DE2945966A1

DE2945966A1 - Synchronisiertes wechselgetriebe

Info

Publication number: DE2945966A1
Application number: DE19792945966
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Katayama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1978-11-15
Filing date: 1979-11-14
Publication date: 1980-05-22
Also published as: US4299317A; JPS5573623U; JPS5829300Y2; DE2945966C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein synchronisiertes Wechselgetriebe, wie es in Kraftfahrzeugen zur Anwendung kommt, und insbesondere auf ein Wechselgetriebe mit Mitteln zur Verringerung des aufgrund des Flankenspieles der Zahnräder auftretenden Geräusches, das im folgenden als Flankenspielgeräusch bezeichnet wird.

Bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge sind die Drehzahloder DrehmomentSchwankungen in der Regel groß. Bei Wechselgetrieben, die in Verbindung mit solchen Brennkraftmaschinen zur Anwendung kommen, tritt das Problem auf, daß das Flankenspielgeräusch groß ist und nicht unbeachtet gelassen werden kann. Das Flankenspielgeräusch wirkt sich nicht sehr aus, wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl läuft, da dann die Drehzahl- bzw. DrehmomentSchwankungen im Vergleich kleiner und die Ansaug- und Auspuffgeräusche im Vergleich größer sind als bei

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mit niedriger Drehzahl laufender Brennkraftmaschine. Wenn jedoch das Fahrzeug angehalten wird und die Brennkraftmaschine im Leerlauf arbeitet, sind die Drehzahlschwankungen der Brennkraftmaschine größer, als wenn sie unter anderen Betriebsbedingungen arbeitet, so daß Umfangsgeschwindigkeitsunterschiede zwischen den miteinander kämmenden Zahnrädern des Wechselgetriebes auftreten können, und zwar insbesondere zwischen dem Eingangsrad und dem zugehörigen Gegenrad, das in direktem Eingriff mit dem Eingangsrad steht, so daß verhältnismäßig starkes Flankenspielgeräusch auftritt.

Gewisse Beziehungen bestehen zwischen dem Auftreten von Flankenspielgeräusch und dem Reibwiderstand von Schmieröl, beispielsweise dem durch dessen Zähigkeit verursachten Widerstand. Wenn beispielsweise die Temperatur des Schmieröls höher wird, so daß der Reibwiderstand unter einen bestimmten Wert sinkt, tritt Flankenspielgeräusch auf.

Um dieses Flankenspielgeräusch zu beseitigen, ist in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 53-6755 ein synchronisiertes Wechselgetriebe vorgeschlagen worden, bei dem eine Kupplungsnabe mit axial verlaufenden Schlitzen versehen ist, in die Druckfedern eingesetzt sind, wobei die Druckfedern einen Synchronisierring gegen eine zugehörige Kegelfläche eines Zahnrades des Wechselgetriebes drücken, so daß dadurch ein Reibwiderstand auf dieses Zahnrad ausgeübt wird. Bei diesem bekannten Wechselgetriebe sind jedoch keine Führungsmittel zum Führen der Druckfedern vorgesehen, so daß die Druckfedern in Drehrichtung des Synchronisierringes verformt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes synchronisiertes Wechselgetriebe zu schaffen, bei dem die vorstehendbeschriebenen Nachteile behoben sind. Insbesondere soll ein neues und verbessertes synchronisiertes Wechselgetriebe geschaffen werden, das einerseits Federn aufweist, die

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einen Reibwiderstand auf ein getriebenes Zahnrad ausüben, und das andererseits Mittel zum Führen bzw. Sichern der Federn aufweist, die einen Synchronisierring gegen das getriebene Zahnrad drücken, um auf diese Weise das Flankenspxelgeräusch zu beseitigen und gleichzeitig einer Verformung der Federn vorζ ubeugen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäQ gelöst durch ein synchronisiertes Wechselgetriebe mit einer Kupplungsnabe, die fest auf einer Abtriebswelle sitzt und mit axialen Schlitzen versehen ist, in die axial verlaufende Druckfedern eingesetzt sind, die zumindest einen Synchronisierring gegen eine Kegelfläche eines getriebenen Zahnrades des Wechselgetriebes drücken, das frei drehbar auf der Abtriebswelle gelagert ist, so da.3 ein Reibwiderstand auf das getriebene Zahnrad ausgeübt wird, und mit einer Schubmuffe, die ständig in Eingriff mit der Kupplungsnabe steht und diese wahlweise mit dem getriebenen Zahnrad verbindet, wobei sich das Wechselgetriebe dadurch auszeichnet, daß zumindest ein Abschnitt der Innenwand jedes Schlitzes in einem Flanschabschnitt des Zahnkranzes der mit Keilnuten versehenen Kupplungsnabe ausgebildet ist und daß der im Flanschabschnitt ausgebildete Abschnitt der Innenwand jedes Schlitzes eine zusätzliche Führung für die eingesetzte Druckfeder bildet.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1 eine ausschnittsweise Schnittdarstellung einer

ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes;

Figur 2 eine ausschnittsweise Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

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Figur 3

eine ausschnittsweise Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 4

eine ausschnittsweise Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 5

eine ausschnittsweise Ansicht einer Kupplungsnabe des erfindungsgemä3en Wechselgetriebes;

Figur 6

eine ausschnittsweise Ansicht einer anderen Kupplungsnabe des erfindungsgemäßen Viechselgetriebes;

Figur 7

eine Schnittdarstellung eines Synchronisierringes des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes;

Figur 8

eine Ansicht des Synchronisierringes gemäß Figur 7;

Figur 9

eine ausschnittsweise Schnittdarstellung eines herkömmlichen Wechselgetriebes; und

Figur 10

eine Schnittdarstellung gemäß X-X in Figur 9.

Synchronisierte Wechselgetriebe, beispielsweise Borg-Warner-Getriebe, und deren Synchronisiervorrichtungen sind an sich bekannt, so daß sich eine ausführliche Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise einer Synchronisiervorrichtung erübrigt. Im folgenden wird kurz ein Wechselgetriebe beschrieben, wie es in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 53-6755 beschrieben ist und bei dem mit Hilfe von Federn ein Reibwiderstand auf ein angetriebenes Getriebezahnrad ausgeübt wird.

Bei dem Wechselgetriebe, das ausschnittsweise in den Figuren 9 und 10 dargestellt ist, ist eine Kupplungsnabe 18 vorgesehen,

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die mit axial verlaufenden Schlitzen 18c versehen ist, die als Durchgangslöcher ausgebildet sind und in Umfangsrichtung einen Abstand von 120° haben. Die Lage der Schlitze 18c ist den Rändern von Synchronisierringen 16 und 17 zugeordnet. In die Schlitze 18c sind Druckfedern R eingesetzt, wobei die beiden Enden jeder Druckfeder R jeweils in Berührung mit einem der Synchronisierringe 16 und 17 stehen. Die Druckfedern R drücken die Synchronisierringe 16 und 17 sanft gegen Kegelflachen 6b und 7b von Zahnrädern 6 und 7. Die Druckkraft der Druckfedern R, die sanft gegen die Synchronisierringe 16 und 17 drücken, braucht lediglich so groß zu sein, daß ein ausreichender Reibwiderstand auf die Zahnräder 6 und 7 ausgeübt wird. Keilfedern 21' drücken Schaltkeile 20 radial nach außen. Die Druckkraft der Keilfedern 21' braucht lediglich so groß zu sein, da3 die Schaltkeile 20 den Synchronisierring 16 bzw. 17 gegen die Kegelfläche des Zahnrades 6 bzw. 7 drückt, wenn die Synchronisiervorrichtung in Funktion tritt, und daß dadurch eine Relativdrehung zwischen den inneren Keilnuten einer Schubmuffe 19 und den äußeren Keilnuten des Synchronisierringes 16 bzw. 17 hervorgerufen wird, um auf diese V7eise den Synchronisiervorgang zu erleichtern. Die im wesentlichen kreisförmigen Keilfedern 21' weisen gerade, radial nach innen gebogene Abschnitte 21'b auf, wie dies in Figur 10 gezeigt ist, so daß die Druckfedern R von den Keilfedern 21' nicht behindert werden und in den axialen 5 Schlitzen 18c angeordnet werden können.

Wenn sich das Wechselgetriebe in der in Figur 9 dargestellten Neutralstellung befindet und das Fahrzeug angehalten wird, wird eine Abtriebswelle 2 nicht gedreht. Eine nicht dargestellte Antriebswelle wird dagegen von der im Leerlauf arbeitenden Brennkraftmaschine über eine Hauptkupplung gedreht. Nicht dargestellte Gegenräder auf einer Vorgelegewelle werden dabei ständig mittels eines nicht dargestellten Eingangsrades gedreht, das fest mit der Eingangswelle verbunden oder einstückig mit dieser ausgebildet ist, so daß die Zahnräder 6 und 7, die

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ständig in Eingriff mit den zugehörigen Gegenrädern stehen, frei auf der Abtriebswelle 2 gedreht werden. Die Druckfedern R drücken die Synchronisierringe 16 und 17 sanft gegen die Kegelflächen 6b und 7b der Zahnräder 6 und 7 des Wechselgetriebes, so da.3 auf die Zahnräder 6 und 7 ein Reibwiderstand wirkt. Dieser Reibwiderstand wird zu den Gegenrädern übertragen, die fest mit der Vorgelegewelle verbunden sind und in ständigem Eingriff mit den Zahnrädern 6 und 7 stehen, so daß der Reibwiderstand schließlich zum Eingangsrad übertragen wird und so daß die Entstehung von Flankenspielgeräusch im Leerlauf der Brennkraftmaschine verhindert wird, in dem die Drehzahl- und DrehmomentSchwankungen sehr groß sind.

Die Schlitze 18c, in denen die Druckfedern R sitzen, verlaufen axial durch einen verhältnismäßig dünnen Wandabschnitt der Kupplungsnabe 18, so daß die Druckfedern R von den Schlitzen 18c nicht über die gesamte axiale Länge der Druckfedern R geführt und gehalten werden. Wenn von Hand ein Schalthebel betätigt wird und dadurch der Synchronisierring 16 oder 17 mit der Kupplungsnabe 18 synchronisiert wird, deformieren bzw. verbiegen sich die Druckfedern R daher in Drehrichtung des Synchronisierringes 16 bzw. 17, so daß der Schaltvorgang nicht sanft und völlig stoßfrei ausgeführt werden kann.

Im folgenden wird auf die Figuren 1 bis 4 eingegangen, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zeigen, bei denen in der Kupplungsnabe 18 die axialen, der Führung dienenden Schlitze 18c so ausgebildet sind, daß zumindest ein Abschnitt der Innenwand 18e jedes Schlitzes 18c in einem Flanschabschnitt 18d des Zahnkranzes der mit Keilnuten versehenen Kupplungsnabe 18 ausgebildet ist. Diese Schlitze 18c sind auch in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Bei den auf diese Weise ausgebildeten Schlitzen 18c bildet der Abschnitt der Innenwand 18e jedes . Schlitzes 18c, der im Flanschabschnitt 18d des Zahnkranzes ausgebildet ist, eine zusätzliche Führung für die jeweilige

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Druckfeder R. Auf diese Weise werden die Druckfedern R über ihre gesarate axiale Länge ausreichend geführt, so daß die Druckfedern R dann, wenn einer der Synchronisierringe 16 und 17 bezüglich der Kupplungsnabe 18 synchronisiert wird, an einer Verformung in Drehrichtung des Synchronisierringes 16 bzw.

17 gehindert werden. Daher ist die benötigte Schaltkraft kleiner und kann der Schaltvorgang sanft und stoßfrei ausgeführt werden, wenn ein Schalthebel von Hand betätigt wird.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform verlaufen die Schlitze 18c in Axialrichtung durch die Kupplungsnabe 18 und drücken beide Enden der Druckfedern R jeweils die Synchronisierringe 16 und 17 gegen die zugehörigen Kegelflächen 6b und 7b der Zahnräder 6 und 7 des Wechselgetriebes.

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform sind die Schlitze 18c in Axialrichtung verlaufend in der Kupplungsnabe

18 so ausgebildet, da3 ein Ende jedes Schlitzes 18c offen ist, wogegen sein anderes Ende zumindest teilweise geschlossen ist.

Die Druckfedern R drücken mit ihren einen Enden lediglich den niedrigerer Drehzahl zugeordneten Synchronisierring 17 gegen die zugehörige Kegelfläche 7b des Zahnrades 7.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 sind in den Synchronisierringen 16 und 17 jeweils Führungsausnehmungen 16a bzw. 17a an solchen Stellen ausgebildet, denen die Druckfedern R zugewandt sind. Diese Synchronisierringe 16 und 17 sind auch in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Die Druckfedern R werden sowohl von den Führungsausnehmungen 16a und 17a als auch von den Schlitzen 18c gehalten und geführt. Die Abmessung der Führungsausnehmungen 16a und 17a ist in Drehrichtung der Synchronisierringe 16 und 17 großer als der Außendurchmesser der als zylindrische Schraubenfedern ausgebildeten Druckfedern R, wie dies in entsprechender Weise auch für Keilausnehmungen 16b und 17b gilt, in die die Schaltkeile 20 (siehe Figuren 9 und 10) ein-

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greifen, so daß die Synchronisierung durchgeführt werden kann. Aufgrund der Führungsausnehmungen 16a und 17a können verhältnismäßig lange Druckfedern R verwendet werden, die einfach hergestellt und eingebaut werden können. Im übrigen stimmt die Ausfuhrungsform gemäß Figur 3 mit der Ausführungsform gemäß Figur 1 überein.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 ist vorgesehen, daß die Schlitze 18c axial verlaufend in der Kupplungsnabe 18 so ausgebildet sind, daß ein Ende jedes Schlitzes 18c offen ist, wogegen sein anderes Ende geschlossen ist, wie dies auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 der Fall ist, und daß der niedrigerer Drehzahl zugeordnete Synchronisierring 17 Führungsausnehmungen 17a an solchen Stellen aufweist, zu denen jeweils ein Ende der Druckfedern R gerichtet ist, wie dies auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 der Fall ist.

Wenn die radiale Dicke des Flanschabschnittes 18d des Zahnkranzes der mit Keilnuten versehenen Kupplungsnabe 18 verhältnismäßig gering ist, weist die Kupplungsnabe vorzugsweise nut- bzw. zahnfreie Abschnitte auf, in denen die entsprechenden Schlitze 18c ausgebildet werden können. Der Durchmesser der Druckfedern R kann dann verhältnismäßig groß sein, was die Auslegung und den Einbau der Druckfedern erleichtert.

Das erfindungsgemäße synchronisierte Wechselgetriebe weist eine Kupplungsnabe auf, die fest mit einer Abtriebswelle verbunden ist. Die Kupplungsnabe ist mit axial verlaufenden Schlitzen versehen, in die axial verlaufende Druckfedern eingesetzt sind. Die Druckfedern drücken einen Synchronisierring gegen die Kegelfläche eines angetriebenen Zahnrades des Wechselgetriebes, das frei drehbar auf der Abtriebswelle sitzt, so daß dadurch ein Reibwiderstand auf das getriebene Zahnrad ausgeübt wird. Zumindest ein Abschnitt der Innenwand jedes Schlitzes ist in einem Flanschabschnitt des mit Keilnuten versehenen

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Zahnkranzes der Kupplungsnabe ausgebildet. Der im Flanschabschnitt ausgebildete innere Wandabschnitt des Schlitzes bildet eine zusätzliche Führung für die im Schlitz angeordnete Druckfeder. Dadurch wird die Druckfeder an einer Verformung in Drehrichtung des Synchronisierringes gehindert.

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Claims

Patentansprüche
Synchronisiertes Wechselgetriebe mit einer Kupplungsnabe, die fest auf einer Abtriebswelle sitzt und mit axialen Schlitzen versehen ist, in die axial verlaufende Druckfedern eingesetzt sind, die zumindest einen Synchronisierring gegen eine Kegelfläche eines getriebenen Zahnrades des Wechselgetriebes drücken, das frei drehbar auf der Abtriebswelle gelagert ist, so daß ein Reibwiderstand auf das getriebene Zahnrad ausgeübt wird, und mit einer Schubmuffe, die ständig in Eingriff mit der Kupplungsnabe steht und diese wahlweise mit dem getriebenen Zahnrad verbindet, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest ein Abschnitt der Innenwand (18e) jedes Schlitzes (18c) in einem Flanschabschnitt (18d) des Zahnkranzes der mit Keilnuten versehenen Kupplungsnabe (18) ausgebildet ist und daß der im Flanschabschnitt ausgebildete Abschnitt der Innenwand jedes Schlitzes eine zusätzliche Führung für die eingesetzte Druckfeder (R) bildet.
3. Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ende jedes axialen Schlitzes (18c) offen ist und daß

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sein anderes Ende geschlossen ist, so daß jede Druckfeder (R) mit ihrem einen Ende lediglich gegen den der niedrigeren Drehzahl zugeordneten Synchronisierring (17) drückt.

3. Wechselgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , da β der Synchronisierring (16, 17) Führungsausnehraungen (16a, 17a) an denjenigen Stellen aufweist, denen die Druckfedern (R) zugewandt sind, so daß die Druckfedern sowohl von den Führungsausnehmungen als auch den Schlitzen (18c) gesichert und geführt werden.
4. Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplungsnabe (18) an ihrem Zahnkranz nut- bzw. zahnfreie Abschnitte aufweist, in denen die entsprechenden Schlitze (18c) ausgebildet sind.

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