DE19853894A1

DE19853894A1 - Mehrteiliger Synchronring

Info

Publication number: DE19853894A1
Application number: DE1998153894
Authority: DE
Inventors: Josef Schwuger; Rudolf Sinner; Hartwig Waldert
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1998-11-23
Filing date: 1998-11-23
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2018-11-24
Also published as: FR2786236A1; BR9905731A; FR2786236B1; DE19853894B4

Abstract

Ein Synchronring (1, 10) soll mit einem Scheibenkörper (2, 11) versehen werden, der in materialsparender Fertigung aus einem Profil gefertigt ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Synchronring einer Synchronisiereinrichtung mit einem Ringkörper und einem Scheibenkörper, die jeweils getrennt aus un terschiedlichen oder gleichen Werkstoffen gefertigt und anschließend mit einander verbunden sind, wobei der Ringkörper

- in einem spanlosen Fertigungsprozeß gefertigt ist,
- eine konisch ausgebildete Innenmantelfläche aufweist,
- an der konisch ausgebildeten Innenmantelfläche mit einer Reibfläche versehen ist sowie
- zumindest ein Mitnahmeelement aufweist,

und wobei der Scheibenkörper an seinem Außenumfang mit einer Verzah nung versehen ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Synchronring ist beispielsweise aus DE 32 25 364 A1 vorbe kannt. Dieser Synchronring wird durch einen Ringkörper mit konischer In nenkontur und einen Scheibenkörper mit einem Zahnkranz gebildet. Der Ringkörper und der Zahnkranz sind jeweils getrennt aus Blechmaterial durch Stanzen oder Prägen gefertigt und anschließend starr miteinander verbunden. Der Vorteil dieser getrennten Fertigung liegt darin, daß Schwie rigkeiten die beim Formen vom einstückigen Synchronringen mit einer kom plizierten Verzahnung, mit z. B. der Entformungsrichtung entgegenstehen den Konturen, vermieden werden. Außerdem können für den Zahnkranz sowie den Ringkörper jeweils unterschiedliche Werkstoffe oder Stahlwerk stoffe unterschiedlicher Härte eingesetzt werden. Nachteilig bei einer sol chen Fertigung ist, daß beim Stanzen des Ringkörpers und insbesondere des Scheibenkörpers ein höher Anteil des Blechmaterials als Verschnitt- und Abfallmaterial verloren geht. Der Anteil an Abfallmaterial, der bei der Fertigung des Scheibenkörpers mit dem Zahnkranz entsteht, ist deshalb so hoch, weil dieser Scheibenkörper in der Regel als dünnwandiger Ring mit großem Innendurchmesser ausgebildet ist.

Derartige Synchronringe sind oft mit Mitnahmeelementen versehen, die entweder am Scheiben- und Ringköper oder an einem der beiden Elemente ausgebildet sind. Sie dienen der formschlüssigen Verbindung des äußeren Synchronringes mit seiner Umgebungskonstruktion, z. B. mit dem Syn chronkörper oder einem weiteren Synchronring. Diese Mitnahmeelemente, die in verschiedensten Ausführungsformen ausgebildet sind, beispielsweise als Zapfen oder Lappen, ragen häufig über die Körperkontur des Scheiben- bzw. Ringkörpers hinaus und sind deshalb schwer zu fertigen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Synchronring zu schaffen, der eine materialsparende Fertigung seines Scheibenkörpers mit Verzahnung gestattet und eine vereinfachte Fertigung von Mitnahmeelementen ermög licht.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß der Scheibenkörper in einem spanlosen Formgebungs prozeß gefertigt und durch einen Ring gebildet ist, der aus einem abge längten Profil besteht, das Profil aus Blech oder Draht kreisförmig gebogen und an seinen Schnittkanten zusammengeführt sowie verbunden ist und der Ring anschließend vorzugsweise durch Umformen mit der Form des Schei benkörpers versehen ist. Ein derartig ausgebildeter Scheibenkörper bean sprucht die geringstmöglichen Materialmengen für seine Fertigung. Mate rialmenge und Materialvolumen des zugeschnittenen Halbzeuges entspre chen im wesentlichen der Materialmenge und dem Materialvolumen des fertigen Scheibenkörpers. Vorprofilierte Blechstreifen oder Drähte werden vom Endlosmaterial auf die Umfangslänge des Ringes zugeschnitten und durch Biegen und anschließendes Aneinanderfügen der Schnittenden in die Ringform gebracht. Vorprofiliert wird das Band oder Drahtmaterial z. B. durch Strangziehen oder Walzen. Das Fügen erfolgt vorzugsweise durch eine Schweißung. Anschließende Formgebungsverfahren, wie z. B. Prägen, Pressen und Ziehen, geben dem Scheibenkörper seine endgültige Form. Die Einsparungen an Kosten für das Material sind, insbesondere in der Massenfertigung, sehr hoch. Der Verschnitt beschränkt sich im wesentli chen auf den geringen Anteil, der durch das Ausstanzen und Freischneiden von Formelementen anfällt.

Ein weiterer Vorteil derartig ausgebildeter Scheibenkörper besteht darin, daß ihre Formgebung nicht durch die Regeln der Entformbarkeit, die die üblichen Zieh- bzw. Prägeprozesse aus der Platine bestimmen, einge schränkt wird. So werden schwierig zu formende und Hinterschneidungen bildende Konturen im Ausgangszustand in das gestreckte Endlosmaterial, beispielsweise durch Walzen, eingebracht.

Eine Vorzugsvariante gemäß Erfindung sieht vor, daß der Synchronring mit einem Scheibenkörper versehen ist, in den stirnseitig Aussparungen einge bracht sind. In diese Aussparungen greift der Ringkörper mit in axialer Richtung hervorstehenden Mitnahmeelementen ein. Diese Verbindung kann lösbar, also in Form einer Steckverbindung, oder unlösbar, indem die Mit nahmeelemente fest in die Aussparung gefügt sind, ausgeführt werden. Die Aussparungen können in beliebiger Ausführung, als Sackloch oder durch die Wandung des Scheibenkörpers hindurchgehend, gestaltet werden. Die Formgestaltung der Mitnahmeelemente variiert entsprechend ihrer Anwen dung und Belastung. Vorzugsweise sind die Mitnahmeelemente im Bereich ihrer Anbindung an den Ringkörper mit Freischnitten zu versehen, um Kerb spannungen bei Belastungen zu vermeiden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Mitnahmeelemente des Ringkörpers in den Aussparungen des Scheibenkörpers durch Schwei ßen unlösbar zu sichern. Denkbar sind auch Verbindungen die durch Ein pressen, Verstemmen oder Verprägen erfolgen.

Der Vorteil von mehrteilig aus Scheibenkörper und Ringkörper gebildeten Synchronringen liegt generell darin, daß die Teile nach dem Baukastenprin zip kombiniert werden können und somit Möglichkeiten für die Teilemehr fachverwendung bestehen. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich durch die Anwendung einer Verbindung über die Mitnahmeelemente. Der Ringkörper mit Mitnahmeelementen ist so ausgebildet, wie üblicherweise Zwischenringe einer Synchronisierung ausgeführt sind. Damit können Werkzeuge für die Fertigung von Zwischensynchronringen zumindest teilweise auch für die Fertigung von Ringkörpern für äußere Synchronringe verwendet werden. Im Sinne einer Teilemehrfachverwendung und der Anwendung des Baukasten prinzips ist auch, wenn die Mitnahmeelemente als Einzelteile vorgefertigt und anschließend mit dem Ringkörper verschweißt werden.

Eine einfache und kostengünstige Verbindung zwischen Scheibenkörper und Ringkörper wird erzielt, wenn, wie weitere Ausführungsformen der Er findung vorsehen, der Scheibenkörper auf einem Abschnitt des Außen mantels des Ringkörpers positioniert und dort vorzugsweise durch Schwei ßen fixiert ist oder der Scheibenkörper und der Ringkörper stirnseitig anein ander verschweißt sind. Vorzugsweise ist der Ringkörper zum Scheibenkör per dabei über Prägungen ausgerichtet, die in den Scheibenkörper einge bracht sind. Diese Zentrierprägungen können verschiedenartig ausgebildet sein. Es ist denkbar, daß eine Zentrierprägung in Form einer umlaufenden ringförmigen Vertiefung ausgebildet ist, in welche die Stirnseite des Ring körpers eingreift oder daß wechselseitig aus der Stirnseite des Scheiben körpers hervorstehende und durch Materialverdrängung gebildete Vor sprünge bzw. Vertiefungen mit komplementär ausgebildeten Elementen an der Stirnseite des Ringkörpers zusammenwirken. Bevorzugt sind die ge nannten Elemente durch Laser- oder Widerstandsschweißung miteinander verbunden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Synchronringes, bei dem der Scheibenkörper und der Ringkörper über Zapfen miteinander verbunden sind,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Synchronkörper nach Fig. 1 entlang der Linie II,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Scheibenkörper mit stirnseitig eingebrachten und durchgehenden Ausspa rungen,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen einstückigen Ringkör per,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Ringkörper mit ange schweißtem Zapfen,

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Synchronringes, dessen Scheibenkörper auf den Außenmantel des Ringkörpers durch Schweißen befestigt ist,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch den Synchronring nach Fig. 6 entlang der Linie VII,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Synchronringes, bei dem der Ringkörper und der Scheibenkörper stirn seitig miteinander verschweißt sind,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch den Synchronring nach Fig. 8 entlang der Linie IX-IX,

Fig. 9a einen Längsschnitt durch den Synchronring nach Fig. 8 entlang der Linie IX-IX mit einer alternativen Ausge staltung zu der nach Fig. 9 gezeigten Ansicht.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

In Fig. 1 ist mit 1 ein Synchronring bezeichnet, der aus einem Scheiben körper 2 und einem Ringkörper 3 zusammengesetzt ist. Am Außenumfang des Scheibenkörpers 2 ist in Form eines umlaufenden Zahnkranzes eine Verzahnung 4 ausgebildet. Am Ringkörper 3 sind, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, drei gleichmäßig am Umfang verteilte Mitnahmeelemente 5 befestigt. Diese Mitnahmeelemente 5 sind an der Stirnseite des Ringkör pers 3 verschweißt und sitzen in Aussparungen 6 des Scheibenkörpers 2. Die Aussparungen 6 sind in Fig. 3, einer Schnittdarstellung des Einzeltei les des Ringkörpers 3, als Durchgangsloch dargestellt.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Ringkörper 7 als Einzelteil, der mit seinen Mitnahmeelementen 7a einstückig ausgebildet ist. Ein Beispiel einer mehrstückigen Version eines Ringkörpers 8 ist in Fig. 5 bildlich dar gestellt. Mit dem Ringkörper 8 sind Mitnahmeelemente 9 verschweißt. Der Ringkörper 7 und der Ringkörper 8 werden über Mitnahmeelemente 7a bzw. 9 mit jeweils einem Scheibenkörper 2 verbunden, indem die Mitnahmeele mente 7a bzw. 9 in den Aussparungen 6 befestigt werden.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Synchronkörpers 10, der aus einem Scheibenkörper 11 und einem Ringkörper 12 gebildet ist. Am Ringkörper 12 sind drei radial nach innen weisende Mitnahmeelemente 13 befestigt, die für den Eingriff in einen nicht dargestellten inneren Synchron ring vorgesehen sind. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, sitzt der Scheibenkörper 11 auf einem Abschnitt des Ringkörpers 12. Die Mitnahmeelemente 13 und der Scheibenkörper 11 sind mit dem Ringkörper 12 verschweißt.

In Fig. 8 bis Fig. 9a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Synchron ringes 14 dargestellt. Der Ringkörper 15 ist napfförmig ausgebildet und mit einem Scheibenkörper 16 stirnseitig verschweißt. In Fig. 9a ist der Ring körper 15 in einer Zentrierprägung 17 zum Scheibenkörper 16 zentriert und ausgerichtet.

Bezugszahlenliste

1

Synchronring

2

Scheibenkörper

3

Ringkörper

4

Verzahnung

5

Mitnahmeelement

6

Aussparung

7

Ringkörper

7

a Mitnahmeelement

8

Ringkörper

9

Mitnahmeelement

10

Synchronring

11

Scheibenkörper

12

Ringkörper

13

Mitnahmeelement

14

Synchronring

15

Ringkörper

16

Scheibenkörper

17

Zentrierprägung

Claims

1. Synchronring (1, 10) einer Synchronisiereinrichtung mit einem Ringkör per (3, 7, 8, 12) und einem sich radial erstreckenden Scheibenkörper (2, 11), die jeweils getrennt gefertigt und anschließend miteinander verbun den sind, wobei der Ringkörper (3, 7, 8, 12)

- in einem spanlosen Fertigungsprozeß gefertigt ist,
- eine konisch ausgebildete Innenmantelfläche aufweist,
- an der konisch ausgebildeten Innenmantelfläche mit einer Reibfläche versehen ist sowie
- zumindest ein Mitnahmeelement (5, 7a, 9, 13) aufweistund wobei der Scheibenkörper (2, 11) an seinem Außenumfang mit einer Verzahnung (4) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkörper (2, 11) in einem spanlosen Formgebungsprozess gefertigt ist und der Scheibenkörper (2, 11) aus einem abgelängten Profil besteht, welches zunächst kreisförmig gebogen und dann an seinen Schnittkanten zusammengeführt sowie verbunden ist.

2. Synchronring 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkörper (2) an seiner dem Ringkörper (3, 7, 8) zugewandten Seite mit Aussparungen (6) versehen ist und der Ringkörper (3, 7, 8) mit dem Scheibenkörper (2) verbunden ist, in dem an der Stirnseite des Ringkörpers (3, 7, 8), die dem Scheibenkörper (2) zugewandt ist, mindestens zwei Mitnahmeelemente (5, 7a, 9) anschließen und der Ringkörper (2) mit den Mitnahmeelementen (5, 7a, 9) formschlüssig in die Aussparungen (6) des Scheibenkörpers (2) eingreift.

3. Synchronring (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkörper (2) an seiner dem Ringkörper (3, 7, 8) zuge wandten Seite mit Aussparungen (6) versehen ist und der Ringkörper (3, 7, 8) mit dem Scheibenkörper (2) verbunden ist, in dem an der Stirnseite des Ringkörpers (3, 7, 8), die dem Scheibenkörper (2) zu gewandt ist, mindestens zwei Mitnahmeelemente (5, 7a, 9) anschlie ßen und der Ringkörper (3, 7, 8) mit den Mitnahmeelementen (5, 7a, 9) formschlüssig in die Aussparungen (6) eingreift und die Mitnahme elemente (5, 7a, 9) in den Aussparungen (6) unlösbar gesichert sind.

4. Synchronring (1, 10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkörper (2, 11) mit einem mehrteilig ausgebildeten Ring körper (12) verbunden ist, und der mehrteilige Ringkörper (12) wenig stens einem Mitnahmeelement (5, 9, 13) versehen ist, das als Ein zelteil vorgefertigt und anschließend am Ringkörper (3, 8, 12) ange schweißt ist.

5. Synchronring (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkörper (11) mit dem Ringkörper (12) verbunden ist, in dem der Scheibenkörper (11) auf einem Abschnitt des Außenmantels des Ringkörpers (12) unlösbar befestigt ist.

6. Synchronring (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkörper (11) mit dem Ringkörper verbunden ist, in dem der Scheibenkörper (11) auf einem Abschnitt des Außenmantels des Ringkörpers (12) durch Schweißen befestigt ist.

7. Synchronring (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkörper (16) mit dem Ringkörper (15) verbunden ist, in dem der Ringkörper (15) mit der Stirnseite, die dem Scheibenkörper (16) zugewandt ist, an der Stirnseite des Scheibenkörpers (16) ver schweißt ist.

8. Synchronring (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkörper (16) an seiner Stirnseite, die dem Ringkörper (15) zugewandt ist, wenigstens eine Zentrierprägung (17) aufweist und der Ringkörper (15), über seine Stirnseite, die dem Scheibenkörper (16) zugewandt ist, an der Zentrierprägung (17) ausgerichtet mit dem Scheibenkörper (16) verschweißt ist.