DE896461C

DE896461C - Clutch for gear change gear

Info

Publication number: DE896461C
Application number: DEV4110A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Doerpmund
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1951-12-14
Filing date: 1951-12-14
Publication date: 1953-11-12

Description

Schaltkupplung für Zahnräderwechselgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltkupplung für Zahnräderwechselgetriebe, bei der beim Schalten eines Langes die :beiden. Kupplungshälften mittels eines mit schrägen Auflauf- und Ablaufflächen versehenen. Synchronisierungsringes in Gleichlauf gebracht werden. Bei den bisher bekannten Schaltkupplungen dieser Art wird die eine z. B. als verschiebbare Kupplungshülse ausgebildete Kupplungshälfte beim Schalten eines Ganges mittels einer Schaltgabel so weit axial verschoben, daß,der federnde Synchronisierungsring durch diese Kupplungshülse zusammengedrückt und in Reibungsschluß mitgenommen wird, bis Gleichlauf zwischen der Kupplungshülse und dem Gangrad erzielt ist. Beim weiteren axialen Verschieben über den im Profil symmetrisch ausgestalteten Synchronisierungsring kommt die Kupplungshülse unmittelbar in Eingriff mit :der Kupplungsscheiibe, des einzuschaltenden Gangrades. In :dieser Schaltstellung wird die Kupplungshülse :durch eine Kugelrast od. dgl. gesichert.Clutch for gear change transmission The invention relates on a clutch for gear change transmission, when switching one long one: both. Coupling halves by means of an inclined run-on and Provided drainage areas. Synchronization ring are brought into synchronization. In the previously known clutches of this type, the one z. B. as sliding Coupling sleeve formed coupling half when shifting a gear by means of a Shift fork axially shifted so far that the resilient synchronization ring through this coupling sleeve is compressed and driven into frictional engagement until Synchronization between the coupling sleeve and the gear wheel is achieved. With further axial displacement via the synchronizing ring, which is symmetrically designed in the profile the clutch sleeve comes into direct engagement with: the clutch disc, des gear wheel to be engaged. In: this switching position the coupling sleeve: is through a ball catch or the like secured.

Soll der eingeschaltete Gang wieder ausgeschaltet werden, so ist bei Beginn :des Schaltens bei den bisher bekannten Schaltkupplungen eine größere Kraft anzuwenden als beim Einschalten eines Ganges; denn gleichzeitig mit der Auslösung der Kugelsperre istdie Spannung des Synchronisierungsringes zu überwinden. Dies führt :dann dazu, daß beim Herauf- oder Herunterschalten :der neue Gang mit zu großem Schwung und daher ohne das notwendige Feingefühl eingeschaltet wird.If the engaged gear is to be disengaged again, is at Beginning: when shifting with the previously known clutches, a greater force to be used as when switching on a gear; because at the same time as the release the ball lock, the tension of the synchronization ring must be overcome. this leads: then to the fact that when upshifting or downshifting: the new gear with too large Momentum and is therefore switched on without the necessary sensitivity.

Die Erfindung bezweckt, :diesen Nachteil zu vermeiden; sie geht dabei von dem Gedanken aus, daß es :dem Fahrer beim Herauf- oder Herunterschalten leicht sein muß, den eingeschalteten Gang herauszunehmen, daß er aber bei :der weiteren Schaltbewegung deutlich fühlen muß, wann die Synchronisierung des neu einzuschaltenden Ganges beginnt.The invention aims to: avoid this disadvantage; she goes with it from the idea that it is easy for the driver to shift up or down must be to take out the engaged gear, but that he: the further Switching movement must feel clearly when the synchronization of the the new gear to be switched on begins.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß,der Synchro:nisierung:sring im Profil derart gestaltet ist, daß die schrägen Auflauf- und Ablaufflächen des Synchronisierungsringes unter verschiedenen Winkeln gegen die Drehachse des Synchronisierungsringes geneigt sind. Die Neigung der schrägen Flächen ist dabei so gewählt, daß :die beim Einschalten eines Ganges zuerst in Berührung kommende Auflauffläche -des Synchro:nisierungsringesgegen dessen Drehachse unter einem größeren Winkel geneigt ist als!,die Ablauffläche.According to the invention this is achieved in that the synchronization: sring is designed in profile so that the inclined run-up and run-off surfaces of the Synchronization ring at different angles against the axis of rotation of the synchronization ring are inclined. The inclination of the inclined surfaces is chosen so that: the at Switching on a gear first contact surface of the synchronization ring counter whose axis of rotation is inclined at a greater angle than!, the drainage surface.

Vorteilhaft sind :die Ablaufflächen :des Synchronisierungsringes sowie die ihr entsprechenden Schrägflächen der Zähne :der verschiebbaren Kupplungshälfte so angeordnet, daß diese Kupplungshälfte bei eingeschaltetem Gang :durch :die Ablauffläche und :die Schrägflächen in ihrer Schaltstellung gehalten wird. Auf diese Weise entfällt ,die sonst notwendige Gangsperre, so. @daß beim Ausschalten des Ganges nur die Spannung :des Synchronisierungsringes zu überwinden ist, die aber infolge des kleinen Neigungswinkels :der .dabei in Berührung kommenden Schrägfläche auch nur gering zu sein braucht.The following are advantageous: the run-off surfaces: the synchronization ring as well as the corresponding inclined surfaces of the teeth: the sliding coupling half so arranged that when the gear is engaged, this clutch half: through: the drainage surface and: the inclined surfaces are held in their switching position. In this way it is omitted , the otherwise necessary gear lock, so. @ that when switching off the gear only the voltage : of the synchronization ring has to be overcome, but this is due to the small angle of inclination : the inclined surface that comes into contact only needs to be small.

Der Synchro:nisierungsring wird vorteilhaft:durch einen am zugehörigen Gangrad angeordneten Haltering gegen axiale Verschiebung gesichert.The synchronization ring is advantageous: by means of an associated Gear arranged retaining ring secured against axial displacement.

Inder Zeichnung ist :die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. i ein Vierganggetriebe im Längsschnitt mit den erfindungsgemäßen Synchronisierungseinrichtungen im Ruhezustand, Fig. 2 eine Seitenansicht der Kupplungsmuffe für den dritten und vierten Gang, Fig.3 einen Schnitt durch die Kupplung nach Linie A-B der Fig. 2 im Ruhezustand der Kupplung, Fig. 4 einen Schnitt :durch :die Kupplungshülse mit der Seitenansicht eines einzelnen Zahnes und der zugehörigen Synchronisierungsringe in vergrößertem Maßstab, Fig. 5 eine Ansicht der Kupplung, teilweise nach Linie C-D :der Fig. 2 geschnitten, F'ig. 6 einen Schnitt durch die Kupplung nach Linie E-F der Fg. 5.In the drawing: the invention is exemplified and schematically shown. It shows Fig. I a four-speed transmission in longitudinal section with the invention Synchronization devices in the idle state, Fig. 2 is a side view of the coupling sleeve for the third and fourth gear, Figure 3 shows a section through the clutch along the line A-B of FIG. 2 with the coupling in the idle state, FIG. 4 shows a section through: the coupling sleeve with the side view of a single tooth and the associated synchronization rings on an enlarged scale, FIG. 5 is a view of the coupling, partly along the line C-D: section of FIG. 2, FIG. 6 shows a section through the coupling along the line E-F of Fg. 5.

Das in Fig. i dargestellte Vierganggetriebe besteht aus den auf einer Antriebswelle i fest am gebrachten Zahnrädern 2, 3, 4, 5 und :den auf einem Triebling 6 angeordneten Zahnrädern 7, 8, 9, 1o. Vbn :diesen ist das Zahnrad 7 auf dem Triebling 6 nicht drehbar, aber axial verschiebbar, während die Zahnräder 8, 9 und io, :die mit Gangkupplungsscheiben 11, 12 bzw. 13 durch Schrauben, Niete od. 4g1. fest verbunden sind, auf den auf dem Txiebling 6 festsitzenden Hülsen 14, 14', 14" lose laufen. Durch Kupplungshülsen 15 und 16, die :durch in die Ringnuten eingreifende nicht dargestellte Schaltgabeln axial verschoben werden können, wird der jeweils gewünschte Gang eingeschaltet, und zwar entsprechend den Pfeilen I, II; III, IV der erste, zweite, :dritte bzw. vierte Gang.The four-speed transmission shown in Fig. I consists of the on one Drive shaft i fixed to the attached gears 2, 3, 4, 5 and: the one on a pinion pinion 6 arranged gears 7, 8, 9, 1o. Vbn: this is the gear 7 on the pinion pinion 6 not rotatable, but axially displaceable, while the gears 8, 9 and io,: the with gear clutch disks 11, 12 or 13 by screws, rivets or 4g1. firmly connected are, run loosely on the sleeves 14, 14 ', 14 "which are fixed on the Txiebling 6. By coupling sleeves 15 and 16, which: by not engaging in the annular grooves Shifter forks shown can be moved axially, is the desired Gear switched on, according to the arrows I, II; III, IV the first, second,: third or fourth gear.

Die Kupplungsmuffe für den ersten und, zweiten Gang (besteht aus einem Muffenkörper 17, :der auf einer auf dem Triebding 6 fest angebrachten mit Nuten versehenen Hülse 18 axial verschiebbar ist. Eine am äußeren; Umfang des glockenförmig ausgebildeten Muffenkörpers 17 angebrachte Verzahnung bildet das Zahnrad 7 für den ersten Gang; die Glocke selbst bildet die Kupplungshülse, deren Innenverzahnung i9: mit den Zähnen der Gangkupplungsscheibe i i -des zweiten Gangrades 8 in Eingriff kommen kann. Zum Synchronisieren vor .dem Kuppeln des zweiten Ganges ist ein federnder Synchronisierungsring 2o vorgesehen, der von der unteren Kante der etwas vorspringenden Zähne der Kupplungsscheibe i i zentrisch geführt wird. Gegen axiale Verschiebung ist der Synchro:nisierungsring 2o durch einen mit dem Zahnrad8 fest verbundenen Haltering 2@i gesichert.The coupling sleeve for the first and second gear (consists of a Sleeve body 17,: the one on the drive thing 6 firmly attached with grooves provided sleeve 18 is axially displaceable. One on the outside; Circumference of the bell-shaped trained sleeve body 17 attached toothing forms the gear 7 for the first gear; the bell itself forms the coupling sleeve, its internal teeth i9: meshes with the teeth of the clutch disc i i -of the second gear wheel 8 can come. To synchronize before engaging the second gear is a springy Synchronization ring 2o provided from the lower edge of the slightly protruding Teeth of the clutch disc i i is guided centrically. Against axial displacement is the Synchro: nisierungsring 2o by a firmly connected to the gear 8 Retaining ring 2 @ i secured.

Die Kupplungsmuffen für den dritten und vierten Gang sind zu einer gemeinsamen Muffe mit einem i\/Iuffenkörper 22 zusammengefaßt, der mit :dem Triebling 6 fest verbunden ist. Über :den Außenumfang des Muffenkörpers 22 sind gleichmäßig vier Ansätze 23 verteilt, @durch die die Kupplungshülse 16 in axialer Richtung geführt und gegen Drehung gesichert ist. Diese Ansätze 23 reichen über die Breite des Muffenkörpers 22: hinaus und führen die Kupplungshülse 16 bis zu ihrem Eingriff mit der jeweiligen Gangkupplungsscheibe. .Die Innenfläche der Kupplungshülse 16 trägt die Kupplungszähne 24, :die beim Kuppeln mit :den Zähnen ,der Gangkupplungsscheiben 12 bzw. 13 in Eingriff kommen. Zum Synchronisieren :der Kupplungshälften vor dem eigentlichen Einkuppeln sind die Synchronisierungsringe 25 und 26 für den dritten bz:w. vierten Gang vorgesehen, von denen jeder ebenso wie der vorerwähnte Ring 20 für den zweiten Gang als, federnder, nicht ganz geschlossener flacher Ring ausgebildet ist, der sich, wie aus Fi.g. 5 und 6 für den dritten Gang ersichtlich ist, gegenüber einem fest mit dem zugehörigen Gangkupplungsrad, z. B. 12, verbundenen Ansatz z7 mit Spiel verdrehen kann. Die Synchronisierungsringe 25, 26 sind. durch die unteren Kanten der etwas vorstehenden Zähne 28, e 29 ,der Gangkupplungsscheiben 12 bzw. 13 zentrisch geführt; ihre axiale Bewegung ist :durch den Muffenkörper 2,2; und die Gangkupplungsscheiben 12 bzw. 13 verhindert.The clutch sleeves for third and fourth gear are one common sleeve combined with a sleeve body 22, which with: the pinion 6 is firmly connected. About: the outer circumference of the sleeve body 22 are uniform four lugs 23 distributed through which the coupling sleeve 16 is guided in the axial direction and is secured against rotation. These lugs 23 extend across the width of the sleeve body 22: out and guide the coupling sleeve 16 until it engages with the respective one Gear clutch disc. The inner surface of the coupling sleeve 16 carries the coupling teeth 24,: which when coupling with: the teeth of the gear clutch disks 12 and 13 respectively come. To synchronize: the coupling halves before the actual coupling are the synchronization rings 25 and 26 for the third or: w. fourth gear provided, each of which as well as the aforementioned ring 20 for the second gear as, resilient, not completely closed flat ring is formed, which, as shown in Fi.g. 5 and 6 for the third gear can be seen, opposite a fixed with the associated Gear clutch wheel, e.g. B. 12, connected approach z7 can twist with play. the Synchronization rings 25, 26 are. through the lower edges of the slightly protruding Teeth 28, e 29, of the clutch disks 12 and 13, respectively, are guided centrally; their axial Movement is: through the sleeve body 2.2; and the clutch discs 12 and 13 prevented.

Die Synchronisierungsringe2!5, 26 für den dritten und vierten Gang haben ebenso wie der Ring 2o für den zweiten Gang gemäß der Erfindung ein besonderes, von der bisher bekannten symmetrischen Form abweichendes. Profil; dementsprechend sind auch die Zähne ig bzw. 24 der Kupplungshülsen 16 bzw. 17 im Profil besonders gestaltet. Die in Fg. 4 in Seitenansicht vergrößert und in Fig. 5 zum Teil in Draufsicht :dargestellten Zähne 24 sind an der dem jeweils zugeordneten Synchronisierungsring, z. B. 21 benachbarten Seite mit Schrägflächen 30 versehen, :die für ein kurzes Stück in Zylinderflächen 31 übergehen, an die sich wiederum Schrägflächen 32, aber flacher geneigt als die Schrägflächen flo, anschließen, die ihrerseits wieder in Zylinderflächen 33 übergehen. Dementsprechend zeigt das Profil der Synchronisierungsringe; z. B. 25, 26, Schrägflächen 3-h 34' und 36, 36', die unter denselben Winkeln wie die entsprechenden Schrägflächen 30 und 32 der Zähne 2.4 geneigt sind, und Zylinderflächen 35, 35' und 37, 37'. Die Abmessungen der Zähne 2.1. und des Ringes 25 sind dabei so gewählt, daß beim Verschieben der Kupplungshülse 16 die Flächen 31, 31' und 35, 35' nicht mit den Flächen 37, 37' bzw. 33 in Berührung kommen. Die Zähne 24 sind, wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, vorn zugespitzt, um -das Einkuppeln in die Verzahnung 28,der Gangkupplungsscheiibe zu erleichtern.The synchronization rings 2, 5, 26 for the third and fourth gear, like the ring 2o for the second gear according to the invention, have a special shape that deviates from the previously known symmetrical shape. Profile; accordingly, the teeth ig and 24 of the coupling sleeves 16 and 17 are specially designed in profile. The teeth 24 shown enlarged in side view in FIG. 4 and partly in plan view in FIG. B. 2 1 adjacent side provided with inclined surfaces 30, which merge into cylindrical surfaces 31 for a short distance, which are in turn connected to inclined surfaces 32, but more flatly inclined than the inclined surfaces flo, which in turn merge into cylindrical surfaces 33. Accordingly, the profile of the synchronization rings shows; z. B. 25, 26, inclined surfaces 3-h 34 'and 36, 36', which are inclined at the same angles as the corresponding inclined surfaces 30 and 32 of the teeth 2.4, and cylindrical surfaces 35, 35 'and 37, 37'. The dimensions of the teeth 2.1. and the ring 25 are chosen so that when the coupling sleeve 16 is displaced, the surfaces 31, 31 'and 35, 35' do not come into contact with the surfaces 37, 37 'and 33, respectively. As can be seen in particular from FIG. 5, the teeth 24 are pointed at the front in order to facilitate engagement with the toothing 28 of the clutch disc.

Da die Kupplungshülse 16 sowohl mit,der Gangkupplungsscheibe 12 des dritten Gangrades 9 als auch mit der Gangkupplungsscheibe 13 des vierten Gangrades io in Eingriff kommen kann, weisen die Zähne 24 spiegelbildlich zur Mitte der Kupplungshülse 16 zweimal das erfindungsgemäße Profil 30, 31, 32, 33 bzw. 30', 31', 32', 33 auf. Die Kupplungshülse 16 ist dabei so breit, daß, wenn sie z. B. mit der dritten Gangkupplungsscheibe 12 im Eingriff steht, die beim vierten Gang mit der Ablauffläche 36' in Berührung kommende Schrägfläche 32' der Zähne 24 die Auflauffläche 34 des. SynchronisierungsringeS 215 für den dritten Gang nicht berührt.Since the clutch sleeve 16 with both, the clutch disc 12 of the third gear 9 as well as with the clutch disc 13 of the fourth gear io can come into engagement, the teeth 24 are a mirror image of the center of the coupling sleeve 16 twice the profile according to the invention 30, 31, 32, 33 or 30 ', 31', 32 ', 33. The coupling sleeve 16 is so wide that when it is z. B. with the third gear clutch disc 12 is in engagement, which in fourth gear with the drainage surface 36 'in contact Coming inclined surface 32 'of the teeth 24 the run-up surface 34 of the synchronization rings 215 for third gear is not affected.

Die Synchronisierungsringe und die Kupplungszähne sind für alle synchronisierten Gänge in gleicher Weise ausgebildet, so daß zur Erläuterung der Wirkungsweise der Synchronisierungseinrichtung die ausführliche Beschreibung für einen Gang genügt. Soll z. B.,der dritte Gang eingeschaltet werden, so wird,die Kupplungshülse i6 ,durch -die nicht dargestellte Schaltgabel in Richtung des Pfeiles III verschoben. Nach kurzem Weg legen sich die Schrägflächen 3o der Kupplungszähne 24 gegen die Schrägflächen 3.4 des Synchronisierungsringes 25 (Fig.4). Durch den an der Schaltgabel ausgeübten Druck werden die keilartig wirkenden Schrägflächen 30 gegen, die Auflaufflächen 34. des Synchronisierungsringes 25 gedrückt; dadurch wird der Ring 25 zusammengedrückt, gleichzeitig aber auch durch Reibungswirkung von der Kupplungshülse 16 mitgenommen und so weit verdreht, bis er sich mit seinem einen Ende gegen den Anschlag 27 der Gamgkupplungsscheibe i2- legt. Die Synchronisierung .der beiden Kupplungshälften beginnt. Durch den anhaltenden. Druck an der Schaltgabel und bei zunehmendem Gleichlauf beider Kupplungshälften gelangt der zylindrische Teil 31 der Kupplungszähne 24. unter weiterem Zusammendrücken des Synr chronisierungsriniges 25 auf den zylindrischen Teil 35 des Synchronisierungsringes 25.The synchronization rings and the clutch teeth are designed in the same way for all synchronized gears, so that the detailed description for one gear is sufficient to explain the mode of operation of the synchronization device. Should z. B., the third gear are switched on, the clutch sleeve i6, moved by -the shift fork, not shown, in the direction of arrow III. After a short distance, the inclined surfaces 3o of the coupling teeth 24 lie against the inclined surfaces 3.4 of the synchronization ring 25 (FIG. 4). The pressure exerted on the shift fork presses the wedge-like inclined surfaces 30 against the run-up surfaces 34 of the synchronization ring 25; as a result, the ring 25 is compressed, but at the same time also carried along by the friction effect of the coupling sleeve 16 and rotated until one end of it comes to rest against the stop 27 of the clutch disc. The synchronization of the two coupling halves begins. Through the persistent. Pressure on the shift fork and with increasing synchronization of both clutch halves, the cylindrical part 31 of the clutch teeth 24 reaches the cylindrical part 35 of the synchronization ring 25 with further compression of the synchronizing ring 25.

Sind die Kupplungshülse 16 und die Gangkupplungsscheiibe 12 schließlich in Gleichlauf gelangt, so gleitet durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Profils des Synchronisierungsringes 25 sowie der Kupplungszähne 24 die Kupplungshülse 16 bei weiterem axialen Verschieben sehr leicht mit ihrer Schrägfläche 32 auf der Ablauffläche 36, bis sie mit der Gangkupplungsscheibe 12 des dritten Gangrades in Eingriff kommt. In dieser Schaltstellung wird die Kupplungshülse 16 durch die Wirkung der Schrägflächen. 32 und der Ablauffläche 36 gehalten, so -daß eine besondere Gangsperre nicht erforderlich ist.Are the clutch sleeve 16 and the clutch disc 12 finally gets in synchronism, then slides through the design of the profile according to the invention of the synchronization ring 25 and the coupling teeth 24, the coupling sleeve 16 with further axial displacement very easily with their inclined surface 32 on the drainage surface 36 until it engages the clutch disc 12 of the third gear. In this switching position, the coupling sleeve 16 is due to the action of the inclined surfaces. 32 and the drainage surface 36 held, so that a special gear lock is not required is.

Soll der dritte Gang herausgenommen und z. B. der vierte Gang eingeschaltet werden, so ist ein verhältnismäßig leichter und nur langsam ansteigender Druck auf die Schaltgabel notwendig, um die Kupplungshülse 16 über den SynchronisierungSriDg 25 in, die Ruhestellung zu schieben. Beim Auflaufen der Kupplungshülse 16 auf die verhältnismäßig steil geneigte Auflauffläche 34! des Synchronisierungsringes 26 des gewünschten vierten Ganges wird dann aber ein starker Widerstand spürbar, so daß der Fahrer merkt, daß die Synchronisierung des neuen Ganges beginnt.Should the third gear be taken out and z. B. switched on fourth gear then there is a relatively light and only slowly increasing pressure the shift fork is necessary to move the coupling sleeve 16 over the SynchronisierungSriDg 25 to slide the rest position. When the coupling sleeve 16 runs up on the relatively steeply inclined run-up surface 34! of the synchronization ring 26 of the desired fourth gear, however, a strong resistance is noticeable, see above that the driver notices that the synchronization of the new gear begins.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Clutch for gear change transmission, at when shifting a gear the two clutch halves by means of an inclined one Synchronization ring provided with run-off and run-off surfaces brought into synchronization are, characterized in that the synchro: nis.ierun@gsring in profile in such a way is designed that the inclined run-up and run-off surfaces of the synchronization ring inclined at different angles to the axis of rotation of the synchronization ring are.

2. Clutch according to claim i, characterized in that when switched on of a gear first contact surface of the synchronization ring is inclined towards the axis of rotation at a greater angle than the drainage surface.

3. Clutch according to claims i and 2, characterized in that the drainage surface (36) of the synchronization ring @ ('2-5) and the corresponding sloping surfaces (32) of the teeth (2q.) Of the sliding coupling half (1.6) s0 are arranged, that the sliding coupling half when the gear is switched on through the drainage surface and the inclined surfaces are held in their switching position. Clutch to claims i to 3, characterized in that the synchronization ring (210) by means of a retaining ring (2 i) arranged on the associated gear wheel (8), against the axial Shift is secured.