Synchronring

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Synchronring gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Synchronring ist aus der DE 42 03 640 A1 bekannt.

Dieser Synchronring weist einen Reibbelag auf, der aus einem einheitlichen Belagmaterial besteht.

Hierbei tritt das Problem auf, dass bei Kaltschaltungen organische Beläge derartiger Synchronringe aufgrund ihrer Struktur schlechter als Streusinterbeläge abschneiden. In warmem Zustand hingegen sind organische Beläge von Vorteil.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Synchronring der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, der sowohl bei Kaltschaltungen als auch bei Warmschaltungen gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Reibcharakteristiken aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.

Dadurch, dass der Reibbelag des erfindungsgemäßen Synchronrings, der auf der konischen Innenfläche des Ringkörpers angeordnet ist, zumindestens in einen ersten Belagabschnitt aus metallischem Material, vorzugsweise Streusintermaterial, und einen sich daran anschließenden zweiten Belagabschnitt aus organischem Material unterteilt ist, ist es möglich, die unterschiedlichen Reibeigenschaften dieser Belagmaterialien auf optimale Art und Weise zu kombinieren.

Hieraus ergibt sich der Vorteil eines schnellen Greifens des Streusinterbelages bei niedrigen Temperaturen wie auch eine hohe Synchronperformance mit gutem Schaltkomfort durch den organischen Reibbelag im Vollkontakt der Reibpaarung.

Es ist vom Prinzip her ferner möglich, den Reibbelag des erfindungsgemäßen Synchronrings auch mit einer größeren Anzahl von Belagabschnitten mit Reibmaterialien unterschiedlicher Charakteristiken zu versehen.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Als organischer Reibbelag kommt vor allem ein Karbonbelag in Frage.

Ferner ist es möglich, die Belagabschnitte entweder nahtlos aneinander auf der konischen Innenfläche des Ringkörpers zu fixieren, insbesondere zu verkleben, oder zwischen den Reibbelagabschnitten Nuten vorzusehen.

Ferner ist es möglich, den Konuswinkel der Innenfläche des Ringkörpers größer auszulegen als den Konuswinkel der konischen Gegenreibfläche des Gangradkonus. Hierdurch wird es möglich, dass während des Schaltvorganges zunächst der Reibbelagabschnitt des Synchronringes im Bereich des kleinen Durchmessers greift. Erst bei höherer axialer Belastung wird durch die Elastizität des Synchronrings die restliche Belagfläche aus dem zweiten Belagmaterial zum Einsatz gebracht, was das zuvor erläuterte Reibverhalten noch verbessert.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:

Fig.1 eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Synchronrings, und

Fig.2, 3 vereinfachte Darstellungen zweier Zustände einer Reibpaarung, bestehend aus dem erfindungsgemäßen Synchronring und einem Gangradkonus.

Der in Fig. 1 dargestellte Synchronring 1 weist einen Ringkörper 2 auf, der eine konische Innenfläche 3 umfasst, die sich von einer ersten Stirnfläche 4 zu einer zweiten Stirnfläche 5 aus erstreckt. Hierbei ist die Stirnfläche 4 diejenige auf der Seite des kleinen Konusdurchmessers, während die Ringfläche 5, wie sich aus der Darstellung der Fig. 5 ergibt, die Stirnfläche auf der Seite des großen Konusdurchmessers ist.

Auf der konischen Innenfläche 3 ist ein Reibbelag 6 (beispielsweise durch eine Verschweißung oder Verklebung) fixiert, der erfindungsgemäß in zumindest zwei Belagabschnitte 7 und 8 unterteilt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der erste Belagabschnitt 7 aus Streusintermaterial aufgebaut, während sich der in diesem Ausführungsbeispiel nahtlos an den ersten Belagabschnitt 7 anschließende Belagabschnitt 8 aus organischem Material besteht. Wie die Darstellung der Fig. 1 verdeutlicht, ergibt sich aus der Anordnung dieser beiden Belagabschnitte auf der Innenfläche 3 eine einheitliche ebene Reibfläche 14 mit einem Konuswinkel, der dem Konuswinkel α (siehe Fig. 2) der Innenfläche 3 entspricht. Obwohl bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine nahtlose Aneinanderreihung der Belagabschnitte 7 und 8 vorgesehen ist, ist es auch möglich, zwischen den Belagabschnitten 7 und 8 eine Nut vorzusehen, wie dies bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 und 3 verdeutlicht ist (siehe Nut 13 zwischen den Belagabschnitten 7 und 8).

Wie Fig. 1 ferner verdeutlicht, ist der Ringkörper 2 des Synchronrings 1 ansonsten in üblicher Art und Weise aufgebaut und umfasst insbesondere eine Außenverzahnung 9.

In den Fig. 2 und 3 ist eine weitere, besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Synchronrings 1 dargestellt, die sich neben der zuvor bereits erläuterten Nut 13 dadurch auszeichnet, dass der Konuswinkel α der Innenfläche 3 größer ist als der Konuswinkel ß einer Gegenfläche 11 eines Gangradkonus 10. Der Konuswinkel α und ß wird hierbei zwischen einer Horizontalen H und dem Verlauf der Innenfläche 3 bzw. Gegenfläche 11 bestimmt, wobei die Horizontale H einer Parallelverschiebung der Getriebewellenachse entspricht. Durch den Umstand, dass der Konuswinkel α größer ist als der Konuswinkel ß, ergibt sich das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Eingriffsverhalten. Gemäß Fig. 2 ist der Erstkontakt am kleinen Konusdurchmesser dargestellt, der nur durch den ersten Belagabschnitt 7 aus Streusintermaterial bewirkt wird. Dies ergibt den Vorteil eines schnellen Drehmomentaufbaues selbst bei Kaltschaltungen.

In Fig. 3 ist der Zustand zwischen den Reibpartnern 1 und 10 dargestellt, bei dem die Axialkraft steigt. Die konusförmige Reibfläche 14, die von den Belagabschnitten 7 und 8 gebildet wird, legt sich hierbei flächig an die Gegenfläche 11 an, so dass die maximale Pressung in Richtung auf den großen Konusdurchmesser (Stirnfläche 5) wandert. Die Belastung liegt in diesem Zustand auf dem zweiten Belagabschnitt 8, was zu einem hohen Reibmoment mit einer weichen Reibwertcharakteristik führt.

Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit zu deren Ergänzung auf deren zeichnerische Darstellung in den Fig. 1 bis 3 explizit verwiesen und Bezug genommen.

Bezugszeichenliste

1 Synchronring

2 Ringkörper

3 Konische Innenfläche

4 Erste Stirnfläche auf der Seite des kleinen Konusdurchmessers

5 Zweite Stirnfläche auf der Seite des großen Konusdurchmessers

6 Reibbelag

7 Erster Belagabschnitt aus metallischem Material

8 Zweiter Belagabschnitt aus organischem Material

9 Außenverzahnung

10 Gangradkonus

11 Gegenfläche (Reibfläche des Gangradkonus 10)

12 Außenverzahnung des Gangradkonus 10

13 Nut

14 Reibfläche (gebildet durch die Belagabschnitt 7 und 8) α Konuswinkel der Innenfläche 3 bzw. Reibfläche 14 ß Konuswinkel der Gegenfläche 11 des Gangradkonus 10