DE4404093C1 - Vorrichtung zum Schalten eines Getriebes über eine Synchronisiereinrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum Schalten eines Getriebes über eine Synchronisiereinrichtung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schalten eines Getriebes über eine Synchronisierungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Einrichtungen zum Synchronisieren von Schaltvorgängen, beispielsweise von einer ersten in eine zweite Gangstufe, umfassen nach üblicher Bauart einen Synchronring, der mit einer Schaltmuffe in Wirkverbindung steht und welcher mit einem Kupplungskörper eines Losrades durch axiales Verschieben in Eingriff bringbar ist. Über eine auf die Schaltmuffe einwirkende federbelastete Kugel wird eine sogenannte Überschiebekraft an der Schaltmuffe erzeugt, die eine axiale Anpreßkraft auf einen Sperrstein und den Synchronring bewirkt. Diese axiale Anpreßkraft wirkt auf den Synchronring und verschiebt diesen axial. Dabei kommen Synchronring und Reibring der Antriebswellendrehzahl einerseits und der Konusring mit der Abtriebsdrehzahl andererseits in Verbindung.
Aus der US-PS 5 267 636 ist eine Vorrichtung zum Schalten eines Getriebes über eine Synchronisiereinrichtung bekannt, deren Schaltmuffe über federbelastete Kugeln umfassende Druckstücke in einer Neutral- und Schaltstellung gehalten ist, wobei die Kugeln an der Innenumfangsfläche in ersten Ausnehmungen der Schaltmuffe haltend eingreifen und bei einer an der Schaltmuffe erzeugten Überschiebekraft eine axiale Anpreßkraft auf einen die Kugel führenden Sperrstein und einen Synchronring erfolgt.
Bei dieser bekannten Vorrichtung wird eine zum Anmeldungsgegenstand völlig verschiedene Problemlösung verfolgt, indem eine Synchronisation des nicht in Eingriff zu bringenden Zahnrads verhindert wird. Des weiteren ist aus der DE-OS 25 10 657 eine Zahnkupplung in einem Getriebe bekannt, bei der eine ansteigende Kraftspitze der Überschiebekraft erfolgt und eine Rastkugel überschreitet nicht eine zweite Übertrittskante.
Bei diesem Synchronisierungssystem üblicher Bauart wird in dieser Position die Synchronisiereinrichtung völlig entriegelt und die Schaltmuffe kann axial weitergeschoben werden, wobei zum idealen Herstellen eines Formschlusses die Voraussetzung ist, daß eine momentane Drehzahlgleichheit, d. h. keine Differenzdrehzahl, besteht. Es tritt in der Praxis auf, daß die synchronisierten Drehzahlen auseinanderlaufen und es beim Durchschalten zu einem sogenannten Schaltkratzen kommt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zum Schalten zu schaffen, mit der die genannten Nachteile vermieden werden und das sogenannte Schaltkratzen unterbunden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Mit der Erfindung wird erreicht, daß durch zwei nacheinander angeordnete und durch Übertrittskanten voneinander getrennte Ausnehmungen in der Innenumfangsfläche der Schaltmuffe eine im Sperrstein gehaltene federbelastete Kugel eine Nachsynchronisierung erzielt wird.
Die Ausnehmungen bewirken jeweils eine Kraftspitze der Überschiebekraft der Schaltmuffe und zwischen diesen beiden Kraftspitzen wird ein Abfall der Überschiebekraft bewirkt damit die verspannte Synchronisierung kurzzeitig gelockert und die Schaltmuffe dann geringfügig axial verschoben werden kann.
Diese zweite Kraftspitze, hervorgehoben durch die zweite Ausnehmung, bewirkt, daß eine nochmalige axiale Anpreßkraft auf den Synchronring erzeugt wird. Dieser wird somit zum zweiten Mal angepreßt, wodurch eine sogenannte Nachsynchronisierung erzielt wird. Die ursprünglich synchronisierten Teile, deren Drehzahlen aber wieder auseinanderlaufen, werden hierdurch über Reibschluß angekoppelt, so daß ein kratzfreies Durchschalten möglich wird.
Zur Erzielung der unterschiedlichen Kraftspitzen sowie der Abfälle der Überschiebekraft dienen die Merkmale gemäß der Ansprüche 2 bis 4.
Die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 5 bis 7 beinhalten verschiedene mögliche Ausgestaltungen der zweiten Ausnehmung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 bis 4 mögliche Stellungen einer Schaltmuffe einer Synchronisiereinrichtung mit einem Sperrstein und entsprechend positionierten federbelasteten Kugeln,
Fig. 5 bis 8 zu den Darstellungen der Fig. 1 bis 4 entsprechende Kraft-/Weg-Diagramme, und
Fig. 9 bis 13 vergrößerte Darstellungen der Schaltmuffe mit Sperrstein und federbelasteter Kugel von der Neutralstellung bis zur Durchschaltstellung.
Die Schaltmuffe 1 umfaßt an der Innenumfangsfläche 6 zwei hintereinander angeordnete Ausnehmungen 2 und 3, welche durch eine Übertrittskante 4 voneinander getrennt sind. Eine weitere Übertrittskante 5 ist zwischen der zweiten Ausnehmung 3 und der Innenumfangsfläche 6 vorgesehen. Diesen Ausnehmungen 2 und 3 steht eine Kugel 7 in einem Sperrstein 8 gegenüber, welche über eine Feder 9 unter Spannung zur Schaltmuffe 1 angeordnet ist.
In Verschieberichtung 10 der Schaltmuffe 1, beispielsweise zum Schalten von einem ersten in einen zweiten Gang eines Getriebes gesehen sind die Ausnehmungen 2 und 3 unmittelbar hintereinanderliegend angeordnet. Die eine Übertrittskante 4 zwischen den beiden Ausnehmungen 2 und 3 weist einen größeren Innendurchmesser D auf als die weitere nachfolgende Übertrittskante 5′ die einen kleineren Innendurchmesser d besitzt.
Diese Übertrittskanten 4, 5 bewirken über die Kugel 7 bei einem Verschieben der Schaltmuffe 1 zwei Kraftspitzen 14 und 16 sowie einen Kraftabfall 15 zwischen diesen Kraftspitzen. In Diagrammen Fig. 5 bis Fig. 8 sind über den Weg S und die Überschiebekraft Ü der Kraftverlauf dargestellt. Entsprechend zugeordnet ist in den Fig. 1 bis 4 bzw. 10 bis 13 die Position der Schaltmuffe 1 dargestellt.
Die Ausnehmung 3 kann aus einer Hohlkehle 11, einer Nut, einer ebenen Fläche 12 oder einer schrägen Fläche bestehen, wesentlich ist nur, daß sich zwei Übertrittskanten 4 und 5 ausbilden.
In den Fig. 1 bis 4 sind Ausnehmungen 3 in Form von Hohlkehlen 11 und in den Fig. 9 bis 13 sind beispielsweise Ausnehmungen in Form von ebenen Flächen 12 dargestellt.
In Fig. 9 ist die Schaltmuffe 1 in einer Neutralstellung 1 dargestellt, bei der die Kugel 7 in der ersten Ausnehmung 2 angeordnet ist.
In der nachfolgenden Stellung II ist die Schaltmuffe 1 zum Ansynchronisieren in Pfeilrichtung 10 verschoben und die Kugel 7 wird in die Feder 9 gedrückt wodurch der Sperrstein geringfügig in Richtung 13 zum Synchronring (nicht dargestellt) verschoben wird. Die Kugel 7 bewirkt durch Überwinden der zwischen den beiden Ausnehmungen 2 und 3 vorgesehenen Übertrittskante 4 eine erste Kraftspitze 14 der Überschiebekraft Ü der Schaltmuffe 1.
Beim weiteren Verschieben der Schaltmuffe 1 nimmt die Kugel 7 eine Stellung in der Ausnehmung 3 wie z. B. in der Hohlkehle 11 bzw. auf der flächigen Ausnehmung 12 ein. In dieser Position III erfolgt eine Entsperrung der Synchronisation und es fällt die Überschiebekraft Ü bis zu einem Punkt 15 (Fig. 6) ab. Die verspannte Synchronisierung wird gelockert und die Schaltmuffe 1 kann axial verschoben werden.
Durch die weitere Übertrittskante 5 am Auslauf der zweiten Ausnehmung 3 bewirkt die Kugel 7 beim Weiterverschieben der Schaltmuffe 1 in Pos. IV (Fig. 12) die zweite Kraftspitze 16. Diese ist höher als die erste Kraftspitze 14 ausgelegt. Diese hohe Kraftspitze 16 bewirkt über den Sperrstein 8 eine nochmalige Anpressung auf den Synchronring, wodurch eine zweite Anpressung und hierdurch eine Nachsynchronisierung erfolgen kann.
Wie in Fig. 4 bzw. 13 näher dargestellt, wird ein Formschluß durch Schieben der Schaltmuffe 1 in die Durchschaltstellung V erzielt, wobei die Kugel 7 auf der Innenumfangsfläche 6 der Schaltmuffe 1 entlanggleitet.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Schalten eines Getriebes über eine Synchronisierungseinrichtung, deren Schaltmuffe über federbelastete Kugeln umfassende Druckstücke in einer Neutral- und Schaltstellung gehalten ist, wobei die Kugeln an der Innenumfangsfläche in ersten Ausnehmungen der Schaltmuffe haltend eingreifen und bei einer an der Schaltmuffe erzeugten Überschiebekraft eine axiale Anpreßkraft auf einen die Kugel führenden Sperrstein und einen Synchronring erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenumfangsfläche (6) der Schaltmuffe (1) eine an die erste Ausnehmung (2) unmittelbar anschließende zweite Ausnehmung (3) zur Erzielung von ansteigenden Kraftspitzen (14 und 16) der Überschiebekraft (Ü) der Schaltmuffe (1) mit zwischenliegendem Entsperrvorgang der Synchronisierung angeordnet ist, zwischen den beiden Ausnehmungen (2 und 3) sowie der Innenumfangsfläche (6) der Schaltmuffe (1) Übertrittskanten (4 und 5) für die Kugel (7) vorgesehen sind und daß nach der zweiten Übertrittskante (5) ein axialer Abschnitt der Innenumfangsfläche (6) der Schaltmuffe (1) folgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Übertritts von der ersten Ausnehmung (2) in die zweite Ausnehmung (3) die Übertrittskante (4) vorgesehen ist, welche einen größeren Innendurchmesser (D) als die weitere Übertrittskante (5) von der zweiten Ausnehmung (3) zur Innenumfangsfläche (6) der Schaltmuffe (1) aufweist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (7) zur Synchronisierung derartig mit den Übertrittskanten (4, 5) der Schaltmuffe (1) in Verbindung steht, daß unterschiedlich hohe Kraftspitzen (14, 16) der Überschiebekraft (Ü) erzeugbar sind und über die Position der Kugel (7) in der zweiten Ausnehmung (3) der Schaltmuffe (1) ein Kraftabfall (Punkt 15) der Überschiebekraft (Ü) zwischen den beiden Kraftspitzen (14 und 16) einleitbar ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Übertrittskante (4) mit großem Innendurchmesser (D) eine erste niedrige Kraftspitze (14) und an der Übertrittskante (5) mit kleinerem Innendurchmesser (d) die zweite nachgeschaltete höhere Kraftspritze (16) der Überschiebekraft (Ü) der Schaltmuffe (1) erzielbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ausnehmung (3) aus einer Hohlkehle (11) besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ausnehmung (3) aus einer ebenen Fläche (12) besteht und eine dem größeren Innendurchmesser (D) der Übertrittskante (4) entsprechenden Innendurchmesser aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ausnehmung (3) aus einer schrägen Ebene besteht, die an der Übertrittskante (5) mit einem Absatz ausläuft.
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