DE102010002932A1 - Synchronization unit for vehicle transmission, has synchronous body and synchronizer whose inclined surfaces are pushed by force acting along circumferential direction toward synchronous body such that working force component arises - Google Patents

Synchronization unit for vehicle transmission, has synchronous body and synchronizer whose inclined surfaces are pushed by force acting along circumferential direction toward synchronous body such that working force component arises Download PDF

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Abstract

The unit (2) has inclined surfaces (34, 36) provided at a synchronous body (4) and a synchronizer (8), where the synchronous body and the synchronizer contact with each other in a planar form. An elastic element (24) operating between the synchronous body and the synchronizer produces force that acts along a circumferential direction. The inclined surfaces of the synchronous body and the synchronizer are pushed by the force toward the synchronous body such that a working force component arises. The elastic element is arranged in a cam (18) of the synchronizer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Synchronisierung mit einer Einrichtung zur Vermeidung von Verlusten nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a synchronization with a device for avoiding losses according to the preamble of claim 1.

Synchronisierungen in Kraftfahrzeuggetrieben weisen häufig zwischen einem auf einer Getriebewelle drehfest angeordneten Synchronkörper und einem mit einem rotierenden Bauteil wie einem Zahnrad drehfest verbundenen Kupplungskörper einen Synchronring auf, der sich relativ gegenüber dem Synchronkörper und dem Kupplungskörper zumindest geringfügig um die Rotationsachse der Getriebewelle verdrehen kann.Synchronizations in motor vehicle transmissions often have between a rotatably mounted on a gear shaft synchronizer body and a rotatably connected to a rotating component such as a gear coupling body a synchronizer ring which can rotate relative to the synchronizer body and the coupling body at least slightly about the axis of rotation of the transmission shaft.

Eine Synchronisierung bekannter Bauart umfasst weiter eine Schiebemuffe, mit der der Synchronkörper und der Kupplungskörper zu einer Drehmomentübertragung drehfest verbunden werden können. Drehen sich Synchronkörper und Kupplungskörper vor der drehfesten Verbindung mit unterschiedlicher Drehzahl, dann ermöglicht der Synchronring eine Unterstützung der Drehzahlangleichung. Dazu weist der Synchronring und der Kupplungskörper je eine aufeinander abgestimmte, konusförmige Reibfläche auf. Über die Schiebemuffe werden die beiden Reibflächen aufeinandergedrückt, reiben aneinander und gleichen dadurch die Drehzahl an.A synchronization of known type further comprises a sliding sleeve, with which the synchronizer body and the coupling body can be rotatably connected to a torque transmission. If the synchronizer body and the coupling body rotate at different speeds in front of the non-rotatable connection, the synchronizer ring facilitates speed adaptation. For this purpose, the synchronizer ring and the coupling body each have a coordinated, conical friction surface. About the sliding sleeve, the two friction surfaces are pressed together, rub against each other and thereby equalize the speed.

Damit die beiden Reibflächen axial in Richtung der Rotationsachse aufeinandergedrückt werden können, bedarf es eines axialen Freiheitsgrades des Synchronringes. Sobald die drehfeste Verbindung zwischen Synchronkörper und Kupplungskörper wieder gelöst wird, führt dieser axiale Freiheitsgrad dazu, dass der Synchronring sich im Bauraum zwischen Synchronkörper und Kupplungskörper frei bewegen und dabei mit den benachbarten Bauteilen in Berührung geraten kann. Insbesondere kann es zu einer ungewollten Reibberührung der beiden Reibflächen an Synchronring und Kupplungskörper kommen. Dieser Kontakt erzeugt Schleppmomente und somit Durchtriebsverluste im Getriebe. Im Extremfall kann es zu starker lokaler Wärmeentwicklung kommen, verbunden mit Überhitzungserscheinungen an den Reibflächen und einer möglichen Schädigung des Reibbelags.Thus, the two friction surfaces can be axially pressed together in the direction of the axis of rotation, it requires an axial degree of freedom of the synchronizer ring. Once the non-rotatable connection between the synchronizer body and the coupling body is released again, this axial degree of freedom causes the synchronizer ring to move freely in the space between the synchronizer body and the coupling body and thereby come into contact with the adjacent components. In particular, there may be an undesired frictional contact of the two friction surfaces on the synchronizer ring and the coupling body. This contact generates drag torque and thus drive losses in the transmission. In extreme cases, it can lead to strong local heat development, associated with overheating phenomena on the friction surfaces and possible damage to the friction lining.

Aus dem Deutschen Gebrauchsmuster 78 26 830 U1 ist eine Synchronisierung bekannt geworden, die einen Synchronring aufweist, in dem Fliehgewichte angeordnet sind. Die Fliehgewichte werden durch die aus der Rotation resultierenden Fliehkräfte radial nach außen gedrückt. Dabei kommen die Fliehgewichte mit einer am Synchronkörper vorgesehenen geneigten Fläche in Kontakt, wodurch eine Kraftkomponente erzielt wird, die zur axialen Mitte der Synchronisierung gerichtet ist und den Synchronring vom Kupplungskörper weg in Richtung des Synchronkörpers zieht. Nachteilig an dieser Anordnung ist die Abhängigkeit von der Drehzahl der Getriebewelle, auf der die Synchronisierung angeordnet ist. Daher funktioniert die Anordnung erst bei hoher Drehzahl zuverlässig. Durch die Aufnahmen für die Fliehgewichte wird darüber hinaus der Synchronring auch entscheidend geschwächt.From the German utility model 78 26 830 U1 is a synchronization has become known which has a synchronizer ring, are arranged in the flyweights. The centrifugal weights are pressed radially outward by the centrifugal forces resulting from the rotation. The flyweights come with a provided on the synchronizer body inclined surface in contact, whereby a force component is achieved, which is directed to the axial center of the synchronization and pulls the synchronizer ring from the coupling body in the direction of the synchronizer body. A disadvantage of this arrangement is the dependence on the speed of the transmission shaft on which the synchronization is arranged. Therefore, the arrangement works reliably only at high speed. In addition, the synchronizer ring is significantly weakened by the recordings for the flyweights.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung aufzuzeigen, die bei einer Synchronisierung Verluste in der Synchronisierung verringert.The invention has for its object to provide a device that reduces synchronization losses in synchronization.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.The object is achieved by a device having the features of claim 1. Embodiments are the subject of dependent claims.

Gemäß der Erfindung ist eine Synchronisierung für ein Fahrzeuggetriebe vorgesehen, die eine Schiebemuffe, einen Synchronring, einen Kupplungskörper und einen Synchronkörper umfasst, der auf einem um eine Rotationsachse drehenden Bauteil angeordneten ist.According to the invention, a synchronization for a vehicle transmission is provided, which comprises a sliding sleeve, a synchronizer ring, a coupling body and a synchronizer body, which is arranged on a rotating member about a rotation axis.

Erfindungsgemäß ist an dem Synchronkörper und an dem Synchronring jeweils wenigstens eine geneigte Fläche vorgesehen. An diesen zur Umfangsrichtung der Synchronisierung geneigten Flächen berühren sich der Synchronkörper und der Synchronring flächig, also mit einem auf einer Fläche stattfindenden Kontakt. Wenigstens ein zwischen dem Synchronkörper und dem Synchronring wirkendes elastisches Element ist vorgesehen, das eine in Umfangsrichtung der Synchronisierung wirkende Kraft erzeugt und den Synchronring und den Synchronkörper tangential gegeneinander verspannt.According to the invention, in each case at least one inclined surface is provided on the synchronizer body and on the synchronizer ring. At these inclined to the circumferential direction of the synchronization surfaces of the synchronizer body and the synchronizer ring surface, so with a taking place on a surface contact. At least one acting between the synchronizer body and the synchronizer ring elastic element is provided which generates a force acting in the circumferential direction of the synchronizing force and the synchronizer ring and the synchronizer body clamped tangentially against each other.

Diese Kraft in Umfangsrichtung drückt die geneigten Flächen von Synchronkörper und Synchronring so aufeinander, dass an dem Synchronring eine in Richtung des Synchronkörpers wirkende Kraftkomponente entsteht. Diese Kraftkomponente drückt den Synchronring in Richtung des Synchronkörpers, so dass ein sicherer Spalt zwischen der konusförmigen Reibfläche des Synchronrings und der korrespondierenden konusförmigen Reibfläche am Kupplungskörper entsteht.This force in the circumferential direction presses the inclined surfaces of the synchronizer body and the synchronizer ring toward one another such that a force component acting in the direction of the synchronizer body is produced on the synchronizer ring. This force component pushes the synchronizer ring in the direction of the synchronizer body, so that a secure gap between the cone-shaped friction surface of the synchronizer ring and the corresponding conical friction surface is formed on the coupling body.

Während des Schaltvorgangs gleiten die geneigten Flächen aneinander vorbei und der Synchronring kann axial in Richtung auf den Kupplungskörper verschoben werden, bis die Reibflächen an Synchronring und Kupplungskörper aneinander anliegen und aneinander reiben können. Die Drehzahlangleichung von Synchronkörper und Kupplungskörper bleibt somit weiterhin erhalten.During the switching operation, the inclined surfaces slide past each other and the synchronizer ring can be axially displaced in the direction of the coupling body until the friction surfaces of synchronizer ring and coupling body abut each other and rub against each other. The speed adjustment of the synchronizer body and coupling body thus remains unchanged.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das elastische Element eine Feder und einen von der Feder beaufschlagten Bolzen umfasst, während in einer anderen Ausgestaltung das elastische Element aus einem Kunststoff gebildet ist.An embodiment of the invention provides that the elastic element comprises a spring and a spring loaded by the bolt, while in another embodiment, the elastic element is formed from a plastic.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Synchronring von dem elastischen Element in eine Sperrstellung der Synchronisierung gedrückt, was insbesondere bei derartigen Synchronisierungen vorteilhaft ist, die bei jedem Schaltvorgang die bereits vorliegende Sperrstellung der Verzahnungen benötigen.In an advantageous embodiment of the invention, the synchronizer ring is pressed by the elastic element in a locking position of the synchronization, which is particularly advantageous in such synchronizations, which require the already present blocking position of the teeth with each switching operation.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist derart ausgestaltet, dass das elastische Element in dem Synchronkörper angeordnet ist, während in einer alternativen Ausbildung das elastische Element in einem Nocken des Synchronrings angeordnet ist.An advantageous development of the invention is configured such that the elastic element is arranged in the synchronizer body, while in an alternative embodiment, the elastic element is arranged in a cam of the synchronizer ring.

Üblicherweise sind Synchronisierungen in einer doppelten Anordnung vorgesehen mit zwei axial an beiden Seiten eines Synchronkörpers angeordneten Synchronringen, die jeweils in eine Schaltrichtung mit einem zugehörigen Kupplungskörper zur Drehzahlangleichung in Verbindung treten und von einer gemeinsamen Schiebemuffe aktiviert werden. Aber auch einseitige Synchronisierungen können mit der erfinderischen Anordnung dargestellt werden.Usually, synchronizers are provided in a double arrangement with two axially arranged on both sides of a synchronizer body synchronizer rings, each in a switching direction with an associated coupling body for speed matching in connection and are activated by a common sliding sleeve. But one-sided synchronizations can be represented with the inventive arrangement.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to a drawing.

Es zeigen:Show it:

1 eine erste Darstellung der erfinderischen Anordnung 1 a first representation of the inventive arrangement

2 eine zweite Sicht der Anordnung nach der Darstellung der 1 2 a second view of the arrangement according to the representation of 1

3 einen Ausschnitt eines Synchronringes 3 a section of a synchronizer ring

Die 1 zeigt eine Synchronisierung 2 für ein Fahrzeuggetriebe. Dargestellt ist hier ein Synchronkörper 4, der radial innerhalb einer Schiebemuffe 6 angeordnet ist. Axial auf beiden Seiten des Synchronkorpers 4 sind zwei Synchronringe 8 und 10 vorgesehen, von denen der eine Synchronring 8 hier mit dem Kupplungskörper 12 in bekannter Weise zusammenwirken kann. In dem Synchronkörper 4 ist eine Einheit aus einer Feder 14 und einem Druckstück 16 angeordnet, von denen üblicherweise drei Einheiten am Umfang des Synchronkörpers 4 gleichmäßig verteilt vorgesehen sind. Das Druckstück 16 wird von der Feder 14 radial nach außen gegen die Innenseite der Schiebemuffe 6 gedrückt.The 1 shows a synchronization 2 for a vehicle transmission. Shown here is a synchronizer body 4 which radially inward of a sliding sleeve 6 is arranged. Axial on both sides of the synchronizer body 4 are two synchronizer rings 8th and 10 provided, of which a synchronizer ring 8th here with the coupling body 12 can interact in a known manner. In the synchronizer body 4 is a unit of a spring 14 and a pressure piece 16 arranged, of which usually three units on the circumference of the synchronizer body 4 are provided evenly distributed. The pressure piece 16 is from the spring 14 radially outward against the inside of the sliding sleeve 6 pressed.

In dem in 1 gezeigten Bereich weisen die Synchronringe 8 bzw. 10 Nocken 18 bzw. 20 auf, die bei einem Synchronisiervorgang von dem Druckstück 16 axial jeweils in die eine oder andere Richtung auf den korrespondierenden Kupplungskörper 12 oder 22 gedrückt werden und dort an den hier nicht gezeigten Reibkonen eine Drehzahlangleichung herbeiführen. Zwischen diesen Nocken 18 und 20 und dem Synchronkörper 4 wirken elastische Elemente, von denen nun beispielhaft ein elastisches Element 24 beschrieben wird.In the in 1 shown area have the synchronizer rings 8th respectively. 10 cam 18 respectively. 20 on, in a synchronization of the pressure piece 16 axially in one or the other direction to the corresponding coupling body 12 or 22 be pressed and there bring about a speed adjustment at the Reibkonen not shown here. Between these cams 18 and 20 and the synchronizer body 4 act elastic elements, of which now, for example, an elastic element 24 is described.

Das elastische Element 24 besteht aus einer Feder 26 und einem Bolzen 28, die in einer Bohrung 30 im Nocken 18 des Synchronrings 8 angeordnet sind (2). Ein elastisches Element könnte auch andersartig durch eine geeignete Halterung so zwischen Synchronring und Synchronkörper wirkend vorgesehen sein, dass das elastische Element eine in Umfangsrichtung wirkende Kraft zwischen Synchronring und Synchronkörper erzeugt. Dies kann beispielsweise auch durch ein elastisches Kunststoffelement erreicht werden.The elastic element 24 consists of a spring 26 and a bolt 28 that in a hole 30 in the cam 18 of the synchronizer ring 8th are arranged ( 2 ). An elastic element could also otherwise be provided by a suitable holder acting between synchronizer ring and synchronizer body, that the elastic element generates a force acting in the circumferential direction between the synchronizer ring and synchronizer body. This can be achieved, for example, by an elastic plastic element.

Der Bolzen 28 des elastischen Elements 24 wird von der Feder 26 in der Bohrung 30 nach Außen gedrückt und stößt an einer Fläche 32 des Synchronkörpers 4 an. Dadurch wird der die Bohrung 30 aufweisende Synchronring 8 von der Fläche 32 weggedrückt. An der Seite des Nockens 18, die der Öffnung der Bohrung 30 gegenüberliegt, weist der Nocken 18 eine zur Umfangsrichtung der Synchronisierung 2 geneigte Fläche 36 auf. Mit dieser Fläche 36 korrespondiert eine ebenfalls geneigte Fläche 34 am Synchronkörper 4, die derart geneigt ist, dass die beiden Flächen 34 und 36 flächig miteinander in Kontakt treten können. Durch das Andrücken der beiden geneigten Flächen aneinander mit einer in Umfangsrichtung wirkenden Kraft FU durch das elastische Element 24 entsteht eine Kraftkomponente FA, die zur Mitte der Synchronisierung 2 gerichtet ist und den Synchronring 8 axial an den Synchronkörper drückt. Dadurch wird der Synchronring 8 von dem Kupplungskörper 12 weggedrückt und es kann ein sicherer Spalt zwischen Synchronring 8 und Kupplungskörper 12 erzielt werden, wodurch ungewollte Reibverluste vermieden werden.The bolt 28 of the elastic element 24 is from the spring 26 in the hole 30 pushed outward and hits a surface 32 of the synchronizer body 4 at. This will be the bore 30 having synchronizer ring 8th from the area 32 pushed away. At the side of the cam 18 that the opening of the hole 30 opposite, the cam has 18 one to the circumferential direction of the synchronization 2 inclined surface 36 on. With this area 36 corresponds to a likewise inclined surface 34 on the synchronizer body 4 that is inclined so that the two surfaces 34 and 36 surface contact with each other. By pressing the two inclined surfaces together with a circumferentially acting force F U by the elastic element 24 creates a force component F A , which is the center of synchronization 2 is directed and the synchronizer ring 8th axially presses on the synchronizer body. This will make the synchronizer ring 8th from the coupling body 12 pushed away and there may be a safe gap between synchronizer ring 8th and coupling body 12 be achieved, whereby unwanted friction losses are avoided.

Die 3 zeigt den Synchronring 8 mit einem Nocken 18. Gleichmäßig wie die Druckstücke 16 sind mehrere Nocken mit entsprechenden elastischen Elementen am Umfang des Synchronrings verteilt angeordnet.The 3 shows the synchronizer ring 8th with a cam 18 , Even as the plungers 16 several cams are arranged distributed with corresponding elastic elements on the circumference of the synchronizer ring.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Synchronisierungsynchronization
44
Synchronkörpersynchronizer
66
Schiebemuffesliding sleeve
88th
Synchronringsynchronizer ring
1010
Synchronringsynchronizer ring
1212
Kupplungskörperclutch body
1414
Federfeather
1616
DruckstückPressure piece
1818
Nockencam
20 20
Nockencam
2222
Kupplungskörperclutch body
2424
elastisches Elementelastic element
2626
Federfeather
2828
Bolzenbolt
3030
Bohrungdrilling
3232
Flächearea
3434
Flächearea
3636
Flächearea
FU F U
Kraftforce
FA F A
Kraftkomponenteforce component

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 7826830 U1 [0005] DE 7826830 U1 [0005]

Claims (6)

Synchronisierung (2) für ein Fahrzeuggetriebe, die eine Schiebemuffe (6), einen Synchronring (8), einen Kupplungskörper (12) und einen Synchronkörper (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Synchronkörper (4) und an dem Synchronring (8) jeweils wenigstens eine geneigte Fläche (34, 36) vorgesehen ist, an denen sich der Synchronkörper (4) und der Synchronring (8) flächig berühren, und wenigstens ein zwischen dem Synchronkörper (4) und dem Synchronring (8) wirkendes elastisches Element (24) vorgesehen ist, das eine in Umfangsrichtung wirkende Kraft (FU) erzeugt, die die geneigten Flächen (34, 36) von Synchronkörper (4) und Synchronring (8) so aufeinander drücken, dass auf den Synchronring (8) eine in Richtung des Synchronkörpers (4) wirkende Kraftkomponente (FA) entsteht.Sync ( 2 ) for a vehicle transmission which has a sliding sleeve ( 6 ), a synchronizer ring ( 8th ), a coupling body ( 12 ) and a synchronous body ( 4 ), characterized in that on the synchronizer body ( 4 ) and on the synchronizer ring ( 8th ) each have at least one inclined surface ( 34 . 36 ) is provided, at which the synchronizer body ( 4 ) and the synchronizer ring ( 8th ) surface contact, and at least one between the synchronous body ( 4 ) and the synchronizer ring ( 8th ) acting elastic element ( 24 ) is provided which generates a circumferentially acting force (F U ), which the inclined surfaces ( 34 . 36 ) of synchronous body ( 4 ) and synchronizer ring ( 8th ) so that the synchronizer ring ( 8th ) one in the direction of the synchronizer body ( 4 ) acting force component (F A ) is formed. Synchronisierung (2) für ein Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (24) eine Feder (26) und einen von der Feder (26) beaufschlagten Bolzen (28) umfasst.Sync ( 2 ) for a vehicle transmission according to claim 1, characterized in that the elastic element ( 24 ) a feather ( 26 ) and one of the spring ( 26 ) acted upon bolt ( 28 ). Synchronisierung (2) für ein Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (24) aus einem Kunststoff gebildet ist.Sync ( 2 ) for a vehicle transmission according to claim 1, characterized in that the elastic element ( 24 ) is formed of a plastic. Synchronisierung (2) für ein Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronring (8) von dem elastischen Element (24) in eine Sperrstellung der Synchronisierung (29 gedrückt wird.Sync ( 2 ) for a vehicle transmission according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the synchronizer ring ( 8th ) of the elastic element ( 24 ) in a locked position of the synchronization ( 29 is pressed. Synchronisierung (2) für ein Fahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (24) in einem Nocken (18) des Synchronrings (8) angeordnet ist.Sync ( 2 ) for a vehicle transmission according to one of claims 1 to 4, characterized in that the elastic element ( 24 ) in a cam ( 18 ) of the synchronizer ring ( 8th ) is arranged. Synchronisierung (2) für ein Fahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (24) in dem Synchronkörper (4) angeordnet ist.Sync ( 2 ) for a vehicle transmission according to one of claims 1 to 4, characterized in that the elastic element ( 24 ) in the synchronous body ( 4 ) is arranged.
DE102010002932A 2010-03-17 2010-03-17 Synchronization unit for vehicle transmission, has synchronous body and synchronizer whose inclined surfaces are pushed by force acting along circumferential direction toward synchronous body such that working force component arises Withdrawn DE102010002932A1 (en)

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