WO2017157377A1 - Druckstück und zugehörige synchronisiereinrichtung - Google Patents

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WO2017157377A1
WO2017157377A1 PCT/DE2017/100134 DE2017100134W WO2017157377A1 WO 2017157377 A1 WO2017157377 A1 WO 2017157377A1 DE 2017100134 W DE2017100134 W DE 2017100134W WO 2017157377 A1 WO2017157377 A1 WO 2017157377A1
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WO
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pressure piece
spring
spring legs
synchronizer
pressure
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Application number
PCT/DE2017/100134
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English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Krause
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F16D2023/0618—Details of blocking mechanism comprising a helical spring loaded element, e.g. ball

Definitions

  • the invention relates to a pressure piece for a synchronizer.
  • Such plungers are part of synchronizers for manual transmission.
  • a synchronization process starts with a pre-sync or sync.
  • About the synchronization and locking a positive connection between a driving gear shaft is finally made via a synchronizer body with a gear to be switched.
  • Synchronizing devices for example, have a pressure piece which comprises a coil spring accommodated in a housing and a ball as a latching element.
  • a pressure piece which comprises a coil spring accommodated in a housing and a ball as a latching element.
  • Several such pressure pieces are arranged in recesses of a synchronizer body and are connected via the spherical locking element with a sliding sleeve in latching connection.
  • By moving the sliding sleeve in the axial direction cause the plungers via synchronizer rings with ratchet teeth first a Vorsynchronmaschine, then a synchronization and finally a form fit with a coupling teeth on the gear to be switched.
  • DE 10 2005 023 248 A1 it is proposed to replace a multi-part pressure piece unit, which has a solid pressure piece housing, a helical compression spring and a ball, by a one-piece stamped component.
  • Vorsynchronisations institute each as a form of springs.
  • the Vorsynchronisations institute shown there in Figures 6 and 8 are each firmly connected to an outer synchronizer ring and can lock on a synchronizer body.
  • the shaped springs are designed as L-shaped sheet-metal springs and each have a curvature at its axial end, which forms a spring groove. By means of this spring groove formed as a form of springs Vorsynchronisationsetti can lock on a circumferentially extending web of the synchronizer body.
  • US 5,139,968 A1 shows a pressure piece, which is designed as a form of spring whose axial spring ends are directed inwards and face each other. On the thus formed short spring ends act high forces. Further pressure pads are evident from DE 10 2007 025 022 A1, DE 10 2006 061 407 A1, DE 10 2007 031 300 A1 and DE 10 2014 221 420 B3.
  • the shape springs from the prior art have in common that they are highly loaded due to the high switching forces and wear out prematurely.
  • the molded springs of the prior art also can not centric center the sliding sleeve of the synchronizer, so that the exact position positioning of the sliding sleeve in the neutral position by additional, usually outside the actual synchronization unit arranged securing means must be made to unwanted axial movement and thus a prevent wear-promoting synchronizing in the unswitched state.
  • the invention has for its object to provide a pressure piece that overcomes these disadvantages.
  • the spring element has a central portion from which two or three angled spring legs extend, the spring legs are offset from each other and lie in the bent state next to each other and that the axial length of the spring leg is at least as long as the middle section and that centering means are arranged at the central portion.
  • a spring element can be used to accomplish the pre-synchronization in both directions.
  • the number of required individual parts can be reduced and, on the other hand, the pressure piece according to the invention can be produced simply and inexpensively.
  • a single pressure piece can thus replace two separately manufactured and assembled form springs.
  • the centering ensures that the pressure piece can be centered on a synchronizer body and only when overcoming an initially increased force can be moved on the synchronizer body.
  • the latched in the sliding sleeve pressure piece can thus hold them in the predetermined by the centering position.
  • An additional component which secures the sliding sleeve in the neutral position against unwanted axial displacement, can be dispensed with. In particular, a locking of the shift fork or the shift rod, which actuates the sliding sleeve, no longer required.
  • the centering means may be formed as a ramp contour.
  • the ramp contour preferably interacts with a counter ram contour, a shoulder or another body edge of the synchronizer body.
  • the synchronizer body in an expedient embodiment in the pressure piece receiving a radially elevated portion having formed as a centering cuboid. Axially, the centering cuboid is delimited by two edges on which the centering means of the pressure piece axially support each other simultaneously in the center position.
  • the pressure piece on individual projections in place of the ramps, which cooperate with the corresponding counter-contour to center the pressure piece.
  • the projections may be formed, for example, as passer-bys.
  • the pressure piece has an approximately rectangular bottom as a central portion, in each of which corners a natural hereen is arranged.
  • the spring legs in a pressure element having two spring legs extend in opposite directions.
  • a thrust member having three spring legs preferably has a central, in one direction extending spring leg, which is arranged between two extending in the opposite direction outer spring legs.
  • the spring legs each have an approximately angled by 160 ° to 195 ° section. Particularly preferred is an angling by about 180 °. This bend can either be approximately semicircular, alternatively, it can also consist of two at least approximately right-angled bends.
  • the angled portions have the effect that the two angled spring legs can spring relative to the central portion.
  • the angled portion has a smaller width than the adjoining outer portion with increased width.
  • the smaller width of the angled portion reduces its rigidity, thereby achieving the desired spring action.
  • the spring legs each have an upwardly angled step. Shape and size of this stage of the spring legs are adapted to the contour of the sliding sleeve. The spring legs of the pressure piece are thus moved axially upon displacement of the sliding sleeve, whereby the Vorsynchronisation is initiated.
  • the spring legs of the pressure piece have an identical shape in a two spring leg having pressure piece.
  • the two spring legs have in opposite directions and are otherwise the same.
  • the spring element of the pressure piece according to the invention is formed as produced by chipless forming stamped part, a more cost-effective production is possible.
  • the pressure piece according to the invention is preferably made of a spring steel. After a punching process from a sheet, the blank is bent several times, so that the required shape is obtained with the bends.
  • the invention relates to a synchronizer for a manual transmission, with a synchronizer body on which a sliding sleeve axially displaceable and rotationally fixed on the synchronizer body can be arranged, and a pressure piece, which has a spring element and is received in the synchronizer body.
  • the pressure piece can be brought into operative connection with the sliding sleeve in such a way that it can center-center the sliding sleeve.
  • the pressure piece spring leg having in the direction of the central portion vertically angled end portions, wherein the pressure piece has centering means which lock the pressure piece in the neutral position on the synchronizer body of the synchronizer.
  • FIG. 1 is a perspective view of a first pressure piece according to the invention
  • FIG. 3 shows a synchronization device according to the invention with a in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of a second pressure piece according to the invention.
  • FIG. 6 is a partially cutaway perspective view of the synchronizer body of
  • Synchronizer according to FIG. 3 without the pressure piece, 7 is a partially cutaway perspective view of the synchronizer body of the synchronizer of Figure 3 with the pressure piece,
  • Fig. 9 shows another embodiment of a pressure piece according to the invention.
  • Fig. 10 14 the sequence of a synchronization.
  • Fig. 9 shows a pressure piece 1 for a synchronizer 14 ( Figure 3), wherein the pressure piece 1 is designed as a spring element 2.
  • the spring element 2 has a central portion 3, from which extend two angled spring legs 4, 5 in opposite directions.
  • the spring element 2 is made of spring steel, wherein first a blank is punched, which is subsequently formed without cutting, whereby the spring element 2 shown in Fig. 1 is formed.
  • the two spring legs 4, 5 extend in opposite directions from the central portion 3, wherein they are offset from each other and in the bent state adjacent to each other.
  • the spring legs 4, 5 each have an approximately 180 ° angled section 6, 7, to each of which a section 8, 9 followed by an enlarged width.
  • the specified value of the bend is only to be understood as an approximate value. Since the pressure piece 1 is designed as a spring element, the amount of bending changes when the pressure piece 1 is used in a synchronizer.
  • the width of the angled sections 6, 7 and the thickness of the spring element 2 determine its rigidity and thus the spring properties.
  • Each spring leg 4, 5 has in the region of its section 8, 9 with an enlarged width in each case a vertically angled end portion 10, 1 1.
  • the end sections 10, 1 1 are angled approximately at right angles to the middle section 3.
  • each spring leg 4, 5 an upwardly angled step 12, 13, to which in each case the end portion 10, 1 1 followed.
  • the steps 12, 13 are shaped so that they engage in a correspondingly opposite recess of a sliding sleeve 16 ( Figure 3) and are displaced with a displacement of the sliding sleeve 16 with.
  • Figure 3 is a sectional view of a detail of a synchronizer 14 for a not further shown manual transmission of a motor vehicle.
  • the synchronizing device 14 comprises a synchronizer body 15, on which a sliding sleeve 16 is arranged.
  • the synchronizer body 15 is also referred to as a carrier body.
  • the synchronizing device 14 is arranged between a first gear wheel 17 and a second gear wheel 18.
  • the sliding sleeve 16 has a groove in which a sliding shoe (not shown) engages an axially movable shift fork to move the sliding sleeve 16.
  • Figures 3 and 8 show the synchronizer 14 in the neutral position. Between the sliding sleeve 16 and the synchronizer body 15 is formed as a spring element 2 pressure piece. 1 To engage a gear, the sliding sleeve 16 is displaced axially along the arrow 19.
  • the sliding sleeve 16 is only minimally displaced from the neutral position shown in FIG.
  • the spring element 2 engages with its outwardly angled stages 12, 13 in recesses 20, 21 on the underside of the sliding sleeve 16 a.
  • the spring element 2 is thus positively received between the sliding sleeve 16 and the synchronizer body 15.
  • the spring element 2 is connected via a ramp back 45 with the sliding sleeve 16 in contact. If a shift of the sliding sleeve 16 is initiated by the driver, after overcoming the centering force described below, the sliding sleeve 16 can be moved axially, whereby it entrains the spring element 2 due to the positive connection. After displacement, the spring element 2 touches with its rankwin- At the end portion 10, a synchronizer ring 22 is formed, so that the synchronization process begins.
  • the spring force for the Vorsynchronisation generated by the spring element 2 can be influenced by the determination of the geometry, the material and the material thickness of the spring plate used for the spring element 2.
  • the contour of the recesses 20, 21 may be formed differently on the inside of the sliding sleeve 16, z. B. as a ramp.
  • Figures 1 and 2 show a further embodiment of a pressure piece 25 in a perspective view.
  • the pressure piece 25 is formed as a spring element and has a central portion 26, from which three angled spring legs 27, 28, 29 extend.
  • the spring leg 28 is located between the two outer spring legs 27, 29.
  • the outer spring legs 27, 29 are arranged parallel to each other, starting from the central portion 26 of the pressure piece 25 they extend opposite to the central spring leg 28.
  • FIG. 2 recognizes one that the two outer spring legs 27, 29 are connected to each other via a transversely extending web 30.
  • the pressure piece 25 is formed analogously to the above-described pressure piece 1 as a stamped and bent part and made of a spring steel material.
  • the pressure piece 25 on the spring legs 27, 28, 29 each have a section of increased width
  • the middle spring leg 28 and the two outer spring legs 27, 29 connecting web 30 have vertically to the central portion 26 toward angled End sections 31, 32 in order to initiate the Vorsynchronisation can.
  • FIGS 10 to 14 are cut views showing the different steps of a synchronization.
  • Fig. 10 shows the synchronizer 33, wherein a sliding sleeve 34 is in a neutral position. Trained as a spring element pressure piece 25 is arranged radially between the sliding sleeve 34 and a synchronizer body 35. In fi 10 it can be seen that radially outwardly angled steps 36, 37 of the pressure piece 25 engage in recesses on the inside of the sliding sleeve 34.
  • FIG. 11 shows the beginning of the presynchronization, in which case the sliding sleeve 34 is displaced along the arrow 38.
  • the pressure piece 25 is thereby displaced axially by the sliding sleeve 34 relative to the synchronizer body 35.
  • Fig. 13 shows the state after the sliding sleeve 34 has reached its axial end position and abuts a gear wheel 39. In this state, the gear is engaged. The angled end portion 31 of the pressure piece 25 engages behind the synchronous body 35, whereby the pressure piece 25 is locked in the axial direction.
  • Fig. 14 shows the synchronizer 33 when switching back.
  • the angled end portion 31 of the pressure piece 25 still engages behind the synchronizer body 35, thereby preventing a premature pre-synchronization from being initiated on the opposite (left) side.
  • the angled end portion 31 springs radially outward again, so that the steps 36, 37 of the pressure piece 25 in the corresponding recesses on the inside of the sliding sleeve 34 intervene.
  • the pressure piece 25 is also axially displaced with a displacement of the sliding sleeve 34 until the neutral position shown in Fig.
  • a centering means 41 is formed by two ramps which centrally center the pressure piece 25 on the synchronizer body 35, as shown in FIG.
  • the synchronizer body 35 (FIG. 6) has a cuboidal contour 43 symmetrically in the pressure piece receptacle 42, which is formed as a tooth gap of the outer toothing.
  • the cuboid contour 43 is compared to the rest Pressure piece receptacle 42 radially increased and axially bounded by parallel edges 44, at which the centering means 41 of the pressure piece 25 are supported during the centering.
  • the pressure piece 25 according to Figures 4 and 5 differs from the pressure piece 25 according to Figures 1 and 2 by the formation of the centering 41st
  • the centering means 41 are formed in this variant as individual knobs, which form a rectangle.

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Abstract

Druckstück (1, 25) für eine Synchronisiereinrichtung, wobei das Druckstück (1, 25) als Federelement (2) ausgebildet ist, das einen mittleren Abschnitt (3, 26) aufweist, von dem aus sich zwei oder drei abgewinkelte Federschenkel (4, 5, 27, 28, 29) erstrecken, wobei die Federschenkel (4, 5, 27, 28, 29) zueinander versetzt angeordnet und mindestens so lang sind wie der mittlere Abschnitt (3, 26) sind. Am mittleren Abschnitt (3, 26) sind Zentriermittel (41) angeordnet.

Description

Druckstück und zugehörige Synchronisiereinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Druckstück für eine Synchronisiereinrichtung. Derartige Druckstücke sind Bestandteil von Synchronisiereinrichtungen für Schaltgetriebe. Ein Synchronisiervorgang beginnt dabei m it einem Vor- oder Ansynchronisieren. Über das Synchronisieren und Sperren wird schließlich ein Formschluss zwischen einer antreibenden Getriebewelle über einen Synchronkörper mit einem zu schaltenden Zahnrad hergestellt.
Synchronisiereinrichtungen nach dem Stand der Technik weisen beispielsweise ein Druckstück auf, das eine in einem Gehäuse aufgenommene Spiraldruckfeder und eine Kugel als Rastelement umfasst. Mehrere derartige Druckstücke sind in Ausnehmungen eines Synchronkörpers angeordnet und stehen über das kugelförmige Rastele- ment mit einer Schiebemuffe in Rastverbindung. Durch Bewegen der Schiebemuffe in axialer Richtung bewirken die Druckstücke über Synchronringe mit Sperrverzahnung zunächst eine Vorsynchronisierung, danach eine Synchronisierung und schließlich einen Formschluss mit einer Kupplungsverzahnung an dem zu schaltenden Zahnrad. In der DE 10 2005 023 248 A1 wird vorgeschlagen, eine mehrteilige Druckstückeinheit, die ein massives Druckstückgehäuse, eine Spiraldruckfeder und eine Kugel aufweist, durch ein einstückiges gestanztes Bauteil zu ersetzen.
Aus der DE 10 2012 209 219 A1 ist ein Synchronkörper einer Synchronisiereinheit für ein Wechselgetriebe bekannt, bei dem Vorsynchronisationselemente jeweils als Formfedern ausgebildet sind. Die dort in den Figuren 6 und 8 gezeigten Vorsynchronisationselemente sind jeweils mit einem Außensynchronring fest verbunden und können an einem Synchronkörper verrasten. Die Formfedern sind als L-förmige Blechfedern gestaltet und weisen an ihrem axialen Ende jeweils eine Wölbung auf, die eine Fe- dernut bildet. Mittels dieser Federnut können die als Formfedern ausgebildeten Vorsynchronisationselemente an einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Steg des Synchronkörpers verrasten. US 5 1 13 968 A1 zeigt ein Druckstück, das als Formfeder ausgebildet ist, deren axiale Federenden nach innen gerichtet sind und aufeinander weisen. Auf die so gebildeten kurzen Federenden wirken hohe Kräfte. Weitere Druckstücke gehen aus DE 10 2007 025 022 A1 , DE 10 2006 061 407 A1 , DE 10 2007 031 300 A1 und DE 10 2014 221 420 B3 hervor.
Den Formfedern aus dem Stand der Technik ist gemeinsam, dass diese aufgrund der hohen Schaltkräfte hoch belastet sind und vorzeitig verschleißen. Die Formfedern aus dem Stand der Technik können außerdem die Schiebemuffe der Synchronisiereinheit nicht mittig zentrieren, so dass die exakte Lagepositionierung der Schiebemuffe in der Neutralstellung durch zusätzliche, in der Regel außerhalb der eigentlichen Synchronisiereinheit angeordneten Sicherungsmittel vorgenommen werden muss, um eine unerwünschte Axialbewegung und damit ein verschleißförderndes Ansynchronisieren im ungeschalteten Zustand zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckstück zu schaffen, das diese Nachteile überwindet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Druckstück der eingangs genannten Art vor- gesehen, dass das Federelement einen mittleren Abschnitt aufweist, von dem aus sich zwei oder drei abgewinkelte Federschenkel erstrecken, wobei die Federschenkel zueinander versetzt sind und im gebogenen Zustand nebeneinander liegen und dass die axiale Länge der Federschenkel mindestens so lang ist wie der mittlere Abschnitt und dass am mittleren Abschnitt Zentriermittel angeordnet sind.
Anstelle zweier Formfedern, wie es in DE 10 2012 209 219 A1 vorgesehen ist, kann ein Federelement eingesetzt werden, um die Vorsynchronisation in beide Richtungen zu bewerkstelligen. Dadurch kann einerseits die Anzahl der benötigten Einzelteile reduziert und andererseits das erfindungsgemäße Druckstück einfach und kostengüns- tig hergestellt werden. Ein einziges Druckstück kann somit zwei separat hergestellte und montierte Formfedern ersetzen.
Durch die Zentriermittel ist sichergestellt, dass sich das Druckstück auf einem Synchronkörper zentrieren lässt und erst bei Überwindung einer anfänglich erhöhten Kraft auf dem Synchronkörper verschieben lässt. Das in der Schiebemuffe verrastete Druckstück kann diese damit in der durch die Zentriermittel vorgegebenen Position halten. Ein zusätzliches Bauteil, das die Schiebemuffe in der Neutralstellung gegen ungewolltes axiales Verschieben sichert, kann damit entfallen. Insbesondere ist eine Arretierung der Schaltgabel oder der Schaltstange, die die Schiebemuffe betätigt, nicht mehr erforderlich.
Zur Mittenpositionierung des Druckstücks kann das Zentriermittel als eine Rampenkontur ausgebildet sein. Die Rampenkontur wirkt vorzugsweise mit einer Gegenram- penkontur, einem Absatz oder einer anderen Körperkante des Synchronkörpers zusammen. So kann der Synchronkörper in einer zweckmäßigen Ausgestaltung in der Druckstückaufnahme einen radial erhöhten Bereich aufweisen, der als Zentrierquader ausgebildet ist. Axial wird der Zentrierquader durch zwei Kanten begrenzt, an denen sich in der Mittenposition die Zentriermittel des Druckstücks axial außen gleichzeitig abstützen.
In einer anderen Ausführungsform weist das Druckstück einzelne Vorsprünge anstelle der Rampen auf, die mit der entsprechenden Gegenkontur zusammenwirken, um das Druckstück zu zentrieren. Dazu können die Vorsprünge beispielsweise als Durchstel- lungen ausgebildet sein. In einer bevorzugten Variante weist das Druckstück einen etwa rechteckigen Boden als mittleren Abschnitt auf, in dessen Ecken jeweils eine Durchstellungen angeordnet ist.
Die Federschenkel bei eines zwei Federschenkel aufweisenden Druckstücks erstre- cken sich in entgegengesetzte Richtungen. Ein drei Federschenkel aufweisendes Druckstück weist vorzugsweise einen mittleren, sich in eine Richtung erstreckenden Federschenkel auf, der zwischen zwei sich in die entgegengesetzte Richtung erstreckenden äußeren Federschenkeln angeordnet ist. Bei dem erfindungsgemäßen Druckstück wird es bevorzugt, dass die Federschenkel jeweils einen näherungsweise um 160° bis 195° abgewinkelten Abschnitt aufweisen. Besonders bevorzugt wird eine Abwinklung um etwa 180°. Diese Abwinklung kann entweder näherungsweise halbkreisförmig ausgebildet sein, alternativ kann sie auch aus zwei zumindest näherungsweise rechtwinkligen Abwinklungen bestehen. Die bei- den um abgewinkelten Abschnitte haben die Wirkung, dass die beiden abgewinkelten Federschenkel bezüglich des mittleren Abschnitts federn können.
Bei dem erfindungsgemäßen Druckstück wird es bevorzugt, dass sich an den abge- winkelten Abschnitt ein Abschnitt mit vergrößerter Breite anschließt. Dementsprechend weist der abgewinkelte Abschnitt eine geringere Breite als der sich daran anschließende äußere Abschnitt mit vergrößerter Breite auf. Die geringere Breite des abgewinkelten Abschnitts reduziert dessen Steifigkeit, wodurch die gewünschte Federwirkung erzielt wird. Durch die Festlegung der Geometrie, insbesondere der Breite der Federschenkel und durch Festlegung der Dicke des Federschenkels kann das elastische Verhalten und somit die für die Vorsynchronisation benötigte Federkraft eingestellt werden. Die Federkraft kann auch durch die Wahl eines passenden Werkstoffs als weiterer Parameter beeinflusst werden. Bei einem drei Federschenkel aufweisenden Druckstück sind die beiden äußeren Federschenkel vorzugsweise miteinander verbunden.
Bei dem erfindungsgemäßen Druckstück kann es auch vorgesehen sein, dass die Federschenkel jeweils eine nach oben abgewinkelte Stufe aufweisen. Form und Größe dieser Stufe der Federschenkel sind dabei an die Kontur der Schiebemuffe angepasst. Die Federschenkel des Druckstücks werden somit bei einer Verschiebung der Schiebemuffe axial bewegt, wodurch die Vorsynchronisation eingeleitet wird.
Im Rahmen der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Federschenkel des Druckstücks bei einem zwei Federschenkel aufweisenden Druckstück eine identische Form aufweisen. Die beiden Federschenkel weisen in entgegengesetzte Richtungen und sind ansonsten gleich ausgebildet.
Indem das Federelement des erfindungsgemäßen Druckstücks als durch spanloses Umformen hergestelltes Stanzteil ausgebildet ist, wird eine kostengünstigere Herstellung ermöglicht. Das erfindungsgemäße Druckstück ist vorzugsweise aus einem Federstahl hergestellt. Nach einem Stanzvorgang aus einem Blech wird das Rohteil mehrfach gebogen, so dass die benötigte Form mit den Abwinklungen erhalten wird. Daneben betrifft die Erfindung eine Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe, mit einem Synchronkörper, auf dem eine Schiebemuffe axial verschiebbar und drehfest auf dem Synchronkörper anordenbar ist, und einem Druckstück, das ein Federelement aufweist und in dem Synchronkörper aufgenommen ist. Das Druckstück kann mit der Schiebemuffe derart in Wirkverbindung gebracht werden, dass es die Schiebemuffe mittenzentrieren kann.
Es wird besonders bevorzugt, dass das Druckstück Federschenkel mit in Richtung des mittleren Abschnitts vertikal abgewinkelten Endabschnitten aufweist, wobei das Druckstück Zentriermittel aufweist, die das Druckstück in der Neutralstellung am Synchronkörper der Synchronisiereinrichtung verrasten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten erfindungsgemäßen Druckstücks,
Fig. 2 das Druckstück nach Figur 1 in einer gedrehten, rückseitigen Ansicht,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Synchronisierungseinrichtung mit einem in Figur
1 gezeigten Druckstück in einer geschnittenen Ansicht,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Druckstücks,
Fig. 5 das Druckstück nach Figur 4 in einer gedrehten, rückseitigen Ansicht,
Fig. 6 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht des Synchronkörpers der
Synchronisiereinrichtung nach Figur 3 ohne das Druckstück, Fig. 7 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht des Synchronkörpers der Synchronisiereinrichtung nach Figur 3 mit dem Druckstück,
Fig. 8 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Synchronisiereinrichtung,
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckstücks und
Fig. 10 14 den Ablauf einer Synchronisation.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 9 zeigt ein Druckstück 1 für eine Synchronisiereinrichtung 14 (Figur 3), wobei das Druckstück 1 als Federelement 2 ausgebildet ist. Das Federelement 2 weist einen mittleren Abschnitt 3 auf, von dem aus sich zwei abgewinkelte Federschenkel 4, 5 in entgegengesetzte Richtungen erstrecken.
Das Federelement 2 ist aus Federstahl hergestellt, wobei zunächst ein Rohling ausgestanzt wird, der anschließend spanlos umgeformt wird, wodurch das in Fig. 1 ge- zeigte Federelement 2 entsteht. Die beiden Federschenkel 4, 5 erstrecken sich in entgegengesetzte Richtungen von dem mittleren Abschnitt 3, wobei sie zueinander versetzt sind und im gebogenen Zustand nebeneinander liegen.
Die Federschenkel 4, 5 weisen jeweils einen näherungsweise um 180° abgewinkelten Abschnitt 6, 7 auf, an den sich jeweils ein Abschnitt 8, 9 mit vergrößerter Breite anschließt. Der angegebene Wert der Abwinklung ist lediglich als Näherungswert zu verstehen. Da das Druckstück 1 als Federelement ausgebildet ist, verändert sich der Betrag der Abwinklung, wenn das Druckstück 1 in einer Synchronisiereinrichtung eingesetzt wird. Die Breite der abgewinkelten Abschnitte 6, 7 sowie die Dicke des Fe- derelements 2 bestimmen dessen Steifigkeit und somit die Federeigenschaften.
Jeder Federschenkel 4, 5 weist im Bereich seines Abschnitts 8, 9 mit vergrößerter Breite jeweils einen vertikal abgewinkelten Endabschnitt 10, 1 1 auf. Die Endabschnitte 10, 1 1 sind dabei zum mittleren Abschnitt 3 hin näherungsweise rechtwinklig abgewinkelt.
Zusätzlich weist jeder Federschenkel 4, 5 eine nach oben abgewinkelte Stufe 12, 13 auf, an die sich jeweils der Endabschnitt 10, 1 1 anschließt. Die Stufen 12, 13 sind so geformt, dass sie in eine entsprechend gegengleich ausgebildete Ausnehmung einer Schiebemuffe 16 (Figur 3) eingreifen und bei einer Verschiebung der Schiebemuffe 16 mit verschoben werden. Figur 3 ist eine geschnittene Ansicht eines Details einer Synchronisiereinrichtung 14 für ein nicht weiter dargestelltes Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs. Die Synchronisiereinrichtung 14 umfasst einen Synchronkörper 15, auf dem eine Schiebemuffe 16 angeordnet ist. Der Synchronkörper 15 wird auch als Trägerkörper bezeichnet. Wie aus Figur 8 hervorgeht, ist die Synchronisiereinrichtung 14 zwischen einem ersten Gangrad 17 und einem zweiten Gangrad 18 angeordnet. Die Schiebemuffe 16 weist eine Nut auf, in die ein Gleitschuh (nicht gezeigt) einer axial bewegbaren Schaltgabel eingreift, um die Schiebemuffe 16 zu verschieben.
Die Figuren 3 und 8 zeigen die Synchronisiereinrichtung 14 in der Neutralstellung. Zwischen der Schiebemuffe 16 und dem Synchronkörper 15 befindet sich das als Federelement 2 ausgebildete Druckstück 1 . Um einen Gang einzulegen, wird die Schiebemuffe 16 axial entlang des Pfeils 19 verschoben.
Beim Beginn des Schaltvorgangs wird die Schiebemuffe 16 aus der in Figur 3 gezeig- ten Neutralstellung lediglich minimal verschoben. Das Federelement 2 greift mit seinen nach außen abgewinkelten Stufen 12, 13 in Ausnehmungen 20, 21 an der Unterseite der Schiebemuffe 16 ein. Das Federelement 2 ist somit formschlüssig zwischen der Schiebemuffe 16 und dem Synchronkörper 15 aufgenommen. Das Federelement 2 steht über einen Rampenrücken 45 mit der Schiebemuffe 16 in Kontakt. Wird durch den Fahrer eine Verschiebung der Schiebemuffe 16 eingeleitet, kann nach Überwindung der nachfolgend beschriebenen Mittenzentrierungskraft die Schiebemuffe 16 axial bewegt werden, wobei sie aufgrund des Formschlusses das Federelement 2 mitnimmt. Nach dem Verschieben berührt das Federelement 2 mit seinem abgewin- kelten Endabschnitt 10 einen Synchronring 22, so dass der Synchronisationsvorgang beginnt.
Die von dem Federelement 2 erzeugte Federkraft für die Vorsynchronisation kann durch die Festlegung der Geometrie, des Werkstoffs und der Materialdicke des für das Federelement 2 verwendeten Federblechs beeinflusst werden. Zusätzlich kann auch die Kontur der Ausnehmungen 20, 21 an der Innenseite der Schiebemuffe 16 unterschiedlich ausgebildet sein, z. B. als Rampe. Die Figuren 1 und 2 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckstücks 25 in einer perspektivischen Ansicht. Das Druckstück 25 ist als Federelement ausgebildet und weist einen mittleren Abschnitt 26 auf, von dem aus sich drei abgewinkelte Federschenkel 27, 28, 29 erstrecken. Der Federschenkel 28 befindet sich zwischen den beiden äußeren Federschenkeln 27, 29. Die äußeren Federschenkel 27, 29 sind pa- rallel zueinander angeordnet, ausgehend von dem mittleren Abschnitt 26 des Druckstücks 25 erstrecken sie sich entgegengesetzt zu dem mittleren Federschenkel 28. In Figur 2 erkennt man, dass die beiden äußeren Federschenkel 27, 29 über einen sich quer erstreckenden Steg 30 miteinander verbunden sind. Das Druckstück 25 ist analog zum zuvor beschriebenen Druckstück 1 als Stanzbiegeteil ausgebildet und aus ei- nem Federstahlmaterial hergestellt. In Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Druckstück 25 an den Federschenkeln 27, 28, 29 jeweils einen Abschnitt mit vergrößerter Breite auf, der mittlere Federschenkel 28 und der die beiden äußeren Federschenkel 27, 29 verbindende Steg 30 weisen vertikal zum mittleren Abschnitt 26 hin abgewinkelte Endabschnitte 31 , 32 auf, um die Vorsynchronisation ein- leiten zu können.
Die Funktion des Druckstücks 25, das Bestandteil einer Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe ist, wird nachfolgend anhand der Figuren 10 bis 14 beschrieben. Es handelt sich dabei um geschnittene Ansichten, die die verschiedenen Schritte einer Synchronisation zeigen.
Fig. 10 zeigt die Synchronisiereinrichtung 33, wobei eine Schiebemuffe 34 sich in einer Neutralstellung befindet. Das als Federelement ausgebildete Druckstück 25 ist radial zwischen der Schiebemuffe 34 und einem Synchronkörper 35 angeordnet. In Fi- gur 10 erkennt man, dass radial nach außen abgewinkelte Stufen 36, 37 des Druckstücks 25 in Ausnehmungen an der Innenseite der Schiebemuffe 34 eingreifen.
Fig. 1 1 zeigt den Beginn der Vorsynchronisation, dabei wird die Schiebemuffe 34 ent- lang des Pfeils 38 verschoben. Das Druckstück 25 wird dabei axial durch die Schiebemuffe 34 relativ zum Synchronkörper 35 verschoben.
Im weiteren Verlauf der in Fig. 12 gezeigten Verschiebung der Schiebemuffe 34 wird der abgewinkelte Endabschnitt 31 durch die Innenfläche der Schiebemuffe 34 radial nach innen gedrückt, bis er den Synchronkörper 35 an dessen Axialseite hintergreift.
Fig. 13 zeigt den Zustand, nachdem die Schiebemuffe 34 ihre axiale Endposition erreicht hat und an einem Gangrad 39 anschlägt. In diesem Zustand ist der Gang eingelegt. Der abgewinkelte Endabschnitt 31 des Druckstücks 25 hintergreift den Syn- chronkörper 35, wodurch das Druckstück 25 in Axialrichtung arretiert wird.
Fig. 14 zeigt die Synchronisiereinrichtung 33 beim Zurückschalten. Wenn die Schiebemuffe 34 in die durch den Pfeil 40 angegebene entgegengesetzte Richtung verschoben wird, hintergreift der abgewinkelte Endabschnitt 31 des Druckstücks 25 nach wie vor den Synchronkörper 35, wodurch verhindert wird, dass auf der gegenüberliegenden (linken) Seite eine verfrühte Vorsynchronisation eingeleitet wird. Erst nach einer weiteren axialen Verschiebung der Schiebemuffe 34 federt der abgewinkelte Endabschnitt 31 wieder radial nach außen, so dass die Stufen 36, 37 des Druckstücks 25 in die entsprechenden Ausnehmungen an der Innenseite der Schiebemuffe 34 eingrei- fen. Nachfolgend wird das Druckstück 25 bei einer Verschiebung der Schiebemuffe 34 ebenfalls axial verschoben, bis die in Fig. 10 gezeigte Neutralstellung wieder erreicht wird, bei einer weiteren Verschiebung in die durch den Pfeil 40 angegebene Richtung wird eine Vorsynchronisation auf der linken Seite eingeleitet. In den Figuren 1 und 2 ist ein Zentriermittel 41 durch zwei Rampen gebildet, die das Druckstück 25 am Synchronkörper 35 mittig zentrieren, wie es in Figur 7 dargestellt ist. Dazu weist der Synchronkörper 35 (Figur 6) symmetrisch in der Druckstückaufnahme 42, die als Verzahnungslücke der Außenverzahnung gebildet ist, eine quaderförmige Kontur 43 auf. Die quaderförmige Kontur 43 ist im Vergleich zur übrigen Druckstückaufnahme 42 radial erhöht und axial durch parallele Kanten 44 begrenzt, an denen sich die Zentriermittel 41 des Druckstücks 25 während der Mittenzentrierung abstützen. Das Druckstück 25 nach den Figuren 4 und 5 unterscheidet sich von dem Druckstück 25 nach den Figuren 1 und 2 durch die Ausbildung der Zentriermittel 41 . Die Zentriermittel 41 sind in dieser Variante als einzelne Noppen ausgebildet, die ein Rechteck bilden.
Bezugszeichenliste
Druckstück
Federelement
mittlerer Abschnitt
Federschenkel
Federschenkel
Abschnitt
Abschnitt
Abschnitt
Abschnitt
Endabschnitt
Endabschnitt
Stufe
Stufe
Synchronisiereinrichtung
Synchronkörper (Trägerkörper)
Schiebemuffe
Gangrad
Gangrad
Pfeil
Ausnehmung
Ausnehmung
Synchronring
Stufe
Pfeil
Druckstück
Abschnitt
Federschenkel
Federschenkel
Federschenkel
Steg
Endabschnitt Endabschnitt
Synchronisiereinrichtung Schiebemuffe
Synchronkörper (Trägerkörper) Stufe
Stufe
Pfeil
Gangrad
Pfeil
Zentriermittel
Druckstückaufnahme
Kontur
Kante
Rampenrücken

Claims

Patentansprüche
Druckstück (1 , 25) für eine Synchronisiereinrichtung, das ein Federelement (2) mit einem mittleren Abschnitt (3, 26) aufweist, von dem aus sich zwei oder drei abgewinkelte Federschenkel (4, 5, 27, 28, 29) in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Federschenkel (4, 5, 27, 28, 29) zueinander versetzt angeordnet sind, dass die Federschenkel (4, 5, 27, 28, 29) mindestens so lang sind wie der mittlere Abschnitt (3, 26) und dass am mittleren Abschnitt (3, 26) ein Zentriermittel (41 ) angeordnet ist.
Druckstück nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (25)drei Federschenkel (27, 28, 29) mit einem mittleren, sich in eine Richtung erstreckenden Federschenkel (28) aufweist, der zwischen zwei sich in die entgegengesetzte Richtung erstreckenden äußeren Federschenkeln (27, 29) angeordnet ist.
Druckstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federschenkel (4, 5, 27, 28, 29) jeweils einen näherungsweise um 160° bis 195° abgewinkelten Abschnitt (6, 7) aufweisen.
Druckstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den abgewinkelten (6, 7) Abschnitt ein Abschnitt (8, 9) mit vergrößerter Breite anschließt und dass bei einem drei Federschenkel (27, 28, 29) aufweisenden Druckstück (25) die beiden äußeren Federschenkel (27, 29) miteinander verbunden sind.
Druckstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentriermittel (41 ) als eine am mittleren Abschnitt (3, 26) angeordnete Rampenkontur oder durch mehrere Durchstellungen ausgebildet ist.
Druckstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federschenkel (4, 5, 27, 28, 29) jeweils eine nach oben abgewinkelte Stufe (12, 13) aufweisen. Druckstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federschenkel (4, 5) bei einer zwei Federschenkel (4, 5) aufweisenden Druckstück (1 ) eine identische Form aufweisen.
Druckstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (1 , 25) als durch spanloses Umformen hergestelltes Stanzteil ausgebildet ist.
Synchronisiereinrichtung (14, 33) für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper (15, 35) und einem Druckstück (1 , 25) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronkörper (15, 35) eine Druckstückaufnahme (42) mit einem in der Druckstückaufnahme (42) angeordneten Zentrierquader ausgebildet ist, an dem eine Schiebemuffe (16, 34) durch das Druckstück (1 , 25) zentrierbar ist.
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