DE1630948C3

DE1630948C3 - Synchronization device, in particular for speed change transmissions in motor vehicles

Info

Publication number: DE1630948C3
Application number: DE19671630948
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 7146 Tamm Reich
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1967-07-21
Filing date: 1967-07-21
Publication date: 1975-10-23
Also published as: FR1574437A; DE1630948A1; DE1630948B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleichlaufeinrichtung, insbesondere für Geschwindigkeitswechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem aus einem geschlitzten und federnden Ring bestehenden Gleichlaufring, der eine Zentrierfläche und eine Reibfläche besitzt, wobei die Zentrierfläche in einem mit dem zu kuppelnden Zahnrad verbundenen Kupplungskörper gehalten ist und die Reibfläche, mit einer Gegenfläche an den Schaltzähnen der Schaltmuffe in Reibungsschluß gebracht, Gleichlauf bewirkt, sowie mit Mitteln' zum leichten Verdrehen der Schaltmuffe in Umfangsrichtung gegenüber den Zähnen des Kupplungskörpers des zu schaltenden Zahnrades während des Schaltvorganges. The invention relates to a synchronization device, in particular for speed change transmissions of motor vehicles, with a synchronous ring consisting of a slotted and resilient ring, which has a centering surface and a friction surface, the centering surface in one with the to coupling gear connected coupling body is held and the friction surface, with a mating surface brought into frictional engagement on the shift teeth of the shift sleeve, synchronized operation, as well as with means' for easy turning of the shift sleeve in the circumferential direction with respect to the teeth of the coupling body of the gear to be switched during the switching process.

Es sind Gleichlaufeinrichtungen der genannten Art bekannt (DT-AS 1 178 715), bei denen die Mittel zum leichten Verdrehen der Schaltmuffe in Umfangsrichtung gegenüber den Zähnen des Kupplungskörpers des zu schaltenden Zahnrades während des Schaltvorganges durch einen einteiligen, geschlitzten Spreizring gebildet werden. Die Endbereiche dieses Spreizringes weisen Abstützflächen auf, deren Ebenen miteinander einen solchen Winkel einschließen, daß die am Spreizring angreifenden Stützkräfte eine nach innen gerichtete Resultierende haben. Hierbei hat sich jedoch als besonders nachteilig erwiesen, daß die die nach innen gerichtete Resultierende der Stützkräfte bewirkenden Abstützflächen des die Servowirkung des Gleichlaufringes unterstützenden Spreizringes bereits wirksam werden, wenn die Zähne der Schaltmuffe mit der Reibfläche des Gleichlaufringes in Wirkkontakt gelangen, wodurch bereits während des Gleichlaufvorganges die Servowirkung des Spreizringes abgeschwächt wird. Dadurch wird-die Reibwirkung vermindert, so daß sich die Schaltzeit verlängert und die Schaltkraft erhöht. Darüber hinaus sind Gleichlaufeinrichtungen bekannt (DT-Gbm 1 809 832), bei denen die mit der Schaltmuffe zusammenwirkende Fläche des Gleichlaufringes, zumindest jedoch die Reibfläche, mit einer Spezialbronze beschichtet ist, durch die der Reibungskoeffizient zwischen der Schaltmuffe und wenigstens der Reibfläche des Gleichlaufringes vermindert wird. Hierbei wird jedoch ebenfalls die Reibwirkung bereits während des Gleichlaufvorganges gesenkt, wodurch die Schaltzeit verlängert und die Schaltkraft erhöht wird.There are synchronization devices of the type mentioned known (DT-AS 1 178 715), in which the means for slight rotation of the shift sleeve in the circumferential direction with respect to the teeth of the coupling body of the To be switched gear formed during the switching process by a one-piece, slotted expanding ring will. The end areas of this expansion ring have support surfaces, their levels with one another Include such an angle that the supporting forces acting on the expansion ring are directed inwards Have resultant. Here, however, it has proven to be particularly disadvantageous that the inwardly directed Resultant of the supporting forces causing the supporting surfaces of the servo effect of the synchronizing ring supporting expansion ring already take effect when the teeth of the shift sleeve with the friction surface of the synchronizing ring come into operative contact, whereby the Servo effect of the expansion ring is weakened. As a result, the frictional effect is reduced, so that the switching time is extended and the switching force is increased. Synchronization devices are also known (DT-Gbm 1 809 832), in which the surface of the synchronizing ring that interacts with the shift sleeve, at least however, the friction surface is coated with a special bronze, through which the coefficient of friction between the shift sleeve and at least the friction surface of the synchronizing ring is reduced. Here, however the friction effect already reduced during the synchronization process, which reduces the switching time extended and the switching force is increased.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Gleichlaufeinrichtung zu schaffen, bei welcher das Kuppeln der Schaltmuffe mit dem zu schaltenden Zahnrad leicht und ohne Verhaken der Getriebeglieder vollzogen werden kann.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Mittel in axialer Richtung zwischen der Reibfläche und der Zentrierfläche des Gleichlaufringes angeordnet sind, die erst nach erfolgtem Gleichlauf wirksam werden.The object of the invention is to create a synchronization device in which the coupling of the shift sleeve with the gear to be shifted can be carried out easily and without the gear members getting stuck.
According to the invention, this is achieved in that the means are arranged in the axial direction between the friction surface and the centering surface of the synchronizing ring, which only become effective after synchronization has taken place.

Dadurch wird, nachdem Gleichlauf erreicht ist, die Schaltmuffe von den Sperrkräften des Gleichlaufringes weitgehend entlastet und kann sich demzufolge leicht relativ zum Kupplungskörper verdrehen, was den kratzfreien Eingriff der Zähne der zu kuppelnden Getriebeglieder ermöglicht. Die Mittel zur verdrehbaren Halterung der Schaltmuffe werden vorzugsweise durch einen geschlitzten und federnden Führungsring gebildet, welcher frei drehbar in einer Nut des Gleichlaufringes zwischen dessen Zentrier- und Reibfläche eingesetzt ist. Dadurch wird eine Ausführung erhalten, bei welcher am Ende des Gleichlaufvorganges die Schaltmuffe vom Gleichlaufring abhebt, so daß sie sich leicht verdrehen kann.As a result, after synchronism has been achieved, the shift sleeve is released from the locking forces of the synchronizing ring largely relieved and can therefore easily twist relative to the coupling body, which the allows scratch-free engagement of the teeth of the gear members to be coupled. The means of twistable Bracket of the shift sleeve are preferably formed by a slotted and resilient guide ring, which can be freely rotated in a groove of the synchronizing ring between its centering and friction surface is. As a result, an embodiment is obtained in which the shift sleeve at the end of the synchronization process lifts off the synchronizing ring so that it can easily twist.

Bei einer Gleichlaufeinrichtung, insbesondere für Geschwindigkeitswechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, bei welcher die Zentrierfläche und die Reibfläche des Gleichlaufringes mit einer abriebfesten Verschleißschutzschicht wie Molybdän u. dgl. versehen ist, hat sichIn the case of a synchronization device, in particular for speed change transmissions of motor vehicles, in which the centering surface and the friction surface of the synchronizing ring with an abrasion-resistant wear protection layer how molybdenum and the like is provided has become

. als besonders günstig erwiesen, daß die Mittel zum leichten Verdrehen der Schaltmuffe in Umfangsrichtung aus einer antiadhäsiven Gleitschicht bestehen, die zwischen den Verschleißschutzschichten von der Zentrier- und der Reibfläche des Gleichlaufringes in axialer Richtung angeordnet ist.
In der Zeichnung, weiche zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung zeigt, ist. It has proven to be particularly favorable that the means for slightly rotating the shift sleeve in the circumferential direction consist of an anti-adhesive sliding layer which is arranged in the axial direction between the wear protection layers of the centering and the friction surface of the synchronizing ring.
In the drawing, which shows two exemplary embodiments of the invention, is

F i g. 1 ein Mittellängsschnitt durch einen Teil einer Gleichlaufeinrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur verdrehbaren Führung der Schaltmuffe,F i g. 1 is a central longitudinal section through part of a Synchronization device for a motor vehicle transmission with the device according to the invention for rotatable Guide of the shift sleeve,

F i g. 2 ein Querschnitt durch die Gleichlaufeinrichtung nach dec Linie H-II der F i g. 1,F i g. 2 shows a cross section through the synchronizing device according to line H-II of FIG. 1,

' F i g. 3 ein Querschnitt durch die Gleichlaufeinrichtung nach der Linie III-III der F i g. 1,'F i g. 3 shows a cross section through the synchronization device along the line III-III in FIG. 1,

F i g. 4 ein Teilausschnitt der Gleichlaufeinrichtung nach der F i g. 1 undF i g. 4 shows a partial section of the synchronizing device according to FIG. 1 and

F i g. 5 ein Querschnitt durch einen Gleichlaufring mit einem weiteren Mittel zur verdrehbaren Führung der Schaltmuffe.F i g. 5 shows a cross section through a synchronizing ring with a further means for rotatable guidance the shift sleeve.

In dem in F i g. 1 gezeigten Ausschnitt eines Wechselgetriebes sind auf der Abtriebswelle Zahnräder 2 und 3 drehbar, jedoch nicht längs verschiebbar, angeordnet. Die Zahnräder 2, 3 sind in ständigem Eingriff mit auf einer nicht gezeigten Antriebswelle befindliehen Zahnräder. Auf der Abtriebswelle 1 ist ein Muffenträger 4 verkeilt, auf welchem eine Schaltmuffe 5 längs verschiebbar gehalten ist. Mit den Zahnrädern 2, 3 sind Kupplungskörper 6 und 7 drehfest verbunden, deren Zähne 8 und 9 am Ende des Schaltvorganges mit den Schaltzähnen 10 der Schaltmuffe 5 in Eingriff kommen. Auf den Naben ti und 12 der Kupplungskörper 6, 7, sind geschlitzte und federnde Gleichlaufringe 13 angeordnet, welche durch Klemmringe 14 in axialer Richtung gesichert sind. Die Gleichlaufringe 13 sind zur Erhöhung der Servowirkung in Umfangsrichtung durch auf den Naben 11,12 der Kupplungskörper angeordneten Sperrkörper 15,16 bzw. Sperrbänder 17 abgestützt. Dem Sperrkörper 15, zwischen Rollen 18 in radialer Richtung spreizbar gehalten, ist ein in die Nabe 11 eingesetzter Anschlag 19 und ein Gleitstein 20 zugeordnet, dessen Nase zwischen die Ringenden des Gleichlaufrings 13 ragt Der gegenüberliegende Sperrkörper 16 ist als Kippstein ausgeführt, formschlüssig mit dem Gleichlaufring 13 verbunden. Das Sperrband 17 stützt sich auf einen ortsfesten Anschlag 21 ab und arbeitet auf der gegenüberliegenden Seite mit einem gegen Federwirkung auf der Nabe 12 verschiebbaren Anschlag 22 zusammen. Der Anschlag 22 erstreckt sich mit einer Nase 23 zwischen die Ringenden des Gleichlaufringes. Jeder der Gleichlaufringe 13 ist am Umfang mit einer Zentrierfläche 24 und einer Reibfläche 25 versehen, die dachförmig zueinander eingestellt sind. Mit seiner Zentrierfläche 24 ist der Gleichlaufring 13 unter Vorspannung an der Innenfläche der Zähne 8 bzw. 9 der Kupplungskörper 6, 7 gehalten. Die Reibfläche 25 arbeitet mit einer Arbeitsfläche 26 an den Zähnen der Schaltmuffe 5 zusammen. Die beiden im Winkel zueinander angestellten Arbeitsflächen 26 der Schaltmuffe 5 sind durch eine zylindrische Ringfläche 27 untereinander verbunden. Zwischen der Zentrierfläche 24 und der Reibfläche 25 besitzt jeder der Gleichlaufringe eine Ringnut 28, in welche ein geschlitzter und federnder Führungsring 29 eingesetzt ist Der Führungsring 29 ist mit nach innen gerichteter Vorspannung frei drehbar in der Ringnut 28 gehalten.In the one shown in FIG. 1 section of a gearbox shown are on the output shaft gears 2 and 3 rotatable, but not longitudinally displaceable, arranged. The gears 2, 3 are in constant mesh with gears located on a drive shaft, not shown. On the output shaft 1 is a sleeve carrier 4 wedged, on which a shift sleeve 5 is held longitudinally displaceable. With the gears 2, 3 coupling bodies 6 and 7 are rotatably connected, their teeth 8 and 9 with at the end of the switching process the shift teeth 10 of the shift sleeve 5 come into engagement. On the hubs ti and 12 of the coupling body 6, 7, slotted and resilient synchronization rings 13 are arranged, which by clamping rings 14 in the axial direction are secured. The synchronizing rings 13 are to increase the servo effect in the circumferential direction on the hubs 11,12 of the coupling body arranged locking body 15,16 or locking straps 17 is supported. The locking body 15, held between rollers 18 so that it can be expanded in the radial direction, is inserted into the hub 11 Stop 19 and a sliding block 20 assigned, the nose of which between the ring ends of the synchronous ring 13 protrudes The opposite locking body 16 is designed as a tilting stone, form-fitting with the Synchronous ring 13 connected. The locking tape 17 is supported on a stationary stop 21 and works on the opposite side with a stop which can be displaced on the hub 12 against the action of a spring 22 together. The stop 22 extends with a nose 23 between the ring ends of the synchronizing ring. Each of the synchronizing rings 13 is provided on the circumference with a centering surface 24 and a friction surface 25, which are set like a roof to each other. With its centering surface 24 of the synchronizing ring 13 is below Pre-tension is held on the inner surface of the teeth 8 and 9 of the coupling body 6, 7. The friction surface 25 works together with a work surface 26 on the teeth of the shift sleeve 5. The two at an angle to each other hired working surfaces 26 of the shift sleeve 5 are interconnected by a cylindrical annular surface 27 tied together. Between the centering surface 24 and the friction surface 25, each of the synchronizing rings has one Annular groove 28 into which a slotted and resilient guide ring 29 is inserted. The guide ring 29 is held freely rotatably in the annular groove 28 with inwardly directed prestressing.

Wird die Schaltmuffe 5 mit Bezug auf die Zeichnung der F i g. 1 nach rechts verschoben, so gelangt zunächst die Arbeitsfläche 26 der Schaltmuffe 5 mit der Reibfläche 25 des Gleichlaufringes 13 in Reibungsschluß, wodurch dieser in Umfangsrichtung mitgenommen wird und seine die Servowirkung erhöhenden Sperrglieder zur Wirkung gelangen. Durch Weiterdrücken der Schaltmuffe 5 kommt deren Arbeitsfläche 26 voll mit der Reibfläche 25 in Eingriff. Ist auf diese Weise Gleichlauf erzielt, so gleitet anschließend die Schaltmuffe 5 auf den Führungsring 29 und ist nunmehr von den Sperrkräften des Gleichlaufringes 13 entlastet Stehen die Zähne 10 der Schaltmuffe 5 beim Durchschalten nicht auf Lücke mit den Zähnen 8 des Kupplungskörpers 6, so kann sich die Schaltmuffe zusammen mit ihrem Führungsring 29 leicht gegenüber dem Kupplungskörper 6 verdrehen. Dadurch kann der Kupplungsvorgang ohne weiteres vollzogen werden. Den Endzustand der Schaltung zeigt die F i g. 4.If the shift sleeve 5 with reference to the drawing of FIG. 1 shifted to the right, so comes first the working surface 26 of the shift sleeve 5 with the friction surface 25 of the synchronizing ring 13 in frictional engagement, whereby this is taken along in the circumferential direction and its locking elements increasing the servo effect come into effect. By pressing the shift sleeve 5 further, the working surface 26 comes with it the friction surface 25 in engagement. If synchronization is achieved in this way, the shift sleeve then slides 5 standing on the guide ring 29 and is now relieved of the locking forces of the synchronizing ring 13 the teeth 10 of the shift sleeve 5 when shifting through not in a gap with the teeth 8 of the clutch body 6, so the shift sleeve can move together with slightly twist its guide ring 29 relative to the coupling body 6. This allows the Coupling process can be carried out easily. The final state of the circuit is shown in FIG. 4th

Sind, wie in F i g. 5 dargestellt, die Zentrierfläche 24' und die Reibfläche 25' des Gleichlaufringes 13' mit Verschleißschutzschichten 30 aus Molybdän versehen, so kann der dazwischenliegende Abschnitt 31 des Gleichlaufringes mit einer antiadhäsiven Gleitschicht 32 versehen werden. Dadurch wird gleichfalls erreicht, daß sich die Schaltmuffe leicht, relativ zum Kupplungskörper des zu schaltenden Zahnrades verdreht, wenn Gleichlauf erreicht istAre, as in Fig. 5 shown, the centering surface 24 'and the friction surface 25' of the synchronizing ring 13 'with Provided wear protection layers 30 made of molybdenum, the intermediate section 31 of the Synchronous ring can be provided with an anti-adhesive sliding layer 32. This also achieves that the shift sleeve rotates easily relative to the coupling body of the gear to be shifted when Synchronization is achieved

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Synchronization device, especially for speed change gearboxes of motor vehicles, with a synchronizing ring consisting of a slotted and resilient ring, which has a centering surface and has a friction surface, the centering surface in one with the one to be coupled Gear connected to the clutch body is held and the friction surface, with a mating surface on the Shifting teeth of the shift sleeve brought into frictional engagement, synchronized operation and with means for slight rotation of the shift sleeve in the circumferential direction with respect to the teeth of the coupling body of the gear to be switched during the switching process, characterized in that that the means in the axial direction between the friction surface (25, 25 ') and the centering surface (24, 24 ') of the synchronizing ring (13, 13') are arranged, which only become effective after synchronous operation.

2. Synchronization device for speed change gears, in particular for motor vehicles according to claim I _1, characterized in that the means for rotatably holding the shift sleeve (5) are formed by a slotted and resilient guide ring (29) which is freely rotatable in a groove (28) of the synchronizing ring (13) is inserted between its centering surface (24) and the friction surface (25).

3. Synchronization device, especially for speed change gears of motor vehicles, according to claim 1, in which the centering surface and the friction surface of the synchronizing ring with an abrasion-resistant wear protection layer such as molybdenum and the like is provided, characterized in that that the means for slightly rotating the shift sleeve (5) in the circumferential direction from an anti-adhesive Sliding layer (32) exist between the wear protection layers (30) from the centering (24 ') and the friction surface (25') of the constant velocity ring (13) is arranged in the axial direction.