DE102013210906A1

DE102013210906A1 - Schalteinrichtung

Info

Publication number: DE102013210906A1
Application number: DE102013210906.7A
Authority: DE
Inventors: Jens Enders; Henry Wittkopf; Wolfgang Bernau
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2014-12-31
Also published as: CN203796791U

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung (1) eines synchronisierten Fahrzeugschaltgetriebes, umfassend eine Schiebemuffe (2) mit einer Innenverzahnung (5), einen drehfest auf einer Getriebewelle (4) angeordneten Synchronkörper (3) mit einer Außenverzahnung (6), welche in die Innenverzahnung (5) der Schiebemuffe (2) eingreift, wobei die Innenverzahnung (5) Zähne (13, 14) mit in Umfangsrichtung gleicher Zahnbreite und die Außenverzahnung (6) Zahnlücken (17, 18) aufweisen. Es wird vorgeschlagen, dass die Innenverzahnung (5) mindestens einen Zahn (10) mit reduzierter Zahnhöhe und die Außenverzahnung (6) mindestens eine korrespondierende Zahnlücke (16) mit reduzierter Lückentiefe aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung eines synchronisierten Fahrzeugschaltgetriebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bekannt durch die DE 29 36 009 C2 .
Durch die DE 29 36 009 C2 wurde ein Fahrzeuggetriebe mit einer Schalteinrichtung bekannt, welche eine Schiebemuffe, auch Schaltmuffe genannt, sowie eine Führungsmuffe, auch Synchronkörper genannt, umfasst. Die Führungsmuffe ist drehfest mit einer Getriebewelle verbunden und weist eine Außenverzahnung auf, welche mit einer Innenverzahnung der Schiebemuffe in Eingriff steht. Die Schiebemuffe ist über eine Schaltgabel in axialer Richtung verschiebbar, wodurch entweder das auf der einen Seite der Schalteinrichtung angeordnete Zahnrad oder das auf der anderen Seite der Schiebemuffe angeordnete Zahnrad drehfest mit der Getriebewelle verbunden werden. Dadurch können verschiedene Gänge des Fahrzeuggetriebes geschaltet werden, wobei jeweils eine Synchronisierung über Synchronringe erfolgt. Zwischen der Führungsmuffe und der Schiebemuffe sind drei Rasteinrichtungen, umfassend eine Druckfeder, eine Kugel sowie eine Innenringnut in der Schaltmuffe, vorgesehen. Durch diese auf dem Umfang verteilten Rasteinrichtungen wird die Schaltmuffe in ihrer Neutralstellung fixiert.
Andere bekannte Ausführungen von Schalteinrichtungen weisen im Bereich der Innenverzahnung der Schaltmuffe Kugelkalotten (also keine umlaufende Ringnut) auf, in welchen die Kugel der Rasteinrichtung kraftschlüssig zur Fixierung der Schaltmuffe ihrer Neutralstellung und zur Erzeugung einer Axialkraft beim Verschieben der Schaltmuffe gehalten wird. In diesem Falle ist es erforderlich, dass die Schaltmuffe und der Synchronkörper in einer definierten Winkelposition zueinander montiert werden, sodass die Teile der Rasteinrichtung sowohl am Synchronkörper als auch an der Schiebemuffe funktionsgerecht zueinander positioniert sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine falsche Montage von Synchronkörper und Schiebemuffe zu vermeiden, insbesondere sicherzustellen, dass Synchronkörper und Schiebemuffe bezüglich ihrer Winkelposition zueinander funktionsgerecht ausgerichtet sind. Dabei wird von einer über den Umfang gleichen Verzahnung des Synchronkörpers und der Schiebemuffe ausgegangen, d. h. sämtliche Zähne weisen die gleiche Zahnbreite (gemessen in Umfangsrichtung) auf.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Innenverzahnung der Schiebemuffe mindestens einen Zahn mit reduzierter Zahnhöhe und die Außenverzahnung des Synchronkörpers mindestens eine korrespondierende Zahnlücke mit reduzierter Lückentiefe aufweisen. Der bezüglich seiner Zahnhöhe modifizierte Zahn wird im Folgenden auch als so genannter Erkennungszahn bezeichnet, welcher der Zahnlücke mit reduzierter Lückentiefe zugeordnet sind. Beim Fügen von Schaltmuffe und Synchronkörper müssen beide Teile bezüglich ihrer Winkelposition so ausgerichtet werden, dass der Erkennungszahn in die modifizierte Lücke passt. Die übrigen Zähne mit normaler (nicht reduzierter) Zahnkopfhöhe passen nicht in die Zahnlücke mit reduzierter Lückentiefe. Die Lückentiefe der Zahnlücke wird in radialer Richtung gemessen, die Reduzierung der Lückentiefe ergibt sich aus einer Vergrößerung des Fußkreisdurchmessers der Außenverzahnung. Die Messung der Zahnkopfhöhe erfolgt ebenfalls in radialer Richtung, d. h. die Reduzierung der Zahnkopfhöhe ergibt sich aus einer Vergrößerung des Kopfkreisdurchmessers für die Innenverzahnung. Der Vorteil liegt also darin, dass eine falsche Montage von Schiebemuffe und Synchronkörper ausgeschlossen werden kann.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Erkennungszahn Teil der Außenverzahnung des Synchronkörpers und die mindestens eine korrespondierende Zahnlücke Teil der Innenverzahnung der Schiebemuffe sind. Zur Reduzierung der Zahnhöhe wird hier also der Kopfkreisdurchmesser verringert, und zur Reduzierung der Zahnlückentiefe wird der Fußkreisdurchmesser verkleinert. Die blockierende Wirkung bei einer Fehlmontage ist die gleiche wie bei der nebengeordneten Lösung gemäß Anspruch 1.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Schiebemuffe und der Synchronkörper miteinander korrespondierende Funktionselemente in einer definierten Anordnung auf dem Umfang auf. Für diesen Fall ist vorgesehen, dass der Erkennungszahn und die korrespondierende Zahnlücke dieselbe Winkelposition in Bezug auf die korrespondierenden Funktionselemente einnehmen. Damit wird sichergestellt, dass Synchronkörper und Schiebemuffe beim Fügen in axialer Richtung die korrekte Winkelposition aufweisen, so dass die korrespondierenden Funktionselemente funktionsgerecht zueinander ausgerichtet sind, d. h. zusammenpassen. Beispielsweise können derartige korrespondierende Funktionselemente als Rastier- oder Rasteinrichtungen, vorzugsweise drei auf dem Umfang verteilte Rasteinrichtungen in Form von Druckfeder, Kugelbolzen und Kugelkalotte ausgebildet sein.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind drei Erkennungszähne mit korrespondierenden Zahnlücken auf dem Umfang angeordnet, und zwar jeweils um 120° gegeneinander versetzt. Dadurch ergibt sich eine Unwucht freie Anordnung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
1 eine Ansicht in axialer Richtung auf eine Schalteinrichtung mit Schiebemuffe und Synchronkörper und
2 eine Einzelheit X aus 1, einen so genannten Erkennungszahn.
1 zeigt eine Schalteinrichtung 1, welche eine Schiebemuffe 2 und einen Synchronkörper 3 umfasst, welcher drehfest auf einer Getriebewelle 4 angeordnet ist. Die Schiebemuffe 2 weist eine Innenverzahnung 5 auf, welche mit einer Außenverzahnung 6 des Synchronkörpers 3 in Eingriff steht. Die Schiebemuffe 2 und der Synchronkörper 3 sind – wie unter anderem aus dem eingangs erwähnten Stand der Technik bekannt – in axialer Richtung gegeneinander verschiebbar. Die Schalteinrichtung 1 weist drei Rasteinrichtungen 7, 8, 9 auf, welche jeweils um 120° auf dem Umfang gegeneinander versetzt angeordnet und im Einzelnen nicht näher dargestellt sind, zumal sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Für die Rasteinrichtung 7 ist lediglich eine im Bereich der Innenverzahnung 5 angeordnete Kugelkalotte 7a angedeutet, in welcher eine nicht dargestellte Kugel eines federbelasteten Kugelbolzens fixierbar ist. Durch das Zusammenwirken von Kugel und Kugelkalotte 7a wird beim Verschieben der Schiebemuffe 2 eine Axialkraft bzw. ein Schub auf den Synchronkörper 3 ausgeübt, wodurch der Synchronkörper 3 in eine Sperrstellung bewegt wird. Aufgrund dieser drei Rasteinrichtungen 7, 8, 9 müssen die Schiebemuffe 2 und der Synchronkörper 3 in Umfangsrichtung funktionsgerecht, d. h. wie in der Zeichnung dargestellt zueinander ausgerichtet werden. Um dies zu gewährleisten, sind erfindungsgemäß drei auf dem Umfang angeordnete modifizierte Zähne 10, 11, 12, so genannte Erkennungszähne, an der Schiebemuffe 2 angeordnet. Sämtliche auf dem Umfang angeordneten Zähne der Innenverzahnung 5 – mit Ausnahme der drei Erkennungszähne 10, 11, 12 – sind gleich ausgebildet, d. h. sie weisen gleiche Zahnbreite (in Umfangsrichtung) und gleiche Zahnhöhe (in radialer Richtung) auf.
2 zeigt in vergrößerter Darstellung eine Einzelheit X aus 1, d. h. den so genannten Erkennungszahn 10 der Innenverzahnung 5 der Schiebemuffe 2. Der Erkennungszahn 10 ist durch eine reduzierte Zahnhöhe, verglichen mit den beiden benachbarten Zähnen 13, 14, gekennzeichnet. Die benachbarten Zähen 13, 14 der Innenverzahnung 5 weisen einen Zahnkopfdurchmesser D_K auf, während der Erkennungszahn einen vergrößerten Zahnkopfdurchmesser D_K1 aufweist. Die Differenz von Zahnkopfdurchmesser D_K und vergrößertem Zahnkopfdurchmesser D_K1 ist als Δr_K in der Zeichnung dargestellt. Der Erkennungszahn 10 greift in eine modifizierte Zahnlücke 16 ein, welche durch eine geringere Lückentiefe (gemessen in radialer Richtung) gegenüber den beiden benachbarten Zahnlücken 17, 18 gekennzeichnet ist. Die benachbarten Zahnlücken 17, 18 der Außenverzahnung 6 weisen einen Fußkreisdurchmesser D_F auf, während die modifizierte Zahnlücke 16 einen vergrößerten Fußkreisdurchmesser D_F1 aufweist, der ungefähr dem vergrößerten Kopfkreisdurchmesser D_K1 des Erkennungszahnes 10 entspricht. Die Differenz der beiden Fußkreisdurchmesser ist mit Δr_F in der Zeichnung dargestellt. Aus der Zeichnung ist ohne Weiteres erkennbar, dass die benachbarten Zähne 13, 14 der Innenverzahnung 5 nicht in die modifizierte Zahnlücke 16 der Außenverzahnung 6 hineinpassen – sie blockieren eine Montage von Schiebemuffe 2 und Synchronkörper 3 in axialer Richtung. Erst bei gleicher Ausrichtung von Erkennungszahn 10 und modifizierter Zahnlücke 16 kann ein Fügen erfolgen.
Bezugszeichenliste

1: Schalteinrichtung
2: Schiebemuffe
3: Synchronkörper
4: Getriebewelle
5: Innenverzahnung
6: Außenverzahnung
7: Rasteinrichtung
7a: Kugelkalotte
8: Rasteinrichtung
9: Rasteinrichtung
10: modifizierter Zahn
11: modifizierter Zahn
12: modifizierter Zahn
13: benachbarter Zahn
14: benachbarter Zahn
15: benachbarter Zahn
16: modifizierte Zahnlücke
17: benachbarte Zahnlücke
18: benachbarte Zahnlücke
D_F: Fußkreisdurchmesser
D_F1: Fußkreisdurchmesser, vergrößert
D_K: Kopfkreisdurchmesser
D_K1: Kopfkreisdurchmesser, vergrößert
Δr_K: Änderung am Zahnkopf
Δr_F: Änderung an Zahnlücke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2936009 C2 [0001, 0002]

Claims

Schalteinrichtung (1) eines synchronisierten Fahrzeugschaltgetriebes, umfassend eine Schiebemuffe (2) mit einer Innenverzahnung (5), einen drehfest auf einer Getriebewelle (4) angeordneten Synchronkörper (3) mit einer Außenverzahnung (6), welche in die Innenverzahnung (5) der Schiebemuffe (2) eingreift, wobei die Innenverzahnung (5) Zähne (13, 14) mit in Umfangsrichtung gleicher Zahnbreite und die Außenverzahnung (6) Zahnlücken (17, 18) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverzahnung (5) mindestens einen Zahn (10) mit reduzierter Zahnhöhe und die Außenverzahnung (6) mindestens eine korrespondierende Zahnlücke (16) mit reduzierter Lückentiefe aufweisen.
Schalteinrichtung (1) eines synchronisierten Fahrzeugschaltgetriebes, umfassend eine Schiebemuffe (2) mit einer Innenverzahnung (5), einen drehfest auf einer Getriebewelle (4) angeordneten Synchronkörper (3) mit einer Außenverzahnung (6), welche in die Innenverzahnung (5) der Schiebemuffe (2) eingreift, wobei die Innenverzahnung (5) Zähne (13, 14) mit in Umfangsrichtung gleicher Zahnbreite und die Außenverzahnung (6) Zahnlücken (17, 18) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung (6) mindestens einen Zahn mit reduzierter Zahnhöhe und die Innenverzahnung (5) mindestens eine korrespondierende Zahnlücke mit reduzierter Lückentiefe aufweisen.
Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (2) und der Synchronkörper (3) miteinander korrespondierende Funktionselemente (7, 8, 9) in einer definierten Anordnung auf dem Umfang aufweisen und dass der mindestens eine Zahn (10) mit reduzierter Zahnhöhe und die korrespondierende Zahnlücke (16) mit reduzierter Lückentiefe dieselbe Zuordnung in Umfangsrichtung zu den Funktionselementen (7, 8, 9) aufweisen.
Schalteinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei auf dem Umfang verteilt und 120° gegeneinander versetzt angeordnete Funktionselemente (7, 8, 9) vorgesehen sind.
Schalteinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionselemente als Rasteinrichtungen zur Fixierung der Schiebemuffe (2) in einer Neutralstellung und/oder zur Erzeugung einer Axialkraft zwischen Schiebemuffe (2) und Synchronkörper (3) ausgebildet sind.