WO2018010715A1

WO2018010715A1 - Multifunktionaler riegelnutzahn

Info

Publication number: WO2018010715A1
Application number: PCT/DE2017/100427
Authority: WO
Inventors: Jennifer Neuhaus; Olaf Rost; Valerie Mandon
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-07-14
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2019-01-14
Also published as: DE102016212838B3; DE112017003508A5

Abstract

Eine Schiebemuffe (9) einer Synchronisiereinrichtung (1) eines Schaltgetriebes weist eine Anzahl von gleichmäßig am Umfang der Schiebemuffe (9) verteilt angeordneten multifunktionalen Riegelnutzähnen (14) auf, die mittels einer Rampenkontur mit einem am Synchronträgerkörper (2) der Synchronisiereinrichtung (1) geführten Druckstück (6) in Wirkkontakt stehen, wobei die Riegelnutzähne (14) jeweils eine Rastnut (13) zur Arretierung der Schiebemuffe (9) in einer "Neutralstellung" gegenüber dem Synchronträgerkörper (2), stirnseitige Anschläge (18, 19) zur Begrenzung des Schaltweges der Schiebemuffe (9) und Schrägen (16, 17) zum Halten der Schiebemuffe (9) in einer ersten oder zweiten "Schaltstellung" aufweisen.

Description

Multifunktionaler Riegelnutzahn

Die Erfindung betrifft eine Schiebemuffe eines Gangräderwechselgetriebes eines Kraftfahrzeuges mit einer Innenverzahnung, die Eingriffszähne zum Eingriff in Gegenverzahnungen eines Synchronträgerkörpers und zusätzlich Riegelnutzähne aufweist, wobei die Riegelnutzähne Axialanschläge für einen Kupplungskörper bilden.

Derartige Schiebemuffen sind in der Regel als Kupplungselemente in Synchronisiereinrichtungen von Hand oder automatisiert geschalteten Kraftfahrzeuggetrieben eingesetzt. Sie verbinden eine Getriebewelle verdrehfest mit einem auf der Getriebewelle drehbar gelagerten Gangrad. Dabei ist die Schiebemuffe konzentrisch zur Getriebewelle und drehfest auf einem ebenfalls drehfest mit der Getriebewelle verbundenen Synchronträgerkörper angeordnet, in Längsrichtung der Getriebewelle verschiebbar, sowie mit einem Gangrad kuppelbar.

Schiebemuffen gibt es in verschiedenen Ausführungsformen. Sie weisen an ihrer Innenmantelfläche eine nach Innen weisende Verzahnung auf, die in eine Gegenverzahnung des Synchronträgerkörpers und im geschalteten Zustand in eine Verzahnung des Gangrads eingreift. Am Außenumfang der Schiebemuffe ist eine zumeist als Nut ausgebildete Führung für eine Schaltgabel vorgesehen. Mit der Schaltgabel wird die Schiebemuffe in Längsrichtung der Getriebewelle auf dem Synchronträgerkörper verschoben, bis sie in einer Schaltstellung an das Zahnrad gekuppelt oder wieder zurück in ihre Neutralstellung bewegt ist.

Beim Kuppelvorgang des Gangrads mit der Schiebemuffe müssen die in der Regel unterschiedlichen Drehzahlen der Welle und des Gangrades zunächst aneinander angeglichen werden, damit die Verzahnungen der Schiebemuffe und des Gangrades möglichst ohne Widerstand, geräuscharm und beschädigungsfrei ineinander geschoben werden können. Zur Angleichung der Drehzahlen sind ein oder mehrere Synchronringe vorgesehen, welche mit der Welle bzw. mit der Schiebemuffe verdrehbar geführt sind. Sie haben jedoch gegenüber diesen Bauteilen einen gewissen Spielraum in Umfangsrichtung. Während des Ausgleichens der Drehzahlen ist der Synchronring relativ zur Schiebemuffe um den ihm möglichen Winkelversatz verdreht, wodurch seine Sperrverzahnung ein weiteres axiales Vorschieben der Schiebemuffe solange blockiert, bis sich die Drehzahlen der Schiebemuffe und des Gangrades angeglichen haben. Damit in der Neutralstellung kein permanentes Ansynchronisieren durch Erschütterungen oder ungewollte Axialbewegungen der Schiebemuffe erfolgen, ist die Schiebemuffe am Synchronträgerkörper mittenzentriert gehalten. Die Halterung erfolgt zumeist durch mehrere Rastnuten, in der Verzahnung in denen Rastelemente vorspannbar sind. Die Rastelemente sind häufig als Druckstücke ausgebildet und können dem Vorsynchronisationsprozess einleiten. Durch die Vorspannung nimmt bei einer Schaltbewegung die Schaltgabel zunächst die Schiebemuffe samt der Druckstücke mit. Nachdem der Synchronisationsvorgang abgeschlossen ist, kann die Schiebemuffe axial weiter verschoben werden und die Rastelemente können aus ihren Rastaus- nehmungen ausrasten.

Die axiale Verschiebung der Schiebemuffe in Richtung des Gangrades muss in der Regel begrenzt werden, um eine Dauerbelastung der Synchronringe zu vermeiden.

Die DE 10 2012 223 761 A1 zeigt eine Schiebemuffe einer Synchronisiereinrichtung mit konstant hohen Eingriffszähnen, die der Drehmomentübertragung dienen und zusätzlich Riegelnutzähne zur Zentrierung der Schiebemuffe gegenüber einem Synchronträgerkörper in einer„Neutralstellung", wobei die Riegelnutzähne Anschläge für Kupplungskörper der Gangräder ausbilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Riegelnutzahn mit Anschlägen für eine Schiebemuffe zu schaffen, der eine Arretierung der Schiebemuffe gegenüber dem Synchronträgerkörper in einer„Neutralstellung", sowie in den„Schaltstellungen" ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Es ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Riegelnutzahns, dass dieser trotz seiner vielen Funktionen, wie Arretierung der Schiebemuffe in einer„Neutral- o- der Schaltstellung", Vorsynchronisation durch Mitnahme der Druckstücke und Anschlag für den Kupplungskörper des Gangrades, keinen größeren Bauraum benötigt, so dass die Tragfähigkeit der Schiebemuffenverzahnung insgesamt verstärkt ist.

In besonders vorteilhafter Augestaltung weist der Riegelnutzahn eine Rampenkontur auf, die es ermöglicht, dass ein im Synchronträgerkörper geführtes Druckstück in der „Neutralstellung" in eine Rastnut der Rampenkontur des Riegelnutzahnes eingreift. Die Rastnut ist so tief ausgeführt, dass das federbeaufschlagte Druckstück aus der „Neutralstellung" so weit in Richtung des Gangrades von der Schiebemuffe mitgenommen werden kann, bis eine Vorsynchronisation der Synchronringe stattgefunden hat und die Schiebemuffe mit den Anschlägen des Riegelnutzahns an dem Kupplungskörper, bzw. der Kupplungskörperverzahnung des Gangrades anschlägt.

Eine sich jeweils beidseitig in axialer Richtung der Rampenkontur erstreckende Schräge zwingt das Druckstück in der„Schaltstellung" zurück in die„Neutralstellung" am Synchronträgerkörper, so dass die Schiebemuffe über das an der Schräge angreifende Druckstück in der„Schaltstellung" gehalten wird.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind je Kupplungskörper zwei Anschläge an einem Riegelnutzahn vorgesehen, die jeweils seitlich der Schrägen angeordnet sind, wobei die Anschlagflächen axial ausgerichtet sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichungen dargestellt und wird im Folgenden beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den multifunktionalen Riegelnutzahn in perspektivischer Ansicht

Fig. 2 eine Synchronisiereinrichtung in der„Neutralstellung" im Schnitt

Fig. 3 die Synchronisiereinrichtung in einer ersten„Schaltstellung" Fig. 4 die Synchronisiereinrichtung in einer zweiten„Schaltstellung"

Eine Synchronisiereinrichtung 1 weist gemäß der Figuren 2 bis 4 einen Synchronträgerkörper 2 auf, der drehfest mit einer Getriebewelle verbunden ist, auf welcher zwei Gangräder mit ihren Kupplungskörpern 3, 4 frei drehbar gelagert sind. Der Synchronträgerkörper 2 ist an seinem äußeren Umfang mit einer Außenverzahnung 7 versehen, in welche Zähne 8 einer Innenverzahnung einer Schiebemuffe 9 eingreifen. Im Synchronträgerkörper 2 ist weiterhin ein Druckstück 6 mit einer Druckfeder 1 1 geführt, dass ein kugelförmiges, in Radialrichtung über das Druckstück vorstehendes Rastelement 12 aufnimmt. Das kugelförmige Rastelement 12 ragt dabei aus dem Synchronträgerkörper 2 bis etwa zum Kopfkreis der Außenverzahnung 7 vor. In der„Neutralstellung" der Synchronisiereinrichtung 1 , in der keine der möglichen Gangstufen geschaltet ist und sich somit die beiden Gangräder 3 und 4 gegenüber der Welle drehen, greift das Rastelement 12 in eine Rastnut 13 eines Riegelnutzahnes 14 der Schiebemuffe 9 ein. Es sind vorzugsweise drei gleichmäßig am Umfang der Schiebemuffe verteilt angeordnete Riegelnutzähne 14 vorgesehen, die in axialer Richtung kürzer ausgebildet sind, als die Eingriffszähne 8 der Schiebemuffe 9.

Die Riegelnutzähne 14 weisen jeweils eine Rampenkontur mit der etwa mittig angeordneten Rastnut 13 und sich daran beidseitig in axialer Richtung erstreckenden Schrägen 16, 17 auf. Die Schrägen 16.17 sind in Form von Rampen ausgebildet, die eine Neigung gegenüber dem Zahngrund der Schiebemuffe 9 aufweisen. Die Schrägen 16,17 sind seitlich, d.h. in Umfangsrichtung der Schiebemuffe 9 durch jeweils zwei Anschläge 18,19 begrenzt. Die Anschläge 18, 19 weisen jeweils stirnseitig axial gerichtete Anschlagflächen 18.1 , 19.1 für die Kupplungskörper bzw. Kupplungskörperverzahnung der Gangräder 3,4 auf, wodurch der Schaltweg der Schiebemuffe 9 beim Schaltvorgang begrenzt ist.

In einer„Neutralstellung" gemäß Fig. 2, in welcher keines der Gangräder 3,4 mit der Getriebewelle gekoppelt ist, greift das Rastelement 12, z. B. eine Kugel oder Deckel des Druckstückes 9 in die Rastnut 13 der Rampenkontur des Riegelnutzahnes 14 der Schiebemuffe 9 ein. ln einer ersten„Schaltstellung" gemäß Fig. 3, liegt die Anschlagfläche 19.1 des Riegelnutzahnes 14 an dem Kupplungskörper, bzw. der Kupplungskörperverzahnung des Gangrades 3 an. Das Rastelement 12 stützt sich in dieser Position am Synchronträgerkörper 2 ab und drückt mit dem gefederten Rastelement 12 gegen die Schräge 16 der Rampenkontur des Riegelnutzahnes 14. Durch diese Maßnahme wird die Schiebemuffe 9 in der ersten„Schaltstellung" gehalten, wobei es die Anordnung der Anschläge 18 seitlich der Schräge 16 ermöglicht, dass das Rastelement 12 auf der Schräge 16 zwischen den Anschlägen 18 auf der Rampenkontur entlang gleiten kann.

In einer zweiten„Schaltstellung" gemäß Fig. 4, liegen die Anschlagflächen 18.1 des Riegelnutzahnes 14 an dem Kupplungskörper, bzw. der Kupplungskörperverzahnung des Gangrades 4 an. Das Rastelement 12 stützt sich mittels seiner Druckfeder 1 1 am Synchronträgerkörper 2 ab und drückt mittels seines Rastelementes 12 gegen die Schräge 17 der Rampenkontur des Riegelnutzahnes 14. Durch diese Maßnahme wird die Schiebemuffe 9 in der zweiten„Schaltstellung" gehalten, wobei es die Anordnung der Anschläge 19 seitlich der Schräge 17 ermöglicht, dass das Rastelement 12 auf der Schräge 17 zwischen den Anschlägen 19 auf der Rampenkontur entlang gleiten kann.

Bezugszeichenliste

Synchronisiereinnchtung

Synchronträgerkörper

Gangrad (Kupplungskörperverzahnung)

Gangrad (Kupplungskörperverzahnung) Druckstück

Verzahnung (2)

Verzahnung (9)

Schiebemuffe Druckfeder (6)

Rastelement (6)

Rastnut (14)

Riegelnutzahn Schräge (14)

Schräge (14)

Anschlag (14)

.1 Anschlagfläche

Anschlag (14)

.1 Anschlagfläche

Claims

Patentansprüche

1 . Schiebemuffe für eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes mit einer Innenverzahnung zum Eingriff in eine Gegenverzahnung eines Synchronträgerkörpers und mindestens einen zusätzlichen Riegelnutzahn zur Arretierung der Schiebemuffe gegenüber dem Synchrontägerkörper in einer„Neutralstellung", dadurch gekennzeichnet,

dass der Riegelnutzahn (14) eine Rampenkontur mit einer Rastnut (13), in axialer Richtung an die Rastnut (13) anschließende Schrägen (16, 17) und stirnseitige Anschläge (18, 19) aufweist.

2. Schiebemuffe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

dass die Anschläge (18, 19) die Schrägen (16, 17) seitlich begrenzen.

3. Schiebemuffe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Anschläge (18, 19) axial ausgerichtete Anschlagflächen (18.1 , 19.1 ) aufweisen.

4. Schiebemuffe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass die Anschlagflächen (18.1 , 19.1 ) in einer ersten oder zweiten„Schaltstellung" der Schiebemuffe (9) stirnseitig am Kupplungskörper, bzw. an einer Kupplungskörperverzahnung eines Gangrades (3, 4) anliegen.

5. Schiebemuffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass ein Druckstück (6) vorgesehen ist, welches am Synchronträgerkörper (2) geführt ist und

dass das Druckstück (6) in der„Neutralstellung" in die Rastnut (13) des Riegelnutzahnes (14) eingreift.

6. Schiebemuffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Druckstück (6) in der ersten und zweiten„Schaltstellung" an einer der Schrägen (16; 17) des Riegelnutzahnes (14) angreift.

7. Schiebemuffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Schiebemuffe (9) drei gleichmäßig am Umfang der Schiebemuffe (9) verteilt angeordnete Riegelnutzähne (14) aufweist.

8. Schiebemuffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Riegelnutzähne (14) in axialer Richtung kürzer ausgebildet sind als Eingriffszähne (8) der Schiebemuffe (9).