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Title:
GEAR-SHIFTING AND SYNCHRONIZING DEVICE FOR TRANSMISSIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/054406
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gear-shifting and synchronizing device for transmissions, in particular for motor vehicle transmissions. Said device comprises at least one gearwheel (7, 7a), which is freely mounted on a transmission shaft and has a clutch member that is connected at least in fixed rotation to said gearwheel (7, 7a) and a synchronizing unit, which has a friction-ring body (5, 5a) that is connected in fixed rotation to the clutch member and/or the gearwheel (7, 7a). According to the invention, the clutch member has a clutch disk (8, 8a, 8b, 9) with an L- or U-shaped cross-section.

Inventors:
SCHWUGER JOSEF (DE)
MARTIN REINER (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/013832
Publication Date:
July 03, 2003
Filing Date:
December 06, 2002
Export Citation:
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Assignee:
INA SCHAEFFLER KG (DE)
SCHWUGER JOSEF (DE)
MARTIN REINER (DE)
International Classes:
F16D23/06; (IPC1-7): F16D23/06
Foreign References:
DE19526684A11997-01-23
US4687081A1987-08-18
DE10006347C12001-08-16
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 409 (M - 758) 28 October 1988 (1988-10-28)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 137 (M - 690) 26 April 1988 (1988-04-26)
Attorney, Agent or Firm:
INA-SCHAEFFLER KG (Industriestrasse 1 - 3 Herzogenaurach, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Schaltund Synchronisationseinrichtung für Getriebe, insbeson dere für Kraftfahrzeuggetriebe, mit wenigstens einem Gangrad (7, 7a), mit einem Kupplungskörper, der mit dem Gangrad (7,7a) zu mindest drehfest verbunden ist, und mit einer Synchronisiervor richtung, die einen Reibringkörper (5,5a) aufweist, der mit dem Kupplungskörper und/oder dem Gangrad (7,7a) in drehfester Ver bindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplung körper eine Kupplungsscheibe (8,8a, 8b, 9) mit einem Loder U förmigen Querschnitt aufweist.
2. Schaltund Synchronisationseinrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Schenkel der Lförmigen (9) und ein Schenkel der Uförmigen Kupplungsscheibe (8,8a, 8b) den Außenring (10,10a) der Kupplungsscheibe bilden, der das Zahn profil (11, 11 a) aufweist.
3. Schaltund Synchronisationseinrichtung nach einem der Ansprü che 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Ste ges der Lförmigen (9) und der Uförmigen Kupplungsscheiben (8, 8a, 8b) maximal zwei Drittel der Erstreckung des äußeren Schen kels der Lförmigen (9) oder Uförmigen Kupplungsscheiben (8,8a, 8b) beträgt.
4. Schaltund Synchronisationseinrichtung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen fläche des Steges der Lförmigen (9) und der Innenschenkel der U förmigen Kupplungsscheiben (8,8a, 8b) Ausstanzungen oder Ver zahnungen zum drehfesten Verbinden mit dem Gangrad (7,7a) aufweisen.
5. Schaltund Synchronisationseinrichtung nach einem der Ansprü che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsschei ben (8, 8a, 8b und 9) mit dem Gangrad (7,7a) verschweißt sind.
6. Schaltund Synchronisationseinrichtung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupp lungsscheiben (8,8a, 8b und 9) mittels Umformverfahren herge stellt und der Schenkel der Lförmigen (9) und die Schenkel der U förmigen Kupplungsscheiben (8,8a, 8b) mittels des Umformpro zesses angebracht sind.
7. Schaltund Synchronisationseinrichtung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahn profil (11, 11a) durch Materialverdrängung an der Kupplungsschei be (8,8a, 8b und 9) angebracht ist.
8. Schaltund Synchronisationseinrichtung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grund verzahnung des Zahnprofils (11, 11a) in einem ersten Umformvor gang und die Ausspitzung der Dachverzahnung in einer weiteren Umformstufe hergestellt sind.
9. Schaltund Synchronisationseinrichtung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kupplungsscheiben (8 und 9) Mitnehmernasen (12) als Verdrehsi cherung für den Reibringkörper (5,5a) angebracht sind, die mittels Schweißungen befestigt oder mittels Materialdurchsetzung ange formt sind.
10. Schaltund Synchronisationseinrichtung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kupplungsscheibe (8a) Mitnehmeröffnungen als Verdrehsicherun gen für den Reibringkörper (5) vorgesehen sind, die als ausge formte Bohrungen (13) hergestellt sind.
Description:
Bezeichnung der Erfindung Schalt-und Synchronisationseinrichtung für Getriebe Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalt-und Synchronisationseinrichtung für Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe, mit wenigstens einem Gang- rad, mit einem Kupplungskörper, der mit dem Gangrad zumindest drehfest ver- bunden ist, und mit einer Synchronisiervorrichtung, die einen Reibringkörper aufweist, der mit dem Kupplungskörper und/oder dem Gangrad in drehfester Verbindung steht.

Hintergrund der Erfindung Eine derartige gattungsbildende Schalt-und Synchronisationseinrichtung ist aus der EP 0 508 976 A1 bekannt. Nähere Angaben zu dem Kupplungskörper fin- den sich in dieser europäischen Patentanmeldung nicht, da die Kernaussagen dieser Anmeldung sich auf den Reibringkörper und dessen Reibbelag konzent- rieren. Es kann allerdings davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem Kupplungskörper um ein massives Bauteil handelt, dessen Abmessung, insbe- sondere Breite, durch die erforderliche Abmessung des Zahnprofils gegeben ist.

Es handelt sich daher um einen Kupplungskörper, der teuer in der Herstellung ist und ein hohes Gewicht aufweist.

Aufgabe der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kupplungskörper zur Verfügung zu stellen, der optimal gestaltet ist, mittels einer günstigen Fertigungstechnologie hergestellt werden kann und alle erforderlichen Funktionen erfüllt.

Zusammenfassung der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Kupplungskörper eine Kupplungsscheibe mit einem L-oder U-förmigen Querschnitt aufweist.

Dadurch ist es möglich, die Breite beziehungsweise Abmessung der Kupp- lungsscheibe in ihrem Stegbereich unabhängig von der Breite des Zahnprofils festzulegen, wobei nur die Beanspruchung der Scheibe zu berücksichtigen ist.

Andererseits kann die Breite des Zahnprofils unabhängig von der Breite bezie- hungsweise Blechdicke im Stegbereich der Kupplungsscheibe hergestellt wer- den und dabei die Belastungen des Zahnprofils zugrundegelegt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10.

Ist die Kupplungsscheibe L-förmig ausgebildet, so bildet der Schenkel der L-Form den Außenring der Kupplungsscheibe, der auch das Zahnprofil auf- weist. Bei einer Kupplungsscheibe mit U-förmigem Querschnitt ist der äußere Schenkel als Außenring der Kupplungsscheibe ausgeführt und weist das Zahn- profil auf.

Dadurch ist es möglich, die zuvor geschilderten Vorteile zu erreichen und eine beliebige beziehungsweise hinreichende Länge für die Schenkel zur Verfügung zu stellen, um die Zahnprofilbreite zu erreichen, andererseits kann der Stegbe- reich der Belastung der Kupplungsscheibe in diesem Bereich angepasst wer- den.

Die Innenfläche des Steges der L-förmigen Kupplungsscheibe und der Innen- schenkel der U-förmigen Kupplungsscheibe können zum Zwecke der drehfes- ten Verbindung mit dem Gangrad beliebig ausgebildet sein. Sie können sowohl eine Verzahnung aufweisen als auch insbesondere an der Innenfläche des Ste- ges bei einer L-förmigen Kupplungsscheibe, mit Ausstanzungen versehen sein, um die Drehverbindung zum Gangrad herzustellen.

Die Kupplungsscheiben können aber auch ohne Ausstanzungen und Ver- zahnungen hergestellt sein und mittels Schweißung mit dem Gangrad ver- bunden sein.

Die zuvor beschriebene Ausgestaltung der Kupplungsscheiben lässt sich insbe- sondere mittels der Umformtechnik herstellen, wobei der Schenkel der L-förmigen und die Schenkel der U-förmigen Kupplungsscheibe mittels des Umformprozesses angebracht beziehungsweise hergestellt werden. Dadurch ergibt sich eine besonders günstige und formgenaue Herstellungsart für die Kupplungsscheiben.

Dabei kann auch das Zahnprofil durch Materialverdrängung in dem Außenring der Kupplungsscheibe angebracht werden.

Ein besonders günstiges Verhältnis der Breite des Steges der L-oder U- förmigen Kupplungsscheiben zu der Erstreckung des äußeren Schenkels be- ziehungsweise des Außenringes und damit der Zahnprofilbreite ergibt sich dann, wenn die Stegbreite maximal zwei Drittel der Erstreckung des Außenrin- ges beträgt.

Je nach Ausgestaltung des Zahnprofils ist es vorteilhaft, wenn die Grund- verzahnung in dem ersten Umformvorgang, gleichzeitig mit dem Um- formvorgang der Kupplungsscheibe und die Ausspitzung der Dachverzahnung mit Hinterschnitten in einer weiteren Umformstufe hergestellt wird. Dadurch ist es möglich, mit nur zwei Umformstufen eine Endbearbeitung beziehungsweise Endherstellung der Verzahnung zu erreichen.

Der Reibringkörper kann entweder über Mitnehmer und direkt mit dem Gangrad oder mit der Kupplungsscheibe drehverbunden sein. Wird eine Drehverbindung mit der Kupplungsscheibe gewählt, ist es vorteilhaft, wenn an der Kupplung- scheibe Mitnehmernasen angebracht sind, die mittels Schweißung befestigt oder mittels Materialdurchsetzung angeformt sind. Der Reibringkörper kann a- ber auch vorstehende Nasen aufweisen, die in Mitnehmeröffnungen der Kupp- lungsscheibe eingreifen, wobei die Mitnehmeröffnungen als ausgeformte Boh- rungen hergestellt sein können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zei- gen : Figur 1 einen axialen Mittelschnitt durch die obere Hälfte einer Schalt-und Synchronisationseinrichtung, Figur 2 einen Mittelschnitt entsprechend Figur 1 in vergrößertem Maßstab, bei dem nur ein Gangrad dargestellt ist und Figur 3 einen Mittelschnitt entsprechend Figur 2.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen In den Figuren 1 bis 3 ist, soweit im einzelnen dargestellt, mit 1 ein Zentral- körper bezeichnet, der drehfest auf einer nicht dargestellten Getriebewelle an- geordnet ist. Auf dem Zentralkörper 1 ist drehfest, zum Beispiel mittels einer Verzahnung, aber verschiebbar, eine Schiebemuffe gelagert, die mittels einer Arretiervorrichtung 3 in der Mittelstellung fixiert ist. Auf beiden Seiten des Zent- ralkörpers sind Synchronringe 4 und 4a, Reibringkörper 5 und 5a und Synchro- ninnenringe 6 und 6a angeordnet, wobei die Reibringkörper mit einem Innenko- nus der Synchronringe und einem Außenkonus der Synchroninnenringe in Wirkverbindung stehen.

Auf beiden Seiten des Zentralkörpers 1 sind auf der nicht dargestellten Getrie- bewelle drehbar gelagert Gangräder 7 und 7a angeordnet.

Auf einem Absatz des Gangrades 7 sind U-förmige Kupplungsscheiben 8,8a und 8b angeordnet, während auf dem Absatz des Gangrades 7a eine L-förmige Kupplungsscheibe 9 vorgesehen ist. Die Kupplungsscheiben 8,8a, 8b weisen einen Schenkel auf, der als Außenring 10 ausgebildet ist und ein Zahnprofil 11 aufweist. Das Zahnprofil stimmt mit der Innenverzahnung der Schiebemuffe überein, so dass nach Verschiebung der Schiebemuffe aus der Mittelstellung nach rechts gemäß Figur 1 zunächst der Synchronring verschoben wird und mit Hilfe des Reibringkörpers und des Synchroninnenringes ein Gleichlauf, d. h. eine Synchronisation des Zentralkörpers mit dem Gangrad 7 herstellt und an- schließend eine formschlüssige Verbindung mit der Kupplungsscheibe 8 erfolgt, wodurch ein bestimmter Gang eingelegt wird. Die Kupplungsscheiben 8 und 8a weisen auf der Innenfläche des inneren Schenkels ebenfalls eine Profilierung auf, die zu einem entsprechenden Profil auf dem Gangrad 7 passt, so dass da- durch eine drehfeste Verbindung zwischen der Kupplungsscheibe 8 und dem Gangrad 7 hergestellt wird.

Die Kupplungsscheibe 9 ist L-förmig ausgeführt, wobei der Schenkel ebenfalls als Außenring 10a ausgebildet ist und ein Zahnprofil 11a aufweist. Die Kupp- lungsscheibe 9 ist im Gegensatz zu den Kupplungsscheiben 8 und 8a mit dem Gangrad 7a verscheißt und dadurch an dem Gangrad befestigt. Sowohl die Kupplungsscheibe 8 als auch die Kupplungsscheibe 9 weisen Mitnehmernasen 12 auf, die mittels Materialdurchsetzung an dem Steg der Kupplungsscheiben 8 und 9 angeformt sind. Die Mitnehmernasen 12 stehen mit Ausnehmungen an den Reibringkörpern in Wirkverbindung und stellen die Drehverbindung zu die- sen her.

In den Figuren 2 und 3 sind nur die Gangräder 7 dargestellt, wobei der Schnitt im wesentlichen durch den Zentralkörper 1, durch die Synchronringe 4, Reibrin- ge 5, Synchroninnenringe 6 gelegt ist.

Die in Figur 2 mit 8a bezeichnete Kupplungsscheibe ist der Kupplungsscheibe 8 in Figur 1 sehr ähnlich. Sie ist nur seitenverkehrt eingesetzt, so dass die U-förmige Öffnung in Richtung des Gangrades 7 zeigt.

Weiterhin sind im Stegbereich der Kupplungsscheibe 8a Bohrungen 13 vorge- sehen, die aus dem Material ausgeformt sind und als Mitnehmeröffnungen für den Reibringkörper 5 dienen, der Vorsprünge aufweist, die in die Bohrungen 13 eingreifen.

Die Kupplungsscheibe 8b in Figur 3 ist im wesentlichen ausgeführt wie die Kupplungsscheibe 8 in Figur 1. Sie hat allerdings einen größeren Innen- durchmesser und Ausformungen 14 im Bereich des Innenschenkel, in die Vor- sprünge am Reibringkörper 5 eingreifen.

Bezugszeichenliste 1 Zentralkörper 2 Schiebemuffe 3 Arretiervorrichtung 4 Synchronring 4a Synchronring 5 Reibringkörper 5a Reibringkörper 6 Synchroninnenring 6a Synchroninnenring 7 Gangrad 7a Gangrad 8 Kupplungsscheibe, U-förmig 8a Kupplungsscheibe, U-förmig (Figur 2) 8b Kupplungsscheibe, U-förmig (Figur 3) 9 Kupplungsscheibe, L-förmig 10 Außenring 10a Außenring 11 Zahnprofil 11 a Zahnprofil 12 Mitnehmernase 13 Bohrung 14 Ausformung




 
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