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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 4. Mai 2011 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2011-0042688 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft eine Synchronisiervorrichtung eines Handschaltgetriebes eines Fahrzeuges, und insbesondere eine Synchronisiervorrichtung eines Handschaltgetriebes, die einen Verschleiß eines Sperrkeils durch Verringerung der Flächenpressung des Sperrkeils in einer Verriegelungsnut einer Muffe verhindert.
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Im Allgemeinen ist ein Getriebe ein Teil einer Leistungsabgabevorrichtung. Das Getriebe ist zwischen einer Kupplung und einer Antriebswelle derart angeordnet, dass das Motordrehmoment entsprechend dem Fahrzustand eines Fahrzeuges erhöht oder verringert wird. Außerdem weist das Getriebe eine Umkehrvorrichtung zum Rückwärtsfahren des Fahrzeuges auf.
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Eine Synchronisiervorrichtung eines Handschaltgetriebes verhindert einen Schaltstoß durch eine sanfte Verbindung von Zahnrädern beim Ineingriffbringen eines Antriebsrades mit einem Abtriebsrad nach dem Synchronisieren der Drehzahlen des Antriebsrades und des Abtriebsrades.
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1 ist eine perspektivische Teilansicht einer herkömmlichen Synchronisiervorrichtung.
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Mit Bezug auf 1 weist eine herkömmliche Synchronisiervorrichtung eine Kupplungsnabe 2, eine Muffe 4, einen Sperrkeil 6, einen Sperrring 8 und ein Kupplungsrad 10 auf.
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Die Kupplungsnabe 2 ist über eine Keilverzahnung mit einer Drehwelle verbunden, und eine Mehrzahl von Ausnehmungen sind an ihrem Außenumfang entlang einer Umfangsrichtung in gleichen Abständen, voneinander ausgebildet.
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Die Muffe 4 ist über eine Keilverzahnung mit dem Außenumfang der Kupplungsnabe 2 verbunden und in Axialrichtung bewegbar. Eine Gleitausnehmung 12 ist an einem Außenumfang der Muffe 4 ausgebildet, und die Muffe 4 kann sich mittels einer in der Gleitausnehmung 12 eingesetzten Schaltgabel in der Zeichnung gesehen nach links oder rechts bewegen.
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Jeder Sperrkeil 6 ist in einer der Ausnehmungen angeordnet, die am Außenumfang der Kupplungsnabe 2 entlang ihrer Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinander ausgebildet sind.
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Eine Feder 14 ist zwischen dem Sperrkeil 6 und der Kupplungsnabe 2 angeordnet, und der Sperrkeil 6 ist durch die Federkraft der Feder 14 in einer Verriegelungsnut 16 eingesetzt, die an einem Innenumfang der Muffe 4 ausgebildet ist.
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Der Sperrring 8 wird üblicherweise als Synchronring bezeichnet. Der Sperrring 8 ist an beiden Seiten der Kupplungsnabe 2 derart angeordnet, dass er den Sperrkeil 6 schützt, und wenn sich die Muffe 4 in Axialrichtung bewegt, kann der Sperrring 8 von der Muffe 4 derart gedrückt werden, dass er mit einem Konusabschnitt 18 des Kupplungsrades 10 reibschlüssig synchronisiert wird.
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Das Kupplungsrad 10 ist einstückig mit einem Gangzahnrad ausgebildet.
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Wenn die Muffe 4 zum Schalten nach links oder rechts bewegt wird, bewegen sich sowohl der Sperrkeil 6 als auch die Muffe 4 derart, dass sie den Sperrring 8 zu dem Kupplungsrad 10 drücken.
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Dann wird ein Innenumfang des Sperrringes 8 mit dem Konusabschnitt 18 des Kupplungsrades 10 derart in Reibeingriff gebracht, dass die Drehzahlen des Kupplungsrades 10 und des Sperrringes 8 synchronisiert werden. Wenn sich die Muffe 4 in diesem Zustand weiter bewegt, gelangen die Muffe 4 und das Kupplungsrad 10 miteinander in Eingriff, so dass eine Leistungsabgabe erzielt wird.
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2 ist eine perspektivische Teilansicht eines Innenumfangs einer Muffe, die bei einer herkömmlichen Synchronisiervorrichtung verwendet wird.
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Mit Bezug auf 2 stellt das Bezugszeichen 20 die Verriegelungsnut dar, die an dem Innenumfang der Muffe 4 ausgebildet ist und den Sperrkeil 6 darin aufnimmt.
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Die Verriegelungsnut 20 ist in einem Mittelabschnitt einer Kerbverzahnung 22 unter den am Innenumfang der Muffe 4 gebildeten Keilverzahnungen ausgebildet. Die Verriegelungsnut 20 hat eine konkave Form.
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Außerdem ist die Größe der Kerbverzahnung 22 dieselbe wie die einer Normalverzahnung 24.
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Jedoch ist, da die Größe der Kerbverzahnung 22 dieselbe wie die der benachbarten Normalverzahnung 24 ist, die Breite der den Sperrkeil 6 darin aufnehmenden Verriegelungsnut 20 nicht groß.
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3 ist eine Seitenansicht eines Sperrkeils 6 in einem Montagezustand mit einer Muffe einer herkömmlichen Synchronisiervorrichtung.
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Mit Bezug auf 3 ist, da die Breite der Verriegelungsnut 20 der Kerbverzahnung 22 wie oben beschrieben gering ist, eine Kontaktfläche zwischen den Sperrkeil 6 und der Verriegelungsnut 20 ebenfalls klein. Daher wird beim Schalten eine hohe Flächenpressung ausgeübt, und ein Verschleiß kann auftreten, wenn eine Flächenpressung ausgeübt wird, die größer als ein aus einer zulässigen Oberflächenhärte berechneter Druck ist.
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Mit der Erfindung wird eine Synchronisiervorrichtung eines Handschaltgetriebes geschaffen, bei der ein Verschleiß eines Sperrkeils durch Reduzieren einer Flächenpressung des Sperrkeils in einer Verriegelungsnut einer Muffe verhindert wird.
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Gemäß der Erfindung weist eine Synchronisiervorrichtung eines Handschaltgetriebes eine Kupplungsnabe, die über eine Keilverzahnung mit einer Drehwelle verbunden ist, eine Muffe, die durch Zwischenanordnung eines Sperrkeils mit einem Außenumfangsabschnitt der Kupplungsnabe in Eingriff steht, wobei die Muffe axial bewegbar ist, ein Kupplungsrad, das einen Konusabschnitt aufweist und an beiden Seiten der Muffe ohne eine gegenseitige Beeinflussung mit der Drehwelle angeordnet ist, einen Sperrring, der mit dem Konusabschnitt des Kupplungsrades reibschlüssig in Eingriff zu bringen ist, und eine Normalverzahnung und eine Kerbverzahnung auf, die an einem Innenumfang der Muffe ausgebildet sind, wobei die Breite eines Mittelabschnitts der Kerbverzahnung größer als die der Normalverzahnung ist, und der Mittelabschnitt der Kerbverzahnung einen Keilstützabschnitt und eine Verriegelungsnut aufweist, die in dem Keilstützabschnitt ausgebildet ist und mit einem Außenumfang des Sperrkeils in Eingriff steht.
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Der Sperrkeil kann einen Nutkontaktabschnitt aufweisen, der mit der Verriegelungsnut in Kontakt steht, und eine Breite des Keilstützabschnitts ist kleiner als eine Umfangslänge des Nutkontaktabschnitts.
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Der Sperrring ist an beiden Seiten der Kupplungsnabe derart angeordnet, dass er den Sperrkeil schützt, und wird, wenn sich die Muffe entlang einer Axialrichtung bewegt, von der Muffe in der Axialrichtung gedrückt und mit dem Konusabschnitt des Kupplungsrades durch Reibung synchronisiert.
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Der Sperrring kann einen Keilaufnahmeabschnitt aufweisen, wobei der Keilaufnahmeabschnitt einen Raum, in dem der Sperrkeil aufgenommen ist, ein Paar Stützvorsprünge, die von beiden Seiten des Raumes axial vorstehen, um den Raum dazwischen zu bilden, und einen vorstehenden Abschnitt aufweisen kann, der in einer Radialrichtung von dem Außenumfang des Sperrringes zwischen den Stützvorsprüngen vorsteht und ohne Beeinträchtigung in eine Ausnehmung eingesetzt ist, die in der Kupplungsnabe ausgebildet ist.
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Der Stützvorsprung kann eine Schrägfläche aufweisen, die an einer dem Raum zugewandten Seitenfläche derart ausgebildet ist, dass der Sperrkeil von der Schrägfläche aufgenommen wird, wobei die Schrägfläche derart ausgebildet ist, dass die Breite des Raumes radial nach außen größer wird.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine perspektivische Teilansicht einer herkömmlichen Synchronisiervorrichtung;
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2 eine perspektivische Teilansicht eines Innenumfangs einer Muffe, die bei einer herkömmlichen Synchronisiervorrichtung verwendet wird;
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3 eine Seitenansicht eines Sperrkeils im Montagezustand mit einer Muffe einer herkömmlichen Synchronisiervorrichtung;
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4 eine perspektivische Explosionsansicht einer Synchronisiervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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5 eine perspektivische Teilansicht eines Sperrringes einer Synchronisiervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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6 einen Schnitt einer Synchronisiervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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7 eine perspektivische Teilansicht eines Innenumfangs einer Muffe, die bei einer Synchronisiervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird; und
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8 eine Seitenansicht eines Sperrkeils in einem Montagezustand mit einer Muffe einer Synchronisiervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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In den Figuren sind gleiche oder äquivalente Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Mit Bezug auf 4 weist eine Synchronisiervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung eine Kupplungsnabe 50, eine Muffe 60, einen Sperrkeil 70, einen Sperrring 80 und ein Kupplungsrad 90 auf.
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Die Kupplungsnabe 50 ist über eine Keilverzahnung mit einer Drehwelle S derart verbunden, dass sie sich jederzeit zusammen mit der Drehwelle S dreht.
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Eine Keilverzahnung ist an einem Außenumfang der Kupplungsnabe 50 ausgebildet, und eine Mehrzahl von Ausnehmungen 52 sind entlang einer Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinander ausgebildet.
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Die Muffe 60 ist über eine Keilverzahnung mit dem Außenumfang der Kupplungsnabe 50 verbunden und in Axialrichtung bewegbar. Eine Gleitausnehmung 62 ist ringsum an einem Außenumfang der Muffe 60 ausgebildet.
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Außerdem ist eine Schaltgabel in der Gleitausnehmung 62 der Muffe 60 derart eingesetzt, dass sich die Muffe 60 entsprechend einer Bewegung der Schaltgabel in Axialrichtung bewegt.
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Der Sperrkeil 70 ist jeweils in einer der Ausnehmungen angeordnet, die an dem Außenumfang der Kupplungsnabe 50 entlang ihrer Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinander ausgebildet sind. Außerdem ist eine Feder 72 zwischen der Kupplungsnabe 50 und dem Sperrkeil 70 angeordnet.
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Daher ist der Sperrkeil 70 durch die Federkraft der Feder 72 in einer Verriegelungsnut 64 eingesetzt, die an einem Innenumfang der Muffe 60 ausgebildet ist.
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Der Sperrring 80 wird üblicherweise als Synchronring bezeichnet. Der Sperrring 80 ist an beiden Seiten der Kupplungsnabe 50 derart angeordnet, dass er den Sperrkeil 70 schützt, und wenn sich die Muffe 60 in Axialrichtung bewegt, kann der Sperrring 80 von der Muffe 60 derart gedrückt werden, dass er mit einem Konusabschnitt 92 des Kupplungsrades 90 reibschlüssig synchronisiert wird.
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Ein Keilaufnahmeabschnitt 81 ist an dem Sperrring 80 ausgebildet.
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Mit Bezug auf 5 weist der Keilaufnahmeabschnitt 81 einen Raum 82, Stützvorsprünge 83 und 84 und einen vorstehenden Abschnitt 85 auf. Die Stützvorsprünge 83 und 84 stehen an beiden Seiten des Raumes 82 axial vor.
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Die Breite des Raumes 82 ist groß genug, um eine Umfangsdicke des Sperrkeils 70 aufzunehmen.
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Außerdem ist der vorstehende Abschnitt 85 an einem Außenumfang des Sperrringes 80 zwischen den Stützvorsprüngen 83 und 84 derart ausgebildet, dass er ohne Beeinträchtigung in die jeweilige Ausnehmung 52 der Kupplungsnabe 50 eingesetzt werden kann.
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Ferner sind an jeder Seite der Stützvorsprünge 83 und 84 dem Raum 82 zugewandte Schrägflächen 86 und 87 ausgebildet, von denen der Sperrkeil 70 aufgenommen wird. Die Schrägflächen 86 und 87 sind derart ausgebildet, dass die Breite des Raumes 82 entlang einer Radialrichtung nach außen großer wird.
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Außerdem zeigt der vorstehende Abschnitt 85 eine Montageposition des Sperrringes 80 an und erhält einen Montagezustand des Sperrringes 80 stabil aufrecht. Darüber hinaus vergrößert der vorstehende Abschnitt 85 eine Kontaktfläche, wenn sich der Sperrkeil 70 in Axialrichtung bewegt.
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Mit Bezug auf 6 bewegt sich, wenn die Muffe 60 zum Schalten in der Zeichnung gesehen nach links oder rechts bewegt, der Sperrkeil 70 mit der Muffe 60 derart, dass der Sperrring 80 in Richtung zu dem Kupplungsrad 90 gedrückt wird.
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Dann wird ein Innenumfang des Sperrringes 80 mit dem Konusabschnitt 92 des Kupplungsrades 90 in Reibeingriff gebracht. Daher werden die Drehzahlen beider Elemente synchronisiert.
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In diesem Zustand wird, wenn die Muffe 60 weiter nach links oder rechts bewegt wird, die Muffe 60 mit dem Kupplungsrad 90 synchronisiert und mit diesem in Eingriff gebracht. Daher wird das Drehmoment der Drehwelle S an ein Gangrad abgegeben, das einstückig mit dem Kupplungsrad 90 ausgebildet ist.
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Mit Bezug auf 7 ist die Verriegelungsnut 64 in einem Keilstützabschnitt 642 ausgebildet und hat eine konkave Form. Der Keilstützabschnitt 642 ist in einem Mittelabschnitt einer Kerbverzahnung 640 unter den am Innenumfang der Muffe 60 gebildeten Verzahnungen ausgebildet.
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Die Größe der beiden Endabschnitte der Kerbverzahnung 640 ist dieselbe wie die der beiden Endabschnitte einer Normalverzahnung 644, und die Breite des Keilstützabschnitts 642, in dem die Verriegelungsnut 64 ausgebildet ist, ist größer als die der Normalverzahnung 644. Hierin ist die Kerbverzahnung 640 eine Verzahnung, in welcher der Sperrkeil 70 eingesetzt ist, und die Normalverzahnung 644 ist eine andere Verzahnung als die Kerbverzahnung 640.
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Außerdem ist die Breite der Verriegelungsnut 64 dieselbe wie eine Breite B des Keilstützabschnitts 642.
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Hier ist, wie in 8 gezeigt, die Breite B des Keilstützabschnitts 642 kleiner als eine Umfangslänge L eines mit der Verriegelungsnut 64 in Kontakt stehenden Nutkontaktabschnitts 74 des Sperrkeils 70. Eine Differenz zwischen der Breite B des Keilstützabschnitts 642 und der Umfangslänge L des Nutkontaktabschnitts 74 ist größer als eine Umfangs bewegung des Sperrkeils 70.
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Außerdem gelangt, da die beiden Endabschnitte der Kerbverzahnung 640 dieselbe Größe wie die der Normalverzahnung 644 haben, die Kerbverzahnung 640 nach dem Synchronisieren nicht in Konflikt mit dem Kupplungsrad 90.
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Wenn die Breite der Verriegelungsnut 64, in welche der Außenumfang des Sperrkeils 70 eingesetzt ist, und die Breite B des Keilstützabschnitts 642 groß sind, ist die Kontaktfläche mit dem Sperrkeil 70 ebenfalls groß. Außerdem ist, wenn die Kontaktfläche groß ist, die Flächenpressung gering.
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Daher kann, wenn die Flächenpressung kleiner als ein aus einer zulässigen Oberflächenhärte bestimmter Druck ist, ein Verschleiß des Sperrkeils 70 verhindert werden, und die Haltbarkeit eines Getriebes kann verbessert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2011-0042688 [0001]
