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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe und insbesondere ein mit einem Synchronisationsmechanismus ausgestattetes Getriebe.
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Ein Synchronisationsmechanismus eines Getriebes, wie zum Beispiel in
JP 2004 - 125 112 A offenbart, ist bekannt.
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In dem Synchronisationsmechanismus, der in
JP 2004 - 125 112 A offenbart ist, kommt eine Ringverzahnung (Ringzähne), die auf einem Außenring (Synchronisationsring) eines Sperrrings ausgebildet sind, zwischen Zahnradzähne (Schaltverzahnung) und Keilzähne (Muffenverzahnung). Die Zahnradzähne sind auf einem ersten Getriebezahnrad ausgebildet, das in einer relativ drehbaren Weise auf jeder der Haupt- und Gegenwellen, die jeweils eine Drehwelle sind, schwenkbar gehalten wird. Die Muffenverzahnung ist auf einer Muffe (Synchronisationsmuffe) ausgebildet, die auf der Drehwelle in einer derartigen Weise schwenkbar gehalten wird, dass sie in einer relativen Drehung beschränkt wird und axial verschiebbar ist. Während des Gangschaltens bewegt sich die Synchronisationsmuffe, was bewirkt, dass die Muffenverzahnung zuerst mit der Ringverzahnung in Kontakt kommt und mit dieser ineinandergreift und dann mit der Schaltverzahnung in Kontakt kommt und mit dieser ineinandergreift. Dies bewirkt, dass die Synchronisationsmuffe (und die Drehwelle) und das erste Getriebezahnrad synchronisiert und miteinander gekoppelt werden.
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Ein Mechanismus, der eine Schaltwalze und eine Schaltgabel umfasst, ist allgemein als ein Getriebeantriebsmechanismus bekannt, um die Synchronisationsmuffe mit einem Aktuator zu bewegen, um Zahnräder durch Erreichen einer Synchronisation und Kopplung unter Verwendung eines Synchronisationsmechanismus zu schalten. Die Schaltwalze wird von einem Aktuator angetrieben, um sich zu drehen. Die Schaltgabel wird von einer Führungsrille der Schaltwalze geführt, um sich als ein Ergebnis der Drehung axial zu bewegen. Die Schaltgabel greift in der Synchronisationsmuffe ein, wodurch die Synchronisationsmuffe sich bewegt (siehe zum Beispiel
JP 2008 - 215 555 A ).
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Dann hat der Getriebeantriebsmechanismus einen Sperrklinkenmechanismus, um die Schaltwalze für jede Gangposition an einer vorgegebenen Drehposition zu positionieren.
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Ein Sperrklinkenmechanismus hat normalerweise eine Sternnocke. Eine ungleichmäßige Nockenoberfläche ist auf einer Außenumfangsendoberfläche der Sternnocke ausgebildet. Vertiefte Sperrklinkenabschnitte, die zu Gangpositionen gehören, und angeschrägte und zugespitzte vorstehende Abschnitte sind dem Umfang nach und der Reihe nach in einer derartigen Weise auf der ungleichmäßigen Nockenoberfläche ausgebildet, dass sie sich kontinuierlich abwechseln. Die Sternnocke ist derart bereitgestellt, dass sie sich integral mit der Schaltwalze dreht. Vorspanneinrichtungen bewirken, dass eine Rolle mit der ungleichmäßigen Nockenoberfläche der Sternnocke in Kontakt kommt und sie drückt, was bewirkt, dass die Rolle in den gewünschten vertieften Abschnitt der Sperrklinke rutscht. Als ein Ergebnis wird die Schaltwalze zusammen mit der Sternnocke gedreht und vorgespannt, womit die Schaltwalze an einer vorgegebenen Drehposition positioniert wird (siehe zum Beispiel
JP 2008 - 215 555 A ).
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Wenn die Schaltwalze durch den Aktuator angetrieben wird, um sich während des Gangschaltens zu drehen, dreht sich die Sternnocke des Sperrklinkenmechanismus integral mit der Schaltwalze. Gleichzeitig wird die Synchronisationsmuffe von der Schaltgabel, die in die Führungsrille der Drehwalze geführt wurde, bewegt, wodurch bewirkt wird, dass die Muffenverzahnung des Synchronisationsmechanismus in Kontakt mit der Ringverzahnung kommt und mit dieser ineinandergreift und dann in Kontakt mit der Schaltverzahnung kommt und mit dieser ineinandergreift. Als ein Ergebnis werden die Synchronisationsmuffe und das Getriebezahnrad synchronisiert und miteinander gekoppelt.
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Der Reibungswiderstand, dem die Synchronisationsmuffe unterworfen wird, ändert sich während der Zeitspanne, von der die Muffenverzahnung in Kontakt mit der Ringverzahnung kommt und mit dieser ineinandergreift bis, wenn die Muffenverzahnung mit der Schaltverzahnung in Kontakt kommt und mit dieser ineinandergreift, im Verlauf der Bewegung der von dem Aktuator angetriebenen Synchronisationsmuffe von einer Phase zur anderen.
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Während die Synchronisationsmuffe sich andererseits bewegt, dreht sich die Sternnocke, die integral mit der Schaltwalze bereitgestellt ist, mit der Rolle, die von der Vorspanneinrichtung auf die ungleichmäßige Nockenoberfläche gedrückt wird. Als ein Ergebnis klettert die Rolle, die einen vertieften Vor-Gangschalt-Sperrklinkenabschnitt drückt, Dank der Drehung der Sternnocke über den vorstehenden Abschnitt der Sternnocke, wobei bewirkt wird, dass die Rolle einen vertieften Nach-Gangschalt-Sperrklinkenabschnitt drückt.
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Daher ist die von der Vorspanneinrichtung angewendete Vorspannkraft zum Drücken der Rolle auf die ungleichmäßige Nockenoberfläche der Sternnocke, bevor und nachdem die Rolle über den vorstehenden Abschnitt der Sternnocke klettert, in der Richtung entgegengesetzt.
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Wenn der Aktuatorantrieb aus irgendeinem Grund stoppt, während die Sternnocke angetrieben wird, um sich zu drehen und die Synchronisationsmuffe zu bewegen, und wenn als ein Ergebnis die von dem Aktuator zum Drehen der Schaltwalze, d.h. der Sternnocke, ausgeübte Kraft verlorengeht, ist die Reibungskraft, der die Synchronisationsmuffe ausgesetzt wird, abhängig von der Position der Synchronisationsmuffe des Synchronisationsmechanismus größer als die Vorspannkraft, die von der Vorspanneinrichtung ausgeübt wird, um die Synchronisationsmuffe durch Drehen und Vorspannen der Sternnocke und der Schaltwalze zu bewegen. Als ein Ergebnis kann die Schaltwalze über das Schalten hinweg an einer Drehposition auf halbem Weg stoppen.
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Wenn die Schaltwalze an einer Drehposition auf halbem Weg über das Schalten hinweg stoppt, weil der Aktuatorantrieb stoppt, und wenn zu diesem Zeitpunkt die Synchronisationsmuffe des Synchronisationsmechanismus dort angeordnet ist, wo die Muffenverzahnung in Kontakt mit der Ringverzahnung kommt, schlagen die Spitzen der Zähne kontinuierlich aneinander an, was nicht bevorzugt wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts dem Vorangehenden entworfen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mit einem Synchronisationsmechanismus ausgestattetes Getriebe bereitzustellen, das fähig ist, Spitzen der Muffenverzahnung und der Ringverzahnung durch Bewegen einer Synchronisationsmuffe durch Vorspanneinrichtungen von dem Aneinander-Anschlagen weg zu bewegen, auch wenn die Spitzen der Muffenverzahnung und der Ringverzahnung miteinander in Kontakt sind, wenn der Aktuatorantrieb stoppt.
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Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, umfasst ein mit einem Synchronisationsmechanismus ausgestattetes Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung einen Zahnradgetriebemechanismus, einen Synchronisationsmechanismus, einen Getriebeantriebsmechanismus und einen Sperrklinkenmechanismus. Der Zahnradgetriebemechanismus hat mehrere Antriebsgetriebezahnräder, die auf einer Hauptwelle schwenkbar gehalten werden, und mehrere angetriebene Getriebezahnräder, die auf einer Gegenwelle schwenkbar gehalten werden. Die Antriebsgetriebezahnräder und die angetriebenen Getriebezahnräder greifen für jede Übersetzung beständig ineinander ein. In dem Synchronisationsmechanismus kommt eine Ringverzahnung, die auf einem Synchronisationsring ausgebildet ist, zwischen Schaltverzahnung und Muffenverzahnung. Die Schaltverzahnung ist auf dem ersten Getriebezahnrad ausgebildet, das in einer relativ drehbaren Weise schwenkbar auf der Hauptwelle und/oder der Gegenwelle gehalten wird, von denen jede eine Drehwelle ist. Die Muffenverzahnung ist auf einem zweiten Getriebezahnrad oder einer Synchronisationsmuffe als eine sich bewegende Muffe ausgebildet, die in einer derartigen Weise schwenkbar auf der Drehwelle gehalten wird, dass sie in der relativen Drehung beschränkt wird und axial beweglich ist. Während des Gangschaltens bewegt sich die Synchronisationsmuffe und bewirkt, dass die Muffenverzahnung zuerst in Kontakt mit der Ringverzahnung kommt und mit dieser ineinandergreift und dann mit der Schaltverzahnung in Kontakt kommt und mit dieser ineinandergreift, so dass die Synchronisationsmuffe und das erste Getriebezahnrad synchronisiert und miteinander gekoppelt werden. Der Getriebeantriebsmechanismus umfasst eine Schaltwalze und eine Schaltgabel. Die Schaltwalze wird durch einen Aktuator angetrieben, um sich zu drehen. Die Schaltgabel wird von einer Führungsrille der Schaltwalze geführt, um sich als ein Ergebnis der Drehung der Schaltwalze axial zu bewegen. Die Schaltgabel greift mit der Synchronisationsmuffe ein, um die Synchronisationsmuffe zu bewegen. Der Sperrklinkenmechanismus hat eine Sternnocke. Eine ungleichmäßige Nockenoberfläche ist auf einer Außenumfangsendoberfläche der Sternnocke ausgebildet. Vertiefte Sperrklinkenabschnitte, die zu den Gangpositionen gehören, und vorstehende Abschnitte, sind in einer derartigen Weise auf der ungleichmäßigen Nockenoberfläche ausgebildet, dass sie kontinuierlich abwechseln. Die Sternnocke ist bereitgestellt, um sich integral mit der Schaltwalze zu drehen. Eine Vorspanneinrichtung bewirkt, dass ein Druckelement in Kontakt mit der ungleichmäßigen Nockenoberfläche der Sternnocke kommt und sie drückt, und bewirkt, dass das Druckelement in einen erforderlichen vertieften Sperrklinkenabschnitt rutscht. Als ein Ergebnis wird die Schaltwalze zusammen mit der Sternnocke gedreht und vorgespannt, um positioniert zu werden. Wenn die Muffenverzahnung der Synchronisationsmuffe, die sich während des Gangschaltens bewegt, an einer ersten Synchronisationsposition angeordnet ist, an der die Muffenverzahnung beginnt, mit der Ringverzahnung in Kontakt zu kommen, ist das Druckelement des Sperrklinkenmechanismus in Kontakt mit dem vertieften Vor-Gangschalt-Sperrklinkenabschnitt der Sternnocke.
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In dem vorliegenden Aufbau ist das Druckelement des Sperrklinkenmechanismus, selbst wenn der Aktuatorantrieb stoppt, wenn die Muffenverzahnung der Synchronisationsmuffe, die sich während des Gangschaltens bewegt, an der ersten Synchronisationsposition angeordnet ist, an der die Muffenverzahnung beginnt, mit der Ringverzahnung in Kontakt zu kommen, in Kontakt mit dem vertieften Vor-Gangschalt-Sperrklinkenabschnitt der Sternnocke. Als ein Ergebnis gibt es fast keinen Reibungswiderstand für die Bewegung der Muffenverzahnung zurück, wo die Muffenverzahnung war, bevor die Muffenverzahnung in Kontakt mit der Ringverzahnung kam. Daher bewirkt die Vorspanneinrichtung, dass das Druckelement in Kontakt mit einer geneigten Oberfläche des vertieften Vor-Gangschalt-Sperrklinkenabschnitts der Sternnocke kommt, wobei die Sternnocke mit fast keinem Widerstand gedreht wird und die Schaltwalze zurück zu der vorgegebenen Vor-Gangschalt-Drehposition gebracht wird und die Synchronisationsmuffe des Synchronisationsmechanismus zurück in ihre richtige Anfangsposition bewegt wird. Dies bewegt die Spitzen der Muffenverzahnung und der Ringverzahnung weg von dem Aneinander-Anschlagen, wobei auf diese Weise ein kontinuierliches Anschlagen zwischen ihnen vermieden wird.
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Wenn die Muffenverzahnung der Synchronisationsmuffe, die sich während des Gangschaltens bewegt, in dem vorstehenden Aufbau an einer zweiten Synchronisationsposition angeordnet ist, an der die Muffenverzahnung beginnt, mit der Schaltverzahnung in Kontakt zu kommen, kann das Druckelement des Sperrklinkenmechanismus in Kontakt mit einem vertieften Nach-Gangschalt-Sperrklinkenabschnitt der Sternnocke sein.
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Wenn in dem vorliegenden Aufbau der Aktuatorantrieb stoppt, wenn die Muffenverzahnung der Synchronisationsmuffe, die sich während des Gangschaltens bewegt, an der zweiten Synchronisationsposition angeordnet ist, an der die Muffenverzahnung beginnt, mit der Schaltverzahnung in Kontakt zu kommen, ist das Druckelement des Sperrklinkenmechanismus in Kontakt mit dem vertieften Nach-Gangschalt-Sperrklinkenabschnitt der Sternnocke. Als ein Ergebnis wirkt eine Vorspannkraft in der Richtung der beschleunigenden Gangschaltung auf die Synchronisationsmuffe. Wenn daher die Muffenverzahnung der Synchronisationsmuffe in Kontakt mit der Schaltverzahnung ist, aber wenn deren Spitzen im Begriff sind, aneinander anzuschlagen, kann die Vorspanneinrichtung die Synchronisationsmuffe in der Richtung der Bewegung der Spitzen der Muffenverzahnung und der Schaltverzahnung weg von dem Aneinander-Anschlagen vorspannen.
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In dem vorstehenden Aufbau kann als das Druckelement des Sperrklinkenmechanismus eine Rolle, die an einer Spitze eines von der Vorspanneinrichtung vorgespannten Sperrklinkenarms schwenkbar gehalten wird, in Kontakt mit der ungleichmäßigen Nockenoberfläche der Sternnocke kommen und sie drücken.
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In dem vorliegenden Aufbau wird ein Sperrklinkenmechanismus mit einer einfachen Struktur verwendet. In dem Sperrklinkenmechanismus kommt eine Rolle, die schwenkbar auf der Spitze des von der Vorspanneinrichtung vorgespannten Sperrklinkenarms gehalten wird, in Kontakt mit der ungleichmäßigen Nockenoberfläche der Sternnocke und drückt sie. Dies lässt zu, dass der Sperrklinkenmechanismus kompakt in das Getriebe eingebaut wird, um das Getriebe zu verkleinern und sein Gewicht zu verringern.
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Wenn in der vorliegenden Erfindung die Muffenverzahnung der Synchronisationsmuffe, die sich während des Gangschaltens bewegt, an der ersten Synchronisationsposition angeordnet ist, wo die Muffenverzahnung beginnt, mit der Ringverzahnung in Kontakt zu kommen, ist das Druckelement des Sperrklinkenmechanismus in Kontakt mit dem vertieften Vor-Gangschalt-Sperrklinkenabschnitt der Sternnocke. Selbst wenn daher der Aktuatorantrieb an der ersten Synchronisationsposition stoppt, gibt es fast keinen Reibungswiderstand gegen die Bewegung der Muffenverzahnung zurück, wo die Muffenverzahnung war, bevor die Muffenverzahnung in Kontakt mit der Ringverzahnung kam. Daher bewirkt die Vorspanneinrichtung, dass das Druckelement in Kontakt mit der geneigten Oberfläche des vertieften Vor-Gangschalt-Sperrklinkenabschnitts der Sternnocke kommt und diese drückt, die Sternnocke mit fast keinem Widerstand dreht und die Schaltwalze zurück in die vorgegebene Vor-Gangschalt-Drehposition bringt und die Synchronisationsmuffe des Synchronisationsmechanismus zurück in ihre richtige Anfangsposition bringt. Dies bewegt die Spitzen der Muffenverzahnung von dem Aneinander-Anschlagen weg.
- 1 ist eine teilweise ausgesparte Vorderansicht einer Antriebseinheit in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine entlang der in 1 gezeigten Linie II-II genommene Schnittansicht eines Zahnradgetriebemechanismus.
- 3 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht von 2.
- 4 ist ein Erläuterungsdiagramm, das eine vergrößerte Schnittansicht wesentlicher Teile, die in 2 gezeigt sind, zusammen mit einer Teilschnittansicht zeigt, die erhalten wird, indem dem Umfang nach geschnitten wird und die wesentlichen Teile entwickelt werden.
- 5 sind Erläuterungsdiagramme, die der Reihe nach Synchronisationstätigkeiten eines Synchronisationsmechanismus in der ersten Hälfte während des Gangschaltens zeigen.
- 6 sind Erläuterungsdiagramme, die der Reihe nach Synchronisationstätigkeiten eines Synchronisationsmechanismus in der zweiten Hälfte während des Gangschaltens zeigen.
- 7 ist eine entlang der in 1 gezeigten Linie VII-VII genommenen Schnittansicht eines Getriebeantriebsmechanismus.
- 8 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die wesentliche Teile des Getriebeantriebsmechanismus in einer teilweise vereinfachten Weise zeigt.
- 9 ist ein Diagramm, das einen Sperrklinkenmechanismus darstellt, wenn eine Synchronisationsmuffe in einer ersten Synchronisationsposition ist.
- 10 ist ein Diagramm, das den Sperrklinkenmechanismus darstellt, wenn die Synchronisationsmuffe in einer zweiten Synchronisationsposition ist.
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Nachstehend wird eine Beschreibung einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 1 bis 10 gegeben.
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1 ist eine teilweise ausgesparte Vorderansicht einer Antriebseinheit P, die für ein mit einem Synchronisationsmechanismus ausgestattetes Getriebe 20 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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Die Antriebseinheit P ist auf ein Motorrad montiert und umfasst eine Brennkraftmaschine 1 und das mit einem Synchronisationsmechanismus ausgestattete Getriebe 20. Die Brennkraftmaschine 1 ist ein sogenannter vertikal montierter, wassergekühlter Viertaktverbrennungsmotor mit sechs horizontal gegenüberliegenden Zylindern mit einer Kurbelwelle 7, die längs entlang des Fahrzeugs verläuft. Das Getriebe 20 ist mit der Brennkraftmaschine 1 gekoppelt und schaltet Leistung der Brennkraftmaschine 1 auf eine vorgegebene Gangposition.
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Es sollte bemerkt werden, dass in der vorliegenden Spezifikation die Längs- und Horizontalausrichtungen nach normalen Kriterien sind, die die Richtung, in der das Motorrad geradeaus vorwärts fährt, als vorwärts betrachten.
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Ferner sind die Vorwärts-, Rückwärts-, Links-, Rechts-, Aufwärts- und Abwärtsrichtungen in den Zeichnungen durch die Bezugssymbole Vorn, Hinten, Links, Rechts, Oben und Unten bezeichnet.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst die Brennkraftmaschine 1 einen Motorblock 2, Zylinderköpfe 5, und Kopfdeckel 6. Der Motorblock 2 besteht aus einer linken Motorblockhälfte 2L, die auf der linken Seite angeordnet ist, und einer rechten Motorblockhälfte 2R, die auf der rechten Seite angeordnet ist, wenn sie in der Motorradfahrtrichtung nach vorn gewandt sind. Die Zylinderköpfe 5 sind jeweils mit linken und rechten Enden der linken und rechten Motorblockhälften 2L und 2R gekoppelt. Jeder der Kopfdeckel 6 ist an einem der Zylinderköpfe 5 befestigt.
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Wie in 1 dargestellt, ist eine Frontverkleidung 8 an einer oberen vorderen Oberfläche des Motorblocks 2 montiert, um die obere vordere Oberfläche des Motorblocks 2 und hauptsächlich die Kurbelwelle 7 zu bedecken.
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Ferner ist eine Getriebekammer 14 (durch eine lang und kurz gestrichelte Linie in 1 gezeigt), die einen später beschriebenen Zahnradgetriebemechanismus 21 des mit einem Synchronisationsmechanismus ausgestatteten Getriebes 20 aufnimmt, durch linke und rechte Kurbelgehäusehälften 4L und 4R auf einem unteren Abschnitt des Motorblocks 2 definiert.
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Wie in 1 dargestellt, ist eine Getriebehalterung 11 an einer unteren vorderen Oberfläche des Kurbelgehäuses 4 in einer derartigen Weise montiert, dass sie die Vorderseite der Getriebekammer 14 bedeckt. Eine Getriebeantriebssystemhalterung 12 ist an einem Bereich einer vorderen Oberfläche der Getriebehalterung 11 montiert, der sich von der Mitte zu ihrer Unterseite erstreckt, um einen Getriebeantriebsmechanismus 70 zu halten. Der Getriebeantriebsmechanismus 70 bedient die Gangposition des Zahnradgetriebemechanismus 21.
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Eine Untersetzungsgetriebeabdeckung 13 ist an einer linken vorderen Endoberfläche der Getriebeantriebssystemhalterung 12 befestigt. Ein Untersetzungsgetriebemechanismus 72 ist im Inneren einer Untersetzungsgetriebekammer 15 angeordnet, die von der Getriebeantriebssystemhalterung 12 und der Untersetzungsgetriebeabdeckung 13 umgeben ist. Der Untersetzungsgetriebemechanismus 72 wird später beschrieben.
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Ferner ist ein Schaltmotor 71, ein Aktuator, der als eine Leistungsquelle des Getriebeantriebsmechanismus 70 dient, auf einer linken hinteren Endoberfläche der Getriebeantriebssystemhalterung 12 bereitgestellt.
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Wie in 1 dargestellt, sind eine Hauptwelle 22, eine Gegenwelle 23, eine Schaltwalze 90, Schaltgabelwellen 91 und so weiter auf dem Zahnradgetriebemechanismus 21 in einem kleinen Set als eine Kassetteneinheit integral montiert und auf einer hinteren Oberfläche der Getriebehalterung 11 bereitgestellt.
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Die Hauptwelle 22, die Gegenwelle 23, die Schaltwalze 90 und die Schaltgabelwellen 91, die in die Getriebekammer 14 eingesetzt sind, sind derart angeordnet, dass sie längs zeigen, um parallel zu der Kurbelwelle 7 zu verlaufen.
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Wie in 1 dargestellt, ist ferner die Hauptwelle 22 unter der Kurbelwelle 7 angeordnet und die Gegenwelle 23 ist rechts von der Hauptwelle 22 angeordnet.
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Die Schaltwalze 90 ist auf der unteren Mitte der Getriebekammer 14 angeordnet. Zwei Schaltgabelwellen 91 sind unter der Hauptwelle 22 und der Gegenwelle 23, eine rechts und die andere links von der Schaltwalze 90, angeordnet.
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2 ist eine entlang der in 1 gezeigten Linie II-II genommene Schnittansicht des Zahnradgetriebemechanismus 21.
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Wie in 2 dargestellt, besteht der Zahnradgetriebemechanismus 21 aus der Hauptwelle 22, der Gegenwelle 23, und eine Gruppe von Getriebezahnrädern umfasst eine Doppelkupplung 40.
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Die Hauptwelle 22, die in die Längsrichtung des Zahnradgetriebemechanismus 21 zeigt, umfasst Hauptwellen 22A und 22B für ungeradzahlige und geradzahlige Gangpositionen. Die Hauptwelle 22A für ungeradzahlige Gangpositionen ist lang und hält Antriebsgetriebezahnräder m1, m3, m5 und m7 für ungeradzahlige Gangpositionen schwenkbar. Die Hauptwelle 22B für geradzahlige Gangpositionen ist über ein (nicht gezeigtes) Nadellager in einer relativ drehbaren Weise auf die Hauptwelle 22A für ungeradzahlige Gangpositionen eingepasst. Die Hauptwelle 22B für geradzahlige Gangpositionen ist kurz und hält Antriebsgetriebezahnräder m2, m4 und m6 für geradzahlige Gänge schwenkbar.
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Das Vorderende der Hauptwelle 22A für ungeradzahlige Gangpositionen wird über ein Kugellager 25 auf der Getriebehalterung 11 gelagert und ihr hinteres Ende wird auf einer Kupplungsabdeckung 10 in einer frei drehbaren Weise gelagert.
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Der Mittelbereich der Hauptwelle 22B für geradzahlige Gangpositionen wird über ein Kugellager 26 auf einer hinteren Abdeckung 9 gelagert.
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Andererseits wird das Vorderende der Gegenwelle 23, die rechts von der Hauptwelle 22 angeordnet ist, um parallel zu der Hauptwelle 22 zu verlaufen, über ein Kugellager 27 auf der Getriebehalterung 11 gehalten und ihr hinterer Seitenabschnitt, der die hintere Abdeckung 9 durchdringt, wird über ein Kugellager 28 auf der hinteren Abdeckung 9 gehalten.
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Ein sekundäres Antriebszahnrad 32 ist mit dem hinteren Endabschnitt der Gegenwelle 23, die die hintere Abdeckung 9 durchdringt, keilverzahnt.
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Zwischen dem Kugellager 25 an dem Vorderende und dem Kugellager 26 in der Mitte, die beide die Hauptwelle 22 halten, sind die Antriebsgetriebezahnräder m1, m3, m5 und m7 für ungeradzahlige Gangpositionen auf einem Vorderseitenabschnitt der Hauptwelle 22A für ungeradzahlige Gangpositionen bereitgestellt, welche weiter nach vorn freiliegt als die Hauptwelle 22B für geradzahlige Gangpositionen, und die Antriebsgetriebezahnräder m2, m4 und m6 für geradzahlige Gangpositionen sind auf einem Vorderseitenabschnitt der Hauptwelle 22B für geradzahlige Gangpositionen bereitgestellt.
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Andererseits sind angetriebene Getriebezahnräder c1 bis c7, die jeweils beständig mit den Antriebsgetriebezahnrädern m1 bis m7 ineinandergreifen, auf der Gegenwelle 23 bereitgestellt.
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Ferner sind Umkehrkettenräder mS und cS auf entgegengesetzten Positionen der Hauptwelle 22A für ungeradzahlige Gangpositionen und der Gegenwelle 23 bereitgestellt, wobei eine Kette 24A über die Kettenräder mS und cS geführt ist.
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Der Zahnradgetriebemechanismus 21 besteht aus den Antriebsgetriebezahnrädern m1 bis m7, den angetriebenen Getriebezahnrädern c1 bis c7 und den Umkehrkettenrädern mS und cS.
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Das Antriebsgetriebezahnrad m3 für den dritten Gang und das Antriebsgetriebezahnrad m6 für den sechsten Gang sind Schaltzahnräder, die axial auf der Hauptwelle 22 gleiten können. Die Antriebsgetriebezahnräder m3 und m6 für den dritten Gang und den sechsten Gang werden über einen Synchronisationsmechanismus S selektiv mit den benachbarten Antriebsgetriebezahnrädern m2, m4, m5 und m7 oder dem Umkehrkettenrad mS verbunden.
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Ferner sind das angetriebene Getriebezahnrad c4 für den vierten Gang und das angetriebene Getriebezahnrad c3 für den dritten Gang Schaltzahnräder, die axial auf der Gegenwelle 23 gleiten können. Die angetriebenen Getriebezahnräder c4 und c3 für den vierten Gang und den dritten Gang werden über den Synchronisationsmechanismus S selektiv mit den benachbarten angetriebenen Getriebezahnrädern c1, c2, c5 und c6 verbunden.
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Eine Gabeleingreifrille 52b ist auf jedem der vorstehenden Schaltzahnräder bereitgestellt, und eine Schaltgabel 92, die mit der Gabeleingreifrille 52b eingreift, bewirkt, dass die Schaltzahnräder sich axial bewegen.
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Wie in 2 dargestellt, ist die Doppelkupplung 40 auf einem hinteren Hälftenabschnitt der Hauptwelle 22 bereitgestellt, die angeordnet ist, um weiter nach hinten vorzustehen als die hintere Abdeckung 9.
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Die Doppelkupplung 40 ist als ein sogenanntes Doppelkupplungssystem mit Hydraulikkupplungen 40A und 40B für ungeradzahlige und geradzahlige Gangpositionen und einem Kupplungsäußeren 42 aufgebaut. Die Hydraulikkupplung 40A für ungeradzahlige Gangpositionen ist mit der Hauptwelle 22A für ungeradzahlige Gangpositionen verbunden. Die Hydraulikkupplung 40B für geradzahlige Gangpositionen ist mit der Hauptwelle 22B für geradzahlige Gangpositionen verbunden.
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Ein Kupplungsinneres 41a für ungeradzahlige Gangpositionen der Hydraulikkupplung 40A für ungeradzahlige Gangpositionen ist in einer derartigen Weise in der Nähe eines hinteren Endabschnitts 22Ab der Hauptwelle 22A für ungeradzahlige Gangpositionen, die angeordnet ist, um von einem hinteren Endabschnitt 22Bb der Hauptwelle 22B für geradzahlige Gangpositionen nach hinten vorzustehen, keilverzahnt, dass es in der Axialbewegung beschränkt wird.
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Ein Kupplungsinneres 41b für geradzahlige Gangpositionen der Hydraulikkupplung 40B für geradzahlige Gangpositionen ist in einer derartigen Weise in der Nähe des hinteren Endabschnitts 22Bb der Hauptwelle 22B für geradzahlige Gangpositionen keilverzahnt, dass es in der Axialbewegung beschränkt wird.
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Das Kupplungsäußere 42 wird über ein Dämpfungselement 31d auf einem primären angetriebenen Zahnrad 31 gehalten. Das primäre angetriebene Zahnrad 31 wird auf der Hauptwelle 22B für geradzahlige Gangpositionen in einer frei drehbaren Weise zwischen der Hydraulikkupplung 40B für geradzahlige Gangpositionen und der hinteren Abdeckung 9 gehalten.
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Das primäre angetriebene Zahnrad 31 greift mit einem primären Antriebszahnrad 30, das auf die Kurbelwelle 7 gepasst ist, ineinander, so dass die von der Kurbelwelle 7 gelieferte Drehantriebskraft mit einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis verringert und auf die Doppelkupplung 40 übertragen wird.
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Zwischen dem Kupplungsäußeren 42 und dem Kupplungsinneren 41a für ungeradzahlige Gangpositionen ist eine Reibscheibengruppe 44A für ungeradzahlige Gangpositionen in einer derartigen Weise bereitgestellt, dass ein Druckaufbau durch eine Druckplatte 45a für ungeradzahlige Gangpositionen erlaubt wird. Die Reibscheibengruppe 44A für ungeradzahlige Gangpositionen hat Antriebsreibscheiben 44a1 und angetriebene Reibscheiben 44a2, die abwechselnd angeordnet sind. Die Antriebsreibscheiben 44a1 drehen sich zusammen mit dem Kupplungsäußeren 42. Die angetriebenen Reibscheiben 44a2 drehen sich zusammen mit dem Kupplungsinneren 41a für ungeradzahlige Gangpositionen.
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Ferner ist zwischen dem Kupplungsäußeren 42 und dem Kupplungsinneren 41b für geradzahlige Gangpositionen eine Reibscheibengruppe 44B für geradzahlige Gangpositionen in einer derartigen Weise bereitgestellt, dass ein Druckaufbau durch eine Druckplatte 45b für geradzahlige Gangpositionen erlaubt wird. Die Reibscheibengruppe 44B für geradzahlige Gangpositionen hat Antriebsreibscheiben 44b1 und angetriebene Reibscheiben 44b2, die abwechselnd angeordnet sind. Die Antriebsreibscheiben 44b1 drehen sich zusammen mit dem Kupplungsäußeren 42. Die angetriebenen Reibscheiben 44b2 drehen sich zusammen mit dem Kupplungsinneren 41b für geradzahlige Gangpositionen.
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Ein Hydraulikkreis 46 ist auf der Hauptwelle 22A für ungeradzahlige Gangpositionen und der Kupplungsabdeckung 10 bereitgestellt. Der Hydraulikkreis 46 kann die Druckplatten 45a und 45b für ungeradzahlige und geradzahlige Gangpositionen selektiv antreiben.
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Der Hydraulikkreis 46 liefert selektiv Hydraulikdruck an die Hydraulikkupplungen 40A und 40B für ungeradzahlige und geradzahlige Gangpositionen. Wenn eine der Hydraulikkupplungen 40A und 40B für ungeradzahlige und geradzahlige Gangpositionen verbunden ist, ist die andere getrennt.
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Wenn die Hydraulikkupplung 40A für ungeradzahlige Gangpositionen durch den Hydraulikkreis 46 verbunden wird, wird die Drehung des Kupplungsäußeren 42 der Doppelkupplung 40, auf welche die Drehung der Kurbelwelle 7 übertragen wurde, über das Ineinandergreifen der primären Antriebs- und angetriebenen Zahnräder 30 und 31 auf die Hauptwelle 22A für ungeradzahlige Gangpositionen übertragen, wobei auf diese Weise die Hauptwelle 22A für ungeradzahlige Gangpositionen gedreht wird. Wenn die Hydraulikkupplung 40B für geradzahlige Gangpositionen verbunden wird, wird die Drehung des Kupplungsäußeren 42 auf die Hauptwelle 22B für geradzahlige Gangpositionen übertragen, wobei auf diese Weise die Hauptwelle 22B für geradzahlige Gangpositionen gedreht wird.
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Leistung, die von der Kurbelwelle 7 über die Doppelkupplung 40 auf die Hauptwelle 22A oder 22B für ungeradzahlige oder geradzahlige Gangpositionen übertragen wird, wird durch eine Gangposition, die mittels des Zahnradgetriebemechanismus 21 selektiv eingerichtet wird, auf die Gegenwelle 23 übertragen.
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Der Synchronisationsmechanismus S ist in dem vorliegenden Zahnradgetriebemechanismus 21 zwischen jedem Schaltzahnrad und dem damit verbundenen Getriebezahnrad bereitgestellt, um jeweilige Gangpositionen einzurichten, während diese Positionen gleichzeitig synchronisiert werden.
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Nachstehend wird eine Beschreibung des Synchronisationsmechanismus S unter Bezug auf 3 und 4 gegeben. Der Synchronisationsmechanismus S ist von allen Gangpositionen zwischen das angetriebene Getriebezahnrad c2 für den zweiten Gang, das die zweite Gangposition einrichtet, und das angetriebene Getriebezahnrad c4 für den vierten Gang, ein Schaltzahnrad, eingefügt.
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Andere Synchronisationsmechanismen sind die Gleichen wie die Vorstehenden.
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3 ist eine Schnittansicht, die eine teilweise vergrößerte Schnittansicht des in 2 gezeigten Zahnradgetriebemechanismus darstellt. 4 stellt eine vergrößerte Schnittansicht dar, die erhalten wird, indem wesentliche Teile von 3 weiter vergrößert werden, wobei eine Teilschnittansicht erhalten wird, indem dem Umfang nach geschnitten und die wesentlichen Teile entwickelt werden.
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Wie in 3 dargestellt, wird ein Getriebezahnrad 51, das durch das angetriebene Getriebezahnrad c2 für den zweiten Gang repräsentiert wird, über ein Nadellager 50 schwenkbar auf der Drehwelle (Gegenwelle) 23 gehalten.
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Das Getriebezahnrad 51 hat einen Zahnradzahn 51a (Zahn des angetriebenen Getriebezahnrads für den zweiten Gang) auf seinem Außenumfang. Ferner ist eine Schaltverzahnung 51t auf einem Außenumfang eines zylindrischen Abschnitts 51s ausgebildet, dessen Durchmesser abnimmt und der auf die Seite des angetriebenen Getriebezahnrads c4 für den vierten Gang vorsteht.
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Noch ferner ist ein vorstehender zylindrischer Abschnitt 51ss derart ausgebildet, dass sein Innenumfangsabschnitt ferner von dem zylindrischen Abschnitt 51s mit der Schaltverzahnung 51t auf seinem Außenumfang vorsteht.
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Andererseits entspricht das angetriebene Getriebezahnrad c4 für den vierten Gang, ein Schaltzahnrad, einer Synchronisationsmuffe 52 und ist mit einer Außenumfangsoberfläche einer Nabe 53, die mit der Gegenwelle 23 keilverzahnt ist, in einer derartigen Weise keilverzahnt, dass es in der Axialbewegung beschränkt wird, wodurch bewirkt wird, dass das angetriebene Getriebezahnrad c4 für den vierten Gang in einer frei axial verschiebbaren Weise auf die Gegenwelle 23 gepasst ist.
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Eine Keilverzahnung 53s, die auf der Außenumfangsoberfläche der Nabe 53 ausgebildet ist, greift mit einer Muffenverzahnung 52t, die auf einer Innenumfangsoberfläche der Synchronisationsmuffe 52 ausgebildet ist, ein.
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Es sollte bemerkt werden, dass viele Zähne der Keilverzahnung 53s in Abständen von 120 Grad angeschlagene Bereiche auf der Außenumfangsoberfläche der Nabe 53 haben, wobei auf diese Weise drei Ausschnittrillen 53b gebildet werden.
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Zwei Enden der Muffenverzahnung 52t, die ringförmig auf der Innenumfangsoberfläche der Synchronisationsmuffe 52 angeordnet ist, sind angeschrägt.
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Die Synchronisationsmuffe 52 hat einen Schaltzahnradzahn 52a (Zahn des angetriebenen Getriebezahnrads für den vierten Gang) auf ihrem Außenumfang. Ferner ist die Schaltgabeleingreifrille 52b auf der Synchronisationsmuffe 52 für das Eingreifen mit der Schaltgabel 92 ausgebildet.
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Die Nabe 53, die die Synchronisationsmuffe 52 hält, hat ringförmige vertiefte Abschnitte 53v zwischen ihrem Basisabschnitt, der auf die Gegenwelle 23 gepasst ist, und ihrem Außenumfangsabschnitt, auf dem die Keilverzahnung 53s ausgebildet ist, ausgebildet. Die ringförmigen vertieften Abschnitte 53v sind auf der Vorderseite und die anderen auf der Rückseite der Nabe 53 ausgebildet.
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Der vorstehende zylindrische Abschnitt 51ss des Getriebezahnrads 51 ist in Kontakt mit dem Basisabschnitt der Nabe 53. Eine Endoberfläche des zylindrischen Abschnitts 51s mit der Schaltverzahnung 51t des Getriebezahnrads 51 auf seinen Außenumfang ist einer Öffnung eines der ringförmigen vertieften Abschnitte 53v der Nabe 53 zugewandt.
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Ein Sperrring 60 ist in einen ringförmigen Raum eingefügt, der als ein Ergebnis dessen, dass die Endoberfläche des zylindrischen Abschnitts 51s der Öffnung des ringförmigen vertieften Abschnitts 53v der Nabe 53 zugewandt ist, ausgebildet wird.
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Der Sperrring 60 umfasst ringförmige Außen- und Innenringe 61 und 62 und einen Konus 63. Die Außen- und Innenringe 61 und 62 sind jeweils außen und innen derart angeordnet, dass sie einander koaxial überlappen. Der Konus 63 ist zwischen den Außen- und Innenringen 61 und 62 eingefügt.
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Außen- und Innenumfangsoberflächen des Konus 63 sind beide zu angeschrägten Oberflächen ausgebildet und jeweils in Oberflächenkontakt mit einer angeschrägten Innenumfangsoberfläche des Außenrings 61 und einer angeschrägten Außenumfangsoberfläche des Innenrings 62.
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Der Außenring 61 entspricht einem Synchronisationsring. Mehrere Ringzähne 61t in der Form von Klauenzähnen sind dem Umfang nach auf einer Außenumfangsoberfläche des Außenrings 61 ausgebildet.
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Ferner sind in Abständen von 120 Grad vorstehende Abschnitte 61b auf der Außenumfangsoberfläche des Außenrings 61 ausgebildet. Die drei vorstehenden Abschnitte 61b greifen mit den drei jeweiligen Ausschnittrillen 53b der Nabe 53 ein.
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Die Umfangsbreite jedes der vorstehenden Abschnitte 61b des Außenrings 61 ist kleiner als die jeder der Ausschnittrillen 53b der Nabe 53, wobei auf diese Weise die Drehung des Außenrings 61 relativ zu der Nabe 53 auf einen vorgegebenen Drehbereich beschränkt wird (siehe 4).
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Eine Synchronisationsfeder 65 ist zwischen dem Außenring 61 und der Keilverzahnung 53s der Nabe 53 angeordnet. Die Synchronisationsfeder 65 wird durch den vorstehenden Abschnitt 61b des Außenrings 61 von innen gehalten (siehe 3).
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Bezugnehmend auf 3 ist ein vorstehender Abschnitt 63b auf einem hinteren Endabschnitt des Konus 63 ausgebildet. Der vorstehende Abschnitt 63b steht auf die Seite des Getriebezahnrads 51 (Rückseite) vor. Der vorstehende Abschnitt 63b ist in einen vertieften Abschnitt 51b eingepasst, der in dem zylindrischen Abschnitt 51s mit der Schaltverzahnung 51t des Getriebezahnrads 51 auf seinem Außenumfang ausgebildet ist, und dreht den Konus 63 integral mit dem Getriebezahnrad 51.
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Wie in 4 dargestellt, sind die Muffenverzahnung 52t der Synchronisationsmuffe 52, die Ringverzahnung 61t des Außenrings 61 und die Schaltverzahnung 51t des Getriebezahnrads 51 entlang des gleichen Radius von der Mittelachse der Drehwelle (Gegenwelle) 23 angeordnet. Der Muffenzahn 52t, der Ringzahn 61t und der Schaltzahn 51t sind in dieser Reihenfolge längs angeordnet, wobei die Synchronisationsfeder 65 zwischen dem Muffenzahn 52t und dem Ringzahn 61t angeordnet ist.
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Dann wird jeder der Muffenzähne 52t durch ein Paar abgeschrägter Oberflächen 52c an seinen beiden Enden in der Längsrichtung angeschrägt ausgebildet, wobei die abgeschrägten Oberflächen 52c einander in einem stumpfen Winkel schneiden.
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Ein Endabschnitt jedes der Ringzähne 61t auf der Seite der Muffenzähne 52t wird durch ähnliche abgeschrägte Oberflächen 61c angeschrägt ausgebildet.
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Ähnlich wird ein Endabschnitt jedes der Schaltzähne 51t auf der Seite der Muffenverzahnung 52t durch ähnliche abgeschrägte Oberflächen 51c angeschrägt ausgebildet.
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Der Synchronisationsmechanismus S ist wie vorstehend beschrieben aufgebaut.
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Die Synchronisiertätigkeiten des Synchronisationsmechanismus S werden unter Bezug auf 4 bis 6 beschrieben.
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Der in 4 gezeigte Zustand ist ein neutraler Zustand vor dem Einleiten des Gangschaltens, in dem die Synchronisationsmuffe 52 in einer neutralen Position ist, wobei die Muffenverzahnung 52t nicht in Kontakt mit den vorhergehenden und nachfolgenden Synchronisationsfedern 65 ist.
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Die Außen- und Innenringe 61 und 62 drehen sich integral mit der Nabe 53. Andererseits dreht sich der Konus 63 integral mit dem Getriebezahnrad 51. Der Konus 63 kann sich relativ zu den Außen- und Innenringen 61 und 62 drehen und arbeitet nicht synchron mit den Außen- und Innenringen 61 und 62.
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Wenn die Synchronisationsmuffe 52 sich, nachdem das Schalten beginnt, nach hinten bewegt, kommt die Muffenverzahnung 52t der Synchronisationsmuffe 52 in Kontakt mit der Synchronisationsfeder 65, wobei auf diese Weise bewirkt wird, dass der Sperrring 60, wie in 5(1) dargestellt, über die Synchronisationsfeder 65 in Richtung des Getriebezahnrads 51 gedrückt wird.
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Wenn die Synchronisationsmuffe 52 sich weiter nach hinten bewegt, wird der Sperrring 60 in Richtung des Getriebezahnrads 51 bewegt, wobei, wie in 5(2) dargestellt, eine Reibungskraft zwischen den jeweiligen angeschrägten Oberflächen des Außenrings 61 und des Konus 63 und zwischen denen des Konus 63 und des Innenrings 62 erzeugt wird und der Außenring 61 gedreht wird. Gleichzeitig wird auch die Reibungskraft zwischen dem Innenring 62 und dem vorstehenden zylindrischen Abschnitt 51ss des Getriebezahnrads 51 erzeugt. Andererseits kommen Spitzen der Muffenverzahnung 52t in Kontakt mit denen der Ringverzahnung 61t. Ferner kommen ihre abgeschrägten Oberflächen 52c und 61c in Kontakt miteinander, wodurch die Synchronisation eingeleitet wird (Widerstandsphase).
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Wenn die Synchronisationsmuffe 52 sich noch weiter nach hinten bewegt, blockiert die Muffenverzahnung 52t zwischen der Ringverzahnung 61t zum Ineinandergreifen, wobei auf diese Weise die Synchronisationsmuffe 52, wie in 5(3) gezeigt, integral mit dem Außenring 61 gedreht wird (Ringverzahnungsblockierphase).
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Wenn die Synchronisationsmuffe 52 sich noch weiter nach hinten bewegt, kommen Spitzen der Muffenverzahnung 52t mit denen der Schaltverzahnung 51t des Getriebezahnrads 51 in Kontakt, und überdies kommen die abgeschrägten Oberflächen 52c und 51c der jeweiligen Zähne, wie in 6(4) dargestellt, in Kontakt miteinander (Schaltverzahnungskontaktphase).
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Wenn die Synchronisationsmuffe 52 sich noch weiter nach hinten bewegt, blockiert die Muffenverzahnung 52t, wie in 6(5) dargestellt, zwischen der Schaltverzahnung 51t zum Ineinandergreifen, wobei auf diese Weise die Synchronisation beendet wird (Schaltverzahnungsblockierphase).
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Die Synchronisationsmuffe 52 bewegt sich noch weiter nach hinten, wodurch bewirkt wird, dass die Muffenverzahnung 52t, wie in 6(6) dargestellt, vollständig mit der Schaltverzahnung 51t ineinandergreift. Als ein Ergebnis drehen sich die Synchronisationsmuffe 52 (und die Drehwelle 23) integral mit dem Getriebezahnrad 51 (Verzahnungsphase).
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Der Synchronisationsmechanismus S koppelt die Synchronisationsmuffe 52 und das Getriebezahnrad 51, während sie gleichzeitig, wie vorstehend beschrieben, synchronisiert werden.
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Es wird als nächstes unter Bezug auf 7 und 8 eine Beschreibung des Getriebeantriebsmechanismus 70 gegeben, der die Synchronisationsmuffe 52 bewegt.
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7 ist eine entlang einer in 1 gezeigten Linie VII-VII genommene Schnittansicht des Getriebeantriebsmechanismus 70.
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Wie in 7 dargestellt, wird die Drehleistung des Schaltmotors 71 des Getriebeantriebsmechanismus 70 über den Untersetzungsgetriebemechanismus 72 verlangsamt und übertragen, um eine Schaltspindel 73 zu drehen.
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Ein Basisendabschnitt eines Hauptarms 74 ist an die Schaltspindel 73 gepasst. Der Hauptarm 74 schwingt als ein Ergebnis der Drehung der Schaltspindel 73.
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Ein Stift 79p, der ein in dem Hauptarm 74 ausgebildetes Beschränkungsloch 74b durchdringt, steht auf der Getriebehalterung 11 vor. Eine Torsionsspiralfeder 79 wird durch Wickeln ihres Spiralabschnitts um die Schaltspindel 73 herum gehalten. Die Torsionsspiralfeder 79 ist in einer derartigen Weise montiert, dass ihre beiden Endabschnitte, die sich in die gleiche Richtung erstrecken, ein Sperrstück 74a, das auf dem Hauptarm 74 ausgebildet ist, und den Stift 79p von beiden Außenseiten eingeschoben haben.
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Wenn daher der Hauptarm 74 schwingt, wirkt eine Vorspannkraft in einer Weise, um den Hauptarm 74 aufgrund der Torsionsfederkraft der Torsionsspiralfeder 79 in seine neutrale Position zurück zu bringen.
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Das Schwingen des Hauptarms 74 dreht die Schaltwalze 90 über einen Sperrrastenmechanismus 75.
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Wie in 8 gezeigt, umfasst der Sperrrastenmechanismus 75 ein Sperreingangselement 76, ein Sperrausgangselement 78 und ein Paar von Rasten 77. Ein Vorsprung 76a ist auf dem Sperreingangselement 76 ausgebildet. Der Vorsprung 76a ist in einer frei verschiebbaren Weise in ein Langloch 74h eingepasst, das in einem schwingenden Spitzenabschnitt des Hauptarms 74 ausgebildet ist. Das Sperrausgangselement 78 dreht sich integral mit der Schaltwalze 90. Die Rasten 77 sind zwischen dem Außenumfang des Sperreingangselements 76 und dem Innenumfang des Sperrausgangselements 78 eingearbeitet.
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Wenn das Sperreingangselement 76 sich als ein Ergebnis der Drehung des Hauptarms 74 in eine Richtung dreht, indem es von dem Vorsprung 76a, der im Inneren des Langlochs 74h gleitet, geführt wird, steht die Spitze einer der Rasten 77 aufrecht und wird mit einem Sperrvorsprung des Innenumfangs des Sperrausgangselements 78 gesperrt. Dies dreht das Sperrausgangselement 78 intermittierend gemeinsam mit der Drehung des Sperreingangselements 76, wobei die Schaltwalze 90 intermittierend gedreht wird und das Gangschalten erreicht wird.
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Ein Sperrklinkenmechanismus 80 ist bereitgestellt, um die Schaltwalze 90 zu einer vorgegebenen Drehposition zu führen, um sie zu positionieren, so dass die Schaltwalze 90 sich intermittierend dreht.
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Eine Sternnocke 81 ist auf einem Außenumfangsabschnitt des Sperrausgangselements 78 ausgebildet, das sich integral mit der Schaltwalze 90 dreht.
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Wie in 8 dargestellt, ist auf einer Außenumfangsendoberfläche der Sternnocke 81 eine ungleichmäßige Nockenoberfläche 82 ausgebildet. Gekrümmte vertiefte Sperrklinkenabschnitte 82v, die zu Gangpositionen gehören, und angeschrägte und spitze Vorsprungsabschnitte 82p sind dem Umfang nach und nacheinander in einer derartigen Weise auf der ungleichmäßigen Nockenoberfläche 82 ausgebildet, dass sie sich kontinuierlich abwechseln.
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Bezug nehmend auf 8 wird eine Rolle 85 schwenkbar in einer frei drehbaren Weise an der Spitze eines Sperrklinkenarms 84 schwenkbar gehalten, der auf einer Haltewelle 83 in einer frei schwingbaren Weise schwenkbar gehalten wird.
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Der Sperrklinkenarm 84 wird von einer Torsionsspiralfeder 86 vorgespannt, um zu schwingen, wobei er die Rolle 85 auf die unebene Nockenoberfläche 82 der Sternnocke 81 drückt.
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Der Sperrklinkenmechanismus 80 ist wie vorstehend beschrieben aufgebaut. Die Rolle 85, die auf die ungleichmäßige Nockenoberfläche 82 der Sternnocke 81 gedrückt wird, rutscht in einen erforderlichen vertieften Sperrklinkenabschnitt 82v, wobei auf diese Weise die Sternnocke 81 und die Schaltwalze 90 in einer erforderlichen Drehposition positioniert werden.
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Der Sperrklinkenmechanismus 80 hat eine einfache Struktur, so dass die Rolle 85, die schwenkbar an der Spitze des Sperrklinkenarms 84 schwenkbar gehalten wird, der von der Torsionsspiralfeder 86 vorgespannt wird, in Kontakt mit der ungleichmäßigen Nockenoberfläche 82 der Sternnocke 81 kommt und diese drückt. Dies erlaubt, dass der Sperrklinkenmechanismus 80 kompakt in das Getriebe 20 eingebaut wird, um das Getriebe 20 zu verkleinern und sein Gewicht zu verringern.
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Es sollte bemerkt werden, dass die Schaltwalze 90 nicht nur Drehpositionen für die jeweiligen sieben Gangpositionen und eine Drehposition für die Rückwärtsgangposition, sondern auch Reservedrehpositionen hat, die jeweils zwischen den jeweiligen Gangpositionen sind. Die Schaltwalze 90 hat 15 Drehpositionen einschließlich einer Rückwärtsdrehposition Prv, einer neutralen Drehposition Pnn, einer Drehposition P1n für den ersten Gang, einer Reservedrehposition P12 für den ersten-zweiten Gang, einer Drehposition Pn2 für den zweiten Gang und so weiter in dieser Reihenfolge. Die 15 vertieften Sperrklinkenabschnitte 82v, die jeweils zu einer der Drehpositionen gehören, sind auf der ungleichmäßigen Nockenoberfläche 82 der Sternnocke 81 ausgebildet (siehe 8).
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Vier Führungsrillen 90d sind in der Breitenrichtung nebeneinander auf einer Außenumfangsoberfläche der Schaltwalze 90 ausgebildet. Die Führungsrillen 90d erstrecken sich dem Umfang nach, während sie in einer Breitenrichtung versetzt sind.
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Wie früher beschrieben, sind die Schaltgabelwellen 91 eine links und die andere rechts von der Schaltwalze 90 angeordnet, und die zwei Schaltgabeln 92 werden auf jeder der Schaltgabelwellen 91 in einer axial verschiebbaren Weise schwenkbar gehalten. Jede der Schaltgabeln 92 hat einen Stiftabschnitt 92p, der verschiebbar auf die Führungsrille 90d der Schaltwalze 90 gepasst ist und einen Gabelspitzenabschnitt 92f, der mit der Gabeleingreifrille 52b des Schaltzahnrads des Zahnradgetriebemechanismus 21 eingreift. Der Gabelspitzenabschnitt 92f ist gegabelt.
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Wenn die Schaltwalze 90 daher von dem Schaltmotor 71 des Getriebeantriebsmechanismus 70 angetrieben wird, wird die zugehörige Schaltgabel 92 durch jede der Führungsrillen 90d, die auf der Außenumfangsoberfläche der Schaltwalze 90 ausgebildet sind, geführt, um sich axial zu bewegen, wobei auf diese Weise jedes Schaltzahnrad axial bewegt wird und das Gangschalten erreicht wird.
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Es sollte bemerkt werden, dass Bezug nehmend auf die in 7 dargestellte Schnittansicht des Getriebeantriebsmechanismus 70 ein Schaltspindeldrehpositions-Erfassungssensor 73S auf einem Endabschnitt der Schaltspindel 73 bereitgestellt ist, um eine Drehposition (einen Drehwinkel) 0 der Schaltspindel 73 zu erfassen.
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Ferner ist der Schaltspindeldrehpositions-Erfassungssensor 90S auf einem Endabschnitt einer Verlängerungswelle 90a bereitgestellt, um eine Drehposition der Schaltwalze 90 zu erfassen. Die Verlängerungswelle 90a erstreckt sich auf einer Mitteldrehachse von einem Vorderende der Schaltwalze 90 nach vorn.
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Wenn der Gang zum Beispiel von dem ersten auf den zweiten Gang hochgeschaltet wird, wird die Schaltwalze 90 im Voraus von der Drehposition P1n für den ersten Gang in die Reservedrehposition P12 für den ersten-zweiten Gang gedreht, wobei das angetriebene Getriebezahnrad c4 für den vierten Gang (Synchronisationsmuffe 52), ein Schaltzahnrad, über die Schaltgabel 92 rückwärts bewegt wird und das angetriebene Getriebezahnrad c4 für den vierten Gang mit dem angetriebenen Getriebezahnrad c2 gekoppelt wird.
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Zu dieser Zeit wird die Synchronisationsmuffe 52 durch den Synchronisationsmechanismus S mit dem angetriebenen Getriebezahnrad c2 gekoppelt, während sie mit dem angetriebenen Getriebezahnrad c2 synchronisiert wird. Dieses Verfahren ist in 5 und 6 dargestellt.
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Das heißt, das Beispiel für die Synchronisationstätigkeiten des Synchronisationsmechanismus S in 5 und 6 zeigt jeden der Schritte des Bewegens und Koppelns des angetriebenen Getriebezahnrads c4 für den vierten Gang (Synchronisationsmuffe 52) mit dem angetriebenen Getriebezahnrad c2 (Getriebezahnrad 51), während diese Zahnräder synchronisiert werden. Diese Tätigkeiten sind Synchronisationstätigkeiten, die durchgeführt werden, wenn die Schaltwalze 90 von der Drehposition P1n für den ersten Gang in die Reservedrehposition P12 für den ersten-zweiten Gang gedreht wird.
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Während dieser Zeitspanne dreht sich die Sternnocke 81 integral mit der Schaltwalze 90. Als ein Ergebnis der Drehung der Sternnocke 81 bewegt sich die Rolle 85, die die ungleichmäßige Nockenoberfläche 82 der Sternnocke 81 drückt, von dem vertieften Sperrklinkenabschnitt 82v, der zu der Vor-Gangschalt-Drehposition P1n für den ersten Gang der ungleichmäßigen Nockenoberfläche 82 der Sternnocke 81 gehört, klettert über den Vorsprungsabschnitt 82p und erreicht den vertieften Sperrklinkenabschnitt 82v, der zu der Nach-Gangschalt-Reservedrehposition P12 für den ersten-zweiten Gang gehört (siehe 9 und 10).
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Während des Gangschaltens wirkt daher eine Drehkraft, die von der Antriebsleistung des Schaltmotors 71 über den Untersetzungsgetriebemechanismus 72, die Schaltspindel 73, den Hauptarm 74 und den Sperrrastenmechanismus 75 übertragen wird, auf die Schaltwalze 90. Gleichzeitig wirkt eine andere Drehkraft auf die Schaltwalze 90. Diese Drehkraft wird von der Rolle 85 erzeugt, die von der Torsionsspiralfeder 86 des Sperrklinkenmechanismus 80 vorgespannt wird, wobei die ungleichmäßige Nockenoberfläche 82 der Sternnocke 81, die sich integral mit der Schaltwalze 90 dreht, gedrückt wird.
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In dem Synchronisationsverfahren der Synchronisationsmuffe 52 und deren Kopplung mit dem angetriebenen Getriebezahnrad c2 durch den Synchronisationsmechanismus S bezeichnet eine erste Synchronisationsposition XI eine Bewegungsposition der Synchronisationsmuffe 52, wenn die Widerstandsphase (siehe 5(2)) beginnt, in welcher die Muffenverzahnung 52t der Synchronisationsmuffe 52 als ein Ergebnis der Bewegung der Synchronisationsmuffe 52 in Kontakt mit der Ringverzahnung 61t kommt, d.h. wenn die Synchronisation beginnt, in welcher die Spitzen der Muffenverzahnung 52t und die der Ringverzahnung 61t in Kontakt miteinander kommen.
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Die Sternnocke 81 ist derart aufgebaut, dass sie sich an der in 9 gezeigten Drehposition befindet, wenn die Synchronisationsmuffe 52 an der ersten Synchronisationsposition XI ist.
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Das heißt, wenn die Bewegungsposition der Synchronisationsmuffe 52 an der ersten Synchronisationsposition XI ist, wo die Spitzen der Muffenverzahnung 52t und die der Ringverzahnung 61t in Kontakt miteinander kommen, wird die Rolle 85 derart eingerichtet, dass sie in Kontakt mit dem vertieften Sperrklinkenabschnitt 82v kommt, der, wie in 9 dargestellt, zu der Vor-Gangschalt-Drehposition P1n für den ersten Gang der Sternnocke 81 gehört.
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Eine Mittelachse Cr der Rolle 85 liegt innerhalb eines Winkelbereichs V1n, der von einer Mittelachse Cd der Schaltwalze 90 und der Sternnocke 81 dem vertieften Sperrklinkenabschnitt 82v zugewandt ist, der zu der Drehposition P1n für den ersten Gang gehört. Ferner ist die Mittelachse Cr an einer Position des vertieften Sperrklinkenabschnitts 82v nahe dem vertieften Sperrklinkenabschnitt 82v, der zu der Nach-Gangschalt-Reservedrehposition P12 für den ersten-zweiten Gang gehört, angeordnet.
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Daher drückt die Rolle 85, die an der Spitze des Sperrklinkenarms 84 schwenkbar gehalten wird, der durch die Torsionsspiralfeder 86 des Sperrklinkenmechanismus 80 vorgespannt ist, um zu schwingen, eine geneigte Oberfläche des vertieften Sperrklinkenabschnitts 82v, der zu der Vor-Gangschalt-Drehposition P1n für den ersten Gang gehört, auf der Seite des vertieften Sperrklinkenabschnitts 82v, der zu der Nach-Gangschalt-Reservedrehposition P12 für den ersten-zweiten Gang gehört. Als ein Ergebnis wirkt die Vorspannkraft der Torsionsspiralfeder 86 in der Drehrichtung, in der die Sternnocke 81 zurück in die Vor-Gangschalt-Drehposition P1n für den ersten Gang gebracht wird, auf die Sternnocke 81.
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Wenn der Schaltmotor 71 aus irgendeinem Grund den Antrieb stoppt, wenn die Synchronisationsmuffe 52 in der ersten Synchronisationsposition X1 ist, gibt es fast keinen Reibungswiderstand für die Synchronisationsmuffe 52, um in die Richtung zurückzukehren, bevor die Muffenverzahnung 52t, wie in 5(2) dargestellt, in Kontakt mit der Ringverzahnung 61t kam. In Abwesenheit der Antriebsleistung des Schaltmotors 71 wirkt die Vorspannkraft der Torsionsspiralfeder 86 in der Richtung auf die Sternnocke 81, in der die Sternnocke 81 zurück in die Vor-Gangschalt-Drehposition P1n für den ersten Gang gebracht wird, wobei zugelassen wird, dass die Sternnocke 81 mit Leichtigkeit zusammen mit der Schaltwalze 90 in die Vor-Gangschalt-Drehposition P1n für den ersten Gang zurückkehrt.
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Wenn die Synchronisationsmuffe 52 in der ersten Synchronisationsposition X1 ist, sind die Spitzen der Muffenverzahnung 52t und die der Ringverzahnung 61t in Kontakt miteinander. Wenn die Synchronisationsmuffe 52 in diesem Zustand aufhört, sich zu bewegen, schlagen die Spitzen der Muffenverzahnung 52t und die der Ringverzahnung 61t kontinuierlich aneinander an, was nicht bevorzugt wird. Jedoch wird die Rolle 85 eingerichtet, um, wie vorstehend beschrieben, mit dem vertieften Vor-Gangschalt-Sperrklinkenabschnitt 82v der Sternnocke 81 in Kontakt zu sein, wenn die Synchronisationsmuffe 52 in der ersten Synchronisationsposition XI ist. Die Sternnocke 81 wird durch die Vorspannkraft der Torsionsspiralfeder 86 zusammen mit der Schaltwalze 90 in die Vor-Gangschalt-Drehposition P1n für den ersten Gang gebracht, und die Synchronisationsmuffe 52 des Synchronisationsmechanismus S wird ebenfalls in ihre ursprüngliche richtige Position bewegt. Dies bewegt die Spitzen der Muffenverzahnung 52t und die der Ringverzahnung 61t weg von dem kontinuierlichen Aneinander-Anschlagen, wobei auf diese Weise das kontinuierliche Aneinander-Anschlagen zwischen den Spitzen der Muffenverzahnung 52t und denen der Ringverzahnung 61t vermieden wird.
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In dem Verfahren zur Synchronisation der Synchronisationsmuffe 52 und deren Kopplung mit dem angetriebenen Getriebezahnrad c2 durch den Synchronisationsmechanismus S bezeichnet eine zweite Synchronisationsposition X2 eine Bewegungsposition der Synchronisationsmuffe 52, wenn die Schaltverzahnungskontaktphase (siehe 6(4)) beginnt, in welcher die Muffenverzahnung 52t der Synchronisationsmuffe 52 in Kontakt mit der Schaltverzahnung 51t des Getriebezahnrads 51 kommt, nachdem sie als ein Ergebnis der Bewegung der Synchronisationsmuffe 52 in Kontakt mit der Ringverzahnung 61t und in Eingriff mit dieser gekommen ist, d.h., wenn die Spitzen der Muffenverzahnung 52t und die der Schaltverzahnung 51t in Kontakt miteinander kommen.
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Die Sternnocke 81 ist derart aufgebaut, dass sie in der in 10 gezeigten Drehposition angeordnet ist, wenn die Synchronisationsmuffe 52 in der zweiten Synchronisationsposition X2 ist.
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Das heißt, wenn die Bewegungsposition der Synchronisationsmuffe 52 in der zweiten Synchronisationsposition X2 ist, in der die Spitzen der Muffenverzahnung 52t und die der Schaltverzahnung 51t in Kontakt miteinander kommen, wird die Rolle 85 derart eingerichtet, dass sie, wie in 10 dargestellt, in Kontakt mit dem vertieften Sperrklinkenabschnitt 82v kommt, der zu der Nach-Gangschalt-Reservedrehposition P12 des ersten-zweiten Gangs der Sternnocke 81 gehört.
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Die Mittelachse Cr der Rolle 85 liegt innerhalb eines Bereichs von Winkeln V12, die von der Mittelachse Cd der Schaltwalze 90 und der Sternnocke 81 dem vertieften Sperrklinkenabschnitt 82v zugewandt sind, der zu der Reservedrehposition P12 für den ersten-zweiten Gang gehört. Ferner ist die Mittelachse Cr an einer Position des vertieften Sperrklinkenabschnitts 82v in der Nähe des vertieften Sperrklinkenabschnitts 82v, der zu der Vor-Gangschalt-Drehposition P1n für den ersten Gang gehört, angeordnet.
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Daher drückt die Rolle 85, die an der Spitze des Sperrklinkenarms 84, der durch die Torsionsspiralfeder 86 des Sperrklinkenmechanismus 80 vorgespannt ist, schwenkbar gehalten wird, die geneigte Oberfläche des vertieften Sperrklinkenabschnitts 82v, die zu der Nach-Gangschalt-Reservedrehposition P12 für den ersten Gang gehört, auf der Seite des vertieften Sperrklinkenabschnitts 82v, der zu der Vor-Gangschalt-Drehposition P1n für den ersten Gang gehört. Als ein Ergebnis wirkt die Vorspannkraft der Torsionsspiralfeder 86 in der Drehrichtung zur Beschleunigung des Gangschaltens auf die Sternnocke 81.
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Wenn der Schaltmotor 71 den Antrieb aus irgendeinem Grund stoppt, wenn die Synchronisationsmuffe 52 in der zweiten Synchronisationsposition X2 ist, wirkt die Vorspannkraft der Torsionsspiralfeder 86 in der Richtung der Beschleunigung des Gangschaltens auf die Synchronisationsmuffe 52 (nach links in 6(4)). Selbst wenn daher die Muffenverzahnung 52t der Synchronisationsmuffe 52 in Kontakt mit der Schaltverzahnung 51t ist, aber deren Spitzen im Begriff sind, aneinander anzuschlagen, kann die Torsionsspiralfeder 86 die Synchronisationsmuffe 52 in die Richtung der Bewegung der Muffenverzahnung 52t und der Schaltverzahnung 51t weg von dem Aneinander-Anschlagen vorspannen.
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Ferner empfängt die Synchronisationsmuffe 52 eine Vorspannkraft in der Richtung der Beschleunigung des Gangschaltens. Wenn die Zeitsteuerung günstig ist, kann daher jeder der Muffenzähne 52t zwischen den benachbarten Schaltzähnen 51t blockieren, womit das Anschlagen zwischen den Spitzen der Muffenverzahnung 52t und denen der Schaltverzahnung 51t vermieden wird.
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Wenngleich als ein Beispiel eine Beschreibung eines Falls gegeben wurde, in dem der Gang von dem ersten auf den zweiten Gang geschaltet wird, ist die vorliegende Erfindung auf das Schalten des Gangs auf andere Gänge anwendbar.
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Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf das Schalten auf einen höheren Gang, sondern auch auf das Herunterschalten auf einen niedrigeren Gang anwendbar.
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Wenngleich ein mit einem Synchronisationsmechanismus ausgestattetes Getriebe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, sollte bemerkt werden, dass Betriebsarten der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt sind und Betriebsarten umfassen können, die auf vielfältige Weise ausgeführt werden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
