DE102011106023A1

DE102011106023A1 - Gear portion for use in gear change transmission for motor car, has spring ramps that serve as shearing force-dependant overbearing resistors for sliding sleeve that is co-axially displaced over spring tongues

Info

Publication number: DE102011106023A1
Application number: DE201110106023
Authority: DE
Inventors: Stefan Rusteberg
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2013-01-03

Abstract

The portion has switching gearings (24, 32) arranged in contact with each other in an axial switching position of a sliding sleeve (20). A brake ring supports multiple axial spring tongues (42) that are engaged in corresponding axial grooves (13) of a shaft (10) i.e. reverse gear-intermediate shaft, in a torque-proof and axially-displaced manner. The ring comprises spring ramps (421) i.e. twin ramps, which serve as shearing force-dependant overbearing resistors for the sleeve co-axially displaced over the tongues. Braking surfaces (332, 411) of idle gears are coated with a friction lining.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Getriebeabschnitt eines Gangwechselgetriebes für ein Kraftfahrzeug, umfassend

– eine rotierbare Welle,
– ein drehbar auf der Welle gelagertes Losrad mit einer Losrad-Schaltverzahnung,
– eine axial verschieblich und in drehfester Beziehung zu auf der Welle gelagerte Schiebemuffe mit einer zu der Losrad-Schaltverzahnung korrespondierenden Schiebemuffen-Schaltverzahnung, wobei die beiden Schaftverzahnungen in einer axialen Schaltstellung der Schiebemuffe miteinander in Eingriff und in einer axialen Neutralstellung der Schiebemuffe außer Eingriff miteinander stehen,
– einen in drehfester Beziehung zu der Schiebemuffe stehenden, axial verschieblichen Bremsring, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser der Welle ist und der durch auf das Losrad gerichtete Axialverschiebung der Schiebemuffe mit einer Bremsring-Bremsfläche reibschlüssig an eine korrespondierende Losrad-Bremsfläche des Losrades anpressbar ist.

The invention relates to a transmission section of a gear change transmission for a motor vehicle, comprising

A rotatable shaft,
A idler gear which is rotatably mounted on the shaft and has idler gear gearing,
- An axially displaceable and in rotationally fixed relation to mounted on the shaft sliding sleeve with a corresponding to the idler gear teeth sliding sleeve shift teeth, wherein the two shank teeth are in an axial switching position of the sliding sleeve with each other in engagement and in an axial neutral position of the sliding sleeve out of engagement .
- A standing in a rotationally fixed relationship to the sliding sleeve, axially displaceable brake ring whose diameter is greater than the diameter of the shaft and which is directed by the idler gear directed axial displacement of the sliding sleeve with a brake ring braking surface frictionally engaged with a corresponding idler brake surface of the idler gear.

Stand der TechnikState of the art

Ein derartiger Getriebeabschnitt ist bekannt aus der DE 199 18 489 A1 . Diese Druckschrift offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum ratschenfreien Einlegen des Rückwärtsganges in einem Zahnräderwechselgetriebe.Such a transmission section is known from the DE 199 18 489 A1 , This document discloses a method and a device for ratchet-free engagement of the reverse gear in a change-speed gearbox.

Üblicherweise kommen bei Schaltgetrieben in kleineren Drehmomentklassen, hauptsächlich im Rückwärtsgang, ungebremste Schalträder zum Einsatz. Dabei geht man davon aus, dass beim Schalten in den Rückwärtsgang alle in den Kraftfluss zu bringenden Rotationsteile, wie insbesondere Schalt- und Zahnräder, Wellen, Schaltmuffen usw., stillstehen. Im Stillstand lassen sich die entsprechenden Verzahnungen geräusch- und somit verschleißfrei in Eingriff bringen. In der Praxis ist dieser wünschenswerte Zustand jedoch nicht immer gegeben. Oft führen z. B. Massenträgheiten, ein rollendes Fahrzeug und Ähnliches zu Relativdrehzahlen an den in Eingriff zu bringenden Bauteilen. Die Folgen für den Nutzer sind unkomfortable Schaltungen bis hin zu nicht einlegbaren Gängen und sogar bis zur Zerstörung und dauerhafter Funktionsunfähigkeit der Schaltung im entsprechenden Gang. Diese Störungen resultieren daraus, dass die in Eingriff zu bringenden Verzahnungen ungebremst aneinanderstoßen und solange aneinanderschlagen bis die Zahnpaare voll in Eingriff gebracht sind, was mit starkem Verschleiß verbunden ist. Bei Schaltgetrieben höherer Drehmomentklassen sowie bei den Vorwärtsgängen üblicher Schaltgetriebe sind synchronisierte Schalträder im Einsatz. Bekannte Synchronisierungen erfordern jedoch einen erheblichen Bauraum, großen Fertigungs- und Montageaufwand mit entsprechenden hohen Kosten.Usually come in manual transmissions in smaller torque classes, mainly in reverse, unbraked shift wheels used. It is assumed that when switching into reverse all in the power flow to be delivered rotating parts, in particular gears and gears, shafts, shift sleeves, etc., stand still. At standstill, the corresponding gears can be engaged in noise and thus wear-free. In practice, however, this desirable state is not always given. Often z. As inertia, a rolling vehicle and the like to relative speeds at the components to be engaged. The consequences for the user are uncomfortable circuits to non-installable gears and even to the destruction and permanent inoperability of the circuit in the appropriate gear. These disturbances result from the fact that the teeth to be engaged abut unbraked and hit each other until the pairs of teeth are fully engaged, which is associated with heavy wear. In manual transmissions of higher torque classes and in the forward gears of conventional manual gearbox synchronized switching wheels are in use. However, known synchronizations require considerable space, large production and assembly costs with corresponding high costs.

Die genannte DE 199 18 489 A1 offenbart eine Kompromisslösung zwischen ungebremster Schaltung und vollständiger Synchronisierung. Ziel des Schaltvorgangs ist es stets, ein auf der Welle gelagertes Losrad drehfest mit der Welle zu koppeln. Bei der bekannten Vorrichtung ist ein Kupplungskörper mit einer Außen-Schaltverzahnung drehfest auf der Welle gelagert. Eine Schiebemuffe mit korrespondierender Innenverzahnung ist im Zahneingriff auf dem Kupplungskörper gelagert. Die Schiebemuffe und die Welle stehen somit zueinander in einer drehfesten Beziehung. Das Losrad ist axial benachbart zu dem Kupplungskörper auf der Welle gelagert, wobei ein Schaltverzahnungsabschnitt dem Kupplungskörper nächst benachbart angeordnet ist. Zur drehfesten Kopplung des Losrades mit der Welle wird die Schiebemuffe mittels einer Schaltgabel in der Verzahnung des Kupplungskörpers axial auf das Losrad hin verschoben, wo sie zusätzlich in die Schaltverzahnung des Losrades eingreift. Um Relativbewegungen zwischen dem Kupplungskörper mit der Schiebemuffe und dem Losrad zu verhindern, ist in dem Kupplungskörper ein axial verschieblicher Bremsring gelagert, der bei Verschiebung der Schiebemuffe auf einen Bremskonus des Losrades aufgeschoben wird. Sobald das Losrad durch das Reibmoment zwischen Bremsring und Bremskonus zum relativen Stillstand gekommen ist, lässt sich die Schiebemuffe ratschenfrei in die Losrad-Schaltverzahnung einschieben. Um die oben geschilderten Verfahrensschritte zeitlich korrekt zu staffeln, ist ein komplexer Mechanismus vorgesehen. So weist der Bremsring radiale Sackbohrungen auf, in der ein kugelförmiger Rastkörper mittels einer Druckfeder nach radial außen vorgespannt ist. Der Rastkörper durchsetzt eine entsprechende Ausnehmung in dem den Bremsring umgreifenden Kupplungskörper und greift in eine außermittig vorgesehene Ausnehmung der Schiebemuffe ein. Bremsring und Kupplungskörper sind somit mit der Schiebemuffe verrastet. Bei der oben geschilderten Axialverschiebung der Schiebemuffe wird der Bremsring aufgrund der Verrastung mitgenommen und auf den Bremskonus aufgeschoben. Zur weiteren Axialverschiebung der Schiebemuffe muss die auf diese angewandte Axialkraft soweit verstärkt werden, bis der kugelförmige Rastkörper gegen die Kraft der Druckfeder die Rastöffnung der Schiebemuffe freigibt und in die Sackbohrung zurückfedert.The named DE 199 18 489 A1 discloses a compromise solution between unbraked circuit and full synchronization. The aim of the switching process is always to couple rotatably mounted on the shaft idler gear with the shaft. In the known device, a coupling body with an external spline is rotatably mounted on the shaft. A sliding sleeve with corresponding internal toothing is mounted in tooth engagement on the coupling body. The sliding sleeve and the shaft are thus in a rotationally fixed relationship to each other. The idler gear is mounted axially adjacent to the coupling body on the shaft, wherein a Schaltverzahnungsabschnitt the coupling body is arranged next adjacent. For non-rotatable coupling of the idler gear to the shaft, the sliding sleeve is axially displaced by means of a shift fork in the toothing of the coupling body to the idler gear, where it additionally engages in the gear teeth of the idler gear. In order to prevent relative movements between the coupling body with the sliding sleeve and the idler gear, an axially displaceable brake ring is mounted in the coupling body, which is pushed upon displacement of the sliding sleeve on a brake cone of the idler gear. As soon as the idler gear has come to a relative standstill due to the frictional torque between the brake ring and the brake cone, the sliding sleeve can be inserted ratchet-free into the idler gear. To stagger the timing described above correctly, a complex mechanism is provided. Thus, the brake ring on radial blind holes, in which a spherical detent body is biased by a compression spring radially outward. The locking body passes through a corresponding recess in the clutch ring engaging around the brake ring and engages in an eccentrically provided recess of the sliding sleeve. Brake ring and coupling body are thus locked to the sliding sleeve. In the above-described axial displacement of the sliding sleeve of the brake ring is taken along due to the locking and pushed onto the brake cone. For further axial displacement of the sliding sleeve applied to this axial force must be increased so far until the spherical detent body against the force of the compression spring releases the detent opening of the sliding sleeve and springs back into the blind hole.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist außer ihrem komplexen Aufbau mit erheblichem Bauraumbedarf, großem Montageaufwand und hoher Teilezahl die Tatsache, dass zu dem Zeitpunkt, da die Schiebemuffe in die Losrad-Schaltverzahnung eingeschoben wird, der Bremsring nach wie vor ein Bremsmoment auf den Bremskonus ausübt. Im Fall, dass die Schaltverzahnungen von Kupplungskörper und Losrad nicht zufällig phasengleich zueinander zum Stehen gekommen sind, ist das Einschieben der Schiebemuffen-Schaltverzahnung in die Losrad-Schaltverzahnung mit unerwünschten Zahnkollisionen und daher mit Verschleiß und unkomfortablen Schaltgefühl verbunden.The disadvantage of this device is in addition to its complex structure with considerable space requirements, large assembly costs and high number of parts the fact that at the time when the sliding sleeve is inserted into the idler gear, the brake ring still exerts a braking torque on the brake cone. In the event that the Schaltverzahnungen of coupling body and idler gear are not coincidental in phase have come to a standstill, the insertion of the sliding sleeve selector teeth in the idler gear teeth with unwanted tooth collisions and therefore associated with wear and uncomfortable shift feel.

Aufgabenstellungtask

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen gattungsgemäßen Getriebeabschnitt derart weiterzubilden, dass bei verringerter Komplexität ein verbessertes Schaltverhalten erreicht werden kann.It is the object of the present invention to develop a generic transmission section in such a way that with reduced complexity improved switching behavior can be achieved.

Darlegung der ErfindungPresentation of the invention

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Bremsring eine Mehrzahl axialer Federzungen trägt, die drehfest und axial verschieblich in korrespondierenden Axialnuten der Welle eingerastet sind und jeweils wenigstens eine Federrampe aufweisen, wobei die Federrampen gemeinsam der koaxial über die Mehrzahl der Federzungen geschobenen Schiebemuffe als schubkraftabhängig überwindbarer Widerstand dienen.This object is achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1, characterized in that the brake ring carries a plurality of axial spring tongues which are locked against rotation and axially displaceable in corresponding axial grooves of the shaft and each have at least one spring ramp, wherein the spring ramps together coaxially serve over the majority of the spring tongues pushed sliding sleeve as a thrust force dependent overcome resistance.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Es ist die Grundidee der vorliegenden Erfindung den im Stand der Technik erforderlichen Kupplungskörper durch eine Mehrzahl axialer Federzungen zu ersetzen. Die Federzungen halten den Bremsring in seiner koaxialen Lage um die Welle und stützen sich selbst in Axialnuten der Welle ab. Hierdurch sind sie drehfest mit der Welle verbunden, können jedoch wenigstens in beschränktem Maße axial auf der Welle verschoben werden – und mit ihnen der Bremsring. Zudem tragen die Federzungen jeweils wenigstens eine Federrampe, deren höchste Erhebungen gemeinsam einen koaxial um die Welle liegenden Kreis beschreiben, dessen Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Schiebemuffe. Die Federrampen bilden somit in ihrer Gesamtheit einen Widerstand für die Schiebemuffe. Beim Schieben der Schiebemuffe in Richtung auf das Losrad zum Zwecke der Schaltung schlägt die in einer Außenverzahnung der Welle axial geführte Schiebemuffe an dem von den Federrampen gebildeten Widerstand an und drückt bei weiterer Verschiebung die Federzungen und mit ihnen den Bremsring in Richtung auf das Losrad, wo die Bremsfläche des Bremsrings eine korrespondierende Bremsfläche des Losrades findet. Das resultierende Bremsmoment bremst das Losrad ab. Bei weiterer Erhöhung der Axialkraft federn die Federrampen nach radial innen und verlieren ihre Widerstandwirkung, sodass die Schiebemuffe über die Federrampen hinweggleiten und mit ihrer Schiebemuffen-Schaltverzahnung in die Losrad-Schaltverzahnung eingreifen kann.It is the basic idea of the present invention to replace the coupling body required in the prior art by a plurality of axial spring tongues. The spring tongues hold the brake ring in its coaxial position around the shaft and support itself in axial grooves of the shaft. As a result, they are non-rotatably connected to the shaft, but at least to a limited extent can be moved axially on the shaft - and with them the brake ring. In addition, the spring tongues each carry at least one spring ramp, the highest elevations together describe a coaxially lying around the shaft circle whose diameter is greater than the inner diameter of the sliding sleeve. The spring ramps thus form in their entirety a resistance to the sliding sleeve. When pushing the sliding sleeve in the direction of the idler gear for the purpose of the circuit in an external toothing of the shaft axially guided sliding sleeve on the resistance formed by the spring ramps and presses on further displacement of the spring tongues and with them the brake ring in the direction of the idler gear, where the braking surface of the brake ring finds a corresponding braking surface of the idler gear. The resulting braking torque brakes the idler gear. Upon further increase in the axial force, the spring ramps spring radially inwards and lose their resistance effect, so that the sliding sleeve can slide over the spring ramps and engage with their sliding sleeve shift teeth in the idler gear teeth.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Federrampen als Biegungen der Federzungen ausgestaltet. Eine solche Ausgestaltung ist technisch leicht zu realisieren und erfordert keine zusätzlichen Bauteile.In a preferred embodiment of the invention, the spring ramps are configured as bends of the spring tongues. Such a design is technically easy to implement and requires no additional components.

Bei einer günstigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Federrampen als Doppelrampen, insbesondere axial symmetrisch ausgebildet sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Federrampen in beiden Axialrichtungen rampenartig ausgebildet sind. Sobald die Schiebemuffe also den durch die vordere Flanke der Federrampen gebildeten Widerstand überwunden hat, gleitet die rückwärtige Flanke der Federrampen, getrieben von der eigenen nach axial außen wirkenden Federkraft an der rückwärtigen Flanke der Schiebemuffe entlang und zieht die Federzungen und mit ihnen den Bremsring zurück. Dadurch löst sich das Bremsmoment der miteinander wechselwirkenden Bremsflächen, sodass das zuvor abgebremste Losrad wieder leicht drehbar wird. Dadurch dreht sich – geeignete Anlaufschrägen vorausgesetzt – das Losrad beim Einführen der Schaltverzahnungen ineinander automatisch in die korrekte Ausrichtung zur Schiebemuffe, sodass sich der Zahneingriff geschmeidig und verschleißfrei vollzieht.In a favorable development of the invention it is provided that the spring ramps are designed as double ramps, in particular axially symmetrical. In other words, this means that the spring ramps are formed ramp-like in both axial directions. As soon as the sliding sleeve has thus overcome the resistance formed by the front edge of the spring ramps, the rear edge of the spring ramps, driven by its own axially outwardly acting spring force slides along the rear edge of the sliding sleeve and pulls the spring tongues and with them the brake ring back. As a result, the braking torque of interacting braking surfaces is released, so that the previously braked idler gear is easily rotated again. As a result - assuming suitable run-on slopes - the idler gear automatically rotates into the correct alignment with the sliding sleeve when the gear teeth are inserted into each other, so that the tooth engagement is smooth and wear-free.

Günstigerweise sind die Federzungen jeweils über einen von einem ringförmigen Vorderbereich her schräg abfallenden Ansatzbereich an dem Bremsring festgelegt. Dieser Ansatzbereich wirkt als Zentrierdurchmesser, der ein insgesamt stabileres System hinsichtlich überhöhter Taumelbewegungen gewährleistet. Dies hat Vorteile im Hinblick auf Verschleiß, Akustik, Schleppmomente etc.Conveniently, the spring tongues are respectively fixed to the brake ring via a shoulder region sloping obliquely from an annular front region. This approach area acts as a centering diameter, which ensures an overall more stable system in terms of excessive wobbling. This has advantages in terms of wear, acoustics, drag moments etc.

Bevorzugt ist wenigstens eine der Bremsflächen, d. h. die Bremsfläche des Losrades und/oder die Bremsfläche des Bremsringes mit einem Reibbelag beschichtet. Hierfür kommen übliche Reibmaterialien, wie sie auch bei Synchronisierungen verwendet werden, in Betracht, beispielsweise Molybdän, Karbon, o. ä.. Die konkrete Ausrichtung und Größe der Reibflächen ist weitestgehend beliebig; der Winkel muss jedoch über der Selbsthemmungsgrenze liegen, wenn die bevorzugt vorgesehene, automatische Lösung des Bremsmomentes nach Überwindung des Widerstandes realisiert werden soll.Preferably, at least one of the braking surfaces, d. H. the brake surface of the idler gear and / or the braking surface of the brake ring coated with a friction lining. For this purpose, conventional friction materials, such as those used in synchronizations, into consideration, such as molybdenum, carbon, o. Ä .. The specific orientation and size of the friction surfaces is largely arbitrary; However, the angle must be above the self-locking limit, if the preferred provided, automatic solution of the braking torque to be realized after overcoming the resistance.

Um die erforderlichen Kräfte zu reduzieren kann bevorzugt vorgesehen sein, die Federzungen an ihren Innenseiten, d. h. an den auf der Welle anliegenden Flächen mit einer Gleitbeschichtung zu versehen. Die reduziert die zur Verschiebung des Bremsringes notwendige Axialkraft, was insgesamt zu einer niedrigeren Schaltkraft und zu einer leichteren Realisierung der selbsttätigen Lösung des Bremsmomentes führt.In order to reduce the required forces may preferably be provided to provide the spring tongues on their inner sides, ie on the voltage applied to the shaft surfaces with a sliding coating. This reduces the axial force necessary for the displacement of the brake ring, which overall leads to a lower switching force and to a lighter realization of the automatic solution of the braking torque.

Bevorzugt ist die Losrad-Schaltverzahnung als Innenverzahnung und die Schiebmuffen-Schaltverzahnung als korrespondierende Außenverzahnung ausgestaltet. Dies ist im Hinblick auf den radialen Bauraumbedarf günstiger als die aus dem Stand der Technik bekannte umgekehrte Wahl der Schaltverzahnungen.Preferably, the idler gear shift as internal teeth and the sliding sleeve shift teeth is designed as a corresponding external toothing. This is cheaper in terms of the radial space requirement than the known from the prior art reverse choice of the shift gears.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following specific description and the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

1 eine erste Phase eines erfindungsgemäßen Kupplungsvorgangs, 1 a first phase of a coupling process according to the invention,

2 eine zweite Phase eines erfindungsgemäßen Kupplungsvorgangs, 2 a second phase of a coupling process according to the invention,

3 eine dritte Phase eines erfindungsgemäßen Kupplungsvorgangs, 3 a third phase of a coupling process according to the invention,

4 eine vierte Phase eines erfindungsgemäßen Kupplungsvorgangs, 4 a fourth phase of a coupling process according to the invention,

5 eine perspektivische Darstellung der Welle mit montierter Schiebemuffe und montiertem Bremsring, 5 a perspective view of the shaft with mounted sliding sleeve and mounted brake ring,

6 die Welle von 5 ohne Schiebemuffe und Bremsring, 6 the wave of 5 without sliding sleeve and brake ring,

7 eine perspektivische Darstellung eines Bremsrings. 7 a perspective view of a brake ring.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDetailed description of preferred embodiments

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche Elemente hin. Soweit nicht ausdrücklich Bezug auf eine bestimmte Figur genommen wird, bezieht sich die nachfolgende Beschreibung auf alle Figuren, in denen die jeweiligen Elemente gezeigt sind.Like reference numerals in the figures indicate like elements. Unless express reference is made to a particular figure, the following description refers to all figures in which the respective elements are shown.

Die 1–4 zeigen vier Phasen eines Kupplungsvorgangs mittels des erfindungsgemäßen Getriebeabschnitts. Die 5–7 zeigen perspektivische Darstellungen verschiedener Elemente bzw. Elementegruppen. Zentrales Element des erfindungsgemäßen Getriebeabschnitts ist die Welle 10, die bei der gezeigten Ausführungsform als Rückwärtsgang-Zwischenwelle eines Kraftfahrzeugsgetriebes ausgestaltet ist. Fest mit der Welle 10 verbunden ist das Gangrad 11, welches im gezeigten Beispiel das mit schräger Stirnverzahnung versehene Rücklaufrad des Kraftfahrzeuggetriebes ist. Die Welle 10 weist eine axiale Passverzahnung 12 auf. In dieser Passverzahnung 12 ist eine Schiebemuffe 20, welche mittels einer nicht dargestellten Schaltgabel, die in eine Schaltgabelnut 21 eingreift, axialverschieblich und drehfest auf der Welle 10 angeordnet ist. Hierzu weist die Schiebemuffe 20 eine zu der Passverzahnung 12 der Welle 10 korrespondierende Passverzahnung 22 auf. Die Passverzahnung 22 ist in drei axiale Abschnitte unterteilt. Ein erster, dem Gangrad 11 nächstbenachbarter und hier als rückwärtiger Abschnitt 221 bezeichneter Abschnitt weist eine große Zahnhöhe auf, sodass die Zähne der Passverzahnung 22 in diesem Abschnitt bis in den Nutgrund zwischen den Zähnen der korrespondierenden Passverzahnung 12 hineinragen. In einem mittleren Abschnitt 222 ist die Zahntiefe der Passverzahnung 22 geringer. In einem vorderen Abschnitt 223 weist die Passverzahnung 22 wie auch in ihrem rückwärtigen Abschnitt 221 eine größere Zahntiefe auf. Die axial vorderen und hinteren Flanken des vorderen Passverzahnungsabschnitts 223 sind rampenartig angeschrägt. Während der rückwärtige Abschnitt 221 lediglich der allgemeinen Führungssicherheit der Schiebemuffe 20 dient, tragen der mittele Abschnitt 222 und der vordere Abschnitt 223 mit ihren unterschiedlichen Zahnhöhen wesentlich zu einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei. Dies soll weiter unten näher erläutert werden. Axial vor der Vorderkante des vorderen Abschnitts 223 der Passverzahnung 22 schließt sich ein Abschnitt der Schiebemuffe 20 mit vergrößertem Innendurchmesser an. In diesem vorderem Abschnitt 23 der Schiebemuffe 20 erfolgt keine unmittelbare Wechselwirkung der Schiebemuffe 20 mit der Welle 10. Am Außenumfang der Schiebemuffe 20 ist in deren vorderem Bereich eine Schaltverzahnung 24 angeordnet, deren Zähne in ihrem Frontbereich beidseitig mit seitlichen Anlaufschrägen 241 und in ihrem hinteren Bereich mit einem axialen Anschlag 242 versehen sind.The 1 - 4 show four phases of a coupling operation by means of the transmission section according to the invention. The 5 - 7 show perspective views of various elements or groups of elements. The central element of the transmission section according to the invention is the shaft 10 which is configured in the embodiment shown as a reverse intermediate shaft of a motor vehicle transmission. Hard with the wave 10 connected is the gear wheel 11 , which in the example shown, the provided with oblique spur gear return wheel of the motor vehicle transmission. The wave 10 has an axial fit toothing 12 on. In this gearing 12 is a sliding sleeve 20 , which by means of a shift fork, not shown, in a Schaltgabelnut 21 engages, axially displaceable and rotationally fixed on the shaft 10 is arranged. For this purpose, the sliding sleeve 20 one to the spline 12 the wave 10 corresponding splines 22 on. The gearing 22 is divided into three axial sections. A first, the gear wheel 11 next to next and here as rear section 221 designated portion has a large tooth height, so that the teeth of the splines 22 in this section into the groove base between the teeth of the corresponding splines 12 protrude. In a middle section 222 is the tooth depth of the gear teeth 22 lower. In a front section 223 has the splines 22 as well as in the back section 221 a greater tooth depth. The axially front and rear flanks of the front spline section 223 are sloped like a ramp. While the rear section 221 only the general leadership security of the sliding sleeve 20 serves to carry the central section 222 and the front section 223 with their different tooth heights essential to a preferred embodiment of the invention. This will be explained in more detail below. Axially in front of the leading edge of the front section 223 the spline 22 closes a section of the sliding sleeve 20 with increased inside diameter. In this front section 23 the sliding sleeve 20 there is no direct interaction of the sliding sleeve 20 with the wave 10 , On the outer circumference of the sliding sleeve 20 is in the front area of a gearing 24 arranged, the teeth in their front area on both sides with side run-on slopes 241 and in its rear area with an axial stop 242 are provided.

Weiter ist auf der Welle 10 ein Schaltrad 30 mit einer äußeren Laufverzahnung 31 gelagert, welches im ungeschalteten Neutralzustand axialfest aber drehbar auf der Welle 10 gelagert ist und welches im geschalteten Zustand drehfest mit der Welle 10 gekoppelt ist. Hierzu ist das Schaltrad 30 axial zwischen der Vorderkante der Passverzahnung 12 der Welle 10 und einer Anlaufscheibe 60 auf einem Radiallager 50 gelagert. Auf seiner der Schiebemuffe 20 zugewandten Seite weist das Schaltrad 30 eine Schaltverzahnung 32 auf, die als Innerverzahnung korrespondierend zu der Schaltverzahnung 24 der Schiebemuffe 20 ausgebildet ist. Hierdurch ist im Schaltrad 30 eine Hinterschneidung 33 realisiert, deren Sockel 331 konisch in Richtung Schiebemuffe abfällt und dessen Oberfläche eine – wie weiter unten näher erläutert – erfindungsrelevante Bremsfläche 332 bildet. Zur Schaltung, d. h. zur drehfesten Kopplung des Schaltrades 30 wird die Schiebemuffe 20 mittels der nicht dargestellten Schaltgabel axial verschoben bis die Schaltverzahnung 24 der Schiebemuffe 20 in die Schaltverzahnung 32 des Schaltrades 30 eingreift. Damit dies geräusch- und verschleißarm erfolgen kann, ist ein Bremsring 40 vorgesehen.Next is on the wave 10 a ratchet wheel 30 with an outer running gear 31 stored, which in the unswitched neutral state axially fixed but rotatable on the shaft 10 is mounted and which in the switched state against rotation with the shaft 10 is coupled. For this purpose, the ratchet wheel 30 axially between the front edge of the splines 12 the wave 10 and a thrust washer 60 on a radial bearing 50 stored. On his the sliding sleeve 20 facing side has the ratchet wheel 30 a gearing 32 on, corresponding to the internal toothing corresponding to the gearing 24 the sliding sleeve 20 is trained. This is in the ratchet wheel 30 an undercut 33 realized their pedestal 331 conical in the direction of sliding sleeve drops and its surface a - how on explained in more detail below - invention-relevant braking surface 332 forms. For switching, ie for the rotationally fixed coupling of the switching wheel 30 becomes the sliding sleeve 20 axially displaced by means of the shift fork, not shown, to the shift toothing 24 the sliding sleeve 20 in the gearing 32 of the switching wheel 30 intervenes. This can be done with low noise and wear, is a brake ring 40 intended.

Der Bremsring 40 weist einen ringförmigen Vorderabschnitt 41 auf, der sich konisch öffnet und dessen Winkel mit dem Winkel des konischen Sockels 331 der Hinterschneidung 33 des Schaltrades 30 korrespondiert. Die Innenfläche des Rings 41 bildet eine Bremsfläche 411, die mit der Bremsfläche 332 des Schaltrades 30 korrespondiert. Die Neigungswinkel der beiden Konen müssen dabei einander nicht exakt entsprechen, sondern können sich geringfügig unterscheiden; für solche „Fehlwinkel” können beispielsweise elastische Verformungen der beteiligten Elemente verantwortlich sein. Es sei darauf hingewiesen, dass die gezeigte Ausführungsform zwar als besonders vorteilhaft jedoch nicht als zwingend angesehen wird. Insbesondere könnte auch ein anderer Winkel, insbesondere ein rechter Winkel zur Welle gewählt werden. Auch eine konische Ausgestaltung mit im Vergleich zur gezeigten Ausführungsform negativem Winkel liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Rückwärtig schließen sich an den Ring 41 mehrere Federzungen 42 an. Obgleich, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel, drei Federzungen als im Hinblick auf Materialeinsparung und Stabilität optimal angesehen werden, sind auch zwei oder mehr als drei Federzungen realisierbar. In einem Zentralbereich weisen die Federzungen 42 Federrampen 421 auf, die wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel als Wölbungen der Federzungen 42 ausgestaltet sein können. Der Übergangsbereich zwischen Federzungen 42 und Ring 41 ist als Zentrierrampe 43 ausgestaltet, bei dem der größere Innendurchmesser des Ringbereichs 41 auf den kleineren Durchmesser des von den Federzungen 42 eingeschriebenen Kreises rampenartig gestaltet wird. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Zentrierbereich 43 als Teil der Federrampen 42 ausgestaltet. Bei anderen Ausführungsformen kann er auch als Teil des Ringbereiches 41 gestaltet sein. Der Bremsring 40 ist mit seinen Federzungen 43 in Axailnuten 13 im Bereich der Passverzahnung 12 der Welle 10 gelagert. Hieraus ergibt sich eine weitgehend drehfeste Positionierung des Bremsrings 40, die zugleich eine geringe Axialbewegung zulässt.The brake ring 40 has an annular front portion 41 which opens conically and whose angle with the angle of the conical base 331 the undercut 33 of the switching wheel 30 corresponds. The inner surface of the ring 41 forms a braking surface 411 that with the braking surface 332 of the switching wheel 30 corresponds. The inclination angle of the two cones do not have to correspond exactly to each other, but may differ slightly; For such "Fehlwinkel" example, elastic deformations of the elements involved may be responsible. It should be noted that although the embodiment shown is considered particularly advantageous, it is not considered mandatory. In particular, another angle, in particular a right angle to the shaft could be selected. Also, a conical configuration with a negative angle compared to the embodiment shown is within the scope of the present invention. Backward close to the ring 41 several spring tongues 42 at. Although, as in the embodiment shown, three spring tongues are considered optimal in terms of material savings and stability, two or more than three spring tongues can be realized. In a central area have the spring tongues 42 spring ramps 421 on, as in the embodiment shown as buckling of the spring tongues 42 can be configured. The transition area between spring tongues 42 and ring 41 is as a centering ramp 43 designed, in which the larger inner diameter of the ring area 41 on the smaller diameter of the spring tongues 42 enrolled circle is ramped. In the embodiment shown, the centering area 43 as part of the spring ramps 42 designed. In other embodiments, it may also be part of the ring area 41 be designed. The brake ring 40 is with its spring tongues 43 in Axail grooves 13 in the field of splines 12 the wave 10 stored. This results in a largely rotationally fixed positioning of the brake ring 40 , which also allows a slight axial movement.

Nachfolgend soll anhand der 1–4 die Funktionsweise der Erfindung anhand der Beschreibung eines Schaltvorgangs dargestellt werden. Ausgangspunkt ist die Neutralstellung von 1, in der die Schiebemuffe 20 deutlich von dem Schaltrad 30 beabstandet positioniert ist, sodass kein Eingriff der Schaltverzahnungen 24, 32 vorliegt und die Stirnseiten der Verzahnungen am Schaltrad 30 und am Anschlag 242 der Schiebemuffe 20 durch einen während der Schaltung zu überbrückenden Verschiebeweg voneinander beabstandet sind. Der Vorderbereich 223 der Passverzahnung 22 der Schiebemuffe 20 ruht in dieser Position hinter, d. h. in den 1–4 rechts der Federrampe 421. Die Federrampe 421 bildet somit einen Widerstand für den Vorderabschnitt 223 der Passverzahnung 22, sodass mittels der nicht dargestellten Schaltgabel keine nach hinten wirkende Axialkraft auf die Schiebemuffe 20 wirken muss, um diese in der gezeigten Stellung zu halten. Das Schaltrad 30 ist in diesem Zustand axialfest aber drehbar auf der Welle 10 gelagert.The following is based on the 1 - 4 the operation of the invention will be illustrated with reference to the description of a switching operation. The starting point is the neutral position of 1 in which the sliding sleeve 20 clearly from the ratchet wheel 30 is positioned at a distance, so that no engagement of the shift gears 24 . 32 is present and the front sides of the teeth on the ratchet wheel 30 and at the stop 242 the sliding sleeve 20 are spaced apart by a displacement path to be bridged during the circuit. The front area 223 the spline 22 the sliding sleeve 20 rest in this position behind, ie in the 1 - 4 right of the spring ramp 421 , The spring ramp 421 thus forms a resistance for the front section 223 the spline 22 so that by means of the shift fork, not shown, no rearward acting axial force on the sliding sleeve 20 must act to keep them in the position shown. The ratchet wheel 30 is in this state axially fixed but rotatable on the shaft 10 stored.

2 zeigt den Beginn des Schaltvorgangs bei dem die Schiebemuffe mittels der nicht dargestellten Schaltgabel mit einer vorwärts, d. h. in den 1–4 nach links gerichteten Schaltkraft verschoben wird. Nach wie vor bildet die Federrampe 421 der Federzunge 42 einen Widerstand für den Vorderbereich 223 der Passverzahnung 22 der Schiebemuffe 20, sodass der gesamte Bremsring 40 mit der Schiebemuffe 20 verschoben wird. Dadurch kommen die Bremsflächen 411 des Bremsrings 40 und 332 des Schaltrades 30 miteinander zur Anlage. Das resultierende Bremsmoment, welches durch geeignete Wahl von Bremsbelägen auf einer oder beiden der Bremsflächen 332, 411 optimiert werden kann, synchronisiert die Drehungen bzw. dem Stillstand von Schaltrad 30 bzw. Welle 10. 2 shows the beginning of the switching operation in which the sliding sleeve by means of the shift fork, not shown, with a forward, ie in the 1 - 4 shifted to the left shift force. As before, the spring ramp forms 421 the spring tongue 42 a resistance for the front area 223 the spline 22 the sliding sleeve 20 so that the entire brake ring 40 with the sliding sleeve 20 is moved. As a result, the braking surfaces come 411 of the brake ring 40 and 332 of the switching wheel 30 together to the plant. The resulting braking torque, which by suitable choice of brake pads on one or both of the braking surfaces 332 . 411 can be optimized synchronizes the rotations or the standstill of ratchet wheel 30 or wave 10 ,

Ein weiterer Vorschub der Schiebemuffe 20 kann nun nur durch Überwindung des durch die Federrampe 421 gebildeten Widerstands erfolgen. Dies ist aufgrund der Federelastizität der Federzungen 42 und des flachen Anstiegs der Federrampe durch Erhöhung der Schaltkraft der Schaltgabel ohne weiteres möglich. 3 zeigt den Zustand unmittelbar nach Überwindung des Widerstands 421. Hierbei zeitigt die Gestaltung der Federrampen 421 als doppelseitige Rampen einen besonders wünschenswerten Effekt. Bis zum Scheitelpunkt der Doppelrampe 421 verstärkt sich die auf das Schaltrad 30 wirkende Bremskraft, sodass eine synchrone Bewegung bzw. Stillstand von Schaltrad 30 und Welle 10 in diesem Zustand sichergestellt sind. Ein Eingriff der Schaltverzahnungen 24 und 32 ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht erfolgt. Damit dieser Eingriff unabhängig von der jeweiligen Relativstellung der Verzahnungen 24, 32 zueinander leicht erfolgen kann, muss das Schaltrad 30 bremskraftfrei gegeben werden, sodass die Anlauframpen 241 der Schaltverzahnung 24 das Schaltrad 30 in eine für den Eingriff geeignete Stellung drehen können, Diese Bremskraftfreigabe erfolgt in dem Moment, in dem der Vorderbereich 223 der Passverzahnung 22 der Schiebemuffe 20 den höchsten Punkt der Doppelrampe 421 überwunden hat. In diesem Moment nämlich gleitet der Bremsring 40, getrieben von der Federkraft der Federrampe 421 rückwärts, wobei er an dem angeschrägten Übergang zwischen Vorderbereich 223 und Mittelbereich 222 der Passverzahnung 22 der Schiebemuffe 20 abgleitet. Dieser Moment ist in 3 dargestellt, wo der Bremsring 40 und das Schaltrad 30 den bremsenden Kontakt verloren haben, der Schaltweg zwischen Schiebemuffe 20 und Schaltrad 30 jedoch noch nicht vollständig überwunden ist.Another feed of the sliding sleeve 20 can now only by overcoming the spring ramp 421 made resistance. This is due to the spring elasticity of the spring tongues 42 and the shallow rise of the spring ramp by increasing the switching force of the shift fork readily possible. 3 shows the condition immediately after overcoming the resistance 421 , This is where the design of the spring ramps comes in 421 as double-sided ramps a particularly desirable effect. Up to the vertex of the double ramp 421 amplifies the on the ratchet wheel 30 acting braking force, so that a synchronous movement or standstill of ratchet wheel 30 and wave 10 are ensured in this state. An intervention of the gear teeth 24 and 32 has not yet taken place at this time. So that this intervention regardless of the relative position of the teeth 24 . 32 easy to each other, the ratchet wheel must 30 be given without braking force, so that the starting ramps 241 the gearing 24 the ratchet wheel 30 can turn into a suitable position for the intervention, this braking force release takes place in the moment in which the front area 223 the spline 22 the sliding sleeve 20 the highest point of the double ramp 421 has overcome. At this moment, namely, the brake ring slides 40 , driven from the spring force of the spring ramp 421 backwards, being at the tapered transition between front area 223 and mid-range 222 the spline 22 the sliding sleeve 20 slides. This moment is in 3 shown where the brake ring 40 and the ratchet wheel 30 have lost the braking contact, the shift between sliding sleeve 20 and ratchet wheel 30 but not completely overcome.

Weiterer Vorschub der Schiebemuffe 20 führt, wie in 4 gezeigt, zum Eingriff der Schaltverzahnungen 24, 32 ineinander, wobei der Anschlag 242 der Schaltverzahnung 24 den Vorschub begrenzt. Dabei dreht das wieder freigegebene Schaltrad 30, dessen Schaltverzahnung 32 an den Anlaufschrägen 241 der Schiebemuffen-Schaltverzahnung 24 abgleitet, geräusch- und verschleißfrei in die korrekte Eingriffsposition.Further feed of the sliding sleeve 20 leads, as in 4 shown, for engagement of the gear teeth 24 . 32 into each other, with the stop 242 the gearing 24 limits the feed. It rotates the released ratchet wheel 30 whose gear teeth 32 at the run-up slopes 241 the sliding sleeve gear teeth 24 slips, noiseless and wear-free into the correct engagement position.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere wurde die Erfindung am Beispiel eines für den Rückwärtsgang zuständigen Getriebeteils eines Kraftfahrzeuggetriebes erläutert. Hier wird die Erfindung voraussichtlich auch den sinnvollsten Einsatz finden. Gleichwohl ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt und kann auch in anderen Getriebebereichen nutzbringend eingesetzt werden.Of course, the embodiments discussed in the specific description and shown in the figures represent only illustrative embodiments of the present invention. In the light of the disclosure herein, those skilled in the art will be offered a wide range of possible variations. In particular, the invention has been explained using the example of a responsible for the reverse gear part of a motor vehicle transmission. Here, the invention is expected to find the most meaningful use. However, the invention is not limited thereto and can be used profitably in other transmission ranges.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Wellewave
1111: Gangradgear wheel
1212: Passverzahnungpass teeth
1313: Axialnutaxial groove
2020: Schiebmuffesplit sleeve
2121: SchaltgabelnutSchaltgabelnut
2222: Passverzahnungpass teeth
221221: rückwärtiger Bereich von 22 rearward area of 22
222222: mittlerer Bereich von 22 middle range of 22
223223: Vorderbereich von 22 Front area of 22
2323: Vorderbereich von 20 Front area of 20
2424: Schaltverzahnung von 20 Gearing of 20
241241: Anlauframpen von 24 Starting ramps from 24
242242: Anschlag von 24 Stop by 24
3030: Schaltradratchet
3131: Laufverzahnung von 30 Running teeth of 30
3232: Schaltverzahnung von 30 Gearing of 30
3333: Hinterschneidungundercut
331331: Sockel von 33 Socket of 33
332332: Bremsfläche von 30 Braking surface of 30
4040: Bremsringbrake ring
4141: ringförmiger Vorderbereich von 40 annular front area of 40
411411: Bremsfläche von 40 Braking surface of 40
4242: Federzungespring tongue
421421: Federrampespring ramp
4343: Zentrierabschnittcentering
5050: Radiallagerradial bearings
6060: Anlaufscheibethrust washer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19918489 A1 [0002, 0004]

Claims

Transmission section of a gear change transmission for a motor vehicle, comprising - a rotatable shaft ( 10 ), - a rotatable on the shaft ( 10 ) stored loose wheel ( 30 ) with a loose-gear shifter ( 32 ), - an axially displaceable and in a rotationally fixed relationship to on the shaft ( 10 ) mounted sliding sleeve ( 20 ) with one to the idler gear teeth ( 32 ) corresponding sliding sleeve toothing ( 24 ), wherein the two switching gears ( 32 . 24 ) in an axial switching position of the sliding sleeve ( 20 ) engage each other and in an axial neutral position of the sliding sleeve ( 20 ) are out of engagement with each other, - in a rotationally fixed relationship to the sliding sleeve ( 20 ), axially displaceable brake ring ( 40 ), which by directed on the idler gear axial displacement of the sliding sleeve ( 20 ) with a brake ring braking surface ( 411 ) frictionally engaged to a corresponding idler brake surface ( 332 ) of the loose wheel is pressed, characterized in that the brake ring ( 40 ) a plurality of axial spring tongues ( 42 ), which rotatably and axially displaceable in corresponding axial grooves ( 13 ) the wave ( 10 ) are engaged and at least one spring ramp ( 421 ), wherein the spring ramps ( 421 ) together coaxially over the plurality of spring tongues ( 421 ) pushed sliding sleeve ( 20 ) serve as a shear force dependent overcome resistance.

Transmission section according to claim 1, characterized in that the spring ramps ( 421 ) as bends of the spring tongues ( 42 ) are configured.

Transmission section according to one of the preceding claims, characterized in that the spring ramps ( 421 ) are designed as double ramps.

Transmission section according to one of the preceding claims, characterized in that the spring tongues ( 42 ) in each case via one of an annular front region ( 41 ) obliquely sloping approach area ( 43 ) are fixed to the brake ring.

Transmission section according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the braking surfaces ( 411 . 332 ) is coated with a friction lining.

Transmission section according to one of the preceding claims, characterized in that the spring tongues ( 42 ) are coated on their insides with a lubricious coating.

Transmission section according to one of the preceding claims, characterized in that the idler gear toothing ( 32 ) as internal teeth and the sliding sleeve toothing ( 24 ) are designed as corresponding external toothing.