DE60122462T2

DE60122462T2 - Modul eines Schaltgetriebes und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE60122462T2
Application number: DE60122462T
Authority: DE
Inventors: Vincent Berier; Jean-Yves Le Doare; Fabrice Jonon
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: ES2270971T3; EP1219848A3; EP1219848B1; FR2818720A1; ATE337499T1; DE60122462D1; FR2818720B1; EP1219848A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Modul eines Schaltgetriebes, das dazu dient, einen Getriebekasten auszurüsten.
Genauer gesehen betrifft die Erfindung insbesondere ein Modul eines Schaltgetriebes für einen Getriebekasten, eine Welle aufweisend, erste und zweite Zahnräder, die beweglich auf der Welle montiert sind, erste und zweite Kegelräder, die mit Klauen versehen und jeweils mit den ersten und zweiten Zahnrädern rotierend verbunden sind, erste und zweite männliche Reibeelemente, die jeweils nebeneinander liegen und jeweils mit den ersten und zweiten Zahnrädern rotierend verbunden sind, und eine Synchronisierungseinrichtung, wobei diese Synchronisierungseinrichtung selbst aufweist: erste und zweite Synchronisierungsringe, die jeweils nebeneinander liegen; erste und zweite männliche Verzahnungen, die jeweils von den ersten und zweiten Synchronisierungsringen getragen werden; eine Nabe, die fest rotierend auf der Welle montiert ist; eine Muffe mit einer weiblichen Verzahnung, die fest rotierend in Bezug zu der Nabe montiert ist, und axial verschiebend auf beiden Seiten einer neutralen Position gleitet, für welche die weibliche Verzahnung von jedwedem Zahneingriff frei ist, zwischen ersten und zweiten Eingriffspositionen, für welche die weibliche Verzahnung jeweils mit den Klauen der ersten und zweiten Kegelräder eingreift; erste und zweite weibliche Reibeelemente, die jeweils von den ersten und zweiten Synchronisierungsringen getragen werden und gegenüber den ersten und zweiten männlichen Reibeelemente angeordnet sind, mit welchen sie selektiv zusammenwirken, um schrittweise rotierend die Muffe mit dem einen oder anderen Zahnrad unter Einwirkung einer axialen elastischen Beanspruchung zu verkuppeln; und ein elastisches Stützorgan, um auf die ersten und zweiten Synchronisierungsringe selektiv eine lagerungen der Muffe aus ihrer neutralen Position in ihre ersten und zweiten Eingriffspositionen zu übertragen.
Die Verwendung von derartigen Modulen in den Getriebekästen ist durch die Patentschrift FR-A-2 789 139 bekannt und erlaubt es, anhand einer einzigen Muffe das eine oder andere der beiden verschiedenen Gangverhältnisse von diesem Kasten zu wählen, je nachdem, ob die Muffe in ihre erste Eingriffsposition oder in ihre zweite Eingriffsposition verlagert wird.
Da es ein derartiges Modul jedoch gerade erlaubt, zwei verschiedene Gangverhältnisse zu wählen, ist die exklusive Anwendung derartiger Module a priori nur an den Getriebekästen möglich, die eine gerade Anzahl an Vorwärtsgängen aufweisen, zum Beispiel an den Kästen mit sechs Gängen. Die Patentschrift FRA-2 789 139 beschreibt ein Modul eines Schaltgetriebes nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In diesem Rahmen liegt die Erfindung insbesondere der Aufgabe zugrunde, ein Modul zur Auswahl von zwei Gangverhältnissen vorzuschlagen, das in einem bereits bestehenden Getriebekasten einsetzbar ist, das nur eine ungerade Anzahl an Vorwärtsgängen aufweist, wobei es diese Anpassung unter geringen Kosten erlaubt, die Anzahl der von diesem Kasten gebotenen Gangverhältnisse um eine Einheit zu erhöhen. Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Moduls eines Schaltgetriebes nach Anspruch 1 und mit Hilfe einer Anwendung von diesem Modul nach Anspruch 8 erreicht.
Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Modul, das ebenfalls mit der allgemeinen Definition übereinstimmt, die der vorstehende Oberbegriff liefert, hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe auf einem Ende der Welle montiert ist, dadurch dass das erste Zahnrad auf der Welle zwischen dem zweiten Zahnrad und der Synchronisierungseinrichtung montiert ist, dadurch dass der zweite Klauenring mit dem zweiten Zahnrad durch eine zylindrische Hülse verbunden ist, die zwischen der Welle und dem ersten Zahnrad hindurchläuft, und dadurch dass die Muffe eine dritte männ liche Verzahnung trägt, die mit einem aktiven Teil der Nabe verzahnt ist, der glockenförmig ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist dieses Modul axiale Organe zur Reduzierung der Reibung auf, wie zum Beispiel Wälznadeln, die zwischen der Welle und der Hülse und zwischen der Hülse und dem ersten Zahnrad angeordnet sind, und radiale Organe zur Reduzierung der Reibung, wie zum Beispiel Wälznadeln, die zwischen dem zweiten Zahnrad und dem ersten Zahnrad, zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Klauenring, und zwischen dem zweiten Klauenring und der Nabe angeordnet sind.
Das elastische Stützorgan weist zum Beispiel eine ringförmige Feder, die von einem Sprengring gebildet wird, auf.
Des Weiteren können männliche und weibliche Reibeelemente jeweils von männlichen und weiblichen Kegeln gebildet werden.
In einer ersten möglichen Ausführungsform der Erfindung wird die dritte männliche Verzahnung, die von der Muffe getragen wird, von äußeren Rillen gebildet, und der aktive Teil der Nabe, der glockenförmig ausgebildet ist, ist mit internen Rillen versehen, die mit den äußeren Rillen der Muffe ineinander greifen.
In einer zweiten möglichen Ausführungsform der Erfindung wird die dritte männliche Verzahnung, die von der Muffe getragen wird, von einer Mehrzahl radialer Reliefs gebildet, und der aktive Teil der Nabe, der glockenförmig ausgebildet ist, weist eine Mehrzahl entsprechender axialer Aussparungen auf, in denen die radialen Reliefs gleitend aufgenommen werden.
Wie bereits weiter oben angegeben wurde, ist das erfindungsgemäße Modul insbesondere einsetzbar, um die Anzahl der Gangverhältnisse zu erhöhen, die von einem bereits bestehenden Getriebekasten geboten werden.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen deutlich aus ihrer nachstehenden Beschreibung hervor, die nur als Beispiel und nicht einschränkend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gegeben wird. Es zeigen:
die 1 eine Schnittansicht eines Modul nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
die 2 eine Perspektivrissansicht eines Modul nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
die 3 eine Schnittansicht eines Modul nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
und die 4 eine Perspektivrissansicht eines Modul nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Wie bereits weiter oben bemerkt wird, betrifft die Erfindung ein Modul eines Schaltgetriebes, das dazu dient, einen Getriebekasten auszurüsten und das hauptsächlich (1) eine Welle 10, zwei Zahnräder 11 und 12, zwei Kegelräder 31 und 32, die mit Klauen 315 und 325 versehen sind, zwei männliche Reibeelemente 111 und 122 und eine Synchronisierungseinrichtung 4 aufweist.
Die beiden Zahnräder 11 und 12 sind beweglich auf der Welle 10 montiert, wobei diese Welle durch Lager getragen wird, wie zum Beispiel 8.
Die Zahnräder 11 und 12 greifen jeweils mit den Zahnrädern 21 und 22 ein, die fest rotierend auf einer Welle 20 montiert sind, die durch Lager getragen wird, wie zum Beispiel 9, wobei die Zahnräder 21 und 22 permanent ihre Drehbewegung an die Zahnräder 11 und 12 übertragen, in dem Fall, in dem die Welle 20 eine Motorwelle ist.
Die Kegelräder 31 und 32 sind jeweils rotierend mit den Zahnrädern 11 und 12 verbunden.
Letztlich liegen die männlichen Reibeelemente 111 und 122, die vorteilhafterweise die Form von männlichen Kegeln einnehmen, jeweils nebeneinander und sind jeweils rotierend mit den Zahnrädern 11 und 12 verbunden.
Die Synchronisierungseinrichtung 4 umfasst selbst zwei Synchronisierungsringe 41 und 42, zwei männliche Verzahnungen 415 und 425, eine Nabe 44, eine Muffe 43, zwei weibliche Reibeelemente 411 und 422 und zumindest ein elastisches Stützorgan 5.
Die Synchronisierungseinrichtung kann tatsächlich zwei elastische Stützorgane aufweisen, die homothetisch zueinander sind, wie zum Beispiel 5 und 50 (1 und 3), wobei das Stützorgan 50 der besseren Verständlichkeit halber nicht auf den 2 und 4 dargestellt wird.
Die Synchronisierungsringe 41 und 42 liegen jeweils nebeneinander und die männlichen Verzahnungen 415 und 425 werden durch diese Ringe 41 und 42 getragen.
Die Nabe 44 ist fest rotierend auf der Welle 10 montiert, zum Beispiel mit Hilfe von Rillen (nicht sichtbar).
Die Muffe 43, die eine weibliche Verzahnung 435 trägt, ist fest rotierend in Bezug zur Nabe 44 montiert.
Diese Muffe ist jedoch axial verschiebend gleitend montiert zwischen einer ersten Eingriffsposition, für welche die weibliche Verzahnung 435 mit den Klauen 315 des Kegelrads 31 eingreift, und einer zweiten Eingriffsposition, für welche die weibliche Verzahnung 435 mit den Klauen 325 des Kegelrads 32 eingreift, wobei diese erste und zweite Eingriffspositionen auf beiden Seiten einer neutralen Position, für welche die weibliche Verzahnung 435 frei von jedwedem Zahneingriff ist, definiert sind.
Die weiblichen Reibeelemente 411 und 422, die vorteilhafterweise die Form von weiblichen Kegeln einnehmen, werden jeweils durch die Synchronisierungsringe 41 und 42 getragen, und sind gegenüber den männlichen Reibeelementen 111 und 112 angeordnet, mit denen sie auf Befehl zusammenwirken, um schrittweise rotierend die Muffe 43 mit dem einen oder anderen der Zahnräder 11 und 12 unter Einwirkung einer axialen elastischen Beanspruchung zu verkuppeln.
Jedes elastische Stützorgan, wie 5 und 50, nimmt zum Beispiel die Form einer ringförmigen Feder ein, die von einem Sprengring gebildet wird, und dient dazu, eine axiale elastische Beanspruchung an den Synchronisierungsring 41 zu übertragen, wenn sich die Muffe 43 aus ihrer neutralen Position in ihre erste Eingriffsposition verlagert, und eine axiale elastische Beanspruchung an den Synchronisierungsring 42, wenn sich die Muffe 43 aus ihrer neutralen Positi on in ihre zweite Eingriffsposition verlagert, wobei auf jede axiale Beanspruchung dank des Eingriffs der Reibeelemente 411 und 422 eine Synchronisierung folgt.
Nach einem ersten besonderen Aspekt der Erfindung ist die Nabe 44 auf einem Ende 100 der Welle 10 montiert, und zum Beispiel axial durch ein Lager 19 am Ende der Welle blockiert.
Nach einem zweiten besonderen Aspekt der Erfindung ist das Zahnrad 11, mit dem die Muffe in ihrer ersten Eingriffsposition eingreift, auf der Welle 10 montiert, und zwar zwischen der Synchronisierungseinrichtung 4 und dem Zahnrad 12, mit dem die Muffe in ihrer zweiten Eingriffsposition eingreift.
Nach einem dritten besonderen Aspekt der Erfindung ist der Klauenring 32 am Zahnrad 12 durch eine zylindrische Hülse 320 verbunden, die zwischen der Welle 10 und dem Zahnrad 11 hindurchläuft, wobei die Hülse 320 und das Zahnrad 12 zum Beispiel mit Hilfe eines Keils 17 rotierend miteinander verbunden sind.
Und nach einem vierten besonderen Aspekt der Erfindung weist die Nabe 44 einen aktiven Teil 440 auf, der glockenförmig ausgebildet ist, mit dem eine dritte männliche Verzahnung, die von der Muffe 43 getragen wird, eingreift.
Dank dieser Anordnung ist es möglich, am Ende der Welle und in einem Raum der üblicher Weise von einem einzigen Zahnrad eingenommen wird, zwei Zahnräder 11 und 12 anzubringen, die derart nebeneinander und in unmittelbarer Nähe von einem Lager 8 angeordnet sind, dass diese Zahnräder hohe Belastungen ertragen können, ohne dass die belastete Drehachse spürbar von der Achse der Welle 10 in Ruhestellung abweicht.
Die Erfindung erlaubt es demzufolge auf leichte und kostengünstige Art und Weise die Anzahl der Gangverhältnisse zu erhöhen, die von einem bereits bestehenden Getriebekasten geboten werden, und zum Beispiel einen Kasten mit fünf Vorwärtsgängen in einen Kasten mit sechs Vorwärtsgängen umzuwandeln.
Vorzugsweise umfasst das Modul eines Schaltgetriebes der Erfindung Organe zur Reduzierung der axialen und radialen Reibung, wie zum Beispiel axiale Wälznadeln 6; die zwischen der Welle 10 und der Hülse 320 und zwischen der Hülse 320 und dem ersten Zahnrad 11 angeordnet sind, und radiale Wälznadeln 7, die zwischen dem Zahnrad 12 und dem Zahnrad 11, zwischen dem Zahnrad 11 und dem Klauenring 32, und zwischen dem Klauenring 32 und der Nabe 44 angeordnet sind.
In dem Fall der ersten Ausführungsform der Erfindung, die in den 1 und 2 dargestellt wird, wird die dritte männliche Verzahnung 436, die durch die Muffe 43 getragen wird, von äußeren Rillen gebildet, und der aktive Teil 440 der Nabe, der glockenförmig ausgebildet ist, ist selbst mit internen Rillen 446 versehen, die mit den äußeren Rillen der Muffe 43 ineinander greifen.
In dem Fall der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die in den 3 und 4 dargestellt wird, wird die dritte männliche Verzahnung 436, die durch die Muffe 43 getragen wird, von einer Mehrzahl radialer Reliefs, wie zum Beispiel 437, gebildet, wobei der aktive Teil 440 der Nabe, der glockenförmig ausgebildet ist, in diesem Fall eine Mehrzahl entsprechender axialer Aussparungen 447 aufweist, in denen die radialen Reliefs 437 gleitend aufgenommen werden.
In diesem letzten Fall können die radialen Reliefs 437 von einem kreisförmigen Ring 438 bedeckt sein, der fähig ist, auf einer Steuervorrichtung, wie einer Gabel, zu gleiten.
Wie es dem Fachmann beim Lesen der vorstehenden Erläuterungen deutlich wird, bietet die Erfindung eine andere Möglichkeit, um die Anzahl der Gangverhältnisse eines Getriebekastens zu erhöhen, wobei sich diese andere Möglichkeit darauf beläuft, die Achse 20 zu verlängern, damit sie ein Zahnrad zur Übertragung trägt, das beweglich auf dieser Achse 20 gegenüber dem aktiven Teil 440 von der Nabe 44 montiert ist, und auf dieser externen Peripherie von diesem aktiven Teil 440, eine externe Verzahnung zur Änderung des Gangverhältnisses anzubringen, das mit dem zusätzlichen Zahnrad, das somit von der Achse 20 getragen wird, ineinander greift.

Claims

Modul eines Schaltgetriebes für einen Getriebekasten, eine Welle (10) aufweisend, erste und zweite Zahnräder (11, 12), die beweglich auf der Welle (10) montiert sind, erste und zweite Kegelräder (31, 32), die mit Klauen (315, 325) versehen und jeweils mit den ersten und zweiten Zahnrädern (11, 12) rotierend verbunden sind, erste und zweite männliche Reibeelemente (111, 122), die jeweils nebeneinander liegen und jeweils mit den ersten und zweiten Zahnrädern (11, 12) rotierend verbunden sind, und eine Synchronisierungsvorrichtung (4), wobei diese Synchronisierungsvorrichtung selbst aufweist: erste und zweite Synchronisierungsringe (41, 42), die jeweils nebeneinander liegen; erste und zweite männliche Verzahnungen (415, 425), die jeweils von den ersten und zweiten Synchronisierungsringen (41, 42) getragen werden; eine Nabe (44), die fest rotierend auf der Welle (10) montiert ist; eine Muffe (43) mit einer weiblichen Verzahlung (435), die fest rotierend in bezug zu der Nabe (44) montiert ist, und axial verschiebend auf beiden Seiten einer neutralen Position gleitet, für welche die weibliche Verzahnung (435) von jedwedem Zahneingriff frei ist, zwischen ersten und zweiten Eingriffpositionen, für welche die weibliche Verzahnung (435) jeweils mit den Klauen (315, 325) der ersten und zweiten Kegelräder (31, 32) eingreift; erste und zweite weibliche Reibelemente (411, 422), die jeweils von den ersten und zweiten Synchronisierungsringen (41, 42) getragen werden und gegenüber den ersten und zweiten männlichen Reibeelementen (111, 112) angeordnet sind, mit welchen sie selektiv zusammenwirken, um schrittweise rotierend die Muffe (43) mit dem einen oder anderen Zahnrad (11, 12) unter Einwirkung einer axialen elastische Beanspruchung zu verkuppeln; und ein elastisches Stützorgan (5), um auf die ersten und zweiten Synchronisierungsringe (41, 42) selektiv eine elastische Beanspruchung während der jeweiligen Verlagerungen der Muffe (43) aus ihrer neutralen Position in ihre ersten und zweiten Ein griffspositionen zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (44) auf einem Ende (100) der Welle (10) montiert ist, und dadurch, dass das erste Zahnrad (11) auf der Welle (10) zwischen dem zweiten Zahnrad (12) und der Synchronisierungsvorrichtung (4) montiert ist, und dadurch, dass der zweite Klauenring (32) mit dem zweiten Zahnrad (12) durch eine zylindrische Hülse (320) verbunden ist, die zwischen der Welle (10) und dem ersten Zahnrad (11) hindurchläuft, und dadurch, dass die Muffe (43) eine dritte männliche Verzahnung (436) trägt, die mit einem aktiven Teil (440) der Nabe verzahnt ist, der glockenförmig ausgebildet ist.
Modul eines Schaltgetriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es axiale Organe (6) zur Reduzierung der Reibung aufweist, wie zum Beispiel Wälznadeln, die zwischen der Welle (10) und der Hülse (320) und zwischen der Hülse (320) und dem ersten Zahnrad (11) angeordnet sind.
Modul eines Schaltgetriebes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es radiale Organe (7) zur Reduzierung der Reibung aufweist, wie zum Beispiel Wälznadeln, die zwischen dem zweiten Zahnrad (12) und dem ersten (11), zwischen dem ersten Zahnrad (11) und dem zweiten Klauenring (32) und zwischen dem zweiten Klauenring (32) und der Nabe (44) angeordnet sind.
Modul eines Schaltgetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Stützorgan (5) eine ringförmige Feder aufweist, die von einem Sprengring gebildet wird.
Modul eines Schaltgetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die männlichen und weiblichen Reibeelemente (111, 122, 411, 422) jeweils von männlichen und weiblichen Kegeln gebildet werden.
Modul eines Schaltgetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte männliche Verzahnung (436), die von der Muffe (43) getragen wird, von äußeren Rillen gebildet wird, und dadurch, dass der aktive Teil (440) der Nabe, der glockenförmig ausgebildet ist, mit inneren Rillen (446) versehen ist, die mit den äußeren Rillen der Muffe ineinander greifen.
Modul eines Schaltgetriebes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte männliche Verzahnung (436), die von der Muffe (43) getragen wird, von einer Mehrzahl radialer Reliefs (437) gebildet wird, und dadurch, dass der aktive Teil (440) der Nabe, der glockenförmig ausgebildet ist, eine Mehrzahl entsprechender axialer Aussparungen (447) aufweist, in denen die radialen Reliefs (437) gleitend aufgenommen werden.
Anwendung eines Moduls nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Erhöhung der Anzahl der von einem bereits existierenden Getriebekasten angebotenen Gangverhältnisse.