(57)【要約】【課題】シンクロナイザ・リングを提供すること。【解決手段】切り替え可能な変速トランスミッションのシンクロナイザのためのシンクロナイザ・リング１は、内側摩擦表面４及び外側取り付け表面５を有するリング本体２を含み、内側摩擦表面４及び外側取り付け表面５はジャケット表面としてリング本体２の境界をなす。リング本体は端面１３及び歯車表面８を有し、シンクロナイザ・リングは幅１５が端面１３と歯車表面８との間の最短距離に対応し、リング本体２は外側取り付け表面５から半径方向外側に延びる歯付き構成体６を有し、凹部１０を特徴とし、凹部１０はリング本体２の内側摩擦表面４に構成され、凹部１０の領域中の内側摩擦表面４の半径１４が端面１３における内側摩擦表面４の半径１２より長く、凹部１０の上で半径方向に構成される隆起部１１が外側取り付け表面５に設けられる。【選択図】図１ａ
2014001853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り替え可能な変速トランスミッションのシンクロナイザのためのシンクロナイザ・リング（１）であって、
前記シンクロナイザ・リング（１）は、シンクロナイザ・リング軸線（３）を有するリング本体（２）を含み、前記リング本体は、内側摩擦表面（４）及び外側取り付け表面（５）を有し、
前記内側摩擦表面（４）及び前記外側取り付け表面（５）は、ジャケット表面として前記リング本体（２）の境界をなし、
前記リング本体は、端面（１３）及び前記端面に対向する歯車表面（８）を有し、
前記シンクロナイザ・リングは、幅（１５）が、前記端面（１３）と前記歯車表面（８）との間の最短距離に対応し、前記ジャケット表面は、前記端面（１３）と前記歯車表面（８）との間に延び、
前記リング本体（２）は、前記外側取り付け表面（５）から半径方向外側に延びる歯付き構成体（６）を有し、
前記歯付き構成体は、前記リング本体（２）の前記幅（１５）の一部分を介して前記歯車表面（８）から前記端面（１３）の方向に延びるクラウン歯車（９）を有する、シンクロナイザ・リング（１）であって、
前記シンクロナイザ・リング（１）が、前記リング本体（２）の前記内側摩擦表面（４）に構成された凹部（１０）を含み、前記凹部（１０）の領域中の前記内側摩擦表面（４）の半径（１４）が、前記端面（１３）における前記内側摩擦表面（４）の半径（１２）より大きくなっており、
隆起部（１１）が、前記外側取り付け表面（５）に設けられ、前記凹部（１０）の上に半径方向に構成される、ことを特徴とする、シンクロナイザ・リング（１）。
【請求項２】
複数の凹部（１０）及び／又は隆起部（１１）が、前記内側摩擦表面（４）の円周部、又は前記外側取り付け表面（５）の円周部に構成される、請求項１に記載のシンクロナイザ・リング（１）。
【請求項３】
前記凹部（１０）又は前記複数の凹部のそれぞれが、前記端面（１３）において前記内側摩擦表面（４）の前記円周部の１０％より小さい、最大の長手方向の寸法（１６）を有する、請求項１又は２に記載のシンクロナイザ・リング（１）。
【請求項４】
少なくとも前記内側摩擦表面（４）は、少なくとも部分的に円錐形設計のものである、請求項１から３までのいずれか一項に記載のシンクロナイザ・リング（１）。
【請求項５】
前記シンクロナイザ・リング軸線（３）に対する前記円錐形の内側摩擦表面（４）の傾斜角が、最大で６０°に達する、請求項４に記載のシンクロナイザ・リング（１）。
【請求項６】
前記シンクロナイザ・リングは、外側リング、中間リング及び内側リングを有し、
前記中間リングは、外側摩擦表面及び内側摩擦表面を有し、
前記外側摩擦表面は、前記外側リングの前記摩擦表面に面し、
前記内側摩擦表面は、前記内側リングの前記摩擦表面に面する、請求項１から５までのいずれか一項に記載のシンクロナイザ・リング（１）。
【請求項７】
前記リング本体（２）は、鋼板からから成形される、請求項１から６までのいずれか一項に記載のシンクロナイザ・リング（１）。
【請求項８】
前記隆起部（１１）の壁厚さは、前記リング本体（２）の壁厚さに実質的に対応する、請求項１から７までのいずれか一項に記載のシンクロナイザ・リング（１）。
【請求項９】
前記隆起部（１１）の前記壁厚さは、半径方向で測定される前記凹部（１０）の最大深さ（１８）の最大でも２倍の大きさである、請求項１から８までのいずれか一項に記載のシンクロナイザ・リング（１）。
【請求項１０】
前記クラウン歯車（９）は、前記隆起部（１１）の領域中で分断される、請求項１から９までのいずれか一項に記載のシンクロナイザ・リング（１）。
【請求項１１】
前記凹部及び／又は前記隆起部は、前記シンクロナイザ・リングの前記幅の一部分の上に延びる、請求項１から１０までのいずれか一項に記載のシンクロナイザ・リング（１）。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項に記載のシンクロナイザ・リング（１）を含み、さらにまた、シンクロナイザ本体（２０）を含む、シンクロナイザであって、
前記シンクロナイザ・リング（１）は、前記シンクロナイザ本体（２０）の受け入れ要素（２３）の中に受け入れられることができ、前記シンクロナイザ・リング（１）の前記リング本体（２）の前記隆起部（１１）又は前記凹部（１０）が前記受け入れ要素（２３）の中に係合され、それによって、前記シンクロナイザ・リング（１）は、前記シンクロナイザ本体（２０）と結合されるようになっている、シンクロナイザ。
【請求項１３】
請求項１から１１までのいずれか一項に記載の少なくとも１つのシンクロナイザ・リング（１）を有する、請求項１２に記載のシンクロナイザを含む変速トランスミッション、とりわけ、自動車のトランスミッション。
【請求項１４】
多段の切り替え可能な変速トランスミッションを同期させるための方法であって、前記変速トランスミッションは、駆動シャフトと、回転するように固定的に前記駆動シャフトに接続される駆動シャフト歯車と、出力シャフト（２５）と、さらに前記出力シャフト上に構成される複数のギア・ホイール（２６）と、さらにまた前記駆動シャフト歯車及び前記ギア・ホイールのそれぞれの１つを介して、前記駆動シャフトと前記出力シャフトを、力を伝達するように接続するためのシンクロナイザとを含む、方法において、
前記駆動シャフトのホイールの回転数が、前記ギア・ホイールの回転数と同期させられ、前記駆動シャフト歯車を前記ギア・ホイールに結合することが、前記シンクロナイザを介して、力をかけずに行われ、
事前同期の間、前記シフティング・カラー（２１）が、事前同期要素及び／又は前記シンクロナイザ本体（２０）及び前記シンクロナイザ・リング（１）と係合状態にされ、前記シンクロナイザ・リング（１）が、前記シフティング・カラー（２１）及び前記事前同期要素及び／又は前記シンクロナイザ本体（２０）に回転するように固定的に接続されるようにされ、
前記シンクロナイザ・リング（１）は、前記シンクロナイザ本体（２０）の受け入れ要素（２３）の中に受け入れることができて、前記シンクロナイザ・リング（１）の前記リング本体（２）の前記隆起部（１１）又は前記凹部（１０）が、前記受け入れ要素（２３）の中に係合され、それによって、前記シンクロナイザ・リング（１）は、前記シンクロナイザ本体（２０）と結合されるようにされ、そして、前記シンクロナイザ・リング（１）が、前記シフティング・カラー（２１）の回転数で駆動されることができるようにされ、
前記シンクロナイザ・リング（１）は、摩擦係止によって前記ギア・ホイール（２６）の結合要素（２４、３６）に接続されて、前記シフティング・カラー（２１）の動きによって、前記ギア・ホイール（２６）は、摩擦表面（３１、３２）及び前記結合要素（２４、３６）を介して駆動されることができて、前記ギア・ホイールの前記回転数を、前記駆動シャフト及び前記駆動シャフト歯車の前記回転数と一致させることが、前記摩擦表面（３１、３２）の摩擦効果によって行われ、そして同期速度のとき、前記シフティング・カラー（２１）は、軸線方向に移動されて、前記シンクロナイザ・リング（１）の前記歯付き構成体（６）が、前記シフティング・カラー（２１）の内側歯付き構成体（２２）を介して、前記ギア・ホイール（２６）の結合体の対応する歯付き構成体（２７）と係合され、それによって、前記駆動シャフト歯車から前記ギア・ホイール（２６）に力を伝達することができるようにするために、前記ギア・ホイール（２６）と前記駆動シャフト歯車との間の形状的な嵌合が、前記シフティング・カラー（２１）を介して駆動可能に行われる、方法。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一項に記載のシンクロナイザ・リング（１）を製造するための方法であって、
ポット形状のリング本体（２）を深絞り又は成形によって形成するステップを含み、
前記リング本体（２）の少なくとも一部分が、凹部（１０）及び対応する隆起部（１１）に成形される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切り替え可能な変速トランスミッション用のシンクロナイザのためのシンクロナイザ・リングに関し、さらにまた、自動車用の切り替えトランスミッションに関する。さらに、本発明は、切り替え可能な変速トランスミッション用のシンクロナイザ・リングを含むシンクロナイザに関する。シンクロナイザは、自動車のトランスミッションの中で使用することができる。また、本発明は、シンクロナイザ・リングを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械的な切り替え可能の変速トランスミッションでは、シンクロナイザ・リングが、変速中に生じる、ギア・ホイールとトランスミッションのシャフトとの間の相対的な速度を互いに一致させる目的を果たす。
【０００３】
トランスミッションのシャフトは、歯付き歯車構成体を介して力を伝達するように、対応するギア・ホイールに接続されており、したがって、所望の回転数で出力シャフトを駆動することができる。歯車比が異なる複数のギア・ホイールが、出力シャフトに構成される。したがって、出力シャフトの回転数は、それに応じて、駆動シャフトの回転数より高くする、又は低くすることができる。ギア・ホイールから異なるギア・ホイールへの切り替えは、可能であれば、負荷をかけた状態では実施すべきでない。
【０００４】
この理由のために、シンクロナイザ・リングが同期させるために設けられ、駆動ホイールとギア・ホイールとの間に力を伝達する接続をもたらす前に、負荷がかからないようにして自由に回転数を所望の回転数に一致させる。この目的のために、シンクロナイザ・リングのクラウン歯車が、シフティング・カラー（shifting collar）の中に係合され、シフティング・カラーは、結合された状態で力を伝達するようにギア・ホイールを駆動シャフトへ接続するために働く。この目的のために、シンクロナイザ・リングは、少なくとも１つの摩擦表面を有し、それは、摩擦係止によって、駆動シャフトに接続されるか、又は、駆動シャフトと結合される結合要素に接続されることができる。摩擦表面が、摩擦係止によって結合要素に接続されたとき、駆動回転数が、シンクロナイザ・リングに転送される。シフティング・カラーの回転数が、シンクロナイザ・リングのクラウン歯車を介して駆動回転数と一致させられる。ギア・ホイールが、シフティング・カラーと同じ回転数で回転するとすぐに、シフティング・カラーは、力を伝達する接続でギア・ホイールに係合することができ、シフティング・カラーが力を伝達するようにギア・ホイールと接続されるという点で、負荷がかからない切り替えプロセスが実施されることが可能である。そのような変速トランスミッションの機能的な原理は、それ自体が知られている。
【０００５】
早過ぎる摩耗から保護するために、及び／又は摩擦特性を向上させるために、シンクロナイザ・リングの摩擦表面に摩擦ライニングを設けることが知られている。
【０００６】
シンクロナイザ・リングは、一般に、金属又は金属合金のベース本体から製作され、それは、とりわけ、真ちゅう又は鋼鉄を含むことができる。たとえば、摩擦ライニングは、モリブデンを含むことができる。そのような摩擦ライニングは、ベース本体上に溶射層として塗布される。或いは、また、そのような摩擦ライニングは、炭素又は炭素含有化合物を含むことができる。当然、これらの好ましい実施形態は、決して言及した層に限定するものとして理解すべきでない。摩擦表面の間の摩擦を増加させ、且つ、温度に対する要件及び摩耗に対する耐性に関する要件を満たすそれぞれの他の層は、原理上、摩擦ライニングとして使用することができる。
【０００７】
ワンピース設計のものである、又は複数の部品から構成することもできる、シンクロナイザ・リングが、従来技術から知られている。シンクロナイザ・リングは、少なくとも１つのリング形状のコンポーネントから構成され、また、とりわけ、２つの部品又は３つの部品の設計のものとすることができ、最後に言及した実施形態によれば、外側リング、内側リング、及び外側リングと内側リングとの間に構成される中間リングを有することができる。シンクロナイザ・リングは、適切にシンクロナイザ本体に接続される少なくとも１つの割出しカム（index cam）を有する。割出し（indexing）は、一般的に、シンクロナイザ・リングにおいて割出しカムを介して実施される。鋼板の金属部品からシンクロナイザ・リングを製造するとき、シンクロナイザ・リングをシンクロナイザ本体に接続する割出しカムは、鋼板の金属部品から曲げられる。特に制約された構築スペースでは、リング本体に極端に近付くまで突起部（lug）を曲げることが必要であるという問題が生じる。それによって、破損のリスクが増大する。
【０００８】
細い設計のものであり、さらに、一定の最低限の長さを超える突起部は、曲げるときに破損される傾向がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この理由のために、本発明の目的は、突起部の破損の危険性を減少させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、独立請求項１に記載の特徴によって果たされる。従属請求項２から１１に、有利な実施形態を述べる。請求項１２は、シンクロナイザを対象とし、これは、シンクロナイザ・リングが、変速トランスミッションの中で機能を満たす要素とともに設計されることを意味する。請求項１３は、変速トランスミッションを対象とし、それは、請求項１２に記載のシンクロナイザを含む。請求項１４は、同期させるための方法の記述に関する。請求項１５は、シンクロナイザ・リングを製造するための方法に関する。
【００１１】
切り替え可能な変速トランスミッションのシンクロナイザのためのシンクロナイザ・リングは、シンクロナイザ・リング軸線を有するリング本体を含み、そのリング本体は、内側摩擦表面及び外側取り付け表面を有し、内側摩擦表面及び外側取り付け表面は、ジャケット表面としてリング本体の境界をなす。リング本体は、端面、及び端面に対向する歯車表面を有する。シンクロナイザ・リングは、幅が、端面と歯車表面との間の最短距離に対応する。ジャケット表面は、端面と歯車表面との間に延びる。リング本体は、外側取り付け表面から半径方向外側に延びる歯付き構成体を有する。歯付き構成体は、リング本体の幅の一部分を介して歯車表面から端面の方向に延びるクラウン歯車を有する。本発明によれば、凹部が、リング本体の内側摩擦表面に構成されており、凹部の領域中の内側摩擦表面の半径が、端面における内側摩擦表面の半径より大きい。隆起部が、外側取り付け表面に設けられ、それは、凹部の上に半径方向に構成される。内側摩擦表面は、とりわけ摩擦ライニングとして構成することができる被膜を備えることができる。摩擦ライニングは、とりわけ炭素被膜を含むことができる。この被膜は、とりわけ、アラミド繊維担体層、炭素繊維強化セルロース層又は炭素繊維の織布上の粒状炭素粒子を含むことができる。或いは、また、被膜は、溶射法によって塗布することができ、それによって、とりわけ、多孔性モリブデン層又はチタン合金青銅層を摩擦表面上に塗布することができる。
【００１２】
したがって、本発明によるシンクロナイザは、シンクロナイザ本体の中にシンクロナイザ・リングを回転するように確実に誘導するための割出しを含む。割出しは、凹部又は複数の凹部によって形成され、それは、シンクロナイザ・リングのリング本体の内側摩擦表面に構成される。それゆえ、本発明による凹部、さらにまた対応する隆起部の大きな利点は、それによって与えられる、隆起部と凹部の組み合わせが、複数の機能を満たすことができるということである。たとえば、それは、シンクロナイザ本体の中に回転するようにシンクロナイザ・リングを確実に誘導するために、及び／又は事前シンクロナイザ要素を適用するポイントとして働くことができる。
【００１３】
さらにまた、有利なことに、隆起部及びまた凹部の両方が、深絞りされたリング本体又は成形されたリング本体から単一の作業ステップによって製造することができる。割出しカムは、曲げられる突起部としては形成されず、むしろ、リング本体から形成される割出しが、設けられる。有利なことに、複数の凹部及び／又は隆起部を、内側摩擦表面の円周部、又は外側取り付け表面の円周部に構成することができる。とりわけ、凹部及び／又は隆起部は、互いに対して同じ距離に構成することができ、たとえば、４つの凹部及び／又は隆起部は、それぞれ、互いに対して９０°で構成することができる。これによって、シフティング・カラーに対するシンクロナイザの傾斜を避けることができ、正確な同期プロセスが保証される。
【００１４】
実施形態によれば、凹部、又は凹部のそれぞれが、端面において、内側摩擦表面の円周部の１０％より小さい、最大の長手方向の寸法を有する。内側摩擦表面の凹部の空中部分が小さくなればなるほど、摩擦表面の減りは少なくなる。さらにまた、凹部によるシンクロナイザ・リングの弱体化は、より小さくなり、これは、とりわけ、寸法が内側摩擦表面の１０％より大きくなる凹部に対する切り欠き効果より、その効果が減少されることによって、シンクロナイザ・リングの強度パラメータが、それほど大きく減少されないことを意味する。
【００１５】
小さな割出しを有するシンクロナイザのためのシンクロナイザ・リングに関し、その構造すなわち関連の隆起部を備える凹部は、クラウン歯車がシンクロナイザ・リングの円周部の全体にわたってその上に延びることができるように、設計することができる。この場合、クラウン歯車は、分断されない。
【００１６】
大きな割出しを有するシンクロナイザのためのシンクロナイザ・リングに関し、より多くの材料を、変形させる間に移動させなければならない。この場合、割出しは、平坦な状態で事前に形成することができる。シンクロナイザ・リングは、リング形状のディスクとして設計されるブランクから製造される。第１の方法ステップでは、ポット形状の中間製品が得られるように、このディスクを変形させる。有利なことに、この成形ステップは、深絞り又は成形によって実施することができる。シンクロナイザ・リングの最終形状は、その後のプロセスによって、このポット形状の中間製品から決定される。この場合、クラウン歯車は、分断されない。
【００１７】
実施形態によれば、少なくとも内側摩擦表面は、少なくとも部分的に円錐形設計のものである。シンクロナイザ・リング軸線に対する円錐形の内側摩擦表面の傾斜角は、とりわけ６０°に達する。ギア・ホイールの対応する摩擦表面とシンクロナイザ・リングのドッキング及びそれからの切り離しは、円錐形の内側摩擦表面によって簡単化することができる。シンクロナイザ・リングが対応する位置に閉塞されることは、とりわけ内側摩擦表面の円錐形設計によって回避することができ、これは、接続が時間内に任意のポイントで、結合する、又は結合解除することができることを意味する。傾斜角に関し、これは、一般に、対応する組み立て条件に自由に適合させることができる。
【００１８】
有利であると判明しているさらなる実施形態によれば、シンクロナイザ・リングは、多段のものとして設計することができる。シンクロナイザ・リングは、とりわけ、外側リング、中間リング及び内側リングを有する。中間リングは、外側摩擦表面及び内側摩擦表面を有する。外側摩擦表面は、外側リングの摩擦表面に面し、内側摩擦表面は、内側リングの摩擦表面に面する。多段のシンクロナイザ・リングを使用すると、とりわけ、互いに摩擦して接触している、摩擦表面の全体の表面を拡大することができるという利点がもたらされる。
【００１９】
実施形態によれば、リング本体は、鋼板の金属部品から成形することができる。その上、鋼板の金属部品の使用に関連する費用、また深絞りによる鋼板の金属部品の処理、及び／又は成形プロセスに関連する費用の利点は、鋼の延性特性に起因して、簡単且つ良いコスト効率で実現されることが可能である。
【００２０】
また、凹部を製造する、及び隆起部を製造するための成形プロセス又は深絞りプロセスは、簡単に実施することができ、とりわけ、鋼板の金属部品を使用するとき、単一の作業ステップで成形プロセスを実施することが可能である。とりわけ、隆起部の壁厚さは、リング本体の壁厚さに実質的に対応させることができる。
【００２１】
実施形態によれば、隆起部の壁厚さは、半径方向で測定される凹部の最大の深さの最大でも２倍の大きさである。この場合、１つだけの単一作業ステップが、隆起部の製造及び凹部の製造のために必要になる。隆起部及び凹部は、とりわけ１つの同じ作業ステップで製造することができる。リング本体の塑性変形によって、たわみ領域中に予負荷が局所的に導入される。この予負荷は、半径方向の圧力が隆起部に作用する、取り付けた状態で、有利である可能性がある。
【００２２】
凹部及び／又は隆起部は、リング本体の幅の全体にわたってその上に延びることができる。この実施形態には、クラウン歯車は、とりわけ凹部及び／又は隆起部の領域中で分断されることができる。これによって、成形プロセスを実施するとき、凹部及び／又は隆起部を制約なく成形することが可能になる。当然、また、クラウン歯車は、凹部及び／又は隆起部がリング本体の幅の全体にわたってその上に連続的には成形されないときも、分断されることができる。これは、代替的な実施形態によれば、凹部及び／又は隆起部が、シンクロナイザ・リングの幅の一部分の上に延びることができるからである。
【００２３】
それゆえ、本発明は、また利用できる構築スペースが全く極めて限定されるとき、シンクロナイザ・リングのためのいわゆる「差し込み式（drop−in）」解決策を可能にする。いわゆる「差し込み式」解決策は、取り囲むコンポーネントを何ら変更することなく、現在のシンクロナイザ・リングを新しいコンポーネントと置き換えることができることを特徴とする。
【００２４】
細い及び／又は長い突起部が破損される危険性を回避することができる。この理由のために、破損される危険性が全くない細い及び／又は長い突起部を実現する可能性がある。シンクロナイザ・リングが、セグメント化されて構築されるように設計されたとき、凹部又は溝の中で失うリスクが無く、個々のセグメントを誘導することができる。
【００２５】
本発明は、さらにシンクロナイザに関し、それは、前述の実施形態のいずれか１つによるシンクロナイザ・リングを含み、さらにまたシンクロナイザ本体を含む。シンクロナイザ・リングは、シンクロナイザ本体の受け入れ要素の中に受け入れ可能であり、したがって、リング本体の隆起部又は凹部が、シンクロナイザ・リングの受け入れ要素の中に係合され、それによって、シンクロナイザ・リングは、シンクロナイザ本体と結合されるようになっている。
【００２６】
本発明は、さらに自動車のトランスミッションに関し、それは、前述の実施形態のいずれか１つによる少なくとも１つのシンクロナイザ・リングを含む、前述の実施形態のいずれか１つによるシンクロナイザを含む。
【００２７】
本発明は、さらに多段の切り替え可能な変速トランスミッションを同期させるための方法に関し、その変速トランスミッションは、駆動シャフトと、回転するように固定的に駆動シャフトに接続される駆動シャフト歯車と、出力シャフトと、そして出力シャフト上に構成される複数のギア・ホイールとを含み、さらにまた駆動シャフト歯車及びギア・ホイールのそれぞれの１つを介して力を伝達するように駆動シャフトを出力シャフトに接続するためのシンクロナイザとを含む。駆動シャフト歯車の回転数がギア・ホイールの回転数と同期させられて、駆動シャフト歯車をギア・ホイールに結合することが、シンクロナイザを介して、力をかけずに行われる。第１のステップで、事前同期を実施することができる。事前同期の間、シフティング・カラーが、事前同期要素と、及び／又はシンクロナイザ本体及びシンクロナイザ・リングと係合状態にされ、それによって、シンクロナイザ・リングが、シンクロナイザ本体及び／又は事前シンクロナイザ要素に回転するように固定的に接続される。シンクロナイザ・リングは、シンクロナイザ本体の受け入れ要素の中に受け入れることができ、シンクロナイザ・リングのリング本体の隆起部又は凹部が、受け入れ要素の中に係合され、それによって、シンクロナイザ・リングが、シンクロナイザ・リングと結合されるようにされ、そしてシンクロナイザ・リングが、シフティング・カラーの回転数で駆動することができるにされる。シンクロナイザ・リングは、摩擦係止によってギア・ホイールの結合要素に接続される。第２のステップで、同期が実施される。シフティング・カラーの動きによって、ギア・ホイールは、摩擦表面及び結合要素を介して駆動されることができ、ギア・ホイールの回転数を駆動シャフト及び駆動シャフト歯車の回転数と一致させることが、摩擦表面の摩擦効果によって行われ、同期速度のとき、シフティング・カラーは、軸線方向に移動し、それによって、シンクロナイザ・リングの歯付き構成体が、シフティング・カラーの内側歯付き構成体を介してギア・ホイールの対応する歯付き構成体と係合状態にされ、したがって、駆動シャフト歯車からギア・ホイールに力を伝達することができるようにするために、ギア・ホイールと駆動シャフト歯車との間の形状的な嵌合が、シフティング・カラーを介して駆動可能に行われる。
【００２８】
事前シンクロナイザ要素は、たとえば、複数の摺動石材及び少なくとも１つのスプリング要素から形成することができる。少なくとも２つのリング・スプリングが、スプリング要素として使用されることが好ましい。シンクロナイザ・リングは、とりわけ、隆起部又は凹部を介して事前シンクロナイザ要素と結合することができ、シンクロナイザ・リングは、通常、事前シンクロナイザ要素とともに移動させることができる。
【００２９】
シンクロナイザ・リングを製造するための方法は、深絞り又は成形によってポット形状のリング本体を成形するステップを含み、リング本体の少なくとも一部分を凹部及び対応する隆起部に成形するステップが実施される。
【００３０】
以下で、添付図面を参照して本発明を詳細に述べる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１ａ】第１の実施形態によるシンクロナイザ・リングの図である。
【図１ｂ】図１ａによるシンクロナイザ・リングの外側の細部を示す図である。
【図１ｃ】図１ａによるシンクロナイザ・リングの内側の細部を示す図である。
【図２ａ】第２の実施形態によるシンクロナイザ・リングの図である。
【図２ｂ】図２ａによるシンクロナイザ・リングの外側の細部を示す図である。
【図２ｃ】図２ａによるシンクロナイザ・リングの内側の細部を示す図である。
【図３】従来技術によるシンクロナイザの中のシンクロナイザ・リングの構成体を切断する断面図である。
【図４】本発明によるシンクロナイザの図である。
【図５】本発明による、多重円錐シンクロナイザの実施形態によるシンクロナイザを切断する断面図である。
【図６】本発明による、一回折り円錐シンクロナイザの実施形態によるシンクロナイザを切断する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１ａによれば、切り替え可能な変速トランスミッションのシンクロナイザのためのシンクロナイザ・リング１は、リング本体２を有する。リング本体２は、シンクロナイザ・リング軸線３の周りに構成される。リング本体は、内側摩擦表面４及び外側取り付け表面５を有する。内側摩擦表面４及び外側取り付け表面５は、半径方向、円周方向にリング本体２の境界をなす。リング本体２は、歯付き構成体６を有し、それは、リング本体を取り囲む歯車基礎ストリップ７から半径方向に延び、リング本体の端部に存在する。歯車基礎ストリップ７は、シンクロナイザ・リング軸線に対して実質的に垂直に延びる歯車表面８によって軸線方向の境界をなす。歯車基礎ストリップ７は、歯付き構成体６の歯を支持する。凹部１０が、リング本体２の内側摩擦表面４に構成され、凹部１０の領域中の端面１３における内側摩擦表面４の半径１４が、内側摩擦表面４の半径１２より大きい。
【００３３】
凹部１０は、実質的に長方形の断面積を有する。その長方形の長辺が、シンクロナイザ・リング軸線３に対して実質的に平行に延びる。或いは、凹部が、例示のために図には示していない、台形設計のものである可能性がある。台形の底辺が、端面１３に位置する。
【００３４】
凹部１０は、シンクロナイザ・リングの幅の一部分の上に、図１ａ、図１ｂ又は図１ｃに従って延びる。幅は、端面１３と歯車表面８との間で測定される寸法として定義され、シンクロナイザ・リング軸線に対して平行に延びる。隆起部１１が、外側取り付け表面５に設けられ、凹部１０の上で半径方向に構成される。
【００３５】
有利には、シンクロナイザ・リング１は、とりわけリング本体の深絞り、又は成形によって製造される。凹部１０及び／又は隆起部１１は、成形プロセス又は深絞りプロセスによる、さらなる作業ステップで製造することができる。とりわけ、隆起部１１の壁厚さが、半径方向で測定される凹部１０の最大の深さ１８の大きさの最大でも２倍であるとき、凹部１０及び隆起部１１は、単一の作業ステップで製造することができる。
【００３６】
図２ａ、２ｂ及び２ｃによる実施形態は、図１ａ、１ｂ、１ｃによる実施形態と異なり、凹部１０及び関連の隆起部１１が、リング本体２の幅の全体にわたってその上に延びる。さらにまた、この実施形態は、クラウン歯車９が隆起部１１の領域中で分断されている点で異なる。
【００３７】
図３に、従来技術によるシンクロナイザを含む変速トランスミッションを示しており、これは、多段のシンクロナイザ・リング１と、シンクロナイザ・リング軸線３に沿って移動可能であるシフティング・カラー２１とを有する。シンクロナイザ・リングは、シンクロナイザ本体２０の受け入れ要素２３の中に受け入れられることができ、シンクロナイザ・リング１のリング本体の隆起部１１又は凹部１０が、受け入れ要素２３の中に係合され、それによって、シンクロナイザ・リング１は、シンクロナイザ本体２０と結合される。
【００３８】
シフティング・カラー２１は、内側歯付き構成体２２を有し、それは、事前シンクロナイザ要素（例示せず）の中に係合され、さらにまた本例では例示しない歯付き構成体を備えるシンクロナイザ・リング１と係合される。何故なら、そのセクションが、歯付き構成体が分断されるシンクロナイザ・リング１の位置に設置されているからである。
【００３９】
図３によるシンクロナイザ・リングは、外側リング２９、内側リング１９、及び外側リング２９と内側リング１９との間に構成される中間リング１７から組み立てられる。外側摩擦要素３１が、外側リング２９と中間リング１７との間に構成される。内側摩擦要素３２が、中間リング１７と内側リング１９との間に構成される。
【００４０】
それゆえ、この通常の多重円錐シンクロナイザは、シンクロナイザ本体２０の受け入れ要素２３の中の曲げられた突起部２８と係合される外側リング２９を有するシンクロナイザ・リングを有する。中間リング１７は、結合要素２４、とりわけ突起部によってギア・ホイール２６の中に係合される。内側リング１９は、同様に、例示しない突起部を介して外側リング２９と結合され、したがって、内側リング１９は、外側リング２９とともに回転する。それゆえ、シンクロナイザ・リング１の外側リング２９は、確実に回転するようにシンクロナイザ本体２０と結合される。次いで、シンクロナイザ本体２０は、回転するように固定的に出力シャフト２５に接続される。シンクロナイザ本体は、事前シンクロナイザ要素を含むことができ、それは、とりわけリング・スプリング要素として形成されるスプリング要素を介して、その半径方向の位置に保持することができる。事前シンクロナイザ要素は、とりわけ、複数の摺動石材として形成することができる。しかし、また、シンクロナイザ・リング２９は、事前シンクロナイザ要素の中に少なくとも部分的に受け入れられることが可能であり、それは、図面には示していない。
【００４１】
図３に例示する位置で、シンクロナイザ本体２０は、それと結合されるシンクロナイザ・リング１とともに回転し、これは、その外側リング２９及びその内側リング１０が、出力シャフトの回転数で回転することを意味する。中間リング１７への接続は、外側摩擦要素３１及び内側摩擦要素３２を介して、摩擦係止によって行われる。中間リング１７は、歯車２６と係合している結合要素２４に適合させる。それゆえ、歯車２６が、結合要素を介してシンクロナイザ・リング１とともに移動する。シンクロナイザ本体２０及び歯車２６が同じ回転数で動くとき、シフティング・カラー２１は、例示しない操作要素によって移動させることができ、したがって、その内側歯付き構成体２２は、ギア・ホイールの結合体の歯車２６に取り付けられる歯付き構成体２６と係合状態にさせることができる。この位置で、シンクロナイザ・リング１の外側リング２９の歯付き構成体と、シフティング・カラー２１の内側歯付き構成体２２を有する歯車の歯付き構成体２７の両方が、係合状態になり、したがって、ギア・ホイール２６は、その歯付き構成体２７、外側リング２９の歯付き構成体６を介して、シフティング・カラー２１の内側歯付き構成体２２と力を伝達するように接続され、それによって、出力シャフト２５が、歯車２６と結合される。これは、この位置で、駆動シャフトから歯車２６に力を伝達することができることを意味する。
【００４２】
図４に、シンクロナイザ本体２０、さらにまた本発明の実施形態によるシンクロナイザ・リング１を示す。隆起部１１は、シンクロナイザ本体２０の対応する凹部２３の中に係合されて、シンクロナイザ・リングは、シンクロナイザ本体２０と係合している。隆起部１１及び／又は凹部１０は、シンクロナイザ・リング１のリング本体２に存在して、凹部及び／又は隆起部を介するシンクロナイザ・プロセスの間に力を伝達する際、リング本体２及び／又はシンクロナイザ本体２０は、移動し、それによって、それらの回転数が一致する。それゆえ、シンクロナイザ本体２０の受け入れ要素２３の中に係合される隆起部１１及び／又は凹部１０を介するシンクロナイザ・リング１とシンクロナイザ本体２０との間を接続することによって、従来技術の実施形態による突起部２８の故障に繋がる局所応力のピークが、それゆえ回避される。
【００４３】
当然、例示するシンクロナイザ・リング１は、図５に例示する多段のシンクロナイザ・リングの外側リング２９として設計することができる。それゆえ、図５は、変速トランスミッションのシンクロナイザ・リングの構成体を示しており、変速トランスミッションは、図３の中のコンポーネントと同じコンポーネントを有し、その機能は、さらに詳細には述べない。シンクロナイザ・リング２９は、シンクロナイザ本体２０の中に受け入れられる。シンクロナイザ・リング２９は、歯付き構成体６を有する。また、シンクロナイザ本体２０は、外側歯付き構成体３５を有し、それは、シフティング・カラー２１の内側歯付き構成体２２と係合している。シンクロナイザ・リング２９の隆起部１１は、シンクロナイザ本体の受け入れ要素２３の中に受け入れられる。図４に例示するように、内側摩擦表面と外側取り付け表面との間のシンクロナイザ・リング２９の円周部に、複数のそのような隆起部を設置することができる。これによって、これらの特徴のためのシンクロナイザ・リング２９の構成が、図１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃのいずれか１つによるシンクロナイザ・リング１の例示図と対応する。
【００４４】
多段の切り替え可能な変速トランスミッションを同期させる方法は、次のステップを含む。変速トランスミッションは、駆動シャフト、駆動シャフトに回転するように固定的に接続される駆動シャフト歯車、出力シャフト２５、さらに出力シャフトに構成される複数の歯車２６、さらにまた駆動シャフト歯車及び歯車のそれぞれの１つを介して力を伝達するように駆動シャフトと出力シャフトを接続するためのシフティング・カラーを含む。図５は、歯車の１つだけを示す。シンクロナイザ・リング１は、シンクロナイザ本体２０の受け入れ要素２３の中に受け入れ可能であり、シンクロナイザ・リング１のリング本体２の隆起部１１又は凹部１０が、受け入れ要素２３の中に係合される。シンクロナイザ・リング１は、シンクロナイザ本体２０と結合され、したがって、シンクロナイザ・リング１は、シフティング・カラー２１の回転数で可動である。シンクロナイザ・リング１は、少なくとも１つの摩擦表面３１、３２を介して摩擦係止によって歯車２６の結合要素２４に接続され、シフティング・カラー２１の動きによって、歯車２６は、摩擦表面３１、３２及び結合要素２４を介して駆動されることができ、したがって、歯車の回転数と駆動シャフト及び駆動シャフト歯車の回転数が、摩擦表面３１、３２の摩擦効果によって一致させられて、同期速度のとき、シフティング・カラーは、軸線方向に移動し、それによって、シンクロナイザ・リング１、２９の歯付き構成体６が、シフティング・カラーの内側歯付き構成体２２を介して歯車２６の対応する歯付き構成体２６と係合状態にされ、したがって、駆動シャフト歯車から歯車２６に力を伝達することができるように、シフティング・カラー２１を介して駆動可能に歯車２６と駆動シャフト歯車との間が形状的な嵌合で接続される。
【００４５】
図６に、さらなる実施形態によるシンクロナイザを示す。左側に、シフティング・カラー２１の内側歯付き構成体２２の中に受け入れられるように決定される歯付き構成体２７を有する歯車２６を例示する。右側にあるシンクロナイザ・リング１が歯車２６に隣接する。このシンクロナイザ・リング１は、ワンピース設計のものである。摩擦要素３１が、シンクロナイザ・リング１と、図５の外側摩擦要素とその機能が対応する歯車の円錐形の接触表面３６との間に構成される。シンクロナイザ・リング１は、シンクロナイザ本体２０の受け入れ要素２３の中に受け入れられる。受け入れ要素２３は、シンクロナイザ・リングの隆起部１１がその中に受け入れられる凹部又はポケットである。それゆえ、シンクロナイザ・リング１は、シンクロナイザ本体２０と係合しており、シンクロナイザ本体２０の回転運動を実施することができる。シンクロナイザ本体は、図４に示す設計と同様に設計することができる。それは、取り付けられた状態で、シフティング・カラー２１の内側歯付き構成体２２の中に係合される外側歯付き構成体３５を有する。図４に見られるように、外側歯付き構成体は、シンクロナイザ本体の円周部に取り付けられる。受け入れ要素の位置で、この外側歯付き構成体は、分断される。
【００４６】
シンクロナイザ・リング１の歯付き構成体６は、シンクロナイザ本体の外側歯付き構成体３６と歯付き構成体２７との間で直径が同じ歯車に構成される。歯付き構成体６は、図４から分かるように、シンクロナイザ・リング１の円周部の全体にわたってその上に延びる。
【００４７】
シフティング・カラー２１は、シンクロナイザ本体２０の外側歯付き構成体３６、並びに、シンクロナイザ・リング１の歯付き構成体６、及び、歯車２６の結合体の歯付き構成体２７を介して、移動させることができる。これによって、結合される位置が、結合解除される位置と区別されることが可能である。結合される位置で、シフティング・カラー２１は、その内側歯付き構成体２２、並びに、シンクロナイザ・リング１の歯付き構成体６、及び、歯車の結合体の歯付き構成体２７を介して、シンクロナイザ本体２０の外側歯付き構成体２６と係合している。この位置で、歯車は結合され、例示していない駆動シャフトから出力シャフト２５に、力を伝達することができる。結合解除される位置で、少なくとも歯車２６の結合体の歯付き構成体２７は、シフティング・カラー２１の内側歯付き構成体２２と、すでに係合していない。この位置で、駆動シャフトは、いかなる力も歯車２６に伝達することができない。次いで、シンクロナイザ・リングは、隆起部１１を介してシンクロナイザ本体２０と結合される。シンクロナイザ本体２０は、依然として、その外側歯付き構成体３６を介してシフティング・カラー２１の内側歯付き構成体２２と係合している。ここで、もし、結合解除される位置から結合位置に変更させる場合、シフティング・カラーの内側歯付き構成体２２を介して、摩擦要素３１とシンクロナイザ・リング１の歯付き構成体６を同期させるための歯車円錐との間に摩擦が生じるまで、シフティング・カラー２１は、前方に押される。（事前同期は、この節では示さず述べていない）。シンクロナイザ・リング１が、摩擦要素３１を介して歯車の円錐形の接触表面３６と接触しているので、歯車の回転数は、シンクロナイザ本体の回転数と一致させられる。回転数の差が無くなった場合、シフティング・カラー２１の内側歯付き構成体２２は、歯車２６の結合体の歯付き構成体２７と係合状態にすることができ、結合が実施されることが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  シンクロナイザ・リング
２  リング本体
３  シンクロナイザ・リング軸線
４  内側摩擦表面
５  外側取り付け表面
６  歯付き構成体
７  歯車基礎ストリップ
８  歯車表面
９  クラウン歯車
１０  凹部
１１  隆起部
１２  半径
１３  端面
１４  半径
１５  幅
１６  長手方向の寸法
１７  中間リング
１８  最大深さ
１９  内側リング
２０  シンクロナイザ本体
２１  シフティング・カラー
２２  内側歯付き構成体
２３  受け入れ要素
２４  結合要素
２５  出力シャフト
２６  ギア・ホイール
２７  歯付き構成体
２８  突起部
２９  外側リング
３１  外側摩擦要素
３２  内側摩擦要素
３５  外側歯付き構成体
３６  円錐形の接触表面
【図１ａ】
2014001853.tif 000003
【図１ｂ】
2014001853.tif 000004
【図１ｃ】
2014001853.tif 000005
【図２ａ】
2014001853.tif 000006
【図２ｂ】
2014001853.tif 000007
【図２ｃ】
2014001853.tif 000008
【図３】
2014001853.tif 000009
【図４】
2014001853.tif 000010
【図５】
2014001853.tif 000011
【図６】
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