DE102015225100B4 - Synchronization device - Google Patents
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Abstract
Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe mit einem Synchronträgerkörper und einer gegenüber dem Synchronträgerkörper axial verschiebbar angeordneten Schiebemuffe, so wie mindestens einem Synchronring zur Drehzahldifferenzangleichung zwischen dem Synchronträgerkörper und einem Gangrad, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronring (14) gegenüber dem Synchronträgerkörper (3) und der Schiebemuffe (11) frei drehbar angeordnet ist und dass der Synchronträgerkörper (3) schaltbare Fangzähne (19) zum Drehen des Synchronringes (14) aufweist.Synchronizing device for a manual transmission with a synchronizer carrier body and a sliding sleeve arranged axially displaceably relative to the synchronizer carrier body, as well as at least one synchronizer ring for adjusting the speed difference between the synchronizer carrier body and a gear wheel, characterized in that the synchronizer ring (14) is arranged freely rotatable relative to the synchronizer carrier body (3) and the sliding sleeve (11) and that the synchronizer carrier body (3) has switchable catch teeth (19) for rotating the synchronizer ring (14).
Description
Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe und ein Verfahren zum Schalten eines Gangrades mit mindestens einem Synchronring, welcher zwischen einem Synchronträgerkörper und dem Gangrad angeordnet ist.The invention relates to a synchronizing device for a manual transmission and a method for shifting a gear wheel with at least one synchronizer ring which is arranged between a synchronizer carrier body and the gear wheel.
Synchronisiereinrichtungen in Schaltgetrieben von Fahrzeugen dienen zum Anpassen unterschiedlicher Drehzahlen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle beim Schalten. Beim Stand der Technik ist in einer Synchronisiereinrichtung ein äußerer Synchronring formschlüssig mit einem Synchronkörper verbunden und greift beispielsweise über Mitnehmernasen, die an seiner im Durchmesser kleineren Seite ausgebildet sind, in Aussparungen eines inneren Synchronringes. Synchronringe sind in der Regel konisch ausgebildete Reibringe mit Reibflächen an ihren Innenmantelflächen und / oder ihren Außenmantelflächen. Während des Synchronisiervorganges stehen die Reibflächen der Synchronringe miteinander reibschlüssig in Verbindung. Derartige Synchronisiereinrichtungen bestehen aus vielen Einzelteilen und weisen aufgrund von Kontaktnahme zwischen den Teilen erhebliche Schleppmomente auf, insbesondere wenn die sich berührenden Teile unterschiedliche Drehzahlen aufweisen.Synchronizing devices in manual transmissions of vehicles are used to adjust different speeds of a transmission input shaft and a transmission output shaft when shifting. In the current state of the art, an outer synchronizing ring in a synchronizing device is positively connected to a synchronizer body and engages, for example, via driver lugs that are formed on its smaller diameter side, in recesses in an inner synchronizing ring. Synchronizing rings are usually conical friction rings with friction surfaces on their inner and/or outer surfaces. During the synchronizing process, the friction surfaces of the synchronizing rings are in frictional contact with one another. Such synchronizing devices consist of many individual parts and have considerable drag torques due to contact between the parts, especially when the parts in contact have different speeds.
Die
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe und ein Verfahren zum Schalten eines Gangrades zu schaffen, welche mindestens einen Synchronträgerkörper, eine Schaltmuffe, ein Gangrad und mindestens einen Synchronring aufweisen, dessen Schleppmomente im ungeschalteten Zustand minimal sind.The invention is based on the object of creating a synchronizing device for a manual transmission and a method for shifting a gear wheel, which have at least one synchronizer carrier body, a shift sleeve, a gear wheel and at least one synchronizer ring, the drag torques of which are minimal in the unshifted state.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst.The object is achieved according to the invention by the features of
In vorteilhafter Ausgestaltung weist der Synchronträgerkörper schaltbare Fangzähne auf, die zur Beschleunigung des Synchronringes seitlich hervortreten und in Reibkontakt mit Fangzähnen des Synchronringes gelangen.In an advantageous embodiment, the synchronizer carrier body has switchable catching teeth which protrude laterally to accelerate the synchronizer ring and come into frictional contact with catching teeth of the synchronizer ring.
Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass der Synchronring, der beim Stand der Technik über Mitnehmer mit einem Synchronkörperträger der Synchronisiereinrichtung formschlüssig verbunden ist, erfindungsgemäß im ungeschalteten Zustand des Gangrades frei drehbar angeordnet ist. Durch diese Maßnahme gleicht sich die Drehzahl des Synchronringes der Drehzahl des Gangrades bzw. des Konuskörpers an, wodurch Schleppmomente zwischen den Synchronringen, insbesondere zwischen Synchronträgerkörper, Schiebemuffe und dem Gangrad vermindert oder sogar fast vollständig vermieden werden.It is a particular advantage of the invention that the synchronizer ring, which in the prior art is positively connected to a synchronizer body carrier of the synchronizing device via drivers, is arranged so as to be freely rotatable when the gear wheel is not engaged. This measure means that the speed of the synchronizer ring adjusts to the speed of the gear wheel or the cone body, which reduces or even almost completely eliminates drag torques between the synchronizer rings, in particular between the synchronizer carrier body, sliding sleeve and the gear wheel.
Besonders vorteilhaft ist insbesondere auch eine Geräuschreduzierung, die konstruktiv dadurch erreicht wird, dass der Außensynchronring nur noch axial gerichtete Anschlagflächen zum Synchronträgerkörper aufweist, wogegen die Mitnehmer im Stand der Technik auch radiale Kontaktstellen zwischen Synchronring und Synchronträgerkörper aufweisen.Particularly advantageous is a reduction in noise, which is achieved structurally by the fact that the outer synchronizer ring only has axially directed stop surfaces to the synchronizer carrier body, whereas the drivers in the prior art also have radial contact points between the synchronizer ring and the synchronizer carrier body.
Beim Schaltvorgang, nämlich dem Kuppeln des Gangrades an den Synchronträgerkörper bzw. die Schiebemuffe, muss der Synchronring zunächst auf die Drehzahlgeschwindigkeit der Schiebemuffe gebracht werden. Zu diesem Zweck weist der Synchronträgerkörper in vorteilhafter Weise ausgebildete Fangzähne auf, welche bei einer axialen Schaltbewegung der Schiebemuffe mit Fangzähnen des Synchronringes in Kontakt gelangen und diesen auf die Drehzahl des Synchronträgerkörpers beschleunigen, bevor dieser durch die Schiebemuffe axial so weit verschoben wird, bis der Synchronring durch Kontakt mit der Reibfläche des Gegenkonus die gleiche Drehzahl aufweist und somit ein Durchschalten der Schiebemuffe möglich ist.During the switching process, namely the coupling of the gear wheel to the synchronizer carrier body or the sliding sleeve, the synchronizer ring must first be brought up to the speed of the sliding sleeve. For this purpose, the synchronizer carrier body advantageously has designed catch teeth, which come into contact with catch teeth of the synchronizer ring during an axial switching movement of the sliding sleeve and accelerate it to the speed of the synchronizer carrier body before it is axially displaced by the sliding sleeve until the synchronizer ring has the same speed due to contact with the friction surface of the counter cone and thus switching through the sliding sleeve is possible.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Schaltbewegung der Fangzähne des Synchronträgerkörpers durch ein zur Mittenzentrierung der Schiebemuffe vorgesehenes Druckstück erzeugt. Hierbei wird die Radialbewegung des Druckstückes dazu benutzt, über Schrägen eine Axialbewegung der Fangzähne zu erzeugen. Diese erfolgt gegen die Kraft einer Druckfeder, welche die Fangzähne bei Druckentlastung wieder aus dem Eingriff mit den Fangzähnen des Synchronringes zurückzieht.In a preferred embodiment, the switching movement of the catching teeth of the synchronizer carrier body is generated by a pressure piece provided for centering the sliding sleeve. The radial movement of the pressure piece is used to generate an axial movement of the catching teeth via bevels. This occurs against the force of a compression spring, which pulls the catching teeth back out of engagement with the catching teeth of the synchronizer ring when the pressure is released.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further advantageous embodiments are described in the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden beschrieben. Es zeigen
-
1 eine Synchronisiereinrichtung eines Schaltgetriebes im Schnitt in schematischer Darstellung. -
2a eine Draufsicht auf die Verzahnung des Synchronringes und die Fangzähne des Synchronträgerkörpers in geschaltetem Zustand als Abwicklung in der Zeichenebene. -
2b eine Draufsicht auf die Verzahnung des Synchronringes und die Fangzähne des Synchronträgerkörpers in ungeschaltetem Zustand als Abwicklung in der Zeichenebene. -
3 einen Schnitt durch ein Druckstück mit Fangzähnen des Synchronträgerkörpers.
-
1 a synchronizing device of a manual transmission in section in a schematic representation. -
2a a top view of the teeth of the synchronizer ring and the catch teeth of the synchronizer carrier body in the switched state as a development in the drawing plane. -
2 B a top view of the teeth of the synchronizer ring and the catch teeth of the synchronizer carrier body in the unswitched state as a development in the drawing plane. -
3 a section through a pressure piece with fangs of the synchronizer carrier body.
Eine Synchronisiereinrichtung 1 eines durch ein Gangrad 2 dargestelltes Schaltgetriebe weist gemäß
Der Kupplungskörper 7 weist an seinem Außenumfang eine Sperrverzahnung 12 und der Synchronring 14 weist an seinem Außenumfang eine Sperrverzahnung 17 auf. Bei einem Schaltvorgang spurt die Innenverzahnung 9 der Schiebemuffe 11 in die Sperrverzahnungen 12 und 17 ein. In einer Mittenposition der Schiebemuffe 11 gegenüber dem Synchronträgerkörper 3, z. B. im Leerlauf, ist die Schiebemuffe 11 mittels eines im Synchronträgerkörper 3 angeordneten federbelasteten Rastmittels 13 arretiert.The
Der Konus 15 des Synchronringes 14 weist stirnseitig, dem Synchronträgerkörper 3 zugewandt, an seinem Umfang verteilt Fangzähne 18 auf.The
Den Fangzähnen 18 sind stirnseitig gegenüberliegend schaltbare Fangzähne 19 des Synchronträgerkörpers 3 angeordnet. Die Fangzähne 19 sind gemäß
Beim Schaltvorgang kontaktieren die Stirnseiten der Fangzähne 19 des Synchronträgerkörpers 3 zunächst die Stirnseiten der Fangzähne 18 des Synchronringes 14 und versetzen den Synchronring 14 in Drehung, bis die Fangzähne 19 in eine zwischen zwei Fangzähnen 18 angeordnete Aufnahme 24 formschlüssig eingreifen können. Vorzugsweise sind die Stirnseiten der Fangzähne 18, 19 mit einem Reibbelag 22, 23 versehen.During the switching process, the front sides of the catching
Als Stellmittel 21 zum Schalten der Fangzähne 19 des Synchronträgerkörpers 3 dient bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß
Zur Synchronisation ist eine Axialverschiebung der Schiebemuffe 11 von der in
Nach der ersten erfolgten Drehzahlanpassung ist ebenfalls der Kupplungskörper 7 und somit das Gangrad 2 synchronisiert, insbesondere aufgrund der Reibflächen 16, die einen Reibschluss zwischen dem Synchronring 14 und dem Kupplungskörper 7 herstellen. Ist die Drehzahlsynchronisation zwischen dem Synchronträgerkörper 3 und dem Kupplungskörper 7 mit dem Gangrad 2 erreicht, ist ein Durchschalten der Schiebemuffe 11 bis zu einer Überdeckung der Kupplungskörperverzahnung 12 möglich.After the first speed adjustment, the
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SynchronisiereinrichtungSynchronization device
- 22
- GangradGear wheel
- 33
- SynchronträgerkörperSynchronous carrier body
- 44
- GetriebewelleGear shaft
- 55
- 66
- Lagercamp
- 77
- KupplungskörperCoupling body
- 88th
- Außenverzahnung (3)External gearing (3)
- 99
- Innenverzahnung (11)Internal gearing (11)
- 1010
- 1111
- SchiebemuffeSliding sleeve
- 1212
- Sperrverzahnung (7)Locking teeth (7)
- 1313
- RastelementLocking element
- 1414
- 1515
- Konus (14)Cone (14)
- 1616
- ReibflächenFriction surfaces
- 1717
- Sperrverzahnung (14)Locking teeth (14)
- 1818
- Fangzähne (14)Fangs (14)
- 1919
- Fangzähne (3)Fangs (3)
- 2020
- 2121
- StellmittelSettling agent
- 2222
- Reibbelag (18)Friction lining (18)
- 2323
- Reibbelag (19)Friction lining (19)
- 2424
- Aufnahme (14)Recording (14)
- 2525
- 2626
- DruckfederCompression spring
- 2727
- DruckfederCompression spring
- 2828
- DruckfederCompression spring
- 2929
- Zylinderbolzen (13)Cylinder bolts (13)
- 3030
- 3131
- KugelkarottenkopfBall carrot head
- 3232
- Ende (19; 20)End (19; 20)
- 3333
- Schräge (29)Slope (29)
- 3434
- Schräge (36)Slope (36)
- 3535
- 3636
- StellbolzenAdjusting bolt
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