ergibt.
Um diesen geringen Totgang der Konuskupplung 7 beim Zusammenbau der Syn
chronisiereinrichtung 1 zu gewährleisten, wird ein dieses Spiel bestimmender Mon
tageanschlag 14 nabenseitig vorgesehen, an den der Synchronring 9 der Konus
kupplung 7 durch eine auf den inneren Reibring 8 einwirkende Axialkraft angedrückt
wird. Diese Axialkraft bedingt eine alle Spiele ausgleichende Vorspannung der
Konuskupplung, so daß die axiale Lage des inneren Reibringes 8 auf der Nabe 6 für
das einzustellende axiale Spiel des Synchronringes 9 mit großer Genauigkeit be
stimmt werden kann, wenn dafür gesorgt ist, daß der Reibring 8 auf der Nabe 6 im
wesentlichen reibungsfrei verschoben werden kann. In diesem Fall hängt nämlich die
axiale Belastung der Konuskupplung ausschließlich von der aufgebrachten Axialkraft
ab.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird zum Aufbringen der Axialkraft
zunächst ein Montagekopf 15 auf die Stirnseite der auf dem Auflager 5 aufruhenden
Nabe 6 aufgesetzt und gegenüber dem Dorn 2 durch einen in eine Zentrierbohrung
16 eingreifenden Zentrierstift 17 ausgerichtet. Dieser Montagekopf 15 trägt einen
erwärmten Befestigungsring 18, der im warmen Zustand mit radialem Spiel auf die
Nabe 6 aufgeschoben werden kann, im erkalteten Zustand aber einen Preßsitz auf
der Nabe sicherstellt. Mit Hilfe einer auf dem Montagekopf 15 verschiebbar gelagerten
Druckhülse 19 kann der Befestigungsring 18 entlang des Montagekopfes 15 auf die
Nabe 6 aufgeschoben und gegen den inneren Reibring 8 der Konuskupplung 7 mit
einer einstellbaren Axialkraft gedrückt werden, was ein entsprechendes Andrücken
des äußeren Synchronringes 9 an den Montageanschlag 14 unter einer bestimmten
axialen Vorspannung der Konuskupplung zur Folge hat. Der Montageanschlag 14
wird im Ausführungsbeispiel durch Anschlagbolzen 20 gebildet, die in die Bohrungen
13 für die Kugelrasten eingesetzt wurden. Es sind aber selbstverständlich auch
andere Anschläge möglich.
Um die genaue axiale Lage des inneren Reibringes 8 auf der Nabe 6 festzulegen, ist
es lediglich erforderlich, den Schrumpfsitz des Befestigungsringes 18 auf der Nabe 6
nach einer entsprechenden Abkühlung des Befestigungsringes abzuwarten, bevor der
Befestigungsring 18 von der über die Druckhülse 19 aufgebrachten Axialkraft entlastet
werden kann. Zur Oberprüfung des eingestellten Spieles kann der Montagekopf 15
abgehoben und ein Prüfkopf 21 aufgesetzt werden, mit dessen Hilfe vor der Abnahme
des Montageanschlages 14 auf den äußeren Synchronring 9 ein sich vergrößerndes
Drehmoment aufgebracht wird, bis der Synchronring 9 gegenüber der Nabe 6 gedreht
wird. Das für die Drehung des Synchronringes 9 erforderliche Drehmoment stellt ein
Maß für die axiale Vorspannung der Konuskupplung 7 dar, so daß auf der Basis
dieses Drehmomentes die vorgenommene Spieleinstellung wirksam überprüft werden
kann Das Drehmoment wird auf den Prüfkopf 21 mittels eines Armes 22 aufgebracht,
an dem eine konstante Kraft P angreift, deren radialer Abstand vom Prüfkopf 21 ver
größert wird, um die notwendige Drehmomentsteigerung zu erreichen, wie dies in den
Fig. 2 und 3 durch den Pfeil 23 angedeutet ist. Bei beginnender Drehung des Syn
chronringes 9, auf den das Drehmoment über an Anlaufansätzen 24 angreifende Mit
nehmerfinger 25 übertragen wird, kann der radiale Abstand der Kraft P vom Prüfkopf
21 als Maß für das aufgebrachte Drehmoment und damit für den eingestellten
Totgang der Konuskupplung 7 abgelesen werden.
Aus der Fig. 2 geht hervor, daß die Drehmitnahme des inneren Reibringes 8 durch
die Nabe 6 durch radial nach innen vorragende Ansätze 26 des Reibringes 8 erfolgt,
die mit Spiel in Umfangsrichtung in entsprechende Nabenausnehmungen 27 ein
greifen. Da nicht der Reibring 8 selbst, sondern der Befestigungsring 18 gegenüber
der Nabe 6 unverlagerbar festgelegt ist, kann der Reibring 8 im Rahmen des Eingriff
spieles der Reibringansätze 26 in die Nabenausnehmungen 27 auf der Nabe 6
verdreht werden. Diese Drehungsmöglichkeit kann für die Überprüfung des eingestell
ten Kupplungsspieles ausgenützt werden, so daß die Drehung des Synchronringes 9
über den Prüfkopf 21 keine Relativdrehung der einzelnen Teile der Konuskupplung 7
voraussetzt.
Claims (3)
1. Verfahren zum Zusammenbau einer Synchronisiereinrichtung (1) für ein Zahn
radwechselgetriebe, bestehend aus einer Nabe (6), auf der eine Schiebemuffe axial
verstellbar gelagert ist, und aus wenigstens einer Konuskupplung (7), die einen
gegenüber der Nabe (6) frei drehbaren Doppelkonusring (10) aufweist, der zwischen
einem inneren, mit der Nabe (6) verbindbaren Reibring (8) und einem äußeren,
gegenüber dem Reibring (8) durch die Schiebemuffe axial verschiebbaren Synchron
ring (9) kraftschlüssig einspannbar ist, wobei der äußere Synchronring (9) bei einge
rückter Konuskupplung (7) in Anlage mit einem Montageanschlag (14) gebracht wird,
der ein axiales Spiel zwischen dem Synchronring (9) und der Nabe (6) sicherstellt,
bevor der Reibring (8) auf der Nabe (6) axial festgelegt und dann der Montagean
schlag (14) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Konuskupplung (7) mit
einer vorgegebenen Axialkraft auf den im wesentlichen reibungsfrei auf der Nabe (6)
axial verschiebbaren inneren Reibring (8) gegen den Montageanschlag (14) gedrückt
wird und daß dann bei festgehaltener Axiallage des inneren Reibringes (8) dieser auf
der Nabe (6) axial festgelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialkraft auf
den inneren Reibring (8) über einen Befestigungsring (18) aufgebracht wird, der mit
radialem Spiel warm auf die Nabe (6) aufgesetzt und unter Aufrechterhaltung der
Axialkraft bis zur Bildung eines Schrumpfsitzes abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der
axialen Festlegung des inneren Reibringes (8) auf der Nabe (6) und vor dem Entfer
nen des Montageanschlages (14) der Synchronring (9) bei aufgehobener äußerer
Axialkraft gedreht und das für die Drehung erforderliche Drehmoment zur Montage
überprüfung bestimmt wird.
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