DE102007036104B4

DE102007036104B4 - Synchronizer for a change-speed gearbox

Info

Publication number: DE102007036104B4
Application number: DE102007036104.3A
Authority: DE
Inventors: Carsten Rheinsberg
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2019-03-07
Anticipated expiration: 2027-08-02
Also published as: DE102007036104A1

Abstract

Synchronisiereinrichtung (1) für ein Zahnräderwechselgetriebe, mit der mindestens ein Losrad (2) relativ zu einer Welle (3) wahlweise drehbar gehalten oder drehfest gelegt werden kann, wobei die Synchronisiereinrichtung (1) zur Drehzahlangleichung zwischen Losrad (2) und Welle (3) eine auf der Welle (3) axial verschiebliche Schiebemuffe (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiereinrichtung (1) weiterhin aufweist:
ein in das Losrad (2) oder in ein mit dem Losrad drehfest verbundenes Bauteil eingearbeitete Ausnehmung (5), die an einer radial außenliegenden Begrenzungsfläche eine Profilierung (6) aufweist, und
eine drehfest mit der Welle (2) verbundene, jedoch axial verschieblich auf der Welle (2) angeordnete Federscheibe (7), die in ihrem radial außenliegenden Bereich eine zur Profilierung (6) der Ausnehmung (5) kongruente Profilierung (8) aufweist,
wobei die Federscheibe (7) so ausgebildet ist, dass sie sich bei der Beaufschlagung mit einer Axialkraft durch die Schiebemuffe (4) radial so aufweiten kann, dass die Profilierung (8) der Federscheibe (7) ausgehend von einer noch nicht in die Profilierung (6) der Ausnehmung (5) eingreifenden Stellung (ro) durch radiale Aufweitung in die Profilierung (6) der Ausnehmung (5) eingreift (r₁).

Synchronizing device (1) for a change-speed gearbox with which at least one idler gear (2) can be rotatably held relative to a shaft (3) or rotationally fixed, wherein the synchronizer (1) for speed matching between idler gear (2) and shaft (3) an on the shaft (3) axially displaceable sliding sleeve (4), characterized in that the synchronizing device (1) further comprises:
a in the idler gear (2) or in a rotationally fixedly connected to the idler gear member incorporated recess (5) having a profiling on a radially outer boundary surface (6), and
a non-rotatably connected to the shaft (2), but axially displaceable on the shaft (2) arranged spring washer (7) in its radially outer region for profiling (6) of the recess (5) congruent profiling (8),
wherein the spring disc (7) is designed such that it can expand radially when the thrust sleeve (4) is subjected to an axial force in such a way that the profiling (8) of the spring disc (7) does not start in the profiling (FIG. 6) of the recess (5) engaging position (ro) by radial expansion in the profiling (6) of the recess (5) engages (r ₁ ).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe, mit der mindestens ein Losrad relativ zu einer Welle wahlweise drehbar gehalten oder drehfest gelegt werden kann, wobei die Synchronisiereinrichtung zur Drehzahlangleichung zwischen Losrad und Welle eine auf der Welle axial verschiebliche Schiebemuffe umfasst.The invention relates to a synchronizer for a change-speed gearbox with which at least one idler gear can be held rotatably relative to a shaft or rotationally fixed, wherein the synchronizing device for speed matching between idler gear and shaft comprises an axially displaceable on the shaft sliding sleeve.

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.A synchronizer is used to shift gear wheels in a transmission. In this case, in a widespread type of device, an arrangement of synchronizer rings is associated with a gear wheel. The arrangement has at least two and often three synchronizing rings, namely a synchronous inner ring, a synchronous outer ring and a synchronous intermediate ring arranged therebetween.

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 Umfangsrichtung 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.The synchronizer rings are along the axis of rotation of the transmission shaft or along the axis of rotation of the synchronizer rings pushed into one another, that the synchronous outer ring comprises the synchronous inner ring in the circumferential direction. Each synchronizer ring has at least one annular surface, with which during the synchronization of the rotational speeds of the transmission shaft with the rotational speeds of the gear wheels to be switched a frictional contact with another annular surface is produced. Each of the friction surfaces is located on one of the synchronizer rings of a friction surface of another synchronizer ring.

Beispiele für eine gattungsgemäße Synchronisiereinrichtung sind in der EP 0 897 068 B1 , in der EP 0 907 838 B1 , in der DE 43 24 815 A1 , in der DE 43 24 814 A1 und in der DE 195 06 988 A1 beschrieben.Examples of a generic synchronizer are in the EP 0 897 068 B1 , in the EP 0 907 838 B1 , in the DE 43 24 815 A1 , in the DE 43 24 814 A1 and in the DE 195 06 988 A1 described.

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. Weiterhin haben vorbekannte Lösungen häufig ein relativ hohes Gewicht. Schließlich ist oft auch ein hoher Abstimmungsaufwand erforderlich, um die Synchronisiereinrichtung präzise betreiben zu können.A disadvantage of these prior art devices that they have a relatively large number of components that must be made relatively expensive in part. This applies in particular to the components equipped with toothings. The production of the precise shape of the teeth is complex and therefore expensive. Furthermore, previously known solutions often have a relatively high weight. Finally, a high coordination effort is often required to operate the synchronizer precise.

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 mit einer vereinfachten Funktion zu bewerkstelligen, was insbesondere in manuellen oder automatisierten Schaltgetrieben von Fahrzeugen erfolgen soll. Dabei sollen die benötigten Bauteile möglichst einfach ausgestaltet sein, um sie preiswert herstellen zu können. Dennoch soll reproduzierbar eine Drehzahldifferenz zwischen zwei Bauteilen ausgeglichen und die drehmomentübertragende Verbindung zwischen einem Losrad und einer Welle geschaltet werden können.The present invention has the object, a synchronization device of the type mentioned in such a way that it is possible with fewer components to accomplish the synchronization with a simplified function, which should be done especially in manual or automated manual transmissions of vehicles. The required components should be as simple as possible in order to produce inexpensive. Nevertheless, a speed difference between two components should be reproducibly compensated and the torque-transmitting connection between a loose wheel and a shaft can be switched.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiereinrichtung weiterhin aufweist: ein in das Losrad oder in ein mit dem Losrad drehfest verbundenes Bauteil eingearbeitete, vorzugsweise zylindrisch oder hohlzylindrisch ausgebildete Ausnehmung, die an einer radial außenliegenden Begrenzungsfläche eine Profilierung aufweist, und eine drehfest mit der Welle verbundene, jedoch axial verschieblich auf der Welle angeordnete Federscheibe, die in ihrem radial außenliegenden Bereich eine zur Profilierung der Ausnehmung kongruente Profilierung aufweist, wobei die Federscheibe so ausgebildet ist, dass sie sich bei der Beaufschlagung mit einer Axialkraft durch die Schiebemuffe radial so aufweiten kann, dass die Profilierung der Federscheibe ausgehend von einer noch nicht in die Profilierung der Ausnehmung eingreifenden Stellung durch radiale Aufweitung in die Profilierung der Ausnehmung eingreift.The solution of this problem by the invention is characterized in that the synchronizing device further comprises: in the idler gear or in a rotatably connected to the idler gear member incorporated, preferably cylindrical or hollow cylindrical recess having a profiling on a radially outer boundary surface, and a non-rotatably connected to the shaft, but axially displaceable on the shaft arranged spring washer, which has a congruent for profiling the recess profiling in its radially outer region, wherein the spring washer is formed so that it is exposed to an axial force through the sliding sleeve can radially expand so that the profiling of the spring washer, starting from a position not yet engaging in the profiling of the recess engages by radial expansion in the profiling of the recess.

Dabei sieht eine erste Weiterbildung vor, dass die Profilierung der Ausnehmung und der Federscheibe zahnförmig ausgebildet ist.Here, a first development provides that the profiling of the recess and the spring washer is tooth-shaped.

Die Federscheibe ist im nicht belasteten Zustand im Radialschnitt vorzugsweise S-förmig bzw. Z-förmig ausgebildet.The spring washer is in the unloaded state in the radial section preferably S-shaped or Z-shaped.

Die Federscheibe hat dabei vorzugsweise in ihrem radial innen liegenden Bereich eine Innenprofilierung, die kongruent zu einer Außenprofilierung der Welle ausgebildet ist. Damit kann die Federscheibe - drehfest mit der Welle verbunden - in axiale Richtung der Welle auf dieser verschoben werden.The spring washer preferably has in its radially inner region an inner profiling which is designed to be congruent to an outer profiling of the shaft. Thus, the spring washer - rotatably connected to the shaft - be moved in the axial direction of the shaft on this.

Die Federscheibe weist bevorzugt an ihrer der Ausnehmung zugewandten Stirnfläche ein Reibelement auf. Die Ausnehmung weist ebenfalls mit Vorteil an der der Federscheibe zugewandten Begrenzungsfläche ein Reibelement auf. Dabei sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die radiale Erstreckung des Reibelements der Begrenzungsfläche größer ist als die radiale Erstreckung des Reibelements der Federscheibe. Damit wird sichergestellt, dass auch bei einer radialen Aufweitung der Federscheibe deren Reibelement stets in Kontakt mit dem Reibelement in der Ausnehmung bleibt. Die Reibelemente von Federscheibe bzw. Begrenzungsfläche der Ausnehmung sind bevorzugt als Reibring ausgebildet.The spring washer preferably has a friction element on its end face facing the recess. The recess also advantageously has a friction element on the boundary surface facing the spring disk. In this case, a preferred embodiment of the invention provides that the radial extension of the friction element of the boundary surface is greater than the radial extent of the friction element of the spring washer. This ensures that even with a radial expansion of the spring washer whose friction element always in contact with the friction element in the recess remains. The friction elements of spring washer or boundary surface of the recess are preferably formed as a friction ring.

Um das radiale Aufweiten der Federscheibe zu vereinfachen, kann diese Einschnitte und/oder Ausnehmungen aufweisen. Die Einschnitte bzw. Ausnehmungen in der Federscheibe können dabei schlitzförmig ausgebildet sein. Sie können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in radiale Richtung oder in einem Winkel zur radialen Richtung verlaufen.In order to simplify the radial expansion of the spring washer, these cuts and / or recesses may have. The cuts or recesses in the spring washer can be slit-shaped. They may according to a preferred embodiment of the invention in the radial direction or at an angle to the radial direction.

Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung einer Synchronisiereinrichtung wird es möglich, auf den Einsatz komplexer verzahnter Bauteile zu verzichten. Die vorgeschlagene Anordnung baut relativ klein, so dass insgesamt eine kompakte Bauweise ermöglicht wird, die auch relativ leicht ist.With the proposed embodiment of a synchronizer, it is possible to dispense with the use of complex toothed components. The proposed arrangement is relatively small, so that a total of a compact design is made possible, which is also relatively easy.

Die Federscheibe kann in kostengünstiger Weise aus Federstahl durch einen Tiefzieh- und Stanzvorgang hergestellt werden.The spring washer can be inexpensively made of spring steel by a deep drawing and stamping process.

Es wird also eine Vereinfachung und Reduzierung der Bauteile erreicht, was zu einer vorteilhaften Kostenreduzierung führt.Thus, a simplification and reduction of the components is achieved, which leads to an advantageous cost reduction.

Figurenlistelist of figures

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

1 eine geschnittene perspektivische Ansicht einer Synchronisiereinrichtung mit zwei Losrädern auf einer Welle, aus einer ersten Position betrachtet,
2 die geschnittene perspektivische Ansicht einer Synchronisiereinrichtung gemäß 1, aus einer zweiten Position betrachtet, und
3 den Radialschnitt durch die Synchronisiereinrichtung gemäß 1 bzw. 2, wobei eine Federscheibe einmal in einer ausgerückten und einmal in einer eingerückten Stellung dargestellt ist.

In the drawings, an embodiment of the invention is shown. Show it:

1 3 is a sectional perspective view of a synchronizer with two idler gears on a shaft as viewed from a first position;
2 the sectional perspective view of a synchronizer according to 1 , viewed from a second position, and
3 the radial section through the synchronizer according to 1 respectively. 2 , wherein a spring washer is shown once in a disengaged and once in an engaged position.

Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

In den 1 bis 3 ist eine Synchronisiereinrichtung 1 zu sehen. Auf einer Welle 3 (Getriebewelle) sind hier zwei Losräder 2 angeordnet, die relativ zur Welle 3 drehbar angeordnet sind. Hierfür ist jeweils ein Nadellager 15 vorgesehen, das das Losrad 2 auf der Welle 3 lagert. Zur Schaltung eines der beiden Losräder 2 mit der Welle 3, d. h. zur Herstellung eines drehfesten Verbunds zwischen einem der Lösräder 2 und der Welle 3, wird eine Schiebemuffe 4 betätigt. Die Schiebemuffe 4 sitzt drehfest, jedoch axial verschieblich auf der Welle 3, wozu die Welle 3 eine Außenprofilierung 10 aufweist und die Schiebemuffe 4 an ihrem Sitz auf der Welle eine kongruente Profilierung. Zur axialen Bewegung der Schiebemuffe 4 greift eine nicht dargestellte Schaltgabel in eine Ringnut 16 am Außenumfang der Schiebemuffe 4 in bekannter Weise ein.In the 1 to 3 is a synchronizer 1 to see. On a wave 3 (Transmission shaft) here are two loose wheels 2 arranged, relative to the shaft 3 are rotatably arranged. For this purpose, a needle bearing is in each case 15 provided that the idler wheel 2 on the wave 3 outsourced. To switch one of the two loose wheels 2 with the wave 3 , ie for producing a rotationally fixed connection between one of the release wheels 2 and the wave 3 , is a sliding sleeve 4 actuated. The sliding sleeve 4 sits non-rotatably, but axially displaceable on the shaft 3 What the wave is for 3 an external profiling 10 has and the sliding sleeve 4 at their seat on the shaft a congruent profiling. For axial movement of the sliding sleeve 4 engages a shift fork, not shown, in an annular groove 16 on the outer circumference of the sliding sleeve 4 in a known manner.

Vor der Herstellung der drehfesten Verbindung zwischen Welle 3 und Losrad 2 müssen die beiden Bauteile in Gleichlauf gebracht werden, d. h. ein Synchronisiervorgang muss stattfinden. Hierfür ist folgende Ausgestaltung der Einrichtung 1 vorgesehen:Before making the non-rotatable connection between shaft 3 and idler gear 2 the two components must be brought into synchronism, ie a synchronization must take place. For this purpose, the following embodiment of the device 1 intended:

Jedem Losrad 2 ist eine Federscheibe 7 zugeordnet, die sowohl zum Synchronisieren als auch zur Herstellung eines formschlüssigen drehfesten Verbundes zwischen der Welle 3 und dem Losrad 2 dient. Bei der Federscheibe 7 handelt es sich um ein tellerfederartiges Element auf Federstahl. In den 1 und 2 ist der Zustand gezeigt, in dem keines der beiden Losräder 2 mit der Welle 3 geschaltet ist. In 3 ist die Federscheibe 7 zwei Mal eingezeichnet, nämlich in der linken Stellung (Stellung A: ausgerückte Stellung) in der nicht geschalteten Position und in der rechten Stellung (Stellung B: eingerückte Stellung) in der geschalteten Position. In der nicht geschalteten Position A besteht also kein Drehverbund zwischen Welle 3 und Losrad 2, während in der geschalteten Position B eine formschlüssige Drehverbindung zwischen Welle 3 und Losrad 2 hergestellt ist.Every idler wheel 2 is a spring washer 7 associated, both for synchronizing and for producing a positive rotationally fixed bond between the shaft 3 and the idler wheel 2 serves. At the spring washer 7 it is a plate spring-like element on spring steel. In the 1 and 2 the condition is shown in which neither of the two idler gears 2 with the wave 3 is switched. In 3 is the spring washer 7 twice drawn, namely in the left position (position A : disengaged position) in the non-switched position and in the right position (position B : engaged position) in the switched position. In the non-switched position A So there is no rotary joint between shaft 3 and idler gear 2 while in the switched position B a positive rotational connection between the shaft 3 and idler gear 2 is made.

Wie am besten in 3 zu sehen ist, hat die Federscheibe 7 in der kraftfreien Stellung A im Radialschnitt eine S-förmige oder Z-förmige Gestalt. Ein radial innen liegender Abschnitt der Federscheibe 7 ist mit einer Innenprofilierung 9 versehen, die kongruent zu der Außenprofilierung 10 (Zahnprofil) der Welle 3 ist. Demgemäß ist die Federscheibe 7 axial auf der Welle 3 beweglich bzw. verschiebbar, jedoch nicht drehbar angeordnet.How best in 3 can be seen, has the spring washer 7 in the force-free position A in radial section an S-shaped or Z-shaped figure. A radially inner portion of the spring washer 7 is with an internal profiling 9 provided, which is congruent to the external profiling 10 (Tooth profile) of the shaft 3 is. Accordingly, the spring washer 7 axially on the shaft 3 movable or displaceable, but not rotatably arranged.

In ihrem radial außen liegenden Bereich ist die Federscheibe 7 mit einer Profilierung 8 in Form einer Verzahnung versehen, wie es in den 1 und 2 zu erkennen ist. Ist die Federscheibe 7 frei von äußeren Kräften, hat sie einen Außenradius r₀ , wie es aus 3 hervorgeht.In its radially outer region is the spring washer 7 with a profiling 8th provided in the form of a toothing, as in the 1 and 2 can be seen. Is the spring washer 7 free from external forces, it has an outer radius r ₀ how it looks 3 evident.

In die der Schiebemuffe 4 zugewandte Stirnseite des Losrads 2 ist eine zylindrische oder hohlzylindrische Ausnehmung 5 eingearbeitet; in 3 ist eine ringnutartige Ausnehmung 5 zu erkennen, die sich über eine gewisse radiale Erstreckung des Losrads 2 ausdehnt. Der radial äußere Bereich dieser Ausnehmung 5 ist mit einer Profilierung 6 versehen, s. am besten 1 und 2, die ebenfalls nach Art einer Verzahnung ausgeführt ist, wobei die äußere Profilierung 8 der Federscheibe 7 und die Profilierung 6 der Ausnehmung 5 zueinander passend sind, d. h. kongruent ausgebildet.In the sliding sleeve 4 facing end face of the idler gear 2 is a cylindrical or hollow cylindrical recess 5 incorporated; in 3 is a ringnutartige recess 5 to recognize that extends over a certain radial extent of the idler gear 2 expands. The radially outer region of this recess 5 is with a profiling 6 provided, s. preferably 1 and 2 , which is also designed in the manner of a toothing, wherein the outer profiling 8th the spring washer 7 and the profiling 6 the recess 5 are matching each other, that is formed congruent.

Wie am besten aus 3 hervorgeht, ist weiterhin vorgesehen, dass die Federscheibe 7 an ihrer Stirnfläche 11, die dem Losrad 2 zugewandt ist, ein Reibelement 12 trägt, das ringförmig ausgebildet ist. Gleichermaßen ist an der stirnseitigen Begrenzungsfläche 13 der Ausnehmung 5 ein Reibelement 14 angebracht. Das Reibelement 14 hat dabei eine größere radiale Erstreckung als das Reibelement 12.How best 3 it is further envisaged that the spring washer 7 on her face 11 , the idler wheel 2 facing, a friction element 12 carries, which is annular. Equally, at the frontal boundary surface 13 the recess 5 a friction element 14 appropriate. The friction element 14 has a greater radial extent than the friction element 12 ,

Der Synchronisiervorgang wird wie folgt durchgeführt:The synchronization process is carried out as follows:

Zum Synchronisieren der Drehbewegungen zwischen der Welle 3 und dem Losrad 2 und zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen diesen beiden Bauteilen 2, 3 wird die Schiebemuffe 4 mittels einer Schaltgabel axial verschoben. Hierdurch wird eine axial wirkende Betätigungskraft F auf die Federscheibe 7 übertragen und diese in Richtung Ausnehmung 5 im Losrad 2 geschoben. Der Außenradius der Federscheibe r₀ ist hier noch so klein, dass die Federscheibe 7 mit ihrer Profilierung 8 in die Ausnehmung 5 eintreten kann, ohne mit der Profilierung 6 der Ausnehmung 5 zu kollidieren.To synchronize the rotational movements between the shaft 3 and the idler wheel 2 and for producing a rotationally fixed connection between these two components 2 . 3 becomes the sliding sleeve 4 axially displaced by means of a shift fork. As a result, an axially acting actuation force F on the spring washer 7 transferred and this towards the recess 5 in idler gear 2 pushed. The outer radius of the spring washer r ₀ here is still so small that the spring washer 7 with their profiling 8th into the recess 5 can occur without profiling 6 the recess 5 to collide.

Ist die Federscheibe 7 mittels der Schiebemuffe 4 in die Ausnehmung 5 eingeschoben, kontaktiert das Reibelement 12 an der Federscheibe 7 das Reibelement 14 in der Ausnehmung 5, so dass es infolge der von der Schiebemuffe 4 aufgebrachten Betätigungskraft F zu einer Reibkraft zwischen den Reibelementen 12, 14 kommt, die eine Relativbewegung (relative Drehung) zwischen der Welle 3 und dem Losrad 2 bremst, d. h. die beiden Bauteile 2, 3 werden synchronisiert.Is the spring washer 7 by means of the sliding sleeve 4 into the recess 5 inserted, contacted the friction element 12 on the spring washer 7 the friction element 14 in the recess 5 , so it's due to the sliding sleeve 4 applied operating force F to a frictional force between the friction elements 12 . 14 comes from a relative movement (relative rotation) between the shaft 3 and the idler wheel 2 Brakes, ie the two components 2 . 3 will be synchronized.

Die Schiebemuffe 4 schiebt indes die Federscheibe 7 weiter in die Ausnehmung 5 hinein. Nach Anlage des Reibelements 12 am Reibelement 14 hat dies zur Folge, dass sich die Federscheibe 7 verformt und allmählich - ausgehend von der linken Darstellung in 3 - die Form einnimmt, die in der rechten Darstellung in 3 illustriert ist. D. h. die Federscheibe 7 wird so verformt, dass sie insgesamt eine flachere Form einnimmt, was wiederum zur Folge hat, dass sich der Außenradius der Federscheibe 7 aufweitet. In 3 ist zu erkennen, dass der Außenradius r₀ der Federscheibe 7 im unverformten Zustand infolge der Beaufschlagung mit der Betätigungskraft F einen größeren Wert r₁ einnimmt, der so groß ist, dass nunmehr die Profilierung 8 der Federscheibe 7 in die korrespondierende Profilierung 6 in der Ausnehmung 5 eingreift. Hierdurch ist der formschlüssige drehfeste Verbund zwischen der Welle 3 und dem Losrad 2 hergestellt.The sliding sleeve 4 pushes the spring washer, however 7 further into the recess 5 into it. After installation of the friction element 12 on the friction element 14 this has the consequence that the spring washer 7 deformed and gradual - starting from the left representation in 3 - takes the form shown in the right-hand illustration in 3 is illustrated. Ie. the spring washer 7 is deformed so that it takes a flatter overall shape, which in turn has the consequence that the outer radius of the spring washer 7 expands. In 3 it can be seen that the outer radius r ₀ the spring washer 7 in the undeformed state as a result of the application of the actuating force F a greater value r ₁ which is so large that now the profiling 8th the spring washer 7 in the corresponding profiling 6 in the recess 5 intervenes. As a result, the positive rotationally fixed connection between the shaft 3 and the idler wheel 2 produced.

Nicht näher dargestellt ist, dass die Federscheibe 7 mit Ausnehmungen bzw. Schlitzen versehen ist, die bewirken, dass keine übermäßig großen Betätigungskräfte F erforderlich sind, um die erläuterte Verformung der Federscheibe 7 zu bewerkstelligen.Not shown in detail is that the spring washer 7 is provided with recesses or slots, which cause no excessive operating forces F are required to the explained deformation of the spring washer 7 to accomplish.

Zum Gangwechsel wird also - zusammengefasst gesagt - die Schiebemuffe 4 auf der Außenprofilierung (Außenverzahnung) 10 der Welle 3 axial in Richtung auf das Losrad 2 verschoben, wodurch die Federscheibe 7 in die Ausnehmung 5 eingeschoben und dann radial so aufgeweitet wird, dass Formschluss zwischen der Federscheibe und dem Losrad 2 vorliegt. Schon vor dem Eintritt der Profilierung 8 der Federscheibe 7 in die korrespondierende Profilierung 6 der Ausnehmung 5 infolge der radialen Aufweitung kommt es aufgrund der sich kontaktierenden Reibbeläge 12, 14 im Zusammenwirken mit der Betätigungskraft F zu einer Drehzahlangleichung (Synchronisierung) der Welle 3 und des Losrades 2. Ständiger Reibschluss zwischen der Federscheibe 7 und dem Losrad 2 ist dadurch sichergestellt, dass sich das Reibelement 14 in der Ausnehmung 5 radial weiter ausdehnt als das Reibelement 12 der Federscheibe 7, so dass auch bei der radialen Aufweitung der Federscheibe 7 stets der Kontakt zwischen den Reibelementen 12, 14 aufrecht erhalten wird. Die Federscheibe 7 ist dabei so abgestimmt, dass sie sich, wenn die axiale Betätigungskraft F einen definierten Wert erreicht, so weit spreizt, dass ihre Außenverzahnung in die Innenverzahnung der Losradtasche einspuren kann, wodurch dann - wie erläutert - das Drehmoment durch Formschluss übertragen werden kann.For gear change is so - in summary - the sliding sleeve 4 on the external profiling (external toothing) 10 the wave 3 axially in the direction of the idler gear 2 shifted, causing the spring washer 7 into the recess 5 inserted and then radially expanded so that positive engagement between the spring washer and the idler gear 2 is present. Even before the profiling 8th the spring washer 7 in the corresponding profiling 6 the recess 5 due to the radial expansion occurs due to the contacting friction linings 12 . 14 in cooperation with the operating force F to a speed equalization (synchronization) of the shaft 3 and the idler wheel 2 , Constant frictional engagement between the spring washer 7 and the idler wheel 2 This ensures that the friction element 14 in the recess 5 radially further expands than the friction element 12 the spring washer 7 , so that even with the radial expansion of the spring washer 7 always the contact between the friction elements 12 . 14 is maintained. The spring washer 7 is tuned so that it, when the axial operating force F reaches a defined value, spreads so far that their external teeth can mesh in the internal teeth of the idler gear, which then - as explained - the torque can be transmitted by positive locking.

Im geschalteten Zustand muss die Schiebemuffe 4 axial arretiert werden, um die Federscheibe 7 in der Position B zu halten.In the switched state, the sliding sleeve must 4 axially locked to the spring washer 7 in the position B to keep.

Vorteilhaft ist, dass die Federscheibe 7 bei der Lösung der Arretierung, d. h. beim Zurückziehen der Schiebemuffe 4 für eine selbsttätig Trennung des Formschlusses zwischen der Welle 3 und dem Losrad 2 sorgt. Auf diese Weise können Gangwechsel (z. B. bei der Schaltung vom 1. Gang zum 2. Gang) sehr schnell erfolgen, da die Federwirkung der Federscheibe 7 die axiale Verschiebung der Schiebemuffe 4 unterstützt. Damit können auch die Schaltkräfte in vorteilhafter Weise reduziert werden.It is advantageous that the spring washer 7 in the solution of the lock, ie when retracting the sliding sleeve 4 for an automatic separation of the positive connection between the shaft 3 and the idler wheel 2 provides. In this way, gear changes (eg in the circuit from 1st gear to 2nd gear) can be done very quickly, since the spring action of the spring washer 7 the axial displacement of the sliding sleeve 4 supported. Thus, the switching forces can be reduced in an advantageous manner.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Synchronisiereinrichtungsynchronizer
22: LosradLosrad
33: Wellewave
44: Schiebemuffesliding sleeve
55: Ausnehmungrecess
66: Profilierungprofiling
77: Federscheibespring washer
88th: Profilierungprofiling
99: Innenprofilierunginternal profiling
1010: Außenprofilierung der WelleExternal profiling of the shaft
1111: Stirnflächeface
1212: Reibelementfriction
1313: Begrenzungsflächeboundary surface
1414: Reibelementfriction
1515: Nadellagerneedle roller bearings
1616: Ringnut ring groove
r₀ r ₀: Außenradius der Federscheibe im unverformten ZustandOuter radius of the spring washer in the undeformed state
r₁ r ₁: Außenradius der Federscheibe im verformten ZustandOuter radius of the spring washer in the deformed state
FF: axiale Betätigungskraftaxial actuation force
AA: ausgerückte Stellung der Federscheibedisengaged position of the spring washer
BB: eingerückte Stellung der Federscheibeengaged position of the spring washer

Claims

Synchronizing device (1) for a change-speed gearbox with which at least one idler gear (2) can be rotatably held relative to a shaft (3) or rotationally fixed, wherein the synchronizer (1) for speed matching between idler gear (2) and shaft (3) one on the shaft (3) axially displaceable sliding sleeve (4), characterized in that the synchronizing device (1) further comprises: in the idler gear (2) or in a rotatably connected to the idler gear member incorporated recess (5), the on a radially outer boundary surface has a profiling (6), and a non-rotatably connected to the shaft (2), but axially displaceable on the shaft (2) arranged spring washer (7) in its radially outer region for profiling (6) the recess (5) congruent profiling (8), wherein the spring disc (7) is formed so that it is exposed to the application of an axial force by the Sc Sliding sleeve (4) can expand radially so that the profiling (8) of the spring washer (7) starting from a not yet in the profiling (6) of the recess (5) engaging position (ro) by radial expansion into the profiling (6) the recess (5) engages (r ₁ ).

Synchronizer after Claim 1 , characterized in that the profiling (6, 8) of the recess (5) and the spring washer (7) is tooth-shaped.

Synchronizer after Claim 1 , characterized in that the spring disc (7) in the unloaded state in the radial section S-shaped or Z-shaped.

Synchronizer after Claim 1 , characterized in that the spring disc (7) in its radially inner region has an inner profiling (9) which is congruent to an outer profiling (10) of the shaft (2).

Synchronizer after Claim 1 , characterized in that the spring disc (7) on its the recess (5) facing end face (11) has a friction element (12).

Synchronizer after Claim 1 , characterized in that the recess (5) on the spring disc (7) facing boundary surface (13) has a friction element (14).

Synchronizer after Claim 5 and 6 , characterized in that the radial extent of the friction element (14) of the boundary surface (13) is greater than the radial extent of the friction element (12) of the spring washer (7).

Synchronizer after Claim 5 and 6 , characterized in that the friction element (12) of the spring washer (7) and / or the friction element (14) of the boundary surface (13) is designed as a friction ring.

Synchronizer after Claim 1 , characterized in that the spring washer (7) has cuts and / or recesses.

Synchronizer after Claim 9 , characterized in that the notches or recesses in the spring washer (7) are slot-shaped.

Synchronizer after Claim 10 , characterized in that the slots extend in the radial direction.

Synchronizer after Claim 10 , characterized in that the slots extend at an angle to the radial direction.