RU2681830C2

RU2681830C2 - Синхронизирующее устройство

Info

Publication number: RU2681830C2
Application number: RU2015118556A
Authority: RU
Inventors: Йоханн КИРХХОФФЕР; Джон Эдсел РОБАРДЖ; Тед ВРОБЛЕВСКИ; Том ХЭММ
Original assignee: ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Priority date: 2014-05-19
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2019-03-12
Also published as: RU2015118556A3; RU2015118556A; EP2947343A2; EP2947343A3; CN105090269A; DE102014209441A1; US20150330462A1; CN105090269B; US9518619B2; EP2947343B1

Abstract

Изобретение относится к синхронизирующим устройствам. Синхронизирующее устройство (1) содержит ступицу (2) синхронизатора, скользящую муфту (3), зубчатую шестерню (4) переключения коробки скоростей с торцевой зубчатой муфтой (4.1) и блокирующим кольцом (7) синхронизатора. Указанное кольцо установлено с возможностью аксиального перемещения между ступицей (2) синхронизатора и торцевой зубчатой муфтой (4.1) в направлении (s) синхронизации и против нее. Блокирующее кольцо (7) синхронизатора можно надежно позиционировать в нейтральном положении посредством пружинного устройства (8). Устройство (8) фиксирует блокирующее кольцо (7) синхронизатора в нейтральном положении на ступице (2) синхронизатора. Достигается повышение надежности. 19 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Данное изобретение касается синхронизирующего устройства, содержащего ступицу синхронизатора, скользящую муфту, зубчатую шестерню переключения коробки скоростей с торцевой зубчатой муфтой и блокирующее кольцо синхронизатора, установленное с возможностью осевого перемещения между ступицей синхронизатора и торцевой зубчатой муфтой в направлении синхронизации и против него.

В синхронизирующем устройстве такого типа проблема заключается в том, что с возвратом скользящей муфты из включенного положения, в котором зубчатая шестерня переключения коробки скоростей через торцевую зубчатую муфту находится со ступицей синхронизатора в активном передаточном соединении, в нейтральное положение, в котором зубчатая шестерня переключения коробки скоростей отсоединена от ступицы синхронизатора, блокирующее кольцо синхронизатора часто возвращается не точно в это нейтральное положение, а продолжает оставаться во фрикционном контакте с зубчатой шестерней переключения коробки скоростей. Помимо нарастания шума, вызывающего раздражение у потребителя, это может привести к ударам или биению ступицы синхронизатора и/или системы конусов между блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатой шестерней переключения коробки скоростей. Точно так же с нарастанием шума это может сопровождаться часто асимметричной нагрузкой на опору, как правило, выполненную в виде игольчатого роликоподшипника, и вызвать скрежет этого игольчатого роликоподшипника.

Например, в синхронизирующем устройстве указанного вначале рода, раскрытом в DE 3536361 A1 или в DE 9408943 U, предусмотрен перемещаемый в ступице синхронизатора радиально подпружиненный фиксирующий элемент в форме цилиндрического ролика или шарика. Этот фиксирующий элемент в нейтральном положении входит в предусмотренный по центру на скользящей муфте базирующий элемент с радиальными скосами, за счет чего в этом нейтральном положении он фиксируется по положению центрально и радиально внутри на скользящей муфте, однако не требуется соблюдения точно радиального направления усилия пружины, и тем самым может возникнуть опрокидывающий момент на блокирующее кольцо синхронизатора с его перекосом. Таким образом, может не произойти полного отсоединения блокирующего кольца синхронизатора от скользящей шестерни на их конусах, т.е. не образуется полноценный воздушный зазор между этими конусами, вследствие чего происходит также нежелательная передача сил между конусами. Блокирующее кольцо синхронизатора, таким образом, не может быть надежно приведено в предписанное инструкцией нейтральное положение.

В EP 1624212 A1 предлагается уравнительный рычаг, установленный с возможностью поворота относительно центральной оси фиксирующего элемента для перемещения блокирующего кольца синхронизатора к блокирующему зубчатому зацеплению, причем этот уравнительный рычаг установлен между двумя расположенными зеркально-симметрично друг другу синхронизирующими устройствами и воздействует на оба блокирующих кольца синхронизаторов этих синхронизирующих устройств.

Согласно DE 19580558 C1 предусмотрена пружинная опора фиксирующего элемента в базирующем элементе, который подвижно опирается на оба блокирующих кольца синхронизаторов расположенных зеркально-симметрично друг другу синхронизирующих устройств, чтобы противодействовать перекосу этих блокирующих колец синхронизаторов.

В DE 102009039934 A1 подпружиненный фиксирующий элемент по пути в нейтральное положение для его ориентации по сближающимся в радиальном направлении коническим направляющим поверхностям проходит в базирующий элемент, предусмотренный по центру на скользящей муфте.

Задачей данного изобретения является создание синхронизирующего устройства указанного вначале рода, в котором блокирующее кольцо синхронизатора надежно позиционируется в нейтральном положении.

Поставленная задача согласно изобретению решается признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные модификации охарактеризованы в зависимых пунктах формулы. Поставленная задача решается уже за счет того, что блокирующее кольцо синхронизатора зафиксировано в нейтральном положении на ступице синхронизатора с помощью пружинного устройства.

Такой фиксацией блокирующего кольца синхронизатора посредством указанного пружинного устройства обеспечивается надежное позиционирование блокирующего кольца синхронизатора в нейтральном положении. Блокирующее кольцо синхронизатора установлено с возможностью его приведения в указанное нейтральное положение посредством этого пружинного устройства. Блокирующее кольцо синхронизатора посредством пружинного устройства может быть приведено в определенное нейтральное положение относительно ступицы синхронизатора. Это нейтральное положение определяется путем фиксации блокирующего кольца синхронизатора на ступице синхронизатора. Посредством пружинного устройства блокирующее кольцо синхронизатора может быть приведено в определенную относительную позицию прилегания к ступице синхронизатора. Она при определенных нормальных условиях эксплуатации всегда одинакова. Блокирующее кольцо синхронизатора выровнено в нейтральном положении на ступице синхронизатора. Поскольку такое положение ступицы синхронизатора в процессе переключения остается неизменным относительно корпуса или, соответственно, относительно приводящего в движение ступицу синхронизатора приводного вала синхронизирующего устройства во время этого процесса переключения, то блокирующее кольцо синхронизатора за счет своей фиксации на ступице синхронизатора посредством пружинного устройства всегда приводится в одинаковое нейтральное положение. Становится возможным оптимальное радиальное и осевое выравнивание блокирующего кольца синхронизатора в этом нейтральном положении. Тем самым могут быть предотвращены, например, воздействующие на блокирующее кольцо синхронизатора и зубчатую шестерню переключения коробки скоростей остаточные моменты вследствие, например, перекоса и/или неполного возврата в исходное положение блокирующего кольца синхронизатора, а также раздражающие пользователя шумы блокирующего кольца синхронизатора. Предпочтительно блокирующее кольцо синхронизатора в нейтральном положении прилегает к ступице синхронизатора под действием предварительного натяга пружины.

Блокирующее кольцо синхронизатора для запуска процесса синхронизации смещается в направлении синхронизации от ступицы синхронизатора к зубчатой шестерне переключения коробки скоростей в осевом направлении к торцевой зубчатой муфте на приводном валу. С точки зрения оптимизации механических нагрузок предпочтительно предусмотреть, чтобы для возврата блокирующего кольца синхронизатора в его определенное нейтральное положение посредством пружинного устройства на это блокирующее кольцо синхронизатора могло аксиально подаваться усилие пружины против направления синхронизации. Тем самым может быть достигнуто смещение блокирующего кольца синхронизатора без опрокидывающего момента против направления синхронизации к ступице синхронизатора в указанное нейтральное положение и с соответственно малыми потерями на трение. Определение пространства и его направлений, таких как аксиально, в окружном направлении и радиально, исходят из приводного вала, если четко не указывается иное.

Пружинное устройство имеет пружинный механизм, который первой стороной опирается на предусмотренный на блокирующем кольце синхронизатора первый упорный элемент, оказывая пружинящее воздействие. Такая опора может быть как непосредственной, так и опосредованной. С точки зрения оптимизации механических нагрузок предпочтительно, чтобы пружинный механизм своей первой стороной опирался в осевом направлении на этот первый упорный элемент.

Этот первый упорный элемент конструктивно просто может быть выполнен в виде кольцевого элемента. Этот кольцевой элемент может быть расположен коаксиально с блокирующим кольцом синхронизатора. Он может быть зафиксирован на этом блокирующем кольце синхронизатора. Кольцевой элемент может быть зафиксирован на блокирующем кольце синхронизатора с прессовой посадкой. Блокирующее кольцо синхронизатора может быть снабжено первым базирующим элементом для кольцевого элемента. Он может быть выполнен как штекерное гнездо. Этот первый базирующий элемент может быть выполнен в форме зева с обращенным предпочтительно радиально наружу отверстием. Этот первый базирующий элемент в порядке альтернативы может иметь обращенную радиально наружу поверхность с чисто радиальной нормалью к ней или со слегка наклоненной в направлении синхронизации, но по существу радиальной нормалью к поверхности. Это отклонение наклонной нормали к поверхности от чисто аксиальной нормали к поверхности может составлять всего несколько градусов, предпочтительно до 5°.

Первый упорный элемент может быть расположен на ступице синхронизатора предпочтительно с возможностью линейного осевого перемещения. Таким образом, первый упорный элемент может быть посредством аксиально направленного смещения точно ориентирован на ступицу синхронизатора и приведен к ней. Такая направляющая функция может осуществляться при непосредственном или опосредованном прилегании первого упорного элемента к ступице синхронизатора. Аксиально направленное смещение может проходить по меньшей мере от нейтрального положения блокирующего кольца синхронизатора вплоть до его прилегания к зубчатой шестерне переключения коробки скоростей с активной передачей сил. Предпочтительно, таким образом, может происходить аксиальное направление блокирующего кольца синхронизатора на ступице синхронизатора во время всей синхронизации. Тем самым может быть гарантировано, что в ходе процесса синхронизации вплоть до возврата блокирующего кольца синхронизатора в нейтральное положение не возникнет перекоса блокирующего кольца синхронизатора.

Такая проводка может происходить посредством предпочтительно скользяще-подвижного прилегания первого упорного элемента к ступице синхронизатора. Первый упорный элемент может иметь обращенную радиально наружу первую поверхность скольжения с радиальной нормалью, по которой первый упорный элемент посредством аксиально направленного смещения скользяще-подвижно прилегает к ступице синхронизатора. Ступица синхронизатора может иметь вторую поверхность скольжения, которая конгруэнтна первой поверхности скольжения первого упорного элемента или, соответственно, согласована с ней, и обращена радиально внутрь для непосредственного прилегания и проведения первого упорного элемента. Обе эти поверхности скольжения могут быть расположены радиально снаружи. На своей второй поверхности скольжения ступица синхронизатора может иметь, например, проходящее в направлении синхронизации плечо, на котором радиально снаружи расположен первый упорный элемент, ориентированный в осевом направлении. Обычные ступицы синхронизаторов могут иметь плечо такого типа, которое, возможно, потребует конструктивной подгонки.

Первый упорный элемент может иметь параллельную своей первой поверхности скольжения, обращенную внутрь поверхность прилегания, в которой этот первый упорный элемент зафиксирован на блокирующем кольце синхронизатора. Таким образом, первый упорный элемент, выровненный относительно первой поверхности скольжения, может быть легко смонтирован на блокирующем кольце синхронизатора.

В одной модификации синхронизирующего устройства скользящая муфта может быть расположена в нейтральном положении на ступице синхронизатора в застабилизированном от осевого смещения положении. Скользящая муфта может, таким образом, сдвинуться из нейтрального положения только при приложении определенной аксиальной силы. При этом скользящая муфта может удерживаться в нейтральном положении на ступице синхронизатора посредством защелкивающегося соединения или фиксирующего соединения.

В одном предпочтительном варианте осуществления данного синхронизирующего устройства пружинное устройство может быть расположено между блокирующим кольцом синхронизатора и ступицей синхронизатора, оказывая пружинящее воздействие. Этот пружинный механизм может, оказывая пружинящее воздействие, опираться своей первой стороной на блокирующее кольцо синхронизатора, а своей второй стороной - на ступицу синхронизатора.

При этом указанное пружинное устройство может иметь второй упорный элемент, который жестко связан со ступицей синхронизатора. На этот второй упорный элемент пружинный механизм может аксиально опираться своей второй стороной.

Вместо расположения непосредственно на ступице синхронизатора, в частности, на ее плече, упомянутая вторая поверхность скольжения для скользяще-подвижного прилегания и проведения первого упорного элемента может быть расположена на указанном втором упорном элементе, к которому скользяще-подвижно прилегает первый упорный элемент посредством направленного смещения. Эта вторая поверхность скольжения может быть обращена радиально внутрь. Тем самым первый упорный элемент прилегает к ступице синхронизатора опосредованно, при этом, однако, точная аксиальная приводка может быть достигнута и с таким опосредованным прилеганием первого упорного элемента.

Предпочтительно второй упорный элемент, ограничивая второй базирующий элемент, захватывает пружинный механизм радиально снаружи в направлении синхронизации, при этом указанный пружинный механизм может своей второй стороной в направлении синхронизации опираться на этот второй упорный элемент. При этом указанный второй упорный элемент может радиально снаружи ограничивать второй базирующий элемент для этого пружинного механизма и указанный первый упорный элемент.

Пружинный механизм и/или первый упорный элемент могут быть расположены во втором базирующем элементе линейно. Для ограничения второго базирующего элемента в направлении синхронизации второй упорный элемент может быть выполнен с U-образным поперечным сечением, в котором имеются передняя в направлении синхронизации полка, задняя в направлении синхронизации полка и поперечина, соединяющая обе полки. Пружинный механизм может в направлении синхронизации спереди упираться в заднюю полку, тогда как передняя полка может быть зафиксирована на ступице синхронизатора. В одном конструктивном варианте второй упорный элемент может иметь Г-образный профиль только с задней полкой и поперечиной, при этом поперечина зафиксирована на ступице синхронизатора против направления синхронизации.

В качестве альтернативы описанному выше решению с использованием эффекта силы натяжения пружинного устройства между блокирующим кольцом синхронизатора и ступицей синхронизатора можно предложить для решения поставленной задачи, чтобы это пружинное устройство оказывало пружинящее воздействие между блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатой шестерней переключения коробки скоростей.

В одной модификации синхронизирующего устройства может быть предусмотрено, что пружинный механизм второй стороной аксиально упирается в зубчатую шестерню переключения коробки скоростей. Поскольку этот пружинный механизм своей первой стороной может опосредованно, через первый упорный элемент опираться на блокирующее кольцо синхронизатора, то тем самым аксиальная сила пружины по существу воздействует на зубчатую шестерню переключения коробки скоростей и на блокирующее кольцо синхронизатора.

Преимуществом при этом является то, что при обычном расположении двух установленных зеркально-симметрично друг другу синхронизирующих устройств с общей центральной ступицей синхронизатора пружинные механизмы предлагаемого изобретением синхронизирующего устройства по своему действию противоположны друг другу. Таким образом, при балансе сил, прежде всего, указанное нейтральное положение колеса синхронизатора и/или перемещаемых им блокирующих колец синхронизаторов может быть установлено с обеих сторон. Кроме того, за счет этого может быть отрегулирован так называемый люфт, т.е. воздушный зазор между конусами блокирующего кольца синхронизатора и зубчатой шестерни переключения коробки скоростей.

В одной модификации синхронизирующего устройства зубчатая шестерня переключения коробки скоростей может иметь третий базирующий элемент, удаленный радиально внутрь от блокирующего кольца синхронизатора, для аксиального направления и поддержания пружинного механизма в направлении синхронизации. Такое радиальное удаление необходимо по конструктивным причинам, чтобы сделать возможным обеспечивающий передачу сил контакт первого упорного элемента с пружинным механизмом и, тем самым, с зубчатой шестерней переключения коробки скоростей.

Пружинное устройство для создания опоры первой стороны пружинного механизма может иметь третий упорный элемент, который установлен так, что перемещается зубчатой шестерней переключения коробки скоростей и активно передает усилие пружины на первый упорный элемент, не за счет вращательного движения, а при аксиальном перемещении.

Этот третий упорный элемент может быть выполнен в виде борт-шайбы (воротника) с шайбовой частью и выступающим радиально наружу в направлении синхронизации бортиком. При этом пружинный механизм своей второй стороной может опираться на шайбовую часть, а шайбовая часть может быть расположена радиально внутри и аксиально перемещаться зубчатой шестерней переключения коробки скоростей. Из-за относительного движения между блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатой шестерней переключения коробки скоростей вне режима синхронизации третий упорный элемент может быть установлен против направления синхронизации с возможностью аксиального вращения относительно первого упорного элемента. Такая установка может быть реализована с помощью роликоподшипника.

Бортик может проходить от шайбовой части предпочтительно аксиально в направлении синхронизации. Бортик может частично проходить по части окружности шайбовой части. Для прилегания без возможности проворачивания и для осевого направления третьего упорного элемента по зубчатой шестерне переключения коробки скоростей этот третий упорный элемент может входить в предусмотренное в зубчатой шестерне переключения коробки скоростей согласованное с ним осевое отверстие. В порядке альтернативы третий базирующий элемент тоже может иметь U-образный профиль с обращенным к ступице синхронизатора отверстием. Тем самым указанный пружинный механизм и третий упорный элемент могут быть установлены в третьем базирующем элементе радиально заблокированными перемещаемыми в осевом направлении.

Для преодоления радиального расстояния между первым базирующим элементом на блокирующем кольце синхронизатора и третьим базирующим элементом на зубчатой шестерне переключения коробки скоростей первый упорный элемент может быть выполнен в виде установленного подвижным в осевом направлении поворотного диска с окружным выступом, проходящим в направлении синхронизации. Этот выступ может быть расположен на поворотном диске радиально снаружи. Он может проходить в направлении синхронизации до блокирующего кольца синхронизатора и заходить в первый базирующий элемент, при этом он в направлении радиально внутрь предпочтительно с прессовой посадкой зафиксирован на блокирующем кольце синхронизатора. Третий упорный элемент может быть также установлен на поворотном диске, предпочтительно с возможностью осевого вращения посредством роликоподшипника, и в направлении радиально внутрь располагаться на расстоянии от упомянутого выступа этого поворотного диска.

В плане подавления шумов будет полезно по меньшей мере один из упорных элементов изготовить из звукопоглощающего материала, такого как пластмасса. Предпочтительно по меньшей мере один из упорных элементов выполнить в виде цельной детали.

Пружинный механизм может иметь по меньшей мере один пружинный элемент для создания натяжения пружины. Причем этот пружинный элемент может иметь любую конструкцию с тем условием, что он сможет обеспечить требуемое натяжение пружины для возврата ступицы синхронизатора в нейтральное положение. Так этот пружинный элемент может быть выполнен как пружина сжатия. Она может быть выполнена, например, в виде винтовой пружины, тарельчатой пружины, эластомерной пружины, в частности из полиуретана, или резиновой пружины. Такая эластомерная пружина может быть в виде блоков и/или цельной. Для более легкого встраивания во второй или третий базирующий элемент, такая эластомерная пружина может быть выполнена с проходящей в направлении радиально внутрь наклонной плоскостью.

Для симметричного по окружной периферии приложения силы натяжения пружины к блокирующему кольцу синхронизатора можно предусмотреть, чтобы имелось по меньшей мере два пружинных устройства, предпочтительно три пружинных устройства, которые установлены в окружном направлении на одинаковом расстоянии друг от друга.

В порядке альтернативы может быть предусмотрена синхронизирующая система с двумя синхронизирующими устройствами согласно одному из описанных выше вариантов осуществления и/или из тех, которые будут рассмотрены далее, в каждом из которых блокирующее кольцо синхронизатора с помощью пружинного устройства зафиксировано в нейтральном положении на ступице синхронизатора и которые расположены зеркально-симметрично друг другу, и имеют одну общую ступицу синхронизатора, расположенную по середине, причем пружинные устройства обоих синхронизирующих устройств противоположны друг другу по упругому действию своих пружин.

Данное изобретение поясняется далее более подробно на примере двух представленных на чертежах вариантов выполнения синхронизирующего устройства. На чертежах представлено следующее:

Фиг. 1 - вид в продольном разрезе относительно направления s синхронизации первого варианта выполнения синхронизирующего устройства со ступицей синхронизатора и скользящей муфтой в нейтральном положении,

Фиг. 2 - вид в продольном разрезе первого варианта выполнения синхронизирующего устройства по фиг. 1, однако в положении синхронизации,

Фиг. 3 - аксиальный вид сбоку ступицы синхронизатора и скользящей муфты синхронизирующего устройства по фиг. 1,

Фиг. 4 - вид в продольном разрезе относительно направления s синхронизации второго варианта выполнения синхронизирующего устройства со ступицей синхронизатора и скользящей муфтой в нейтральном положении, и

Фиг. 5 - фрагмент V по фиг. 4 в увеличенном масштабе.

На фиг. 1 и 2 показан вид в продольном разрезе относительно направления s синхронизации первого варианта выполнения синхронизирующего устройства 1 со ступицей 2 синхронизатора и скользящей муфтой 3, зубчатой шестерней 4 переключения коробки скоростей с первым конусом 5.1 и торцевой зубчатой муфтой 4.1, а также с перемещаемым между ступицей 2 синхронизатора и торцевой зубчатой муфтой 4.1 аксиально в направлении s синхронизации и против него блокирующим кольцом 7 синхронизатора со вторым конусом 5.2 в нейтральном положении, в котором конусы 5.1, 5.2 полностью отделены друг от друга воздушным зазором 6, и, соответственно, показан в положении синхронизации, в котором эти конусы 5.1, 5.2 прилегают друг к другу с передачей вращающего момента. Направление s синхронизации проходит от ступицы 2 синхронизатора к зубчатой шестерне 4 переключения коробки скоростей. На фиг. 4 показан вид в продольном разрезе второго варианта выполнения синхронизирующего устройства 1 в нейтральном положении.

Блокирующее кольцо 7 синхронизатора согласно изобретению зафиксировано посредством пружинного устройства 8 в нейтральном положении по фиг. 1 и 3 на ступице 2 синхронизатора. Посредством пружинного устройства 8 сила F натяжения пружины может против направления s синхронизации аксиально передаваться на блокирующее кольцо 7 синхронизатора. Это пружинное устройство 8 имеет пружинный механизм 9 здесь с одним пружинным элементе 10, который первой стороной 10.1, оказывая пружинящее воздействие, опирается на предусмотренный на блокирующем кольце 7 синхронизатора первый упорный элемент 11.1. Этот пружинный элемент 10 здесь в качестве примера выполнен как винтовая пружина сжатия. Таким образом, определенная, устанавливаемая путем расчета пружинного устройства 8 сила F натяжения пружины против направления s синхронизации может аксиально передаваться на блокирующее кольцо 7 синхронизатора.

Как показано на фиг. 1 и 4 соответственно, блокирующее кольцо 7 синхронизатора в нейтральном положении прилегает опосредованно (фиг.1) или непосредственно (фиг.4) к ступице 2 синхронизатора. Вследствие такого скользяще-подвижного в направлении s синхронизации и против него прилегания блокирующего кольца 7 синхронизатора в обоих вышеназванных случаях это относительное положение блокирующего кольца 7 синхронизатора по отношению к ступице 2 синхронизатора точно задается посредством направленного смещения w. Тем самым и нейтральное положение блокирующего кольца 7 синхронизатора является точно определенным.

Первый упорный элемент 11.1 относительно не представленного здесь приводного вала для ступицы 2 синхронизатора выполнен в виде кольцевого элемента, расположенного коаксиально блокирующему кольцу 7 синхронизатора и зафиксированного в первом базирующем элементе 12.1 на блокирующем кольце 7 синхронизатора с прессовой посадкой. Первый упорный элемент 11.1 прилегает, проходя аксиально через направленное смещение w между нейтральным положением и положением синхронизации, скользяще-подвижно к ступице 2 синхронизатора. Этот первый упорный элемент 11.1 имеет обращенную радиально наружу первую поверхность 13.1 скольжения с радиальной нормалью к поверхности. Первый упорный элемент 11.1 своей первой поверхностью 13.1 скольжения скользяще-подвижно прилегает ко второй поверхности 13.2 скольжения, которая обращена радиально внутрь. Эта вторая поверхность 13.2 скольжения в варианте осуществления синхронизирующего устройства 1 по фиг. 1 и 2 располагается на втором упорном элементе 11.2, который жестко зафиксирован на ступице 2 синхронизатора, или может быть помещен прямо за плечо 14 в ступице 2 синхронизатора. Таким образом, первый упорный элемент 11.1 через второй упорный элемент 11.2 опосредованно или непосредственно прилегает к ступице 2 синхронизатора. Вторая поверхность 13.2 скольжения в варианте осуществления синхронизирующего устройства 1 по фиг. 4 расположена непосредственно на лежащем радиально снаружи и проходящем в направлении s синхронизации плече 14 с обращенной так же радиально внутрь второй поверхностью 13.2 скольжения на ступице 2 синхронизатора, так что первый упорный элемент 11.1 расположен в ступице 2 синхронизатора с возможностью аксиального перемещения в направлении s синхронизации и против него.

Скользящая муфта 3 в нейтральном положении расположена на ступице 2 синхронизатора в стабилизированном против осевого смещения положении, чтобы ее тоже удерживать в определенном нейтральном положении, при этом она при приложении определенного осевого усилия может быть выведена из этого нейтрального положения. Скользящая муфта 3 в нейтральном положении удерживается здесь посредством защелкивающегося соединения или фиксирующего соединения на ступице 2 синхронизатора. Для этого ступица 2 синхронизатора аксиально по центру имеет открытый радиально снаружи шарикодержатель 15 с подпружиненным шариком 16, который в нейтральном положении перемещается радиально к скользящей муфте 3 и заскакивает в предусмотренную в скользящей муфте 3 радиально внутри и аксиально посередине выемку 17, имеющую форму шарового сегмента, в которую в нейтральном положении скользящей муфты (3) входит в направлении радиально наружу шарик 16, причем шарик 16 движется к перекрывающей шарикодержатель 15 перфорированной диафрагме 18 и в нейтральном положении выступает радиально за эту перфорированную диафрагму 18.

Оба эти варианта выполнения отличаются, в частности, тем, что пружинное устройство 8 в первом варианте выполнения синхронизирующего устройства 1 по фиг. 1 и 2 оказывает пружинящее воздействие между блокирующим кольцом 7 синхронизатора и ступицей 2 синхронизатора, а во втором варианте выполнения синхронизирующего устройства 1 по фиг. 4 оказывает пружинящее воздействие между блокирующим кольцом 7 синхронизатора и зубчатой шестерней 4 переключения коробки скоростей.

В дальнейшем, если речь идет о первом варианте выполнения по фиг. 1 и 2, то пружинное устройство 8 имеет второй упорный элемент 11.2, который жестко связан со ступицей 2 синхронизатора и на который в осевом направлении пружинный механизм 9 опирается своей второй стороной 10.2. Этот второй упорный элемент 11.2, ограничивая второй базирующий элемент 12.2, охватывает пружинный механизм 9 радиально снаружи в направлении s синхронизации, при этом пружинный механизм 9 своей второй стороной 10.2 в направлении s синхронизации аксиально сзади опирается на второй упорный элемент 11.2 (фиг.1 и 2). Первый базирующий элемент 12.1 имеет U-образный профиль с передним в направлении s синхронизации выступом 12a, за счет чего имеющий кольцевую форму первый упорный элемент 11.1 удерживается с защитой от аксиального перемещения.

Далее, на примере первого варианта выполнения синхронизирующего устройства 1 на фиг. 3 поясняется позиционирование пружинного устройства на ступице 2 синхронизатора и относительно скользящей муфты 3, причем они показаны в аксиальном виде сбоку, а именно - против направления s синхронизации. Здесь предусмотрены три пружинных устройства 8, которые ради сохранения баланса сил относительно не представленной здесь приводной оси для ступицы 2 синхронизатора пространственно расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, т.е. с угловым положением под 120° друг к другу.

Второй упорный элемент 11.2 каждого пружинного устройства 8 выполнен в виде части кольца и при боковом напряжении сжатия зафиксирован в имеющем форму кармана гнезде 19, выполненном заподлицо в ступице 2 синхронизатора. Как показано на фиг. 1 и 2, второй упорный элемент 11.2 имеет U-образное поперечное сечение с передней в направлении s синхронизации полкой 20.1, задней в направлении s синхронизации полкой 20.2 и соединяющей обе полки 20.1, 20.2 поперечиной 20.3. Пружинный элемент 10 пружинного механизма 9 сзади опирается на заднюю в направлении s синхронизации полку 20.2, тогда как передняя полка 20.1 зафиксирована в гнезде 19 на ступице 2 синхронизатора. Как можно видеть на фиг. 1 и 2, задняя полка 20.2 проходит радиально внутрь и выходит за плечо 14 ступицы 2 синхронизатора.

Поперечина 20.3 проходит в направлении s синхронизации и радиально внутри имеет вторую поверхность 13.2 скольжения, к которой первый упорный элемент 11.1 своей первой поверхностью 13.1 скольжения прилегает скользяще-подвижно в осевом направлении. Вторая поверхность 13.2 скольжения плечом 14 тоже может быть помещена непосредственно на ступице 2 синхронизатора. Таким образом, блокирующее кольцо 7 синхронизатора при скользяще-подвижном прилегании первого упорного элемента 11.1 к его первой поверхности 13.1 скольжения второго упорного элемента 11.2 точно приводится в направлении s синхронизации и против него, причем первый упорный элемент 11.1 в нейтральном положении против направления s синхронизации заданным образом упирается в ступицу 2 синхронизатора.

На фиг. 3 показаны также обычные подпружиненные ползуны 21 для аксиального перемещения блокирующего кольца 7 синхронизатора в направлении s синхронизации, причем эти ползуны 21 точно так же находятся друг от друга на угловом расстоянии в 120° и расположены на угловом расстоянии в 60° от соответствующих соседних пружинных устройств 8.

На фиг. 4 в качестве примера показаны два одинаковых синхронизирующих устройства 1 согласно изобретению, которые расположены зеркально-симметрично относительно центральной продольной оси m ступицы 2 синхронизатора, причем пружинные устройства 8 создают направленные противоположно друг другу аксиальные усилия ‚F’ пружин, а именно между соответствующим блокирующим кольцом 7 синхронизатора и относящейся к ним обоим ступицей 2 синхронизатора, оказывая пружинящее воздействие. В обоих синхронизирующих устройствах 1 пружинный механизм 9 второй стороной 10.2 в направлении s синхронизации аксиально опирается на зубчатую шестерню 4 переключения коробки скоростей, причем зубчатая шестерня 4 переключения коробки скоростей имеет удаленный радиально внутрь относительно блокирующего кольца 7 синхронизатора третий базирующий элемент 12.3 для аксиального направления, радиальной блокировки и создания опоры для пружинного элемента 10 пружинного механизма 9 в направлении s синхронизации.

Как показано на фиг. 4, можно путем регулировки и/или выбора натяжения пружины установить ширину воздушного зазора 6, ограниченного конусами 5.1, 5.2. Это может быть осуществлено, например, путем изменения предусмотренного предварительного натяга, с которым первый упорный элемент 11.1 прилегает опосредованно или непосредственно к ступице 2 синхронизатора.

На фиг. 5 показан в увеличенном масштабе фрагмент V из фиг. 4, причем он охватывает по существу пружинное устройство 8 левого на фиг. 4 синхронизирующего устройства 1. Пружинное устройство 8 для создания опоры для первой стороны 10.1 пружинного механизма 9 имеет третий упорный элемент 11. 3, который направляется зубчатой шестерней 4 переключения коробки скоростей и установлен с возможностью вращения, здесь посредством роликоподшипника 22, с активной передачей усилия F пружины против направления s синхронизации к первому упорному элементу 11.1.

Третий упорный элемент 11.3 выполнен здесь в виде борт-шайбы 23 с шайбовой частью 23.1 и проходящим радиально наружу в направлении s синхронизации бортиком 23.2. Пружинный элемент 10 пружинного механизма 9 своей второй стороной 10.2 опирается на шайбовую часть 23.1. Шайбовая часть 23.1, в свою очередь, радиально внутри аксиально передвигается зубчатой шестерней 4 переключения коробки скоростей и против направления s синхронизации прилегает к первому упорному элементу 11.1 с возможностью вращательного движения на нем посредством роликоподшипника 22. Зубчатая шестерня 4 переключения коробки скоростей в зоне пружинного устройства 8 имеет осевое отверстие 24, открытое против направления s синхронизации. Борт-шайба 23 выполнена не полностью замкнутой по периметру и проходит лишь по окружной зоне, предназначенной для отверстия 24, причем бортик 23.2 для прилегания без возможности проворачивания, а также для дальнейшего аксиального направления и аксиальной подвижности третьего упорного элемента 11.3 входит в это осевое отверстие 24.

Для каждого синхронизирующего устройства 1 предусмотрено три пружинных устройства 8, которые в явном виде не изображены, но в неявной форме представлены на фиг. 3. Эти пружинные устройства 8, как показано на фиг. 3 в качестве примера для первого варианта осуществления синхронизирующего устройства 1, расположены на равных угловых расстояниях в 120° друг от друга. Соответственно борт-шайбы 23 для этих трех пружинных устройств 8 имеют по одному бортику 23.2, т.е. всего три бортика 23.2, каждый из которых входит в отверстие 24, предусмотренное в зубчатой шестерне 4 переключения коробки скоростей.

Первый упорный элемент 11.1 выполнен во втором варианте осуществления синхронизирующего устройства 1 в форме установленного с возможностью движения в осевом направлении поворотного диска 25 с окружным выступом 26, проходящим аксиально снаружи в направлении s синхронизации. Поворотный диск 25 с прессовой посадкой в направлении радиально внутрь в направлении s синхронизации спереди зафиксирован в первом базирующем элементе 12.1 на блокирующем кольце 7 синхронизатора. Выступ 26 имеет обращенную радиально наружу первую поверхность 13.1 скольжения с радиальной нормалью к поверхности, по которой первый упорный элемент 11.1 аксиально скользяще-подвижно по второй поверхности 13.2 скольжения плеча 14 ступицы 2 синхронизатора прилегает непосредственно к ней.

Как можно заключить непосредственно из фиг. 1-5, каждый из этих упорных элементов 11.1, 11.2, 11.3 выполнен в виде цельной детали. Кроме того, каждый из этих упорных элементов 11.1, 11.2, 11.3 выполнен из пластмассы, обладающей звукопоглощающим действием, за счет чего дополнительно снижается возможное шумообразование.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 синхронизирующее устройство

2 ступица синхронизатора

3 скользящая муфта

4 зубчатая шестерня переключения коробки скоростей

4.1 торцевая зубчатая муфта

5.1 первый конус

5.2 второй конус

6 воздушный зазор

7 блокирующее кольцо синхронизатора

8 пружинное устройство

9 пружинный механизм

10 пружинный элемент

10.1 первая сторона

10.2 вторая сторона

11.1 первый упорный элемент

11.2 второй упорный элемент

11.3 третий упорный элемент

12.1 первый базирующий элемент

12.2 второй базирующий элемент

12.3 третий базирующий элемент

12a передний выступ

13.1 первая поверхность скольжения

13.2 вторая поверхность скольжения

14 плечо

15 шарикодержатель

16 шарик

17 выемка

18 перфорированная диафрагма

19 гнездо

20.1 передняя полка

20.2 задняя полка

20.3 поперечина

21 ползун

22 роликоподшипник

23 борт-шайба

23.1 шайбовая часть

23.2 бортик

24 отверстие

25 поворотный диск

26 выступ

F натяжение пружины

m центральная продольная ось

s направление синхронизации

w направленное смещение

Claims

1. Синхронизирующее устройство (1), содержащее ступицу (2) синхронизатора, скользящую муфту (3), зубчатую шестерню (4) переключения коробки скоростей с торцевой зубчатой муфтой (4.1) и установленное с возможностью аксиального перемещения между ступицей (2) синхронизатора и торцевой зубчатой муфтой (4.1) в направлении (s) синхронизации и против него блокирующее кольцо (7) синхронизатора,

отличающееся тем, что

блокирующее кольцо (7) синхронизатора посредством пружинного устройства (8) в нейтральном положении зафиксировано на ступице (2) синхронизатора, причем пружинное устройство (8) имеет пружинный механизм (9), который своей первой стороной (10.1), оказывая пружинящее воздействие, опирается на первый упорный элемент (11.1), предусмотренный на блокирующем кольце (7) синхронизатора.

2. Синхронизирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что посредством пружинного устройства (8) сила (F) натяжения пружины против направления (s) синхронизации аксиально передается на блокирующее кольцо (7) синхронизатора.

3. Синхронизирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый упорный элемент (11.1) выполнен в виде кольцевого элемента, расположенного коаксиально с блокирующим кольцом (7) синхронизатора и зафиксированного в первом базирующем элементе (12.1) на блокирующем кольце (7) синхронизатора.

4. Синхронизирующее устройство по п. 3, отличающееся тем, что первый упорный элемент (11.1) расположен на ступице (2) синхронизатора с возможностью осевого перемещения.

5. Синхронизирующее устройство по п. 4, отличающееся тем, что первый упорный элемент (11.1) имеет обращенную радиально наружу первую поверхность (13.1) скольжения с радиальной нормалью, по которой первый упорный элемент (11.1) посредством аксиально направленного смещения (w) прилегает к ступице (2) синхронизатора.

6. Синхронизирующее устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что скользящая муфта (3) в нейтральном

положении расположена на ступице (2) синхронизатора в стабилизированном от осевого смещения положении.

7. Синхронизирующее устройство по п. 6, отличающееся тем, что скользящая муфта (3) радиально внутри и аксиально по центру имеет выемку (17), в которую в нейтральном положении скользящей муфты (3) входит в направлении радиально наружу подпружиненный шарик (16), предусмотренный на ступице (2) синхронизатора предпочтительно посередине в осевом направлении.

8. Синхронизирующее устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что пружинное устройство (8) оказывает пружинящее воздействие между блокирующим кольцом (7) синхронизатора и ступицей (2) синхронизатора.

9. Синхронизирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что пружинное устройство (8) имеет второй упорный элемент (11.2), который жестко соединен со ступицей (2) синхронизатора и на который своей второй стороной (10.2) аксиально опирается пружинный механизм (9).

10. Синхронизирующее устройство по п. 9, отличающееся тем, что второй упорный элемент (11.2), ограничивая второй базирующий элемент (12.2), охватывает пружинный механизм (9) радиально снаружи в направлении (s) синхронизации, при этом пружинный механизм (9) своей второй стороной (10.2) в направлении (s) синхронизации сзади опирается на второй упорный элемент (11.2).

11. Синхронизирующее устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что пружинное устройство (8) оказывает пружинящее воздействие между блокирующим кольцом (7) синхронизатора и зубчатой шестерней (4) переключения коробки скоростей.

12. Синхронизирующее устройство по п. 11, отличающееся тем, что пружинный механизм (9) второй стороной (10.2) аксиально опирается на зубчатую шестерню (4) переключения коробки скоростей.

13. Синхронизирующее устройство по п. 12, отличающееся тем, что зубчатая шестерня (4) переключения коробки скоростей имеет удаленный радиально внутрь относительно блокирующего кольца (7) синхронизатора третий базирующий элемент (12.3) для аксиального

направления и опоры пружинного механизма (9) в направлении (s) синхронизации.

14. Синхронизирующее устройство по п. 11, отличающееся тем, что пружинное устройство (8) для поддержания первой стороны (10.1) пружинного механизма (9) имеет третий упорный элемент (11.3), который установлен с возможностью перемещения по зубчатой шестерне (4) переключения коробки скоростей и передачи силы (F) натяжения пружины, а также с возможностью вращения относительно первого упорного элемента (11.1).

15. Синхронизирующее устройство по п. 14, отличающееся тем, что третий упорный элемент (11.3) выполнен в виде борт-шайбы (23), имеющей шайбовую часть (23.1) и проходящий радиально снаружи в направлении (s) синхронизации бортик (23.2), причем пружинный механизм (9) своей второй стороной (10.2) опирается на шайбовую часть (23.1), при этом шайбовая часть (23.1) радиально внутри перемещается по зубчатой шестерне (4) переключения коробки скоростей в осевом направлении и против направления (s) синхронизации аксиально установлена с возможностью вращения относительно первого упорного элемента (11.1).

16. Синхронизирующее устройство по п. 15, отличающееся тем, что бортик (23.2) для прилегания без проворачивания и аксиального направления третьего упорного элемента (11.3) на зубчатой шестерне (4) переключения коробки скоростей входит в осевое отверстие (24), предусмотренное на зубчатой шестерне (4) переключения коробки скоростей.

17. Синхронизирующее устройство по любому из пп. 1 или 11, отличающееся тем, что первый упорный элемент (11.1) выполнен в виде установленного аксиально подвижным поворотного диска (25), снабженного окружным выступом (26), который проходит аксиально снаружи в направлении (s) синхронизации и который радиально внутри зафиксирован на блокирующем кольце (7) синхронизатора.

18. Синхронизирующее устройство по любому из пп. 1, 9 или 15, отличающееся тем, что по меньшей мере один из упорных элементов (11.1, 11.2, 11.3) выполнен из шумопоглощающего материала, такого как пластмасса.

19. Синхронизирующее устройство по любому из пп. 1-5,

отличающееся тем, что предусмотрено по меньшей мере два пружинных устройства (1), предпочтительно три пружинных устройства (1), которые в пространстве установлены на одинаковом расстоянии друг от друга.

20. Синхронизирующее устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что пружинный механизм (9) имеет пружинный элемент (10), который выполнен в виде тарельчатой пружины, эластомерной пружины, резиновой пружины или винтовой пружины, в частности винтовой пружины сжатия.