DE1042978B - Synchronization device, especially for gear clutches - Google Patents

Description

Synchronisierungsvorrichtung, insbesondere für Getriebe-Schaltkupplungen Die Erfindung betrifft eine Synchronisierungsvorrichtung, insbesondere für Getriebeschaltkupplungen mit Synchronisierungsreibteilen und Klauenza.hnkränzen am Schaltmuffenträger, in der Schaltmuffe und am anzukuppelnden Teil. Bei solchen Vorrichtungen wurden bisher zum vorübergehenden selbsttätigen Anhalten der Schubschaltmuffe vor der Erreichung des Gleichlaufes verschiedenartig ausgebildete Sperrkörper verwendet, und zwar waren kugelförmige oder stabförmige Sperrkörper vorgesehen, die vom synchronisierenden Reibring aus durch ansteigende Flächen in radialer Richtung verschoben wurden, um ein vorzeitiges Durchschalten der Schubklauenmuffe zu verhindern, bevor das Drehzahlangleichen der Kupplungshälften erfolgt ist. Hierbei ergab sich eine verhältnismäßig große Verdrehbewegung des Synchronringes, um die ebenfalls große Radialbewegung der Sperrkörper zu bewirken, und die Sperrkörper hatten den gesamten Schaltdruck zu übertragen.Synchronization device, in particular for gear shift clutches The invention relates to a synchronization device, in particular for gear shift clutches with synchronization friction parts and claw sprockets on the shift sleeve carrier, in the shift sleeve and the part to be coupled. In such devices so far for the temporary automatic stop of the thrust shift sleeve before it is reached of the synchronism differently designed locking body used, namely were spherical or rod-shaped locking body provided by the synchronizing Friction ring was shifted from by rising surfaces in the radial direction to to prevent the thrust claw sleeve from switching through prematurely before the speed is adjusted of the coupling halves. This resulted in a relatively large one Rotary movement of the synchronizer ring to the likewise large radial movement of the locking body to effect, and the blocking body had to transmit the entire switching pressure.

Gegenüber allen bisher bekannten Synchronisierungsvorrichtungen bringt die Erfindung eine wesentliche bauliche Vereinfachung und eine günstigere Arbeitswirkung. Außer diesen Vorteilen ist noch wichtig, daß keine besonderen Mittel nötig werden, um die Schaltmuffe in ihrer Anfangsstellung zu sichern. Der Erfindungsgegenstand ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkörper von im Schaltmuffenträger entlang einer Kreisbogenbahn gleitbaren Ansätzen des Synchronringes während dessen Verdrehung bis zum Erreichen des Gleichlaufs der Kupplungshälften am Zurückweichen gehindert werden. Für die in den kreisbogenförmigen Schlitzen des Schaltmuffenträgers geführten Ansätze ist Flächenanlage an den Schlitzenden vorgesehen und zwar zu dem Zweck, die Übertragung der Umfangskraft über die Ansätze zu ermöglichen. Dies ist insofern von Vorteil, als die im Schaltmuffenträger lagernden Wälzkörper durch die Umfangskraft nicht belastet werden.Compared to all previously known synchronization devices the invention a substantial structural simplification and a more favorable working effect. In addition to these advantages, it is also important that no special means are required to secure the shift sleeve in its starting position. The subject of the invention is essentially characterized in that the locking body is in the shift sleeve carrier approaches of the synchronizer ring slidable along a circular arc path during this Rotation until the coupling halves are in synchronicity while retreating be prevented. For those in the arcuate slots of the switch sleeve carrier guided approaches is provided at the end of the slot, namely to the area Purpose to enable the transfer of the circumferential force via the approaches. This is to the extent that it is advantageous as the rolling elements stored in the shift sleeve carrier by the Circumferential force are not loaded.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Abb.1 zeigt eine mit der Synchronisierungsvorrichtung versehene Getriebeschaltkupplung in einem Längsschnitt nach Linie I-I der Abb. 2. Die Kupplung ist in ausgerücktem Zustand dargestellt.Fig. 1 shows a gear shift clutch provided with the synchronization device in a longitudinal section along line I-I of Fig. 2. The clutch is in disengaged State shown.

Abb.2 zeigt einen teilweisen Querschnitt nach Linie II--II der Abb. 1. Ein Teil der Abbildung zeigt die eine Welle, den Schaltmuffenträger und die Schaltmuffe in Stirnansicht.Fig. 2 shows a partial cross-section along line II - II of Fig. 1. Part of the figure shows one shaft, the shift sleeve carrier and the shift sleeve in front view.

Abb. 3 zeigt einen Teilquerschnitt, worin der Synchronring gegenüber seiner in Abb. 2 gezeigten Stellung um einen kleinen Betrag verdreht erscheint.Fig. 3 shows a partial cross-section, wherein the synchronizer ring opposite its position shown in Fig. 2 appears twisted by a small amount.

Abb. 4 zeigt einen Teillängsschnitt wie in Abb. 1, jedoch erscheint darin die Getriebeschaltkupplung im eingerückten Zustand.Fig. 4 shows a partial longitudinal section as in Fig. 1, but appears therein the gear shift clutch in the engaged state.

Abb. 5 zeigt einen Teilquerschnitt, worin der Wälzkörper einen Zylinder mit abgerundeten Enden darstellt.Fig. 5 shows a partial cross-section in which the rolling element is a cylinder represents with rounded ends.

Abb. 6 bis 9 zeigen eine weitere Ausführungsform der Synchronisierungsvorrichtung.Figs. 6 to 9 show a further embodiment of the synchronization device.

Abb.6 ist ein Teilquerschnittsbild, worin die Einzelteile in ihrer Ruhelage dargestellt sind.Fig.6 is a partial cross-sectional view showing the individual parts in their Rest position are shown.

Abb. 7 ist ein gleiches Querschnittsbild wie Abb.6, jedoch erscheinen darin die Einzelteile in den Stellungen, die sie während des ersten Teiles des Schaltvorganges einnehmen.Fig. 7 is the same cross-sectional image as Fig. 6, but appear it contains the items in the positions they were in during the first part of the switching process take in.

Abb.8 zeigt einen zu Abb.6 und 7 gehörigen Längsschnitt.Figure 8 shows a longitudinal section belonging to Figures 6 and 7.

Abb.9 zeigt Einzelteile von oben gesehen. Die Schaltmuffe ist in diesem Bild fortgelassen.Fig.9 shows individual parts seen from above. The shift sleeve is in this Picture omitted.

Die in den Abb.1 bis 5 dargestellte Getriebeschaltkupplung dient zum Kuppeln einer Getriebewelle 2 mit einer Welle 1. Auf der mit einem Getriebezahnrad 3 versehenen Welle l ist ein Kupplungsklauenkranz 4 befestigt, zu dem die Schaltmuffe 5 mit einer gleichen Klauenverzahnung 9 paßt. Die Schaltmuffe 5 ist auf dem mit einer gleichen Verzahnung 8 versehenen Schaltmuffenträger 10 axial verschiebbar angeordnet. Die Klauenzähne 4 der Welle 1 und die Klauenzähne 9 der Schaltmuffe 5 sind an ihren zueinandergekehrten Stirnflächen in üblicher Weise abgeschrägt bzw. abgerundet, um beim Schalten das leichte Ineinanderfinden der Verzahnungen zu ermöglichen. Der Schaltmuffenträger 10 nimmt den Synchronring 12 drehbar auf, der mittels eines Sprengrings 13 gegen Längsverschiebung auf dem Träger 10 gesichert ist. Die kegelige Reibfläche des Synchronringes 12 ist mit 14 bezeichnet. Zu dieser Reibfläche passend ist eine kegelige Reibfläche 15 auf einem ring.-förmigen Vorsprung 16 der Welle 1 vorhanden. Im Schaltmuffenträger 10 führen sich die Wälzkörper 18. die für gewöhnlich durch die sich im Schaltmuffenträger 10 abstützenden Druckfedern 19 in von Schrägflächen 22 begrenzten Rasten 23 einzelner Zähne 9 der Schaltmuffe 5 gedrängt werden. Damit ist die Schaltmuffe 5 auf dem Schaltmuffenträger 10 in der Ruhestellung gesichert. Außer den erwähnten Schrägflächen kann noch eine Schrägfläche 24 oder eine zweite Rast gebildet sein, die die Schaltmuffe in der Einrückstellung sichert. Am Synchronring 12 sind fingerartige Ansätze 20 angebracht, die dazu dienen, während der Einleitung des Schaltvorganges die Wälzkörper 18 vorübergehend am Zurückweichen aus ihrer Lage zu hindern, in der sie durch die Federn 19 gehalten sind. Die Finger 18 sind in kreisbogenförmigen Schlitzen 21 gleitbar geführt, und die Schlitze weisen eine bestimmte Länge auf, um dem Synchronring 12 eine Verdrehungsmöglichkeit zu geben, die ausreichend ist zum raschen und stoßfreien Ineinanderfinden der Zähne und Zahnlücken der Kupplungsklauenkränze 4 _ und 9. Es ist vorgesehen, daß die Finger 20 die zur Verdrehung des Synchronringes 12 aufgewendete Umfangskraft übertragen, weshalb für eine volle Flächenanlage der Finger 20 an den Grenzflächen der Schlitze 21 gesorgt ist.The gear shift clutch shown in Figures 1 to 5 is used for Coupling a gear shaft 2 with a shaft 1. On the one with a gear wheel 3 provided shaft l a clutch claw ring 4 is attached to which the shift sleeve 5 with the same claw teeth 9 fits. The shift sleeve 5 is on the with an identical toothing 8 provided shift sleeve carrier 10 axially displaceable arranged. The claw teeth 4 of the shaft 1 and the claw teeth 9 of the shift sleeve 5 are beveled in the usual way on their mutually facing end faces or rounded to enable the gears to be easily interlocked when shifting. The shift sleeve carrier 10 rotatably accommodates the synchronizer ring 12, which by means of a Snap ring 13 is secured against longitudinal displacement on the carrier 10. The conical The friction surface of the synchronizer ring 12 is denoted by 14. Suitable for this friction surface is a conical friction surface 15 on a ring-shaped head Start 16 of shaft 1 available. The rolling elements 18 are guided in the shift sleeve carrier 10. usually by the compression springs supported in the shift sleeve carrier 10 19 in notches 23 of individual teeth 9 of the shift sleeve, which are limited by inclined surfaces 22 5 are pushed. The shift sleeve 5 is thus on the shift sleeve carrier 10 in the rest position secured. In addition to the inclined surfaces mentioned, an inclined surface can also be used 24 or a second detent may be formed that the shift sleeve in the engagement position secures. On the synchronizer ring 12 finger-like lugs 20 are attached, which serve to During the initiation of the switching process, the rolling elements 18 temporarily retreat from their position in which they are held by the springs 19. The finger 18 are slidably guided in circular arc-shaped slots 21, and the slots point a certain length in order to allow the synchronizer ring 12 to rotate that is sufficient to enable the teeth to fit together quickly and smoothly and tooth gaps of the clutch claw rims 4 _ and 9. It is provided that the fingers 20 transmit the circumferential force used to rotate the synchronizer ring 12, therefore for a full surface contact of the fingers 20 at the interfaces of the slots 21 is taken care of.

Die Wirkungsweise der Synchronisierungsvorrichtung ist folgende: Ausgehend von dem aus Abb. 1 und 2 erkennbaren ausgekuppelten Zustand wird zunächst durch Einwirkung auf die Schaltmuffe 5 in der Pfeilrichtung E (Abb. 1) mit der Schaltmuffe 5 auch der Schaltmuffenträger 10 verschoben, bis der Synchronring 12 mit seiner kegeligen Reibfläche 14 in leichte Anlage zur Reibfläche 15 der Welle 1 gelangt. Durch den Reibdruck erfolgt ein Verdrehen des Synchronringes 12 bis zur Anlage der Finger 20 gegen die Endflächen der Schlitze 21, und die Finger 20 schieben sich an die Wälzkörper 18 und sperren diese gegen Zurückweichen, so daß die Schaltmuffe 5 zunächst noch gegen Längsverschiebung gegenüber ihrem Träger 10 gesperrt ist. Sie bleibt auch bei weiterer Erhöhung des Schaltdruckes noch gesperrt, während die Umfangskraft durch Anlegen der Endflächen der Finger 20 gegen die Grenzflächen der Schlitze 21 wirkt. Die Wälzkörper 18 bleiben von der Umfangskraft unbelastet, so daß die Wälzkörper nur durch die Komponente der Schaltkraft, die auf sie wirkt, belastet sind. Mit Eintritt des Gleichlaufs der Kupplungshälften ist die Umfangskraft aufgehoben, so daß die Finger 20 des Synchronringes 12 sich von den Wälzkörpern lösen und durch die senkrechte Komponente der Schaltkraft in die Offenstellung gedreht werden. Inzwischen sind mit dem vollzogenen Gleichlauf die Zähne und Lücken der Klauenkränze 4, 9 in der geeigneten Stellung, so daß unter freiem Zurückweichen der Wälzkörper 18 das endgültige Schalten möglich ist. Das Wiederausschalten läßt sich leicht durchführen, und zwar deshalb, weil bei Rückbewegung der Schaltmuffe 5 mit Hilfe der Schrägflächen 24 die Wälzkörper 18 zurückdrückbar sind. Wie eingangs erwähnt, können als Wälzkörper Kugeln (dargestellt in Abb. 1 bis 4) oder zylindrisch gestaltete Körper zum vorübergehenden Sperren der Schaltmuffe verwendet werden. Ein Beispiel eines zylindrischen Kör-Pers 25 zeigt Abb.5. Solche Körper sind an ihren Enden abgerundet.The synchronization device works as follows: Starting from the disengaged state recognizable from Fig. 1 and 2 is initially through Action on the shift sleeve 5 in the direction of arrow E (Fig. 1) with the shift sleeve 5 also the shift sleeve carrier 10 moved until the synchronizer ring 12 with his conical friction surface 14 comes into light contact with the friction surface 15 of the shaft 1. The friction pressure causes the synchronizer ring 12 to rotate until it comes into contact with the Fingers 20 against the end faces of the slots 21 and the fingers 20 slide to the rolling elements 18 and lock them against falling back, so that the shift sleeve 5 is initially still locked against longitudinal displacement with respect to its carrier 10. It remains locked even if the switching pressure is increased further, while the Circumferential force by applying the end faces of the fingers 20 against the interfaces of the Slots 21 acts. The rolling elements 18 remain unloaded by the circumferential force, so that the rolling elements only through the component of the shifting force that acts on them, are burdened. The circumferential force is when the coupling halves start to run in synchronism lifted so that the fingers 20 of the synchronizer ring 12 from the rolling elements loosen and rotated into the open position by the vertical component of the switching force will. In the meantime, the teeth and gaps of the Claw rims 4, 9 in the appropriate position so that they can withdraw freely the rolling elements 18 the final shift is possible. Switching off again leaves can be carried out easily, because when the shift sleeve moves back 5, the rolling elements 18 can be pushed back with the aid of the inclined surfaces 24. As in the beginning mentioned, balls (shown in Fig. 1 to 4) or cylindrical can be used as rolling elements designed body can be used to temporarily lock the shift sleeve. An example of a cylindrical body 25 is shown in Figure 5. Such bodies are on their ends rounded.

Die Abb.6 bis 9 zeigen einen andersgestalteten Schaltmuffenträger 30 und einen entsprechend veränderten Synchronring 31. Der Schaltmuffenträger 30 hat bei jeder Sperrkörperlagerung am Umfang einen Ausschnitt 32, in dessen Mitte ein erhöhter Teil 33 verbleibt, der eine Bohrung 34 für die den Sperrkörper 35 stützende Feder 36 aufweist. In jedem Ausschnitt 32 führt sich in einer Kreisbahn vierdrehbar ein Ansatz 37, der in seinem mittleren Teil mit einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Langloch 40 versehen ist. Dieses Langloch dient zur Führung des radial bewegbaren Sperrkörpers 35. Die Schaltmuffe 38 kann den federnd gehaltenen Sperrkörper 35 in der schrägflächig begrenzten Rast 39 aufnehmen.Figures 6 to 9 show a differently designed shift sleeve carrier 30 and a correspondingly modified synchronizer ring 31. The shift sleeve carrier 30 has a cutout 32 in the center of each locking body mounting on the circumference a raised part 33 remains, which has a bore 34 for the locking body 35 supporting Has spring 36. In each cutout 32 is four-rotatable in a circular path an approach 37, which in its central part with a circumferentially extending Slot 40 is provided. This slot is used to guide the radially movable Locking body 35. The shift sleeve 38 can move the resiliently held locking body 35 in the obliquely limited detent 39 take up.

Bei dieser Ausführungsform wird mit Verdrehung des: Synchronringes 31 jeder Sperrkörper 35 aus der in Abb.6 gezeigten Stellung in eine in Abb.7 gezeigte Stellung gebracht, wobei gleichzeitig die eine Kante des Ansatzes 37 die im Schaltmuffenträger 30 befindliche Ausweichöffnung 34 teilweise überdeckt und damit den Sperrkörper 35 am Zurückweichen in die Ausweichöffnung 34 hindert. Sobald bei erreichtem Gleichlauf die Umfangskraft nicht mehr auf den Synchronring wirkt, kann mit der axialen Einrückbewegung der Schaltmuffe 38 der Synchronring 37 sich zurückdrehen und der Sperrkörper 35 über die Öffnung 34 gelangen, so daß er in die Öffnung 34 zurückgedrängt werden kann.In this embodiment, with rotation of the: synchronizer ring 31 each locking body 35 from the position shown in Fig.6 into one shown in Fig.7 Brought position, at the same time one edge of the projection 37 in the shift sleeve carrier 30 located escape opening 34 partially covered and thus the locking body 35 prevents retreating into the escape opening 34. As soon as synchronization is achieved the circumferential force no longer acts on the synchronizer ring with the axial engagement movement the shift sleeve 38, the synchronizer ring 37 turn back and the locking body 35 pass through the opening 34 so that it is forced back into the opening 34 can.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Synchronisierungsvorrichtung, insbesondere für Getriebeschaltkupplungen mit an den zu kuppelnden Teilen vorgesehenen Synchronisierungsreibteilen und Klauenzahnkränzen und mit in schrägflächig begrenzte Rasten der Schaltmuffe nachgiebig eindrückbaren Sperrkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkörper (18) von im Schaltmuffenträger (10) entlang einer Kreisbogenbah n gleitbaren Ansätzen (20) des Synchronringes (12) während dessen Verdrehung bis zum Erreichen des Gleichlaufs der Kupplungshälften am Zurückweichen gehindert werden. PATENT CLAIMS: 1. Synchronization device, in particular for gear shift clutches with synchronization friction parts and claw sprockets provided on the parts to be coupled and with locking bodies which can be flexibly pressed in obliquely limited detents of the shift sleeve, characterized in that the locking body (18) from in the shift sleeve carrier (10) along an arcuate path Slidable lugs (20) of the synchronizer ring (12) are prevented from retreating during its rotation until the coupling halves are in synchronicity. 2. Synchronisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (20) des Synchronringes (12) die Sperrkörper (20) je mit einer Kante bzw. Fläche stützen und sie damit gegen Zurückweichen sichern. 2. Synchronization device according to claim 1, characterized in that the lugs (20) of the synchronizer ring (12) support the locking body (20) each with an edge or surface and thus counter them Secure backing away. 3. Synchronisierungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schaltmuffenträger (10) entlang einer Kreisbogenbahn gleitbaren Ansätze (20) Flächenanlage an den Begrenzungsflächen der Kreisbogenbahn haben. 3. Synchronization device according to claims 1 and 2, characterized in that the switch sleeve carrier (10) along an arcuate path slidable approaches (20) surface contact on the boundary surfaces of the circular arc path to have. 4. Ausführungsform der Synchronisierungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am Synchronring (31) angebrachten Ansätze (37) die Sperrkörper (35) in einer Durchbrechung (40) aufnehmen und sie jeweils teilweise umfassen, derart, daß mit Verdrehung des Synchronringes (31) jeder Sperrkörper (35) verlagert und gleichzeitig mittels einer Kante jedes der Ansätze (37) die im Schaltmuffenträger (30) befindliche Ausweichöffnung (34) teilweise überdeckt und damit der Sperrkörper (35) am Zurückweichen in die Ausweichöffnung (34) gehindert wird. 4. Embodiment of the synchronization device according to claims 1 to 3, characterized in that the attachments attached to the synchronizer ring (31) (37) accommodate the locking body (35) in an opening (40) and they each partially include, such that with rotation of the synchronizer ring (31) each locking body (35) displaced and at the same time by means of an edge of each of the lugs (37) in the Shift sleeve carrier (30) located escape opening (34) partially covered and so that the blocking body (35) is prevented from retreating into the escape opening (34) will. 5. Synchronisierungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kreisbogenbahn so bemessen ist, daß für den Synchronring ein ausreichend großer Verdrehungswinkel zum raschen und stoßfreien Zusammengreifen der Kupplungsklauenkränze zur Verfügung steht. 5. Synchronization device according to claims 1 to 4, characterized in that that the length of the circular arc is dimensioned so that a sufficient for the synchronizer ring large angle of twist for quick and smooth engagement the Coupling claw rings is available. 6. Ausführungsform der Synchronisierungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Synchronring (12, 31) befindlichen Ansätze (20, 37) in kreisbogenförmigen Schlitzen (21, 32) geführt sind. 6. Embodiment of the synchronization device according to claims 1 to 5, characterized in that the synchronizer ring (12, 31) located approaches (20, 37) guided in circular arc-shaped slots (21, 32) are. 7. Synchronisierungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung von zylindrischen Wälzkörpern (25). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 925 443; französische Patentschrift Nr. 836 543.7. Synchronization device according to claims 1 to 6, characterized through the use of cylindrical rolling elements (25). Considered publications: German Patent No. 925 443; French patent specification No. 836 543.