DE102007007369A1 - Synchronization device for manual gearbox, has shaft including hydraulically extendable element for producing clamping force that acts between idle gear and shaft, where idle gear is selectively and rotatably held relative to shaft - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe, mit der mindestens ein Losrad relativ zu einer Welle wahlweise drehbar gehalten oder drehfest gelegt werden kann.The The invention relates to a synchronizer for a Manual transmission, with the at least one idler gear relative to a shaft optionally rotatably held or rotatably can be placed.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Eine Synchronisiereinrichtung dient zum Schalten von Gangrädern in einem Getriebe. Dabei wird bei einer weit verbreiteten Art der Einrichtung eine Anordnung von Synchronringen einem Gangrad zugeordnet. Die Anordnung hat mindestens zwei und häufig drei Synchronringe, nämlich einen Synchron-Innenring, einen Synchron-Außenring und einen dazwischen angeordneten Synchron-Zwischenring. Die Synchronringe sind längs der Drehachse der Getriebewelle bzw. längs der Drehachse der Synchronringe so ineinander geschoben, dass der Synchron-Außenring den Synchron-Innenring in Umfangs richtung umfasst. Jeder Synchronring weist mindestens eine Ringfläche auf, mit der während der Synchronisation der Drehzahlen der Getriebewelle mit den Drehzahlen der zu schaltenden Gangräder ein reibschlüssiger Kontakt zu einer weiteren Ringfläche hergestellt wird. Jede der Reibflächen liegt an einem der Synchronringe einer Reibfläche eines anderen Synchronringes gegenüber.A Synchronizer is used to shift gear wheels in a transmission. It is in a widespread type of Device associated with an arrangement of synchronizer rings a gear wheel. The arrangement has at least two and often three synchronizer rings, namely a synchronous inner ring, a synchronous outer ring and a synchronizer intermediate ring interposed therebetween. The synchronizer rings are along the axis of rotation of the transmission shaft or along the rotational axis of the synchronizer rings pushed into each other, that the Synchronous outer ring of the synchronous inner ring in the circumferential direction includes. Each synchronizer ring has at least one annular surface on, with during the synchronization of the speeds the transmission shaft with the speeds of the gear wheels to be switched on frictional contact with another annular surface will be produced. Each of the friction surfaces is located on one of the Synchronous rings of a friction surface of another synchronizer ring across from.
Bekannt
ist es auch, hydraulische Elemente in einer solchen Synchronisiereinrichtung
vorzusehen. Die axiale Verschiebung von Synchronringen mittels hydraulischer
Aktuatoren wird beispielsweise in der
Es bleibt jedoch bei dem Prinzip, eine Synchronisierung durch Reibelemente herzustellen, bis eine formschlüssige Einkupplung zwischen einem Losrad und einem Wellenteil hergestellt werden kann.It remains however with the principle, a synchronization by friction elements until a positive engagement between a loose wheel and a shaft part can be produced.
Nachteilig ist bei diesen vorbekannten Vorrichtungen, dass sie relativ viele Bauteile aufweisen, die zum Teil relativ aufwändig gefertigt werden müssen. Dies gilt insbesondere für die mit Verzahnungen ausgestatteten Bauteile. Die Fertigung der präzisen Form der Verzahnungen ist aufwändig und damit teuer. Aufgrund der Bauform ist auch der Platzbedarf der Synchronisiereinrichtung relativ hoch.adversely is in these prior art devices that they are relatively many Have components that made relatively expensive sometimes Need to become. This is especially true for the equipped with teeth components. The production of the precise form The gears are complex and therefore expensive. by virtue of the design is also the space requirement of the synchronizer quite high.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Synchronisiereinrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es mit weniger Bauteilen möglich wird, den Synchronisiervorgang zu bewerkstelligen. Dabei sollen die benötigten Bauteile möglichst einfach ausgestaltet sein, um sie preiswert herstellen zu können. Weiterhin soll auch der für die Synchronisiereinrichtung benötigte Bauraum und damit auch das Gewicht der Einrichtung möglichst verkleinert werden. Auch damit soll eine preiswertere Realisierung der Synchronisiereinrichtung ermöglicht werden. Dennoch soll reproduzierbar eine Drehzahldifferenz zwischen zwei Bauteilen ausgeglichen und die drehmomentübertragende Verbindung zwischen einem Losrad und einer Welle geschaltet werden können. Die Schaltzeiten beim Synchronisieren sollen dabei möglichst gering gehalten werden. Die Einrichtung soll also einfach aufgebaut sein, wobei insbesondere die bislang erforderlichen komplizierten verzahnten Bauteile entbehrlich werden sollen.Of the present invention is based on the object, a synchronizer of the type mentioned above so that it with less Components is possible to accomplish the synchronization process. The required components should be as possible simply designed to be inexpensive to manufacture. Furthermore, should also for the synchronizer required space and thus the weight of the device as possible be downsized. Also, this is a cheaper realization the synchronizer are enabled. Yet should reproducibly a speed difference between two components balanced and the torque transmitting connection can be switched between a loose wheel and a shaft. The switching times during synchronization should be as possible be kept low. The device should be so simple, in particular, the previously complicated complicated toothed Components should be dispensable.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Welle, auf der die Losräder angeordnet sind, mindestens ein hydraulisch dehnbares Element aufweist, mit dem eine zwischen dem Losrad und der Welle wirkende Klemmkraft erzeugt werden kann.The Solution of this problem by the invention is characterized in that that the shaft on which the idler gears are arranged at least a hydraulically stretchable element, with one between the idler gear and the shaft acting clamping force can be generated.
Die Erfindung stellt also darauf ab, dass mittels einer Klemmverbindung ein Dreh-Festlegen des Losrads relativ zur Welle erfolgen soll. Die Drehverbindung erfolgt also reibschlüssig. Es kommt nicht – wie bei den eingangs genannten Lösungen gemäß dem Stand der Technik – ein verzahntes Bauteil zum Einsatz, das einen Formschluss herstellt.The The invention thus provides that by means of a clamping connection a rotation-set the idler gear relative to the shaft should be made. The rotary connection is thus frictional. It comes not - as in the solutions mentioned above according to the prior art - a toothed Component used, which produces a positive connection.
Vorzugsweise sind mehrere nebeneinander angeordnete hydraulisch dehnbare Elemente auf der Welle angeordnet, die zum Zusammenwirken mit jeweiligen Losrädern ausgebildet sind.Preferably are several juxtaposed hydraulically stretchable elements arranged on the shaft, which cooperate with each other Losrädern are formed.
Das mindestens eine hydraulisch dehnbare Element hat bevorzugt eine elastisch aufweitbare Dehnhülse nach Art eines Hydrodehnspannfutters, wie es bei Werkzeugmaschinen bekannt ist, die einen Hydraulikraum begrenzt, der mit einer Leitung für Hydraulikfluid in Verbindung steht. Die elastisch aufweitbare Dehnhülse kann dabei eine hohlzylindrische Gestalt haben und eine Bohrungsfläche des Losrads kontaktieren. Die hohlzylindrische, aufweitbare Dehnhülse kann sich dabei axial weitgehend über die gesamte Breite der Bohrungsfläche des Losrads erstrecken. Es kann aber alternativ auch vorgesehen werden, dass jedem Losrad zwei Dehnhülsen zugeordnet sind, die sich jeweils über Teile der axialen Erstreckung des Losrads erstrecken, wobei zwischen den beiden Dehnhülsen ein Lager angeordnet ist, das das Losrad relativ zur Welle lagert; bei dem Lager handelt es sich bevorzugt um ein Nadellager.The at least one hydraulically stretchable element preferably has one elastically expandable expansion sleeve in the manner of a hydraulic expansion chuck, such as it is known in machine tools that limits a hydraulic space, which communicates with a line for hydraulic fluid stands. The elastically expandable expansion sleeve can be a have hollow cylindrical shape and a bore surface contact the idler gear. The hollow cylindrical, expandable expansion sleeve can be axially largely over the entire width extend the bore surface of the idler gear. But it can alternatively also be provided that each idler gear two expansion sleeves are assigned, each extending over parts of the axial Extension of the idler gear extend, wherein between the two expansion sleeves a bearing is arranged which supports the idler gear relative to the shaft; The bearing is preferably a needle bearing.
Jedem Losrad können gemäß einer alternativen Ausgestaltung auch zwei Dehnhülsen zugeordnet sein, die seitlich neben dem Losrad angeordnet sind und die jeweils eine Stirnseite des Losrads kontaktieren.Each idler wheel can according to an alterna tive embodiment also be associated with two expansion sleeves, which are arranged laterally next to the idler gear and each contact an end face of the idler gear.
Die mindestens eine Leitung für Hydraulikfluid kann zumindest teilweise im Inneren der Welle verlaufen. Insbesondere kann vorgesehen werden, dass mehrere Leitungen für Hydraulikfluid auf verschiedenen Durchmessern im Inneren der Welle verlaufen, wobei die Leitungen axial endseitig in Ringkammern münden, die in die Welle eingearbeitet sind. Die diversen Ringkammern werden dann mit Druckfluid (Hydrauliköl) beaufschlagt, wobei in Abhängigkeit von der mit Druck beaufschlagten Kammer ein entsprechendes Losrad mit der Welle drehgekoppelt wird. Die Ringkammern können dabei mit einem Verteilelement in Verbindung stehen, über das Hydraulikfluid zugeführt werden kann. In dem Verteilelement kann mindestens ein linear beweglicher Aktuator angeordnet sein, der Hydraulikfluid komprimiert.The at least one line for hydraulic fluid can at least partially run inside the shaft. In particular, can be provided be that several lines for hydraulic fluid on different Diameters run inside the shaft, with the lines axially end in annular chambers open into the shaft are incorporated. The various annular chambers are then filled with pressurized fluid (hydraulic oil) acted upon, depending on the pressurized Chamber a corresponding idler gear is rotationally coupled to the shaft. The annular chambers can with a distribution element in Connection, supplied via the hydraulic fluid can be. In the distribution element can be at least one linearly movable Be arranged actuator that compresses hydraulic fluid.
Zwischen der Hydraulikleitung und dem genannten linear beweglichen Aktuator kann eine Membran angeordnet sein.Between the hydraulic line and said linearly movable actuator a membrane can be arranged.
Der Aktuator ist nach einer möglichen Ausgestaltung ein Schraubelement, das in einem Gewinde im Verteilelement sitzt. Wird die Schraube von einem geeigneten Stellmotor gedreht, wird Hydraulikdruck aufgebaut, der die Klemmung zwischen Losrad und Welle einleitet bzw. herstellt.Of the Actuator is according to a possible embodiment, a screw, which sits in a thread in the distribution element. Will the screw rotated by a suitable servomotor, hydraulic pressure is built up, which initiates or produces the clamping between idler gear and shaft.
Der Aktuator kann alternativ auch als Kolben ausgebildet sein, der mit einem piezoelektrischen Verstellelement verstellbar ist. Entsprechend wird bei der Beaufschlagung des Piezoelements mit Elektrizität der Druck im Hydrauliköl aufgebaut.Of the Actuator may alternatively be designed as a piston with a piezoelectric adjusting element is adjustable. Corresponding becomes when the piezoelectric element with electricity the pressure built up in the hydraulic oil.
Die mindestens eine Leitung für Hydraulikfluid kann gemäß einer alternativen Bauform auch axial neben einem Losrad in den Hydraulikraum des hydraulisch dehnbaren Elements einmünden.The at least one line for hydraulic fluid can according to a alternative design also axially next to a loose wheel in the hydraulic chamber of the hydraulically extensible element open.
Zur Erzeugung gewünschter Reibungseigenschaft kann schließlich vorgesehen werden, dass die Oberfläche des hydraulisch dehnbaren Elements mit einer geeigneten Beschichtung versehen ist.to Generation of desired frictional property may eventually be provided that the surface of the hydraulic stretchable element is provided with a suitable coating.
Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung einer Synchronisiereinrichtung wird es möglich, auf den Einsatz komplexer Bauteile mit Verzahnungen zu verzichten. Die Hydrodehnelemente bauen sehr klein, so dass insgesamt eine kompakte Bauweise ermöglicht wird, die auch relativ leicht ist.With the proposed embodiment of a synchronizer It becomes possible to rely on the use of complex components To avoid toothing. The hydraulic expansion elements are very small, so that overall a compact design is made possible which is also relatively easy.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In The drawings are embodiments of the invention shown. Show it:
Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description the figures
In
den
Die
Einrichtung umfasst eine Welle
Die
hydraulisch dehnbaren Elemente
Wie
in den
Die
Ansteuerung der verschiedenen Dehnhülsen
Wie
bei der Lösung gemäß
Dies
ist jedoch nicht zwingend, wie aus
In
den beiden axialen Seitenbereichen des Losrads
Eine
weitere alternative Lösung ist in
Da
die hydraulisch dehnbaren Elemente
Bei
der Lösung gemäß
Zur
Erzeugung des Hydraulikdrucks zum Aufdehnen der Dehnhülsen
kann dasselbe Verfahren eingesetzt werden, wie es für Hydrodehnspanndorne bzw.
Hydrodehnspannfutter bei Werkzeugmaschinen bekannt ist. Im Ausführungsbeispiel
gemäß
Bei
der Beaufschlagung der hydraulisch dehnbaren Elemente können
Drehzahlen zwischen den Rädern
Bei der Montage wird das hydraulisch dehnbare Element mit der Dehnhülse zunächst auf der Welle montiert und verdrehsicher mit dieser verbunden. Dann wird das Losrad auf die Dehnhülse drehbar aufgeschoben. Das letzte Losrad wird durch einen Sicherungsring axial gesichert. Dann wird der Drehverteiler mit der Aktuatorik (z. B. Elektromotor mit Druckbolzen oder Pumpe) mit der Welle verbunden.at The assembly becomes the hydraulically stretchable element with the expansion sleeve initially mounted on the shaft and against rotation with this connected. Then the idler gear is rotatable on the expansion sleeve postponed. The last idler gear is through a circlip axially secured. Then the rotary distributor with the actuator (eg electric motor with pressure pin or pump) connected to the shaft.
Für die Aktuatorik sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, wie bereits ausgeführt wurde.For the actuators are conceivable different ways as already stated.
Vorgesehen werden kann z. B. eine Pumpe, die die gewünschte Druckleitung am Drehverteiler mit Druck beaufschlagt.Intended can be z. B. a pump, the desired pressure line pressurized at the rotary distributor.
Weiter
ist – wie in
Der Druckbolzen kann auch durch Piezoelemente bewegt werden.Of the Pressure pin can also be moved by piezo elements.
Eingesetzt werden kann auch eine Membran statt eines Druckbolzens.used can also be a membrane instead of a pressure bolt.
- 11
- Synchronisiereinrichtungsynchronizer
- 22
- LosradLosrad
- 33
- LosradLosrad
- 44
- LosradLosrad
- 55
- LosradLosrad
- 66
- Wellewave
- 77
- hydraulisch dehnbares Elementhydraulic elastic element
- 7'7 '
- hydraulisch dehnbares Elementhydraulic elastic element
- 7''7 ''
- hydraulisch dehnbares Elementhydraulic elastic element
- 88th
- hydraulisch dehnbares Elementhydraulic elastic element
- 99
- hydraulisch dehnbares Elementhydraulic elastic element
- 1010
- hydraulisch dehnbares Elementhydraulic elastic element
- 1111
- Dehnhülseexpansion sleeve
- 11'11 '
- Dehnhülseexpansion sleeve
- 11''11 ''
- Dehnhülseexpansion sleeve
- 11'''11 '' '
- Dehnhülseexpansion sleeve
- 11''''11 '' ''
- Dehnhülseexpansion sleeve
- 1212
- Leitung für Hydraulikfluidmanagement for hydraulic fluid
- 1313
- Bohrungsflächebore surface
- 1414
- Lagercamp
- 1515
- Stirnseitefront
- 1616
- Stirnseitefront
- 1717
- Ringkammerannular chamber
- 1818
- Verteilelement (Drehverteiler)distributor (Rotary distributor)
- 1919
- Aktuatoractuator
- 2020
- Hydraulikraumhydraulic chamber
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - US 4055240 [0003] - US 4055240 [0003]
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Legal Events
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