WO2006133471A2 - Synchronisierungseinrichtung für ein schaltgetriebe - Google Patents

Synchronisierungseinrichtung für ein schaltgetriebe Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung (1) für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper (2) und zumindest einem Kupplungskörper (4), welcher über zumindest einen Synchronring (5, 6, 7) miteinander verbindbar sind, wobei der Synchronkörper (2) eine Kanalanordnung (12) aufweist. Um die Kühlung und Schmierung der Synchronringe zu verbessern, ist vorgesehen, dass die Kanalordnung (12) zumindest einen vorzugsweise etwa radialen ersten Kanal (13) aufweist, von welchem zumindest ein Zweigkanal (14a, 14b) zu zumindest einem ersten Raum im Bereich einer dem Kupplungskörper (4) abgewandten Stirnseite (5a, 6a, 7a) zumindest eines Synchronringes (5, 6, 7) führt.

Description


  [0001]    SYNCHRONISIEREINRICHTUNG FÜR EIN SCHALTGETRIEBE

[0002]    Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper und zumindest einem Kupplungskörper, welcher über zumindest einen Synchronring miteinander verbindbar sind, wobei der Synchronkörper eine Kühlkanalanordnung aufweist.

[0003]    Weiters betrifft die Erfindung eine Mehrfachsynchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper und zumindest einem Kupplungskörper, welche über Synchronringe, und zwar über zumindest einen Innenring und zumindest einen Aussenring, miteinander verbindbar sind, wobei zwischen Innenund Aussenring zumindest ein mit dem Kupplungskörper über zumindest einen ersten Mitnehmerstift drehfest verbundener Zwischenring angeordnet ist.

[0004]    Aus der US 4,494,638 A ist eine Synchronisiereinrichtung bekannt,

   bei der im Synchronkörper zur Kühlung des Synchronringes ein Kühlkanal angeordnet ist, welcher ein Kühlmittel zu einer ringförmigen Kammer innerhalb des Synchronringes führt. Eine ähnliche Kühlkanalanordnung ist auch aus der JP 09-089004 A bekannt. Für Antriebssysteme mit hoher Leistung, insbesondere für Mehrfachkonus-Synchronisiereinrichtungen ist die Kühlung der Synchronringe allerdings nicht ausreichend. Dadurch kann es zu einem Abbrennen der Synchronringe und zu einem überdurchschnittlich hohen Verschleiss kommen.

[0005]    Aus der JP 04-140517 A ist eine Synchronisiereinrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Die Drehverbindung zwischen dem Zwischenring und dem Kupplungskörper erfolgt über Fortsätze des Zwischenringes, welche in radiale Ausnehmungen des Kupplungskörpers eingreifen.

   Die mit dem Zwischenring einstückig ausgeführten Fortsätze erhöhen allerdings den Fertigungsaufwand.

[0006]    Weiters ist es bekannt, Mitnehmerstifte in Bohrungen des Zwischenringes einzupressen. Dies hat allerdings den Nachteil, dass im Zwischenring unakzeptabel hohe Spannungen und Formänderungen auftreten, welche die Integrität des Zwischenringes gefährden.

[0007]    Aufgabe der Erfindung ist es, den Verschleiss von Synchronringen zu vermindern.

   Eine weitere Aufgabe ist es, auf möglichst einfache Weise eine ausfallsichere Drehverbindung zwischen Zwischenring und Kupplungskörper zu realisieren.

[0008]    Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Kanalordnung zumindest einen vorzugsweise etwa radialen ersten Kanal aufweist, von welchem zumindest ein Zweigkanal zu einer dem Kupplungskörper abgewandten Stirnseite zumindest eines Synchronringes führt, wobei vorzugsweise die Mündung zumindest eines Zweigkanals im Kontaktbereich von zusammenwirkenden Reibflächen zweier Synchronringe angeordnet ist.

[0009]    Eine besonders einfache Herstellung ergibt sich, wenn der erste Kanal von einer äusseren Mantelfläche des Synchronkörpers gebohrt ist und vorzugsweise im Bereich der äusseren Mantelfläche durch einen Verschlussteil verschlossen ist.

   Der Verschlussteil kann dabei koaxial mit dem ersten Kanal oder in einer den ersten Kanal kreuzenden Aufnahmebohrung angeordnet sein. Der erste Kanal kann von einem ringförmigen Verteilerkanal an der Innenseite des Synchronkörpers ausgehen.

[0010]    Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass von jedem ersten Kanal zumindest zwei zur Stirnseite der Synchronringe führende Zweigkanäle vorgesehen sind.

[0011]    Eine besonders gute Kühlund Schmierleistung kann erreicht werden, wenn mehrere, vorzugsweise zumindest drei, erste Kanäle gleichmässig in Umfangsrichtung verteilt im Synchronkörper angeordnet sind.

[0012]    Insbesondere bei Synchronisiereinrichtungen mit mehreren Synchronringen ergibt sich der Vorteil, dass das Kühlmittel direkt zu Bereichen mit hoher Wärmeentwicklung, nämlich in den Bereich der Reibflächen zwischen den Synchronringen,

   also zwischen Innenring und Zwischenring beziehungsweise zwischen Aussenring und Zwischenring, geführt wird. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Wärmeabfuhr aus den thermisch hoch beanspruchten Bereichen.

[0013]    Eine weitere thermische Entlastung der Synchronringe kann erreicht werden, wenn die Kanalanordnung zumindest einen zweiten Kanal aufweist, welcher vom ringförmigen Verteilerkanal ausgeht und zu einem vorzugsweise ringförmigen zweiten Raum zwischen Mantelflächen des Synchronkörpers und eines Synchronringes führt,

   wobei vorzugsweise zumindest zwei zweite Kühlkanäle - in einem Längsschnitt durch den Synchronkörper betrachtet - V-förmig angeordnet sind.

[0014]    Die ersten und zweiten Kanäle können dabei in verschiedenen Ebenen angeordnet sein.

[0015]    Eine ausfallsichere Drehverbindung zwischen Zwischenring und Kupplungskörper kann dadurch erreicht werden, dass der vorzugsweise zylindrische erste Mitnehmerstift fest in einer vorzugsweise achsparallelen ersten Bohrung des Kupplungskörpers eingesetzt ist, wobei vorzugsweise der Mitnehmerstift in die erste Bohrung des Kupplungskörpers eingepresst ist. Dadurch, dass der erste Mitnehmerstift nicht am Zwischenring, sondern am Kupplungskörper angebracht ist, können unzulässige Spannungen und Formänderungen am Zwischenring vermieden werden.

   Das Einpressen der ersten Mitnehmerstifte in Bohrungen des Kupplungskörpers ist unbedenklich, da der Kupplungskörper wesentlich grössere Materialdicken rund um die Bohrungen aufweist, als der Zwischenring.

[0016]    Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Zwischenring zur Aufnahme zumindest eines ersten Mitnehmerstiftes einer zweiten Bohrung, vorzugsweise ein Sackloch aufweist, in welche der erste Mitnehmerstift mit Spiel eingreift. Die ersten Mitnehmerstifte sind lose beziehungsweise mit Spiel in die Sacklöcher eingesetzt, so dass Formänderungen und Spannungen zu Folge Presssitz-Passungen vermieden werden.

[0017]    Um hohe Drehmomente übertragen zu können, ist es vorteilhaft, wenn mehrere erste Mitnehmerstifte gleichmässig in Umfangsrichtung verteilt und gleich von der Drehachse der Synchronisiereinrichtung beabstandet am Kupplungskörper angeordnet sind.

   Im Rahmen der Erfindung kann weiters bei einer Synchronisiereinrichtung mit jeweils einem Innenring auf jeder Seite des Synchronkörpers vorgesehen sein, dass die Innenringe über zumindest einen den Synchronkörper vorzugsweise achsparallel durchsetzenden zweiten Mitnehmerstift miteinander drehverbunden sind.

[0018]    Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

   Es zeigen:

[0019]    Fig. 1 eine erfindungsgemässe Synchronisiereinrichtung in einer Seitenansicht;

[0020]    Fig. 2 die Synchronisiereinrichtung in einem Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1;

[0021]    Fig. 3 die Synchronisiereinrichtung in einem Schnitt gemäss der Linie IIIIII in Fig. 2 in einer ersten Ausführungsvariante;

[0022]    Fig. 3a die Synchronisiereinrichtung in einer zweiten Ausführungsvariante in einem Schnitt analog zu Fig. 3;

[0023]    Fig. 4 das Detail IV aus Fig. 3;

[0024]    Fig. 4a das Detail IVa aus Fig. 3a;

[0025]    Fig. 5 einen Kupplungskörper in einer Schrägansicht;

[0026]    Fig. 6 einen Zwischenring in einer Schrägansicht;

   Fig. 7 die Synchronisiereinrichtung gemäss der Linie VII-VII in Fig. 2;

[0027]    Fig. 8 das Detail VIII aus Fig. 7;

[0028]    Fig. 9 einen Synchronkörper in einer Schrägansicht;

[0029]    Fig. 10 einen Innenring in einer Schrägansicht; und

[0030]    Fig. 11 einen Aussenring in einer Schrägansicht.

[0031]    Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0032]    Die Synchronisiereinrichtung 1 weist einen Synchronkörper 2 auf, welcher über eine Verschiebemuffe 3 mit einem der beiden Kupplungskörper 4 verbindbar ist. Zwischen dem Synchronkörper 2 und jedem Kupplungskörper 4 sind Synchronringe, und zwar Innenringe 5, Zwischenringe 6 und Aussenringe 7 koaxial angeordnet.

[0033]    Die Zwischenringe 6 sind dabei über jeweils einen zylindrischen ersten Mitnehmerstift 27 drehfest mit den Kupplungskörpern 4 verbunden.

   Die ersten Mitnehmerstifte 27 sind parallel zur Achse Ia der Synchronisiereinrichtung 1 in erste Bohrungen 8 der Kupplungskörper 4 eingepresst. Die Zwischenringe 6 weisen als Sacklöcher ausgebildete zweite Bohrungen 9 auf, in welche die ersten Mitnehmerstifte 7 mit Spiel eingreifen. Unzulässig hohe Spannungen und Formänderungen des Zwischenringes 6 zu Folge eines Presssitzes zwischen den ersten Mitnehmerstiften 27 können somit vermieden werden.

[0034]    Die Innenringe 5 sind über in den Synchronkörper 2 achsparallel eingesetzte, beispielsweise eingepresste, zweite Mitnehmerstifte 10 mit den Innenringen 5 drehverbunden, wobei die zweiten Mitnehmerstifte 10 in Ausnehmungen 11 der Innenringe 5 eingreifen.

[0035]    Die ersten und zweiten Mitnehmerstifte 27, 10 ermöglichen zuverlässige und ausfallsichere Synchronisiervorgänge,

   insbesondere bei leistungsstarken Antriebssystemen.

[0036]    Zur Kühlung und Schmierung der Synchronringe 5, 6, 7 weist der Synchronkörper 2 eine Kanalanordnung 12 auf. Die Kanalanordnung 12 beinhaltet von einem ringförmigen Verteilerkanal 17 ausgehende radiale erste Kanäle 13, von welchen parallel zur Achse Ia der Synchronisiereinrichtung 1 ausgeführte Zweigkanäle 14a, 14b zu einem ersten Raum 16a im Bereich von den Kupplungskörpern 4 abgewandten Stirnseiten 5a, 6a, 7a der Synchronringe 5, 6, 7 führen. Die Mündungen 14a', 14b<1> der Zweigkanäle 14a, 14b sind dabei im Kontaktbereich 19, 20 von zusammenwirkenden Reibflächen der Synchronringe 5, 6, 7 angeordnet. Weiters weist die Kanalanordnung 12 V-förmige zweite Kanäle 15 auf, welche in zweite Räume 16b zwischen Mantelflächen 2b, 5b den Synchronkörper 2 und den Innenringen 5 münden.

   Die ersten und zweiten Kanäle 13, 15 gehen von einem ringförmigen Versorgungskanal 17 an der Innenseite des Synchronkörpers 2 aus. Der ringförmige Versorgungskanal 17 wird über Zuführkanäle einer nicht weiter dargestellten, mit dem Synchronkörper 2 verbundenen Welle gespeist. Die gleichmässig in Umfangsrichtung verteilten ersten Kanäle 13 können in einfacher Weise durch radiale Bohrungen vom Aussenmantel 2a des Synchronkörpers 2 her gefertigt werden. Danach werden die ersten Kanäle 13 durch Verschlussteile 18 nach aussen hin verschlossen. Die aus ersten und zweiten Kanälen 13, 15 bestehende Kanalanordnung 12 eignet sich besonders für leistungsstarke Antriebssysteme, wie beispielsweise von Nutzfahrzeugen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Synchronisiereinrichtung (1) für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper (2) und zumindest einem Kupplungskörper (4), welcher über zumindest einen Synchronring (5, 6, 7) miteinander verbindbar sind, wobei der Synchronkörper (2) eine Kanalanordnung (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalordnung (12) zumindest einen vorzugsweise etwa radialen ersten Kanal (13) aufweist, von welchem zumindest ein Zweigkanal (14a, 14b) zu zumindest einem ersten Raum im Bereich einer dem Kupplungskörper (4) abgewandten Stirnseite (5a, 6a, 7a) zumindest eines Synchronringes (5, 6, 7) führt.
2. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung (14a<1>, 14b<1>) zumindest eines Zweigkanals (14a, 14b) im Kontaktbereich (19, 20) von zusammenwirkenden Reibflächen zweier Synchronringe (5, 6, 7) angeordnet ist.
3. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorzugsweise von einem ringförmigen Verteilerkanal (17) an der Innenseite des Synchronkörpers (2) ausgehende erste Kanal (13) von einer äusseren Mantelfläche (2a) des Synchronkörpers (2) gebohrt ist.
4. Synchronisierungseinrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanal (13) im Bereich der äusseren Mantelfläche (2a) durch einen Verschlussteil (18) verschlossen ist.
5. Synchronisierungseinrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussteil (18) in einer den ersten Kanal kreuzenden, vorzugsweise achsparallelen Aufnahmebohrung (18a) angeordnet ist.
6. Synchronisiereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem ersten Kanal (13) zumindest zwei zur Stirnseite (5a, 6a, 7a) der Synchronringe (5, 6, 7) führende Zweigkanäle (14a, 14b) abzweigen.
7. Synchronisiereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise zumindest drei, erste Kanäle (13) gleichmässig in Umfangsrichtung verteilt im Synchronkörper (2) angeordnet sind.
8. Synchronisiereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnung (12) zumindest einen zweiten Kanal (15) aufweist, welcher vom ringförmigen Verteilerkanal (17) ausgeht und zu einem vorzugsweise ringförmigen zweiten Raum (16) zwischen Mantelflächen (2b, 5b) des Synchronkörpers (2) und eines Synchronringes (5) führt.
9. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei zweite Kanäle (15) - in einem Längsschnitt durch den Synchronkörper (2) betrachtet - V-förmig angeordnet sind.
10. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Kanäle (13, 15) in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.
11. Mehrfachsynchronisiereinrichtung (1) für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper (2) und zumindest einem Kupplungskörper (4), welche über Synchronringe, und zwar über zumindest einen Innenring (5) und zumindest einen Aussenring (7), miteinander verbindbar sind, wobei zwischen Innenund Aussenring (5, 7) zumindest ein mit dem Kupplungskörper (4) über zumindest einen ersten Mitnehmerstift (27) drehfest verbundener Zwischenring (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der vorzugsweise zylindrische erste Mitnehmerstift (27) fest in einer, vorzugsweise achsparallelen ersten Bohrung (8) des Kupplungskörpers (4) eingesetzt ist, wobei vorzugsweise der Mitnehmerstift (27) in die erste Bohrung (8) des Kupplungskörpers (4) eingepresst ist.
12. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (6) zur Aufnahme zumindest eines ersten Mitnehmerstiftes (27) eine achsparallele zweite Bohrung (9), vorzugsweise ein Sackloch aufweist, in welche der erste Mitnehmerstift (27) mit Spiel eingreift.
13. Synchronisiereinrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste Mitnehmerstifte (27) gleichmässig in Umfangsrichtung verteilt und gleich von der Drehachse (Ia) der Synchronisiereinrichtung (1) beabstandet am Kupplungskörper (4) angeordnet sind.
14. Synchronisiereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei beidseits des Synchronkörpers (2) jeweils ein Innenring (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenringe (5) über zumindest einen den Synchronkörper (2), vorzugsweise achsparallel durchsetzenden zweiten Mitnehmerstift (10) miteinander drehverbunden sind.
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