DE19755613A1 - Schaltungsanordnung mit Außenkonus-Synchronisierung für einen wahlweise schaltbaren Gang eines Getriebes - Google Patents
Schaltungsanordnung mit Außenkonus-Synchronisierung für einen wahlweise schaltbaren Gang eines GetriebesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit Außenkonus-Synchronisierung für einen
wahlweise schaltbaren Gang eines Getriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit
einem Schaltrad, einem Synchronkörper und einer auf das Schaltrad aufschiebbaren und mit
dem Synchronkörper über eine Verzahnung verbundene Schiebemuffe, wobei zum
Synchronisieren zwischen dem Schaltrad und der Schiebemuffe ein Synchronring mit einer
vorbestimmten Anzahl von Lappen und auf dem Schaltrad eine Synchronfeder zum Ausüben
einer Vorsynchronisierungskraft auf eine Innenfläche der Lappen angeordnet sind, gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen bekannten Schaltungsanordnungen sind die Innenflächen der Lappen schräg
ausgebildet, so daß beim Ausrücken der Schaltmuffe eine Kraft durch die auf die schrägen
Flächen wirkende Synchronfeder den Synchronring von dem Schaltrad weg drückt, der
Synchronring also der Schaltmuffe in die Schaltausgangsstellung folgt. Diese Anordnung hat
jedoch den Nachteil, daß nach Überwindung der ersten Schräge an den Synchronringlappen
(Vorsynchronisierungskraft) eine weitere Axialkraft wirksam wird, die durch eine zweite
Schräge an den Synchronringlappen entsteht. Diese Kraft wirkt über den gesamten weiteren
Schaltweg. Nach erfolgter Hauptsynchronisierung, Gleichlauf zwischen Synchronring und
Schiebemuffe hat dies zur Folge, daß vor dem Durchschalten der Schiebemuffe bei
ungünstiger Stellung der Schiebemuffe zur Schaltradabdachung, der Synchronring entgegen
der Drehrichtung geräumt werden muß. Die bei diesem Vorgang auf den Synchronring
wirkende Kraft spürt man als zweiten Druckpunkt am Handschalthebel der
Gangschaltvorrichtung. Dies wird von einer Bedienungsperson, wie beispielsweise einem
Fahrer eines Kraftfahrzeuges beim Gangschalten, als störend und unkomfortabel
empfunden. Ferner übt die Synchronfeder nach dem vollständigen Einrücken des Ganges
ständig über die schrägen Innenflächen der Lappen auf den Synchronring und damit auf die
Schiebemuffe eine Kraft in Ausrückrichtung aus und es kann durch diese Kraft zu einem
unerwünschten Ausrücken des Ganges kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei die obengenannten Nachteile
überwunden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung der o.g. Art mit den
in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die jeweiligen Innenflächen der Lappen
koaxial parallel zu einer Längsachse des Synchronringes ausgebildet sind und ferner ein
Rückhaltemittel für die Synchronfeder zum Halten der Synchronfeder auf dem Schaltrad
sowie ein Mitnahmemittel für den Synchronring zum Halten des Synchronringes an der
Schiebemuffe angeordnet sind.
Dies hat den Vorteil, daß nach Ende eines Synchronisationsvorganges keine zusätzliche
Kraftkomponente bzw. kein Sperrmoment mehr zum endgültigen Einlegen des Ganges beim
vollständigen verschieben der Schiebemuffe auf eine Kupplungsverzahnung des Schaltrades
mehr vorhanden ist, da die Innenflächen der Lappen achsparallel zu einer Längsachse des
Synchronringes und damit der ganzen Anordnung ausgebildet sind. Gleichzeitig sorgen das
Rückhaltemittel und das Mitnahmemittel für eine einwandfreie Funktion, da einerseits der
Synchronring beim Zurückschieben, d. h. beim Herausnehmen des Ganges, nicht auf dem
Schaltrad zurückbleibt und andererseits die Synchronfeder nicht durch den Synchronring
vom Schaltrad abgezogen wird.
Eine zuverlässige Mitnahme des Synchronringes bei einer axialen Bewegung der
Schiebemuffe wird dadurch gewährleistet, daß das Mitnahmemittel ein Mitnahmering ist,
welcher schaltradseitig fest mit der Schiebemuffe verbunden ist und eine Ringfläche
aufweist, welche schiebemuffenseitig an einem schaltradseitigen äußeren Rand des
Synchronringes derart anschlägt, daß eine axiale Bewegungsfreiheit des Synchronringes
zwischen der Ringfläche und der Schiebemuffe festgelegt ist.
Zweckmäßigerweise weist der Mitnahmering eine senkrecht zur Ringfläche verlaufende
Außenfläche auf, welche mit einem Außenumfang der Schiebemuffe fest verbunden ist. Die
feste Verbindung zwischen Außenfläche des Mitnahmeringes und Außenumfang der
Schiebemuffe ist dabei vorzugsweise eine Nut-Kante-Verbindung ist, wobei eine Kante an
der Außenfläche des Mitnahmeringes in eine Nut am Außenumfang der Schiebemuffe greift,
oder eine Nut-Klemm-Verbindung ist, wobei ein Ende der Außenfläche des Mitnahmeringes
klemmend in eine Nut am Außenumfang der Schiebemuffe gebogen ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Mitnahmering im Querschnitt
L-förmig ausgebildet, wobei ein Schenkel die Ringfläche und ein Schenkel die Außenfläche
des Mitnahmeringes ausbilden.
Eine zuverlässige Halterung der Synchronfeder auf dem Schaltrad erzielt man dadurch, daß
das Rückhaltemittel für die Synchronfeder ein Haltering ist, wobei eine äußere Ringfläche
des Halteringes einen Anschlag für die Synchronfeder in Richtung der Schiebemuffe derart
ausbildet, daß eine axiale Bewegungsfreiheit der Synchronfeder zwischen der äußeren
Ringfläche des Halteringes und dem Schaltrad festgelegt ist.
Zweckmäßigerweise ist die äußere Ringfläche senkrecht zu einer Längsachse des
Halteringes ausgebildet und bevorzugt ist der Haltering schaltmuffenseitig fest mit dem
Schaltrad verbunden.
Für eine einfache und zuverlässige Verbindung zwischen Haltering und Schaltrad weist der
Haltering eine senkrecht zur äußeren Ringfläche verlaufende Innenfläche auf, welche mit
einem Außenumfang des Schaltrades fest verbunden ist.
Dabei ist die feste Verbindung vorzugsweise eine Kante-Kante-Verbindung ist, wobei eine
schiebemuffenseitige Endkante der Innenfläche des Halteringes in eine Kante an der
Außenfläche des Schaltrades greift.
Eine drehfeste Anordnung des Halteringes an dem Schaltrad erzielt man dadurch, daß in
einem vorbestimmten Abschnitt des Umfanges des Halteringes eine Erhebung ausgebildet
ist, welche in einen Nut an der Außenfläche des Schaltrades greift.
Zweckmäßigerweise ist der Haltering im Querschnitt L-förmig ausgebildet, wobei ein
Schenkel die äußere Ringfläche und ein Schenkel die Innenfläche des Halteringes ausbildet.
Für eine einerseits einfache und kostengünstige Ausgestaltung bei andererseits
ausreichenden Synchronisationskräften weist der Synchronring drei Lappen auf.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der wahlweise schaltbare Gang ein
Rückwärtsgang.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung in Schnittansicht,
Fig. 2 eine Anordnung von Synchronring, Schiebemuffe und Synchronkörper gemäß der
Ausführungsform von Fig. 1 in Schnittansicht,
Fig. 3 eine Anordnung von Synchronring, Schiebemuffe und Synchronkörper gemäß
einer zweiten bevorzugten Ausführungsform in Schnittansicht,
Fig. 4 eine bevorzugte Ausführungsform eines Schaltrades für eine erfindungsgemäße
Anordnung in Schnittansicht,
Fig. 5 einen Synchronring für eine erfindungsgemäße Anordnung in Aufsicht,
Fig. 6 einen Haltering für eine erfindungsgemäße Anordnung in Aufsicht,
Fig. 7 den Haltering von Fig. 6 in einem Schnitt entlang Linie A-A von Fig. 6,
Fig. 8 einen Mitnahmering für eine erfindungsgemäße Anordnung in Aufsicht und
Fig. 9 den Mitnahmering von Fig. 8 in Schnittansicht.
Die in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung umfaßt einen Synchronkörper 10 und ein benachbartes, axial
fluchtendes Schaltrad 12. Über eine Verzahnung 14 ist der Synchronkörper 10 mit einer in
axialer Richtung verschiebbaren Schiebemuffe 16 verbunden. Die Schiebemuffe 16
verbindet wahlweise den Synchronkörper 10 mit dem Schaltrad 12 über eine
Kupplungsverzahnung 18.
Zum Synchronisieren der Drehzahl von Schiebemuffe 16 und Schaltrad 12, wobei auch die
Verzahnungen 14 und 18 in entsprechende Position zueinander gebracht werden, damit die
Schiebemuffe 16 mit Ihrer Verzahnung 14 glatt auf das Schaltrad und in die Verzahnung 18
gleiten kann, ist zwischen Schaltrad 12 und Schiebemuffe 16 ein Synchronring 20
angeordnet. Dieser ist in Fig. 5 einzeln dargestellt und umfaßt Lappen 22 und eine
Verzahnung 24. Die Lappen 22 haben eine Innenfläche 26, welche bei Bewegung der
Schiebemuffe 12 in Richtung Schaltrad zum Einlegen des Ganges auf eine Synchronfeder
28 geschoben werden, wie sich insbesondere aus der Fig. 1 ergibt.
Die Innenflächen 26 der Lappen 22 sind achsparallel zu einer Längsachse 30 des
Synchronringes 20 bzw. der gesamten Anordnung ausgebildet. Dadurch entfällt ein zweiter
Druckpunkt beim Einlegen des Ganges, da die Synchronfeder 28 lediglich über eine einzige
schräge Fläche 32 vor den Innenflächen der Lappen 22 zu Beginn des Einlegens des
Ganges geführt werden muß. Dies dient zum Erzeugen einer Vorsynchronisierungskraft
bevor die Verzahnung 24 des Synchronringes 20 in die Kupplungsverzahnung 18 des
Schaltrades 12 eingreift. Ferner dient die Verzahnung 24 des Synchronringes 20 zur
Erzeugung der zur Hauptsynchronisierung benötigten Kraft. In einer definierten Stellung
treffen Synchronring- und Schaltradabdachung aufeinander. Vor Überwindung dieser
Stellung muß eine Kraft aufgebracht werden, damit Gleichlauf zwischen Schiebemuffe,
Synchronring und Schaltrad erzielt wird.
Erfindungsgemäß ist ferner ein Mitnahmemittel in Form eines Mitnahmeringes 34
vorgesehen, welcher in Fig. 8 und 9 im Detail dargestellt ist. Dieser Mitnahmering 34 umfaßt
einer Ringfläche 36 und eine Außenfläche 38 mittels derer der Mitnahmering 34
schaltradseitig an der Schiebemuffe 16 derart befestigt ist, daß der Synchronring 20
zwischen der Ringfläche 36 und der Schiebemuffe 16 gehalten ist. Beim Einlegen eines
Ganges schiebt die Schiebemuffe 16 den Synchronring 20 gegen die Synchronfeder 28 und
auf das Schaltrad 12. Beim Ausrücken des Ganges dagegen sorgt die Ringfläche 36 des
Mitnahmeringes 34 dafür, daß der Synchronring 20 von der Schiebemuffe 16 mitgenommen
wird und nicht auf dem Schaltrad 12 verbleibt.
Wie aus Fig. 2 erkennbar, ist ein äußerer Abschnitt 40 der Außenfläche 38 des
Mitnahmeringes 34 über eine Nut 42 in der Schiebemuffe 16 gebogen. Hierdurch ist eine
Nut-Klemm-Verbindung hergestellt. In einer alternativen Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist
der äußere Abschnitt 40 mit einer Kante 44 versehen, welche in die Nut 42 greift, so daß
eine Nut-Kante-Verbindung hergestellt ist. Hierbei muß der Mitnahmering 34 zur Montage
lediglich schaltradseitig auf die Schaltmuffe 16 aufgeschoben werden, wobei
zweckmäßigerweise vorher der Synchronring 20 schaltradseitig auf die Schiebemuffe 16
aufgesetzt wird. Wie sich direkt aus den Fig. 2 und 3 ergibt legt die Ringfläche 36 des
Mitnahmeringes 34 somit eine axiale Bewegungsfreiheit des Synchronringes 20 bezüglich
der Schiebemuffe 16 fest.
Ferner ist erfindungsgemäß ein Rückhaltemittel in Form eines Halteringes 46 für die
Synchronfeder 28 synchronkörperseitig am Schaltrad 12 befestigt. Der Haltering 46 ist in
Fig. 6 und 7 im Detail dargestellt und umfaßt eine äußere Ringfläche 48, welche im
wesentlichen senkrecht zur Längsachse 30 ausgebildet ist, und eine Innenfläche 50, welche
mit einem Außenumfang 52 des Schaltrades 12 verbunden ist. Hierbei greift eine Kante an
einem Ende der Innenfläche 50 in eine Kante 58 am Außenumfang 52 des Schaltrades 12.
Die äußere Ringfläche 48 bildet für die Synchronfeder 28 in Richtung auf die Schaltmuffe 16
zu einen Anschlag. Auf diese Weise ist ein Abziehen der Synchronfeder 28 von dem
Schaltrad 12 durch den Synchronring 20 bzw. den Innenflächen 26 der Lappen 22
verhindert, wenn sich der Synchronring 20 zusammen mit der Schiebemuffe 16 beim
Ausrücken des Ganges von dem Schaltrad 12 weg bewegt.
Wie sich ferner insbesondere aus Fig. 4, ergibt, ist am Schaltrad 12 eine Bohrung 53
vorhanden, die bei einer bekannten Schaltungsanordnung zum Einhängen der
Synchronfeder 28 dient. Bei der Herstellung der Bohrung 53 wird zwangsläufig eine Nut 54
am Außenumfang 52 des Schaltrades 12 erzeugt. Dieser Nut 54 entsprechend ist am
Haltering 46, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt, an einer vorbestimmten Stelle der Innenfläche
50 des Halteringes 46 eine Erhebung 56 ausgebildet, welche bei auf das Schaltrad 12
aufgesetztem Haltering 46 in diese Nut 54 greift und so eine drehfest Verbindung zwischen
dem Haltering 46 und dem Schaltrad 12 gewährleistet. Dadurch sind in der
erfindungsgemäßen Anordnung auch Schalträder 12 herkömmlicher
Schaltungsanordnungen ohne Nachbearbeitung verwendbar.
Ferner gewährleistet diese Nut 54, daß der Haltering 46 in einer vordefinierten Position auf
dem Schaltrad 12 aufsitzt, da letzteres in der äußeren Ringfläche 48 Ausnehmungen 60 (Fig.
6) aufweist, welche genau mit den Lappen 22 des Synchronringes 20 fluchten müssen,
damit dieser auf das Schaltrad 12 schiebbar ist.
10
Synchronkörper
12
Schaltrad
14
Verzahnung von Synchronkörper/Schiebemuffe
16
Schiebemuffe
18
Kupplungsverzahnung von Schaltrad
20
Synchronring
22
Lappen
24
Verzahnung des Synchronringes
26
Innenfläche der Lappen
28
Synchronfeder
30
Längsachse der Anordnung
32
schräge Fläche vor Innenfläche der Lappen
34
Mitnahmering
36
Ringfläche des Mitnahmeringes
38
Außenfläche des Mitnahmeringes
40
äußerer Abschnitt der Außenfläche des Mitnahmeringes
42
Nut in der Schiebemuffe
44
Kante am äußeren Abschnitt der Außenfläche des Mitnahmeringes
46
Haltering
48
äußere Ringfläche des Halteringes
50
Innenfläche des Halteringes
52
Außenumfang des Schaltrades
53
Bohrung
54
Nut an Außenumfang des Schaltrades
56
Erhebung an Haltering
58
Kante an Außenumfang des Schaltrades
60
Ausnehmungen
Claims (15)
1. Schaltungsanordnung mit Außenkonus-Synchronisierung für einen wahlweise
schaltbaren Gang eines Getriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem
Schaltrad (12), einem Synchronkörper (20) und einer auf das Schaltrad (12)
aufschiebbaren und mit dem Synchronkörper (10) über eine Verzahnung (14)
verbundene Schiebemuffe (16), wobei zum Synchronisieren zwischen dem Schaltrad
(12) und der Schiebemuffe (16) ein Synchronring (20) mit einer vorbestimmten
Anzahl von Lappen (22) und auf dem Schaltrad (12) eine Synchronfeder (28) zum
Ausüben einer Vorsynchronisierungskraft auf eine Innenfläche (26) der Lappen (22)
angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die jeweiligen Innenflächen (26) der Lappen (22) koaxial parallel zu einer Längsachse
(30) des Synchronringes (20) ausgebildet sind und ferner ein Rückhaltemittel (46) für
die Synchronfeder (28) zum Halten der Synchronfeder (28) auf dem Schaltrad (12)
sowie ein Mitnahmemittel (34) für den Synchronring (20) zum Halten des
Synchronringes (20) an der Schiebemuffe (16) angeordnet sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Mitnahmemittel ein Mitnahmering (34) ist, welcher schaltradseitig fest mit der
Schiebemuffe (16) verbunden ist und eine Ringfläche (36) aufweist, welche
schiebemuffenseitig an einem schaltradseitigen äußeren Rand des Synchronringes
(20) derart anschlägt, daß eine axiale Bewegungsfreiheit des Synchronringes (20)
zwischen der Ringfläche (36) und der Schiebemuffe (16) festgelegt ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mitnahmering (34) eine senkrecht zur Ringfläche (36) verlaufende Außenfläche
(38) aufweist, welche mit einem Außenumfang der Schiebemuffe (16) fest verbunden
ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die feste Verbindung zwischen Außenfläche (38) des Mitnahmeringes (34) und
Außenumfang der Schiebemuffe (16) eine Nut-Kante-Verbindung ist, wobei eine
Kante (44) an der Außenfläche (38) des Mitnahmeringes (34) in eine Nut (42) am
Außenumfang der Schiebemuffe (16) greift.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die feste Verbindung zwischen Außenfläche (38) des Mitnahmeringes (34) und dem
Außenumfang der Schiebemuffe (16) eine Nut-Klemm-Verbindung ist, wobei ein
Ende (40) der Außenfläche (38) des Mitnahmeringes (34) klemmend in eine Nut (42)
am Außenumfang der Schiebemuffe (16) gebogen ist.
6. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mitnahmering (34) im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist, wobei ein Schenkel
die Ringfläche (36) und ein Schenkel die Außenfläche (38) des Mitnahmeringes (34)
ausbilden.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Rückhaltemittel für die Synchronfeder (28) ein Haltering (46) ist, wobei eine
äußere Ringfläche (48) des Halteringes (46) einen Anschlag für die Synchronfeder
(28) in Richtung der Schiebemuffe (16) derart ausbildet, daß eine axiale
Bewegungsfreiheit der Synchronfeder (28) zwischen der äußeren Ringfläche (48) des
Halteringes (46) und dem Schaltrad (12) festgelegt ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die äußere Ringfläche (48) senkrecht zu einer Längsachse (30) des Halteringes
ausgebildet ist.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Haltering (46) schaltmuffenseitig fest mit dem Schaltrad (12) verbunden ist.
10. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Haltering (46) eine senkrecht zur äußeren Ringfläche (48) verlaufende
Innenfläche (50) aufweist, welche mit einem Außenumfang (52) des Schaltrades (12)
fest verbunden ist.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die feste Verbindung eine Kante-Kante-Verbindung ist, wobei eine
schiebemuffenseitige Endkante der Innenfläche (50) des Halteringes (46) in eine
Kante (58) an der Außenfläche (52) des Schaltrades (12) greift.
12. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
in einem vorbestimmten Abschnitt des Umfanges des Halteringes (46) eine Erhebung
(56) ausgebildet ist, welche in eine Nut (54) an der Außenfläche des Schaltrades
greift.
13. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Haltering (46) im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist, wobei ein Schenkel die
äußere Ringfläche (48) und ein Schenkel die Innenfläche (50) des Halteringes (46)
ausbildet.
14. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Synchronring (20) drei Lappen (22) aufweist.
15. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der wahlweise schaltbare Gang ein Rückwärtsgang ist.
Priority Applications (3)
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ID=7851916
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