JP2008291999A - 歯車同期ユニット、歯車同期ユニットの押圧部材および歯車同期ユニットの歯車同期方法 - Google Patents
歯車同期ユニット、歯車同期ユニットの押圧部材および歯車同期ユニットの歯車同期方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】歯車装置の信頼性を向上することの可能な歯車同期ユニットを提供する。
【解決手段】本発明の歯車同期ユニット1は、少なくとも1つの遊び歯車11、13を切り替えスリーブ3、3’によって同期させる。かかる歯車同期ユニット1は、同期化およびシフト機能により、切り替えスリーブ3、3’の掛止が行われることによって、切り替えスリーブ3、3’のための第1ロックポジションVを提供する。そして、切り替えスリーブ3、3’を第2ポジションIIに固定可能な板状の弾性部材50、100、100’、200、200’、300、300’、400、500を備え、歯車同期のために、第1ロックポジションVにおいて固定、同期化、およびシフト機能を提供する。弾性部材50、100、100’、200、200’、300、300’、400、500により、その同期化機能が複数の機能に拡大される。
【選択図】図16
【解決手段】本発明の歯車同期ユニット1は、少なくとも1つの遊び歯車11、13を切り替えスリーブ3、3’によって同期させる。かかる歯車同期ユニット1は、同期化およびシフト機能により、切り替えスリーブ3、3’の掛止が行われることによって、切り替えスリーブ3、3’のための第1ロックポジションVを提供する。そして、切り替えスリーブ3、3’を第2ポジションIIに固定可能な板状の弾性部材50、100、100’、200、200’、300、300’、400、500を備え、歯車同期のために、第1ロックポジションVにおいて固定、同期化、およびシフト機能を提供する。弾性部材50、100、100’、200、200’、300、300’、400、500により、その同期化機能が複数の機能に拡大される。
【選択図】図16
Description
本発明は、歯車の同期装置に関し、特に、ばねが下に配置されている、同期リングの同期装置に関する。ばねは、歯車と同期体との間の異なる回転数の調整・適合を行う、その同期化機能が複数の機能に拡大される点で傑出している。さらに、本発明は、本発明に基づく同期に適したばねにも関する。
典型的な歯車構成の構造的な設計のために、例えば、Volkswagen社による6段変速08Dに関する技術文書を参照することができる。さらに、公知の類似した形態の同期が、G.Lechner/H.Naunheimer著の専門書「車両変速装置」、ISBN3−540−57423−9において示されている。両引例は、その開示の範囲において、全内容が、変速装置技術および変速装置同期の基礎的な記載として含まれる。従って、以下では、変速装置同期の一般概念に関する詳細な記載を省略する。
さらに、変速装置同期の個々の態様に関する基本的な記載は、出願時点で未公開の独国特許出願第102006044352.7号明細書および独国特許出願第102006051399.1号明細書、並びに、公開された独国特許発明第102005040400号明細書において開示されており、上記の明細書の全内容が開示の範囲として本願に含まれている。
シングルコーン型同期装置の従来の個々の構成要素として、歯車、クラッチ体、1つまたは2つの同期リング、同期体、圧縮ばね、切り換えまたはシフトスリーブが挙げられる。歯車は、針状ころ軸受を備える遊び歯車を用いることができる。クラッチ体は、多くの場合、担保されたシフト歯および摩擦コーンを備えている。同期リングは、ストップラグを介して同期体に誘導されている。ストップラグは、同期体内の溝よりも細いので、同期リングは、特定数値の分だけ半径方向に動く(ねじ曲がる)ことが可能である。これは、切り替えガタと呼ばれている。インナーコーンが内部に備えられており、シャフトへの接続が、同期体内の軸受を介して行われる。ロック歯が外側にあり、同期リングに取り付けられている。同期リングは、同期の主要な機能を担っている。同期体の内部には、装入歯が備えられている。装入歯は、シャフトを備える形状拘束を保障する。圧縮ばねは、押圧部材の柔軟性を保障する。球ピンは、ニュートラルポジションにおいてシフトスリーブのロック溝内に存在する。押圧部材は、圧縮ばねおよび球ピンを介して、シフトスリーブ内で固定される。シフトスリーブの内側には、担保されたシフト歯(シフトドッグ)が備えられている。
ギアチェンジの際には最初に、達成するべきギア比の変更iにより、シャフトと切り替えられるべき遊び歯車との間で回転数の差異が生じる。ロック同期は、ポジティブ結合を構成する前の、遊び歯車とシャフト、特に駆動軸または従動軸との間の非正回転数適合(non−positive rotational speed adaptation)を実現する。従来の記載に基づいて、同期工程は、5段階に分けられる。すなわち、工程は、第1段階(同期化)、第2段階(同期)、第3段階(解除)、第4段階(自由移動段階)、そして第5段(階単線段階)によって特徴づけられる。
公知の構成に基づいて、同期リングのシングルコーン型またはマルチコーン型同期装置を介して、固定歯車と遊び歯車等の2つの歯車の同時回転が、マニュアル変速の駆動軸から従動軸への動力伝達のために、通常は全ギアではないにせよほとんどの前進ギアまたは後退ギアのための、1または複数の変速シャフトを一時的に切り替えることにより実現される。特にシフトスリーブとして構成されている切り替えスリーブによって、同期リング歯の歯と、ロック歯とも呼ばれるクラッチ体歯の歯との間での、切り替えスリーブ歯の介入の後に、歯車装置の固定歯車から選択された遊び歯車への適正な動力および回転トルク伝達が実現される。同期体内には、押圧部材が、同期化において役立つように、多くの場合円周上に均一に分散されて、同期体の外歯の間にはめ込まれている。以下では、押圧部材という用語の単数形が、複数形の箇所でも用いられる。さらに、押圧部材は、同期リングの同期化のために割り当てられることにより、摩擦ライニングの並置を保障する。この場合、押圧部材は、多くの場合複数の部分から構成されている。しかし、多くの押圧部材において、通常、切り替えスリーブのシフト方向に調整運動を実行可能とするために、押圧部材は縦方向に動くように配置され、縦方向に動く状態にある。
シフトスリーブの下側で介入する複数の部分から成る押圧部材の構成要素としてのばねで張力が加えられ、特に球状に成形された固定部を備える切り替えスリーブの固定を実施するための更なる別の公知の実施形態が、独国実用新案第20022345号明細書の図に開示されている。固定部の下にあるばねは、例えば、西独国特許出願公告第102004036507号明細書において、または、欧州特許ファミリの同等のファミリの欧州特許出願公開第1624212号明細書に開示されている。代替的に、西独国特許第19632250号明細書に図示されているようなJ字形のつり具も、ばね導入部のために用いることが可能である。押圧部材の更なる別の記載が、シフトスリーブに対して、特に内側に向かってシフトスリーブに成形されたロック(固定)溝に対して固定部を押し付けるためのつるまきばねと共に、西独国特許第19580558号明細書、独国特許出願公開第19941794号明細書、大韓民国特許公開第1020010003003号、および西独国特許第3125424号明細書に記載されている。
欧州特許第1270975号明細書の符号においても特許が付与されている独国特許出願公開第10129097号明細書において、ばね部の2つの異なる実施形態(符号17および18)が開示されている。ばね部は、その間に存在する同時回転体の方向に同期リングを引っ張るために、ねじればね、またはつり具状のばねとして同期リングをしっかり掴む。これによって、基本ポジションにおいて同時回転体と同期リングとの間の相対運動を防止可能とするために、摩擦係数を利用する必要がある。ばねは、歯車同期ユニットにおける追加的な構成要素として、従来の公知の推力と共に組み込まれている。歯車同期が押圧部材のみならず引張ばねも有することによって、同期リングの遊びが防止される。
同期ユニット全体を示す独国特許第10006347号明細書の図において、ロック構成要素の下にある、板状のばねが示されている。板状のばねは、構造的に、独国実用新案第20022345号明細書の記載や独国特許出願公開第10129097号明細書の記載と一致する。これらの特許では、ばねはその機能に基づき利用できない使用可能空間を最小限に抑えることが説明されている。
押圧部材ための使用可能空間を最小限にするという構想から出発して、独国特許出願公開第10136906号明細書、国際公開第04/005739号パンフレットとしても公開されている独国特許出願公開第10230177号明細書、独国特許出願公開第10225269号明細書、独国特許出願公開第10337588号明細書、および独国特許出願公開第10231602号明細書は、内部空間が空洞の金属状構成要素によって、本来堅固に構成されている押圧部材の外形を有するための方策を示している。既に述べたような複数の金属状構成要素と堅固な押圧部材の交換は、西独国特許第10006347号明細書等に記載される既存の開発に対し、ばね状の押圧部材のより良い利用に関しては開発が2001年から2003年に初めて行われ遅く開発されたのにも関わらず、既に不利なだけであるように思われる。
完全性の理由から、さらに、米国特許第5113986号明細書および西独国特許第10136429号明細書の2つの構想が挙げられる。
米国特許出願公開第5638930号明細書、独国特許出願公開第102005023248号明細書、独国実用新案第20216782号明細書、および欧州特許出願公開第0870941号明細書は、数多くの実施形態において、金属製の3次元に形成された、特に箱状またはハウジング状の押圧部材を示している。押圧部材は何にも支えられずに、同期体内に挿入されている。
固定を同期(段階)の中に移行するという構想は、そのために追加的な構成要素および要素が必要ではある。しかし、「固定しながら」という概念においてシフトスリーブのシフトのためのより高い作動力が検討される場合、仏国特許出願公開第2846721号明細書、および独国特許出願公開第10136906号明細書の個々の実施形態が参照される。
ばね状の押圧部材の設計における限界は、米国特許第2160091号明細書において、平らなねじ収容金属を二重の板で強化することによって解決される。しかし、これによって、本来薄くあることが望ましい押圧部材が厚い形状になる。
切り替え工程の間の押圧部材とシフトスリーブとの間の相対運動に基づいて、摩擦は、押圧部材の機能に対して特別な度合いで作用する。両構成要素の間の油膜にも関わらず、摩擦は、構成要素の表面の仕上げおよび与えられる弾力に著しく依存する。特に、輪ばねが備えられた実施形態の場合、摩擦によって発生する現象が特に大きく作用する。これは、一方では比較的高い摩擦値に起因し、他方ではばねリングがシフトスリーブから一方向に軸方向の遊びを有していることに起因する。軸の遊びは、同期化のために必要である。
シフトスリーブの固定のための可能性において、固定は、シフトフィンガーに取り付けられたロック部を介して行われる。ロック部にはばねによって負荷が加えられた戻り止めが介入する。シフトフィンガーは、切り替えシャフトに固定して接続されており、切り替えシャフトを介して選択および切り替え運動が実行される。多くの場合、ロック部は、直接的に切り替えシャフト内にはめ込まれる。更なる別の変形例に基づいて、ロッカアームに装着されたロック部、および追加的な固定装置を備えるロッカアームの切り替えが公知である。追加的な固定装置は、切り替えシャフトが1つだけの、この切り替えタイプのために必要である。すなわち、切り替えシャフトは選択された経路において付属するロックアームと接続しており、それ以外においてはロックアームの動きが切り替えシャフトに依存せずに回避される必要があるからである。
また、ニュートラルポジションおよびギアがかみ合っているポジションのために、追加的なロック手段をシフトドーム内に配置することは公知である。例示される実施形態において、ニュートラルポジションは、ギアシフトレバーがニュートラルポジションにおいて常に第3速および第4速のためのシフト経路内に存在するようにされる。
紹介したメカニズムのうち、常に複数のメカニズムが切り替え装置に統合されるので、多くの公知のケースの場合、シフトランナ・ロック手段がランナごとにドーム内およびシフトシャフト内のロック手段と相互に作用する。
押圧部材の、機能的に設けられていない使用可能空間を最小限に抑えることは、興味深い考察である。理想的には、押圧部材は材料を節約して製造可能となるべきである。使用可能空間を最小限に抑えることによって、歯車同期ユニットの残りの同期構成要素がより強く、より厚くまたはより頑丈に構成される。すなわち、振動する、伸縮自在に縦方向に動く、または回転する空間に相当する押圧部材が自由に動く空間に対して、および押圧部材自体に対して、更なる別の使用可能空間を割り当てる必要がないからである。さらに、個々の構成要素の設計によって、歯車同期ユニットの信頼性を向上させるだけではなく、機能的にも信頼性を保障することが望まれている。
従って、歯車同期ユニットは、歯車の、すなわち歯車の跳躍が可能な限り回避されるように構成される必要がある。理想的は、シフトランナ・ロック手段の省略、およびそれに伴い、歯車装置の費用を最小限に抑えることが挙げられる。もちろん、騒音は、振動の防止によって可能な限り小さく発生するべきである。各歯車装置において、態様に基づいて、摩擦面の間での望まれない接触の回避による、効率の改善が重要である。これには、例えば、変速の際の、公知の現象、すなわち反同期も含まれる。歯車装置の設計者にとっては、許容鎖(tolerance chain)を可能な限り短縮することが重要である。歯車同期ユニットの建設的な解決によって、この数多くの部分的に矛盾する要請の間で適切な妥協策が講じられる必要がある。
本発明に基づく発明の主題は、歯車装置の信頼性の向上に貢献する。特に、歯車同期ユニットは、同時に高い信頼性を保障しながら、構成要素への負荷を低減する。また、歯車装置の押圧部材の機能を担うことが可能な適切な弾性部材(ばね)を備えることを特徴とする。さらに、歯車同期ユニットを駆動させるための適切な方法は、特許請求の範囲に歯車同期ユニットの歯車同期方法として記載されている。
好適な実施形態は、特許請求の範囲に記載の従属請求項において記載されている。
歯車同期ユニットは、上記の記載のとおり異なる段階を提供する。これには同期のための性能も含まれる。通常、少なくとも1つの遊び歯車が、多くの場合2つの遊び歯車のうちの1つが、交互に同期ユニットによって同期可能である必要がある。さらに、歯車同期ユニットはシフト機能を備える必要がある。シフト機能として、ある考察方法において局所的な位置関係が示される。すなわち、本来の同期段階が開始する前に、切り替えスリーブまたはシフトスリーブがシフト歯およびロック歯に関連してポジションをとる、局所的な位置関係が示される。この段階は自由移動段階とも呼ばれる。板状の弾性部材は、切り替えスリーブをロックポジションに保持することが可能である。ロックポジションの他に、弾性部材は、歯車同期のための同期化領域およびシフト機能を提供する。すなわち、駆動軸または従動軸等の下に存在するシャフトの軸に沿って伸びる、平らで縦方向に伸びる弾性部材は、複数の機能領域、すなわち同期化領域、シフト機能およびロックポジションを有している。歯車同期ユニットの構成要素へ異なる機能を多重統合することにより、非常にコンパクトな構造を提供することができる。さらに、1つの構成要素に複数の機能をまとめることによって、許容鎖を短縮する。
有利な態様によれば、ロックポジションはニュートラルポジションにある。ニュートラルポジションは切り替えスリーブのポジションであり、このポジションにおいては、切り替えスリーブはどの遊び歯車とも噛合していない。ニュートラルポジションでは、切り替えスリーブは、遊び歯車から離れて、特に遊び歯車の間に、特に中央に配置されている。更なる別の第2のロックポジションは、弾性部材によって切り替えられた状態において、すなわち、切り替えスリーブと遊び歯車のクラッチ歯とが噛み合ったときに形成される。2つのロックポジションは、空間的に間隔を有している。従って、切り替えスリーブは、異なるポジションにおいて弾性部材によって固定されている。ロック手段は、歯車同期ユニットの信頼性に貢献し、部分的に、局所的に離れたロック手段の機能を担う。
弾性部材は、同期改善のための、特に同期化のための押圧部材として機能する。機能の拡張は、歯車同期ユニットの内部で、切り替えスリーブのロック歯と同期リングのクラッチ歯との間で形成される。さらに、弾性部材は、通常、ニュートラルポジションにおいて切り替えスリーブの軸方向のずれを防止する。切り替えスリーブの軸方向のずれは可能な限り制御されて起こるべきである。望まれない軸方向のずれを制限することによって、特に、切り替えスリーブの、多少とも強い振動に起因するぐらつきを防止する。切り替えスリーブのぐらつきは、シフトの円滑性、および歯車同期ユニットの摩擦のない機能に対して不利に作用する。軸方向のずれは、歯車同期ユニットが外部から合目的的に作用を受ける際に可能である。一方、それ以外の場合には、切り替えスリーブ自体は、外部からの作用を受けない独自の状態に保持される。
本発明の更なる別の態様に基づいて、歯車同期ユニットは、コーン型の形状に基づく同期の原理に基づいて機能する。歯車同期ユニットは、少なくとも1つの弾性部材状の平らな押圧部材を利用する。押圧部材は、歯車同期ユニットの、同期リング内の少なくとも1つの端部の上に、特に2つの同期リング内の端部上に掛止している。通常、複数の、特に同種の押圧部材が存在する。押圧部材は、同期体の上方に分散されて存在する。押圧部材の中央部は、半径方向への動きによる、特に押力に伴う退避運動によるロックポジションからの切り替えスリーブの軸方向の位置のずれを許容する。押圧部材は、統合された機能を含んでいるので、機能的に有効ではない空間は僅かしかない。押圧部材は、押圧部材全体で退避運動を実行できるように構成されている。
理想的には、押圧部材および弾性部材は、1つの同一の構成要素からなる。その基本ポジションにおいて、弾性部材は、ロックポジションに切り替えスリーブを保持することが可能である。2つの構成要素の統合によって、必要な構成要素の数を節約することができる。歯車同期ユニットは、より簡単に、従ってより安価になる。
ここで、ロックポジションは歯車同期ユニットのニュートラルポジションであり、第2ロックポジションは、歯車同期ユニットの切り替えられたロックポジションである。従って、押圧部材内には2つの更なる別の機能が存在する。
弾性部材が押圧部材の機能を担うので、歯車同期ユニット内には、更なる別の他の形状をした押圧部材の機能を担う構成要素は存在しない。この事実も同様に、歯車同期ユニットの簡素化に貢献する。
特にばね鋼から形成されている押圧部材は同期化領域を有する。同期化領域は、切り替えスリーブのロック歯と、少なくとも1つの同期リングのクラッチ歯との間での回転数同期調整を促進する。押圧部材は、押圧部材の弾力による柔軟性によって、シャフトへと半径方向に、シフトポジションをとることが可能である。その際特に押圧部材は、完全に独自の幅を超えてばね運動を実行する。
ばね状の押圧部材は、シャフトの中央軸方向へ方向づけられており、また、歯車同期ユニット内で同期リングが互いに同期体に引き寄せられてぐらつかないように張力が加えられている。ぐらつきをなくすことにより、効率を改善することができ、歯車装置の金属音の騒音を防止する。
切り替えスリーブは、内側にロック部を有している。ロック部は、特に略等脚台形の形状をしている。ロック部は、ロック突起として形成可能である。ロック突起を介して、切り替えスリーブと押圧部材とが噛合される。
さらに、弾性部材は、少なくとも1つの、シャフトの中央軸の反対の半径方向に突出する弧状ストッパーを有している。弧状ストッパーは、ニュートラルポジションにおいてロック突起を保持する。弧状ストッパーを有する構成は、打ち抜き、圧延、または端部切断等の成形方法によって、工業製造工程において容易に形成される。
更なる別の実施形態において、押圧部材は、切り替えスリーブの各シフト方向に向かって、ニュートラルポジションからの動きを制限する弧状ストッパーを有している。弧状ストッパーの成形も、上記の成形方法とほぼ同様に製造される。
押圧部材は、ロックポジションにおいて、特にニュートラルポジションにおいて、独自の同期リング収容手段から1つの、特に2つの切り替えスレーブ・ロック手段に至るまで、歯車同期ユニット内で支えられていないように構成されている。
歯車同期ユニットの押圧部材は、縦長で、長方形の、平らな小さいプレートに形成される。このような形状には、少なくとも1つのサイドの端部がある。特に、2つの向かい合うサイドの端部が存在する。このサイドの端部は、方形に、特に長方形に伸ばされた押圧部材の比較的細いサイドに相当する。押圧部材は、ばね受けとして、同期リングの抜け止めピンをこのサイドの端部に収容可能とするために、1つの部材で作られ、さらに個々の構成要素に分岐している。押圧部材は、2つの比較的短い端部にクリップが形成される。押圧部材自体からクリップが成形されるので、未加工鋳造品の複数の金属部分が変形工程で利用される。最大で、比較的小さい、機能的に利用されない領域のみが残る。
実施形態に基づいて、歯車同期ユニットは、2つの向かい合う輪ばねではなくとも、少なくとも1つの輪ばねを有している。輪ばねは、同期体に隣接している。輪ばねは、同期体から外側へ向かう張力を有している。かかる張力によって、押圧部材は、独自が同期リングに隣接できるために同期リングに対して張られている。従って、態様に基づいて、2つの互いに作用する弾性部材、すなわち、引張ばねおよび押圧部材によって必要な空間が保持される。代替的に、押圧部材は弾力性のある構成要素として実現することが可能である。従って、追加的に、輪ばねに対して張力を加えることも可能である。
押圧部材は、特に金属から成形されている場合、1つの部材を複数回変形させて形成された構成要素とすることができる。これにより、組み立てにおける複数の構成要素の物流が節約され、組み立てが簡略化される。
更なる別の実施形態に基づいて、同様に金属で製造可能な押圧部材は、2つの構成要素から構成される。従って、押圧部材は、対称形に構成可能である。押圧部材は、組み込み状態において、空間的に互いに離れた弾性部材を有している。この離れた弾性部材の間で、押圧部材はニュートラルポジションを取ることが可能である。実施形態に基づいて、連結している1つの部材から形成されたばね押圧部材、または、ほぼ中央で分割されたばね押圧部材を、材料節約の理由から優先して用いることが可能である。
本発明の更なる別の態様に基づいて、歯車同期ユニットは、弾性部材の周りに組み立てられる。弾性部材は、押圧部材として機能する。押圧部材は、ばね状に構成されている。弾性部材は、同期ユニット内において、特に複数回、例えば3回または5回用いられる。歯車同期ユニットは、切り替えスリーブの下に存在する。シフトスリーブとも呼ばれる切り替えスリーブは、歯車同期ユニットの半径方向外側に隣接する構成要素に相当する。このような配置において、同期ユニットの弾性部材は、同期化ポジションを取ることが可能である。弾性部材は、シフト領域を有している。切り替えスリーブの弾性部材は、切り替えられたロックポジションを提供する。切り替えスリーブの弾性部材は、ニュートラルポジションを提供する。ニュートラルポジションは、切り替えられたロックポジションから離れて、切り替えスリーブをロックする。従って、弾性部材は、すなわち、特徴を決定づける要素としてばね鋼の物質特性が関わる特に軽く製造された構成要素は、本発明に基づく歯車同期ユニットの重要な構成要素であり、同時に歯車同期ユニットにおいて目立たない構成要素でもある。弾性部材の複数の異なる部分を機能的に用いることも可能である。
ばね受けとして同期リングの抜け止めピンをサイドの端部に収容可能とするために、弾性部材のサイドの端部の、特に弾性部材の向かい合う2つのサイドの端部は、1つの部材で作られ、さらに個々の構成要素に分岐している。
上記に記載された歯車同期ユニットは、特にばね状の押圧部材を用いる場合、以下の歯車同期工程に基づいて稼動することが可能である。ばね状の押圧部材は、少なくとも1つの同期リング内に掛止しており、切り替えスリーブと相互に作用する。以下の段階、すなわち、ニュートラルポジション、同期化、同期、解除、自由移動段階、単線段階および切り替えポジションは、このような歯車同期によって、本発明に基づく方法により実現することが可能である。その際、7以上の異なる工程を実行することが可能である。ニュートラルポジションおよび切り替えポジションにおいて、固定の意味において、切り替えスリーブの掛止が押圧部材によって行われる。切り替えスリーブは、少なくとも2つの状態において保持される。制御されない歯車の噛合およびその解除は困難である。
本発明は、固定を歯車同期の本来の同期へと組み込むことに関する、数多くの建設的な実施可能性を示している。この固定によって、切り替えスリーブを局所的に固定することが可能になる。切り替えスリーブは、歯車の実装に従って、独自の軸方向運動の遊びが3箇所で制限され、あるいは局所的に固定される。これは、歯車シャフトと固定接続された要素によって行われる。押圧部材は、単数または複数の同期リングに掛止することによって、歯車シャフトに関わる固定点を創出する。固定点は、ロック箇所に相当する。固定は、切り替えスリーブが自由に軸方向に移動することを防止する。本発明の1つの態様に基づいて、切り替えスリーブの軸の動きが外からの意図的な力の作用がある場合を除き防止される形態において、歯車同期ユニットの切り替えスリーブと、歯車シャフトと、固定接続される要素との間の接続が固定によって形成される。従って、切り替えスリーブの軸方向の固定が歯車同期ユニット内に移行される。歯車同期ユニットは、戻り止め等の外部ロック手段およびロック手段構成要素が存在しないことにおいて傑出している。歯車同期ユニットは、押圧部材が独自で切り替えスリーブを保持できるように組み立てられている。外から力が作用して初めて固定が解除される。押圧部材は切り替えスリーブを堅固に支える。切り替えスリーブは、押圧部材によって、何重にも、押圧部材の異なる箇所でしっかりと支えられている。押圧部材は、2つの同期リングを互いに張力によって固定する。歯車の跳躍は、押圧部材によって、および同期リングの相互の緊張によって防止される。押圧部材は、1つの部材から形成されることが望ましい。固定は、歯車同期ユニットの外側からによってのみ解除される。更なる別の態様に基づいて、本発明は、歯車同期ユニット内部の弾力、特に押圧部材固有に内在する弾力によって固定する点で優れている。
本発明に基づく歯車同期は、以下の5つの機能において、すなわち、ニュートラルポジションにおける機能i、同期化ポジションにおける機能ii、シフトポジションにおける機能iii、(a)切り替えられたロックポジション1における機能ivおよび(b)切り替えられたロックポジション2における機能iv、並びにこれに並行してまたは永続的に同期リングを引き寄せる機能vにおいて説明できる。ニュートラルポジションにおける固定は、切り替えスリーブ軸を軸方向にしっかり支える(機能i)。押圧部材を用いて、特に、押圧部材の、この切り替えスリーブ軸を軸方向にしっかり支えるために設けられた領域によって、切り替えスリーブが相対的に歯車同期ユニットのシャフトに固定された部分へと移動することが防止される。動きは、外からの力の作用によって、または外部からの力の作用に基づいて可能になる。外部からの力の作用によって、押圧部材に内在する弾力が解消される。押圧部材は、自身が発生する弾力、すなわち内在する弾力を生成する。従って、切り替えスリーブと押圧部材とが一緒にまたは同時に動くことが可能になる。押圧部材は、弧状ストッパー等のストッパー、または同期リングへの接触面を提供する。ストッパーまたは弧状ストッパーは、同期リングが切り替えスリーブおよび押圧部材とともに動くことを保障する(機能ii)。切り替えスリーブの更なる別の軸方向運動の際には、押圧部材の一部の、半径方向への退避運動によって固定が解消される(機能iii)。シフトポジションが終了している場合には、押圧部材は、自身の波状の領域において状態が変化する。弾性部材は緩和する。押圧部材は、更なる別の切り替えスリーブに利用される固定用の溝を提供する。これにより、切り替えスリーブは、再度固定される(機能iv)。機能iおよび機能ivの間に、同期リングは、永続的に相互に引っ張り合う(機能v)。
記載される歯車同期ユニットは、従来の公知の歯車同期ユニットの幾つかの構成要素に相当する。従って、シングルコーン型およびマルチコーン型の同期装置において得られた経験が、押圧部材が改良された、本発明に基づく歯車同期ユニットに転用することが可能である。本発明に基づく歯車同期ユニットの試験コストは、管理可能な限度額内で収まる。
以上説明したように本発明によれば、歯車装置の信頼性を向上することの可能な歯車同期ユニット、歯車同期ユニットの押圧部材および歯車同期ユニットの歯車同期方法を提供することができる。
以下では、異なる実施形態および構成の間で、類似するまたは同一の構成要素のために、同一または類似する符号が選択されている。その際部分的に、本発明に基づく、ばね状に実現された押圧部材の類似する構成要素の異なる実施形態においては、それぞれ100ずつ数が大きい符号が付されている。
図1は、歯車同期ユニット1の重要な構成要素を示している。その際、簡略化するために、2つの遊び歯車11、13および中央軸等の更なる別の構成要素が省略されている。円形の歯車同期ユニット1の外側は、切り替えスリーブ3に隣接している。切り替えスリーブ3は、示される実施形態においてシフトスリーブに相当する。360度の円周に沿って伸びる切り替えスリーブ3は、その長さの約90度に相当する部分が切断された状態で示されている。従って、切り替えスリーブ3より低い、軸側の位置に同期体33が見えるように示されている。同期体33の表面には同期体外歯35が設けられている。歯車同期ユニット1の軸29の方向への誘導を保障するために、同期体外歯35は、切り替えスリーブ3と噛み合うことが可能である。切り替えスリーブ3の外側には、実施形態に基づいて、円周方向にぐるりと回転する環状講7を設けることが可能である。環状講7には、固定ランナ・ロック手段(図示せず。)を備えたシフトリンケージ(図示せず。)が噛み合うことができる。同期体外歯35の個々の部分の間に、押圧部材またはばね50を収容するために、同期体33の同期体外歯35は、回転方向に少なくとも1回、多くの場合複数回分断されて前に突出される。図3および図4における符号100、図7における符号200で示される押圧部材またはばね50の形状は、以下のように実現される。すなわち、上述したように、例えば少なくとも1つの切り替えスリーブ・シフト端面9または複数の対応するスリーブ・シフト端面に隣接可能な切り替えスリーブ・シフト溝5’’を介して、押圧部材と切り替えスリーブとの間での相互介入が可能となるように実現されている。軸方向に、同期体33の両側に同期リング17、19が設けられている。歯車同期ユニット1の同期効果を保障するために、同期リング17、19は、クラッチ体25、27と共に相互に減速され、正しい位置に合わせられることが可能である。歯車同期ユニット1は、同期リング17、19およびクラッチ体25、27の半径方向の外部境界の領域において、クラッチ歯およびロック歯の歯車を有する。従って、ばね50も同様に、半径方向31の外側の領域に存在する。ばね50は、同期体33に対して、同期体33の半径方向31に数パーセントだけ突出するように形成されている。ばね50の突出している突起は、切り替えスリーブ3の内側または下側と隣接している。ばね50の部分、および切り替えスリーブ3の内側の部分は、切り替えスリーブのポジションに応じて隣接することが可能である。クラッチ体25、27、同期リング17、19および同期体33は、重量に基づき基本的に回転体としてバランスを保っており、ばね50による不均衡は、最小限の範囲内で生成される。
図2は、図1の歯車同期ユニット1の断面図であって、シングルコーン型同期装置の形態のコーン型同期装置を示す。その際、第1押圧部材100が備えられている。第1押圧部材100は、押圧部材100のために設けられた同期体33の開口部において、特に同期体33の円周方向に配置されている。多くの場合、同期体33には複数の開口部が設けられており、それぞれ押圧部材100が装着されている。押圧部材100は、ばね状に形成される。押圧部材100に相当するばね50によって、切り替えスリーブ3の切り替えスリーブ・ロック突起5は、第1ポジションにおいて、特に間隔の中央、すなわち遊び歯車11、13の中央15の位置で固定される。第2遊び歯車13は、本来存在すべき位置のみが示唆されている。第1遊び歯車11は、半分だけ記載されている。ばね50は、遊び歯車11、13の中心15の左右に配置されている独自のクリップ固定部130を介して、同期リング17、19内に掛止している。このようにして、ばね50は同期リング17、19のぐらつきを防止する。同期リング17、19は、装入されたポジションに従ってクラッチ体25、27上のコーン形状の位置に配置されている。押圧部材100は、ロックポジションが実現される同期化段階において、切り替えスリーブ3のシフトの際の同期のための初期段階である同期化および同期に用いられる。このような形態の同期の際に、軸29に沿って(図1)切り換えスリーブ3をシフトすることが可能となるように、クラッチ歯21およびロック歯23は合致させられる。押圧部材100は、側面から観察されるように、軽く小さい、複数回曲げられた金属部材である。押圧部材100は、その先端領域または先端における収容位置で停止し、その間、外部の力の作用によって並行して押し付けられ、引き伸ばされるために振動して動き、自由に動く。
図3、4および5は、本発明に基づく押圧部材100の、特に適切な第1実施形態を示している。また、図6は、特にクリップ130によって掛止する形態である点において図3および図4の記載と異なる、押圧部材100の更なる別の変形例100’を示している。ばね状の押圧部材100は、1つの部材で平らなばね鋼から製造されており、独自の幅116および長さ118に基づき縦長の、基本的に方形の、実施形態に基づき正方形のばね部の個々の部分を変形することによって形成される。ばね部は、製造に基づいて基本的に、長さ118および幅116に比較して高さ120が低い、平らな形状を有している。従って、ばね状の押圧部材100は、平らな、縦長のセンターレベル132のシルエットとみることが可能である。センターレベル132は、その中央部110において、押圧部材の下側を示す弧状部128によって2つの部分に分けられる。弧状部128は、第1弧状ストッパー102および第2弧状ストッパー104と連結されている。弧状ストッパー102、104は、センターレベル132から、クリップ106、108と同じ高さだけ、クリップ106、108と反対の方向に突出している。弧状ストッパー102、104は、弧状部128と共に、図3で示すようにサイドから観察した場合に、前方からみると波のような形状をしている。各弧状ストッパー102、104は、平らな停止領域112、114へと続いている。停止領域112、114には、クリップ固定部が、3つのクリップ固定部122、124、126に分けられて連結されている。一方の停止領域114には、第1クリップ106が連結される。一方、第2停止領域112には、第2クリップ108が連結されている。クリップ106または108は、複数のクリップ固定部122、124、126から構成される。クリップ固定部122、124、126は、図2に示すとおり、それぞれの同期リングの収容フィンガーまたは保持フィンガーを収容することが可能に構成されている。従って、押圧部材100は、クリップ固定部122、124、126を介して、同期リングの保持フィンガーと共に収容位置を形成する。通常、押圧部100は、自身で支えており、他の何の部材にも支えられていない。2つの弧状ストッパー102、104より大きい弧状部128は、特に押圧部材100の長さ118に沿って発生する動きのための、縦方向移動可能な調整要素に相当する。弧状ストッパー102、104および弧状部128のセンターレベル132から波状に下方に下がることによって、押圧部材100は、歯車同期ユニット1の軸29に沿って切り替えスリーブ3が水平運動する際に、その幅116に関して軽度にねじられる。最も大きいクリップ固定部122は複数回折り曲げられている。2つの短いクリップ固定部124、126は、一回押圧部材100の下側に向かって曲げられている。複数のクリップ固定部122、124、126からなるクリップ106、108の折り曲げ技術において、基本材料として平らなばね鋼を用いることができる。これにより、同期体33の同期体外歯35の間に、押圧部材100をより確実に収容させることが保障される。
図5は、切り替えスリーブ3の異なるポジションを示している。切り替えスリーブ3は、水平方向に、すなわち同期体33の軸方向に沿って、押圧部材100を超えて外側へシフト可能である。シフト力は、環状講7を介して切り替えスリーブ3内に導入可能であり、切り替えスリーブ・ロック突起5を介して、例えば切り替えスリーブ・シフト端面9等を介して接触する際に押圧部材の個々の部分に対して、特に弧状ストッパー102、104に対して作用する。押圧部材100は、下方に曲げられ、略直角に下がったクリップ固定部130を介して、同期リング17、19に固定される。切り替えスリーブ3は、第1ロックポジションIにおいて、ニュートラルポジションIIにある。ニュートラルポジションIIは、一般に基本ポジションとも呼ばれる。切り替えスリーブ3がニュートラルポジションの際には、両歯車のどちらも装入された状態ではない。両歯車のうちの1つが、例えば右側の遊び歯車を介して歯車が装入される必要がある場合には、切り替えスリーブ3を軽くサイドへ、この場合は右方向へシフトすることによって、ばね状の押圧部材100が一側に向かって押される。一方、押圧部材100の他側は引き伸ばされる。弧状部128は、縦方向に動く調整要素として機能する。切り替えスリーブ・ロック突起5の切り替えスリーブ・シフト端面9が弧状ストッパー102、104うちの1つへと移動する場合には、切り替えスリーブ3は同期化ポジションまたは同期領域をとる。ロック歯と切り替えスリーブ歯は、互いに近づけられる。シフト方向へと更なる別の作動力が加えられると、切り替えスリーブ3は、一方向に弧状ストッパー104を超えて移動する。または、対称位置に配置された第2の遊び歯車によって形成された歯車が装入される必要がある場合には、弧状ストッパー102を超えて移動する。押圧部材100は、シフトポジションIVにおいて、下に存在する中心軸、すなわち軸の中心の方向に退避運動をする。切り替えスリーブ3のロック突起5によって下へ押されている弧状ストッパー102、104は、シフトポジションIVにおいて、乗り越えられていない弧状ストッパー102、104よりも軸の中心の近くに存在する。切り替えスリーブ3が切り替えられたロックポジションVに達する場合には、乗り越えられた弧状ストッパー104は、元の高さに戻り、通常のニュートラルポジションと対比可能な位置に存在する。その際、弧状ストッパー104は、切り替えスリーブ・シフト端面9のためのロック手段に相当する。ロック手段は、弧状ストッパー104の最も近くに存在する。切り替えられたロックポジションVにおいて、同期体22の同期体外歯35の歯車は、部分ごとに、切り替えスリーブ3から、または、内部側を向いた歯から開放されている。旋回運動は、センターレベル132回りに行われる。
図6に記載されている押圧部材100’は、クリップ130において、上記に記載の押圧部材100と異なる。クリップ130も同様に、先端に向かって分岐するクリップである。クリップ130の中央の部分は、クリップ130の2つの外側の部分よりも弧状ストッパー102、104から離れている。通常、押圧部材100’は、以下のように一方のサイドから他方のサイドへと組み立てられる。すなわち、第1クリップ106には、停止領域114が連結される。停止領域114には、幅全体において、弧状ストッパー102が続いている。第1弧状ストッパー102に対応して第2弧状ストッパー104が存在する。第2弧状ストッパー104は、半径および大きさにおいて、第1弧状ストッパー102に対応する。これに対して、弧状部128は、弧状ストッパー102、104よりも明らかに半径がより大きい。弧状部128は、押圧部材100’の左右の部分に対する対称軸となる。第2弧状ストッパー104は、第2停止領域内112へと続いている。第2停止領域112は、最後に、第2クリップ108に連結されている。
図7に示されるばね、すなわち、押圧部材200は、上記の図6に記載のクリップと類似したクリップ230を有する。すなわち、クリップ230は、最も幅が広いクリップ固定部である中央クリップ固定部222と、その両端のサイドに設けられた2つのクリップ固定部224、226とから成る。2つのクリップ固定部224、226は、中央クリップ固定部222に対応して形成されており、縦方向に間隔を有して配置されている。従って、押圧部材200の長さ218は、基本的に、中央クリップ固定部222から弧状部128に関して反対側に位置する中央クリップ固定部までの間隔によって定められる。押圧部材200の幅216は、3つのクリップ固定部222、224、226に基づいて決定される。中央部210を超えて突出している中央のセンターレベル232は、第1弧状ストッパー202および第2弧状ストッパー204に隣接している。押圧部材200の高さは、特に、センターレベル232を超えて、弧状ストッパー202、204の高さに基づいて決定される。
図8は、切り替えスリーブ3’の下にある、シルエットで示された図7の押圧部材200の利用の形態を示している。切り替えスリーブ3’は、2つの縦方向に配置された切り替えスリーブ・ロック突起5、5’において、上述の切り替えスリーブ3と異なる。2つの切り替えスリーブ・ロック突起5、5’の間には、切り替えスリーブ・シフト溝5’’が存在する。切り替えスリーブ・シフト溝5’’は、シフトスリーブ3’の環状講7からみて反対側の面に設けられている。押圧部材200は、2つのクリップ206、208を介して、2つの同期リング17、19に介入する。切り替えスリーブ3’の中央の位置において、切り替えスリーブ・ロック突起5、5’が中央部210の上方に配置されている場合、切り替えスリーブ3’は、弧状ストッパー202、204によって、基本ポジションVIに保持される。この場合、切り替えスリーブ・シフト溝5’’は、同期体33の上方の略中央に存在する。弧状ストッパー202、204には、停止領域212、214が連結されている。停止領域212、214には、さらに同期リング17、19のためのクリップ230が接続されている。同期リング17、19に隣接するクリップ230は、押圧部材200の収容位置を提供する。従って、クリップ230は、押圧部材200を形成するばねの固定箇所とみなされる。弧状ストッパー202、204は、切り替えスリーブ3’のシフト方向に従って、切り替えスリーブ3’が同期化ポジションIIIの枠内で同期ユニットの一側へと滑り始めるとともに、切り替えスリーブ3’によって押し付けられる。弧状ストッパー204は、切り替えスリーブによって、特に切り替えスリーブ・シフト端面9によって上から押される。切り替えスリーブ3’の更なる別のシフトの際に、シフトポジションIVがとられる。弧状ストッパー202、204のうちの1つが完全に下方に押されているため、切り替えスリーブ3’が同期体外歯35の対応歯内の独自の内歯を用いて縦方向誘導において半径方向の軸に沿って移動できる点で、シフトポジションIVは特に傑出している。歯車が装入されている場合には、切り替えられたロックポジションVにおいて、下方に押された弧状ストッパー204が、切り替えスリーブ溝5’’内で再び丸く膨み、切り替えスリーブ・シフト端面9のサイドに隣接する。切り替えスリーブ・ロック突起5、5’のうちの1つは、停止領域212、214の上方であって、切り替えられたロックポジションにある。切り替えスリーブ・ロック突起5、5’は、ある程度の作動力(力の負荷)に対して自身を支えるため移動可能ではない。
図9に、押圧部材300として押圧部材の機能を担う、本発明に基づくばねの更なる別の実施形態を示す。図9には、切り替えポジション、すなわち、ロックポジションI、ニュートラルポジションII、基本ポジションVI、同期化ポジションIII、シフトポジションIV、および、切り替えられたロックポジションVが記載されている。押圧部材300は、押圧部材100および200と比較して、2つの副押圧部材301、301’から構成されている。押圧部材300も、図3、4、6および7に示される上記の実施形態の場合と同様に、2つの弧状ストッパー302、304を有している。2つの弧状ストッパー302、304は、切り替えスリーブ・シフト端面9を介して、切り替えスリーブ3を、ロックポジションのうちの1つに、すなわち、ニュートラルポジションIIまたは切り替えられたロックポジションに保持することが可能である。このために、切り替えスリーブ3は、切り替えスリーブ・ロック突起5を有している。切り替えスリーブ・ロック突起5は、内側に、すなわち、切り替えスリーブ3の環状講7の反対側に存在する。ばね部301、301’は、適切なクリップ306、308を介して、歯車同期ユニットの同期リング17、19内に掛止している。押圧部材300のばね部301、301’の間には、同期体33が存在する。同期体33は端部が停止領域312、314に隣接している。センターレベル332は、途中で切断された位置である。基本的に、押圧部材300の上側は、センターレベル332を介して伸びている。切り替えスリーブ3のニュートラルポジションIIIにおける、ロック突起のために設けられた中央部は、センターレベル332から所定の間隔だけ空けられている。停止領域312、314の下方には、ばね部300、301のアーム部334、336が設けられている。押圧部材300は、略中央へ向かってみた場合、下部にクリップの末端、さらに上部に隆起した弧状ストッパーを備えるように略T時形状に成形される。図9には、分割された押圧部材300の2つの異なる構成が示されている。ばね部301は、ばね部301’の傾斜とは異なる傾斜によって構成されている。機能の安全性を促進するために、押圧部材300の各ばね部301、301’は、同期体33に密着している。従って、同期体33は、追加的な斜面を備えている。追加的な斜面によって、各ばね部301、301’が同期体33を確実に挟み込むことができる。ばね部301は、斜面346を有する。斜面346は、押圧部材300が軸方向へ向かって屈曲する手前に形成される。屈曲により同期体33の本体を包囲する。代替的に、押圧部材300には斜面347が設けられる。斜面347は、押圧部材300の先端まで伸びている。斜面347は同期体33の外側の領域に設けられている。押圧部材300は、各ばね部301、301’に接する斜面346によっても各斜面347よっても構成することができる。同様に、図9に示すように、斜面346、347の利用が交互に選択されるようにすることも可能である。各弧状ストッパー302、304は、シフト端部9に対してばねのように張力を加えることによって、切り替えスリーブ3が水平方向のレベルにおいて自由に動くことを制限する。同期体外歯35は、切り替えスリーブ3の縦方向のシフトに役立つ。ロックポジションIに相当し、基本ポジションVIとも呼ばれるニュートラルポジションIIにおいて、2つの弧状ストッパー302、304は、切り替えスリーブ3のロック突起5をばね部に保持する。各戻り止め点302、304は、同期化ポジションIIIにおいて、半径方向に一緒に押されることが可能である。停止領域312、314へ連結される小さな弧状移行部によって、ばね301、301’の停止領域312、314が下方へ下がることが許容される。図9では詳細に記載されていないが、ロック歯および同期歯が、それぞれ適切な位置に配置されている。従って、切り替えスリーブ3のシフトを許容する場合に、弧状ストッパー302、304の更なる別の押し下げによってシフトポジションIVを取ることが可能とある。シフトが終了している場合には、弧状ストッパーは、再び外へ向かって振り上がる。弧状ストッパー302、304は、切り替えられたロックポジションVにおいて、切り替えスリーブ・シフト端面9に接触して、切り替えスリーブ・シフト端面9に沿って切り替えスリーブ3を持ち上げる。
図10は、押圧部材300の略図を示す。押圧部材300は、2つのばね部301、301’から構成される。押圧部材300において、中央部310は、空間が設けられている。中央部310には、弧状ストッパー302、304が隣接する。弧状ストッパー302、304のサイドには、停止領域312、314が設けられる。従って、押圧部材300の長さ318は、中央部310、弧状ストッパー302、304の追加された直径、および停止領域312、314の長さによって決定される。弧状ストッパー302、304は、停止領域312、314の幅と同じ幅であり、すなわち押圧部材300の幅316に相当する。停止領域312、314に並行してアーム部334、336が存在する。アーム部334、336は、停止領域312、314から間隔を有し、金属の厚みを含んで、バイパス部を介して設けられる。従って、押圧部材300の高さ320は、基本的に弧状ストッパー302または304の高さと、停止領域312または314から、アーム部334または336までの間隔と、クリップ固定部322までの距離とに基づいて規定される。正確に高さを決定するためには、金属の厚さも同様に考慮される必要がある。代替的な構成において、クリップ322のための固定アームは、クリップ固定部322の正確なポジションを越えて、同期体の中央方向へ向かって突出されることが可能である。図10に示すように、2つのクリップ固定部322のうちの1つを上側(軸と反対側)に向かって曲げることができる。一方、第2ばね部の第2クリップ固定部は、水平に折り曲げることができる。
本発明に基づく押圧部材400の更なる別の実施形態を、図11に示す。押圧部材400の利用の形態は、選択された切り替えポジションにおける、すなわち、ニュートラルポジションIIまたはロックポジションI、同期化ポジションIII、シフトポジションIV、および切り替えられたロックポジションVにおける、図12に記載の歯車同期ユニットにおいて示される。押圧部材400も同様に、縦長の、平らな形状を有する押圧部材として形成される。押圧部材からは、1つの弧状ストッパー402を有する中央部410が、上方に向かって突出している。高さ420は、押圧部材400の幅416または長さ418より低い。弧状ストッパー402の両側には、傾斜434、436が連結されている。傾斜434、436には、さらに停止領域412、414が連結されている。個々の領域の移行部は折り曲げられている。従って、停止領域412、414は、傾斜434、436に向かう方向またはかかる方向に方向付けされて曲げられている。中央部410は、図12における押圧部材400の側面からみた図で示されているように、センターレベルに並行して伸びている。輪ばね438、440は、傾斜434、436を介して、外に向かって、すなわち切り替えスリーブ3の可能なシフト方向に向かって押圧部材400を押す。ニュートラルポジションにおいて、弧状ストッパー402は、切り替えスリーブ3が縦方向に移動することを防止する。押圧部材400全体は、傾斜436が停止領域412と一緒に強く押されることによって、水平方向における切り替えスリーブ3を介して、シフトポジション3に入る際に縦方向へとシフトされることが可能である。一方、他方の傾斜434は、停止領域414と一緒に引き伸ばされる。従って、ばね状の押圧部材400のための金属は、ここに記載される実施形態において、独自の屈曲および変形に基づいてこのような長さの変更を許容する必要がある。しかし、基本的な機能工程は、本来の押圧部材がはね状の構成要素として実現されず、輪ばねがばねのように弾力性のある機能を担う場合にも保障される。切り替えスリーブ3の更なる別のシフトの際には、押圧部材400は、同期体33の軸に向かってシフトされる。シフトポジションIVは、切り替えられたロックポジションVが取られて押圧部材400が基本ポジションで再び高く振り上がるまで、切り替えスリーブ3が縦方向のシフトのために十分に自由に移動できることを保障する。半径方向の張力は、輪ばね438、440によって押圧部材400を保持する。すなわち、切り替えスリーブ3の縦方向の位置決めおよび固定が、ロック突起5、5’および切り替えスリーブ・シフト端面9を介して、切り替えスリーブ3に対して実行される。ロック突起5、5’は環状講7と反対側の面に存在する。同期体外歯35は、切り替えスリーブ3のための縦方向に移動する誘導ランナに相当する。
例えば、商用車両分野のための、所望の利用されるシフト力等の何らかの検討すべき理由により、更なる別のロック手段を設けることが有益である場合、図13〜15に示される、球ピン242、342、442と、ばね導入部246、345、446内に導入されている付属する球ピンばね244、344、444とを有する、上記の押圧部材200、300、400を実装することができる。図13は、2つのロック突起5、5’を有する切り替えスリーブ3’の下方にある、独自の弧状ストッパー202、204を備える押圧部材200’を示す。2つの、内部側を向いた切り替えスリーブ・シフト端面9は、ニュートラルポジションにおいて、球ピン242の周りを囲む。球ピン242は、球ピンばね244により中心軸から切り替えスリーブ3’内へ押される。環状講7を介するシフト力の伝達によって、球ピン242を上から押すための、より高められた力の負荷が切り替えスリーブ・シフト端面9によって、さらに切り替えスリーブ・シフト端面9と弧状ストッパー202または204との接触によって加えられる。
シフトスリーブ溝7を有する図14のシフトスリーブ3’は、ロック突起5、5’を有し、ロック突起5、5’の間に、くぼみまたは溝がある図13のシフトスリーブ3’に対応している。シフトスリーブ3’がニュートラルポジションのロックポジションに配置されている場合に、球ピン342は、この溝に向かって、球ピンばね344を介して押されることが可能である。シフトスリーブ3’のサイドは、弧状ストッパー302、304に隣接している。弧状ストッパー302、304は、ばね301、301’の各端部に相当する。
図15において、2つの同期リング17、19の間で輪ばね438、440によって外に向かって張力が加えられた、押圧部材の形状をしたばね400は、球ピン442を備える押圧部材400の中央部が球ピン444によってばねで張力が加えられるように構成することが可能である。球ピンばね444は、縦方向誘導のため、ばね導入部446内に設けられる。切り替えスリーブの縦方向のシフトを可能とするために、環状講7によって導入される力は、図15において記載された弧状ストッパーに隣接する球ピン442を下方に押す必要がある。ばね導入部446を球ピンばね444およびその下に存在する球ピン442と共に収容するために、同期体33には開口部が形成される。環状講7およびロック突起5、5’を有するシフトスリーブ3’は、上記の図の比較可能な記載に開示されている。
図16および17は、本発明に基づく押圧部材500の更なる別の実施形態を示している。押圧部材500は、幾つかの基本的な領域に簡略化されている。通常、図3、4および5における記載と比較される。センターレベル532から、様々な方向に向かって簡単に連結されている押圧部材500の構成要素は突出している。押圧部材500は、逆方向を指すアーチ、すなわち少なくとも1つの弧状ストッパー502、特に2つの弧状ストッパー502、504と、弧状部528とを有している。図16および17の構造例において、端部に示される端部領域548は、退避運動を提供する弧状部528と同じ方向に向けられている。端部548は、端部548を支える屈曲部550に接続される。各弧状ストッパー502、504に対して、停止領域512、514が連結されている。停止領域512、514は、屈折部550に達する。押圧部材500の収容手段は、押圧部材500の端部の適切な箇所において、例えば、停止領域512、514、屈折部550、または端部548においても、見出することができる。押圧部材500の中央部510は、弧状部528と共に下方に下がっている。
本発明は、基本的には、対応する変更および変形例5を含む、5つの異なる実施形態によって記載されている。どの実施形態が、その都度問題となる歯車同期のケースのために優先されるのかは、力−距離曲線からその都度の個々の押圧部材に対する適切なものを選択することによって決定される。従って、実施形態は、可能な摩擦ライニングの磨耗に対して自動的に調整することにおいて傑出している。一方、製造または簡単な組み立てが重要な場合には、他の押圧部材が優先される。個人車両分野か、または商用車両分野か、という適用領域に従って、高い固定力、または可能な限り小さな固定力を許容する押圧部材が優先される。全要請されるロックポジションの信頼性および提供に関して、全記載される実施形態はほぼ同等である。
本発明の範囲には、1つまたは3つの弧状ストッパーを備えて構成される、異なる形状の金属の押圧部材も含まれる。同様に、押圧部材は、ばねとクリップの組み合わせによっても掛止し、同期リングと共に張られている。
シフトランナ・ロック手段の機能を直接的に同期工程に移すことにより、多くの期待が、本発明によって満たされる。従って、例えば、シフトランナ・ロック手段を省略することができる。さらに、他の構成要素の機能を直接的に押圧部材に統合することによって、構成要素の、さらにそれに伴いコストの著しい節約可能性も提供される。従って、過剰となった構成要素と共に、例えば数多くの処理工程も省略される。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
1 歯車同期ユニット
3、3’ 切り替えスリーブ、特にシフトスリーブ
5 切り替えスリーブ・ロック突起
5’ 第2切り替えスリーブ・ロック突起
5’’ 切り替えスリーブ・シフト溝
7 環状講
9 切り替えスリーブ・シフト端面
11 第1遊び歯車
13 第2遊び歯車
17 第1同期リング
19 第2同期リング
21 クラッチ歯
23 ロック歯
25 第1クラッチ体
27 第2クラッチ体
29 軸
31 半径方向
33 同期体
35 同期体外歯
50 ばね
100、100’、200、200’、300、300’、400、500 押圧部材
102、202、302、502 第1弧状ストッパー
104、204、304、504 第2弧状ストッパー
106、206、306 第1クリップ
108、208、308 第2クリップ
110、210、310、410、510 中央部
112、114、212、214、312、314、412、414、512、514 停止領域
122、124、126、130、222、224、226、230、322 クリップ固定部
128、528 弧状部
132、232、332、432、532 センターレベル
242、342、442 球ピン
244、344、444 球ピンばね
246、345、446 ばね導入部
301、301’ ばね部
334 第1アーム部
336 第2アーム部
346、347 傾斜
402 弧状ストッパー
434 第1傾斜
436 第2傾斜
438 第1輪ばね
440 第2輪ばね
548 端部
550 屈折部
I ロックポジション
II ニュートラルポジション
III 同期化ポジション、または同期化領域
IV シフトポジション
V 切り替えられたロックポジション
VI 基本ポジション
3、3’ 切り替えスリーブ、特にシフトスリーブ
5 切り替えスリーブ・ロック突起
5’ 第2切り替えスリーブ・ロック突起
5’’ 切り替えスリーブ・シフト溝
7 環状講
9 切り替えスリーブ・シフト端面
11 第1遊び歯車
13 第2遊び歯車
17 第1同期リング
19 第2同期リング
21 クラッチ歯
23 ロック歯
25 第1クラッチ体
27 第2クラッチ体
29 軸
31 半径方向
33 同期体
35 同期体外歯
50 ばね
100、100’、200、200’、300、300’、400、500 押圧部材
102、202、302、502 第1弧状ストッパー
104、204、304、504 第2弧状ストッパー
106、206、306 第1クリップ
108、208、308 第2クリップ
110、210、310、410、510 中央部
112、114、212、214、312、314、412、414、512、514 停止領域
122、124、126、130、222、224、226、230、322 クリップ固定部
128、528 弧状部
132、232、332、432、532 センターレベル
242、342、442 球ピン
244、344、444 球ピンばね
246、345、446 ばね導入部
301、301’ ばね部
334 第1アーム部
336 第2アーム部
346、347 傾斜
402 弧状ストッパー
434 第1傾斜
436 第2傾斜
438 第1輪ばね
440 第2輪ばね
548 端部
550 屈折部
I ロックポジション
II ニュートラルポジション
III 同期化ポジション、または同期化領域
IV シフトポジション
V 切り替えられたロックポジション
VI 基本ポジション
Claims (16)
- 少なくとも1つの遊び歯車を切り替えスリーブによって同期させるための歯車同期ユニットであって、
同期化およびシフト機能により、前記切り替えスリーブの掛止が行われることによって前記切り替えスリーブのための第1ロックポジションを提供し、
前記切り替えスリーブを第2ポジションに固定可能な板状の弾性部材を備え、
前記弾性部材は、さらに歯車同期のために、第1ロックポジションにおいて固定、同期化、およびシフト機能を提供する、歯車同期ユニット。 - 前記第2ロックポジションは、ニュートラルポジションであって、
前記ニュートラルポジションにおいて、前記切り替えスリーブは、遊び歯車から離れて、特に2つの遊び歯車の間に、特に中間に配置されており、
前記第1ロックポジションは、切り替えられたポジションである、請求項1に記載の歯車同期ユニット。 - 前記弾性部材は、同期改善のための押圧部材として機能し、前記歯車同期ユニット内での前記切り替えスリーブのロック歯と同期リングのクラッチ歯との間での同期化を保障する押圧部材であり、
前記弾性部材は、前記ニュートラルポジションにおいて、前記切り替えスリーブの軸方向のずれを制限し、かつ少なくとも1つのさらなる別の機能を提供する、請求項1または2に記載の歯車同期ユニット。 - 少なくとも1つの、ばね状の平らな押圧部材を備える歯車同期ユニットであって、
前記押圧部材は、少なくとも1つの端部を介して前記歯車同期ユニットの同期リング内に掛止しており、
前記押圧部材の中央部は、固定するために、半径方向の動きによる、特に押力に伴う退避運動による切り替えスリーブの軸方向の位置のずれを許容する、少なくとも1つのばね状の平らな押圧部材を備える、歯車同期ユニット。 - 前記歯車同期ユニットは、コーン型の形状に基づく同期の原理に基づいて駆動し、
前記押圧部材は、前記押圧部材の基本ポジションにおいて前記切り替えスリーブをロックポジションに保持することの可能な弾力部材に相当する、請求項4に記載の歯車同期ユニット。 - ロックポジションは、前記歯車同期ユニットのニュートラルポジションであり、
第2ロックポジションは、前記歯車同期ユニットの切り替えられたロックポジションである、請求項5に記載の歯車同期ユニット。 - 前記弾性部材は、押圧部材の機能を備えており、他の押圧部材機能を担う別の構成要素は前記歯車同期ユニット内に存在しない、請求項1〜6のいずれかに記載の歯車同期ユニット。
- 特にばね鋼から形成されている前記押圧部材は、同期化領域を有しており、
前記同期化領域は、前記ロックポジションを実現するために、少なくとも1つの摩擦面に対して少なくとも1つの同期リングを割り当て、さらにそれに伴う前記同期リングの半径方向のひずみを許容しており、
前記押圧部材は、前記押圧部材の弾力による柔軟性によってシャフト側へ半径方向にシフトポジションをとることが可能であり、
その際、前記押圧部材は、完全にその幅を超えてばね運動を実行する、請求項4〜7のいずれかに記載の歯車同期ユニット。 - ばね状の押圧部材は、シャフトの中心軸方向へと方向付けられており、前記同期リングが前記歯車同期ユニット内で互いに引き寄せ合ってぐらつかないように張力が加えられている、請求項4〜8のいずれかに記載の歯車同期ユニット。
- 前記切り替えスレーブは、その内側に略等脚台形の形状をしたロック部、特にロック突起を有する、請求項1〜9のいずれかに記載の歯車同期ユニット。
- 前記弾性部材は、少なくとも1つのシャフトの前記中心軸の反対の半径方向に突出する弧状ストッパーを有しており、
前記弧状ストッパーは、前記ニュートラルポジションにおいて、前記ロック部を介してロックポジションを保持する、請求項10に記載の歯車同期ユニット。 - 前記押圧部材は、前記切り替えスレーブの各シフト方向に対する動きを制限し、かつ前記ロック部を介してニュートラルポジションにおける動きを制限する弧状ストッパーを有する、請求項1〜11のいずれかに記載の歯車同期ユニット。
- 前記押圧部材は、ロックポジション、特にニュートラルポジションにおいて、自身の同期リング収容手段から1つの、特に2つの切り替えスレーブ・ロック手段に至るまで支えられていない、請求項1〜12のいずれかに記載の歯車同期ユニット。
- 同期体に隣接する輪ばねは、前記押圧部材を前記同期体に隣接して配置するために、前記同期体から外側へ向かう張力によって前記同期リングに対して作用して前記押圧部材を張る、請求項1〜13のいずれかに記載の歯車同期ユニット。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の歯車同期ユニットの弾性部材であって、
同期化ポジションを取ることが可能であり、かつシフト領域を有する切り替えスレーブの下にされ、
前記切り替えスレーブの弾性部材は、前記切り替えスレーブの掛止が行われる切り替えられたロックポジションを提供し、かつ
前記弾性部材は、前記切り替えられたロックポジションから離れて掛止によって固定するニュートラルポジションを提供する、同期ユニットの弾性部材。 - 請求項1〜14に記載の歯車同期ユニットの歯車同期方法であって、
請求項15に記載のばね状の押圧部材を用いており、
前記ばね状の押圧部材は、少なくとも1つの同期リング内に掛止しており、かつ前記切り替えスレーブと相互に作用して、以下の段階、すなわち、ニュートラルポジション、同期化、同期、解除、自由移動段階、単線段階、切り替えられたポジションを有し、
ニュートラルポジションおよび切り替えポジションにおいて、固定のために前記切り替えスレーブの掛止が前記押圧部材によって行われる、歯車同期ユニットの歯車同期方法。
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