DE69809418T2

DE69809418T2 - Synchronisiervorrichtung für mechanische getriebeschaltung

Info

Publication number: DE69809418T2
Application number: DE69809418T
Authority: DE
Inventors: Robert Losq; Michel Raoul
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2018-06-20
Also published as: EP0988461B1; FR2764956A1; DE69809418D1; EP0988461A1; WO1998059181A1; FR2764956B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Synchronisierung eines mechanischen Getriebes.
Genauer gesagt betrifft sie eine Anordnung zur Synchronisierung, die eine fest auf einer Antriebswelle des Getriebes angeordnete Nabe, ein von der Nabe in Drehung versetztes und auf ihr axial verschiebbare Schubglied und wenigstens einen Synchronisierring aufweist, der von der Nabe in Drehungen versetzt wird und in Axialrichtung vom Schubglied in Richtung zu einem frei drehenden Ritzel hin beaufschlagt wird um so durch Reibung die Geschwindigkeit des letzteren an diejenige der Antriebswelle vor dem Einlegen eines Ganges anzupassen.
Die wichtigste Funktion einer Anordnung zur Synchronisierung in einem mechanischen Getriebe ist die Angleichung durch Reibung der Geschwindigkeit einer Getriebewelle an diejenige eines sich auf ihr drehenden Ritzels, bevor das Moment von der Welle auf das Ritzel übertragen wird.
Gemäss dem bekannten Stand der Technik, wie er insbesondere in der Veröffentlichung EP 0 515 243 dargestellt ist, weisen die Anordnungen zur Synchronisierung im allgemeinen eine Schiebemuffe auf, die sich unter der Einwirkung einer Gabel entlang einer Nabe verschieben lässt, die mit einer Getriebewelle verzahnt ist, sodass sie in die Verzahnung eines frei drehenden Ritzels eingreift, nachdem sie mit derjenigen eines Synchronisierringes in Berührung gelangt ist.
Bei dieser Anordnung zur Synchronisierung ist also das Schubglied mit Zähnen versehen, die zuerst mit der Verzahnung eines Synchronisierringes zusammenwirken, um diesen in Richtung Ritzel zu verschieben und danach mit der Verzahnung des frei drehenden Ritzels um das Moment auf dieses zu übertragen. Zwischen dem Synchronisieren und dem Eingriff der Klauenkupplung bewegt sich das Schubglied um ungefähr 18 mm, wobei er während dieser Bewegung keinen Druck mehr auf den Ring ausübt, sodass letzterer von dem Ritzel freikommt, gegen das er vorher angedrückt wurde, wodurch die Geschwindigkeiten des Schubgliedes und des Ritzels bei ihrem Zusammentreffen unterschiedlich gross sind.
Diese bekannten Anordnungen zur Synchronisierung sind mit hohen Herstellungskosten behaftet, die insbesondere durch die Herstellung und die Feinbearbeitung der Verzahnungen des BALADEUR, des Synchronisierringes und des frei drehenden Ritzels bedingt sind. Ausserdem ist die gesamte Länge des Verschiebeweges des Schubgliedes auf der Primärwelle ausschliesslich für die Synchronisierung sämtlicher Gänge vorgesehen und findet keine andere Verwendung im Getriebe. Es ist daher wünschenswert, diese in die Primärwelle zu verlegen, wodurch direkt der axiale Raumbedarf des Getriebes beeinflusst wird. Schliesslich bietet auch die Klauenkupplung einen gewissen Widerstand, sodass Kratzgeräusche beim Einlegen der Gänge auftreten können, die von den Fahrern als unangenehm empfunden werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Bauteile einer Anordnung zur Synchronisierung eines herkömmlichen mechanischen Getriebes zu vereinfachen.
Sie schlägt zu diesem Zweck vor, dass jeder Ring die ihm von der Nabe übertragene Drehbewegung in eine axiale Druckkraft für ein Ritzel umwandelt, sodass das Drehmoment des Motors dem Ritzel überträgt indem er auf dieses einen konstanten Druck ausübt.
Diese Massnahme ermöglicht insbesondere eine Verringerung des Raumbedarfs in Axialrichtung des Getriebes unter gleichzeitiger Erhöhung des Komforts beim Schalten.
Gemäss einem anderen Merkmal der Erfindung weist jeder Synchronisierring mehrere Stützteile auf, die der Nabe dergestalt gegenüber liegen, dass sie deren Bewegung übernehmen und teilweise als axiale Druckkraft dem Ritzel übertragen.
Vorzugsweise besitzen die Stützteile eines jeden Ringes Flächen, deren Neigung bezüglich der Axialrichtung der Anordnung den Grad der Umwandlung des Momentes in axiale Druckkraft für das Ritzel bestimmt.
Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung hervor; darin zeigen:
- Fig. 1 die verschiedenen Bauteile der Erfindung vor dem Zusammenbau und
- Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Anordnung.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zum Synchronisieren weist eine Nabe 1 auf, die drehfest mit der (nicht dargestellten) Primärwelle des Getriebes mittels ihrer Innenverzahnung 1a verbunden ist. Die Nabe 1 wirkt mit einem Schubglied 2 zusammen, das in Axialrichtung verschiebbar ist unter der Einwirkung einer (ebenfalls nicht dargestellten) Schaltgabel. Bei seiner Verschiebung beaufschlagt das Schubglied 2 einen der beiden Synchronisierringe 3 in Axialrichtung entlang der Welle zu den Gangritzeln 4 hin, die frei drehbar auf ihr angeordnet sind.
In herkömmlicher Weise weist jeder Ring 3 eine konische Reibfläche 3a auf, die in Anlage gelangt mit der konischen Reibfläche 4a des Ritzels 4, sodass die Synchronisierung des letzteren mit der Primärwelle unter der Einwirkung des Andrucks durch das Schubglied 2 erfolgt.
Erfindungsgemäss weist jeder Ring 3 mehrere Stützteile 6 auf, (drei in dem nicht begrenzenden Ausführungsbeispiel gemäss der Figur). Die Stützteile 6 liegen der Nabel gegenüber. Jedes von ihnen ist mit einer konischen Fläche 12 versehen, die eine Zentrierung des ruhenden Ringes ermöglicht, sowie Stützflächen 7, die mit Übertragungsteilen 8 zusammenwirken, die an der Nabe 1 ausgebildet sind und zwar zu deren beiden Seiten. Wie in der schematischen Darstellung angedeutet können die Stützflächen 6 in vorteilhafter Weise trapezförmig ausgestaltet sein. In diesem Fall sind die Ausschnitte 13 der Nabe, die mit den Stützflächen 6 der beiden Ringe 3 zusammen wirken, ebenfalls trapezförmig ausgestaltet.
Aus der Figur ist ferner ersichtlich, dass ein gewellter elastischer Sprengring 9 vorgesehen ist. Dieser wirkt mit den Stützflächen 6 der beiden Ringe 3 sowie mit den Übertragungsteilen 8 der Nabe 1 derart zusammen, dass die beiden Ringe 3 in elastischer Weise in Richtung zu ihm hin beaufschlagt werden. Zu diesem Zweck stützt er sich an mehreren Stellen auf jedem Ring 3 ab (im dargestellten Ausführungsbeispiel an drei Stellen). Vorzugsweise ist der Sprengring 9 an einem seiner Enden 9a derart umgebogen, dass er eine Winkelmarkierung für die Nabe 1 bildet. Ausserdem sind die Stützteile eines jeden Ringes 3 mit einer ringförmigen Nut 11 versehen, die zur Halterung des Sprengringes 9 an ihnen dient.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Unter der axialen Druckbeaufschlagung einer Schaltgabel auf den Aussenring 2a (Fig. 2) des Schubgliedes verschiebt dessen Innenring 2b einen Synchronisierring 3 in Richtung eines Ritzels 4 über einen wulstförmigen Bund 14. Die Anlage eines Ringes 3 an einem Ritzel 4 über ihre konischen Reibflächen 4a und 3a versetzt den Ring 3 in Drehungen. Dieser stützt sich danach auf der Nabe 1 ab auf Höhe der geneigten Flanken 8a der Übertragungsteile 8 der Nabe 1. Dies führt dazu, dass die axiale konstante Andruckkraft der Schaltgabel vervielfacht wird und damit auf Höhe der konischen Fläche 4a des beaufschlagten Ritzels 4 einerseits ein Reibmoment erzeugt wird, das in der Lage ist, die Drehgeschwindigkeiten der Nabe 14 und des Ritzels 4 einander anzugleichen und andererseits ein Haltemoment erzeugt wird zwischen dem Ring und dem Ritzel, das ausrecht, um das Motordrehmoment zu übertragen.
Erfindungsgemäss wandelt also jeder Ring 3 das ihm von der Nabe 1 übertragene Moment in eine axiale Druckkraft für das Ritzel 4 um. Damit kann er das Motordrehmoment dem Ritzel 4 übertragen indem auf dieses ein konstanter Druck ausgeübt wird. Auf grund ihrer Anordnung gegenüber der Nabe nehmen die Stützteile 6 eines jeden Ringes 3 das von der Nabe 1 abgegebene Drehmoment auf und wandeln es teilweise in eine axiale Druckkraft für das Ritzel 4 um. Die Neigung a der Stützflächen 7 der Teile 6 bezüglich der Axialrichtung der Anordnung bestimmt den Grad der Umwandlung des Momentes in axiale Druckkraft für das Ritzel 4.
In Ruhestellung hingegen werden die Ringe 3 durch die Sprengringe 9 in Richtung Nabe 1 beaufschlagt, sodass die Ringe 3 in einem Abstand von den frei drehenden Ritzeln 4 gehalten werden, sodass kein Risiko des Kratzens und des schlechten Wirkungsgrades des Getriebes zu befürchten ist.
Unter den zahlreichen Vorteilen der erfindungsgemässen Anordnung zur Synchronisierung seien die folgenden hervorgehoben:
- Auslassen mehrerer Phasen beim Gangwechsel (Lockerwerden, Freilauf, Klauenkupplung)
- Verringerung des Schaltweges
- Verringerung des axialen Raumbedarfs des Getriebes und
- Erhöhung des Komforts beim Schalten durch Vergleichmässigung und Verringerung der Schaltkräfte, da die Effekte des Blockierens, des Kratzens und des Herausspringens eines Ganges verringert sind.

Claims

1. Anordnung zur Synchronisierung eines mechanischen Getriebes, mit einer auf einer Antriebswelle der Anordnung befestigten Nabe (1), mit einem Schubglied (2), das durch die Nabe (1) in Drehungen versetzt wird und axial auf ihr verschiebbar ist und mit mindestens einem Synchronisierring (3), der durch die Nabe (1) in Drehungen versetzt wird und in Axialrichtung vom Schubglied (2) in Richtung zu einem frei drehenden Gangritzel (4) verschoben wird um durch Reibung die Geschwindigkeit des letzteren an diejenige der Antriebswelle vor dem Einlegen eines Ganges anzugleichen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ring (3) das ihm von der Nabe (1) übertragene Moment in axiale Druckkraft für ein Ritzel (4) derart umwandelt, dass diese selbst dem Ritzel (4) das Motormoment überträgt durch Ausüben eines konstanten Drucks auf dieses.

2. Anordnung zur Synchronisierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ring (3) mehrere Stützteile (6) aufweist, die der Nabe (1) gegenüberliegen, sodass das Moment von ihr übertragen und teilweise in eine axiale Andruckkraft für das Ritzel (4) umgewandelt wird.

3. Anordnung zur Synchronisierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützteile (6) Stützflächen (7) aufweisen, deren Neigung bezüglich der Längsrichtung der Anordnung den Umwandlungsgrad des Momentes in axiale Andruckkraft für das Ritzel (4) bestimmt.

4. Anordnung zur Synchronisierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützteile (6) eine trapezförmige Gestalt aufweisen.

5. Anordnung nach Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (1) Übertragungsteile (8) aufweist, die mit den Stützteilen (6) der beiden Synchronisierringe (3) zusammenwirken, die beidseits von ihm angeordnet sind.

6. Anordnung zur Synchronisierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ringe (3) elastisch in Richtung zur Nabe (1) hin durch einen gemeinsamen Sprengring (9) beaufschlagt werden, der mit den Stützteilen (6) eines jeden Ringes (3) und den Übertragungsteilen (8) der Nabe (I) zusammenwirkt.

7. Anordnung zur Synchronisierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengring (9) eine gewellte Form aufweist und sich an mehreren Stellen eines jeden Ringes (3) abstützt.

8. Anordnung zur Synchronisierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengring (9) sich an drei Stellen eines jeden Ringes (3) abstützt und an einem seiner Enden (9a) umgebogen ist, sodass er winkelmässig zur Nabe (1) markiert ist.

9. Anordnung zur Synchronisierung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützteile (6) eines jeden Ringes (3) eine ringförmige Nut (11) aufweisen zur Aufnahme des Sprengringes (9).

10. Anordnung zur Synchronisierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützteile (6) eine konische Fläche (12) zur Zentrierung des Ringes (3) in der Ruhestellung aufweisen.

11. Anordnung zur Synchronisierung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (1) trapezförmige Ausschnitte (13) aufweist, die mit den Stützteilen (6) eines jeden Ringes (3) zusammenwirken.