DE3737578A1 - Sliding-dog clutch with inertia-lock synchronising mechanism - Google Patents
Sliding-dog clutch with inertia-lock synchronising mechanismInfo
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Abstract
Description
Diese Erfindung betrifft eine Klauenschaltkupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.This invention relates to a claw clutch according to Preamble of claim 1.
Klauenschaltkupplungen dieser Gattung haben, wie der Aufsatz in Motorrundschau 20/64, Seite 957, zeigt, viele, oft gegensätzlich wirkende Aufgaben zu erfüllen.Claw clutches of this type have, like the Essay in Motor Rundschau 20/64, page 957, shows, many, often to perform opposing tasks.
So soll z. B. der Gleichlauf der mit unterschiedlicher Drehzahl laufenden Kupplungsteile (Zahnrad- und Synchronkörper) schnell und mit geringen Schaltkräften erreicht werden. Nach Gleichlauf soll aber auch leichtgängig entsperrt und schnell formschlüssig gekoppelt werden können, damit insgesamt ein schneller und in der Funktion geschmeidiger Verlauf der Schaltung erzielt wird.So z. B. the synchronism with different Speed running clutch parts (gear and synchronizer body) can be achieved quickly and with low switching forces. To Synchronization should also be unlocked smoothly and quickly can be positively coupled, so that a total faster and smoother in function Circuit is achieved.
Dabei sollen alle diese Aufgaben mit in der Funktion einfachen und in der Herstellung billigen Mitteln erfüllt werden. Ein Weg, diesen Zielen näher zu kommen, ist u. a. die Anzahl der Reibflächen zu erhöhen, um mit geringeren Schaltkräften höhere Reibmomente zu erzielen.All of these tasks should be simple in their function and cheap manufacturing means can be met. One way to get closer to these goals is u. a. the number of Increase friction surfaces to get higher with lower shifting forces To achieve moments of friction.
Aus der WO 85/01 998 ist eine Einrichtung bekannt, wobei noch die dem Zahnrad zugeordneten Reibflächen der kraftschlüssigen Kupplung nur in der Wirkstellung mit dem Zahnrad verbunden sind. Auch die in radialer Richtung übereinander angeordneten Synchronringe sind nur mit dem Synchronkörper mit Umfangsspiel und zur Mitnahme verbunden.A device is known from WO 85/01 998, wherein nor the friction surfaces assigned to the gear frictional coupling only in the active position with the Gear are connected. Also in the radial direction stacked synchronizer rings are only with the Synchronizer body with circumferential play and connected to take away.
Die den Gattungsbegriff bildende DE-OS 14 50 825 zeigt noch, daß die Synchronringe über Zahnkupplungen miteinander verbunden sind. The DE-OS 14 50 825 forming the generic term still shows that the synchronizer rings are connected to one another via toothed couplings are.
Solche Einrichtungen führen, infolge der erheblichen Vergrößerung der Reibflächen, verglichen mit einer einfachen Reibpaarung, zu einem schnelleren Gleichlauf bei angemessenen Schaltkräften, ohne daß die Reibflächen überlastet werden. Die Entsperrung hingegen ist infolge der relativ stumpfen Sperrflächen, die mit Rücksicht auf eine sichere Sperrwirkung nötig sind, nicht befriedigend und der Herstelleraufwand für eine solche Einrichtung ist zu hoch.Such facilities result, due to the considerable Increased friction surfaces compared to a simple one Friction pairing, for faster synchronism with adequate Shifting forces without overloading the friction surfaces. The However, unlocking is relatively blunt as a result of Restricted areas that take into account a safe locking effect are not satisfactory and the manufacturing effort for such a facility is too high.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Klauenschaltkupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 in bezug auf einen geschmeidigeren Verlauf der gesamten Schaltung, also einschließlich der Entsperrung mit relativ einfachen und in der Herstellung billigen Mitteln weiterzuentwickeln.It is therefore an object of the invention to Claw clutch according to the preamble of claim 1 in with regard to a smoother course of the entire circuit, so including unlocking with relatively simple and to develop cheap means of production.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen vom Anspruch 1 erfüllt.This task is carried out with the characteristic features of Claim 1 fulfilled.
Durch die Anordnung eines Mitnehmers mit einem angeformten Nocken zur unmittelbaren Verbindung der beiden Reibringe wirken die Reibmomente aller Reibpaarungen auf die Sperrfläche, so daß z. B. die Schaltzähne an der Schaltmuffe am Synchronring und am Zahnrad stärker angespitzt werden können, was zu einer günstigeren Entsperrung führt. Infolge des hohen Panschmomentes ist die Kaltschaltgrenze bei relativ stumpfen Winkeln sehr hoch. Sie kann z. B. von 15°C bei einem Winkel an den Sperrzähnen von ungefähr 110° durch die schlankere Gestaltung dieses Winkels erheblich, z. B. auf 5°C, gesenkt werden.By arranging a driver with a molded one Cams act to directly connect the two friction rings the friction moments of all friction pairings on the locking surface, so that e.g. B. the shift teeth on the shift sleeve on the synchronizer ring and Gear can be sharpened more, resulting in a cheaper unlocking leads. As a result of the high splash torque the cold switching limit is very high at relatively obtuse angles. You can e.g. B. of 15 ° C at an angle on the locking teeth of approximately 110 ° due to the slimmer design of this angle significantly, e.g. B. can be lowered to 5 ° C.
Die Verbindung der ohnehin nötigen Mitnahmeeinrichtung zwischen Synchronkörper und den Synchronringen und die Koppelung der Synchronringe untereinander sowie die Verlagerung in den axialen Bereich des Synchronkörpers vereinfacht den Aufbau und verbilligt die Herstellung. Darüber hinaus verringert sich die axiale Erstreckung der Klauenschaltkupplung, um die für die Zahnkupplung nach der DE-OS 14 50 825 nötige Erstreckung oder die Reibflächen können entsprechend verbreitert und damit weiter vergrößert werden. Durch den Wegfall der Kuppelverzahnung werden die Synchronringe stark vereinfacht und der für die Mitnahme durch den Synchronkörper angeordnete Mitnehmer wird in einer zweiten Funktion für die Verbindung der beiden Synchronringe mitgenützt.The connection of the entraining device, which is necessary anyway, between Synchronizer body and the synchronizer rings and the coupling of the Synchronizer rings with each other and the shift in the axial Area of the synchronizer body simplifies construction and makes manufacturing cheaper. In addition, the axial extension of the dog clutch to the for the Tooth coupling according to DE-OS 14 50 825 necessary extension or the friction surfaces can be widened accordingly and thus further be enlarged. By eliminating the coupling teeth the synchronizer rings greatly simplified and that for taking them with you driver arranged by the synchronizer body is in a second function for connecting the two synchronizer rings shared.
Mit den Ansprüchen 2 bis 6 wird die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltet. Die Anordnung des Mitnehmers am ersten außenliegenden Synchronring ist besonders günstig, wenn an diesem auch die Sperrverzahnung angeordnet ist, da beim Ansynchronisieren und einer bestehenden Drehzahldifferenz die Sperrstellung dieses Synchronringes schnell erreicht wird. Die einfache Gestaltung des Mitnehmers mit den Nocken an dem einen, und der Mitnahmeeinrichtung in Form von zwei Nasen an dem anderen Synchronring, ermöglichen eine günstige Herstellung sowohl einteilig, z. B. durch Gießen, oder auch mehrteilig, z. B. wenn der oder die Mitnehmer angeschweißt sind.With claims 2 to 6, the invention is in advantageously designed. The arrangement of the driver on the first outer synchronizer ring is particularly cheap, if the locking toothing is also arranged there, because when synchronizing and an existing speed difference the locking position of this synchronizer ring is reached quickly. The simple design of the driver with the cams on the one, and the driving device in the form of two lugs on the other synchronizer ring, allow a cheap production both in one piece, e.g. B. by casting, or in several parts, e.g. B. if the driver (s) are welded.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.The invention is not based on the combination of features Claims limited. There are more for the person skilled in the art reasonable combinations of claims and individual Claim characteristics from the task.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Zeichnungen und einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:Further details of the invention are based on Drawings and an embodiment explained. Show it:
Fig. 1 eine Doppelklauenschaltkupplung mit Sperrsynchronisiereinrichtung im Schnitt und im Bereich des Druckbolzens, Fig. 1 is a double jaw clutch with Sperrsynchronisiereinrichtung in section and in the area of the pressure bolt,
Fig. 2 einen Teilschnitt nach Fig. 1, jedoch im Bereich des Mitnehmers, Fig. 2 is a partial section according to Fig. 1, but in the area of the driver,
Fig. 3 einen Ausschnitt III-III nach Fig. 2 im Bereich des Mitnehmers, Fig. 3 shows a section III-III of Fig. 2 in the area of the driver,
Fig. 4 einen Teilschnitt nach Fig. 1 im Bereich des Druckbolzens und der Schiebemuffe in Sperrstellung, Fig. 4 is a partial section according to Fig. 1 in the region of the pressure pin and the sliding sleeve in the locking position,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine teilweise dargestellte Abwicklung im Bereich der Sperrzähne V-V nach Fig. 4. Fig. 5 shows a section through a partially handling in the field of the ratchet teeth VV in FIG. 4.
In dem Schnitt durch die Doppelklauenschaltkupplung nach der Fig. 1 im Bereich des Druckbolzens 4 und nach Fig. 2 im Bereich des Mitnehmers 52 ist der Synchronkörper 1 über eine Verzahnung 14 mit einer nicht dargestellten Welle verbunden, auf der auch die Zahnräder 2 gelagert sind. Mit diesen Zahnrädern fest verbunden ist der jeweilige Kupplungskörper 21 mit der Kuppelverzahnung 22. Die Schiebemuffe 3 ist mit dem Synchronkörper 1 über eine Verzahnung 11, 31 drehfest verbunden und z. B. ein Druckbolzen 4 ist im Synchronkörper 1 gelagert und stützt sich in einer Ausnehmung 32 der Schiebemuffe 3 ab. Zwischen dem Druckbolzen 4 und dem Synchronkörper 1 ist noch eine Druckfeder 44 angeordnet.In the section through the double dog clutch according to FIG. 1 in the area of the pressure pin 4 and according to FIG. 2 in the area of the driver 52 , the synchronizer body 1 is connected via a toothing 14 to a shaft, not shown, on which the gear wheels 2 are also mounted. The respective coupling body 21 with the coupling toothing 22 is firmly connected to these gear wheels. The sliding sleeve 3 is rotatably connected to the synchronizer body 1 via a toothing 11 , 31 and z. B. a pressure pin 4 is mounted in the synchronizer body 1 and is supported in a recess 32 of the sliding sleeve 3 . A compression spring 44 is also arranged between the pressure pin 4 and the synchronizer body 1 .
In axialer Erstreckung zwischen Synchronkörper 1 und dem Kupplungskörper 21 sind die Synchronringe 5, 50; 6, 60 mit dem dazwischenliegenden Reibring 23, der den Kupplungskörpern 21 zugeordnet und mit diesen z. B. drehfest verbunden ist, angeordnet. Die radial außenliegenden Synchronringe 5, 6 tragen noch die Sperrverzahnung 54, 64. Beide Synchronringe 5, 50; 6, 60 und bei einer Doppelschaltkupplung je zwei der Synchronringe sind über Mitnehmer 52, 62, Nocken 55, 65 und Mitnahmeeinrichtungen 520, 620 in einer Aussparung 12 des Synchronkörpers 1 mit Umfangsspiel angeordnet, wie es ergänzend zu Fig. 2 aus Fig. 3 erkennbar ist. Die Fig. 4 zeigt die nach rechts verschobene Schiebemuffe 3 in Sperrstellung mit dem geschwenkten Druckbolzen 4 in der Stellung während der Synchronisierung - Reibphase. Zweckmäßigerweise sind z. B. drei oder vier Aussparungen 12 am Umfang des Synchronkörpers verteilt. Auch die Druckbolzen 4 sind aus Gründen der besseren Funktion dreifach am Umfang verteilt angeordnet und, wie die Fig. 4 zeigt, zwischen Synchronkörper 1 und einer Ausnehmung 32 der Schiebemuffe 3 über eine Druckfeder 44 eingespannt.In the axial extent between synchronizer body 1 and clutch body 21 , synchronizer rings 5 , 50 ; 6 , 60 with the intermediate friction ring 23 , which is assigned to the coupling bodies 21 and with these z. B. is rotatably connected. The radially outer synchronizer rings 5 , 6 still have the locking teeth 54 , 64 . Both synchronizer rings 5 , 50 ; 6 , 60 and, in the case of a double clutch, two of the synchronizer rings are arranged via drivers 52 , 62 , cams 55 , 65 and driver devices 520 , 620 in a recess 12 of the synchronizer body 1 with circumferential play, as can be seen in addition to FIG. 2 from FIG. 3 is. Fig. 4 shows the sliding sleeve 3 shifted to the right in the locked position with the pivoted pressure pin 4 in the position during the synchronization - friction phase. Appropriately z. B. three or four recesses 12 distributed around the circumference of the synchronizer body. The pressure bolts 4 are also distributed three times around the circumference for reasons of better function and, as shown in FIG. 4, clamped between the synchronizer body 1 and a recess 32 of the sliding sleeve 3 via a compression spring 44 .
Die Fig. 5 zeigt die an den jeweiligen Stirnseiten angespitzten Koppelzähne der Innenverzahnung 31 von der Schiebemuffe 3, der Sperrzähne 64 vom Synchronring 6 und der Koppelzähne 22 vom Kupplungskörper 21. FIG. 5 shows the coupling teeth of the internal toothing 31 of the sliding sleeve 3 , the locking teeth 64 of the synchronizer ring 6 and the coupling teeth 22 of the coupling body 21 , which are tapered on the respective end faces.
Die Klauenschaltkupplung mit Sperrsynchronisiereinrichtung wirkt wie folgt: Bei der Einleitung einer Schaltung wird über den Gleitstein einer Schaltgabel (nicht dargestellt), der in der Rille 36 der Schiebemuffe 3 läuft, diese z. B. nach rechts bewegt. Über die Druckfläche 41 am Druckbolzen 4 wird dabei durch axialen Druck auf die Druckfläche 61 des Synchronringes 6 ansynchronisiert, so daß bei Drehzahlunterschied zwischen Synchronkörper 1 und Zahnrad 2 der Synchronring 6 mit dem Mitnehmer 62 und der Synchronring 60 in Umfangsrichtung ausgelenkt werden. Über die Mitnahmeeinrichtung 620 vom zweiten Synchronring 60, der in der gleichen axialen Ebene angeordnet ist wie der erste Synchronring 60 und die Nocken 65 am Mitnehmer 62, wird das Reibmoment der zweiten Reibpaarung (Reibflächen 25, 630) auf die Sperrverzahnung 64 am ersten Reibring 6 mit übertragen. Der Mitnehmer 62 kommt an einer Begrenzung der Aussparung 12 zur Anlage und die Sperrzähne 64 des Synchronringes 6 drehen in die gezeichnete Sperrstellung (Fig. 5). Die Innenverzahnung 31 der Schiebemuffe 3 verhindert mit der Anlage der Sperrflächen 37, 66 von beiden Verzahnungen das weitere Verschieben der Schiebemuffe 3. Infolge der Verbindung beider Synchronringe 6, 60 über den Mitnehmer 62, den Nocken 65 und die Nasen 621 wirken alle Reibpaarungen - Reibflächen 24, 25, 53, 530; 24, 25, 63, 630, also die beiden Synchronringe 5, 50; 6, 60 mit dem Reibring 23 und erbringen ein hohes Sperrmoment, so daß der Winkel der stirnseitigen Anschrägungen an den Koppelzähnen 31, 21 und Sperrzähnen 64 relativ schlank, z. B. bei 90 bis 95° gehalten werden kann und trotzdem sicher gesperrt ist.The claw switching clutch with locking synchronizer works as follows: When initiating a shift, a sliding fork (not shown) that runs in the groove 36 of the sliding sleeve 3 is used to slide this, for. B. moved to the right. About the pressure surface 41 on the pressure pin 4 is synchronized by axial pressure on the pressure surface 61 of the synchronizer ring 6 , so that when the speed difference between the synchronizer body 1 and gear 2, the synchronizer ring 6 with the driver 62 and the synchronizer ring 60 are deflected in the circumferential direction. Via the entrainment device 620 from the second synchronizer ring 60 , which is arranged in the same axial plane as the first synchronizer ring 60 and the cams 65 on the driver 62 , the friction torque of the second friction pair (friction surfaces 25 , 630 ) is applied to the locking teeth 64 on the first friction ring 6 with transfer. The driver 62 comes to rest on a boundary of the recess 12 and the locking teeth 64 of the synchronizer ring 6 turn into the locked position shown ( FIG. 5). The internal toothing 31 of the sliding sleeve 3 prevents the further sliding of the sliding sleeve 3 by engaging the locking surfaces 37 , 66 of both toothings. As a result of the connection of the two synchronizer rings 6 , 60 via the driver 62 , the cam 65 and the lugs 621 , all friction pairings act - friction surfaces 24 , 25 , 53 , 530 ; 24 , 25 , 63 , 630 , ie the two synchronizer rings 5 , 50 ; 6 , 60 with the friction ring 23 and provide a high locking torque, so that the angle of the bevels on the end of the coupling teeth 31 , 21 and locking teeth 64 is relatively slim, for. B. can be kept at 90 to 95 ° and is still locked securely.
Erst bei Gleichlauf geht das aus der Differenzdrehzahl resultierende Sperrmoment auf Null, und der noch anliegende Schaltdruck auf die Schiebemuffe 3 kann das noch aus der Massenträgheit und dem Panschen verbleibende Sperrmoment überwinden und die Sperrzähne werden von der Stellung 64 in die Stellung 640 verschoben. Damit ist die Sperrwirkung aufgehoben und die Innenverzahnung 31 der Schiebemuffe 3 kann in die Kuppelverzahnung 22 am Kupplungskörper 21 eingreifen. Zwischen Synchronkörper 1 und Zahnrad 2 ist nunmehr eine formschlüssige Kupplung hergestellt.The locking torque resulting from the differential speed only goes to zero in the case of synchronous operation, and the switching pressure still present on the sliding sleeve 3 can overcome the locking torque still remaining from the inertia and the Panschen and the locking teeth are shifted from position 64 to position 640 . The blocking effect is thus eliminated and the internal toothing 31 of the sliding sleeve 3 can engage in the coupling toothing 22 on the coupling body 21 . A positive coupling is now produced between synchronizer body 1 and gear wheel 2 .
Diese Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es z. B. auch möglich, die Sperrzähne nicht an den Synchronring anzuordnen, sondern Sperrflächen an der Schiebemuffe vorzusehen, die in Verbindung mit einem Sperrbolzen wirken und bei Nichtsynchronismus die formschlüssige Koppelung vom Synchronkörper mit dem Zahnrad verhindern. Auch diese Sperrflächen können mit einem schlankeren Winkel angeordnet werden. This invention is not based on that illustrated Embodiment limited. So it is z. B. also possible not to arrange the ratchet teeth on the synchronizer ring, but To provide locking areas on the sliding sleeve that are connected act with a locking pin and when out of sync positive coupling of the synchronizer body with the gear prevent. These restricted areas can also be leaner Angle can be arranged.
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Bezugszeichenliste
1 Synchronkörper
11 Außenverzahnung
12 Aussparung
14 Innenverzahnung
2 Zahnrad
21 Kupplungskörper
22 Kupplungszahn
23 Reibring
24 Reibflächen
25 Reibflächen
3 Schiebemuffe
31 Innenverzahnung
32 Ausnehmung
36 Rille
37 Sperrflächen
4 Sperr-/Druckbolzen
41 Druckfläche
44 Druckfeder
5, 50 Synchronring
51 Druckfläche
52 Mitnehmer
520 Mitnahmeeinrichtung
521 Nasen
53, 530 Reibflächen
54 Sperrzähne
55 Nocken
6, 60 Synchronring
61 Druckfläche
62 Mitnehmer
620 Mitnahmeeinrichtung
621 Nase
63, 630 Reibfläche
64 Sperrzähne in Sperrstellung
640 Sperrzähne in entsperrter Stellung
65 Nocken 1 synchronizer body
11 external teeth
12 recess
14 internal teeth
2 gear
21 coupling body
22 clutch tooth
23 friction ring
24 friction surfaces
25 friction surfaces
3 sliding sleeves
31 internal teeth
32 recess
36 groove
37 restricted areas
4 locking / pressure bolts
41 printing area
44 compression spring
5, 50 synchronizer ring
51 printing area
52 drivers
520 carrier device
521 noses
53, 530 friction surfaces
54 ratchet teeth
55 cams
6, 60 synchronizer ring
61 printing area
62 drivers
620 Driving device
621 nose
63, 630 friction surface
64 locking teeth in locking position
640 ratchet teeth in the unlocked position
65 cams
Claims (6)
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