DE3048120A1

DE3048120A1 - Synchronisator fuer ein motorfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE3048120A1
Application number: DE19803048120
Authority: DE
Inventors: Grzegorz Konstanty 42453 Angered Janiszewski
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1981-09-10
Also published as: FR2472110A1; GB2065800B; US4376475A; IT1128707B; SE7910540L; IT8050413A0; JPS5697631A; GB2065800A; FR2472110B1

Description

HOFFMANN EITIiS & PARTNER

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1970) . DI PL.-I N G. W. EITLE ■ D R. RER. N AT. K. H O FFMAN N · DIPL.-ING.W. LEHN

DIPL.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEtLASTRASSE 4 · D-8000 MD NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATH E)

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AB VOLVO,

Göteborg / Schweden

Synchronisator für ein Motorfahrzeuggetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf einen Synchronisator für Motorfahrzeuggetriebe zum Synchronisieren der Drehzahl eines Zahnrades, welches mit einer zusätzlichen Eingriffsverzahnung versehen und drehbar auf einer Welle befestigt ist, mit einer Schiebehülse, welche mit einer korrespondierenden Verzahnung versehen und drehfest,' jedoch axial verschiebbar auf der Welle angeordnet ist, mit einem zwischen dem Zahnrad und der Schiebehülse angeordneten Synchronisierring, welcher mit einem eine Innenverzahnung aufweisenden Radialschenkel zum Eingriff mit der Verzahnung des Zahnrades und einen axial ausgerichteten Schenkel umfaßt, welcher von dem Radialschenkel ausgeht, mit einer am Axialschenkel ausgebildeten äußeren Grenzfläche, die eine konische Reibfläche zum Eingriff mit einer korrespondierenden inneren Reibfläche auf der Schiebehülse bildet, wobei der Synchronisierring in Richtung auf die Schiebehülse mittels einer Federeinrichtung belastet ist, die gegen den Ring drückt.

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Synchronisatoren dieser Art erlauben Reibflächen größeren
Durchmessers als beispielsweise solche Synchronisatoren,
bei denen das Zahnrad mit einer äußeren Reibfläche oder
Synchronxsierkonus für das Zusammenwirken mit einer inneren Reibfläche oder Synchronxsierkonus auf einem Synchronisierring versehen ist. Der Vorteil einer Synchronisierfläche
größeren Durchmessers besteht darin, daß die Schiebekräfte
reduziert werden. Ein anderer Vorteil gegenüber anderen Arten von Synchronisatoren besteht darin, daß die Anzahl der Teile klein ist und daher der Preis für einen derartigen Synchronisator relativ niedrig gehalten werden kann.

Einer der Nachteile der bekannten Konstruktionen gemäß der
eingangs genannten Art besteht jedoch darin, daß sie eine
beträchtlich größere Axialdimension haben als die bekannten Arten. Beispielsweise bei einer aus der US-Patentschrift
3 459 286 bekannten Konstruktion werden die jeweiligen Synchronisierringe durch eine offene Schraubenfeder belastet.
Der Synchronisierring ist so ausgebildet, daß, wenn das
Zahnrad eingelegt ist, die komprimierte Feder im Raum zwischen dem Synchronxsierkonus und den eingreifenden Zähnen des Zahnrades liegt. Zugleich zu der Tatsache, daß diese Lösung einen großen Axialraum erfordert, resultiert dies ebenso in einer nicht-symmetrischen Belastung des Synchronisierrxnges. Ein
anderer Nachteil besteht darin, daß eine beträchtliche Reibung zwischen der Feder, dem Synchronisierring und den eingreifenden Zähnen auftritt, welches eine erhebliche Vorspannung erfordert, die jedoch das Verschieben schwierig gestaltet und die Abnützung zwischen der Schiebegabel und der Schiebehülse erhöht.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und einen Synchronisator der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher mit derselben oder einer kleineren Axialdimension hergestellt werden kann, als

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beispielsweise bei einem Synchronisator mit einem Innenkonus auf dem Ring und einem Außenkonus am Zahnrad.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Axialschenkel des Synchronisierringes in Richtung auf die Schiebehülse gerichtet ist und daß der Ring durch eine koaxial zur Welle angeordnete Ringfeder symmetrisch belastet wird.

Die Erfindung basiert auf dem Prinzip der Idee des Drehens des Synchronisierrings im Synchronisator entsprechend der US-Patentschrift 3 459 286 in entgegengesetzter Richtung und der Verwendung des Raums radial innerhalb des Synchronisierkonus nicht für eine Feder, sondern für einen Abschnitt der Nabe der Schiebehülse. Dies ist entsprechend der Erfindung dank der Tatsache möglich, daß die Schraubenfeder durch ein Ringfederglied ersetzt wird, beispielsweise einen wellenförmigen Federring, welcher im zusammengedrückten Zustand einen sehr kleinen Axialraum einnimmt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Synchronisators entsprechend der Erfindung im Neutralzustand,

Fig. 2 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 bei eingelegtem Gang,

Fig. 3 eine Ansicht mit der Darstellung des Eingriffs zwischen den Eingriffszähnen des Synchronisierringes und des Zahnrades,

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Fig. 4 bis 6 verschiedene Ausführungsfonr.en von Federn für den Synchronisierring in Stirnansicht und Seitenansicht.

In Figur 1 und 2 sind zwei Zahnräder 1 und 2 drehbar durch Lager oder Nadellager auf einer Hauptwelle 3 des Getriebes (im einzelnen hier nicht mehr dargestellt) gelagert. Jedes Zahnrad 1, 2 ist nicht drehbar mit einem individuellen Eingriff ring 4 verbunden. Zwischen den Zahnrädern befindet sich eine Nabe 5 für eine Schiebehülse 6. Die Nabe 5 ist mittels Splinten drehfest mit der Welle 3 verbunden und ist mit einer Außenverzahnung 7 versehen, welche in eine ■ korrespondierenden Innenverzahnung 8 der Schiebehülse 6 eingreift. Dadurch ist die Schiebehülse 6 drehbar mit der Welle 3 verbunden, jedoch axial gegenüber dieser verschiebbar. Durch axiale Verschiebung der Schiebehülse 6 so, daß ihre Zähne der Verzahnung 8 mit den Zähnen des Eingriffrings 4 eines der Zahnräder 1 oder 2 in Eingriff gelangt, können die Zahnräder selektiv mit der Welle 3 verriegelt werden. Diese Verschiebung wird auf bekannte Art und Weise mit Hilfe einer Schiebegabel (nicht dargestellt) erzielt, welche in eine Nut 9 der Schiebehülse 6 eingreift.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, hat die Schiebehülse im wesentlichen einen T-förmigen Querschnitt, bestehend aus einem gezahnten Abschnitt 10, einem schmalen Steg 11 und einem Paar von Axialflanschen 12. Die innere Grenzfläche 13 der Flansche 12 bildet eine Reibfläche oder einen Synchronisierkonus , welcher mit einer korrespondierenden Reibfläche oder einem synchronisierenden Konus 14 eines- Synchronisierringes zusammenwirkt. Der Ring 15 hat einen L-förmigen Querschnitt, welcher von einem radialen Schenkel 16 und einem axialen Schenkel 17 gebildet wird. Die äußere Grenzfläche des axialen Schenkels 17 bildet den Konus 14. Der Synchronisierring 15 ist mit einer Innenverzahnung 18 versehen, welche mit den Zäh-

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nen des Eingriffrings 4 der zugehörigen Zahnräder 1,2 zusammenwirkt (siehe Fig. 3). Eine Feder 19 belastet den Ring 15 in Richtung der Hülse 6. Ein Sperring 20 bildet einen Anschlag, welcher die Verschiebung des Ringes 15 in Richtung auf die Hülse begrenzt. Die Komponenten sind so zueinander angeordnet, daß ein kleiner Zwischenraum zwischen den Konen 13 und 14 verbleibt, wenn die Schiebehülse 6 sich im Neutralzustand gemäß Fig. 1 befindet und der Ring 15 am Sperring 20 anliegt.

Die Feder 19 ist ein in Wellenform gebogener Federring entsprechend der Darstellung in Figur 4. Die besonderen Merkmale einer solchen Feder bestehen darin, daß sie so hergestellt sein kann, daß sie den Synchronisierring 15 symmetrisch belastet und daß sie im zusammengedrückten Zustand sehr dünn ist, d.h. nur so dick wie die Dicke des Ringes. Weiterhin ist die Reibung zwischen der Feder, dem Synchronisierring und den eingreifenden Zähnen gering, so daß eine geringe Federvorspannung möglich ist, woraus eine geringe Abnützung zwischen der Gabel und der Schiebehülse resultiert. Die Feder ist .ebenso leicht zu montieren und kann bei hohen Drehzahlen und im Zusammenhang mit einem Synchronisierring großen Durchmessers verwendet werden.

Figur 5 zeigt eine Federausführungsform, die zwei wellenförmige Federringe 19 mit einem dazwischenliegenden ebenen Ring 21 verwendet. Die Federringe 19 sind mit einem radialen Vorsprung 22 versehen, welcher dazu bestimmt ist, zwischen die eingreifenden Zähne des Eingriffrings 4 der Zahnräder 1, 2 einzugreifen, um zu verhindern, daß die Ringe 19 sich gegeneinander verdrehen.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Feder. Ein ebener Federring 23 ist so geschnitten, daß er drei gekrümmte Zonen 24 bildet. Diese sind so ausgebogen, daß elastische

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Abschnitte ausgebildet sind, die den Synchronisierring symmetrisch belasten.

Wie zuvor erwähnt, befindet sich ein kleiner Zwischenraum zwischen den Synchronisierkonen 13, 14, wenn die Schiebehülse 6 sich in dem Neutralzustand gemäß Fig. 1 befindet. Wenn ein Zahnrad, d.h. ein Gang eingelegt werden soll, wodurch dieses Zahnrad mit der Hauptwelle 3 verriegelt wird, wird die Schiebehülse 6 mittels der nicht dargestellten Schiebegabel bei der Darstellung in Figur 1 nach links bewegt. Wenn die Konen 13, 14 einander berühren, nimmt der Synchronisierring 15 eine Lage ein, gemäß der die eingreifenden Zähne der Verzahnung 18 an den eingreifenden Zähnen des Eingriffrings 4 des Zahnrades 1 anstoßen (Fig. 3), woraus resultiert, daß die Schiebehülse 6 anfänglich daran gehindert wird, mit den Zähnen des Eingrifirings 4 des Zahnrades 1 in Eingriff zu gelangen. Infolge der Reibung zwischen den Konen 13, 14 haben das Zahnrad 1 und die Schiebehülse 6 nach einer kurzen Zeit dieselbe Geschwindigkeit. Diese Blockierungskraft verschwindet so, so daß die Schiebehülse 6 den Synchronisierring 15 um eine halbe Zahnbreite zurückdrehen kann, um die Blockxerungsfunktion zu beseitigen und der Synchronisierring 15 und die Schiebehülse 16 können mit dem Zusammendrücken der Feder 19 in die in Figur 2 dargestellte Lage bewegt werden. Wenn die Schiebehülse 6 in die neutrale Lage zurückbewegt wird, wird der Synchronisierring 15 unter Einfluß der Feder 19 in'Anlage mit dem Riegelring 20 zurückbewegt.

Kurz zusammengefaßt umfaßt der Synchronisator für Fahrzeuggetriebe einen Synchronisierring 15 mit einem äußeren Synchronisierkonus 14, welcher mit einem inneren Synchronisierkonus 13 einer Schiebehülse 16 zusammenwirkt. Der Ringkonus befindet sich auf einem Axialschenkel 17, welcher von einem Radialschenkel 16 ausgeht, wobei der Axialschenkel in Richtung auf die Schiebehülse gerichtet ist. Eine ringförmige Feder 19, d.h. ein wellenförmiger Federring drückt gegen den

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Radialschenkel und belastet symmetrisch den Synchronisierring.

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Leerseite

Claims

HOFFMANN · HJITL.E & PARTNER

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . D I P U-I N G. W. EITLE · D R. RER. N AT. K. H O FFMAN N ■ O I PL.-1 N G. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELIASTRASSE 4 · D-8000 MDN CH EN 81 . TELE FON (089) 911097 . TELEX 05-29619 (PATH E)

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AB VOLVO,

Göteborg / Schweden

Synchronisator für ein Motorfahrzeuggetriebe

Patentansprüche

Synchronisator für ein Motorfahrzeuggetriebe zum Synchronisieren der Drehzahl eines Zahnrades (1, 2), welches mit einer zusätzlichen Eingriffsverzahnung (4) versehen und drehbar auf einer Welle (3) befestigt ist, mit einer Schiebehülse (6), welche mit einer korrespondierenden Verzahnung (8) versehen und drehfest, jedoch axial verschiebbar auf der Welle (3) angeordnet ist, mit einem zwischen dem Zahnrad und der Schiebehülse angeordneten Synchronisierring (15), welcher mit einem eine Innenverzahnung (18) aufweisenden Radialschenkel zum Eingriff mit der Verzahnung des Zahnrades und einen axial ausgerichteten Schenkel (17) umfaßt, welcher von dem Radialschenkel ausgeht, mit einer am Axialschenkel (17) ausgebildeten äußeren Grenzfläche (14) , die eine konische Reibfläche zum Singriff mit einer korrespondierenden inneren Reibfläche (13) auf der Schiebehülse bildet, wobei der Synchronisierring in Richtung auf die Schiebehülse mittels einer Feder-

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einrichtung (19) belastet ist, die gegen den Ring drückt, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Schenkel (17) des Synchronisierringes (15) auf die Schiebehülse (6) gerichtet ist und daß der Ring durch eine ringförmige Federeinrichtung (19, 23) symmetrisch belastet ist, die koaxial zur Welle (3) angeordnet ist.
2. Synchronisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ringförmige Federanordnung aus zumindest einem wellenförmigen Federring (19) ausgebildet ist.
3. Synchronisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ringförmige Federeinrichtung aus zumindest einem geschlitzten Federring (23) besteht, von dem gekrümmte Federzungen (24) ausgebogen sind.
4. Synchronisator nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eingreifenden Zähne der Verzahnung (8) der Schiebehülse an einem Nabenabschnitt (10) ausgebildet sind, von dem ein radialer Steg (10) ausgeht, welcher einen axialen Flansch

(12) prägt, dessen innere Begrenzungsfläche die Reibfläche

(13) bildet, daß der Steg im wesentlichen schmäler ist als der Nabenabschnitt,'so daß die Kante der Reibfläche dem Steg am nächsten in einer Ebene innerhalb der Außenkante des Nabenabschnitts liegt.

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