DE2141691A1

DE2141691A1 - Mechanisch synchronisiertes schaltgetriebe

Info

Publication number: DE2141691A1
Application number: DE19712141691
Authority: DE
Inventors: Jun Peter Boch
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1971-08-20
Filing date: 1971-08-20
Publication date: 1973-02-22
Also published as: DE2141691B2; DE2141691C3

Description

Mechanisch synchronisiertes Schaltgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein mechanisch synchronisiertes Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem mit der Antriebswelle gekuppelten Gleichlaufkörper, dessen Zahnkranz, vorzugsweise von beiden Seiten, jeweils ein Führungskragen eines Synchronringes untergreift, der auf diesem Kragen vornehmlich drei gleichmäßig zueinander versetzte Synchronnocken einer vorgesehenen Breite trägt, die in Nuten größerer Breite im Gleichlaufkörper eingreifen, dessen Zahnkranz mit einer entsprechenden Innenverzahnung einer Schiebemuffe kämmt, bei deren Verschiebung in einer der Achsrichtungen sich ein Innenkonus des Synchronringes auf einen Außenkonus eines zu synchronisierenden Zahnrades aufschiebt und bei deren weiterer Verschiebung ihre Innenverzahnung zunächst eine Kurzverzahnung am Synchronring und dann eine Kurzverzahnung am Zahnrad übergreift, von dem das zu übertragende Drehmoment gegebenenfalls über weitere Zahnräder auf die Abtriebswelle übertragen wird.
Bei den bisher bekannten mechanisch synchronisierten Schaltgetrieben - j'ser Art wird in der- LeerIafstel1ung des Getriebes eine federbelastete Kugel in eine mittlere Nut der Schiebemuffe gedriiclct. I3ei der zum Schalten des Getriebes notwendigen Verschiebung der Schiebemuffe mußte die Kugel aus der Nut der Schiebemuffe unter Überwindung der I2ederkraft herausgedrückt werden. hierdurch ließen sich diese Getriebe schwer schalten.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Schaltbarkeit des Getriebes zu erleichtern und die Konstruktion des Getriebes zu vereinfachen und in der Folge davon die Herstellung des Getriebes durch einfacher anzufertigende Teile zii erticiiteni.
Diese Aufgaben werden durch die Erfindung dadurch gelöst, daß an der Innenseite der Schiebemuffe im T3ereich der Nuten im Gleichlaufkörper hinsichtlich der Breite der Synchronnocken breitere Nuten und iumitten dieser Nuten jeweils ein Zahn vorgesehen sind, der beim Verschieben der Schiebemuffe in eine im zugehörigen Synchronnocken befindliche Lücke eingreift, deren Gleitflächen wenigstens teilweise in der Aufschieberichtung konvergent verlaufen. -Dabei können sich die in den Nuten des Gleichlaufkörpers und der Schiebemuffe einander zugekehrten Frontflächen der Synchronnocken wenigstens annähernd berühren. Weiterhin können die Breiten der Nuten im Gleichlaufkörper wenigstens annähernd gleich sein denen in der Schiebemuffe. Das heißt, die Nuten im Gleichlaufkörper können auch etwas breiter sein als die in der Schiebemuffe oder umgekehrt. Auf jeden Fall miissen die Nuten in der Schiebemuffe und im Gieichlaufkörper breiter sein als die darin in Umlaufrichtung hin- und herbeweglichen Synchronnocken.
Um die Synchronisierung günstiger den verschiedenen DifferenzdZehzahien, beispielsweise beim lIerauf- und herunterschalten anzupassen, können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die einander gegenüber liegenden schrägen Gleitflächen in den Lücken der Synchronnocken verschieden geneigt sein. Die schrägen Gleitflächen nehmen nicht die gesamte Tiefe der Lücke in den Synchronnocken in Anspruch, aber einen großen Teil derselben. Die kleineren Teile der Gleitflächen in den Synchronnocken verlaufen entweder parallel zueinander oder sie divergieren in der Aufschieberichtung, um dadurch zugleich eine Gangsicherung zu bilden.
Der in jeder Nut der Schiebemuffe angeordnete Zahn soll, um eine möglichst lange Synchronisierzeit zu erhalten, in Aufschiebericlltung möglichst klein gehalten werden. Er kalm so ausgestaltet sein, daß er in Aciisrichtung zu seinen Enden hin sich verjüngende Schrägflächen aufweist. Zwischen dicsen Schrägflächen können auch noch Flächen angeordnet sein, die parallel zueinander verlaufen.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeicllnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten der Erfindung entnomnien werden können. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil eines Getriel)es mit der Antriebswelle, Fig. 2 eine Ansicht der Schiebemuffe mit dem erfindungsgemäßen Zahn in jeder Nut, lig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Figs 2, Fig. 4 eine Ansieht auf einen bei der Erfindung verwendeten Synchronring, Fig. 5 eine Draufsicht auf den in Fig. 4 dargestellten Splollronring.
Bei dem erfindungsgemäßen in Fig. 1 zum Teil dargestellten mechanisch synchronisierten Schaltgetriebe ist die Antriebszelle 1 mit einem Gleichlaufkörper 2 durch eine Verzahnung 3 drehfest verbunden. Im Gleichlaufkörper 2 sind um 120° zu einaiider versetzt Nuten 4 vorgesehen, in die vorspringende Nocken 5 eines Synchronringes G llilseingreiiaen, der im übrigen durch einen Führungskragen 7, der den Zahiikranz 8 des Gleichlaufkörpers 2 untergreift, in diesem geführt ist. Der Zalmkranz 8 des Gleichlaufkörpers 2 kämmt mit einer entsprechenden Innenverzahnung 9 einer Schiebemuffe 11, die sich in Achsrichtung zur, Schaltung eines Ganges in der einen und zur Schaltung eines andereii Ganges in dcr anderen Achsrichtung verschieben läßt.
Bei der Verschiebung der Schiebemuffe lt i einer der Achsrichtungen schiebt sich ein Innenkonus 12 des Synchronringes 6 auf einen entsprechenden Außenkonus eines zu synchronisierenden Zahnrades 13.
Drnnit diese Verschiebung des Synchronringes 6 zustande konunt, sind in der Innenverzahnung 9 der Schiebemuffe 11 im Bereich der Ausnehmungen im Gleichlaufkörper hinsichtlich der drei Synchronnocken 5 breitere Nuten 14 und inmitten dieser Nuten jeweils ein Zahn 15 vorgesehen, der beim Verschieben der Schiebemuffe 11 iii eine im zugehörigen Syiiciironnocken 5 befindliche Liickc 1G eingreift, deren Gleitflächen 17 weiligstens teilweise in der Aufschieberichtung konvergent verlaufen. Die Kleineren Teile 18 der die Lücke 16 begrenzenden Gleitflächen verlaufen parallel zueinander. Auf dieser Parallelfläche liegt der Zahn 15 auf, wenn der Gang eingeschal-@et ist.
Beim Verschieben der Schiebemuffe wird also dadurch, daß eine Schrägfläche 19 oder ein Teil der parallelfläche 21 des Zahnes 15 an einer der schrägen Gleitflächen 17 anliegt, eine Komponente in Achsrichtung hervorgerufen, die den Synchronring in Richtung auf das Zahnrad 13 zu verschiebt.
Um eine möglichst lange Synchronisierungszeit zu erreichen, wird das Kopfmaß 22 des Zahnes 15 möglichst klein gehalten.
Insbesondere beim Schalten aus dem Leerlauf ist nämlich eine lange Synchronisierungszeit notwendig. Durch Verschieben des Synchronringes in Richtung auf das Zahnrad 13 zu wird der Innenkonus 12 auf den entsprechenden Außenkonus am Zahnrad 13 aufgeschoben und dieses dadurch gewissermaßen durch eine Reibungskupplung allmählich zum Gleichlauf gebracht. Der endgültige Gleichlauf wiril beim Weiterschieben der Sciiiebemuffe 11 dadurch erreicht, daX ilire Innenverzahnung 9 mit eienr Kurzverzahnung 23 am Synchronring 6 in Eingriff kommt und danach die Innenverzahnung 9 auch die Kurzverzahnung 24 des Zahnrades 13 übergreift. die Kurzver zahnung 23 ist nicht unbedingt erforderlich uiid kann daher auch entfallen, da die Funktion der Sperrsy6nchronisierung durch die Neigung der Fläche 17 zwischen den Kanten 25, 26 und durch die Lücke 16 des Synchronrings 6 bei seinem Umschlagen herbeigeführt wird. Der jetzt an den kleineren Teilen 18 der Gleitfläche anliegende Zahn 15 bringt keine Komponente mehr zur Verschiebung des Synchronringes 6 in Richtung auf das Zahnrad 13. Die Reibungskupplung zwischen dem innenkonus 12 und dem entsprechenden Konus am Zahnrad 13 wird dadurch aufgehoben.
1)ie kleineren Teile i8 der Gleitflächen 17 in der Lücke 16 können auch entgegengesetzt zu den Gleitflächen 17 schräg verlaufen, d.h. in Richtung auf das Zahnrad 13 zu divergiercn. In diesem Falle wird dio Reibungskupplung zwischen dem Innenkonus 12 an dem Synchronring 6 und dem entsprechenden Außenkonus an dem Zahnrad 13 noch schneller gelöst und außerdem der Zahn und damit die Schiebemuffe in Richtung auf das Zahnrad13 zu gedrückt, wodurch der eingelegte Gang gegen Herausspringen gesichert ist.
In der Zeichnung ist der Zahn 15, der jeweils in einer Nut 14 der Schiebemuffe 11 angeordnet ist, mit in Achsrichtung zu seinen Enden hin sich verjüngenden Schrägflächen 19versehen.
Zwischen diesen Schrägflächen weist der Zahn Parallelflächen 21 auf. Der Zahn kann aber auch ohne diese Parallelflächen oder beispielsweise oval ausgebildet sein.
Der Neigungswinkel der Gleitflächen 17 zusammen mit der Länge dieser Gleitfläche bestimmen die Zeit und die Qualität der Synchronisierung, die mit dem Passieren des Zahnes 15 an der Kante 25 beginnt und mit dem Passieren des Zahnes 15 an der Kante 26 aufhört. Die Neigungen der Gleitflächen 17 können auch verchieden sein, wodurch die Synchronisierung günstiger den verschiedenen Differenzdreh@ahlen, z.B. beim Herauf- und Herunterschalten angepaßt werden kann.
Die Breite der Nuten 4 im Gleichlaufkörper 2 kann, wie in der Zeichnung dargestellt ist, gleich sein der Breite der Nuten 14 in der Schiebemuffe 11. Beiden Nuten mussen breiter sein als der Nocken 5 am Synchronring. Bei Ungleichheit der Nuten 4 oder 14 liegt der Nocken 5 vor oder nach seinem Umschlag an der einen oder anderen Kanteder Nut mit der geringeren Breite an.
Die Nocken 5 erstrecken sich im übrigen so weit in die Nuten hinein, daß ihre einander zugekehrten Frontflächen 27 sich annähernd berühren.
Die Konstruktion des Synchrongetriebes nach d@r Erfindung ist im Hinblick auf ihre @ertigungskosten sehr billig, da im Gegensatz zu früher bekannten Ausführungen weniger Einzelteile benötigt werden. Der Gegenstand de@ Erfindung ermöglichtes, die Synchronisierungszeiten inbestimmten Grenzen anzupassen und lange Synchronisierungs@eiten zu e@-zielen. Außerdem läßt sich mit der Erfindung ein gleichmäßiger Synchr@@@@tungsdruck @@hrend der @an@en @@@@ des Synchronisierungsvorganges herbeiführen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß sich Getriebe der früher bekannten Art olnie besondere Schwierigkeiten auf den Gegenstand der Erfindung umbauen lassen. Hierzu sind nämlich nur Änderungen an der Schiebemuffe und am Synchronring erforderlich.
Die Schaltbarkeit des erfindungsgemäßen Getriebes ist wesentlich leichter als die früher bekannterGetriebe, da keine radial wirkenden Konstruktionselemente beim Funktionsablauf der Synchronisierung tätig werden und überwunden werden müssen. Dadurch, daß die gleitflächen 17 in verschiedenen Winkeln angeordnet werden können und auch ihre Lage zur Mittelachse innerhalb des Synchronringes veränderbar ist, lassen sich die Synchronisierungsvorgänge bei den einzelnen Gangschaltungen weitgehend anpassen. Eine Abstimmung der Synchronisierung auf die jeweils vorliegenden Vorhältnisse bei verschiedenen Getrieben und in verschiedenen Gängen kann also leicht vorgenommen werden. Das Getriebe ist demnach in weitestem Maße im Hinblick auf seine Synchronisierung anpaßba@.

Claims

Ansprüche

1. Mechanisch synchronisiertes Schaltgetriebe, insbesondere für für Kraftfahrzeuge, mit einem mit der Antriebswelle gekuppelten Gleichlaufkörper, dessen Zahnkranz, vorzugsweise von beiden Seiten, jeweils ein Führungskragen eines Synchronringes untergreift, der auf diesem Kragen vornehmlich drei gleichmäßig zueinander versetzte Synchronnocken einer vorgesehenen Breite trägt, die in Ausnehmungen größerer Breite im Gleichlaufkörper eingreifen, dessen Zahnlranz mit einer entsprechenden Innenverzahnung einer Schiebemuffe kämmt, bei deren Verschiebung in einer der Achsrichtungen sich ein Innenkonus des Synchronringes auf einen Außenkonus eines zu synchronisierenden 2almrades aufschiebt und bei deren weiterer Verschiebung ihre Innenverzahnung zunächst eine Kurzverzahnung am Synchronring und dann eine Kurzverzahnung am Zahnrad übergreift, von dem das zu übertragende Drehmoment gegebenenfalls über weitere Zahnräder auf die Abtriebswelle übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Schiebemuffe ( im Bereich der Nuten (4) im Gleichlaufkörper (2) hinsichtlich der Breite der Synchronnocken (5) breitere Nuten (l4) und inmitten dieser Nuten (14) jeweils ein Zahn (15) vorgesehen sind, der beim Versciiieben der Schiebemuffe (11) in eine im zugehörigen Synchronnocken (5) befindliche Lücke (16) eingreift, deren Gleitflächen (17) wenigstens teilweise in der Aufschieberichtung konvergent verlaufen.

2. Schaltgetriebe nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß sich die in den Nuten (4, 14) des Gleichlaufkorpers (2) und der Schiebemuffe (ii) einander zugekehrten Frontflächen (27) der Synchronnocken (5) wenigstens annähernd berühren.

3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breiten der Nuten (1i) im Gleichlaufkörper (2) wenigstens annähernd gleich sind denen (l11) in der Schiebemuffe (11).

4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (4) im Gleichlaufkörper (2) breiter sind als die (14) in der Schiebemuffe (11).

5. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (14) in der Schiebemuffe (11) breiter sind als die (4) im Gleichlaufkörper (2).

6. Schaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenliber liegenden Gleitflächen (17) in den Lücken (lf)) der Synchronnocken (5) verschieden geneigt sind.

7. Schaltgetriebe nach den Anspn'ichen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Gleitflächen (17) die, größte Tiefe der Lücke (16) in den Synchronnocken (5) einnehmen.

8. Schaltgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennnzeichnet, daß die kleineren Teile (18) der Gleitflächen (17) im Synchronnocken (5) parallel zueinander verlaufen.

9. Schaltgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die kleineren Teile (18) der Gleitflächen (17) im Synchronnocken (5) in Aufschieberichtung divergent verlaufen.

10. Schaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn (15), der jeweils in einer Nut (14) der Schiebemuffe (11) angeordnet ist, sich in Achsrichtung zu seinen Enden hin ver jüngende Schrägflächen (19) aufweist.

11. Schaltgetriebe nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -net, daß der Zahn (5) zwischen den zu seinen Endeii hin konvergent verlaufenden Schrägflächen (190 parallel zueinander und zur Achsrichtung verlaufende Seitenflächen (21) aufweist.

L e e r s e i t e