DE102016210659B3

DE102016210659B3 - Gear arrangement with ball as blocking element

Info

Publication number: DE102016210659B3
Application number: DE102016210659.7A
Authority: DE
Inventors: Martin Dressel; Pascal Kothes
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2036-06-16

Abstract

Fahrzeuge üblicher Bauart weisen Schaltgetriebe zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Traktionsmotor und den angetriebenen Rädern auf. Einen wichtigen Abschnitt der Schaltgetriebe bildet die Synchronisationseinrichtung, welche beim Umschalten der Übersetzungen die Kopplung zwischen Welle und Losrad übernimmt. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeanordnung vorzuschlagen, welche besonders kompakt aufgebaut ist. Hierzu wird eine Getriebeanordnung 1 für ein Fahrzeug mit einer Getriebewelle 2, mit einem Losrad 3, wobei das Losrad 3 auf der Getriebewelle 2 drehbar angeordnet ist, wobei das Losrad 3 und/oder die Getriebewelle 2 eine Hauptachse H definieren, mit einer Schaltmuffe 6 zur Kopplung der Getriebewelle 2 mit dem Losrad 3, wobei die Schaltmuffe 6 auf der Getriebewelle 2 verschiebbar angeordnet ist, mit einer Reibringeinrichtung 11 zur Kopplung der Schaltmuffe 6 mit dem Losrad 3, mit einer Kopplungseinrichtung 26 zur Umsetzung einer Sperr- und/oder Entsperrfunktion zwischen der Schaltmuffe 6 und der Reibringeinrichtung 11, vorgeschlagen, wobei die Kopplungseinrichtung 26 eine Kugel 25 sowie eine Innenkontur 37 auf der Schaltmuffe 6 und eine Außenkontur 32 auf der Reibringeinrichtung 11 umfasst, wobei die Innenkontur 37 und die Außenkontur 32 eine gemeinsame Aufnahme 36 für die Kugel 25 bilden.Vehicles of conventional design have manual transmission for changing the transmission ratio between the traction motor and the driven wheels. An important section of the manual transmission forms the synchronization device, which takes over the coupling between shaft and idler gear when switching the translations. It is an object of the present invention to propose a gear arrangement which is of particularly compact design. For this purpose, a transmission assembly 1 for a vehicle with a transmission shaft 2, with a loose wheel 3, wherein the idler gear 3 is rotatably mounted on the transmission shaft 2, wherein the idler gear 3 and / or the transmission shaft 2 define a main axis H, with a shift sleeve 6 for Coupling of the transmission shaft 2 with the idler gear 3, wherein the shift sleeve 6 is slidably mounted on the transmission shaft 2, with a friction ring device 11 for coupling the shift sleeve 6 with the idler gear 3, with a coupling device 26 for implementing a locking and / or unlocking between the Shift sleeve 6 and the friction ring device 11, proposed, wherein the coupling device 26 comprises a ball 25 and an inner contour 37 on the sliding sleeve 6 and an outer contour 32 on the friction ring device 11, wherein the inner contour 37 and the outer contour 32 is a common receptacle 36 for the ball 25th form.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a transmission arrangement for a vehicle having the features of the preamble of claim 1.

Fahrzeuge üblicher Bauart weisen Schaltgetriebe zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Traktionsmotor und den angetriebenen Rädern auf. Einen wichtigen Abschnitt der Schaltgetriebe bildet die Synchronisationseinrichtung, welche beim Umschalten der Übersetzungen die Kopplung zwischen Welle und Losrad übernimmt. In vielen Fahrsituationen sind die Drehzahlen zwischen der Welle und dem Losrad unterschiedlich. Um diesen Drehzahlunterschied auszugleichen, synchronisieren die Synchronisationseinrichtungen Welle und Losrad hinsichtlich der Drehzahl zueinander. Nach dem Synchronisieren koppelt die Synchronisationseinrichtung die Welle mit dem Losrad drehfest.Vehicles of conventional design have manual transmission for changing the transmission ratio between the traction motor and the driven wheels. An important section of the manual transmission forms the synchronization device, which takes over the coupling between shaft and idler gear when switching the translations. In many driving situations, the speeds between the shaft and the idler gear are different. To compensate for this difference in speed, synchronize the synchronization shaft and idler gear with respect to the speed to each other. After synchronization, the synchronization device rotatably coupled to the shaft with the idler gear.

Die Synchronisationseinrichtungen weisen in vielen Ausgestaltungen ein Synchronringpaket sowie eine axial verschiebbare Schiebemuffe auf. Bei der Synchronisation erfolgt zunächst ein Ansynchronisieren, wobei die Schiebemuffe über Druckstücke oder dergleichen einen inneren Synchronring gegen einen äußeren Synchronring drückt, wobei der äußere Synchronring drehgekoppelt mit dem Losrad ist. Der innere und der äußere Synchronring gehen eine reibschlüssige Verbindung ein, sodass die Drehzahldifferenz zwischen der Schaltmuffe und dem Losrad reduziert wird.In many embodiments, the synchronization devices have a synchronizer ring packet and an axially displaceable sliding sleeve. During synchronization, an initial synchronization takes place, wherein the sliding sleeve presses an inner synchronizing ring via thrust pieces or the like against an outer synchronizing ring, wherein the outer synchronizing ring is rotationally coupled to the idler gear. The inner and outer synchronizer rings enter into a frictional engagement so that the speed difference between the shift sleeve and the idler gear is reduced.

Ein Durchschalten der Schiebemuffe ist allerdings noch nicht möglich, da eine Sperrverzahnung des äußeren Synchronrings gegen ein Durchschalten der Schiebemuffe sperrt. Jedoch weisen die Sperrverzahnung und die Verzahnung der Schiebemuffe jeweils eine Dachverzahnung auf, sodass bei einem weiteren axialen Verschieben der Schiebemuffe der äußere Synchronring verdreht und dadurch entsperrt wird. Nach dem Entsperren können die Zähne der Schiebemuffe durch die Sperrverzahnung durchgeschoben werden und schließlich in Eingriff mit einer Kopplungsverzahnung des Losrads kommen.Switching through the sliding sleeve is not yet possible, however, because a locking toothing of the outer synchronizer ring locks against a switching through the sliding sleeve. However, the locking toothing and the toothing of the sliding sleeve each have a roof toothing, so that in a further axial displacement of the sliding sleeve of the outer synchronizer ring is rotated and thereby unlocked. After unlocking the teeth of the sliding sleeve can be pushed through the ratchet teeth and finally come into engagement with a coupling toothing of the idler gear.

Die Druckschrift DE 103 47 266 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt beispielsweise eine Synchronisationseinrichtung mit der zuvor beschriebenen Funktionsweise. Das besondere an der Synchronisationseinrichtung in der genannten Druckschrift ist jedoch, dass die Schiebemuffe nicht wie üblich auf einem Tragkörper sitzt, sondern unmittelbar auf der Getriebewelle angeordnet ist. Eine weitere Synchronisationseinrichtung geht aus DE 10 2005 002 480 A1 hervor.The publication DE 103 47 266 A1 , which is probably the closest prior art, for example, describes a synchronization device with the above-described operation. The special feature of the synchronization device in said document, however, is that the sliding sleeve is not as usual sitting on a support body, but is arranged directly on the transmission shaft. Another synchronization device goes out DE 10 2005 002 480 A1 out.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeanordnung vorzuschlagen, welche besonders kompakt aufgebaut ist. Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.It is an object of the present invention to propose a gear arrangement which is of particularly compact design. This object is achieved by a gear arrangement with the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung, insbesondere für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug ist vorzugsweise als ein Personenkraftfahrzeug, Bus, Lastkraftwagen, etc. ausgebildet. Die Getriebeanordnung ist bevorzugt als ein Schaltgetriebe, Automatikgetriebe, Gangräderwechselgetriebe oder Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet.The invention relates to a transmission arrangement, in particular for a vehicle. The vehicle is preferably designed as a passenger vehicle, bus, truck, etc. The gear arrangement is preferably designed as a manual transmission, automatic transmission, gear change gear or dual clutch transmission.

Die Getriebeanordnung weist eine Getriebewelle auf, welche zur Übertragung eines Traktionsdrehmoments ausgebildet ist. Insbesondere dient diese zur Übertragung des Traktionsmoments von einem Traktionsmotor des Fahrzeugs zu angetriebenen Rädern des Fahrzeugs. Optional bildet das Fahrzeug mit der Getriebeanordnung einen weiteren Gegenstand der Erfindung.The transmission arrangement has a transmission shaft, which is designed to transmit a traction torque. In particular, this serves to transmit the traction torque from a traction motor of the vehicle to driven wheels of the vehicle. Optionally, the vehicle with the gear arrangement forms a further subject of the invention.

Die Getriebewelle weist ein Losrad auf, wobei das Losrad auf der Getriebewelle zum Beispiel über eine Lagereinrichtung drehbar angeordnet ist. Das Losrad ist insbesondere als ein Gangrad ausgebildet. Vorzugsweise ist das Losrad als ein Stirnzahnrad mit Geradverzahnung oder Schrägverzahnung ausgebildet. Es ist vorgesehen, dass das Losrad und/oder die Getriebewelle, insbesondere mit deren Rotationsachse, eine Hauptachse in der Getriebeanordnung definiert.The transmission shaft has a loose wheel, wherein the idler gear is rotatably mounted on the transmission shaft, for example via a bearing device. The idler gear is designed in particular as a gear wheel. Preferably, the idler gear is formed as a spur gear with spur or helical teeth. It is provided that the idler gear and / or the gear shaft, in particular with its axis of rotation, defines a main axis in the gear arrangement.

Die Getriebeanordnung weist eine Schaltmuffe – auch Schiebemuffe zu nennen – auf, welche zur Kopplung der Getriebewelle mit dem Losrad ausgebildet ist. Die Schaltmuffe ist vorzugsweise in axialer Richtung zu der Hauptachse auf der Getriebewelle verschiebbar angeordnet. Die Kopplung ist bevorzugt als eine formschlüssige Kopplung ausgebildet, wobei die Schaltmuffe mit der Getriebewelle formschlüssig verbunden ist und zugleich formschlüssig mit dem Losrad verbunden ist. Die formschlüssige Verbindung bezieht sich insbesondere auf eine Verbindung in Bezug auf eine Umlaufrichtung um die Hauptachse.The gear arrangement has a shift sleeve - also called sliding sleeve - on, which is designed to couple the transmission shaft with the idler gear. The shift sleeve is preferably arranged displaceably in the axial direction to the main axis on the transmission shaft. The coupling is preferably formed as a positive coupling, wherein the shift sleeve is positively connected to the transmission shaft and at the same time is positively connected to the idler gear. The positive connection relates in particular to a connection with respect to a circumferential direction about the main axis.

Die Getriebeanordnung weist eine Reibringeinrichtung zur reibschlüssigen Kopplung von Losrad und Getriebewelle auf. Die Reibringeinrichtung ist insbesondere als eine Synchronringeinrichtung und/oder als ein Synchronringpaket ausgebildet. Insbesondere weist die Reibringeinrichtung einen inneren Synchronring – nachfolgend auch ersten Synchronring genannt – und einen äußeren Synchronring – nachfolgend auch zweiten Synchronring genannt – auf, wobei der innere Synchronring und der äußere Synchronring miteinander in eine reibschlüssige Verbindung treten können. Besonders bevorzugt ist mindestens einer der Synchronringe als ein Konusring ausgebildet.The gear arrangement has a friction ring device for the frictional coupling of idler gear and gear shaft. The friction ring device is designed in particular as a synchronizer ring device and / or as a synchronizer ring packet. In particular, the friction ring means an inner synchronizer ring - hereinafter also called first synchronizer ring - and an outer synchronizer ring - hereinafter also called the second synchronizer ring - on, wherein the inner synchronizer ring and the outer synchronizer ring together in a frictional Can connect. Particularly preferably, at least one of the synchronizer rings is designed as a cone ring.

Funktional betrachtet bilden die Getriebewelle, das Losrad, die Schaltmuffe und die Reibringeinrichtung eine Synchronisationseinrichtung innerhalb der Getriebeanordnung. Die Synchronisationseinrichtung hat bei einem Schaltvorgang zum einen die Aufgabe, die Drehzahlen von Getriebewelle und Losrad aneinander anzugleichen, um die beiden Komponenten hinsichtlich der Drehzahl zu synchronisieren. Zum anderen hat sie die Aufgabe, die formschlüssige und/oder drehfeste Kopplung zwischen Getriebewelle und Losrad umzusetzen.Functionally considered, the transmission shaft, the idler gear, the shift sleeve and the friction ring device form a synchronization device within the transmission arrangement. On the one hand, the synchronization device has the task of synchronizing the rotational speeds of the transmission shaft and idler gear in order to synchronize the two components with respect to the rotational speed. On the other hand, it has the task to implement the positive and / or rotationally fixed coupling between the gear shaft and idler gear.

Die Getriebeanordnung und insbesondere die Synchronisationseinrichtung der Getriebeanordnung umfasst weiterhin eine Kopplungseinrichtung zur Umsetzung einer Sperr- und/oder Entsperrfunktion zwischen der Schiebemuffe und der Reibringeinrichtung. Die Kopplungseinrichtung hat die Funktion, eine formschlüssige Kopplung zwischen der Schaltmuffe und dem Losrad zu sperren, solange die Drehzahldifferenz zwischen dem Losrad und der Getriebewelle zu groß ist beziehungsweise überhaupt noch besteht. Dadurch wird die Sperrfunktion umgesetzt. Sobald die Drehzahldifferenz auf Null reduziert ist, setzt die Kopplungseinrichtung eine Entsperrfunktion um, sodass eine formschlüssige Kopplung zwischen der Schaltmuffe und dem Losrad durchgeführt werden kann.The gear arrangement and in particular the synchronization device of the gear arrangement further comprises a coupling device for implementing a locking and / or unlocking function between the sliding sleeve and the friction ring device. The coupling device has the function to block a positive coupling between the shift sleeve and the idler gear, as long as the speed difference between the idler gear and the gear shaft is too large or still exists. This implements the lock function. As soon as the speed difference is reduced to zero, the coupling device implements an unlocking function, so that a positive coupling between the shift sleeve and the idler gear can be performed.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kopplungseinrichtung eine Kugel beziehungsweise mindestens eine Kugel als Kopplungselement sowie eine Innenkontur auf der Schiebemuffe und eine Außenkontur auf der Reibringeinrichtung umfasst. Die Innenkontur und die Außenkontur bilden eine gemeinsame Aufnahme für die Kugel. Insbesondere bilden die Innenkontur und die Außenkontur insbesondere je nach Relativverdrehung zwischen Schiebemuffe und Reibringeinrichtung eine oder mehrere Aufnahmenuten für die Kugel. Die gemeinsame Aufnahme für die Kugel ist so ausgebildet, dass bei einer vorliegenden Relativverdrehung zwischen Reibringeinrichtung und insbesondere ersten Synchronring und der Schiebemuffe die Kugel eine axiale Verschiebung zwischen der Reibringeinrichtung und der Schiebemuffe formschlüssig verhindert und dadurch sperrt. Bei einer zweiten Relativverdrehung zwischen Reibringeinrichtung, insbesondere dem ersten Synchronring, und der Schiebemuffe ist die gemeinsame Aufnahme für die Kugel jedoch so ausgebildet, dass die formschlüssige Sperre aufgehoben ist und die Schiebemuffe in axialer Richtung relativ zu der Reibringeinrichtung, insbesondere zu dem ersten Synchronring, verschoben werden kann.In the context of the invention it is proposed that the coupling device comprises a ball or at least one ball as a coupling element and an inner contour on the sliding sleeve and an outer contour on the friction ring device. The inner contour and the outer contour form a common receptacle for the ball. In particular, the inner contour and the outer contour, in particular depending on the relative rotation between the sliding sleeve and the friction ring device, form one or more receiving grooves for the ball. The common receptacle for the ball is designed so that in a present relative rotation between the friction ring and in particular the first synchronizer ring and the sliding sleeve, the ball prevents a positive axial displacement between the friction ring and the sliding sleeve and thereby blocks. In a second relative rotation between the friction ring, in particular the first synchronizer ring, and the sliding sleeve, the common receptacle for the ball, however, is formed so that the positive lock is released and the sliding sleeve in the axial direction relative to the friction ring, in particular to the first synchronizer, moved can be.

Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass durch die Kopplungseinrichtung die Sperr- und/oder Entsperrfunktion besonders kompakt und zugleich betriebssicher umgesetzt werden kann, sodass die gesamte Getriebeanordnung besonders kompakt realisiert werden kann.It is a consideration of the invention that the locking and / or unlocking can be implemented by the coupling device particularly compact and reliable at the same time, so that the entire gear assembly can be realized very compact.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Reibringanordnung koaxial und/oder konzentrisch zu der Schiebemuffe angeordnet. Insbesondere ist die Innenkontur in einen Mantelflächenabschnitt der Schiebemuffe und/oder die Außenkontur in einen Mantelflächenabschnitt der Reibringeinrichtung, insbesondere des ersten Synchronrings, eingebracht. Die Kugel befindet sich besonders bevorzugt in einem konzentrisch überlappenden Bereich von Reibringeinrichtung und Schaltmuffe. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, dass die Kugel und die gemeinsame Aufnahme besonders platzsparend in einem konzentrisch überlappenden Bereich von Reibringeinrichtung und Schaltmuffe untergebracht werden können.In a preferred embodiment of the invention, the friction ring assembly is arranged coaxially and / or concentrically with the sliding sleeve. In particular, the inner contour is introduced into a lateral surface section of the sliding sleeve and / or the outer contour is introduced into a lateral surface section of the friction ring device, in particular of the first synchronizing ring. The ball is particularly preferably in a concentrically overlapping region of the friction ring device and the sliding sleeve. With this configuration, it is possible that the ball and the common receptacle can be accommodated in a concentrically overlapping region of friction ring device and shift sleeve particularly space-saving.

Erfindungsgemäß weist die Außenkontur einen Sperrabschnitt und einen Freiflugabschnitt auf. Der Sperrabschnitt verläuft in Umlaufrichtung. Insbesondere ist der Sperrabschnitt als ein erster Nutabschnitt ausgebildet. Der Freiflugabschnitt ist dagegen in axiale Richtung verlaufend realisiert und bildet bevorzugt einen zweiten Nutabschnitt. Der Freiflugabschnitt schließt sich vorzugsweise mittig an dem Sperrabschnitt an, wobei der Anschluss so realisiert ist, dass die Kugel aus dem Sperrabschnitt in den Freiflugabschnitt überführt werden kann. Optional ist zwischen dem Sperrabschnitt und dem Freiflugabschnitt eine Stufe, Kante oder Höhenänderung in den Nutabschnitten eingebracht, sodass die Kugel bei dem Übergang zwischen dem Sperrabschnitt zu dem Freiflugabschnitt eine insbesondere mechanisch merkbare Stufe überqueren muss. Besonders bevorzugt sind Sperrabschnitt und Freiflugabschnitt zueinander T-förmig ausgebildet.According to the invention, the outer contour has a blocking section and a free-flying section. The lock section runs in the direction of rotation. In particular, the locking portion is formed as a first groove portion. By contrast, the free-flight section is realized extending in the axial direction and preferably forms a second groove section. The free flight section preferably connects centrally to the blocking section, the connection being realized in such a way that the ball can be transferred from the blocking section into the free flight section. Optionally, a step, edge or height change is introduced into the groove sections between the locking section and the free-flying section, so that the ball has to traverse a particularly mechanically noticeable step at the transition between the locking section and the free-flight section. Particularly preferred locking portion and free flight portion are T-shaped to each other.

Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung weist die Innenkontur einen Gegensperrabschnitt auf oder ist ausschließlich durch diesen gebildet. Der Gegensperrabschnitt verläuft in Umlaufrichtung um die Hauptachse. Der Sperrabschnitt und der Gegensperrabschnitt bilden gemeinsam einen Abschnitt der gemeinsamen Aufnahme für die Kugel.In a possible development of the invention, the inner contour on a Gegensperrabschnitt or is formed exclusively by this. The Gegensperrabschnitt runs in the direction of rotation about the main axis. The locking portion and the Gegensperrabschnitt together form a portion of the common receptacle for the ball.

Optional ergänzend ist die Kugel in der Innenkontur, insbesondere in dem Gegensperrabschnitt, nachgiebig gelagert. Hierzu kann der Gegensperrabschnitt eine Federeinrichtung aufweisen, sodass die Kugel in der radialen Höhe in dem Gegensperrabschnitt in Richtung der Reibringeinrichtung, insbesondere in Richtung des ersten Synchronrings, vorgespannt ist.Optionally in addition to the ball in the inner contour, in particular in the Gegensperrabschnitt, yielding stored. For this purpose, the Gegensperrabschnitt having a spring means, so that the ball in the radial height in the Gegensperrabschnitt in the direction of the friction ring device, in particular in the direction of the first synchronizer ring, is biased.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen der Sperrabschnitt und/oder der Gegensperrabschnitt gegebenenfalls jeweils eine Rampenkontur auf. Die Rampenkontur ist so ausgestaltet, dass bei einem axialen Verfahren der Schiebemuffe relativ zu der Reibringeinrichtung und insbesondere relativ zu dem ersten Synchronring die Kugel in Richtung zu dem Freiflugabschnitt geführt wird. Insbesondere bildet die Rampenkontur einen Trichter, wobei der Ausgang des Trichters durch den Freiflugabschnitt gebildet ist. Durch diese konstruktive Ausgestaltung wird erreicht, dass bei einem axialen Verfahren der Schiebemuffe relativ zu der Reibringeinrichtung die Kugel die Reibringeinrichtung und insbesondere den ersten Synchronring mit einer in Umlaufrichtung wirkenden Kraft beaufschlagt, sodass die Reibringeinrichtung und insbesondere der erste Synchronring in Umlaufrichtung verdreht wird, um in einen Entsperrzustand zu kommen. In a preferred embodiment of the invention, the locking portion and / or the Gegensperrabschnitt optionally each have a ramp contour. The ramp contour is designed such that in an axial displacement of the sliding sleeve relative to the friction ring device and in particular relative to the first synchronizer ring, the ball is guided in the direction of the free flight section. In particular, the ramp contour forms a funnel, wherein the exit of the funnel is formed by the free flight section. This constructive configuration ensures that, in the case of an axial movement of the sliding sleeve relative to the friction ring device, the ball acts on the friction ring device and in particular the first synchronizer ring with a force acting in the direction of rotation, so that the friction ring device and in particular the first synchronizer ring is rotated in the direction of rotation in order to rotate in to get an unlocked state.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Schiebemuffe Organe und die Reibringeinrichtung, insbesondere der erste Synchronring, Gegenorgane auf, wobei die Organe mit den Gegenorganen in Umlaufrichtung in Anschlag bringbar sind. Somit können die Schiebemuffe und die Reibringeinrichtung, insbesondere der erste Synchronring, um einen vorgegebenen Winkel in Umlaufrichtung relativ zueinander verdreht werden, bevor diese in der einen Winkelrichtung oder in der anderen Winkelrichtung zu einem gegenseitigen Anschlag von Organ und Gegenorgan kommen. Es ist bevorzugt, dass die Schiebemuffe axial verlaufende Stegabschnitte als Organe und die Reibringeinrichtung, insbesondere der erste Synchronring, axial verlaufende Steganschlagabschnitte als Gegenorgane aufweist. Die Stegabschnitte sind mit den Steganschlagsabschnitten in Umlaufrichtung in Anschlag bringbar.In a preferred embodiment of the invention, the sliding sleeve organs and the friction ring device, in particular the first synchronizer ring, counter organs, wherein the organs with the counter organs in the direction of rotation can be brought into abutment. Thus, the sliding sleeve and the friction ring, in particular the first synchronizer ring can be rotated by a predetermined angle in the direction of rotation relative to each other before they come in one angular direction or in the other angular direction to a mutual stop of the organ and counter-organ. It is preferred that the sliding sleeve has axially extending web sections as organs and the friction ring device, in particular the first synchronizer ring, axially extending web stop sections as counter organs. The web sections can be brought into abutment with the web stop sections in the direction of rotation.

Die Getriebeanordnung und insbesondere die Synchronisationseinrichtung sind in verschiedene Betriebszustände bringbar:The gear arrangement and in particular the synchronization device can be brought into different operating states:

AnsynchronisationszustandAnsynchronisationszustand

Die Kugel ist außermittig in dem Sperrabschnitt angeordnet. Insbesondere liegt diese nicht in Flucht mit dem Freiflugabschnitt. Möglich ist, dass die Kugel in einem Endbereich des Sperrabschnitts angeordnet ist. Durch die Kugel ist eine axiale Bewegung der Schiebemuffe relativ zu der Reibringeinrichtung, insbesondere relativ zu dem ersten Synchronring, gesperrt. Alternativ oder ergänzend liegen die Stegabschnitte an den Steganschlagsabschnitten formschlüssig an, sodass ein Drehmoment in Umlaufrichtung über die Stegabschnitte an die Steganschlagsabschnitte und somit von der Schiebemuffe zur Reibringeinrichtung übertragen wird. Der Ansynchronisationszustand liegt insbesondere vor, wenn sich das Losrad und die Getriebewelle nicht im Gleichlauf befinden.The ball is arranged off-center in the locking section. In particular, this is not in alignment with the free flight section. It is possible that the ball is arranged in an end region of the barrier section. By the ball is an axial movement of the sliding sleeve relative to the friction ring device, in particular relative to the first synchronizer ring locked. Alternatively or additionally, the web portions are positively against the web stop portions, so that a torque is transmitted in the circumferential direction via the web portions of the web stop portions and thus of the sliding sleeve to the friction ring device. The Ansynchronisationszustand is in particular, when the idler gear and the gear shaft are not in synchronism.

In diesem Betriebszustand läuft die Kugel – je nach Drehrichtung – die Rampenkontur des Sperrabschnitts und/oder des Gegensperrabschnitts hoch. Der Anschlag des ersten Synchronrings, ausgebildet als die Steganschlagsabschnitte, sowie der Anschlag der Schaltmuffe, ausgebildet als die Stegabschnitte, berühren sich. Das Drehmoment wird jedoch nicht oder nur geringfügig durch die Kugel übertragen, vielmehr wird das Drehmoment ausschließlich oder nahezu ausschließlich über die Stegabschnitte und die Steganschlagsabschnitte übertragen. Der Sperrabschnitt und der Gegensperrabschnitt sind zueinander maximal verdreht angeordnet, sodass diese in Umlaufrichtung verschoben zueinander angeordnet sind.In this operating state, the ball - depending on the direction of rotation - the ramp contour of the barrier portion and / or the Gegensperrabschnitts high. The stop of the first synchronizer ring, formed as the web stopper portions, as well as the stop of the shift sleeve, formed as the web portions, touch each other. The torque is not or only slightly transmitted through the ball, but the torque is transmitted exclusively or almost exclusively on the web portions and the web stop portions. The locking portion and the Gegensperrabschnitt are mutually maximally rotated, so that they are arranged in the direction of rotation shifted from each other.

Wird nun die Schaltmuffe axial bewegt, drückt die Kugel aufgrund der Rampenkontur auf den ersten Synchronring. Der erste Synchronring möchte sich ebenfalls axial bewegen und wird durch einen Eingriff mit dem zweiten Synchronring am Außenkonus geblockt. Der erste Synchronring weist den Außenkonus, der zweite Synchronring weist einen Innenkonus auf, welche miteinander reibschlüssig in Verbindung treten können. Durch das versuchte axiale Verschieben des ersten Synchronrings wird dieser mit seinem Außenkonus kraftschlüssig an den Innenkonus des zweiten Synchronrings gedrückt, sodass sich eine reibschlüssige Verbindung ergibt. In diesem Betriebszustand kommt es zu einem Ansynchronisieren der Bauteile. Wird nun versucht, die Schaltmuffe mit mehr Kraft zu betätigen, kommt es zum eigentlichen Synchronisiervorgang zwischen dem Losrad und der Getriebewelle. Es entsteht ein Reibmoment TR zwischen dem ersten und dem zweiten Synchronring. Durch die formschlüssige Anlage der Stegabschnitte an den Steganschlagsabschnitten liegt dieses Reibmoment auch zwischen der Reibringeinrichtung und der Schaltmuffe an. Die Geometrie der Anschläge sowie der Rampenkontur ist dabei vorzugsweise so ausgeführt, dass das Moment während des Synchronisiervorgangs durch die Anschläge und nicht durch die Kugel übertragen wird.If now the shift sleeve is moved axially, the ball pushes due to the ramp contour on the first synchronizer ring. The first synchronizer ring also wants to move axially and is blocked by an engagement with the second synchronizer ring on the outer cone. The first synchronizer ring has the outer cone, the second synchronizer ring has an inner cone, which can frictionally engage with each other. Through the attempted axial displacement of the first synchronizing ring, the latter is pressed non-positively with its outer cone against the inner cone of the second synchronizing ring, so that a frictional connection results. In this operating state it comes to a synchronization of the components. If an attempt is now made to actuate the shift sleeve with more force, the actual synchronization process takes place between the idler gear and the transmission shaft. The result is a friction torque TR between the first and the second synchronizer ring. Due to the positive engagement of the web portions of the web stop portions of this friction torque is also applied between the friction ring and the sliding sleeve. The geometry of the stops and the ramp contour is preferably designed so that the moment is transmitted during the synchronization by the stops and not by the ball.

Aufgrund der Form der Rampenkontur in der Schaltmuffe versucht die Kugel durch axiales Verschieben beziehungsweise durch die axial aufgebrachte Kraft FK die Rampenkontur entlang wieder in Mittelstellung zu laufen. Insbesondere wird über einen Hebelarm der Kugeln zur Mittelachse und der sich aufteilenden Kraft FK schließlich das Moment TK erzeugt, welches wie das Reibmoment TR in Umlaufrichtung wirkt, jedoch in Gegenrichtung. Solange das Reibmoment TR größer als das Moment der Kugel TK ist, bleiben die Anschläge beider Bauteile aufeinander und die Kugel am äußeren Ende der Rampe. Anders ausgedrückt versucht die Kugel, gegen das zwischen den Anschlägen übertragene Moment zu arbeiten. Erst, wenn ein Gleichlauf zwischen Losrad und Getriebewelle hergestellt und zwischen ersten Synchronring und Schaltmuffe somit keine Relativbewegung mehr vorliegt, geht auch das Reibmoment TR gegen Null und die axiale Kraft FK reicht aus, um die Kugel wieder in oder in Richtung Mittelstellung zu führen. In dem Ansynchronisationszustand wird durch die Kopplungseinrichtung eine Sperrfunktion umgesetzt.Due to the shape of the ramp contour in the sliding sleeve, the ball tries to move along the ramp contour again into the center position by axial displacement or by the axially applied force FK. In particular, the torque TK is finally generated via a lever arm of the balls to the central axis and the dividing force FK, which acts as the friction torque TR in the circumferential direction, but in the opposite direction. As long as the friction torque TR is greater than the moment of the ball TK, the stops of both components remain on each other and the ball at the outer end of the ramp. In other words, the ball tries to counter the moment transmitted between the stops work. Only when a synchronism between idler gear and gear shaft produced and thus there is no relative movement between the first synchronizer ring and shift sleeve, the friction torque TR goes to zero and the axial force FK is sufficient to guide the ball back in or towards the center position. In the Ansynchronisationszustand a blocking function is implemented by the coupling device.

Sperrzustandblocking state

In dem Sperrzustand ist die Kugel außermittig in dem Sperrabschnitt angeordnet, sodass eine axiale Bewegung der Schiebemuffe relativ zu der Reibringeinrichtung gesperrt ist. Die Stegabschnitte sind jedoch von den Steganschlagabschnitten gelöst. Der Sperrzustand bildet somit einen Übergang von dem Ansynchronisationszustand (wobei hierbei ebenfalls ein Sperrzustand vorliegt) zu dem nachfolgend beschriebenen Entsperrzustand.In the locked state, the ball is arranged eccentrically in the locking portion, so that an axial movement of the sliding sleeve is locked relative to the friction ring device. However, the web sections are detached from the web stop sections. The blocking state thus forms a transition from the Ansynchronisationszustand (which in this case is also a blocking state) to the unlock state described below.

Entsperrzustandunlock state

Sobald die Kugel in Mittelstellung zu dem Sperrabschnitt und Gegensperrabschnitt ausgerichtet ist, ist die Synchronisationseinrichtung in dem Entsperrzustand. Dabei ist die Kugel im Sperrabschnitt in Flucht zu dem Freiflugabschnitt angeordnet. Dadurch ist eine axiale Bewegung der Schaltmuffe relativ zu der Reibringeinrichtung entsperrt.As soon as the ball is aligned in the middle position to the locking portion and Gegensperrabschnitt, the synchronization device is in the unlocked state. The ball is arranged in the locking portion in alignment with the free flight section. As a result, an axial movement of the shift sleeve is unlocked relative to the friction ring device.

FreiflugzustandFree flight condition

Sobald die Kugel gegebenenfalls über eine Zwischenstufe in dem Freiflugabschnitt angeordnet ist, kann die Schaltmuffe in axialer Richtung bewegt werden und die Schaltmuffe kann soweit axial verschoben werden, dass die formschlüssige Kopplung zwischen der Schaltmuffe und dem Losrad erfolgen kann.Once the ball is optionally arranged via an intermediate stage in the free flight section, the shift sleeve can be moved in the axial direction and the shift sleeve can be moved axially so far that the positive coupling between the shift sleeve and the idler gear can take place.

Zusammenfassend wird über die Kugel eine axiale Bewegung von der Schaltmuffe auf den ersten Synchronring gebracht. Es kommt zur Funktion des Ansynchronisierens. Während des Synchronisierungsvorgangs leiten die Anschläge beider Bauteile das Moment von Synchronring auf Schaltmuffe und die Kugel kann die Rampe aufgrund der entstehenden Reibkraft nicht herunterlaufen. Es ist somit ein Sperrmechanismus gegen Durchschalten realisiert. Befinden sich alle Teile im Gleichlauf, kann die Kugel durch den Zusammenbruch des Reibmoments wieder in Mittelstellung laufen und die Schaltmuffe axial geschalten werden. Somit ist die Funktion des Entsperrens realisiert.In summary, an axial movement is brought from the shift sleeve to the first synchronizer ring via the ball. It comes to the function of Ansynchronisierens. During the synchronization process, the stops of both components direct the moment from synchronizer ring to sliding sleeve and the ball can not run down the ramp due to the resulting frictional force. It is thus realized a locking mechanism against switching. Are all parts in synchronism, the ball can run through the collapse of the friction torque in the center position and the shift sleeve are switched axially. Thus, the unlocking function is realized.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention and the accompanying figures. Showing:

1 eine geschnittene dreidimensionale Darstellung einer Synchronisationseinrichtung als Teil einer Getriebeanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a sectional three-dimensional view of a synchronization device as part of a transmission arrangement as an embodiment of the invention;

2, 3 eine schematische dreidimensionale Darstellung einer Schaltmuffe der Synchronisationseinrichtung in der 1; 2 . 3 a schematic three-dimensional representation of a shift sleeve of the synchronization device in the 1 ;

4, 5 eine teilgeschnittene, schematische dreidimensionale Darstellung von Details der Schaltmuffe in den 2, 3; 4 . 5 a partially cut, schematic three-dimensional representation of details of the shift sleeve in the 2 . 3 ;

6 eine teilgeschnittene, schematische Darstellung eines ersten Synchronrings als Innensynchronring der Synchronisationseinrichtung in der 1; 6 a partially cut, schematic representation of a first synchronizer ring as the inner synchronizer ring of the synchronization device in the 1 ;

7 eine radiale Aufsicht von innen auf den ersten Synchronring in der 6 mit eingezeichneter Kugel; 7 a radial view from the inside of the first synchronizer ring in the 6 with marked ball;

8 eine schematische axiale Draufsicht auf einen Bereich der Synchronisationseinrichtung mit der Schaltmuffe und dem ersten Synchronring; 8th a schematic axial plan view of a portion of the synchronization device with the shift sleeve and the first synchronizer ring;

9 in gleicher Darstellung wie in der 8 in einem anderen Betriebszustand der Synchronisationseinrichtung; 9 in the same representation as in the 8th in another operating state of the synchronization device;

10 eine Längsschnittdarstellung von Schaltmuffe und erstem Synchronring in dem gleichen Betriebszustand wie in der 9; 10 a longitudinal sectional view of the shift sleeve and first synchronizer ring in the same operating condition as in the 9 ;

11 eine radiale Ansicht von innen auf den ersten Synchronring mit eingezeichneter Kugel im Bereich des Sperrgegenabschnitts zur Erläuterung der verschiedenen Betriebszustände der Synchronisationseinrichtung; 11 a radial view from the inside of the first synchronizing ring with a ball in the area of the locking counterpart portion for explaining the various operating states of the synchronization device;

12 den ersten Synchronring in Längsschnittdarstellung zur weiteren Beschreibung der verschiedenen Betriebszustände. 12 the first synchronizer ring in a longitudinal sectional view for further description of the various operating conditions.

Die 1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung einer Getriebeanordnung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Getriebeanordnung 1 bildet einen Teil eines Getriebes eines Fahrzeugs, insbesondere eines Gangräderwechselgetriebes, Automatikgetriebes oder Schaltgetriebes.The 1 shows a schematic longitudinal sectional view of a gear assembly 1 as an embodiment of the invention. The gear arrangement 1 forms part of a transmission of a vehicle, in particular a Gangräderwechselgetriebes, automatic transmission or gearbox.

Die Getriebeanordnung 1 weist eine Getriebewelle 2 auf, welche eine Hauptachse H definiert. Die Getriebewelle 2 dient zur Übertragung eines Traktionsdrehmoments von einem Motor des Fahrzeugs zu angetriebenen Rädern des Fahrzeugs. Damit bildet die Getriebeanordnung 1 einen seriellen Abschnitt in einem Antriebsstrang des Fahrzeugs.The gear arrangement 1 has a gear shaft 2 which defines a major axis H. The transmission shaft 2 is used to transmit a traction torque from an engine of the vehicle to driven wheels of the vehicle. Thus forms the gear arrangement 1 a serial section in a drive train of the vehicle.

Auf der Getriebewelle 2 ist ein Losrad 3 über eine Lagereinrichtung 4 drehbar angeordnet. Das Losrad 3 trägt an seiner radialen Außenseite umlaufend eine Losradverzahnung 5.On the gear shaft 2 is a loose wheel 3 via a storage facility 4 rotatably arranged. The idler wheel 3 carries on its radial outer side circumferentially a idler gear 5 ,

Auf die Getriebewelle 2 ist eine Schaltmuffe 6 aufgesetzt, welche in axialer Richtung zu der Hauptachse H verschiebbar angeordnet ist. Die Schaltmuffe 6 weist eine Innenverzahnung 7 auf (vgl. 2, 3), welche in Eingriff mit einer Gegenverzahnung, ausgebildet als eine Außenverzahnung (nicht dargestellt), kämmt, welche einen integralen Teil der Getriebewelle 2 bildet und/oder einstückig mit der Getriebewelle 2 verbunden ist. Die Schaltmuffe 6 weist ferner eine Außenverzahnung 8 auf (vgl. 2, 3) welche in Eingriff mit einer Gegenverzahnung 9 des Losrads 3 kommen kann, um die Schaltmuffe 6 mit dem Losrad 3 drehfest zu koppeln. Die Gegenverzahnung 9 ist an einem gegenüberliegenden axialen Endbereich des Losrads 3 zu der Lagereinrichtung 4 als eine Innenverzahnung mit radial nach innen weisenden Zähnen angeordnet. Zwischen der Gegenverzahnung 9 und der Lagereinrichtung 4 ergibt sich ein Aufnahmeraum 10 unter dem Losrad 3, in dem zusätzlich zu der Schaltmuffe 6 eine Reibringeinrichtung 11 angeordnet ist.On the gear shaft 2 is a sliding sleeve 6 placed, which is slidably disposed in the axial direction to the main axis H. The sliding sleeve 6 has an internal toothing 7 on (cf. 2 . 3 ), which meshes with a counter-toothing, formed as an external toothing (not shown), which is an integral part of the transmission shaft 2 forms and / or integral with the transmission shaft 2 connected is. The sliding sleeve 6 also has an outer toothing 8th on (cf. 2 . 3 ) which engages with a counter toothing 9 of the idler gear 3 can come to the sliding sleeve 6 with the loose wheel 3 to couple rotatably. The counter teeth 9 is at an opposite axial end portion of the idler gear 3 to the storage facility 4 arranged as an internal toothing with radially inwardly facing teeth. Between the counter teeth 9 and the storage facility 4 This results in a recording room 10 under the idler gear 3 in addition to the shift sleeve 6 a friction ring device 11 is arranged.

Die Reibringeinrichtung 11 ist konzentrisch zu der Schaltmuffe 6 angeordnet und wird von der Schaltmuffe 6 getragen. Die Reibringeinrichtung 11 dient zur reibschlüssigen Kopplung zwischen Schaltmuffe 6 und Losrad 3, um eine Synchronisation der Drehzahlen von Getriebewelle 2 und Losrad 3 zu erreichen.The friction ring device 11 is concentric to the shift sleeve 6 arranged and is from the sliding sleeve 6 carried. The friction ring device 11 serves for frictional coupling between the sliding sleeve 6 and idler gear 3 to synchronize the speeds of transmission shaft 2 and idler gear 3 to reach.

Die 2 zeigt die Schaltmuffe 6 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung in einer ersten Ansicht, die 3 die Schaltmuffe 6 in einer zweiten Ansicht. Es ist zu erkennen, dass die Schaltmuffe 6 einen rohrförmigen und/oder ringförmigen Grundkörper aufweist, welcher in der Grobgestalt eine Innenmantelfläche 12 und eine Außenmantelfläche 13 aufweist. Innenmantelfläche 12 und Außenmantelfläche 13 sind in der Grobgestalt als Zylindermantelflächen ausgebildet und koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Auf der Innenmantelfläche 12 und/oder am inneren Umfang der Schaltmuffe 6 ist die Innenverzahnung 7 angeordnet, welche eine Mehrzahl von Zähnen 14 aufweist, wobei deren Längserstreckung parallel zur Hauptachse H ausgerichtet sind. Die Innenverzahnung 7 und/oder die Zähne 14 erstrecken sich über die vollständige axiale Breite der Schaltmuffe 6.The 2 shows the sliding sleeve 6 in a schematic three-dimensional representation in a first view, the 3 the shift sleeve 6 in a second view. It can be seen that the shift sleeve 6 a tubular and / or annular base body, which in the coarse shape, an inner circumferential surface 12 and an outer circumferential surface 13 having. Inner surface area 12 and outer circumferential surface 13 are formed in the coarse shape as cylinder jacket surfaces and arranged coaxially and / or concentrically with each other. On the inner surface 12 and / or on the inner circumference of the shift sleeve 6 is the internal toothing 7 arranged, which has a plurality of teeth 14 whose longitudinal extent is aligned parallel to the main axis H. The internal toothing 7 and / or the teeth 14 extend over the full axial width of the shift sleeve 6 ,

Wie sich insbesondere aus der 3 ergibt, weist die Schaltmuffe 6 zwei Durchgangsöffnungen 15a, b auf, welche als kreisrunde Bohrungen ausgebildet sind und welche zueinander in Flucht liegen. Die Durchgangsöffnungen 15a, b dienen dazu, einen Betätigungsbolzen 16 (vgl. 1) aufzunehmen. Der Betätigungsbolzen 16 kann wahlweise durch die Durchgangsöffnungen 15a, b als Wellendurchführung nur durchgesteckt sein oder auch stoffschlüssig, formschlüssig, kraftschlüssig, reibschlüssig befestigt sein. Die Durchgangöffnungen 15a, b sind als Verbindungsorgane so ausgeführt, dass diese von radialinnen für den Betätigungsbolzen 16 erreichbar sind. Dadurch ist es möglich, die Schaltmuffe 6 über eine Schaltwelle 17 (vgl. 1) über den Betätigungsbolzen 16 zu betätigen.As can be seen in particular from the 3 yields, the shift sleeve 6 two through holes 15a , B on, which are formed as circular holes and which are in alignment with each other. The passage openings 15a , b serve to an actuating pin 16 (see. 1 ). The actuating bolt 16 can optionally through the through holes 15a , b only be pushed through as a shaft bushing or even cohesively, positively, positively, frictionally secured. The passage openings 15a , b are designed as connecting members, that of radial inner for the actuating pin 16 are reachable. This makes it possible, the shift sleeve 6 via a switching shaft 17 (see. 1 ) via the actuating bolt 16 to press.

Auf der Außenmantelfläche 13 ist an einem axialen Ende der Schaltmuffe 6 die Außenverzahnung 8 angeordnet. Die Außenverzahnung 8 weist eine Mehrzahl von Außenzähnen 18 auf, deren Längserstreckung parallel zur Hauptachse H ausgerichtet sind.On the outer surface 13 is at one axial end of the shift sleeve 6 the external toothing 8th arranged. The external toothing 8th has a plurality of external teeth 18 on whose longitudinal extent are aligned parallel to the main axis H.

Die Schaltmuffe 6 ist einteilig ausgebildet und vorzugsweise durch ein Kaltumformverfahren hergestellt. Alternativ hierzu kann die Schaltmuffe 6 auch spanend gefertigt sein.The sliding sleeve 6 is formed in one piece and preferably produced by a cold forming process. Alternatively, the shift sleeve 6 also be made by machining.

Wie sich wieder aus den 2 und 3 ergibt, weist die Schaltmuffe 6 einen Außenkonusbereich 21 auf, welcher durch eine Mehrzahl von in Umlaufrichtung voneinander beabstandeten Konusabschnitten 22 gebildet wird. Die Außenkonusabschnitte 22 sind als Rampen ausgebildet, wobei sich der Durchmesser der Außenkonusabschnitte 22 beziehungsweise des Außenkonusbereichs 21 in Richtung zu der Außenverzahnung 8 reduziert. Die Außenkonusabschnitte 22 beziehungsweise der Außenkonusbereich 21 dienen als Rampe für die Reibringeinrichtung 11. In axialer Flucht auf der der Außenverzahnung 8 abgewandten Seite sind Stegabschnitte 23 angeordnet, in denen jeweils eine Sperraufnahme 24 zur Aufnahme von Sperrorganen angeordnet ist. In den Sperraufnahmen 24 sind Kugeln 25 als Sperrorgane aufgenommen, welche als Kopplungselemente einen Teil einer Kopplungseinrichtung 26 bilden, die eine Sperr- und/oder Entsperrfunktion zwischen der Schaltmuffe 6 und der Reibringeinrichtung 26 umsetzt.How to get out of the 2 and 3 yields, the shift sleeve 6 an outer cone area 21 on, which by a plurality of circumferentially spaced apart cone sections 22 is formed. The outer cone sections 22 are formed as ramps, wherein the diameter of the outer cone sections 22 or the outer cone area 21 towards the external teeth 8th reduced. The outer cone sections 22 or the outer cone area 21 serve as a ramp for the friction ring device 11 , In axial alignment on the outer toothing 8th opposite side are web sections 23 arranged, in each of which a blocking recording 24 is arranged to receive blocking organs. In the lock recordings 24 are balls 25 taken as blocking elements, which as coupling elements part of a coupling device 26 form a locking and / or unlocking between the shift sleeve 6 and the friction ring device 26 implements.

Wie sich insbesondere aus den 2 und 3 ergibt, sind die Sperraufnahmen 24 als Gegensperrabschnitte 27 ausgebildet, welche in Umlaufrichtung verlaufen. Die Gegensperrabschnitte 27 weisen jeweils eine Rampenkontur 28 auf, welche ausgehend von einem radial tiefliegenden Punkt in der Mitte für die Kugeln 25 zum einen in Umlaufrichtung ansteigen und zum anderen in Richtung der Schaltverzahnung 18 ebenfalls ansteigen. Die Rampenkonturen 28 sind so ausgebildet, dass die Kugeln 25 diese hinaufrollen oder sich heraufschieben können.As can be seen in particular from the 2 and 3 results are the lock recordings 24 as Gegensperrabschnitte 27 formed, which extend in the direction of rotation. The counter sections 27 each have a ramp contour 28 which, starting from a radially low point in the center for the balls 25 on the one hand in the direction of rotation and on the other increase in the direction of the gearing 18 also increase. The ramp contours 28 are designed so that the balls 25 they can roll up or push up.

In der 4 und 5 sind jeweils ein Detailausschnitt der Schaltmuffe 6 gezeigt, wobei zu erkennen ist, dass die Kugeln 25 über eine Federeinrichtung 29, welche in einem Sackloch 30 angeordnet ist, elastisch radial nach außen gedrückt werden. Insbesondere sind die Kugeln 25 radial nach innen nachgiebig gelagert. Ebenfalls in den 4 und 5 gut zu erkennen sind die Stegabschnitte 23, welche in axialer Richtung verlaufen. In the 4 and 5 are each a detail of the shift sleeve 6 shown, where it can be seen that the balls 25 via a spring device 29 which is in a blind hole 30 is arranged to be pressed elastically radially outward. In particular, the balls 25 stored radially inward yielding. Also in the 4 and 5 good to recognize the web sections 23 which extend in the axial direction.

In der 6 ist eine teilgeschnittene dreidimensionale Darstellung des ersten Synchronrings 31 dargestellt, welcher einen Teil der Reibringeinrichtung 11 bildet. Ferner weist die Reibringeinrichtung 11 einen zweiten Synchronring auf, welcher konzentrisch zu dem ersten Synchronring 31 angeordnet ist und in den Figuren nicht dargestellt ist. Der erste Synchronring 31 weist einen Außenkonus, der zweite Synchronring (nicht dargestellt) weist einen Innenkonus auf, welche flächig aneinander liegen können. Über den Außenkonus und den Innenkonus können die Synchronringe in Reibschluss bei einer axialen Belastung treten.In the 6 is a partially sectioned three-dimensional representation of the first synchronizer ring 31 which forms part of the friction ring device 11 forms. Furthermore, the friction ring device 11 a second synchronizer ring concentric with the first synchronizer ring 31 is arranged and not shown in the figures. The first synchronizer ring 31 has an outer cone, the second synchronizer ring (not shown) has an inner cone, which can lie flat against each other. About the outer cone and the inner cone, the synchronizer rings can be frictionally engaged in an axial load.

An der radialen Innenseite oder am Innenumfang weist der erste Synchronring 31 eine Außenkontur 32 auf, welche als eine T-förmige Nut ausgebildet ist, wobei der waagerechte Schenkel des T in Umlaufrichtung um die Hauptachse verläuft und der senkrecht stehende Schenkel des T in axialer Richtung verläuft. Anders ausgedrückt kann die Außenkontur 32 in einen in Umlaufrichtung verlaufenden Sperrabschnitt 33 und einen axial verlaufenden Freiflugabschnitt 34 aufgeteilt werden. Ferner sind bei dem ersten Synchronring 31 und damit am Innenumfang der Reibringeinrichtung 11 Steganschlagabschnitte 35 zu erkennen, welche als in axialer Richtung verlaufende und nach innen gewandte Stege ausgebildet sind.On the radial inside or on the inner circumference, the first synchronizer ring 31 an outer contour 32 which is formed as a T-shaped groove, wherein the horizontal leg of the T extends in the circumferential direction about the main axis and the vertical leg of the T extends in the axial direction. In other words, the outer contour 32 in a running in the circumferential direction locking portion 33 and an axially extending free flight section 34 be split. Furthermore, in the first synchronizer ring 31 and thus on the inner circumference of the friction ring device 11 Bridge abutment portions 35 to recognize which are formed as running in the axial direction and inwardly facing webs.

In der 7 sind in radialer Ansicht die Außenkontur 32 sowie der Sperrabschnitt 33 und der Freiflugabschnitt 34 nochmals dargestellt. In der 7 unten ist zu erkennen, dass zwischen dem Sperrabschnitt 33 und dem Freiflugabschnitt 34 der Nutverlauf eine Zwischenstufe 39 vorgesehen ist, welcher einen taktil oder haptisch wahrnehmbaren Übergang für die Kugel 25 darstellt.In the 7 are in radial view the outer contour 32 as well as the lock section 33 and the free flight section 34 shown again. In the 7 below it can be seen that between the lock section 33 and the free flight section 34 the Nutverlauf an intermediate stage 39 is provided, which a tactile or haptic perceptible transition for the ball 25 represents.

Der Sperrabschnitt 33 ist in radialer Richtung zumindest abschnittsweise überlappend zu dem Gegensperrabschnitt 27 angeordnet. Gegensperrabschnitt 27 und Sperrabschnitt 33 bilden einen Teil einer gemeinsamen Aufnahme 36 für jeweils eine der Kugeln 25.The lock section 33 is at least partially overlapping in the radial direction to the Gegensperrabschnitt 27 arranged. Against blocking portion 27 and lock section 33 form part of a joint recording 36 for each one of the balls 25 ,

Die Stegabschnitte 23, die Steganschlagabschnitte 35, der Sperrabschnitt 33, der Gegensperrabschnitt 27 sowie die Kugeln 25 bilden gemeinsam die Kopplungseinrichtung 26, welche eine Sperr- und Entsperrfunktion umsetzt, wie das anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben wird:The bridge sections 23 , the dock stop sections 35 , the lock section 33 , the counterpart section 27 as well as the balls 25 together form the coupling device 26 which implements a lock and unlock function, as described with reference to the following figures:

Ansynchronisationszustand mit SperrfunktionAnsynchronisationszustand with blocking function

In der 8 ist der Ansynchronisationszustand der Kopplungseinrichtung 26, der Synchronisationseinrichtung beziehungsweise der Getriebeanordnung 1 gezeigt. Wie sich aus der Darstellung ergibt, sind die Schaltmuffe 6 und der erste Synchronring 31 in Umlaufrichtung derart zueinander verschwenkt, sodass die Kugel 25 in der als Gegensperrabschnitt 27 ausgebildeten Innenkontur 37 außermittig und zwar in einem Randbereich angeordnet ist. Zugleich ist die Kugel 25 in einem Randbereich des Sperrabschnitts 33 der Außenkontur 32 positioniert, wobei jedoch der Sperrabschnitt 33 und der Gegensperrabschnitt 27 in Umlaufrichtung derart verschoben sind, sodass diese nur noch randseitig überlappen. Betrachtet man ergänzend die 11, welche eine radiale Draufsicht auf den ersten Synchronring 31 zeigt, so befindet sich die Kugel 25 in dem dargestellten Ansynchronisationszustand I in einem Randbereich des Sperrabschnitts 33. Dadurch ist ein axiales Verschieben der Schaltmuffe 6 relativ zu dem ersten Synchronring 31 durch die Kugel 25 formschlüssig gesperrt. In dem Ansynchronisationszustand, wie dieser in der 8 gezeigt wird, wird somit von der Kopplungseinrichtung 26 eine Sperrfunktion umgesetzt.In the 8th is the Ansynchronisationszustand the coupling device 26 , the synchronization device or the gear arrangement 1 shown. As can be seen from the illustration, the shift sleeve 6 and the first synchronizer ring 31 pivoted in the direction of rotation to each other, so that the ball 25 in the as counter-section 27 trained inner contour 37 eccentrically and that is arranged in an edge region. At the same time is the ball 25 in an edge region of the barrier section 33 the outer contour 32 positioned, but with the locking portion 33 and the counterpart section 27 are shifted in the direction of rotation so that they overlap only at the edge. Looking additionally at the 11 , which is a radial plan view of the first synchronizer ring 31 shows, so is the ball 25 in the illustrated Ansynchronisationszustand I in an edge region of the blocking portion 33 , As a result, an axial displacement of the shift sleeve 6 relative to the first synchronizer ring 31 through the ball 25 positively locked. In the Ansynchronisationszustand, as this in the 8th is thus shown by the coupling device 26 implemented a blocking function.

Jedoch sind die Stegabschnitte 23 und die Steganschlagsabschnitte 35 in Anschlag, sodass ein Moment von der Schaltmuffe 6 über den Stegabschnitt 23 und den Steganschlagsabschnitt 35 auf den ersten Synchronring 31 und damit auf die Reibringeinrichtung 11 und damit auf das Losrad 3 übertragen werden kann. Wie bereits zuvor erläutert, tritt der erste Synchronring 31 mit dem nicht dargestellten zweiten Synchronring bei einer axialen Verschiebung der Schaltmuffe 6 in Reibschluss, sodass das Drehmoment übertragen wird und das Losrad 3 auf die Drehgeschwindigkeit der Getriebewelle 2 ansynchronisiert wird. Das Moment wird dabei ausschließlich über die Stegabschnitte 23 und die Steganschlagabschnitte 35 und nicht über die Kugeln 25 übertragen. Solange die Drehgeschwindigkeiten von Losrad 3 und Getriebewelle 2 unterschiedlich sind, besteht der Ansynchronisationszustand, wie dieser in 8 gezeigt ist.However, the bridge sections are 23 and the bridge stop sections 35 in abutment, so that a moment from the sliding sleeve 6 over the bridge section 23 and the bridge stop section 35 on the first synchronizer ring 31 and thus on the friction ring device 11 and thus on the loose wheel 3 can be transferred. As previously explained, the first synchronizer ring occurs 31 with the second synchronizer ring, not shown, with an axial displacement of the shift sleeve 6 in frictional engagement, so that the torque is transmitted and the idler gear 3 on the rotational speed of the gear shaft 2 is synchronized. The moment is thereby exclusively over the web sections 23 and the bridge stopper sections 35 and not over the balls 25 transfer. As long as the rotational speeds of idler 3 and gear shaft 2 are different, the Ansynchronisationszustand, as this in 8th is shown.

Sperrzustandblocking state

Sobald das Losrad 3 und die Getriebewelle 2 eine ähnliche oder eine identische Drehgeschwindigkeit eingenommen haben, so wird die über die Reibringeinrichtung 11 übertragene Kraft geringer. Durch die auf die Schaltmuffe 6 wirkende axiale Kraft wird die Kugel 25 die Rampenkontur 28 des Gegensperrabschnitts 27 hinaufgeschoben. Zugleich wird die Kugel 25 eine Rampenkontur 38 des Sperrabschnitts 33, welche ähnlich zu der Rampenkontur 28 ausgebildet ist, ebenfalls hinaufgeschoben. Die Rampenkontur 38 steigt in Richtung zu dem Freiflugabschnitt 34 an. Dieser Zwischenzustand ist in der 11 mit der Kugel 25 II dargestellt.As soon as the idler wheel 3 and the gear shaft 2 have taken a similar or identical rotational speed, so is the on the friction ring device 11 transmitted power less. Through the on the sliding sleeve 6 acting axial force becomes the ball 25 the ramp contour 28 of the counter section 27 pushed up. At the same time the ball 25 a ramp contour 38 of the barrier section 33 , which are similar to the ramp contour 28 is formed, also pushed up. The ramp contour 38 goes up towards the free flight section 34 at. This intermediate state is in the 11 with the ball 25 II shown.

Entsperrzustandunlock state

Durch das gemeinsame Hinaufschieben der Kugel 25 werden die Schaltmuffe 6 und der erste Synchronring 31 relativ zueinander verdreht, sodass der Gegensperrabschnitt 27 und der Sperrabschnitt 33 weiter überlappen, wie dies in der 9 dargestellt ist. Der Übergang von dem Ansynchronisationszustand, wie dieser in der 8 dargestellt ist, zu dem Entsperrzustand, wie dieser in der 9 dargestellt ist, erfolgt, indem die Schaltmuffe 6 und der erste Synchronring 31 relativ zueinander verdreht werden. In dem Entsperrzustand in der 9 befindet sich die Kugel 25 mittig in dem Sperrabschnitt 33 und in dem Gegensperrabschnitt 27. Die Stegabschnitte 23 sind von den Steganschlagabschnitten 35 gelöst. Dieser Zustand ist in der 11 mit der Kugel 25 III dargestellt.By pushing the ball together 25 be the shift sleeve 6 and the first synchronizer ring 31 twisted relative to each other, so that the Gegensperrabschnitt 27 and the lock section 33 continue to overlap, as in the 9 is shown. The transition from the asynchronization state, like this in the 8th is shown to the unlocked state, as this in the 9 is shown performed by the sliding sleeve 6 and the first synchronizer ring 31 be twisted relative to each other. In the unlocked state in the 9 is the ball 25 in the middle of the lock section 33 and in the opposite section 27 , The bridge sections 23 are from the jetty stop sections 35 solved. This condition is in the 11 with the ball 25 III shown.

FreiflugzustandFree flight condition

Nachfolgend kann die Kugel 25 in den Freiflugabschnitt 34 eintreten und die Schaltmuffe 6 in axialer Richtung verschoben werden, um formschlüssig in das Losrad 3 einzugreifen. Dieser Zustand ist in der 11 mit der Kugel 25 IV dargestellt.Below is the ball 25 in the free flight section 34 enter and the shift sleeve 6 be moved in the axial direction to form fit in the idler gear 3 intervene. This condition is in the 11 with the ball 25 IV shown.

In der 10 ist die Getriebeanordnung 1, im Speziellen im Bereich der Kopplungseinrichtung 26 in einem Längsschnitt gezeigt. In dieser Darstellung ist der radiale Höhenverlauf der Außenkontur 32 zu erkennen. Bei dem Übergang von dem Sperrabschnitt 33 zu dem Freiflugabschnitt 34 ist die Zwischenstufe 39 zu sehen, die die Kugel 25 zu einem tieferen Eintauchen in die Sperraufnahme 24 und/oder in das Sackloch 30 zwingt. Der Pfeil P1 zeigt die Verschieberichtung der Schaltmuffe 6.In the 10 is the gear arrangement 1 , in particular in the area of the coupling device 26 shown in a longitudinal section. In this illustration, the radial height profile of the outer contour 32 to recognize. At the transition from the lock section 33 to the free flight section 34 is the intermediate 39 to see who the ball is 25 to a deeper immersion in the lock recording 24 and / or in the blind hole 30 forces. The arrow P1 shows the direction of displacement of the sliding sleeve 6 ,

Die 11 und 12 zeigen nochmals und wie bereits beschrieben die Position der Kugel 25 bei den verschiedenen Zuständen der Kopplungseinrichtung 26. Der Pfeil P2 beschreibt die Bewegungsrichtung der Kugel 25 in der Sperrkontur, der Pfeil P3 beschreibt die Bewegungsrichtung der Schaltmuffe 6. Zudem sind in der 11 die durch die Schiebemuffe 6 wirkende Kraft FK eingezeichnet, welche durch die Rampenkontur 28 und 38 auch in eine in Umlaufrichtung wirkende Kraft TK aufgespalten wird, welche der Reibungskraft TR in der Reibringeinrichtung 11 entgegenwirkt.The 11 and 12 show again and as already described the position of the ball 25 at the various states of the coupling device 26 , The arrow P2 describes the direction of movement of the ball 25 in the blocking contour, the arrow P3 describes the direction of movement of the sliding sleeve 6 , In addition, in the 11 through the sliding sleeve 6 acting force FK drawn by the ramp contour 28 and 38 is also split into a force acting in the circumferential direction TK, which of the friction force TR in the friction ring device 11 counteracts.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Getriebeanordnungtransmission assembly
22: Getriebewellegear shaft
33: LosradLosrad
44: LagereinrichtungStorage facility
55: LosradverzahnungLosradverzahnung
66: Schaltmuffeshift sleeve
77: Innenverzahnunginternal gearing
88th: Außenverzahnungexternal teeth
99: Gegenverzahnungcounter teeth
1010: Aufnahmeraumaccommodation space
1111: ReibringeinrichtungReibringeinrichtung
1212: InnenmantelflächeInner surface area
1313: AußenmantelflächeOuter casing surface
1414: Zähneteeth
15a, b15a, b: DurchgangsbohrungThrough Hole
1616: Betätigungsbolzenactuating pin
1717: Schaltwelleshift shaft
1818: Außenzähneexternal teeth
1919: Körperabschnittbody part
2020: Dachabschnittroof section
2121: AußenkonusbereichOuter cone area
2222: Konusabschnittcone section
2323: Stegabschnitteweb sections
2424: Sperraufnahmeblocking receiver
2525: Kugelnroll
2626: Kopplungseinrichtungcoupling device
2727: GegensperrabschnittAgainst blocking portion
2828: Rampenkonturramp contour
2929: Federeinrichtungspring means
3030: Sacklochblind
3131: erster Synchronringfirst synchronizer ring
3232: Außenkonturouter contour
3333: Sperrabschnittblocking portion
3434: FreiflugabschnittFree flight section
3535: SteganschlagabschnitteBridge abutment portions
3636: gemeinsame Aufnahmejoint recording
3737: Innenkonturinner contour
3838: Rampenkonturramp contour
3939: Zwischenstufeintermediate stage

Claims

Gear arrangement ( 1 ) for a vehicle with a transmission shaft ( 2 ), with a loose wheel ( 3 ), whereby the loose wheel ( 3 ) on the transmission shaft ( 2 ) is rotatably arranged, wherein the loose wheel ( 3 ) and / or the transmission shaft ( 2 ) define a main axis (H), with a sliding sleeve ( 6 ) for coupling the transmission shaft ( 2 ) with the loose wheel ( 3 ), wherein the shift sleeve ( 6 ) on the transmission shaft ( 2 ) is arranged displaceably, with a friction ring device ( 11 ) for coupling the shift sleeve ( 6 ) with the loose wheel ( 3 ), with a coupling device ( 26 ) for implementing a blocking and / or unlocking function between the sliding sleeve ( 6 ) and the friction ring device ( 11 ), the coupling device ( 26 ) a ball ( 25 ) as well as an inner contour ( 37 ) on the sliding sleeve ( 6 ) and a Outer contour ( 32 ) on the friction ring device ( 11 ), wherein the inner contour ( 37 ) and the outer contour ( 32 ) a joint recording ( 36 ) for the ball ( 25 ), characterized in that the outer contour ( 32 ) a lock section ( 33 ) and a free flight section ( 34 ), wherein the blocking section ( 33 ) in the circumferential direction and wherein the free flight section ( 34 ) extends in an axial direction and to the locking portion ( 33 ).

Gear arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the friction ring arrangement ( 11 ) coaxial and / or concentric with the sliding sleeve ( 6 ), wherein the inner contour ( 37 ) in a lateral surface portion of the shift sleeve ( 6 ) and / or the outer contour ( 32 ) in a lateral surface portion of the friction ring device ( 11 ) is introduced.

Gear arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the friction ring device ( 11 ) a first synchronizer ring ( 31 ), wherein the outer contour ( 32 ) in the first synchronizer ring ( 31 ) is introduced.

Gear arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the free-flying section ( 34 ) in the middle of the lock section ( 33 ).

Gear arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner contour ( 37 ) a Gegensperrabschnitt ( 27 ), wherein the blocking section ( 33 ) and the counterpart section ( 27 ) a section of the common recording ( 36 ) for the ball ( 25 ) form.

Gear arrangement ( 1 ) according to claim 1, 4 or 5, characterized in that the blocking section ( 33 ) and / or Gegensperrabschnitt ( 27 ) a ramp contour ( 28 . 38 ), so that in an axial process of the sliding sleeve ( 6 ) the ball towards the free flight section ( 34 ) to be led.

Gear arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding sleeve ( 6 ) axially extending web sections ( 23 ) and the friction ring device ( 11 ) axially extending web stop sections ( 35 ), wherein the web sections ( 23 ) with the web stop sections ( 35 ) can be brought into abutment in the direction of rotation.

Gear arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims 4 to 7, characterized in that in a Ansynchronisierungszustand the ball ( 25 ) off-center and / or out of flight to the free-flight section ( 34 ) in the lock section ( 33 ) in the lock section ( 33 ) is arranged so that an axial movement of the sliding sleeve ( 6 ) relative to the friction ring device ( 11 ) is locked, and / or the web sections ( 23 ) at the web stop sections ( 35 ) lie positively, so that a torque in the direction of rotation over the web sections ( 23 ) to the friction ring device ( 11 ) is transmitted.

Gear arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims 4 to 8, characterized in that in a blocking state the ball ( 25 ) off-center and / or out of flight to the free-flight section ( 34 ) in the lock section ( 33 ) is arranged so that an axial movement of the sliding sleeve ( 6 ) relative to the friction ring device ( 11 ) is locked, and / or the web sections ( 23 ) of the web stop sections ( 35 ) are solved.

Gear arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims 4 to 9, characterized in that in an unlocked state the ball ( 25 ) in the lock section ( 33 ) centrally and / or in flight to the free flight section ( 34 ) is arranged so that an axial movement of the sliding sleeve ( 6 ) relative to the friction ring device ( 11 ) is unlocked, and / or in a free-flying condition the ball ( 25 ) in the free flight section ( 34 ) is arranged.