DE19853894B4

DE19853894B4 - Mehrteiliger Synchronring

Info

Publication number: DE19853894B4
Application number: DE1998153894
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. Schwuger; Rudolf Sinner; Hartwig Waldert
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1998-11-23
Filing date: 1998-11-23
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2018-11-24
Also published as: DE19853894A1; FR2786236A1; BR9905731A; FR2786236B1

Abstract

Synchronring (1, 10) einer Synchronisiereinrichtung mit einem Ringkörper (3, 7, 8, 12) und einem sich radial erstreckenden Scheibenkörper (2, 11), die jeweils getrennt gefertigt und anschließend miteinander verbunden 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) aufweist und 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.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Synchronring einer Synchronisiereinrichtung mit einem Ringkörper und einem Scheibenkörper, die jeweils getrennt aus unterschiedlichen oder gleichen Werkstoffen gefertigt und anschließend miteinander 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,

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Synchronring ist beispielsweise aus DE 32 25 364 A1 vorbekannt. Dieser Synchronring wird durch einen Ringkörper mit konischer Innenkontur 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 Schwierigkeiten die beim Formen vom einstückigen Synchronringen mit einer komplizierten Verzahnung, mit z. B. der Entformungsrichtung entgegenstehenden Konturen, vermieden werden. Außerdem können für den Zahnkranz sowie den Ringkörper jeweils unterschiedliche Werkstoffe oder Stahlwerkstoffe unterschiedlicher Härte eingesetzt werden. Nachteilig bei einer solchen 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 Synchronkörper 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 ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß der Scheibenkörper in einem spanlosen Formgebungsprozeß gefertigt und durch einen Ring gebildet ist, der aus einem abgelängten 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 Scheibenkörpers versehen ist. Ein derartig ausgebildeter Scheibenkörper beansprucht die geringstmöglichen Materialmengen für seine Fertigung. Materialmenge und Materialvolumen des zugeschnittenen Halbzeuges entsprechen 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 wesentlichen 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, eingeschränkt 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 eingebracht 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 Mitnahmeelemente 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 Anwendung und Belastung. Vorzugsweise sind die Mitnahmeelemente im Bereich ihrer Anbindung an den Ringkörper mit Freischnitten zu versehen, um Kerbspannungen bei Belastungen zu vermeiden.

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

Der Vorteil von mehrteilig aus Scheibenkörper und Ringkörper gebildeten Synchronringen liegt generell darin, daß die Teile nach dem Baukastenprinzip kombiniert werden können und somit Möglichkeiten für die Teilemehrfachverwendung 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 Baukastenprinzips 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 Erfindung vorsehen, der Scheibenkörper auf einem Abschnitt des Außenmantels des Ringkörpers positioniert und dort vorzugsweise durch Schweißen fixiert ist oder der Scheibenkörper und der Ringkörper stirnseitig aneinander verschweißt sind. Vorzugsweise ist der Ringkörper zum Scheibenkörper dabei über Prägungen ausgerichtet, die in den Scheibenkörper eingebracht 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 Ringkörpers eingreift oder daß wechselseitig aus der Stirnseite des Scheibenkörpers hervorstehende und durch Materialverdrängung gebildete Vorsprünge bzw. Vertiefungen mit komplementär ausgebildeten Elementen an der Stirnseite des Ringkörpers zusammenwirken. Bevorzugt sind die genannten Elemente durch Laser- oder Widerstandsschweißung miteinander verbunden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Synchronringes, bei dem der Scheibenkörper und der Ringkörper über Zapfen miteinander verbunden sind,
2 einen Längsschnitt durch den Synchronkörper nach 1 entlang der Linie II,
3 einen Längsschnitt durch einen Scheibenkörper mit stirnseitig eingebrachten und durchgehenden Aussparungen,
4 einen Längsschnitt durch einen einstückigen Ringkörper,
5 einen Längsschnitt durch einen Ringkörper mit angeschweißtem Zapfen,
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Synchronringes, dessen Scheibenkörper auf den Außenmantel des Ringkörpers durch Schweißen befestigt ist,
7 einen Längsschnitt durch den Synchronring nach 6 entlang der Linie VII,
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Synchronringes, bei dem der Ringkörper und der Scheibenkörper stirnseitig miteinander verschweißt sind,
9 einen Längsschnitt durch den Synchronring nach 8 entlang der Linie IX-IX,
9a einen Längsschnitt durch den Synchronring nach 8 entlang der Linie IX-IX mit einer alternativen Ausgestaltung zu der nach 9 gezeigten Ansicht.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In 1 ist mit 1 ein Synchronring bezeichnet, der aus einem Scheibenkörper 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 2 ersichtlich, drei gleichmäßig am Umfang verteilte Mitnahmeelemente 5 befestigt. Diese Mitnahmeelemente 5 sind an der Stirnseite des Ringkörpers 3 verschweißt und sitzen in Aussparungen 6 des Scheibenkörpers 2. Die Aussparungen 6 sind in 3, einer Schnittdarstellung des Einzelteiles des Ringkörpers 3, als Durchgangsloch dargestellt.
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 5 bildlich dargestellt. 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 Mitnahmeelemente 7a bzw. 9 in den Aussparungen 6 befestigt werden.
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 Synchronring vorgesehen sind. Wie aus 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 8 bis 9a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Synchronringes 14 dargestellt. Der Ringkörper 15 ist napfförmig ausgebildet und mit einem Scheibenkörper 16 stirnseitig verschweißt. In 9a ist der Ringkörper 15 in einer Zentrierprägung 17 zum Scheibenkörper 16 zentriert und ausgerichtet.

1: Synchronring
2: Scheibenkörper
3: Ringkörper
4: Verzahnung
5: Mitnahmeelement
6: Aussparung
7: Ringkörper
7a: Mitnahmeelement
8: Ringkörper
9: Mitnahmeelement
10: Synchronring
11: Scheibenkörper
12: Ringkörper
13: Mitnahmeelement
14: Synchronring
15: Ringkörper
16: Scheibenkörper
17: Zentrierprägung

Claims

Synchronring (1, 10) einer Synchronisiereinrichtung mit einem Ringkörper (3, 7, 8, 12) und einem sich radial erstreckenden Scheibenkörper (2, 11), die jeweils getrennt gefertigt und anschließend miteinander verbunden 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) aufweist und 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.
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.
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 (3, 7, 8) mit den Mitnahmeelementen (5, 7a, 9) formschlüssig in die Aussparungen (6) eingreift und die Mitnahmeelemente (5, 7a, 9) in den Aussparungen (6) unlösbar gesichert sind.
Synchronring (1, 10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkörper (2, 11) mit einem mehrteilig ausgebildeten Ringkörper (12) verbunden ist, und der mehrteilige Ringkörper (12) wenigstens einem Mitnahmeelement (5, 9, 13) versehen ist, das als Einzelteil vorgefertigt und anschließend am Ringkörper (3, 8, 12) angeschweißt ist.
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.
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.
Synchronring (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibekörper (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) verschweißt ist.
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.