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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Synchronisiersystem eines Schaltgetriebes, und insbesondere
auf ein duales Synchronisiersystem eines Schaltgetriebes, welches
zur Synchronisation zwei Sätze
mit einer Vielzahl an Keilen besitzt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Im allgemeinen ist ein Getriebe zwischen
einer Kupplung und einer Antriebsachse eingebaut und dient zum Verändern der
Rotationskraft eines Motors in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen
eines Fahrzeugs und zum Übertragen
der Rotationskraft auf die Antriebsachse, und schließt eine
Rückwärtsfahrvorrichtung
zum Rückwärtsfahren
des Fahrzeugs ein.
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Die vorgenannten Getriebe können grob
in Automatikgetriebe, welche die Gänge automatisch ändern, und
Schaltgetriebe, bei denen ein Fahrer direkt einen Schalthebel mit
beispielsweise vier Vorwärtsgängen und
einem Rückwärtsgang
betätigt, eingeteilt
werden. Die vorliegenden Erfindung bezieht sich insbesondere auf
ein duales Synchronisiersystem eines Schaltgetriebes.
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1 veranschaulicht
beispielhaft ein Synchronisiersystem eines allgemeinen Schaltgetriebes. Wie
in der Zeichnung dargestellt, schließt das Synchronisiersystem 1 eine Synchronmuffe 13,
eine Synchronfeder 15, eine Synchronnabe 7, einen
Synchronkeil 11 und einen Synchronring 35 ein,
von denen alle beim Überwinden
eines Unterschiedes in der Rotationsgeschwindigkeit zwischen der
Synchronnabe 7 und einem Kupplungszahnrad (nicht dargestellt) in
deren Verbindung oder Trennung beteiligt sind.
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In anderen Worten werden die Synchronnabe 7 und
das Kupplungszahnrad, welche unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten
besitzen, durch die nachfolgenden Schritte miteinander verbunden.
Wenn die Synchronmuffe 13 auf der Synchronnabe 7 in
einer Rotationsrichtung ihrer Rotationsachse gleitet, schiebt der
Synchronkeil 11, der mit der Synchronfeder 15 eng
in die Synchronmuffe 13 befestigt ist, den Synchronring 35 eng
an das Kupplungszahnrad. Daraus ergibt sich, dass der Synchronring 35 und
das Kupplungszahnrad zur Synchronisierung die Unterschiede in ihren
Rotationsgeschwindigkeiten ausgleichen. Zu diesem Zeitpunkt schreitet
die Synchronmuffe 13 weiter vor, um den Synchronring 35 zu
passieren und mit dem Kupplungszahnrad in Eingriff zu kommen, und
so die Synchronnabe 7 und das Kupplungszahnrad in ihre
direkte Verbindung zu bringen.
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In dem derart aufgebauten Synchronisiersystem 1 schiebt
jedoch, wenn die Synchronmuffe 13 den Synchronring 35 passiert
und nach Synchronisierung des Synchronrings 35 zu dem Kupplungszahnrad
vorschreitet, die Synchronmuffe 13 den Synchronkeil 11,
der auf der Innenseite hiervon mit der Synchronfeder 15 darin
und darüber
befestigt ist, so dass der Synchronkeil 11 keine Kraft
mehr bereitstellen kann, um den Synchronring 35 eng an
das Kupplungszahnrad zu schieben.
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Daher ist in den vorgenannten Zuständen keine
Kraft vorhanden, um den Synchronring 35 eng an das Kupplungszahnrad
heranzuschieben, während
die Synchronmuffe 13 den Synchronring 35 passiert
und mit dem Kupplungszahnrad in Eingriff geht. Zu diesen Zeitpunkt
tritt ein Ausfall der Synchronisation auf, wodurch ein zweiter Ausfall
("Nibble") entsteht, was ein
Nachteil der herkömmlichen
Synchronisiersysteme ist.
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Ein ähnliches Synchronisiersystem
mit einem Keilsatz ist beispielsweise aus der
US-A-5,113,985 bekannt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, die vorgenannten Probleme zu lösen und ein duales Synchronisiersystem
eines Schaltgetriebes bereitzustellen, um einen Ausfall der Synchronisation zu
verhindern und das Schaltgefühl
eines Kraftfahrzeugs zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Synchronisiersystem
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen
sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Um die vorgenannte Aufgabe der vorliegenden
Erfindung zu lösen
wird ein duales Synchronisiersystem eines Schaltgetriebes bereitgestellt,
das mit einem ersten Satz und einem zweiten Satz konstruiert ist,
die jeweils eine Vielzahl an Keilen besitzen, die entlang der Umfangsrichtung
eines Synchronrings unter einem vorbestimmten Winkel zueinander
angeordnet sind, wobei der erste Keilsatz den Synchronring zu Beginn
der Synchronisierung eng an ein Kupplungszahnrad hält und der
zweite Keilsatz den Synchronring nach Abschluss der Synchronisierung
zu dem Kupplungszahnrad schiebt, und dadurch kontinuierlich die
Reibungskraft zwischen dem Synchronring und dem Getriebegestänge aufrechterhalten
ist.
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Zum vollen Verständnis des Wesens und der Aufgabe
der vorliegenden Erfindung sollte Bezug genommen werden auf die
folgende ausführliche
Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in
denen:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen eines allgemeinen
Schaltgetriebes;
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2 ist
eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen eines Teils, in welchem
ein erster Keilsatz in einem dualen Synchronisiersystem eines Schaltgetriebes
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
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3 ist
eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen eines Teils, in welchem
ein zweiter Keilsatz in einem dualen Synchronisiersystem eines Schaltgetriebes
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
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4 ist
eine Grundrissansicht zum Veranschaulichen der Anordnung eines Synchronringes und
des ersten und zweiten Keilsatzes eines Schaltgetriebes in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung; und
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5 ist
eine konzeptionelle Ansicht zum Veranschaulichen der Funktionsweise
der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nachfolgend wird eine bevorzugte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausführlich
mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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2 ist
eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen eines Teils, in welchem
ein erster Keilsatz in einem dualen Synchronisiersystems eines Schaltgetriebes
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung eingebaut ist, wobei sich die Querschnittsansicht
auf einen Schnitt entlang der in 4 dargestellten
Gerade II-II bezieht. 3 ist
eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen eines Teils, in welchem
ein zweiter Keilsatz in einem dualen Synchronisiersystem eines Schaltgetriebes
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung eingebaut ist, wobei sich die Querschnittsansicht
auf einen Schnitt entlang der in 3 dargestellten
Geraden III-III bezieht. 4 ist
eine Grundrissansicht zum Veranschaulichen der Anordnung eines Synchronringes
und des ersten und zweiten Keilsatzes eines Schaltgetriebes in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, und 5 ist
eine konzeptionelle Ansicht zum Veranschaulichen der Funktionsweise der
vorliegenden Erfindung.
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Wie in den Zeichnung dargestellt,
ist ein duales Synchronisiersystem eines Schaltgetriebes mit einer
Synchronmuffe 101, einer Synchronfeder 102, einer
Synchronnabe 103, einem ersten Keilsatz 104-1,
einem zweiten Keilsatz 104-2 und Synchronringen 105-1, 105-2 aufgebaut,
und die Funktionsweise des dualen Synchronisiersystems ermöglicht es,
einen Unterschied der Rotationsgeschwindigkeiten zwischen der Synchronnabe 103 und
den Kupplungszahnrädern 106-1, 106-2 zum
Verbinden oder Lösen
dazwischen. zu überwinden.
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In anderen Worten ist die Hauptachse 107 des
Kupplungszahnrads so eingebaut, um mit der Synchronnabe 103 entlang
Schiebekeilen für
simultane Rotationen in Eingriff zu sein. Eine Vielzahl an Nuten 108 ist
radial auf dem äußeren Umfang
der Synchronnabe 103 gebildet, um jeweils drei Keile des ersten
und zweiten Keilsatzes in einem Intervall von 120 Grad anzuordnen.
Außerhalb
der Vielzahl an Nuten 108 ist die Synchronmuffe 101 zum
Bewegen in der Richtung der Achse gekoppelt. Die Keile des ersten
und zweiten Keilsatzes 104-1, 104-2 sind auf der inneren
Seite der Synchronmuffe 101 durch die Synchronfeder 102 eng
angebracht und gestützt.
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Andererseits sind, wie in 2 und 3 dargestellt, Geschwindigkeitsräder 109-1, 109-2 auf
beiden Seiten der Synchronmuffe 101 ohne Rotationsbeziehung
mit der Hauptachse 107 zum Bilden jeweiliger Gänge angeordnet,
und die Kupplungsräder 106-1, 106-2,
welche konische Abschnitte 110-1, 110-2 besitzen, sind
integral auf einer Seite der Geschwindigkeitsräder 109-1, 109-2 zum
Ausführen
einer Synchronisierung durch die Reibung, welche durch in Kontakt
bringen der Synchronringe 105-1, 105-2 mit den
konischen Abschnitten 110-1, 110-2 erzeugt wird,
auszuführen.
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Zu diesem Zeitpunkt gelangen die
Synchronisiereinrichtungen, das heißt die Synchronringe 105-1, 105-2 und
die Kupplungsräder 106-1, 106-2 in einen
Zustand, in welchen sie integral auf einem identischen Geschwindigkeitsniveau
rotieren von einem anderen Zustand, wo sie auf unterschiedlichen Geschwindigkeitsniveaus
rotieren.
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Darüber hinaus besitzen die Synchronringe 105-1, 105-2 Schraubenabschnitte
auf ihren inneren Seiten zum Erhöhen
der Reibung mit den konischen Abschnitten 110-1, 110-2,
und eine Vielzahl von Schlitzen 111-1, 111-2 auf
den äußeren Seiten,
um die Enden der Keile des ersten und zweiten Keilsatzes 104-1, 104-2 entlang
dessen Umfang zu positionieren.
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Zu diesem Zeitpunkt sind die Keile
des ersten und zweiten Keilsatzes 104-1, 104-2 abwechselnd
auf einem vorbestimmten, gleichmäßigen Intervall
entlang der Umfangsrichtung der Synchronring 105-1, 105-2 angeordnet.
In der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind jeweils drei Keile des ersten und
zweiten Keilsatzes wie in 4 dargestellt
angeordnet.
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Daher sind diese Keile des ersten
und zweiten Keilsatzes in einem Winkelintervall von 120 Grad eingebaut.
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Andererseits besteht ein Unterschied
zwischen 2 und 3 darin, dass ein konkaver
Abschnitt 112-2 auf einer unteren Seite der Synchronmuffe
entsprechend den Keilen des zweiten Keilsatz 102 länger ausgebildet
ist als derjenige 112-1 auf der unteren Seite der Synchronmuffe
entsprechend den Keilen des ersten Keilsatzes 104-1. Gleichermaßen gibt
es einen Unterschied in der Länge
des konkaven Abschnitts der Synchronmuffe 101, wenn die
Synchronmuffe 101 sich zu der Achse bewegt, werden die
Keile des ersten und zweiten Keilsatzes 104-1, 104-2 durch
die Synchronmuffe 101 zu verschiedenen Zeitpunkten ebenso
zu der Achse hin bewegt, um dadurch die Synchronringe 105-1, 105-2 zu
den konischen Abschnitten 110-1, 110-2 der Kupplungsräder 106-1, 105-2 zu
schieben.
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Die Funktionsweise des derart aufgebauten Synchronisiersystems
wird nachfolgend beschrieben. Die Geschwindigkeitsräder 109-1, 109-2,
die Kupplungsräder 106-1, 106-2 und
die Synchronringe 105-1, 105-2 sind jeweils auf
beiden Seiten der Synchronmuffe 101 zum Bilden unterschiedlicher
Gänge verbunden,
um es zu ermöglichen,
in verschiedene Gänge
entsprechend der Betriebsrichtung der Synchronmuffe 101 zu
schalten. Die Beschreibung wird nachfolgend zur Vereinfachung nur
für Schaltvorgänge gegeben,
wenn sich die Synchronmuffe 101 nach links bewegt und mit
dem Gangrad 109-1, dem Kupplungsrad 106-1 und
dem Synchronring 105-1, die auf der linken Seite der Zeichnung
angeordnet sind, zusammenwirkt.
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Wenn ein Fahrer einen Schalthebel
betätigt, bewegt
sich die Synchronmuffe 110 entlang der axialen Richtung
der Synchronnabe 103. Zu diesem Zeitpunkt wird die Synchronmuffe 101 nahe
an den konischen Abschnitt 110-1 des Kupplungsrades 106-1, der
mit dem Gangrad 109-1 eines gewünschten Ganges verbunden ist,
geschoben, wenn die Keile des ersten und zweiten Keilsatzes 104-1, 104-2 zu
der seitlichen Wand des Synchronringes 105-1 geschoben
werden.
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Zu diesem Zeitpunkt liegt ein Mechanismus, in
welchem die Synchronmuffe 101 die Keile bewegt, wie folgt
vor: wenn der hervorstehende Abschnitt von Keilen, die auf der inneren
Seite der konkaven Teile 112-1, 112-2 der Synchronmuffe 101 angeordnet sind,
durch die seitliche Wand der konkaven Teile 112-1, 112-2 in
axialer Richtung zu dem Punkt, an welchem die Keile nicht weiter
geschoben werden können,
geschoben wird, übertragen
die Keile die Synchronfeder 102 und werden auf die innere
Seite der Synchronmuffe 101 geschoben, um das kontinuierliche
Fortschreiten der Synchronmuffe 101 zu ermöglichen.
Wie in der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung in 5 dargestellt,
wird die Funktion des oben beschriebenen Mechanismus getrennt mit
Keilen des ersten und zweiten Keilsatzes 104-1, 104-2 durchgeführt, und
die vorgenannten Funktionen werden eine nach der anderen gestartet, und
zwar jeweils zum Beginn und nach Abschluss der Synchronisierung.
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In anderen Worten, wenn die Synchronmuffe zu
Beginn der Synchronisierung anfängt
bewegt zu werden, dienen die Keile des ersten Keilsatzes 104-1 genauso
wie diejenigen des Standes der Technik zum Beseitigen des Unterschiedes
der Rotationsgeschwindigkeiten des Synchronringes 105-1 und
des Kupplungsrades 106-1 durch Schieben des Synchronringes 105-1 zu
dem Kupplungsrad 106-1 durch die seitliche Wand des konkaven
Abschnittes 112-1, und die Keile des zweiten Keilsatzes 104-2 funktionieren
nach Abschluss der Synchronisierung wie oben beschrieben, das heißt, wenn
die Synchronmuffe 101 die Keile des ersten Keilsatzes 104-1 weg
zu der inneren Seite schiebt. Da der konkave Abschnitt 112-2 auf
der inneren Seite der Synchronmuffe 101 entsprechend den
Keilen des zweiten Keilsatzes 104-2 länger ist als der konkave Abschnitt 112-1 entsprechend
den Keilen des ersten Keilsatzes 104-1, beginnt die seitliche
Wand des konkaven Abschnitts 112-2 in Kontakt mit den Keilen
des zweiten Keilsatzes 104-2 zu treten, wenn die Keile
des ersten Keilsatzes 104-1 beginnen, nach innen geschoben zu
werden, und die Keile des zweiten Keilsatzes 104-2 den
Synchronring 105-1 nahe an das Kupplungsrad 106-1 schieben,
bis die Synchronmuffe 101 beginnt, mit dem Kupplungsrad 106-1 in
Eingriff zu sein, um dadurch kontinuierlich den Betriebszustand der
Synchronisation aufrecht zu erhalten.
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Daher beginnt die Synchronmuffe 101 durch die
Betätigung
des Schalthebels durch einen Fahrer sich zu bewegen, und erhält den stabilen
Zustand der Synchronisation aufrecht durch Schieben des Synchronringes 105-1 nahe
an das Kupplungsrad 106-1 von dem Beginn der Synchronisation,
wenn der Synchronring 105-1 beginnt, nahe an das Kupplungsrad 106-1 geschoben
zu werden, bis zum Abschluss der Synchronisierung, wenn der Synchronring 105-1 dieselbe
Rotationsgeschwindigkeit wie das Kupplungsrad 106-1 erhält und bis
zu dem Zeitpunkt, wenn die Synchronmuffe 101 mit dem Kupplungsrad 106-1 in Eingriff
ist, um den Ausfall der Synchronisation zu verhindern und das Schaltgefühl mit stabilen
Schaltvorgängen
zu verbessern, sobald die Synchronisierung erreicht worden ist.
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Der Vorteil des dualen Synchronisiersystems der
vorliegenden Erfindung besteht wie oben beschrieben unter anderem
darin, dass die Keile des Systems in einem dualen System ausgeführt sind, um
den einmal hergestellten Zustand der Synchronisation kontinuierlich
aufrecht zu erhalten und dadurch stabile Schaltvorgänge sowie
ein besseres Schaltgefühl
des Schaltgetriebes zu erzielen.