DE3728904C1 - Ramp-shaped female cone of a clutch ring as an abutment for an annular spring supporting a synchronising ring in a selector clutch, especially one in a change-speed gearbox - Google Patents
Ramp-shaped female cone of a clutch ring as an abutment for an annular spring supporting a synchronising ring in a selector clutch, especially one in a change-speed gearboxInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen rampenförmigen Innen konus nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a ramp-shaped interior Cone according to the preamble of claim 1.
Bei einem bekannten Innenkonus dieser Art (DE-PS 22 55 368) soll durch den von der Umfangsnut ausgehenden steilen Teil der Konusfläche bei Beginn der Schaltbewegung eine mög lichst große Reibkraft mittels der zwischen dem Synchroni sierring und dem anderen, zur Schaltmuffe bewegungsfesten Kupplungsring vorgesehenen Konuskupplung am Synchronisier ring, d. h. also eine möglichst große Anpreßkraft des Syn chronisierringes an die Schaltmuffe erzeugt werden, um ein sofortiges Umschlagen des Synchronisierringes in seine Sperrstellung zu erreichen und dadurch ein Durchreißen der Schaltmuffe ohne vorherige Synchronisierung mit Sicher heit zu verhindern. Die Länge des steilen Teiles der Konus fläche soll nur so groß sein, daß vor dem Einrückbeginn der formschlüssigen Kupplungsglieder der flache Teil der Konus fläche wirksam wird.In a known inner cone of this type (DE-PS 22 55 368) by the steep part starting from the circumferential groove the conical surface at the beginning of the switching movement is possible great friction by means of the between the synchronizer sierring and the other, fixed to the shift sleeve Coupling ring provided cone coupling on the synchronizer ring, d. H. thus the greatest possible contact pressure of the syn Chronisierringes to the shift sleeve are generated in order an immediate reversal of the synchronizer ring in his To reach the locked position and thereby tearing the Shift sleeve without prior synchronization with Safe prevent it. The length of the steep part of the cone The area should only be so large that the positive coupling links the flat part of the cone area becomes effective.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesent lichen darin, unter Aufrechterhaltung der bei dem bekannten rampenförmigen Innenkonus erreichten Wirkungsweise zu ver hindern, daß bei nach erreichtem Gleichlauf und vor dem Ein rückbeginn der formschlüssigen Kupplungsglieder auftreten den äußeren Kräften - beispielsweise einer durch kaltes hochviskoses Getriebeöl erzeugten Bremskraft - störende Ge räusche wie sogenanntes "Kaltkratzen" oder gar Material schäden bei Einrückbeginn infolge erneuter Relativdrehungen an den formschlüssigen Kupplungsgliedern auftreten.The problem underlying the invention is in wesent union, while maintaining the operation achieved in the known ramp-shaped inner cone to prevent that when the synchronization is achieved and before the beginning of the positive coupling elements, the external forces occur - for example, a cold, highly viscous gear oil generated braking force - disturbing noises such as so-called "cold scratching" or even material damage at the start of engagement due to renewed relative rotations on the positive coupling members.
Die erläuterte Aufgabe ist in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.The task explained is advantageous with the characterizing features of claim 1 solved.
Bei dem Innenkonus nach der Erfindung ist quasi eine zwangs weise Nachsynchronisierung erreicht, wenn nach Gleichlauf erneut das Auftreten von Relativdrehungen aufgrund äußerer Kräfte droht, so daß weder Geräusche wie "Kaltkratzen" noch Materialschäden möglich sind.In the inner cone according to the invention is quasi a constraint wise post-synchronization achieved if after synchronization again the occurrence of relative rotations due to external Forces threaten, so that noises like "cold scratching" nor Material damage is possible.
Durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 2 ist eine deut liche Trennung der Funktionen von Einrücksperre und Nach synchronisierung über dem Schaltweg bei dem Innenkonus nach der Erfindung erreicht.Due to the configuration according to claim 2, one is clear Separation of the functions of engagement lock and night synchronization over the switching path at the inner cone achieved the invention.
Durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 3 ist eine axial kurz bauende Ausführung für den Innenkonus nach der Erfin dung erreicht.Due to the configuration according to claim 3 is an axial short construction for the inner cone according to the inven reached.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert. The invention is based on one in the drawing schematically illustrated embodiment in detail explained.
In der Zeichnung bedeutenMean in the drawing
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil eines Gang wechselgetriebes mit einer Schaltvorrichtung für den ersten und zweiten Gang und einem Innen konus nach der Erfindung für den Kupplungsring am Gangzahnrad des zweiten Ganges, Fig. 1 is an axial section change gear cone according to the invention for the coupling ring on the speed gear of the second speed through part of a passage with a switching device for the first and second gear, and an inner,
Fig. 1A einen Teilschnitt in Abwicklung nach Linie IA-IA durch die Einrücksperre am Gangzahnrad des ersten Ganges, Fig. 1A is a partial section according to line IA-in processing by the IA Einrücksperre the speed gear of the first gear,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch das Gangzahnrad des zwei ten Ganges mit dem Innenkonus nach der Erfindung am betreffenden Kupplungsring, Fig. 2 is a partial sectional view of the speed gear of the two-th junction with the inner cone of the present invention at the respective clutch ring,
Fig. 3 eine Zuordnung der gegenseitigen Relativstellungen der Kupplungs- und Sperrmittel zu den einzelnen Teilabschnitten des Innenkonus nach der Erfin dung von Fig. 2, und Fig. 3 is an assignment of the mutual relative positions of the coupling and locking means to the individual sections of the inner cone according to the inven tion of FIG. 2, and
Fig. 4 ein Diagramm für den Verlauf der von der am Innen konus nach der Erfindung angreifenden Ringfeder erzeugten Schaltreaktionskraft über dem axialen Eingriffsbereich des Innenkonus. Fig. 4 is a diagram for the course of the switching reaction force generated by the ring spring acting on the inner cone according to the invention over the axial engagement area of the inner cone.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 1A sind in einem nicht mehr dargestellten Getriebegehäuse eine Getriebeabtriebs welle 10 und eine parallele Vorgelegewelle 15 drehbar gela gert. Auf einem mittleren Abschnitt der Getriebeabtriebs welle 10 ist ein eine äußere Kupplungsverzahnung 28 auf weisender Führungsring 19 drehfest und axial unverschiebbar festgelegt. Beiderseits des Führungsringes 19 sind auf der Getriebeabtriebswelle 10 ein Gangzahnrad 13 für die Bildung des ersten Ganges und ein Gangzahnrad 14 für die Bildung des zweiten Ganges an sich lose drehbar angeordnet. Diese Gang zahnräder 13 und 14 kämmen ständig mit jeweils einem dreh fest und einteilig zur Vorgelegewelle 15 ausgebildeten Zahn rad. Die Gangzahnräder 13 und 14 weisen auf ihren dem Führungsring 19 zugekehrten Stirnseiten je einen Kupplungs ring 29 bzw. 41 mit äußeren Kupplungsverzahnungen 30 und 46 auf, in welche eine innere Kupplungsverzahnung 18 eines Kupplungsringes 47 wechselweise einrückbar ist, welcher mit der Schaltschiebemuffe 20 einteilig ausgebildet ist.With reference to FIGS. 1 and 1A, a transmission output shaft 10 and a parallel countershaft 15 are rotatably supported in a transmission housing (not shown). On a central portion of the transmission output shaft 10 , an outer coupling toothing 28 on the facing guide ring 19 is rotatably and axially immovable. On both sides of the guide ring 19 , a gear toothed wheel 13 for the formation of the first gear and a gear toothed wheel 14 for the formation of the second gear are loosely rotatably arranged on the transmission output shaft 10 . This gear gears 13 and 14 mesh constantly with a rotationally fixed and integral to the countershaft 15 toothed wheel. The gear wheels 13 and 14 have on their end faces the guide ring 19 a coupling ring 29 and 41 with outer clutch teeth 30 and 46 , in which an inner clutch toothing 18 of a clutch ring 47 can be engaged alternately, which is formed in one piece with the shift sliding sleeve 20 .
Auf den beiden Kupplungsringen 29 und 41 der Gangzahnräder 13 und 14 ist je ein Synchronisierring 26 bzw. 27 konzentrisch angeordnet, welcher mit radial nach innen ragenden Ansätzen 31 in korrespondierende Ausnehmungen 48 seines Kupplungsringes hineinragt. Die Synchronisierringe 26 und 27 sind an ihren Ansätzen 31 mit geneigt zur Kupplungsachse 5-5 verlaufenden Sperrflächen 11 und 12 versehen, die mit korrespondierenden Sperrflächen 44 und 45 zusammenarbeiten, die von den Aus nehmungen 48 an den Kupplungsringen 29 und 41 ausgehen.On the two clutch rings 29 and 41 of the gear wheels 13 and 14 , a synchronizing ring 26 or 27 is arranged concentrically, which projects with radially inwardly projecting lugs 31 into corresponding recesses 48 of its clutch ring. The synchronizing rings 26 and 27 are provided on their approaches 31 with inclined to the coupling axis 5-5 extending locking surfaces 11 and 12 , which cooperate with corresponding locking surfaces 44 and 45 , which start from the recesses 48 on the coupling rings 29 and 41 .
Die Ansätze 31 enden radial innen jeweils in zwei gabelförmi gen Fortsätzen 38 und 39, in deren jeweiligem halbkreisför migen gemeinsamen Scheitelbereich 33 eine in Umfangsrichtung geschlitzte Ringfeder 34 unter leichter Vorspannung ein greift. Die zum Führungsring 19 benachbarten Fortsätze 38 an den Ansätzen 31 weisen je eine konische Führungsfläche 37 für die Einfederbewegungen der betreffenden Ringfeder 34 auf. The approaches 31 end radially in each case in two gabelförmi gene extensions 38 and 39 , in their respective semicircular common apex region 33 a circumferentially slotted annular spring 34 engages with a slight bias. The extensions 38 adjacent to the guide ring 19 on the projections 31 each have a conical guide surface 37 for the spring deflection movements of the relevant ring spring 34 .
Die Schaltmuffe 20 ist mit jedem der Synchronisierringe 26 und 27 durch eine mit Reibschluß zwischen diesbezüglichen Konusflächen 22 und 24 bzw. 23 und 25 arbeitende Synchroni sierkupplung in Eingriff bringbar.The gearshift sleeve 20 can be brought into engagement with each of the synchronizing rings 26 and 27 by means of a frictional engagement between relevant conical surfaces 22 and 24 or 23 and 25 .
Die Kupplungsringe 29 und 41 sind in ihrem radial inneren Bereich als Innenkonus 32 bzw. 40 mit einer Konusfläche zum Zusammenspannen der betreffenden Ringfeder 34 ausgebildet. Jeder Innenkonus 32 bzw. 40 weist an seinem dem Führungsring 19 zugekehrten weiten offenen Ende 43 eine Umfangsnut 35 auf, in welche die betreffende Ringfeder 34 in der gezeichneten ausgerückten Kupplungsstellung bzw. Neutralstellung 16 des Kupplungsringes 47 der Schaltmuffe 20 hineinragt. Ein zwischen Umfangsnut 35 und Konusende 43 vorgesehener Ansatz 36 ist als Anschlag für die ausgerückte Kupplungsstellung 16 ver wendet.The coupling rings 29 and 41 are formed in their radially inner area as an inner cone 32 and 40 with a conical surface for clamping the relevant ring spring 34 together . Each inner cone 32 or 40 has, at its wide open end 43 facing the guide ring 19 , a circumferential groove 35 into which the relevant annular spring 34 projects in the disengaged clutch position or neutral position 16 of the clutch ring 47 of the shift sleeve 20 . A circumferential groove 35 and provided between the cone end 43 of boss 36 is ver turns as a stop for the disengaged clutch position sixteenth
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 geht die Umfangsnut 35, die einen Endabschnitt der Konusfläche 42 des Innenkonus 40 bildet, in der auf das enge Konusende 17 weisenden Richtung der Kupp lungsachse 5-5 unmittelbar in einen zur Kupplungsachse 5-5 steil verlaufenden Teil 6 der Konusfläche 42 über. Im Bereich des engen Konusendes 17 - in dem die eingerückte Kupplungs stellung liegt - weist die Konusfläche 42 einen gegenüber der Kupplungsachse 5-5 nur flach ansteigenden Teil 7 auf.Referring to Fig. 2, the circumferential groove 35 , which forms an end portion of the conical surface 42 of the inner cone 40 , in the direction of the coupling axis 5-5 pointing directly towards the narrow cone end 17 directly into a part 6 of the coupling axis 5-5 steeply extending Cone surface 42 over. In the area of the narrow cone end 17 - in which the engaged clutch position lies - the cone surface 42 has a part 7 which rises only gently in relation to the coupling axis 5-5 .
Die Konusfläche 42 weist weiterhin einen zwischen dem sich an die Umfangsnut 35 anschließenden steilen Teil 6 einer seits und dem am engen Konusende 17 liegenden flachen Teil 7 andererseits liegenden zusätzlichen steilen Teil 8 auf, wobei der Übergang zwischen den beiden steilen Teilen 6 und 8 durch einen flachen Zwischenteil 49 gebildet wird. The cone surface 42 also has an additional steep part 8 between the steep part 6 adjoining the circumferential groove 35 on the one hand and the flat part 7 lying on the narrow cone end 17 on the other hand, the transition between the two steep parts 6 and 8 by a flat intermediate part 49 is formed.
Eine Schaltung in den zweiten Gang läuft wie folgt ab:Shifting into second gear works as follows:
Beim Betätigen der Schaltmuffe 20 aus der gezeichneten Aus rück- oder Neutralstellung 16 in Richtung auf das Gangzahn rad 14 wird zunächst ein Leerweg s 0 - vgl. das Diagramm von Fig. 4, in welchem über dem Schaltweg s der Schaltmuffe 20 die durch die Ringfeder 34 erzeugte Schaltreaktionskraft P R aufgetragen ist - durchlaufen, über dem die Schaltreaktions kraft im wesentlichen Null ist, bis die Konusflächen 23 und 25 in Eingriff gelangen. In dieser Synchronisierstellung 51 der Schaltmuffe 20 baut sich aufgrund der Vorspannung der in die Umfangsnut 35 eingreifenden Ringfeder 34 eine Schaltreak tionskraft 52 auf, durch deren Umfangskomponente der Synchro nisierring 27 in eine Sperrstellung (Fig. 3, rechte Darstel lung) gegenüber dem Kupplungsring 41 verdreht wird, in welcher die Sperrflächen 12 und 45 in Eingriff stehen. Diese Rela tivbewegung hat ihre Ursache in der gegenüber der Drehzahl der Getriebeabtriebswelle 10 höheren Drehzahl des Gangzahn rades 14, dessen Kupplungsring 41 mithin den Kupplungsring 47 der Schaltmuffe 20 in Antriebsdrehrichtung 50 überholt. In der Synchronisierstellung 51 der Schaltmuffe 20 befinden sich die beiden einzurückenden Kupplungsverzahnungen 18 und 46 noch in einem relativ großen gegenseitigen Abstand 53. Eine Weiterbetätigung der Schaltmuffe 20 in Richtung des Gangzahnrades 14 führt dazu, daß die Ringfeder 34 in den Ein griffsbereich des steilen Teiles 6 der Konusfläche 42 ge langt, so daß sich ein entsprechender steiler Verlauf 54 für die Schaltreaktionskraft P R ergibt. Auf diese Weise werden das Gangzahnrad 14 zusammen mit der Vorgelegewelle 15 mit Sicherheit bis zum Gleichlauf der Kupplungsringe 41 und 47 abgebremst. Bei Gleichlauf sind die Umfangskräfte gering, so daß der Synchronisierring 27 zu einer rückläufigen Rela tivdrehung gegenüber dem Kupplungsring 41 gezwungen wird und die Ansätze 31 ohne größeren Kraftaufwand in die Aus nehmungen 48 einfahren können (Fig. 3, mittlere Darstel lung).When actuating the shift sleeve 20 from the drawn from the return or neutral position 16 in the direction of the gear tooth wheel 14 , an idle travel s 0 is first - cf. the diagram of FIG. 4, in which the switching reaction force P R generated by the annular spring 34 is plotted over the switching path s of the switching sleeve 20 - through which the switching reaction force is essentially zero until the conical surfaces 23 and 25 come into engagement. In this synchronizing position 51 of the shift collar 20 of which engages in the circumferential groove 35 annular spring builds up due to the bias 34 is a Schaltreak tion force 52, by their circumferential component of the synchro nisierring 27 in a blocking position (Fig. 3, right depicting lung) relative to the coupling ring 41 is rotated in which the locking surfaces 12 and 45 are engaged. This rela tive movement is caused by the higher speed of the gear output shaft 10 compared to the speed of the gear output shaft 14 , the clutch ring 41 thus the clutch ring 47 of the sleeve 20 in the direction of rotation 50 overhauled. In the synchronization position 51 of the shift sleeve 20 , the two clutch teeth 18 and 46 to be engaged are still at a relatively large mutual distance 53 . A further actuation of the switching sleeve 20 in the direction of the gear wheel 14 leads to the annular spring 34 reaching into the grip area of the steep part 6 of the conical surface 42 , so that there is a corresponding steep course 54 for the switching reaction force P R. In this way, the gear wheel 14 together with the countershaft 15 are braked with certainty until the clutch rings 41 and 47 run in synchronization. With synchronism, the circumferential forces are low, so that the synchronizing ring 27 is forced to a declining rela tive rotation relative to the coupling ring 41 and the approaches 31 without major effort in the recesses 48 can retract ( Fig. 3, middle presen tation).
In derjenigen Stellung 9 der Schaltmuffe 20, in welcher die Sperrflächen 11 und 12 des Synchronisierringes 27 den axialen Eingriffsbereich der Sperrflächen 44 und 45 des Kupplungs ringes 41 gerade in Richtung des Gangzahnrades 14 verlassen haben (Fig. 3, mittlere Darstellung), weisen die einzu rückenden Kupplungsverzahnungen 18 und 46 noch einen - wenn auch kleineren - gegenseitigen axialen Abstand 55 auf. Des wegen besteht die Gefahr, daß bei einer Weiterbetätigung der Schaltmuffe 20 in Richtung des Gangzahnrades 14 bis in eine Stellung 56, in welcher der gegenseitige Axialabstand der einzurückenden Kupplungsverzahnungen 18 und 46 etwa zu Null geworden ist (Fig. 3, linke Darstellung), das Gang zahnrad 14 beispielsweise wegen der Bremskraft von kaltem hochviskosen Getriebeöl gegenüber der Getriebeabtriebs welle 10 abgebremst wird, so daß der Synchronisierring 27 in Richtung seiner entgegengesetzten Sperrstellung relativ zum Kupplungs ring 41 betätigt wird. Ohne die erfinderischen Maßnahmen würden nun die Zahnspitzen der Kupplungsverzahnungen 18 und 46 in Eingriff gelangen, wodurch im schlimmsten Falle Material schäden - zumindest aber Geräusche wie "Kaltkratzen" die Folge wären.In that position 9 of the shift sleeve 20 , in which the locking surfaces 11 and 12 of the synchronizing ring 27 have left the axial engagement area of the locking surfaces 44 and 45 of the clutch ring 41 just in the direction of the gear wheel 14 ( FIG. 3, middle representation), have the one engaging coupling teeth 18 and 46 still a - albeit smaller - mutual axial distance 55 . Because of this, there is a risk that when the selector sleeve 20 is actuated further in the direction of the gear wheel 14 to a position 56 in which the mutual axial spacing of the clutch teeth 18 and 46 to be engaged has become approximately zero ( FIG. 3, left-hand illustration), that Gear gear 14 is braked, for example because of the braking force of cold, highly viscous transmission oil relative to the transmission output shaft 10 , so that the synchronizing ring 27 is actuated in the direction of its opposite locking position relative to the clutch ring 41 . Without the inventive measures, the tooth tips of the coupling teeth 18 and 46 would now come into engagement, which in the worst case would damage the material - but at least noises such as "cold scratching" would be the result.
Zur Vermeidung dieser Nachteile weist die Konusfläche 42 in ihrem zwischen den den Stellungen 9 und 56 der Schaltmuffe 20 zugehörigen Stellungen der Ringfeder 34 liegenden Bereich 57 einen zusätzlichen zweiten steilen Teil 8 auf, welcher senkrecht zur Kupplungsachse 5-5 verläuft und daher gemäß Fig. 4 zu einer nochmaligen hohen Schaltreaktionskraft 58 führt, deren Umfangskomponente eine wirksame Nachsynchroni sierung dahingehend bewirkt, daß das abgebremste Gangzahn rad 14 nunmehr wieder auf die Drehzahl der Getriebeabtriebs welle 10 beschleunigt wird.To avoid these disadvantages, the conical surface 42 has an additional second steep part 8 in its region 57 lying between the positions of the ring spring 34 associated with the positions 9 and 56 of the shift sleeve 20 , which runs perpendicular to the coupling axis 5-5 and therefore according to FIG. 4 leads to a renewed high switching reaction force 58 , the circumferential component of which causes an effective post-synchronization in such a way that the braked gear tooth wheel 14 is now accelerated again to the speed of the transmission output shaft 10 .
Dadurch kann nun die Kupplungsverzahnung 18 ohne größeren Kraftaufwand in die Kupplungsverzahnung 46 aufgrund der dies bezüglich vorgesehenen Anschrägungen einfädeln und die Kupp lungseinrückstellung erreicht werden, wobei sich die Ring feder 34 im Bereich des flachen Teiles 7 der Konusfläche 42 befindet, der eine genügende Rückstellkraft am Synchroni sierring 27 erzeugt, so daß - wenn die Schaltmuffe in ihre Neutralstellung 16 zurückbetätigt ist - der Synchronisier ring mit Sicherheit nachgeführt wird.As a result, the coupling toothing 18 can now be threaded into the coupling toothing 46 without any great effort, due to the bevels provided with respect to this and the coupling engagement adjustment can be achieved, the annular spring 34 being located in the region of the flat part 7 of the conical surface 42 , which has a sufficient restoring force on the synchronizer sierring 27 generated so that - when the shift sleeve is pressed back into its neutral position 16 - the synchronizing ring is tracked with certainty.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873728904 DE3728904C1 (en) | 1987-08-29 | 1987-08-29 | Ramp-shaped female cone of a clutch ring as an abutment for an annular spring supporting a synchronising ring in a selector clutch, especially one in a change-speed gearbox |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE19873728904 DE3728904C1 (en) | 1987-08-29 | 1987-08-29 | Ramp-shaped female cone of a clutch ring as an abutment for an annular spring supporting a synchronising ring in a selector clutch, especially one in a change-speed gearbox |
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Publication Number | Publication Date |
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DE3728904C1 true DE3728904C1 (en) | 1988-07-28 |
Family
ID=6334779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873728904 Expired DE3728904C1 (en) | 1987-08-29 | 1987-08-29 | Ramp-shaped female cone of a clutch ring as an abutment for an annular spring supporting a synchronising ring in a selector clutch, especially one in a change-speed gearbox |
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---|---|
DE (1) | DE3728904C1 (en) |
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