DE19536715A1 - Rolling key clutch for gear box, especially for vehicle - Google Patents

Rolling key clutch for gear box, especially for vehicle

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Abstract

The loose wheel shaft (3) is connected to the loose wheels (4) by clutch elements (8) which are pressed from inside by a rolling key (5) outwards into pockets in the loose wheels. The stepped mechanism consists of a rolling key with link pins (5.1), drum controller (7) with link guide (7.1), pin (6), grid discs (9,10) with pressure springs (11) and locking pieces.

Description

Die Erfindung betrifft die Schaltung für ein Getriebe, bei der die Kupplung der Losräder mit der Losradwelle von innen über einen Drehkeil und Schaltelemente geschieht.The invention relates to the circuit for a transmission in which the clutch of the idler gears the idler gear shaft happens from the inside via a rotating wedge and switching elements.

Die Notwendigkeit dieser Konstruktion ergibt sich aus der Tatsache, daß verschiedene Konstruktionen, so auch in der DE 36 14 716, Ziehkeilwechselgetriebe, nur begrenzte Leistung übertragen können und die Breite der Losräder durch konstruktive Erfordernisse, wie z. B. die Schaltabstände, bestimmt wird. Ein solches Ziehkeilgetriebe baut durch seinen sehr gedrängten und kompakten Zahnradsatz in axialer Richtung sehr kurz. Hier wird die Kopplung der Losräder mit der Losradwelle über Schaltelemente, die hier als Kugeln ausgebildet sein müssen, realisiert. Die Schaltelemente werden dabei durch einen Ziehkeil, der in der Losradwelle axial beweglich ist, durch Bohrungen in der Losradwelle in die Taschen der Losräder hineingedrückt und stellen somit eine formschlüssige Verbindung zwischen Losradwelle und Losrad her. Die Momente werden über Scherung und Pressung in den Schaltelementen übertragen.The need for this construction arises from the fact that different Constructions, so also in DE 36 14 716, pull wedge change gear, only limited Can transmit power and the width of the idler gears due to design requirements, such as B. the switching distances is determined. Such a pull wedge gear builds through its very compact and compact gear set in the axial direction very short. Here is the Coupling the idler gears with the idler gear shaft via shifting elements, here as balls must be trained. The switching elements are thereby a pull wedge, which is axially movable in the idler gear shaft, through holes in the idler gear shaft in the Bags of the idler gears pressed in and thus form a positive connection between idler gear shaft and idler gear. The moments are about shear and compression in transfer the switching elements.

Der Nachteil vorstehend genannter Lösung liegt darin begründet, daß die Baubreite des Getriebes nicht nur von der Breite des Zahnradsatzes, sondern auch von der Länge des Ziehkeils, der seitlich aus der Losradwelle herausragt, abhängig ist. Dieser kann bei steigender Gangzahl erhebliche Längen annehmen. Diese Tatsache kann dazu führen, daß der Ziehkeil mit anderen Getriebeteilen, zum Beispiel mit dem Kupplungszahnrad, in Kollision kommt. Ein weiterer Nachteil eines Ziehkeilgetriebes ist, bedingt durch die Verwendung von Kugeln als Schaltelemente, der Zwang zu gleichen Zahnradbreiten in allen Gängen. Eine Anpassung der Zahnradbreiten an die Last ist damit nicht möglich. Einen weiteren Nachteil stellt die durch die notwendige Verwendung von Kugeln als Schaltelemente ungünstige Punktberührung an den Stellen der Kraftübertragung zwischen Losradwelle und Kugel, Ziehkeil und Kugel sowie Losradinnenprofil und Kugel dar. An diesen Stellen kommt es in der Regel zu unbeherrschbaren Flächenpressungen.The disadvantage of the above solution lies in the fact that the width of the Gearbox not only on the width of the gear set, but also on the length of the Drawing wedge that protrudes laterally from the idler gear shaft is dependent. This can at increasing number of gears assume considerable lengths. This fact can lead to the Pull wedge in collision with other gear parts, for example with the clutch gear is coming. Another disadvantage of a pull wedge gearbox is due to the use of Balls as shifting elements, the requirement for the same gear width in all gears. A It is not possible to adapt the gear widths to the load. Another disadvantage represents the unfavorable by the necessary use of balls as switching elements Point contact at the points of the power transmission between idler gear shaft and ball, Drawing wedge and ball as well as idler gear profile and ball usually to uncontrollable surface pressures.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für eine Schalteinrichtung zu finden, die die gleiche Kompaktheit des Zahnradsatzes wie das Ziehkeilgetriebe aufweist, bei der aber die Baubreite nur von der Anzahl und der Breite der Zahnräder, also der Gangzahl, abhängig ist und bei der die Flächenpressungen an den Schaltelementen gering gehalten werden, so daß auch größere Leistungen über das Getriebe gewandelt werden können. The invention has for its object to find a solution for a switching device, which has the same compactness of the gear set as the pull wedge gear in which but the width only depends on the number and width of the gears, i.e. the number of gears, is dependent and at which the surface pressures on the switching elements are kept low are, so that even larger powers can be converted via the transmission.  

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer hohlen Losradwelle ein Drehkeil Schaltelemente, die hier jetzt nicht mehr Kugeln sein müssen, sondern zum Beispiel Walzen sein können, durch Relativdrehung zur Hohlwelle durch Öffnungen in der Welle nach außen in die Taschen von Losrädern, z. B. Zahnräder, drückt und so eine formschlüssige Verbindung zwischen Welle und Losrad hergestellt wird. Ist ein Gang eingelegt, wird der Drehkeil durch eine Arretierung in der Welle mit dieser mitgedreht.According to the invention the object is achieved in that a hollow idler shaft Rotary wedge switching elements, which here no longer have to be balls, but for Example can be rolls, by relative rotation to the hollow shaft through openings in the shaft out into the pockets of idler gears, e.g. B. gears, presses and so positive connection between shaft and idler gear is established. It's a passage inserted, the rotating wedge is rotated with it by a lock in the shaft.

Das schrittweise Drehen des Drehkeils wird durch eine Schrägnutmechanik zwischen Drehkeil als Außenteil und einer Schaltwalze als Innenteil ermöglicht. Im Moment des Schaltens stützt sich die Schaltwalze über eine, mit ihr durch z. B. einen Vierkantbolzen drehfest verbundene, Rasterscheibe, die durch eine Feder in ihre, mit der Welle drehfest verbundenen, Gegenscheibe hineingedrückt wird, an der Welle drehrichtungsgebunden ab, so daß sich durch weitere Axialbewegung der Schaltwalze der Drehkeil zwangläufig bewegt.The incremental rotation of the rotary wedge is between by an oblique groove mechanism Rotary wedge as the outer part and a shift drum as the inner part. At the moment of Switching, the shift drum is supported by a, with it by z. B. a square bolt non-rotatably connected, raster disc, by a spring in its, rotatably with the shaft connected, opposing disc is pressed in, on the shaft depending on the direction of rotation, so that the rotary wedge inevitably moves by further axial movement of the shift drum.

Dadurch wird die Relativbewegung des Drehkeils gegenüber der Losradwelle bewirkt, wodurch die Schaltelemente des einen Ganges aus den Taschen der Zahnräder herausrutschen können und die Schaltelemente des nächsten Ganges die Kupplung des Rades mit der Welle eingehen.This causes the relative movement of the rotary wedge with respect to the idler gear shaft, whereby the shift elements of one gear from the pockets of the gears can slip out and the switching elements of the next gear the clutch of the Enter the wheel with the shaft.

Für die beiden Schaltrichtungen, hoch und runter, existieren zwei Paare von Rasterscheiben mit unterschiedlicher Richtungsarretierung, wodurch ein Paar die Arretierung der Schaltwalze mit der Welle in die eine Richtung, das andere Paar die Arretierung in die andere Richtung übernimmt.For the two switching directions, up and down, there are two pairs of raster discs with different directional locking, whereby a couple the locking of the Shift drum with the shaft in one direction, the other pair the lock in the other Direction takes over.

Die Drehrichtung des Drehkeils wird durch die Form der Schrägnut in der Schaltwalze bestimmt.The direction of rotation of the rotary wedge is determined by the shape of the oblique groove in the shift drum certainly.

Ist ein Schaltvorgang abgeschlossen, geht ein Schaltdorn, der fest mit der Schaltwalze verbunden ist, wieder in eine mittlere Ausgangsstellung zurück. Dadurch wird erreicht, daß für den Schaltdorn nicht mehr Baubreite benötigt wird, als das für einmal hoch - und einmal runterschalten erforderlich ist.When a shift is complete, a shift mandrel goes into place that is firmly attached to the shift drum connected, back to a middle starting position. This ensures that no more width is required for the switching pin than that for once - and downshift once is required.

Die Vorteile dieser Schalteinrichtung liegen in der Baubreitenverringerung, bedingt durch die Einsparung des Schaltweges des Schaltdornes und in der freien Wahl der Zahnradbreiten, in der freien Wahl der Gangreihenfolge, bedingt dadurch, daß die Stelle der Austrittslöcher für die Schaltelemente für jeden Gang am Umfang der Losradwelle frei gewählt werden können, und in der Möglichkeit der Verwendung von z. B. Walzen als Schaltelemente, bei denen die Flächenpressung bei gleichen Grundabmaßen wesentlich geringer ist als bei Kugeln.The advantages of this switching device are the reduced width, due to the Saving of the switching path of the switching arbor and the free choice of gear widths, in the free choice of the gear order, due to the fact that the location of the exit holes for the shifting elements can be freely selected for each gear on the circumference of the idler gear shaft, and in the possibility of using z. B. rollers as switching elements in which the Surface pressure with the same basic dimensions is significantly lower than with balls.

Zeichnungendrawings

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the object of the invention is shown in the drawings and is described in more detail below.

Die Fig. 1 zeigt die Seitenansicht der Losradwelle mit Drehkeil, einem Losrad und Schaltelementen in der Situation eines eingelegten Ganges, wobei die Festradwelle und die Festräder nicht dargestellt sind. Fig. 1 shows the side view of the Losradwelle with rotating wedge, a loose wheel and switching elements in the situation of an engaged gear, wherein the Festradwelle and the fixed wheels are not illustrated.

Die Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Losradwelle mit Schalteinrichtung und dem Losradsatz in der Situation eines eingelegten Ganges. Fig. 2 shows a longitudinal section through the Losradwelle with switching means and the Losradsatz in the situation of an engaged gear.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In Fig. 1 wird eine Schalteinrichtung dargestellt, in welcher die Losradwelle 3 erkennbar ist, durch deren Öffnungen am Umfang die Schaltelemente 8 mit Hilfe der Nocken am Drehkeil 5 in die Taschen des Losrades 4 gedrückt werden. Das Schalten wird durch Relativverdrehung von Losradwelle 3 gegenüber dem Drehkeil 5 bewirkt. In Fig. 2 wird gezeigt, wie das schrittweise Drehen des Drehkeils 5 durch eine Schrägnutmechanik zwischen Drehkeil 5 mit Kulissenzapfen 5.1 als Außenteil und Schaltwalze 7 mit Kulissenführung 7.1 als Innenteil ermöglicht wird. Im Moment des Schaltens stützt sich die Schaltwalze 7 über eine, mit ihr durch einen Vierkantbolzen drehfest verbundene, Rasterscheibe 9, die durch eine Andruckfeder 11 in ihre, mit der Losradwelle 3 drehfest verbundenen, Rasterscheibe 10, hineingedrückt wird, an der Losradwelle 3 drehrichtungsgebunden ab, so daß sich durch weitere Axialbewegung der Schaltwalze 7 der Drehkeil 5 zwangläufig bewegt. Dadurch wird eine Relativdrehung des Drehkeils 5 gegenüber der Losradwelle 3 bewirkt, wodurch die Schaltelemente 8 des einen Ganges aus den Taschen des Losrades 4 herausrutschen können und die Schaltelemente 8 des nächsten Ganges die Kupplung des Rades mit der Losrad­ welle 3 eingehen. Für die beiden Schaltrichtungen, existiert je ein Paar von Rasterscheiben mit unterschiedlicher Richtungsarretierung, wodurch ein Paar die Arretierung der Schaltwalze 7 mit der Losradwelle 3 in die eine Richtung, das andere Paar die Arretierung in die andere Richtung übernimmt. Die Drehrichtung des Drehkeils 5 wird durch die Form der Kulissenführung 7.1 in der Schaltwalze 7 bestimmt. Ist ein Schaltvorgang abgeschlossen, geht der Schaltdorn 6, der fest mit der Schaltwalze 7 verbunden ist, durch die Kulissenführung 7.1 und Kulissenzapfen 5.1 geführt, wieder in die in Fig. 2 gezeigte mittlere Ausgangsstellung zurück.In Fig. 1, a switching device is shown in which the idler gear shaft 3 can be seen, through the openings on the circumference, the switching elements 8 are pressed into the pockets of the idler gear 4 by means of the cams on the rotary wedge 5 . The switching is effected by relative rotation of the idler gear shaft 3 relative to the rotary wedge 5 . In Fig. 2 it is shown how the gradual rotation of the rotary wedge 5 is made possible by an oblique groove mechanism between rotary wedge 5 with link pin 5.1 as the outer part and shift drum 7 with link guide 7.1 as the inner part. At the moment of switching, the shift drum 7 is supported via a, with their rotation by a square pin connected, grid disc 9, which are connected by a pressure spring 11 in its non-rotatably with the Losradwelle 3, scanning disc 10 is pushed in the direction of rotation linked to the Losradwelle 3 from , so that the rotary wedge 5 inevitably moves by further axial movement of the shift drum 7 . This causes a relative rotation of the rotary wedge 5 with respect to the idler gear shaft 3 , whereby the shift elements 8 of one gear can slip out of the pockets of the idler gear 4 and the shift elements 8 of the next gear enter the clutch of the wheel with the idler gear shaft 3 . For the two switching directions, there is a pair of ratchet disks with different directional locking, whereby one pair takes over the locking of the shift drum 7 with the idler gear shaft 3 in one direction, the other pair takes over the locking in the other direction. The direction of rotation of the rotary wedge 5 is determined by the shape of the link guide 7.1 in the shift drum 7 . When a switching operation is completed, the switching pin 6 , which is firmly connected to the shift drum 7 , is guided through the link guide 7.1 and link pin 5.1 , back to the central starting position shown in FIG. 2.

Dadurch wird erreicht, daß für den Schaltdorn 6 nicht mehr Baubreite benötigt wird, als das für einmal hoch- und einmal runterschalten erforderlich ist. In Fig. 2 sind die beiden möglichen Endlagen des Schaltdorns 6 eingezeichnet, wobei der Schaltdorn 6 selbst in seiner Mittellage gezeigt ist.It is thereby achieved that no more width is required for the switching pin 6 than that required for switching up and down once. In FIG. 2, the two possible end positions of the shifting mandrel 6 are located, wherein the switching mandrel 6 itself is shown in its central position.

Der Drehkeil 5 wird in den einzelnen Gangstellungen durch eine Arretierungseinrichtung 12 in seiner Lage fixiert.The rotary wedge 5 is fixed in its position in the individual gear positions by a locking device 12 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Festradwelle
2 Festräder
3 Losradwelle
4 Losräder
5 Drehkeil
5.1 Kulissenzapfen
6 Schaltdorn
7 Schaltwalze
7.1 Kulissenführung
8 Schaltelement, als Walze ausgeführt
9 Rasterscheiben, mit Schaltwalze und Schaltdorn drehfest verbunden
10 Rasterscheiben, mit Losradwelle drehfest verbunden
11 Andruckfeder
12 Arretierungseinrichtung 1 fixed gear shaft
2 fixed wheels
3 idler gear shaft
4 idler gears
5 rotary wedge
5.1 Link pin
6 switch pin
7 shift drum
7.1 Guided tour
8 switching element, designed as a roller
9 raster discs, rotatably connected to the shift drum and shift pin
10 raster discs, rotatably connected with idler gear shaft
11 pressure spring
12 locking device

Claims (3)

1. Drehkeilschaltung für ein Schaltgetriebe, insbesondere für Fahrzeuggetriebe, bestehend aus einer Losradwelle (3), Losrädern (4) und Schaltelementen (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung der Losradwelle (3) mit den Los­ rädern (4) über Schaltelemente (8), die von innen aus der Losradwelle (3) durch einen Drehkeil (5) nach außen in Taschen der Losräder (4) gedrückt werden, wobei eine schrittweise Relativverdrehung zwischen Losradwelle (3) und Drehkeil (5) zum Schalten der einzelnen Gangstufen führt.1. rotary wedge circuit for a manual transmission, in particular for vehicle transmissions, consisting of an idler gear shaft ( 3 ), idler gears ( 4 ) and shift elements ( 8 ), characterized in that the coupling of the idler gear shaft ( 3 ) with the idler wheels ( 4 ) via shift elements ( 8 ), which are pressed from the inside of the idler gear shaft ( 3 ) by a rotating wedge ( 5 ) to the outside into pockets of the idler gears ( 4 ), whereby a gradual relative rotation between idler gear shaft ( 3 ) and rotating wedge ( 5 ) leads to switching of the individual gear stages . 2. Drehkeilschaltung für ein Schaltgetriebe, insbesondere für Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schrittschaltmechanismus, bestehend aus Drehkeil (5) mit Kulissenzapfen (5.1), Schaltwalze (7) mit Kulissenführung (7.1), Schaltdorn (6), Rasterscheiben (9 und 10) mit Andruckfedern (11) und Arretierungseinrichtungen (12), durch Bewegen des Schaltdorns (6) aus seiner Mittelstellung über die Kulissenführung (7.1) und die Kulissenzapfen (5.1) den Drehkeil (5) relativ zur Losradwelle (3) dadurch verdrehen, daß sich der Schalt­ dorn (6) mit Schaltwalze (7) über die Rasterscheiben (9 und 10) drehrichtungs­ gebunden an der Losradwelle (3) abstützt.2. Rotary wedge circuit for a manual transmission, in particular for vehicle transmissions according to claim 1, characterized in that a stepping mechanism consisting of rotary wedge ( 5 ) with link pin ( 5.1 ), shift drum ( 7 ) with link guide ( 7.1 ), shift pin ( 6 ), raster discs ( 9 and 10 ) with pressure springs ( 11 ) and locking devices ( 12 ), by moving the switching pin ( 6 ) from its central position over the link guide ( 7.1 ) and the link pin ( 5.1 ) to rotate the rotary wedge ( 5 ) relative to the idler gear shaft ( 3 ) That the switching arbor ( 6 ) with shift drum ( 7 ) on the ratchet discs ( 9 and 10 ) is bound in the direction of rotation on the idler gear shaft ( 3 ). 3. Drehkeilschaltung für ein Schaltgetriebe, insbesondere für Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung der Losräder (4) mit der Losradwelle (3) über Schaltelemente (8) erfolgt, die als Walzen oder andere prismatische Körper ausgebildet sein können.3. rotary wedge circuit for a manual transmission, in particular for vehicle transmissions according to claim 1 and 2, characterized in that the coupling of the idler gears ( 4 ) with the idler gear shaft ( 3 ) via switching elements ( 8 ), which can be designed as rollers or other prismatic bodies .
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