DE2452768A1

DE2452768A1 - LOCKING SYNCHRONIZATION DEVICE FOR GEAR CHANGE-OVER GEARS, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLES

Info

Publication number: DE2452768A1
Application number: DE19742452768
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Ing Bernau
Original assignee: IFA GETRIEBEWERKE BRANDENBURG
Current assignee: IFA GETRIEBEWERKE BRANDENBURG
Priority date: 1973-11-12
Filing date: 1974-11-07
Publication date: 1975-08-28
Also published as: YU36399B; YU299874A; IT1050259B; GB1452385A; FR2250920B1; FR2250920A1; HU169552B; DD111449A1

Description

11.11.

SperrSynchronisi er einrichtung für Zahnräderwechselgetriebe insbesondere für KraftfahrzeugeLocking synchronizer device for gear change gears especially for motor vehicles

Die Erfindung betrifft eine Sperrsynchrqnisiereinrichtung für Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, bei der ein Muffenträger drehfest, axial verschiebbar auf einer Getriebewelle zwischen zwei wahlweise kuppelbaren, auf der Welle drehbar gelagerten Zahnrädern angeordnet ist, eine axial verschiebbare, drehfest mit dem Muffenträger verbundene Schaltmuffe trägt und beidseitig Kegelhülsen aufnimmt, die während·des Synchronvorganges mit Gleichlaufkegeln an den Zahnrädern zusammenwirken. Es sind Synchronisiereinrichtungen bekannt, bei denen die Sperrwirkung während des Synchronvorganges durch an den Kegelhülsen · angebrachte, der Schaltverzahnung ähnelnde Sperrzähne erzielt wird, wobei besondere Lücken zwischen den Sperrzähnen eine Drehwegbegrenzung der Kegelhülse ermöglichen. Bei anderen Synchronisiereinrichtungen sind an den aus Cu-Zn-Legierungen bestehenden geschmiedeten Kegelhülsen Ansätze für die Drehwegbegrenzung der Kegelhülse und zur Aufnahme angenieteter Sperrelemente aus gehärtetem Stahl vorgesehen» Es sind weiterhin Synchronisiereinrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen das Sperrelement gleichzeitig in Ausnehmungen der beiden nebeneinanderliegenden Kegelhülsen eingreift, wobei die Ausnehmungen entweder an den Stirnseiten oder am Umfang der Kegelhülsen angeordnet sind, das Sperrelement zwischen den Kegelhülsen geführt wird und diese gegen Verdrehung begrenzt, während die Kegelhülsen durch eine Druckfeder ständig gegen die Gl eichlauf kegel an den Zahnrädern gedrückt werden«. Eine Begrenzung des Schaltweges der Schaltmuffe ist bei Muffen mit durchgeräumtem Zahnprofil nicht in jedem Falle vorhanden» Teilweise besitzt die Schaltverzahnung einen Ansatz, der als Anschlag dient. Es gibt auch Synchronisiereinrichtungen, die im Mittelteil der Schaltmuffe einen umlaufenden Bund besitzen, der den Schaltweg begrenzt, während die Sehaltverzahnung nur an beiden Seiten der Muffe eingearbeitet ist.The invention relates to a locking synchronization device for gear change transmissions for motor vehicles, in which a sleeve carrier non-rotatably, axially displaceable on a gear shaft between two optionally couplable, rotatably mounted on the shaft Gears is arranged, carries an axially displaceable, rotatably connected to the sleeve carrier and shift sleeve receives tapered sleeves on both sides, which during the synchronous process cooperate with constant velocity cones on the gears. Synchronizing devices are known in which the locking effect during the synchronizing process is achieved by acting on the conical sleeves attached ratchet teeth similar to the switching teeth is achieved, with special gaps between the ratchet teeth limiting the range of rotation enable the tapered sleeve. With other synchronizers are approaches for limiting the rotation range on the forged tapered sleeves made of Cu-Zn alloys the conical sleeve and intended to accommodate riveted locking elements made of hardened steel » Synchronization devices have also been proposed in which the locking element is simultaneously in recesses engages the two adjacent tapered sleeves, wherein the recesses are arranged either on the end faces or on the circumference of the conical sleeves, the locking element between the Conical sleeves is guided and this is limited against rotation, while the conical sleeves are constantly counteracted by a compression spring the smooth running cones are pressed against the gears «. A limitation of the switching path of the shift sleeve is with sleeves with cleared tooth profile not always available » Some of the gear teeth have a shoulder that serves as a stop. There are also synchronizers that have a circumferential collar in the middle part of the shift sleeve, which limits the switching travel, while the stop gearing only is incorporated on both sides of the sleeve.

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nachteilig wirkt sich bei den Synchronisiereinrichtungen, bei denen die Sperrwirkung durch an. den Kegelhülsen angebrachte Sperrzähne erreicht wird, der für die Sperrzähne erforderliche Bauraum aus, wodurch sich die Baulänge der Synchronisierung vergrößert. Außerdem sind die Sperrzähne hohem Verschleiß unterworfen, da die Kegelhülsen vorwiegend aus Metall geringer Härte bestehen. Es müssen deshalb verschleißfeste Schichten aufgetragen werden, was wiederum mit erhöhtem Arbeitsaufwand verbunden ist.it has a disadvantageous effect in the case of the synchronizing devices in which the locking effect occurs . ratchet teeth attached to the cone sleeves, the space required for the ratchet teeth is achieved, which increases the overall length of the synchronization. In addition, the ratchet teeth are subject to high wear, since the tapered sleeves are mainly made of metal of low hardness. Wear-resistant layers must therefore be applied, which in turn involves increased workload.

Bei Synchronisiereinrichtungen mit Kegelhülsen als komplizierte Schmiedeteile aus Cu-Zn-Legierungen besteht, der Nachteil besonders darin, daß an den Anschlagflächen der Kegelhülsen zum Zweck der Drehwegbegrenzung Verschleiß entsteht, der die Funktion beeinträchtigt. Synchronisiereinrichtungen, bei denen das Sperrelement gleichzeitig in Ausnehmungen der beiden nebeneinanderliegenden Kegelhülsen eingreift und die Kegelhülsen ständig durch eine Druckfeder gegen die Gleichlaufkegel gedrückt werden, haftet der Nachteil an, daß durch das ständige über Federkraft erzeugte Schleifen erhöhte Reibung, Erwärmung und Verschleiß auftritt«In the case of synchronizing devices with tapered sleeves as complicated forgings made of Cu-Zn alloys, the disadvantage is particular in the fact that wear occurs on the stop surfaces of the tapered sleeves for the purpose of limiting the rotation path, which causes the Function impaired. Synchronization devices in which the locking element is simultaneously in recesses of the two adjacent Taper sleeves engages and the taper sleeves are constantly pressed against the constant velocity cone by a compression spring there is the disadvantage that the constant grinding generated by the spring force increases friction and heating and wear occurs "

Bei Synchronisiereinrichtungen, die keine Begrenzung des Schaltweges der Schaltmuffe aufweisen, erweist sich.als nachteilig, daß ein höherer Genauigkeitsaufwand bei den Führungen der Betätigungsorgane, z, B, Schaltgabeln, erforderlich ist. Synchronisierungen mit einem Ansatz an der Schaltverzahnung zur Schaltwegbegrenzung haben den !fachteil, daß entweder Sonderwerkzeuge für die Herstellung der Schaltverzahnung erforderlich sind oder die wirksame Fläche der formschlüssigen Verbindung verringert werden muß. Schließlich wirkt sich der umlaufende Bund in der Schaltmuffe als Sehaltwegbegrenzung, wie er bei anderen Synchronisiereinrichtungen vorgeschlagen wird, deshalb nachteilig aus, weil für das Einarbeiten der an beiden Seiten der Muffe vorgesehenen Schaltverzahnung ein erhöhter Fertigungsaufwand erforderlich ist.In the case of synchronizing devices that do not have any limitation of the shifting path of the shift sleeve, it turns out to be disadvantageous that a higher level of precision in the guides of the actuators, e.g. shift forks, is required. Synchronizers with an approach to the shift gearing to limit the shift travel have the! Specialized part that either special tools are required for the production of the switching teeth or the effective area of the positive connection must be reduced. Finally, the encircling affects Bund in the shift sleeve as a stop travel limit, such as it is proposed in other synchronizers, therefore disadvantageous because for the incorporation of both Side of the sleeve provided switching teeth an increased manufacturing effort is required.

Zweck der Erfindung ist, die aufgeführten Mängel zu vermeiden und eine Lösung vorzuschlagen,' die eine einwandfreie, verschleißarme Funktion gewährleistet, fertigungstechnisch einfach und somit kostengünstig ist₀ Purpose of the invention is to avoid the deficiencies referred to and to provide a solution, 'which guarantees a perfect, low-wear function, manufacturing technically simple and therefore inexpensive ₀

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Sperrsynchronisier ung zu schaffen, die bei kürzester Baulänge eine verschleißfeste, jederzeit funktionssichere Drehwegbegrenzung der in Sperrstellung gehenden Kegelhülsen und eine sichere, keinen zusätzlichen Bauraum benötigende Schaltwegbegrenzung der mit durchgeräumten Schaltzahnprofil versehenen Schaltmuffe besitzt.■ Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelö's.t, daß am Stahlkörper von Kegelhülsen gehärtete Sperrnocken vorhanden sind, deren Sperrschrägen mit passenden Sperrschrägen einer Schaltmuffe zusammenwirken, die an zwischen segmentförmig ausgebildeter, durchgeräumter Sehaltverzahnung der Schaltmuffe liegenden Ansätzen angearbeitet sind₀ The invention is based on the object of creating a locking synchronizer which, with the shortest overall length, has a wear-resistant, functionally reliable rotation limit of the tapered sleeves going into the locking position and a safe, no additional installation space required switching path limitation of the shift sleeve provided with cleared tooth profile. ■ According to the invention, the The task is solved by the fact that on the steel body of conical sleeves hardened locking cams are present, the locking bevels of which interact with matching locking bevels of a shifting sleeve, which are attached to lugs located between segment-shaped, cleared retaining teeth of the shifting sleeve ₀

Auf der Gegenseite der Sperrschrägen weisen die Ansätze der Schaltmuffe parallel zur Stirnseite der Schaltmuffe angeordnete Anschlagflächen auf, die als Anschlag der Schaltmuffe an der Verzahnung von Gleichlaufkegeln dienen und damit den Schaltweg der Schaltmuffe begrenzen. Die Sperrnocken der Kegelhülsen besitzen außer den Sperrschrägen axial vorstehende Anlageflächen, die sich an entsprechende in Ausnehmungen eines die Schaltmuffe aufnehmenden Muffenträgers vorgesehene Flächen anlegen, wodurch der Drehweg bei der Drehung der Kegelhülsen in Sperrstellung begrenzt wird.On the opposite side of the locking bevels, the approaches of the shift sleeve are arranged parallel to the face of the shift sleeve Stop surfaces that serve as a stop of the shift sleeve on the teeth of constant velocity cones and thus the shift travel limit the shift sleeve. In addition to the locking bevels, the locking cams of the tapered sleeves have axially protruding contact surfaces, the surfaces provided in corresponding recesses in a sleeve carrier receiving the shift sleeve apply, whereby the turning path is limited when turning the tapered sleeves in the locked position.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden«.
Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is to be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
The accompanying drawings show:

Mg«, 1 Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der Synchronisiereinrichtung (Schnittverlauf B-B auf Fig. 2)Mg «, 1 sectional view of the exemplary embodiment of the synchronizing device (Section B-B on Fig. 2)

Fig. 2 Schnitt A-A nach Pig· 1Fig. 2 Section A-A according to Pig · 1

Fig. 3 Darstellung der Kegelhülse mit den an den gehärteten Sperrnocken vorgesehenen Sperrflächen und den axial vorstehenden Anlageflächen zur Drehwegbegrenzung3 shows the conical sleeve with the locking surfaces provided on the hardened locking cams and the locking surfaces axially protruding contact surfaces to limit the range of rotation

Fig. 4 Ausschnitt aus der Draufsicht auf die Innenkontur der Schaltmuffe mit den geschnittenen Sperrnocken der Kegelhülsen in Sperrstellung bzw. Mittelstellung (Durchschalten der Muffe)Fig. 4 Excerpt from the top view of the inner contour of the shift sleeve with the cut locking cams of the conical sleeves in the locking position or central position (Switching through the sleeve)

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Auf der Welle 1 eines Wechselgetriebes sind die beiden kuppelbaren Zahnräder 2;3 mit auf diesen fest aufgebrachten Gleichlaufkegeln 4;5 drehbar gelagert. Zwischen den Zahnrädern 2;3 sitzt der auf der Welle 1 drehfest, aber axial verschiebbar angeordnete Muffenträger 6„ Durch diesen wird über die Verzahnung 7 das Drehmoment von der Welle 1 auf die Schaltmuffe 8 übertragen, die auf dem Muffenträger 6 axial verschiebbar angeordnet ist. Die Betätigung der Schaltmuffe 8 erfolgt in bekannter Weise durch eine nicht dargestellte Schaltgabel, die in die Hut 9 der Schaltmuffe 8 eingreift₀ Die Kraftübertragung auf das Zahnrad 2 oder 3 erfolgt über Schaltverzahnung 10 der Schaltmuffe 8, die bei Axialverschiebung in die Schaltverzahnung 11 bzw. 12 der Gleichlaufkegel 4 bzw. 5 eingreift₀ Außerdem besitzen die auf den Zahnrädern 2}3 befestigten Gleichlaufkegel 4;5 auf ihrer dem Muffenträger 6 zugewandten Seite Je einen kegelförmigen Bund 13 bzw. 14» auf dem sich die Kegelhülsen 15 bzw. 16 mit ihren kegelstumpfförmigen Bohrungen 17 bzw. 18 unabhängig voneinander selbst zentrieren und während des Synchronvorganges zur Erzeugung der Reibarbeit aufeinander wirken.On the shaft 1 of a gearbox, the two couplable gears 2; 3 are rotatably mounted with constant velocity cones 4; 5 firmly attached to them. Between the gears 2; 3 sits the sleeve carrier 6, which is non-rotatably but axially displaceable on the shaft 1. The operation of the shift sleeve 8 in a known manner is performed by a not-shown shift fork which engages in the cap 9 of the shift sleeve 8 ₀ Power is transmitted to the gear 2 or 3 via switching toothing 10 of the sliding sleeve 8, which at axial displacement in the switching teeth 11 or 12 the constant velocity cone 4 or 5 engages ₀ In addition, the constant velocity cones 4; 5 attached to the gears 2} 3 each have a conical collar 13 or 14 on their side facing the socket carrier 6 on which the conical sleeves 15 and 16 with their Center frustoconical bores 17 and 18 independently of each other and act on each other during the synchronous process to generate the friction work.

Jede Kegelhülse 15ji6 besitzt drei oder mehr am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete gehärtete Sperrnocken 19, von denen Jeder axial vorstehende Anlageflächen 20 aufweist, die ständig in die vorgesehenen Ausnehmungen 21 am Muffenträger 6 hineinragen und der Kegelhülse 15 ;16 nur einen bestimmten Verdrehweg ermöglichen, um in Sperrstellung gehen zu können, wobei dann die Anlageflächen 20 an Flächen 22 in den Ausnehmungen 21 zur Anlage kommen und den Drehweg der Kegelhülse 15;16 begrenzen. Im Bereich der so erreichten Sperrstellung wirkt die Sperrschräge 23 am Sperrnocken 19 mit der an den Ansätze 24 der Schaltmuffe 8 angeordneten Sperrschrägen 25 und verhindert die Weiterbewegung der Schaltmuffe 8 in Schaltrichtung, bevor Gleichlauf zwischen der Schaltmuffe 8 und dem mit dem Zahnrad 2;3 befestigten Gl eichlauf kegel 4;5 erzielt worden ist«, Nach Erreichung des Gleichlaufes zwischen der Schaltmuffe 8 und dem zu kuppelnden Zahnrad 2;3 erfolgt entlang der Sperrschräge 23 eine Rückdrehung der Schaltmuffe 8 aus der Sperr-Each conical sleeve 15ji6 has three or more evenly around the circumference distributed hardened locking cams 19, each of which has axially protruding contact surfaces 20, which constantly protrude into the recesses 21 provided on the sleeve carrier 6 and the conical sleeve 15; 16 only a certain amount of rotation allow to go into the locked position, with then the contact surfaces 20 come to rest on surfaces 22 in the recesses 21 and limit the rotational path of the conical sleeve 15; 16. In the area of the locking position thus reached, the locking bevel 23 acts on the locking cam 19 with that of the lugs 24 of the shift sleeve 8 arranged locking bevels 25 and prevents the further movement of the shift sleeve 8 in the shifting direction before synchronization between the shift sleeve 8 and the smooth running cone 4; 5 attached to the gearwheel 2; 3 has been achieved «, After achieving synchronization between the shift sleeve 8 and the gear 2; 3 to be coupled, the shift sleeve 8 is rotated back along the locking bevel 23 out of the locking

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stellung in die Mitteist ellung, wodurch der Schaltvorgang
zum Einkuppeln der Sehaltνerζahnung 10 an der Schaltmuffe 8 mit der Sehaltverzahnung 11j12 der Gleichlaufkegel 4;5 freigegeben wird» Bei eingekuppelter Schaltmuffe 8 wird der
Schaltweg derselben dadurch begrenzt, daß sich die parallel zur Stirnseite der Schaltmuffe 8 angeordneten Anschlagflächen 26 der Ansätze 24 an die Sehaltverzahnung 11;12 der Gleichlaufkegel 4;5 anlegen.position in the middle position, whereby the switching process
For engaging the safety teeth 10 on the shift sleeve 8 with the safety gears 11j12, the constant velocity cone 4; 5 is released. When the shift sleeve 8 is engaged, the
Switching travel of the same is limited in that the stop surfaces 26 of the lugs 24, which are arranged parallel to the end face of the switching sleeve 8, come into contact with the retaining teeth 11; 12 of the constant velocity cones 4; 5.

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Claims

Pat spoke

Locking synchronizer for gear change transmissions for Motor vehicles with one between two optionally couplable, rotatably mounted on the shaft gear wheels rotatably, but axially displaceably arranged sleeve carrier, the outside one axially displaceable gearshift sleeve carries and on the inside of the toothed segments on each side a tapered sleeve made of composite metal is arranged, which is itself on the constant velocity cones center the gears and independently, independently of each other, can go into the locked position, characterized in that that hardened on the steel body of conical sleeves (15J16) There are locking cams (19) whose locking bevels (23) interact with matching locking bevels (25) of a switching sleeve (8), the approaches lying between segment-shaped, cleared-out gear teeth (7) of the gearshift sleeve (8) (24) are incorporated, these approaches (24) on the opposite side of the locking bevels (25) parallel to the end face the shift sleeve (8) have stop surfaces (26) which act as a stop for the shift sleeve (8) on the toothing (11; 12) of constant velocity cones (4; 5) are used and thus the switching path of the Limit shift sleeve (8), while the locking cams (19) of the conical sleeves (15 »16), except for the locking bevels (23), protrude axially Have contact surfaces (20) which are attached to corresponding recesses (21) in one of the shifting sleeve (8) The sleeve carrier (6) apply the surfaces (22) provided, whereby the rotational path when the conical sleeves (15; 16) rotate in the locked position is limited o