DE102016104628A1 - Locking device for synchronizations - Google Patents
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- F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
- F16D2023/0637—Details relating to the hub member on which the sliding is arranged
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Sperrvorrichtung (1) für Synchronisationen, mit einem in eine Welle axial festgelegt sowie mit dieser drehfest verbundenen Synchronkörper (2), der radial eine Außenverzahnung (4) aufweist, und mit einem in der Welle drehbar gelagerten Losrad (5), mit einer Außenverzahnung (6), sowie mit einer als Ring ausgebildeten Schaltmuffe (7), die radial eine Innenverzahnung (8) aufweist, welche mit der Außenverzahnung (4) des Synchronkörpers (2) zusammenwirkt, wobei die Schaltmuffe (7) in einer ersten Endstellung außer Eingriff und in einer zweiten Endstellung in Eingriff mit der Außenverzahnung (6) des Losrads (5) ist, wobei in dem Synchronkörper (2) ein Synchronring (9) axial verschieblich gelagert ist, der eine Reibfläche (10) zum Zusammenwirken mit einer Reibfläche (11) des Losrads (5) aufweist, ferner mit einer Rastiersperre (12) für die Schaltmuffe (7), wobei die Rastiersperre (12) mindestens ein Federelement (13) aufweist, das in einer Rastierstellung formschlüssig mit der Schaltmuffe (7) zusammenwirkt. Bei der Sperrvorrichtung ist der Synchronring (9) derart gestaltet, dass er aufgrund eines beim Synchronisationsvorgang aufgebrachten Drehmoments eine radial nach außen gerichtete Kraft auf das Federelement (13) zur Unterstützung der Federkraft des Federelements (13) ausübt. Die Sperrvorrichtung gewährleistet die Rastierfunktion und die Synchronisationsfunktion auch bei kleinerer Auslegung des Federelements.The invention relates to a locking device (1) for synchronizations, with an axially fixed in a shaft and with this rotatably connected synchronizer body (2) having a radially outer teeth (4), and with a rotatably mounted in the shaft idler gear (5), with an outer toothing (6), and with a ring sleeve designed as a shift sleeve (7) radially an internal toothing (8), which cooperates with the external toothing (4) of the synchronizer body (2), wherein the shift sleeve (7) in a first End position is disengaged and in a second end position in engagement with the external toothing (6) of the idler gear (5), wherein in the synchronizer body (2) a synchronizer ring (9) is mounted axially displaceable, the friction surface (10) for cooperation with a Having friction surface (11) of the idler gear (5), further comprising a locking catch (12) for the shift sleeve (7), wherein the locking catch (12) has at least one spring element (13) in a Rastierstellun g positively with the shift sleeve (7) cooperates. In the locking device of the synchronizer ring (9) is designed such that it exerts a radially outwardly directed force on the spring element (13) for supporting the spring force of the spring element (13) due to a torque applied during the synchronization process. The locking device ensures the Rastierfunktion and the synchronization function even with smaller design of the spring element.
Description
Die Erfindung betrifft eine Sperrvorrichtung für Synchronisationen, mit einem in einer Welle axial festgelegt sowie mit dieser drehfest verbundenen Synchronkörper, wobei der Synchronkörper radial eine Außenverzahnung aufweist, und mit einem in der Welle drehbar gelagerten Losrad, das radial eine Außenverzahnung aufweist, sowie mit einer als Ring ausgebildeten Schaltmuffe, die radial eine Innenverzahnung aufweist, welche mit der Außenverzahnung des Synchronkörpers zusammenwirkt, wobei die Schaltmuffe in einer ersten Endstellung außer Eingriff mit der Außenverzahnung des Losrades ist und in einer zweiten Endstellung in Eingriff mit der Außenverzahnung des Losrades ist, wobei in dem Synchronkörper ein Synchronring axial verschieblich gelagert ist und der Synchronkörper eine Reibfläche zum Zusammenwirken mit einer Reibfläche eines Losrads aufweist, ferner mit einer Rastiersperre für die Schaltmuffe, wobei die Rastiersperre mindestens ein Federelement aufweist, das in einer Rastierstellung formschlüssig mit der Schaltmuffe zusammenwirkt. The invention relates to a locking device for synchronizations, with an axially fixed in a shaft and rotatably connected with this synchronous body, wherein the synchronizer body has radially outer teeth, and with a rotatably mounted in the shaft idler gear, which has radially outer teeth, and with a Ring trained shift sleeve, which radially has an internal toothing, which cooperates with the external toothing of the synchronizer body, wherein the shift sleeve is in a first end position out of engagement with the external teeth of the idler gear and in a second end position in engagement with the external teeth of the idler gear, wherein in the Synchronizer a synchronizer ring is mounted axially displaceable and the synchronizer body has a friction surface for cooperation with a friction surface of a loose wheel, further comprising a locking catch for the sliding sleeve, wherein the Rastiersperre has at least one spring element in an R astierstellung cooperates positively with the sliding sleeve.
Eine derartige Sperrvorrichtung für Synchronisationen ist aus der
Aus der
In der
In der
In der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sperrvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Rastierfunktion und die Synchronisationsfunktion auch bei kleiner Auslegung des Federelements gewährleistet ist. Object of the present invention is to develop a locking device of the type mentioned so that the Rastierfunktion and the synchronization function is ensured even with a smaller design of the spring element.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Sperrvorrichtung, die gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist. The problem is solved by a locking device which is designed according to the features of claim 1.
Bei der Sperrvorrichtung für Synchronisation ist vorgesehen, dass der Synchronring derart gestaltet ist, dass er aufgrund eines beim Synchronisationsvorgang aufgebrachten Drehmoments eine radial nach außen gerichtete Kraft auf das Federelement zur Unterstützung der Federkraft des Federelements ausübt. Durch die zusätzlich auf das Federelement wirkende Kraft, die die Federkraft der Rastiersperre unterstützt, kann das Federelement kleiner ausgelegt werden. Bei Drehzahlangleichung nach Beendigung der Synchronisation ist diese zusätzliche Kraft nicht mehr wirksam. Das Federelement wird nach innen gedrückt und es ist ein Durchschalten der Schaltmuffe möglich. In the locking device for synchronization is provided that the synchronizer ring is designed such that it exerts a radially outwardly directed force on the spring element to support the spring force of the spring element due to a torque applied during the synchronization process. By additionally acting on the spring element force that supports the spring force of the locking lock, the spring element can be made smaller. When speed is adjusted after the synchronization has ended, this additional force is no longer effective. The spring element is pressed inwards and it is possible to switch through the sliding sleeve.
Grundsätzlich werden zwei Wirkprinzipien als besonders vorteilhaft angesehen. Das eine Wirkprinzip besteht darin, das jeweilige Federelement in radialer Richtung zu spreizen. Das Drehmoment des Synchronrings übt eine Kraft auf das Federelement aus. In diesem Fall unterstützt diese Kraft die eigene Federkraft der Rastiersperre, um das Federelement kleiner auslegen zu können. Das Federelement sitzt in einer Nut und überträgt die axiale Kraft von der Schiebemuffe auf den Synchronring, bis das Federelement durch ausreichende axiale Kraft bzw. Wegfall der Unterstützung durch das Drehmoment des Synchronrings bei Gleichlauf aus der Nut in Richtung Wellenmitte geschoben wird. Danach kann die Schaltmuffe durchgeschaltet werden. Das andere Wirkprinzip besteht darin, das Federelement, bei dem es sich insbesondere um ein Stanzteil handelt, durch eine Rampe in radialer Richtung zu schieben und so die axiale Kraft von der Schiebemuffe auf den Synchronring zu übertragen. Wenn die Rampe nach Gleichlauf wieder zentriert wird, kann das Federelement entsprechend dem ersten Wirkprinzip aus der Nut gezwungen werden. Basically, two principles of action are considered to be particularly advantageous. The one active principle is to spread the respective spring element in the radial direction. The torque of the synchronizer ring exerts a force on the spring element. In this case, this force supports the own spring force of the locking lock in order to make the spring element smaller. The spring element sits in a groove and transmits the axial Force from the sliding sleeve on the synchronizer ring until the spring element is pushed by sufficient axial force or omission of the support by the torque of the synchronizer ring during synchronization from the groove in the direction of the shaft center. Then the shift sleeve can be switched through. The other operating principle is to push the spring element, which is in particular a stamped part, by a ramp in the radial direction and so to transmit the axial force of the sliding sleeve on the synchronizer ring. If the ramp is centered again after synchronization, the spring element can be forced out of the groove according to the first operating principle.
Baulich besonders einfach ist das jeweilige Federelement gestaltet, wenn es als Ringfeder ausgebildet ist. Diese Ringfeder erstreckt sich nahezu über einen Vollkreis oder über einen Teilkreis. Erstreckt sich das Federelement über nahezu einen Vollkreis, beispielsweise über einen Winkel von ungefähr 340°, findet nur ein einziges Federelement Verwendung. Diese Wirkung dieses Federelements kann auf mehrere Federelemente verteilt werden, die sich dann entsprechend nur über einen Teilkreis erstrecken, beispielsweise über einen Winkel von ungefähr 90° bis 110°. Bei Verwendung mehrerer Federelemente sind vorzugsweise drei Federelemente, insbesondere drei identisch ausgebildete Federelemente vorgesehen. Sie sind insbesondere gleichmäßig über den Kreis verteilt. Structurally particularly simple, the respective spring element is designed when it is designed as an annular spring. This annular spring extends almost over a full circle or over a partial circle. Extends the spring element over almost a full circle, for example over an angle of about 340 °, only a single spring element use. This effect of this spring element can be distributed to a plurality of spring elements, which then extend correspondingly only over a pitch circle, for example over an angle of approximately 90 ° to 110 °. When using a plurality of spring elements preferably three spring elements, in particular three identically designed spring elements are provided. In particular, they are evenly distributed over the circle.
Bei baulich besonders einfacher Gestaltung lässt sich die Funktion des jeweiligen Federelements, insbesondere der jeweiligen Ringfeder verwirklichen, wenn das Federelement einen Bogenabschnitt und, mit dem Bogenabschnitt im Bereich dessen abgewandter Enden verbundenen, nach radial innen gerichtete Hakenabschnitte aufweist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die beiden Hakenabschnitte des jeweiligen Federelements in Umfangsrichtung des Synchronkörpers begrenzt verschieblich angeordnet sind und in Ausnehmungen des Synchronkörpers eingreifen. Somit können über die beiden Hakenabschnitte endseitige Kräfte in das Federelement eingeleitet werden, die zur Spreizung des Federelements nach radial außen, somit gegen die Schaltmuffe führen. In structurally particularly simple design, the function of the respective spring element, in particular the respective annular spring can be realized when the spring element has an arc portion and, connected to the arc portion in the region of its opposite ends, radially inwardly directed hook portions. According to an advantageous embodiment, it is provided that the two hook portions of the respective spring element are arranged limitedly displaceable in the circumferential direction of the synchronizer body and engage in recesses of the synchronizer body. Thus, over the two hook portions end forces can be introduced into the spring element, which lead to the spreading of the spring element radially outward, thus against the shift sleeve.
Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Synchronring und der Synchronkörper oder der Synchronring und die Schaltmuffe jeweils mindestens einen Anschlag aufweisen, wobei ein diesen Anschlägen zugeordnetes Federelement bei einer Relativverdrehung von Synchronkörper und Synchronring zwischen den Anschlägen nach radial außen gespreizt wird. Es lässt sich somit bei baulich besonders einfacher Gestaltung und Anordnung der Spreizeffekt erzielen. It is considered to be particularly advantageous if the synchronizer ring and the synchronizer body or the synchronizer ring and the sliding sleeve each have at least one stop, wherein a spring element associated with these stops is spread radially outwards during a relative rotation of the synchronizer body and synchronizer ring between the stops. It can thus be achieved with structurally particularly simple design and arrangement of the spreading effect.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das jeweilige Federelement, axial beidseitig begrenzt, axial bezüglich des Synchronkörpers verschieblich ist. Hierdurch kann, bei baulich besonders einfacher Gestaltung der zusammenwirkenden Teile, das Synchronisieren erfolgen, indem bei geringfügigem axialem Verschieben der Schaltmuffe und damit gleichzeitigem entsprechendem Verschieben des Federelements der Synchronring zwecks Synchronisieren mit seiner Reibfläche gegen die Reibfläche des Losrads bewegt wird. Ist Gleichlauf zwischen Synchronkörper und Losrad, kann die Schaltmuffe durchgeschaltet werden und es wird das Federelement nach innen gedrückt. Insbesondere kontaktiert das jeweilige Federelement den Synchronring, wobei in der Funktion der Rastiersperre mittels des jeweiligen axial verschieblichen Federelements die Synchronisationskraft axial auf den Synchronring übertragen wird. In particular, it is provided that the respective spring element, bounded on both sides axially, is axially displaceable with respect to the synchronizer body. As a result, with structurally particularly simple design of the interacting parts, the synchronization can take place by moving the synchronizing ring for the purpose of synchronization with its friction surface against the friction surface of the idler gear with slight axial displacement of the sliding sleeve and thus simultaneous displacement of the spring element. Is synchronism between the synchronizer body and idler gear, the shift sleeve can be switched through and it is the spring element pressed inwards. In particular, the respective spring element contacts the synchronizer ring, wherein in the function of the locking lock by means of the respective axially displaceable spring element, the synchronization force is transmitted axially to the synchronizer ring.
Der Formschluss zwischen jeweiligem Federelement und Schaltmuffe wird auf einfachste Art und Weise dadurch bewerkstelligt, dass die Schaltmuffe radial innen eine Nut zur Aufnahme des zugeordneten Federelements aufweist. Insbesondere weist die Schaltmuffe eine sich über einen Vollkreis erstreckende Nut zur Aufnahme des bzw. der Federelemente auf. The positive connection between the respective spring element and the shift sleeve is accomplished in the simplest manner by the fact that the shift sleeve radially inwardly has a groove for receiving the associated spring element. In particular, the shift sleeve on a over a full circle extending groove for receiving the or the spring elements.
Bei dem Wirkprinzip mit Rampe ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Synchronring eine nach radial außen gerichtete Rampe aufweist. Bei einer Relativverschiebung von Synchronring und der Rampe zugeordnetem Federelement wird das Federelement in einem zentralen Bereich mittels der Rampe nach radial außen gespreizt. In the active principle with ramp is preferably provided that the synchronizer ring has a radially outwardly directed ramp. In a relative displacement of synchronizer ring and the ramp associated spring element, the spring element is spread in a central region by means of the ramp radially outward.
Das jeweilige Federelement ist bevorzugt als Stanzteil oder als Drahtfeder ausgebildet. Beide Varianten lassen sich besonders einfach und kostengünstig herstellen. Ein Stanzteil hat den besonderen Vorteil, dass durch die Stanzgeometrie die Kraftübertragung des Federelements konstruktiv beeinflusst werden kann. The respective spring element is preferably formed as a stamped part or as a wire spring. Both variants are particularly easy and inexpensive to produce. A punched part has the particular advantage that the force transmission of the spring element can be structurally influenced by the punching geometry.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung von mehreren in der Zeichnung wiedergegebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen, ohne auf diese beschränkt zu sein. Further features of the invention will become apparent from the dependent claims, the accompanying drawings and the description of several reproduced in the drawing preferred embodiments, without being limited thereto.
Es zeigt in schematischer Darstellung: It shows in a schematic representation:
Das erste Ausführungsbeispiel gemäß den
Das Federelement
Das Federelement
Die Wirkungsweise der bezüglich dieses Ausführungsbeispiels beschriebenen Sperrvorrichtung wird nachfolgend anhand der Darstellung der
Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß der
Die Wirkungsweise der Sperrvorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel entspricht derjenigen der Sperrvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel, nur mit dem Unterschied, dass drei Federelemente
Die
Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß der
Die
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß der
Bei diesem fünften Ausführungsbeispiel, wobei dies insbesondere der Darstellung der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Sperrvorrichtung locking device
- 2 2
- Synchronkörper synchronizer
- 3 3
- Achse axis
- 4 4
- Außenverzahnung external teeth
- 5 5
- Losrad Losrad
- 6 6
- Außenverzahnung external teeth
- 7 7
- Schaltmuffe shift sleeve
- 8 8th
- Innenverzahnung internal gearing
- 9 9
- Synchronring synchronizer ring
- 10 10
- Reibfläche friction surface
- 11 11
- Reibfläche friction surface
- 12 12
- Rastiersperre Rastiersperre
- 13 13
- Federelement spring element
- 14 14
- Bogenabschnitt arc section
- 15 15
- Hakenabschnitt hook section
- 16 16
- Hakenabschnitt hook section
- 17 17
- Ausnehmung recess
- 18 18
- Ausnehmung recess
- 19 19
- Anschlag attack
- 20 20
- Ausnehmung recess
- 21 21
- Nut groove
- 22 22
- Pfeil arrow
- 23 23
- Pfeil arrow
- 24 24
- Anschlag attack
- 25 25
- Pfeil arrow
- 26 26
- Pfeil arrow
- 27 27
- Anschlag attack
- 28 28
- Rampe ramp
- 29 29
- Vertiefung deepening
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 4620623 [0005] US 4620623 [0005]
- DE 1111952 [0006] DE 1111952 [0006]
Claims (11)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102016104628A1 true DE102016104628A1 (en) | 2017-09-14 |
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- 2016-03-14 DE DE102016104628.0A patent/DE102016104628A1/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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