DE69501027T2

DE69501027T2 - Synchromechanismus für Getriebe

Info

Publication number: DE69501027T2
Application number: DE69501027T
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Kanou; Masayuki Kii; Shinji Ogawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2015-08-18
Also published as: JP3161244B2; EP0698748B1; DE69501027D1; EP0698748A1; JPH0868428A; US5641045A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeuggetriebe und im besonderen auf eine in einem Schaltgetriebe zu verwendende Synchroneinrichtung.
An dieser Stelle erfolgt die Beschreibung eines grundlegenden Aufbaus einer in einem Fahrzeugschaltgetriebe zu verwendenden Synchroneinrichtung. Fig. 7 zeigt eine in JP- U-3-115221 offenbarte Einkonussynchroneinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein Synchronkörper 2 ist über ein Keuprofil mit einer rotierenden Welle 1 verbunden. Seitlich dieses Synchronkörpers 2 sind in rotierbarer Weise zu synchronisierende Zahnräder 3 und 4 angeordnet. Keilprofilstücke 5 und 6 sind über Keilprofile mit den seitlich des Synchronkörpers 2 liegenden Abschnitten dieser synchronisierten Zahnrädem 3 und 4 verbunden. Diese Keilprofilstücke 5 und 6 erstrecken sich so zum Synchronkörper 2 hin, daß sie Nabenabschnitte bilden. An den Außenumfängen dieser Nabenabschnitte sind kegelförmige Konusabschnitte 7 und 8 ausgebildet, an denen Synchronringe 9 und 10 derart aufmontiert sind, daß sie sich eine bestimmte Strecke axial bewegen können. Darüber hinaus steht der Außenumfang des Synchronkörpers 2 in Eingriff mit einer Schaltmuffe 11, die sich nur axial bewegen kann. Die Schaltmuffe 11 ist an ihrem Innenumfang an beiden Endabschnitten abgeschrägt; jeder der Synchronringe 9 und 10 ist an seinem Außenumfang ebenfalls abgeschrägt. Außerdem ist jedes der Keilprofilstücke und 6 für einen Eingriff mit der Schaltmuffe 11 an seinem Außenumfang mit einem Keilprofil versehen.
Bei der in der Weise gestalteten Synchroneinrichtung werden die Synchronringe 9 und 10, wenn die Schaltmuffe 11 zu einem der synchronisierten Zahnräder 3 und 4 hin geschoben wird, durch die Einwirkung von (nicht dargestellten) Druckstücken entsprechend zu den Keilprofilstücken 5 und 6 hin geschoben. Als eine Folge werden die Synchronringe 9 und 10 über die kegelförmigen Konusabschnitte 7 und 8 mit den Keilprofilstücken 5 und 6 derart in Eingriff gebracht, daß sie synchronisiert rotieren. Nachdem die Abschrägungen bzw. Zähne der Schaltmuffe 11 mit den Zähnen der Synchronringe 9 und 10 in Kontakt gekommen sind, wird die Schaltmuffe 11 weitergeschoben. Anschließend rückt die Schaltmuffe 11, während sie über die Zähne der Synchronringe 9 und 10 gleitet, solange weiter, bis sie mit den Keilprofilen der Keilprofilstücke 5 und 6 in Eingriff kommt.
Die Synchronringe 9 und 10 der Synchroneinrichtung haben die Funktion, die Schaltmuffe 11 mit den Keilprofilstücken 5 und 6 an den Seiten der sychronisierten Zahnräder 3 und 4 in Eingriff zu bringen. In einem neutralen Zustand, der in Fig. 7 gezeigt ist, oder in dem Zustand, in dem durch die nicht dargestellten Zahnräder ein bestimmter Gangzustand eingestellt ist, rotieren die Synchronringe 9 und 10 mit dem Synchronkörper 2. Wenn jedoch keine Kraft wirksam ist, um die Synchronringe 9 und 10 zum Synchronkörper 2 hin zu schieben, können die Synchronringe 9 und 10 über die kegelförmigen Konusabschnitte 7 und 8 mit den Keilprofilstücken 5 und 6 in Eingriff kommen. In diesem Zustand rotieren die Synchronringe 9 und 10 mit dem Synchronkörper 2, wohingegen die Keuprofilstücke 5 und 6 mit einer anderen Geschwindigkeit mit den synchronisierten Zahnrädem 3 und 4 rotieren. An den kegelförmigen Konusabschnitten 7 und 8 entsteht ein Schlupf, was zu einer Gleitreibung führt. Diese Reibung erzeugt ein Schleppmoment, was einen Energieverlust und einen Temperaturanstieg des Schmieröls zur Folge hat, wodurch die Lebensdauer der Synchronringe verkürzt wird. Infolge eines Ruckgleitens während des Kon- takts schlagen bzw. prellen die Synchronringe ferner, wodurch ein Lärm (d.h. das sogenannte ("Prellen") verursacht wird.
Daher sind bei der in Fig. 7 gezeigten, bekannten Synchroneinrichtung an dem Abschnitt des Synchronkörpers 2, der mit der Schaltmuffe 11 in Eingriff steht, an der Rückfläche, d.h. am Innenumfang, Schrägflächen 12 und 13 ausgebildet, deren Radien in Axialrichtung von den beiden Endab schnitten zum zentralen Abschnitt hin nach und nach zunehmen. An den Synchronringen 9 und 10 sind andererseits radiale Löcher 14 und 15 ausgebildet. In diesen Löchern 14 und 15 sind Kugeln 16 und 17 beweglich aufgenommen, die als Trägheitsmassen fungieren. Diese Kugeln 16 und 17 werden durch die Zentrifugalkraft radial nach außen getragen.
Die Kugeln 16 und 17 in den Synchronringen 9 und 10, die seitlich der Keilprofilstücke 5 und 6 so angeordnet sind, daß sie mit der Schaltmuffe 11 nicht in Eingriff stehen, werden daher durch die Zentrifugalkraft radial nach außen getragen, wodurch sie sich an den Schrägflächen 12 und 13 des Synchronkörpers 2 entlang zum axialen Zentrum hin bewegen. Als eine Folge werden die Synchronringe 9 und 10 von den Keilprofilstücken 5 und 6 derart weggedrängt, daß der Schlupf an den kegelförmigen Konusabschnitten 7 und 8 beseitigt ist.
Bei der vorstehend beschriebenen, bekannten Synchroneinrichtung wird die auf die Kugeln 16 und 17 wirkende Zentrifugalkraft durch die Schrägflächen 12 und 13 derart in Axialkräfte umgewandelt, daß die Synchronringe 9 und 10 durch die Axialkräfte zurückgestellt werden können. Da jedoch die Synchronringe 9 und 10, die die Kugeln 16 und 17 halten, axial bewegliche, kleine Teile sind, müssen die von diesen zu haltenden Kugeln 16 und 17 von kleiner Größe sein, so daß sie eine kleine Masse haben. Da die Festigkeit des Synchronkörpers 2 eingehalten werden muß, gestaltet es sich zudem als schwierig, daß der am Synchronkörper 2 auszubildende Kegelwinkel der Schrägflächen 12 und 13 einen großen Wert einnimmt. Dies führt zwangsläufig zu einer Verminderung der Axialkräfte, die infolge der Zentrifugalkraft erzeugt werden können.
Daher hat es sich bei der vorstehend erwähnten, bekannten Synchroneinrichtung als schwierig herausgestellt, Axialkräfte zu erzeugen, die ausreichend sind, um die Synchronringe 9 und 10 zurückzustellen Insbesondere die Synchroneinrichtung mit elastischen Bauteilen, wodurch die Synchronringe zu den Keilprofilstücken hin geschoben werden, um das Prellen zu verhindern, muß Axialkräfte aufbringen, die größer sind als die Federkräfte der elastischen Bauteile, so daß der vorstehend erwähnte, bekannte Mechanismus vom praktischen Standpunkt aus betrachtet in dieser Synchroneinrichtung nahezu nicht verwendet werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Schleppmoment zwischen einem Synchronring und einem zu synchronisierenden Drehbauteil zu vermindern.
Eine weiterere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das, eine auf einer Zentrifugalkraft basierende, axial wirkende Kraft zu vergrößern, um den Synchronring vom synchronisierten Drehbauteil zu trennen.
Um die vorstehend angegebenen Aufgaben zu lösen, ist die vorliegende Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
Bei einer erfindungsgemäßen Synchroneinrichtung wird der Synchronring daher mit dem synchronisierten Drehbauteil derart in einen Reibeingriff gebracht, daß zwischen diesen die Drehmomentübertragung stattfindet. Während der Rotation des Synchronkörpers steht die vom Synchronkörper gehaltene Trägheitsmasse unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft, so daß der Synchronkörper radial nach außen getragen wird. In diesem Fall kommt die Trägheitsmasse mit der am Vorsprung der Synchroneinrichtung ausgebildeten Schrägfläche in Kontakt, wodurch die auf der Zentrifugalkraft basierende Axialkraft in der Weise erzeugt wird, daß die Synchronemrichtung durch die Wirkung dieser Last vom synchronisierten Drehbauteil getrennt wird. Diese Axialkraft wird aus der auf die Trägheitsmasse wirkenden Zentrifugalkraft und dem Neigungswinkel der Schrägfläche bestimmt. Da die Trägheitsmasse in dem Synchronkörper, der eine ausreichende Größe zuläßt, gehalten wird, kann sie in der erforderlichen Weise und genügend groß ausgeführt werden. Da die Schrägf läche darüber hinaus an dem mit dem Synchronring verbundenen Vorsprung ausgebildet ist, kann ihr Neigungswinkel genügend groß sein. Als eine Folge kann die erhaltene Axialkraft derart gesteigert werden, daß der Synchronring vom synchronisierten Drehbauteil getrennt wird, wodurch die dazwischen auftretende Reibung und das durch die Reibung hervorgerufene Schleppmoment beseitigt werden.
Wenn ein elastisches Bauteil vorgesehen ist, um den Synchronring zu dem synchronisierten Drehbauteil hin zu schieben, wird der Synchronring bei einer niedrigen Zentrifugalkraft andererseits mit dem synchronisierten Drehbauteil in Kontakt gebracht. Als eine Folge wird eine Druckkraft, die das synchronisierte Drehbauteil in eine bestimmte Richtung rotieren läßt, erzeugt, so daß das sogenannte "Prellen" selbst im Fall einer starken Drehzahlschwankung nicht auftritt. Im Gegensatz dazu wird im Fall einer hohen Zentrifugalkraft die Last so erzeugt, daß der Synchronring vom synchronisierten Drehbauteil getrennt wird, wie es vorstehend beschrieben ist. Darüber hinaus ist die Axialkraft so groß, daß der Synchronring gegen die Federkraft des elastischen Bauteils vom synchronisierten Drehbauteil getrennt werden kann. Daher kann das Schleppmo- ment zwischen dem Synchronring und dem synchronisierten Drehbauteil beseitigt werden.
Die vorstehende und weitere Aufgaben sowie neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung mehr verständlich. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Zeichnung nur dem Zweck der Veranschaulichung dient und nicht als eine Definition der Grenzen der Erfindung beabsichtigt sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine in Richtung der Pfeile II-II von Fig. 1 entnommene Schnittansicht
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die einen von Fig. 1 entnommenen Abschnitt III zeigt.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer Wellenfeder.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen der Wellendrehzahl und einem Schleppmoment zeigt.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der bekannten Synchroneinrichtung zeigt.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
Die vorliegende Erfindung wird an ihren Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Die Figuren 1 bis 3 sind Schnittansichten, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. In diesen Figuren steht eine Kupplungsnabe bzw. ein Synchronkörper 21 über ein Keilprofil mit einer Welle 20 in Verbindung, die in einem neutralen Zustand, in dem das Getriebe kein Drehmoment überträgt, stationär ist. An einer Vielzahl von (oder drei in der gezeigten Ausführungsform) Abschnitten des Außenumfangs des Synchronkörpers 21 sind axial gleitbare Synchronriegel bzw. Druckstücke 22 eingerichtet. Diese Druckstücke 22 werden durch Federn 23, die radial innerhalb der Druckstücke 22 angeordnet sind, radial nach außen gedrückt. Darüber hinaus sind an einer Vielzahl von (oder drei in der gezeigten Ausführungsform) Abschnitten des Außenumfangs des Synchronkörpers 21 Aussparungen 24 ausgebildet, die sich radial erstrecken und am Außenumfang öffnen. In diesen Aussparungen 24 sind Stahlkugeln 25, die als Trägheitsmassen fungieren, derart aufgenommen, daß sie sich radial nach außen und innen bewegen können. Darüber hinaus steht eine Nabenhülse bzw. Schaltmuffe 26, die sich nur axial bewegen kann, über ein Keilprofil mit dem Außenumfang des Synchronkörpers 21 in Verbindung.
An den beiden Seiten des Synchronkörpers 21 in axialer Richtung sind Zahnräder 27 und 28 mit verschiedenen Durchmessern angeordnet. Diese Zahnräder 27 und 28 sind in rotierbarer Weise über Lager 29 und 30 auf der Welle 20 angebracht. Darüber hinaus stehen die Zahnräder 27 und 28 mit den Zahnrädem in Eingriff, die an einer Eingangs- bzw. Antriebswelle 31 ausgebildet sind.
Die einzelnen Zahnräder 27 und 28 ragen zum Synchronkörper 21 hin vor, so daß sie einen Nabenabschnitt bilden, mit dem Keilprofilstücke 32 und 33 über ein Keilprofil verbunden sind. An den Außenumfängen der Keilprofilstücke 32 und 33 sind für einen Eingriff mit der vorstehend erwähnten Schaltmuffe 26 Keilprofile ausgebildet. Am Außenumfang der jeweiligen Nabenabschnitte sind Schrägflächen 32a und 33a ausgebildet, deren Radien an den Seiten des Synchronkörpers verringert sind. An diesen einzelnen Schrägflächen 32a und 33a sind Synchronringe 34 und 35 locker angebracht.
An den Innenumfängen der Synchronringe 34 und 35 sind Schrägflächen 34a und 35a ausgebildet, die den Schrägflächen 32a und 33a der Keilprofilstücke 32 und 33 gegenüberliegen. Wenn die Schrägflächen 32a und 33a der Keilprofilstücke 32 und 33 mit den Schrägflächen 34a und 35a der Synchronringe 34 und 35 in Kontakt gebracht werden, erfolgt die Drehmomentübertragung zwischen den Keilprofilstücken 32 und 33 und den Synchronringen 34 und 35. In wenigen Worten ausgedrückt heißt das, daß hier der kegelförmige Konusabschnitt ausgebildet ist.
Zwischen dem in Fig. 1 rechts angeordneten Synchronring 34 und dem Synchronkörper 21 ist ein elastisches Bauteil 36 geklemmt, das den Synchronring 34 zum Keilprofilstück 32 hin schieben soll. Dieses elastische Bauteil 36 kann durch eine geeignete Feder, wie z.B. eine Schraubenfeder oder eine konische Scheiben- bzw. Tellerfeder, realisiert sein; in der gezeigten Ausführungsform ist eine in Fig. 4 dargestellte Wellenfeder verwendet. Der Synchronring 34 wird daher durch die Federkraft so zum Keilprofilstück 32 hin gedrückt, daß diese in Gleitkontakt gehalten werden können, um über den dazwischen ausgebildeten kegelförmigen Konusabschnitt das Drehmoment zu übertragen.
Darüber hinaus sind an dem Abschnitt des Synchronrings 34, der den Kugeln 25 als den vorstehend erwähnten Trägheitsmassen gegenüberliegt, plattenförmige Vorsprünge 37 ausgebildet, die sich um den Außenumfang der einzelnen Kugeln 25 erstrecken. Der führende Endabschnitt jedes der Vorsprünge 37 ist radial nach innen geklappt, wodurch er dem bezüglich der Wellenfeder 36 entgegengesetzt liegenden Abschnitt des Außenumfangs der entsprechenden Kugel 25 umschließt und somit eine Schrägfläche 38 mit einem Winkel θ bezüglich der radialen Richtung bildet. Diese Schrägfläche 38 erzeugt im besonderen eine Kraft, die den Synchronring 34 in Fig. 1 nach links schiebt, d.h. in die Richtung, in der die Wellenfeder 36 zusammengedrückt wird, so daß der Synchronring 34 vom Keilprofilstück 32 getrennt wird, wenn die Kugeln 25 in den Aussparungen 24 radial nach außen getragen werden.
Die Einrichtung, die das Drehmoment von der Schaltmuffe 26 zu den Keilprofilstücken 32 und 33 überträgt, ist im übrigen der des Standes der Technik ähnlich. Am Innenumfang der Schaltmuffe 26 ist im besonderen ein Keilprofil 26a ausgebildet. Am Außenumfang der Synchronringe 34 und 35 andererseits sind für einen Eingriff mit dem Keilprofil 26a der Schaltmuffe 26 Zähne 34b und 35b ausgebildet.
Bei der soweit beschriebenen Synchroneinrichtung findet keine Relativdrehung der Welle 20 und des Synchronkörpers 21 statt, wenn die Schaltmuffe 26 den in Fig. 1 gezeigten Zustand einnimmt. Im Gegensatz dazu werden die Zahnräder 27 und 28 durch die rotierende Antriebswelle 31 in eine Rotation versetzt. In diesem Zustand wird der in Fig. 1 rechts angeordnete Synchronring 34 durch die Wellenfeder 36 zum Keilprof ilstück 32 hin geschoben, so daß der Synchronring 34 und das Keilprofilstück 32 an dem kegelförmigen Konusabschnitt in Kontakt gehalten werden, wodurch das Reibmoment geschaffen wird. In anderen Worten ausgedrückt wirkt das Drehmoment in Drehrichtung des Zahnrads 27 auf den Synchronring 34, die Schaltmuffe 26 und den Synchronkörper 21, so daß das Spiel in Drehrichtung beseitigt ist, wodurch das sogenannte "Prellen" verhindert wird.
Wenn der Synchronkörper 21 dagegen während der Fahrt des Fahrzeugs mit der Welle 20 rotiert, wirkt die Zentrifugalkraft auf die Kugeln 25. Diese Zentrifugalkraft nimmt mit der Erhöhung der Rotation derart zu, daß die Kugeln 25 in den Aussparungen 24 radial nach außen getragen werden. Dann gelangen die Kugeln 25 zu den Schrägflächen 38, die an den Vorsprüngen 37 des Synchronrings 34 ausgebildet sind, so daß der Synchronring 34 dementsprechend der Axialkraft unterliegt, wodurch er vom Keilprofilstück 32 getrennt wird.
Die Größe der Axialkraft wird im wesentlichen durch den Neigungswinkel 0 bestimmt. Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Gestaltung ist die Schrägfläche 38 jedoch am Vorsprung 37 des Synchronrings 34 ausgebildet, so daß der Winkel θ der Schrägfläche 38 im wesentlichen nicht eingeschränkt ist, sondern auf einen sehr hohen Wert eingestellt werden kann. Die auf den Synchronring 34 wirkende Axialkraft kann somit eine hohe Last sein. Bei einer bestimmten oder höheren Drehzahl kann der Synchronring 34 daher gegen die Federkraft der Wellenfeder 36 ganz vom Keilprofilstück 32 getrennt werden, wodurch der Gleitkontakt zwischen dem Keilprofilstück 32 und dem Synchronkring 34 beseitigt werden kann, so daß das sogenannte "Schleppmoment" zwischen diesen verhindert wird.
Der Zusammenhang zwischen der Drehzahl der Welle und dem Schleppmoment dabei ist in Fig. 5 dargestellt. Wenn die Drehzahl der Welle über eine bestimmte Drehzahl hinausgeht, übersteigt eine durch die Zentrifugalkraft einzurichtende Axialkraft Fb eine durch die Federkraft der Wellenfeder 36 oder durch die Reibkraft einzurichtende Widerstandskraft Fa. Als eine Folge wird der Kontakt zwischen dem Keilprofiistück 32 und dem Synchronring 34 im kegelförmigen Konusabschnitt beseitigt, wodurch das Schleppmoment auf Null vermindert wird.
Die Synchronisierung, die durch die in Fig. 1 gezeigte Synchroneinrichtung auszuführen ist, ist im übrigen im wesentlichen der des Standes der Technik ähnlich. Bei einer axialen Bewegung der Schaitmuffe 26 werden die Druckstücke 22 mit der Schaltmuffe 26 axial bewegt, wodurch die Synchronringe 34 und 35 axial verschoben werden. Als eine Folge werden die schrägflächen 34 und 35 am Innenumfang der Synchronringe 34 und 35 so mit den entsprechenden Schrägflächen 32a und 33a der Keilprofilstücke 32 und 33 in Kontakt gebracht, daß die Synchronringe 34 und 35 und die Keilprofilstücke 32 und 33 synchron zu rotieren beginnnen. Anschließend kommen das Keilprofil 26a der Schaltmuffe 26 und die Zähne 34b und 35b der Synchronringe 34und 35 miteinander so in Kontakt, daß sich die Schaltmuffe 26 in die axiale Richtung weiterbewegt. Als eine Folge schiebt sich die Schaltmuffe 26 zu den Keilprofilstücken 32 und 33 hin, während sie die Zähne 34b und 35b der Synchronringe 34 und 35 hinausdrängt, bis sie mit den Keilprofilen 32b und 33b in Eingriff kommt, wodurch ein Schaltvorgang beendet ist.
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der gezeigten Synchroneinrichtung ist der Synchronkörper 21 auf einem Zahnrad 40 befestigt, das während des Leerlaufs nicht rotiert, wohingegen das Keilprofilstück 32 auf einer Vorgelegewelle 41 befestigt ist, die mit dem Keilprofilstück 32 leerlaufend rotiert. Das Zahnrad 40 ist im besonderen über ein Lager 42 auf der Vorgelegewelle 41 montiert; der Synchronkörper 21 ist ferner über ein Keilprofil mit dem Außenumfang des Nabenabschnitts des Zahnrads 40 verbunden. Die weitere Konstruktion ist der der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ähnlich; ihre Beschreibung wird ausgelassen, wobei in Fig. 6 diesselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet sind.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Konstruktion rotiert die Vorgelegewelle 41 während des Leerlaufs, wohingegen das Zahnrad 40 und der Synchronkörper 21 nicht rotieren, sondem sich in einer Ruhestellung befinden. Der Synchronring 34 wird jedoch durch die Wellenfeder 36 so zum Keilprofilstück 32 hin geschoben, daß der Synchronring 34 und das Keilprofilstück 32 an dem dazwischen liegenden kegelförmigen Konusabschnitt in einen Gleitkontakt kommen, so daß das Drehmoment übertragen wird. Darüber hinaus wirkt die Drehlast auf den Synchronring 34 und den Synchronkörper 21, so daß selbst im "neutralen Zustand" das Prellen verhindert wird.
Wenn der Synchronkörper 21 dagegen während der Fahrt des Fahrzeugs mit dem Zahnrad 40 rotiert, wirkt die Zentrifugalkraft auf die Kugeln 25. Als eine Folge wird die Axialkraft, die in Fig. 6 nach links gerichtet ist, über die Schrägflächen 38 an den vorsprüngen 37 auf den Synchronring 34 aufgebracht, so daß der Synchronring 34 vom Keilprofilstück 32 getrennt wird, wodurch der Gleitkontakt dazwischen beseitigt wird. In anderen Worten ausgedrückt wird das Schleppmoment zwischen dem Synchronring 34 und dem Keilprofilstück 32 verhindert.
Bei den vorstehend erwähnten, einzelnen Ausführungsformen werden die durch die Zentrifugalkraft radial nach außen zu bewegenden Kugeln 25 durch den Synchronkörper 21, der eine ausreichende Baugröße zuläßt, so gehalten, daß sie im Vergleich zu denen der in Fig. 7 gezeigten, bekannten Synchroneinrichtung weitaus größer ausgeführt werden können. Darüber hinaus sind die Schrägflächen 38, die die radial nach außen wirkende Last in die Axialkraft umwandeln, an den Vorsprüngen 37 des Synchronrings 34 ausgebildet, so daß ihr Neigungswinkel im wesentlichen nicht eingeschränkt ist, sondern auf einen hohen Wert eingestellt werden kann. Somit kann die Axialkraft nicht nur aufgrund der hohen Zentrifugalkraft durch die Kugeln erhöht werden, sondern auch aufgrund des großen Neigungswinkels θ der Schrägflächen 38. Als eine Folge kann der Synchronring 34 während einer Rotation des Synchronkörpers 21 sicher vom Keilprofilstück 32 getrennt werden, wodurch das Schleppmoment zwischen diesen beseitigt wird, so daß der Energieverlust verhindert und damit der Kraftstoffverbrauch verbessert wird.
Dank der hohen Kraft in Axialrichtung kann der Synchronring 34 darüber hinaus während der Fahrt gegen die Federkraft des elastischen Bauteils, wie z.B. der Wellenfedem 36, die in den vorhergehenden einzelnen Ausführungsformen verwendet werden, selbst in dem Fall, in dem der Synchronring 34 durch das elastische Bauteil zum Keilprofilstück 32 hin geschoben wird, um das Prellen im neutralen Zustand oder im Leerlauf zu beseitigen, getrennt werden. Als eine Folge kann nicht nur das Prellen im neutralen Zustand oder im Leerlauf sondern auch das Schleppmoment verhindert werden.
Bei den vorhergehenden Ausführungsformen ist die Trägheitsmasse durch die Kugeln realisiert. Die vorliegende Erfindung soll jedoch nicht auf die einzelnen Ausführungsformen beschränkt sein, sondern die Trägheitsmasse kann durch eine beliebig gestaltete Trägheitsmasse, wie z.B. Nadeln oder Stäben mit abgerundeten führenden Endflächen, verwirklicht werden. Wenn diese Gestalten verwendet werden, kann die Trägheitsmasse weiter vergrößert werden.
Des weiteren wurde die vorliegende Erfindung an den vorhergehenden einzelnen Ausführungsformen durch die Erläuterung der Einkonussynchroneinrichtung beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch für eine Doppelkonussynchroneinrichtung oder eine Dreikonussynchroneinrichtung verwendet werden. Für den Fall, daß die vorliegende Erfindung für diese Mehrkonussynchroneinrichtungen verwendet wird, geht aufgrund des Schleppmoments an den radial äußeren kegelförmigen Konusabschnitten viel Energie verloren. Daher ist es vorteilhaft, die Axialkraft, die durch die auf die Trägheitsmasse wirkende Zentrifugalkraft erzeugt wird, auf den radial äußeren Synchronring aufzubringen.
An dieser Stelle werden die durch die vorliegende Erfindung zu erzielenden Vorteile beschrieben. Gemäß der Synchroneinrichtung der vorliegenden Erfindung wird die durch die Zentrifugalkraft zu beeinflussende Trägheitsmasse im Synchronkörper gehalten, so daß ihre Größe kaum beschränkt ist. Als eine Folge kann die Trägheitsmasse zu dem Zweck, eine große Zentrifugalkraft zu schaffen, groß sein. Da darüber hinaus die Schrägflächen, wodurch die auf der Zentrifugalkraft der Trägheitsmasse basierende Last in die Axialkraft umgewandelt wird, an den mit dem Synchronring verbundenen Vorsprüngen ausgebildet sind, kann deren Neigungswinkel uneingeschränkt vergrößert werden. Als eine Folge kann die Axialkraft für die Last, die durch die Zentrifugalkraft radial nach außen hin erzeugt wird, erhöht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher nicht nur die Zentrifugalkraft selbst erhöht werden, sondern dieselbe auch in die Axialkraft umgewandelt werden. Als eine Folge kann der Synchronring sicher vom synchronisierten Drehbauteil, wie z.B. dem Keilprofilstück, getrennt werden, wodurch das Schleppmoment zwischen dem Synchronring und dem Synchronisierdrehbauteil beseitigt wird. Sogar fur den Fall, daß das elastische Bauteil verwendet wird, um den Synchronring zu dem synchronisierten Drehbauteil hin zu schieben, wodurch das Prellen verhindert wird, kann der Synchronring durch die große Axialkraft gegen die Federkraft vom synchronisierten Drehbauteil getrennt werden. Daher ist es möglich, bei einer niedrigen Drehzahl das Prellen zu verhindern und bei einer hohen Drehzahl das Schleppmoment effektiv zu beseitigen.

Claims

1. Getriebesynchroneinrichtung, bei der eine Schaltmuffe (26), die einen mit einem Keilprofil versehenen Innenumfang (26a) aufweist, am Außenumfang eines auf einem Drehbauteil (20) montierten Synchronkörpers (21) verschiebbar angeordnet ist, zwischen dem Synchronkörper (21) und der Schaltmuffe (26) Druckstücke (22) angeordnet sind, ein synchronisiertes Drehbauteil, das bei einer axialen Verschiebung der Schaltmuffe (26) über ein Keilprofil mit der Schaltmuffe (26) verbunden wird, an den Synchronkörper (21) angrenzend und bezüglich des Drehbauteils (20) rotierbar angeordnet ist, wenigstens ein Synchronring (34, 35), der mit dem synchronisierten Drehbauteil in einen Reibkontakt gebracht wird, um an dieses ein Drehmoment zu übertragen, zwischen dem synchronisierten Drehbauteil und dem Synchronkörper (21) angeordnet ist, und am Außenumfang des Synchronrings (34, 35) über das Keilprofil mit der Schaltmuffe (26) zu verbindende Zähne (34b, 35b) ausgebildet sind, wobei eine Trägheitsmasse (25) vorgesehen ist, die durch eine Zentrifugalkraft, die in eine axial wirkende Kraft umgewandelt wird, um den Synchronring (34, 35) vom synchronisierten Drehbauteil zu trennen, radial nach außen beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß

die Trägheitsmasse (25) durch den Synchronkörper (21) gehalten wird,

ein mit dem Synchronring (34) Verbundener Vorsprung (37) sich um den Außenumfang der Trägheitsmasse (25) erstreckt, und

am Vorsprung (37) an einem der Trägheitsmasse (25) radial gegenüberliegenden Abschnitt eine Schrägfläche (38) ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von der Zentrifugalkraft der Trägheitsmasse (25) eine Axialkraft zu erzeugen, die den Synchronring (34) vom synchronisierten Drehbauteil weg schiebt.

2. Getriebesynchroneinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung (37) einen führenden Endabschnitt hat, der zum radialen Zentrum des Synchronrings (34) hin umgeklappt und an seiner inneren Oberfläche mit der Schrägfläche (38) versehen ist.

3. Getriebesynchroneinrichtung nach Anspruch 1, wobei am Außenumfang des Synchronkörpers (21) eine Aussparung (24) ausgebildet ist, die sich in die radiale Richtung des Synchronkörpers (21) erstreckt und am Außenumfang desselben öffnet, um die Trägheitsmasse (25) unterzubringen.

4. Getriebesynchroneinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Trägheitsmasse (25) eine Stahlkugel aufweist.

5. Getriebsynchroneinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Trägheitsmasse (25) eine Vielzahl von in einem gleichen Abstand in Umfangsrichtung des Synchronkörpers (21) angeordneten Kugeln aufweist.

6. Getriebesynchroneinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Trägheitsmasse (25) drei in einem gleichen Abstand in Umfangsrichtung des Synchronkörpers (21) angeordnete Stahlkugeln aufweist.

7. Getriebesynchroneinrichtung nach Anspruch 5, wobei der Vorsprung (37) eine Vielzahl von in einem gleichen Abstand in Umfangsrichtung des Synchronkörpers (21) ausgebildete, rechteckige Plattenabschnitte aufweist.

8. Getriebesynchroneinrichtung nach Anspruch 7, wobei der Vorsprung (37) drei in einem gleichen Abstand in Umfangsrichtung des Synchronkörpers (21) ausgebildete, rechteckige Plattenabschnitte aufweist.

9. Getriebesynchroneinrichtung nach Anspruch 1, die des weiteren ein zwischen dem Synchronkörper (21) und dem Synchronring (34) angeordnetes, elastisches Bauteil (36) aufweist, um den Synchronring (34) zu dem synchronisierten Drehbauteil hin zu schieben.

10. Getriebesynchroneinrichtung nach Anspruch 9, wobei das elastische Bauteil (36) eine ringförmige Wellenfeder aufweist.

11. Getriebesynchroneinrichtung nach Anspruch 1, wobei das synchronisierte Drehbauteil aufweist: ein auf dem Drehbauteil (20) eingerichtetes Zahnrad (27; 28) sowie ein Keilprofilstück (32; 33), das über ein Keilprofil mit dem Nabenabschnitt des Zahnrads (27; 28) verbunden und an seinem Außenumfang mit Zähnen (34b, 35b) versehen ist.