DE69814152T2 - Synchronisierungseinrichtung in einem fahrzeugschaltgetriebe - Google Patents

Synchronisierungseinrichtung in einem fahrzeugschaltgetriebe Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Synchronisiervorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, umfassend eine Führungshülse, die dazu vorgesehen ist, nicht rotierbar mit einer Welle in dem Getriebe verbunden zu sein, eine Eingriffshülse, die nicht rotierbar, jedoch axial verschiebbar auf der Führungshülse montiert ist, einen Eingriffsring, der mit äußeren Eingriffszähnen ausgestattet ist, wobei der Ring dazu vorgesehen ist, fest mit einem Zahnrad verbunden zu sein, das rotierbar auf der Welle montiert ist, und in Bezug auf die Führungshülse durch axiale Verschiebung der Eingriffshülse von einer neutralen Position in eine Eingriffsposition, in der die inneren Eingriffszähne an der Eingriffshülse in die äußeren Zähne des Eingriffsring eingreifen, verriegelbar zu sein, und eine Synchronisiereinrichtung, die mit der Eingriffshülse und dem Eingriffsring in der Form von mindestens zwei konzentrischen Synchronisierringen, die jeweils eine konische Reibungsfläche besitzen, zusammenwirkt, wobei die Ringe in Eingriff bewegbar sind mit gegenüberliegenden konischen Reibflächen auf einem Synchronisierkonus, der zwischen den Synchronisierringen liegt und rotationsmäßig in Bezug auf den Eingriffsring fest ist, wobei der eine Synchronisierring rotationsmäßig in Bezug auf den anderen Synchronisierring mittels eines ringförmigen, Drehmoment-übertragenden Elements fest ist.
  • Synchronisiervorrichtungen der oben genannten Art, sogenannte Doppelsynchronisierer, werden u.a. in Getrieben für Lastkraftwagen verwendet, um das Synchronisierdrehmoment zu erhöhen und somit die Schaltarbeit zu vermindern und eine kurze Bewegung des Schalthebels beim Schalten zu ermöglichen. Eine Doppelsynchronisierung ermöglicht eine Verminderung der Schaltkraft an dem Schalthebel um näherungsweise 30% verglichen mit einer entsprechenden Einzelsynchronisierung und ermöglicht ebenso steilere Verriegelungs- bzw.
  • Kämmwinkel, was ein Lösen nach vollständiger Synchronisierung erleichtert.
  • In einer Synchronisiervorrichtung der eingangs beschriebenen Art, die beispielsweise durch die schwedische Offenlegungsschrift 448 182 und ebenso durch US-A-4,807,733 bekannt ist, ist das Drehmoment-übertragende Element eine ringförmige Blechscheibe, die mit radialen Vorsprüngen ausgestattet ist, die in Nuten in dem entsprechenden Synchronisierring eingreifen. Die Metallscheibe liegt vollständig auf einer Seite der Führungshülse in einem Spalt zwischen dieser und den Synchronisierringen, was bedeutet, dass jede Metallscheibe in dem Getriebe die axiale Länge des Getriebes durch seine Dicke plus das erforderliche Spiel zwischen der Scheiben und den benachbarten Bauteilen im Vergleich mit einem entsprechenden Getriebe mit Einzelsynchronisierung erhöht.
  • Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe mit Doppelsynchronisierung bereitzustellen, dessen Länge nicht größer sein muss als bei einem entsprechenden Getriebe mit Einzelsynchronisierung, so dass ein Hersteller beispielsweise beide Arten von Getrieben mit einer Anzahl gemeinsamer Bauteile hierfür verwenden kann.
  • Dies wird gemäß der Erfindung mittels der Tatsache erzielt, dass das Drehmoment-übertragende Element erstens Antriebsfinger besitzt, die sich von dessen äußerem Umfang radial erstrecken und in die Führungshülse eingelassen sind, wobei die Antriebsfinger in Kerben in der Führungshülse aufgenommen sind und zweitens erste Antriebselemente besitzt, die in Kerben in dem äußeren Synchronisierring eingreifen, und zweite Antriebselemente besitzt, die in Kerben in dem inneren Synchronisierring eingreifen.
  • In einer auf diese Weise ausgeführten Synchronisiervorrichtung erfordert das Drehmoment übertragende Element keinerlei zusätzlichen axialen Raum, da seine Antriebsvorsprünge in die Führungshülse eingelassen sind. Dies bedeutet ebenso, dass die axiale Länge der Synchronisierringe in einem gegebenen Getriebe verglichen mit der in der schwedischen Offenlegungsschrift 448 182 gezeigten Lösung erhöht werden kann, wodurch die Reibflächen und hierdurch die Übertragungskapazität ansteigen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher unter Bezugnahme auf in den begleitenden Zeichnungen gezeigten Beispiele beschrieben, wobei 1 einen Längsschnitt durch ein Paar von Freizahnrädern mit einer Ausführungsform der Synchronisiervorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, 2 zeigt eine Draufsicht der Führungshülse in 1, 3 ist eine Draufsicht des Drehmoment-übertragenden Elements, 4 ist eine Längsschnittansicht durch dieses, 5a und 5b zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht des äußeren Synchronisierrings, und 6a und 6b zeigen einen Längsschnitt bzw. eine Draufsicht des inneren Synchronisierrings.
  • Die Synchronisiervorrichtung gemäß der Erfindung umfasst eine Führungshülse 2, die nicht drehbar auf einer Welle 1 montiert ist, und auf dieser Führungshülse ist eine Eingriffshülse 3 axial verschiebbar, jedoch nicht drehbar über axiale Zähne montiert. Auf der Welle 1, die eine Hauptwelle eines Lastkraftfahrzeugsgetriebes sein kann, ist ein Paar von Zahnrädern 4 und 5 drehbar auf Nadellagern montiert. Die Eingriffsringe 6 mit äußeren Eingriffszähnen 7 sind fest mit den jeweiligen Zahnrädern 4 und 5 verbunden. Die Synchronisierkegel 8 besitzen äußere und innere Reibflächen und sind mit Stiften 9 ausgestattet, die sich in Öffnungen 10 in den Eingriffsringen 6 erstrecken, wodurch die Synchronisierkegel 8 in Drehrichtung fest, jedoch axial in Bezug auf die Eingriffsringe 6 in Grenzen bewegbar gemacht werden. Ein äußerer bzw. ein innerer Synchronisierring 12 bzw. 11 ist auf beiden Seiten des jeweiligen Synchronisierkegels vorgesehen und ist mit Reibflächen ausgestattet, die den Reibflächen der Synchronisierkegel zugewandt sind. Jeder beaufschlagte Verriegelungskörper 13 sind auf bekannte Weise zwischen der Führungshülse 2 und der Eingriffshülse 13 angeordnet. Ein Drehmoment-übertragenes Element, allgemein mit 20 bezeichnet (3 und 4), überträgt ein Drehmoment zwischen den Synchronisierringen 11 und 12.
  • Das Drehmoment-übertragende Element 20 besteht, wie am besten in 3 und 4 zu sehen ist, aus einer schmalen, ringförmigen Metallblechscheibe 21, die drei gleichmäßig beabstandete, lange Antriebsfinger 22 und dazwischen drei gleichmäßig beabstandete kurze Antriebsfinger 23 besitzt. Die langen Antriebsfinger 22 sitzen einem ersten Abschnitt 22a, der axial von der Ebene der Scheibe 21 gebogen ist, einen radialen Abschnitt 22b und einen Endabschnitt 22c, der axial nach innen zu der Ebene der Scheibe gebogen ist. Die drei kurzen Antriebsfinger 23 sind radial von einem axial umgebogenen Rand an den inneren Umfang der Scheibe umgebogen. Die Endabschnitte 22c der langen Antriebsfinger 22 stehen in Kerben 25 in dem äußeren Synchronisierring 12 hervor, wie in 1 am besten zu sehen ist, während die kurzen Antriebsfinger 23 in Kerben 32 in dem inneren Synchronisierring 11 hervorstehen.
  • Die Führungshülse 2 ist mit sechs radialen, gleichmäßig beabstandeten Kerben 26 ausgeführt, die sich nach innen von dem äußeren Umfang der Führungshülse erstrecken. Jede andere Kerbe 26 empfängt die Antriebsfinger 22 von dem rechts der Führungshülse 2 angeordneten Element 20, wie in 1 zu sehen ist, für die Synchronisierringe zu dem Zahnrad 5, während die Kerben 26 dazwischen dazu vorgesehen sind, entsprechende Antriebsfinger an einem Drehmomentübertragenden Element (nicht gezeigt) für die Synchronisierringe zu dem Zahnrad 4 zu empfangen. Wie in 1 am besten zu sehen ist, sind die Antriebsfinger 22 in die Kerben 26 eingesenkt, so dass die Oberfläche 27 der den Synchronisierringen 11, 12 zugewandten, radialen Abschnitte 22b innerhalb des Randes der Kerbe 26 liegen, während gleichzeitig die gegenüberliegende Fläche an dem inneren Synchronisierring relativ nah zu der Oberfläche 27 an den Antriebsfingern liegt. Axiale Absätze 28 an dem Element 20 begrenzen seine Axialverschiebung in der Richtung zu der Führungshülse 2 bei einem Kontakt mit den äußeren Abschnitten der Führungshülse zwischen den Kerben 26.
  • Wie am besten in 1 zu sehen ist, ist in dieser Ausführungsform der radial innere Abschnitt der Eingriffsringe 6 mit einer Stufe 30 ausgestattet. Das Element 20 ist im Hinblick auf die Länge des axialen Abschnitts 22a der Antriebsfinger 22 und den Innendurchmesser der Scheibe 21 derart dimensioniert, dass die innere Umfangsfläche 31 der Scheibe 21 konzentrisch radial außerhalb der zylindrischen Oberfläche der Stufe 30 liegt.
  • Die oben beschriebene Anordnung stellt eine Doppelsynchronisierung bereit, deren Element 20 zum Übertragen eines Drehmoments zwischen den Synchronisierringen 11 und 12 keinen zusätzlichen Raum in dem Getriebe erfordert.

Claims (6)

  1. Synchronisiervorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, umfassend eine Führungshülse (2), die dazu vorgesehen ist, nicht rotierbar mit einer Welle (1) in dem Getriebe verbunden zu sein, eine Eingriffshülse (3), die nicht rotierbar, jedoch axial verschiebbar auf der Führungshülse (2) montiert ist, einen Eingriffsring (6), der mit äußeren Eingriffszähnen ausgestattet ist, wobei der Ring dazu vorgesehen ist, fest mit einem Zahnrad (4, 5) verbunden zu sein, das rotierbar auf der Welle (1) montiert ist, und in Bezug auf die Führungshülse (2) durch axiale Verschiebung der Eingriffshülse (3) von einer neutralen Position in eine Eingriffsposition, in der die inneren Eingriffszähne an der Eingriffshülse in die äußeren Zähne (7) des Eingriffsrings (6) eingreifen, verriegelbar zu sein, und eine Synchronisiereinrichtung, die mit der Eingriffshülse und dem Eingriffsring (6) in der Form von mindestens zwei konzentrischen Synchronisierringen (11, 12), die jeweils eine konische Reibungsfläche besitzen, zusammenwirkt, wobei die Ringe in Eingriff bewegbar sind mit gegenüberliegenden, konischen Reibflächen auf einem Synchronisierkonus (8), der zwischen den Synchronisierringen liegt und rotationsmäßig in Bezug auf den Eingriffsring (6) fest ist, wobei der eine Synchronisierring (11) rotationsmäßig in Bezug auf den anderen Synchronisierring (12) mittels eines ringförmigen, Drehmoment übertragenden Elements (20) fest ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment übertragende Element (20) erstens Antriebsfinger (22) besitzt, die sich von dessen äußerem Umfang radial erstrecken und in die Führungshülse eingelassen sind, wobei die Antriebsfinger (22) in Kerben (26) in der Führungshülse (2) aufgenommen sind, und zweitens erste Antriebselemente (22c) besitzt, die in Kerben (25) in dem äußeren Synchronisierring (12) eingreifen, und zweite Antriebselemente (23) besitzt, die in Kerben (32) in dem inneren Synchronisierring (11) eingreifen.
  2. Synchronisiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Flächen (27) an den Antriebsfingern (22), welche Flächen den Synchronisierringen (11, 12) zugewandt sind, zumindest im wesentlichen eben mit dem Rand der Kerben (26) in der Führungshülse liegen.
  3. Synchronisiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment übertragende Element (20) ein gepresstes und gespantes Blechteil ist.
  4. Synchronisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment übertragende Element mindestens drei gleichmäßig beabstandete Antriebsfinger (22) in Eingriff mit dem äußeren Synchronisierring (12) und, dazwischen beabstandet, zweite Antriebsfinger (23) in Eingriff mit dem inneren Synchronisierring (11) besitzt.
  5. Synchronisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment übertragende Element (20) zu der Führungshülse (2) gerichtete Abstandelemente(28) besitzt, die bei Kontakt mit den äußeren Abschnitten der Führungshülse zwischen den Kerben (26) angeordnet sind, um die Axialverschiebung des Drehmoment übertragenden Elements zu der Führungshülse zu begrenzen.
  6. Synchronisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffsring (6) einen radial inneren Abschnitt mit einer Stufe (30) besitzt, und dass die innere Umfangsbegrenzung der Fläche (31) des Drehmoment übertragenden Elements (20) konzentrisch mit der zylindrischen Oberfläche der Stufe ist.
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