DE1003045B - Synchronizing device, in particular for dog clutches in motor vehicle change gears - Google Patents

Description

Synchronisiervorrichtung, insbesondere für Klauenkupplungen in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchronisiervorrichtung, insbesondere für Klauenkupplungen .in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben, mit einem Riegelglied, welches einen Eingriff des zu kuppelnden Kuppelgliedes bei ungleichen Drehzahlen dadurch verhindert, daß es mit einem Kuppelglied begrenzt drehbar verbunden und mit dem anderen Kuppelglied durch Reibung kuppel'bar ist und dadurch Sperrelemente in den Weg der .ineinander einzurückenden Kuppelglieder verstellt. Als Reibkupplung wird hierbei in einfachster Weise eine Konuskupplung verwendet.Synchronizing device, in particular for dog clutches in motor vehicle change gearboxes The invention relates to a synchronizing device, in particular for dog clutches .in motor vehicle change-speed transmissions, with a locking member which engages of the coupling element to be coupled at unequal speeds thereby prevented that it is rotatably connected to one coupling element to a limited extent and to the other coupling element can be coupled by friction and thus blocking elements in the way of .ein one another to be engaged coupling elements adjusted. As a friction clutch is here in the simplest Way uses a cone coupling.

Bei derartigen Synchronisiervorrichtungen tritt jedoch unter Umständen die Schwierigkeit auf, daß nach erfolgter Synchronisierung zum Verdrehen des Riegelgliedes ein gewisser Losreißwiderstand überwunden werden muß, und zwar insbesondere dann, wenn die Reibverbindung zwischen dem Riegelglied und -dem einen Kuppelglied mittels eines Reibkonus erfolgt, dessen Neigungswinkel sich .dem durch den Reibungswert bestimmten Grenzwinkel nähert.However, such synchronizers may occur the difficulty that after synchronization to rotate the locking member a certain tear resistance has to be overcome, in particular when when the frictional connection between the locking member and the one coupling member by means of a friction cone takes place, the angle of inclination .dem due to the coefficient of friction approaches a certain critical angle.

Die Erfindung beseitigt die angegebene Schwierigkeit dadurch, daß zusätzlich zur begrenzt drehbaren Verbindung des die eine Hälfte der Reibkupplung bildenden Riegelgliedes mit dem einen Kuppelglied auch die andere Kupplungshälfte der Reibkupplung mit Bezug auf das ihm zugeordnete Kuppelglied in Umfangsrichtung in an sich .bekannter Weise gegen Federwirkung begrenzt drehbar verbunden ist.The invention overcomes the stated difficulty in that in addition to the limited rotatable connection of one half of the friction clutch forming locking member with one coupling member and the other coupling half the friction clutch with respect to the coupling element assigned to it in the circumferential direction is connected in a known manner against spring action to a limited extent rotatable.

Die Anordnung der aus Gründen der Überwindung des Losreißwiderstandes an der Reibkupplung vorgesehenen Federn zwischen dem Reibkupplungsteil und demjenigen Kupplungsglied, welches mit dem Riegelglied in Umfangsrichtung unbegrenzt drehbeweglich und lediglich durch Reibung kuppelbar ist, bietet die Möglichkeit, daß die begrenzte Drehung zwischen dem Reibkupplungsteil und dem anderen, den Schaltteil bildenden Kuppelglied vollständig frei ohne Federwiderstand erfolgen kann, so daß bei Beginn der Einschaltbewegung bzw. des Synchronisiervorganges das Riegelglied sofort ohne jeden rückstellenden Widerstand in Riegellage übergehen kann. Die im Falle der Erfindung vorgesehenen Federn sind also völlig unabhängig von der Einleitung des Synchronisierungsvorganges.The arrangement of the for reasons of overcoming the tear-away resistance provided on the friction clutch springs between the friction clutch part and that Coupling member, which is infinitely rotatable with the locking member in the circumferential direction and can only be coupled by friction, offers the possibility that the limited Rotation between the friction clutch part and the other forming the shift part Coupling element can be done completely freely without spring resistance, so that at the beginning the switch-on movement or the synchronization process, the locking link immediately without any resetting resistance can pass into the bolted position. Which in the case of the invention provided springs are therefore completely independent of the initiation of the synchronization process.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, den Widerstand zu beseitigen, der sich nach erfolgter Synchronisierung dem Einrücken der Klauen infolge der Haftneigung der Reibungskupplung entgegensetzt, läßt sich mit den bekannten Synchronisiervorrichtungen nicht lösen. So sind in einem Falle zwar Federn zwischen der einen Hälfte der Reibkupplung und dem mit -ihr in Umfangsrichtung begrenzt drehbar verbundenen Kupplungsteil geschaltet, jedoch ist die andere Hälfte der Reibkupplung starr mit dem ihr zugeordneten Kupplungsteil verbunden, so daß beim Einleiten der Synchronisierung der Widerstand dieser Federn überwunden werden muß, was erfindungsgemäß vermieden wird.The object on which the invention is based is to eliminate the resistance, which, after synchronization has taken place, follows the engagement of the claws as a result of the tendency to stick opposed to the friction clutch, can be with the known synchronizing devices not solve. In one case there are springs between one half of the friction clutch and the coupling part connected to it so that it can rotate to a limited extent in the circumferential direction, however, the other half of the friction clutch is rigid with the clutch part assigned to it connected, so that when initiating the synchronization the resistance of these springs must be overcome, which is avoided according to the invention.

Vorzugsweise ist hierbei eine begrenzte Drehbarke:i:t in beiden Drehrichtungen, und zwar um etwa eine halbe Teilung der Klauenkupplung, von einer Mittellage aus vorgesehen, wobei die Federn so stark - zweckmäßig jedoch nicht wesentlich darüber hinaus - sind, daß sie die Reibkupplungshälfte nach beendeter Synchronisierung wieder in die Mittellage drücken.Preferably there is a limited rotation: i: t in both directions of rotation, namely by about half a division of the claw coupling, from a central position provided, with the springs so strong - useful but not much about it in addition - are that they have the friction clutch half again after synchronization is complete press in the middle position.

Zweckmäßig ist ferner die Größe der begrenzten Nachgiebigkeit der betreffenden Reibkupplungshälfte in Umfangsrichtung mit Bezug auf den ihr zugeordneten Tei'1 etwa gleich der halben Zahnteilung der zu synchronisierenden Klauenkupplun,g.The size of the limited flexibility of the relevant friction clutch half in the circumferential direction with reference to its assigned Tei'1 approximately equal to half the tooth pitch of the claw clutch to be synchronized, g.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Synchronisiervorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1 und Fig. 3 ,einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. 1 shows a longitudinal section through the synchronizing device, FIG. 2 a section along line 2-2 of FIGS. 1 and 3, a section along line 3-3 of Fig. 1.

Mit 10 ist ein z. B. auf der treibenden Welle fest angeordnetes Zahnrad, mit 11 ein z. B. auf der getriebenen Welle 12 lose drehbar angeordnetes Zahnrad bezeichnet. Die Zahnräder 10 und 11 sind mit Klauen 13 und 14 versehen, welche als Kuppelglieder dienen und einen mittleren, auf der Welle 12 undrehbar und unverschiebbar angeordneten Nabenteil 15 zwischen sich einschließen. Auf dem äußeren Umfang des Nabenteiles 15 ist mittels Keilnuten oder Verzahnung 16, 17 eine als Kuppelteil dienende Verschiebemuffe 18 nach der einen und nach- der anderen Seite verschiebbar gelagert, wobei die Verzahnung 16 entsprechend den als äußere Kuppelglieder wirkenden Klauen 13 und 14 ausgebildet ist.With 10 a z. B. on the driving shaft fixed gear, with 11 a z. B. on the driven shaft 12 loosely rotatably arranged gear designated. The gears 10 and 11 are provided with claws 13 and 14, which as Coupling elements are used and a central one, non-rotatable on the shaft 12 and enclose immovably arranged hub part 15 between them. On the outer periphery of the hub part 15 is by means of splines or teeth 16, 17 a sliding sleeve 18 serving as a coupling part after one and after the other Side mounted displaceably, the toothing 16 corresponding to the outer Coupling elements acting claws 13 and 14 is formed.

Zwischen dem mittleren Kuppelglied 18 und den äußeren Kuppelgliedern -13, 14 sind Synchronisierringe oder Riegelglieder 19 bzw. 20 geschaltet, welche je mit einer zur Verriegelung oder Sperrung dienenden Verzahnung 21 bzw. 22 versehen sind, und mittels Konusflächen 23 bzw. 24 mit Zwischenringen 25 bzw. 26 kuppelbar sind, die in zylindrische Flächen 27 bzw. 28 der die Klauen 13, 14 tragenden Zahnräder 10 und 11 eingesetzt sind. Die Zwischenringe 25 und 26 sind mit Klauen 29 bzw. 30 versehen, welche mit entsprechenden klauenartigen Vorsprüngen 31, 32 an den Zahnrädern 10 bzw. 11 unter Zwischenschaltung von Federn 33, 34 und unter Anordnung eines Spiels 35 bzw. 36 im Eingriff stehen, derart, daß die Klauen 29 bzw. 30 und damit die Zwischenringe 25 bzw. 26 um :das Spiel 35 bzw. 36 in der einen oder anderen Drehrichtung gegenüber den Zahnrädern 10 bzw. 11 federnd nachgeben können, bis sie an den Flanken 31a bzw. 32a der Klauenvorsprünge 31 bzw. 32 zum Anliegen kommen.Between the middle coupling element 18 and the outer coupling elements -13, 14 are synchronizing rings or locking members 19 and 20 connected, which each provided with a toothing 21 or 22 serving for locking or blocking are, and can be coupled to intermediate rings 25 and 26 by means of conical surfaces 23 and 24, respectively are, which are in cylindrical surfaces 27 and 28 of the claws 13, 14 supporting gears 10 and 11 are used. The intermediate rings 25 and 26 are provided with claws 29 and 30, respectively provided, which with corresponding claw-like projections 31, 32 on the gears 10 or 11 with the interposition of springs 33, 34 and with the arrangement of a game 35 and 36 are in engagement, such that the claws 29 and 30 and thus the intermediate rings 25 or 26 to: the game 35 or 36 in one or the other direction of rotation opposite the gears 10 and 11 can resiliently yield until they are at the flanks 31a or 32a of the claw projections 31 and 32 come to rest.

Die Verzahnungen 17 am Kuppelglied 18 sowie die Sperrverzahnungen 21 am Riegelglied 19 sind auf den einander entgegengerichteten Enden abgeschrägt, wie in Fig. 1 bei 17a und 21a angedeutet ist. Gegebenenfalls können auch die Klauen 13 bzw. 14 in ähnlicher Weise abgeschrägt sein. -Die Riegelglieder 19 bzw. 20 sind mit dem Nabenglied 15 in geeigneter Weise in Drehrichtung derart gekuppelt, daß sie mit Bezug auf den Nabenteil 15 und damit auch mit Bezug auf die Verschiebemuffe 18 in Umfangsrichtung begrenzt drehbar sind. Zu diesem Zweck sind in Nuten 40 des Nabenteiles 15 z. B. drei auf den Umfang verteilte, axial verschiebbare Druckstücke 37 eingesetzt, welche je mit der Verschiebemuffe .durch eine in eine Raste derselben eingreifende, unter dem Druck einer Feder 39 stehende Kugel 38 gekuppelt sind. Die Riegelglieder 19, 20 weisen Vorsprünge 41 auf, die in die Nuten 40 des Nabenteiles 15 mit Spiel 42 bzw. 43 in Umfangsrichtung eingreifen, im übrigen jedoch von diesem in Drehrichtung mitgenommen werden.The teeth 17 on the coupling element 18 and the locking teeth 21 on the locking member 19 are beveled on the opposite ends, as indicated in Fig. 1 at 17a and 21a. If necessary, the claws can also 13 and 14 may be beveled in a similar manner. -The locking members 19 and 20 are coupled to the hub member 15 in a suitable manner in the direction of rotation such that they with reference to the hub part 15 and thus also with reference to the sliding sleeve 18 are rotatable to a limited extent in the circumferential direction. For this purpose, 40 des Hub part 15 z. B. three axially displaceable pressure pieces distributed over the circumference 37 used, which each with the sliding sleeve .by one in a notch of the same engaging ball 38 under the pressure of a spring 39 are coupled. the Locking members 19, 20 have projections 41 which fit into the grooves 40 of the hub part 15 engage with play 42 or 43 in the circumferential direction, but otherwise from this be taken in the direction of rotation.

Die relative Verdrehbarkeit ist hierbei vorzugsweise derart bemessen, daß die Riegelglieder mit Bezug auf den Nabenteil 15 sich um eine halbe Teilung t/2 der Verzahnungen 16, 17 bzw. 21, 22 bzw. 13, 14 nach der einen oder anderen Seite verdrehen können. Eine entsprechende Verdrehbarkeit ist zweckmäßig auch zwischen den Zwischenringen 25, 26 und den Zahnrädern 10 bzw. 11 vorgesehen, In der neutralen Mittelstellung ist das Koppelglied 18 außer Eingriff mit den Riegelgliedern 21, 22 bzw. 13, 14. Die Zahnräder 10 und 11 sind daher von der Welle 12 entkuppelt. Soll eines der Zahnräder, z. B. das Zahnrad 10, mit der Welle 12 gekuppelt werden, so wird die Verschiebemuffe 18 nach .der einen oder anderen Seite, also z. B. nach links, verschoben. Hierdurch wird zunächst mittels der Druckstücke 37 das Riegelglied 19 gegen den Zwischenring 25 bzw. 26 gedrückt, so daß es mittels der Konusfläche 23 über den Zwischenring 25 vom Zahnrad 10 mitgenommen wird und sich je nach der relativen Drehrichtung zwischen dem Zahnrad 10 und der Welle 12 in der einen oder anderen Drehrichtung um den Betrag t/2 mit Bezug auf das Nabenstück 15 und damit auch mit Bezug auf die Verschiebemuffe 18 verdreht. Die Verzahnung 21 wird dadurch mit Bezug auf die Verzahnung 16, 17 aus der gezeichneten Lage um etwa so viel verdreht, daß beim weiteren Verschieben der Schiebemuffe 18 nach links die Verzahnung 17 gegen die Verzahnung 21 stößt. Das zwischen dem Riegelgliede 21 und der Verschiebemuffe 18 bestehende Drehmoment verhindert infolgedessen ein Durchschieben der Verzahnung 17 so lange, bis infolge der Synchronisierwirkung des Riegelgliedes an der Reibfläche 23 .die Drehzahl des Zahnrades 10 derjenigen der Welle 12 angepaßt ist. In diesem Augenblick kann normalerweise das Riegelglied 21 durch den axialen Druck der Verschiebemuffe 18 mittels der Schrägflächen 17a. 21a wieder in die in Fig. 1 dargestellte relative Lage zurückgedreht werden.The relative rotatability is preferably dimensioned in such a way that that the locking members with respect to the hub part 15 by half a pitch t / 2 of the teeth 16, 17 or 21, 22 or 13, 14 after one or the other Can twist the page. Corresponding rotatability is also useful between the intermediate rings 25, 26 and the gears 10 and 11, respectively, in the neutral In the middle position, the coupling member 18 is out of engagement with the locking members 21, 22 and 13, 14, respectively. The gears 10 and 11 are therefore decoupled from the shaft 12. If one of the gears, e.g. B. the gear 10, are coupled to the shaft 12, so the sliding sleeve 18 after .the one or the other side, so z. B. after left, moved. As a result, the locking member is initially by means of the pressure pieces 37 19 pressed against the intermediate ring 25 or 26, so that it by means of the conical surface 23 is taken via the intermediate ring 25 from the gear 10 and depending on the relative direction of rotation between the gear 10 and the shaft 12 in one or the other other direction of rotation by the amount t / 2 with respect to the hub piece 15 and thus also twisted with respect to the sliding sleeve 18. The toothing 21 is thereby with respect to the toothing 16, 17 rotated from the position shown by about as much, that when you move the sliding sleeve 18 to the left, the teeth 17 against the toothing 21 abuts. That between the locking member 21 and the sliding sleeve As a result, the existing torque prevents the toothing from sliding through 17 until due to the synchronizing effect of the locking member on the friction surface 23. The speed of the gear 10 that of the shaft 12 is adapted. In this Moment can normally the locking member 21 by the axial pressure of the sliding sleeve 18 by means of the inclined surfaces 17a. 21a back into the relative position shown in FIG Position can be turned back.

Diesem Rückdrehen wirkt jedoch die Reibung an der Konusfläche 23 entgegen. Ist diese größer als der von den Zähnen 17 auf die Zähne 21 ausgeübte Einrückdruck, so ist trotzdem beim weiteren Verschieben der Muffe 18 ein Rückdrehen des Riegelgliedes 19 dadurch möglich, daß die verhältnismäßig starken Federn 33 bzw. 34 in der einen oder anderen Drehrichtung im Umfange des Spieles 35 bzw. 36 zum Nachgeben gezwungen werden.This turning back, however, is counteracted by the friction on the conical surface 23. If this is greater than the engagement pressure exerted by teeth 17 on teeth 21, nevertheless, when the sleeve 18 is moved further, the locking member is rotated backwards 19 possible in that the relatively strong springs 33 and 34 in one or other direction of rotation to the extent of the game 35 or 36 forced to give way will.

Nach dem Durchschalten und Kuppeln der Kuppelglieder 15 und 10 kann sich der Zwischenring 25 unter der Wirkung der entsprechend starken Federn 33, 34 wieder in seine Mittellage mit Bezug auf das Zahnrad 10 einstellen. Durch geeignete Anschläge kann gegebenenfalls erreicht werden, daß sich die Federn nicht oder nicht wesentlich über die Mittellage hinaus entspannen können, sondern in dieser Mittellage unter Spannung verbleiben und dadurch ein Pendeln des Zwischenringes um die Mittellage verhindern.After switching through and coupling the coupling elements 15 and 10 can the intermediate ring 25 moves under the action of the correspondingly strong springs 33, 34 set back to its central position with respect to the gear 10. Through suitable Stops can optionally be achieved that the springs are not or not can relax significantly beyond the central position, but in this central position remain under tension and thereby cause the intermediate ring to oscillate around the central position impede.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Synchronisiervorrichtung, insbesondere für Klauenkupplungen in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben, mit einem Riegelglied, welches einen Eingriff der zu kuppelnden Kuppelglieder bei ungleichen Drehzahlen dadurch verhindert, daß es mit .dem einen Kuppelglied begrenzt drehbar verbunden und mit dem anderen Koppelglied durch Reibung koppelbar ist und dadurch Sperrelemente in den Weg der ineinander einzurückenden Kuppelglie:der verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur begrenzt drehbaren Verbindung des die eine Hälfte der Reibkupplung bildenden Riegelgliedes (19 bzw. 20) mit dem einen Koppelglied (18) auch die andere Kupplungshälfte (25 bzw. 26) der Reibkupplung mit Bezug auf das ihm zugeordnete Koppelglied (10 bzw. 11) in Umfangsrichtung in an sich bekannter Weise gegen Federwirkung (32, 35) begrenzt drehbar verbunden ist. PATENT CLAIMS: 1. Synchronizing device, especially for dog clutches in motor vehicle change transmissions, with a locking member which engages prevents the coupling elements to be coupled at unequal speeds that it with .dem a coupling member rotatably connected to a limited extent and with the other coupling member can be coupled by friction and thereby blocking elements in the way of the one inside the other to be engaged coupling element: the adjusted, characterized in that additionally for limited rotatable connection of the one half of the friction clutch forming Locking member (19 or 20) with one coupling member (18) and the other coupling half (25 or 26) of the friction clutch with reference to the coupling element assigned to it (10 or 11) in the circumferential direction in a manner known per se against spring action (32, 35) is limited rotatably connected. 2. Synchronisiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzte Drehbarkeit der federnd angeordneten Kupplungshälfte in beiden Drehrichtungen mit Bezug auf den zugeordneten Teil vorgesehen ist. 2. Synchronizing device according to claim 1, characterized characterized in that the limited rotatability of the resiliently arranged coupling half is provided in both directions of rotation with respect to the associated part. 3. Synchronisiervorrichtung für Klauenkupplungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, d@aß die begrenzte Drehbarkeit der federnd angeordneten Kupplungshälfte nach einer oder nach beiden Seiten von einer Mittellage aus im wesentlichen die halbe Teilung der Klauenkupplung beträgt. 3. Synchronizing device for dog clutches according to claims 1 and 2, characterized in that d @ ate the limited rotation of the spring-mounted coupling half after one or both sides from a central position essentially the half division of the claw coupling. 4. Synchronisiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn sich gegen radial vorspringende, klauenförmige Elemente der gegeneinander abgefederten Teile abstützen, wobei sie gegebenenfalls durch Anschläge unter Vorspannung stehen können. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 481458, 885 354; deutsche Patentanmeldung D 14139 XII/47h (Patent Nr. 912 414) ; USA.-Patentschrift Nr. 1924 875.4. Synchronizing device according to claim 1 to 3, characterized in that the springs against radially projecting, Support claw-shaped elements of the parts sprung against each other, whereby they may be pretensioned by stops if necessary. Considered Publications: German Patent Nos. 481458, 885 354; German patent application D 14139 XII / 47h (Patent No. 912,414); U.S. Patent No. 1924,875.