Die Erfindung betrifft eine Schiebemuffe eines Kraftfahrzeugwechselgetriebes.

Hintergrund der Erfindung

Schiebemuffen dienen in Kraftfahrzeugwechselgetrieben dazu, Losräder mit auf der Getriebehauptwelle angeordneten Synchronkörpers drehfest zu verbinden. Die Schie bemuffe weist dazu eine Innenverzahnung auf, die mit einer Außenverzahnung des Synchronkörpers permanent in Eingriff steht. Bei einem Schaltvorgang werden mittels eines Synchronrings oder mehrerer Synchronringe die Drehzahlen des Gangrads und des Synchronkörpers einander angeglichen. Bei diesem Synchronisationsvorgang stehen die Getriebebauteile im Reibschluss. Aufgrund der Belastung sind Schiebe muffen einsatzgehärtet und angelassen.

Sobald die Drehzahlen angeglichen sind (Gleichlauf), kann ein Schalten des so syn chronisierten Ganges erfolgen. Dazu wird die Schiebemuffe axial verschoben, so dass sie zusätzlich mit einer weiteren, gangradfesten Verzahnung kämmt und einen Form schluss herstellt, der einen hohen Wirkungsgrad sicherstellt.

Um das Häkeln in einer Schaltung in den ersten Betriebsstunden einer Synchronisati on zu unterbinden, schlägt DE 102 30 189 A1 vor, das Zahnprofil einer Schiebemuffe mit einer Gleitschicht zu versehen. Die Gleitschicht kann auf Basis von Metallphos phaten, PTFE, Graphit, Kohlenstoff, Kunststoff, Molybdänsulfid, Chrom, Nickel oder Silber erfolgen.

EP 1 150 028 A1 zeigt auf, ein Einsatzhärten oder Nitrieren einer Schiebemuffe durch lokales Härten zu ersetzen, um den Bauteilverschleiß zu reduzieren.

Die Leistungsdichte von Synchronisationen kann durch Leichtbau weiter erhöht wer den. Allerdings gehen damit erhöhte Belastungen einher, die die Funktionssicherheit und Lebensdauer der Synchronisationsbauteile beeinträchtigen. Dabei spielen nicht nur die Belastungen beim Kuppeln eine Rolle, zunehmend gewinnen auch die Belas tungen im geschalteten Zustand an Einfluss.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren teilen den gemeinsamen Zweck, einen durch das Schalten bedingten, unerwünschten Verschleiß zu vermindern. Mit ih rer Reibungsverminderung verschärfen sie das Problem, das im geschalteten Zustand zunehmend Vibrationen übertragen werden, die die Bauteile der Synchronisation be lasten.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Synchronisierung zu schaffen, die ein geringe Mas se der Synchronisationsbauteile erlaubt und die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer Schiebemuffe gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 dadurch gelöst, dass ihre Verzahnung derart oberflächenbehandelt ist, dass diese einen höheren Reibwert mit dem zum Eingriff vorgesehenen Synchronkör per bzw. der zu einem Gangrad oder Kupplungskörper gehörenden Gegenverzahnung aufweist, als er ohne die Oberflächenbehandlung wäre.

Der Erfindung liegt der technische Effekt zugrunde, dass durch die formschlussbe dingt an sich nicht erforderliche Oberflächenbehandlung erhöhte Belastungen, wie sie durch Vibrationen entstehen können, eliminiert werden können.

Vorzugsweise ist lediglich die Schiebemuffe einer Oberflächenbehandlung unterzo gen, und die Verzahnungspartner bleiben unbehandelt, was den Herstellungsaufwand der Synchronisation reduziert, da die Schiebemuffenverzahnung im geschalteten Zu stand mit zwei Verzahnungen im Eingriff steht, so dass nur eine Oberflächenbehand lung erforderlich ist. In einer Ausführungsform ist eine der Verzahnungen kugelgestrahlt, nitriert oder ge härtet. Alternativ oder zusätzlich ist die Verzahnung beschichtet.

Die Verzahnung kann alternativ oder anschließend mikrostrukturiert werden. Bei spielsweise kann durch lasergenerierte Oberflächenmodifikationen die Flächende ckung der kämmenden Bauteile erhöht werden. Eine reibungserhöhende Scherung kann dabei helfen, in das Getriebe eingeleitete Schwingungen oder Drehungleichför migkeiten abzubauen, so dass die schaltenden Bauteile im stationären Betreib nicht belastet werden. Die Lebensdauer und die Funktionssicherheit werden damit erhöht. Alternativ kann durch das Eliminieren der Vibrationen im Zahnverbund die Leistungs dichte erhöht werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Verzahnung der Schiebemuffe in unter schiedlichen Bereichen verschieden behandelt. Die Zähne erfahren damit im Bereich ihrer Zahnflanken, die mit dem Synchronkörper oder dem Gangrad bzw. dem Kupp lungskörper im Eingriff stehen, eine unterschiedliche Oberflächenmodifikation im Ver gleich zu den Zahnspitzen. Während im Bereich der Zahnspitzen eine Reibungsredu zierung angestrebt ist, soll der Reibwert im Zahnflankenbereich erhöht werden. Dazu kann beispielsweise eine Nachbehandlung durch Laserstrukturieren im Zahnflanken bereich erfolgen.

Durch die Oberflächenbehandlung kann ferner, wie es im Stand der Technik alleiniger Zweck ist, sekundär die Reibung zwischen Schaltgabel und Anlaufflächen der Schie bemuffe reduziert werden. Dadurch werden Reibverluste reduziert. Auf eine Beschich tung an dieser Stelle kann daher in einigen Fällen verzichtet werden.

Zeichnungen

Es zeigen

Fig. 1 zeigt eine Teilansicht einer ersten Schiebemuffe mit einer Innenverzahnung und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Schiebemuffe. Die schematische Darstellung der Fig. 1 zeigt eine Teilansicht einer Schiebemuffe 1 mit einer als Innenverzahnung ausgebildeten Verzahnung 2. Die Verzahnung 2 ist in bekannter Weise als Geradverzahnung ausgebildet. Die einzelnen Zähne 3, 5 der Verzahnung weisen jeweils einen abgeflachten Querschnitt 4 mit schrägen, sich nach oben hin verjüngenden Zahnflanken 10 auf. Einige der Zähne 5 weisen stirnseitig ei nen abgeflachten Querschnitt als Dachschräge 6 auf, der insbesondere einer verbes serten Vorsynchronisation beim axialen Verschieben der Schiebemuffe 1 in Richtung eines Gangrades mit Außenverzahnung (nicht dargestellt) dienen kann. Die ringförmi ge Schiebemuffe 1 umfasst neben der Verzahnung 2 einen geschlossenen Verzah nungsring 7, der die Verzahnung 2 trägt, und an dessen Außenmantel 8 ein nutartiger Eingriff 9 für ein Schaltelement (nicht dargestellt), insbesondere für eine Schaltgabel, drehfest angebracht ist.

Die Verzahnung 2 weist Zahnflanken 10 auf, welche in Umfangsrichtung orientiert sind. Stirnseitig gehen die Zahnflanken 10 in die Dachschrägen 6 über, die ihrerseits in V-förmig angeordnete Stirnflächen 13, 14 münden. Zusammen mit den Dachschrä gen 6 bilden die Stirnflächen 13, 14 Dachspitzen aus. Die gesamte Schiebemuffe 1 der Figur 2 ist nitriert, wobei die Zahnflanken 10 so oberflächenbehandelt sind, dass ihre Reibung mit der Gegenverzahnung größer ist als im sie es im unbehandelten Zu stand wäre. Deren Oberflächenstruktur und damit deren Reibkoeffizient unterscheidet sich vorliegend zudem von dem der Zahndächer 12, der Zahnfüße 11 sowie dem der Dachschrägen 6 und Stirnflächen 13, 14 durch die Dauer und Bedingungen des Nit rierverfahrens.

Bezugszeichenliste

Schiebemuffe

Innenverzahnung

Zahn

abgeflachter Querschnitt

Zahn

Dachschräge

Verzahnungsring

Außenmantel

Eingriff

Zahnflanke

Zahnfuß

Zahndach Stirnfläche Stirnfläche