Die Erfindung betrifft eine Synchronisiervorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, wobei die Synchronisiervorrichtung einen Synchronkörper, eine Schiebemuffe und einen Synchronring aufweist, wobei insbesondere der Synchronkörper eine radial ausgerichtete Außenverzahnung und insbesondere die Schiebemuffe (Schaltmuffe) eine radial nach innen gerichtete, mit der Außenverzahnung in Eingriff stehende Innenverzahnung aufweist, wobei der Synchronring eine insbesondere radial nach innen gerichtete Sperrverzahnung für den Eingriff mit der Verzahnung eines Schaltrades (Zahnrades) und einen mit der Schiebemuffe in Kontakt, bringbaren Konusbereich aufweist, und wobei mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung – im Betrieb – auch eine Vorsynchronisierung erfolgt.The invention relates to a synchronizing device for a transmission of a motor vehicle, wherein the synchronizing device has a synchronizer body, a sliding sleeve and a synchronizer ring, wherein in particular the synchronizer body radially aligned external teeth and in particular the sliding sleeve (shift sleeve) a radially inwardly directed, with the external teeth engaged having standing internal toothing, wherein the synchronizer ring has a particular radially inwardly directed locking teeth for engagement with the toothing of a ratchet wheel (gear) and with the sliding sleeve in contact, bringable cone region, and wherein by means of the synchronizing - in operation - also a Vorsynchronisierung he follows.
Im Stand der Technik sind verschiedene Synchronisiervorrichtungen in den unterschiedlichsten Ausführungsformen, bspw. Einfach- oder Mehrfachsynchronisierungsvorrichtungen bereits bekannt. Im wesentlichen ist allen Synchronisiervorrichtungen gemeinsam, dass diese einen Synchronkörper, eine Schiebemuffe, die auch als „Schaltmuffe” bezeichenbar ist, einen Synchronring und ein Schaltrad mit Kupplungsverzahnung aufweist.In the prior art, various synchronizing devices in a variety of embodiments, for example. Single or multiple synchronization devices are already known. Essentially, all synchronizing devices have in common that they have a synchronizer body, a sliding sleeve, which can also be labeled as a "shift sleeve", a synchronizer ring and a clutch-driven ratchet wheel.
So ist aus der DE 10 2006 018 284 A1 eine Synchronisiervorrichtung bekannt, die einen Synchronring aufweist, der als Blechformteil ausgeführt ist. In dem als Blechformteil ausgeführten Synchronring ist radial außen die Sperrverzahnung eingearbeitet. Weiterhin weist der als Blechformteil ausgebildete Synchronring Zungen auf, die insbesondere ein Umschlagsspiel gegen den Synchronkörper sicherstellen sollen. Die entweder im wesentlichen radial vertikal nach innen oder im wesentlichen schräg nach innen/unten verlaufenden Zungen greifen in entsprechende Ausnehmungen der Nabe des Synchronkörpers ein, so dass der Synchronring in Umfangsrichtung ein Verdrehspiel bzw. Umschlagsspiel aufweist, das mit Hilfe der Zungen entsprechend begrenzt ist. Schließlich sind weitere Komponenten wie Feder-, Rast- und Führungselemente zur Realisierung der Synchronisierungsvorrichtung vorgesehen.So is out of the DE 10 2006 018 284 A1 a synchronizer known, which has a synchronizer ring, which is designed as a sheet metal part. In the form of a sheet metal part synchronizer ring is radially outside the locking teeth incorporated. Furthermore, the formed as a sheet-metal part synchronizer ring tongues, which should ensure in particular a Umschlagsspiel against the synchronizer body. The tongues extending either essentially radially inwards or substantially obliquely inwards / downwards engage in corresponding recesses of the hub of the synchronizer body, so that the synchronizer ring has a torsional backlash in the circumferential direction which is correspondingly limited with the aid of the tongues. Finally, other components such as spring, latching and guide elements for the realization of the synchronization device are provided.
Aus der DE 32 25 364 A1 ist eine Synchronisiervorrichtung bekannt, bei der der Synchronring aus einem ringförmigen Nabenkörper sowie aus einen Zahnkranz aufweisenden ringförmigen Scheibenkörper besteht. Beide Teilkörper, einerseits der Nabenkörper, andererseits der Scheibenkörper sind getrennt aus einem Blechmaterial durch Stanzen oder Prägen gefertigt und anschließend durch ein Verbindungsverfahren starr miteinander verbunden. Um die Fixierung der beiden Teilkörper zueinander sicher zu stellen, weist der Scheibenkörper an seiner dem Nabenkörper zugewandten Stirnseite in festgelegtem Abstand zu den Zähnen des Zahnkranzes vorstehende Vorsprünge auf, die in die Ausnehmungen am Außenumfang des Nabenkörpers eingreifen. Die Fertigung eines derartigen Synchronringes ist sehr arbeits- und kostenaufwendig.From the DE 32 25 364 A1 a synchronizer is known in which the synchronizer ring consists of an annular hub body and of a ring gear having annular disc body. Both part body, on the one hand the hub body, on the other hand, the disk body are made separately from a sheet material by stamping or stamping and then rigidly connected together by a connection method. In order to ensure the fixation of the two body parts to each other, the disk body on its side facing the hub body end face at a fixed distance from the teeth of the ring gear protruding projections which engage in the recesses on the outer circumference of the hub body. The production of such a synchronizer ring is very laborious and expensive.
Aus der DE 10 2009 021 307 A1 ist eine Synchronisiervorrichtung bekannt, wobei ein Synchronring mit Hilfe einer aus Metall hergestellten Ronde in mehreren Umformschritten hergestellt bzw. entsprechend umgeformt wird. Zur Vereinfachung des Herstellungsprozesses wird hier vorgeschlagen, dass zumindest einer der Umformschritte ein Warmumformschritt ist, bei dem die Ronde partiell auf eine Temperatur von mehr als 600°C aufgeheizt und im partiell aufgeheizten Umformabschnitt nachfolgend umgeformt wird. Dieses Verfahren zur Herstellung des Synchronringes ist arbeits- und kostenaufwendig.From the DE 10 2009 021 307 A1 a synchronizer is known, wherein a synchronizer ring is produced by means of a Ronde made of metal in several forming steps or converted accordingly. To simplify the production process, it is proposed here that at least one of the forming steps is a hot-forming step in which the blank is partially heated to a temperature of more than 600 ° C. and subsequently shaped in the partially heated forming section. This method for producing the synchronizer ring is laborious and expensive.
So ist aus der DE 30 32 787 A1 eine Synchronisiervorrichtung bekannt, bei der der Synchronring aus zwei Teilkörpern gebildet ist, nämlich aus einem Ringkörper sowie aus einer Zahnscheibe. Beide Teilkörper, nämlich der Ringkörper und die Zahnscheibe werden jeweils getrennt aus einem Stahlblech durch Stanzen bzw. Prägen gefertigt und insbesondere mittels einer Hartlötung miteinander verbunden. Zwar ist ein derartiger Synchronring nicht mehr so verschleißanfällig, dennoch ist auch die Herstellung eines derartigen Synchronringes sehr arbeits- und kostenintensiv.So is out of the DE 30 32 787 A1 a synchronizer known, in which the synchronizer ring is formed of two part bodies, namely a ring body and a toothed disk. Both part body, namely the annular body and the toothed disc are each made separately from a steel sheet by stamping or embossing and in particular connected by means of a brazing. Although such a synchronizer ring is not so susceptible to wear, nevertheless, the production of such a synchronizer ring is very laborious and costly.
Die bisher im Stand der Technik bekannten Aussenkonus-Synchronisiervorrichtungen funktionieren im wesentlichen nach folgendem Grundprinzip, das anhand der 1 und 2 hier im Vorfeld näher erläutert werden darf:
Die 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung eine Synchronisiervorrichtung 1 für ein hier nicht im Einzelnen dargestelltes Getriebe eines ebenfalls hier nicht dargestellten Kraftfahrzeuges. Die Synchronisiervorrichtung 1 weist einen Synchronkörper 2, eine Schiebemuffe 3, die auch als „Schaltmuffe” bezeichenbar ist, und einen Synchronring 4 auf. Gut zu erkennen ist in den 1 und 2 auch ein Schaltrad 5 bzw. ein Zahnrad 5 eines hier nicht im Einzelnen dargestellten Getriebes.The previously known in the prior art outer cone Synchronisiervorrichtungen work essentially according to the following basic principle, based on the 1 and 2 here in advance may be explained in more detail:
The 1 and 2 show a schematic representation of a synchronizing device 1 for a not shown here in detail transmission of a motor vehicle, also not shown here. The synchronizer 1 has a synchronous body 2 , a sliding sleeve 3 , which can also be referred to as a "sliding sleeve", and a synchronizer ring 4 on. Good to see in the 1 and 2 also a ratchet wheel 5 or a gear 5 a gear not shown here in detail.
Die 1 zeigt die Synchronisiervorrichtung 1 im ausgerückten Zustand, d. h. das Schaltrad 5 ist nicht drehfest mit dem Synchronkörper 2 verbunden, d. h. die Schiebemuffe 3 ist hier ausgerückt und der entsprechende Gang, der mit Hilfe des Schaltrades 5 bzw. des Zahnrades realisiert werden soll, ist im Getriebe nicht eingelegt.The 1 shows the synchronizer 1 in the disengaged state, ie the ratchet wheel 5 is not rotatable with the synchronizer body 2 connected, ie the sliding sleeve 3 is disengaged here and the corresponding gear, with the help of the ratchet wheel 5 or the gear is to be realized, is not inserted in the transmission.
Hingegen zeigt die 2 den entsprechend eingelegten Gang, d. h. die Synchronisiervorrichtung 1 ist hier im eingerückten Zustand dargestellt und das Schaltrad 5 ist drehfest mit dem Synchronkörper 2 verbunden, die Schiebemuffe 3 ist vollständig nach links eingerückt bzw. verschoben worden.On the other hand shows the 2 the corresponding engaged gear, ie the synchronizer 1 is shown here in the engaged state and the ratchet 5 is non-rotatable with the synchronizer body 2 connected, the sliding sleeve 3 has been completely indented or moved to the left.
Gut zu erkennen in den 1 und 2 ist, dass der Synchronring 4 einen konusförmigen Bereich, nämlich einen Konusbereich 4a, einen stegförmigen Bereich 4b und entlang des inneren Umfangs zumindest teilweise einen zungenförmigen Bereich 4c aufweist.Good to recognize in the 1 and 2 is that the synchronizer ring 4 a cone-shaped area, namely a cone area 4a , a bar-shaped area 4b and along the inner circumference at least partially a tongue-shaped area 4c having.
Die bisher im Stand der Technik bekannten Synchronringe 4 insbesondere für Aussenkonus-Synchronisiervorrichtungen sind grundsätzlich als geschmiedete Messing-Synchronringe 4 ausgebildet, gelegentlich kommen auch geschmiedete Stahl-Synchronringe 4 zum Einsatz. Bisher kommen insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen geschmiedete Stahl-Synchronringe 4 in PKW-Bereich nicht oder eher weniger zum Einsatz.The synchronizer rings hitherto known in the prior art 4 in particular for external cone synchronizers are basically as forged brass synchronizer rings 4 trained, occasionally also come forged steel synchronizer rings 4 for use. So far, especially for economic reasons forged steel synchronizer rings 4 in car area not or rather less used.
Wie aus den 1 und 2 deutlich wird, können mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung 1 bzw. mit Hilfe der entsprechenden Komponenten ein jeweiliger Gang im Getriebe eingelegt werden, insbesondere das Schaltrad 5 auf eine bestimmte Drehzahl synchronisiert werden. Hierzu ist die Schiebemuffe 3 im wesentlichen in horizontaler Richtung verschiebbar ausgebildet und steht über eine hier nicht näher bezeichnete Innenverzahnung mit einer nicht näher bezeichneten Außenverzahnung des Synchronkörpers 2 im Eingriff. Für die Synchronisierung, insbesondere die Haupt-Synchronisierung des Schaltrades 5 ist der Synchronring 4 vorgesehen, der hier eine radial nach innen gerichtete Sperrverzahnung 4d, die hier nur mit dem entsprechenden Pfeil angedeutet ist aufweist. Die Sperrverzahnung 4d kommt bei der Haupt-Synchronisierung, nämlich dann, wenn, wie aus 2 ersichtlich, die Synchronisiervorrichtung 1, hier die Schiebemuffe 3 nach links eingerückt wird, zunächst mit der Verzahnung 5a des Schaltrades 5 in Eingriff, wobei über den Kraftschluss am Umfang des Konusbereiches 4a und des korrespondierenden Innenumfanges der Schiebemuffe 3 eine entsprechende Haupt-Synchronisierung des Schaltrades 5 auf eine spezifische Drehzahl erfolgt, bis dann – im Endeffekt – die Synchronisiervorrichtung 1 vollständig eingerückt ist und ein entsprechendes Halteblech 6, dass entlang des Umfanges der Schiebemuffe 3 angeordnet ist, mit einem nach innen gerichteten Halteschenkel am Schaltrad 5 zur Anlage kommt. Die Haupt-Synchronisierung der Drehzahl des Schaltrades 5 erfolgt daher durch den Konusbereich 4a und den hier zwischen dem Konusbereich 4a und dem korrespondierenden Bereich der Schiebemuffe 3 realisierten Kraftschluss bzw. der hier realisierten Reibverbindung, so wie dies bisher im Stand der Technik mit Hilfe des Synchronringes 4 üblicherweise bereits bekannt ist bzw. realisiert wird.Like from the 1 and 2 becomes clear, with the help of the synchronizer 1 or with the help of the corresponding components a respective gear in the transmission are inserted, in particular the ratchet wheel 5 be synchronized to a certain speed. For this purpose, the sliding sleeve 3 formed slidably substantially in the horizontal direction and is connected via an unspecified internal toothing with an unspecified external toothing of the synchronizer body 2 engaged. For the synchronization, especially the main synchronization of the ratchet wheel 5 is the synchronizer ring 4 provided here a radially inwardly directed locking teeth 4d , which is indicated here only with the corresponding arrow. The locking teeth 4d comes on the main sync, namely, then, if, how 2 can be seen, the synchronizer 1 , here the sliding sleeve 3 is indented to the left, first with the teeth 5a of the switching wheel 5 in engagement, wherein on the adhesion at the periphery of the cone area 4a and the corresponding inner circumference of the sliding sleeve 3 a corresponding main synchronization of the switching wheel 5 to a specific speed, until then - in the end - the synchronizer 1 is fully engaged and a corresponding retaining plate 6 in that along the circumference of the sliding sleeve 3 is arranged, with an inwardly directed retaining leg on the ratchet wheel 5 comes to the plant. The main synchronization of the speed of the switching wheel 5 therefore takes place through the cone area 4a and here between the cone area 4a and the corresponding region of the sliding sleeve 3 realized traction or realized here friction joint, as so far in the prior art with the help of the synchronizer ring 4 Usually already known or realized.
Aus den 1 und 2 ist aber auch ersichtlich, dass mit Hilfe der hier dargestellten Synchronisiervorrichtung 1 im Betrieb auch eine so genannte „Vorsynchronisierung” erfolgt. Hierzu weisen die im Stand der Technik bekannten Synchronisiervorrichtungen 1, insbesondere weitere Komponenten, nämlich, insbesondere eine Vorsynchronfeder 7 und ein Federhalteblech 8 auf. Weiterhin weist, wie dies aus den 1 und 2 gut ersichtlich ist, die Nabe 5b des Schaltrades 5 eine entsprechende Rampe 5c auf sowie der Synchronring 4 zumindest eine entlang des Umfanges teilweise ausgebildete Ausnehmung 4e. Wird nun die Synchronisiervorrichtung 1 eingerückt, also die Schiebemuffe 3 aus der in 1 gezeigten Lage in die in 2 gezeigte Position, also von rechts nach links verschoben, wird über die Vorsynchronfeder 7, die über die Ausnehmung 4e des Synchronringes 4 mitgenommen und durch die Bewegung entlang der Rampe 5c entsprechend druckbeaufschlagt wird, eine bestimmte Kraft auf den Synchronring 4 aufgebracht, so dass bereits bevor die Haupt-Synchronisierung erfolgt zunächst eine Vorsynchronisierung mit Hilfe der Vorsynchronfeder 7 und der entsprechenden Verschiebung/Kraftbeaufschlagung realisiert wird. Diese Vorsynchronisierung zwischen Schaltrad 5 und Synchronkörper 2 bzw. Schiebemuffe 3 wird insbesondere realisiert bevor die Sperrverzahnung 4d des Synchronringes 4 mit der entsprechenden Verzahnung 5a des Schaltrades 5 in Eingriff kommt. Die Haupt-Synchronisierung erfolgt dann bei in Eingriff stehender Sperrverzahnung 4d mit der Verzahnung 5a und bei weiterer Verschiebung der Schiebemuffe 3 über den dann mit Hilfe des Konusbereiches 4a zwischen Synchronring 4 und Schiebemuffe 3 realisierten Kraftschlusses, der mit wachsender einrückender Verschiebung der Schiebemuffe 3 und leicht axial relativ dazu verschiebbaren Synchronring 4 entsprechend steigt und so die Hauptsynchronisierung realisiert wird.From the 1 and 2 but it is also apparent that with the help of the synchronizing device shown here 1 During operation, a so-called "pre-synchronization" takes place. For this purpose, the synchronizing devices known in the prior art 1 , In particular, other components, namely, in particular a Vorsynchronfeder 7 and a spring retaining plate 8th on. Furthermore, as shown by the 1 and 2 clearly visible, the hub 5b of the switching wheel 5 a corresponding ramp 5c on and the synchronizer ring 4 at least one along the circumference partially formed recess 4e , Will now be the synchronizer 1 engaged, so the sliding sleeve 3 from the in 1 shown location in the 2 shown position, that is shifted from right to left, is via the Vorsynchronfeder 7 that over the recess 4e of the synchronizer ring 4 taken along and by the movement along the ramp 5c is pressurized accordingly, a certain force on the synchronizer ring 4 applied so that even before the main synchronization first takes place a pre-synchronization using the Vorsynchronfeder 7 and the corresponding displacement / Kraftabeaufschlagung is realized. This Vorsynchronisierung between ratchet 5 and synchronous body 2 or sliding sleeve 3 is especially realized before the locking teeth 4d of the synchronizer ring 4 with the appropriate gearing 5a of the switching wheel 5 engages. The main synchronization then takes place with engaging locking teeth 4d with the teeth 5a and upon further displacement of the sliding sleeve 3 over the then with the help of the cone area 4a between synchronizing ring 4 and sliding sleeve 3 realized traction, the with increasing engaging displacement of the sliding sleeve 3 and slightly axially relative thereto movable synchronizer ring 4 increases accordingly and so the main synchronization is realized.
Wie die 1 und 2 deutlich machen sind zur Realisierung der Vorsynchronisierung weitere Komponenten, insbesondere die Vorsynchronfeder 7 und das Federhalteblech 8 notwendig was einerseits die Montage der bekannten Synchronisiervorrichtung 1 erschwert bzw. den Montageaufwand erhöht, sowie auch die Kosten für deren Herstellung und Wartung. Der Konstruktions-, Fertigungs- und Wartungsaufwand der im Stand der Technik hier bekannten Synchronisiervorrichtungen, die eine Vorsynchronisierung realisieren, ist dadurch entsprechend hoch und kostenintensiv, wobei die im Stand der Technik bisher bekannten und bei PKWs eingesetzten Synchronringe 4, insbesondere geschmiedete Messingsynchronringe ein nicht immer vorteilhaftes Verschleißverhalten aufweisen, was den Wartungs- und Kostenaufwand wiederum entsprechend erhöht.As the 1 and 2 make clear to realize the Vorsynchronisierung other components, in particular the Vorsynchronfeder 7 and the spring retaining plate 8th necessary on the one hand the mounting of the known synchronizing device 1 complicates or increases the assembly costs, as well as the cost of their production and maintenance. The design, manufacturing and maintenance of the known in the art here synchronization devices that realize a Vorsynchronisierung, is characterized correspondingly high and costly, the previously known in the art and used in cars synchronizer rings 4 , especially forged brass synchronizing rings have a not always advantageous wear behavior, which in turn increases the maintenance and cost accordingly.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Synchronisiervorrichtungen derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der damit verbundene Montage-, Wartungs- und Kostenaufwand wesentlich verringert ist. The invention is therefore based on the object to design the known in the prior art synchronizing such and further, that the associated assembly, maintenance and cost is substantially reduced.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun dadurch gelöst, dass der Synchronring so ausgebildet und/oder ausgeführt ist, so dass aufgrund der Ausbildung des Synchronringes die Vorsynchronisierung realisierbar ist, nämlich der Synchronring hier zumindest eine Federzunge aufweist. Mit einem derartig ausgebildeten Synchronring kann nun eine Synchronisiervorrichtung realisiert werden, die weitaus weniger Komponenten aufweist als bisher im Stand der Technik. Es ist eine Synchronisiervorrichtung geschaffen, die nun eben nicht mehr wie bisher eine separate Vorsynchronfeder oder ein separates Federhalteblech aufweist, da die Funktion dieser beiden Komponenten nun von dem erfindungsgemäß ausgebildeten Synchronring, nämlich mit Hilfe der im wesentlichen insbesondere axial verlaufenden Federzunge realisiert wird. Dies bedeutet die Federzunge übernimmt die Funktion, die bisher im Stand der Technik die Vorsynchronfeder und das Federhalteblech übernommen haben, so dass diese beiden Teile nunmehr entfallen können. Der Montageaufwand der nunmehr so erfindungsgemäß ausgebildeten Synchronisiervorrichtung ist entsprechend verringert, da weniger Komponenten montiert werden messen sowie auch die Kosten, insbesondere die Herstellungskosten entsprechend verringert sind. Insbesondere ist der nunmehr spezifisch auch erfindungsgemäß ausgestaltete Synchronring als Stahlblech-Biegeteil ausgebildet, wodurch die Verschleißanfälligkeit des Synchronringes erheblich minimiert ist, was wiederum den Montage- und Wartungsaufwand und die damit verbundenen Kosten verringert. Im Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.The previously indicated object is now achieved in that the synchronizer ring is designed and / or executed, so that due to the formation of the synchronizer ring the Vorsynchronisierung is realized, namely the synchronizer ring has at least one spring tongue here. With a synchronizing ring formed in this way, a synchronizing device can now be realized which has far fewer components than in the prior art. It is created a synchronizer, which now just no longer as before a separate Vorsynchronfeder or a separate spring retaining plate, since the function of these two components is now realized by the synchronizer ring according to the invention, namely with the aid of substantially in particular axially extending spring tongue. This means the spring tongue assumes the function that have previously taken over in the prior art, the Vorsynchronfeder and the spring retaining plate, so that these two parts can now be omitted. The assembly work of the synchronizer device, which is now designed in accordance with the invention, is correspondingly reduced since fewer components are to be mounted and the costs, in particular the production costs, are correspondingly reduced. In particular, the now synonymous specifically designed according to the invention synchronizer ring is designed as a sheet steel bent part, whereby the susceptibility to wear of the synchronizer ring is significantly minimized, which in turn reduces the assembly and maintenance costs and the associated costs. As a result, the aforementioned disadvantages are avoided and achieved corresponding advantages.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten die erfindungsgemäße Synchronisiervorrichtung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im folgenden wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der nachfolgenden Zeichnung und der dazu gehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:There are now a variety of ways to design and further develop the synchronizing device according to the invention in an advantageous manner. For this purpose, reference may first be made to the claims subordinate to claim 1. In the following, a preferred embodiment of the invention will now be described with reference to the following drawings and the accompanying description. In the drawing shows:
1 eine bisher im Stand der Technik bekannte Synchronisiervorrichtung mit den entsprechenden einzelnen Komponenten in schematischer Darstellung, im ausgerückten Zustand, d. h. bei nicht eingelegtem Gang, 1 a previously known in the prior art synchronizing with the corresponding individual components in a schematic representation, in the disengaged state, ie when not in gear,
2 die in 1 gezeigte bisher im Stand der Technik bekannte Synchronisiervorrichtung in schematischer Darstellung mit eingerückter Synchronisiervorrichtung, d. h. bei eingelegtem Gang, 2 in the 1 Hitherto known in the prior art synchronizing device in a schematic representation with engaged synchronizing device, ie when engaged gear,
3 in schematischer perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemaß ausgestalten Synchronring für die erfindungsgemäße Synchronisiervorrichtung, 3 in a schematic perspective view of an inventively designed synchronizer ring for the synchronizing device according to the invention,
4 die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen 4 the preferred embodiment of the invention
Synchronisiervorrichtung in schematischer Darstellung von der Seite im ausgerückten Zustand, also bei nicht eingelegtem Gang,Synchronizing device in a schematic representation of the side in the disengaged state, ie when not in gear,
5 die in 4 dargestellte erfindungsgemäße Synchronisiervorrichtung in schematischer Darstellung im eingerückten Zustand, d. h. bei eingelegtem Gang 5 in the 4 illustrated synchronizing device according to the invention in a schematic representation in the engaged state, ie when engaged gear
6 in schematischer Darstellung eine vergrößerte Einzeldarstellung des unteren Bereichs der in 4 dargestellten erfindungsgemäßen Synchronisiervorrichtung, nämlich des inneren Teilbereichs des erfindungsgemäßen Synchronringes, sowie 6 in schematic representation an enlarged detail of the lower portion of the in 4 illustrated synchronizing device according to the invention, namely the inner portion of the synchronizer ring according to the invention, as well as
7 in schematischer Darstellung eine vergrößerte Einzeldarstellung des unteren Bereichs der in 5 dargestellten erfindungsgemäßen Synchronisiervorrichtung, nämlich den inneren Teilbereich des in 5 dargestellten erfindungsgemäßen Synchronringes. 7 in schematic representation an enlarged detail of the lower portion of the in 5 illustrated synchronizing device according to the invention, namely the inner portion of the in 5 illustrated synchronizer ring according to the invention.
Die 1 und 2 zeigen, wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert, eine im Stand der Technik bereits bekannte Synchronisiervorrichtung 1, insbesondere eine Aussenkonus-Synchronisiervorrichtung wohingegen die 3 bis 7 die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Synchronisiervorrichtung 1a zeigen. Bei der nachfolgenden Beschreibung, zu den 3 bis 7 sind entsprechende Komponenten mit den entsprechenden Ziffern so bezeichnet, wie auch die entsprechenden Komponenten der 1 und 2 bereits bezeichnet sind.The 1 and 2 show, as already explained in the general part of the description, an already known in the prior art synchronizer 1 , in particular an outer cone synchronizing device whereas the 3 to 7 the preferred embodiment of the synchronizing device according to the invention 1a demonstrate. In the following description, to the 3 to 7 are corresponding components with the corresponding numbers as well as the corresponding components of the 1 and 2 already designated.
Die 3 bis 7 zeigen nun die bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Synchronisiervorrichtung 1a, insbesondere eine Aussenkonus-Synchronisiervorrichtung zumindest teilweise in schematischer Darstellung. Die hier dargestellte Synchronisiervorrichtung 1a bzw. deren hier dargestellte Komponenten sind für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für einen PKW geeignet bzw. werden hierfür verwendet. Nicht im einzelnen dargestellt sind das entsprechende Getriebe des Kraftfahrzeuges und auch nicht das Kraftfahrzeug als solches.The 3 to 7 now show the preferred embodiment of a synchronizing device according to the invention 1a , In particular an outer cone synchronizing device at least partially in a schematic representation. The synchronizing device shown here 1a or their components shown here are suitable for a transmission of a motor vehicle, in particular for a car or are used for this purpose. Not shown in detail are the corresponding gear of the motor vehicle and not the motor vehicle as such.
Die Synchronisiervorrichtung 1a weist einen Synchronkörper 2, eine Schiebemuffe 3 (die auch als „Schaltmuffe” bezeichenbar ist) und einen Synchronring 4 auf. Insbesondere über eine radial nach außen gerichtete, hier nicht im einzelnen bezeichnete Außenverzahnung des Synchronkörpers 2 steht der Synchronkörper 2 funktional wirksam mit der hier nicht im einzelnen dargestellten Innenverzahnung der Schiebemuffe 3 im Eingriff. Die Schiebemuffe 3 ist daher axial verschiebbar auf dem Synchronkörper 2 geführt. The synchronizer 1a has a synchronous body 2 , a sliding sleeve 3 (which can also be referred to as a "sliding sleeve") and a synchronizer ring 4 on. In particular, via a radially outwardly directed, not designated here in detail external toothing of the synchronizer body 2 is the synchronizer body 2 functionally effective with the internal toothing of the sliding sleeve not shown in detail here 3 engaged. The sliding sleeve 3 is therefore axially displaceable on the synchronizer body 2 guided.
Gut ersichtlich aus den 4 und 5 ist hier ein Synchronring 4 vorgesehen, der eine radial nach innen gerichtete, hier nur über den entsprechenden Pfeil angedeutete Sperrverzahnung 4d aufweist. Die Sperrverzahnung 4d ist für den Eingriff mit der Verzahnung 5a eines Schaltrades 5 vorgesehen (wobei das Schaltrad 5 auch als „Zahnrad” bezeichenbar ist) bzw. als Zahnrad eines entsprechendes Getriebes ausgebildet ist. Zusätzlich weist der Synchronring 4 einen mit der Schiebemuffe 3 in Kontakt bringbaren konusförmigen Bereich bzw. Konusbereich 4a auf. Die hier dargestellte Synchronisiervorrichtung 1a ist nun so ausgebildet, das mit Hilfe dieser Synchronisiervorrichtung 1a – im Betrieb – auch eine sogenannte Vorsynchronisierung erfolgt bzw. erfolgen kann.Well visible from the 4 and 5 Here is a synchronizer ring 4 provided, which is a radially inwardly directed, here indicated only by the corresponding arrow locking teeth 4d having. The locking teeth 4d is for engagement with the gearing 5a a switching wheel 5 provided (the ratchet wheel 5 Also can be referred to as "gear" is designated) or formed as a gear of a corresponding transmission. In addition, the synchronizer ring 4 one with the sliding sleeve 3 can be brought into contact cone-shaped area or cone area 4a on. The synchronizing device shown here 1a is now designed so with the help of this synchronizer 1a - In operation - also a so-called Vorsynchronisierung takes place or can take place.
Der Synchronring 4 ist nun in vergrößerter Einzeldarstellung in 3 schematisch perspektivisch dargestellt, wobei die unteren Bereiche der 4 und 5 in vergrößerter Einzeldarstellung in den 6 und 7 dargestellt sind, nämlich das Zusammenwirken des inneren Teilbereiches des Synchronringes 4 mit der Nabe 5b des Schaltrades 5 dargestellt ist, was im folgenden noch näher erläutert werden darf.The synchronizer ring 4 is now in enlarged detail in 3 shown schematically in perspective, wherein the lower portions of 4 and 5 in enlarged detail in the 6 and 7 are shown, namely the interaction of the inner portion of the synchronizer ring 4 with the hub 5b of the switching wheel 5 is shown, which may be explained in more detail below.
Die eingangs genannte Nachteile sind nun zunächst dadurch vermieden, dass der Synchronring 4 so ausgebildet und/oder ausgeführt ist ist, so dass aufgrund der Ausbildung des Synchronringes 4 die Vorsynchronisierung realisierbar ist, nämlich der Synchronring 4 hier zumindest eine Federzunge 9 aufweist. Wie aus der Darstellung oder 3 gut ersichtlich ist, weist der hier dargestellte Synchronring 4 ein wesentlichen drei insbesondere im wesentlichen axial verlaufende Federzungen 9 auf, auf deren Wirkungsweise im folgenden noch näher eingegangen werden darf. Mit Hilfe der so ausgebildeten Federzungen 9 ist der Montage- und Fertigungsaufwand sowie sind die damit verbundenen Kosten entsprechend verringert, wobei entscheidene Vorteile realisiert werden.The aforementioned disadvantages are now initially avoided by the fact that the synchronizer ring 4 is formed and / or executed, so that due to the formation of the synchronizer ring 4 the pre-synchronization can be realized, namely the synchronizer ring 4 here at least one spring tongue 9 having. As from the illustration or 3 is clearly visible, has the synchronizer ring shown here 4 a substantial three, in particular substantially axially extending spring tongues 9 on whose operation may be discussed in more detail below. With the help of trained so spring tongues 9 is the assembly and manufacturing costs and the associated costs are reduced accordingly, with significant benefits realized.
Insbesondere ist der Synchronring 4 zunächst als Stahlblech-Biegeteil ausgeführt, wodurch das Verschleißverhalten des Synchronringes 4 zunächst wesentlich verbessert ist, was wiederum den Kostenaufwand für die Wartung verringert.In particular, the synchronizer ring 4 initially designed as a sheet steel bent part, whereby the wear behavior of the synchronizer ring 4 initially significantly improved, which in turn reduces the cost of maintenance.
Wie ebenfalls aus der 3 ersichtlich sind hier nicht nur drei Federzungen 9 vorgesehen, die insbesondere als integrale Bestandteile des Synchronringes 4 ausgebildet sind, sondern der Synchronring 4 weist auch entlang seines Umfanges eine entsprechende Sperrverzahnung 4d auf, nämlich in entsprechenden drei Teilbereichen eine entsprechende Sperrverzahnung 4d auf. Die Sperrverzahnung 4d ist vorgesehen, um mit der Verzahnung 5a des Schaltrades 5 entsprechend in Eingriff gebracht zu werden bzw. mit dieser zusammen zu wirken.As also from the 3 not only three spring tongues are visible here 9 provided, in particular as integral components of the synchronizer ring 4 are formed, but the synchronizer ring 4 also has along its circumference a corresponding locking teeth 4d on, namely in corresponding three subareas a corresponding locking teeth 4d on. The locking teeth 4d is intended to deal with the teeth 5a of the switching wheel 5 to be engaged accordingly or to act together with this.
Die 4 und 5 zeigen die Synchronisiervorrichtung 1a, einerseits im ausgerückten Zustand (vgl. 4) sowie im eingerückten Zustand (vgl. 5). Nicht dargestellt sind hier entsprechende Wellen und/oder andere Komponenten, insbesondere Zahnräder etc. eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug, sondern lediglich die wesentlichen Komponenten, um die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Synchronisiervorrichtung 1a näher beschreiben und verdeutlichen zu können.The 4 and 5 show the synchronizer 1a , on the one hand in the disengaged state (cf. 4 ) and in the engaged state (cf. 5 ). Not shown here are corresponding shafts and / or other components, in particular gears, etc. of a transmission for a motor vehicle, but only the essential components to the operation of the synchronizing device according to the invention 1a to be able to describe and clarify in more detail.
Gut ersichtlich aus den 4 und 5 sowie auch aus der 3 ist, dass der Synchronring 4 eine spezifische geometrische Form aufweist. Zunächst ist gut erkennbar, dass der konusförmige Bereich bzw. der Konusbereich 4a des Synchronringes 4 als ein im wesentlichen horizontal verlaufender v-förmiger Bereich ausgebildet ist. Dadurch, dass der Synchronring 4 als Stahlblech-Biegeteil ausgebildet ist, kann dieser v-förmige Bereich auf einfache Weise als Blech-Biegeteil wirtschaftlich hergestellt werden. Das Material, also das Stahlblech wird entsprechend umgeformt. Hierdurch werden auch der stegförmige Bereich 4b sowie die Federzungen 9 realisiert. Insbesondere mit Hilfe des v-förmigen Bereiches zumindest teilweise als Konusbereich 4a wird eine fertigungsgerechte Konstruktion realisiert, bei der der Konus des Synchronringes 4 nicht überzogen, d. h. nicht über 90° zur senkrechten gebogen wird, Hierdurch kann der Synchronring 4 ohne Zusatzaufwand an Maschine und Werkzeug unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten verformt werden. Zwischen dem Konusbereich 4a des Synchronringes 4 und der Federzunge 9 bzw. den Federzungen 9 ist vorzugsweise ein im wesentlichen vertikal und/oder s-förmig verlaufender stegförmiger Bereich 4b vorgesehen, so wie dieses aus der 4 und 5 ersichtlich ist. Dies dient der geometrischen einfachen Herstellung sowie der Stabilität des Synchronringes 4.Well visible from the 4 and 5 as well as from the 3 is that the synchronizer ring 4 has a specific geometric shape. First, it is easy to see that the cone-shaped area or the cone area 4a of the synchronizer ring 4 is formed as a substantially horizontally extending v-shaped area. Because of the synchronizer ring 4 is formed as a sheet steel bending part, this V-shaped area can be produced economically as a sheet-metal bent part in a simple manner. The material, so the steel sheet is transformed accordingly. This will also the web-shaped area 4b as well as the spring tongues 9 realized. In particular, with the help of the V-shaped area at least partially as a cone area 4a a production-oriented construction is realized in which the cone of the synchronizer ring 4 not coated, that is not bent over 90 ° to the vertical, This allows the synchronizer ring 4 be deformed without additional expenditure on machine and tool from an economic point of view. Between the cone area 4a of the synchronizer ring 4 and the spring tongue 9 or the spring tongues 9 is preferably a substantially vertical and / or S-shaped extending ridge-shaped region 4b provided, as this from the 4 and 5 is apparent. This serves the simple geometric production and the stability of the synchronizer ring 4 ,
Aufgrund der spezifischen, insbesondere auch erfindungsgemäßen Ausbildung des Synchronringes 4 im inneren Teilbereich können nun aber die bisherigen im Stand der Technik bekannten und notwendigen Komponenten, die bei einer bisher bekannten Synchronisiervorrichtung 1 noch verwendet werden mussten, um eine Vorsynchronisierung zu realisieren, nun wegfallen. Die Aufgabe einer Vorsynchronisierung übernehmen nämlich nun hier die im wesentlichen axial verlaufende Federzungen 9. Die Funktionsweise derartiger Federzungen 9 ist besonders gut aus den 4 bis 7, insbesondere aus der vergrößerten Darstellung der 6 und 7 ersichtlich.Due to the specific, in particular also inventive design of the synchronizer ring 4 However, in the inner subregion, the components known and necessary in the state of the art, which in a previously known synchronizing device can now be used 1 still had to be used to realize a pre-synchronization, now omitted. The task of a Presynchronization take over here now the essentially axially extending spring tongues 9 , The operation of such spring tongues 9 is particularly good from the 4 to 7 , in particular from the enlarged view of 6 and 7 seen.
Wie insbesondere die 6 deutlich zeigt, weist das Schaltrad 5 eine Federzungen-Rampe 10 auf. Die hier dargestellte Federzungen-Rampe 10 ist als ein stufenförmiger Bereich in Nabenbereich, also im Bereich der Nabe 5b des Schaltrades 5 ausgeführt. Die Federzungen-Rampe 10 wird insbesondere direkt beim Umformvorgang des herzustellenden Schaltrades 5 oder nachträglich durch einen spanenden Prozess hergestellt. Entscheidend ist, dass entweder direkt beim Umformvorgang oder durch einen nachträglich einfachen spanenden Prozess die Federzungen-Rampe 10 einfach und ohne größeren Arbeitsaufwand herstellbar ist.How the particular 6 clearly shows, the ratchet wheel 5 a spring tongue ramp 10 on. The spring tongue ramp shown here 10 is as a stepped area in the hub area, ie in the area of the hub 5b of the switching wheel 5 executed. The spring tongue ramp 10 in particular directly during the forming process of the switching wheel to be produced 5 or subsequently produced by a metal-cutting process. It is crucial that either directly during the forming process or by a subsequent simple machining process, the spring tongue ramp 10 can be produced easily and without much work.
Insbesondere weist das Ende der jeweiligen Federzungen 9 einen Freiwinkel 11 bzw. einen abgewinkelten Bereich 11 auf, der dazu dient, dass beim Ausrücken der Synchronisiervorrichtung 1 also bei der Bewegung der Schiebemuffe 3 von links nach rechts eine einfache und problemlose Bewegung der Federzungen 9 in die Ausrückstellung ermöglicht ist.In particular, the end of the respective spring tongues 9 a clearance angle 11 or an angled area 11 on, which serves that when disengaging the synchronizer 1 So with the movement of the sliding sleeve 3 from left to right a simple and easy movement of the spring tongues 9 is enabled in the disengagement position.
Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Synchronisiervorrichtung 1a bzw. dem erfindungsgemäß ausgebildeten Synchronring 4 kann über die hier realisierten Federzungen 9 eine Vorsynchronisierung des Schaltrades 5 realisiert werden. In dem Moment, wo nämlich die erfindungsgemäße Synchronisiervorrichtung 1a eingerückt wird, nämlich die Schiebemuffe 3 von rechts nach links bewegt wird (vgl. vergrößerte Darstellung in 6 und 7), wird die Federzunge 9 entlang der Federzungen-Rampe 10 verschoben bzw. bewegt, so dass eine entsprechende Kraft/Druckkraft über den Synchronring 4 und dem Konusbereich 4a auf die Schiebemuffe 3 ausgeübt wird und hierdurch eine Vorsynchronisierung erfolgt bevor die Sperrverzahnung 4d mit der Verzahnung 5a des Schaltrades 5 in Eingriff kommt. Die bisherigen im Stand der Technik bekannten Komponenten, die hierfür bis jetzt für eine derartige Vorsynchronisierung notwendig waren, nämlich eine separate Vorsynchronfeder und/oder ein Federhalteblech entfallen vollständig. Diese Funktion übernimmt der Synchronring 4, insbesondere die Federzungen 9 des Synchronringes 4. Insbesondere sind die Federzungen 9 als federnde, leicht schräg abgewinkelte Teilschenkel ausgebildet, die im wesentlichen horizontal im ausgerückten Zustand (leicht schräg radial nach innen abgewinkelt) verlaufen, wie aus der 6 ersichtlich.With the inventively designed synchronizing device 1a or the synchronizer ring designed according to the invention 4 can over the realized here spring tongues 9 a Vorsynchronisierung of the switching wheel 5 will be realized. At the moment, namely where the synchronizing device according to the invention 1a is engaged, namely the sliding sleeve 3 is moved from right to left (see enlarged view in 6 and 7 ), the spring tongue 9 along the spring tongue ramp 10 moved or moved, so that a corresponding force / pressure force on the synchronizer ring 4 and the cone area 4a on the sliding sleeve 3 is exercised and thereby a Vorsynchronisierung takes place before the locking teeth 4d with the teeth 5a of the switching wheel 5 engages. The previous known in the prior art components that were necessary for this until now for such Vorsynchronisierung, namely a separate Vorsynchronfeder and / or a spring retainer completely eliminated. This function is performed by the synchronizer ring 4 , in particular the spring tongues 9 of the synchronizer ring 4 , In particular, the spring tongues 9 designed as resilient, slightly obliquely angled leg part, which extend substantially horizontally in the disengaged state (slightly obliquely angled radially inward), as shown in 6 seen.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die umlaufende Federzungen-Rampe 10 im Schaltrad 5 sehr einfach hergestellt werden kann, insbesondere durch einen Umformvorgang oder einen spanenden Prozess. Zudem kann über die Anordnung/Ausbildung des Synchronringes 4 dieser besonders einfach zentriert werden, nämlich mit Hilfe der Federzungen 9 und der Umschlagnut 12 des Schaltrades 5 Über den abgewinkelten Bereich 11 am Ende der Federzungen 9 ist ein Zurückziehen des Synchronringes 4 aus dem Schaltrad 5 einfach ermöglicht, die entsprechende Reibung ist minimiert. Denkbar ist auch, dass eine realisierte Balligkeit an der Federzunge 9 des Synchronringes 4 und/oder an der entsprechenden Fläche der Umschlagnut 12 des Schaltrades 5 vorgesehen sein kann, um entsprechendes zu realisieren.Another advantage is that the rotating spring tongues ramp 10 in the ratchet wheel 5 can be produced very easily, in particular by a forming process or a cutting process. In addition, on the arrangement / design of the synchronizer ring 4 this are particularly easy to be centered, namely with the help of the spring tongues 9 and the envelope 12 of the switching wheel 5 About the angled area 11 at the end of the spring tongues 9 is a retraction of the synchronizer ring 4 from the ratchet wheel 5 simply allowing the appropriate friction is minimized. It is also conceivable that a realized crown on the spring tongue 9 of the synchronizer ring 4 and / or on the corresponding surface of the Umschlag 12 of the switching wheel 5 may be provided to realize the corresponding.
Im Ergebnis sind entsprechende Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.As a result, corresponding disadvantages are avoided and corresponding advantages are achieved.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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1, 1a1, 1a
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Synchronisiervorrichtungsynchronizing
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22
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Synchronkörpersynchronizer
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33
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Schiebemuffesliding sleeve
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44
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Synchronringsynchronizer ring
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4a4a
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konusförmiger Bereich, Konusbereichcone-shaped area, cone area
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4b4b
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stegförmiger Bereichrib-shaped area
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4c4c
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zungenförmiger Bereichtongue-shaped area
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4d4d
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Sperrverzahnunglocking teeth
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4e4e
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Ausnehmungrecess
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55
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Schaltradratchet
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5a5a
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Verzahnunggearing
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5b5b
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Nabehub
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5c5c
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Ramperamp
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66
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HalteblechHalteblech
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77
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VorsynchronfederVorsynchronfeder
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88th
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FederhalteblechSpring retaining plate
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99
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Federzungespring tongue
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1010
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Federzungen-RampeSpring tongues ramp
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1111
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Freiwinkel, abgewinkelter BereichClearance angle, angled area
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1212
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UmschlagnutUmschlagnut
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102006018284 A1 [0003] DE 102006018284 A1 [0003]
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DE 3225364 A1 [0004] DE 3225364 A1 [0004]
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DE 102009021307 A1 [0005] DE 102009021307 A1 [0005]
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DE 3032787 A1 [0006] DE 3032787 A1 [0006]