DE60012243T2

DE60012243T2 - Synchronisiereinrichtung für ein Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE60012243T2
Application number: DE60012243T
Authority: DE
Inventors: Jean-Yves Le Doare
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: DE60012243D1; ES2225035T3; ATE271662T1; EP1026418A1; FR2789139B1; FR2789139A1; EP1026418B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe.
Es ist bekannt, dass sich die Funktionsweise einer Synchronisiereinrichtung aus mehreren Phasen ausgehend von der Totpunktphase des Getriebes über die Einstellphase, die Synchronisierphase und die Verkeilphase zusammensetzt.
Der Gegenstand der Erfindung betrifft insbesondere die Einstellphase der Synchronisiereinrichtung, die darin besteht, die kegelstumpfförmigen Synchronringe reibschlüssig anzudrücken, um die nachfolgende Synchronisierphase vorzubereiten.
Bei den bekannten Synchronisiereinrichtungen erfolgt die Einstellphase insbesondere über eine Feder, der eine Kugel bzw. eine Rolle zugeordnet ist. Dies führt zu einem relativ aufwendigen Aufbau der Synchronisiereinrichtung und zu einer sehr genauen Zusammenfügung ihrer Teile zueinander.
In der US-A-5 269 400 ist eine Synchronisiereinrichtung beschrieben, welche die im Oberbegriff von Anspruch 1 erwähnten Merkmale aufweist.
Bei dieser bekannten Synchronisiereinrichtung ist der Einstell- bzw. Verstärkungsfederring an dem einen seiner freien Enden umgebogen und in einer Aussparung der Nabe aufgenommen, um den Federring relativ zur Nabe drehfest festzulegen. Eine derartige Ausgestaltung bringt ein Problem beim Einsetzen des Federrings beim Zusammenfügen der Synchronisiereinrichtung mit sich, da zugleich der Federring zusammengedrückt, in die in der Nabe ausgebildete Rille eingelegt und das umgebogene Ende des Federrings in Eingriff in der Rille der Nabe gehalten werden muss, wonach die Kuppelmuffe an der Nabe und dem Federring zusammengefügt werden müssen. Um ferner eine elastische, radiale Verformung des Federrings im Betrieb der Synchronisiereinrichtung zu ermöglichen, muss die Länge des umgebogenen Endes des Federrings genau festgelegt sein.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben genannten Nachteile zu beseitigen, indem eine Synchronisiereinrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgeschlagen wird, welche sämtliche Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
Jeder rückspringende Abschnitt des Verstärkungsfederrings enthält einen Boden, der über zwei Seitenschenkel mit zwei jeweiligen angrenzenden, vorspringenden Abschnitten des Verstärkungsfederrings verbunden ist.
Die beiden Seitenschenkel sind in entgegengesetzten Richtungen zueinander geneigt.
Der Verstärkungsring liegt mit seinen vorspringenden Abschnitten lotecht zu drei radial äußeren bogenförmigen Mittelrillen der Verzahnungssektoren der Synchronnabe.
Vorzugsweise enthält die Synchronisiereinrichtung auf jeder Seite der Synchronnabe drei konzentrische, kegelstumpfförmige Synchronringe, die bei der Verlagerung der Kuppelmuffe und des Verstärkungsrings in der entsprechenden axialen Richtung in Reibeingriff miteinander gelangen können und einen ersten Synchronring enthalten, der teilweise in einem kegelstumpfförmigen Ringabschnitt der Synchronnabe aufgenommen ist, welcher von den Verzahnungssektoren derselben begrenzt wird, und der einen Zahnkranz enthält, der sich außerhalb der Synchronnabe befindet, wobei ein zweiter mittlerer Synchronring drei Zapfen enthält, die axial von einer radialen Seite des mittleren Synchronrings auf der gleichen Seite dem ersten Synchronring entgegengesetzt vorspringen und in drei jeweilige zugeordnete Einschnitte eingreifen, die in der entsprechenden Flanke des Getrieberads ausgeführt sind, und wobei ein dritter Synchronring an einer kegelstumpfförmigen Auflage des Getrieberads eingreift und drei Zapfen enthält, die auf der gleichen Seite axial von der radialen Seite des dritten Synchronrings vorspringen und dabei in drei jeweilige radiale Rillen dreier Erhebungen eingreifen, die von der radialen Endseite des ersten Synchronrings vorspringen.
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich, aus der sich weitere Ziele, Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen deutlicher ergeben, die sich nur beispielhaft verstehen und eine Ausführungsform der Erfindung darstellen, worin zeigt:
1 zwei Halbschnittansichten der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung, und zwar eine obere und eine untere Halbansicht,
2 eine perspektivische Explosionsansicht verschiedener Teile der Synchronisiereinrichtung aus 1,
3 eine Aufsicht eines erfindungsgemäßen Verstärkungsfederrings, der bei der Synchronisiereinrichtung aus 1 und 2 Anwendung findet, und
4 den Verstärkungsfederring aus 3 in Montagestellung relativ zur Synchronnabe der Einrichtung aus 1 und 2.
Bezugnehmend auf die Figuren enthält die Synchronisiereinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeuggetriebe eine Synchronnabe 2, die drehfest mit einer Abtriebswelle 3 verbunden ist und eine geriffelte Mittelbohrung 4 enthält, in die entsprechende Riffelungen der Welle 3 eingreifen. Die Synchronnabe 2 ist an der Welle 3 einerseits über einen Arretierring 5, der in einer äußeren Umfangsnut der Welle 3 gelagert ist, und andererseits über eine radiale Endseite des einen in 1 links befindlichen Rads zweier Getrieberäder 6 verschiebefest festgelegt, die an der Welle 3 beiderseits der Synchronnabe 2 drehbar gelagert sind.
Die Synchronisiereinrichtung 1 enthält auch eine Kuppelmuffe 7, die axial, d. h. parallel zur Welle 3 über eine Schaltgabel (nicht dargestellt) verlagerbar ist, die in eine radial äußere Nut 8 der Kuppelmuffe 7 eingreift, welche innere Riffelungen 9 enthält, welche das Kämmen der Muffe 7 am Umfang der Synchronnabe 2 gewährleisten und dabei die axiale Verlagerung der Muffe 7 relativ zur Nabe 2 gestatten, wie später ersichtlich wird.
Die Synchronisiereinrichtung enthält zumindest einen Synchronring 11, der in zumindest auf einer Seite der Synchronnabe 2, im vorliegenden Fall auf jeder Seite desselben, an die Nabe angrenzend liegt und axial in Richtung zum entsprechenden Getrieberad 6 in Verlagerungsrichtung der Kuppelmuffe 7 verlagerbar ist, um den Synchronring 11 mit dem Getrieberad 6 in Reibeingriff zu bringen, wie auch später ersichtlich wird.
Erfindungsgemäß enthält die Synchronisiereinrichtung 1 ferner einen offenen Verstärkungsfederring 12 flacher Gestalt, der jeweils teilweise in einer V-förmigen, mittleren Innennut 13 der Kuppelmufte 7 aufgenommen ist und dessen geneigte Flanken 14 Verstärkungsrampen bilden.
Wie deutlicher aus 3 und 4 hervorgeht, enthält der Verstärkungsfederring 12 drei rückspringende Abschnitte 15, die gleich weit voneinander beabstandet sind und von denen jeder einen Boden 15a enthält, der über zwei Seitenschenkel 15b mit zwei angrenzenden vorspringenden Abschnitten 16 des Federrings 12 verbunden ist, wobei der eine vorspringende Abschnitt 16 aus den beiden einander gegenüberliegenden, endseitigen Schenkeln dieses Federrings besteht. 3 zeigt, dass die beiden Seitenschenkel 15b eines gleichen Bodens 15a eines rückspringenden Abschnitts 15 in entgegengesetzten Richtungen zueinander geneigt verlaufen.
In Montagestellung des Verstärkungsfederrings 12 in der Kuppelmuffe 7 stützen sich die drei vorspringenden Abschnitte 16 elastisch am Boden der Nut 13 ab, die in der Muffe 7 ausgebildet ist, und jede Rampe 14 drückt den Federring radial in Richtung der axialen Verlagerung der Muffe 7.
Die Synchronnabe 2 enthält drei äußere Verzahnungssektoren 17, die identisch und gleich weit beabstandet sind und mit denen die Kuppelmuffe 7 kämmt. Zwei aneinandergrenzende Verzahnungssektoren 17 definieren zwischen sich einen Aussparungsabschnitt 18, der sich umfänglich erstreckt und in den der entsprechende rückspringende Abschnitt 15 des Federrings 12 eingreift, dessen Seitenschenkel 15b sich an zwei jeweiligen Wandabschnitten abstützen, die sich axial zur Welle 3 erstrecken und die oberen Ränder der Aussparungsabschnitte 18 bilden.
Die Synchronnabe 2 enthält drei radial äußere, identische Mittelrillen 19, die in den drei jeweiligen Verzahnungssektoren 17 ausgebildet sind, indem sie jeden Sektor in zwei identische seitliche Sektorenabschnitte unterteilen.
Wie aus der unteren Bildhälfte der 1 hervorgeht, befinden sich die vorspringenden Abschnitte 16 des Verstärkungsfederrings 12 jeweils lotrecht zu der entsprechenden bogenförmigen Rille 19, ohne diese zu berühren.
Der Verstärkungsfederring 12 ist damit so montiert, dass er axial in der entsprechenden Richtung von der Kuppelmuffe 7 relativ zur Synchronnabe 2 verlagerbar ist, und die rückspringenden Abschnitte 15, welche in die jeweiligen Aussparungsabschnitte 18 eingreifen, ermöglichen es, den Federring 12 relativ zur Synchronnabe 2 drehfest festzulegen.
Die Synchronisiereinrichtung 1 enthält auf jeder Seite der Synchronnabe 2 drei konzentrische, kegelstumpfförmige Synchronringe, die bei der Verlagerung der Kuppelmuffe 7 und des Verstärkungsrings 12 in der entsprechenden Richtung in Reibeingriff miteinander gelangen können und den Synchronring 11 enthalten, der großteils in einer ringförmigen Aufnahme 20 der Synchronnabe 2 aufgenommen ist, welche im oberen Bereich von den Verzahnungssektoren 17 begrenzt wird, die von jeder radialen Seite der Nabe 7 vorspringen und einen Zahnkranz 11a enthalten, der sich außerhalb der Synchronnabe 2 und der Kuppelmuffe 7 befindet, wenn letztere ihre Ruhestellung einnimmt, wobei ein mittlerer Synchronring 21 mit dem Synchronring 11 in Reibkontakt gelangen kann und drei Zapfen 22 enthält, die gleich weit voneinander beabstandet sind und axial von der radialen Seite des Synchronrings 21 dem Synchronring 11 entgegengesetzt vorspringen und in drei jeweilige zugeordnete Einschnitte 23 eingreifen, die in der entsprechenden Flanke des Getrieberads 6 ausgeführt sind, und wobei ein dritter Synchronring 24 in Reibeingriff in den mittleren Ring 21 gelangen kann und drei Zapfen 25 enthält, die gleich weit voneinander beabstandet sind und axial von der radialen Seite des Synchronrings 24 dem Getrieberad 6 gegenüberliegend vorspringen und dabei in drei jeweilige radiale Rillen 26 dreier Erhebungen 27 eingreifen, die von der radialen Endseite des Synchronrings 11 vorspringen und eine kegelstumpfförmige Schulter bilden. Die drei Erhebungen 27 greifen selbstverständlich in die Aussparungsabschnitte 18 der Synchronnabe 2 ein und die radial nach innen konkaven Bodenbereiche 15a der rückspringenden Abschnitte 15 des Verstärkungsrings 12 sind oberhalb der jeweiligen Erhebungen angeordnet, die radial nach außen konvex sind. Der Synchronring 24 ist an einer kegelstumpfförmigen Auflage 28 des Getrieberads 6 montiert und kann mit dieser in Reibeingriff gelangen.
Die Funktionsweise der Synchronisiereinrichtung geht bereits aus der vorangehenden Beschreibung hervor und wird nachfolgend näher erläutert.
Wenn die Kuppelmuffe 7 bei Anbetracht der 1 axial nach rechts über die Schaltgabel verlagert wird, verschiebt sich der Verstärkungsfederring 12 mit der Muffe 7, da die radial äußere Federkraft des Federrings 12 sie in der Nut 13 der Kuppelmuffe 7 hält. Die entsprechende Seite eines jeden rückspringenden Abschnitts 15 des Federrings 12 kommt dann mit der entsprechenden radialen Seite des Synchronrings 11 in Kontakt, der axial verlagert wird, sowie mit den beiden weiteren Synchronringen 21, 24, um sie in gegenseitigen Reibkontakt zu bringen, wobei der Synchronring 24 auch mit der kegelstumpfförmigen Auflage 28 des Getrieberads 6 in Reibkontakt gebracht wird. Unter diesen Bedingungen kann das Getrieberad 6 sich mit der Welle 3 drehen. Bei weiterer axialer Verlagerung der Kuppelmuffe 7 nach rechts drückt die links befindliche Rampe 14 den Federring 12 radial zusammen und die Zähne 10 der Kuppelmuffe 7 kämmen mit den Zähnen des Zahnkranzes 11a des Synchronrings 11. Eine zusätzliche Verlagerung der Kuppelmuffe 7 nach rechts führt schließlich dazu, dass die Zähne 10 derselben mit den Zähnen des Kuppelzahnkranzes 29 des Getrieberads 6 kämmen, wodurch sich dann eine Drehung der Nabe 2, der Muffe 7, der Synchronringe 11, 21, 24 und des Getrieberads 6 ergibt.
Die Verlagerung der Kuppelmuffe 7 nach links bei Anbetracht von 1 ruft eine axiale Verlagerung der Elemente hervor, die links von der Synchronnabe 2 liegen, und zwar in identischer Weise wie bei den vorangehend beschriebenen Elementen rechts von dieser Nabe, so dass sich eine erneute nähere Beschreibung der Auswirkungen dieser Verlagerung der Kuppelmuffe 7 nach links erübrigt.
Da der Verstärkungsfederring 12 mit seinen rückspringenden Abschnitten 15 in der Nut 13 der Kuppelmuffe 7 aufgenommen ist, beschränkt diese die Planheitsfehler des Federrings, wodurch das Andrückverhalten präziser wird und somit die Störreibungen der Synchronisiereinrichtung im Getriebe vermindert werden. Ferner besteht zu Beginn der Einstellphase zwischen Federring 12 und Synchronnabe 2 keine Reibung, wodurch die Wirksamkeit der Einstellung verbessert wird. Bei der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung findet nur ein Verstärkungsfederring für zwei Gänge Anwendung und die Abmessung des Durchmessers dieses Federrings braucht nicht präzise zu sein, so dass dessen Herstellung wesentlich erleichtert wird.

Claims

Synchronisiereinrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einer Synchronnabe (2), die fest mit einer Abtriebswelle (3) verbunden ist, eine Kuppelmuffe (7), die an der Synchronnabe (2) in Eingriff mit dieser gelagert und relativ zur Synchronnabe (2) über eine Schaltgabel axial verlagerbar ist, mit einem Synchronring (11), der in Angrenzung an zumindest einer Seite der Synchronnabe (2) liegt, und einem Getrieberad (6) mit Kuppelzahnkranz (29), das drehbar an der Abtriebswelle (3) gelagert ist und dabei axial vom Synchronring (11) entfernt liegt, der bei axialer Verlagerung der Kuppelmuffe (7) mit dem Getrieberad (6) in Reibeingriff gebracht werden kann, wobei die Synchronisiereinrichtung zumindest einen offenen Verstärkungsfederring (12) flacher Gestalt enthält, der drei vorspringende Abschnitte (16) und drei rückspringende Abschnitte (15) enthält, von denen jeder zwischen zwei angrenzenden vorspringenden Abschnitten (16) liegt, und der in einer mittleren, V-förmigen Innennut (13) der Kuppelmuffe (7) mit seinen elastisch am Grund der Nut (13) sich abstützenden, vorspringenden Abschnitten aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die drei rückspringenden Abschnitte (15) des Verstärkungsrings (12) in drei jeweilige Aussparungsabschnitte (18) der Synchronnabe (2) eingreifen, die sich jeweils umfänglich zwischen zwei angrenzenden Verzahnungssektoren (17) der Nabe (2) erstrecken, mit denen die Kuppelmuffe (7) so kämmt, dass der Verstärkungsring (12) relativ zur Synchronnabe (2) drehfest festgelegt wird, und dass der Verstärkungsring (12) relativ zur Synchronnabe (2) mittels der Kuppelmuffe (7) axial verlagerbar ist, die auf eine Seite der rückspringenden Abschnitte des Verstärkungsrings (12) einwirkt, um den Synchronring (11) axial zu verlagern und ihn in Reibeingriff mit dem Getrieberad (6) zu bringen.
Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder rückspringende Abschnitt (15) des Verstärkungsrings (12) einen Boden (15a) enthält, der über zwei Seitenschenkel (15b) mit zwei jeweiligen angrenzenden, vorspringenden Abschnitten (16) des Verstärkungsrings (12) verbunden ist.
Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Seitenschenkel (15b) in entgegengesetzten Richtungen zueinander geneigt sind.
Synchronisiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (12) mit seinen vorspringenden Abschnitten (16) lotecht zu drei radial äußeren bogenförmigen Mittelrillen (19) der Verzahnungssektoren (17) der Synchronnabe (2) liegt.
Synchronisiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf jeder Seite der Synchronnabe (2) drei konzentrische, kegelstumpfförmige Synchronringe (11, 21, 24) enthält, die bei der Verlagerung der Kuppelmuffe (7) und des Verstärkungsrings (12) in der entsprechenden axialen Richtung in Reibeingriff miteinander gelangen können und einen ersten Synchronring (11) enthalten, der teilweise in einem kegelstumpfförmigen Ringabschnitt (20) der Synchronnabe (2) aufgenommen ist, welcher im oberen Bereich von den Verzahnungssektoren (17) derselben begrenzt wird, und der einen Zahnkranz (11a) enthält, der sich außerhalb der Synchronnabe (2) befindet, wobei ein zweiter mittlerer Synchronring (21) drei Zapfen (22) enthält, die axial von einer radialen Seite des mittleren Synchronrings (21) dem ersten Synchronring (11) entgegengesetzt vorspringen und in drei jeweilige zugeordnete Einschnitte (23) eingreifen, die in der entsprechenden Flanke des Getrieberads (6) ausgeführt sind, und wobei ein dritter Synchronring (24) an einer kegelstumpfförmigen Auflage (28) des Getrieberads (6) eingreift und drei Zapfen (25) enthält, die axial von der radialen Seite des dritten Synchronrings (24) vorspringen und dabei in drei jeweilige radiale Rillen (26) dreier Erhebungen (27) eingreifen, die von der radialen Endseite des ersten Synchronrings (11) vorspringen und eine kegelstumpfförmige Schulter bilden, über der sich der Boden (15a) eines entsprechenden rückspringenden Abschnitts (15) des Verstärkungsrings (12) befindet.