DE3300702A1

DE3300702A1 - Synchronisiereinrichtung fuer getriebe

Info

Publication number: DE3300702A1
Application number: DE19833300702
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Onna Atsugi Hiraiwa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1983-01-11
Publication date: 1983-08-25
Also published as: DE3300702C2; US4526052A; JPH0227216Y2; GB8300084D0; GB2114688B; JPS58118319U; GB2114688A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Zum Stand der Technik soll bereits hier auf Fig. 1 der Zeichnung Bezug genommen werden.

Fig. 1 zeigt ein typisches Beispiel einer Synchronriegel-Synchronisiereinrichtung 10, die einen Synchronkörper 12, eine Schaltmuffe 14, eine Einsatz-Platte oder einen Synchronriegel 16, eine Synchronriegel-Feder 18, einen Synchronring 20 und einen Klauenring 22 umfaßt. Der Synchronkörper ist auf eine Ausgangswelle 28 des Getriebes aufgekeilt und mit Außenklauen versehen. Die Schaltmuffe 14 umgibt den Synchronkörper 12 und steht über Innenklauen mit den Außenklauen des Synchronkörpers in Eingriff. Es sind insgesamt drei Synchronriegel 16 vorgesehen, die von Aussparungen 12a am Umfang des Synchronkörpers 12 aufgenommen werden und jeweils in der Mitte einen erhabenen Rücken aufweisen, der in eine durch die Mitte der Innenfläche der Schaltmuffe 14 verlaufende Nut 14a eingreift, so daß die Synchronriegel auf die Mitte der Schaltmuffe 14 zentriert werden. Die Synchronriegel-Federn 18 sind durch zu beiden Seiten des Synchronkörpers 12 angebrachte kreisförmige Drahtfedern gebildet, die den Synchronriegel derart nach außen drücken, daß sein Rücken 16a in der Nut 14a der Schaltmuffe 14 gehalten wird, so daß die Schaltmuffe 14 leicht in einer mittleren Position auf dem Synchronkörper 12 gehalten wird. Am äußeren Umfang weist die Schaltmuffe 14 eine Nut 14b auf, in die eine nicht gezeigte Schaltgabel eingreift. Ein Gangwechsel wird ausgeführt, indem die Schaltmuffe 14 aus ihrer mittleren Position auf dem Synchronkörper 12 verschoben wird, bis ihre Tnnenklauen mit Außenklauen des Klauenringes 22 in

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Eingriff treten. Der Klauenring 22 steht mit einem Ganqrad 24 oder 26 in Antriebsverbindung, das seinerseits in nicht gezeigter Weise über eine Antriebskupplung mit einer Antriebsmaschine verbunden ist. Das Gangrad 24 oder 26 ist auf der Ausgangswelle 28 drehbar und läuft frei, wenn die Antriebskupplung gelöst ist. Der Synchronring 20 ist zwischen der Schaltmuffe 14 und den Klauen des Klauenringes angeordnet und verhindert den Eingriff zwischen Schaltmuffe und Klauenring, bis der Gleichlauf dieser beiden Bauteile hergestellt ist. Der Synchronring 20 weist einen Kegel 20 auf, der das äußere Kupplungselement einer Kegelkupplung bildet. Der Klauenring 22 weist einen entsprechend verjüngten Kegel 22a auf, der das innere Kupplungselement der Kegelkupplung bildet. Der Synchronring 20 ist an seinem äußeren Umfang mit Klauen versehen, die mit den Innenklauen der Schaltmuffe in Eingriff bringbar sind. An dem der Schaltmuffe zugewandten Ende sind die Klauen des Synchronringes abgeschrägt. Die Klauen des Klauenringes sind in entsprechender Weise an ihrem der Schaltmuffe zugewandten Ende abgeschrägt.

Der Synchronring 20 wird dadurch mit der Geschwindigkeit des Synchronkörpers 12 angetrieben, daß die drei Synchronriegel 16 in breite Schlitze 20b an dem dem Synchronkörper zugewandten Ende des Synchronringes 20 eingreifen. Die Schlitze 20b sind so breit, daß die Klauen des Synchronringes und der Schaltmuffe in jeder Richtung um einen halben Zahn gegeneinander verdreht werden können.

Bei einem Gangwechsel wird das Getriebe durch die Äntriebskupplung von der Antriebsmaschine getrennt. Mit Hilfe der Schaltgabel wird die Schaltmuffe 14 axial in Richtung auf das dem jeweils ausgewählten Gang entsprechende Gangrad 24 oder 26 verschoben. Bei der Bewegung der Schaltmuffe 14 wird durch den Eingriff mit dem Rücken 16a der Synchronriegel 16 axial gegen den Klauenring 22 verschoben. Der Synchronriegel übt eine Kraft auf den Synchronring 20 aus,

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so daß die durch die Kegel 20a und 22a gebildete Kegelkupplung eingerückt wird. Durch diesen Kupplungseingriff wird der Synchronring 20 relativ zu der Schaltmuffe 14 so weit verdreht, wie die Schlitze 20b dies zulassen. Dies führt dazu, daß die Klauen des Synchronringes und der Schaltmufrfe blockieren, so daß sie nicht miteinander in Eingriff gebracht werden können, solange noch ein Geschwindigkeitsunterschied besteht. Wenn jedoch Gleichlauf zwischen dem Gangrad 24 oder 28 und der Schaltmuffe 14 besteht, so bewirkt eine Abschrägung an den Klauen eine leichte Drehung des Synchronringes, durch die die Klauen miteinander ausgerichtet werden, so daß der Eingriff zwischen der Schaltmuffe 14 und dem Klauenrad hergestellt werden kann.

Bei der oben beschriebenen Synchronisiereinrichtung sollte die Kupplungskraft oder Kupplungs-Kapazität der Kegelkupplung so groß sein, daß eine zuverlässige Synchronisation gewährleistet ist. Hierzu sind jedoch verhältnismäßig große Abmessungen der Kegel der Kegelkupplung entweder in radialer oder in axialer Richtung erforderlich, so daß sich insgesamt vergrößerte Gesamt-Abmessungen des Getriebes ergeben.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine Synchronisiereinrichtung derart auszubilden, daß die Kupplungskraft der Kegelkupplung ohne Vergrößerung der Abmessungen erhöht wird, bzw. daß eine zuverlässige und vollständige Synchronisation bei verringerten Gesamt-Abmessungen des Getriebes möglich ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Heiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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Eine erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung umfaßt einen auf die Ausgangswelle des Getriebes aufgokeiJ ton Synchronkörper, eine den Synchronkörper umgebende und über Innenklauen mit Außenklauen des Synchronkörpers in Eingriff stehende Schaltmuffe, einen mit einem Gangrad des Getriebes drehbaren Klauenring mit einem Kegel , der ein inneres Kupplungselement einer Kegelkupplung bildet, einen Reibring mit einem das äußere Kupplungselement der Kegelkupplung bildenden Kegel und einen mit Klauen versehenen Schubring, der sowohl mit dem Reibring als auch mit dem Synchronkörper in Antriebsverbindung steht und dessen Klauen mit den Innenklauen der Schaltmuffe in Eingriff bringbar sind. Die Antriebsverbindung zwischen dem Synchronkörper und dem Schubring ist derart ausgelegt, daß die beiden Bauteile in einem begrenzten Bereich relativ zueinander drehbar sind und daß der Schubring entsprechend einer axialen Bewegung der Schaltmuffe axial verschiebbar ist. Die Synchronisiereinrichtung umfaßt ferner ein zwischen dem Schubring und dem Reibring eingefügtes Hebel-Element, das mit dem Schubring in Antriebsverbindung steht und zusammen mit diesem drehbar ist. Das Hebel-Element ist derart schwenkbar an dem Gangrad abgestützt, daß es durch die axiale Bewegung des Schubringes geschwenkt wird und eine durch Hebelwirkung verstärkte Kraft auf den Reibring ausübt.

Diese Konstruktion ermöglicht es, die Kupplungskraft der Kegelkupplung zu erhöhen, ohne daß die Abmessungen der Kegelkupplung vergrößert werden müssen. 30

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

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Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine herkömmliche Synchronisiereinrichtung;

Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine Synchronisiereinrichtung gemäß der Erfindung; 5

Fig. 3 ist eine teilweise aufgeschnitte Seitenansicht der Synchronisiereinrichtung aus Fig. 2, in der der Synchronkörper und die Schaltmuffe fortgelassen sind; 10

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV/IV in Fig. 3.

Die in Fig. 2 bis 4 gezeigte, insgesamt mit 30 bezeichnete Synchronisiereinrichtung unterscheidet sich von der herkömmlichen Synchronisiereinrichtung 10 aus Fig. 1 vor allem dadurch, daß der Synchronring 20 durch eine Synchronring-Einheit 32 ersetzt ist, die einen Schubring 34, ein halbkreisförmiges Hebel-Element 3 6 und einen Reibring 38 umfaßt. Andere Einzelheiten der Synchronisiereinrichtung 30 entsprechen im wesentlichen denen der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen herkömmlichen Synchronisiereinrichtung.

Der Schubring 34 ist antriebsweise mit dem Synchronkörper 12 verbunden und gemeinsam mit diesem drehbar. Durch den Synchronriegel 16 wird der Schubring 34 verschoben, so daß' er eine Kraft auf das halbkreisförmige Hebel-Element 36 ausübt, das zur Erzeugung einer Hebelwirkung derart schwenkbar montiert ist, daß das Hebel-Element 36 eine Kraft auf den Reibring 38 ausübt, die größer ist als die durch den Schubring 34 auf das Hebel-Element 36 ausgeübte Kraft. Der Reibring 38 weist einen Kegel 38a auf, der mit dem Kegel 22a des Klauenringes 22 zusammenwirkt und mit diesem eine Kegelkupplung bildet. Tm gezeigten Ausführungsbeispiel ist der

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Klauenring 22 in einem Stück mit dem Gangrad 24 ausgebildet.

Der Schubring 34 weist einen in der Riegel-Aussparung 12a des Synchronkörpers 12 aufgenommenen äußeren Vorsprung 34b und Außenklauen 34a auf, die mit den Innenklauen der Schaltmuffe 14 in Eingriff bringbar sind. Auf der dem Synchronkörper 12 zugewandten Seite umfaßt der Schubring 34 einen einwärts gerichteten Arm 34c, der mit einem an seinem freien Ende abgerundeten Finger 34d an dem Hebel-Element 36 anliegt.

Der Berührungspunkt des Schubrings 34 mit dem Hebel-Element 36 ist in Fig. 3 mit A bezeichnet. An diesem Punkt übt der Schubring 34 eine Kraft auf das Hebel-Element 36 aus, wenn er durch den Synchronriegel 16 verschoben wird. Wie in Fig. gezeigt ist, ist die Breite der Riegel-Aussparung 12a derart gewählt, daß die Außenklauen 34a des Schubringes und die damit zusammenwirkenden Innenklauen der Schaltmuffe bei Vorliegen eines Geschwindigkeitsunterschiedes in jeder Richtung um einen halben Zahn gegeneinander verdrehbar sind.

Das Hebel-Element 36 ist halbkreisförmig ausgebildet und in dem Schubring 34 aufgenommen, während es teilweise das dem Synchronkörper zugewandte Ende des einstückig mit dem Gangrad 24 ausgebildeten Klauenringes 22 umgibt. Zur Antriebsverbindung mit dem Schubring 34 weist das Hebel-Element 36 einen äußeren Vorsprung 36a auf, der in eine Innen-Nut 34e des Schubringes 34 eingreift. Der Vorsprung 36a ist in Umfangsrichtung gleich weit von den beiden entgegengesetzten Enden 36b und 36c des Hebel-Elements 36 entfernt. Die Innen-Nut 34e und der äußere Vorsprung 34b des Schubringes 34 stimmen in ihrer Position in Umfangsrichtung überein. An den in Umfangsrichtung entgegengesetzten Enden 36b und 36c weist das Hebel-Element 36 Finger 36d und 36e auf, die radial nach innen vorspringen und in eine kreisförmige Nut 22b an der dem Synchronkörper zugewandten Seite des Klaaenringes 22 eingreifen. Die Breite der kreisförmigen Nut 22b

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des Klauenringes ist derart gewählt, daß das Hebel-Element 36 um die Finger 36d und 36e und damit um seine Enden 36b, 36c schwenkbar ist. Die Punkte, an denen die Enden 36b und 36c des Hebel-Elements schwenkbar an dem dem Synchronkörper zugewandten Ende des Klauenringes 22 abgestützt sind, sind in Fig. 3 mit C bezeichnet. Der Punkt C ist somit der Drehpunkt des Hebel-Elements 36.

Der Reibring 38 ist auf dem Kegel 2 2a des Klauenringes axial verschiebbar und derart in dem Schubring 34 aufgenommen, daß sich das Hebel-Element 36 zwischen dem Arm 34c des Schubringes und einem axialen Ende 38b des Reibringes 38 befindet. Ähnlich wie das Hebel-Element 36 ist auch der Reibring 38 mit einem äußeren Vorsprung 38c versehen, der zur Antriebsverbindung mit dem Schubring 34 in die Innen-Nut 34e eingreift. An seinem dem Hebel-Element zugewandten Ende 38b weist der Reibring 38 ebenfalls zwei axiale Vorsprünge 38d auf, die axial in Richtung auf das Hebel-Element 36 vorspringen und mit diesem in Berührung stehen. Die Vorsprünge 38d sind derart angeordnet, daß der äußere Vorsprung 38c des Reibringes von den beiden axialen Vorsprüngen 38d gleich weit entfernt ist. Die Punkte, an denen die axialen Vorsprünge 38d an dem Hebel-Element 36 anliegen, sind in Fig. mit B bezeichnet. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung deutlicher hervorgeht, ist die Lage des Punktes B im Hinblick auf die gewünschte Kupplungs-Kapazität der Kegelkupplung gewählt.

Bei einem Einlegen eines Ganges wird die Schaltmuffe 14 durch eine Schaltgabel in Richtung auf das Gangrad 24 verschoben. Der Schubring 34 wird durch den Synchronriegel 16 beaufschlagt und übt an dem Punkt A eine Kraft auf das Hebel-Element 36 aus. Das Hebel-Element 36 führt daraufhin eine Schwenkbewegung um seinen Drehpunkt C aus und drückt den

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Reibring 38 an den Vorsprungen 38d in Richtung auf das Gangrad 34, so daß der Kegel 38a des Reibringes gegen den Kegel 22a des Klauenringes 22 angedrückt wird. Dabei is-^; die durch das Hebel-Element 36 auf den Reibring 38 ausgeübte Kraft um einen Faktor L/1 größer als die auf das Hebel-Element 36 ausgeübte Kraft, wobei L und 1 die jeweiligen Abstände der Punkte A bzw. B in Fig. 3 von dem Drehpunkt C sind.

Wenn zwischen der Schaltmuffe 14 und dem Gangrad 24 ein Geschwindigkeitsunterschied besteht,wird der Schubring 34 zusammen mit dem Hebel-Element 36 und dem Reibring 38 in Bezug auf den Synchronkörper 12 so weit verdreht, wie die Riegel-Aussparung 12a dies zuläßt- Hierdurch ergibt sich eine Fehlausrichtung der Innenklauen der Schaltmuffe 14 und der Außenklauen des Schubringes 34a, durch die der Eingriff dieser Klauen blockiert wird. Wenn zwischen dem Gangrad 24 und der Schaltmuffe 14 Gleichlauf besteht, bewirkt die Abschrägung der Klauen eine leichte Drehung des Schubringes 34, durch die die Innenklauen der Schaltmuffe und die Außenklauen des Schubringes miteinander ausgerichtet werden, so daß sie miteinander in Eingriff gebracht werden. Unter dieser Bedingung können die Innenklauen der Schaltmuffe zum vollständigen Einlegen des Ganges mit dem Klauenring 22 in Eingriff gebracht werden.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ermöglicht es die Erfindung, die Kupplungs-Kapazität einer Kegelkupplung einer Synchronisiereinrichtung zu erhöhen, ohne deren Abmessungen wesentlich zu vergrößern. Die Erfindung ermöglicht so eine kompaktere Bauweise des Getriebes.

Leerseite

Claims

TER MEER-MULLER-STEINMEISTER PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Dipl.-Chem. Dr. N. ter Me«r Dipl.-Ing. H. Steinmeister SstSse" 4E' MÜ"er Artur-Ladebeck-Strasse D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1 G105-82 St/Wi/la NISSAN MOTOR COMPANY, LTD. No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan SYNCHRONISIEREINRICHTUNG FÜR GETRIEBE Priorität: 5. Februar 1982, Japan, No. 57-14018 PATENTANSPRÜCHE

1.; Synchronisiereinrichtung für Getriebe, mit einem auf eine Ausgangswelle des Getriebes aufgekeilten, mit Außenklauen versehenen Synchronkörper, einer den Synchronkörper umgebenden und über Innenklauen mit dessen Außenklauen in Eingriff stehenden Schaltmuffe, einem gemeinsam mit einem Gangrad des Getriebes drehbaren Klauenring, der einen ein inneres Kupplungselement einer Kegelkupplung bildenden Kegel aufweist, einer mit dem Synchronkörper in Antriebsverbindung stehenden und in einem be-

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grenzten Winkelbereich relativ zu diesem drehbaren Synchronring-Einheit mit Klauen, die mit den Innenklauen der Schaltmuffe in Eingriff bringbar ist, und einem das äußere Kupplungselement der Kegelkupplung bildenden, axial gegen den Kegel des Klauenrades andrückbaren Kegel, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronring-Einheit (32) einen die Klauen (34a) aufweisenden, axial verschiebbar mit dem Synchronkörper in Antriebsverbindung stehenden Schubring (34), einen den Kegel (38a) aufweisenden Reibring (38) und ein zwischen dem Schubring (34) und dem Reibring (38) angeordnetes, mit dem Schubring (34) drehbares Hebel-Element (36) umfaßt, das derart an dem Gangrad (24) abgestützt ist, daß es durch die axiale Bewegung des Schubringes (34) um seinen Unterstützungspunkt schwenkbar ist und eine durch die Hebelwirkung verviel- fachte Kraft auf den Reibring (38) ausübt.

2. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebel-Element (36) als Kreisbogen-Abschnitt ausgebildet und um seine in Umfangsrichtung entgegengesetzten Enden (36b,36c) schwenkbar ist.

3. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubring (34) an seinem einen Ende die Klauen (3 4a) und am anderen Ende einen einwärts gerichteten Arm (34c) aufweist, der zusammen mit dem Reibring (38) das Hebel-Element (36) umgreift und das Hebel-Element (36) an einem gleich weit von dessen Enden (36b,36c) entfernten Punkt A mit einem Finger (34d) berührt.

4. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (38) an seiner dem Hebel-Element (36) zugewandten Seite zwei axial in Richtung auf das Hebel-Element (36) vorspringende Vorsprünge (38d) aufweist, die das Hebel-Element (36) an gleich weit von

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dem Berührungspunkt A des Hebel-Elements mit dem Finger (34d) entfernten Punkten B berühren.

5. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, daß das Hebel-Element (36)

an einer gleich weit von seinen beiden Enden (36b,36c) entfernten Position einen nach außen ragenden Vorsprung (3.6a) aufweist, der in eine Innen-Nut (34e) des Schubringes (34) eingreift.
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6. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn ze ichnet, daß der Klauenring (22) an seiner dem Synchronkörper (12) zugewandten Seite eine kreisförmige Nut (22b) aufweist, in die Finger (36d,36e) an den beiden Enden (36b, 36c) des Hebel-Elements (36) eingreifen, und daß die Breite der kreisförmigen Nut (22d) eine Schwenkbewegung des Hebel-Elements (36) um die Finger (36d,36e) gestattet.

7. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (38) einen nach außen ragenden Vorsprung (38b) aufweist, der in die Innen-Nut (34e) des Schubringes (34) eingreift und gleich weit von den axialen Vorsprüngen (38d) entfernt ist.

8. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronkörper (12) an seinem Umfang eine Aussparung (12a) zur Aufnahme eines Synchronriegels (16) aufweist, der bei einer Bewegung der Schaltmuffe (14) eine Kraft auf den Schubring (34) ausübt, und daß ein äußerer Vorsprung (34b) des Schubringes (34) derart in die Aussparung (12a) eingreift, daß die Klauen (34a) des Schubringes (34) und die Innenklauen der Schaltmuffe (14) durch gegenseitiges Verdrehen blockierbar sind.