Die Erfindung betrifft eine Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe eines Schaltgetriebes für Fahrzeuge sowie ein Schaltgetriebe mit einer solchen Baugruppe.The invention relates to a Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe a gearbox for vehicles and a manual transmission with such an assembly.
Aus der DE 10 2007 010 307 B3 ist bereits ein Schaltgetriebe bekannt, welches eine Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe aufweist. Das beschriebene Getriebe wird beispielsweise als Schaltgetriebe für Kraftfahrzeuge verwendet und ist mit einer heutzutage üblichen Sperr-Synchronkupplung ausgebildet. Bei diesen Sperr-Synchronkupplungen sorgt ein Sperrmechanismus dafür, dass der Eingriff der Verzahnungen von Schaltmuffe und Kupplungskörper erst dann möglich ist, wenn die Drehzahlen von Synchronkörper und Gangrad miteinander synchronisiert sind.From the DE 10 2007 010 307 B3 a manual transmission is already known, which has a locking wedge synchronization assembly. The transmission described is used, for example, as a manual transmission for motor vehicles and is formed with a nowadays usual locking synchronizer clutch. In these locking synchronizer clutches, a locking mechanism ensures that the engagement of the teeth of the sliding sleeve and coupling body is only possible when the speeds of synchronizer body and gear wheel are synchronized with each other.
Zur Drehzahl-Synchronisation wird die Schaltmuffe bezüglich einer gemeinsamen Rotationsachse von Synchronkörper und Gangrad in axialer Richtung verschoben. Infolge dieser Axialverschiebung der Schaltmuffe werden auch die Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe und ein Synchronring des Schaltgetriebes relativ zum Synchronkörper und zum Gangrad axial bewegt, sodass der Synchronring mit einer Reibfläche des Gangrads in Reibkontakt kommt.For speed synchronization, the shift sleeve is displaced in the axial direction with respect to a common axis of rotation of the synchronizer body and the gear wheel. As a result of this axial displacement of the shift sleeve and the locking wedge synchronization assembly and a synchronizer ring of the gearbox are moved axially relative to the synchronizer body and the gear wheel, so that the synchronizer ring comes into frictional contact with a friction surface of the gear wheel.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer kompakten Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe, die in axialer Richtung so geführt ist, dass ein Verkippen oder Verhaken im Schaltgetriebe weitgehend ausgeschlossen ist.The object of the invention is to provide a compact locking wedge synchronization assembly, which is guided in the axial direction so that tilting or entanglement in the transmission is largely excluded.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe eines Schaltgetriebes, mit einem Käfig, der zum Einbau in einen um eine Rotationsachse drehbaren Synchronkörper des Schaltgetriebes vorgesehen ist, zwei Synchronsteinen, die in tangentialer Richtung begrenzt verschieblich im Käfig aufgenommen sind, sowie einem Sperrstein, der in radialer Richtung begrenzt verschieblich im Käfig aufgenommen ist, wobei der Sperrstein in Umfangsrichtung gesehen zwischen den beiden Synchronsteinen angeordnet ist. Diese Konstruktion mit einem Käfig und einem darin aufgenommenen, geteilten Synchronstein, d. h. genaugenommen zwei in tangentialer Richtung begrenzt verschieblich im Käfig aufgenommenen Synchronsteinen, ermöglicht einerseits ein weitgehend unbehindertes, leichtgängiges Umschlagen der Synchronsteine bzw. des Synchronrings in eine Sperrstellung des Schaltgetriebes und andererseits eine insbesondere in axialer Richtung äußerst kompakte Bauweise sowie eine zuverlässige axiale Führung der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe.This object is achieved by a locking wedge synchronization assembly according to the invention of a gearbox, with a cage, which is provided for installation in a rotatable about a rotation axis synchronous body of the gearbox, two sync stones, which are limited in the tangential direction slidably received in the cage, and a block, the in Limited radial direction is slidably received in the cage, wherein the blocking stone is arranged in the circumferential direction between the two sync stones. This construction with a cage and a split sync stone received therein, d. H. Specifically, two limited in the tangential direction slidably received in the cradle sync stones, on the one hand allows a largely unobstructed, smooth turning of the synchronous stones or the synchronizer ring in a blocking position of the gearbox and on the other hand, in particular in the axial direction extremely compact design and reliable axial guidance of Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe.
In einer Ausführungsform der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe ist im Käfig eine Feder vorgesehen, die den Sperrstein bezüglich der Rotationsachse radial nach außen beaufschlagt. Diese Feder sorgt damit für eine definierte Ausgangsstellung des Sperrsteins, wobei am Käfig bevorzugt Anschläge ausgebildet sind, die eine Radialbewegung begrenzen und gegen welche die Feder den Sperrstein beaufschlagt.In one embodiment of the locking wedge synchronization assembly, a spring is provided in the cage, which urges the blocking stone radially outward with respect to the axis of rotation. This spring thus ensures a defined initial position of the block, wherein the cage preferably stops are formed, which limit a radial movement and against which the spring acts on the block.
Vorzugsweise sind die Synchronsteine, der Sperrstein und gegebenenfalls die Feder unverlierbar im Käfig eingeschlossen. Die Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe lässt sich somit in vorteilhafter Weise separat vorfertigen und mit geringem Aufwand in ein Schaltgetriebe einbauen.Preferably, the synchronous stones, the block and possibly the spring are captive enclosed in the cage. The locking wedge synchronization assembly can thus be prefabricated separately in an advantageous manner and install with little effort in a manual transmission.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein Schaltgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Synchronkörper, der um eine Rotationsachse drehbar ist, einer Schaltmuffe, die relativ zum Synchronkörper drehfest, aber axial verschieblich angeordnet ist, und einer Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe der oben genannten Art, die im Synchronkörper in Umfangsrichtung weitgehend spielfrei aufgenommen ist, wobei die Schaltmuffe bei einer Axialverschiebung relativ zum Synchronkörper mit der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe zusammenwirkt. Ein solches Schaltgetriebe lässt sich einerseits aufgrund der vorgefertigten Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe mit geringem Aufwand montieren und gewährleistet andererseits durch die Axialführung der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe im Synchronkörper sowie ein leichtgängiges Umschlagen in die Sperrstellungen eine äußerst zuverlässige Getriebefunktion.The invention also relates to a manual transmission, in particular for a motor vehicle, with a synchronizer body, which is rotatable about a rotation axis, a shift sleeve which is rotatably relative to the synchronizer body, but arranged axially displaceable, and a Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe of the type mentioned above, in the Synchronizer body is received largely free of play in the circumferential direction, wherein the shift sleeve cooperates with an axial displacement relative to the synchronizer body with the Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe. Such a gearbox can be mounted on the one hand due to the prefabricated Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe with little effort and on the other hand ensured by the axial guidance of Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe in the synchronizer body and a smooth turning over into the blocking positions an extremely reliable transmission function.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung und deren Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention and their advantages will be apparent from the dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigt:The invention will be described below with reference to preferred embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. In these shows:
1 einen perspektivischen Detailausschnitt eines erfindungsgemäßen Schaltgetriebes mit einer eingebauten, erfindungsgemäßen Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe gemäß einer Ausführungsform; 1 a perspective detail of a gearbox according to the invention with a built-in inventive locking wedge synchronization assembly according to an embodiment;
2 einen weiteren perspektivischen Detailausschnitt des Schaltgetriebes mit eingebauter Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe gemäß 1; 2 a further perspective detail of the gearbox with built-in locking wedge synchronization assembly according to 1 ;
3 die perspektivische Ansicht eines Käfigs der erfindungsgemäßen Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe gemäß 2; 3 the perspective view of a cage of the locking wedge synchronization assembly according to the invention 2 ;
4 die perspektivische Ansicht eines Sperrsteins der erfindungsgemäßen Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe gemäß 2; 4 the perspective view of a block of the locking wedge synchronization assembly according to the invention according to 2 ;
5 die perspektivische Ansicht eines Synchronsteins der erfindungsgemäßen Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe gemäß 2; 5 the perspective view of a synchronous block of the locking wedge synchronization assembly according to the invention 2 ;
6 die perspektivische Ansicht der zusammengesetzten, erfindungsgemäßen Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe gemäß 2 ohne Käfig; 6 the perspective view of the composite, according to the invention locking wedge synchronization assembly 2 without cage;
7 einen perspektivischen Detailausschnitt eines erfindungsgemäßen Schaltgetriebes mit einer eingebauten, erfindungsgemäßen Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform; 7 a perspective detail of a gearbox according to the invention with a built-in inventive locking wedge synchronization assembly according to another embodiment;
8 einen Detailausschnitt eines Synchronkörpers für das erfindungsgemäße Schaltgetriebe gemäß 7; 8th a detail of a synchronizer for the transmission according to the invention according to 7 ;
9 die perspektivische Ansicht eines Synchronrings des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes gemäß 7; 9 the perspective view of a synchronizer ring of the gearbox according to the invention 7 ;
10 einen Detailausschnitt einer Schaltmuffe des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes gemäß 7; 10 a detail of a shift sleeve of the transmission according to the invention according to 7 ;
11 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe gemäß 7; 11 a perspective view of the locking wedge synchronization assembly according to the invention 7 ;
12 die perspektivische Ansicht eines Synchronsteins der erfindungsgemäßen Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe gemäß 7; 12 the perspective view of a synchronous block of the locking wedge synchronization assembly according to the invention 7 ;
13 die perspektivische Ansicht eines Käfigs der erfindungsgemäßen Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe gemäß 7; und 13 the perspective view of a cage of the locking wedge synchronization assembly according to the invention 7 ; and
14 die perspektivische Ansicht der zusammengesetzten, erfindungsgemäßen Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe gemäß 7 ohne Käfig. 14 the perspective view of the composite, according to the invention locking wedge synchronization assembly 7 without cage.
Die 1 zeigt einen Detailausschnitt eines Schaltgetriebes 10 im Bereich einer Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 gemäß einer Ausführungsform. Das Schaltgetriebe 10 umfasst einen Synchronkörper 14, der drehfest auf einer Getriebewelle sitzt und sich in Umfangsrichtung 16 um eine (nicht dargestellte) Rotationsachse dreht, eine mit dem Synchronkörper 14 drehfest verbundene Schaltmuffe 18, die relativ zum Synchronkörper 14 in axialer Richtung 19 verschieblich angeordnet ist, einen Synchronring 20, der in Umfangsrichtung 16 relativ zum Synchronkörper 14 begrenzt beweglich gelagert ist, und mindestens eine vormontierte Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12. Ferner umfasst das Schaltgetriebe 10 noch ein nicht näher gezeigtes Gangrad mit einer Schaltverzahnung 22, wobei eine in 1 nicht sichtbare Reibfläche des Gangrads bei einer axialen Verschiebung der Schaltmuffe 18 in Richtung zur Schaltverzahnung 22 in Reibkontakt mit dem Synchronring 20 kommt.The 1 shows a detail of a gearbox 10 in the area of a locking wedge synchronization module 12 according to one embodiment. The manual transmission 10 comprises a synchronizer body 14 , which rotatably sits on a gear shaft and in the circumferential direction 16 rotates about an axis of rotation (not shown), one with the synchronizer body 14 rotatably connected shift sleeve 18 that are relative to the synchronizer body 14 in the axial direction 19 slidably disposed, a synchronizer ring 20 in the circumferential direction 16 relative to the synchronizer body 14 is mounted limited movable, and at least one pre-assembled locking wedge synchronization assembly 12 , Furthermore, the manual transmission includes 10 nor a not-shown gear wheel with a shift toothing 22 , where one in 1 non-visible friction surface of the gear wheel with an axial displacement of the shift sleeve 18 towards the gear teeth 22 in frictional contact with the synchronizer ring 20 comes.
Die 1 verdeutlicht den allgemeinen Aufbau und die prinzipielle Funktionsweise von Schaltgetrieben 10, die eine Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 aufweisen. Diesbezüglich wird ergänzend und vollumfänglich auch auf die bereits eingangs erwähnte DE 10 2007 010 307 B3 verwiesen.The 1 illustrates the general structure and principle of operation of manual transmissions 10 comprising a locking wedge synchronization assembly 12 exhibit. In this regard, it will also be supplemented in full to the already mentioned DE 10 2007 010 307 B3 directed.
Die Besonderheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der 2 bis 6 näher erläutert.The special features of the invention are described below with reference to 2 to 6 explained in more detail.
Ein Ausschnitt des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes 10 mit erfindungsgemäßer Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 ist in 2 gezeigt. Die Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 umfasst dabei einen Käfig 24, der zum Einbau in den um die Rotationsachse drehbaren Synchronkörper 14 (1) des Schaltgetriebes 10 vorgesehen ist, zwei Synchronsteine 26, 28, die in Umfangsrichtung 16, genauer in tangentialer Richtung begrenzt verschieblich im Käfig 24 aufgenommen sind, sowie einen Sperrstein 32, der in radialer Richtung 34 begrenzt verschieblich im Käfig 24 aufgenommen ist. Dabei ist der Sperrstein 32 in Umfangsrichtung 16 gesehen zwischen den beiden Synchronsteinen 26, 28 angeordnet (vgl. 6).A section of the gearbox according to the invention 10 with inventive locking wedge synchronization assembly 12 is in 2 shown. The locking wedge synchronization assembly 12 includes a cage 24 for installation in the synchronizer body which can be rotated about the axis of rotation 14 ( 1 ) of the gearbox 10 is provided, two sync stones 26 . 28 in the circumferential direction 16 , more precisely in the tangential direction limited displaceable in the cage 24 are included, as well as a blocking stone 32 in the radial direction 34 limited in the cage 24 is included. Here is the block 32 in the circumferential direction 16 seen between the two sync stones 26 . 28 arranged (cf. 6 ).
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 ist der Käfig 24 ein umgeformtes Blechteil, welches zwei gegenüberliegende, sich jeweils senkrecht zur Rotationsachse erstreckende Seitenwände 36, 38 aufweist. In 3 ist gut zu erkennen, dass in diesen axialen Seitenwänden 36, 38 des Käfigs 24 Fenster 40 vorgesehen sind, durch die im zusammengesetzten Zustand der Baugruppe 12 (2) axiale Fortsätze 42 der Synchronsteine 26, 28 aus dem Käfig 24 hinausragen. Im Übrigen ist in einer sich senkrecht zur Radialrichtung 34 erstreckenden Decke 44 des Käfigs 24 eine Öffnung 46 vorgesehen, durch die der Sperrstein 32, genauer ein Schaltmuffen-Eingriffsabschnitt 47 des Sperrsteins 32, aus dem Käfig 24 hinausragen kann (vgl. 2).In the present embodiment of the locking wedge synchronization module 12 is the cage 24 a formed sheet metal part, which two opposite, each perpendicular to the axis of rotation extending side walls 36 . 38 having. In 3 it is good to see that in these axial side walls 36 . 38 of the cage 24 window 40 are provided by the assembled state of the assembly 12 ( 2 ) axial extensions 42 the sync stones 26 . 28 out of the cage 24 protrude. Incidentally, in a direction perpendicular to the radial direction 34 extending ceiling 44 of the cage 24 an opening 46 provided by the blocking stone 32 More specifically, a shift sleeve engaging portion 47 of the block 32 , out of the cage 24 can protrude (cf. 2 ).
Mit Bezug auf einen Radius der Rotationsachse, welcher mittig durch den eingebauten Käfig 24 verläuft, wird eine tangentiale Richtung definiert, wobei die tangentialen Abmessungen der Fenster 40 in den Seitenwänden 36, 38 des Käfigs 24 größer sind als die tangentialen Abmessungen der axialen Fortsätze 42 der Synchronsteine 26, 28. Daher sind die Synchronsteine 26, 28 zwischen den axialen Seitenwänden 36, 38 tangential verschieblich geführt. Die tangentiale Verschiebung wird dabei durch Anschläge begrenzt, die auf der einen Seite durch die Fenster 40 und/oder den Sperrstein 32 und auf der anderen Seite durch die Fenster 40 und/oder eine Stirnwand 49 des Käfigs 24 gebildet sind. Als Stirnwände 49 werden hierbei die zur tangentialen Richtung senkrechten Wände bezeichnet, so dass es in Umfangsrichtung 16 gesehen eine vordere und eine hintere Stirnwand 49 gibt. Die Stirnwände 49 bilden im eingebauten Zustand der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 zusammen mit angrenzenden, insbesondere parallelen Gleitflächen 66 (vgl. 8) des Synchronkörpers 14 eine drehfeste, aber axial verschiebliche Lagerung des Käfigs 24 im Synchronkörper 14.With reference to a radius of the axis of rotation, which is centered by the built-in cage 24 runs, a tangential direction is defined, with the tangential dimensions of the windows 40 in the side walls 36 . 38 of the cage 24 are larger than the tangential dimensions of the axial extensions 42 the sync stones 26 . 28 , Therefore, the synchronous stones 26 . 28 between the axial side walls 36 . 38 guided tangentially displaceable. The tangential displacement is limited by stops on one side through the windows 40 and / or the block 32 and on the other side through the windows 40 and / or an end wall 49 of the cage 24 are formed. As end walls 49 In this case, the walls perpendicular to the tangential direction are designated so that it is in the circumferential direction 16 seen a front and a rear end wall 49 gives. The end walls 49 form in the installed state of the locking wedge synchronization module 12 together with adjacent, in particular parallel sliding surfaces 66 (see. 8th ) of the synchronizer body 14 a non-rotatable but axially displaceable mounting of the cage 24 in the synchronizer body 14 ,
Analog zu den Synchronsteinen 26, 28 ist auch der Sperrstein 32 zwischen den Seitenwänden 36, 38 im Käfig 24 geführt, allerdings in radialer Richtung 34.Analogous to the sync stones 26 . 28 is also the block 32 between the side walls 36 . 38 in the cage 24 guided, but in the radial direction 34 ,
Wie in den 3 und 4 zu sehen, weist der Sperrstein 32 radial ausgerichtete Führungsvorsprünge 48 auf, welche in ebenfalls radial ausgerichtete, komplementäre Führungsnuten 50 eingreifen, die in den Seitenwänden 36, 38 des Käfigs 24 ausgebildet sind. Außerdem weisen die Seitenwände 36, 38 am radial äußeren Ende der Führungsnuten 50 Anschläge 51 für den Sperrstein 32 auf, welche eine radial nach außen gerichtete Bewegungsmöglichkeit des Sperrsteins 32 begrenzen. Im Bereich des Schaltmuffen-Eingriffsabschnitts 47 sind die axialen Seitenflächen des Sperrsteins 32 als schräge Druckflächen 55 ausgeführt und so geneigt, dass sich der Sperrstein 32 im eingebauten Zustand der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 zur Schaltmuffe 18 hin verjüngt. Somit wird der Sperrstein 32 bei einer Axialverschiebung der Schaltmuffe 18 radial in Richtung zur Rotationsachse beaufschlagt.As in the 3 and 4 to see, the blocking stone points 32 radially aligned guide projections 48 on, which in likewise radially oriented, complementary guide grooves 50 intervene in the side walls 36 . 38 of the cage 24 are formed. In addition, the side walls 36 . 38 at the radially outer end of the guide grooves 50 attacks 51 for the block 32 on which a radially outward movement possibility of the blocking stone 32 limit. In the area of the sliding sleeve engagement section 47 are the axial side surfaces of the block 32 as oblique pressure surfaces 55 executed and inclined so that the block 32 in the installed state of the locking wedge synchronization module 12 to the shift sleeve 18 rejuvenated. Thus, the block becomes 32 at an axial displacement of the shift sleeve 18 acted upon radially in the direction of the axis of rotation.
In 5 ist eine perspektivische Detailansicht eines der beiden Synchronsteine 26, 28, hier des Synchronsteins 26, mit seinen beiden axialen Fortsätzen 42 und seiner Keilfläche 58 dargestellt. Die Synchronsteine 26, 28 sind baugleich gefertigt und so angeordnet, dass ihre Keilflächen 58, 60 dem Sperrstein 32 zugewandt sind (6).In 5 is a perspective detail view of one of the two sync stones 26 . 28 , here the synchronous stone 26 , with its two axial extensions 42 and its wedge surface 58 shown. The synchronous stones 26 . 28 are made identical and arranged so that their wedge surfaces 58 . 60 the blockstone 32 are facing ( 6 ).
Die 6 zeigt die zusammengesetzte Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 gemäß 2, allerdings ohne den Käfig 24. In dieser Darstellung wird deutlich, dass im Käfig 24 eine Feder 52 vorgesehen ist, die den Sperrstein 32 bezüglich der Rotationsachse radial nach außen beaufschlagt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Feder 52 als Schrauben-Druckfeder ausgebildet, die den Sperrstein 32 gegen die Anschläge 51 des Käfigs 24 in die in 2 dargestellte Position drückt. Sie stützt sich dabei einerseits an einem Boden 53 des Käfigs 24 und andererseits am Sperrstein 32 ab. Zur Vereinfachung der Montage ist die Feder 52 beispielsweise mittels einer Formschluss-, Reibschluss-, Rast-, oder Klebeverbindung am Sperrstein 32 vormontiert.The 6 shows the assembled locking wedge synchronization assembly 12 according to 2 but without the cage 24 , In this illustration it becomes clear that in the cage 24 a feather 52 is provided, which is the blocking stone 32 acted upon radially outward with respect to the axis of rotation. In the present embodiment, the spring 52 designed as a compression coil spring, which the blocking stone 32 against the attacks 51 of the cage 24 in the in 2 position shown presses. It relies on the one hand on a floor 53 of the cage 24 and on the other hand at the block 32 from. To simplify the assembly is the spring 52 for example by means of a form-fit, Reibschluss-, latching or adhesive bond on the block 32 preassembled.
Nachdem die Synchronsteine 26, 28, der Sperrstein 32 und die Feder 52 wie in 6 zusammengesetzt sind, werden die zusammengesetzten Komponenten in den (offenen) Käfig 24 eingeführt, woraufhin der aus einem Metallblech gefertigte Käfig 24 so umgeformt wird, dass die Synchronsteine 26, 28, der Sperrstein 32 und die Feder 52 unverlierbar im Käfig 24 eingeschlossen sind (2).After the sync stones 26 . 28 , the blocking stone 32 and the spring 52 as in 6 are assembled, the composite components in the (open) cage 24 introduced, whereupon the made of a metal sheet cage 24 is reshaped so that the sync stones 26 . 28 , the blocking stone 32 and the spring 52 Captive in the cage 24 are included ( 2 ).
In diesem vorgefertigten Zustand der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 sind die Synchronsteine 26, 28 tangential jeweils zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung verschiebbar. Der Sperrstein 32 weist gemäß 4 zwei Keilflächen 54, 56 und die beiden Synchronsteine 26, 28 gemäß den 5 und 6 jeweils eine Keilfläche 58, 60 auf, wobei der Keilfläche 58, 60 jedes Synchronsteins 26, 28 jeweils eine der Keilflächen 54, 56 des Sperrsteins 32 zugeordnet ist.In this prefabricated state of the locking wedge synchronization assembly 12 are the sync stones 26 . 28 tangentially displaceable between a blocking position and a release position. The blockstone 32 according to 4 two wedge surfaces 54 . 56 and the two sync stones 26 . 28 according to the 5 and 6 one wedge surface each 58 . 60 on, with the wedge surface 58 . 60 every synchronous stone 26 . 28 one each of the wedge surfaces 54 . 56 of the block 32 assigned.
Wird die Schaltmuffe 18 im eingebauten Zustand der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 axial gegen das Gangrad beaufschlagt, so kommt der um die Rotationsachse drehbare Synchronring 20 in Reibkontakt mit dem Gangrad. Gleichzeitig wirkt der Synchronring 20 in Umfangsrichtung 16 mit den Synchronsteinen 26, 28 zusammen. Konkret weist der Synchronring 20 im Ausführungsbeispiel gemäß 2 axiale Nocken 62 auf, welche in Umfangsrichtung 16 an die axialen Fortsätze 42 der Synchronsteine 26, 28 angrenzen. Da der Käfig 24 in Umfangsrichtung 16 weitgehend spielfrei in den Synchronkörper 14 eingebaut ist, verschiebt einer der Nocken 62 bei einem Drehzahlunterschied zwischen Synchronkörper 14 und Gangrad einen der beiden Synchronsteine 26, 28 tangential in Richtung zum Sperrstein 32. Der betreffende Synchronstein 26, 28 wird mit anderen Worten in seine sogenannte Sperrstellung beaufschlagt.Will the shift sleeve 18 in the installed state of the locking wedge synchronization module 12 acted upon axially against the gear wheel, then comes about the rotation axis rotatable synchronizer ring 20 in frictional contact with the gear wheel. At the same time, the synchronizer ring acts 20 in the circumferential direction 16 with the synchronous stones 26 . 28 together. Specifically, the synchronizer ring 20 in the embodiment according to 2 axial cams 62 on, which in the circumferential direction 16 to the axial extensions 42 the sync stones 26 . 28 adjoin. Because the cage 24 in the circumferential direction 16 largely free of play in the synchronizer body 14 is installed, one of the cams moves 62 at a speed difference between synchronizer body 14 and gear wheel one of the two sync stones 26 . 28 tangential towards the block 32 , The relevant sync stone 26 . 28 is applied in other words in its so-called blocking position.
In der als Sperrstellung definierten, tangentialen Position des jeweiligen Synchronsteins 26, 28 liegt dessen Keilfläche 58, 60 an der zugeordneten Keilfläche 54, 56 des Sperrsteins 32 an, sodass eine Bewegung des Sperrsteins 32 in radialer Richtung 34 nach innen und folglich eine axiale Bewegung der Schaltmuffe 18 in Richtung zur Schaltverzahnung 22 blockiert ist (vgl. 1). Je weiter sich die Drehzahlen von Synchronkörper 14 und Gangrad angleichen, desto geringer ist die tangentiale Sperrkraft, die den Synchronstein 26, 28 in die Sperrstellung drückt. Die auf die Schaltmuffe 18 aufgebrachte axiale Schaltkraft weist durch die schrägen Druckflächen 55 sowie die Keilflächen 54, 56, 58, 60 eine tangentiale Kraftkomponente auf, welche bei weitgehend synchronisierter Drehzahl die Sperrkraft übersteigt. In diesem Fall bewegt sich der Sperrsteins 32 (entgegen der Federkraft der Feder 52) radial in Richtung zur Rotationsachse und schiebt den Synchronstein 26, 28 tangential in Richtung zur angrenzenden Stirnwand 49 des Käfigs 24. Hierdurch wird auch der Synchronring 20 relativ zum Synchronkörper 14 verdreht. Hat sich schließlich der Sperrstein 32 radial so weit in den Käfig 24 bewegt, dass die Schaltmuffe 18 auf die Schaltverzahnung 22 des Gangrads geschoben werden kann, befinden sich die Synchronsteine 26, 28 in ihren (tangentialen) Freigabestellungen.In the defined as blocking position, tangential position of each sync stone 26 . 28 lies its wedge surface 58 . 60 on the associated wedge surface 54 . 56 of the block 32 so that a movement of the block 32 in the radial direction 34 inwardly and consequently an axial movement of the sliding sleeve 18 towards the gear teeth 22 is blocked (cf. 1 ). The further the speeds of synchronizer body 14 and gear wheel balance, the lower the tangential locking force that the sync stone 26 . 28 pushes in the locked position. The on the shift sleeve 18 applied axial switching force points through the oblique pressure surfaces 55 as well as the wedge surfaces 54 . 56 . 58 . 60 a tangential one Force component, which exceeds the locking force at a largely synchronized speed. In this case, the block moves 32 (against the spring force of the spring 52 ) radially in the direction of the axis of rotation and pushes the synchronizing stone 26 . 28 tangential towards the adjacent end wall 49 of the cage 24 , This will also cause the synchronizer ring 20 relative to the synchronizer body 14 twisted. Has finally the block 32 radially so far into the cage 24 moved that the shift sleeve 18 on the gearing 22 the gear wheel can be pushed, are the sync stones 26 . 28 in their (tangential) release positions.
Gegenüber herkömmlichen Schaltgetrieben 10' mit Sperrkeilsynchronisation ergibt sich durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 der Vorteil einer verbesserten Axialführung im Synchronkörper 14.Compared to conventional manual transmissions 10 ' with locking wedge synchronization results from the use of the locking wedge synchronization assembly according to the invention 12 the advantage of an improved axial guidance in the synchronizer body 14 ,
Die Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12, genauer deren Käfig 24, ist im eingebauten Zustand am Synchronkörper 14 montiert und in Umfangsrichtung weitgehend spielfrei mit dem Synchronkörper 14 gekoppelt. Des Weiteren ist der Käfig 24 im Synchronkörper 14 axial verschieblich geführt, sodass beim Synchronisationsvorgang kein Verhaken oder Kippen der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 im Schaltgetriebe 10 möglich ist. Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 durch einen geringen Bauraumbedarf aus, da sie insbesondere hinsichtlich ihrer axialen Abmessung äußerst kompakt ausführbar ist.The locking wedge synchronization assembly 12 , more precisely their cage 24 , is in the installed state on the synchronizer body 14 mounted and largely free of play in the circumferential direction with the synchronizer body 14 coupled. Furthermore, the cage 24 in the synchronizer body 14 guided axially displaceable, so that during the synchronization process no hooking or tilting of the locking wedge synchronization assembly 12 in the manual transmission 10 is possible. In addition, the locking wedge synchronization assembly according to the invention is characterized 12 by a small space requirement, since it is extremely compact executable, in particular with regard to their axial dimension.
Die 7 bis 14 zeigen eine weitere Ausführungsform des Schaltgetriebes 10 mit Sperrkeisynchronisationsbaugruppe 12. Diese weitere Ausführungsform und die Ausführungsform gemäß den 1 bis 6 sind funktional identisch und auch vom strukturellen Aufbau sehr ähnlich. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird daher in Bezug auf die Funktionsweise und den allgemeinen Aufbau des Schaltgetriebes 10 gemäß den 7 bis 14 explizit auf die obige Beschreibung der 1 bis 6 verwiesen und im folgenden lediglich auf strukturelle Unterschiede eingegangen.The 7 to 14 show a further embodiment of the gearbox 10 with locking synchronization module 12 , This further embodiment and the embodiment according to the 1 to 6 are functionally identical and also very similar in structure. To avoid repetition, therefore, in terms of the operation and the general structure of the gearbox 10 according to the 7 to 14 explicitly to the above description of 1 to 6 referred to in the following and only on structural differences.
Analog zu 1 zeigt die 7 einen Detailausschnitt des Schaltgetriebes 10 im Bereich der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12, wobei der Synchronkörper 14 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wurde.Analogous to 1 show the 7 a detail of the gearbox 10 in the area of the locking wedge synchronization module 12 , wherein the synchronizer body 14 has been omitted for reasons of clarity.
Der Synchronkörper 14 ist in 8 separat dargestellt, wobei lediglich ein Detailausschnitt im Bereich einer Aussparung 64 zur Aufnahme der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 zu sehen ist. Die Aussparung 64 ist in Umfangsrichtung 16 durch zwei Gleitflächen 66 begrenzt, so dass der Käfig 24 der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 in Umfangsrichtung passgenau aufgenommen werden kann. Die Stirnwände 49 des Käfigs 24 bilden im eingebauten Zustand der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 zusammen mit den angrenzenden, insbesondere parallelen Gleitflächen 66 des Synchronkörpers 14 eine drehfeste, aber axial verschiebliche Lagerung des Käfigs 24 im Synchronkörper 14.The synchronizer body 14 is in 8th shown separately, with only a detail in the area of a recess 64 for receiving the locking wedge synchronization assembly 12 you can see. The recess 64 is in the circumferential direction 16 through two sliding surfaces 66 limited, so the cage 24 the locking wedge synchronization assembly 12 can be recorded accurately in the circumferential direction. The end walls 49 of the cage 24 form in the installed state of the locking wedge synchronization module 12 together with the adjacent, in particular parallel sliding surfaces 66 of the synchronizer body 14 a non-rotatable but axially displaceable mounting of the cage 24 in the synchronizer body 14 ,
Die 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Synchronrings 20, dessen axiale Nocken 62 gegenüber der Ausführung in den 1 und 2 zwar leicht verändert ausgeführt sind, aber im eingebauten Zustand der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 nach wie vor in Umfangsrichtung 16 an die axialen Fortsätze 42 der Synchronsteine 26, 28 angrenzen und somit ihre oben beschriebene Funktion beibehalten.The 9 shows a perspective view of the synchronizer ring 20 whose axial cams 62 opposite to the execution in the 1 and 2 Although slightly modified, but in the installed state of the locking wedge synchronization module 12 still in the circumferential direction 16 to the axial extensions 42 the sync stones 26 . 28 border and thus retain their above-described function.
Die 10 zeigt einen Detailausschnitt der Schaltmuffe 18 in einem Bereich, in dem die Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 in ihrem eingebauten Zustand an eine Innenverzahnung 68 der Schaltmuffe 18 angrenzt. Gut zu erkennen ist ein in der Innenverzahnung 68 ausgebildeter Umfangsnutabschnitt 70, in welchen der Sperrstein 32 der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 eingreifen kann.The 10 shows a detail of the shift sleeve 18 in an area where the locking wedge synchronization assembly 12 in its installed state to an internal toothing 68 the shift sleeve 18 borders. Good to see is one in the internal teeth 68 formed Umfangsnutabschnitt 70 in which the barrier stone 32 the locking wedge synchronization assembly 12 can intervene.
Die 11 zeigt die Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 aus 7 in perspektivischer Detailansicht. Dabei fällt auf, dass der Sperrstein 32 im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 2 als Kugel ausgebildet ist. Um den mechanischen Beanspruchungen standzuhalten, ist die Kugel vorzugsweise aus einem Metall wie Stahl, insbesondere gehärtetem Stahl, hergestellt.The 11 shows the locking wedge synchronization assembly 12 out 7 in perspective detail view. It is noticeable that the block 32 in contrast to the embodiment according to 2 is designed as a ball. In order to withstand the mechanical stresses, the ball is preferably made of a metal such as steel, in particular hardened steel.
Der Käfig 24 ist genau wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform gemäß den 1 bis 6 ein umgeformtes Blechteil, bei dem sich der Sperrstein 32 durch eine Öffnung 46 in der Käfigdecke 44 erstrecken kann. Damit der Sperrstein 32 nicht aus dem Käfig 24 herausfällt, sind am Rand der Öffnung 46 Haltenasen 72 vorgesehen, welche im eingebauten Zustand der Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 eine Bewegung des Sperrsteins 32 radial nach außen begrenzen, indem sie einen radialen Anschlag bilden. Alternativ kann sich der Rand der Öffnung 46 radial nach außen konisch so verjüngen, dass er einen radialen Anschlag für den kugelförmigen Sperrstein 32 bildet und dessen Bewegung radial nach außen begrenzt. Die Haltenasen 72 können dann entfallen.The cage 24 is exactly as in the embodiment described above according to the 1 to 6 a formed sheet metal part, in which the block 32 through an opening 46 in the cage ceiling 44 can extend. So that the block 32 not out of the cage 24 fall out, are at the edge of the opening 46 retaining lugs 72 provided, which in the installed state of the locking wedge synchronization module 12 a movement of the block 32 bound radially outward by forming a radial stop. Alternatively, the edge of the opening may be 46 taper radially outwards so that it forms a radial stop for the spherical locking block 32 forms and limits its movement radially outward. The retaining lugs 72 can then be omitted.
Analog zu 5 zeigt die 12 einen Synchronstein 26 mit leicht verändertem Design, aber identischer Funktion.Analogous to 5 show the 12 a sync stone 26 with slightly different design but identical function.
Analog zu 3, aber ebenfalls mit leicht verändertem Design, ist in 13 der Käfig 24 im Detail dargestellt. An dem als Blechteil ausgebildeten Käfig 24 gemäß 13 sind außer den Haltenasen 72, die eine Bewegung des Sperrsteins 32 radial nach außen begrenzen, noch Fortsätze 74 angeformt, die eine axiale Bewegung des Sperrsteins 32 relativ zum Käfig 24 begrenzen bzw. weitgehend verhindern. Ferner sind am Käfig noch Haltelappen 76 angeformt, die eine axiale Bewegung der Synchronsteine 26, 28 relativ zum Käfig 24 begrenzen bzw. weitgehend verhindern und eine Gleitführung für die Synchronsteine 26, 28 in tangentialer Richtung 78 bilden. Die am Käfig 24 angeformten Fortsätze 74 sowie die angeformten und umgeformten Haltelappen 76 stellen in dieser Ausführungsform die Seitenwände 36, 38 gemäß 3 dar.Analogous to 3 but also with a slightly different design, is in 13 the cage 24 in detail shown. On the trained as a sheet metal part cage 24 according to 13 are beyond the retaining lugs 72 that a movement of the block 32 limit radially outward, still extensions 74 formed, which is an axial movement of the block 32 relative to the cage 24 limit or largely prevent. There are also holding tabs on the cage 76 formed, which is an axial movement of the synchronizing stones 26 . 28 relative to the cage 24 limit or largely prevent and a sliding guide for the sync stones 26 . 28 in tangential direction 78 form. The on the cage 24 molded extensions 74 as well as the molded and formed retaining tabs 76 In this embodiment, the side walls 36 . 38 according to 3 represents.
Die 14 zeigt die zusammengesetzte Sperrkeilsynchronisationsbaugruppe 12 gemäß 11, allerdings ohne den Käfig 24. In dieser Darstellung wird deutlich, dass im Käfig 24 zwei Federn 52'vorgesehen sind, die sich jeweils an der Stirnwand 49 des Käfigs 24 und dem an die Stirnwand 49 angrenzenden Synchronstein 26, 28 abstützen, so dass die Federn 52 die Synchronsteine 26, 28 in tangentialer Richtung 78 aufeinander zu und damit den an Keilflächen 58 der Synchronsteine 26, 28 anliegenden Sperrstein 32 radial nach außen beaufschlagen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Federn 52 als Schrauben-Druckfedern ausgebildet, die den Sperrstein 32 gegen die Haltenasen 72 des Käfigs 24 in die in 11 dargestellte Position drücken.The 14 shows the assembled locking wedge synchronization assembly 12 according to 11 but without the cage 24 , In this illustration it becomes clear that in the cage 24 two springs 52 ' are provided, each on the front wall 49 of the cage 24 and to the front wall 49 adjacent sync stone 26 . 28 brace so that the springs 52 the synchronous stones 26 . 28 in tangential direction 78 towards each other and thus the wedge surfaces 58 the sync stones 26 . 28 adjoining block 32 apply radially outward. In the present embodiment, the springs 52 designed as helical compression springs that hold the block 32 against the retaining lugs 72 of the cage 24 in the in 11 Press the position shown.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102007010307 B3 [0002, 0026] DE 102007010307 B3 [0002, 0026]
