DE933364C

DE933364C - Synchronizing device for switching gear change gears

Info

Publication number: DE933364C
Application number: DEB10642A
Authority: DE
Inventors: Samuel O White
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1942-09-16
Filing date: 1950-09-30
Publication date: 1955-09-22

Description

Synchronisiereinrichtung zur Schaltung von Zahnräderwechselgetrieben Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung zum Schalten von Zahnräderwechselgetrieben, bei der einer der zu synchronisierenden Teile Kupplungsklauen sowie eine Kegelfläche aufweist, während eine mit dem anderen Teil verbundene verschiebbbare Schaltmuffe bei Beginn ihrer Verschiebung einen Reibkegel in Eingriff mit der Kegelfläche bringt, so daß bei Vorhandensein eines Drehzahlunterschiedes der Reibkegel in eine Stellung gedreht wird, in der er die Schaltmuffe gegen eine weitere Verschiebung in die Kuppelstellung sperrt.Synchronizing device for switching gear change transmissions The invention relates to a synchronization device for switching gear change transmissions, one of the parts to be synchronized has clutch claws and a conical surface has, while a sliding sleeve connected to the other part at the beginning of its displacement brings a friction cone into engagement with the conical surface, so that in the presence of a speed difference the friction cone in one position is rotated, in which he the shift sleeve against further displacement in the coupling position locks.

Hauptaufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten und vereinfachten Einrichtung der beschriebenen Art, bei der die Axialbewegung des Reibkegels während der anfänglichen Verschiebung der Schaltmuffe von dieser mittels eines Ringes übertragen wird, der einerseits lösbar mit der Schaltmuffe verbunden ist und andererseits unmittelbar auf den den, weiteren Vorschub der Muffe sperrenden Teil des Reibkegels einen Axialdruck ausübt.The main object of the invention is to provide an improved and simplified device of the type described, in which the axial movement of the friction cone during the initial displacement of the shift sleeve from this by means of a ring is transmitted, which on the one hand is detachably connected to the shift sleeve and on the other hand directly on the part of the friction cone that blocks the further advance of the sleeve exerts an axial pressure.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß die den. Axialdruck ausübenden Teile des Ringes diesen gegenüber der Muffe in zentrischer Lage halten und daß der Ring als federnder stufenförmiger Drahtring ausgebildet ist, dessen Außenstufen mit der Schaltmuffe lösbar verbunden sind und dessen Innenstufen den Axialdruck übertragen.Another feature of the invention is that the. Applying axial pressure Parts of the ring keep this opposite the sleeve in a central position and that the Ring is designed as a resilient step-shaped wire ring, the outer steps are releasably connected to the shift sleeve and its inner stages the axial pressure transfer.

Ein anderes Erfindungsmerkmal ist, daß die Außenstufen und die Innenstufen des Drahtringes durch abgewinkelte Teile verbunden sind, die in Ausschnitten des Ringflansches liegen, so daß die Umfangsbewegung des Drahtringes gegenüber der Schaltmuffe begrenzt ist.Another feature of the invention is that the outside steps and the inside steps of the wire ring are connected by angled parts that are in sections of the Ring flange are so that the Circumferential movement of the wire ring compared to the shift sleeve is limited.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß der Drahtring mit seinen Innenstufen zwischen Radiälflächen des Flansches und die Sperrzähne eingreift, während auf seine Außenstufen ein Axialdruck von mindestens einigen Innenzähnen der Schaltmuffe ausgeübt wird, und daß die Zähne des Flansches Nuten haben, um die Innenstufen des Drahtringes aufzunehmen, und daß die Zähne der Schaltmuffe flache Verriegelungsrasten aufweisen, in die die Außenstufen des Drahtringes nachgiebig eingreifen können, so daß beim Verschieben der Schaltmuffe in Kupplungsstellung die Außen-, Innen- und Winkelstufen des Drahtringes im wesentlichen in einer radialen Ebene liegen.Another feature of the invention is that the wire ring with engages its inner steps between radial surfaces of the flange and the ratchet teeth, while an axial pressure of at least some internal teeth on its outer steps the shift sleeve is exercised, and that the teeth of the flange have grooves to the To receive inner steps of the wire ring, and that the teeth of the shift sleeve are flat Have locking latches into which the outer steps of the wire ring are yielding can intervene so that when moving the shift sleeve in the clutch position the outer, inner and angular steps of the wire ring essentially in a radial manner Lie level.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile .der Erfindung ergeben sich aus der felgenden ausführlichen Beschreibung an Hand der Zeichnungen. Es zeigt Fig. I einem. senkrechten Axialteilschnitt durch eine die Erfindung enthaltende Synchronisiereinrichtung, Fig. 2 einen Teilquerschnitt der Synchronisiereinrichtung nach der Linie 2-2 der Fig. I, Fig.3 einen Teilschnitt nach der Umfangslinie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 einen Axialteilschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 einen senkrechten Axialteilschnitt durch eine andere .Ausführungsform der Synchronisiereinrichtung nach der Erfindung, Fig.6 einen Teilquerschnitt der Synchronisiereinrichtung nach der Linie 6-6 der Fig. 5 und Fig.7 einen Teilschnitt nach der Umfangslinie 7-7 der Fig. 6.Further objects, features and advantages of the invention emerge from the accompanying detailed description on the basis of the drawings. It shows Fig. I one. vertical partial axial section through a synchronizing device containing the invention, Fig. 2 is a partial cross-section of the synchronizer along the line 2-2 of the Fig. I, Fig. 3 a partial section along the circumferential line 3-3 of Fig. 2, Fig. 4 a Partial axial section along the line 4-4 in FIG. 2, FIG. 5 shows a partial vertical axial section by another embodiment of the synchronizing device according to the invention, 6 shows a partial cross-section of the synchronizing device along the line 6-6 of FIGS. 5 and 7 show a partial section along the circumferential line 7-7 of FIG. 6.

Als Beispiel einer Ausführungsform !der Erfindung ist in den Fig. I bis 4 ein Teil einer Synchronkupplung dargestellt, in der eine getriebene Welle Io durch die verschiebbare Schaltmuffe I2 mit jedem der zwei Antriebselemente I4 bzw. I6 formschlüssig verbunden werden kann. Die Antriebsteile I4 und I6 sind mit Kupplungsklauen I8 bzw. 2o ausgerüstet, deren Zähne mit den Innenzähnen 22 bzw. 24 der Schaltmuffe I2 in Eingriff kommen können.As an example of an embodiment! Of the invention is shown in Figs. I to 4 show a part of a synchronizer clutch in which a driven shaft Io through the sliding sleeve I2 with each of the two drive elements I4 or I6 can be positively connected. The drive parts I4 and I6 are with Coupling claws I8 or 2o equipped, the teeth of which with the internal teeth 22 or 24 of the shift sleeve I2 can come into engagement.

Die Schaltmuffe I2 sitzt auf einer Nabe 26, die durch Keilnuten 28 auf der getrielbenen Welle Io befestigt ist. Die Nabe 26 liegt in Achsrichtung fest zwischen einem auf der Welle Io vorhandenen Wellenabsatz 30 und einem in die Keilnuten eingelassenen Haltering 32. Die Nabe 26 ist mit einem Flansch 34 versehen, mit dessen Zähnen 36 die Zähne 22 und 24 der Schaltmuffe 12 im Eingriff stehen, so daß eine Antriebsverbindung zwischen der Nabe und der Muffe entsteht. Die Schaltmuffe 12 kann axial verschoben werden, um die Zähne 22 mit der Kupplungsklaue I8 und die Zähne 24 mit der Kupplungsklaue 2o in Eingriff zubringen.The shift sleeve I2 is seated on a hub 26, which is supported by keyways 28 is attached to the driven shaft Io. The hub 26 is fixed in the axial direction between a shaft shoulder 30 present on the shaft Io and one in the keyways recessed retaining ring 32. The hub 26 is provided with a flange 34, with its Teeth 36, the teeth 22 and 24 of the shift sleeve 12 are in engagement, so that a Drive connection between the hub and the sleeve is created. The shift sleeve 12 can be moved axially to the teeth 22 with the coupling claw I8 and the Bring teeth 24 with the coupling claw 2o in engagement.

Zu beiden Seiten der Nabe 26 liegen zwei axial verlaufende ringförmige Ausnehmungen 38 bzw. 40, in denen zwei. zur Sperrung und zur Synchronisierung dienende Hohlzylinder 42 bzw, 44 die im Innern der Reibkegel 58 eingebaut sind, liegen. Auf den Hohlzylindern 42, 44 befindliche Naben 46 für die Sperrzähne 50 erstrecken sich über Durchbrüche 48 des Flansches 34 in radialer Richtung und tragen an ihrem Außenende Sperrzähne 5o, die in den Grenzlagen der Naben 46 für die Sperrzähne 5o in Sperrstellung zusammen mit den Zähnen 52 der Schaltmuffe stehen. Die Zähne 52 sind etwas kürzer als die Zähne 22, 24 und enden kurz vor den Stirnflächen der Schaltmuffe I2, so daß zwischen den Zähnen 22, 24 Lücken entstehen, in denen die Sperrzähne aufgenommen werden. Die Durchbrüche 48 sind um soviel breiter als die Sperrverzahnung 46, so daß die Sperrverzahnung 46 in Umfangsrichtung um eine Strecke gedreht werden kann, die im wesentlichen der halben Stärke der Zähne 52 zu beiden Seiten der in Fig. 2 gezeigten neutralen oder nicht sperrenden Stellung entspricht. Die miteinander kämmenden Enden der Zähne 5o und 52 sind bei 54 bzw. 56, d. h. an den Stirnflächen, abgeschrägt, so daß der Axialdruck der Zähne 52 gegen die Zähne 5o die Bewegung der Zähne 52 in die zwischen den Zähnen 50 liegenden Lücken hinein erleichtert, sobald der Sperrdruck vermindert wird, .so daß es also möglich ist, die Schaltmuffe I2 in die Kupplungsklauen I8, 2o einzukuppeln.On both sides of the hub 26 are two axially extending annular recesses 38 and 40, in which two. Hollow cylinders 42 or 44 which are used for locking and synchronization and which are installed in the interior of the friction cone 58 are located. The hubs 46 for the ratchet teeth 50 located on the hollow cylinders 42, 44 extend over openings 48 in the flange 34 in the radial direction and have ratchet teeth 5o at their outer end, which in the limit positions of the hubs 46 for the ratchet teeth 5o are in the blocking position together with the teeth 52 the shift sleeve. The teeth 52 are slightly shorter than the teeth 22, 24 and end just before the end faces of the shift sleeve I2, so that gaps arise between the teeth 22, 24 in which the ratchet teeth are received. The openings 48 are so much wider than the locking teeth 46, so that the locking teeth 46 can be rotated in the circumferential direction by a distance which corresponds essentially to half the thickness of the teeth 52 on both sides of the neutral or non-locking position shown in FIG . The meshing ends of the teeth 5o and 52 are beveled at 54 and 56, ie at the end faces, so that the axial pressure of the teeth 52 against the teeth 5o facilitates the movement of the teeth 52 into the gaps between the teeth 50, as soon as the barrier pressure is reduced, so that it is therefore possible to couple the shift sleeve I2 into the clutch claws I8, 2o.

Die Hohlzylinder 42, 44 sind mit stumpfen Kegeln 58 verbunden, die mit Reibelementen 6o der Antriebsteile I4 bzw. I6 zusammenarbeiten. Durch die anfängliche Reibungsberührung wird der Hohlzylinder 42 oder 44 in Sperrstellung gebracht, so lange ein Drehzahlunterschied zwischen dem jeweiligen Antriebsteil und der getriebenen Welle Io vorhanden ist. Eine weitere Reibungsberührung, die unter dem Druck der sich gegeneinanderlegenden Zähne auftritt, vermindert den Drehzahlunterschied zwischen dem Antriebsteil und dem getriebenen Teil, um einen Gleichlauf herzustellen. Bei Gleichlauf kann sich der Hohlzylinder 42 oder 44 in die in Fig.2 dargestellte neutrale Stellung bewegen, so daß die Schaltmuffe I2 in die vorher beschriebene Kupplungsstellung vorgeschoben werden kann.The hollow cylinders 42, 44 are connected to truncated cones 58, the work together with friction elements 6o of drive parts I4 and I6. Through the initial With frictional contact, the hollow cylinder 42 or 44 is brought into the blocking position, see above long a speed difference between the respective drive part and the driven one Wave Io is present. Another frictional contact under the pressure of the opposing teeth occurs, reduces the speed difference between the drive part and the driven part in order to establish synchronization. at The hollow cylinder 42 or 44 can move synchronously to the neutral position shown in FIG Move position so that the sleeve I2 is in the clutch position described above can be advanced.

Die Erfindung schafft eine Einrichtung, durch die eine Verschiebung der Schaltmuffe I2 auf die Hohlzylinder 42 oder 44 der Reibkegel 58 übertragen wird. Diese Druckübertragungseinrichtung hat die Form eines federnden stufenförmigen Drahtringes 62 mit Außenstufen 64, die in auf den Innenflächen der Zähne 22 bzw. 24 befindlichen Nuten 66 liegen, und mit Innenstufen 68, die sich in Nuten 48 befinden, die zwischen den Innenflächen der Sperrzähne 46 und den angrenzenden, die Innen= enden der Nuten 48 bildenden Radialflächen des Flansches 34 verlaufen. Die Innenstufen 68 des Drahtringes sind mit den Außenstufen 64 durch abgewinkelte Teile oder Winkelstufen 70 verbunden, die in Schlitzen 72 liegen,, die in den Flansch 34 12 hinein von den Ausnehmungen 48 reichen. Der Eingriff der Winkelstufen mit den Enden der Ausnehmungeii 48 sichert die Drahtringe 62 gegen eine Verschiebung in Umfangsrichtung.The invention creates a device by means of which a displacement of the shift sleeve I2 is transmitted to the hollow cylinder 42 or 44 of the friction cone 58. This pressure transmission device is in the form of a resilient step-shaped wire ring 62 with outer steps 64 which are located in grooves 66 located on the inner surfaces of teeth 22 and 24, respectively, and with inner steps 68 which are located in grooves 48 which lie between the inner surfaces of ratchet teeth 46 and the adjacent radial surfaces of the flange 34 which form the inner ends of the grooves 48. The inner steps 68 of the wire ring are connected to the outer steps 64 by angled parts or angled steps 70 which lie in slots 72 which extend into the flange 34 12 from the recesses 48. The engagement of the angular steps with the ends of the recess 48 secures the wire rings 62 against displacement in the circumferential direction.

Die Innenstufen 68 berühren die Außenfläche des 12 Reibkegelhohlzylinders 44, so daß der Ring 62 immer zentrisch zur Schaltmuffe 12 liegt. Dadurch wird verhütet, daß der Ring in eine exzentrische Lage fällt, sobald die Zähne 22 oder 24 bei der Bewegung der Schaltmuffe in Kupplungsstellung über die Ebene des Ringes hinausgegangen sind.The inner steps 68 touch the outer surface of the hollow friction cone cylinder 44 so that the ring 62 is always centric to the shift sleeve 12. This prevents the ring from falling into an eccentric position as soon as the Teeth 22 or 24 when moving the sleeve in the clutch position over the Level of the ring.

Die anfängliche Verschiebung der Schaltmuffe 12 in die Kupplungsstellung wird durch die Nuten 66 auf den Drahtring 62 übertragen. Von diesem Ring wird eine Bewegung auf die Stirnfläche der Naben der Sperrzähne 46 übertragen, so daß der Reibkegel 58 in Reibungsberührung mit dem zugehörigen Reibungselement 6o gelangt. Diese anfängliche Berührung führt den Eingriff der Zähne 52 mit den Zähnen 5o herbei, so daß .der Druck von der Schaltmuffe I2 unmittelbar auf den Reibkegel übertragen wird, wodurch sich die Reibungsberührung vergrößert und Gleichlauf entsteht. Sobald die Reibungskräfte voll wirksam sind, bewegt .sich natürlich der Reibkegel nicht weiter. Während die Schaltmuffe nun weiter in ihre Kupplungsstellung bewegt wird, wird der Drahtring 62 durch Berührung mit den Stirnflächen der Naben der Sperrzähne 46 gegen eine weitere Bewegung mit der Schaltmuffe gesichert. Beim Verschieben über die Außenstufen des Ringes pressen die Zähme 22 oder 24 den Ring in geringem Maße zusammen, wobei die Zusammendrückung jedoch durch eine geringe Ausbiegung der Winkelstufen 7o aufgenommen wird. Die Winkelstufen 70 sind nicht genau radial, sondern mehr diagonal gerichtet, damit sie durchfedern können.The initial displacement of the shift sleeve 12 into the clutch position is transferred to the wire ring 62 through the grooves 66. This ring becomes a Movement transmitted to the end face of the hubs of the ratchet teeth 46, so that the Friction cone 58 comes into frictional contact with the associated friction element 6o. This initial contact brings about the engagement of teeth 52 with teeth 5o, so that .the pressure from the sleeve I2 is transmitted directly to the friction cone which increases the frictional contact and creates synchronism. As soon the frictional forces are fully effective, of course the friction cone does not move Further. While the shift sleeve is now moved further into its clutch position, the wire ring 62 is made by contact with the end faces of the hubs of the ratchet teeth 46 secured against further movement with the shift sleeve. When moving over the outer steps of the ring press the tames 22 or 24 to a small extent on the ring together, whereby the compression is caused by a slight deflection of the angle steps 7o is recorded. The angular steps 70 are not exactly radial, but more diagonal directed so that they can spring through.

Die Außenstufen 64 des Ringes verlaufen über in den Flanschteilnuten befindliche Einschnitte 74, die etwas breiter sind als die Dicke des Ringes, damit der Ring eine begrenzte Axialbewegung ausführen kann, die zur Druckübertragung auf den entsprechenden Reibkegel erforderlich ist.The outer steps 64 of the ring extend over into the flange part grooves located incisions 74, which are slightly wider than the thickness of the ring, so the ring can perform a limited axial movement that is used to transmit pressure the corresponding friction cone is required.

In der in den Fig. 5, 6 und 7 gezeigten abgeänderten Ausführungsform der Erfindung liegen die Außenstufen 64a des Druckringes radial nach außen von der Ebene der axialen Außenenden der Nabe 46 der Sperrzähne 5o, so daß keine Nuten in den Flanschzähnen 36 erforderlich sind. Die Außenstufen 64a greifen nicht mehr in Nuten der Innenflächen der Muffenzähne 22, 24 ein, sondern werden durch die Stirnflächen der Zähne 22a, 24a berührt.In the modified embodiment shown in Figs of the invention are the outer steps 64a of the pressure ring radially outward from the Plane of the axial outer ends of the hub 46 of the ratchet teeth 5o, so that no grooves in the flange teeth 36 are required. The outer steps 64a no longer engage Grooves of the inner surfaces of the socket teeth 22, 24, but are made by the end faces of teeth 22a, 24a touches.

Die Innenstufen der Drahtringe 62a sind mit den Außenstufen 64, durch abgebogene Teile oder Winkelstufen 70, verbunden, die diagonal nach innen verlaufen und in .den Räumen zwischen den Seitenenden der Ausnehmungen 48a und den Flanken der Sperrzähne 46 liegen. Die Innenstufen 68a liegen vollständig in den Ausnehmungen 48a. In diesem Fall ist die Schwingbewegung des Reibkegels durch Anlage der Sperrzähne 46 gegen die Winkelstufe 7oa begrenzt, und die Ausnehmungen 48a sind um soviel breiter, als der Dicke der beiden Winkelstufen 70a entspricht. Wie bei der ersten Ausführungsform wird der Drahtring durch Eingriff der Innenstufe 68, mit der Mantelfläche des Reibkegels geführt.The inner steps of the wire rings 62a are connected to the outer steps 64 by bent parts or angled steps 70, which run diagonally inward and lie in the spaces between the side ends of the recesses 48a and the flanks of the ratchet teeth 46. The inner steps 68a lie completely in the recesses 48a. In this case, the oscillating movement of the friction cone is limited by the ratchet teeth 46 resting against the angular step 7oa, and the recesses 48a are as much wider as the thickness of the two angular steps 70a. As in the first embodiment, the wire ring is guided by engagement of the inner step 68 with the outer surface of the friction cone.

Mit Ausnahme der oben beschriebenen abgeänderten Teile ist die in den Fig. 5 bis 7 dargestellte Ausführungsform der Erfindung identisch mit der in den Fig. I bis 4 dargestellten Ausführung. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile.Except for the modified parts described above, the in FIGS. 5 to 7 illustrated embodiment of the invention identical to that in FIGS. I to 4 illustrated embodiment. The same reference symbols denote the same Parts.

Obgleich als. Beispiele symmetrische Konstruktionen veranschaulicht worden sind, bei denen die Schaltmuffe entweder nach links oder nach rechts zur Erzielung eines Eingriffes mit verschiedenen Kupplungsklauen verschoben werden kann, ist die Erfindung nicht auf solche Zweiwegeanordnungen beschränkt.Although as. Examples of symmetrical constructions illustrated have been, in which the shift sleeve either to the left or to the right to Achievement of an engagement with different coupling claws can be shifted, the invention is not limited to such two-way arrangements.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Synchronizing device for switching gear change transmissions, in which one of the parts to be synchronized has coupling claws and a conical surface has, while a sliding sleeve connected to the other part at the beginning of their displacement advances a friction cone for engagement with the conical surface, so that in the presence of a speed difference the friction cone in one position is rotated, in which he the shift sleeve against further displacement in the coupling position locks, characterized in that the axial movement of the friction cone (58) during the initial displacement of the shift sleeve (I2) from this by means of a ring (62) is transmitted, which on the one hand (at 64) releasably connected to the shift sleeve (I2) is and on the other hand (at 68) directly on the further advance of the sleeve (I2) blocking part (46) of the friction cone (58) exerts an axial pressure.

2. Synchronizer according to claim I, characterized in that the parts exerting the axial pressure (68) of the ring (62) this opposite the sleeve (I2) in its central position keep.

3. Synchronizing device according to claim I or 2, characterized in that that the ring (62) is designed as a resilient step-shaped wire ring, whose Outer steps (64) are releasably connected to the shift sleeve (I2) and its inner steps (68) transmit the axial pressure.

4. Synchronisneinrichtung according to claim i, 2 or 3, in which the shift sleeve surrounds an annular flange of the part to be coupled, the Conversely, friction cone is arranged within this annular flange and ratchet teeth on the outside which engage with play in. Tooth gaps of the annular flange, characterized in that that the pressure-transmitting parts (68) of the ring (62) between the locking teeth (46) of the friction cone (58) and those of the flange (34).

5. Synchronizer according to claim 3 and 4, characterized in that the outer steps (64) and the Inner steps (68) of the wire ring (6z). Connected by angled parts (70), which lie in sections of the annular flange (34), so that the circumferential movement of Wire ring is limited to the shift sleeve (I2).

6. Synchronizer according to claim 5, characterized in that the wire ring (62) with its inner steps (68) engages between radial surfaces of the flange (34) and the locking teeth (46), while on its outer steps (64) an axial pressure of at least some inner teeth (22, 24, 52) of the shift sleeve (I2) is exercised.

7. Synchronizing device according to Claim 6, characterized in that the teeth (36) of the flange (34) have grooves (at 74) to receive the inner steps (68) of the wire ring (62), and that the teeth (22, 24) of the selector sleeve (r2) iron flat locking notches (66), in which the outer steps (64) of the wire ring can resiliently engage, so that when moving the gearshift sleeve to the clutch position, the outer, inner and angular steps (64, 68, 7o) of the wire ring lie essentially in a radial plane. B. Synchronizing device according to claim 6, characterized in that outer steps (64a) of the wire ring (62Q) lie on the outside of the flange teeth (36), while the . angled sections (70Q) at an angle. in the gaps between the ends of the ratchet teeth (46Q) and the associated grooves (48Q) of the flange (34) are (Fig. 5 to 7).