Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugschaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a motor vehicle switching device according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 10 2007 040 438 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeugschaltvorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebeschaltvorrichtung, mit wenigstens einer ersten Koppeleinheit, die dazu vorgesehen ist, mit wenigstens einer zweiten Koppeleinheit drehfest verbunden zu werden, wobei die erste Koppeleinheit einen Gleichlaufkörper, einen Synchronisierring und ein gegen den Gleichlaufkörper zumindest teilweise axial verschiebbares Druckstück zur Betätigung des Synchronisierrings aufweist, bekannt.From the DE 10 2007 040 438 A1 is already a motor vehicle switching device, in particular a motor vehicle transmission switching device, with at least one first coupling unit which is intended to be rotatably connected to at least one second coupling unit, wherein the first coupling unit a synchronizing body, a synchronizing and against the synchronizing body at least partially axially displaceable pressure piece for Actuation of the synchronizing ring, known.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Schaltkomfort der Kraftfahrzeugschaltvorrichtung zu verbessern. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of improving a shifting comfort of the motor vehicle switching device. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugschaltvorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebeschaltvorrichtung, mit wenigstens einer ersten Koppeleinheit, die dazu vorgesehen ist, mit wenigstens einer zweiten Koppeleinheit drehfest verbunden zu werden, wobei die erste Koppeleinheit einen Gleichlaufkörper, einen Synchronisierring und ein gegen den Gleichlaufkörper zumindest teilweise axial verschiebbares Druckstück zur Betätigung des Synchronisierrings aufweist.The invention relates to a motor vehicle switching device, in particular a motor vehicle transmission switching device, with at least one first coupling unit which is intended to be rotatably connected to at least one second coupling unit, wherein the first coupling unit a synchronizing body, a synchronizing and against the synchronizing body at least partially axially having displaceable pressure piece for actuating the synchronizing ring.
Es wird vorgeschlagen, dass die erste Koppeleinheit wenigstens eine Wirkgeometrie aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine in Umfangsrichtung gerichtete Kraft zumindest teilweise in eine auf den Synchronisierring wirkende Betätigungskraft umzuwandeln. Dadurch kann vorteilhafterweise eine zusätzliche Kraft auf den Synchronisierring erzeugt werden ohne dabei eine höhere Schaltkraft aufbringen zu müssen. Eine Schaltzeit kann dadurch vorteilhaft verkürzt werden wodurch auch ein Schaltkomfort vorteilhaft verbessert werden kann. Unter einer „Koppeleinheit” soll dabei insbesondere eine Gruppe von drehfest miteinander verbundenen Bauteilen verstanden werden, wobei die Bauteile Grundsätzlich um einen definierten, begrenzten Betrag gegeneinander verdrehbar sein können. Dabei weisen die beiden Koppeleinheiten vorteilhafterweise jeweils eine korrespondierende Verzahnung auf, durch die die beiden Koppeleinheiten mittels eines verschiebbaren Koppelelements, beispielsweise einer Schiebemuffe, drehfest miteinander verbindbar sind. Unter einer „Wirkgeometrie” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Funktionsfläche verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine erste Kraft, insbesondere ein Drehmoment, in eine zweite, zur Betätigung des Synchronrings vorgesehene Kraft umzuwandeln. Dabei kann eine Wirkgeometrie sowohl als eine ebene Fläche ausgebildet sein als auch als eine gekrümmte Fläche. Unter einer „Umfangsrichtung” soll hierbei insbesondere eine Richtung verstanden werden, die in Bezug auf eine Hauptrotationsachse der Koppeleinheiten, um die die Koppeleinheiten drehbar sind, definiert ist.It is proposed that the first coupling unit has at least one active geometry, which is intended to convert a force directed in the circumferential direction at least partially into an actuating force acting on the synchronizing ring. As a result, an additional force can advantageously be generated on the synchronizing ring without having to apply a higher switching force. A switching time can be advantageously shortened whereby a switching comfort can be advantageously improved. A "coupling unit" is to be understood in particular as meaning a group of components that are connected to one another in a rotationally fixed manner, wherein the components can basically be rotated relative to each other by a defined, limited amount. In this case, the two coupling units advantageously each have a corresponding toothing, by which the two coupling units by means of a displaceable coupling element, such as a sliding sleeve, rotatably connected to each other are connected. In this context, a "working geometry" should be understood to mean, in particular, a functional surface which is intended to convert a first force, in particular a torque, into a second force provided for actuating the synchronizer ring. In this case, an active geometry can be formed both as a flat surface and as a curved surface. A "circumferential direction" is to be understood here in particular as meaning a direction which is defined in relation to a main rotational axis of the coupling units about which the coupling units are rotatable.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Wirkgeometrie zumindest eine zur Umfangsrichtung geneigte Fläche aufweist. Dadurch kann eine Umwandlung der in Umfangsrichtung wirkenden Kraft in eine auf den Synchronisierring wirkende Kraft konstruktiv sehr einfach realisiert werden. Unter einer „zur Umfangsrichtung geneigten Fläche” soll dabei insbesondere eine Fläche verstanden werden, die unter einem Winkel ungleich 90 Grad zu der Umfangsrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise schließen die Umfangsrichtung und eine Flächennormale der geneigten Fläche einen Winkel kleiner als 45 Grad ein.It is further proposed that the effective geometry has at least one inclined surface to the circumferential direction. As a result, a conversion of the force acting in the circumferential direction into a force acting on the synchronizing ring can be realized structurally very simply. A "surface inclined to the circumferential direction" should be understood to mean in particular a surface which is arranged at an angle not equal to 90 degrees to the circumferential direction. Preferably, the circumferential direction and a surface normal of the inclined surface include an angle smaller than 45 degrees.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Druckstück wenigstens eine in Umfangsrichtung orientierte Außenkontur aufweist, die zumindest einen Teil der Wirkgeometrie ausbildet. Dadurch kann die Kraft konstruktiv sehr einfach in Richtung des Synchronisierrings geleitet werden. Unter einer „Außenkontur” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Fläche des Druckstücks verstanden werden, die in Bezug auf einen Schwerpunkt des Druckstücks nach außen gerichtet ist. Unter einer in Umfangsrichtung gerichteten Außenkontur soll insbesondere eine Fläche verstanden werden, deren Normale mit der Umfangsrichtung einen Winkel kleiner als 30 Grad einschließt. Vorzugsweise ist ein Winkel zwischen der Normale der Außenkontur und der Umfangsrichtung größer als 5 Grad.Furthermore, it is proposed that the pressure piece has at least one circumferentially oriented outer contour which forms at least part of the effective geometry. As a result, the force can be easily guided constructively in the direction of the synchronizing ring. An "outer contour" should be understood in this context, in particular a surface of the pressure piece, which is directed with respect to a center of gravity of the pressure piece to the outside. Under a directed in the circumferential direction outer contour is to be understood in particular a surface whose normal encloses an angle of less than 30 degrees with the circumferential direction. Preferably, an angle between the normal of the outer contour and the circumferential direction is greater than 5 degrees.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Gleichlaufkörper zumindest eine Tasche aufweist, die zumindest einen Teil der Wirkgeometrie ausbildet. Dadurch kann einfach eine zu der Außenkontur des Druckstücks korrespondierende Gegenkontur bereitgestellt werden, wobei ein Bauraumbedarf gering gehalten werden kann.It is also proposed that the synchronizing body has at least one pocket, which forms at least part of the effective geometry. As a result, it is easily possible to provide a counter contour corresponding to the outer contour of the pressure piece, wherein a space requirement can be kept small.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Wirkgeometrie als eine sich in Richtung des Synchronisierrings öffnende Kontur ausgebildet ist. Dadurch kann die Betätigungskraft für den Synchronring besonders einfach und vorteilhaft erzeugt werden. Unter einer „sich öffnenden Kontur” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Dreieckskontur und/oder Trapezkontur verstanden werden, deren Schenkel in Richtung des Synchronisierrings auseinander laufen.It is further proposed that the effective geometry is designed as a contour which opens in the direction of the synchronizing ring. As a result, the actuating force for the synchronizer ring can be generated in a particularly simple and advantageous manner. In this context, an "opening contour" should be understood as meaning, in particular, a triangular contour and / or trapezoidal contour whose legs run apart in the direction of the synchronizing ring.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Wirkgeometrie als eine beidseitig wirkende Geometrie ausgebildet ist. Dadurch kann die Kraft auf den Synchronring unabhängig von einer Richtung einer Drehzahldifferenz erzeugt werden.It is further proposed that the effective geometry as a double-acting geometry is trained. Thereby, the force can be generated on the synchronizer ring regardless of a direction of a rotational speed difference.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Synchronisierring als ein zahnloser Synchronisierring ausgebildet ist. Dadurch kann der Synchronisierring besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Unter „zahnlos” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Synchronring keine zu der Verzahnung der Koppeleinheit, insbesondere der Schiebemuffe, korrespondierende Verzahnung aufweist.Furthermore, it is proposed that the synchronizing ring is designed as a toothless synchronizing ring. As a result, the synchronizing ring can be produced in a particularly simple and cost-effective manner. By "toothless" is to be understood in this context in particular, that the synchronizer ring has no teeth to the teeth of the coupling unit, in particular the sliding sleeve, corresponding teeth.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Dabei zeigen:Showing:
1 eine schematisierte Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschaltvorrichtung an der Schnittkante I-I, 1 a schematic sectional view of a motor vehicle switching device according to the invention at the cutting edge II,
2 einen Ausschnitt aus einem Gleichlaufkörper mit einem Druckstück, 2 a detail of a synchronizing body with a pressure piece,
3 eine schematisierte Darstellung eines Druckstücks mit einer Federeinheit, 3 a schematic representation of a pressure piece with a spring unit,
4 eine schematisierte Darstellung des Druckstücks aus einer weiteren Perspektive, 4 a schematic representation of the pressure piece from a further perspective,
5 eine schematisierte Schnittdarstellung der Kraftfahrzeugschaltvorrichtung, 5 a schematic sectional view of the motor vehicle switching device,
6 eine schematisierte Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschaltvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel, 6 a schematic sectional view of a motor vehicle switching device according to the invention in a second embodiment,
7 eine schematisierte Ansicht eines Druckstücks des zweiten Ausführungsbeispiels, 7 a schematic view of a pressure piece of the second embodiment,
8 eine schematisierte Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschaltvorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel, 8th a schematic sectional view of a motor vehicle switching device according to the invention in a third embodiment,
9 eine schematisierte Ansicht eines Teils eines Synchronisierrings des dritten Ausführungsbeispiels, 9 a schematic view of a part of a synchronizing ring of the third embodiment,
10 eine schematisierte Draufsicht eines Druckstück des dritten Ausführungsbeispiels und 10 a schematic plan view of a pressure piece of the third embodiment and
11 eine schematisierte Schnittansicht des Druckstücks des dritten Ausführungsbeispiels. 11 a schematic sectional view of the pressure piece of the third embodiment.
Die 1 zeigt eine Schnittzeichnung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschaltvorrichtung in einem montierten Zustand. Die Kraftfahrzeugschaltvorrichtung umfasst eine erste Koppeleinheit 11a und eine schematisiert dargestellte zweite Koppeleinheit 12a. Die erste Koppeleinheit 11a umfasst eine Schiebemuffe 19a, die mittels einer nicht näher dargestellten Schaltgabel oder einer Schaltklaue in axialer Richtung verschoben werden kann. Die Koppeleinheit 11a umfasst weiter einen Gleichlaufkörper 13a mit dem die Schiebemuffe 19a drehfest verbunden ist. Der Gleichlaufkörper 13a ist drehfest auf einer Getriebewelle 20a angeordnet. Die Schiebemuffe 19a weist eine mittlere Neutralstellung sowie zwei äußere Endstellungen auf. In den Endstellungen ist die Schiebemuffe 19a jeweils über eine Verzahnung mit einer Verzahnung der zweiten Koppeleinheit 12a verbunden, wodurch ein nicht näher dargestelltes Gangrad der zweiten Koppeleinheit 12a drehfest mit dem Gleichlaufköper 13a der ersten Koppeleinheit 11a verbunden ist.The 1 shows a sectional view of an embodiment of a motor vehicle switching device according to the invention in an assembled state. The motor vehicle switching device comprises a first coupling unit 11a and a schematically illustrated second coupling unit 12a , The first coupling unit 11a includes a sliding sleeve 19a , which can be moved by means of a shift fork, not shown, or a shift claw in the axial direction. The coupling unit 11a further comprises a synchronizing body 13a with the sliding sleeve 19a rotatably connected. The synchronizing body 13a is non-rotatable on a gear shaft 20a arranged. The sliding sleeve 19a has a middle neutral position and two outer end positions. In the end positions is the sliding sleeve 19a in each case via a toothing with a toothing of the second coupling unit 12a connected, whereby a not-shown gear wheel of the second coupling unit 12a non-rotatable with the constant velocity body 13a the first coupling unit 11a connected is.
Wird die Schiebemuffe 19a mittels der Schaltgabel bzw. der Schaltklaue in eine linke Endstellung bewegt, ist es möglich, dass das entsprechende Gangrad und die Schiebemuffe 19a unterschiedliche Drehzahlen aufweisen. Die zweite Koppeleinheit 12a umfasst einen Synchronisierkegel 21a der drehfest mit dem Gangrad der zweiten Koppeleinheit 12a verbunden ist. Um die Drehzahlen der Schiebemuffe 19a und des Gangrads anzugleichen, umfasst die Kraftfahrzeugschaltvorrichtung einen Synchronisierring 14a, der in einer Zwischenstellung der Schiebemuffe 19a zwischen der Neutralstellung und der Endstellung einen Reibkontakt mit dem Synchronisierkegel 21a der zweiten Koppeleinheit 12a herstellt und damit die Schiebemuffe 19a und das Gangrad synchronisiert. Die erste Koppeleinheit 11a umfasst weiter ein Druckstück 15a. Das Druckstück 15a sperrt die Schiebemuffe 19a gegen eine weitere axiale Verschiebung in Richtung des Gangrads, solange die Drehzahlen von Gangrad und Schiebemuffe 19a verschieden sind.Will the sliding sleeve 19a moved by the shift fork or the shift claw in a left end position, it is possible that the corresponding gear and the sliding sleeve 19a have different speeds. The second coupling unit 12a includes a synchronizing cone 21a the non-rotatably with the gear wheel of the second coupling unit 12a connected is. To the speeds of the sliding sleeve 19a and the gear wheel, the motor vehicle switching device comprises a synchronizing ring 14a in an intermediate position of the sliding sleeve 19a between the neutral position and the end position frictional contact with the synchronizing cone 21a the second coupling unit 12a produces and thus the sliding sleeve 19a and the gear wheel synchronized. The first coupling unit 11a further includes a pressure piece 15a , The pressure piece 15a locks the sliding sleeve 19a against further axial displacement in the direction of the gear wheel, as long as the speeds of the gear wheel and sliding sleeve 19a are different.
Zur Aufnahme des Druckstücks 15a, und zum Aufbau einer Sperrkraft zur Sperrung der Schiebemuffe 19a, weist der Synchronisierring 14a eine Aufnahme 22a auf. Die Aufnahme 22a ist hakenförmig ausgebildet, wobei ein Ende der hakenförmigen Aufnahme 22a radial nach außen weist. Der Synchronisierring 14a und die hakenförmige Aufnahme 22a sind einteilig als ein Blech-Biege-Stanzteil ausgeführt.For receiving the pressure piece 15a , And to build up a blocking force to lock the sliding sleeve 19a , indicates the synchronizer ring 14a a recording 22a on. The recording 22a is hook-shaped, wherein one end of the hook-shaped receptacle 22a pointing radially outwards. The synchronizer ring 14a and the hook-shaped receptacle 22a are made in one piece as a sheet metal bending stamped part.
Das Druckstück 15a ist zwischen der hakenförmigen Aufnahme 22a und dem Synchronisierring 14a angeordnet und weist auf der dem Synchronisierring 14a abgewandten Seite eine trapezförmige Ausnehmung 23a auf. Die Aufnahme 22a ist in diesem Teil, auf der dem Synchronisierring 14a zugewandten Seite keilförmig ausgeführt und greift in die trapezförmige Ausnehmung 23a des Druckstücks 15a ein. Die trapezförmige Ausnehmung 23a in dem Druckstück 15a weist Schenkel 24a, 25a auf, die radial nach außen zusammenlaufen. Die Schenkel 24a, 25a der Ausnehmung 23a bilden mit ballig ausgeführten Seitenflächen 26a, 27a der Aufnahme 22a Funktionsflächenpaarungen, mittels denen in zumindest einem Betriebsmodus eine Sperrkraft aufgebaut werden kann. Welche der Funktionsflächenpaarungen verwendet wird, um die Sperrkraft aufzubauen, hängt von einer Relativdrehrichtung zwischen der Schiebemuffe 19a und dem Gangrad ab.The pressure piece 15a is between the hook-shaped receptacle 22a and the synchronizer ring 14a arranged and points to the the synchronizing ring 14a opposite side a trapezoidal recess 23a on. The recording 22a is in this part, on the synchronizer ring 14a facing side wedge-shaped and engages in the trapezoidal recess 23a of the pressure piece 15a one. The trapezoidal recess 23a in the pressure piece 15a has thighs 24a . 25a on, converge radially outward. The thigh 24a . 25a the recess 23a form with convex side surfaces 26a . 27a the recording 22a Function surface pairings by means of which in at least one operating mode, a blocking force can be established. Which of the functional surface pairings is used to build up the locking force depends on a relative direction of rotation between the sliding sleeve 19a and the gear wheel off.
Zum Sperren der Schiebemuffe 19a weist die Schiebemuffe 193 eine radial umlaufende Nut 28a auf, die V-förmig ausgeführt ist und in die das Druckstück 15a in zumindest einem Betriebsmodus eingreift. Um das Druckstück 15a aus der Nut 28a herauszubewegen, und damit die Schiebemuffe 19a zu entsperren, weist eine der Schiebemuffe 19a zugewandte Kopfseite des Druckstücks 15a eine Entsperrvorrichtung 29a auf, die als eine Schräge ausgebildet und die dem Synchronisierring 14a abgewandt ist. Um den Synchronisierring 14a zu stabilisieren und exakt zu führen, umfasst die Kopfseite eine Fixiervorrichtung 30a, die als eine weitere Schräge ausgeführt und dem Synchronisierring 14a zugewandt ist. Die als Schräge ausgebildete Entsperrvorrichtung 29a schließt mit einer axialen Richtung einen Winkel von etwa 45° ein, die als Schräge ausgeführte Fixiervorrichtung 30a einen Winkel von etwa 15°, wobei „etwa” in diesen Zusammenhang insbesondere eine Abweichung von maximal 10°, vorteilhafterweise 5° und besonders vorteilhaft gleich 0° bedeutet.To lock the sliding sleeve 19a has the sliding sleeve 193 a radial circumferential groove 28a on, which is designed V-shaped and in the pressure piece 15a engages in at least one operating mode. To the pressure piece 15a out of the groove 28a to move out, and thus the sliding sleeve 19a to unlock, has one of the sliding sleeve 19a facing head side of the pressure piece 15a an unlocking device 29a on, which formed as a slope and the the synchronizing ring 14a turned away. To the synchronizing ring 14a To stabilize and guide exactly, the head side comprises a fixing device 30a that run as a further bevel and the synchronizer ring 14a is facing. The trained as a slope unlocking 29a includes an angle of about 45 ° with an axial direction, the fixing device designed as a bevel 30a an angle of about 15 °, wherein "about" in this context means in particular a maximum deviation of 10 °, advantageously 5 ° and particularly advantageously equal to 0 °.
Zwischen dem Synchronisierring 14a und dem Druckstück 15a ist eine Federvorrichtung 31a angeordnet. Die Federvorrichtung 31a umfasst eine Blattfeder. Grundsätzlich kann die Federvorrichtung 31a auch als eine Ringfeder ausgeführt sein. Die Federvorrichtung 31a ist in eine Ausnehmung 32a in dem Druckstück 15a eingelegt, wodurch die Federvorrichtung 31a und das Druckstück 15a für eine radiale Kraftrichtung formschlüssig miteinander verbunden sind. Die Federvorrichtung 31a übt auf das Druckstück 15a eine Kraft in Richtung der Schiebemuffe 19a aus.Between the synchronizing ring 14a and the pressure piece 15a is a spring device 31a arranged. The spring device 31a includes a leaf spring. Basically, the spring device 31a also be designed as a ring spring. The spring device 31a is in a recess 32a in the pressure piece 15a inserted, causing the spring device 31a and the pressure piece 15a are positively connected with each other for a radial force direction. The spring device 31a applies to the pressure piece 15a a force in the direction of the sliding sleeve 19a out.
Das Druckstück 15a ist aus einem Stahl oder Sinter hergestellt. Alternativ kann das Druckstück 15a auch als ein Blech-Biege-Stanzteil ausgebildet sein. Grundsätzlich können das Druckstück 15a und die Federvorrichtung 31a auch einstückig ausgebildet sein.The pressure piece 15a is made of a steel or sinter. Alternatively, the pressure piece 15a Also be designed as a sheet-bending stamped part. Basically, the pressure piece 15a and the spring device 31a also be formed in one piece.
Die Federvorrichtung 31a weist eine Lasche 33a auf, die in eine Ausnehmung 34a in dem Synchronisierring 14a eingreift. Durch die Lasche 33a und die Ausnehmung 34a, die als eine Nut oder Sicke ausgebildet sein kann und deren Haupterstreckungsrichtung radial gerichtet ist, ist eine Bewegung des Druckstücks 15a in radialer Richtung begrenzt. In axialer Richtung wird das Druckstück 15a durch die hakenförmige Aufnahme 22a des Synchronisierrings 14a fixiert.The spring device 31a has a tab 33a on that in a recess 34a in the synchronizer ring 14a intervenes. Through the tab 33a and the recess 34a , which may be formed as a groove or bead and whose main extension direction is directed radially, is a movement of the pressure piece 15a limited in the radial direction. In the axial direction, the pressure piece 15a through the hook-shaped receptacle 22a of the synchronizing ring 14a fixed.
Die erste Koppeleinheit 11a weist weiter eine Wirkgeometrie 16a auf. Die Wirkgeometrie 16a ist dazu vorgesehen, die in Umfangsrichtung wirkende Sperrkraft teilweise in eine auf den Synchronisierring 14a wirkende Betätigungskraft umzuwandeln. Die Wirkgeometrie 16a ist als eine zur Umfangsrichtung geneigte Fläche ausgebildet. Die Wirkgeometrie 16a ist als eine sich in Richtung des Synchronisierrings 14a öffnende Dreieckskontur ausgebildet, die sich durch Ergänzung um virtuelle Schenkel 35a, 36a der Wirkgeometrie darstellen lässt (vgl. 3). Die Schenkel 35a, 36a der Dreieckskontur laufen axial in Richtung des Synchronisierrings 14a auseinander.The first coupling unit 11a also has a knit geometry 16a on. The effective geometry 16a is intended to partially acting in the circumferential direction blocking force in one on the synchronizer ring 14a to convert acting actuating force. The effective geometry 16a is formed as a circumferential direction inclined surface. The effective geometry 16a is as one in the direction of the synchronizer ring 14a opening triangular contour formed by extending around virtual thighs 35a . 36a the active geometry can be represented (see. 3 ). The thigh 35a . 36a the triangular contour runs axially in the direction of the synchronizing ring 14a apart.
Das Druckstück 15a weist eine in Umfangsrichtung orientierte Außenkontur 17a auf. Die Außenkontur 17a bildet einen Teil der Wirkgeometrie 16a aus. Der Teil der Außenkontur 17a, der die Wirkgeometrie 16a ausbildet, ist als eine Funktionsfläche ausgebildet, die dazu vorgesehen ist, in einem Reibkontakt mit einer korrespondierenden Funktionsfläche zu stehen. Der Gleichlaufkörper 13a weist eine Tasche 18a auf. Die Tasche 18a bildet einen Teil der Wirkgeometrie 16a ab. Dabei weist die Tasche 18a Seitenwände auf, die Funktionsflächen ausbilden.The pressure piece 15a has a circumferentially oriented outer contour 17a on. The outer contour 17a forms part of the effective geometry 16a out. The part of the outer contour 17a that's the knit geometry 16a is formed, is designed as a functional surface, which is intended to be in frictional contact with a corresponding functional surface. The synchronizing body 13a has a bag 18a on. The pocket 18a forms part of the effective geometry 16a from. This shows the bag 18a Side walls that form functional surfaces.
Das Druckstück 15a ist in der Tasche 18a des Gleichlaufkörpers 13a angeordnet. Dabei wird das Druckstück 15a in Umfangsrichtung durch den Gleichlaufkörper 13a spielbehaftet fixiert und kann somit in axialer Richtung eine definierte Bewegung ausführen. Die Funktionsflächen des Druckstücks 15a und die Funktionsflächen der Tasche 18a liegen aneinander an. Das Druckstück 15a ist radial verschiebbar in den Gleichlaufkörper 13a eingepasst. Somit ist das Druckstück 15a verliersicher angeordnet und kann in radialer Richtung eine definierte Bewegung ausführen.The pressure piece 15a is in the bag 18a of the synchronizing body 13a arranged. This is the pressure piece 15a in the circumferential direction through the synchronizing body 13a fixed with play and thus can perform a defined movement in the axial direction. The functional surfaces of the pressure piece 15a and the functional surfaces of the bag 18a lie against each other. The pressure piece 15a is radially displaceable in the synchronizing body 13a fitted. Thus, the pressure piece 15a arranged captive and can perform a defined movement in the radial direction.
Wird ein Gang geschaltet, wird die Schiebemuffe 19a mittels der nicht näher dargestellten Schaltgabel bzw. Schaltklaue in Richtung des Gangrads gedrückt. Weisen dabei das Gangrad und die Schiebemuffe 19a eine Drehzahldifferenz auf, erfolgt eine Vorsynchronisation, sobald der Synchronisierring 14a mit dem Synchronisierkegel 21a des Gangrads in Kontakt kommt, indem sich der Synchronisierring 14a zum Gleichlaufkörper 13a bzw. zum Druckstück 15a um einen durch die Ausnehmung 23a im Druckstück 15a und die Aufnahme 22a definierten Betrag verdreht. Durch die Funktionsflächenpaarung zwischen dem Druckstück 15a und dem Synchronisierring 14a wirkt dadurch auf das Druckstück 15a eine radial nach außen gerichtete Kraft, die das Druckstück 15a in die Nut 28a in der Schiebemuffe 19a drückt.When a gear is engaged, the sliding sleeve becomes 19a pressed by means of the shift fork or shift claw not shown in the direction of the gear wheel. Assign the gear wheel and the sliding sleeve 19a a speed difference, there is a Vorsynchronisation as soon as the synchronizing ring 14a with the synchronizing cone 21a the gear wheel comes into contact by the synchronizer ring 14a to the synchronizing body 13a or to the pressure piece 15a one through the recess 23a in the pressure piece 15a and the recording 22a twisted amount defined. Through the functional surface pairing between the pressure piece 15a and the synchronizer ring 14a This affects the pressure piece 15a a radially outward force that is the pressure piece 15a in the groove 28a in the sliding sleeve 19a suppressed.
Wird die Schiebemuffe 19a weiter in Richtung Gangrad gedrückt, wirkt durch die Entsperrvorrichtung 29a auf das Druckstück 15a eine radial nach innen gerichtete Kraft. Oberhalb eines Grenzwertes ist die Kraft durch die Entsperrvorrichtung 29a kleiner als die Sperrkraft durch die Funktionsflächenpaarung. Dadurch kann die Schiebemuffe 19a maximal um eine Breite der Nut in axialer Richtung bewegt werden. Die Kraft auf die Schiebemuffe 19a in axialer Richtung wird dabei auf den Synchronisierring 14a übertragen, wodurch der Synchronisierring 14a in Richtung Gangrad gedrückt wird und die Schiebemuffe 19a und das Gangrad synchronisiert werden.Will the sliding sleeve 19a pressed further in the direction of the gear wheel, acts through the unlocking device 29a on the pressure piece 15a a radially inward force. Above a threshold is the force through the unlocking device 29a smaller than the blocking force due to the functional surface pairing. This allows the sliding sleeve 19a be moved at most by a width of the groove in the axial direction. The force on the sliding sleeve 19a in the axial direction is doing on the synchronizer ring 14a transmitted, causing the synchronizer ring 14a in the direction of the gear wheel is pressed and the sliding sleeve 19a and the gear wheel are synchronized.
Durch die Drehzahldifferenz zwischen den beiden Koppeleinheiten 11a, 12a entsteht zwischen dem Druckstück 15a und dem Gleichlaufkörper 13a eine Relativbewegung. Bei einer Synchronisation bewirkt die Relativbewegung aufgrund der dabei wirkenden Reibkraft eine Drehmomentübertragung zwischen dem Gleichlaufkörper 13a und dem Druckstück 15a. Die Wirkgeometrie 16a wirkt wie eine Rampe in Richtung des Synchronisierrings 14a, wodurch das Drehmoment in eine entlang der Hauptrotationsachse wirkende Kraft umgesetzt wird, die das Druckstück 15a axial in Richtung des Synchronisierrings 14a drückt. Durch die Funktionsflächenpaarung zwischen dem Druckstück 15a und dem Gleichlaufkörper 13a wird das Druckstück 15a axial in Richtung des Synchronisierrings 14a gedrückt. Dadurch erhöht sich eine Betätigungskraft, die auf den Synchronisierring 14a wirkt. Die Erhöhung der Betätigungskraft erhöht eine übertragbare Reibkraft zwischen dem Synchronisierring 14a und dem Synchronisierkegel 21a, wodurch die Drehzahldifferenz schneller ausgeglichen wird.Due to the speed difference between the two coupling units 11a . 12a arises between the pressure piece 15a and the synchronizing body 13a a relative movement. In a synchronization causes the relative movement due to the frictional force acting thereby a torque transmission between the synchronizing body 13a and the pressure piece 15a , The effective geometry 16a acts like a ramp in the direction of the synchronizing ring 14a whereby the torque is converted into a force acting along the main axis of rotation, the pressure piece 15a axially in the direction of the synchronizing ring 14a suppressed. Due to the functional surface pairing between the pressure piece 15a and the synchronizing body 13a becomes the pressure piece 15a axially in the direction of the synchronizing ring 14a pressed. This increases an actuating force on the synchronizing ring 14a acts. Increasing the actuating force increases a transmittable frictional force between the synchronizer ring 14a and the sync cone 21a , whereby the speed difference is compensated faster.
Sinkt die Drehzahldifferenz zwischen dem Gangrad und dem Synchronisierring 14a unter einen definierten Grenzwert, ist die Kraft, die durch die Entsperrvorrichtung 29a in radialer Richtung nach innen wirkt größer als die radial nach außen wirkende Kraft durch die Funktionsflächenpaarung. Dadurch wird das Druckstück 15a radial nach innen gedrückt und die Schiebemuffe 19a kann weiter in Richtung des Gangrads in die linke Endstellung bewegt werden, wodurch die Schiebemuffe 19a in die Vorverzahnung des Gangrads eingreift und der Gang geschaltet ist. Der Synchronisierring 14a wird dabei in seine Ausgangsstellung zurückgedreht.The speed difference between the gear wheel and the synchronizer ring decreases 14a Below a defined threshold, is the force generated by the unlocking device 29a in the radial direction inwards acts larger than the force acting radially outward by the functional surface pairing. This will cause the pressure piece 15a pressed radially inward and the sliding sleeve 19a can be moved further in the direction of the gear wheel in the left end position, whereby the sliding sleeve 19a engages in the pre-toothing of the gear wheel and the gear is engaged. The synchronizer ring 14a is turned back to its original position.
Wird die Schiebemuffe 19a zum Schalten des zweiten Gangrads in die rechte Endstellung bewegt, wirkt über die Fixiervorrichtung 30a und die Federvorrichtung 31a eine Kraft unter einem vorteilhaften Winkel von etwa 120° auf den Synchronisierring 14a, wodurch dieser in seiner Position fixiert und zur Schiebemuffe 19a positioniert wird. Dadurch wird verhindert, dass der Synchronisierring 14a den Synchronisierkegel des Gangrads unkontrolliert berührt, wodurch ein unerwünschtes Schleppmoment reduziert bzw. vermieden werden kann. Beim Schalten des zweiten Gangrads wird die Schiebemuffe 19a über eine schematisch dargestellte Vorrichtung 37a, die analog zu der beschriebenen aufgebaut ist, mit dem Gangrad synchronisiert.Will the sliding sleeve 19a moved to the switching of the second gear wheel in the right end position, acts on the fixing device 30a and the spring device 31a a force at an advantageous angle of about 120 ° on the synchronizing ring 14a , whereby this fixed in position and the sliding sleeve 19a is positioned. This will prevent the synchronizer ring 14a touches the synchronizing cone of the gear wheel uncontrolled, whereby an undesirable drag torque can be reduced or avoided. When switching the second gear, the sliding sleeve 19a via a schematically illustrated device 37a , which is constructed analogously to the described, synchronized with the gear wheel.
Der Synchronisierring 14a weist neben dem in 1 dargestellten Druckstück 15a noch zwei weitere Druckstücke 38a, 39a auf, die zum ersten Druckstück 15a um 120° in Umfangsrichtung versetzt sind. Die zweite Vorrichtung 37a, die ebenfalls einen Synchronisierring 40a und drei Druckstücke 41a, 42a, 43a aufweist, ist zum ersten Synchronisierring 14a um 60° in Umfangsrichtung versetzt angeordnet, wodurch in Umfangsrichtung alle 60° den beiden Synchronisierringen 14a, 40a abwechselnd zugeordnet ein Druckstück 15a, 38a, 39a, 41a, 42a, 43a in dem gemeinsamen Gleichlaufkörper 13a angeordnet ist (5).The synchronizer ring 14a points next to the in 1 illustrated pressure piece 15a two more pressure pads 38a . 39a on, the first print piece 15a offset by 120 ° in the circumferential direction. The second device 37a , which also has a synchronizer ring 40a and three plungers 41a . 42a . 43a has, is the first synchronizing ring 14a offset by 60 ° in the circumferential direction, whereby in the circumferential direction every 60 ° the two synchronizing rings 14a . 40a alternately assigned a pressure piece 15a . 38a . 39a . 41a . 42a . 43a in the common synchronizing body 13a is arranged ( 5 ).
In den 6 bis 9 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 5 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 6 bis 9 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden.In the 6 to 9 two further embodiments of the invention are shown. The following descriptions are essentially limited to the differences between the embodiments, with respect to the same components, features and functions on the description of the other embodiments, in particular the 1 and 2 , can be referenced. To distinguish the embodiments, the letter a in the reference numerals of the embodiment in the 1 to 5 by the letters b and c in the reference numerals of the embodiments of the 6 to 9 replaced. With regard to identically designated components, in particular with regard to components with the same reference numerals, can in principle also to the drawings and / or the description of the other embodiments, in particular the 1 and 2 , to get expelled.
Die 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschaltvorrichtung in einem montierten Zustand. Die Kraftfahrzeugschaltvorrichtung umfasst eine erste Koppeleinheit 11b und eine schematisiert dargestellte zweite Koppeleinheit 12b. Die erste Koppeleinheit 11b umfasst eine Schiebemuffe 19b, die mittels einer nicht näher dargestellten Schaltgabel oder einer Schaltklaue in axialer Richtung verschoben werden kann. Die Schiebemuffe 19b weist eine mittlere Neutralstellung sowie zwei äußere Endstellungen auf. In den Endstellungen ist die Schiebemuffe 19b jeweils über eine Verzahnung mit einer Verzahnung der zweiten Koppeleinheit 12b verbunden, wodurch, ein nicht näher dargestelltes Gangrad der zweiten Koppeleinheit 12b drehfest mit einem Gleichlaufköper 13b der ersten Koppeleinheit 11b verbunden ist.The 6 and 7 show a further embodiment of a motor vehicle switching device according to the invention in an assembled state. The motor vehicle switching device comprises a first coupling unit 11b and a schematically illustrated second coupling unit 12b , The first coupling unit 11b includes a sliding sleeve 19b , which can be moved by means of a shift fork, not shown, or a shift claw in the axial direction. The sliding sleeve 19b has a middle neutral position and two outer end positions. In the end positions is the sliding sleeve 19b each with a toothing with a toothing the second coupling unit 12b connected, whereby, a not-shown gear wheel of the second coupling unit 12b non-rotatable with a constant velocity body 13b the first coupling unit 11b connected is.
Die zweite Koppeleinheit 12b umfasst einen Synchronisierkegel 21b, der drehfest mit dem Gangrad der zweiten Koppeleinheit 12b verbunden ist. Um die Drehzahlen der Schiebemuffe 19a und des Gangrads anzugleichen, umfasst die Kraftfahrzeugschaltvorrichtung einen Synchronisierring 14b, der in einer Zwischenstellung der Schiebemuffe 19b zwischen der Neutralstellung und der Endstellung einen Reibkontakt mit dem Synchronisierkegel 21b der zweiten Koppeleinheit 12b herstellt und damit die Schiebemuffe 19b und das Gangrad synchronisiert.The second coupling unit 12b includes a synchronizing cone 21b , which rotates with the gear wheel of the second coupling unit 12b connected is. To the speeds of the sliding sleeve 19a and the gear wheel, the motor vehicle switching device comprises a synchronizing ring 14b in an intermediate position of the sliding sleeve 19b between the neutral position and the end position frictional contact with the synchronizing cone 21b the second coupling unit 12b produces and thus the sliding sleeve 19b and the gear wheel synchronized.
Die erste Koppeleinheit 11b weist weiter eine Wirkgeometrie 16b auf. Die Wirkgeometrie 16b ist dazu vorgesehen, die in Umfangsrichtung wirkende Sperrkraft teilweise in eine auf den Synchronisierring 14b wirkende Betätigungskraft umzuwandeln. Die Wirkgeometrie 16b ist als eine zur Umfangsrichtung geneigte Fläche ausgebildet.The first coupling unit 11b also has a knit geometry 16b on. The effective geometry 16b is intended to partially acting in the circumferential direction blocking force in one on the synchronizer ring 14b to convert acting actuating force. The effective geometry 16b is formed as a circumferential direction inclined surface.
Die erste Koppeleinheit 11b umfasst weiter ein Druckstück 15b. Das Druckstück 15b sperrt die Schiebemuffe 19b gegen eine axiale Verschiebung in Richtung des Gangrads, solange die Drehzahlen von Gangrad und Schiebemuffe 19b verschieden sind. Das Druckstück 15b weist eine in Umfangsrichtung orientierte Außenkontur 17b auf. Die Außenkontur 17b bildet einen Teil der Wirkgeometrie 16b aus. Der Teil der Außenkontur 17b, der die Wirkgeometrie 16b ausbildet, ist als eine Funktionsfläche ausgebildet, die dazu vorgesehen ist, in einem Reibkontakt mit einer korrespondierenden Funktionsfläche zu stehen.The first coupling unit 11b further includes a pressure piece 15b , The pressure piece 15b locks the sliding sleeve 19b against an axial displacement in the direction of the gear wheel, as long as the speeds of the gear wheel and sliding sleeve 19b are different. The pressure piece 15b has a circumferentially oriented outer contour 17b on. The outer contour 17b forms part of the effective geometry 16b out. The part of the outer contour 17b that's the knit geometry 16b is formed, is designed as a functional surface, which is intended to be in frictional contact with a corresponding functional surface.
Zur Anbindung des Druckstücks 15b an dem Synchronisierring 14b weist das Druckstück 15b einen Durchbruch 44b auf. Der Durchbruch 44b erstreckt sich von einer dem Synchronisierring 14b zugewandten Seite des Druckstücks 15b bis zu einer dem Synchronisierring 14b abgewandten Seite. Der Durchbruch 44b bildet in der dem Synchronisierring 14b zugewandten Seite zwei einander zugewandte Schenkel 54b, 55b, die in einem montierten Zustand in Richtung der Schiebemuffe 19b zusammenlaufen. Die Schenkel 54b, 55b bilden eine Wandung des Durchbruchs 44b aus. Der Durchbruch 44b bildet im Bereich der Schenkel 54b, 55b eine Dreiecksform aus. In der dem Synchronisierring 14b abgewandten Seite bildet der Durchbruch 44b eine Tasche 45b aus, die größer ist als die von den Schenkeln 54b, 55b gebildete Dreiecksform.For connecting the pressure piece 15b on the synchronizer ring 14b has the pressure piece 15b a breakthrough 44b on. The breakthrough 44b extends from one of the synchronizer ring 14b facing side of the pressure piece 15b up to a synchronizing ring 14b opposite side. The breakthrough 44b forms in the synchronizing ring 14b facing side two facing legs 54b . 55b , which in an assembled state in the direction of the sliding sleeve 19b converge. The thigh 54b . 55b form a wall of the breakthrough 44b out. The breakthrough 44b forms in the area of the thighs 54b . 55b a triangular shape. In the synchronizer ring 14b opposite side forms the breakthrough 44b a pocket 45b which is larger than that of the thighs 54b . 55b formed triangle shape.
Zur Verbindung des Druckstücks 15b mit dem Synchronisierring 14b umfasst der Synchronisierring 14b einen Bolzen 46b. Der Bolzen 46b ist fest mit dem Synchronisierring 14b verbunden. Der Bolzen 46b ist mittels einer Nietverbindung mit dem Synchronisierring 14b verbunden. Grundsätzlich ist es natürlich auch denkbar, dass der Bolzen 46b mittels einer Schweißverbindung oder einer anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Verbindung mit dem Synchronisierring 14b verbunden ist. In montiertem Zustand ist der Bolzen 46b durch den Durchbruch 44b des Druckstücks 15b geführt und verbindet das Druckstück 15b und den Synchronisierring 14b formschlüssig miteinander. Der Bolzen 46b umfasst einen Grundkörper 47b und einen Kopf 48b. Der Grundkörper 47b ist als ein Zylinder ausgebildet. Zum Aufbau einer Sperrkraft ist der Grundkörper 47b des Bolzens 46b in dem Teil des Durchbruchs 44b angeordnet, der die durch die Schenkel 54b, 55b gebildete Dreiecksform ausbildet. Der Grundkörper 47b des Bolzens 46b bildet eine Mantelfläche aus, die mit den Schenkeln 54b, 55b des Durchbruchs 44b jeweils eine Funktionsflächenpaarung ausbildet, mittels denen in zumindest einem Betriebsmodus eine Sperrkraft aufgebaut werden kann. Welche der Funktionsflächenpaarungen verwendet wird, um die Sperrkraft aufzubauen, hängt von einer Relativdrehrichtung zwischen der Schiebemuffe 19b und dem Gangrad ab. Der Kopf 48b des Bolzens 46b ist an einem dem Synchronisierring 14b abgewandten Ende des Bolzens 46b angeordnet und in montiertem Zustand in der Tasche 45b des Druckstücks 15b angeordnet. Der Kopf 48b des Bolzens 46b ist größer als der dreiecksförmige Teil des Durchbruchs 44b. Dadurch ist das Druckstück 15b zwischen dem Kopf 48b des Bolzens 46b und dem Synchronisierring 14b fixiert.For connecting the pressure piece 15b with the synchronizer ring 14b includes the synchronizer ring 14b a bolt 46b , The bolt 46b is fixed to the synchronizer ring 14b connected. The bolt 46b is by means of a riveted connection with the synchronizing ring 14b connected. Basically, it is also conceivable that the bolt 46b by means of a welded connection or another connection which appears meaningful to the person skilled in the art with the synchronizing ring 14b connected is. When assembled, the bolt is 46b through the breakthrough 44b of the pressure piece 15b guided and connects the pressure piece 15b and the synchronizer ring 14b positively with each other. The bolt 46b includes a main body 47b and a head 48b , The main body 47b is designed as a cylinder. To build up a blocking force is the main body 47b of the bolt 46b in the part of the breakthrough 44b Arranged by the thighs 54b . 55b formed triangular shape. The main body 47b of the bolt 46b forms a lateral surface with the thighs 54b . 55b the breakthrough 44b each forms a functional surface pairing, by means of which in at least one operating mode, a blocking force can be established. Which of the functional surface pairings is used to build up the locking force depends on a relative direction of rotation between the sliding sleeve 19b and the gear wheel off. The head 48b of the bolt 46b is at a the synchronizing ring 14b opposite end of the bolt 46b arranged and in the assembled state in the bag 45b of the pressure piece 15b arranged. The head 48b of the bolt 46b is larger than the triangular part of the aperture 44b , This is the pressure piece 15b between the head 48b of the bolt 46b and the synchronizer ring 14b fixed.
Zur Verringerung eines Spiels zwischen dem Druckstück 15b und dem Synchronisierring 14b weist die Kraftfahrzeugschaltvorrichtung eine Federvorrichtung 31b auf. Die Federvorrichtung 31b umfasst eine Ringfeder 49b. Zur Positionierung der Ringfeder 49b umfasst das Druckstück 15b eine Nut 50b, die oberhalb des Durchbruchs 44b, an der dem Synchronisierring 14b zugewandten Seite des Druckstücks 15b, angeordnet ist. Die Ringfeder 49b ist in der Nut 50b angeordnet. Die Ringfeder 49b stützt sich in der Nut 50b ab und drückt in montiertem Zustand gegen den Synchronisierring 14b. Durch die Federvorrichtung 31b wird die Verbindung des Synchronisierrings 14b mit dem Druckstück 15b mittels des Bolzens 46b vorgespannt.To reduce a game between the pressure piece 15b and the synchronizer ring 14b the motor vehicle switching device has a spring device 31b on. The spring device 31b includes a ring spring 49b , For positioning the ring spring 49b includes the pressure piece 15b a groove 50b that are above the breakthrough 44b , at the synchronizer ring 14b facing side of the pressure piece 15b , is arranged. The ring spring 49b is in the groove 50b arranged. The ring spring 49b rests in the groove 50b in the assembled state presses against the synchronizing ring 14b , By the spring device 31b becomes the connection of the synchronizing ring 14b with the pressure piece 15b by means of the bolt 46b biased.
Der Gleichlaufkörper 13b weist eine Tasche 18b auf. Die Tasche 18b bildet einen Teil der Wirkgeometrie 16b ab. Dabei weist die Tasche 18b Seitenwände auf, die Funktionsflächen ausbilden. Das Druckstück 15b ist in einem montierten Zustand in der Tasche 18b angeordnet.The synchronizing body 13b has a bag 18b on. The pocket 18b forms part of the effective geometry 16b from. This shows the bag 18b Side walls that form functional surfaces. The pressure piece 15b is in an assembled state in the bag 18b arranged.
Eine weitere Ausgestaltung der Kraftfahrzeugschaltvorrichtung und des Druckstücks 15b ist identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Funktionsweise der Sperrung und des Schaltens der Schiebemuffe ist ebenfalls identisch. Lediglich die Anbindung des Druckstücks an den Synchronisierring ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel anders ausgeführt als in dem ersten Ausführungsbeispiel.Another embodiment of the motor vehicle switching device and the pressure piece 15b is identical to the first embodiment. The operation of blocking and switching the Sliding sleeve is also identical. Only the connection of the pressure piece to the synchronizing ring is carried out differently in the second embodiment than in the first embodiment.
Die 8 bis 11 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschaltvorrichtung in einem montierten Zustand. Die Kraftfahrzeugschaltvorrichtung umfasst eine erste Koppeleinheit 11c und eine schematisiert dargestellte zweite Koppeleinheit 12c. Die erste Koppeleinheit 11c umfasst eine Schiebemuffe 19c, die mittels einer nicht näher dargestellten Schaltgabel oder einer Schaltklaue in axialer Richtung verschoben werden kann. Die Koppeleinheit 11c umfasst weiter einen Gleichlaufkörper 13c, mit dem die Schiebemuffe 19c drehfest verbunden ist. Der Gleichlaufkörper 13c ist drehfest auf einer Getriebewelle 20c angeordnet. Die Schiebemuffe 19c weist eine mittlere Neutralstellung sowie zwei äußere Endstellungen auf. In den Endstellungen ist die Schiebemuffe 19c jeweils über eine Verzahnung mit einer Verzahnung der zweiten Koppeleinheit 12c verbunden, wodurch ein nicht näher dargestelltes Gangrad der zweiten Koppeleinheit 12c drehfest mit dem Gleichlaufköper 13c der ersten Koppeleinheit 11c verbunden ist.The 8th to 11 show a third embodiment of a motor vehicle switching device according to the invention in an assembled state. The motor vehicle switching device comprises a first coupling unit 11c and a schematically illustrated second coupling unit 12c , The first coupling unit 11c includes a sliding sleeve 19c , which can be moved by means of a shift fork, not shown, or a shift claw in the axial direction. The coupling unit 11c further comprises a synchronizing body 13c with which the sliding sleeve 19c rotatably connected. The synchronizing body 13c is non-rotatable on a gear shaft 20c arranged. The sliding sleeve 19c has a middle neutral position and two outer end positions. In the end positions is the sliding sleeve 19c in each case via a toothing with a toothing of the second coupling unit 12c connected, whereby a not-shown gear wheel of the second coupling unit 12c non-rotatable with the constant velocity body 13c the first coupling unit 11c connected is.
Wird die Schiebemuffe 19c mittels der Schaltgabel bzw. der Schaltklaue in eine linke Endstellung bewegt, ist es möglich, dass das entsprechende Gangrad und die Schiebemuffe 19c unterschiedliche Drehzahlen aufweisen. Die zweite Koppeleinheit 12c umfasst einen Synchronisierkegel 21c, der drehfest mit dem Gangrad der zweiten Koppeleinheit 12c verbunden ist. Um die Drehzahlen der Schiebemuffe 19c und des Gangrads anzugleichen, umfasst die Kraftfahrzeugschaltvorrichtung einen Synchronisierring 14c, der in einer Zwischenstellung der Schiebemuffe 19c zwischen der Neutralstellung und der Endstellung einen Reibkontakt mit dem Synchronisierkegel 21c der zweiten Koppeleinheit 12c herstellt und damit die Schiebemuffe 19c und das Gangrad synchronisiert. Die erste Koppeleinheit 11c umfasst weiter ein Druckstück 15c. Das Druckstück 15c sperrt die Schiebemuffe 19c gegen eine weitere axiale Verschiebung in Richtung des Gangrads, solange die Drehzahlen von Gangrad und Schiebemuffe 19c verschieden sind.Will the sliding sleeve 19c moved by the shift fork or the shift claw in a left end position, it is possible that the corresponding gear and the sliding sleeve 19c have different speeds. The second coupling unit 12c includes a synchronizing cone 21c , which rotates with the gear wheel of the second coupling unit 12c connected is. To the speeds of the sliding sleeve 19c and the gear wheel, the motor vehicle switching device comprises a synchronizing ring 14c in an intermediate position of the sliding sleeve 19c between the neutral position and the end position frictional contact with the synchronizing cone 21c the second coupling unit 12c produces and thus the sliding sleeve 19c and the gear wheel synchronized. The first coupling unit 11c further includes a pressure piece 15c , The pressure piece 15c locks the sliding sleeve 19c against further axial displacement in the direction of the gear wheel, as long as the speeds of the gear wheel and sliding sleeve 19c are different.
Zum Sperren der Schiebemuffe 19c weist die Schiebemuffe 19c eine radial umlaufende Nut 28c auf, die V-förmig ausgeführt ist und in die das Druckstück 15c in zumindest einem Betriebsmodus eingreift. Um das Druckstück 15c aus der Nut 28c herauszubewegen, und damit die Schiebemuffe 19c zu entsperren, weist eine der Schiebemuffe 19c zugewandte Kopfseite des Druckstücks 15c eine Entsperrvorrichtung 29c auf, die als eine Schräge ausgebildet und die dem Synchronisierring 14c abgewandt ist.To lock the sliding sleeve 19c has the sliding sleeve 19c a radial circumferential groove 28c on, which is designed V-shaped and in the pressure piece 15c engages in at least one operating mode. To the pressure piece 15c out of the groove 28c to move out, and thus the sliding sleeve 19c to unlock, has one of the sliding sleeve 19c facing head side of the pressure piece 15c an unlocking device 29c on, which formed as a slope and the the synchronizing ring 14c turned away.
Die erste Koppeleinheit 11c weist weiter eine Wirkgeometrie 16c auf. Die Wirkgeometrie 16c ist dazu vorgesehen, die in Umfangsrichtung wirkende Sperrkraft teilweise in eine, auf den Synchronisierring 14c wirkende Betätigungskraft, umzuwandeln. Die Wirkgeometrie 16c ist als eine zur Umfangsrichtung und zur Axialrichtung geneigte Fläche ausgebildet. Die Wirkgeometrie 16c ist als eine Überlagerung einer sich axial in Richtung des Synchronisierrings 14c öffnende Dreieckskontur und einer sich radial in Richtung der Schiebemuffe öffnenden Dreieckskontur ausgebildet.The first coupling unit 11c also has a knit geometry 16c on. The effective geometry 16c is intended to partially acting in the circumferential direction blocking force in one, on the synchronizer ring 14c acting operating force to transform. The effective geometry 16c is formed as an inclined surface to the circumferential direction and to the axial direction. The effective geometry 16c is as a superposition of an axially in the direction of the synchronizing ring 14c opening triangular contour and a radially opening in the direction of the sliding sleeve triangular contour.
Das Druckstück 15c weist eine Außenkontur 17c auf. Die Außenkontur 17c bildet einen Teil der Wirkgeometrie 16c aus. Die Teile der Außenkontur 17c, die die Wirkgeometrie 16c ausbilden, sind jeweils als eine Funktionsfläche ausgebildet, die jeweils dazu vorgesehen sind, eine die Sperrbedingung erfüllende Kräftezerlegung zusammen mit der korrespondierenden Funktionsfläche zu bewirken. Die Außenkontur 17c bildet eine ballige Kontur aus, die sich sowohl radial in Richtung der Schiebemuffe 19c, als auch axial in Richtung des Synchronisierrings 14c verbreitert.The pressure piece 15c has an outer contour 17c on. The outer contour 17c forms part of the effective geometry 16c out. The parts of the outer contour 17c that the working geometry 16c form, are each formed as a functional surface, which are each provided to effect a force decomposition satisfying the constraint condition together with the corresponding functional surface. The outer contour 17c forms a convex contour, both radially in the direction of the sliding sleeve 19c , as well as axially in the direction of the synchronizing ring 14c widened.
Der Gleichlaufkörper 13c weist eine Tasche 18c auf. Die Tasche 18c bildet einen Teil der Wirkgeometrie 16c aus. Dabei weist die Tasche 18c Seitenwände auf, die Funktionsflächen ausbilden. Die Seitenwände der Tasche weisen dabei eine radial nach außen und axial in Richtung des Synchronisierrings 14c geöffnete Kontur auf. In montiertem Zustand ist das Druckstück 15c in der Tasche 18c des Gleichlaufkörpers 13c angeordnet. Dadurch stehen die von dem Druckstück 15c ausgebildeten Funktionsflächen und die von dem Gleichlaufkörper 13c ausgebildeten Funktionsflächen in Kontakt.The synchronizing body 13c has a bag 18c on. The pocket 18c forms part of the effective geometry 16c out. This shows the bag 18c Side walls that form functional surfaces. The side walls of the pocket in this case have a radially outward and axially in the direction of the synchronizing ring 14c open contour on. When assembled, the pressure piece is 15c in the bag 18c of the synchronizing body 13c arranged. As a result, stand by the pressure piece 15c trained functional surfaces and those of the synchronizing body 13c trained functional surfaces in contact.
Zur Anbindung des Synchronisierrings 14c an das Druckstück 15c weist der Synchronisierring 14c eine Nut 51c auf. Die Nut 51c ist in radialer Richtung orientiert und an einem radial inneren Ende des Synchronisierrings 14c angeordnet. Die Nut 51c ist dazu vorgesehen, eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Druckstück 15c und des Synchronisierrings 14c herzustellen. Dazu ist die Nut 51c als eine Schwalbenschwanznut ausgebildet. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Nut 51c beispielsweise als eine T-Nut oder eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Nut ausgebildet ist.For connection of the synchronizing ring 14c to the pressure piece 15c has the synchronizer ring 14c a groove 51c on. The groove 51c is oriented in the radial direction and at a radially inner end of the synchronizing ring 14c arranged. The groove 51c is intended to provide a positive connection between the pressure piece 15c and the synchronizer ring 14c manufacture. This is the groove 51c designed as a dovetail groove. Basically, it is also conceivable that the groove 51c for example, as a T-slot or another, the expert appears to be useful groove.
Zur Verbindung des Druckstücks 15c mit dem Synchronisierring 14c weist das Druckstück 15c ein Führungselement 52c auf. Das Führungselement 52c ist einstückig mit dem Druckstück 15c ausgebildet und dazu vorgesehen, in die Nut 51c des Synchronisierrings 14c einzugreifen. Dazu weist das Führungselement 52c eine Schwalbenschwanzform auf, die korrespondierend zu der als Schwalbenschwanznut ausgebildeten Nut 51c ausgebildet ist. Die Schwalbenschwanzform des Führungselements 52c weist ihre breite Seite an der dem Synchronisierring 14c zugewandten Seite auf. Mittels des Führungselements 52c ist das Druckstück 15c nahezu spielfrei und in radialer Richtung verschiebbar mit dem Synchronisierring 14c verbunden.For connecting the pressure piece 15c with the synchronizer ring 14c has the pressure piece 15c a guide element 52c on. The guide element 52c is integral with the pressure piece 15c formed and provided in the groove 51c of the synchronizing ring 14c intervene. For this purpose, the guide element 52c a dovetail shape on, which correspond to the groove formed as a dovetail groove 51c is trained. The dovetail shape of the guide element 52c has its wide side on the synchronizer ring 14c facing side up. By means of the guide element 52c is the pressure piece 15c almost free of play and displaceable in the radial direction with the synchronizing ring 14c connected.
Zur Bereitstellung einer Rastkraft umfasst die Kraftfahrzeugschaltvorrichtung ein Federelement 53c. Das Federelement 53c ist dazu vorgesehen, das Druckstück 15c gegen die Schiebemuffe 19c zu drücken. Das Federelement 53c ist als eine Schraubenfeder ausgebildet, die in einer Aufnahmebohrung des Druckstücks 15c angeordnet ist. Das Druckstück 15c wird somit in die V-förmig ausgeführte Nut 28c der Schiebemuffe 19c gedrückt und somit positioniert. Dadurch ist das Druckstück 15c in einer Neutralstellung der Schiebemuffe 19c in der Nut 28c der Schiebemuffe 19c fixiert, wodurch ebenfalls der Synchronisierring 14c fixiert ist.To provide a detent force, the motor vehicle switching device comprises a spring element 53c , The spring element 53c is intended to the pressure piece 15c against the sliding sleeve 19c to press. The spring element 53c is formed as a helical spring in a receiving bore of the pressure piece 15c is arranged. The pressure piece 15c is thus in the V-shaped groove 28c the sliding sleeve 19c pressed and thus positioned. This is the pressure piece 15c in a neutral position of the sliding sleeve 19c in the groove 28c the sliding sleeve 19c fixed, whereby also the synchronizing ring 14c is fixed.
Wird ein Gang geschaltet, wird die Schiebemuffe 19c mittels der nicht näher dargestellten Schaltgabel bzw. Schaltklaue in Richtung des Gangrads gedrückt. Weisen dabei das Gangrad und die Schiebemuffe 19c, also auch die Koppeleinheit 11c und die Koppeleinheit 12c, eine Drehzahldifferenz auf, erfolgt eine Vorsynchronisation, sobald der Synchronisierring 14c mit dem Synchronisierkegel 21c des Gangrads in Kontakt kommt. Durch die Verbindung des Druckstücks 15c mit dem Synchronisierring 14c mittels des Führungselements 52c und der Nut 51c des Synchronisierrings 14c wirkt auf das Druckstück 15c eine in Umfangsrichtung gerichtete Umfangskraft. Durch die in Umfangsrichtung wirkende Umfangskraft wird das Druckstück 15c mit seiner Außenkontur 17c gegen eine der Seitenflächen der Tasche 18 des Gleichlaufkörpers 13c gedrückt. Gegen welche der beiden Seitenflächen der Tasche 18c des Gleichlaufkörpers 13c das Druckstück 15c mit seiner Außenkontur 17c gedrückt wird hängt von einer Relativdrehrichtung zwischen der Schiebemuffe 19c und dem Gangrad ab.When a gear is engaged, the sliding sleeve becomes 19c pressed by means of the shift fork or shift claw not shown in the direction of the gear wheel. Assign the gear wheel and the sliding sleeve 19c So also the coupling unit 11c and the coupling unit 12c , A speed difference on, there is a Vorsynchronisation as soon as the synchronizing ring 14c with the synchronizing cone 21c the gear wheel comes into contact. By the connection of the pressure piece 15c with the synchronizer ring 14c by means of the guide element 52c and the groove 51c of the synchronizing ring 14c acts on the pressure piece 15c a circumferentially directed circumferential force. By acting circumferentially circumferential force is the pressure piece 15c with its outer contour 17c against one of the side surfaces of the bag 18 of the synchronizing body 13c pressed. Against which of the two side surfaces of the bag 18c of the synchronizing body 13c the pressure piece 15c with its outer contour 17c is pressed depends on a relative direction of rotation between the sliding sleeve 19c and the gear wheel off.
Durch die Drehzahldifferenz zwischen den beiden Koppeleinheiten 11c, 12c entsteht zwischen dem Druckstück 15c und dem Gleichlaufkörper 13c eine Relativbewegung. Bei einer Synchronisation bewirkt die Relativbewegung aufgrund der dabei wirkenden Reibkraft eine Drehmomentübertragung zwischen dem Gleichlaufkörper 13c und dem Druckstück 15c. Die Wirkgeometrie 16c wirkt wie eine Rampe in Richtung des Synchronisierrings 14c und der Schiebemuffe 19c. Dadurch wird das Drehmoment einmal in eine entlang der Hauptrotationsachse wirkende Verstärkungskraft umgesetzt, die das Druckstück 15c axial in Richtung des Synchronisierrings 14c drückt. Zudem wird durch das Drehmoment ebenfalls eine in Richtung der Schiebemuffe 19c wirkende Sperrkraft erzeugt. Durch die Funktionsflächenpaarung zwischen dem Druckstück 15c und dem Gleichlaufkörper 13c wird das Druckstück 15c axial in Richtung des Synchronisierrings 14c und radial in Richtung der Schiebemuffe 19c gedrückt. Durch die axiale Verschiebung in Richtung des Synchronisierrings 14c erhöht sich eine Betätigungskraft, die auf den Synchronisierring 14c wirkt. Die Erhöhung der Betätigungskraft erhöht eine übertragbare Reibkraft zwischen dem Synchronisierring 14c und dem Synchronisierkegel 21c, wodurch die Drehzahldifferenz schneller ausgeglichen wird.Due to the speed difference between the two coupling units 11c . 12c arises between the pressure piece 15c and the synchronizing body 13c a relative movement. In a synchronization causes the relative movement due to the frictional force acting thereby a torque transmission between the synchronizing body 13c and the pressure piece 15c , The effective geometry 16c acts like a ramp in the direction of the synchronizing ring 14c and the sliding sleeve 19c , As a result, the torque is converted once into a force acting along the main axis of rotation driving force that the pressure piece 15c axially in the direction of the synchronizing ring 14c suppressed. In addition, by the torque also in the direction of the sliding sleeve 19c acting blocking force generated. Due to the functional surface pairing between the pressure piece 15c and the synchronizing body 13c becomes the pressure piece 15c axially in the direction of the synchronizing ring 14c and radially in the direction of the sliding sleeve 19c pressed. Due to the axial displacement in the direction of the synchronizing ring 14c increases an actuating force on the synchronizer ring 14c acts. Increasing the actuating force increases a transmittable frictional force between the synchronizer ring 14c and the sync cone 21c , whereby the speed difference is compensated faster.
Wird die Schiebemuffe 19c weiter in Richtung Gangrad gedrückt, wirkt durch die Entsperrvorrichtung 29c auf das Druckstück 15c eine radial nach innen gerichtete Kraft. Oberhalb eines Grenzwerts ist die Kraft durch die Entsperrvorrichtung 29c kleiner als die Sperrkraft, die durch die Funktionsflächenpaarung zwischen dem Druckstück 15c und dem Gleichlaufkörper 13c entsteht. Die Kraft auf die Schiebemuffe 19c in axialer Richtung wird auf den Synchronisierring 14c übertragen, wodurch der Synchronisierring 14c in Richtung Gangrad gedrückt wird und die Schiebemuffe 19c und das Gangrad synchronisiert werden.Will the sliding sleeve 19c pressed further in the direction of the gear wheel, acts through the unlocking device 29c on the pressure piece 15c a radially inward force. Above a threshold is the force through the unlocking device 29c smaller than the blocking force due to the functional surface pairing between the pressure piece 15c and the synchronizing body 13c arises. The force on the sliding sleeve 19c in the axial direction is on the synchronizing ring 14c transmitted, causing the synchronizer ring 14c in the direction of the gear wheel is pressed and the sliding sleeve 19c and the gear wheel are synchronized.
Sinkt die Drehzahldifferenz zwischen dem Gangrad und dem Synchronisierring 14c, also auch zwischen der Koppeleinheit 11c und der Koppeleinheit 12c unter einen definierten Grenzwert, ist die Kraft, die durch die Entsperrvorrichtung 29c in radialer Richtung nach innen wirkt größer als die radial nach außen wirkende Sperrkraft durch die Funktionsflächenpaarung des Druckstücks 15c und dem Gleichlaufkörper 13c. Dadurch kann das Druckstück 15c radial nach innen gedrückt werden und die Schiebemuffe 19c kann weiter in Richtung des Gangrads in die linke Endstellung bewegt werden, wodurch die Schiebemuffe 19c in die Vorverzahnung des Gangrads eingreift und der Gang geschaltet ist. Der Synchronisierring 14c wird dabei in seine Ausgangsstellung zurückgedreht.The speed difference between the gear wheel and the synchronizer ring decreases 14c , so also between the coupling unit 11c and the coupling unit 12c Below a defined threshold, is the force generated by the unlocking device 29c in the radial direction inwards acts larger than the radially outwardly acting blocking force by the functional surface pairing of the pressure piece 15c and the synchronizing body 13c , This allows the pressure piece 15c pressed radially inward and the sliding sleeve 19c can be moved further in the direction of the gear wheel in the left end position, whereby the sliding sleeve 19c engages in the pre-toothing of the gear wheel and the gear is engaged. The synchronizer ring 14c is turned back to its original position.
Der Synchronisierring 14c weist analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel weitere, nicht näher dargestellte, Druckstücke auf. Ebenfalls weist die Kraftfahrzeugschaltvorrichtung, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, eine zweite Vorrichtung auf, die zur Synchronisation der Schiebemuffe mit einem weiteren Gangrad vorgesehen ist.The synchronizer ring 14c has analogous to the first embodiment, further, not shown, on pressure pieces. Also, the motor vehicle switching device, as described in the first embodiment, a second device, which is provided for synchronization of the sliding sleeve with another gear wheel.
Eine generelle Funktionsweise der Kraftfahrzeugschaltvorrichtung in dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht der Funktionsweise aus den ersten beiden Ausführungsbeispielen. Ein Unterschied liegt in der Verbindung des Synchronisierrings 14c und dem Druckstück 15c und der Ausbildung der Funktionsflächen zur Erzeugung der radial wirkenden Sperrkraft und der Kraft, die axial auf den Synchronisierring 14c wirkt. Die Funktionsflächen werden in dem dritten Ausführungsbeispiel ausschließlich von dem Druckstück 15c und dem Gleichlaufkörper gebildet.A general mode of operation of the motor vehicle switching device in the third exemplary embodiment corresponds to the mode of operation of the first two exemplary embodiments. One difference lies in the connection of the synchronizing ring 14c and the pressure piece 15c and the formation of the functional surfaces for generating the radially acting Locking force and the force acting axially on the synchronizer ring 14c acts. The functional surfaces are exclusively in the third embodiment of the pressure piece 15c and the synchronizing body formed.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102007040438 A1 [0002] DE 102007040438 A1 [0002]
