DE2616534A1

DE2616534A1 - Synchronisationsvorrichtung fuer schaltgetriebe

Info

Publication number: DE2616534A1
Application number: DE19762616534
Authority: DE
Inventors: Jean Claude Van Dest
Original assignee: Massey Ferguson Services NV
Current assignee: Massey Ferguson Services NV
Priority date: 1975-04-23
Filing date: 1976-04-14
Publication date: 1976-11-11
Also published as: GB1546865A; IT1059112B; ES447261A1; FR2308829A1; AU1258776A; BR7602532A; CA1034795A; US4008624A; AR210119A1

Description

Synchronisationsvorrichtung für Schaltgetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Synchronisier ungs vorrichtungen für insbesondere bei Kraftfahrzeugen zu benutzende, mit Kupplungsträgern ausgerüstete Schalt- bzw. Wechselgetriebe, und sie betrifft insbesondere Schaltgetriebe, bei denen elastische, geschlitzte Synchronisationsringe vorhanden sind, die durch Sperreinrichtungen zum Zweck der Steigerung ihrer Servowirkung beeinflußbar und jeweils zwischen jedem der elastischen, geschlitzten Synchronisationsringe und der Nabe des zugehörigen Kupplungsträgers angeordnet sind.

Es ist beispielsweise bekannt, bei einem Schaltgetriebe eine Synchronisationsvorrichtung zu benutzen, bei der ein antreibendes Element vorhanden ist, ferner ein antreibbares Element, ein zusammendrückbarer, geschlitzter, elastischer bzw. federnder Synchronisationsring, der durch eines der beiden Elemente unterstützt wird, und zwischen dessen Enden im Bereich des

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Schlitzes eine Lücke vorhanden ist sowie eine bewegbare Kupplungseinrichtung, die von dem betreffenden anderen Element getragen wird und dann, wenn sie in Eingriff mit dem Synchronisationsring gebracht wird, eine Synchronisation der beiden Elemente bewirkt, und zwei segmentförmige, kreisbogenförmig gekrümmte Sperrglieder, die einander gegenüber in dem Synchronisationsring angeordnet sind und dazu dienen, seine Servowirkung zu steigern; hierbei besitzt jedes Sperrglied ein dem Schlitz des Synchronisationsrings benachbartes Ende, während die anderen Enden der Sperrglieder durch einen Abstand voneinander getrennt und in einem Abstand vom Schlitz des Synchronisationsrings angeordnet sind; in dem den Synchronisationsring tragenden Element ist an dem genannten entfernten Punkt ein erster Anschlag verankert, der sich zwischen den anderen Enden der Sperrglieder erstreckt, die mit ihm zusammenarbeiten können; ein zweiter Anschlag erstreckt sich zwischen den Enden des Synchronisationsrings sowie zwischen den Enden der Sperrglieder, die dem Schlitz des Synchronisationsrings benachbart sind, so daß eine Drehung des Synchronisationsrings in einer bestimmten Richtung bewirkt, daß der zweite Anschlag zur Anlage am benachbarten Ende des Sperrgliedes gebracht wird, das sich in der Bahn des zweiten Anschlags befindet, um das genannte Sperrglied zu veranlassen, einen Druck auf den ersten Anschlag auszuüben, so daß seine Außenfläche gegen die Innenfläche des Synchronisationsrings gedrückt wird, um hierdurch das antreibbare Element auf die Drehzahl des antreibenden Elements zu beschleunigen. Sobald das antreibbare Element im wesentlichen die Drehzahl des antreibenden Elements erreicht hat,

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verringert sich die Wirkung der Beschleunigung bzw. der Massenträgheit auf das betreffende Sperrglied auf einen solchen Wert, daß dieses Sperrglied keinen Druck mehr auf den Synchronisationsring ausübt, so daß keine Kraft mehr wirkt, die ausreicht, um das Kupplungselement daran zu hindern, das antreibbare und das antreibende Element vollständig in Kupplungseingriff zu bringen.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei großen Synchronisationsvorrichtungen, bei denen das antreibbare Element Mitnahmeoder Schleppkräften ausgesetzt ist, die z.B. auf das Vorhandensein von zähflüssigem Öl oder von anderen umlaufenden Bauteilen zurückzuführen sein können, selbst dann, wenn sich die Beschleunigungs- oder Trägheitskräfte in der soeben beschriebenen Weise auf Null verringern, diese"Schleppkräfte ein so großes Ausmaß erreichen können, daß sie das Sperrglied in einem Betriebszustand halten, bei dem es dem Synchronisationsring nicht ermöglicht, sich zusammenzuziehen, damit das Kupplungselement das antreibende und das antreibbare Element miteinander kuppeln kann. Es ist bereits versucht worden, diese Schwierigkeit durch die Verwendung eines elastischen Verbindungsgliedes zwischen den antreibenden und antreibbaren Elementen zu vermeiden, das während des Betriebs einen erheblichen Teil der gesamten Kraft überträgt, welche zwischen dem antreibenden und dem antreibbaren Element übertragen werden muß, um hierdurch das betreffende segmentförmige, kreisbogenförmig gekrümmte Sperrglied zu entlasten, damit sich der Synchronisationsring zusammenziehen kann, sobald der Gleichlauf

zwischen den beiden Kraftübertragungselementen erreicht ist. Bei der Verwendung eines elastischen Elements zum Vorspannen des Synchronisationsrings in eine Mittellage zur Entlastung des kreisbogenförmig gekrümmten Sperrgliedes wird von der Annahme ausgegangen, daß es dem elastischen Element möglich ist, die einer solchen Bewegung einen Widerstand entgegensetzenden Reibungskräfte zu überwinden. In der Praxis zeigt es sich, daß bei bestimmten Betriebsbedingungen der Synchronisationsring, der gewöhnlich durch vorspringende Zähne auf dem antreibbaren Element festgehalten wird, mit einer sehr großen Kraft gegen die Zähne des kreisbogenförmig gekrümmten Sperrgliedes gedrückt wird, und daß es daher dem elastischen Element nicht möglich ist, eine Bewegung des Synchronisationsrings in seine Mittellage herbeizuführen.

Die vorstehend geschilderten Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der Synchronisationsring in einem Becherteil angeordnet ist, das den Ring so abstützt, daß er den erforderlichen maximalen Außendurchmesser annimmt und sich daher leichter in seine Mittellage bewegen läßt.

Ein sich aus der Verwendung eines solchen Becherteils ergebender weiterer Vorteil besteht darin, daß man das Becherteil so lagern kann, daß es in einem gewissen Ausmaß schwimmend unterstützt ist, damit der Synchronisationsring eine konzentrische Lage gegenüber der bewegbaren Kupplungseinrichtung einnehmen kann.

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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Teil eines Längsschnitts durch ein Schaltgetriebe, das mit einer Synchronisationsvorrichtung bekannter Art ausgerüstet ist;

Fig. 2 in einer Fig. 1 ähnelnden Darstellung einen Teil eines Wechselgetriebes mit einer erfindungsgemäßen Synchronisationsvorrichtung;

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 in einem Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2; und

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Teil eines Schaltgetriebes bekannter Art sind die sich bezüglich ihres Durchmessers unterscheidenden Zahnräder 2 und 3 *uf einer antreibbaren Welle 1 drehbar gelagert, doch können sie sich längs dieser Welle nicht verschieben. Die Zahnräder 2 und 3 stehen in ständigem Eingriff mit nicht dargestellten weiteren Zahnrädern, die auf bekannte Weise auf einer Antriebswelle montiert sind. Mit der Welle 1 ist ein Buchsenträger 4 verkeilt, der eine Zahnradkupplungsmuffe 5 unterstützt, welche längs der Achse der Welle 1 verschiebbar ist. Auf der Welle 1 sind zwischen dem Buchsenträger 4 einerseits und den Zahnrädern 2 und 3 andererseits Anschlagseheiben 6 und 7 angeordnet. Auf den Naben der Zahnräder 2 und 3 sitzen Kupplungsträger 8 und 9, die mit Zahnradzähnen 10 bzw. 11 versehen sind. Die verschiebbare Kupplungs-

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muffe 5 weist eine Innenverzahnung 12 auf, die je nach der Verschiebungsrichtung der Kupplungsmuffe am Ende eines Schaltvorgangs in Eingriff mit den Zähnen 10 bzw. den Zähnen 11 kommt. Die Kupplungsmuffe 5 ist mit dem Buchsenträger 4 auf bekannte Weise verkeilt, und zwar entweder nit Hilfe ihrer Zähne 12 oder durch mehrere Führungsleisten 4¹ bekannter Art, die in Abständen über den Umfang des Buchsen- bzw. Kupplungsmuffenträgers 4 verteilt sind.

Die Kupplungsträger 8 und 9 sind jeweils mit einer Nabe 13 bzw. 14 versehen, die sich in Richtung auf den Muffenträger erstrecken, und auf jeder der Naben 13 und 14 ist ein geschlitzter, elastischer, vorgespannter Synchronisationsring 15 angeordnet, der gegen Längsbewegungen durch einen zugehörigen Sprengring 16 gesichert ist, welcher in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise in die betreffende Nabe eingebaut ist. Die Vorspannung der Synchronisationsringe wird dadurch aufrechterhalten, daß jeweils eine achsparallele Schulter die benachbarten Enden der Zähne 10 bzw. 11 untergreift. Diese Vorspannung wird beim Betätigen der Synchronisationsvorrichtung noch vergrößert, so daß eine erhebliche Reibungskraft z.B. zwischen dem Synchronisationsring 15 und den Zähnen auftreten kann, die möglicherweise eine relative Drehbewegung verhindert.

Bei der in Fig. 2 bis 4 dargestellten Konstruktion nach der Erfindung sind sich bezüglich ihres Durchmessers unterscheidende Zahnräder 22 und 23 auf einer Welle 21 drehbar gelagert, Mit der Welle 21 ist ein Kupplungsmuffenträger 24 verkeilt,

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der eine axial verschiebbare Zahnradkupplungsmuffe 25 trägt. Auf der Welle 21 sind zwischen dem Muffenträger 24 einerseits und den Zahnrädern 22, 23 andererseits Anschlagscheiben 26 und 27 angeordnet. Die Zahnräder 22 und 23 weisen Ansätze 28 und 29 als Kupplungsunterstützungen auf, die mit Zahnradzähnen 30 bzw. 31 versehen sind. Die verschiebbare Kupplungsmuffe hat eine Innenverzahnung 32, die je nach der Verschiebungsrichtung der Kupplungsmuffe am Ende eines Schaltvorgangs in Eingriff mit den Zähnen 30 bzw. den Zähnen 31 kommt. Die Kupplungsmuffe 25 ist mit dem Muffenträger 24 auf bekannte V/eise mit Hilfe von drei Führungsleisten 36 verkeilt, die in gleichmäßigen Abständen über den Umfang des Muffenträgers verteilt sind.

Die Kupplungstragansätze 28 und 29 sind mit sich in Richtung auf den Muffenträger 24 erstreckenden Nabenabschnitten 33 und

34 versehen, und auf jedem dieser Nabenabschnitte ist ein geschlitzter, elastischer, vorgespannter Synchronisationsring

35 angeordnet. Die Vorspannung wird bei jedem Synchronisationsring 35 durch ein Becherteil 37 aufrechterhalten, das den zugehörigen Synchronisationsring oder einen Teil desselben umschließt und im zusammengedrückten Zustand hält. Zu dem Becherteil 37 gehört ein ring- oder scheibenförmiger Abschnitt 38, der gemäß Fig. 4 mit lockerem Sitz auf den Nabenabschnitt 33 bzw. 34 aufgeschoben ist und an seinem äußeren Rand einen sich axial erstreckenden Ansatz 39 aufweist. Gemäß Fig. 4 hat der Synchronisationsring 35 einen axialen Ansatz 40, der sich nach dem Zusammendrücken des Synchronisationsrings in Eingriff mit dem axialen Ansatz 39 des Becherteils 37 bringen läßt, um dann

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in seiner Lage gahalten zu v/erden. Die Reibfläche 41 ist gegenüber dem Becherteil 37 radial nach außen versetzt. Die radialen Begrenzungsflächen der Kupplungstragansätze 28 und 29 sind gemäß Fig. 4 mit Aussparungen 42 von geringer Tiefe versehen, so daß eine glatte, vorspringende Ringfläche 43 am äußeren Umfang vorhanden ist, die als Stützfläche für die Rückseite des betreffenden Becherteils 37 zur Wirkung kommt.

Gemäß Fig. 3 ist der Nabenabschnitt 33 mit drei Schlitzen 44, 45 und 46 versehen. In den ersten Schlitz 44 greift ein erster Anschlag 47 ein, während die Schlitze 45 und 46 die zugehörigen Enden 48 und 49 eines elastischen Rings 50 aufnehmen. Der federnde Ring 50 ist so vorgespannt, daß er die aus Fig. ersichtliche Lage einnimmt. Ferner ist ein zweiter Anschlag vorhanden, der mit lockerem Sitz in dem Raum zwischen dem Nabenabschnitt 33 und dem geschlitzten Synchronisationsring 35 angeordnet ist, so daß er in den Schlitz des Synchronisationsrings hineinragt. Schließlich sind gemäß Fig. 2 segmentförmige, kreisbogenförmig gekrümmte Sperrglieder 52 und 53 vorhanden, die innerhalb des geschlitzten Synchronisationsrings 35 zwischen dem ersten Anschlag 47 und dem zweiten Anschlag 51 angeordnet sind.

Im folgenden ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Synchronisationsvorrichtung beschrieben. Wird die Kupplungsmuffe 25 axial verschoben, kommen die Zähne 32 der Innenverzahnung in Reibungsberührung mit dem betreffenden Synchronisationsring 35, so daß dieser mitgenommen wird. Der Synchronisationsring kommt hierbei zur Anlage an dem zweiten Anschlag 51, der dann

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mit dem Ende 49 des federnden Rings 50 und dem kreisbogenförmig gekrümmten Sperrglied 52 zusammenarbeitet. Das Sperrglied 52 wird nach außen verformt, so daß es nach außen an den Synchronisationsring 35 angedrückt wird, um den Synchronisationsring fest gegen den axialen Ansatz 39 des Becherteils 37 zu drücken, wobei gleichzeitig eine Kraft aufgebracht wird, um das Zahnrad 22 über den Anschlag 47 zu beschleunigen. Sobald der Gleichlauf erreicht ist, drückt der federnde Ring 50, der so verformt worden ist, daß sein Ende 49 während des Synchronisationsvorgangs außer Eingriff gekommen ist, jetzt den Anschlag 51 zurück, und hierbei muß er auch den Synchronisationsring 35 zurückdrücken. Dies wird durch das Vorhandensein des Becherteils 37 erleichtert, das den Synchronisationsring 35 so unterstützt, daß nur geringe Reibungskräfte auf den Synchronisationsring wirken.

Sobald der zweite Anschlag zurückgedrückt worden ist, kann das kreisbogenförmig gekrümmte Sperrglied 52 entspannt werden, so daß der Synchronisationsring 35 von den nach außen gerichteten Kräften entlastet wird. Nunmehr zieht sich der Synchronisationsring 35 zusammen, die Kupplungsmuffe 25 gleitet über den Synchronisationsring hinweg, und die Verzahnungen 32 und 30 kommen in Eingriff, wodurch der Schaltvorgang beendet wird.

Da sich das Becherteil 37 und der Synchronisationsring 35 leicht zurückbewegen lassen, ist es möglich, einen relativ schwachen federnden Ring 50 zu verwenden.

Ein weiterer Vorteil der Unterbringung des Synchronisationsrings 35 in dem Becherteil 37 besteht darin, daß es der lockere

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Sitz des Becherteils 37 auf dem Nabenabschnitt 33 bzw. 34 dem Synchronisationsring 35 ermöglicht, eine konzentrische Lage zu der Innenverzahnung 32 der Kupplungsmuffe 25 einzunehmen, was natürlich sehr erwünscht ist.

Schließlich besteht ein Vorteil der Erfindung darin, daß der Synchronisationsring 35 die Verzahnung 30 bzw. 31 nicht berührt, so daß eine Abnutzung dieser Verzahnungen infolge einer Reibungsberührung vermieden wird.

Jede der beiden in Fig. 2 dargestellten Synchronisationsvorrichtungen ist geeignet, eine Synchronisation in beiden Drehrichtungen herbeizuführen. Diese beiden Richtungen ergeben sich, wenn die Welle 21 schneller oder langsamer als beispielsweise das Zahnrad 22 umläuft, so daß eine Synchronisation erforderlich ist.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

Patentansprüche:

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Synchronisationsvorrichtung für Schaltgetriebe mit einem geschlitzten, elastischen Synchronisationsring, einem Sperrglied zum Beeinflussen des Synchronisationsrings bei einer bestimmten Arbeitsrichtung während eines Synchronisationsvorgangs, wobei das Sperrglied gekrümmt und innerhalb des Synchronisationsrings angeordnet ist, sowie mit einander gegenüberliegenden Anschlägen, wobei' das Sperrglied von den Anschlägen getrennt ist und zwischen ihnen so abgestützt ist, daß sich seine Enden an den Anschlägen abstützen, wenn es sich in seiner Sperrstellung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger (37) zum Halten des Synchronisationsrings (35) vorhanden ist, daß dieser Träger einen axialen Ansatz (39) aufweist, der den Synchronisationsring daran hindert, sich über einen gewünschten Durchmesser hinaus aufzuspreizen, und daß der Träger in die Synchronisationsvorrichtung so eingebaut ist, daß es dem Träger und dem Synchronisationsring möglich ist, begrenzte radiale Bewegungen gegenüber der Synchronisationsvorrichtung auszuführen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (37) als becherähnliches Bauteil (38, 39) ausgebildet ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine federnde Einrichtung (50) so angeordnet ist, daß sie jeweils durch eine Bewegung eines der Anschläge (51, 47) zur
Wirkung gebracht wird, um den betreffenden Anschlag in einer
Rückstellrichtung vorzuspannen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (37) als becherähnliches Bauteil (38, 39) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Sperrglied (53) zum Synchronisieren in einer zweiten Arbeitsrichtung vorhanden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Einrichtung (50) so angeordnet ist, daß sie durch eine Bewegung eines Anschlags (51) ohne Rücksicht auf die Arbeitsrichtung zur Wirkung gebracht wird und den Anschlag in
einer Rückstellrichtung vorspannt.

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