KR20080059026A

KR20080059026A - 동기 링

Info

Publication number: KR20080059026A
Application number: KR1020070105439A
Authority: KR
Inventors: 울프 크리스토퍼; 마르쿠스 스프레켈스
Original assignee: 줄쩨 오이로플렘 게르마니 게엠베하
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2008-06-26
Also published as: BRPI0705031A; US20080149450A1; JP2008157442A; JP5264149B2; KR101387068B1; BRPI0705031B1; ATE535725T1; US8342307B2

Abstract

본 발명은 전환 가능한 기어 변속 트랜스미션의 동기 장치용 동기 링에 관한 것이며, 상기 동기 링은, 내부 마찰 표면과 외부 설치 표면을 가지는 원뿔형 링 바디(2)를 포함하며, 상기 내부 마찰 표면과 상기 외부 설치 표면은 각각 상기 원뿔형 링 바디와 주변 방향(peripherial direction)의 방사상으로 경계를 이루면서 상기 동기 링의 축상의 동기 링 축(4)을 중심으로 미리 결정 가능한 마찰 각(pre-determinable friction angle)으로 원뿔형으로 연장하고, 상기 원뿔형 링 바디(2)는 기어 휠(6)이 상기 동기 링 축(4)에 대해 실질적으로 수직으로 연장하는 기어 휠 표면에 의해 최대 원뿔 직경으로 축 방향으로 바운드되고 표면(7)에 의해 최소 원뿔 직경으로 바운드되며, 상기 동기 링의 표면(7)에는 러그(10) 형태의 회전 대항 안전부(security against ratation)(10)가 형성되어 있는 내부 링(8)을 고정시키기 위해 리세스부(9)가 형성되어 있으며, 상기 동기 링의 상기 표면(7)에는 융기부(raised portion) 또는 변위부(displaced portion)(11)가 형성되어 있고, 상기 내부 링(8)에는 언더컷(undercut)(12)이 형성되어 있어, 상기 내부 링(8)과 상기 동기 링을 구성하는 동기 링 세트의 전체 구조 높이(13)가 상기 변위부(11)에 의해 커지지 않도록 설치된 상태에서 상기 변위부(11)가 상기 언더컷(12)과 맞물린다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 동기 링(1)을 구비한 차량용 수동 기어 변속 트랜스미션에 관한 것이다.

링 바디, 동기 링, 동기 링 바디, 내부 링

Description

동기 링{A SYNCHRONISING RING}

본 발명은, 내부 마찰 표면과 외부 설치 표면을 가지는 원뿔형 링 바디를 포함하며, 상기 내부 마찰 표면과 상기 외부 설치 표면은 각각 상기 원뿔형 링 바디와 주변 방향(peripherial direction)의 방사상으로 경계를 이루면서 상기 동기 링의 축상의 동기 링 축을 중심으로 미리 결정 가능한 마찰 각(pre-determinable friction angle)으로 원뿔형으로 연장하고, 상기 원뿔형 링 바디는 기어 휠이 상기 동기 링 축에 대해 실질적으로 수직으로 연장하는 기어 휠 표면에 의해 최대 원뿔 직경으로 축 방향으로 바운드되고, 표면에 의해 최소 원뿔 직경으로 바운드되며, 상기 동기 링의 표면에는 러그 형태의 회전 대항 안전부(security against ratation)가 형성되어 있는 내부 링을 고정시키기 위해 리세스부가 형성되어 있는, 전환 가능한 기어 변속 트랜스미션의 동기 장치용 동기 링에 관한 것이다.

예를 들어 차량 기어박스에서, 기계적으로 전환 가능한 기어 변속 트랜스미션의 동기 링은 기어 휠과 기어 샤프트 사이의 기어 변속 동안 발생하는 상대 속도를 보상하는 역할을 한다. 이러한 구조에서는, 대응하는 마찰 상대 간의 마찰에 의해 동기화가 달성된다. 이러한 종류의 기어 동작 방법 및 동기화 프로세스의 동 작 시퀀스는 그 자체가 알려져 있으므로 당업자에게 상세히 설명하지는 않을 것이다.

조기 마모를 방지하고 마찰 특성을 향상시키기 위해, 예를 들어 황동(brass)이나 강철과 같이, 대체로 금속이나 금속 합금으로 만들어진 동기 링의 마찰 표면에 마찰 층을 제공하는 것이 공지되어 있다. 이러한 구조에서는, 완전히 다른 유형의 마찰 층을 사용하는 데, 예를 들어 몰리브덴으로 이루어진 용사 층이나, 카본 마찰 층 또는 다른 재료로 이루어진 마찰 층을 사용한다.

그렇지만, 동작 상태에서 동기 링에 작용하는 끊임없이 증가하는 부하에 의해 상기 마찰 층의 특성에 생기는 끊이없이 증가하는 요구뿐만 아니라, 동기 링 그 자체의, 즉 동기 링 바디의 강도(strength) 및 강성도(stiffness) 역시 점차 트랜스미션 설계에서의 현재의 개발 과제이다.

예를 들어 DE 197 13 304 B4에는 동기 링에 대해 개시되어 있는데, 상기 동기 링은, 얇은 벽으로부터의 컷팅 없이, 접촉 표면에 제공되거나 또는 마찰 표면으로부터 돌출하는 동기 링의 영역에 제공되는 동시에 상기 마찰 표면의 부하 운반부(load carry part)를 유지하는 경화 수단(means for stiffening)을 구비한다.

이러한 구성에서, DE 197 13 304 B4에 따른 상기 경화 수단은 여러 수단에 의해, 예를 들어 마찰 표면의 한 에지에서 시작하여 내측으로 방사상으로 향하는 림(rim)을 형성하는 고체 림에 의해 구현될 수 있거나, 또는 벽 두께를 증가시키는 동전 형상부(coined feature)나 전복부(upset portion)를 갖는 단부에 상기 동기 링의 자유 단부(free end)가 제공될 수 있다.

동기 링의 단단함(solidity) 및 강성도의 증가는 DE 197 13 304 B4에 개시된 수단들에 의해 달성될 수 있지만, 상기 문헌에 나타난 모든 솔루션은 특히, 동기 링의 경화를 달성하기 위해 어떻게 또는 어떤 수단을 사용하는지에 관계 없이, 마찰 표면의 부하 운반부의 유지는 절대적으로 이러한 동기 링의 중심부로서 요구된다는 사실로부터 결정적인 결함을 갖고 있다.

이러한 종류의 동기 링에서는, 환언하면, 동작 상태에서, 특히 높은 부하 하에서 및/또는 매우 고속의 트랜스미션 기어 변속이 요구되는 경우에, 동기 링의 접촉 표면과 그 대응부 사이에서 부적절한 윤활 작용만이 일어날 우려가 있다. 이것은 무엇보다도, 동기화 프로세스 중에, 동기 링의 접촉 표면에 가해지는 축의 압력으로 인해 너무 많은 오일이 방사 방향으로 몰리게 되어, 그 대응부와 관련한 소정의 상대 속도로 회전하는 접촉 표면이 윤활 작용 없이 다소 그 대응부와의 마찰 접촉을 유지함에 따라 동기 링과 그 대응부에 조기 마모 징조가 일어나기 때문이며, 무거운 부하가 있는 최악의 경우에는, 대응하는 표면들에 자연스런 손상이 일어날 수 있기 때문이다.

원뿔형 동기 링을 위한 캐리어(carrier)에 대해 DE 35 19811 A1에 개시되어 있는데, 상기 캐리어는 3부분으로 나뉘어진 외부 기어 링을 구비하고 동기 링 허브의 원통형 캐비티(cylindrical cavity) 내에 배치되어 있으며, 흔히 동기 링 바디라 칭하기도 하며, 러그로서 형성된 교대(abutment)를 통해 동기 링 허브에 실질적으로 회전 가능하게 고정 장착되어 있다. 본 출원의 배경 내에서, 이러한 구조에서 실질적으로 회전 가능하게 고정되어 있다는 것은 동기 링이 동기 링 허브에 자신의 주변 방향으로 약간의 각도로 떨어져서 회전 가능하게 고정 연결되어 있다는 것을 의미한다.

DE 198 53 856 A1에는 전술한 동기 링에 이어지는 동기 링에 대해 개시되어 있는데, DE 198 53 856 A1의 동기 링은 그 폭이 실질적으로 그 마찰 표면의 필요한 폭에 의해서만 결정되는 것을 특징으로 하고 있다. 이것은 그 기능과 관련해서 DE 35 19811 A1에 따른 러그에 대응하는 교대가, 더 작은 원뿔형 직경을 갖는 동기 링 바디의 단부에 또는 단부 근처에 배치되어 있고, 또한 상기 교대의 윤곽이 상기 동기 링 바디의 외부 재킷 표면(external jacket surface)의 윤곽을 넘어 방사 방향으로 돌출하고 있다는 사실에 의해 달성된다.

두 동기 링은 동기 링 허브와 관련해서 상대 회전에 대항하는 동작 상태에서러그 또는 교대에 의해 대체로 잘 고정되어 있으나, 이 두 동기 링은 동기 링 허브의 원통형 캐비티 내에서 방사 방향으로 신뢰할만한게 안내되지 못한다.

이것은 종래 기술에서 알려진 동기 링들이 동기 링 허브와 관련해서 주변 방향으로의 회전에 대항해서 통상적으로 고정되어 있지만, 이러한 링들은 동기 링의 원통형 캐비티 내에서 원통형 내부 접촉 표면과 협동하는, 제어되지 않는 이동 쪽으로, 예를 들어 원뿔형의 외부 형상으로 인한 작은 방사상의 이동(radial excursions)이나 경사 이동(tilting movements) 쪽으로 증가하는 경향이 있다. 이러한 제어되지 않는 이동은 예를 들어 불쾌한 진동으로 나타날 수 있고 이에 따라 동기화 프로세스의 신뢰성과 정밀도에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이것은 전환 시간(switching time)을 증가시키고, 마찰 표면과 전체 동기 링을 더 빠르게 마모시킬 수 있으며, 이에 따라 기어 변속의 용이함 및 화물차 운전의 편안함이 동기 링 허브의 캐비티 내의 동기 링의 허술한 안내 및 제어되지 않는 이동에 의해 상당히 제한된다는 것 외에도, 수리 및 서비스 할 수 있는 기간을 짧게 한다. 이러한 효과로 인해 더욱 중요하고, 대응하는 트랜스미션에 의해 더 많은 전력 및 토크가 모두 전환되어야만 한다.

간단한 예에서, 동기 링 세트는 동기 링 및 내부 링을 포함하고, 상기 내부 링은 금속, 황동, 소결된 금속(sintered metal), 플라스틱, 합성 재료나 그외 다른 적절한 재료로 구성될 수 있다. 마찰 대응부와의 마찰을 향상시키기 위해, 상기 내부 링은 마찰 코팅, 예를 들어 탄소 층으로 코팅되거나 덮일 수 있다. 톱니 모양의 외부 링을 갖는 동기 링 자체에서는, 적어도 여러 구획들에, 내부 링의 러그들이 맞물릴 수 있는, 본질적으로 종래의 방식으로 리세스부가 제공되어, 상기 내부 링이 상기 동기 링에 회전 가능하게 고정 연결된다.

이러한 구조에서는 상기 내부 링이, 동작하고 있지 않는 중에는, 동기 링에 대해 축의 방향으로 상당히 변위된다는 점이 중요한데, 왜냐하면 이러한 경우는, 상기 내부 링의 러그가 동기 링의 리세스부를 벗어나 미끄러질 수 있어 상기 내부 링이 동기 링과 관련된 회전에 대항해서 더 이상 고정되지 않게 됨에 따라, 트랜스미션이 파손되거나 적어도 상당한 손상을 입을 수 있기 때문이다.

동기 링 세트가 장시간 동안 동작 중일 때는, 예를 들어 마찰 코팅의 마모, 환언하면 예를 들어 탄소 마찰 층의 마모와 같이, 어느 정도의 마모가 일어나서 동기 링 세트의 구성요소들에 기계적 침식이 생길 수 밖에 없으며, 이에 따라 극단적으로는, 미리 설정된 허용공차(pre-set tolerance)를 더 이상 유지할 수 없게 되어, 내부 링의 러그가 동기 링의 리세스부를 튀어 올라 벗어남으로써, 트랜스미션이 전술한 손상을 입을 우려가 있다.

그러므로 동기 링 세트의 설계의 기초가 되고 과정 중에 발생하는, 개별의 구성요소의 허용공차를 고려하지 않으면 안 된다. 이러한 이유로 예를 들어 필수 적인 마모로 인한 허용공차를 고려하지 않고, 내부 링의 러그들의 길이를, 내부 링의 기능(즉 동기 링의 내부 링의 유지 기능)에 실제로 필요한 길이보다 더 길게 하려 한다.

그렇지만, 이들 러그들의 길이를 임의로 선택할 수 없는데, 왜냐하면 다른 상황에서는 동기 링(동기 링 바디)의 뒤의 구성요소들이 충돌을 일으킬 수 있기 때문이다.

이것을 해결하기 위한 방안은 예를 들어 두꺼워진 부분(thickened portion)들의 형태로, 내부 링의 러그들을 위한 리세스부의 레벨로 동기 링에 돌출부(bulges) 또는 융기부(raised portions)를 설치하는 것이다. 이렇게 함으로써 더 짧은 러그를 안전하게 유지할 수 있다. 이것의 단점은 내부 링과 동기 링 사이의 방사 방향의 공간으로서 당업자에게 일반적으로 알려진 마모 충당(wear reserve)이 이러한 방식으로 감소되기는 하지만, 이것 역시 자연스럽게 원하는 방식은 아니라는 점이다. 이 문제에 대한 솔루션은 러그들 사이의 내부 링의 높이를 감소시키는 것이 될 것이다. 그러면 결론은 내부 링 위의 마찰 표면의 손실일 것인데 이것도 마찬가지로 원하는 결과로 이끌지는 않는다.

그러므로 본 발명의 목적은 한편으로는 러그 링을 갖는 내부 링을, 항상 그리고 장기간의 사용 후나 이에 따른 상당한 마모가 있을지라도, 모든 동작 상태에서 확고하게 동기 링에 고착시킬 수 있는 향상된 동기 링을 이용할 수 있게 하며, 다른 한편으로는, 내부 링의 러그들이 실질적으로 길어지지 않는 동시에 러그들 사 이의 내부 링의 높이도 감소되지 않게 되어, 마찰 표면의 손실이 생기지 않는 동시에 마모 충당이 유지될 수 있게 하는 것이다.

이러한 목적을 만족시키는 본 발명의 요지는 상기 동기 링의 상기 표면에는 융기부(raised portion) 또는 변위부(displaced portion)가 형성되어 있고, 상기 내부 링에는 언더컷(undercut)이 형성되어 있어, 상기 내부 링과 상기 동기 링을 구성하는 동기 링 세트의 전체 구조 높이가 상기 변위부에 의해 커지지 않도록 설치된 상태에서 상기 변위부가 상기 언더컷과 맞물리는, 동기 링에 의해 특징지어진다.

종속항들은 특히 본 발명의 이로운 실시예들과 관련되어 있다.

본 발명은 전환 가능한 기어 변속 트랜스미션의 동기 장치용 동기 링에 관한 것이며, 상기 동기 링은, 내부 마찰 표면과 외부 설치 표면을 가지는 원뿔형 링 바디를 포함하며, 상기 내부 마찰 표면과 상기 외부 설치 표면은 각각 상기 원뿔형 링 바디와 주변 방향(peripherial direction)의 방사상으로 경계를 이루면서 상기 동기 링의 축상의 동기 링 축을 중심으로 미리 결정 가능한 마찰 각(pre-determinable friction angle)으로 원뿔형으로 연장하고, 상기 원뿔형 링 바디는 기어 휠이 상기 동기 링 축에 대해 실질적으로 수직으로 연장하는 기어 휠 표면에 의해 최대 원뿔 직경으로 축 방향으로 바운드되고, 표면에 의해 최소 원뿔 직경으로 바운드되며, 상기 동기 링의 표면에는 러그 형태의 회전 대항 안전부(security against rotation)를 갖는 내부 링을 고정시키기 위해 리세스부가 형성되어 있다. 본 발명에 따르면, 상기 동기 링의 상기 표면에는 변위부(displaced portion)가 형 성되어 있고, 상기 내부 링에는 언더컷(undercut)이 형성되어 있어, 상기 내부 링과 상기 동기 링을 구성하는 동기 링 세트의 전체 구조 높이가 상기 변위부에 의해 커지지 않도록 설치된 상태에서 상기 변위부가 상기 언더컷과 맞물리도록 되어 있다.

본 발명에 따르면, 융기부 예를 들어 돌출부 또는 구슬부(beads) 또는 다른 종류의 변위부는, 그 자체가 공지되어 있는 러그들에 의해 양호하게 형성되는, 바람직하게는 회전 대항 안전부가 제공되는 특징부(features) 바로 옆에, 내부 링이 설치된 상태에서 동기 링에 설치되며, (일반적으로 제조 프로세스에 따른 임의의 방식으로 제공되는) 내부 링의 러그들 옆의 언더컷은 상기 변위부 또는 돌출부 또는 융기부가 그곳에서 공간을 찾아 내어 그 공간 속에 맞물릴 수 있을 정도로 확장되어야 한다.

그러므로 본 발명에 의해 동기 링 세트가 붕괴되는 것이 방지되고 마모 충당뿐만 아니라 이용 가능한 마찰 표면의 크기도 감소되지 않는다.

본 발명을 사용하면 또한 모든 동기 링 시스템에서 이점을 얻을 수 있는데, 복수의 구성요소가 특히 복수의 동기화에 의해서도 서로 맞물린다.

이러한 구조에서 상기 언더컷 및 상기 변위부는, 변위부만이 언더컷과 맞물릴 수 있고 이에 따라 상기 변위부가 언더컷 내에서 공간을 찾아 낼 수 있는 한, 대체로 어떠한 방식으로도 구현될 수 있다.

양호한 실시예에서, 상기 변위부는, 에지의 구부림에 의해, 및/또는 용접되고 프레스되어 나사 고정된 국부 두께(local thickening)에 의해 설치되거나, 또는 다른 적절한 수단에 의해 설치된다.

또한 상기 변위부는 주변으로 연장하는 웹(web)에 의해 형성되며, 상기 동기 링의 상기 주변 링 및/또는 상기 언더컷의 면 방향(section-wise)은 상기 동기 링의 주변 방향으로 주변으로 연장하는 언더컷(12)에 의해 형성될 수 있다.

이러한 구성에서, 상기 동기 링 세트는 물론 이중 원뿔형 링을 포함할 수도 있다.

상기 언더컷은 예를 들어 침하부(depression) 및/또는 절단부(milled out feature) 및 다른 형태의 언더컷으로 형성된다.

본 발명에 따른 언더컷 및 변위부는 또한 전환 가능한 기어 변속 트랜스미션의 동기 장치용 동기 세트에 제공될 수 있으며, 이에 대해서는 이하에 상세히 설명할 것이다. 이것들은 예를 들어 마찰 표면 및 지지 표면을 갖는 동기 링 바디를 포함하며, 상기 마찰 표면 및 상기 지지 표면은, 상기 지지 표면의 표면 수직 벡터가 동기 링 축에 평행하게 놓이고 마찰 표면이 동기 링의 동기 링 축을 중심으로 미리 결정 가능한 마찰 각으로 원뿔형으로 연장하는 방식으로, 동기 링의 축 상의 동기 링 축을 중심으로 주변 방향으로 연장한다. 동기 링 바디는 보강재, 특히 방사 상의 보강재를 가질 수 있는데, 이것은 지지 표면에 인접하는 미리 결정 가능한 폭으로 주변 방향으로 연장한다. 이러한 구조에서 지지 표면은 동기 링 바디 내의 리세스부에 의해 간섭을 받는다.

이러한 동기 링의 지지 표면은 동기 링 바디 내의 리세스부에 의해 간섭을 받는다. 이용 가능한 마찰 표면은 리세스부에 의해 틀림없이 약간 감소되지만, 상 기 리세스부는 유체 역학적 윤활작용(hydrodynamic lubrication)이 구축되어, 동작 중에, 환언하면 동기화 프로세스 중에 지지 표면이 그 대응부와 부분적으로 접촉할 때, 지지 표면은 그 대응부에 대한 소정의 상대 속도로 회전하고 있기 때문에, 동기화 프로세스 중에 지지 표면의 대응부로부터 지지 표면으로 전달되는 높은 축 압력(high axial pressure) 하에서도, 너무 높은 마찰 압박에 의한 손상을 신뢰성 있게 방지할 수 있다.

동기화 프로세스 중에, 윤활유의 막이 동기 링의 지지 표면 상에 점착될 뿐만 아니라 동기 링의 높은 축 압력이 가해지는 대응부의 표면에도 점착되는 한편, 이와 동시에 상기 지지 표면 및 상기 대응부의 대응하는 표면은 공통 축을 중심으로 소정의 상대 속도로 서로에 대해 회전한다.

이러한 구성에서 상기 리세스부는 자신이 설치되는 지지 표면의 영역에 소정량의 윤활유를 저장하기 위한 저장 리저버(storage reservoir)를 형성하고, 상기 저장 리저버 역시, 윤활유가 지지 표면과 대응부의 표면에 동시에 점착되기 때문에, 이들 두 표면의 상대적 회전에 의해 서로에 대해 이동되고 리세스부를 벗어나는 회전 방향으로 지지 표면과 대응부의 표면 사이의 좁은 갭에 압력이 가해지며, 그 결과 유체 역학적 윤활작용이 구축되어 동기화 프로세스 중에 지지 표면과 대응부의 표면을 신뢰성 있게 분리할 수 있게 됨으로써 상기 두 대응부 사이의 손상 마찰은 더 이상 발생하지 않는다.

양호한 실시예에서, 그 자체로 공지되어 있는 회전 대항 안전부는 지지 표면에 마주하여 눕혀 있는 동기 링 바디의 측면에 제공된다.

실제 사용에 있어서 특히 중요한 실시예에서는, 마찰 표면에 마주하여 눕혀 있는 동기 링 바디 위의 한 측면에 보강재가 형성되는데, 상기 보강재는 동기 링 바디의 확대된 벽 두께에 의해 양호하게 형성된다. 이러한 구조에서 상기 보강재는 지지 표면의 영역에 축 방향으로 동기 링 바디의 동전 형상부 및/또는 전복부에 의해 달성되며 이에 따라 지지 표면의 영역에는 동기 링 바디의 다소 큰 벽 두께가 달성됨으로써 동기 링을 경화(stiffening) 또는 보강할 수 있다.

다른 실시예에서 상기 보강재는 또한, 마찰 표면의 한 에지에서 시작하여 방사상으로 내측을 향하는 림을 형성하는, 고정 림에 의해 달성될 수도 있거나, 또는 상기 보강재는 지지 표면에 인접하는 미리 결정된 폭으로 임의의 다른 적절한 방식으로 주변 방향으로 연장할 수 있다.

본 발명에 따른 동기 링은 내부 동기 링으로서 설계될 수 있을 뿐만 아니라 외부 동기 링으로서도 설계될 수 있으며, 즉 외부 주변 표면 및/또는 내부 주변 표면을 마찰 표면으로서 설계할 수 있다.

본 발명의 실제 사용에 있어서 특히 중요한 실시예에서는, 동기 링 바디 내의 리세스부는 활 모양의 리세스부이며, 특히 반구형의 리세스부이다.

조건에 따라, 동기 링 바디 내의 리세스부는 또한 임의의 다른 적절한 형상이 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 특정한 경우 상기 리세스부는 또한 예를 들어 삼각형 모양의 리세스부가 될 수도 있다.

특히, 매우 안정한 유체 역학적 윤활 막이 구축되어야만 할 때 및/또는 높은 압력이 윤활 막에 형성되어야만 할 때, 동작 상태에서 동기 링의 회전 방향에 대응 하는 주변 방향의 리세스부의 윤곽은, 이 윤곽이 대향하는 주변 방향으로 갖는 기울기보다 더 작은 기울기를 가질 수 있다. 그러므로 동작 상태에서 윤활 막에 압력이 가해지는 갭은 좁고 거리가 짧으며, 그래서 지지 표면과 이 지지 표면의 대응부의 표면 사이에서 윤활유의 막의 압력은 더 고속으로 및/또는 더 크게 증가될 수 있다.

사용에 따라, 마찰 표면은 마모 감소 및/또는 마찰 최적화 마찰 층을 구비할 수 있다. 이러한 구조에서 상기 마찰 층은 예를 들어 몰리브덴의 용사층일 수 있으며, 탄소 마찰 층이나 본 발명에 따른 동기 링의 마찰 특성을 향상시키는 임의의 다른 적절한 마찰 층일 수 있다.

이러한 구조에서 동기 링은 양호하게, 칩을 형성하지 않는 방식(non chip-forming manner)으로, 딥-드론 시트 금속부(deep-drawn sheet metal part)로서 형성된 얇은 벽의 강철 밴드(thin-walled steel band)로부터 형성된 비-절단 동기 링(non-cutting synchronising ring)이며, 또한 강철, 양호하게는 C55, C80 또는 C80M 강철, 양호하게는 C35 또는 C45 강철로 제조되거나 및/또는 다른 적절한 금속으로 제조되거나 및/또는 예를 들어 황동과 같은 적절한 금속 합금으로 제조된다.

이하에 설명될 동기 링 또는 동기 링 세트에 대한 추가의 분류에 따라 본 발명에 따른 언더컷을 구비할 수 있고 본 발명에 따른 변위부를 구비할 수 있으며 또한 이에 따라 본 발명에 의해 망라된다.

전술한 전환 가능한 기어 변속 트랜스미션의 동기 링 장치용 동기 링 또는 동기 링 세트는 내부 마찰 표면과 외부 설치 표면을 가지는 원뿔형 링 바디를 포함 하며, 상기 내부 마찰 표면과 상기 외부 설치 표면은 각각 상기 원뿔형 링 바디와 주변 방향의 방사상으로 경계를 이루면서 상기 동기 링의 축상의 동기 링 축을 중심으로 미리 결정 가능한 마찰 각으로 원뿔형으로 연장한다. 이러한 구조에서, 상기 원뿔형 링 바디는 기어 휠이 상기 동기 링 축에 대해 실질적으로 수직으로 연장하는 기어 휠 표면에 의해 최대 원뿔 직경으로 축 방향으로 바운드되고 허브 표면(hub surface)에 의해 최소 원뿔 직경으로 바운드된다. 동기 링 허브의 원통형 캐비티 내에 동기 링을 고정시키기 위해 회전 대항 안전부가 제공되며, 상기 회전 대항 안전부는 링 바디에 일체로 연결되어 있고 상기 허브 표면 쪽 방향으로 링 바디의 기어 휠 표면으로부터 연장한다. 동기 링 허브의 원통형 캐비티의 내부 표면에서 설치 표면(installed surface)을 안내하기 위해, 안내 휠 표면과 허브 표면 사이의 미리 결정된 영역 내의 링 바디에 안내 소자를 설치한다.

이러한 배치에서, 기어 휠 표면과 허브 표면 사이의 미리 결정 가능한 영역 내의 동기 링 허브의 원통형 캐비티의 내부 표면에서 설치 표면의 지지 또는 집중화 및 안내를 위해 안내 소자를 설치하는 것이 필수적이다. 상기 안내 소자는 양호하게, 주변 방향으로 설치 표면에 배분되는 복수의 돌출부의 형태로 이용될 수 있다.

상기 안내 소자 외에, 양호하게 안전 러그의 형태로 회전 대항 안전부를 제공하는 특징부도 설치된다는 사실로 인해, 본 발명에 따른 동기 링은 상기 회전 대항 안전부를 제공하는 특징부에 의해 동기 링 허브에 대한 회전에 대항해서 동시에 우수하게 고착되는 동시에 신뢰성 있게 안내되며 특히 방사 방향과 관련해서 동기 링 허브의 원통형 캐비티에 집중된다.

즉 본 발명에 따른 이러한 동기 링은, 동기 링 허브의 원통형 캐비티 내의 원통형 내부 접촉 표면과 협동하는 그 원뿔형 외부 형상으로 인해, 예를 들어 종래 기술에 공지되어 있는 원뿔형 동기 링에서와 같이, 불쾌한 진동으로 나타날 수 있는, 예를 들어 작은 방사상의 편향(small radial deflections)이나 경사 이동(tilting movements)과 같은 제어되지 않는 이동을 더 이상 겪게 되지 않는다. 이로 인해, 동기화 프로세스의 이러한 신뢰성 및 정밀도에 상당히 긍정적인 영향을 미치고, 이것은, 기어 변속의 용이함 및 화물차 운전의 편안함이 동기 링 허브의 캐비티 내의 본 발명에 따른 동기 링의 우수한 안내에 의해 상당히 향상된다는 것 외에도, 기어 변속 시간을 단축할 수 있고, 그러한 것으로서 마찰 표면 상의 마모 및 전체 동기 링의 마모를 줄일 수 있고 이에 따라 수리 및 서비스 할 수 있는 기간을 더 길게 하는데 기여할 수 있다. 이러한 긍정적인 효과는 훨씬 큰 영향력을 가지며, 즉 훨씬 더 뚜렷한 효과가 있으며, 대응하는 트랜스미션에 의해 더 많은 전력 및 토크가 전환되어야만 한다.

특정한 실시예에서, 기어 휠 표면은 리세스부에 의해 간섭을 받는데, 특히 하나, 또는 둘, 또는 셋, 또는 넷 이상의 리세스에 의해 간섭을 받으며, 및/또는 회전 대항 안전부는 리세스부 내의 링 바디에 연결되어 있다.

이러한 구조에서, 회전 대항 안전부를 제공하는 많은 특징부를 기어 휠 표면 내의 리세스부가 있는 것만큼 제공하는 것이 바람직하지만 이것이 반드시 필요한 것은 아니다. 실제 사용에 있어서 특히 중요한 실시예에서는, 회전 대항 안전부를 제공하는 3개의 특징부가 제공되어 회전 대항 안전부는 최대로 하면서 구조적 비용을 최소로 할 수 있다.

회전 대항 안전부는 특히, 실질적으로 설치 표면과 동일한 방향으로, 동기 링 허브에서 멀리 떨어진 링 바디의 측면 상에서 연장하는 안전 러그로서 형성될 수 있다.

매우 특정한 실시예에서, 상기 안전 러그는, 포켓형 리세스부를 갖는 안전 러그일 수 있으며, 이 포켓형 안전 러그를 통해 개별의 경우에, 동기 링이 동기 링 허브에 고착되는 것이 향상될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따라 동기 링에 제공될 수 있는 안내 소자의 수는 양호하게 2개 내지 9개인데, 특별히 3개인 경우가 있으며, 6개의 안내 소자가 특히 양호하게 제공되며, 및/또는 각각의 경우 2개의 안내 소자가 실질적으로 동일한 공간을 차지하면서 주변 방향으로 배치되며, 및/또는 각각의 경우 2개의 안내 소자가 회전 대항 안전부를 제공하는 2개의 특징부 사이에 각각 배치되며, 이에 의해 최소의 구조적 비용으로 고도의 방사 안내를 보장할 수 있다.

실제 사용에 있어서 특히 중요한 실시예에서, 상기 안내 소자는 링 바디의 돌출부의 형상으로 설치 표면에 설계되며, 상기 돌출부는 동기 링 축으로부터 떨어져 외측으로 방사상으로 연장한다.

마모 최소 및/또는 마찰 최적화 마찰 매체, 특히 마찰 코팅, 특히 몰리브덴 코팅 및/또는 마찰 층, 특히 탄소 마찰 층 및/또는 다른 마찰 매체가 마찰 표면 위에 또는 마찰 표면에 양호하게 제공된다.

동기 링은 딥 드로잉 퀄리티 시트 금속(deep drawing quality sheet metal) 으로 및/또는 강철로, 양호하게는 C55, C80 또는 C80M 강철로, 특히 C35 또는 C45 강철로 제조된 형상 시트 금속부(shaped sheet metal part)로 제조된다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 동기 링을 갖는 동기 링 세트 및 본 발명에 따른 동기 링을 구비한 차량, 특히 승용차, 수송차 또는 화물차용 수동 기어 변속 트랜스미션에 관한 것이다.

본 발명을 도면을 참조하여 이하에 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 따르면, 러그 링을 갖는 내부 링을 모든 동작 상태에서 확고하게 동기 링에 고착시킬 수 있는 향상된 동기 링을 이용할 수 있게 하면서, 내부 링의 러그들이 실질적으로 길어지지 않는 동시에 러그들 사이의 내부 링의 높이도 감소되지 않게 되어, 마찰 표면의 손실이 생기지 않는 동시에 마모 충당이 유지될 수 있다.

도 1 내지 도 7은 본 발명에 따른 동기 링의 실시예들을 부분적으로 다른 관점에서 본 개략도를 도시하며, 도면에서 참조번호는 1의 단위로 표시되어 있다. 이러한 구조에서, 여러 도면에서 동일한 참조번호는 기술적으로 동일한 특징부를 나타내거나 동일한 기술적 기능을 가진 특징부와 관련되어 있다.

본 발명에 따른 동기 링의 제1 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 도 2는 동기 링과 내부 링을 구비한 동기 링 세트를 도시한다. 도 2에 따른 제2 실시예가 도 3에 개략적으로 도시되어 있다. 도 4는 도 5와는 다른 관점에서 도시되어 있다. 도 6은 도 2에 따른 제3 실시예를 도시하며 마지막으로 도 7은 도 2에 따른 동기 링을 도시하는 사시도이다.

도 1 내지 도 7의 동기 링 또는 동기 링 세트에 대한 실시예는, 본 발명에 따른 도 1 내지 도 7에 도시된 예에 변위부(11) 및 언더컷(12)이 구비되어 있다는 것을 제외하고는, 이러한 구조로 그 자체가 공지되어 있다.

그러므로 도 1 내지 도 7은 전환 가능한 기어 변속 트랜스미션의 동기 장치용의 본 발명에 따른 동기 링(1) 또는 동기 링 세트의 여러 실시예를 도시한다. 실시예는 내부 마찰 표면(3) 및 외부 설치 표면을 가진 원뿔형 링 바디(2)를 포함하며, 상기 내부 마찰 표면(3)과 상기 외부 설치 표면은 각각 상기 원뿔형 링 바디와 주변 방향(peripherial direction)의 방사상으로 경계를 이루면서 상기 동기 링의 축상의 동기 링 축(4)을 중심으로 미리 결정 가능한 마찰 각(pre-determinable friction angle)으로 원뿔형으로 연장하고, 상기 원뿔형 링 바디(2)는 기어 휠(6)을 갖는 기어 휠 표면(5)에 의해 최대 원뿔 직경으로 축 방향으로 바운드되고, 상기 기어 휠 표면(5)은 상기 동기 링 축(4)에 대해 실질적으로 수직으로 연장하며, 상기 원뿔형 링 바디(2)는 표면(7)에 의해 최소 원뿔 직경으로 바운드된다. 상기 동기 링의 표면(7)에는, 특히 러그(10) 형태로 내부 링(8)에 제공되어 있는 회전 대항 안전부(security against ratation)(10)를 사용하여 상기 내부 링(8)을 고정시키기 위한 리세스부(9)가 형성되어 있다. 본 발명에 따르면, 상기 동기 링(1)의 상기 표면(7)에는 융기부(raised portion)(11) 또는 변위부(displaced portion)(11)가 형성되어 있고, 상기 내부 링(8)에는 언더컷(undercut)(12)이 형성되어 있어, 상기 내부 링(8)과 상기 동기 링(1)을 구성하는 동기 링 세트의 전체 구조 높이(13)가 상기 변위부(11)에 의해 커지지 않도록 설치된 상태에서 상기 변위부(11)가 상기 언더컷(12)과 맞물릴 수 있다.

상기 변위부(11)는 특히, 에지(11)의 구부림에 의해, 또는 용접되고 프레스되어 나사 고정된 국부 두께(local thickening)에 의해 설치되거나, 또는 다른 적절한 수단에 의해 설치될 수 있다.

이러한 구조에서, 상기 변위부(11)는 주변으로 연장하는 웹(web)(11)에 의해 형성될 수 있으며, 상기 동기 링의 상기 주변 링(14) 및/또는 상기 언더컷(12)의 면 방향(section-wise)은 상기 동기 링의 주변 방향(14)으로 주변으로 연장하는 언더컷에 의해 형성될 수 있다.

상기 동기 링(1)에서의 상기 언더컷(12)은 또한, 침하부(depression)(12) 및/또는 절단부(milled out feature)(12) 및/또는 다른 형태의 언더컷(12)으로 형성될 수 있다.

본 명세서에 명시적으로 설명된 모든 실시예는 단지 본 발명을 위한 예로서 이해되어야만 하며 특히, 특정한 응용에 이롭게 적용될 수 있는 모든 적절한 조합도 예로서만 이해되어야 하며 당업자에게 자명한 추가의 고안도 본 발명에 망라하는 것으로 이해해야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 동기 링의 제1 실시예에 대한 도면이다.

도 2는 동기 링 및 내부 링을 구비한 동기 링 세트에 대한 도면이다.

도 3은 도 2에 따른 제2 실시예에 대한 도면이다.

도 4는 제2 내부 링을 갖는 실시예에 대한 도면이다.

도 5는 도 4를 다른 관점에서 본 실시예에 대한 도면이다.

도 6은 도 2에 따른 제3 실시예에 대한 도면이다.

도 7은 도 2에 따른 동기 링 세트의 사시도이다.

Claims

전환 가능한 기어 변속 트랜스미션의 동기 장치용 동기 링에 있어서,

내부 마찰 표면과 외부 설치 표면을 가지는 원뿔형 링 바디(2)를 포함하며,

상기 내부 마찰 표면과 상기 외부 설치 표면은 각각 상기 원뿔형 링 바디와 주변 방향(peripherial direction)의 방사상으로 경계를 이루면서 상기 동기 링의 축상의 동기 링 축(4)을 중심으로 미리 결정 가능한 마찰 각(pre-determinable friction angle)으로 원뿔형으로 연장하고,

상기 원뿔형 링 바디(2)는 기어 휠(6)이 상기 동기 링 축(4)에 대해 실질적으로 수직으로 연장하는 기어 휠 표면에 의해 최대 원뿔 직경으로 축 방향으로 바운드되고, 표면(7)에 의해 최소 원뿔 직경으로 바운드되며,

상기 동기 링의 표면(7)에는 러그(10) 형태의 회전 대항 안전부(security against ratation)(10)가 형성되어 있는 내부 링(8)을 고정시키기 위해 리세스부(9)가 형성되어 있으며,

상기 동기 링의 상기 표면(7)에는 융기부(raised portion) 또는 변위부(displaced portion)(11)가 형성되어 있고, 상기 내부 링(8)에는 언더컷(undercut)(12)이 형성되어 있어, 상기 내부 링(8)과 상기 동기 링을 구성하는 동기 링 세트의 전체 구조 높이(13)가 상기 변위부(11)에 의해 커지지 않도록 설치된 상태에서 상기 변위부(11)가 상기 언더컷(12)과 맞물리는, 동기 링.
제1항에 있어서,

상기 변위부(11)는, 에지(11)의 구부림에 의해, 또는 용접되고 프레스되어 나사 고정된 국부 두께(local thickening)(11)에 의해 설치되거나, 또는 다른 적절한 수단에 의해 설치되는, 동기 링.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 변위부(11)는 주변으로 연장하는 웹(web)(11)에 의해 형성되며, 상기 동기 링의 상기 주변 링(14) 및/또는 상기 언더컷(12)의 면 방향(section-wise)은 상기 동기 링의 주변 방향(14)으로 주변으로 연장하는 언더컷(12)에 의해 형성되는, 동기 링.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 동기 링 세트는 이중 원뿔형 링을 포함하는, 동기 링.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 언더컷(12)은 침하부(depression)(12) 및/또는 절단부(milled out feature)(12) 및 다른 형태의 언더컷(12)으로 형성되는, 동기 링.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 동기 링(1)을 구비하는 동기 링 세트.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 동기 링(1) 및/또는 제6항에 따른 동기 링 세트를 구비하는 차량, 특히 승용차, 수송차 또는 화물차용 수동 기어 변속 트랜스미션.