DE3300702C2

DE3300702C2 - Synchronisiereinrichtung für Getriebe

Info

Publication number: DE3300702C2
Application number: DE3300702A
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Onna Atsugi Hiraiwa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1983-01-11
Publication date: 1985-12-19
Also published as: US4526052A; GB2114688B; DE3300702A1; JPS58118319U; GB8300084D0; GB2114688A; JPH0227216Y2

Abstract

Eine Synchronisiereinrichtung (30) weist eine Synchronring-Einheit (32) auf, die einen Schubring (34), ein halbkreisförmiges Hebel-Element (36) und einen Reibring (38) umfaßt. Durch die Hebelwirkung des Hebel-Elements (36) wird die von dem Schubring (34) auf den Reibring (38) übertragene Kraft vervielfacht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Zum Stand der Technik soll bereits hier auf F i g. 1 der Zeichnung Bezug genommen werden.

Fig. 1 zeigt ein typisches Beispiel einer Synchronriegel-Synchronisiereinrichtung 10, die einen Synchronkörper 12, eine Schaltmuffe 14, eine Einsatz-Platte oder einen Synchronriegel 16, eine Synchronriegel-Feder 18, einen Synchronring 20 und einen Klauenring 22 umfaßt. Der Synchronkörper 12 ist auf eine Ausgangswelle 28 des Getriebes aufgekeilt und mit Außenklauen versehen. Die Schaltmuffe 14 umgibt den Synchronkörper 12 und steht über Innenklauen mit den Außenkbuen des Synchronkörpers in Eingriff. Es sind insgesamt drei Synchronriegel 16 vorgesehen, die von Aussparungen 12a am Umfang des Synchronkörpers 12 aufgenommen werden und jeweils in der Mitte einen erhabenen Rükken aufweisen, der in eine durch die Mitte der Innenfläche der Schaltmuffe 14 verlaufende Nut 14a eingreift, so daß die Synchronriegel 16 auf die Mitte der Schaltmuffe 14 zentriert werden. Die Synchronriegel-Federn 18 werden durch zu beiden Seiten des Synchronkörpers 12 angebrachte kreisförmige Drahtfedern gebildu.die den Synchronriegel derart nach außen drücken, daß sein Rücken 16a in die Nut 14a der Schaltmuffe 14 gehalten wird, so daß die Schaiimuffe i4 leicht in einer minieren Position auf dem Synchronkörper 12 gehalten wird. Am äußeren Umfang weist die Schaltmuffe 14 eine Nut 146 auf, in die eine nicht gezeigte Schaltgabel eingreift. Ein Gangwechsel wird ausgeführt, indem die Schaltmuffe 14 aus ihrer mittleren Position auf dem Synchronkörper 12 verschoben wird, bis ihre Innenklauen mit Außenklauen des Klauenringes 22 in Eingriff treten. Der Klauenring 22 steht mit einem Gangrad 24 oder 26 in Aniricbsvcrbindung, das seinerseits in nicht gezeigter Weise über eine Antriebskupplung mit einer Antriebsmaschine verbunden ist. Das Gangrad 24 oder 26 ist auf der Ausgangswelle 28 drehbar und läuft frei, wenn die Antriebskupplung gelöst ist. Der Synchronring 20 ist zwischen der Schaltmuffe 14 und den Klauen des Klauenringes angeordnet und verhindert den Eingriff zwischen Schaltmuffe und Klauenring, bis der Gleichlauf dieser beiden Bauteile hergestellt ist. Der Synchronring 20 weist einen Kegel 20a auf, der das idßere Kupplungselement einer Kegelkupplung bildet. Der Klauenring 22 weist einen entsprechend verjüngten Kegel 22a auf, der das innere Kupplungselement der Kegelkupplung bildet. Der Synchronring 20 ist an seinem äußeren Umfang mit Klauen versehen, die mit den Innenklauen der Schaltmuffe in Eingriff bringbar sind. An dem der Schaltmuffe zugewandten Ende sind die Klauen des Synchronringes abgeschrägt. Die Klauen des Klauenringes sind in entsprechender Weise an ihrem der Schaltmuffe zugewandten Ende abgeschrägt. Der Synchronring 20 wird dadurch mit der Geschwindigkeit des Synchronkörpers 12 angetrieben, daß die drei Synchronriegel 16 in breite Schlitze 206 an dem dem Synchronkörper zugewandten Ende des Synchronringes 20 eingreifen. Die Schlitze 206 sind so breit, daß die Klauen des Synchronringes und der Schaltmuffe in jeder Richtung um einen halben Zahn gegeneinander verdreht werden können.

Bei einem Gangwechsel wird das Getriebe durch die Antriebskupplung von der Antriebsmaschine getrennt. Mit Hilfe der Schaltgabel wird die Schaltmuffe 14 axial in Richtung auf das dem jeweils ausgewählten Gang entsprechende Gangrad 24 oder 26 verschoben. Bei der Bewegung der Schaltmuffe 14 wird durch den Eingriff mit dem Rücken 16a der Syr.chronriegel 16 axial gegen den Klauenring 22 verschoben. Der Synchronricgel übt eine Kraft auf den Synchronring 20 aus. so daß die durch die Kegel 20a und 22a gebildete Kegelkupplung eingerückt wird. Durch diesen Kupplungseingriff wird der

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Synchronring 20 relativ zu der Schaltmuffe 14 so weit verdreht, wie die Schlitze 206 dies zulassen. Dies führt dazu, daß die Klauen des Synchronringes und der Schaltmuffe blockieren, so daß sie nicht miteinander in Eingriff gebracht werden können, solange noch ein Geschwindigkeitsunterschied besteht. Wenn jedoch Gleichlauf zwischen dem Gangrad 24 oder 28 und der Schaltmuffe 14 besteht, so bewirkt eine Abschrägung an den Klauen eine leichte Drehung des Synchronringes, durch die die Klauen miteinander ausgerichtet werden, so daß der Eingriff zwischen der Schaltmuffe 14 und dem Klauenrad hergestellt werden kann.

Bei der oben beschriebenen Synchronisiereinrichtung sollte die Kupplungskraft oder Kupplungs-Kapazität der Kegelkupplung so groß sein, daß eine zuverlässige Synchronisation gewährleistet ist Hierzu sind jedoch verhältnismäßig große Abmessungen der Kegel der Kegelkupplungen entweder in radialer oder in axialer Richtung erforderlich, so daß sich insgesamt vergrößerte Gesamt-Abmessungen des Getriebes ergeben.

Dieser Nachteil wird bei einer Synchronisiereinrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art dadurch überwunden, daß die Eingriffskraft der Reibungskupplung durch Hebelelemente verstärkt wird. Eine derartige Synchronisiereinrichtung ist aus der DE-OS 22 56 363 und in ähnlicher Form aus der DE-OS 25 38 781 bekannt.

Gemäß der DE-OS 22 56 363 wird die Kegelkupplung durch einen Schubring und einen von dem Gangrad getrennten Reibring gebildet. Drei kreisbogenförmige Hcbelelcmente sind an den Enden miteinander verbunden und bilden zusammen einen geschlossenen Ring um die Achse des Gangrades, der in Bezug auf den Schubring und in Bezug auf das Gangrad drehbar ist Die Hebelelcmente werden durch Fliehkraftwirkung in eincr Ringnut des Schubringes gehalten und stützen sich derart an dem Gangrad ab, daß sie den mit dem Gangrad drehbaren Reibring fest gegen den Schubring spannen, wenn der Schubring in Richtung auf das Gangrad verschoben *vird. Diese herkömmliche achsensymmetrisehe Hcbelanordnung ist verhältnismäßig aufwendig. Darüber hinaus verursachen die lediglich durch Fliehkraftwirkung in Position gehaltenen Hebelelemente einen erhöhten Verschleiß und eine erhöhte Geräuschbildung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Hebelanordnung einer Synchronisiereinrichtung der gattungsgemäßen Art zu vereinfachen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs so 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unterznsprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird die Kegelkupplung ähnlich wie bei dem unter Bezugnahme auf F i g. 1 beschriebenen Stand der Technik durch den Klauenring und einen Reibring gebildet. Die Hebelanordnung besteht aus einem einzigen halbkreisförmigen Hebel, der an beiden Enden über nach innen ragende Finger mit einer Nut des Klauenrings in Eingriff steht. Der Hebel weist ferner einen radial nach außen gerichteten Vorsprung auf, der in eine zur Drehsicherung des Reibringes dienende Nut des Schubringes eingreift, und ist somit drehfest in Bezug auf den Schubring festgelegt. Bei einer Verschiebung des Schubringes wird der Hebel um die durch die Finger gebildete Achse geschwenkt, so daß er den Reibring an zwei in Abstand zu den Enden des Hebels gelegenen Punkten erfaßt und unter verstärkter Kraft gegen den Klauenring spannt.

Die Erfindung ermöglicht es somit, die Kuppiungs-Kapazität der Kegelkupplung mit geringem konstruktiven Aufwand zu erhöhen, ohne die Abmessungen der Synchronisiereinrichtung wesentlich zu vergrößern. Auf diese Weise wird eine kompaktere Bauweise des Getriebes ermöglicht

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist ein Schnitt durch eine herkömmliche Synchronisiereinrichtung,

F i g. 2 ist ein Schnitt durch eine Synchronisiereinrich tung gemäß der Erfindung,

F i g. 3 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht der Synchronisiereinrichtung aus F i g. 2, in der der Synchronkörper und die Schaltmuffe fortgelassen sind,

F i g. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV/1V in F i g. 3.

Die in F i g. 2 bis 4 gezeigte, insgesamt mit 30 bezeichnete Synchronisiereinrichtung unterscheidet sich von der herkömmlichen Synchronisiereinrichtung 10 aus F i g. 1 vor allem dadurch, daß der Synchronring 20 durch eine Synchronring-Einheit 32 erset.t ist die einen Schubring 34, ein halbkreisförmiges Hebel-Element 36 und einen Reibring 38 umfaßt Andere Einzelheiten der Synchronisiereinrichtung 30 entsprechen im wesentlichen dtüen der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen herkömmlichen Synchronisiereinrichtung.

Der Schubring 34 ist antriebsweise mit dem Synchronkörper 12 verbunden und gemeinsam mit diesem drehbar. Durch den Synchronriegel 16 wird der Schubring 34 verschoben, so daß er eine Kraft auf das halbkreisförmige Hebel-Element 36 ausübt, das zur Erzeugung einer Hebelwirkung derart schwenkbar montiert ist daß das Hebel-Eiement 36 eine Kraft auf den Reibring 38 ausübt, die größer ist als die durch den Schubring 34 auf das Hebel-Element 36 ausgeübte Kraft Der Reibring 38 weist einen Kegei 38a auf, der mit dem Kegel 22a des Klauenringes 22 zusammenwirkt und mit diesem eine Kegelkupplung bildet Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Klauenring 22 in einem Stück mit dem Gangrad 24 ausgebildet

Der Schubring 34 weist einen in der Riegel-Aussparung 12a des Synchronkörpers 12 aufgenommenen äußeren Vorsprung 34ύ und Außenklauen 34a auf, die mit den Innenklauen der Schaltmuffe 14 in Eingriff bringbar ist. Auf der dem Synchronkörper 12 zugewandten Seite umfaßt der Schubring 34 einen einwärts gerichteten Arm 34c, der mit einem an seinem freien Ende abgerundeten Finger 34t/an dem Hebel-Element 36 anliegt. Der Berührungspunkt des Schubrings 34 mit dem Hebel-Element 36 ist in F hg. 3 mit A bezeichnet An diesem Punkt übt der Schubring 34 eine Kraft auf das Hebel-Element 36 aus, wenn e;- durch den Synchronriegel 16 vcrsciioben wird. Wie in F i g. 4 gezeigt ist, ist die Breite der Riegel-Aussparung 12a derart gewählt, daß die Außenklauen 34a des Schubringes und die damit zusammenwirkenden Innenklauen der Schaltmuffe bei Vorliegen eines Geschwindigkeitsunterschiedes in jeder Richtung um einen halmen Zahn gegeneinander verdrehbar sind.

Das HebeUElement 36 ist halbkreisförmig ausgebildet und in dem Schubring 34 aufgenommen, während es teilweise das dem Synchronkörper zugewandte Ende des einstückig mit dem Gangrad 24 ausgebildeten Klauenringes 22 umgibt. Zur Antriebsverbindung mit dem Schubring 34 weist das Hebel-Element 36 einen äußeren Vorsprung 36a auf, der in eine Innen-Nut 34e des Schubringes 34 eingreift. Der Vorsprung 36a ist in Um-

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fangsrichtung gleich weit von den beiden entgegengesetzten Enden 36b und 36c des Hebel-Elements 36 entfernt. Die Innen-Nut 34e und der äußere Vorsprung 346 des Schubringes 34 stimmen in ihrer Position in Umfangsrichtung überein. An den in Umfangsrichtung ent- gegengesetzten Enden 36b und 36c weist das Hebel-Element 36 Finger 36c/ und 36e auf, die radial nach innen vorspringen und in eine kreisförmige Nut 22b an der dem Synchronkörper zugewandten Seite des Klauenringes 22 eingreifen. Die Breite der kreisförmigen Nut 22b des Klauenringes ist derart gewählt, daß das Hebel-Element 36 um die Finger 36c/ und 36e und damit um seine Enden 366, 36c schwenkbar ist. Die Punkte, an denen die Enden 36b und 36c des Hebel-Elements schwenkbar an dem dem Synchronkörper zugewandten is Ende des Klauenringes 22 abgestützt sind, sind in F i g. 3 mit C bezeichnet. Der Punkt C ist somit der Drehpunkt des Hebel-Elements 36.

Der Reibring 38 ist auf dem Kegel 22a des Klauenringes axial verschiebbar und derart in dem Schubring 34 aufgenommen, daß sich das Hebel-tlement 36 zwischen dem Arm 34c des Schubringes und einem axialen Ende 38b des Reibringes 38 befindet. Ähnlich wie das Hebel-Element 36 ist auch der Reibring 38 mit einem äußeren Vorsprung 38c versehen, der zur Antriebsverbindung mit dem Schubring 34 in die Innen-Nut 34e eingreift. An seinem dem Hebel-Element zugewandten Ende 3Sb weist der Reibring 38 ebenfalls zwei axiale Vorsprünge 3Sd auf, die axial in Richtung auf das Hebel-Element 36 vorspringen und mit diesem in Berührung stehen. Die Vorsprünge 38</sind derart angeordnet, daß der äußere Vorsprung 38c des Reibringes von den beiden axialen Vorsprüngen 3Sdgleich weit entfernt ist. Die Punkte, an denen die axialen Vorsprünge 3Sd an dem Hebel-Element 36 anliegen, sind in Fig.3 mit B bezeichnet. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung deutlicher hervorgeht, ist die Lage des Punktes B im Hinblick auf die gewünschte Kupplungs-Kapazität der Kegelkupplung gewählt.

Bei einem Einlegen eines Ganges wird die Schaltmuffe 14 durch eine Schaltgabel in Richtung auf das Gangrad 24 verschoben. Der Schubring 34 wird durch den Synchronriegel 16 beaufschlagt und übt an dem Punkt A eine Kraft auf das Hebel-Element 36 aus. Das Hebel-Element 36 führt daraufhin eine Schwenkbewegung um seinen Drehpunkt C aus und druckt den Reibring 38 an den Vorsprüngen 3Sd in Richtung auf das Gangrad 34, so daß der Kegel 38a des Reibringes gegen den Kegel 22a des Klauenringes 22 angedrückt wird. Dabei ist die durch das Hebe! -Element 36 auf den Reibring 38 ausgeübte Kraft um einen Faktor Ul größer als die auf das Hebel-Element 36 ausgeübte Kraft, wobei L und / die jeweiligen Abstände der Punkte A bzw. B in F i g. 3 von dem Drehpunkt Csind

Wenn zwischen der Schaltmuffe 14 und dem Gangrad 24 ein Geschwindigkeitsunterschied besteht, wird der Schubring 34 zusammen mit dem Hebel-Element 36 und dem Reibring 38 in Bezug auf den Synchronkörper 12 so weit verdreht, wie die Riegel-Aussparung 12a dies zuläßt Hierdurch ergibt sich eine Fehlausrichtung der In- oo nenklauen der Schaltmuffe 14 und der Außenklauen des Schubringes 34a, durch die der Eingriff dieser Klauen blockiert wird Wenn zwischen dem Gangrad 24 und der Schaitmuffe 14 Gleichlauf besteht, bewirkt die Abschrägung der Klauen eine leichte Drehung des Schubringes 34, durch die die Jnnenklaue der Schaltmuffe und die Außenklauen des Schubringes miteinander ausgerichtet werden, so daß sie miteinander in Eingriff gebracht werden. Unter dieser Bedingung können die Innenkluuen der Schaltmuffc zum vollständigen Einlegen des Ganges mit dem Klauenring 22 in Eingriff gebracht werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

33 OO 702 Patentansprüche:

1. Synchronisiereinrichtung für Getriebe, mit einem auf eine Ausgangsweile des Getriebes aufgekeilten, mit Außenklauen versehenen Synchronkörper, einer den Synchronkörper umgebenden und über Innenklauen mit dessen Außenklauen in Eingriff stehenden Schaltmuffe, einem gemeinsam mit einem Gangrad des Getriebes drehbaren Klauenring, einer Kegelkupplung mit einem mit dem Gangrad drehbaren Kegel und einem zu dem Kegel komplementären Reibring, einem mit dem Synchronkörper in Antriebsverbindung stehenden, in einem begrenzten Winkelbereich relativ zu diesem drehbaren Schubring, der zum Einrücken der Kegelkupplung axial verschiebbar ist und der Klauen aufweist, die mit den Innenklauen der Schaltmuffe in Eingriff bringbar sind, sowie mit einer Hebelanordnung mit wenigstens einem als Kreisbogen-Abschnitt ausgebildeten Hebei, der mit seinen in Umfangsrichiung entgegengesetzten Enden an dem Gangrad abgestützt ist und durch die axiale Bewegung des Schubrings derart um seinen Unterstützungspunkt schwenkbar ist, daß er den Reibring und den Kegel mit einer durch die Hebelwirkung vervielfachten Kraft zusammendrückt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel (22a; starr mit dem Klauenring (22) verbunden ist, daß der Reibring (38) axial in Bezug auf den Schubring (34) verschiebbar ist und mit Jnem nach außen ragenden Vorsprung (39c) in eine Nut (34e,)des Sch'ibringes eingreift, daß die Hebelanordnung genau einen halbkreijförmig ausgebildeten Hebel (36) aufweht, der zwischen dem Schubring und dem Reibring angeordnet und an seinen beiden Enden {36b, 36c) mit nach innen vorspringenden Fingern (36c/, 36e; versehen ist, die in eine kreisförmige Nut (22i»; des Klauenrings eingreifen, daß die Nut des Klauenrings eine solche Breite aufweist, daß der Hebel um die Finger schwenkbar ist, und daß der Hebel an einer gleich weit von seinen beiden Enden entfernten Position einen nach außen ragenden Vorsprung (36a; aufweist, der in die Nut des Schubringes eingreift.

2. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubring (34) an seinem einem Ende die Klauen (34a,} und am anderen Ende einen einwärts gerichteten Arm (34c; aufweist, der zusammen mit dem Reibring (38) den Hebel (36) umgreift und den Hebel an einem gleich weit von dessen Enden (366, 36c) entfernten Punkt (A) mit einem Finger (3Ad) berührt.

3. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (38) an seiner dem Hebel (36) zugewandten Seite zwei axial in Richtung auf den Hebel (36) vorspringende Vorsprünge (3Sd) aufweist, die den Hebel (36) an gleich weit von dem Berührungspunkt (A) des Hebels mit dem Finger (34c/;entfernten Punkten ("^berühren.