EP1954955A1 - Synchronizing ring and synchronous clutch - Google Patents

Synchronizing ring and synchronous clutch

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Publication number
EP1954955A1
EP1954955A1 EP06818488A EP06818488A EP1954955A1 EP 1954955 A1 EP1954955 A1 EP 1954955A1 EP 06818488 A EP06818488 A EP 06818488A EP 06818488 A EP06818488 A EP 06818488A EP 1954955 A1 EP1954955 A1 EP 1954955A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring element
synchronizer
synchronizer ring
sliding sleeve
toothing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06818488A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Claudio Tarantini-Grimmeisen
Christina Thiel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoerbiger Synchron Technik GmbH and Co KG
Original Assignee
Hoerbiger Synchron Technik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoerbiger Synchron Technik GmbH and Co KG filed Critical Hoerbiger Synchron Technik GmbH and Co KG
Publication of EP1954955A1 publication Critical patent/EP1954955A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/025—Synchro rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F16D2023/0618—Details of blocking mechanism comprising a helical spring loaded element, e.g. ball

Definitions

  • the present invention relates to a synchronizer ring for a synchronizer clutch, having an annular base body, formed on the outer periphery of a locking toothing and on which a friction lining is provided, wherein on the base further means are provided to the synchronizer ring limited in the circumferential direction movable relative to an associated Store guide sleeve.
  • the present invention relates to a synchronous clutch for a spur gear, with a guide sleeve (synchronizer body) which is connectable to a shaft and having a guide sleeve toothing, with a sliding sleeve, which has a with the guide sleeve teeth engaging sliding sleeve teeth and with respect to the guide sleeve is axially displaceable, with a coupling body which is fixed to a gear and has a Kupplungsungs redesignveriereung into which the sliding sleeve teeth can be inserted to connect the guide sleeve and the coupling body rotatably with each other, and with a synchronizer ring of the type described above.
  • Locking synchronizer clutches for spur gear especially for motor vehicle transmission, are well known (see, for example, Looman, gear transmission, 3rd edition, 1996).
  • the sliding sleeve is moved axially.
  • Presynchronous force is exerted on the synchronizer ring via a spring / pressure piece system (ball stone spring or ring spring).
  • This centered on the Schmidt spring or ring spring.
  • the sliding sleeve teeth can not be pushed through in this position by the teeth of the synchronizer ring.
  • the force exerted on the sliding sleeve axial force is then transmitted directly to the synchronizer ring, the frictional engagement leads to a Jacobreib simulation the coupling body for speed equalization.
  • the synchronizing ring can be turned back, the toothing of the sliding sleeve is pushed through the teeth of the synchronizer ring and inserted into the toothing of the coupling body, so as to establish the rotationally fixed connection between the shaft and gear.
  • a synchronizer clutch with a synchronizer ring is known, which is designed as a deep-drawn sheet metal part.
  • On the outer circumference locking teeth are formed and on the inner circumference driving cams that engage in recesses of the synchronizer body.
  • To transmit the Vorsynchronkraft either a system of bolt, spring and sliding ring is provided, or an annular spring.
  • the annular spring has an inwardly drawn edge which acts on the synchronizer ring.
  • Another synchronizer ring is known from DE 35 19 811 C2.
  • the synchronizer ring is made of a carrier, are bent at the cold-forming tabs that serve as a stop cam.
  • the document DE 202 16 782 Ul discloses different spring systems (plungers) for transmitting the Vorsynchronkraft.
  • the pressure piece is made of folded spring steel sheet.
  • the described spring systems are integrated in the prior art in each case in a clutch pack having two synchronizer clutches. Depending on the direction of displacement of the sliding sleeve, the spring system transmits the Vorsynchronkraft on the synchronizer ring of one or the other synchronizer clutch.
  • a synchronizer ring as mentioned above, wherein at least one spring element is fixed to the synchronizer ring, which is adapted to transmit an axial Vorsynchronkraft.
  • synchronizer clutches can be made without a separate spring / pressure piece system.
  • the spring element extends from the outer circumference of the synchronizer ring approximately parallel or slightly oblique to an axis of the synchronizer ring.
  • the spring element in the circumferential direction is up to 10 mm wide.
  • the spring element is formed in the manner of a leaf spring, which extends for example in the manner of a cantilever approximately along the axis of the synchronizer ring.
  • the spring element is designed to be radially elastic.
  • the spring element is designed to receive the presynchronizing force, but as a rule not to transmit the synchronizing force during the actual synchronization process, the spring element must deflect during the further synchronization process. Although this is generally possible in the circumferential direction. However, it is preferred if the spring element evades in the radial direction. In some applications (ASG), a transmission of the synchronous force is conceivable.
  • the spring element is integrally connected to the base body.
  • the spring element may be welded to the main body.
  • the spring element is formed integrally with the main body.
  • the synchronizer ring may be made of a forming steel, for example.
  • the sliding sleeve has a memorisnutabites which cooperates with the spring element and is arranged offset from an axial center of the sliding sleeve.
  • the spring element of the synchronizer ring can be assigned its own circumferential groove section on the sliding sleeve.
  • circumferential groove section can also be asymmetrical, so that mutually opposite flank sections can fulfill different functions.
  • the Vorsynchronkraft can be initiated by the first flank portion in the first contact portion of the spring element and thus in the synchronizer ring.
  • the first contact portion and the first flank portion thus serve to transmit the Vorsynchronkraft of the sliding sleeve on the synchronizer ring.
  • a second contact section of the spring element is pressed by a second flank section of the designedsnutab- section in a neutral position to lift the friction lining of the synchronizer ring in the neutral position of a corresponding Schmidtreibbelag.
  • the designed for resetting the synchronizer ring in a neutral position therefore two flank sections, of which one flank section is optimized for the transmission of the Vorsynchronkraft, and of which the other flank section is designed for resetting the synchronizer ring in a neutral position.
  • an outer circumferential radial recess of the guide sleeve for receiving the spring element wherein the bottom of the radial recess has a larger diameter than the inner diameter of the synchronizer ring.
  • the spring element of the synchronizer ring can be made very compact in the radial direction, for example according to the type of cantilever, it is also possible to increase the component strength of the guide sleeve. Because on the guide sleeve no far radially inwardly reaching recesses for receiving a spring / pressure piece system must be provided.
  • the guide sleeve preferably makes no contribution in the transmission of the Vorsynchronkraft, as is the case in the prior art by the spring / pressure piece systems are supported on the guide sleeve, on the guide sleeve also a tolerance refinement. In other words, the guide sleeve can be produced with greater tolerances and thus more cost-effectively.
  • the sliding sleeve operates two synchronizer clutches and has two circumferential grooves, which cooperate in each case with a spring element and are arranged on opposite sides of an axial center of the sliding sleeve.
  • the sliding sleeve is part of a synchronous package with two synchronizer clutches.
  • the synchronizer rings of the two synchronizer clutches each have their own circumferential groove or their own circumferential groove portion.
  • These sacrificesnutabitese may each have opposite edge portions which are asymmetrically formed with respect to an axial center of the respective circumferential groove and thus can fulfill different functions in both axial directions.
  • a spring element respectively associated circumferential groove ormachsnutab hurdle it is understood that in any case when a plurality of spring elements distributed over the circumference, each spring element is associated with its own missionsnutabites.
  • These safeguardsnutabitese may be formed only in the region of their respective spring element. However, it could also be that the therapeuticsnutabitese are part of a circumferential circumferential groove.
  • the examplesnutabitese are arranged so that a spring element of a switched synchronizer clutch engages in the other spring element associated ideasnutabites, so that when inserting the sliding sleeve teeth in the coupling body toothing a drag torque is reduced.
  • the spring element when the sliding sleeve toothing is inserted into the coupling body toothing, the spring element can deflect the spring element radially outward into the circumferential groove of the other synchronizer coupling, so that the contact pressure on the synchronizer ring is reduced. However, this also reduces the breakaway torque due to a frictional engagement between the friction lining of the synchronizer ring and the counter friction lining.
  • Vorsynchron is preferably ensured at each switching operation
  • the means for limited circumferentially movable storage can be formed by the spring elements themselves, which then also absorb forces in the circumferential direction.
  • separate means for forming stop cams or the like may also be formed on the synchronizer ring and / or the associated components.
  • Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view through a clutch pack with two synchronizer clutches according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a view of a detail II of Figure 1;
  • Figure 3 is a view of a detail III of Figure 1;
  • Figure 4 is a representation corresponding to Figure 1, in a position during a Vorsynchronmaschine
  • Figure 5 is a representation corresponding to Figure 1, in a position during a synchronization
  • FIG. 6 shows a representation corresponding to FIG. 1, in a position with the synchronizing ring twisted back
  • Figure 7 is a representation corresponding to Figure 1, in a position at
  • Figure 8 is a representation corresponding to Figure 1, in a position at
  • Figure 9 is a side view of a synchronizer ring according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a partial perspective view of the synchronizer ring of Figure 9;
  • Figure 11 is a perspective view of a sliding sleeve of a synchronizer clutch according to the invention.
  • FIG. 12 shows a detail XII of FIG. 11.
  • FIG. 1 shows a clutch pack for a spur gear, in particular for a spur gear for motor vehicles, generally designated 10.
  • the clutch pack 10 can be used for spur gear of any kind, especially for manual transmission, for automated manual transmission, for dual-clutch transmission, etc. In general, however, the clutch pack 10 can also be used for other types of spur gears.
  • the clutch pack 10 has in a conventional manner on two adjacent synchronizer clutches 12 A, 12 B, which are mounted on a shaft 14. The shaft 14 is aligned along an axis 15.
  • gears 16 A, 16 B are rotatably mounted on the shaft 14.
  • the synchronizer clutches 12A, 12B serve to connect either the gear 16A or the gear 16B rotationally fixed to the shaft 14.
  • the clutch pack 10 has a guide sleeve (synchronizer body) 18 which is rotatably connected to the shaft 14.
  • the guide sleeve 18 has a not shown in Figure 1 external teeth on a conventional design.
  • the clutch pack 10 includes a sliding sleeve 20 having an internal toothing (not shown in the figure), which is in engagement with the guide sleeve toothing. Accordingly, the sliding sleeve 20 in the axial direction parallel to the axis 15 back and forth. In Figure 1, the sliding sleeve is shown in a neutral position.
  • the clutch pack 10 also has two clutch bodies 22A, 22B which are rotatably connected to the gears 16A and 16B, respectively.
  • the coupling bodies 22A, 22B each have an outer toothing 23A, 23B, respectively.
  • the synchronizer clutch 12A has a synchronizer ring 24A.
  • the synchronizer clutch 12B has a synchronizer ring 24B.
  • the synchronizer rings 24A, 24B each have an outer peripheral locking teeth 25 A, 25 B.
  • the clutch pack 10 corresponds in its general construction, as described above, conventional clutch packs, as are known in the art. On a detailed description of the details and the exact operation is therefore omitted here.
  • the synchronizer rings 24A, 24B each have spring elements 26A, 26B according to the invention.
  • the spring elements 26 are each formed as in the manner of a cantilever arm from the outer periphery of the synchronizer ring 24A, 24B in the axial direction protruding leaf springs.
  • the shift sleeve 20 further includes an outer circumferential circumferential groove 30, which is designed in a conventional manner for engaging a shift fork or the like.
  • the guide sleeve 18 has a radially outwardly extending central web 32. In the region of its outer circumference, the guide sleeve 18 has a radial recess 34 for the two illustrated spring elements 26A, 26B. Its bottom has a larger diameter than the inner diameter of the synchronizer rings 24A, 24B.
  • a plurality of, for example, three spring elements 26 are distributed over the circumference of the synchronizer rings 24A, 24B.
  • radial recesses 34 are formed on the guide sleeve 18 in a corresponding number.
  • the circumferential groove portions 36A, 36B are offset from the axial center 28 and lie on opposite sides of the axial center 28.
  • the spring members 26A, 26B thus each have their "own" circumferential groove portion 36A, 36B.
  • the circumferential groove sections 36A, 36B can each be part of a circumferential circumferential groove.
  • the manufacturedsnutabitese 36 A, 36 B are each formed only on a relatively short peripheral portion, for example on a tooth of the internal toothing of the sliding sleeve 20th
  • the spring elements 26A, 26B are each integrally connected to a main body of their synchronizer rings 24A, 24B.
  • the main body may be made of formed steel, for example.
  • a spring element which is produced separately from a base body and then connected to it, for example by means of a material connection, as shown schematically in Figure 1 at 38.
  • FIG. 2 shows a detail II of FIG. 1.
  • the spring element 26A has a slightly obliquely upwardly extending from the outer circumference of the synchronizer ring 24A web portion 40 and an end portion 42 formed at the free end.
  • the end portion 42 is formed in the illustrated embodiment rolled up in the manner of a hook.
  • the web portion 40 extends with respect to the axis 15 at an angle 44 in the range of 1 ° to 30 °, in particular from 2 ° to 20 °, starting from the outer periphery of the synchronizer ring obliquely upward toward the axial center of the clutch pack 10th
  • the spring element 26A in this case has a first contact section 46, which is formed in the region of the transition from the web section 40 to the end section 42.
  • the first contact portion 46 is in the representation of Figure 2 at a first edge portion 48 of theticiansnutabêtes 36A.
  • the top of the web portion 40 forms a second abutment portion 50 which abuts a second flank portion 52 of the manufacturedsnutabiteses 36 A in the neutral position.
  • the flank portions 48, 52 are both inclined to the axis 15 aligned, in opposite directions.
  • the first flank portion 48 is formed steeper, so that between the axis and the first flank portion 48, an angle is set which is greater than the angle 44.
  • the size of this angle (unspecified in Figure 2), for example, in the range of 30 ° to 80 °, preferably in the range of 40 ° to 70 °.
  • the length of the spring elements 26A, 26B is chosen so that they are opposite each other in the region of their end portions 42, but preferably do not touch.
  • the two spring elements 26A, 26B respectively lie in their circumferential groove sections 36A, 36B.
  • the spring elements are each preferably slightly deflected radially inwards, so that they rest under a certain bias in the perennialsnutabêten 36A, 36B.
  • the shift sleeve 20 is moved to initiate a shift, ie for connecting, for example, the gear 16A with the guide sleeve 18, to the right, exerts the shift sleeve 20 via its first edge portion 48, an axial force on the spring element 26A.
  • This axial force causes the spring element 26A to be moved to the right and in this case transmits a so-called presynchronizing force, as shown at 54 in FIG.
  • the Vorsynchronkraft serves to center the synchronizer ring 24A with respect to the coupling body 22A and bring in a defined locking position. This will be explained in detail below.
  • the bias of the spring element 26A exerts radially outward a small restoring force 56 towards the axial center 28 on the spring element 26A, as shown in Figure 2 and Figure 3 at 56.
  • FIG. 4 shows a state in which a presynchronization has taken place.
  • the shift sleeve 20 has covered a very small first path 66, and in this case a force 68 was transmitted to the shift sleeve 20.
  • the spring elements 26 can be used.
  • separate means such as separate stop cams or the like may be provided.
  • FIG. 6 shows a state in which the speed has been matched.
  • substantially no frictional torque is generated via the contact of the friction surfaces 60, 62.
  • the axial force 68 exerted on the sliding sleeve 20 causes the synchronizer ring 24A to be rotated back, as shown schematically at 76 in FIG.
  • FIG. 7 shows how the sliding sleeve is further axially displaced by means of the force 68.
  • the toothing of the sliding sleeve reaches into the area of the coupling body toothing 23A and twists it (as shown at 78), so that the toothings can be shifted into one another.
  • the transition region between the web and end portions 40, 42 of the spring element 26A comes in the region of the circumferential groove portion 36B, which is actually assigned to the other synchronizer clutch 12B.
  • the spring element 26A is thus relieved in the radial direction to the outside, so that the synchronizer ring 24A can lift off from the coupling body 22A. This in turn reduces the drag torque.
  • Figure 8 finally shows the state in which the toothing of the shift sleeve 20 is inserted into the coupling body toothing 23A.
  • This engaged state is shown at 80 in FIG. Again, the spring element 26A is relieved due to the entry into the missionsnutabites 36B. Consequently, drag torques can also be reduced in the switched state of the synchronizer clutch 12A.
  • FIGS. 9 and 10 show an embodiment of a synchronizer ring 24 according to the invention.
  • the synchronizer ring 24 has an annular base body 90, on the outer circumference of the locking teeth 25 is formed. A single tooth is shown at 92 in FIG. Further, three spring elements 26 are fixed to the base body 90, in the present case integrally connected to the base body 90.
  • the spring elements 26 each extend, starting from the area of the locking toothing 25, approximately in the axial direction, specifically over the portion of the main body 90 which forms the friction lining 60 on its inner circumference.
  • FIGS. 11 and 12 show a shift sleeve 20 of a synchronizer clutch according to the invention.
  • the shift sleeve 20 has a sliding sleeve toothing 100 on the inner circumference.
  • Their teeth are distributed over the circumference differently formed and have different functions. Some teeth are straight and serve mainly for axial guidance on a corresponding toothing of the guide sleeve 18th
  • teeth are formed with deposits and serve to engage in corresponding deposits of the coupling body toothing when the switched state is established. This can prevent that the switched state is accidentally released at low torque or load changes.
  • FIGS. 11 and 12 it is shown in FIGS. 11 and 12 that three teeth 102 are respectively assigned to the three spring elements 26 of the associated synchronizer ring 24.
  • the circumferential groove portion 36A and the circumferential groove portion 36B are respectively formed on the surface facing radially inward.
  • the corresponding The following flank sections 48A, 48B and 52A, 52B are also shown in FIG.
  • synchronizer clutches may be constructed as multiple cone clutches.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention proposes a synchronizing ring (24) for a synchronous clutch (12), having an annular base body (90) on whose outer periphery is formed a locking toothing (25) and on which is provided a friction lining (60), wherein the base body (90) also has provided on it means (94) for mounting the synchronizing ring (24) so as to be moveable to a limited extent in the peripheral direction relative to an associated guide sleeve (18). Here, at least one spring element (26) is fixed to the synchronizing ring (24), which spring element (26) is designed to transmit an axial pre-synchronizing force (54).

Description

Synchronring und Synchronkupplung Synchronizer ring and synchronizer clutch
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Synchronring für eine Synchronkupplung, mit einem ringförmigen Grundkörper, an dessen Außenumfang eine Sperrverzahnung ausgebildet und an dem ein Reibbelag vorgesehen ist, wobei an dem Grundkörper ferner Mittel vorgesehen sind, um den Synchronring in Umfangsrichtung begrenzt beweglich in Bezug zu einer zugeordneten Führungsmuffe zu lagern.The present invention relates to a synchronizer ring for a synchronizer clutch, having an annular base body, formed on the outer periphery of a locking toothing and on which a friction lining is provided, wherein on the base further means are provided to the synchronizer ring limited in the circumferential direction movable relative to an associated Store guide sleeve.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Synchronkupplung für ein Stirnradgetriebe, mit einer Führungsmuffe (Synchronkörper), die mit einer Welle verbindbar ist und eine Führungsmuffenverzahnung aufweist, mit einer Schiebemuffe, die eine mit der Führungsmuffen Verzahnung in Eingriff stehende Schiebemuffenverzahnung aufweist und in Bezug auf die Führungsmuffe axial verschiebbar ist, mit einem Kupplungskörper, der an einem Zahnrad festlegbar ist und eine Kupplungskörperverzahnung aufweist, in die die Schiebemuffenverzahnung einschiebbar ist, um die Führungsmuffe und den Kupplungskörper drehfest miteinander zu verbinden, und mit einem Synchronring der oben beschriebenen Art. Sperr-Synchronkupplungen für Stirnradgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe, sind allgemein bekannt (vgl. bspw. Looman, Zahnradgetriebe, 3. Auflage, 1996).Further, the present invention relates to a synchronous clutch for a spur gear, with a guide sleeve (synchronizer body) which is connectable to a shaft and having a guide sleeve toothing, with a sliding sleeve, which has a with the guide sleeve teeth engaging sliding sleeve teeth and with respect to the guide sleeve is axially displaceable, with a coupling body which is fixed to a gear and has a Kupplungsungskörperverzahnung into which the sliding sleeve teeth can be inserted to connect the guide sleeve and the coupling body rotatably with each other, and with a synchronizer ring of the type described above. Locking synchronizer clutches for spur gear, especially for motor vehicle transmission, are well known (see, for example, Looman, gear transmission, 3rd edition, 1996).
Zur Einleitung eines Synchronisierungsvorganges wird die Schiebemuffe axial verschoben. Dabei wird über ein Feder/Druckstück-System (Kugel-Stein-Feder oder Ringfeder) eine sog. Vorsynchronkraft auf den Synchronring ausgeübt. Dieser zentriert sich auf der Gegenreibfläche und wird aufgrund der Differenzdrehzahl in eine definierte Sperrstellung verdreht (relativ zu der Schiebmuffe). Die Schiebemuffenverzahnung kann in dieser Stellung nicht durch die Verzahnung des Synchronringes durchgeschoben werden. Die auf die Schiebemuffe ausgeübte Axialkraft wird dann unmittelbar auf den Synchronring übertragen, dessen Reibeingriff an einer Gegenreibfläche des Kupplungskörpers zur Drehzahlangleichung führt.To initiate a synchronization process, the sliding sleeve is moved axially. In this case, a so-called. Presynchronous force is exerted on the synchronizer ring via a spring / pressure piece system (ball stone spring or ring spring). This centered on the Gegenreibfläche and is rotated due to the differential speed in a defined locking position (relative to the sliding sleeve). The sliding sleeve teeth can not be pushed through in this position by the teeth of the synchronizer ring. The force exerted on the sliding sleeve axial force is then transmitted directly to the synchronizer ring, the frictional engagement leads to a Gegenreibfläche the coupling body for speed equalization.
Sobald die Synchronisierung erfolgt ist, kann der Synchronring zurückgedreht werden, die Verzahnung der Schiebemuffe wird durch die Verzahnung des Synchronringes hindurchgeschoben und in die Verzahnung des Kupplungskörpers eingeschoben, um so die drehfeste Verbindung zwischen Welle und Zahnrad herzustellen.Once the synchronization has taken place, the synchronizing ring can be turned back, the toothing of the sliding sleeve is pushed through the teeth of the synchronizer ring and inserted into the toothing of the coupling body, so as to establish the rotationally fixed connection between the shaft and gear.
Aus dem Dokument EP 0 717 212 Bl ist eine Synchronkupplung mit einem Synchronring bekannt, der als tiefgezogenes Blechteil ausgebildet ist. Am Außenumfang sind Sperrzähne ausgebildet und am Innenumfang Mitnahmenocken, die in Ausnehmungen des Synchronkörpers greifen. Zur Übertragung der Vorsynchronkraft ist entweder ein System aus Bolzen, Feder und Schiebering vorgesehen, oder eine Ringfeder. Die Ringfeder weist einen nach innen gezogenen Rand auf, der auf den Synchronring wirkt.From the document EP 0 717 212 B1 a synchronizer clutch with a synchronizer ring is known, which is designed as a deep-drawn sheet metal part. On the outer circumference locking teeth are formed and on the inner circumference driving cams that engage in recesses of the synchronizer body. To transmit the Vorsynchronkraft either a system of bolt, spring and sliding ring is provided, or an annular spring. The annular spring has an inwardly drawn edge which acts on the synchronizer ring.
Ein weiterer Synchronring ist aus der DE 35 19 811 C2 bekannt. Der Synchronring wird aus einem Träger hergestellt, an dem durch Kaltumformung Lappen abgebogen werden, die als Anschlagnocken dienen. Die Druckschrift DE 202 16 782 Ul offenbart unterschiedliche Federsysteme (Druckstücke) zum Übertragen der Vorsynchronkraft. Bei einer Ausführungsform ist das Druckstück aus gekantetem Federstahlblech hergestellt.Another synchronizer ring is known from DE 35 19 811 C2. The synchronizer ring is made of a carrier, are bent at the cold-forming tabs that serve as a stop cam. The document DE 202 16 782 Ul discloses different spring systems (plungers) for transmitting the Vorsynchronkraft. In one embodiment, the pressure piece is made of folded spring steel sheet.
Die beschriebenen Federsysteme (Druckstücke) sind im Stand der Technik jeweils in ein Kupplungspaket integriert, das zwei Synchronkupplungen aufweist. Je nach Verschieberichtung der Schiebemuffe überträgt das Federsystem die Vorsynchronkraft auf den Synchronring der einen oder der anderen Synchronkupplung.The described spring systems (plungers) are integrated in the prior art in each case in a clutch pack having two synchronizer clutches. Depending on the direction of displacement of the sliding sleeve, the spring system transmits the Vorsynchronkraft on the synchronizer ring of one or the other synchronizer clutch.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Synchronring sowie eine verbesserte Synchronkupplung anzugeben.It is the object of the present invention to provide an improved synchronizer ring and an improved synchronizer clutch.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch einen Synchronring, wie eingangs genannt, wobei an dem Synchronring wenigstens ein Federelement festgelegt ist, das dazu ausgebildet ist, eine axiale Vorsynchronkraft zu übertragen.The above object is achieved by a synchronizer ring, as mentioned above, wherein at least one spring element is fixed to the synchronizer ring, which is adapted to transmit an axial Vorsynchronkraft.
Die obige Aufgabe wird ferner durch eine Synchronkupplung der eingangs genannten Art mit einem derartigen Synchronring gelöst.The above object is further achieved by a synchronizer clutch of the type mentioned with such a synchronizer ring.
Durch die Maßnahme, ein Federelement an dem Synchronring festzulegen, das dazu ausgebildet ist, eine axiale Vorsynchronkraft zu übertragen, können Synchronkupplungen ohne ein separates Feder/Druckstück-System hergestellt werden.By the measure to set a spring element on the synchronizer ring, which is adapted to transmit an axial Vorsynchronkraft, synchronizer clutches can be made without a separate spring / pressure piece system.
Es ergibt sich eine geringere Teileanzahl und ein geringerer Montageaufwand. Ferner ist das Verwechslungsrisiko bei der Montage reduziert, da die separaten Federelemente des Standes der Technik häufig mit unterschiedlichen Federarten ausgebildet sind.This results in a lower number of parts and a lower installation costs. Furthermore, the risk of confusion is reduced during assembly, since the separate spring elements of the prior art are often formed with different types of springs.
Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst. Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Federelement sich von dem Außenumfang des Synchronringes etwa parallel oder etwas schräg zu einer Achse des Synchronringes erstreckt.The task is thus completely solved. It is particularly advantageous if the spring element extends from the outer circumference of the synchronizer ring approximately parallel or slightly oblique to an axis of the synchronizer ring.
Eine derartige Ausgestaltung ist konstruktiv günstig realisierbar. Ferner ist durch die Anordnung am Außenumfang eine unmittelbare Zuordnung des Federelementes zu der Schiebemuffe möglich.Such a configuration is constructively low feasible. Furthermore, a direct assignment of the spring element to the sliding sleeve is possible by the arrangement on the outer circumference.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Federelement in Um- fangsrichtung bis zu 10 mm breit.According to a further preferred embodiment, the spring element in the circumferential direction is up to 10 mm wide.
Mit der Ausführungsform ist das Federelement nach der Art einer Blattfeder ausgebildet, die sich beispielsweise nach der Art eines Kragarmes etwa entlang der Achse des Synchronringes erstreckt.With the embodiment, the spring element is formed in the manner of a leaf spring, which extends for example in the manner of a cantilever approximately along the axis of the synchronizer ring.
Gemäß einer weiteren bevorzugte Ausführungsform ist das Federelement radial elastisch ausgebildet.According to a further preferred embodiment, the spring element is designed to be radially elastic.
Da das Federelement zwar zur Aufnahme der Vorsynchronkraft ausgelegt ist, in der Regel jedoch nicht zur Übertragung der Synchronkraft beim eigentlichen Synchroni- sierungsvorgang, muss das Federelement beim weiteren Synchronisierungsvorgang ausweichen. Dies ist zwar generell auch in Umfangsrichtung möglich. Bevorzugt ist es jedoch, wenn das Federelement in radialer Richtung ausweicht. Bei manchen Anwendungen (ASG) ist auch eine Übertragung der Synchronkraft denkbar.Although the spring element is designed to receive the presynchronizing force, but as a rule not to transmit the synchronizing force during the actual synchronization process, the spring element must deflect during the further synchronization process. Although this is generally possible in the circumferential direction. However, it is preferred if the spring element evades in the radial direction. In some applications (ASG), a transmission of the synchronous force is conceivable.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Federelement stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden.According to a preferred embodiment, the spring element is integrally connected to the base body.
Beispielsweise kann das Federelement an den Grundkörper geschweißt sein. Bei einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung ist das Federelement einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet.For example, the spring element may be welded to the main body. In an alternative preferred embodiment, the spring element is formed integrally with the main body.
In diesem Fall kann der Synchronring beispielsweise aus einem Umformstahl hergestellt sein.In this case, the synchronizer ring may be made of a forming steel, for example.
Bei der erfindungsgemäßen Synchronkupplung ist es von besonderem Vorteil, wenn die Schiebemuffe einen Umfangsnutabschnitt aufweist, der mit dem Federelement zusammenwirkt und gegenüber einer axialen Mitte der Schiebemuffe versetzt angeordnet ist.In the synchronizer clutch according to the invention, it is particularly advantageous if the sliding sleeve has a Umfangsnutabschnitt which cooperates with the spring element and is arranged offset from an axial center of the sliding sleeve.
Durch die versetzte Anordnung kann dem Federelement des Synchronringes ein eigener Umfangsnutabschnitt an der Schiebemuffe zugeordnet werden.Due to the staggered arrangement, the spring element of the synchronizer ring can be assigned its own circumferential groove section on the sliding sleeve.
Da das Federsystem zum Übertragen der Vorsynchronkraft nunmehr einem Synchronring zugeordnet ist, und nicht der Schaltmuffe bzw. dem zugeordneten Syn- chronkupplungspaket insgesamt, ist es auch zweckmäßig, dem Federelement (bzw. den Federelementen) des Synchronringes einen eigenen Umfangsnutabschnitt zuzuordnen.Since the spring system for transmitting the Vorsynchronkraft is now assigned to a synchronizer ring, and not the shift sleeve or the associated syn chronkupplungspaket total, it is also expedient to assign the spring element (or the spring elements) of the synchronizer ring its own Umfangsnutabschnitt.
Zudem ist es bei dieser Ausführungsform von besonderem Vorteil, dass der Umfangsnutabschnitt auch unsymmetrisch ausgebildet sein kann, so dass einander gegenüberliegende Flankenabschnitte unterschiedliche Funktionen erfüllen können.Moreover, it is particularly advantageous in this embodiment that the circumferential groove section can also be asymmetrical, so that mutually opposite flank sections can fulfill different functions.
So ist es von besonderem Vorteil, wenn ein erster Anlageabschnitt des Federelementes in einer Neutralposition an einem ersten Flankenabschnitt des Umfangsnutab- schnittes anliegt, wobei die Vorsynchronkraft von dem ersten Flankenabschnitt in den ersten Anlageabschnitt des Federelementes und damit in den Synchronring eingeleitet werden kann. Der erste Anlageabschnitt und der erste Flankenabschnitt dienen somit zur Übertragung der Vorsynchronkraft von der Schiebemuffe auf den Synchronring.Thus, it is of particular advantage if a first abutment portion of the spring element rests in a neutral position on a first flank portion of the Umfangsnutab- section, the Vorsynchronkraft can be initiated by the first flank portion in the first contact portion of the spring element and thus in the synchronizer ring. The first contact portion and the first flank portion thus serve to transmit the Vorsynchronkraft of the sliding sleeve on the synchronizer ring.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein zweiter Anlageabschnitt des Federelementes von einem zweiten Flankenabschnitt des Umfangsnutab- schnittes in eine Neutralposition gedrückt, um den Reibbelag des Synchronringes in der Neutralposition von einem entsprechenden Gegenreibbelag abzuheben.According to a further preferred embodiment, a second contact section of the spring element is pressed by a second flank section of the Umfangsnutab- section in a neutral position to lift the friction lining of the synchronizer ring in the neutral position of a corresponding Gegenreibbelag.
Hierdurch kann erreicht werde, dass der Reibbelag des Synchronringes in der Neutralstellung von dem zugeordneten Gegenreibbelag vollständig oder doch zumindest etwas abgehoben wird. Zumindest wird der Reibkontakt zwischen diesen Elementen entlastet.It can thereby be achieved that the friction lining of the synchronizer ring in the neutral position of the associated Gegenreibbelag is completely or at least slightly raised. At least the frictional contact between these elements is relieved.
Hierdurch können Schleppmomente verringert werden, der Wirkungsgrad wird erhöht, der Verschleiß verringert.As a result, drag torques can be reduced, the efficiency is increased, the wear is reduced.
Bei dieser Ausführungsform kann der Umfangsnutabschnitt demzufolge zwei Flankenabschnitte aufweisen, von denen der eine Flankenabschnitt für die Übertragung der Vorsynchronkraft optimiert ist, und von denen der andere Flankenabschnitt zur Rückstellung des Synchronringes in eine Neutralposition ausgelegt ist.In this embodiment, the Umfangsnutabschnitt therefore two flank sections, of which one flank section is optimized for the transmission of the Vorsynchronkraft, and of which the other flank section is designed for resetting the synchronizer ring in a neutral position.
Eine derartige Rückstellfunktion wird bei herkömmlichen Feder/Druckstücksystemen des Standes der Technik nicht realisiert.Such a reset function is not realized in conventional spring / pressure piece systems of the prior art.
Ferner ist es hierdurch möglich, den Synchronring in Bezug auf die Schaltmuffe in eine definierte Position zu versetzen. Daher ist es auch möglich, den eigentlichen Vorsynchronvorgang mit einer größeren Verlässlichkeit zu realisieren; im Idealfall wird das Vorsynchronisieren mit jedem Schaltvorgang gewährleistet.Furthermore, it is thereby possible to move the synchronizer ring with respect to the shift sleeve in a defined position. Therefore, it is also possible to realize the actual Vorsynchronvorgang with greater reliability; Ideally, the pre-synchronization is ensured with each switching operation.
Es ergibt sich folglich auch eine Verbesserung des Schaltkomforts. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dient eine außenumfängliche Radialausnehmung der Führungsmuffe zur Aufnahme des Federelementes, wobei der Boden der Radialausnehmung einen größeren Durchmesser aufweist als des Innendurchmesser des Synchronringes.Consequently, there is also an improvement in shifting comfort. In a further preferred embodiment, an outer circumferential radial recess of the guide sleeve for receiving the spring element, wherein the bottom of the radial recess has a larger diameter than the inner diameter of the synchronizer ring.
Da das Federelement des Synchronringes in radialer Richtung sehr kompakt ausgebildet werden kann, beispielsweise nach der Art des Kragarmes, ist es auch möglich, die Bauteilfestigkeit der Führungsmuffe zu vergrößern. Denn an der Führungsmuffe müssen keine weit radial nach innen reichenden Ausnehmungen zur Aufnahme eines Feder/Druckstück-Systems vorgesehen werden.Since the spring element of the synchronizer ring can be made very compact in the radial direction, for example according to the type of cantilever, it is also possible to increase the component strength of the guide sleeve. Because on the guide sleeve no far radially inwardly reaching recesses for receiving a spring / pressure piece system must be provided.
Da zudem die Führungsmuffe vorzugsweise keinen Beitrag bei der Übertragung der Vorsynchronkraft leistet, wie dies im Stand der Technik der Fall ist, indem sich die Feder/Druckstück-Systeme an der Führungsmuffe abstützen, kann an der Führungsmuffe auch eine Toleranzentfeinerung erfolgen. Mit anderen Worten kann die Führungsmuffe mit größeren Toleranzen und damit kostengünstiger hergestellt werden.In addition, since the guide sleeve preferably makes no contribution in the transmission of the Vorsynchronkraft, as is the case in the prior art by the spring / pressure piece systems are supported on the guide sleeve, on the guide sleeve also a tolerance refinement. In other words, the guide sleeve can be produced with greater tolerances and thus more cost-effectively.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Schiebemuffe zwei Synchronkupplungen bedient und zwei Umfangsnuten aufweist, die jeweils mit einem Federelement zusammenwirken und auf gegenüberliegenden Seiten einer axialen Mitte der Schiebemuffe angeordnet sind.It is also advantageous if the sliding sleeve operates two synchronizer clutches and has two circumferential grooves, which cooperate in each case with a spring element and are arranged on opposite sides of an axial center of the sliding sleeve.
Bei dieser Ausführungsform ist die Schiebemuffe Teil eines Synchronpaketes mit zwei Synchronkupplungen. Die Synchronringe der zwei Synchronkupplungen weisen jeweils ihre eigene Umfangsnut bzw. ihren eigenen Umfangsnutabschnitt auf. Diese Umfangsnutabschnitte können jeweils gegenüberliegende Flankenabschnitte besitzen, die unsymmetrisch in Bezug auf eine axiale Mitte der jeweiligen Umfangsnut ausgebildet sind und folglich in beiden axialen Richtungen unterschiedliche Funktionen erfüllen können. Obgleich im vorliegenden Zusammenhang generell von einer dem Federelement jeweils zugeordneten Umfangsnut bzw. Umfangsnutabschnitt gesprochen wird, versteht sich, dass jedenfalls dann, wenn eine Mehrzahl von Federelementen verteilt über den Umfang angeordnet ist, jedem Federelement ein eigener Umfangsnutabschnitt zugeordnet ist. Diese Umfangsnutabschnitte können ausschließlich im Bereich ihres jeweiligen Federelementes ausgebildet sein. Es könnte jedoch auch sein, dass die Umfangsnutabschnitte Teil einer umlaufenden Umfangsnut sind.In this embodiment, the sliding sleeve is part of a synchronous package with two synchronizer clutches. The synchronizer rings of the two synchronizer clutches each have their own circumferential groove or their own circumferential groove portion. These Umfangsnutabschnitte may each have opposite edge portions which are asymmetrically formed with respect to an axial center of the respective circumferential groove and thus can fulfill different functions in both axial directions. Although in the present context is generally spoken of a spring element respectively associated circumferential groove or Umfangsnutabschnitt, it is understood that in any case when a plurality of spring elements distributed over the circumference, each spring element is associated with its own Umfangsnutabschnitt. These Umfangsnutabschnitte may be formed only in the region of their respective spring element. However, it could also be that the Umfangsnutabschnitte are part of a circumferential circumferential groove.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Umfangsnutabschnitte so angeordnet, dass ein Federelement einer geschalteten Synchronkupplung in den anderen Federelement zugeordneten Umfangsnutabschnitt greift, so dass beim Einschieben der Schiebemuffenverzahnung in die Kupplungskörperverzahnung ein Schleppmoment verringert ist.In a further preferred embodiment, the Umfangsnutabschnitte are arranged so that a spring element of a switched synchronizer clutch engages in the other spring element associated Umfangsnutabschnitt, so that when inserting the sliding sleeve teeth in the coupling body toothing a drag torque is reduced.
Mit anderen Worten wird die Tatsache, dass zwei in axialer Richtung versetzte Umfangsnutabschnitte für die zwei Synchronkupplungen vorgesehen sind, dazu ausgenutzt, dass das Federelement beim Schalten seiner zugeordneten Synchronkupplung auch den anderen Umfangsnutabschnitt funktional nutzt.In other words, the fact that two circumferentially offset in the axial direction Umfangsnutabschnitte are provided for the two synchronizer clutches, exploited to the fact that the spring element when switching its associated synchronizer clutch and the other Umfangsnutabschnitt functional uses.
Beispielsweise kann das Federelement dann, wenn die Schiebemuffenverzahnung in die Kupplungskörperverzahnung eingeschoben wird, das Federelement radial nach außen in die Umfangsnut der anderen Synchronkupplung ausweichen, so dass der Anpressdruck auf den Synchronring verringert ist. Damit wird jedoch auch das Losbrechmoment aufgrund eines Reibeingriffes zwischen dem Reibbelag des Synchronringes und dem Gegenreibbelag reduziert.For example, when the sliding sleeve toothing is inserted into the coupling body toothing, the spring element can deflect the spring element radially outward into the circumferential groove of the other synchronizer coupling, so that the contact pressure on the synchronizer ring is reduced. However, this also reduces the breakaway torque due to a frictional engagement between the friction lining of the synchronizer ring and the counter friction lining.
Insgesamt wird mit dem erfindungsgemäßen Synchronring bzw. der erfindungsgemäßen Synchronkupplung wenigstens einer der folgenden Vorteile realisiert:Overall, at least one of the following advantages is realized with the synchronizer ring according to the invention or the synchronizer clutch according to the invention:
Reduktion der Bauteilanzahl durch Entfall eines separaten Federsystems; Integration des Federelementes in den Synchronring;Reduction in the number of components due to the omission of a separate spring system; Integration of the spring element in the synchronizer ring;
Zentrierung des Synchronringes zur Schaltmuffe;Centering of the synchronizer ring to the shift sleeve;
Abheben des Synchronrings in Neutralstellung, zur Reduzierung des Schleppmomentes;Lifting the synchronizer ring in neutral position, to reduce the drag torque;
Abheben des Synchronringes beim Einspuren in den Kupplungskörper, so dass das Losbrechmoment reduziert wird;Lifting the synchronizer ring when meshing in the coupling body, so that the breakaway torque is reduced;
Abheben des Synchronringes führt jeweils auch zu einer Reduktion der Wärmeerzeugung und des Verschleißes;Lifting the synchronizer ring also leads to a reduction of heat generation and wear;
der Schaltkomfort wird verbessert;the shifting comfort is improved;
es ergibt sich eine Montageerleichterung durch Entfall des separaten Federsystems;it results in a simplification of assembly by omission of the separate spring system;
es ergibt sich eine Festigkeitserhöhung der Führungsmuffe durch eine breitere Stegbreite, durch eine geringere Aussparungstiefe im Bereich des Federelementes und/oder durch eine geringere Aussparungsbreite für die Umschlagwinkelbegrenzung;This results in an increase in strength of the guide sleeve by a wider web width, by a smaller recess depth in the region of the spring element and / or by a smaller recess width for the Umschlagwinkelbegrenzung;
es ergibt sich eine Toleranzentfeinerung an der Führungsmuffe durch Entfall des separaten Federelementes;there is a tolerance refinement on the guide sleeve by omission of the separate spring element;
das Vorsynchronisieren ist vorzugsweise bei jedem Schaltvorgang gewährleistet;the Vorsynchronisieren is preferably ensured at each switching operation;
es ergibt sich eine Reduzierung des Verwechslungsrisikos durch Entfall des separaten Federelementes mit unterschiedlichen Federarten. Die Mittel zur in Umfangsrichtung begrenzt beweglichen Lagerung können durch die Federelemente selbst gebildet sein, die dann auch Kräfte in Umfangsrichtung aufnehmen. Es können jedoch auch separate Mittel zur Bildung von Anschlagsnocken oder ähnliches an dem Synchronring und/oder den zugeordneten Bauteilen ausgebildet sein.This results in a reduction of the risk of confusion by omitting the separate spring element with different types of spring. The means for limited circumferentially movable storage can be formed by the spring elements themselves, which then also absorb forces in the circumferential direction. However, separate means for forming stop cams or the like may also be formed on the synchronizer ring and / or the associated components.
Ferner wird der Gedanke, dass ein Federsystem vorgesehen ist, das den Synchronring aktiv in die Neutralstellung drückt und somit den Synchronring von dem zugeordneten Gegenreibbelag abhebt, als eigene Erfindung angesehen, und zwar unabhängig von der Ausbildung eines Federelementes derart, dass es an dem Synchronring festgelegt ist. Mit anderen Worten könnten bei herkömmlichen Synchronkupplungen elastische Rückstellmittel auch durch ein separates Federsystem gebildet werden.Furthermore, the idea that a spring system is provided, which actively presses the synchronizer ring in the neutral position and thus lifts the synchronizer ring from the associated Gegenreibbelag, regarded as a separate invention, regardless of the formation of a spring element such that it fixed to the synchronizer ring is. In other words, in conventional synchronizer clutches elastic return means could also be formed by a separate spring system.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show it:
Figur 1 eine schematische Längsschnittansicht durch ein Kupplungspaket mit zwei Synchronkupplungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view through a clutch pack with two synchronizer clutches according to an embodiment of the present invention;
Figur 2 eine Ansicht eines Details II der Figur 1;Figure 2 is a view of a detail II of Figure 1;
Figur 3 eine Ansicht eines Details III der Figur 1;Figure 3 is a view of a detail III of Figure 1;
Figur 4 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, in einer Stellung während einer Vorsynchronisierung; Figur 5 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, in einer Stellung während einer Synchronisierung;Figure 4 is a representation corresponding to Figure 1, in a position during a Vorsynchronisierung; Figure 5 is a representation corresponding to Figure 1, in a position during a synchronization;
Figur 6 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, in einer Stellung bei zurück verdrehtem Synchronring;FIG. 6 shows a representation corresponding to FIG. 1, in a position with the synchronizing ring twisted back;
Figur 7 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, in einer Stellung beimFigure 7 is a representation corresponding to Figure 1, in a position at
Einspuren in den Kupplungskörper;Traces in the coupling body;
Figur 8 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, in einer Stellung beimFigure 8 is a representation corresponding to Figure 1, in a position at
Durchschalten;By switching;
Figur 9 eine Seitenansicht eines Synchronringes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;Figure 9 is a side view of a synchronizer ring according to an embodiment of the present invention;
Figur 10 eine perspektivische Teilansicht des Synchronringes der Figur 9;Figure 10 is a partial perspective view of the synchronizer ring of Figure 9;
Figur 11 eine perspektivische Darstellung einer Schiebemuffe einer erfindungsgemäßen Synchronkupplung; undFigure 11 is a perspective view of a sliding sleeve of a synchronizer clutch according to the invention; and
Figur 12 ein Detail XII der Figur 11.FIG. 12 shows a detail XII of FIG. 11.
In Figur 1 ist ein Kupplungspaket für ein Stirnradgetriebe, insbesondere für ein Stirnradgetriebe für Kraftfahrzeuge, generell mit 10 bezeichnet.1 shows a clutch pack for a spur gear, in particular for a spur gear for motor vehicles, generally designated 10.
Das Kupplungspaket 10 ist für Stirnradgetriebe jeglicher Art verwendbar, insbesondere für handgeschaltete Getriebe, für automatisierte Handschaltgetriebe, für Doppelkupplungsgetriebe etc. Generell ist das Kupplungspaket 10 jedoch auch für andere Arten von Stirnradgetrieben verwendbar. Das Kupplungspaket 10 weist in an sich herkömmlicher Weise zwei benachbarte Synchronkupplungen 12A, 12B auf, die an einer Welle 14 gelagert sind. Die Welle 14 ist entlang einer Achse 15 ausgerichtet.The clutch pack 10 can be used for spur gear of any kind, especially for manual transmission, for automated manual transmission, for dual-clutch transmission, etc. In general, however, the clutch pack 10 can also be used for other types of spur gears. The clutch pack 10 has in a conventional manner on two adjacent synchronizer clutches 12 A, 12 B, which are mounted on a shaft 14. The shaft 14 is aligned along an axis 15.
An der Welle 14 sind zwei Zahnräder (Losräder) 16 A, 16B drehbar gelagert.On the shaft 14, two gears (idler gears) 16 A, 16 B are rotatably mounted.
Die Synchronkupplungen 12A, 12B dienen dazu, entweder das Zahnrad 16A oder das Zahnrad 16B drehfest mit der Welle 14 zu verbinden.The synchronizer clutches 12A, 12B serve to connect either the gear 16A or the gear 16B rotationally fixed to the shaft 14.
Das Kupplungspaket 10 weist eine Führungsmuffe (Synchronkörper) 18 auf, die drehfest mit der Welle 14 verbunden ist. Die Führungsmuffe 18 weist eine in Figur 1 nicht näher dargestellte Außenverzahnung an sich herkömmlicher Bauart auf.The clutch pack 10 has a guide sleeve (synchronizer body) 18 which is rotatably connected to the shaft 14. The guide sleeve 18 has a not shown in Figure 1 external teeth on a conventional design.
Ferner beinhaltet das Kupplungspaket 10 eine Schiebemuffe 20, die eine Innenverzahnung (in Figur nicht dargestellt) aufweist, die in Eingriff steht mit der Führungsmuffenverzahnung. Demgemäß ist die Schiebemuffe 20 in axialer Richtung parallel zur Achse 15 hin und her verschiebbar. In Figur 1 ist die Schiebemuffe in einer Neutralposition gezeigt.Furthermore, the clutch pack 10 includes a sliding sleeve 20 having an internal toothing (not shown in the figure), which is in engagement with the guide sleeve toothing. Accordingly, the sliding sleeve 20 in the axial direction parallel to the axis 15 back and forth. In Figure 1, the sliding sleeve is shown in a neutral position.
Das Kupplungspaket 10 weist ferner zwei Kupplungskörper 22A, 22B auf, die mit den Zahnrädern 16A bzw. 16B drehfest verbunden sind. Die Kupplungskörper 22A, 22B weisen jeweils eine Außenverzahnung 23A bzw. 23B auf.The clutch pack 10 also has two clutch bodies 22A, 22B which are rotatably connected to the gears 16A and 16B, respectively. The coupling bodies 22A, 22B each have an outer toothing 23A, 23B, respectively.
Die Synchronkupplung 12A weist einen Synchronring 24A auf. In entsprechender Weise weist die Synchronkupplung 12B einen Synchronring 24B auf. Die Synchronringe 24A, 24B besitzen jeweils außenumfänglich eine Sperrverzahnung 25 A, 25 B.The synchronizer clutch 12A has a synchronizer ring 24A. Correspondingly, the synchronizer clutch 12B has a synchronizer ring 24B. The synchronizer rings 24A, 24B each have an outer peripheral locking teeth 25 A, 25 B.
Das Kupplungspaket 10 entspricht in seinem generellen Aufbau, wie oben beschrieben, herkömmlichen Kupplungspaketen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Auf eine detaillierte Beschreibung der Details und der genauen Funktionsweise wird daher vorliegend verzichtet. Die Synchronringe 24A, 24B weisen jeweils erfindungsgemäß Federelemente 26 A, 26B auf.The clutch pack 10 corresponds in its general construction, as described above, conventional clutch packs, as are known in the art. On a detailed description of the details and the exact operation is therefore omitted here. The synchronizer rings 24A, 24B each have spring elements 26A, 26B according to the invention.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Federelemente 26 jeweils als nach der Art eines Kragarmes vom Außenumfang des Synchronring 24A, 24B in axialer Richtung vorstehende Blattfedern ausgebildet.In the illustrated embodiment, the spring elements 26 are each formed as in the manner of a cantilever arm from the outer periphery of the synchronizer ring 24A, 24B in the axial direction protruding leaf springs.
Eine axiale Mitte der Schaltmuffe 20 ist in Figur 1 bei 28 dargestellt. Die Schaltmuffe 20 weist ferner eine äußere umlaufende Umfangsnut 30 auf, die an sich bekannter Weise zum Eingriff einer Schaltgabel oder Ähnlichem ausgelegt ist.An axial center of the shift sleeve 20 is shown in Figure 1 at 28. The shift sleeve 20 further includes an outer circumferential circumferential groove 30, which is designed in a conventional manner for engaging a shift fork or the like.
Die Führungsmuffe 18 weist einen sich radial nach außen erstreckenden Mittelsteg 32 auf. Im Bereich ihres Außenumfanges weist die Führungsmuffe 18 für die zwei dargestellten Federelemente 26A, 26B eine Radialausnehmung 34 auf. Deren Boden weist einen größeren Durchmesser auf als der Innendurchmesser der Synchronringe 24A, 24B.The guide sleeve 18 has a radially outwardly extending central web 32. In the region of its outer circumference, the guide sleeve 18 has a radial recess 34 for the two illustrated spring elements 26A, 26B. Its bottom has a larger diameter than the inner diameter of the synchronizer rings 24A, 24B.
An den Synchronringen 24A, 24B ist jeweils, wie es nachstehend noch erläutert werden wird, eine Mehrzahl von beispielsweise drei Federelementen 26 über den Umfang verteilt angeordnet.As will be explained below, a plurality of, for example, three spring elements 26 are distributed over the circumference of the synchronizer rings 24A, 24B.
Es versteht sich, dass Radialausnehmungen 34 an der Führungsmuffe 18 in entsprechender Anzahl ausgebildet sind.It is understood that radial recesses 34 are formed on the guide sleeve 18 in a corresponding number.
Ferner sind am Innenumfang der Schiebemuffe 20 Umfangsnutabschnitte 36A, 36B in entsprechender Anzahl ausgebildet.Further, on the inner circumference of the sliding sleeve 20 Umfangsnutabschnitte 36 A, 36 B are formed in a corresponding number.
Die Umfangsnutabschnitte 36A, 36B sind gegenüber der axialen Mitte 28 versetzt angeordnet und liegen auf gegenüberliegenden Seiten der axialen Mitte 28. Die Federelemente 26A, 26B weisen folglich jeweils ihren „eigenen" Umfangsnutab- schnitt 36 A, 36B auf. Die Umfangsnutabschnitte 36A, 36B können jeweils Teil einer umlaufenden Um- fangsnut sein. Vorzugsweise sind die Umfangsnutabschnitte 36A, 36B jeweils nur an einem relativ kurzem Umfangsabschnitt ausgebildet, beispielsweise an einem Zahn der Innenverzahnung der Schiebemuffe 20.The circumferential groove portions 36A, 36B are offset from the axial center 28 and lie on opposite sides of the axial center 28. The spring members 26A, 26B thus each have their "own" circumferential groove portion 36A, 36B. The circumferential groove sections 36A, 36B can each be part of a circumferential circumferential groove. Preferably, the Umfangsnutabschnitte 36 A, 36 B are each formed only on a relatively short peripheral portion, for example on a tooth of the internal toothing of the sliding sleeve 20th
Die Federelemente 26A, 26B sind jeweils einstückig mit einem Grundkörper ihrer Synchronringe 24A, 24B verbunden. Der Grundkörper kann beispielsweise aus Umformstahl hergestellt sein.The spring elements 26A, 26B are each integrally connected to a main body of their synchronizer rings 24A, 24B. The main body may be made of formed steel, for example.
Alternativ ist es auch möglich, ein Federelement vorzusehen, das separat von einem Grundkörper hergestellt und anschließend mit diesem verbunden ist, beispielsweise mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, wie es in Figur 1 schematisch bei 38 gezeigt ist.Alternatively, it is also possible to provide a spring element, which is produced separately from a base body and then connected to it, for example by means of a material connection, as shown schematically in Figure 1 at 38.
Figur 2 zeigt ein Detail II der Figur 1.FIG. 2 shows a detail II of FIG. 1.
Im Folgenden wird die Erfindung weiter im Wesentlichen an Hand der Synchronkupplung 12A erläutert. Es versteht sich jedoch, dass die Beschreibung in entsprechender Weise auf die Synchronkupplung 12B anwendbar ist.In the following, the invention is further explained essentially with reference to the synchronizer clutch 12A. It should be understood, however, that the description is equally applicable to the synchronizer clutch 12B.
Das Federelement 26A weist einen sich von dem Außenumfang des Synchronrings 24A leicht schräg nach oben erstreckenden Stegabschnitt 40 sowie einen am freien Ende ausgebildeten Endabschnitt 42 auf. Der Endabschnitt 42 ist in der dargestellten Ausführungsform nach der Art eines Hakens eingerollt ausgebildet.The spring element 26A has a slightly obliquely upwardly extending from the outer circumference of the synchronizer ring 24A web portion 40 and an end portion 42 formed at the free end. The end portion 42 is formed in the illustrated embodiment rolled up in the manner of a hook.
Der Stegabschnitt 40 erstreckt sich in Bezug auf die Achse 15 unter einem Winkel 44 im Bereich von 1° bis 30°, insbesondere von 2° bis 20°, und zwar ausgehend von dem Außenumfang des Synchronringes schräg nach oben hin zu der axialen Mitte des Kupplungspaketes 10. Das Federelement 26A weist dabei einen ersten Anlageabschnitt 46 auf, der im Bereich des Übergangs vom Stegabschnitt 40 zum Endabschnitt 42 ausgebildet ist. Der erste Anlageabschnitt 46 liegt in der Darstellung der Figur 2 an einem ersten Flankenabschnitt 48 des Umfangsnutabschnittes 36A an.The web portion 40 extends with respect to the axis 15 at an angle 44 in the range of 1 ° to 30 °, in particular from 2 ° to 20 °, starting from the outer periphery of the synchronizer ring obliquely upward toward the axial center of the clutch pack 10th The spring element 26A in this case has a first contact section 46, which is formed in the region of the transition from the web section 40 to the end section 42. The first contact portion 46 is in the representation of Figure 2 at a first edge portion 48 of the Umfangsnutabschnittes 36A.
Die Oberseite des Stegabschnittes 40 bildet einen zweiten Anlageabschnitt 50, der an einem zweiten Flankenabschnitt 52 des Umfangsnutabschnittes 36A in der Neutralposition anliegt.The top of the web portion 40 forms a second abutment portion 50 which abuts a second flank portion 52 of the Umfangsnutabschnittes 36 A in the neutral position.
Die Flankenabschnitte 48, 52 sind beide geneigt zur Achse 15 ausgerichtet, und zwar in entgegengesetzten Richtungen. Dabei ist der erste Flankenabschnitt 48 steiler ausgebildet, so dass zwischen der Achse und dem ersten Flankenabschnitt 48 ein Winkel eingerichtet ist, der größer ist als der Winkel 44. Die Größe dieses Winkels (in Figur 2 nicht näher bezeichnet) kann beispielsweise im Bereich von 30° bis 80° liegen, vorzugsweise im Bereich von 40° bis 70°.The flank portions 48, 52 are both inclined to the axis 15 aligned, in opposite directions. In this case, the first flank portion 48 is formed steeper, so that between the axis and the first flank portion 48, an angle is set which is greater than the angle 44. The size of this angle (unspecified in Figure 2), for example, in the range of 30 ° to 80 °, preferably in the range of 40 ° to 70 °.
Die Länge der Federelemente 26A, 26B ist so gewählt, dass diese sich im Bereich ihrer Endabschnitte 42 gegenüberliegen, jedoch vorzugsweise nicht berühren.The length of the spring elements 26A, 26B is chosen so that they are opposite each other in the region of their end portions 42, but preferably do not touch.
In der in Figur 1 gezeigten Neutralposition der Schaltmuffe 20 liegen die zwei Federelemente 26A, 26B jeweils in ihren Umfangsnutabschnitten 36A, 36B. Dabei sind die Federelemente jeweils vorzugsweise leicht radial nach innen ausgelenkt, so dass sie unter einer gewissen Vorspannung in den Umfangsnutabschnitten 36A, 36B anliegen.In the neutral position of the shift sleeve 20 shown in FIG. 1, the two spring elements 26A, 26B respectively lie in their circumferential groove sections 36A, 36B. The spring elements are each preferably slightly deflected radially inwards, so that they rest under a certain bias in the Umfangsnutabschnitten 36A, 36B.
Wenn nun die Schaltmuffe 20 zum Einleiten eines Schaltvorganges d.h. zum Verbinden beispielsweise des Zahnrades 16A mit der Führungsmuffe 18, nach rechts verschoben wird, übt die Schaltmuffe 20 über ihren ersten Flankenabschnitt 48 eine Axialkraft auf das Federelement 26A aus. Diese Axialkraft führt dazu, dass das Federelement 26A nach rechts bewegt wird und hierbei eine so genannte Vorsynchron- kraft überträgt, wie es in Figur 2 bei 54 gezeigt ist. Die Vorsynchronkraft dient dazu den Synchronring 24A in Bezug auf den Kupplungskörper 22A zu zentrieren und in eine definierte Sperrstellung zu bringen. Dies wird im Detail weiter unten erläutert werden.Now, if the shift sleeve 20 is moved to initiate a shift, ie for connecting, for example, the gear 16A with the guide sleeve 18, to the right, exerts the shift sleeve 20 via its first edge portion 48, an axial force on the spring element 26A. This axial force causes the spring element 26A to be moved to the right and in this case transmits a so-called presynchronizing force, as shown at 54 in FIG. The Vorsynchronkraft serves to center the synchronizer ring 24A with respect to the coupling body 22A and bring in a defined locking position. This will be explained in detail below.
Sofern die Schaltmuffe 20 in ihrer Neutralposition ist, übt die Vorspannung des Federelementes 26A radial nach außen eine kleine Rückstellkraft 56 in Richtung hin zur axialen Mitte 28 auf das Federelement 26A aus, wie es in Figur 2 und Figur 3 bei 56 gezeigt ist.Provided that the shift sleeve 20 is in its neutral position, the bias of the spring element 26A exerts radially outward a small restoring force 56 towards the axial center 28 on the spring element 26A, as shown in Figure 2 and Figure 3 at 56.
Durch diese Rückstellkraft (Zentrierkraft) wird das Federelement 26A und folglich der Synchronring 24A von dem Kupplungskörper 22A abgehoben. Mit anderen Worten wird zwischen einem Reibbelag 60 des Synchronrings 24A und einem Reibbelag 62 des Kupplungskörpers 22A ein kleiner Abstand s eingerichtet, wie es in Figur 3 dargestellt ist.By this restoring force (centering force), the spring element 26A and consequently the synchronizer ring 24A is lifted from the coupling body 22A. In other words, a small distance s is set up between a friction lining 60 of the synchronizing ring 24A and a friction lining 62 of the coupling body 22A, as shown in FIG.
Bei Mehrfachkegelsynchronisierungen jedoch stellt sich dieser Abstand zwischen dem Kupplungskörper und dem Zwischenring bzw. dem Zwischenringpaket ein.In multi-cone synchronizations, however, this distance between the coupling body and the intermediate ring or the intermediate ring package arises.
Obgleich vorzugsweise ein gewisser Abstand eingerichtet wird, ist es erfindungsgemäß auch möglich, die Rückstellkraft so gering auszubilden, dass die über die Reibflächen 60, 62 übertragene Reibkraft sehr gering ist, jedenfalls deutlich geringer als in Fällen, bei denen der Synchronring lose auf dem Kupplungskörper zentriert ist, wie es bei Synchronkupplungen des Standes der Technik generell der Fall ist.Although a certain distance is preferably established, it is also possible according to the invention to make the restoring force so small that the friction force transmitted via the friction surfaces 60, 62 is very small, in any case significantly less than in cases in which the synchronizer ring loosely centers on the coupling body is, as is generally the case with synchronizer clutches of the prior art.
Durch die Tatsache, dass der Synchronring 24A vorzugsweise von dem Kupplungskörper 22A abgehoben wird, werden Schleppmomente reduziert oder sogar vollständig vermieden.Due to the fact that the synchronizer ring 24A is preferably lifted off the coupling body 22A, drag torques are reduced or even completely avoided.
In den Figuren 4 bis 8 ist ein Schaltvorgang gezeigt, bei dem die Schaltmuffe 20 aus der in Figur 1 gezeigten Neutralstellung in eine Stellung verschoben wird, bei der die Synchronkupplung 12A geschlossen ist, d.h. die Verzahnung der Schiebemuffe 20 in die Kupplungskörperverzahnung 23A eingeschoben ist.In the figures 4 to 8, a switching operation is shown, in which the shift sleeve 20 is moved from the neutral position shown in Figure 1 in a position in which the Synchronous coupling 12A is closed, that is, the toothing of the sliding sleeve 20 is inserted into the coupling body toothing 23A.
In Figur 4 ist ein Zustand gezeigt, bei dem eine Vorsynchronisierung erfolgt ist. Dabei hat die Schaltmuffe 20 einen sehr kleinen ersten Weg 66 zurückgelegt, und hierbei wurde auf die Schaltmuffe 20 eine Kraft 68 übertragen.FIG. 4 shows a state in which a presynchronization has taken place. In this case, the shift sleeve 20 has covered a very small first path 66, and in this case a force 68 was transmitted to the shift sleeve 20.
Dabei ist aufgrund des Zusammenwirkens von erstem Anlageabschnitt 46 und erstem Flankenabschnitt 48 eine Axialkraft, die so genannte Vorsynchronkraft, 54 auf den Synchronring 24A übertragen worden. Dabei wird der Reibbelag 60 mit einer Kraft 70 an den Gegenreibbelag 62 angelegt. Aufgrund der Differenzdrehzahl ist die Schaltmuffe 24A in eine Sperrstellung umgeschlagen, wie bei 69 gezeigt.In this case, due to the interaction of the first contact section 46 and the first flank section 48, an axial force, the so-called presynchronizing force, 54 has been transmitted to the synchronizer ring 24A. In this case, the friction lining 60 is applied with a force 70 to the Gegenreibbelag 62. Due to the differential speed, the shift sleeve 24A is turned into a locked position, as shown at 69.
Als Mittel zur Begrenzung des Umschlagens bzw. zur Definierung einer Sperrstellung und einer Freigabestellung des Synchronringes 24A können die Federelemente 26 verwendet werden. Alternativ können auch separate Mittel, wie separate Anschlagnocken oder Ähnliches vorgesehen sein.As a means for limiting the turning over or for defining a blocking position and a release position of the synchronizer ring 24A, the spring elements 26 can be used. Alternatively, separate means, such as separate stop cams or the like may be provided.
Bei weiterer Ausübung einer Kraft 68 auf die Schaltmuffe 20 erfolgt die eigentliche Synchronisierung (Fig. 5). Hierbei ist die Schaltmuffe 20 um eine Wegstrecke 72 gegenüber der Neutralstellung bewegt. Die Anspitzung der Verzahnung der Schaltmuffe liegt an der Anspitzung der Verzahnung des Synchronringes 24A an. Daher wird über diese Verzahnungen eine Kraft übertragen, und zwar die eigentliche Synchronisierungskraft 74, so dass die Reibbeläge in Eingriff geraten, um so die Synchronisierung, d.h. die Drehzahlangleichung zu realisieren.Upon further exercise of a force 68 on the shift sleeve 20, the actual synchronization (Fig. 5). Here, the shift sleeve 20 is moved by a distance 72 relative to the neutral position. The sharpening of the toothing of the sliding sleeve is due to the sharpening of the toothing of the synchronizer ring 24A. Therefore, a force is transmitted through these teeth, namely the actual synchronizing force 74, so that the friction linings engage, so as to ensure synchronization, i. E. to realize the speed adjustment.
Dabei ist das Federelement 26A ausgelenkt worden, indem der erste Anlageabschnitt 46 nach der Art einer Rampe an den ersten Flankenabschnitt 48 entlang geführt worden ist. Bei dem eigentlichen Synchronisierungsvorgang wird nur eine geringe oder gar keine Kraft in axialer Richtung von dem Umfangsnutabschnitt 30A auf das Federelement 26A übertragen. In Figur 6 ist ein Zustand gezeigt, bei dem die Drehzahlangleichung erfolgt ist. Demzufolge wird über den Kontakt der Reibflächen 60, 62 im Wesentlichen kein Reibmoment mehr erzeugt. Die auf die Schiebemuffe 20 ausgeübte Axialkraft 68 führt dazu, dass der Synchronring 24A zurückgedreht wird, wie es schematisch in Figur 6 bei 76 gezeigt ist.In this case, the spring element 26 A has been deflected by the first abutment portion 46 has been guided along the manner of a ramp to the first edge portion 48 along. In the actual synchronization process, little or no force in the axial direction is transmitted from the circumferential groove portion 30A to the spring element 26A. FIG. 6 shows a state in which the speed has been matched. As a result, substantially no frictional torque is generated via the contact of the friction surfaces 60, 62. The axial force 68 exerted on the sliding sleeve 20 causes the synchronizer ring 24A to be rotated back, as shown schematically at 76 in FIG.
In Figur 7 ist gezeigt, wie die Schiebemuffe mittels der Kraft 68 weiter axial verschoben wird. Dabei gelangt die Verzahnung der Schiebemuffe in den Bereich der Kupplungskörperverzahnung 23A und verdreht diese (wie es bei 78 gezeigt ist), so dass die Verzahnungen ineinander verschoben werden können.FIG. 7 shows how the sliding sleeve is further axially displaced by means of the force 68. In this case, the toothing of the sliding sleeve reaches into the area of the coupling body toothing 23A and twists it (as shown at 78), so that the toothings can be shifted into one another.
Dabei kommt der Übergangsbereich zwischen Steg- und Endabschnitt 40, 42 des Federelements 26A in den Bereich des Umfangsnutabschnittes 36B, der eigentlich der anderen Synchronkupplung 12B zugeordnet ist. Hierbei wird das Federelement 26A folglich in radialer Richtung nach außen entlastet, so dass der Synchronring 24A sich von dem Kupplungskörper 22A abheben kann. Hierdurch wird wiederum das Schleppmoment verringert.In this case, the transition region between the web and end portions 40, 42 of the spring element 26A comes in the region of the circumferential groove portion 36B, which is actually assigned to the other synchronizer clutch 12B. In this case, the spring element 26A is thus relieved in the radial direction to the outside, so that the synchronizer ring 24A can lift off from the coupling body 22A. This in turn reduces the drag torque.
Figur 8 zeigt schließlich den Zustand, bei dem die Verzahnung der Schaltmuffe 20 in die Kupplungskörperverzahnung 23A eingeschoben ist. Dieser Eingriffszustand ist in Figur 8 bei 80 gezeigt. Auch hierbei ist das Federelement 26A aufgrund des Eintretens in den Umfangsnutabschnitt 36B entlastet. Schleppmomente können folglich auch im geschalteten Zustand der Synchronkupplung 12A verringert werden.Figure 8 finally shows the state in which the toothing of the shift sleeve 20 is inserted into the coupling body toothing 23A. This engaged state is shown at 80 in FIG. Again, the spring element 26A is relieved due to the entry into the Umfangsnutabschnitt 36B. Consequently, drag torques can also be reduced in the switched state of the synchronizer clutch 12A.
Die Figuren 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Synchronringes 24.FIGS. 9 and 10 show an embodiment of a synchronizer ring 24 according to the invention.
Der Synchronring 24 weist einen ringförmigen Grundkörper 90 auf, an dessen Außenumfang die Sperrverzahnung 25 ausgebildet ist. Ein einzelner Zahn ist in Figur 9 bei 92 gezeigt. Ferner sind an dem Grundkörper 90 drei Federelemente 26 festgelegt, im vorliegenden Fall einstückig mit dem Grundkörper 90 verbunden.The synchronizer ring 24 has an annular base body 90, on the outer circumference of the locking teeth 25 is formed. A single tooth is shown at 92 in FIG. Further, three spring elements 26 are fixed to the base body 90, in the present case integrally connected to the base body 90.
Die Federelemente 26 erstrecken sich jeweils ausgehend von dem Bereich der Sperrverzahnung 25 etwa in axialer Richtung, und zwar über den Abschnitt des Grundkörpers 90 hinweg, der an seinem Innenumfang den Reibbelag 60 bildet.The spring elements 26 each extend, starting from the area of the locking toothing 25, approximately in the axial direction, specifically over the portion of the main body 90 which forms the friction lining 60 on its inner circumference.
Bei Figur 9 sind ferner Anschlagausnehmungen 94 gezeigt, die beispielsweise zur Einrichtung einer in Umfangsrichtung begrenzt beweglichen Lagerung des Synchronringes 24 verwendet werden können.In Figure 9 Anschlagausnehmungen 94 are also shown, which can be used, for example, to establish a limited circumferentially movable mounting of the synchronizer ring 24.
In den Figuren 11 und 12 ist eine Schaltmuffe 20 einer erfindungsgemäßen Synchronkupplung gezeigt.FIGS. 11 and 12 show a shift sleeve 20 of a synchronizer clutch according to the invention.
Man erkennt, dass die Schaltmuffe 20 am Innenumfang eine Schaltmuffenverzahnung 100 aufweist. Deren Zähne sind über den Umfang verteilt unterschiedlich ausgebildet und besitzen unterschiedliche Funktionen. Manche Zähne sind gerade ausgebildet und dienen vor allem zur axialen Führung an einer entsprechenden Verzahnung der Führungsmuffe 18.It can be seen that the shift sleeve 20 has a sliding sleeve toothing 100 on the inner circumference. Their teeth are distributed over the circumference differently formed and have different functions. Some teeth are straight and serve mainly for axial guidance on a corresponding toothing of the guide sleeve 18th
Andere Zähne sind mit Hinterlegungen ausgebildet und dienen dazu, in entsprechende Hinterlegungen der Kupplungskörperverzahnung zu greifen, wenn der geschaltete Zustand eingerichtet ist. Hierdurch kann verhindert werden, dass der geschaltete Zustand bei geringen Momenten oder Lastwechseln versehentlich gelöst wird.Other teeth are formed with deposits and serve to engage in corresponding deposits of the coupling body toothing when the switched state is established. This can prevent that the switched state is accidentally released at low torque or load changes.
Ferner ist in den Figuren 11 und 12 gezeigt, dass drei Zähne 102 jeweils den drei Federelementen 26 des zugeordneten Synchronrings 24 zugewiesen sind.Furthermore, it is shown in FIGS. 11 and 12 that three teeth 102 are respectively assigned to the three spring elements 26 of the associated synchronizer ring 24.
An den Zähnen 102 ist jeweils an der Fläche, die nach radial innen weist, der Um- fangsnutabschnitt 36A und der Umfangsnutabschnitt 36B ausgebildet. Die entspre- chenden Flankenabschnitte 48A, 48B und 52A, 52B sind in Figur 12 ebenfalls dargestellt.On the teeth 102, the circumferential groove portion 36A and the circumferential groove portion 36B are respectively formed on the surface facing radially inward. The corresponding The following flank sections 48A, 48B and 52A, 52B are also shown in FIG.
Obgleich die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden ist, sind Abwandlungen hiervon denkbar. So können die Synchronkupplungen beispielsweise als Mehrfachkonuskupplungen aufgebaut sein. Although the invention has been described with reference to an embodiment, modifications thereof are conceivable. For example, the synchronizer clutches may be constructed as multiple cone clutches.

Claims

Patentansprüche claims
1. Synchronring (24) für eine Synchronkupplung (12), mit einem ringförmigen Grundkörper (90), an dessen Außenumfang eine Sperrverzahnung (25) ausgebildet und an dem ein Reibbelag (60) vorgesehen ist, wobei an dem Grundkörper (90) ferner Mittel (94) vorgesehen sind, um den Synchronring (24) in Umfangsrichtung begrenzt beweglich in Bezug zu einer zugeordneten Führungsmuffe (18) zu lagern,1. Synchronizer ring (24) for a synchronizer clutch (12), with an annular base body (90) formed on the outer circumference of a locking toothing (25) and on which a friction lining (60) is provided, wherein on the base body (90) further comprises means (94) are provided to support the synchronizer ring (24) in the circumferential direction limited movable with respect to an associated guide sleeve (18),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
an dem Synchronring (24) wenigstens ein Federelement (26) festgelegt ist, das dazu ausgebildet ist, eine axiale Vorsynchronkraft (54) zu übertragen.on the synchronizer ring (24) at least one spring element (26) is fixed, which is adapted to transmit an axial Vorsynchronkraft (54).
2. Synchronring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (26) sich von dem Außenumfang des Synchronringes (24) etwa parallel oder etwas schräg zu einer Achse (15) des Synchronringes (24) erstreckt.2. Synchronizer ring according to claim 1, characterized in that the spring element (26) extends from the outer periphery of the synchronizer ring (24) approximately parallel or slightly oblique to an axis (15) of the synchronizer ring (24).
3. Synchronring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (26) in Umfangsrichtung bis zu 10 mm breit ist.3. synchronizer ring according to claim 1 or 2, characterized in that the spring element (26) in the circumferential direction is up to 10 mm wide.
4. Synchronring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (26) radial elastisch ausgebildet ist.4. Synchronizer ring according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring element (26) is formed radially elastic.
5. Synchronring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (26) Stoff schlüssig (38) mit dem Grundkörper (90) verbunden ist.5. synchronizer ring according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spring element (26) is connected substance (38) with the base body (90).
6. Synchronring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnete, dass das Federelement (26) einstückig mit dem Grundkörper (90) ausgebildet ist. 6. synchronizer ring according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spring element (26) is formed integrally with the base body (90).
7. Synchronring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Synchronring (24) wenigstens zwei in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Federelemente (26) festgelegt sind.7. synchronizer ring according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the synchronizing ring (24) at least two circumferentially distributed spring elements (26) are fixed.
8. Synchronkupplung (12) für ein Stirnradgetriebe, mit einer Führungsmuffe (Synchronkörper) (18), die mit einer Welle (14) verbindbar ist und eine Führungsmuffenverzahnung aufweist, mit einer Schiebemuffe (20), die eine mit der Führungsmuffenverzahnung in Eingriff stehende Schiebemuffenverzahnung (100) aufweist und in Bezug auf die Führungsmuffe (18) axial verschiebbar ist, mit einem Kupplungskörper (22), der an einem Zahnrad (16) festlegbar ist und eine Kupplungskörperverzahnung (23) aufweist, in die die Schiebemuffenverzahnung (100) einschiebbar ist, um die Führungsmuffe (18) und den Kupplungskörper (22) drehfest miteinander zu verbinden, und mit einem Synchronring (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.8. synchronizer clutch (12) for a spur gear, with a guide sleeve (synchronizer body) (18) which is connectable to a shaft (14) and has a guide sleeve toothing, with a sliding sleeve (20) which is in engagement with the guide sleeve toothed sliding sleeve teeth (100) and with respect to the guide sleeve (18) is axially displaceable, with a coupling body (22) which is fixed to a gear (16) and a coupling body toothing (23) into which the sliding sleeve toothing (100) can be inserted for non-rotatably interconnecting the guide sleeve (18) and the coupling body (22), and with a synchronizer ring (24) according to one of claims 1 to 7.
9. Synchronkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (20) einen Umfangsnutabschnitt (30) aufweist, der mit dem Federelement (26) zusammenwirkt und gegenüber einer axialen Mitte (28) der Schiebemuffe (20) versetzt angeordnet ist.9. synchronizer clutch according to claim 8, characterized in that the sliding sleeve (20) has a Umfangsnutabschnitt (30) which cooperates with the spring element (26) and offset from an axial center (28) of the sliding sleeve (20) is arranged.
10. Synchronkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anlageabschnitt (46) des Federelementes (26) in einer Neutralposition an einem erstem Flankenabschnitt (48) des Umfangsnutabschnittes (30) anliegt, wobei die Vorsynchronkraft (54) von dem ersten Flankenabschnitt (48) in den ersten Anlagenabschnitt (46) des Federelementes (26) und damit in den Synchronring (24) eingeleitet werden kann.10. synchronizer clutch according to claim 9, characterized in that a first abutment portion (46) of the spring element (26) in a neutral position on a first edge portion (48) of the Umfangsnutabschnittes (30) is applied, wherein the Vorsynchronkraft (54) of the first flank portion ( 48) in the first system section (46) of the spring element (26) and thus in the synchronizer ring (24) can be initiated.
11. Synchronkupplung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Anlageabschnitt (50) des Federelementes (26) von einem zweiten Flankenabschnitt (52) des Umfangsnutabschnittes (30) in eine Neutralposition gedrückt wird, um den Reibbelag (60) des Synchronringes (24) in der Neutralposition von einem entsprechenden Gegenreibbelag (62) abzuheben.11. Synchronous coupling according to claim 9 or 10, characterized in that a second abutment portion (50) of the spring element (26) from a second flank portion (52) of the Umfangsnutabschnittes (30) in a neutral position is pressed to lift the friction lining (60) of the synchronizer ring (24) in the neutral position of a corresponding Gegenreibbelag (62).
12. Synchronkupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine außenumfänglichen Radialausnehmung (34) der Führungsmuffe (18) zur Aufnahme des Federelementes (26) dient, wobei der Boden der Radialausnehmung (34) einen größeren Durchmesser aufweist als der Innendurchmesser des Synchronringes (24).12. Synchronous coupling according to one of claims 8 to 11, characterized in that an outer circumferential radial recess (34) of the guide sleeve (18) for receiving the spring element (26), wherein the bottom of the radial recess (34) has a larger diameter than the inner diameter of the synchronizer ring (24).
13. Synchronkupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe (20) zwei Synchronkupplungen (12) bedient und zwei Umfangsnutabschnitte (36A, 36B) aufweist, die jeweils mit einem Federelement (26) zusammenwirken und auf gegenüberliegenden Seiten einer axialen Mitte (28) der Schiebemuffe (20) angeordnet sind.13. Synchronous coupling according to one of claims 8 to 12, characterized in that the sliding sleeve (20) serves two synchronizer clutches (12) and two Umfangsnutabschnitte (36 A, 36 B), each cooperating with a spring element (26) and on opposite sides of a axial center (28) of the sliding sleeve (20) are arranged.
14. Synchronkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnutabschnitte (36A, 36B) so angeordnet sind, dass ein Federelement (26) einer geschalteten Synchronkupplung (12) in den dem anderen Federelement (26) zugeordneten Umfangsnutabschnitt greift, so dass beim Einschieben der Schiebemuffenverzahnung (100) in die Kupplungskörperverzahnung (23) ein Schleppmoment verringert wird. 14. synchronizer clutch according to claim 13, characterized in that the Umfangsnutabschnitte (36 A, 36 B) are arranged so that a spring element (26) of a switched synchronizer clutch (12) in the other spring element (26) associated Umfangsnutabschnitt engages, so that during insertion the sliding sleeve toothing (100) in the coupling body toothing (23) a drag torque is reduced.
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