dynclironisier- und Gangschaltvorrichtung, insbesondere fUr Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe
(Fassung 1)
Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchronisier- und Ge:-,nr,sch,iltvorriclitungt
insbesondere für Kraftfahrzeug-Wechsel-CD ,##etriebe, bei der neben einem auf einer
Welle lose drehbar, axial unverschiebbar gelagerten Zahnrad ein iiiit der Uelie
CD
dreilfest verbundaner, axial unverschiebbarer Muffenträger ist, der eine
axial verschiebbare, mit ihm drehfe---ije, J.,jit Gel--enklauen versehene Sch#-iltmuffe
trägt, die mit einem r;jit dem Zahnrad verbunaenen Kupplungsklauenkranz in gebrucht
werden kann, wobei in Ausiielimu-tiL#en des ;lui'Zerilrügers ein axial verschiebbarer,
begrenzt dr":,hbarer, eine- Ge,#enreibflüche aufweisender Synchronring ,vor;-,c,sc-iieri
iSt, aessen GeGenreibflüche iiiit i#3iner konisehen aru Zahnr,#id zum Erzielen des
Gleichlauf.s vor dem
"(-.,'-(-,nklaupn in den Kupplun",sklaueiikrinz zus#tm-
der Uber
J-ri Richtung -e
verotlärkt
Eine Synchronisiervorrichtung mit Keilflächen am Synchronring und
8m'l#luffenträger zur Verstärkung des Anpreßdruckes ist bereit!# bekannt, bei der
die am Synchronring und am Muffenträger vorgesehenen Keilflächen bei einer Relativdrehung
aufeinandergleiten, wobei der Synchronring axial verschoben und an die Reibflächen
des in der Drehzahl anzugleichenden Teiles angepreßt wird. Die bei dieser Ausführung
vorhandene Gleitreibung bewirkt eine Richtungsänderung der Normalkraf-tp die eine
sehr bedeutende Verminderung der selbsttätigen Anpressung hervorruft, wodurch sich
der Schaltvorgang zwangläufig auf eine längere Zeit erstreckt. Ein Ausgleichen des
Reibungsviiderstandes durch eine Korrektur des Gleitwinkelä kann jedoch nicht vorgenommen
werdeng da sonst die Gefahr des Blockierens besteht (deutsche Patentanmeldung
D 19 783 II/63c). Eine des weiteren bereits bekannte Synchronisiervorrichtung
sieht zur Verstärkung des Anpreßdruckes ebenfalls Anpreßrollen vorg die jedoch auf
an dem Schaltmuffenträger radial angeordneten Drehachsen drehbar gelagert sind und
mit Keilflüchen des Synchronringes zusammenarbeiten. Gegenüber obiger bekannter
Ausführung ist bei dieser der Reibungswiderstand gering. Es tritt aber eine Gleitreibung
an den Lagers-tc,lI.(jri der Rollen auf, die um so gröfJ#er ist,
je größer das Lnis Ües Drehachsendurchmessers zum ALt2eridLii--el-unesser
der i##"t. Um (-"iii L,.Leichwc-"ißi#-es aller "UlpreIG-rollen "at erzielen, ist
teine Geilaui i#(,Lt der
Drehac-_;.-#seii, ihrer Lagerung im Hufienträger
und der Aupreßrollen erforderlich (deutsche Ausiegeschrift 1 167 126).
Zur
Verstärkung des Anpreßdruckes wurden bei einer behanilten Synchronisiervorrichtung
ferner sich in Umfangsrichtung abwälzende Klemmrollen verwendet, die auf einem z.-,--liiidrisclien,
radial federnden, an eine Reibtrommel anpreßbaren Reibring drücken und mit Keilf
lächen zusawinenwirken. Die Anpreßkraft der itollen wirkt bei dieser Ausführung
somit senkrecht auf die Reibfläche, wobei die Anpreßkraft des Reibriiii-es gleich
der Anpreßkraft der Rollen ist. Die Anpreßl#raft ist aber bei der bekannten Synchronisiervorrichtung
groß. Außerdem ist es bei dieser bekannten Ausführung aus lilatzgründen nicht möglichg
den Rollendurchmesser se"ir groß zu wählen. Es muß dadurch eine verhältmäßig hohe
Flächenpressung in-Kauf genommen werden, was sehr rasch eine Formveränderung sowohl
der Rollen als auch der Keilflächen und somit den Ausfall der selbsttätigen Anpressung
bringt (deutsche 2atentschrift 557 434). Dieselben Nachteile gelten auch
für eine andere bekpiinte Synchronisiervorrichtung mit gleicher Anordnung der Anpreßrollen,
die jedoch mit Reibbacken in Form von HinG-segiiieiiten an Stelle des zylindrischen,
radial federnden Reibringes zu-,narbeiten (deutsche Patelitschrift 1 135
1b8).
Es ist weiterhin eine-Synchronisier- und Gangschaltvorrichtung
bekannt, bei der auf radialen Drehachsen der Schaltmuffe Rollen gelagert sind# über
die die Schaltkraft auf in radialer Richtung angeordnete Keilflächen des Synchronringes
übertragen wird. Die Anpreßrollen sind bei dieser Ausführung zylindrisch und in
ihrer Axialrichtung unverschiebbar an der Schaltmuffe gelagert. Aus diesen Gründen
ist eine sehr aufwendige Fertigungsgenauigkeit erforderlich, um ein gleichmäßiges
Tragen aller Rollen zu erreichen, was Grundbedingung einer brauchbaren Synchronie
iervorrichtung ist (USA.-Patentschrift 2 322 840). Es ist schließlich
noch eine Synchronisiervorrichtung bekannt, bei der Zugfedern die Aufgabe habbng
einen mit einem Synchronring drehbar und axial formachlüssig verbundenen Teilring
in einer Richtung konstant gedreht zu halten. Diese Zugfedern sind nicht axial,
sondern in Umfangerichtung angeordnet, stehen nur mittelbar mit dem Synchronring
in Verbindung, üben keine Rückholkraft in Axialrichtung auf den Synehronring aus
und sind in einem freien Raum des Muffenträgerag der nach außen durch die Schaltmuffe
begrenzt ist, angeordnet (deutsche Ausiegeschrift 1 065 282). Da jedoch die
bisher bekanntgewordenen Synch#onisiervorrichtungen mit Nachteilen behaftet sind
und da insbesondere eine stets befriedigende selbsttätige Verstärkung der
Anpreßkraft
mit diesen Ausführungen nicht zu erzielen ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Synchronisier-und Gangschaltvorrichtung zu schaffen, die äußerst einfach in
ihrem Aufbau ist und mittels der eine größtmögliche selbsttätige Verstärkung der
Anpreßkraft des Synchronringes an die Gegenreibfläche des Zahnrades erzielt wird,
um somit auch die Schaltzeiten ohne Mehraufwand der Schaltkraft zu verkürzen. Gemäß
der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Anpreßkörper lose in durch Ausnehmungen
des Muffenträgers und Ausnehmungen des Synchronringes gebildeten Käfigen so lagern,
daß bei Drehung des Synchronringes eine axiale Kraftkomponente entsteht. Gemäß einem
Merkwal der Erfindung sind die Anpreßkörper als Rollen ausgebildet, die zwischen
je zwei gegeneinandergerichteten Keilflächen am Synchronring und am Huffenträger
angeordnet sind. Bei sehr hohen Beanspruchungen und insbesondere bei
Verwendung üblicher vierkstoffe, die nur geringe Oberflächen-
(.Y.ew
härte haben, für den SynchronringNur Erzielung einer
gUnstigen Reibpaarung können erfindungsgemüß Anpreßkörper als Viereck-Klemmkörper
verviendet werden, welche den Vorteil einer höheren Verschleißfeotigkeit bringen.
Ferner
sind nach einer weiteren Ausführungsform Anpreßkörper vorgesehen, die als Dreieck-Klemmkörper
ausgebildet sind. Eine aziale Kraftkomponente bei Drehung des Synchronringes wird
hierbei in vorteilhafter Weise dadurch, erzeugte daß der Synchronring mit Kurvenflächen
versehen ist, die mit den Seitenflächen der Dreieck-Klemmkörper zusammenwirken.
Insbesondere bei einer Doppelkupplung werden erfindungsgemäß die Anpreßkörper für
beide Synchronringe nicht paarweise nebeneinander in Axialrichtung, sondern mehrreihig
hintereinander in Umfangsrichtung angeordnet. Es kann dadurch Bauraum gespart
und/oder die Anpreßkörper können größer ausgebildet werden, wodurch ihre Beanspruchung
herabgesetzt wird. Um eine weitgehende Unabhängigkeit von Fertigungegenauigkeiten
im Hinblick auf eine gute Reibflächenanlage zu erzielent ist die erfindungegemäße
Synchronisier- und Gangschaltvorrichtung so ausgebildete daß der Anpreßkreie der
Anpreßkörper kleiner ist als der mittlere Reibflächenkreis. Nach einer zweckmäßigen
Weiterbildung werden ferner die Synchronringe in an sich bekannter Weise mit vorgespannten
Zugfedern nachgiebig zunawwenl,ehalten, die erfindungegemäß in in Axialrichtung
eingearbeiteten zylindrischen Ausnehmungen des Huffenträgers angeordnet sind. Die
Zugfedern besitzen an ihren Enden Abf lachung-ene mit derien sie in schwalbenschwanzf
öriiiige Ringnuten der Synelironringe eingreifen, was den
Vorteil
hat, daß sieh das Federende widerstandslos in Umfangsrichtung entsprechend der relativen
Drehbewegung des Synchronringes verschieben kann. In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen
der gemäß der Erfindung ausgebildeten Synchronisier- und Gangschaltvorrichtung dargestellt.
Hierbei zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Synchronisier-und Gangschaltvorrichtung,
Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 11
mobei die als Rollen ausgebildeten
Anpreßkörper in Neutralstellung sind, Fig. 3 den gleichen Schnitt nach der
Linie II-II der Fig. 1, wobei sich die Rollen in Arbeitsstellung befinden,
Fig. 4 den gleichen Schnitt, wobei die Anpreßkörper als Vierec-k-Klemmkörper ausgebildet
sind, Fig. 5 die Anpresskörper nach Fig. 4 in Arbeitsstellung, Fig.
6 den Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 19
wobei die als Dreieck-Klemmkörper
ausgebildeten Anpreßkörper in Neutralstellung sind, Fig. 7 den Schnitt nach
der Linie II-II der Fig. 1,
wobei die Dreieck-Kleumkörper in Arbeitsstellung
sindg Fig. a den Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
wobei die
als Rollen ausgebildeten Anpreßkörper hintereinander und versetzt angeordnet sind
und sich in Neutr#-lstellu.ng_befinden,
Fig. 9 eine perspektivische
Darstellung eines Ausschnittes des Synchronringes mit Zugfeder. In dem in den Zeichnungen
dargestellten*Aut3führungsbeispiel einer Synchronisier- und Gangschaltvorrichtung
ist diese doppelseitig wirkend 9 wobei eine Welle 1 wahlweise mit
einem von zwei auf ihr lose drehbar gelagerten Zahnrädern 2 und 3 gekuppelt
werden kann. Auf der Welle 1 ist zwischen den Zahnrädern 1 und 2 ein
Kuffenträger 4 z. B. durch ein Keilprofil sowohl drehfest als auch axial unverschiebbar
befestigt. Die beiden Zahnräder 2 und 3 tragen je einen fest mit ihnen
verbundenen Kupplungskörper 5 bzw. 69 die mit einem Kupplungsklauenkranz
7 bzw. 8, in denen wahlweise Gegenklauen 9
einer Schaltmuffe
10 in Eingriff gebracht werden können, und mit konischen Reibflächen
11 bzw. 129 die mit an Synchronringen 13 und 14 gebildeten Gegenreibflächen
15 bzw. 16
zusammenwirken, ausgebildet sind. Die Synchronringe
13 und 14 bilden die Innenreibteile und sind in Ringnuten 17 und
18
am Huffenträger 4 eingesetzt. Sie sind so angeordnet wid ausgebildet, daß
sie sich gegenüber dem 1.luf-L"enträger 4 nur begrenzt drehen können. In den Synchronringen
13 und 14 sind gleichmäßig auf dem Umfang verteilt von innen her Ausnehmungen
derartig eingearbeitet, daß sie in Umfangsrichtung geneigte Keilflächen
19
und 20 aufweisen (Fig. 2). Gleichartige, jedoch entgegengesetzt von außen
her eingearbeitete Ausnehmungen mit geneigten
Keilflächen 21 und
22 besitzt der Muffenträger 4 (Fig. 2). Die Keilflächen am Synchronring und am Huffenträger,bilden
zusammen geschlossene Käfige 25 bzw. 60 und 61 (Fig.
8)9 in denen lose, als Rollen 23 ausgebildete Anpreßkörper lagern
und mit den Keilflächen 19 und 22 bzw. 20 und 21 zusammenwirken. An Stelle
der Rollen 23 können, wie es in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist,
für besondere Fälle Viereck-Klemmkörper 30 verwendet werden, die jedoch mit
anders geformten Ausnehmungen 29 des Muffenträgers 31 und des Synchronringes
32
zusammenarbeiten. Eine weitere Ausführung der Anpreßkörper zeigen Pig.
6
und 7. flier finden Dreieck-Klemmkörper 40 Verwendung, die ebenfalls
in entsprechend geformten Ausnehmungen 49 des 1.luffenträgers 41 und des Synchronringes
42 liegen und mit Kurvenflächen 43 bzw. 44 am Synchronring 42 und mit Gegenflächen
46 bzw. 45 am Muffenträger 41 zusammenarbeiten. Um Bauraum sparen bzw. die Anpreßkörper
größer ausbilden zu könnene werden letztereg die in Fig. 8 als Rollen
55 und 56 dargestellt sind, am Muffenträger 57 nicht axial
neben-E,iii"n(Ic-r, sondern hintereinander in Umfangsrichtung angeordnet. Um die
il)'jnchronringe 13 und 14 nach der Synchronisierarbeit wieder in die Neutrallage
zurÜckzuführen und sie in Jer zu fixieren, sind Zugfedern 90
vorgesehen,
die in zylindrischen Auenehmungen 91 des Muffenträgers 4 angeordnet sind
und mit ihren beiden Enden 92 und 93.in schwalbenschwanzförmige Ringnuten 94 und
95 eingreifen. Die Wirkungsweise der Synchronisier- und Gangschaltvorrichtung
ist folgende: Wird ein Schaltvorgang eingeleitet, um eines der beiden Zahnräder
2 und 3 mit der Welle 1 zu kuppeln, so wird die Schaltmuffe
10 aus ihrer Neutralstellung In die gewünschte Axialrichtung verschoben.
Wird die Schaltmuffe 10 in F i g. 1 beispielsweise nach linke verschobeng
um das Zahnrad 3 zu kuppeln, so drücken die an der Schaltmuffe
10 gelagerten Rollen 7Ö m eine nicht dargestellte Schrägfläche des
Synchronringes 14, wodurch sich dieser mit seiner kegeligen Gegenreibfläche
16 an die konische Reibfläche 12 des Zahnrades 3 anlegt. Dreht sich
das Zahnrad 3 hierbei relativ schneller als die Welle 19 so wird der
Synchronring 14 vom Zahnrad 3 in die gleiche Richtung aus der Neutralstellung
mitgenommen. Die Rollen 70 werden hierdurch in Drehung versetzt und gleichzeitig
infolge des Schrägangriffes der Kraft in ihrer Axialrichtung unter dem Druck einer
Feder 72 gegen die Schaltmuffe 10 verschoben. t>
Der Synchronring
14 dreht sich dabei relativ zum Nuffenträger 49 so weit, bis nach einem Weg
b (Fig. 3) die Rollen 23
belastet werden. Sobald Gleichlauf
eingetreten istg hört die in Umfangsrichtung wirkende Kraft U äuf.
Durch
den mit den Rollen 70 erzielten Fortfall der Gleitreibung wird den S-";-nchronringen
13 und 14 wenig von der Schaltkraft abh,-,'ngiger Widerstand gegen ihre Drehrichtung
exitgegengesetzt, was die selbsttätige Verstärkung der Syn-C3 clironisierwirkung
erheblich steigert. Der Si.,nchroiiring 14 wird, wie bereits erwähntg nach einer
Schaltmuffenverschiebung nach links von dem zu schaltenden Zahnrad 3 bei
einer Helativdrehung in Pfeilrichtung z nach F i g. 3 zur Synchronisierung
so weit mitgenommen, bis nach einem 'Jeg b die Keilfl---#chen 20 des Synchronringes
14 bzw. 21 des 1-Luffenträgers 4 an den Rollen 23 anliegen. Der von Hand
über die Schaltmuffe 10 auf den Synchronring 14 ausgeübte Anpreßdruck wird
nun durch die entstehende Keilwirkung infolge der Zusammenarbeit der Hollen
23 mit den Keilflächen 20 und 21 selbsttätig nach Art einer Servowirkung
verstärkt, so daß ein sehr rascher Gleichlauf zwiscilen -dielle 1 und Zahnrad
3
erzielt wird. Die Richtung der resultierenden Aipreßkraft des Synchronringes
14 bestimmen der Kegelwinkel der Reibfläche 12 und der Gegenreibfläche
16, ihr Reibwert und das Verhältnis Reibflu-chendurchmesoer zum Wirkungsdurchmesser
der Rollen 23.
-,ii#Urde die resultierende Lipreßkraft unter gleichem oder
Lleinürem ainkel (Grenzwini#:ei) wirken als die Kraftresultierende R unter dem -ti-inkel
dider Rollen 23, so würde eine Selbstliemmung und somit eine Überbeanspruchung
der einzelnen b,auteile eintreten. Um jedoch eine sehr große Servowirkung
nutzbar
zu machen, ist bei der Auslegung der Keilflüchen anzustreben, die Winkel der Keilflächen
19, 209 21 und 22, die von Fall zu Fall verschieden sind, unter Berücksichtigung
des größtmöglichen Reibwertes so zu wählen, daß die Kraftresultierende möglichst
nahe an den Grenzwinkel herankommt. Das ist j edoch abhängig vom Reibungswiderstand
zwischen den Keilflächen 20 und 21. Die vorschlagsgerbäße'Synch#ronisier- und Gangschal
I tvorrichtung schafft hier insefern*besondere Möglichkeiteng als
bei
Verwendung der loee''ängeordneten Rollen'23keine Reibung' herrscht. Die Rollen können,
da sie nicht auf Drehach.sen gelagert sindp mitwanderng was mit der Wirkung eines
Wälzlagers zu vergleichen ist. Dei Ante1*1'der''von Hand aufzubringendän AnpreAraft
kann also im Vergleich zu bekannten Ausfüh-rungen erheblich geringer gehä-ten werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin,'daß die Keilflächän 19, 209
- 21 und 22 wie die Planken eines Trapezgewindes ausgebildet sind.
Es wird dadurch eine'größer,e Anlagebasis der Rollen 23 erzielt und
bin Verkanten-vetmiedAn. Die Rollen 23 sind in geschlossenen Käfigen 25-gelagertg
die durch die Ausnehmungen des SY'nchronri,nges 14 und des. Nuffenträgeris 4 ge.bildet
werden.' Ein we#ehtlicher Vorteil istl daß dadurch gegenÜbei#'einer'#, beka*n#ten'Ausführung
init auf Drehachsen'gelagerteii R . ollen einb'
große Zahl
von Ungenauigkeitsfaktoren vermieden wird, was ein -gleichwäßigeres Tragen aller
Aollen 23 gewährleistet und außerdem Herstellungskosten spart. Für Fälle,
bei denen die Anpreßkörper sehr hohen Beanspruchungen unterliegen oder um die Möglichkeit
zu schaffen, für den Synchronring üblicherweise einen Werkstoff mit geringer Oberflächenhärte
zur 3rzielung einer günstigen Reibpaarung zu verwenden, ist gemäß der 2,rfindung
nach F i g. 4 und 5 eine Ausführung mit Viereck-Klemmkörper
30 vorgesehen. w'ird der Sjnchronring durch die Schiebemuffe 10 an
die Gegenreibfläche 16 des Zahnrades 3 gedrückt (F i g. 1)
und von diesem in 2feilrichtung W nach F i g. 5 mitgenommen,
so beginnt sich der Viereck-Klemmkörper 30 nach einem Ueg a n&ch F i
g. 4 mit seinen abgerundeten Ecken 38 und 39 gegen runde Flächen 53
des Muffenträgers 31 und 36 des Synchronringes 32 zu spreizen.
Bei Drehung des Synchronringes entgegen der 1,feilrichtung 'vl spreizt sich der
Viereck-Klemmkörper mit seinen anderen Echen gegen die runden Flächen 34 des i#luffenträgers
und 35 des Synchronringes. Es wird nun ebenfalls nach Art einer Sc,-rvowirkunG
selbsttätig der Anpreßdruck zur Beschleunigung des Gluiefilaufs verstärktl da die
Kraftresultierende R in Pfeilrichtung nach F i g. 5 gleich wie bei
der Hollenausf Uhrung unter dem Wirikel & wirkt. Die Schrägfläche
37
verhindert ein Kippen des Viereck-Klemmkörpers bei bereits abgenutztem
Syrichronring. Diese Ausführung hat den Vorteil gegenüber der Rolleriauoführung,
daß keine Linienberührung zwischen den tragenden Flächen 33 und
36 und den abgerundeten
Ecken 38 und 39 entsteht,
sondern eine Flächenberührung.. was eine höbEre Verschleißfestigkeit gewährleistet.
Es muß a-lerdings. ein Reibungswiderstand in Kauf genommen werdeng der aber
wegen des großen EC'kenabstandes in Verhältnis zu den kleinen Eckönradien des Viereck-Klemmkörpers
- ' und 4 ' den gleich großen Radien der Flächen
33 und 36 verhältnismäßig klein ist. Die Viereck-Klemmkörper
30 sind ebenfalls lose in geschlossenen Käfigen 29 angeordnetp die durch
die Auenehmungen am Muffenträger 31 und am Synchtonring 32 gebildet
werden. Die Richtung der Kraftresultierenden R und somit der Winkel l# können ebenfalls
den Erfordernissen durch Verändern der Seitenlängenverhältnisse der Viereck-Klemmkörper
30 angepaßt werden. Nach einer weiteren Ausführung nach F i g. 6 und
7" die' ebenfalls hohe Verschleißfestigkeit verspricht, sind zur Verringerung des
Reibungswiderstandes als Dreieck-Klemmkörper 40 ausgebildete Anpreßk'örper vorgesehen.
Der Dreieck-Klemmkörper 40 kommt nach der zur Synchronisierung notwendigen relativen
Drehung des Synchronringes 42 zum Muffenträger 41 mit seiner Seitenfläche 47 bzw.
50 an der Kurvenfläche 43 bzw. 44 des Synchronringes zur Anlage. Nach einem
Weg a stützt sich der Dreieck-Klemmkörper 40 mit seiner abgerundeten Kantenfläche
48 - bei Drehung des Synchronringes 42 in Pfeilrichtung V - an der
Gegenfläche 46 des Muffenträgers, 41 ab.dynclironisier- and gear shifting device, in particular for motor vehicle change gears (version 1) The invention relates to a synchronizing and Ge: -, nr, sch, iltvorriclitungt especially for motor vehicle change CD, ## etriebe, in which in addition to one on one Shaft loosely rotatable, axially immovable gearwheel is a iiiit of the Uelie CD three-part, axially immovable sleeve carrier, which carries an axially displaceable, with it rotating pin --- ije, J., jit gel - enklauen provided, the can be used with a clutch claw ring connected to the gearwheel, with an axially displaceable, limited dr ":, hable, synchronous ring having one-Ge, # enreibflüche, in front of; -, c, sc-iieri iSt, aessen counter-friction curses iiiit i # 3iner konisehen aru Zahnr, # id to achieve the synchronization before the "(-., '- (-, nklaupn in den Kupplun", sklaueiikrinz plus # tm-
the Uber
J-ri direction -e
verotlärkt
A synchronizing device with wedge surfaces on the synchronizer ring and 8m'l # air carrier to increase the contact pressure is known, in which the wedge surfaces provided on the synchronizer ring and on the sleeve carrier slide on each other during a relative rotation, the synchronizer ring being axially displaced and against the friction surfaces of the speed to be adjusted part is pressed. The sliding friction present in this version causes a change in direction of the normal force, which causes a very significant reduction in the automatic contact pressure, so that the switching process inevitably extends over a longer period of time. The friction resistance cannot be compensated for by correcting the sliding angle because otherwise there is a risk of blocking (German patent application D 19 783 II / 63c). Another already known synchronizing device also provides pressure rollers to increase the contact pressure, but these are rotatably mounted on axes of rotation arranged radially on the shift sleeve carrier and cooperate with wedge flanges of the synchronizer ring. Compared to the above known design, the frictional resistance is low in this one. There is, however, a sliding friction on the bearing-tc, lI. (Jri of the rollers , which is the greater, the larger the diameter of the axis of rotation to the ALt2eridLii - el-unesser of the i ## "t. Um (- "iii L, .Leichwc-" ißi # -es of all "UlpreIG-rollen" at achieve, teine Geilaui i # (, Lt der Drehac -_; .- # seii, their storage in the hoof carrier and the pressure rollers required (German Ausiegeschrift 1 167 126) In order to increase the contact pressure, a synchronizing device used in the case of a treated synchronizing device that rolls in the circumferential direction and presses on a z -, liiidrisclien, radially resilient friction ring that can be pressed onto a friction drum and interacts with wedge surfaces In this embodiment, the roller acts perpendicularly on the friction surface, the pressure of the friction ring being equal to the pressure of the rollers It is not possible to choose a large roll diameter. As a result, a relatively high surface pressure has to be accepted, which very quickly results in a change in shape of both the rollers and the wedge surfaces and thus the failure of the automatic pressure (German patent 557 434). The same disadvantages also apply to another known synchronizing device with the same arrangement of the pressure rollers, but which work with friction jaws in the form of HinG segments instead of the cylindrical, radially resilient friction ring (German patent specification 1 135 1b8). Furthermore, a synchronizing and gear shifting device is known in which rollers are mounted on radial axes of rotation of the shift sleeve, via which the shifting force is transmitted to wedge surfaces of the synchronizer ring arranged in the radial direction. In this embodiment, the pressure rollers are cylindrical and mounted on the shift sleeve so that they cannot be displaced in their axial direction. For these reasons, a very complex manufacturing precision is required to wear a uniform to achieve all the roles that basic condition of a useful synchrony is iervorrichtung (USA. Patent 2,322,840). Finally, it is known nor a synchronizing device, wherein the tension springs, the object habbng a rotatable and axially formachlüssig associated with a synchronizer ring portion ring in a direction constantly rotated to maintain. These tension springs are not arranged axially, but in the circumferential direction, are only indirectly connected to the synchronizer ring, do not exert any return force in the axial direction on the synchronizer ring and are arranged in a free space of the sleeve carrier which is delimited to the outside by the shift sleeve (German Ausiegeschrift 1 065 282). However, since the previously known synch # onisiervorrichtungen are afflicted with disadvantages and since in particular an always satisfactory automatic amplification of the contact pressure cannot be achieved with these designs, the invention is based on the object of creating a synchronizing and gear shifting device that is extremely simple Structure and by means of which the greatest possible automatic amplification of the pressing force of the synchronizer ring on the counter friction surface of the gear is achieved in order to shorten the switching times without additional expenditure of the switching force. According to the invention, this is achieved in that the pressure bodies are loosely supported in cages formed by recesses in the sleeve carrier and recesses in the synchronizer ring so that an axial force component arises when the synchronizer ring rotates. According to a Merkwal the invention, the pressing body are formed as rollers towards each other between two wedge surfaces are arranged on the synchronizing ring and the Huffenträger. With very high loads and especially with Use of common square materials, which only have a small surface
(.Y.ew
have hardness for the synchronizer ring only to achieve one
In accordance with the invention, a favorable friction pairing can be used as a square clamping body, which has the advantage of being more susceptible to wear. Furthermore, according to a further embodiment, pressure bodies are provided which are designed as triangular clamping bodies. An social force component when the synchronizer ring is rotated is advantageously generated in that the synchronizer ring is provided with curved surfaces which interact with the side surfaces of the triangular clamping bodies. In particular in the case of a double clutch, according to the invention, the pressure bodies for both synchronizer rings are not arranged in pairs next to one another in the axial direction, but in multiple rows one behind the other in the circumferential direction. It can thereby saving space and / or the pressing body can be made larger, whereby their stress is reduced. In order to achieve a high degree of independence from manufacturing accuracy with regard to a good friction surface system, the synchronizing and gear shifting device according to the invention is designed in such a way that the pressure circle of the pressure body is smaller than the mean friction surface circle. According to an expedient development, the synchronizer rings are also resiliently received in a manner known per se with pretensioned tension springs which, according to the invention, are arranged in cylindrical recesses of the hoof carrier machined in the axial direction. The tension springs have flattened ends at their ends with which they engage in dovetail ring grooves of the Syneliron rings, which has the advantage that the spring end can move without resistance in the circumferential direction according to the relative rotational movement of the synchronizer ring. In the drawing, some embodiments of the synchronizing and gear shifting device designed according to the invention are shown. 1 shows an axial section through a synchronizing and gear shifting device, FIG. 2 shows the section along line II-II in FIG. 11 with the pressure bodies designed as rollers in the neutral position, FIG. 3 the same section along line II -II of FIG. 1, with the rollers in the working position, FIG. 4 the same section, with the pressing bodies being designed as square-k clamping bodies, FIG. 5 the pressing bodies according to FIG. 4 in the working position, FIG. 6 the section along the line II-II of Fig. 19 wherein the constructed as a triangular-clamping bodies pressing body in the neutral position, Fig. 7 is a section along the line II-II of Fig. 1, wherein the delta Kleumkörper in working position sindg Figure a. the section along the line II-II of FIG. 1, wherein the pressure bodies designed as rollers are arranged one behind the other and offset and are in Neutr # -lstellu.ng_befinden, FIG. 9 is a perspective view of a section of the synchronizer ring with tension spring he. In the example of a synchronizing and gear shifting device shown in the drawings, this is double-acting 9, whereby a shaft 1 can optionally be coupled to one of two gears 2 and 3 loosely rotatably mounted on it. On the shaft 1 is between the gears 1 and 2, a cuff carrier 4 z. B. secured by a spline both rotatably and axially immovable. The two gears 2 and 3 each carry a clutch body 5 and 69 firmly connected to them, with a clutch claw rim 7 and 8, in which optionally counter claws 9 of a shift sleeve 10 can be brought into engagement, and with conical friction surfaces 11 and 129, respectively cooperate with counter friction surfaces 15 and 16 formed on synchronizer rings 13 and 14, respectively. The synchronizer rings 13 and 14 form the inner friction parts and are inserted in annular grooves 17 and 18 on the hoof carrier 4. They are arranged in such a way that they can only rotate to a limited extent with respect to the 1.luf-L "carrier 4. In the synchronizer rings 13 and 14, recesses are worked evenly distributed over the circumference from the inside in such a way that they are inclined wedge surfaces in the circumferential direction 19 and 20 (FIG. 2). The socket carrier 4 (FIG. 2) has recesses of the same type, but machined in opposite directions from the outside, with inclined wedge surfaces 21 and 22. The wedge surfaces on the synchronizer ring and on the hoop carrier form cages 25 and 25, respectively, which are closed together. 60 and 61 (Fig. 8) 9 in which loose, store than rolls 23 formed pressing body and cooperating with the wedge surfaces 19 and 22 or 20 and 21. in place of the rollers 23 can, as shown in FIGS. 4 and 5 is used for special cases square clamp body 30, however, work with differently shaped recesses 29 of the sleeve support 31 and the synchronizer ring 32nd another embodiment of the Anpreßkörpe r show pig. 6 and 7 are triangular clamps 40 use, which are also in correspondingly shaped recesses 49 of the 1st air carrier 41 and the synchronizer ring 42 and cooperate with cam surfaces 43 and 44 on the synchronizer ring 42 and with mating surfaces 46 and 45 on the sleeve carrier 41 . In order to save installation space and to be able to make the pressure bodies larger, the latter, which are shown in FIG. 8 as rollers 55 and 56 , are not arranged axially next to-E, iii "n (Ic-r, but one behind the other in the circumferential direction on the sleeve carrier 57 To return the synchronous rings 13 and 14 to the neutral position after the synchronization work and to fix them in Jer, tension springs 90 are provided, which are arranged in cylindrical recesses 91 of the sleeve carrier 4 and with their two ends 92 and 93 in dovetail-shaped annular grooves 94 and 95. The operation of the synchronizing and gear shifting device is as follows: If a shifting process is initiated in order to couple one of the two gears 2 and 3 with the shaft 1 , the shift sleeve 10 is shifted from its neutral position into the desired axial direction If the shift sleeve 10 in FIG. 1 is shifted to the left, for example, in order to couple the gearwheel 3 , those mounted on the shift sleeve 10 push Rollers 7Ö m an inclined surface, not shown, of the synchronizer ring 14, as a result of which it rests with its conical counter friction surface 16 on the conical friction surface 12 of the gearwheel 3 . If the gearwheel 3 rotates relatively faster than the shaft 19 , the synchronizer ring 14 is carried along by the gearwheel 3 in the same direction from the neutral position. The rollers 70 are thereby set in rotation and at the same time displaced as a result of the oblique engagement of the force in their axial direction under the pressure of a spring 72 against the shift sleeve 10 . t> The synchronizer ring 14 rotates relative to the hub carrier 49 until the rollers 23 are loaded after a path b (FIG. 3). As soon as synchronization has occurred, the force U acting in the circumferential direction ceases. As a result of the elimination of sliding friction achieved with the rollers 70 , the S - "; - synchronous rings 13 and 14 are less dependent on the shifting force, -, 'ngiger resistance to their direction of rotation is opposed, which considerably increases the automatic reinforcement of the Syn-C3 clironizing effect Si, nchroiiring., 14 as already erwähntg by a shift sleeve shift to the left from which to switching gear 3 at a Helativdrehung in the arrow direction z by F i g. 3 so far taken for synchronization until after a 'Jeg b Keilfl --- # 20 of the synchronizer ring 14 or 21 of the 1-luff carrier 4 rest on the rollers 23. The pressure exerted by hand on the synchronizer ring 14 via the shift sleeve 10 is now reduced by the wedge effect resulting from the cooperation of the lobes 23 with the wedge surfaces 20 and 21 automatically amplified in the manner of a servo effect, so that a very rapid synchronization is achieved between -dielle 1 and gear 3. The direction of the resulting Aipreßk raft of the synchronizer ring 14 determine the cone angle of the friction surface 12 and the counter friction surface 16, their coefficient of friction and the ratio of the friction surface diameter to the effective diameter of the rollers 23 . the resulting force R under the -ti-angle of the rollers 23, then a self-locking and thus an overstressing of the individual b, components would occur. However, in order to utilize a very large servo effect, when designing the wedge surfaces , the aim should be to select the angles of the wedge surfaces 19, 209, 21 and 22, which differ from case to case, taking into account the greatest possible coefficient of friction, so that the resulting force is as possible comes close to the critical angle. That's j edoch depending on the frictional resistance between the wedge surfaces 20 and 21. The vorschlagsgerbäße'Synch # ronisier- and gearshift I tvorrichtung here creates insefern * Special Möglichkeiteng than when using the loee''ängeordneten Rollen'23keine friction 'prevails. Since the rollers are not mounted on rotary axes, they can move with them, which can be compared with the effect of a roller bearing. The ante1 * 1'der '' to be applied by hand can therefore have been considerably less in comparison to known designs. Another advantage of the invention lies in the fact 'that the Keilflächän 19, 209-21 and 22 as the planks are formed of a trapezoidal thread. It is characterized eine'größer achieved e conditioning base of the rollers 23 and bin-tilting vetmiedAn. The rollers 23 are stored in closed cages 25 which are formed by the recesses of the synchromesh 14 and the Nuffträgeris 4. A significant advantage is that compared to # 'one'#, you get the 'execution' on rotary axes 'R' . A large number of inaccuracy factors is avoided, which ensures a more uniform wearing of all rolls 23 and also saves manufacturing costs. For cases in which the pressing body to very high stresses are subject or to create the opportunity for the synchronizer ring is usually a material having low surface hardness to 3rzielung a favorable friction pairing to use, according to the 2, rfindung by F i g. 4 and 5 an embodiment with a square clamping body 30 is provided. w'ird the Sjnchronring pressed by the sliding sleeve 10 against the friction surface 16 of the gear 3 (F i g. 1) and from there into 2feilrichtung W to F i g. 5 , the square clamping body 30 begins after a Ueg a n & ch F i g. 4 with its rounded corners 38 and 39 to spread against round surfaces 53 of the sleeve carrier 31 and 36 of the synchronizer ring 32 . When the synchronizer ring is rotated counter to the "filing direction" vl, the square clamping body with its other legs spreads against the round surfaces 34 of the luff carrier and 35 of the synchronizer ring. It is now also the manner of a Sc, -rvowirkunG automatically the contact pressure to accelerate the Gluiefilaufs verstärktl because the resultant force R in direction of the arrow F i g. 5 works in the same way as with the Hollen execution under the Wirikel & . The inclined surface 37 prevents the square clamping body from tilting when the Syrichron ring is already worn. This embodiment has the advantage over the roller guide that there is no line contact between the supporting surfaces 33 and 36 and the rounded corners 38 and 39 , but surface contact ... which ensures greater wear resistance. It has to be. a frictional resistance must be accepted, but due to the large distance between the corners in relation to the small corner radii of the square clamping body - ' and 4 ' the radii of the same size of the surfaces 33 and 36 is relatively small. The square clamping bodies 30 are also loosely arranged in closed cages 29 which are formed by the recesses on the socket carrier 31 and on the synchromesh ring 32 . The direction of the resulting force R and thus the angle l # can also be adapted to the requirements by changing the length ratios of the square clamping bodies 30. According to a further embodiment according to FIG. 6 and 7 ″, which also promises high wear resistance, are provided as triangular clamping bodies 40 to reduce the frictional resistance or 50 on the curved surface 43 or 44 of the synchronizer ring to the contact. After a path a, the triangular clamping body 40 is supported with its rounded edge surface 48 - when the synchronizer ring 42 is rotated in the direction of arrow V - on the mating surface 46 of the sleeve carrier 41 .
Der Dreieck-Klemmkörper 40 wird dadurch etwas gedreht (F i
g. 7)
und übt eine re sultlerende Kraftübertragung R in Pfeilrichtung
unter
dern Winkel ji aus, was gleich wie bei den obigen Ausführungen eine selbsttC'-.'#tige
Anpreßkraft auf den Synchronring erzeugt. An der Seitenfläche 47 des Klemmkörpers
40 und der r.urvcnfläche 43 findet kein Gleiten, m ndern Abwälzen statt.
Es #vird dadurch der Reibungswiderstand gegenüber obiger Viereck-Klemmkörper-Ausführung
nach F i g. 4 und 5 fast um die Hälfte verringert. Zwischen der Seitenfläche
47 und der Gegenfläche 43 Iommt zwar-auch eine Einienberührung zustande,
G
Uhnlich wie bei der Rollenausführung nach den F i g. 2 und
3,
aber die FMchenpressung ist infolge der verhältnismäßig f lachen
üilage sehr gering. Die Richtung der Kraftresultierenden R und der-Jinkel 7# können
auch durch Verschieben der Kurvenflächen 43 und 44 des S7,rilehronringes 42 und
durch Verändern der Seitenlängenverhältnisse den verschiedenen Verhältnissen angeglichen
werden. Bei dieser AusfWirungsform ist es auch möglichg den Muffenträger 41 mit
den Kurvenflächen 43 und 44 und den Sjnchronring 42 mit den runden Gegenflächen
45 und 46 auszubilden. Gleich wie bei den ander en beschriebenen Ausführungen der
Erfindung arbeiten diese Dreieck-Klemmkörper 40 in geschlossenen Käfigen 49, die
von den Ausnehmungen im Muffenträger 41 und im Synchronring 42 gebildet werden.
Es ist nach F i g. 8 des weiteren möglich, die Anpreßrollen 55, 56
auch hintereinander anzuordnen. Das bringt den Vorteil, daß die Anpreßrollen
55 und,56 größE#r'ausGebildet werden können und somit höhere Verschleißfestigkeit
erzielt und außerdem an Bauraum_Ueep.#ai#-# wird. Diese Ausführungsform
ist
ebenfalls bei den Viereck- und Dreieck-Klemmkörperausführungen möglich. Der Synchronring
14 wird nach Erreichen des Gleichlaufes mittels der 7 ugfedern
90 nach.F i g. 1 und 9 wieder in die ti Neutralstellung zurückgebracht.
Die Zugfedern 90 sind in zylindrischen Ausnehmungen 91 des Muffenträgers
4 angeordnet und greifen mit einem Ende 92 in die schwalbenschwanzförmige
Ringnut 95 des Synchronringes 14 und mit dem anderen Ende 93
in die
schwalbenschwanzförmige Ringnut 94 des Synch.ronringes 13
und halten auf diese
Art beide Synchronringe 13 und 14 nachgiebig unter Federspannung in der Neutralstellung.
Das letzte Stück der Enden 92 und 93 hat eine Abflachung
96, die in der schwalbenschwanzförmigen Nut 94 bzw. 95 liegt und ein
ungehindertes Drehen des Synchronringes 13 bzw. 14 zuläßt. Die Verbindung
der Zugfedern 90 mit den Synchronringen 13 und 14 durch die schwalbenschwanzförmigen
Ringnuten 94 und 95 bringt den weiteren Vorteil, daß diese Befestigungsart
gegenüber üblicher Ilerstelllung.mit geringem Aufwand verbunden ist und außerdem
die Synchronringe nur unbedeutend geschwächt werden. Die Anpreßkörper wirken, weil"der
Synchronring 14 bzw. 13_
das Innenreibteil bildet, auf einem Durchmesser (Anpresskreis
d),
der kleiner ist als der"zmittlere heibflächendurchmesser D. Es
I wird dadurch auch bei ungleichmäßigem Tragen der Anpreßkörper noch eine verhältnismäßig
gute Reibflächenanlage erzielt.
Würde der Anpreßkreis
d größer sein als der Reibflächendurchmesser D wie bei be-kannten Ausführungen,
so würde bei ungleichmäßigem Tragen der Anpreßkörper der Synchronring
13
bzw. 14 zum Kippen neigen, d. h., er würde sich gegenüber der belasteten
Stelle der Reibfläche von der Reibstelle abheben, und es würde eine Einienberührung
an den Reibflächen auftreten.The triangular clamping body 40 is thereby rotated somewhat ( FIG. 7) and exerts a resulting force transmission R in the direction of the arrow at the angle ji, which, as in the above explanations, creates an automatic contact pressure on the synchronizer ring generated. On the side surface 47 of the clamp body 40 and the r.urvcnfläche 43 is no sliding, rolling m instead change. This results in the frictional resistance compared to the above square clamping body design according to FIG . 4 and 5 reduced almost by half. Between the side surface 47 and the counter surface 43 Iommt Although-a Eini contact state, G Uhnlich as the roll embodiment according to F i g. 2 and 3, but the FMchenpressung is very low due to the relatively laugh üilage f. The direction of the resulting force R and der-Jinkel 7 # can also be adjusted to the different ratios by moving the cam surfaces 43 and 44 of the S7, rilehron ring 42 and by changing the side length ratios. In this embodiment, it is also possible to design the socket carrier 41 with the curved surfaces 43 and 44 and the synchronous ring 42 with the round mating surfaces 45 and 46. As with the other described embodiments of the invention, these triangular clamping bodies 40 work in closed cages 49 which are formed by the recesses in the sleeve carrier 41 and in the synchronizer ring 42. It is according to FIG. 8 also possible to arrange the pressure rollers 55, 56 one behind the other. This has the advantage that the pressure rollers 55 and 56 can be formed out of the way and thus higher wear resistance is achieved and, moreover, at Bauraum_Ueep. # Ai # - #. This embodiment is also possible with the square and triangular clamping body designs. The synchronizer ring 14 is after reaching synchronization by means of the 7 ugfedern 90 nach.F i g. 1 and 9 returned to the ti neutral position. The tension springs 90 are arranged in cylindrical recesses 91 of the sleeve carrier 4 and engage with one end 92 in the dovetail ring groove 95 of the synchronizer ring 14 and with the other end 93 in the dovetail ring groove 94 of the synchronizer ring 13 and in this way hold both synchronizer rings 13 and 14 resilient under spring tension in the neutral position. The last piece of the ends 92 and 93 has a flat 96 which lies in the dovetail-shaped groove 94 and 95 and allows the synchronizer ring 13 and 14 to rotate freely. The connection of the tension springs 90 to the synchronizer rings 13 and 14 by the dovetail-shaped annular grooves 94 and 95 has the further advantage that this type of fastening is associated with little effort compared to the usual Ilerstelllung.mit and also the synchronizer rings are only insignificantly weakened. The pressure bodies act because "the synchronizer ring 14 or 13_ forms the inner friction part, on a diameter (contact pressure circle d) that is smaller than the" zmittlere hot surface diameter D. This means that a relatively good friction surface contact is achieved even if the pressure elements are unevenly worn . If the contact pressure circle d were larger than the friction surface diameter D as in known designs, the synchronizer ring 13 or 14 would tend to tilt if the contact body was not worn uniformly, i.e. it would stand out from the friction point opposite the stressed point of the friction surface, and single contact would occur on the friction surfaces.