-
Die Erfindung betrifft eine Schiebemuffeneinrichtung, mit deren Hilfe in einer Synchronisiereinrichtung Getriebegänge in einem Kraftfahrzeuggetriebe geschaltet werden können.
-
Aus der deutschen Patentschrift
DE 199 82 494 C1 ist eine Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe mit einem auf einer Getriebewelle in Umfangsrichtung der Getriebewelle verdrehfest angeordneten Synchronkörper bekannt, mit einer auf dem Synchronkörper entlang der Längsmittelachse der Getriebewelle verschiebbar angeordneten Schiebemuffe, mit mindestens einem auf der Getriebewelle drehbar gelagerten und an den Synchronkörper anschließenden Gangrad, das mit einem Kupplungskörper verbunden oder mit einer Kupplungsverzahnung versehen ist und über den Kupplungskörper oder die Kupplungsverzahnung mittels der Schiebemuffe mit dem Synchronkörper kuppelbar ist.
-
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 027 438 A1 ist eine Synchronisiervorrichtung für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronkörper und wenigstens einem Synchronring bekannt, welche mittels einer Indexierung in Umfangsrichtung gegeneinander festlegbar sind, wobei die Indexierung aus mindestens einem an dem Synchronring angeordneten und sich im Wesentlichen in axiale Richtung erstreckenden Vorsprung gebildet ist, welcher in mindestens eine Ausnehmung des Synchronkörpers eingreift, wobei die Ausnehmung wenigstens einen schrägen Flächenabschnitt aufweist, auf dem der Vorsprung bei einer Verdrehung des Synchronrings relativ zum Synchronkörper gleitend aufliegt.
-
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 002 932 A1 ist eine Synchronisierung für ein Fahrzeuggetriebe bekannt, die eine Schiebemuffe, einen Synchronring, einen Kupplungskörper und einen Synchronkörper umfasst, wobei an dem Synchronkörper und an dem Synchronring jeweils wenigstens eine geneigte Fläche vorgesehen ist, an denen sich der Synchronkörper und der Synchronring flächig berühren, und wenigstens ein zwischen dem Synchronkörper und dem Synchronring wirkendes elastisches Element vorgesehen ist, das eine in Umfangsrichtung wirkende Kraft erzeugt, die die geneigten Flächen von Synchronkörper und Synchronring so aufeinander drücken, dass auf den Synchronring eine in Richtung des Synchronkörpers wirkende Kraftkomponente entsteht.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine robuste Synchronisiereinrichtung zum Schalten von Getriebegängen in einem Kraftfahrzeuggetriebe ermöglichen.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Schiebemuffeneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
-
Erfindungsgemäß ist eine Schiebemuffeneinrichtung für eine Synchronisiereinrichtung zum Schalten von Getriebegängen in einem Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen mit einem in Umfangsrichtung verlaufende Rampen aufweisenden Rampenring, einer an den Rampen in Umfangsrichtung abgleitbare Gegenrampen aufweisenden und axial relativ zu dem Rampenring zwischen einer eingefahren Stellung und einer ausgefahrenen Stellung verlagerbaren Schiebemuffe zur Herstellung eines Formschlusses mit einem einem Getriebegang zugeordneten Synchronkörper, wobei die Rampe und/oder die Gegenrampe einen in der ausgefahrenen Stellung wirksamen Plateauabschnitt aufweist, und einer Arretiereinrichtung zur lösbaren Arretierung der Schiebemuffe, insbesondere mit dem Rampenring, in der ausgefahrenen Stellung.
-
In einem Kraftfahrzeuggetriebe kann die Übersetzung zwischen zwei Getriebewellen durch Stirnradverzahnungen vorgegeben werden, wobei das Verhältnis der Zähnezahl der miteinander kämmenden Zahnräder der jeweiligen Stirnradverzahnung die Übersetzung des durch diese Stirnradverzahnung ausgebildeten Getriebeganges definieren. Zum Schalten des jeweiligen Getriebeganges wird ein als Losrad ausgeführtes Zahnrad der Stirnradverzahnungen mit seiner zugeordneten Getriebewelle drehfest gekoppelt, so dass über das drehfest angebundenen Losrad ein Drehmoment übertragen werden kann. Zur Koppelung des Losrads mit der Getriebewelle wird mit Hilfe einer Synchronisiereinrichtung die Drehzahl des Losrads mit der Drehzahl der Getriebewelle synchronisiert. Hierzu kann beispielsweise ein Synchronisierring einen Reibschluss zwischen dem Losrad und der Getriebewelle herbeiführen, so dass sich im Schlupfbetrieb die Drehzahlen angleichen. Nach der Angleichung der Drehzahlen kann beispielsweise über eine Verzahnung und/oder ineinandergreifende Klauen ein Formschluss zwischen dem Losrad und der Getriebewelle herbeigeführt werden. Zur Herstellung der formschlüssigen Koppelung kann mit Hilfe der Schiebemuffeneinrichtung die Schiebemuffe axial verlagert werden, wodurch beispielsweise eine Klauenkupplung, eine Axialverzahnung oder eine Steckverzahnung infolge der axialen Verlagerung eines mit der Schiebemuffe gekoppelten Kupplungselements geschlossen werden kann. Zur axialen Verlagerung der Schaltmuffe kann die Schaltmuffe durch eine Relativdrehung zu einem Rampenring über ein zwischen den Rampen des Rampenring und den Gegenrampen der Schaltmuffe ausgebildeten Rampensystem in Reaktion auf die Relativdrehung axial verschoben werden. Durch die in Umfangsrichtung aufeinander abgleitenden Rampen kann sich die axiale Erstreckung des Rampensystems ändern. In der eingefahrenen Stellung der Schaltmuffe ist die Erstreckung des Rampensystems minimal, so dass der Abstand der von dem Rampenring wegweisende axiale Stirnseite der Schaltmuffe zu dem Rampenring minimal ist. In der ausgefahrenen Stellung der Schaltmuffe ist die Erstreckung des Rampensystems maximal, so dass der Abstand der von dem Rampenring wegweisende axiale Stirnseite der Schaltmuffe zu dem Rampenring maximal ist.
-
In der ausgefahrenen Stellung der Schaltmuffe liegen die Rampe des Rampenrings und die Gegenrampe der Schaltmuffe in dem von der Rampe und/oder von der Gegenrampe ausgebildeten Plateauabschnitt aneinander an. Insbesondere weisen sowohl die Rampe als auch die Gegenrampe den Plateauabschnitt auf, wobei sich die jeweiligen Plateauabschnitte der Rampe und der Gegenrampe in der ausgefahrenen Stellung einander zumindest teilweise überlappen können. Dadurch ist in der ausgefahrenen Stellung kein punktförmiger Kontakt zwischen der Rampe und der Gegenrampe, sondern ein zumindest linienförmiger Kontakt vorgesehen, der sich in Umfangsrichtung über einen bestimmten Winkelbereich erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der Winkelbereich, in dem die Rampe und die zugehörige Gegenrampe linienförmig in dem Plateauabschnitt aneinander anliegen, über einen Winkelbereich Δα von 0,1° ≤ Δα ≤ 30,0°, insbesondere 0,5° ≤ Δα ≤ 15,0° und vorzugsweise1,0° ≤ Δα ≤ 5,0°.
-
Der Plateauabschnitt bildet dadurch eine stabile Abstützfläche aus, über die Axialkräfte auf einen größeren Winkelbereich verteilt werden können und eine geringere Flächenpressung erreicht werden kann. Insbesondere bei einer, beispielsweise als Hirth-Verzahnung ausgebildeten, Axialverzahnung der formschlüssigen Koppelung kann eine ausreichende axiale Anpresskraft, die ein selbständiges Öffnen der Axialverzahnung verhindert, über den Plateauabschnitt abgestützt werden, ohne dass eine plastische Verformung unter Last befürchtet werden muss. Wenn die formschlüssige Koppelung als Steckverzahnung ausgebildet ist, ist es möglich einen Hinterschnitt in der Steckverzahnung einzusparen. Dies ermöglicht eine kostengünstige und robuste axiale Abstützung der Schiebemuffe. Mit Hilfe der Arretiereinrichtung kann eine zusätzliche Abstützung von auftretenden Kräften erreicht werden, so dass insbesondere eine Relativdrehung unter Last, durch die der Kontaktbereich zwischen der Rampe und der Gegenrampe verringert werden könnte, blockiert werden kann. Vorzugsweise kann die Arretiereinrichtung zumindest bis zu einem definierten Grenzmoment, bei dem die Arretiereinrichtung automatisch gelöst wird, Drehmomente abtragen und eine Relativdrehung sperren. Vorzugsweise ist die Arretiereinrichtung ausgestaltet Axialkräfte abzutragen, so dass die Belastungen auf die Rampe und die Gegenrampe, beispielsweise bei plötzlichen Stößen, reduziert werden kann. Zum Schalten eines anderen Getriebeganges kann der geschaltete Getriebegang gelöst werden, indem die Schiebemuffe zusammen mit der formschlüssig angekoppelten Getriebewelle relativ zu dem mit dem Losrad gekoppelten Rampenring verdreht wird. Dadurch kann ein ausreichend hohes Drehmoment aufgeprägt werden, um die Arretiereinrichtung zu lösen und, insbesondere erst nachfolgend, die Gegenrampe der Schiebemuffe an der Rampe des Rampenrings zurück in die eingefahrene Stellung abgleiten zu lassen. Durch die hierbei auftretende axiale Verschiebung der Schaltmuffe kann der Formschluss mit der Getriebewelle aufgehoben und ein Drehmomentfluss unterbrochen werden. Durch den Plateauabschnitt kann eine mit Hilfe der Arretiereinrichtung bewegungsgesicherte axiale Abstützung über einen größeren Winkelbereich erreicht werden, so dass eine robuste Synchronisiereinrichtung zum Schalten von Getriebegängen in einem Kraftfahrzeuggetriebe ermöglicht ist.
-
Der Plateauabschnitt ist ein Umfangswinkelbereich der Rampe und/oder der Gegenrampe, der sich im Wesentlichen nur in Umfangsrichtung erstreckt und im Wesentlichen mit keinem Anteil in axialer Richtung verläuft. Im Gegensatz zu dem zur Umfangsrichtung angeschrägten Verlauf der Rampe und der Gegenrampe weist der Plateauabschnitt eine Steigung von Null auf. Der Plateauabschnitt schließt sich insbesondere unmittelbar an den angeschrägten Verlauf der Rampe beziehungsweise der Gegenrampe an. Die Arretiereinrichtung kann ein mit der Schaltmuffe verbundenes Rastelement aufweisen, das mit einem anderen Rastelement in der ausgefahrenen Stellung der Schaltmuffe zusammenwirken kann, um die Schaltmuffe in der ausgefahrenen Stellung zu halten. Das andere Rastelement kann beispielsweise mit dem Rampenring, mit dem Losrad und/oder mit einem Rückholblech verbunden sein. Die Arretiereinrichtung kann insbesondere ein federbelastetes Rastelement aufweisen, das mit einer Federkraft mit dem anderen Rastelement zusammenwirken kann, wobei eine durch die Federkraft aufgebrachte Rastkraft bei einer hinreichend großen Betätigungskraft überwunden werden kann, um die Arretiereinrichtung zu lösen. Beispielsweise weist die Arretiereinrichtung ein Kugeldruckstück auf, bei dem eine federbelastete Kugel in eine Vertiefung eingreift, um die Arretiereinrichtung zu arretieren, wobei die federbelastete Kugel erst ab einem definierten Mindestdrehmoment aus der Vertiefung herausgelangen kann, um die Arretiereinrichtung zu lösen.
-
Insbesondere ist ein maximaler Relativverdrehwinkel zwischen der Schiebemuffe und dem Rampenring durch ein, insbesondere mit dem Rampenring fest verbundenes, Rückholblech zwischen der eingefahren Stellung und einer ausgefahrenen Stellung begrenzt, wobei das Rückholblech ein Überstreichen zumindest eines Großteils des Plateauabschnitts zulässt. Beispielsweise weist das Rückholblech die Schiebemuffe radial außen übergreifende Absätze auf, die einen der eingefahrenen Stellung der Schiebemuffe entsprechenden ersten Tangentialanschlag und einen der ausgefahrenen Stellung der Schiebemuffe entsprechenden zweiten Tangentialanschlag ausbilden. Die Schiebemuffe kann beispielsweise einen in radialer Richtung abstehenden Bolzen aufweisen, der bei einer Relativdrehung der Schaltmuffe zum Rampenring an den Axialanschlägen des Rückholblechs anschlagen kann. Besonders bevorzugt sind die jeweils den ersten Tangentialanschlag und den zweiten Tangentialanschlag ausbildenden Ansätze über einen in Umfangsrichtung verlaufenden Steg miteinander verbunden, wobei der Steg eine Rückholrampe ausbildet, die bei einer Relativdrehung von der ausgefahrenen Stellung in die eingefahrenen Stellung an der Schiebemuffe, insbesondere an dem radial abstehenden Bolzen, axial anschlägt und die Schiebemuffe in axialer Richtung mitnimmt. Ein signifikantes Abheben der Gegenrampe von der Rampe kann dadurch vermieden werden. Das Rückholblech begrenzt die Relativdrehung der Schiebemuffe zum Rampenring nicht bereits, wenn die maximale axiale Erstreckung des Rampensystems erreicht ist, sondern erst, wenn eine gewünschte weitere Relativdrehung über den Plateauabschnitt ohne weitere axiale Verlagerung der Schiebemuffe erreicht ist. Hierzu kann insbesondere der zweite Tangentialanschlag um einen dem linienförmigen Anliegen im Plateauabschnitt gewünschten Winkelbereich weiter in Umfangsrichtung zum ersten Tangentialanschlag versetzt positioniert sein, als es für das Erreichen der maximalen Erstreckung des Rampensystems erforderlich wäre. Insbesondere ist es hierbei möglich den zweiten Tangentialanschlag soweit in Umfangsrichtung zu versetzen, dass die Arretiereinrichtung auch bei geringen Toleranzanforderungen bezüglich der Relativlage in Umfangsrichtung sicher in die arretierte Stellung gelangen kann. Durch die dadurch geringeren Toleranzanforderungen können die Herstellungskosten gesenkt werden.
-
Vorzugsweise ist die Arretiereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass ein Arretieren und Lösen der Arretiereinrichtung durch eine ausschließlich in Umfangsrichtung erfolgende Relativdrehung von, insbesondere als Vertiefung und Rastnase ausgestalteten, Rastelementen erfolgt. Die Arretiereinrichtung ist insbesondere an einer Umfangsposition vorgesehen, bei der die Schaltmuffe in der ausgefahrenen Stellung ohne weitere axiale Verlagerung relativ zum Rampenring weiter verdreht ist, wenn ein Arretieren der Arretiereinrichtung stattfindet. Wenn die arreteirete Arretiereinrichtung gelöst werden soll, muss zunächst eine Relativdrehung der Schaltmuffe zum Rampenring erfolgen, wobei aufgrund des abzufahrenden Plateauabschnitts zunächst nur eine Relativdrehung ohne einen axialen Versatz stattfindet. Aufgrund der definierten nur in Umfangrichtung auftretenden Kräfte beim Arretieren und beim Lösen der Arretiereinrichtung kann die Arretiereinrichtung einfacher ausgestaltet werden. Eine Abstützung von Axialkräften beim Aretieren und Lösen der Arretiereinrichtung ist nicht erforderlich. Die Arretiereinrichtung weist beispielsweise ein Kugeldruckstück auf, bei dem eine federbelastete Kugel in eine Vertiefung eingreift, um die Arretiereinrichtung zu arretieren, wobei die federbelastete Kugel erst ab einem definierten Mindestdrehmoment aus der Vertiefung herausgelangen kann, um die Arretiereinrichtung zu lösen.
-
Besonders bevorzugt ist in einem gemeinsamen Radiusbereich mit dem Plateauabschnitt ein, insbesondere als Vertiefung oder Rastnase ausgestaltetes, Rastelement der Arretiereinrichtung ausgebildet. Die Relativlage des insbesondere in dem Rampenring oder in der Schaltmuffe vorgesehenen Rastelements kann bei der Herstellung leicht überprüft werden. Beispielsweise ist das Rastelement in einem Rückholblech vorgesehen, das mit dem Rampenring fest verbunden werden soll. Die korrekte Relativlage des Rückholblechs zu dem Rampenring in Umfangsrichtung kann durch die Positionierung des Rastelements in unmittelbarer Nähe des Plateauabschnitts einfach überprüft werden. Fehler bei der Montage oder bei der Herstellung können dadurch besser vermieden werden.
-
Die Erfindung betrifft ferner eine Synchronisiereinrichtung zum Schalten von Getriebegängen in einem Kraftfahrzeuggetriebe mit einer Schiebemuffeneinrichtung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Durch den Plateauabschnitt kann eine mit Hilfe der Arretiereinrichtung bewegungsgesicherte axiale Abstützung über einen größeren Winkelbereich erreicht werden, so dass eine robuste Synchronisiereinrichtung zum Schalten von Getriebegängen in einem Kraftfahrzeuggetriebe ermöglicht ist.
-
Insbesondere ist die Synchronisiereinrichtung zum Synchronisieren zwischen einer Welle und einem Losrad, das drehbar auf der Welle angeordnet ist, vorgesehen, wobei die Synchronisiereinrichtung eine Betätigungseinrichtung und eine Kupplungseinrichtung aufweist, wobei eine Sperreinrichtung, die sperrwirksam zwischen der, in Bezug auf das Losrad, von radial außen betätigbaren Betätigungseinrichtung und der radial innerhalb einer Laufverzahnung des Losrads angeordneten Synchronisiereinrichtung angeordnet ist, radial innerhalb der Laufverzahnung des Losrads aufgenommen ist. Die Sperreinrichtung ist in axialer Richtung vorteilhaft überlappend zu dem Losrad angeordnet. Dadurch kann axialer Bauraum eingespart werden. Die Sperreinrichtung verhindert ein zu frühes Einkuppeln der Kupplungseinrichtung. Erst wenn eine Differenzdrehzahl zwischen der Welle und dem Losrad im Wesentlichen auf null reduziert ist, lässt die Sperreinrichtung eine Betätigungsbewegung in axialer Richtung zu, die aus einer Betätigungsbewegung in Umfangsrichtung umgewandelt und auf die Kupplungseinrichtung übertragen wird. Die Betätigungsbewegung in Umfangsrichtung wird vorteilhaft über ein Betätigungselement, wie ein Zahnrad, radial außerhalb des Losrads aufgebracht. Die Synchronisiereinrichtung umfasst ein Synchronringpaket mit Synchronringen, die durch Aufbringen einer axialen Betätigungskraft in Reibkontakt gebracht werden, so dass ein Reibmoment erzeugt wird, das auch als Synchronmoment bezeichnet wird. Die Kupplungseinrichtung ist vorzugsweise als Formschlusskupplung, zum Beispiel als Klauenkupplung, ausgeführt. Um den axialen Aufbau der Vorrichtung kompakt und sicher zu gestalten, ist die Sperreinrichtung, über welche die Synchronisiereinrichtung betätigt werden kann, zwischen einem Betätigungselement der Betätigungseinrichtung und einem Synchronring der Synchronisiereinrichtung angeordnet.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung mindestens ein Sperrelement umfasst. Das Sperelement ist gegenüber dem Losrad, zum Beispiel durch ein Übertragungselement, verdrehgesichert. Das Sperrelement kann als Sperrring ausgeführt sein. Das Sperrelement kann aber auch mehrere Sperrsegmente umfassen. Die Sperreinrichtung kann auch mehr als ein Sperrelement umfassen.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement mit Betätigungsschrägen versehen ist. Die Betätigungsschrägen, die auch als Dachschrägen bezeichnet werden, sind vorteilhaft auch an der Synchronisiereinrichtung und/oder der Kupplungseinrichtung vorgesehen. Bei einer Betätigung der Vorrichtung durch die Betätigungseinrichtung erfolgt eine Kraftübertragung über die Dachschrägen oder Führungsschrägen auf das Synchronringpaket. Bei einem Ansynchronisieren kann sich ein Synchronring des Synchronringpakets gegenüber der Synchronisiereinrichtung um eine Breite einer Dachschräge oder Führungsschräge verdrehen und somit ein weiteres Verschieben der Synchronisieeinrichtung verhindern. Bei erreichtem Gleichlauf von Losrad und Welle dreht die Synchronisiereinrichtung einen Synchronring des Synchronringpakets zurück und verschiebt sich weiter in axialer Richtung, jedoch vorteilhaft lediglich um den Betrag einer Verschleißreserve.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement über Rampen axial bewegbar ist. Wenn das Betätigungselement relativ zu dem Losrad verdreht wird, dann wird das Sperrelement über die Rampen axial in Richtung der Synchronisiereinrichtung verlagert. Die Rampen wirken also zwischen dem Betätigungselement und dem Sperrelement, das drehfest, aber axial verlagerbar, mit dem Losrad gekoppelt ist.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Federeinrichtung zwischen dem Sperrelement und einem Synchronring der Synchronisiereinrichtung angeordnet ist. Die Federeinrichtung ist zum Beispiel als Federring ausgeführt. Die Federeinrichtung kann aber auch mehrere Federsegmente, zum Beispiel drei Federsegmente oder Federbögen umfassen. Über die zum Beispiel als Drahtformfeder ausgeführte Federeinrichtung werden die Synchronringe des Synchronringpakets angelegt, das heißt in Reibkontakt gebracht. Dadurch wird ein leichtes Reibmoment erzeugt, wobei sich der Synchronring gegenüber dem Sperrelement verdreht. Die Führungsschrägen oder Dachschrägen liegen dann axial nebeneinander. Über die Führungsschrägen oder Dachschrägen kann eine relativ große Kraft auf den Synchronring übertragen werden.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement als Sperrring ausgeführt ist. Die Führungsschrägen oder Dachschrägen sind zum Beispiel radial außen an dem Sperrring angebracht. Darüber hinaus sind an dem Sperrring Betätigungsrampen angebracht. Über die Betätigungsrampen kann im Zusammenwirken mit entsprechenden Gegenrampen, die an einem Betätigungselement, zum Beispiel einem Planetenträger, vorgesehen sind, eine Betätigungsbewegung des Betätigungselements in Umfangsrichtung in eine axiale Bewegung des Sperrrings umgewandelt werden.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung drei Sperrelemente umfasst. Die drei Sperrelemente sind in Umfangsrichtung vorteilhaft gleichmäßig verteilt angeordnet. An den Sperrelementen sind Führungsschrägen oder Dachschrägen angebracht, die mit entsprechenden Führungsschrägen oder Dachschrägen an dem Synchronring der Synchronisiereinrichtung zusammenwirken. Durch das Zusammenwirken der Führungsschrägen oder Dachschrägen wird der Synchronring bei einer axialen Bewegung der Sperrelemente leicht verdreht.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung ein Planetengetriebeelement eines Planetengetriebes umfasst.
-
Ein Betätigungselement der Betätigungseinrichtung ist zum Beispiel ein Planetenträger, ein Hohlrad oder ein Sonnenrad des Planetengetriebes. Das Betätigungselement kann einstückig mit dem Planetenträger, dem Hohlrad oder dem Sonnenrad des Planetengetriebes verbunden sein. Je nach Ausführung kann das Hohlrad, das Sonnenrad oder der Planetenträger aber auch das Betätigungselement der Betätigungseinrichtung darstellen. Das Planetengetriebeelement wird zur Betätigung der Vorrichtung definiert verdreht beziehungsweise verschwenkt, um eine Relativverdrehung zu erzeugen. Diese Relativverdrehung wird, vorzugsweise durch Rampen, in eine axiale Betätigungsbewegung der Schiebemuffeneinrichtung umgewandelt.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe der Schiebemuffeneinrichtung, zum Beispiel radial innen, mit einer Verzahnung ausgestattet ist, die mit einer komplementären Verzahnung, die zum Beispiel radial außen an einem Kupplungskörper vorgesehen ist, zusammenwirkt, um bei geschlossener Kupplungseinrichtung eine Drehmomentübertragung zwischen der Welle und dem Losrad zu ermöglichen. Die Verzahnung ist dabei zum Beispiel als Steckverzahnung so ausgeführt, dass die Schiebemuffe in axialer Richtung relativ zu dem Kupplungskörper bewegbar ist. An den einander zugewandten Enden der Schiebemuffe und des Kupplungskörpers sind vorteilhaft Führungsschrägen oder Dachschrägen vorgesehen. Dadurch wird das Ineingriffbringen der Verzahnungen zwischen der Schiebemuffe und dem Kupplungskörper vereinfacht.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement durch mindestens ein Übertragungselement drehfest mit dem Losrad verbunden ist. Das Übertragungselement kann formschlüssig mit dem Losrad verbunden sein, zum Beispiel über einen Stift, der in eine Ausnehmung greift. Das Übertragungselement kann aber auch als Nase oder Lasche ausgeführt sein. Je nach Ausführung ist das Übertragungselement zum Beispiel an der Schiebemuffe angebracht. Das Übertragungselement ermöglicht vorteilhaft ein Rückstellen einer Betätigungsbewegung, die durch die vorab beschriebenen Rampen bewirkt wurden. Vorteilhaft sind mehrere Übertragungselemente in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Synchronring der Synchronisiereinrichtung und dem Übertragungselement Anschläge mit einem Verdrehspiel wirken.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung als selbstöffnende Formschlusskupplung ausgeführt ist. Das bedeutet, dass die Kupplungseinrichtung im unbetätigten Zustand offen ist, also kein Drehmoment zwischen dem Losrad und der Welle übertragen wird.
-
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine schematische perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Synchronisiereinrichtung,
- 2: eine schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Synchronisiereinrichtung in eingefahrener Stellung und
- 3: eine schematische perspektivische Ansicht der Synchronisiereinrichtung aus 2 in ausgefahrener Stellung.
-
Die in 1 dargestellte Synchronisiereinrichtung 10 für eine Gangstufe eines Kraftfahrzeuggetriebes weist ein Losrad 12 auf, das mit Hilfe einer Schiebemuffeneinrichtung 14 mit einer mit einer Getriebewelle drehfest verbunenen als Synchronkörper wirkenden Nabe 16 gekoppelt werden kann. Zur Betätigung der Schiebemuffeneinrichtung 14 ist ein betätigbares nur teilweise dargestelltes Planetengetriebe vorgesehen, das einen mit einem Rampenring 18 der Schiebemuffeneinrichtung 14 verbundenen Planetenträger 20 aufweist. An dem Rampenring 18 kann bei einer Relativdrehung eine Schiebemuffe 22 abgleiten und dadurch axial verlagert werden, um eine in diesem Ausführungsbeispiel als Axialverzahnung ausgestaltete Formschlusskupplung 24 zu schließen. Über die Formschlusskupplung 24 kann die Schiebemuffe 22 mit der Nabe 16 drehfest verbunden werden. Die Schiebemuffe 22 kann an einem mit dem Losrad 12 gekoppelten Tangentialanschlag anschlagen, so dass ein Drehmoment von der Getriebewelle über die Nabe 16, die Formschlusskupplung 24 und die Schiebemuffe 22 an das Losrad 12 oder umgekehrt übertragen werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zudem eine Arretiereinrichtung 26 vorgesehen, die in der ausgefahrenen Stellung der Schiebemuffe 22, wenn die Formschlusskupplung 24 geschlossen ist, die Schiebemuffe 22 mit dem Losrad 12 arretiert. Hierzu weist die Arretiereinrichtung 26 ein in der Schiebemuffe 22 vorgesehenes Kugeldruckstück 28 auf, das in eine in einem Rohransatz 30 des Losrads 12 vorgesehene Vertiefung 32 eingreifen kann.
-
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform der Synchronisiereinrichtung 10 ist im Vergleich zu der in 1 dargestellten Ausführungsform der Synchronisiereinrichtung 10 die Formschlusskupplung 24 nicht als Axialverzahnung, sondern als Steckverzahnung ausgeführt. Zudem ist zu erkennen, dass die Schiebemuffe 22 radial abstehende Bolzen 34 aufweist, die an Tangentialanschlägen 36 eines mit dem Rampenring 18 oder mit dem Losrad 12 verbundenen Rückholblechs 38 anschlagen kann. Die Tangentialanschläge 36 sind über einen Steg 40 miteinander verbunden, wodurch in einem Rohrstück des Rückholblechs 38 ein Fenster begrenzt wird, in das der jeweilige Bolzen 34 eingesetzt ist. Der Steg 40 weist eine zum Bolzen 34 weisende Steigung auf, die der Steigung der von dem Rampenring 18 ausgebildeten Rampen 42 entspricht. Der Bolzen 34 und damit die Schiebemuffe 22 kann zwischen dem Steg 40 des Rückholblechs 38 und der Rampen 42 des Rampenrings 18 verliersicher aufgenommen sein.
-
Wenn die Schiebemuffe 22 beispielsweise infolge einer Relativdrehung des Rückholblechs 38 relativ zu dem Rampenring 18 verdreht wird, können Gegenrampen 44 der Schiebemuffe 22 an den Rampen 42 des Rampenrings 18 in Umfangsrichtung abgleiten, wodurch die Schiebemuffe 22 in axialer Richtung in die in 3 dargestellte ausgefahrene Stellung verlagert werden kann. Die Rampe 42 bildet an ihrer in axialer Richtung höchsten Stelle einen in Umfangsrichtung ohne Steigung verlaufenden Plateauabschnitt 46 aus, in dem die Schiebemuffe 22 flächig mit einer signifikanten Erstreckung in Umfangsrichtung anliegen kann. In dieser Relativlage der Schiebemuffe 22 relativ zum Rampenring 18, in welcher der gesamte Plateauabschnitt 46 des Rampenrings 18 an der Schiebemuffe 22 anliegt, kann die Arretiereinrichtung 26 die Schiebemuffe 22 beispielsweise mit dem Rampenring 18, mit dem Rückholblech 38 oder mit dem Losrad 12 arretieren. Gegebenenfalls kann die Arretiereinrichtung 26 die Schiebemuffe 22 auch in der eingefahrenen Stellung arretieren, wie dies in 1 dargestellt ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Synchronisiereinrichtung
- 12
- Losrad
- 14
- Schiebemuffeneinrichtung
- 16
- Nabe
- 18
- Rampenring
- 20
- Planetenträger
- 22
- Schiebemuffe
- 24
- Formschlusskupplung
- 26
- Arretiereinrichtung
- 28
- Kugeldruckstück
- 30
- Rohransatz
- 32
- Vertiefung
- 34
- Bolzen
- 36
- Tangentialanschlag
- 38
- Rückholblech
- 40
- Steg
- 42
- Rampe
- 44
- Gegenrampe
- 46
- Plateauabschnitt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19982494 C1 [0002]
- DE 102009027438 A1 [0003]
- DE 102010002932 A1 [0004]