WO2015180717A2

WO2015180717A2 - Synchronisiereinrichtung

Info

Publication number: WO2015180717A2
Application number: PCT/DE2015/200294
Authority: WO
Inventors: Norbert Metten
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2015-05-04
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: CN106415042B; CN106415042A; WO2015180717A3; DE102014209936B3

Abstract

Synchronisiereinrichtung zur Angleichung der Drehzahl einer Kupplung oder Bremse eines Automatikgetriebes, umfassend eine erste und eine zweite Scheibe (2, 3), die jeweils eine Stirnverzahnung (4, 5) aufweisen, wobei die Scheiben (2, 3)axial voneinander beanstandet sind und die eine Scheibe (2, 3) zur Erwirkung eines Eingriffs der Stirnverzahnungen (4, 5) axial gegen die andere Scheibe (2, 3) bewegbar ist, wobei wenigstens eine Scheibe (2, 3) drehfest mit einem Synchronisierring (6, 19) verbunden ist, gegen den die Scheibe (2, 3) gegen eine Rückstellkraft axial bewegbar ist, und der eine Anlauffläche (15) aufweist, mit der er bei einer Bewegung der Scheiben (2, 3) gegeneinander gegen eine Anlauffläche (16) der anderen Scheibe (2, 3) läuft.

Description

ronisiereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung zur Angleichung der Drehzahl einer Kupplung oder Bremse eines Automatikgetriebes.

In einem Automatikgetriebe ist es erforderlich, mit unterschiedlicher Geschwindigkeit rotierende Elemente, üblicherweise Wellen oder Räder, von der Drehzahl her anzugleichen, also zu synchronisieren. Diese Drehzahlangleichung kann dergestalt sein, dass ein nicht oder langsamer rotierendes Element auf die Drehzahl des zu kuppelnden, schnell rotierenden Elements gebracht wird, oder dass ein schneller drehendes Element auf die niedrigere Geschwindigkeit des anderen Elements gebracht wird, wo- bei dabei die Zielgeschwindigkeit auch Null betragen kann, mithin also das rotierende Element vollständig abgebremst wird. Üblicherweise werden hierzu in Automatikgetrieben, beispielsweise einem Stufenautomatikgetriebe, Lamellenkupplungen bzw. Lamellenbremsen verwendet, die je nach Einsatzzweck mit einer entsprechenden Anzahl an Lamellen aufgebaut sind. Die axial hintereinander angeordneten Lamellen be- nötigen zum einen einen relativ großen Bauraum. Zum anderen ist der Wirkungsgrad dieser drehmomentabhängigen Lamellenkupplungen respektive Lamellenbremsen relativ niedrig und ihr Betriebs insbesondere mit einem hohen Schleppmoment, resultierend aus dem mehrteiligen Aufbau der Lamellenkupplungen respektive Lamellenbremsen und deren Funktion verbunden, da die Lamellen stets mit einem Grund- schleifen laufen, mithin also keine vollständige Trennung gegeben ist.

Aus DE 10 30 692 A ist eine Synchronisiereinrichtung für schwere, große Leistungen übertragende Zahnradwechselgetriebe, insbesondere für Straßen- und Schienenfahrzeuge, bekannt, die der Angleichung der Drehzahl einer Kupplung eines Schaltgetrie- bes dient. Die Synchronisiereinrichtung umfasst eine erste und eine zweite Scheibe, die jeweils eine Stirnverzahnung aufweisen, wobei beide Scheiben axial voneinander beabstandet sind und die eine Scheibe zur Erwirkung eines Eingriffs der Stirnverzahnung axial gegen die andere Scheibe bewegbar ist. Die eine Scheibe sitzt auf einem Muffenträger 4 linear bewegbar auf, an dem ein Reibkegel angeordnet ist, der relativ zum Muffenträger gegen eine Schraubenfeder verdrehbar ist. Dieser Reibkegel ist mit einem Sperrnocken versehen, der bei einer Verschiebung des Reibkegels in Richtung der auf dem Muffenträger sitzenden Scheibe gegen einen Sperrnocken der Scheibe im Zuge des Einrückvorgangs läuft, worüber die Scheibe bis zu ihrem Gleichlauf gesperrt wird. Während des Einrückvorgangs läuft die andere Scheibe über einen Reib- konus gegen den Reibkegel, wobei ein vollständiges Einrücken der Stirnverzahnungen möglich ist, wenn Drehzahlgleichheit erreicht ist.

Aus DE 10 2007 040 040 A1 ist ein Schaltelement umfassend mindestens drei Schaltstellungen zum Schalten von zwei Übersetzungsstufen eines Getriebes bekannt. In einer ersten Endlage, die einer ersten Schaltstellung entspricht, ist die erste Übersetzungsstufe geschaltet, in einer zweiten Endlage, die einer zweiten Schaltstellung entspricht, ist die zweite Übersetzungsstufe geschaltet. In der Mittenstellung, die einer dritten Schaltstellung entspricht, sind beide Übersetzungsstufen geschaltet. Aus GB 339 694 A ist ein Getriebe bekannt, bei dem es möglich ist, bei bestimmten Wechselvorgängen mehrere Getrieberäder gleichzeitig zu bewegen, während bei wiederum anderen Wechselvorgängen nur ein einzelnes Getrieberad bewegt werden kann. Schließlich ist aus DE 102 44 523 A1 ein Automatikgetriebe für ein Fahrzeug bekannt, umfassend eine Kupplungseinrichtung, die zusätzlich mit einer

Synchronisiereinrichtung versehen ist. Die Synchronisiereinrichtung umfasst zwei Ringe, von denen der eine mit Innenlamellen versehen ist, die in Außenlamellen, die gehäuseseitig vorgesehen sind, eingreifen. Die Lamellen bilden eine Lamellenbremse. Der als Innenlamellenträger dienende Ring ist mit einer Stirnverzahnung versehen, sowie einem radial nach innen vorspringenden Reibkonus. Der andere Ring weist eine radiale Verzahnung auf, die stirnseitig über die Stirnverzahnung des Innenlamellen- trägers eingegriffen werden kann. An diesem Ring ist an einem Axialflansch ein Reibring gegen eine Rückstellfeder axial bewegbar. Liegt eine Anforderung zum Schließen an, so wird der Innenlamellenträgerring axial in Richtung des anderen Rings geschoben, es kommt dabei zu einer Anlage der Reibflächen von Reibkonus und Reibring aneinander, so dass mit zunehmenden Stellweg die beiden Ringe synchronisiert werden. Bevor die Verzahnungen der Ringe ineinander greifen ist die Drehzahldifferenz der Ringe egalisiert, so dass beide mit gleicher Geschwindigkeit ineinandergreifen. Mit weiterem Verstellweg greifen die Lamellen an einander an, so dass sie zunächst schlupfend in Wirkverbindung gebracht werden und mit zunehmen- dem Druck kraftschlüssig, also ohne Schlupf aneinander anliegen. Ein Drehmoment wird in diesem Zustand von dem einen Ring, der als Planetenträger ausgeführt ist, über den Innenlamellenträger auf das Getriebegehäuse beziehungsweise den Außen- lamellenträger geführt. Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine einfach aufgebaute

Synchronisiereinrichtung anzugeben, die einerseits in der Bauweise kompakt ist, und die andererseits eine Synchronisierung mit möglichst geringem Schleppmoment ermöglicht. Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Synchronisiereinrichtung zur Angleichung der Drehzahl einer Kupplung oder Bremse eines Automatikgetriebes vorgesehen, umfassend eine erste und eine zweite Scheibe, die jeweils eine Stirnverzahnung aufweisen, wobei die Scheiben axial voneinander beabstandet sind und die eine Scheibe zur Erwirkung eines Eingriffs der Stirnverzahnungen axial gegen die an- dere Scheibe bewegbar ist, wobei wenigstens eine Scheibe drehfest mit einem

Synchronisierring verbunden ist, gegen den die Scheibe gegen eine Rückstellkraft axial bewegbar ist, und der eine Anlauffläche aufweist, mit der er bei einer Bewegung der Scheiben gegeneinander gegen eine Anlauffläche der anderen Scheibe läuft, wobei beide Scheiben einen Synchronisierring aufweisen, wobei die Synchronisierringe radial versetzt zueinander an den Scheiben angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung besteht letztlich im einfachsten Fall aus drei Bauteilen, nämlich den beiden stirnverzahnten Scheiben sowie dem

Synchronisierring, der drehfest mit der einen Scheibe verbunden ist. Im nicht gekoppelten Zustand greifen die Stirnverzahnungen nicht ineinander, das heißt, dass die Scheiben komplett getrennt sind, so dass im unbetätigten respektive nicht gekuppelten Zustand kein Schleppmoment gegeben ist. Zur Synchronisierung wird die axial bewegliche Scheibe gegen die andere bewegt. Entweder weist die axial bewegte Scheibe oder die feststehende Scheibe einen Synchronisierring auf, der mit ihr drehfest verbunden ist. Die Scheibe ist auch axial relativ zu dem Synchronisierring gegen eine Rückstell kraft bewegbar. Werden nun die Scheiben aufeinander zubewegt, so läuft der Synchronisierring, der eine entsprechende Anlauffläche aufweist, gegen eine Anlauffläche an der anderen Scheibe. Hieraus resultiert aufgrund des gegebenen Geschwindigkeitsunterschieds und des einsetzenden Schleifens je nach Ausgestaltung der Kupplung bzw. Bremse eine entsprechende Geschwindigkeitsvaria- tion der Scheibendrehgeschwindigkeiten. Das heißt, dass entweder die eine Scheibe resultierend aus dem Kontakt des Schleifrings und der Scheibe beschleunigt oder abgebremst wird. Mit zunehmender Axialbewegung wird der Synchronisierring immer stärker gegen die Scheibe gedrückt, so dass letztlich beide Scheiben in ihrer Drehzahl synchronisiert sind. Bei einer weiteren Axialbewegung gelangen sodann die Stirnver- zahnungen formschlüssig in Eingriff. Bevorzugt sind die Stirnverzahnungen, die beispielsweise wälzgenietet sind, selbstzentrierend.

Die erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung ermöglicht folglich mit besonderem Vorteil zum einen eine vollständige Trennung der Stirnverzahnungsscheiben, wodurch in diesem Zustand kein Schleppmoment gegeben ist. Darüber hinaus ermöglicht die Synchronisiereinrichtung eine Drehzahlsynchronisierung bei gleichzeitigem Form- schluss der beiden Scheiben, resultierend aus dem Eingriff der Stirnverzahnungen. Da lediglich zwei Scheiben und wenigstens ein Synchronisierring erforderlich sind, ist der axial benötigte Bauraum weit geringer als bei bisher verwendeten Lamellenkupp- lungen respektive Lamellenbremsen, was es ermöglicht, das Getriebe gegebenenfalls kompakter auszulegen respektive die Synchronisiereinrichtung an Stellen zu verbauen, wo dies bisher nicht möglich war. Aufgrund der geringen Teileanzahl ist auch das Gewicht der Synchronisiereinrichtung geringer als das bekannter Lamellenkupplungen respektive Lamellenbremsen, wie auch die Herstellung kostengünstig ist. Auch können Schaltgeräusche hierüber minimiert respektive vermieden werden. Um insbesondere in axialer Richtung die Synchronisiereinrichtung noch weiter zu kompaktieren ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Synchronisierring radial innenliegend oder radial außenliegend an der Scheibe angeordnet ist. Je nach Radialposition des Synchronisierrings ist selbstverständlich an der anderen Scheibe die Anlauffläche entsprechend positioniert.

Wenngleich es bereits ausreichend ist, nur an einer Scheibe einen drehfesten

Synchronisierring vorzusehen, ist es jedoch erfindungsgemäß vorgesehen, beide Scheiben mit einem Synchronisierring - und dann natürlich auch jeweils einer Anlauffläche - auszurüsten, wobei die Synchronisierringe radial versetzt zueinander an den Scheiben angeordnet sind. In diesem Fall wäre also an der einen Scheibe der

Synchronisierring radial innenliegend und an der anderen Scheibe der

Synchronisierring radial außenliegend angeordnet, wobei die entsprechenden Anlaufflächen der Scheiben dem jeweiligen Synchronisierring gegenüberliegend ausgebildet sind. Kommen zwei Synchronisierringe zum Einsatz, so ist folglich die Gesamtfläche der aneinander angreifenden Anlaufflächen deutlich größer, was zu einer noch schnelleren Drehzahlsynchronisierung führt.

Die Anlaufflächen des oder der Synchronisierringe und der einen oder der beiden Scheiben können umlaufende axiale Stirnflächen sein, sie können aber auch als um- laufende konische Schrägflächen ausgebildet sein.

Zur Erzeugung der Rückstell kraft ist bevorzugt wenigstens ein Federelement vorgesehen, über das die Scheibe gegen den Synchronisierring angefedert ist. Dieses Federelement ist so ausgelegt, dass eine hinreichend große Rückstellkraft erzeugt wird, die sicherstellt, dass im Falle einer Entlastung des Synchronisierrings die Scheibe auch wieder in ihre Ausgangsposition gestellt wird, so dass im nachfolgenden Kupp- lungs- oder Bremsvorgang auch zunächst wieder vorlaufend der Synchronisierring an der anderen Schreibe anläuft.

Das Federelement ist bevorzugt an einem Radialflansch des Synchronisierrings, an dessen Außenseite die Anlauffläche vorgesehen ist, und der die Stirnverzahnung tragenden Axialfläche der Scheibe abgestützt. Als ein Federelement, das insbesondere im Bereich zwischen einem solchen Radialflansch und der Axialfläche der Scheibe verbaut werden kann, wird zweckmäßigerweise eine Tellerfeder oder ein Tellerfederpaket verwendet.

Der oder jeder Synchronisierring weist bevorzugt - radial gesehen - im Querschnitt ein U-Profil mit einer über zwei Radialflansche begrenzten Radialnut auf, in welcher Radialnut die Scheibe aufgenommen ist. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht auch einen radial gesehen kompakten Aufbau, sowie auf einfache Weise einerseits die In- tegration des Federelements im Bereich zwischen dem einen Radialflansch und der Scheibe, während der andere Radialflansch auf einfache Weise eine Bewegungsbegrenzung für die über das Federelement bei Entlastung der Synchronisiereinrichtung erwirkte Rückbewegung der Scheibe bietet. Wie beschrieben ist der Synchronisierring drehfest mit der Scheibe verbunden, da über ihn ja letztlich die Drehzahlsynchronisierung von der Scheibe zur anderen Scheibe oder umgekehrt erfolgen soll. Zur Ermöglichung einer solchen drehfesten Verbindung sind gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung an einem die Radialnut begrenzenden Axialflansch mehrere Durchbrechungen und an der Scheibe mehrere Radialvorsprünge vorgesehen, die in die Durchbrechungen eingreifen. Es ist also scheibenseitig eine Art Verzahnung vorgesehen, wobei diese in die bevorzugt als Axialschlitze ausgebildeten, nutseitigen Durchbrechungen eingreifen. Die Durchbrechungen sind natürlich etwas länger als die Vorsprünge, um die Axialverschiebbarkeit der Scheibe relativ zum Synchronisierring sicherzustellen. Neben der Synchronisiereinrichtung betrifft die Erfindung ferner ein Automatikgetriebe, umfassend wenigstens eine Synchronisiereinrichtung der beschriebenen Art. Diese Synchronisiereinrichtung kann entweder als Kupplung oder als Bremse fungieren. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen: eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen

Synchronisiereinrichtung in einer Schnittansicht mit getrennten Scheiben, die Synchronisiereinrichtung aus Figur 1 mit gekoppelten Scheiben, Figur 3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen

Synchronisiereinrichtung einer zweiten Ausführungsform im Schnitt,

Figur 4 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen

Synchronisiereinrichtung einer dritten Ausführungsform im Schnitt, und

Figur 5 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen

Synchronisiereinrichtung einer vierten Ausführungsform im Schnitt.

Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen

Synchronisiereinrichtung 1 , wie sie in einem Automatikgetriebe zur Angleichung der Drehzahl einer Kupplung oder einer Bremse des Automatikgetriebes verbaut werden kann. Eine solche Synchronisiereinrichtung ersetzt eine üblicherweise in einem solchen Automatikgetriebe, beispielsweise einem Stufenautomaten, an gleicher Stelle verbaute Lamellenkupplung oder Lamellenbremse.

Die erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung besteht aus zwei Scheiben, einer ersten Scheibe 2 und einer zweiten Scheibe 3. Im Falle einer Kupplung rotieren beide Scheiben 2, 3, respektive die mit ihnen gekoppelten Elemente. Über die Synchronisiereinrichtung 1 ist es dann möglich, die Drehzahlen der hierüber gekoppelten Elemente einander anzugleichen, sei es ein schneller drehendes Element auf eine niedrigere Drehzahl zu synchronisieren, oder ein langsamer drehendes Element auf eine höhere Drehzahl zu bringen. Handelt es sich bei der Synchronisiereinrichtung um eine Bremse, so ist eine der Scheiben 2, 3 positionsfest beispielsweise an einem Gehäuse oder dergleichen festgelegt, rotiert also nicht. Die andere Scheibe rotiert hingegen und kann mittels der Synchronisiereinrichtung 1 heruntergebremst werden, so dass sie nach der Synchronisierung steht.

Die ringförmigen Scheiben 2, 3 weisen jeweils eine Stirnverzahnung 4 (an der ersten Scheibe 2) und 5 (an der zweiten Scheibe 3) auf und sind so axial benachbart zueinander angeordnet, dass sich die Stirnverzahnungen 4, 5 gegenüberliegen. Es handelt sich bei der Stirnverzahnung bevorzugt um eine selbstzentrierende Stirnverzah- nung.

An der Scheibe 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Synchronisierring 6 angeordnet, der radial innenliegend positioniert ist. Er ist mit der Scheibe 2 drehfest verbunden, wozu am hier U-förmigen Synchronisierring 6, der aus zwei Radialflanschen 7 und 8 sowie einem Axialflansch 9 besteht, am Axialflansch 9 mehrere Durchbrechungen 10 in Form von Axialschlitzen vorgesehen sind, in die entsprechende verzahnungsartige Vorsprünge 1 1 am Innenumfang der Scheibe 2 eingreift. Die Durchbrechungen 10 in Form der Axialschlitze sind axial gesehen länger als die z. B. länglichen Vorsprünge 1 1 , so dass die Scheibe 2 relativ zum Synchronisierring 6 axial be- weglich ist. Um den Umfang des Axialflansches 9 und der Scheibe 2 sind selbstverständlich mehrere solcher Durchbrechungen 10 respektive Vorsprünge 1 1 vorgesehen.

Wie beschrieben ist der Synchronisierring 6 als im Querschnitt als U-förmig profilierter Ring ausgeführt, der folglich eine Radialnut 12 definiert, in die die Scheibe 2 eingreift. Zwischen den Radialflansch 7 und der axialen Stirnfläche 13 der Scheibe 2 ist ein Federelement 14, hier in Form eines umlaufenden Tellerfederpakets, gesetzt. Wie be- schrieben ist die Scheibe 2 relativ zum Synchronisierring 6 axial beweglich, das heißt, sie ist zwischen den Radialflanschen 7 und 8 verschiebbar. Diese Verschiebung erfolgt ersichtlich gegen die Rückstellkraft des Federelements 14, das heißt, dass dieses bei einer Bewegung in Richtung des Radialflansches 7 komprimiert wird. Wird al- so im gezeigten Beispiel die Scheibe 2 zum Kuppeln der beiden mit den Scheiben 2 und 3 verbundenen Elemente axial in Richtung der Scheibe 3 bewegt, so geschieht diese Bewegung, sobald der Synchronisierring 6, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, an der Scheibe 3 angreift, gegen das Federelement 14, das dabei komprimiert wird. Im Falle einer Entlastung drückt das Federelement 14 die Scheibe 2 wieder in die in Figur 1 gezeigte Grundstellung, in welcher sie bis maximal gegen den als Anschlag fungierenden Radialflansch 8 zurückgeschoben wird.

Der Radialflansch 7 weist einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser der Scheibe 3. An seiner Außenseite weist er eine Anlauffläche 15 auf, die in der Montagestellung gegenüber einer entsprechenden Anlauffläche 16 an der Stirnfläche 17 der zweiten Scheibe 3 ausgebildet ist. Die Anlaufflächen können grundsätzlich eine Oberflächenstrukturierung bzw. Rauigkeit aufweisen oder mit einem Reibbelag versehen sein, so dass ein erhöhter Reibwiderstand gegeben ist. Es sei angenommen, dass die Scheibe 2 rotiert, während die Scheibe 3 stillsteht. Soll nun die Kupplung der beiden mit den Scheiben 2, 3 verbundenen Elemente, also der entsprechenden Wellen, erfolgen und sollen beide vor dem formschlüssigen Eingriff der Stirnverzahnungen 4, 5 in der Drehzahl synchronisiert werden, so wird, wie durch den Pfeil P dargestellt ist, die Scheibe 2 über ein entsprechendes Betätigungselement axial in Richtung des Pfeils P verschoben. Hierbei wird der mitgenommene

Synchronisierring 6 ebenfalls axial verschoben. Er läuft mit seiner Anlauffläche 15 nach kurzem Verschiebeweg gegen die Anlauffläche 16 der Scheibe 3, so dass sich dort ein Reibmoment ergibt, das immer größer wird, je weiter die Scheibe 2 verschoben wird. Denn mit der zunehmenden Verschiebung wird auch das Federelement 14 immer stärker komprimiert. Resultierend aus der Reibanlage wird die Scheibe 3 mitgenommen, sie wird also beschleunigt und erreicht nach kürzester Zeit die gleiche Drehzahl wie die Scheibe 2. Mit zunehmender Axialverschiebung der Scheibe 2 ge- langt sodann die Stirnverzahnung 4 in Eingriff mit der Stirnverzahnung 5, so dass die beiden Scheiben 2, 3 wie natürlich auch die mit ihnen verbundenen Wellen hierüber formschlüssig miteinander gekuppelt sind. Diese Kupplungsposition ist in Figur 2 dargestellt. In dieser ist der Eingriff der Stirnverzahnungen 4, 5 ersichtlich, wie auch die axiale Verschiebung der Scheibe 2 relativ zum Synchronisierring 6. Die hintere axiale Stirnfläche 18 der Scheibe 2 ist ersichtlich vom Radialflansch 8 beabstandet, sie liegt deutlich näher zum Radialflansch 7.

Wird die Kupplung der Elemente wieder gelöst, wird also die Scheibe 2 entlastet, so wird sie, ausgehend von Figur 2, wieder zurückbewegt, so dass die Stirnverzahnungen 4 und 5 außer Eingriff gelangen, mithin also die formschlüssige Verbindung aufgehoben ist. Gleichzeitig wird auch das Federelement 14 entlastet, so dass die Scheibe 2 wieder in Richtung des Radialflansches 8 bewegt wird. Der Radialflansch 7 liegt noch kurze Zeit an der Scheibe 3 an, entfernt sich jedoch schließlich auch von dieser, so dass beide Scheiben 2, 3 vollständig voneinander getrennt sind und auch über den Synchronisierring 6 nicht mehr miteinander gekoppelt sind. In dieser Position sind folglich beide mit den Scheiben 2, 3 verbundenen Wellen nicht miteinander verbunden, so dass auch keinerlei Schleppmoment oder Ähnliches gegeben ist. Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Synchronisiereinrichtung 1 , wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch diese besteht wieder aus den beiden Scheiben 2, 3 sowie dem Synchronisierring 6, dieser wiederum bestehend aus dem Radialflansch 7, dem Radialflansch 8 sowie dem Axialflansch 9. Es ergibt sich folglich wieder eine U-Profilform, in die die Scheibe 2 eingreift, und in welcher sie wiederum axial beweglich über die trotzdem drehfeste Verbindung geführt ist.

Bei dieser Erfindungsalternative ist der Verlauf der Anlaufflächen 15 am Radialflansch 7 respektive 16 an der Scheibe 3 anders als bei der zuvor beschriebenen Ausfüh- rungsform. Während bei der in Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform die Anlaufflächen 15 und 16 Axialflächen waren, sind die Anlaufflächen 15 und 16 bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 konische Schrägflächen. Das heißt, dass der axial verlängerte Radialflansch 7 stirnseitig mit der Schrägfläche versehen ist. Entsprechendes gilt für die Scheibe 3. Hierüber kann die Gesamtfläche der aneinander angreifenden Anlaufflächen 15, 16 vergrößert werden, verglichen mit der Ausgestaltung gemäß der Figuren 1 und 2, so dass die Drehzahlsynchronisierung noch schneller vonstatten geht, da das Reibmoment größer ist.

Figur 4 zeigt eine dritte Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung 1 . Diese besteht wiederum aus den beiden Scheiben 2, 3 sowie dem Synchronisierring 6, der wiederum ein U-förmiges Querschnittsprofil aufweist, hier je- doch als radial außenliegender Synchronisierring ausgeführt ist. Er ist in gleicher Weise wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen drehfest mit der Scheibe 2 verbunden, die an der Scheibe 2 vorgesehenen radialen Vorsprünge sind hier jedoch radial außenliegend angeordnet. Dementsprechend befindet sich natürlich die Anlauffläche 16 der Scheibe 3 im Bereich des Außendurchmessers der Scheibe 3 gegenüberliegend der Anlauffläche 15 des Synchronisierrings 6. Die Funktion ist die gleiche wie in Bezug auf die Figuren 1 und 2 beschrieben. Eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform einer Synchronisiereinrichtung 1 zeigt schließlich Figur 5. Sie umfasst wiederum die Scheiben 2 und 3, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die Scheibe 2 mit einem radial außenliegenden Synchronisierring 6 versehen ist, während auch die Scheibe 3 mit einem radial innenliegenden

Synchronisierring 19 versehen ist. Beide Synchronisierringe weisen wiederum ein ent- sprechendes U-förmiges Querschnittsprofil auf, die Scheiben 2 und 3 sind jeweils drehfest mit dem Synchronisierring 6 respektive 19 über die entsprechenden, jeweils am Synchronisierring 6 bzw. 19 vorgesehenen Durchbrechungen und die scheibensei- tig vorgesehenen Vorsprünge verbunden. Auch ist jede Scheibe 2, 3 relativ zum Synchronisierring 6 bzw. 19 axial gegen die Rückstellkraft eines Federelements be- weglich. Figur 5 zeigt die Ausgangsstellung, in der wiederum beide Scheiben 2, 3 und auch die Synchronisierringe 6 bzw. 19 nicht gekoppelt sind respektive aneinander anliegen. Wird nun, ausgehend vom Beispiel gemäß Figur 1 , wiederum die Scheibe 2 axial gegen die positionsfeste Scheibe 3 bewegt, so laufen synchron die beiden

Synchronisierringe 6 und 19 mit ihren jeweiligen Anlaufflächen, realisiert am jeweiligen Radialflansch, gegen die jeweilige Anlauffläche der Scheibe 2 bzw. 3. Es erfolgt also quasi in zwei Radialebenen ein Reibschluss, die Gesamtfläche der gegebenen Anlauffläche ist wiederum deutlich größer als bei Verwendung nur eines Synchronisierrings, so dass der Synchronisiervorgang schneller vonstatten geht. Bei fortgesetzter Bewe- gung der Scheibe 2 werden wiederum die Federelemente entsprechend komprimiert, so dass der Anpressdruck immer größer und die Drehzahlangleichung immer weiter fortschreitet. Schließlich gelangen die Stirnverzahnungen 4 und 5 in Eingriff, so dass eine formschlüssige Kopplung gegeben ist. Wenngleich bei den Ausführungsformen der Figuren 4 und 5 jeweils

Synchronisierringe mit axial verlaufenden Anlaufflächen an der oder den Scheiben respektive dem einen oder den beiden Synchronisierringen vorgesehen sind, ist es selbstverständlich auch denkbar, entsprechende konische Anlaufflächen, wie bei der Ausgestaltung gemäß Figur 3, vorzusehen.

Wenngleich insbesondere die Ausgestaltungen gemäß der Figuren 1 - 4 in den Ausführungsbeispielen davon ausgehen, dass die Scheibe 2 bzw. die mit ihr verbundene Welle aktiv angetrieben wird respektive bewegt wird, könnte die Ausgestaltung gleichermaßen derart sein, dass der Synchronisierring 6 an der Scheibe 3 angeordnet ist, die ihrerseits nicht bewegt wird. Der Synchronisierring 6 würde, ausgehend von Figur 1 , um 180° verdreht an der Scheibe 3 verbaut werden, so dass die Scheibe 2 gegen den Radialflansch 7 bewegt werden würde, was dazu führt, dass der

Synchronisierring 6 axial in Richtung der mit ihm verbundenen Scheibe 3 bewegt wird. Gleichermaßen könnte natürlich auch die in den Figuren 1 - 4 gezeigte Scheibe 3 axial gegen die dann positionsfeste Scheibe 2 bewegt werden, in diesem Fall würde dann der Synchronisierring 6 nach rechts gegen die Scheibe 2 bewegt werden, bis es zur Drehzahlangleichung und zum formschlüssigen Eingriff der Stirnverzahnungen kommt.

Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung, unabhängig davon, wie sie nun konkret ausgestaltet ist, bei axial sehr kompakter, kurzer Bauweise eine äußerst zügige Drehzahlsynchronisierung mit gleichzeitiger formschlüssiger Kopplung der Scheiben und damit der über diese zu verbindenden Elemente. Da die Scheiben respektive die Synchronisiereinrichtung vollständig getrennt respektive ge- öffnet werden kann, ist in dieser Betriebssituation kein Schleppmoment gegeben, was sich nachteilig auf den Wirkungsgrad auswirken würde.

Claims

Patentansprüche

Synchronisiereinnchtung zur Angleichung der Drehzahl einer Kupplung oder Bremse eines Automatikgethebes, umfassend eine erste und eine zweite Scheibe (2, 3), die jeweils eine Stirnverzahnung (4, 5) aufweisen, wobei die Scheiben (2, 3) axial voneinander beanstandet sind und die eine Scheibe (2, 3) zur Erwirkung eines Eingriffs der Stirnverzahnungen (4, 5) axial gegen die andere Scheibe (2, 3) bewegbar ist, wobei wenigstens eine Scheibe (2, 3) drehfest mit einem Synchronisierring (6, 19) verbunden ist, gegen den die Scheibe (2, 3) gegen eine Rückstellkraft axial bewegbar ist, und der eine Anlauffläche (15) aufweist, mit der er bei einer Bewegung der Scheiben (2, 3) gegeneinander gegen eine Anlauffläche (16) der anderen Scheibe (2, 3) läuft, wobei beide Scheiben (2, 3) einen Synchronisierring (6, 19) aufweisen, wobei die Synchronisierringe (6, 19) radial versetzt zueinander an den Scheiben (2, 3) angeordnet sind.

Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronisierring (6, 19) radial innenliegend oder radial außenliegend an der Scheibe (2, 3) angeordnet ist.

Synchronisiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufflächen (15) des oder der Synchronisierringe (2, 3) und der einen oder der beiden Scheiben (2, 3) umlaufende axiale Stirnflächen oder umlaufende konische Schrägflächen sind.

Synchronisiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Rückstellkraft wenigstens ein Feder- element (14), über das die Scheibe (2, 3) gegen den Synchronisierring (2, 3) angefedert ist, vorgesehen ist.

Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) an einem Radialflansch (7) des Synchronisierrings (2, 3), an dessen Außenseite die Anlauffläche (15) vorgesehen ist, und der die Stirnverzahnung (4, 5) tragenden Axialfläche der Scheibe (2, 3) abgestützt ist.

Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) eine Tellerfeder oder ein Tellerfederpaket ist.

Synchronisiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Synchronisierring (6, 19) - radial gesehen - im Querschnitt ein U-Profil mit einer über zwei Radialflansche (7, 8) begrenzten Radialnut (12) aufweist, in welcher Radialnut (12) die Scheibe (2, 3) aufgenommen ist.

Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur drehfesten Verbindung der Scheibe (2, 3) mit dem Synchronisierring (6, 19) an einem die Radialnut (12) begrenzenden Axialflansch (6) mehrere Durchbrechungen (10) und an der Scheibe (2, 3) mehrere Radialvorsprünge (1 1 ) vorgesehen sind, die in die Durchbrechungen (10) eingreifen.

Automatikgetriebe, umfassend wenigstens eine Synchronisiereinrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche.