WO2023208660A1 - Synchronization device for a gear transmission - Google Patents

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WO2023208660A1
WO2023208660A1 PCT/EP2023/060042 EP2023060042W WO2023208660A1 WO 2023208660 A1 WO2023208660 A1 WO 2023208660A1 EP 2023060042 W EP2023060042 W EP 2023060042W WO 2023208660 A1 WO2023208660 A1 WO 2023208660A1
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WO
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side wall
area
threading
tooth
wall area
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/060042
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Inventor
Christian Meixner
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Audi Ag
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    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
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    • F16D2023/0656—Details of the tooth structure; Arrangements of teeth
    • F16D2023/0662—Details relating to special geometry of arrangements of teeth
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    • F16D2023/0656—Details of the tooth structure; Arrangements of teeth
    • F16D2023/0668—Details relating to tooth end or tip geometry

Definitions

  • a further development of the invention provides that the internal toothing of the sliding sleeve and the external toothing of the synchronization body are designed in such a way that the sliding sleeve and the synchronization body have play relative to one another in the circumferential direction, with the preload force pushing teeth of the internal toothing in the circumferential direction against teeth of the external toothing.
  • the play in the circumferential direction between the sliding sleeve and the synchronization body has already been pointed out. This is usually provided to facilitate the displacement of the sliding sleeve in the axial direction with respect to the synchronization body.
  • the contact point is to be understood as meaning the point at which the locking element rests on the sliding sleeve or to which it is pushed by the spring element.
  • the contact point is located on the floor, which delimits the locking recess, in particular in the radial direction outwards.
  • the bottom is formed by the sliding sleeve.
  • the first level seen in cross section, runs through the center of the locking element and the center of the contact point and the second level - also seen in cross section - runs through the center of the locking element and accommodates the axis of rotation.
  • the two planes preferably intersect in the axis of rotation. They are angled towards each other, namely at an angle that lies in one of the specified angular ranges.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

The invention relates to a synchronization device (5) for a gear transmission (1), comprising a synchronization element (6) and a coupling element (11), which are rotatably mounted about a rotational axis (4), and comprising a sliding sleeve (10), which can be moved in the axial direction relative to the rotational axis (4) and has an inner toothing (9) that meshes with an outer toothing (8) of the synchronization element (6) and which is not in engagement with an outer toothing (12) of the coupling element (11) in a first position and is in engagement with the outer toothing (12) in a second position, wherein inner toothing teeth (32) of the inner toothing (9) have an end region (33) which tapers in the circumferential direction when viewed in an axial direction, said end region comprising multiple tooth regions (36, 37, 38) starting from a main part (35) of each inner toothing tooth (32). A meshing region (37), in which a lateral wall region (40, 41, 42) is designed as a meshing lateral wall region (41), is provided between an undercut region (36) and a threading region, said meshing lateral wall region being displaced or angled relative to a undercut lateral wall region (40) and being displaced or angled relative to a threading lateral wall region (42) in a sectional view.

Description

Synchronisierungsvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe Synchronizing device for a gear change transmission
BESCHREIBUNG: DESCRIPTION:
Die Erfindung betrifft eine Synchronisierungsvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe, mit einem Synchronisierungskörper und einem Kupplungskörper, die um eine Drehachse drehbar gelagert sind, sowie mit einer in axialer Richtung bezüglich der Drehachse verlagerbaren Schiebemuffe, die eine mit einer Außenverzahnung des Synchronisierungskörpers kämmende Innenverzahnung aufweist und in einer ersten Stellung außer Eingriff mit einer Außenverzahnung des Kupplungskörpers steht und in einer zweiten Stellung in Eingriff mit der Außenverzahnung vorliegt, wobei Innenverzahnungszähne der Innenverzahnung in axialer Richtung gesehen einen in Umfangsrichtung verjüngten Endbereich aufweisen, der ausgehend von einem Grundkörper des jeweiligen Innenverzahnungszahns mehrere Zahnbereiche umfasst, in welchen der Innenverzahnungszahn im Schnitt gesehen von planen Seitenwandbereichen einer Seitenwand des Innenverzahnungszahns begrenzt ist, wobei die Zahnbereiche einen Hinterlegungsbereich sowie einen Einfädelbereich und die Seitenwandbereiche einen in dem Hinterlegungsbereich vorliegenden Hinterlegungsseitenwandbereich sowie einen in dem Einfädelbereich vorliegenden Einfädelseitenwandbereich umfassen, wobei in dem Hinterlegungsbereich Abmessungen des jeweiligen Innenverzahnungszahns in Umfangsrichtung in die von dem Grundkörper abgewandte Richtung zunehmen und sich der Einfädelseitenwandbereich bis zu einem Ende des jeweiligen Innenverzahnungszahns erstreckt. The invention relates to a synchronization device for a gear change transmission, with a synchronization body and a clutch body, which are rotatably mounted about an axis of rotation, and with a sliding sleeve which can be displaced in the axial direction with respect to the axis of rotation, which has internal teeth which mesh with an external toothing of the synchronization body and in a first Position is out of engagement with an external toothing of the coupling body and is in a second position in engagement with the external toothing, wherein, viewed in the axial direction, internal toothing teeth of the internal toothing have a circumferentially tapered end region, which, starting from a base body of the respective internal toothing tooth, comprises a plurality of tooth regions in which the internal toothing tooth, seen in section, is delimited by flat side wall areas of a side wall of the internal toothing tooth, the tooth areas comprising a backing area and a threading area and the side wall areas comprising a backing side wall area present in the backing area and a threading side wall area present in the threading area, dimensions of the respective internal toothing tooth in the backing area being in Circumferential direction increases in the direction away from the base body and the threading side wall area extends to one end of the respective internal toothing tooth.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift EP 3 149 350 B1 bekannt. Diese beschreibt eine Synchronisierungsvorrichtung für ein Schaltgetriebe, mit einer Schiebemuffe, die eine Innenverzahnung mit einer Vielzahl von Schiebemuffenzähnen aufweist, die eine Stirnfläche aufweisen, die im Wesentlichen flach und senkrecht zur Axialrichtung verläuft, und einem Kupplungskörper eines Gangrads, der eine Außenverzahnung mit einer Vielzahl von Kupplungskörperzähnen hat, in die die Innenverzahnung der Schiebemuffe eingreifen kann, sowie einer Synchronisiereinheit mit einem Synchronring, der eine Außenverzahnung mit Synchronringzähnen aufweist, wobei die Synchronisiereinheit eine axiale Bewegung der Schiebemuffe blockieren kann, wobei die Kupplungskörperzähne an ihrem den Schiebemuffenzähnen nahen axialen Zahnende ohne Einspurschräge ausgebildet sind. Dabei ist vorgesehen, dass jeder der Schiebemuffenzähne eine Stirnfläche aufweist, die im Wesentlichen flach und senkrecht zur Axialrichtung verläuft, und dass wenigstens einige der Schiebemuffenzähne am Zahnende auf einer Seite eine abgeschrägte Sperrfläche aufweisen, die von der Stirnfläche ausgeht und die Anordnung der Synchronringzähne auf die Anordnung der Sperrflächen abgestimmt ist. For example, the publication EP 3 149 350 B1 is known from the prior art. This describes a synchronization device for a manual transmission, with a sliding sleeve that has internal teeth with a A plurality of sliding sleeve teeth, which have an end face that is essentially flat and perpendicular to the axial direction, and a clutch body of a gear wheel, which has external teeth with a plurality of clutch body teeth into which the internal teeth of the sliding sleeve can engage, and a synchronization unit with a Synchronizer ring, which has an external toothing with synchronizer ring teeth, wherein the synchronization unit can block an axial movement of the sliding sleeve, the coupling body teeth being formed on their axial tooth end close to the sliding sleeve teeth without an engagement bevel. It is provided that each of the sliding sleeve teeth has an end face that is essentially flat and perpendicular to the axial direction, and that at least some of the sliding sleeve teeth at the end of the tooth have a beveled locking surface on one side, which starts from the end face and the arrangement of the synchronizer ring teeth Arrangement of the restricted areas is coordinated.
Weiterhin offenbart die Druckschrift DE 10 2016 205 977 A1 eine Baugruppe für eine Synchronisationsvorrichtung oder für eine Klauenkupplung, mit einem Trägerkörper, wobei der Trägerkörper eine Außenverzahnung aufweist, wobei der Trägerkörper mit einer Antriebswelle koppelbar ist, wobei der Trägerkörper eine Hauptdrehachse definiert, mit einer Schiebemuffe, wobei die Schiebemuffe eine Innenverzahnung aufweist, wobei die Innenverzahnung der Schiebemuffe mit einer Außenverzahnung des Trägerkörpers drehfest verzahnt ist, wobei die Schiebemuffe auf dem Trägerkörper axial zur Hauptdrehachse verschiebbar ist, mit mindestens einer Arretiereinrichtung zur Arretierung der Schiebemuffe, wobei die Arretiereinrichtung an dem Trägerkörper angeordnet ist, wobei die Arretiereinrichtung mindestens einen Flügelabschnitt und einen Basisabschnitt zur Aufnahme eines Rastorgans aufweist, wobei der Flügelabschnitt einen ersten Flügelteilabschnitt und einen zweiten Flügelteilabschnitt aufweist, wobei der erste Flügelteilabschnitt den Basisabschnitt mit dem zweiten Flügelteilabschnitt verbindet. Dabei ist vorgesehen, dass sich der zweite Flügelteilabschnitt des Flügelabschnitts entlang einer ersten Anlageflanke eines ersten Zahns des Trägerkörpers erstreckt. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Synchronisierungsvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Synchronisierungsvorrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere während eines Betriebs der Synchronisierungsvorrichtung auftretende Störgeräusche verringert oder gänzlich unterbindet. Furthermore, the document DE 10 2016 205 977 A1 discloses an assembly for a synchronization device or for a claw clutch, with a carrier body, the carrier body having external teeth, the carrier body being coupled to a drive shaft, the carrier body defining a main axis of rotation, with a sliding sleeve , wherein the sliding sleeve has an internal toothing, the internal toothing of the sliding sleeve being non-rotatably interlocked with an external toothing of the carrier body, the sliding sleeve being displaceable on the carrier body axially to the main axis of rotation, with at least one locking device for locking the sliding sleeve, the locking device being arranged on the carrier body is, wherein the locking device has at least one wing section and a base section for receiving a locking element, the wing section having a first wing section and a second wing section, the first wing section connecting the base section to the second wing section. It is provided that the second wing section of the wing section extends along a first contact flank of a first tooth of the carrier body. It is the object of the invention to propose a synchronization device for a gear change transmission, which has advantages over known synchronization devices, in particular reducing or completely eliminating noise that occurs during operation of the synchronization device.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Synchronisierungsvorrichtung für ein Gangwechselgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass zwischen dem Hinterlegungsbereich und dem Einfädelbereich ein Einspurbereich vorliegt, in dem einer der Seitenwandbereiche als Einspurseitenwandbereich ausgestaltet ist, der im Schnitt gesehen gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich versetzt oder angewinkelt und gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich versetzt oder angewinkelt ist. This is achieved according to the invention with a synchronization device for a gear change transmission with the features of claim 1. It is provided that between the backing area and the threading area there is a single-track area, in which one of the side wall areas is designed as a single-track side wall area, which, when viewed in section, is offset or angled relative to the backing side wall area and offset or angled relative to the threading side wall area.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Advantageous embodiments with useful developments of the invention are specified in the dependent claims.
Die Synchronisierungsvorrichtung ist vorzugsweise Teil des Gangwechselgetriebes, kann jedoch selbstverständlich auch separat von diesem vorliegen. Das Gangwechselgetriebe dient dem Einstellen unterschiedlicher Fahrgänge beziehungsweise Übersetzungen zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle des Gangwechselgetriebes. Anders ausgedrückt wird mittels des Gangwechselgetriebes eine aus mehreren verschiedenen Übersetzungen ausgewählte Übersetzung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle eingestellt. The synchronization device is preferably part of the gear change transmission, but can of course also be present separately from it. The gear change transmission is used to set different gears or ratios between an input shaft and an output shaft of the gear change transmission. In other words, a gear ratio selected from several different ratios is set between the input shaft and the output shaft by means of the gear change transmission.
Beispielsweise bildet das Gangwechselgetriebe einen Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. In diesem Fall ist die Eingangswelle des Gangwechselgetriebes antriebstechnisch an eine Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs angeschlossen, mittels welcher zumindest zeitweise ein Antriebsdrehmoment bereitgestellt wird. Zwischen der Antriebseinrichtung und dem Gangwechselgetriebe kann eine Schaltkupplung, beispielsweise eine Anfahrkupplung, antriebstechnisch angeordnet sein. Die Ausgangswelle des Gangwechselgetriebes ist vorzugsweise an wenigstens eine Radachse des Kraftfahrzeugs antriebstechnisch angeschlossen. Beispielsweise ist die Ausgangswelle über ein Differenzialgetriebe an die Radachse oder wenigstens ein Rad der Radachse antriebstechnisch angebunden. For example, the gear change transmission forms part of a motor vehicle. In this case, the input shaft of the gear change transmission is connected in terms of drive technology to a drive device of the motor vehicle, by means of which a drive torque is provided at least temporarily. A clutch, for example a starting clutch, can be arranged between the drive device and the gear change transmission in terms of drive technology. The output shaft of the gear change transmission is preferably on at least one wheel axle of the motor vehicle connected to drive technology. For example, the output shaft is connected in terms of drive technology to the wheel axle or at least one wheel of the wheel axle via a differential gear.
Das Gangwechselgetriebe verfügt über wenigstens eine erste Welle, auf welcher ein Schaltrad als Losrad gelagert ist, also zumindest zeitweise bezüglich der Welle frei drehbar ist. Die Synchronisierungsvorrichtung dient dem wahlweisen antriebstechnischen Koppeln der Welle mit dem Schaltrad, wobei im Rahmen des Koppelns eine Drehzahlangleichung des Schaltrads und der Welle erfolgt. Das Schaltrad kämmt mit einem Festrad, welches auf einer zweiten Welle des Gangwechselgetriebes angeordnet, vorzugsweise starr mit dieser gekoppelt ist. Beispielsweise ist die erste Welle mit der Eingangswelle des Gangwechselgetriebes drehfest gekoppelt oder wird von ihr ausgebildet. Die zweite Welle ist hingegen mit der Ausgangswelle des Gangwechselgetriebes drehfest gekoppelt oder wird von ihr ausgebildet. The gear change transmission has at least one first shaft on which a switching wheel is mounted as an idler gear, i.e. it is freely rotatable with respect to the shaft at least at times. The synchronization device is used for the optional drive-related coupling of the shaft to the ratchet wheel, with the speed of the ratchet wheel and the shaft being equalized as part of the coupling. The switching wheel meshes with a fixed gear, which is arranged on a second shaft of the gear change transmission, preferably rigidly coupled to it. For example, the first shaft is coupled in a rotationally fixed manner to the input shaft of the gear change transmission or is formed by it. The second shaft, on the other hand, is coupled in a rotationally fixed manner to the output shaft of the gear change transmission or is formed by it.
Zum Koppeln des Schaltrads mit der ersten Welle weist die Synchronisierungsvorrichtung den Synchronisierungskörper, den Kupplungskörper und die Schiebemuffe auf. Der Synchronisierungskörper und der Kupplungskörper sind um die Drehachse drehbar gelagert, welche insbesondere einer Drehachse der ersten Welle entspricht. Der Synchronisierungskörper ist drehfest mit der ersten Welle gekoppelt, vorzugsweise formschlüssig. Hierzu weist beispielsweise der Synchronisierungskörper eine Verzahnung auf, welche mit einer Gegenverzahnung der Welle in Eingriff steht. Der Kupplungskörper ist mit dem Schaltrad antriebstechnisch gekoppelt, vorzugsweise starr und permanent. Beispielsweise ist der Kupplungskörper mit dem Schaltrad verschweißt. Der Kupplungskörper ist gemeinsam mit dem Schaltrad zumindest zeitweise drehbar auf der Welle gelagert. To couple the switching wheel to the first shaft, the synchronization device has the synchronization body, the coupling body and the sliding sleeve. The synchronization body and the coupling body are mounted rotatably about the axis of rotation, which corresponds in particular to an axis of rotation of the first shaft. The synchronization body is coupled to the first shaft in a rotationally fixed manner, preferably in a form-fitting manner. For this purpose, for example, the synchronization body has a toothing which engages with a counter-toothing of the shaft. The coupling body is coupled to the switching wheel in terms of drive technology, preferably rigidly and permanently. For example, the clutch body is welded to the switching wheel. The clutch body is rotatably mounted on the shaft together with the switching wheel, at least temporarily.
Die Schiebemuffe, welche in axialer Richtung bezüglich der Drehachse verlagerbar ist, verfügt über die Innenverzahnung. Diese kämmt permanent mit der Außenverzahnung des Synchronisierungskörpers, sodass die Schiebemuffe und der Synchronisierungskörper in Umfangsrichtung gegeneinander festgelegt sind, zumindest im Rahmen eines gewissen Umfangsspiels. Die Außenverzahnung des Synchronisierungskörpers und die Innenverzahnung der Schiebemuffe sind derart ausgestaltet, dass eine leichtgängige axiale Verlagerbarkeit der Schiebemuffe bezüglich des Synchronisierungskörpers sichergestellt ist. The sliding sleeve, which can be displaced in the axial direction with respect to the axis of rotation, has internal teeth. This permanently meshes with the external teeth of the synchronization body, so that the sliding sleeve and the synchronization body are fixed against each other in the circumferential direction, at least within the scope of a certain circumferential play. The external teeth of the synchronization body and the internal teeth of the sliding sleeve are designed in such a way that smooth axial displaceability of the sliding sleeve with respect to the synchronization body is ensured.
In einer ersten axialen Stellung steht die Innenverzahnung der Schiebemuffe außer Eingriff mit der Außenverzahnung des Kupplungskörpers. In der zweiten Axialstellung kämmt hingegen die Innenverzahnung der Schiebemuffe mit der Außenverzahnung des Kupplungskörpers, sodass eine formschlüssige antriebstechnische Verbindung in Umfangsrichtung zwischen der Schiebemuffe und dem Kupplungskörper hergestellt ist. In der ersten Stellung der Schiebemuffe sind also der Kupplungskörper und das Schaltrad bezüglich der Welle frei drehbar gelagert, wohingegen sie in der zweiten Stellung der Schiebemuffe über den Synchronisierungskörper und die Schiebemuffe, vorzugsweise ausschließlich über diese, mit der Welle antriebstechnisch gekoppelt sind, insbesondere starr oder zumindest im Wesentlichen starr. In a first axial position, the internal teeth of the sliding sleeve are out of engagement with the external teeth of the coupling body. In the second axial position, however, the internal toothing of the sliding sleeve meshes with the external toothing of the coupling body, so that a positive drive connection is established in the circumferential direction between the sliding sleeve and the coupling body. In the first position of the sliding sleeve, the coupling body and the switching wheel are freely rotatable relative to the shaft, whereas in the second position of the sliding sleeve they are coupled to the shaft in terms of drive technology via the synchronization body and the sliding sleeve, preferably exclusively via these, in particular rigidly or at least essentially rigid.
Um die axiale Verlagerung der Schiebemuffe bezüglich des Kupplungskörpers zu ermöglichen, sind die Innenverzahnung der Schiebemuffe und die Außenverzahnung des Synchronisierungskörpers - wie bereits erwähnt - bevorzugt mit Spiel in Umfangsrichtung ausgestaltet. Dieses Spiel kann insbesondere bei einem Lastwechsel zu einer Relativbewegung zwischen dem Synchronisierungskörper und der Schiebemuffe in Umfangsrichtung und damit zu einem Anschlägen von Zähnen der Innenverzahnung an Zähne der Außenverzahnung führen. Hierdurch kann ein unerwünschtes Störgeräusch entstehen. In order to enable the axial displacement of the sliding sleeve with respect to the coupling body, the internal teeth of the sliding sleeve and the external teeth of the synchronization body - as already mentioned - are preferably designed with play in the circumferential direction. This play can lead to a relative movement between the synchronization body and the sliding sleeve in the circumferential direction, particularly during a load change, and thus to teeth of the internal toothing hitting teeth of the external toothing. This can cause unwanted noise.
Die Innenverzahnung der Schiebemuffe weist mehrere Innenverzahnungszähne auf, welche in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet und vorzugsweise identisch zueinander ausgestaltet sind. Zwischen jeweils zwei der Innenverzahnungszähne ist ein Zahnzwischenraum aufgenommen, sodass dieser in Umfangsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten von den Innenverzahnungszähnen begrenzt ist. Es kann vorgesehen sein, dass zumindest einer der Zahnzwischenräume, bevorzugt lediglich einige der Zahnzwischenräume, zumindest teilweise materialgefüllt sind. In diesem Fall können die an den jeweiligen Zahnzwischenraum angrenzenden Innenverzahnungszähne in ihrer Gestalt von den übrigen Innenverzahnungszähnen abweichen. The internal toothing of the sliding sleeve has several internal toothing teeth, which are arranged evenly distributed in the circumferential direction and are preferably designed identically to one another. A tooth space is accommodated between every two of the internal gear teeth, so that this is limited in the circumferential direction on opposite sides by the internal gear teeth. It can be provided that at least one of the interdental spaces, preferably only some of them Interdental spaces are at least partially filled with material. In this case, the internal tooth teeth adjacent to the respective interdental space can differ in shape from the other internal tooth teeth.
Jeder der Innenverzahnungszähne verfügt über jeweils wenigstens einen Endbereich, der den jeweiligen Innenverzahnungszahn in axialer Richtung abschließt. Der Endbereich ist gegenüber dem Grundkörper des jeweiligen Innenverzahnungszahns verjüngt, weist also in Umfangsrichtung kleinere Abmessungen auf als dieser. Vorzugsweise weist jeder der Innenverzahnungszähne mehrere Endbereiche auf, welche auf gegenüberliegenden Seiten von dem Grundkörper ausgehen. Die mehreren Endbereiche nehmen insoweit in axialer Richtung gesehen den Grundkörper zwischen sich auf. Soweit im Folgenden von dem Endbereich gesprochen wird, so beziehen sich die Ausführungen vorzugsweise auf jeden Endbereich des jeweiligen Innenverzahnungszahns, insbesondere also auch, falls der Innenverzahnungszahn mehr als einen Endbereich aufweist. Each of the internal toothing teeth has at least one end region which closes off the respective internal toothing tooth in the axial direction. The end region is tapered relative to the base body of the respective internal tooth, and therefore has smaller dimensions in the circumferential direction than this. Preferably, each of the internal gear teeth has a plurality of end regions which extend from the base body on opposite sides. The plurality of end regions accommodate the base body between them, viewed in the axial direction. As far as the end region is spoken of below, the statements preferably relate to each end region of the respective internal tooth, especially if the internal tooth has more than one end region.
Der Endbereich umfasst ausgehend von dem Grundkörper des jeweiligen Innenverzahnungszahns mehrere Zahnbereiche, nämlich zumindest den Hinterlegungsbereich und den Einfädelbereich. Der Einfädelbereich ist derart ausgestaltet, dass er ein Eingreifen der Innenverzahnung in die Außenverzahnung des Kupplungskörpers in axialer Richtung begünstigt. Hierzu laufen in dem Einfädelbereich bevorzugt zwei den jeweiligen Innenverzahnungszahn auf in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten begrenzende Seitenwandbereiche aufeinander zu, sodass sich die Abmessungen des Innenverzahnungszahns in Umfangsrichtung in Richtung seines Endes verringern. Der Einfädelbereich erstreckt sich insoweit bis zu dem Ende des jeweiligen Innenverzahnungszahns. Starting from the base body of the respective internal tooth, the end region comprises several tooth regions, namely at least the backing region and the threading region. The threading area is designed in such a way that it promotes engagement of the internal toothing in the external toothing of the coupling body in the axial direction. For this purpose, in the threading area, two side wall regions delimiting the respective internal toothing tooth on opposite sides in the circumferential direction preferably converge towards one another, so that the dimensions of the internal toothing tooth decrease in the circumferential direction towards its end. The threading area extends to the end of the respective internal tooth.
Der Hinterlegungsbereich dient nach dem Verlagern der Schiebemuffe in ihre zweite Stellung dem Halten der Schiebemuffe in axialer Richtung und insoweit dem Halten in der zweiten Stellung. Liegt also die Schiebemuffe in der zweiten Stellung vor, sodass die Innenverzahnung der Schiebemuffe mit der Außenverzahnung des Kupplungskörpers in Eingriff steht, so wird bei einer Drehmomentbeaufschlagung von Schiebemuffe und Kupplungskörper gegeneinander durch das Anliegen der Innenverzahnung mit ihrem Hinterlegungsbereich an der Außenverzahnung eine Kraft in axialer Richtung auf die Schiebemuffe bewirkt, welche in die der ersten Stellung abgewandte Richtung ausgerichtet ist und insoweit die Schiebemuffe in Richtung der zweiten Stellung drängt beziehungsweise sie in der zweiten Stellung hält. Hierzu nehmen in dem Hinterlegungsbereich die Abmessungen des jeweiligen Innenverzahnungszahns in Umfangsrichtung in die von dem Grundkörper abgewandte Richtung zu, bevorzugt kontinuierlich. After the sliding sleeve has been moved into its second position, the deposit area serves to hold the sliding sleeve in the axial direction and to this extent to hold it in the second position. So if the sliding sleeve is in the second position, so that the internal teeth of the sliding sleeve are connected to the External toothing of the coupling body is engaged, then when the sliding sleeve and coupling body are subjected to torque against each other, the contact of the internal toothing with its deposit area on the external toothing causes a force in the axial direction to be exerted on the sliding sleeve, which is aligned in the direction away from the first position and to that extent the sliding sleeve pushes towards the second position or holds it in the second position. For this purpose, the dimensions of the respective internal tooth in the deposit area increase in the circumferential direction in the direction away from the base body, preferably continuously.
In Umfangsrichtung ist der Innenverzahnungszahn von der Seitenwand begrenzt. Üblicherweise weist der Innenverzahnungszahn auf gegenüberliegenden Seiten jeweils eine solche Seitenwand auf, wird also in Umfangsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten jeweils von einer solchen Seitenwand begrenzt. Nachfolgend wird häufig lediglich auf eine der Seitenwände eingegangen; die jeweiligen Ausführungen sind jedoch bevorzugt auf beide Seitenwände des jeweiligen Innenverzahnungszahns, insbesondere auf die beiden Seitenwände jedes der Innenverzahnungszähne, übertragbar. In the circumferential direction, the internal toothing tooth is limited by the side wall. The internal toothing tooth usually has such a side wall on opposite sides, and is therefore delimited in the circumferential direction on opposite sides by such a side wall. Below, only one of the side walls is often discussed; However, the respective versions are preferably transferable to both side walls of the respective internal tooth, in particular to the two side walls of each of the internal tooth.
Die Seitenwand des Innenverzahnungszahns setzt sich aus mehreren im Schnitt planen Seitenwandbereichen zusammen. Das bedeutet, dass im Längsschnitt durch den jeweiligen Innenverzahnungszahn gesehen die Seitenwandbereiche jeweils entlang einer geraden Linie beziehungsweise entlang einer Geraden verlaufen. Jedem der Bereiche des Innenverzahnungszahns ist hierbei ein separater Seitenwandbereiche zugeordnet. In dem Hinterlegungsbereich liegt insoweit der Hinterlegungsseitenwandbereich und in dem Einfädelbereich der Einfädelseitenwandbereich vor. Vorzugsweise erstreckt sich in axialer Richtung gesehen der Hinterlegungsseitenwandbereich über den gesamten Hinterlegungsbereich und der Einfädelseitenwandbereich über den gesamten Einfädelbereich. Umgekehrt erstreckt sich - wiederum in axialer Richtung gesehen - der Hinterlegungsbereich über die gesamte Erstreckung des Hinterlegungsseitenwandbereichs und der Einfädelbereich über die gesamte Erstreckung des Einfädelseitenwandbereichs. Durch die Zunahme der in Umfangsrichtung vorliegenden Abmessungen des Innenverzahnungszahns in dem Hinterlegungsbereich in die von dem Grundkörper abgewandte Richtung beziehungsweise in Richtung der Außenverzahnung des Kupplungskörpers ist ein während des Verlagerns der Schiebemuffe in Richtung des Kupplungskörpers minimal auftretender Abstand zwischen dem Innenverzahnungszahn und einem Außenverzahnungszahn der Außenverzahnung des Kupplungskörpers geringer als nach dem Erreichen der zweiten Stellung durch die Schiebemuffe. Das bedeutet, dass das Spiel in Umfangsrichtung zwischen dem Kupplungskörper und der Schiebemuffe vergleichsweise groß ist, sodass es, beispielsweise aufgrund des Lastwechsels, zu einem Störgeräusch kommen kann. The side wall of the internal tooth is composed of several side wall areas that are flat in section. This means that in the longitudinal section through the respective internal tooth, the side wall areas each run along a straight line or along a straight line. Each of the areas of the internal tooth is assigned a separate side wall area. In this respect, the backing side wall area is present in the backing area and the threading side wall area is present in the threading area. Preferably, viewed in the axial direction, the backing side wall area extends over the entire backing area and the threading side wall area extends over the entire threading area. Conversely - again seen in the axial direction - the backing area extends over the entire extent of the backing side wall area and the threading area extends over the entire extent of the threading side wall area. Due to the increase in the circumferential dimensions of the internal toothing in the backing area in the direction facing away from the base body or in the direction of the external toothing of the coupling body, a minimum distance between the internal toothing and an external toothing of the external toothing is achieved during the displacement of the sliding sleeve in the direction of the coupling body Coupling body less than after reaching the second position through the sliding sleeve. This means that the play in the circumferential direction between the coupling body and the sliding sleeve is comparatively large, so that noise can occur, for example due to the load change.
Um dies zu vermeiden ist zusätzlich zwischen dem Hinterlegungsbereich und dem Einfädelbereich der Einspurbereich vorgesehen. Vorzugsweise ist der Einspurbereich unmittelbar zwischen dem Hinterlegungsbereich und dem Einfädelbereich angeordnet, sodass sich an den Einspurbereich in axialer Richtung gesehen einerseits unmittelbar der Hinterlegungsbereich und andererseits unmittelbar der Einfädelbereich anschließt. In dem Einspurbereich liegt ebenfalls einer der Seitenwandbereiche vor, welcher im Rahmen dieser Beschreibung als Einspurseitenwandbereich bezeichnet wird. Analog zu dem Hinterlegungsbereich in dem Einfädelbereich erstreckt sich der Einspurseitenwandbereich in axialer Richtung gesehen vorzugsweise über die gesamte Erstreckung des Einspurseitenwandbereichs und umgekehrt der Einspurseitenwandbereich über die gesamte Erstreckung des Einspurbereichs. Der Einspurseitenwandbereich ist ebenso wie der Hinterlegungsseitenwandbereich und der Einfädelseitenwandbereich im Schnitt gesehen plan, verläuft also im Schnitt gesehen entlang einer geraden Linie. To avoid this, the tracking area is additionally provided between the backing area and the threading area. The in-track area is preferably arranged directly between the backing area and the threading area, so that, viewed in the axial direction, the back-up area on the one hand and the threading area on the other hand directly adjoin the in-track area, as seen in the axial direction. One of the side wall areas is also present in the in-track area, which is referred to as the in-track side wall area in the context of this description. Analogous to the backing area in the threading area, the insertion side wall area, viewed in the axial direction, preferably extends over the entire extent of the insertion side wall area and, conversely, the insertion side wall area extends over the entire extent of the insertion area. The single-track side wall area, like the backing side wall area and the threading side wall area, is flat when viewed in section, and therefore runs along a straight line when viewed in section.
Der Einspurseitenwandbereich ist im Schnitt gesehen gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich versetzt oder angewinkelt. Zusätzlich ist er - erneut im Schnitt gesehen - gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich versetzt oder angewinkelt. Der Einspurseitenwandbereich verläuft also entweder bezüglich des Hinterlegungsseitenwandbereichs oder des Einfädelseitenwandbereichs parallel oder ist ihm gegenüber angewinkelt, schließt mit ihm also einen Winkel ein, welcher größer als 0° und kleiner als 180° ist. Es ist beispielsweise vorgesehen, dass der Einspurseitenwandbereich gegenüber sowohl dem Hinterlegungsseitenwandbereich als auch gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich angewinkelt ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass er gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich versetzt und gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich angewinkelt oder - umgekehrt - gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich angewinkelt und gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich versetzt ist. When viewed in section, the single-track side wall area is offset or angled relative to the backing side wall area. In addition, it is - again seen in section - offset or angled relative to the threading side wall area. The single-track side wall area therefore runs either with respect to the backing side wall area or the Threading side wall area is parallel or is angled towards it, so it forms an angle with it that is greater than 0° and less than 180°. For example, it is provided that the insertion side wall area is angled relative to both the backing side wall area and the threading side wall area. However, it can also be provided that it is offset relative to the backing side wall area and angled relative to the threading side wall area or - conversely - angled relative to the backing side wall area and offset relative to the threading side wall area.
In jedem Fall bewirkt der Einspurbereich eine gegenüber einer Ausgestaltung des Innenverzahnungszahns, bei welcher der Hinterlegungsbereich und der Einfädelbereich unmittelbar aneinander angrenzen, eine bereichsweise Reduzierung der Abmessungen in Umfangsrichtung. Dies ermöglicht eine Reduzierung des Abstands in Umfangsrichtung zwischen den Außenverzahnungszähnen der Außenverzahnung des Kupplungskörpers, ohne die Verlagerung der Schiebemuffe in die zweite Stellung zu behindern. Folglich ist bei in ihrer zweiten Stellung angeordneter Schiebemuffe der minimale Abstand in Umfangsrichtung zwischen den Innenverzahnungszähnen und den Außenverzahnungszähnen gegenüber der Ausgestaltung ohne den Einspurbereich reduziert, sodass insgesamt auch das Spiel in Umfangsrichtung zwischen Schiebemuffe und Kupplungskörper reduziert ist. Dies führt zu einer reduzierten Geräuschbildung während eines Betriebs der Synchronisierungsvorrichtung beziehungsweise des Gangwechselgetriebes. In any case, the meshing area causes a regional reduction in the dimensions in the circumferential direction compared to a configuration of the internal toothing tooth in which the backing area and the threading area directly adjoin one another. This enables a reduction in the distance in the circumferential direction between the external toothing teeth of the external toothing of the coupling body without hindering the displacement of the sliding sleeve into the second position. Consequently, when the sliding sleeve is arranged in its second position, the minimum distance in the circumferential direction between the internal toothing teeth and the external toothing teeth is reduced compared to the configuration without the engagement area, so that overall the play in the circumferential direction between the sliding sleeve and the coupling body is also reduced. This leads to reduced noise generation during operation of the synchronization device or the gear change transmission.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Versatz oder die Anwin- kelung des Einspurseitenwandbereichs durch einen Rücksprung der Seitenwand des jeweiligen Innenverzahnungszahns gebildet ist. Der Rücksprung liegt wiederum im Schnitt gesehen vor. Durch den Rücksprung ist der jeweilige Innenverzahnungszahn in Umfangsrichtung verjüngt beziehungsweise der sich anschließende Zahnzwischenraum vergrößert. Der Rücksprung ist einfach herstellbar und ermöglicht so eine kostengünstige Ausgestaltung der Synchronisierungsvorrichtung. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass im Schnitt gesehen der Einspurseitenwandbereich gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich um einen ersten Winkel und gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich um einen zweiten Winkel angewinkelt ist, wobei der erste Winkel kleiner ist als der zweite Winkel. Der Einspurseitenwandbereich schließt sich einerseits unmittelbar an den Hinterlegungsseitenwandbereich und andererseits unmittelbar an den Einfädelseitenwandbereich an. Die Winkel liegen zwischen die jeweiligen Seitenwandbereichen vollständig aufnehmenden gedachten Geraden vor. Beispielsweise nimmt also der Hinterlegungsseitenwandbereich im Schnitt gesehen eine erste Gerade, der Einspurseitenwandbereich eine zweite Gerade und der Einfädelseitenwandbereich eine dritte Gerade auf. Zwischen der ersten Geraden und der zweiten Geraden liegt der erste Winkel und zwischen der zweiten Geraden und der dritten Geraden der zweite Winkel vor, wobei jeweils der kleinere Winkel zwischen den Geraden herangezogen wird. Bei einer solchen Definition ist der erste Winkel kleiner als der zweite Winkel. Vorzugsweise ist der zweite Winkel um einen Faktor von wenigstens 5, wenigstens 10 oder wenigstens 15 größer als der erste Winkel. Hierdurch wird das einfache Einfädeln der Innenverzahnung in die Außenverzahnung beibehalten und gleichzeitig auf die beschriebene Art und Weise das Umfangsspiel reduziert. A further development of the invention provides that the offset or angulation of the engagement side wall area is formed by a recess in the side wall of the respective internal tooth. The return is again seen on average. Due to the recess, the respective internal tooth is tapered in the circumferential direction or the subsequent space between the teeth is enlarged. The return is easy to produce and thus enables a cost-effective design of the synchronization device. A further development of the invention provides that, when viewed in section, the insertion side wall area is angled at a first angle relative to the backing side wall area and at a second angle relative to the threading side wall area, the first angle being smaller than the second angle. The insertion side wall area adjoins, on the one hand, directly to the backing side wall area and, on the other hand, directly to the threading side wall area. The angles are between imaginary straight lines that completely accommodate the respective side wall areas. For example, when viewed in section, the backing side wall area takes up a first straight line, the insertion side wall area takes up a second straight line and the threading side wall area takes up a third straight line. The first angle exists between the first straight line and the second straight line and the second angle exists between the second straight line and the third straight line, with the smaller angle between the straight lines being used in each case. With such a definition, the first angle is smaller than the second angle. Preferably, the second angle is larger than the first angle by a factor of at least 5, at least 10 or at least 15. This ensures that the internal toothing is easily threaded into the external toothing and at the same time the circumferential play is reduced in the manner described.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass Abmessungen des jeweiligen Innenverzahnungszahns in Umfangsrichtung in dem Einspurbereich in die von dem Grundkörper abgewandte Richtung abnehmen, insbesondere mit einem geringeren Gradienten als in dem Einfädelbereich. Anders ausgedrückt wird der Innenverzahnungszahn im Schnitt gesehen in die von dem Grundkörper abgewandte Richtung schmaler, nämlich durch Reduzierung seiner Abmessungen in Umfangsrichtung. Das Ausmaß der Reduzierung ist hierbei pro Streckeneinheit in axialer Richtung kleiner als in dem Einfädelbereich. Das bedeutet, dass auch in dem Einfädelbereich die Abmessungen des jeweiligen Innenverzahnungszahns abnehmen, jedoch mit einer deutlich größeren Steigung beziehungsweise einem deutlich größeren Gradienten als in dem Einspurbereich. Hierdurch werden die bereits beschriebenen Vorteile auf konstruktiv einfache Art und Weise erzielt. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem Einspurbereich zusätzlich zu dem Einspurseitenwandbereich ein weiterer Einspurseitenwandbereich vorliegt, der im Schnitt gesehen gegenüber dem Einspurseitenwandbereich angewinkelt ist. Die Seitenwand des Innenverzahnungszahns setzt sich also in dem Einspurbereich zumindest aus dem Einspurseitenwandbereich und dem weiteren Einspurseitenwandbereich zusammen, vorzugsweise ausschließlich aus diesen. Der Einspurbereich erstreckt sich insoweit in axialer Richtung vollständig über sowohl den Einspurseitenwandbereich als auch über den weiteren Einspurseitenwandbereich. Umgekehrt übergreifen in axialer Richtung gesehen der Einspurseitenwandbereich und der weitere Einspurseitenwandbereich gemeinsam den Einspurbereich vollständig. Hierbei grenzen der Einspurseitenwandbereich und der weitere Einspurseitenwandbereich in axialer Richtung bevorzugt unmittelbar aneinander an. Die beiden Einspurseitenwandbereiche sind gegeneinander angewinkelt. Das bedeutet wiederum, dass eine vollständig in dem Einspurseitenwandbereich liegende Gerade eine vollständig in dem weiteren Einspurseitenwandbereich liegende weitere Gerade unter einem Winkel schneidet, der größer ist als 0° und kleiner als 180°. Die beiden Einspurseitenwandbereiche liegen insbesondere bei der den Rücksprung aufweisenden Ausführungsform vor. Diese ist einfach und kostengünstig herstellbar. A further development of the invention provides that dimensions of the respective internal tooth decrease in the circumferential direction in the meshing area in the direction facing away from the base body, in particular with a lower gradient than in the threading area. In other words, when viewed in section, the internal tooth becomes narrower in the direction facing away from the base body, namely by reducing its dimensions in the circumferential direction. The extent of the reduction is smaller per unit distance in the axial direction than in the threading area. This means that the dimensions of the respective internal toothing tooth also decrease in the threading area, but with a significantly larger slope or a significantly larger gradient than in the meshing area. As a result, the advantages already described are achieved in a structurally simple manner. A further development of the invention provides that, in addition to the single-track side wall area, there is a further single-track side wall area in the single-track area, which, when viewed in section, is angled relative to the single-track side wall area. The side wall of the internal toothing tooth is therefore composed in the engagement area of at least the engagement side wall area and the further engagement side wall area, preferably exclusively from these. The engagement area extends in the axial direction completely over both the engagement side wall area and over the further engagement side wall area. Conversely, viewed in the axial direction, the single-track side wall area and the further single-track side wall area together completely overlap the single-track area. Here, the single-track side wall area and the further single-track side wall area preferably directly adjoin one another in the axial direction. The two single-track side wall areas are angled towards each other. This in turn means that a straight line lying completely in the single-track side wall area intersects another straight line lying completely in the further single-track side wall area at an angle that is greater than 0° and smaller than 180°. The two single-track side wall areas are present in particular in the embodiment having the recess. This can be produced easily and inexpensively.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Einspurseitenwandbereich gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich angewinkelt ist und/oder zu dem Einfädelseitenwandbereich parallel verläuft, und/oder dass der weitere Einspurseitenwandbereich zu dem Hinterlegungsseitenwandbereich parallel verläuft und/oder bezüglich des Einfädelseitenwandbereichs angewinkelt ist. Jeder der Einspurseitenwandbereiche kann also gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich oder dem Einfädelseitenwandbereich angewinkelt sein oder zu ihm parallel verlaufen. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Einspurseitenwandbereich gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich angewinkelt ist und zu dem Einfädelseitenwandbereich parallel verläuft, und dass gleichzeitig der weitere Einspurseitenwandbereich zu dem Hinterlegungsseitenwandbereich parallel verläuft und bezüglich des Einfädelseitenwandbereichs angewinkelt ist, jeweils im Schnitt gesehen. Eine solche Ausgestaltung liegt insbesondere bei Realisierung des Rücksprungs vor und stellt eine besonders einfache und kostengünstige Art zur Umsetzung der Synchronisierungsvorrichtung dar. A further development of the invention provides that the in-track side wall area is angled relative to the backing side wall area and/or runs parallel to the threading side wall area, and/or that the further in-track side wall area runs parallel to the backing side wall area and/or is angled with respect to the threading side wall area. Each of the insertion side wall areas can therefore be angled relative to the backing side wall area or the threading side wall area or run parallel to it. It is preferably provided that the in-track side wall area is angled relative to the backing side wall area and runs parallel to the threading side wall area, and that at the same time the further in-track side wall area runs parallel to the backing side wall area and with respect to the Threading side wall area is angled, each seen in section. Such a configuration is present in particular when the return jump is implemented and represents a particularly simple and cost-effective way of implementing the synchronization device.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Außenverzahnung des Kupplungskörpers mehrere Außenverzahnungszähne aufweist, wobei jeder der Außenverzahnungszähne in Umfangsrichtung von einer weiteren Seitenwand begrenzt ist, die im Schnitt gesehen parallel zu dem Hinterlegungsseitenwandbereich und bezüglich des Einfädelseitenwandbereichs und des Einspurseitenwandbereichs jeweils angewinkelt verläuft. Die Außenverzahnungszähne sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet. Jeweils zwei der Außenverzahnungszähne schließen einen Außenverzahnungszahnzwischenraum zwischen sich ein. A further development of the invention provides that the external toothing of the coupling body has a plurality of external toothing teeth, each of the external toothing teeth being delimited in the circumferential direction by a further side wall, which, viewed in section, runs parallel to the backing side wall area and is angled with respect to the threading side wall area and the inserting side wall area. The external gear teeth are arranged evenly distributed in the circumferential direction. Each two of the external teeth enclose an external tooth space between them.
Jeder der Außenverzahnungszähne ist in Umfangsrichtung, nämlich auf der dem Innenverzahnungszahn zugewandten Seite des Außenverzahnungszahns, von der weiteren Seitenwand begrenzt. Die weitere Seitenwand liegt insoweit der Seitenwand gegenüber, insbesondere liegen die Seitenwand und die weitere Seitenwand zumindest zeitweise aneinander an. Die weitere Seitenwand beziehungsweise eine die Seitenwand vollständig aufnehmende Gerade liegt parallel zu dem Hinterlegungsseitenwandbereich beziehungsweise einer diesen vollständig aufnehmenden Geraden vor. Bezüglich des Einfädelseitenwandbereichs und des Einspurseitenwandbereichs ist die weitere Seitenwand im Schnitt gesehen jedoch angewinkelt. Hierdurch wird zum einen das einfache Ineingriffbringen der Innenverzahnung mit der Außenverzahnung sowie das Halten der Schiebemuffe in axialer Richtung in ihrer zweiten Stellung erzielt. Each of the external toothing teeth is delimited by the further side wall in the circumferential direction, namely on the side of the external toothing tooth facing the internal toothing tooth. The further side wall lies opposite the side wall, in particular the side wall and the further side wall lie against one another at least at times. The further side wall or a straight line that completely accommodates the side wall is parallel to the backing side wall area or a straight line that completely accommodates it. However, with regard to the threading side wall area and the insertion side wall area, the further side wall is angled when viewed in section. On the one hand, this makes it easy to bring the internal toothing into engagement with the external toothing and to hold the sliding sleeve in its second position in the axial direction.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass während des Verlagerns der Schiebemuffe aus der ersten Stellung in die zweite Stellung und einem Eingreifen eines der Innenverzahnungszähne in einen von zwei der Außenverzahnungszähne begrenzten Außenverzahnungszahnzwischenraum bei Anliegen eines der Innenverzahnungszähne an einem der Außenverzahnungszähne ein in Umfangsrichtung minimal vorliegender Abstand des jeweils anderen der Außenverzahnungszähne zu dem Einfädelseitenwandbereich als Einfädelumfangsspiel, zu dem Einspurseitenwandbereich als Einspurumfangsspiels und zu dem Hinterlegungsseitenwandbereich als Hinterlegungsumfangsspiel vorliegt. Über das Verlagern der Schiebemuffe aus der ersten Stellung in die zweite Stellung hinweg wird insoweit der jeweils minimal vorliegender Abstand ermittelt. Dies erfolgt, während der Innenverzahnungszahn an dem einen Außenverzahnungszahn anliegt. Der Abstand wird bezüglich des anderen Außenverzahnungszahns festgestellt. Der minimale Abstand zu dem Einfädelseitenwandbereich wird als Einfädelumfangsspiel, der minimale Abstand zu dem Einspurseitenwandbereich als Einspurumfangsspiel und der minimale Abstand zu dem Hinterlegungsseitenwandbereich als Hinterlegungsumfangsspiel bezeichnet. Vorzugsweise sind die genannten Umfangsspiele voneinander verschieden, sie können jedoch teilweise auch gleich sein. Mit der beschriebenen Ausgestaltung werden die bereits genannten Vorteile erzielt. A further development of the invention provides that during the displacement of the sliding sleeve from the first position to the second position and one of the internal toothing teeth engages in an external tooth space delimited by two of the external toothing teeth when one of the internal toothing teeth is in contact with one of the External toothing teeth have a minimum distance in the circumferential direction of the other of the external toothing teeth to the threading side wall area as threading circumferential play, to the in-spur side wall area as in-track circumferential play and to the backing side wall area as backing circumferential play. By moving the sliding sleeve from the first position to the second position, the minimum existing distance is determined. This is done while the internal tooth is in contact with the one external tooth. The distance is determined with respect to the other external gear tooth. The minimum distance to the threading sidewall region is referred to as the threading circumferential clearance, the minimum distance to the threading sidewall region is referred to as the threading circumferential clearance, and the minimum distance to the backing sidewall region is referred to as the backing circumferential clearance. The circumferential clearances mentioned are preferably different from one another, but they can also be partly the same. With the configuration described, the advantages already mentioned are achieved.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine der nachfolgend genannten Bedingungen zutrifft: das Einspurumfangsspiel ist kleiner als das Einfädelumfangsspiel; das Einspurumfangsspiel und/oder das Einfädelumfangsspiel sind kleiner als das Hinterlegungsumfangsspiel; das Hinterlegungsumfangsspiel ist um höchstens 50 %, höchstens 40 % oder höchstens 30 % größer als das Einfädelumfangsspiel; und das Einspurumfangsspiel beträgt mindestens 50 %, mindestens 60 % oder mindestens 70 % des Einfädelumfangsspiels. Mit den genannten Bedingungen werden die bereits erwähnten Vorteile in besonderem Maße erzielt. Vorzugsweise ist die Synchronisierungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass mehrere oder sogar alle der Bedingungen erfüllt sind. A further development of the invention provides that at least one of the following conditions applies: the insertion circumferential play is smaller than the threading circumferential play; the tracking circumferential clearance and/or the threading circumferential clearance are smaller than the backing circumferential clearance; the backing circumference play is at most 50%, at most 40% or at most 30% larger than the threading circumference play; and the threading circumferential clearance is at least 50%, at least 60% or at least 70% of the threading circumferential clearance. With the conditions mentioned, the advantages already mentioned are achieved to a particular extent. Preferably, the synchronization device is designed such that several or even all of the conditions are met.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jeder der Innenverzahnungszähne bezüglich einer die Drehachse vollständig aufnehmenden und mittig durch den jeweiligen Innenverzahnungszahn verlaufenden Zahnmittenebene symmetrisch ausgestaltet ist. Die symmetrische Ausgestaltung ist konstruktiv besonders einfach realisierbar und ermöglicht in jeder Drehwinkelstellung von Schiebemuffe und Kupplungskörper zueinander ein besonders einfaches Ineingriffbringen der Innenverzahnung und der Außenverzahnung. Alternativ können die Innenverzahnungszähne im Schnitt gesehen bezüglich der Zahnmittenebene jedoch selbstverständlich auch asymmetrisch ausgestaltet sein. Die symmetrische Ausgestaltung liegt vorzugsweise bei einer Einfachkonussynchronisation vor, während die asymmetrische Ausgestaltung insbesondere bei einer Mehrfachkonussynchronisation Verwendung findet. A further development of the invention provides that each of the internal toothing teeth is designed symmetrically with respect to a tooth center plane which completely accommodates the axis of rotation and runs centrally through the respective internal toothing tooth. The symmetrical design is particularly easy to implement in terms of construction and allows for any Angle of rotation position of the sliding sleeve and coupling body relative to each other makes it particularly easy to engage the internal and external teeth. Alternatively, the internal gear teeth can of course also be designed asymmetrically when viewed in section with respect to the tooth center plane. The symmetrical configuration is preferably present in a single-cone synchronization, while the asymmetrical configuration is used in particular in a multiple-cone synchronization.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an dem Synchronisierungskörper eine Vorsynchronisierungseinrichtung in axialer Richtung verlagerbar angeordnet ist, die in wenigstens einer Stellung einen zwischen dem Synchronisierungskörper und dem Kupplungskörper angeordneten Synchronring mit einer axialen Vorsynchronisierungskraft beaufschlagt und ein Rastelement aufweist, das mittels eines Federelements in Richtung einer in der Schiebemuffe ausgestalteten Rastausnehmung federkraftbeaufschlagt ist. Um ein Ineingriffbringen der Innenverzahnung der Schiebemuffe mit der Außenverzahnung des Kupplungskörpers zu erleichtern, ist der Synchronring vorgesehen. Dieser ist antriebstechnisch mit dem Synchronisierungskörper gekoppelt, beispielsweise starr oder mit einem gewissen Spiel in Umfangsrichtung. Wird der Synchronring mit der Vorsynchronisierungskraft beaufschlagt, so gerät er in Reibkontakt mit dem Kupplungskörper, sodass sich die Drehzahl des Kupplungskörpers an die Drehzahl des Synchronrings und mithin die Drehzahl des Synchronisierungskörpers angleicht. A further development of the invention provides that a pre-synchronization device is arranged on the synchronization body so that it can be displaced in the axial direction, which in at least one position applies an axial pre-synchronization force to a synchronization ring arranged between the synchronization body and the coupling body and has a locking element which is moved in the direction by means of a spring element a locking recess designed in the sliding sleeve is subjected to spring force. In order to make it easier to engage the internal teeth of the sliding sleeve with the external teeth of the coupling body, the synchronizer ring is provided. In terms of drive technology, this is coupled to the synchronization body, for example rigidly or with a certain amount of play in the circumferential direction. If the synchronization ring is subjected to the pre-synchronization force, it comes into frictional contact with the clutch body, so that the speed of the clutch body adjusts to the speed of the synchronization ring and thus the speed of the synchronization body.
Die Vorsynchronisierungskraft wird mittels der Vorsynchronisierungseinrichtung auf den Synchronring aufgebracht. Hierzu ist die Vorsynchronisierungseinrichtung in axialer Richtung verlagerbar an dem Synchronisierungskörper angeordnet beziehungsweise an ihm gelagert. Die Vorsynchronisierungseinrichtung verfügt über das Rastelement, das mittels des Federelements in Richtung der Rastausnehmung federkraftbeaufschlagt ist. Die Rastausnehmung ist in der Schiebemuffe ausgebildet. Das bedeutet, dass die Vorsyn- chronisierungseinrichtung über das Rastelement mit der Schiebemuffe gekoppelt ist, sodass zumindest zeitweise eine axiale Verlagerung der Schiebemuffe auch eine axiale Verlagerung der Vorsynchronisierungseinrichtung bewirkt. Bei bekannten Ausgestaltungen ist die Rastausnehmung in einem Zahn der Innenverzahnung der Schiebemuffe ausgestaltet und das Federelement beaufschlagt das Rastelement entlang einer senkrecht auf der Drehachse stehenden und durch die Mitte des Zahns verlaufenden Federkraftachse mit der Federkraft. The pre-synchronization force is applied to the synchronizer ring by means of the pre-synchronization device. For this purpose, the pre-synchronization device is displaceable in the axial direction on the synchronization body or is mounted on it. The pre-synchronization device has the locking element, which is subjected to spring force in the direction of the locking recess by means of the spring element. The locking recess is formed in the sliding sleeve. This means that the pre-synchronization device is coupled to the sliding sleeve via the locking element, so that at least temporarily an axial displacement of the Sliding sleeve also causes an axial displacement of the pre-synchronization device. In known embodiments, the locking recess is designed in a tooth of the internal toothing of the sliding sleeve and the spring element applies the spring force to the locking element along a spring force axis that is perpendicular to the axis of rotation and runs through the center of the tooth.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorsynchronisierungseinrichtung derart angeordnet und/oder ausgerichtet ist, dass sie die Schiebemuffe mit einer Vorspannkraft in tangentialer Richtung beaufschlagt. Hierzu stützt sich das Federelement einerseits an dem Synchronisierungskörper ab und andererseits drängt es das Rastelement in Richtung der Schiebemuffe beziehungsweise an die Schiebemuffe. Die Vorsynchronisierungseinrichtung ist somit nicht nur in axialer Richtung mit der Schiebemuffe gekoppelt, sondern sie erzeugt zusätzlich zwischen dem Synchronisierungskörper und der Schiebemuffe ein von der Vorspannkraft bewirktes Vorspanndrehmoment, das den Synchronisierungskörper und die Schiebemuffe in Umfangsrichtung gegeneinander verspannt. Hierdurch werden Lastwechsel abgefedert und eine unerwünschte Geräuschbildung vermindert oder sogar gänzlich verhindert. A further development of the invention provides that the pre-synchronization device is arranged and/or aligned in such a way that it applies a preload force to the sliding sleeve in the tangential direction. For this purpose, the spring element is supported on the one hand on the synchronization body and on the other hand it pushes the locking element in the direction of the sliding sleeve or against the sliding sleeve. The pre-synchronization device is therefore not only coupled to the sliding sleeve in the axial direction, but it also generates between the synchronization body and the sliding sleeve a pre-loading torque caused by the pre-tensioning force, which clamps the synchronization body and the sliding sleeve against one another in the circumferential direction. This cushions load changes and reduces or even completely prevents unwanted noise.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Innenverzahnung der Schiebemuffe und die Außenverzahnung des Synchronisierungskörpers derart ausgeführt sind, dass die Schiebemuffe und der Synchronisierungskörper zueinander ein Spiel in Umfangsrichtung aufweisen, wobei die Vorspannkraft Zähne der Innenverzahnung in Umfangsrichtung an Zähne der Außenverzahnung drängt. Auf das Spiel in Umfangsrichtung zwischen der Schiebemuffe und dem Synchronisierungskörper wurde bereits hingewiesen. Dies ist üblicherweise vorgesehen, um das Verlagern der Schiebemuffe bezüglich des Synchronisierungskörpers in axialer Richtung zu erleichtern. A further development of the invention provides that the internal toothing of the sliding sleeve and the external toothing of the synchronization body are designed in such a way that the sliding sleeve and the synchronization body have play relative to one another in the circumferential direction, with the preload force pushing teeth of the internal toothing in the circumferential direction against teeth of the external toothing. The play in the circumferential direction between the sliding sleeve and the synchronization body has already been pointed out. This is usually provided to facilitate the displacement of the sliding sleeve in the axial direction with respect to the synchronization body.
Die Vorspannkraft beziehungsweise das von der Vorspannkraft bewirkte Vorspanndrehmoment ist derart gerichtet, dass Zähne der Innenverzahnung in Umfangsrichtung in Richtung der Zähne der Außenverzahnung gedrängt wird. Bevorzugt erfolgt dies derart, dass die Zähne der Innenverzahnung an den Zähnen der Außenverzahnung anliegen. Das Vorspanndrehmoment beträgt beispielsweise mindestens 1 Nm, vorzugsweise mindestens 1 ,5 Nm o- der mindestens 2,0 Nm. Zusätzlich oder alternativ beträgt das Vorspanndrehmoment höchstens 5,0 Nm, höchstens 4,0 Nm oder höchstens 3,0 Nm, insbesondere um das Verschieben der Schiebemuffe in axialer Richtung nicht zu behindern. Durch die beschriebenen Maßnahmen wird das Betriebsgeräusch des Synchronisierungsvorrichtung beziehungsweise des Gangwechselgetriebes verringert. The preload force or the preload torque caused by the preload force is directed in such a way that teeth of the internal toothing are pushed in the circumferential direction towards the teeth of the external toothing becomes. This is preferably done in such a way that the teeth of the internal toothing rest on the teeth of the external toothing. The preload torque is, for example, at least 1 Nm, preferably at least 1.5 Nm or at least 2.0 Nm. Additionally or alternatively, the preload torque is a maximum of 5.0 Nm, a maximum of 4.0 Nm or a maximum of 3.0 Nm, in particular in order not to hinder the displacement of the sliding sleeve in the axial direction. The measures described reduce the operating noise of the synchronization device or the gear change transmission.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Rastausnehmung bezüglich einer die Drehachse vollständig aufnehmenden und mittig durch einen Zahn der Innenverzahnung der Schiebemuffe verlaufenden gedachten Zahnmittenebene asymmetrisch angeordnet ist, und/oder dass die Rastausnehmung bezüglich einer die Drehachse vollständig aufnehmenden und mittig durch einen Zahnzwischenraum der Innenverzahnung der Schiebemuffe verlaufenden gedachten Zahnzwischenraum mittenebene asymmetrisch angeordnet ist. A further development of the invention provides that the locking recess is arranged asymmetrically with respect to an imaginary tooth center plane which completely accommodates the axis of rotation and runs centrally through a tooth of the internal toothing of the sliding sleeve, and/or that the locking recess is arranged asymmetrically with respect to an imaginary tooth center plane which completely accommodates the axis of rotation and runs centrally through a tooth space Internal toothing of the sliding sleeve is arranged asymmetrically in the middle plane of the imaginary tooth space.
Die Drehachse ist sowohl in der Zahnmittenebene als auch in der Zahnzwischenraummittenebene vollständig aufgenommen. Die Zahnmittenebene verläuft im Querschnitt gesehen mittig durch den Zahn der Innenverzahnung, wohingegen die Zahnzwischenraummittenebene - ebenfalls im Querschnitt gesehen - mittig durch den Zahnzwischenraum der Innenverzahnung verläuft. Der Zahnzwischenraum ist in Umfangsrichtung von zwei Zähnen der Innenverzahnung der Schiebemuffe begrenzt, wobei einer der Zähne vorzugsweise der vorstehend erwähnte Zahn ist, durch welchen die Zahnmittenebene verläuft. Somit verläuft die Zahnmittenebene mittig durch den Zahn und die Zahnzwischenraummittenebene mittig durch den unmittelbar an den Zahn angrenzenden und diesen begrenzenden Zahnzwischenraum. The axis of rotation is completely accommodated both in the tooth center plane and in the tooth space center plane. The tooth center plane, seen in cross section, runs centrally through the tooth of the internal toothing, whereas the tooth center plane - also seen in cross section - runs centrally through the tooth space of the internal toothing. The space between the teeth is delimited in the circumferential direction by two teeth of the internal toothing of the sliding sleeve, one of the teeth preferably being the tooth mentioned above, through which the tooth center plane runs. Thus, the tooth center plane runs centrally through the tooth and the interdental space center plane runs centrally through the interdental space immediately adjacent to and delimiting the tooth.
Es wurde bereits erwähnt, dass bei üblichen Synchronisierungsvorrichtung die Rastausnehmung in dem Zahn ausgestaltet ist, nämlich symmetrisch. Im Gegensatz hierzu soll die Rastausnehmung nun bezüglich der Zahnmittenebene und/oder der Zahnzwischenraummittenebene asymmetrisch vorliegen. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Zahnmittenebene beziehungsweise die Zahnzwischenraummittenebene durch die Rastausnehmung verlaufen und die Rastausnehmung in Umfangsrichtung gesehen auf einer ersten Seite der jeweiligen Ebene erste Abmessungen und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Ebene zweite Abmessungen aufweist, die von den ersten Abmessungen verschieden sind. Dies ermöglicht auf konstruktiv einfache Art und Weise die Ausrichtung der Vorsynchronisierungseinrichtung zur Erzeugung der Vorspannkraft. It has already been mentioned that in conventional synchronization devices the locking recess in the tooth is designed, namely symmetrically. In contrast to this, the locking recess should now be related to the The tooth center plane and/or the tooth space center plane are present asymmetrically. This is to be understood in particular as meaning that the tooth center plane or the tooth space center plane run through the locking recess and, viewed in the circumferential direction, the locking recess has first dimensions on a first side of the respective plane and second dimensions on a second side of the plane opposite the first side, which differ from the first Dimensions are different. This enables the alignment of the pre-synchronization device to generate the pre-tensioning force in a structurally simple manner.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Rastausnehmung zumindest bereichsweise in den Zahn und einen auf der dem Zahn gegenüberliegenden Seite des Zahnzwischenraums angeordneten weiteren Zahn der Innenverzahnung eingreift. Die Rastausnehmung weist also in Umfangsrichtung eine Erstreckung auf, mit welcher sie ausgehend von dem Zahn bis hin zu dem weiteren Zahn reicht. Um die asymmetrische Anordnung der Rastausnehmung zu erzielen, greift sie vorzugsweise unterschiedlich weit in den Zahn und den weiteren Zahn ein. Das bedeutet, dass in Umfangsrichtung gesehen die Rastausnehmung mit dem Zahn eine größere Überdeckung aufweist als mit dem weiteren Zahn oder umgekehrt. Vorzugsweise ist die Rastausnehmung in Umfangsrichtung einerseits von dem Zahn und andererseits von dem weiteren Zahn begrenzt, sodass das Rastelement in Umfangsrichtung zuverlässig in der Rastausnehmung gehalten ist. Hierdurch wird ein zuverlässiger Betrieb des Synchronisierungsvorrichtung sichergestellt. A further development of the invention provides that the locking recess engages at least partially in the tooth and another tooth of the internal toothing arranged on the side of the tooth space opposite the tooth. The locking recess therefore has an extension in the circumferential direction, with which it extends from the tooth to the further tooth. In order to achieve the asymmetrical arrangement of the locking recess, it preferably engages the tooth and the other tooth to different extents. This means that, viewed in the circumferential direction, the locking recess has a greater overlap with the tooth than with the other tooth or vice versa. Preferably, the locking recess is delimited in the circumferential direction on the one hand by the tooth and on the other hand by the further tooth, so that the locking element is reliably held in the circumferential direction in the locking recess. This ensures reliable operation of the synchronization device.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Rastelement an einer Anlagestelle an einem die Rastausnehmung begrenzenden Boden anliegt, wobei im Querschnitt gesehen ein Winkel zwischen einer durch einen Mittelpunkt des Rastelements und einen Mittelpunkt der Anlagestelle verlaufenden ersten gedachten Ebene und einer die Drehachse vollständig aufnehmenden und durch den Mittelpunkt des Rastelements verlaufenden zweiten gedachten Ebene mindestens 15° und höchstens 75°, mindestens 25° und höchstens 65°, mindestens 30° und höchstens 60° oder mindestens 35° und höchstens 55° beträgt. Dies ist insbesondere dann der Fall, beispielsweise nur dann, falls die Schiebemuffe in ihrer ersten Stellung vorliegt. A further development of the invention provides that the locking element rests at a contact point on a floor delimiting the locking recess, with an angle seen in cross-section between a first imaginary plane running through a center of the locking element and a center of the contact point and a first imaginary plane which completely accommodates the axis of rotation and second imaginary plane running through the center of the locking element is at least 15° and at most 75°, at least 25° and at most 65°, at least 30° and at most 60° or at least 35° and is at most 55°. This is particularly the case, for example only if the sliding sleeve is in its first position.
Unter der Anlagestelle ist diejenige Stelle zu verstehen, an welcher das Rastelement an der Schiebemuffe anliegt beziehungsweise an welche es von dem Federelement gedrängt wird. Die Anlagestelle liegt hierbei an dem Boden vor, der die Rastausnehmung begrenzt, insbesondere in radialer Richtung nach außen. Der Boden wird von der Schiebemuffe gebildet. Die erste Ebene verläuft im Querschnitt gesehen durch den Mittelpunkt des Rastelements sowie den Mittelpunkt der Anlagestelle und die zweite Ebene - ebenfalls im Querschnitt gesehen - verläuft durch den Mittelpunkt des Rastelements und nimmt die Drehachse in sich auf. Die beiden Ebenen schneiden sich bevorzugt in der Drehachse. Sie sind gegeneinander angewinkelt, nämlich um einen Winkel, der in einem der angegebenen Winkelbereiche liegt. The contact point is to be understood as meaning the point at which the locking element rests on the sliding sleeve or to which it is pushed by the spring element. The contact point is located on the floor, which delimits the locking recess, in particular in the radial direction outwards. The bottom is formed by the sliding sleeve. The first level, seen in cross section, runs through the center of the locking element and the center of the contact point and the second level - also seen in cross section - runs through the center of the locking element and accommodates the axis of rotation. The two planes preferably intersect in the axis of rotation. They are angled towards each other, namely at an angle that lies in one of the specified angular ranges.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Rastausnehmung eine erste Rastteilausnehmung und mindestens eine zweite Rastteilausnehmung aufweist, die in Axialrichtung von einem Vorsprung der Schiebemuffe voneinander beabstandet sind, wobei in dem Vorsprung eine Führungsrinne für das Rastelement ausgebildet ist, die sich von der ersten Rastteilausnehmung bis hin zu der zweiten Rastteilausnehmung erstreckt. Die beiden Rastteilausnehmungen sind in axialer Richtung voneinander beabstandet ausgestaltet. Beispielsweise greift das Rastelement in der ersten Stellung der Schiebemuffe in die erste Rastteilausnehmung und in der zweiten Stellung in die zweite Rastteilausnehmung ein. A further development of the invention provides that the locking recess has a first locking part recess and at least one second locking part recess, which are spaced apart from one another in the axial direction from a projection of the sliding sleeve, a guide groove for the locking element being formed in the projection, which extends from the first locking part recess extends up to the second locking part recess. The two locking part recesses are designed to be spaced apart from one another in the axial direction. For example, the locking element engages in the first locking part recess in the first position of the sliding sleeve and in the second locking part recess in the second position.
Zwischen den Rastteilausnehmungen ist der Vorsprung angeordnet, der sich in radialer Richtung nach innen erstreckt. In dem Vorsprung ist wiederum eine Vertiefung ausgebildet, nämlich die Führungsrinne. Diese verbindet die beiden Rastteilausnehmungen in axialer Richtung miteinander und dient einer Führung des Rastelements bei einer Verlagerung aus der ersten Rastteilausnehmung in die zweite Rastteilausnehmung und umgekehrt. Die Führungsrinne ist vorzugsweise an eine Form des Rastelements angeglichen. Beispielsweise ist die Führungsrinne im Querschnitt gesehen oval, insbesondere teilkreisförmig. Hierdurch wird ein besonders zuverlässiges Halten des Rastelements erzielt. The projection, which extends inwards in the radial direction, is arranged between the locking part recesses. A recess is formed in the projection, namely the guide groove. This connects the two latching part recesses to one another in the axial direction and serves to guide the latching element when it is displaced from the first latching part recess into the second latching part recess and vice versa. The guide channel is preferably adapted to a shape of the locking element. For example, the guide trough is oval in cross section, especially part-circular. This results in a particularly reliable holding of the locking element.
Die beiden Rastteilausnehmung sind derart ausgestaltet, dass das Rastelement jeweils rastend in ihnen gehalten ist. Das bedeutet, dass das Rastelement bei einem Eingreifen in die jeweilige Rastteilausnehmung die Schiebemuffe in der jeweils entsprechenden Stellung hält. Um die Schiebemuffe in axialer Richtung zu verlagern, beispielsweise aus der ersten Stellung in die zweite Stellung oder umgekehrt, muss folglich eine hinreichend große Kraft auf die Schiebemuffe aufgebracht beziehungsweise die Schiebemuffe hinreichend weit verlagert werden, um das Rastelement aus der jeweiligen Rastteilausnehmung heraus zu drängen. The two locking part recesses are designed in such a way that the locking element is held in them in a locking manner. This means that the locking element holds the sliding sleeve in the corresponding position when it engages in the respective locking part recess. In order to displace the sliding sleeve in the axial direction, for example from the first position to the second position or vice versa, a sufficiently large force must therefore be applied to the sliding sleeve or the sliding sleeve must be displaced sufficiently far in order to force the locking element out of the respective locking part recess.
Besonders bevorzugt weist die Rastausnehmung die erste Rastteilausnehmung und mehrere zweite Rastteilausnehmungen auf. Die beiden zweiten Rastteilausnehmungen sind in axialer Richtung gesehen auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Rastteilausnehmung ausgestaltet, nehmen die erste Rastteilausnehmung also zwischen sich auf. Zwischen der ersten Rastteilausnehmung und jeder der zweiten Rastteilausnehmungen ist einer von mehreren Vorsprünge angeordnet, welche jeweils gemäß den vorstehenden Ausführungen ausgestaltet sind. In jedem der Vorsprünge liegt insoweit eine Führungsrinne für das Rastelement vor, die sich von der ersten Rastteilausnehmung bis hin zu der jeweiligen zweiten Rastteilausnehmung erstreckt. Particularly preferably, the locking recess has the first locking part recess and a plurality of second locking part recesses. The two second latching part recesses are designed on opposite sides of the first latching part recess when viewed in the axial direction, so they accommodate the first latching part recess between them. One of several projections is arranged between the first latching part recess and each of the second latching part recesses, each of which is designed in accordance with the above statements. In each of the projections there is a guide groove for the locking element, which extends from the first locking part recess to the respective second locking part recess.
Jede der zweiten Rastteilausnehmungen ist einer von mehreren zweiten axialen Stellungen der Schiebemuffe zugeordnet und hält die Schiebemuffe in dieser. Die Ausgestaltung mit den mehreren zweiten Rastteilausnehmung ist dazu vorgesehen, nicht nur einen Kupplungskörper mit dem Synchronisierungskörper zu koppeln, sondern mehrere beziehungsweise jeweils einen von mehreren. Entsprechend lassen sich mit der Synchronisierungsvorrichtung unterschiedliche Schalträder wahlweise mit dem Synchronisierungskörper beziehungsweise der Welle antriebstechnisch koppeln. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Rastteilausnehmung eine größere Tiefe aufweist als die zweite Rastteilausnehmung, und/oder dass die Tiefe der ersten Rastteilausnehmung ausgehend von der Führungsrinne in axialer Richtung gesehen mit einer größeren Steigung zunimmt als die Tiefe der zweiten Rastteilausnehmung. Die größere Tiefe und/oder die größere Steigung bewirken ein stärkeres Halten des Rastelements in der ersten Rastteilausnehmung gegenüber der zweiten Rastteilausnehmung. Die Kraft, welche auf die Schiebemuffe in axialer Richtung aufgebracht werden muss, um sie aus der ersten Stellung in Richtung der ersten Stellung zu verlagern, ist also größer als die Kraft, welche auf die Schiebemuffe zur Verlagerung aus der zweiten Stellung in die erste Stellung aufgewandt werden muss. Hierdurch ist ein zuverlässiger Betrieb des Synchronisierungsvorrichtung und folglich des Gangwechselgetriebes sichergestellt. Each of the second locking part recesses is assigned to one of several second axial positions of the sliding sleeve and holds the sliding sleeve in this. The embodiment with the plurality of second locking part recesses is intended to couple not only one coupling body to the synchronization body, but several or one of several. Accordingly, with the synchronization device, different switching wheels can be optionally coupled to the synchronization body or the shaft in terms of drive technology. A further development of the invention provides that the first latching part recess has a greater depth than the second latching part recess, and/or that the depth of the first latching part recess, viewed from the guide groove in the axial direction, increases with a greater gradient than the depth of the second latching part recess. The greater depth and/or the greater gradient cause the latching element to be held more firmly in the first latching part recess compared to the second latching part recess. The force that must be applied to the sliding sleeve in the axial direction in order to move it from the first position towards the first position is therefore greater than the force that is applied to the sliding sleeve to move it from the second position to the first position must become. This ensures reliable operation of the synchronization device and consequently of the gear change transmission.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Rastteilausnehmung die Gestalt eines Kugelsegments aufweist und/oder die zweite Rastteilausnehmung trichterförmig ist, oder dass die erste Rastteilausnehmung und/oder die zweite Rastteilausnehmung von einer Schrägfläche begrenzt sind, an welcher das Rastelement zur Bewirkung der Vorspannkraft anliegt. Die kugelsegmentförmige Gestalt der ersten Rastteilausnehmung und die trichterförmige Gestalt der zweiten Rastteilausnehmung ist insbesondere dann sinnvoll, falls das Rastelement kugelförmig ist oder zumindest auf seiner der Rastausnehmung zugewandten Seite Teil kugelförmig ist. In diesem Fall ist die Rastausnehmung an das Rastelement formangepasst, sodass idealerweise nicht nur ein Punktkontakt, sondern vielmehr ein Linien- oder Flächenkontakt zwischen Rastelement und dem die Rastausnehmung begrenzenden Boden vorliegt. Hierdurch wird die Materialbelastung verringert. A further development of the invention provides that the first latching part recess has the shape of a spherical segment and/or the second latching part recess is funnel-shaped, or that the first latching part recess and/or the second latching part recess are delimited by an inclined surface on which the latching element is used to effect the preload force applied. The spherical segment-shaped shape of the first locking part recess and the funnel-shaped shape of the second locking part recess is particularly useful if the locking element is spherical or is at least spherical on its side facing the locking recess. In this case, the locking recess is adapted to the shape of the locking element, so that ideally there is not just point contact, but rather line or surface contact between the locking element and the floor delimiting the locking recess. This reduces the material load.
Zusätzlich oder alternativ sind die erste Rastteilausnehmung, die zweite Rastteilausnehmung oder sowohl die erste Rastteilausnehmung als auch die zweite Rastteilausnehmung von der Schrägfläche begrenzt, insbesondere in Umfangsrichtung. Bei Anordnung des Rastelements in einer der Rastteilausnehmungen liegt es an der Schrägfläche an und bewirkt so die Vorspannkraft in Umfangsrichtung und mithin das Vorspanndrehmoment. Eine solche Ausgestaltung ist konstruktiv einfach umsetzbar. Additionally or alternatively, the first latching part recess, the second latching part recess or both the first latching part recess and the second latching part recess are delimited by the inclined surface, in particular in the circumferential direction. When the locking element is arranged in one of the locking part recesses, it rests on the inclined surface and thus causes the preload force in the circumferential direction and therefore the preload torque. Such a design is structurally easy to implement.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Innenverzahnung einen permanent mit der Außenverzahnung des Synchronisierungskörpers kämmenden ersten Innenverzahnungsbereich und wenigstens einen zumindest teilweise mit der Außenverzahnung des Kupplungskörpers kämmenden zweiten Innenverzahnungsbereich aufweist, wobei die Innenverzahnung abseits der Rastausnehmung einen über den ersten Innenverzahnungsbereich hinweg gleichbleibenden und sich über den zweiten Innenverzahnungsbereich hinweg verändernden Querschnitt aufweist. Die Innenverzahnung setzt sich in axialer Richtung gesehen aus den unterschiedlichen Innenverzahnungsbereichen, nämlich dem ersten Innenverzahnungsbereich und dem wenigstens einen zweiten Innenverzahnungsbereich zusammen. Vorzugsweise liegen mehrere zweite Innenverzahnungsbereich vor, welche in axialer Richtung gesehen auf gegenüberliegenden Seiten des ersten Innenverzahnungsbereichs angeordnet sind, diesen also zwischen sich aufnehmen. A further development of the invention provides that the internal toothing has a first internal toothing area which permanently meshes with the external toothing of the synchronization body and at least a second internal toothing area which at least partially meshes with the external toothing of the coupling body, the internal toothing apart from the locking recess having a constant and constant shape over the first internal toothing area has a cross-section that changes over the second internal toothing area. Seen in the axial direction, the internal toothing is composed of the different internal toothing areas, namely the first internal toothing area and the at least one second internal toothing area. Preferably there are several second internal toothing areas which, viewed in the axial direction, are arranged on opposite sides of the first internal toothing area, i.e. accommodate it between them.
Der zweite Innenverzahnungsbereich beziehungsweise die zweiten Innenverzahnungsbereiche schließen sich jeweils unmittelbar an den ersten Innenverzahnungsbereich an. In dem ersten Innenverzahnungsbereich weist die Innenverzahnung einen gleichbleibenden Querschnitt auf, nämlich in axialer Richtung. Ist der erste Innenverzahnungsbereich von zwei zweiten Innenverzahnungsbereichen eingefasst, so bleibt also der Querschnitt ausgehend von einem ersten der zweiten Innenverzahnungsbereiche bis hin zu einem zweiten der zweiten Innenverzahnungsbereich gleich. In dem zweiten Innenverzahnungsbereich beziehungsweise den zweiten Innenverzahnungsbereichen verändert sich der Querschnitt der Innenverzahnung jedoch. Beispielsweise wird der Querschnitt ausgehend von dem ersten Innenverzahnungsbereich zunächst kleiner, bevor er wieder zunimmt. Das Vorstehende gilt insbesondere abseits der Rastausnehmung, also für Zahne der Innenverzahnung, die beabstandet von der Rastausnehmung vorliegen und in welche die Rastausnehmung nicht eingreift. Die beschriebene Ausgestaltung ermöglicht ein zuverlässiges Einspuren der Innenverzahnung in die Außenverzahnung des Kupplungskörpers und ein Ineingriffhalten der Verzahnungen. The second internal toothing area or the second internal toothing areas each directly adjoin the first internal toothing area. In the first internal toothing area, the internal toothing has a constant cross section, namely in the axial direction. If the first internal toothing area is surrounded by two second internal toothing areas, the cross section remains the same starting from a first of the second internal toothing areas up to a second of the second internal toothing areas. However, in the second internal toothing area or the second internal toothing areas, the cross section of the internal toothing changes. For example, the cross section, starting from the first internal toothing area, initially becomes smaller before increasing again. The above applies in particular away from the locking recess, i.e. for teeth of the internal toothing that are spaced apart from the locking recess and into which the locking recess does not engage. The described design enables one Reliable meshing of the internal teeth into the external teeth of the coupling body and keeping the teeth in mesh.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in axialer Richtung gesehen die erste Rastteilausnehmung vollständig in dem ersten Innenverzahnungsbereich angeordnet ist und die zweite Rastteilausnehmung wenigstens bereichsweise in dem zweiten Innenverzahnungsbereich vorliegt, sodass die zweite Rastteilausnehmung in Umfangsrichtung zumindest teilweise von dem Zahn und/oder dem weiteren Zahn begrenzt ist. Die erste Rastteilausnehmung liegt in axialer Richtung vollständig in Überdeckung mit dem ersten Innenverzahnungsbereich vor. Abseits der Rastausnehmung beziehungsweise der ersten Rastteilausnehmung verändert sich der Querschnitt der Innenverzahnung nicht. A further development of the invention provides that, viewed in the axial direction, the first latching part recess is arranged completely in the first internal toothing region and the second latching part recess is present at least partially in the second internal toothing region, so that the second latching part recess is at least partially separated from the tooth and/or the other in the circumferential direction Tooth is limited. The first locking part recess lies completely in overlap with the first internal toothing region in the axial direction. Away from the locking recess or the first locking part recess, the cross section of the internal toothing does not change.
Die zweite Rastteilausnehmung liegt zumindest bereichsweise in dem zweiten Innenverzahnungsbereich vor. Vorzugsweise erstreckt sie sich aus dem ersten Innenverzahnungsbereich heraus bis in den zweiten Innenverzahnungsbereich hinein. Das bedeutet, dass die zweite Rastteilausnehmung zumindest bereichsweise von der Innenverzahnung gebildet ist und entsprechend in Umfangsrichtung zumindest teilweise von von Zähnen der Innenverzahnung begrenzt ist, insbesondere von dem Zahn und Strich oder dem weiteren Zahn. Dies ermöglicht eine in axialer Richtung kompakte Ausgestaltung der Schiebemuffe, da die Verzahnung zum Halten des Rastelements herangezogen wird. The second locking part recess is present at least in some areas in the second internal toothing area. It preferably extends from the first internal toothing area into the second internal toothing area. This means that the second locking part recess is formed at least in regions by the internal toothing and is accordingly at least partially delimited in the circumferential direction by teeth of the internal toothing, in particular by the tooth and line or the further tooth. This enables the sliding sleeve to be designed to be compact in the axial direction, since the teeth are used to hold the locking element.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gangwechselgetriebe, nämlich ein Gangwechselgetriebe mit einer Synchronisierungsvorrichtung gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung. Auf die Vorteile wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Gangwechselgetriebe als auch die Synchronisierungsvorrichtung können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird. Zusätzlich oder alternativ betrifft die Erfindung zudem ein Verfahren zum Betreiben einer Synchronisierungsvorrichtung und/oder eines Gangwechselgetriebes gemäß den Ausführungen in dieser Beschreibung. Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind. The invention further relates to a gear change transmission, namely a gear change transmission with a synchronization device according to the statements in this description. The advantages have already been pointed out. Both the gear change transmission and the synchronization device can be further developed according to the statements in this description, so that reference is made to them in this respect. Additionally or alternatively, the invention also relates to a method for operating a synchronization device and/or a gear change transmission according to the statements in this description. The features and combinations of features described in the description, in particular the features and combinations of features described in the following description of the figures and/or shown in the figures, can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of to abandon invention. Embodiments which are not explicitly shown or explained in the description and/or the figures, but which emerge from the explained embodiments or can be derived from them are therefore also to be considered to be included in the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt: The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing, without restricting the invention. This shows:
Figur 1 eine schematische Längsschnittdarstellung durch ein Gangwechselgetriebe mit einer Synchronisierungsvorrichtung, Figure 1 shows a schematic longitudinal section through a gear change transmission with a synchronization device,
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung durch die Synchronisierungsvorrichtung, Figure 2 is a schematic sectional view through the synchronization device,
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Schiebemuffe der Synchronisierungsvorrichtung, Figure 3 is a schematic representation of a sliding sleeve of the synchronization device,
Figur 4 eine schematische Detaildarstellung der Schiebemuffe, Figure 4 shows a schematic detailed representation of the sliding sleeve,
Figur 5 eine schematische Darstellung eines von mehreren Innenverzahnungszähnen einer Innenverzahnung der Schiebemuffe in unterschiedlichen Varianten, sowie Figure 5 shows a schematic representation of one of several internal toothing teeth of an internal toothing of the sliding sleeve in different variants, as well
Figur 6 die Innenverzahnung der Schiebemuffe sowie eine Außenverzahnung eines Kupplungskörpers des Synchronisierungsvorrichtung in unterschiedlichen Stellungen der Schiebemuffe. Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gangwechselgetriebes 1 , insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Das Gangwechselgetriebe 1 verfügt über ein erstes Schaltrad 2 und ein zweites Schaltrad 3. Die beiden Schalträder 2 und 3 sind unterschiedlichen Übersetzungen des Gangwechselgetriebes 1 zugeordnet. Entsprechend weisen sie unterschiedliche Durchmesser auf. Die Schalträder 2 und 3 sind bezüglich einer hier nicht dargestellten Welle des Gangwechselgetriebes 1 , insbesondere bezüglich einer Drehachse 4 der Welle, drehbar gelagert. Sie sind insoweit zumindest zeitweise antriebstechnisch von der Welle entkoppelt. Zum zeitweisen Herstellen einer antriebstechnischen Verbindung zwischen der Welle und den Schalträ- dern 2 und 3 verfügt das Gangwechselgetriebe 1 über eine Synchronisierungsvorrichtung 5. Diese weist einen Synchronisierungskörper 6 auf, der mit der Welle drehfest gekoppelt ist, nämlich über eine Verzahnung 7, die mit einer Gegenverzahnung der Welle in Eingriff steht. Figure 6 shows the internal teeth of the sliding sleeve and external teeth of a coupling body of the synchronization device in different positions of the sliding sleeve. Figure 1 shows a schematic representation of a gear change transmission 1, in particular for a motor vehicle. The gear change transmission 1 has a first switching wheel 2 and a second switching wheel 3. The two switching wheels 2 and 3 are assigned to different ratios of the gear change transmission 1. Accordingly, they have different diameters. The switching wheels 2 and 3 are rotatably mounted with respect to a shaft, not shown here, of the gear change transmission 1, in particular with respect to an axis of rotation 4 of the shaft. In this respect, they are at least temporarily decoupled from the shaft in terms of drive technology. To temporarily establish a drive connection between the shaft and the switching wheels 2 and 3, the gear change transmission 1 has a synchronization device 5. This has a synchronization body 6 which is coupled in a rotationally fixed manner to the shaft, namely via a toothing 7 which is connected to a Counter teeth of the shaft are engaged.
Der Synchronisierungskörper 6 trägt eine Außenverzahnung 8, die mit einer Innenverzahnung 9 einer Schiebemuffe 10 kämmt. Die Schiebemuffe 10 ist also permanent mit dem Synchronisierungskörper 6 und folglich mit der Welle drehfest verbunden. Die Schiebemuffe 10 ist in axialer Richtung bezüglich der Drehachse 4 verlagerbar. In einer hier dargestellten ersten Stellung liegt sie beziehungsweise ihre Innenverzahnung 9 außer Eingriff mit wenigstens einem Kupplungskörper 11 beziehungsweise dessen Außenverzahnung 12 vor. The synchronization body 6 carries external teeth 8, which mesh with internal teeth 9 of a sliding sleeve 10. The sliding sleeve 10 is therefore permanently connected to the synchronization body 6 and consequently to the shaft in a rotationally fixed manner. The sliding sleeve 10 can be displaced in the axial direction with respect to the axis of rotation 4. In a first position shown here, it or its internal teeth 9 are out of engagement with at least one coupling body 11 or its external teeth 12.
Üblicherweise sind ebenso viele Kupplungskörper 11 vorgesehen wie Schalträder 2 und 3, sodass in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Kupplungskörper 11 realisiert sind, wobei jeweils einer der Kupplungskörper 11 einem der Schalträder 2 und 3 zugeordnet ist. Einer der Kupplungskörper 11 ist drehfest mit dem ersten Schaltrad 2 und ein anderer der Kupplungskörper 11 mit dem zweiten Schaltrad 3 verbunden. Beispielsweise sind die Kupplungskörper 11 mit den Schalträdern 2 und 3 verschweißt. In einer zweiten Stellung der Schiebemuffe 10 kämmt die Innenverzahnung 9 der Schiebemuffe 10 mit der Außenverzahnung 12 eines der Kupplungskörper 11. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schiebemuffe 10 in mehreren zweiten Stellungen anordnenbar, wobei sie in einer ersten der zweiten Stellungen eine antriebstechnische Verbindung zwischen der Welle und dem ersten Schaltrad 2 und in einer zweiten der zweiten Stellungen eine antriebstechnische Verbindung zwischen der Welle und dem zweiten Schaltrad 3 herstellt. Usually, as many clutch bodies 11 are provided as switching wheels 2 and 3, so that in the exemplary embodiment shown here, two clutch bodies 11 are realized, with one of the clutch bodies 11 being assigned to one of the switching wheels 2 and 3. One of the clutch bodies 11 is connected to the first switching wheel 2 in a rotationally fixed manner and another of the clutch bodies 11 is connected to the second switching wheel 3. For example, the clutch bodies 11 are welded to the switching wheels 2 and 3. In a second position of the sliding sleeve 10, the internal toothing 9 of the sliding sleeve 10 meshes with the external toothing 12 of one of the coupling bodies 11. In the exemplary embodiment shown, the sliding sleeve 10 can be arranged in several second positions, with a drive connection between the in a first of the second positions Shaft and the first switching wheel 2 and in a second of the second positions a drive connection between the shaft and the second switching wheel 3 is established.
Um ein rasches und zuverlässiges Verlagern der Schiebemuffe 10 in axialer Richtung zu ermöglichen, insbesondere ein rasches Ineingriffbringen der Innenverzahnung 9 mit der Außenverzahnung 12 des Kupplungskörpers 11 , verfügt die Synchronisierungsvorrichtung 5 über wenigstens einen Synchronring 13. Selbstredend liegen wiederum ebenso viele Synchronringe 13 wie Schalträder 2 und 3 vor, sodass die Synchronisierungsvorrichtung 5 in diesem Ausführungsbeispiel zwei Synchronringe 13 aufweist. Die Synchronringe 13 sind in Umfangsrichtung mit dem Synchronisierungskörper 6 gekoppelt, insbesondere mit einem bestimmten Spiel. Sie weisen zudem ebenfalls eine Außenverzahnung auf, welche zumindest zeitweise mit der Innenverzahnung 9 der Schiebemuffe 10 zusammenwirkt, um den Synchronring 13 mit der Schiebemuffe 10 antriebstechnisch starr zu koppeln. Vorzugsweise stehen die Außenverzahnungen der Synchronringe 13 und die Innenverzahnung 9 in der ersten Stellung der Schiebemuffe 10 außer Eingriff, geraten jedoch bei einer zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung liegenden Zwischenstellung miteinander in Eingriff. In order to enable rapid and reliable displacement of the sliding sleeve 10 in the axial direction, in particular rapid engagement of the internal toothing 9 with the external toothing 12 of the clutch body 11, the synchronization device 5 has at least one synchronizer ring 13. Of course, there are as many synchronizer rings 13 as switching wheels 2 and 3, so that the synchronization device 5 has two synchronization rings 13 in this exemplary embodiment. The synchronization rings 13 are coupled in the circumferential direction to the synchronization body 6, in particular with a certain play. They also have external teeth, which at least temporarily cooperate with the internal teeth 9 of the sliding sleeve 10 in order to rigidly couple the synchronizing ring 13 to the sliding sleeve 10 in terms of drive technology. Preferably, the external teeth of the synchronizer rings 13 and the internal teeth 9 are out of engagement in the first position of the sliding sleeve 10, but come into engagement with one another in an intermediate position between the first position and the second position.
Bei einer Auslenkung des Synchronrings 13 in axialer Richtung in Richtung des jeweiligen Kupplungskörpers 11 wird eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Synchronring 13 und dem Kupplungskörper 11 hergestellt, sodass ein Drehmoment von dem Synchronisierungskörper 6 auf den jeweiligen Kupplungskörper 11 übertragen wird und sich eine Drehzahl des Kupplungskörpers 11 und mithin des entsprechenden Schaltrads 2 beziehungsweise 3 an die Drehzahl des Synchronisierungskörpers 6 angleicht. Entspricht die Drehzahl des Kupplungskörpers 11 in etwa oder genau der Drehzahl des Synchronisierungskörpers 6, so wird die Schiebemuffe 10 in die zweite Stellung verlagert, um die starre Kopplung zwischen dem Synchronisierungskörper 6 und dem Kupplungskörper 11 herzustellen, nämlich über die Schiebemuffe 11 . When the synchronization ring 13 is deflected in the axial direction in the direction of the respective clutch body 11, a frictional connection is established between the synchronization ring 13 and the clutch body 11, so that a torque is transmitted from the synchronization body 6 to the respective clutch body 11 and a speed of the clutch body 11 and therefore the corresponding switching wheel 2 or 3 is adjusted to the speed of the synchronization body 6. The speed of the clutch body 11 corresponds roughly or exactly to that Speed of the synchronization body 6, the sliding sleeve 10 is moved into the second position in order to produce the rigid coupling between the synchronization body 6 and the coupling body 11, namely via the sliding sleeve 11.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegt eine Mehrfachkonussyn- chronisation, insbesondere eine Dreifachkonussynchronisation, vor. Entsprechend greift der Synchronring 13 über mehrere konusförmige Synchronisierungselemente 14 an dem Kupplungskörper 11 beziehungsweise dem jeweiligen Schaltrad 2 oder 3 an. Alternativ zu der gezeigten Darstellung kann selbstständig auch eine Einfachkonussynchronisation beziehungsweise eine beliebige andere Synchronisierungsart realisiert sein. In the exemplary embodiment shown here, there is a multiple cone synchronization, in particular a triple cone synchronization. Accordingly, the synchronizer ring 13 engages the clutch body 11 or the respective switching wheel 2 or 3 via several conical synchronization elements 14. As an alternative to the illustration shown, a single cone synchronization or any other type of synchronization can also be implemented independently.
Die Synchronisierung der Drehzahl des Kupplungskörpers 11 mit der Drehzahl des Synchronisierungskörpers 6 wird mittels einer Vorsynchronisierungseinrichtung 15 eingeleitet. Diese ist in Umfangsrichtung starr an dem Synchronisierungskörper 6 gelagert, bezüglich diesem in axialer Richtung jedoch verlagerbar. Die Vorsynchronisierungseinrichtung 15 verfügt über ein Gehäuse 16, in beziehungsweise an welchem ein Federelement 17 sowie ein Rastelement 18 angeordnet sind. Das Rastelement 18 ist in radialer Richtung bezüglich der Drehachse 4 verlagerbar und wird von einer mittels des Federelements 17 erzeugten Federkraft beaufschlagt. Die Federkraft drängt das Rastelement 18 in radialer Richtung nach außen, also in Richtung der Schiebemuffe 10. In dieser ist eine Rastausnehmung 19 ausgestaltet, welche eine erste Rastteilausnehmung 20 und wenigstens eine zweite Rastteilausnehmung 21 , in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwei zweite Rastteilausnehmungen 21 aufweist. In der ersten Stellung der Schiebemuffe 10 greift das Rastelement 18 in die erste Rastteilausnehmung 20 ein; in einer der zweiten Stellungen in eine der zweiten Rastteilausnehmungen 21. The synchronization of the speed of the clutch body 11 with the speed of the synchronization body 6 is initiated by means of a pre-synchronization device 15. This is rigidly mounted on the synchronization body 6 in the circumferential direction, but can be moved relative to it in the axial direction. The pre-synchronization device 15 has a housing 16, in or on which a spring element 17 and a locking element 18 are arranged. The locking element 18 can be displaced in the radial direction with respect to the axis of rotation 4 and is acted upon by a spring force generated by the spring element 17. The spring force pushes the locking element 18 in the radial direction outwards, i.e. in the direction of the sliding sleeve 10. A locking recess 19 is designed in this, which has a first locking part recess 20 and at least one second locking part recess 21, in the exemplary embodiment shown here two second locking part recesses 21. In the first position of the sliding sleeve 10, the locking element 18 engages in the first locking part recess 20; in one of the second positions in one of the second locking recesses 21.
Bei einer Verlagerung der Schiebemuffe 10 aus der ersten Stellung heraus in eine der zweiten Stellungen nimmt die Schiebemuffe 10 die Vorsynchronisierungseinrichtung 15 in axialer Richtung mit. Bevor die Innenverzahnung 9 der Schiebemuffe 10 mit der Außenverzahnung 12 eines der Kupplungskörper 11 in Eingriff geraten kann, gerät die Vorsynchronisierungseinrichtung 15 in Anlagekontakt mit einem der Synchronringe 13 und drängt diesen in axialer Richtung in Richtung des jeweiligen Kupplungskörpers 11. Anschließend tritt die Innenverzahnung 9 der Schiebemuffe 10 in Eingriff mit der Außenverzahnung des Synchronrings 13, sodass der Synchronring 13 über die Schiebemuffe 10 starr mit dem Synchronisierungskörper 6 gekoppelt ist. Die Vorsynchronisierung ist in diesem Zustand abgeschlossen. When the sliding sleeve 10 is moved from the first position into one of the second positions, the sliding sleeve 10 takes the pre-synchronization device 15 with it in the axial direction. Before the internal teeth 9 the sliding sleeve 10 can come into engagement with the external toothing 12 of one of the coupling bodies 11, the pre-synchronization device 15 comes into contact with one of the synchronizing rings 13 and pushes it in the axial direction towards the respective coupling body 11. The internal toothing 9 of the sliding sleeve 10 then comes into engagement with the external teeth of the synchronization ring 13, so that the synchronization ring 13 is rigidly coupled to the synchronization body 6 via the sliding sleeve 10. The pre-synchronization is completed in this state.
Wird die Schiebemuffe 10 - nach einem Angleichen der Drehzahlen der Schiebemuffe 10 und des Kupplungskörpers 11 und folglich nach einer Synchronisierung - hinreichend weit in Richtung der zweiten Stellung verlagert, so gerät zum einen ihre Innenverzahnung 9 in Eingriff mit der Außenverzahnung 12 des jeweiligen Kupplungskörpers 11 . Zum anderen wird die Vorsyn- chronisierungseinrichtung 15 in axialer Richtung bezüglich der Schiebemuffe 10 verlagert, nämlich indem das Rastelement 18 aus der ersten Rastteilausnehmung 20 herausgedrängt wird und in die zweite Rastteilausnehmung 21 eintritt. Liegt das Rastelement 18 in der zweiten Rastteilausnehmung 21 vor, so ist bevorzugt die Vorsynchronisierungseinrichtung 15 beabstandet von dem entsprechenden Synchronring 13 angeordnet. If the sliding sleeve 10 - after adjusting the speeds of the sliding sleeve 10 and the coupling body 11 and consequently after synchronization - is displaced sufficiently far towards the second position, on the one hand its internal teeth 9 come into engagement with the external teeth 12 of the respective coupling body 11. On the other hand, the pre-synchronization device 15 is displaced in the axial direction with respect to the sliding sleeve 10, namely by the locking element 18 being pushed out of the first locking part recess 20 and entering the second locking part recess 21. If the locking element 18 is in the second locking part recess 21, the pre-synchronization device 15 is preferably arranged at a distance from the corresponding synchronizer ring 13.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung der Synchronisierungsvorrichtung 5. Gezeigt sind insbesondere der Synchronisierungskörper 6, die Schiebemuffe 10 sowie die Vorsynchronisierungseinrichtung 15.2 shows a schematic cross-sectional view of the synchronization device 5. Shown in particular are the synchronization body 6, the sliding sleeve 10 and the pre-synchronization device 15.
Es ist erkennbar, dass das Rastelement 18 im Querschnitt rund ist. Vorzugsweise liegt es als Kugel vor. Angedeutet ist eine Zahnmittenebene 22, die zum einen die Drehachse 4 vollständig in sich aufnimmt und andererseits mittig durch einen von mehreren Zähnen 23 der Innenverzahnung 9 der Schiebemuffe 10 verläuft. Weiterhin angedeutet ist eine Federkraftachse 24, welche in derjenigen Richtung verläuft, in welcher das Rastelement 18 von dem Federelement 17 nach außen gedrängt wird. Vorzugsweise verläuft die Federkraftachse 24 mittig durch das Rastelement 18. Bevorzugt verläuft sie weiterhin durch die Drehachse 4, insbesondere steht sie senkrecht auf ihr. Vorzugweise umgreift das Federelement 17 die Federkraftachse 24, insbesondere entspricht eine Längsmittelachse des Federelements 17 der Federkraftachse 24. Anders ausgedrückt durchgreift die Federkraftachse 24 das Federelement 17 mittig. Das Federelement 17 liegt hier als Spiralfeder vor. It can be seen that the locking element 18 is round in cross section. It is preferably in the form of a sphere. A tooth center plane 22 is indicated, which, on the one hand, completely accommodates the axis of rotation 4 and, on the other hand, runs centrally through one of several teeth 23 of the internal toothing 9 of the sliding sleeve 10. Also indicated is a spring force axis 24, which runs in the direction in which the locking element 18 is pushed outwards by the spring element 17. The spring force axis 24 preferably runs centrally through the locking element 18. It preferably also runs through the axis of rotation 4, in particular it is perpendicular to it. The spring element 17 preferably surrounds the spring force axis 24, In particular, a longitudinal central axis of the spring element 17 corresponds to the spring force axis 24. In other words, the spring force axis 24 passes through the spring element 17 centrally. The spring element 17 is present here as a spiral spring.
Es ist erkennbar, dass die Federkraftachse 24 bezüglich der Zahnmittenebene 22 angewinkelt ist. Beispielsweise beträgt der Winkel zwischen der Federkraftachse 24 und der Zahnmittenebene 22 im Querschnitt gesehen mindestens 1 °, mindestens 2°. Der Winkel kann jedoch auch größer sein und mindestens 3°, mindestens 4° oder mindestens 5° entsprechen. Hieraus resultiert eine Anlagestelle 25, an welcher das Rastelement 18 an einem Boden 26 anliegt, welcher von der Schiebemuffe 10 ausgebildet ist und die Rastausnehmung 19 in radialer Richtung nach außen begrenzt. Die Anlagestelle 25 liegt in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel in der Zahnmittenebene 22, kann jedoch auch in Umfangsrichtung gegenüber dieser versetzt sein. It can be seen that the spring force axis 24 is angled with respect to the tooth center plane 22. For example, the angle between the spring force axis 24 and the tooth center plane 22, viewed in cross section, is at least 1°, at least 2°. However, the angle can also be larger and correspond to at least 3°, at least 4° or at least 5°. This results in a contact point 25, at which the locking element 18 rests on a base 26, which is formed by the sliding sleeve 10 and delimits the locking recess 19 in the radial direction to the outside. In the exemplary embodiment shown here, the contact point 25 lies in the tooth center plane 22, but can also be offset from this in the circumferential direction.
Eine gedachte Ebene, welche parallel zu der Drehachse 4 vorliegt und zum einen mittig durch das Rastelement 18 und mittig durch die Anlagestelle 25 verläuft, ist gegenüber der Federkraftachse 24 angewinkelt. Beispielsweise beträgt der zwischen ihnen vorliegende Winkel mindestens 15° und höchstens 75°, vorzugsweise mindestens 35° und höchstens 55°. Die beschriebene Ausgestaltung und Anordnung der Vorsynchronisierungseinrichtung 15 bewirkt eine Vorspannkraft auf die Schiebemuffe 10, welche ein zwischen dem Synchronisierungskörper 6 und der Schiebemuffe 10 wirkendes Vorspanndrehmoment bewirkt. Hierdurch sind der Synchronisierungskörper 6 und die Schiebemuffe 10 in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse 4 gegeneinander vorgespannt, sodass Störgeräusche effektiv vermieden werden. Es ist erkennbar, dass die Synchronisierungsvorrichtung 5 nicht lediglich eine einzige Vorsynchronisierungseinrichtung 15 aufweist, sondern vielmehr mehrere, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei. Die Vorsynchronisierungseinrichtungen 15 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Schiebemuffe 10. Erkennbar ist dabei insbesondere die Rastausnehmung 19 mit der ersten Rastteilausnehmung 20 und den beiden zweiten Rastteilausnehmung 21. Dargestellt ist zudem ein Endanschlagselement 27, welches zwischen zwei der Zähne 23 der Innenverzahnung 9 ausgebildet ist. Das Endanschlagselement 27 begrenzt eine Verlagerung der Schiebemuffe 10 in axialer Richtung, indem es in der zweiten Stellung mit der Außenverzahnung 12 des Kupplungskörpers 11 zusammenwirkt. Hierdurch wird ein Verlagern der Schiebemuffe 10 aus Richtung der ersten Stellung über die jeweilige zweite Stellung hinaus unterbunden. An imaginary plane, which is parallel to the axis of rotation 4 and runs centrally through the locking element 18 and centrally through the contact point 25, is angled relative to the spring force axis 24. For example, the angle between them is at least 15° and at most 75°, preferably at least 35° and at most 55°. The described design and arrangement of the pre-synchronization device 15 causes a preload force on the sliding sleeve 10, which causes a preload torque acting between the synchronization body 6 and the sliding sleeve 10. As a result, the synchronization body 6 and the sliding sleeve 10 are biased against each other in the circumferential direction with respect to the axis of rotation 4, so that disturbing noises are effectively avoided. It can be seen that the synchronization device 5 does not have just a single pre-synchronization device 15, but rather several, three in the exemplary embodiment shown. The pre-synchronization devices 15 are arranged evenly distributed in the circumferential direction. 3 shows a schematic representation of the sliding sleeve 10. What can be seen in particular is the locking recess 19 with the first locking part recess 20 and the two second locking part recesses 21. Also shown is an end stop element 27, which is formed between two of the teeth 23 of the internal toothing 9. The end stop element 27 limits a displacement of the sliding sleeve 10 in the axial direction by interacting with the external teeth 12 of the coupling body 11 in the second position. This prevents the sliding sleeve 10 from being displaced from the direction of the first position beyond the respective second position.
Die Figur 4 zeigt eine schematische Detaildarstellung der Schiebemuffe 10 im Bereich der Rastausnehmung 19. Wiederum ist erkennbar, dass die Rastausnehmung 19 die erste Rastteilausnehmung 20 und die mehreren zweiten Rastteilausnehmungen 21 aufweist, wobei die zweiten Rastteilausnehmungen 21 die erste Rastteilausnehmung 20 in axialer Richtung zwischen sich aufnehmen. Es ist weiterhin erkennbar, dass die Rastausnehmung 19 in Umfangsrichtung bezüglich der Zähne 23 asymmetrisch angeordnet ist. Insbesondere greift sie in Umfangsrichtung in einen der Zähne 23 weiter ein als in einen anderen der Zähne 23. 4 shows a schematic detailed representation of the sliding sleeve 10 in the area of the locking recess 19. Again it can be seen that the locking recess 19 has the first locking part recess 20 and the plurality of second locking part recesses 21, the second locking part recesses 21 having the first locking part recess 20 between them in the axial direction to record. It can also be seen that the locking recess 19 is arranged asymmetrically in the circumferential direction with respect to the teeth 23. In particular, it engages further in the circumferential direction in one of the teeth 23 than in another of the teeth 23.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Rastteilausnehmung 20 mit einer größeren Tiefe ausgestaltet als die zweiten Rastteilausnehmung 21 . Zwischen der ersten Rastteilausnehmung 20 und jeder der zweiten Rastteilausnehmungen 21 ist ein Vorsprung 28 ausgestaltet, in welchem jeweils eine Führungsrinne 29 für das Rastelement 18 ausgestaltet ist. Die erste Rastteilausnehmung 20 ist beispielsweise kugelsegmentförmig, wohingegen die zweiten Rastteilausnehmungen 21 jeweils trichterförmig sind. Die Führungsrinnen 29 sind bevorzugt zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig. In the exemplary embodiment shown, the first latching part recess 20 is designed with a greater depth than the second latching part recess 21. A projection 28 is designed between the first latching part recess 20 and each of the second latching part recesses 21, in which a guide groove 29 is designed for the latching element 18. The first latching part recess 20 is, for example, spherical segment-shaped, whereas the second latching part recesses 21 are each funnel-shaped. The guide channels 29 are preferably cylindrical, in particular circular cylindrical.
Die Innenverzahnung 9 weist einen ersten Innenverzahnungsbereich 30 auf, in welcher der Querschnitt der Zähne 23 zumindest abseits der Rastausnehmung 19 über die Erstreckung des ersten Innenverzahnungsbereichs 30 in axialer Richtung konstant ist. An den ersten Innenverzahnungsbereich 30 schließt sich ein zweiter Innenverzahnungsbereich 31 an, in welchem sich der Querschnitt zumindest abschnittsweise in axialer Richtung verändert. Vorzugsweise liegen wiederum mehrere zweite Innenverzahnungsbereiche 31 vor, die in axialer Richtung gesehen den ersten Innenverzahnungsbereich 30 zwischen sich aufnehmen. In axialer Richtung gesehen geht also von dem ersten Innenverzahnungsbereich 30 beidseitig jeweils einer der zweiten Innenverzahnungsbereiche 31 aus. The internal toothing 9 has a first internal toothing area 30, in which the cross section of the teeth 23 at least away from the locking recess 19 over the extent of the first internal toothing area 30 in axial direction is constant. The first internal toothing area 30 is adjoined by a second internal toothing area 31, in which the cross section changes at least in sections in the axial direction. Preferably, there are again several second internal toothing areas 31 which, viewed in the axial direction, accommodate the first internal toothing area 30 between them. Seen in the axial direction, one of the second internal toothing areas 31 extends from the first internal toothing area 30 on both sides.
Die erste Rastteilausnehmung 20 liegt in axialer Richtung gesehen vollständig in dem ersten Innenverzahnungsbereich 30 vor. Die zweite Rastteilausnehmung 21 kann ebenfalls teilweise in dem ersten Innenverzahnungsbereich 30 vorliegen, sie erstreckt sich jedoch aus diesem heraus bis in den zweiten Innenverzahnungsbereich 31. Hierdurch ist die zweite Rastteilausnehmung 21 zumindest abschnittsweise von den Zähnen 23 in Umfangsrichtung begrenzt. The first latching part recess 20 lies completely in the first internal toothing region 30 when viewed in the axial direction. The second locking part recess 21 can also be partially present in the first internal toothing area 30, but it extends out of this into the second internal toothing area 31. As a result, the second locking part recess 21 is at least partially delimited by the teeth 23 in the circumferential direction.
Die beschriebene Ausgestaltung des Synchronisierungsvorrichtung 5 beziehungsweise des Gangwechselgetriebes 1 ermöglicht durch die asymmetrische Anordnung der Rastausnehmung 19 bezüglich der Zähne 23 das Verspannen von Synchronisierungskörper 6 und Schiebemuffe 10 in Umfangsrichtung gegeneinander. Hierdurch werden auf zuverlässige Art und Weise Störgeräusche verringert oder sogar gänzlich verhindert, welche während eines Betriebs des Gangwechselgetriebes 1 auftreten können, beispielsweise aufgrund eines Lastwechsels. The described design of the synchronization device 5 or the gear change transmission 1 enables the tensioning of the synchronization body 6 and the sliding sleeve 10 against each other in the circumferential direction due to the asymmetrical arrangement of the locking recess 19 with respect to the teeth 23. This reliably reduces or even completely prevents noise that can occur during operation of the gear change transmission 1, for example due to a load change.
Die Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Innenverzahnungszahns 32 der Innenverzahnung 9 in drei unterschiedlichen Varianten. Ganz links ist eine erste Variante, in der Mitte eine zweite Variante und ganz rechts eine dritte Variante dargestellt. Die Ausführungen zu dem Innenverzahnungszahn 32 sind unabhängig von der Vorsynchronisierungseinrichtung 15 realisierbar. Diese kann entsprechend auch anders ausgestaltet sein als beschrieben, insbesondere derart, dass sie kein Vorspanndrehmoment erzeugt. Besonders gewinnbringend ist jedoch eine Kombination der beschriebenen Vorsynchronisierungseinrichtung 15 mit einer der Varianten des Innenverzahnungszahns 32. Figure 5 shows a schematic representation of an internal toothing tooth 32 of the internal toothing 9 in three different variants. A first variant is shown on the far left, a second variant in the middle and a third variant on the far right. The statements regarding the internal toothing tooth 32 can be implemented independently of the pre-synchronization device 15. This can also be designed differently than described, in particular in such a way that it does not generate any preload torque. However, a combination of those described is particularly profitable Pre-synchronization device 15 with one of the variants of the internal toothing tooth 32.
Lediglich angedeutet ist für alle drei Varianten der erste Innenverzahnungsbereich 30, in welchem der Innenverzahnungszahn 32 einen konstanten Querschnitt aufweist. Gezeigt ist hingegen der zweite Innenverzahnungsbereich 31 , in welchem sich der Querschnitt zumindest abschnittsweise in axialer Richtung verändert. Konkret weist der Innenverzahnungszahn 32 einen verjüngten Endbereich 33 auf, wobei die Verjüngung ausgehend von dem ersten Innenverzahnungsbereich 30 mittels einer Stufung 34 umgesetzt ist. Der Endbereich 33 geht von einem Grundkörper 35 aus, der sich vorzugsweise über den gesamten ersten Innenverzahnungsbereich 30 erstreckt und auch die Stufung 34 sowie einen sich daran anschließenden, optionalen Bereich des Innenverzahnungszahns 32 mit im Schnitt konstanten Abmessungen in Umfangsrichtung umfasst. Only indicated for all three variants is the first internal tooth area 30, in which the internal tooth 32 has a constant cross section. However, what is shown is the second internal toothing area 31, in which the cross section changes at least in sections in the axial direction. Specifically, the internal toothing tooth 32 has a tapered end region 33, the taper being implemented starting from the first internal toothing region 30 by means of a step 34. The end region 33 is based on a base body 35, which preferably extends over the entire first internal tooth region 30 and also includes the step 34 and an adjoining, optional region of the internal tooth 32 with constant cross-sectional dimensions in the circumferential direction.
In dem Endbereich 33 liegen ausgehend von dem Grundkörper 35 mehrere Zahnbereiche 36, 37 und 38 vor, wobei der Zahnbereich 36 auch als Hinterlegungsbereich, der Zahnbereich 37 als Einspurbereich und der Zahnbereich 38 als Einfädelbereich bezeichnet werden. In Umfangsrichtung gesehen wird der Innenverzahnungszahn 32 von einer Seitenwand 39 begrenzt. Diese weist einen in dem Hinterlegungsbereich liegenden Hinterlegungsseitenwandbereich 40, einen in dem Einspurbereich 37 liegenden Einspurseitenwandbereich 41 und einen in dem Einfädelbereich 38 liegenden Einfädelseitenwandbereich 42 auf. Im Rahmen dieser Beschreibung wird lediglich auf die Seitenwand 39 eingegangen. Selbstverständlich wird der Innenverzahnungszahn 32 jedoch in Umfangsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten jeweils von einer solchen Seitenwand 39 begrenzt. Auf die jeweils andere Seitenwand sind die Ausführungen für die Seitenwand 39 entsprechend anzuwenden. Dies gilt insbesondere für den hier dargestellten Fall, in welchem der Innenverzahnungszahn 32 im Schnitt gesehen symmetrisch bezüglich der jeweiligen Zahnmittenebene 22 ist. In dem Hinterlegungsbereich 36 nehmen die in Umfangsrichtung vorliegenden Abmessungen des Innenverzahnungszahns 32 in die in Axialrichtung von dem Grundkörper 35 abgewandte Richtung zu, nämlich im Schnitt gesehen gleichmäßig. Entsprechend liegt der Hinterlegungsseitenwandbereich 40 im Schnitt gesehen entlang einer gedachten Geraden vor beziehungsweise der Hinterlegungsseitenwandbereich 40 ist plan. Über den Einspurbereich 37 sind der Hinterlegungsbereich 36 und der Einfädelbereich 38 miteinander verbunden. In der gezeigten Variante sind insoweit auch der Hinterlegungsseitenwandbereich 40 und der Einfädelseitenwandbereich 42 über den Einspurseitenwandbereich 41 miteinander verbunden. In dem Einfädelbereich 38 verjüngt sich der Innenverzahnungszahn 32 in Umfangsrichtung bis hin zu einem Ende 44. In the end region 33, starting from the base body 35, there are several tooth regions 36, 37 and 38, the tooth region 36 also being referred to as the backing region, the tooth region 37 as the meshing region and the tooth region 38 as the threading region. Seen in the circumferential direction, the internal toothing tooth 32 is delimited by a side wall 39. This has a backing side wall area 40 located in the backing area, an in-track side wall area 41 located in the backing area 37 and a threading side wall area 42 located in the threading area 38. In the context of this description, only the side wall 39 will be discussed. Of course, the internal toothing tooth 32 is limited in the circumferential direction on opposite sides by such a side wall 39. The explanations for the side wall 39 must be applied accordingly to the other side wall. This applies in particular to the case shown here, in which the internal tooth 32 is symmetrical in section with respect to the respective tooth center plane 22. In the deposit area 36, the dimensions of the internal tooth 32 in the circumferential direction increase in the direction facing away from the base body 35 in the axial direction, namely evenly when viewed in section. Accordingly, the backing side wall area 40 is seen in section along an imaginary straight line or the backing side wall area 40 is flat. The backing area 36 and the threading area 38 are connected to one another via the tracking area 37. In the variant shown, the backing side wall area 40 and the threading side wall area 42 are also connected to one another via the insertion side wall area 41. In the threading area 38, the internal tooth 32 tapers in the circumferential direction up to an end 44.
Um ein Ineingriffbringen der Innenverzahnung 9 der Schiebemuffe 10 mit der Außenverzahnung 12 des Kupplungskörpers 11 zu vereinfachen, ist der Einspurseitenwandbereich 41 im Schnitt gesehen gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich 40 versetzt oder angewinkelt und gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich 42 versetzt oder angewinkelt. Bei der hier gezeigten ersten Variante ist der Einspurseitenwandbereich 41 sowohl gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich 40 als auch gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich 42 angewinkelt. In order to make it easier to engage the internal toothing 9 of the sliding sleeve 10 with the external toothing 12 of the coupling body 11, the engagement side wall area 41, viewed in section, is offset or angled relative to the backing side wall area 40 and offset or angled relative to the threading side wall area 42. In the first variant shown here, the single-track side wall area 41 is angled both relative to the backing side wall area 40 and to the threading side wall area 42.
Bei der zweiten Variante ist in dem Einspurbereich 37 ein Rücksprung 45 ausgestaltet. Hierdurch liegt zusätzlich zu dem Einspurseitenwandbereich 41 ein weiterer Einspurseitenwandbereich 46 vor. Der Einspurseitenwandbereich 41 ist im Schnitt gesehen gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich 40 angewinkelt und gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich 42 versetzt. Hierbei ist er vorzugsweise parallel zu letzteren angeordnet. Der weitere Einspurseitenwandbereich 46 ist hingegen gegenüber dem Hinterle- gungsseitenwandbereich 40 versetzt und gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich 42 angewinkelt. Hierbei liegt vorzugsweise der weitere Einspurseitenwandbereich 46 parallel zu dem Hinterlegungsseitenwandbereich 40 vor. Wiederum ist der Innenverzahnungszahn 32 bezüglich der Zahnmittenebene 22 symmetrisch ausgestaltet. Die zweite Variante ähnelt grundsätzlich der ersten Variante, sodass hinsichtlich der weiteren Ausgestaltung auf die vorstehenden Ausführungen hingewiesen wird. In the second variant, a recess 45 is designed in the single-track area 37. As a result, in addition to the single-track side wall region 41, there is a further single-track side wall region 46. Seen in section, the insertion side wall area 41 is angled relative to the backing side wall area 40 and offset from the threading side wall area 42. Here it is preferably arranged parallel to the latter. The further insertion side wall area 46, on the other hand, is offset relative to the backing side wall area 40 and angled relative to the threading side wall area 42. Here, the further single-track side wall area 46 is preferably parallel to the backing side wall area 40. Again, the internal toothing tooth 32 is designed symmetrically with respect to the tooth center plane 22. The second variant is fundamentally similar the first variant, so that reference is made to the above statements with regard to the further design.
Die dritte Variante ähnelt erneut der ersten Variante, sodass entsprechend auf die dazugehörigen Ausführungen verwiesen wird. Die Unterschiede liegen darin, dass der Innenverzahnungszahn 32 bezüglich der Zahnmittenebene 22 asymmetrisch ist. Das bedeutet, dass der Hinterlegungsbereich 36 und/oder der Einspurbereich 37 und/oder der Einfädelbereich 38 auf gegenüberliegenden Seiten der Zahnmittenebene 22 im Schnitt gesehen unterschiedliche Erstreckungen in axialer Richtung aufweisen. The third variant is again similar to the first variant, so reference is made to the corresponding explanations. The differences are that the internal tooth 32 is asymmetrical with respect to the tooth center plane 22. This means that the deposit area 36 and/or the engagement area 37 and/or the threading area 38 on opposite sides of the tooth center plane 22 have different extensions in the axial direction when viewed in section.
Die Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung der Innenverzahnung 9 der Schiebemuffe 10 sowie der Außenverzahnung 12 des Kupplungskörpers 11. Von der Innenverzahnung 9 ist wiederum der Innenverzahnungszahn 32 gezeigt, nämlich gemäß der ersten Variante. Auf die entsprechenden Ausführungen wird daher hingewiesen. Von der Außenverzahnung 12 sind zwei Außenverzahnungszähne 47 gezeigt, welche zwischen sich in Umfangsrichtung einen Zahnzwischenraum 48 aufnehmen. Während des Verlagerns der Schiebemuffe 10 aus ihrer ersten Stellung in Richtung ihrer zweiten Stellung wird die Innenverzahnung 9 mit der Außenverzahnung 12 in Eingriff gebracht, wobei der Innenverzahnungszahn 32 in den Zahnzwischenraum 48 eingreift. Es wird angenommen, dass der Innenverzahnungszahn 32 dabei in Umfangsrichtung auf einer Seite an einem der Außenverzahnungszähne 47 anliegt. Figure 6 shows a schematic representation of the internal toothing 9 of the sliding sleeve 10 and the external toothing 12 of the coupling body 11. Of the internal toothing 9, the internal toothing 32 is again shown, namely according to the first variant. Reference is therefore made to the relevant statements. Of the external toothing 12, two external toothing teeth 47 are shown, which accommodate a tooth space 48 between them in the circumferential direction. During the displacement of the sliding sleeve 10 from its first position towards its second position, the internal toothing 9 is brought into engagement with the external toothing 12, with the internal toothing tooth 32 engaging in the tooth space 48. It is assumed that the internal tooth 32 abuts one of the external teeth 47 in the circumferential direction on one side.
Zwischen dem Innenverzahnungszahn 32 und dem jeweils anderen der Außenverzahnungszähne 47 liegen während des Einbringens des Innenverzahnungszahns 32 in den Zahnzwischenraum 48 verschiedene Abstände in Umfangsrichtung vor. Ein über das Verlagern der Schiebemuffe 10 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung minimal vorliegender Abstand zwischen dem Außenverzahnungszahn 47 und dem Einfädelbereich 38 wird als Einfädelumfangsspiel di bezeichnet. Der minimale Abstand in Umfangsrichtung zwischen dem Außenverzahnungszahn 47 und dem Einspurbereich 37 liegt als Einspurumfangsspiel d2 und der Abstand des Außenverzahnungszahns 47 zu dem Hinterlegungsseitenwandbereich 40 als Hinterlegungsumfangsspiel ds. There are different distances in the circumferential direction between the internal toothing tooth 32 and the other of the external toothing teeth 47 during the insertion of the internal toothing tooth 32 into the tooth space 48. A minimum distance between the external toothing tooth 47 and the threading area 38 when the sliding sleeve 10 is moved from the first position to the second position is referred to as threading circumferential play di. The minimum distance in the circumferential direction between the external gear tooth 47 and the meshing area 37 is the engagement circumferential clearance d2 and the distance of the external gear tooth 47 to the backing sidewall area 40 as backing circumferential play ds.
Das Einspurumfangsspiel d2 ist kleiner als das Einfädelumfangsspiel di. Das Hinterlegungsumfangsspiel ds ist hingegen vorzugsweise größer als das Einfädelumfangsspiel di und das Einspurumfangsspiel d2. Allerdings ist das Hinterlegungsumfangsspiel ds um höchstens 50 % größer als das Einfädelumfangsspiel di . Das Einspurumfangsspiel d2 beträgt mindestens 50 % des Einfädelumfangsspiels di . Hierdurch wird ein einfaches Einspuren der Innenver- zahnung 9 in die Außenverzahnung 12 gewährleistet. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass eine unerwünschte Bildung von Störgeräuschen verringert oder gänzlich verhindert ist, indem das Hinterlegungsumfangsspiel ds gegenüber herkömmlichen Synchronisierungsvorrichtungen 5 deutlich verringert ist. The insertion circumferential clearance d2 is smaller than the threading circumferential clearance di. The backing circumferential clearance ds, on the other hand, is preferably larger than the threading circumferential clearance di and the insertion circumferential clearance d2. However, the backing circumferential play ds is at most 50% larger than the threading circumferential play di. The threading circumferential clearance d2 is at least 50% of the threading circumferential clearance di. This ensures that the internal toothing 9 meshes easily with the external toothing 12. At the same time, it is ensured that undesirable formation of noise is reduced or completely prevented by significantly reducing the backing circumference play ds compared to conventional synchronization devices 5.
BEZUGSZEICHENLISTE: REFERENCE SYMBOL LIST:
1 Gangwechselgetriebe 1 speed change gearbox
2 1 . Schaltrad 2 1 . Switch wheel
3 2. Schaltrad 3 2. Switching wheel
4 Drehachse 4 axis of rotation
5 Synchronisierungsvorrichtung5 synchronization device
6 Synchronisierungskörper 6 synchronization bodies
7 Verzahnung 7 gearing
8 Außenverzahnung 8 external teeth
9 Innenverzahnung 9 internal teeth
10 Schiebemuffe 10 sliding sleeve
11 Kupplungskörper 11 coupling body
12 Außenverzahnung 12 external teeth
13 Synchronring 13 synchronizer ring
14 Synchronisierungselement 14 synchronization element
15 Vorsynchronisierungseinrichtung15 pre-synchronization device
16 Gehäuse 16 housings
17 Federelement 17 spring element
18 Rastelement 18 locking element
19 Rastausnehmung 19 locking recess
20 1. Rastteilausnehmung 20 1. Locking part recess
21 2. Rastteilausnehmung 21 2. Locking part recess
22 Zahnmittenebene 22 tooth center plane
23 Zahn 23 tooth
24 Federkraftachse 24 spring force axle
25 Anlagestelle 25 investment point
26 Boden 26 floor
27 Endanschlagselement 27 end stop element
28 Vorsprung 28 lead
29 Führungsrinne 29 guide trough
30 1 . Innenverzahnungsbereich30 1 . Internal gear area
31 2. Innenverzahnungsbereich31 2. Internal gear area
32 Innenverzahnungszahn 33 Endbereich 32 internal gear teeth 33 end area
34 Stufung 34 grading
35 Grundkörper 35 basic bodies
36 Hinterlegungsbereich 37 Einspurbereich 36 deposit area 37 single track area
38 Einfädelbereich 38 threading area
39 Seitenwand 39 side wall
40 Hinterlegungsseitenwandbereich40 backing sidewall area
41 Einspurseitenwandbereich 42 Einfädelseitenwandbereich 41 Single-track side wall area 42 Thread-in side wall area
43 Zahnmittenebene 43 tooth center plane
44 Ende 44 end
45 Rücksprung 45 return
46 Einspurseitenwandbereich 47 Außenverzahnungszahn 46 Single track sidewall area 47 External gear tooth
48 Zahnzwischenraum 48 interdental space

Claims

PATENTANSPRÜCHE: PATENT CLAIMS:
1 . Synchronisierungsvorrichtung (5) für ein Gangwechselgetriebe (1 ), mit einem Synchronisierungskörper (6) und einem Kupplungskörper (11 ), die um eine Drehachse (4) drehbar gelagert sind, sowie mit einer in axialer Richtung bezüglich der Drehachse (4) verlagerbaren Schiebemuffe (10), die eine mit einer Außenverzahnung (8) des Synchronisierungskörpers (6) kämmende Innenverzahnung (9) aufweist und in einer ersten Stellung außer Eingriff mit einer Außenverzahnung (12) des Kupplungskörpers (11 ) steht und in einer zweiten Stellung in Eingriff mit der Außenverzahnung (12) vorliegt, wobei Innenverzahnungszähne (32) der Innenverzahnung (9) in axialer Richtung gesehen einen in Umfangsrichtung verjüngten Endbereich (33) aufweisen, der ausgehend von einem Grundkörper (35) des jeweiligen Innenverzahnungszahns (32) mehrere Zahnbereiche (36, 37, 38) umfasst, in welchen der Innenverzahnungszahn (32) im Schnitt gesehen von planen Seitenwandbereichen (40, 41 , 42) einer Seitenwand (39) des Innenverzahnungszahns (32) begrenzt ist, wobei die Zahnbereiche (36, 37, 38) einen Hinterlegungsbereich (36) sowie einen Einfädelbereich (38) und die Seitenwandbereiche (40, 41 , 42) einen in dem Hinterlegungsbereich (36) vorliegenden Hinterlegungssei- tenwandbereich (40) sowie einen in dem Einfädelbereich (38) vorliegenden Einfädelseitenwandbereich (42) umfassen, wobei in dem Hinterlegungsbereich (36) Abmessungen des jeweiligen Innenverzahnungszahns (32) in Umfangsrichtung in die von dem Grundkörper (35) abgewandte Richtung zunehmen und sich der Einfädelseitenwandbereich (42) bis zu einem Ende (44) des jeweiligen Innenverzahnungszahns (32) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hinterlegungsbereich (36) und dem Einfädelbereich (38) ein Einspurbereich (37) vorliegt, in dem einer der Seitenwandbereiche (40, 41 , 42) als Einspurseitenwandbereich (41 ) ausgestaltet ist, der im Schnitt gesehen gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich (40) versetzt oder angewinkelt und gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich (42) versetzt oder angewinkelt ist. 1 . Synchronization device (5) for a gear change transmission (1), with a synchronization body (6) and a clutch body (11), which are rotatably mounted about an axis of rotation (4), and with a sliding sleeve (4) which can be displaced in the axial direction with respect to the axis of rotation (4). 10), which has an internal toothing (9) which meshes with an external toothing (8) of the synchronization body (6) and is in a first position out of engagement with an external toothing (12) of the coupling body (11) and in a second position in engagement with the External toothing (12) is present, wherein internal toothing teeth (32) of the internal toothing (9), viewed in the axial direction, have a circumferentially tapered end region (33) which, starting from a base body (35) of the respective internal toothing tooth (32), has several tooth regions (36, 37 , 38), in which the internal tooth (32), seen in section, is delimited by flat side wall regions (40, 41, 42) of a side wall (39) of the internal tooth (32), the tooth regions (36, 37, 38) forming a deposit area (36) as well as a threading area (38) and the side wall areas (40, 41, 42) comprise a backing side wall area (40) present in the backing area (36) and a threading side wall area (42) present in the threading area (38), wherein in the deposit area (36) increases dimensions of the respective internal tooth (32) in the circumferential direction in the direction facing away from the base body (35) and the threading side wall area (42) extends to one end (44) of the respective internal tooth (32), characterized in that that between the backing area (36) and the threading area (38) there is a tracking area (37), in which one of the side wall areas (40, 41, 42) is designed as a single-track side wall area (41), which, when viewed in section, is opposite the backing side wall area (40). offset or angled and offset or angled relative to the threading side wall area (42).
2. Synchronisierungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz oder die Anwinkelung des Einspurseitenwandbereichs (41 ) durch einen Rücksprung (45) der Seitenwand (39) des jeweiligen Innenverzahnungszahns (32) gebildet ist. 2. Synchronization device according to claim 1, characterized in that the offset or angulation of the Single-track side wall area (41) is formed by a recess (45) of the side wall (39) of the respective internal toothing tooth (32).
3. Synchronisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schnitt gesehen der Einspurseitenwandbereich (41 ) gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich3. Synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that, viewed in section, the in-track side wall area (41) is opposite the backing side wall area
(40) um einen ersten Winkel und gegenüber dem Einfädelseitenwandbereich (42) um einen zweiten Winkel angewinkelt ist, wobei der erste Winkel kleiner ist als der zweite Winkel. (40) is angled at a first angle and relative to the threading side wall area (42) at a second angle, the first angle being smaller than the second angle.
4. Synchronisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Abmessungen des jeweiligen Innenverzahnungszahns (32) in Umfangsrichtung in dem Einspurbereich (37) in die von dem Grundkörper (35) abgewandte Richtung abnehmen. 4. Synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that dimensions of the respective internal tooth (32) decrease in the circumferential direction in the engagement area (37) in the direction facing away from the base body (35).
5. Synchronisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einspurbereich (37) zusätzlich zu dem Einspurseitenwandbereich (41 ) ein weiterer Einspurseitenwandbereich (46) vorliegt, der im Schnitt gesehen gegenüber dem Einspurseitenwandbereich (41 ) angewinkelt ist. 5. Synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that in the engagement region (37) in addition to the engagement side wall region (41), there is a further engagement side wall region (46), which, when viewed in section, is angled relative to the engagement side wall region (41).
6. Synchronisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspurseitenwandbereich6. Synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that the single-track side wall area
(41 ) gegenüber dem Hinterlegungsseitenwandbereich (40) angewinkelt ist und/oder zu dem Einfädelseitenwandbereich (42) parallel verläuft, und/oder dass der weitere Einspurseitenwandbereich (41 ) zu dem Hinterlegungsseitenwandbereich (40) parallel verläuft und/oder bezüglich des Einfädelseitenwandbereichs (42) angewinkelt ist. (41) is angled relative to the backing side wall area (40) and/or runs parallel to the threading side wall area (42), and/or that the further insertion side wall area (41) runs parallel to the backing side wall area (40) and/or with respect to the threading side wall area (42) is angled.
7. Synchronisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung (12) des Kupplungskörpers (11 ) mehrere Außenverzahnungszähne (47) aufweist, wobei jeder der Außenverzahnungszähne (47) in Umfangsrichtung von einer weiteren Seitenwand begrenzt ist, die im Schnitt gesehen parallel zu dem Hinterlegungsseitenwandbereich (40) und bezüglich des Einfädelseitenwandbereichs (42) und des Einspurseitenwandbereichs (41 ) jeweils angewinkelt verläuft. 7. Synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that the external toothing (12) of the coupling body (11) has a plurality of external toothing teeth (47), each of the external toothing teeth (47) being delimited in the circumferential direction by a further side wall, which is seen in section parallel to that Backing side wall area (40) and with respect to the threading side wall area (42) and the insertion side wall area (41) are each angled.
8. Synchronisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verlagerns der Schiebemuffe (10) aus der ersten Stellung in die zweite Stellung und einem Eingreifen eines der Innenverzahnungszähne (32) in einen von zwei der Außenverzahnungszähnen (47) begrenzten Außenverzahnungszahnzwischen- raum (48) bei Anliegen eines der Innenverzahnungszähne (32) an einem der Außenverzahnungszähne (47) ein in Umfangsrichtung minimal vorliegender Abstand des jeweils anderen der Außenverzahnungszähne (47) zu dem Einfädelseitenwandbereich (42) als Einfädelumfangsspiel (di ), zu dem Einspurseitenwandbereich (41 ) als Einspurumfangsspiel (d2) und zu dem Hinterlegungsseitenwandbereich (40) als Hinterlegungsumfangsspiel (da) vorliegt. 8. Synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that during the displacement of the sliding sleeve (10) from the first position to the second position and an engagement of one of the internal toothing teeth (32) in one of two of the external toothing teeth (47) limited external toothing teeth (47). space (48) when one of the internal toothing teeth (32) is in contact with one of the external toothing teeth (47), a minimum distance in the circumferential direction of the other one of the external toothing teeth (47) to the threading side wall area (42) as threading circumferential play (di ), to the threading side wall area (41 ) as a single-track circumferential clearance (d2) and to the backing side wall area (40) as a backing circumferential clearance (da).
9. Synchronisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der nachfolgend genannten Bedingungen zutrifft: 9. Synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the following conditions applies:
- das Einspurumfangsspiel (d2) ist kleiner als das Einfädelumfangsspiel (di), - the one-track circumferential clearance (d2) is smaller than the threading circumferential clearance (di),
- das Einspurumfangsspiel (d2) und/oder das Einfädelumfangsspiel (di) sind kleiner als das Hinterlegungsumfangsspiel (da), - the one-track circumferential clearance (d2) and/or the threading circumferential clearance (di) are smaller than the backing circumferential clearance (da),
- das Hinterlegungsumfangsspiel (da) ist um höchstens 50 %, höchstens 40 % oder höchstens 30 % größer als das Einfädelumfangsspiel (di), und - the backing circumference play (da) is at most 50%, at most 40% or at most 30% larger than the threading circumference play (di), and
- das Einspurumfangsspiel (d2) beträgt mindestens 50 %, mindestens 60 % oder mindestens 70 % des Einfädelumfangsspiels (di ). - the threading circumferential clearance (d2) is at least 50%, at least 60% or at least 70% of the threading circumferential clearance (di).
10. Synchronisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Innenverzahnungszähne (32) bezüglich einer die Drehachse (4) vollständig aufnehmenden und mittig durch den jeweiligen Innenverzahnungszahn (32) verlaufenden Zahnmitten- ebene symmetrisch ausgestaltet ist. 10. Synchronization device according to one of the preceding claims, characterized in that each of the internal toothing teeth (32) is designed symmetrically with respect to a tooth center plane which completely accommodates the axis of rotation (4) and runs centrally through the respective internal toothing tooth (32).
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