WO2008138422A1 - Clutch arrangement - Google Patents

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Publication number
WO2008138422A1
WO2008138422A1 PCT/EP2008/002243 EP2008002243W WO2008138422A1 WO 2008138422 A1 WO2008138422 A1 WO 2008138422A1 EP 2008002243 W EP2008002243 W EP 2008002243W WO 2008138422 A1 WO2008138422 A1 WO 2008138422A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
locking member
clutch assembly
synchronizer ring
locking
assembly according
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/002243
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jochen Krenkler
Erol Ledetzky
Original Assignee
Hoerbiger Synchron Technik Gmbh & 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 & Co. Kg filed Critical Hoerbiger Synchron Technik Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2008138422A1 publication Critical patent/WO2008138422A1/en

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    • 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 clutch assembly for the rotationally fixed connection of a shaft with a rotary member mounted thereon, with a sliding sleeve which is rotatably connected to the shaft, axially displaceably mounted with respect to the shaft and provided with a first toothing, with a coupling body with the rotary member is rotatably connected and provided with a second toothing, which is brought to the rotationally fixed connection of the shaft and rotary member with the first toothing in engagement, and with a Sperr-Synchronmaschinesein- direction, which has a synchronizer ring with a friction surface, by means of the rotational speeds the shaft and the rotary member are synchronized before the first and the second teeth are brought into engagement, wherein the locking synchronizing comprises a locking member which is movably mounted relative to the shift sleeve between a neutral position and a locking position, which is coupled to the synchronizer ring in the circumferential direction and which has a wedge surface which forms a wedge surface pairing in the locked
  • Such a clutch assembly is, for example, from the document DE 10 2005025569 Al known.
  • Clutch assemblies of the generic type are used in countershaft transmissions for motor vehicles.
  • the countershaft transmissions are designed as a stepped transmission with a plurality of gear ratios.
  • Each gear is assigned to a wheelset having a fixed gear and a loose wheel.
  • the loose wheels are each rotatably mounted on one of the shafts of the transmission and connectable by means of a clutch to the shaft (to shift the gear ratio), and detachable from this (to interpret the gear ratio).
  • the clutches are nowadays usually designed as synchronous clutches in which the rotational speeds of shaft and rotary member are synchronized with each other before a positive engagement is established therebetween.
  • the synchronous couplings are nowadays usually designed as locking synchronizer clutches, in which a locking mechanism ensures that the engagement of the teeth of the sliding sleeve and coupling body is only possible when the rotational speeds of shaft and rotary member are synchronized with each other.
  • the most common locking mechanism today has a locking toothing on the outer circumference of the synchronizer ring.
  • the synchronizer ring is mounted on the shaft (or a guide sleeve fixed thereto, which is also referred to as a synchronizer body) movable limited.
  • the sliding sleeve teeth can be passed through the locking teeth of the synchronizer ring to make the positive connection with the coupling body.
  • the lock Position the synchronizer ring is rotated, in such a way that the shift sleeve is prevented from being moved in the axial direction on the coupling body.
  • the locking position of the synchronizer ring is achieved in that the synchronizer ring due to the applied axial switching force frictionally engages with the associated coupling body (or other associated friction surface), whereby the synchronizer ring is taken in the direction of rotation and thereby taken in the locked position (flips). Only when the speeds are synchronized, the frictional force is reduced so much that a turning back of the synchronizer ring due to the shift force is possible, so that the shift sleeve can then be pushed through the back in the release position toothing of the synchronizer ring.
  • Such a pressure piece or such a stone is frequently present in synchronous clutch arrangements in order to lock the sliding sleeve into a neutral position. Furthermore, a Vorsynchronkraft can be exercised on the synchronizer ring on such a pressure piece.
  • a plurality of wedge surfaces is provided on the inner circumference of the synchronizer ring, which are associated with corresponding wedge surfaces of the plungers.
  • the shift sleeve of the known locking mechanism When applying a switching force, the shift sleeve of the known locking mechanism tries to move away the thrust piece in the radial direction of the Rastiernut and simultaneously presses the synchronizer ring in the axial direction of a friction surface on (arrival or Vorsynchron approximate). In this case, the synchronizer ring rotates until the wedge surface pairings engage, such that the wedge surfaces a radial Push away pushing away the pressure piece. As a result, the shift sleeve can not be further axially displaced and locked in this manner.
  • the synchronizer ring can be rotated back by means of the axially expended on the shift sleeve switching force due to the then reduced frictional force, so that the pressure piece can be pushed away in the radial direction inwards.
  • the shift sleeve can therefore be further displaced in the axial direction to engage with the coupling body.
  • the above object is achieved in the aforementioned clutch assembly characterized in that the locking member is pivotally mounted about a radially extending pivot axis between the neutral position and the locking position.
  • the locking member may be arranged, for example, instead of a conventional pressure piece (stone) between the shaft (or the guide sleeve) and the shift sleeve.
  • the locking member preferably has a centrally arranged in the axial direction of the hub portion which establishes the pivot axis, around which the locking member is thus pivotable.
  • the hub portion is supported in the circumferential direction preferably on a guide portion. This can be formed on the sliding sleeve or on the shaft (or on an associated guide sleeve).
  • the wedge surfaces of the wedge surface pairing are radially aligned.
  • the locking member is mounted in the axial direction limited movable.
  • the locking member is preferably mounted so as to be limitedly movable in the axial direction between opposing synchronizer rings of a clutch pack.
  • the pivot axis is "moved" in axial movements of the locking member.
  • This preferred embodiment also makes it possible that the locking member also works as a pressure piece, thus exerting a pressing force on the synchronizer ring via the locking member.
  • Vorsynchronstoff are formed, by means of which the locking member in the axial direction of the shift sleeve is entrained.
  • the Vorsynchronstoff couple the locking member with the shift sleeve in the axial direction, so that the locking member is entrained for the purpose of pressing the synchronizer ring in the axial direction.
  • the Vorsynchronstoff are also designed to release the coupling between the locking member and the shift sleeve as soon as the synchronization is achieved and the shift sleeve is to be brought into positive engagement with the coupling body.
  • the Vorsynchronstoff preferably have a Vorsynchronglied which is mounted radially movable in a recess of the locking member.
  • the Vorsynchronglied may be or a ball, but it may also be a wedge element or the like.
  • the Vorsynchronglied attacks usually on a driving wedge surface of the shift sleeve. It is understood that the Vorsynchronstoff can also be used to lock the shift sleeve in the axial direction in a neutral position.
  • the Vorsynchronstoff a spring for biasing the Vorsynchrongliedes in the radial direction towards the shift sleeve.
  • the recess of the locking member is formed continuously in the radial direction and when the spring extends into the recess in order to bias the Vorsynchronglied through the recess therethrough.
  • the spring can be supported on the shaft or the associated guide sleeve.
  • the bias of the Vorsynchrongliedes thus does not influence the pivotability of the locking member.
  • the locking member has a nose extending in the axial direction, which engages in an axial recess of the synchronizer ring for coupling with the synchronizer ring.
  • the locking member (50 ') has an axially extending fork portion (66'") into which for coupling with the synchronizer ring (44 '") an axial projection (64'") of the synchronizer ring (44 '. ") attacks.
  • Such a locking member is inexpensive to manufacture.
  • the locking member has a pressure surface, via which an axial force can be transmitted to the synchronizer ring.
  • the locking member serves as a pressure body or pressure piece at the same time.
  • the pressure surface is formed independently of a circumferential direction coupling between synchronizer ring and locking member.
  • the pressure surface is an axial end surface of the nose or an axial bottom of the fork portion.
  • the pressure surface is arranged in the axial direction in a region between the pivot axis and the circumferential direction coupling of the locking member with the synchronizer ring.
  • the distance between the pressure surface and the pivot axis can be reduced.
  • the loads of the locking member can be reduced.
  • the locking member can be made smaller overall.
  • the pressure surface is crowned.
  • the wedge surface of the locking member is arranged in the axial direction in the region between the pivot axis and the circumferential direction coupling with the synchronizer ring.
  • the wedge surface is arranged on the same side of the pivot axis, seen in the axial direction.
  • This embodiment makes it possible to configure the engagement of the wedge surface pairing in such a way that substantially no self-locking can occur.
  • the wedge surface of the locking member in the axial direction on the other side of the pivot axis as the circumferential direction coupling with the synchronizer ring.
  • the wedge surface of the locking member is offset in the Urnfangscardi arranged opposite to a line which intersects the pivot axis in the axial direction.
  • these embodiments are also particularly suitable for switching packages in which clutch assemblies are integrated into a package, with a single shift sleeve, a single guide sleeve and a single locking member. Furthermore, it is generally advantageous if the synchronizer ring has no locking teeth.
  • the synchronizer ring can be produced in a simple manner.
  • the locking teeth on the synchronizer ring can be omitted
  • the costs of the synchronizer ring can be reduced, the same applies to the manufacturability of the synchronizer ring,
  • the pre-synchronizing means are coupled to the blocking mechanism or the blocking-synchronizing device, there is an improvement in the guide sleeve strength, since no Arretiernutkontur is necessary, as before,
  • the wear reserve can be increased, alternatively, a space reduction can be achieved
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view through a clutch assembly according to the invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the clutch assembly of FIG. 1;
  • Fig. 3 is a view similar to Figure 2 of the clutch assembly in a phase of Vorsynchron matterss.
  • Figure 4 is a view similar to Figure 2 of the clutch assembly in a phase between Vorsynchron include and locks.
  • Fig. 5 is a view similar to Figure 2 of the clutch assembly in a phase of main synchronization.
  • FIG. 6 shows a view similar to FIG. 2 of the clutch assembly in a phase of unlocking or a free-flying phase
  • FIG. 7 shows a view comparable to FIG. 2 in a phase of the meshing or the positive connection
  • FIG. 8 shows a view similar to FIG. 2 of an alternative embodiment of a clutch assembly according to the invention of a neutral position
  • FIG. 9 is a view similar to FIG. 8 of the clutch assembly in a phase of presynchronization
  • FIG. 10 is a view similar to FIG. 8 of the clutch assembly in a phase shortly before a blocking position
  • FIG. 11 is a view similar to FIG. 8 of the clutch assembly in a phase of main synchronization (when locked);
  • FIG. Fig. 12 is a view similar to Figure 8 of the clutch assembly in a phase of unlocking and the beginning of a free-flying phase.
  • FIG. 13 shows a schematic illustration of a further embodiment of a clutch assembly according to the invention in a form comparable to that of FIG. 2;
  • Fig. 14 is a schematic longitudinal sectional view through the clutch assembly of Fig. 13;
  • FIG. 15 is a view similar to FIG. 8 of a further embodiment of a clutch assembly according to the invention.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the clutch assembly of FIG. 15.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the clutch assembly of FIG. 15.
  • Fig. 1 is a transmission for a motor vehicle generally designated 10.
  • the transmission 10 has an input shaft 12, which is connected via a constant gear set 14 with a countershaft 16 parallel thereto.
  • An output shaft 24 is disposed coaxially with the input shaft 12.
  • a plurality of gear sets 18 is disposed on the countershaft and the output shaft 24, respectively. In Fig. 1, for reasons of clarity, only one set of gears 18 is shown having a fixed wheel 20 which is rotatably connected to the output shaft 24.
  • the gear set 18 further includes a loose wheel 22 which is rotatably mounted on the countershaft 16.
  • a first amongst a clutch assembly according to the invention is generally designated 30 in Figures 1 and 2
  • the clutch assembly 30 serves to connect the idler gear 22 (or a loose wheel, not shown in the axial direction on the other side) to the countershaft 16.
  • the clutch assembly 30 is thus formed as a clutch pack with two individual clutches.
  • the clutch assembly 30 includes a guide sleeve (also called synchronous body) 32, which is fixed to the countershaft 16 (eg. By means of a suitable toothing).
  • the guide sleeve 32 also has an external toothing 33 shown in FIG. 2.
  • a shift sleeve 34 is slidably mounted in the axial direction A.
  • the shift sleeve 34 has, in a conventional manner, an outer radial groove 36 for engaging a shift fork or the like. Furthermore, the shift sleeve 34 has on its inner circumference an internal toothing 38, which is in engagement with the external toothing of the guide sleeve 32.
  • the clutch assembly 30 further includes a coupling body 40 which is fixedly connected to the associated idler gear 22, the coupling body 40 has external teeth 42 on which the internal teeth 38 of the shift sleeve 34 can be pushed to D in the rotational direction of a positive connection between the countershaft 16 and the idler gear 22 set up.
  • the clutch assembly 30 further includes a synchronizer ring 44.
  • the synchronizer ring 44 has in known manner a friction surface 46, which cooperates with a Jacobreib configuration 48 of the idler gear 22 (or the coupling body 40 or an intermediate cone ring).
  • the locking synchronization device has a locking member 50 in the form of a pivotable about a radially extending pivot axis 52 around blocking block.
  • the locking member 50 is also part of Vorsynchronstoffn 54 for applying a Vorsynchronkraft on the synchronizer ring 44.
  • the Vorsynchronstoff 54 have a ball 56 and a spring 58 on.
  • the spring 58 is mounted in a spring seat 59 of the guide sleeve 32 and is designed as a compression spring which presses the ball 56 radially outward.
  • the ball 56 is received in a recess 60 of the locking member 50, which is formed continuously in the radial direction.
  • the recess is generally circular, concentric with the pivot axis 52.
  • the locking member 50 is disposed in the radial direction between the guide sleeve 32 and the shift sleeve 34.
  • the shift sleeve 34 On the radial inner side, the shift sleeve 34 has a groove 61.
  • the spring 58 urges the ball 56 (or other shaped asynchronous member such as a wedge-shaped stone) into the groove 61.
  • the locking member 50 is rotatably supported about the pivot axis 52 between the guide sleeve 32 and the shift sleeve 34 to one. Further, the locking member 50 is mounted in the axial direction limited movable, limited by the axially opposite each other synchronizer rings 44 (only one of which is shown in Fig. 1). The locking member 50 also has around the recess 60th around ring sleeves 53 a, which extend in the radial direction R. The locking member 50 is supported in Urnfangscardi D with these ring sleeves 53a on axially extending guide surfaces 53b of the guide sleeve 32 from, as is indicated schematically in Fig. 2. The ring sleeves 53 a form a hub section for the pivot axis 52
  • the locking member 50 is coupled in the circumferential direction D with the synchronizer ring 44, which is indicated by a driving coupling 62.
  • the entrainment coupling 62 includes a fork-shaped projection 65 which is formed on the synchronizer ring 44 and defines an axial recess 64 which faces the locking member 50.
  • the driving coupling 62 includes a nose 66 which is fixedly connected to the locking member 50 The nose 66 extends from a main body of the locking member 50 in the axial direction to the synchronizer ring 44 and is generally in the axial recess 64.
  • the nose is approximately hemispherical in tangential section to achieve a low-friction driving coupling 62 as possible.
  • An axial front surface of the nose 66 is formed as a pressure surface 68, which is adapted to transmit an axial force on the synchronizer ring 44.
  • the clutch assembly 30 distributed in the circumferential direction D has a plurality of locking synchronization means 49, for example.
  • the locking member 50 has a tangential section approximately rectangular base body from which extend in the axial direction of the lugs 66a, 66b.
  • the Suffixes a, b are used in this case to distinguish the two individual clutches of the clutch assembly 30, the suffix a is associated with the clutch, which is assigned to the idler gear 22 shown in FIG.
  • Wedge surfaces 70 are respectively formed at the four corners of the rectangular base body.
  • the wedge surfaces 70a assigned to a shifting clutch a are arranged on a side of the pivoting axle 52 lying opposite the nose 66a (seen in the axial direction).
  • the wedge surfaces 70 are each offset in the circumferential direction D with respect to a line which extends in the axial direction through the pivot axis 52.
  • the locking member 50 is disposed in a region radially within the shift sleeve 34, in which the toothing is interrupted.
  • the circumferentially adjacent teeth of the spur toothing 38 of the sliding sleeve 34 are each formed with peripheral recesses 74, whose axial end surfaces are formed as the wedge surfaces 72.
  • the locking synchronizer 49 has four wedge surfaces 70 and four correspondingly arranged wedge surfaces 72.
  • the teeth of the spur toothing 38 of the sliding sleeve 34 further each have deposits 76 (in a conventional manner) and are formed to the teeth of the coupling body 40 out with a gating 78.
  • the gating 78 can be formed at an acute angle in the present case, so that a slight meshing in the external teeth 42 of the coupling body 40 is possible.
  • Fig. 1 and 2 the lock-Svnchronmaschines Republic 49 is shown in the neutral position N In this neutral position, the locking member 50 is aligned in the axial direction. In this case, the locking member 50 does not engage in the circumferential recesses 74 and thus can be offset in the axial direction A with respect to the shift sleeve 34 become.
  • Fig. 2 is a so-called.
  • Vorsynchronweg 80 is shown, which corresponds to the distance between the pressure surface 68 and a bottom of the axial recess 64.
  • a gap 82 is shown in Fig. 2, which indicates the distance between the synchronizer ring 44 and the coupling body 40.
  • a wedge surface 70 and a wedge surface 72 engage at one of the nose 66 a approximately diagonally opposite corner into engagement and form a wedge surface pairing 96 a.
  • the wedge surface pairing 96 is formed so that an angle ⁇ is established with respect to the axial direction.
  • a restoring force 98 is exerted on the locking member 50, which counteracts the force F b and tries to push the locking member 50 back into the axially aligned position.
  • the equilibrium of forces is also influenced by how great the distance xa between the pivot axis 52 and the location of the driving coupling 62 and how large the distance between the pivot axis 52 and the wedge surface pairing 96, which is designated in Fig. 5 with xb.
  • the dimensions xa, xb correspond to different lever lengths, which are to be considered in the dimensioning of the clutch assembly 30 (in addition to tribological boundary conditions and the selected angles 94 and ⁇ ).
  • the friction torque 92 collapses, so that the force F 3 is smaller.
  • the force Fb also becomes smaller and, as soon as it becomes smaller than the restoring force 98, the locking member 50 is restored. rotates, as shown in Fig. 6.
  • the locking member 50 thereby takes the synchronizer ring 44 in the circumferential direction D, as shown in FIG. 6 at 99. Since the locking member 50 has now emerged from the circumferential recesses 74 and is oriented at least approximately axially, the shift sleeve 34 can be moved in the axial direction on.
  • Fig. 7 the state is shown, in which the toothing 38 of the shift sleeve 34 is meshed with the toothing 42 of the coupling body 40 and consequently the positive connection has been established.
  • the cone angle of the friction surfaces 46, 48 may be in the range between 5 ° and 10 °, preferably in the range between 6.5 ° and 8.5 °.
  • the blocking angle ⁇ can be in the range between 20 ° and 70 °, preferably in the range between 30 ° and 50 °.
  • FIGS. 8 to 12 an alternative embodiment of a clutch assembly according to the invention is designated generally by 30 '.
  • the clutch assembly 30 'corresponds in structure and operation generally the clutch assembly 30 of Figures 1 to 7. The same elements are therefore provided with the same reference numerals. In the following, only differences will be discussed.
  • the locking member 50 'of the clutch assembly 30' has a lug 66 'which has a crowned pressure surface 68' (of course, the circular shape of the lug 66 of the embodiment of Figures 1 to 7 is also “crowned”).
  • a lug 66 ' which has a crowned pressure surface 68' (of course, the circular shape of the lug 66 of the embodiment of Figures 1 to 7 is also “crowned”).
  • the approximately in the axial direction extending sides of the nose 66 ' are referred to as nose flanks 100.
  • the locking member 50 'in the axial region between the lugs 66' and the pivot axis 52 each have two web projections 69, which are aligned obliquely relative to the axial extent A. These web projections 69 each have a wedge surface 70 'on their side facing away from the nose 66' in the axial direction. The lugs 66 'are each between two such web projections 69th
  • the shift sleeve 34 has in the circumferential direction D adjacent to the locking member 50 on radial projections 101 which extend in the radial direction, so that a main body of the locking member 50 is generally received therebetween.
  • the base body 106 is approximately circular, so that it is independent of the respective axial position of the locking member 50 and independently of the respective rotational position of the locking member 50 friction between the circumferentially opposite radial projections 101 in the axial direction movable.
  • the circular base body 106 forms in this embodiment, a hub portion for the pivot axis 52, which is not supported on the guide sleeve but on the shift sleeve 34 in the circumferential direction, in contrast to the embodiment of FIGS. 1-7
  • the radial projections 101 have on their axially opposite sides of the wedge surfaces 72.
  • the mutually associated wedge surfaces 70a ', 72a', which are associated with the one clutch with the nose 66a ', are arranged on the same side of the pivot axis 52 as the nose 66a', in contrast to the previous embodiment.
  • the four web projections 69 of the locking member 50 ' are dimensioned in the circumferential direction D so that the radial projections 101 can be pushed past it, when the locking member 50 * is in the neutral position shown in Fig. 8
  • a state of the clutch assembly 30 ' is shown, in which the Vorsynchronweg 80' is bridged (similar to the representation of FIG. 3 of the first Auserhrungsfo ⁇ n).
  • an angle ⁇ is also shown, indicating the angle of the nose flanks 100 with respect to the axial direction.
  • a state of the clutch assembly 30 ' is shown, which corresponds to the illustration of FIG. 4. Due to the friction torque 92 'beats the synchronizer ring 44 and takes the locking member 50' with it, so that this is rotated, by the angle of rotation 94th
  • the locking member 50' can be turned back again, as shown in FIG. 12 (at 99 ').
  • the radial projections 101 can then be pushed past the web projections 69 of the locking member 50 'and the switching process goes into the free-flight phase shown in FIG. 12 (which corresponds to the representation of FIG. 6).
  • the clutch assembly 30 'shown in Figures 8 to 12 is “reversible” in contrast to the clutch assembly 30 of Figures 1 to 7. This means that self-locking is easier to avoid, and in Figures 13 and 14 is another alternative embodiment a clutch assembly 30 "according to the invention shown.
  • the clutch assembly 30 “corresponds in structure and operation generally the clutch assembly 30 of Figures 1 to 7. The same elements are therefore designated by like reference numerals In the following, only the differences are explained. While in the clutch assembly 30 of Figures 1 to 7, the pressure surface 68 is disposed at the axially outermost end of the nose 66, the pressure surface 68 "is formed in the clutch assembly 30" regardless of the nose 66 ", preferably at an underside of the locking member 50th ". The pressure surface 68 "acts on a ring portion of the syndirone ring 44, on the underside of the friction surface 46" is formed.
  • the distance between the pivot axis 52 "and the pressure surface 68" can be shortened as shown at 91 "in Fig. 13. This enables the locking member 50" to be made more compact overall. Furthermore, the synchronizer ring 44 can be made simpler in the region of the coupling with the locking member 50 ".
  • FIGS. 15 and 16 an alternative embodiment of a clutch assembly according to the invention is designated generally at 30 '".
  • the clutch assembly 30 '' generally corresponds in structure and operation to the clutch assembly 30 'of Figures 8 through 12. The same elements are therefore designated by the same reference numerals.
  • the locking member 50 '" has, instead of the lugs 66', respective fork portions 66 '" which receive between them a single axial projection 64'"of a synchronizer ring 44 '" for realizing the circumferential direction driving coupling 62'""
  • These fork portions 66 '" are integrated with the web projections 69 of the embodiment of Figures 8-12, so that the locking member has an H-shape in the radial plan view, thus making the shape of the locking member 50 "" less filigree overall Consequently, it can be made high-strength and easy to manufacture with low volume.
  • the crowned sections of the main body 106 are formed, which ensure easy rotatability of the locking member 50 / 'with respect to the sliding sleeve 34'. "Further, on the sides of the H-fo ⁇ n, the wedge surfaces 70 formed, which can form the respective locking wedge surface pairings 96 with the corresponding wedge surfaces 72 of the shift sleeve 34.
  • the invention can be applied to clutch assemblies in which the connection of members (shift sleeve, coupling body, guide sleeve) in the circumferential direction is not done via teeth, but via pins or the like. Furthermore, the invention is also applicable to clutches in which the shift sleeve is not moved axially via a shift fork or the like, but via another actuator, for example. Electromotive or electromagnetic type.

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Abstract

The invention relates to a clutch arrangement (30) for the rotationally fixed connection of a shaft (16) to a rotating member (22) supported thereon having a sliding sleeve (34) that is rotationally fixed to the shaft (16), is axially supported in a displaceable manner in relation to the shaft (16), and is equipped with a first gearing (38), having a coupling body (40) that is connected to the rotating member (22) in a rotationally fixed manner, and having a second gearing (42) that is engaged with the first gearing (38) for the rotationally fixed connection of the shaft (16) and the rotating member (22), and having a locking synchronization unit (49) comprising a synchronizer ring (44) having a friction surface (46) by means of which the rotational speeds of the shaft (16) and of the rotating member (22) can by synchronized before the first and the second gearings (38, 42) are engaged. The locking synchronization unit (49) has a locking member (50) that is supported such that it is movable relative to the sliding sleeve (34) between a neutral position (N) and a locking position (S), said locking member being coupled to the synchronizer ring (44) in the circumferential direction (D), and having a wedge surface (70) that forms a wedge surface pairing (96) with the wedge surface (72) of the sliding sleeve (34) in the locking position (S) in order to lock an axial displacement of the sliding sleeve (34). For this purpose, the locking member (50) is pivotally supported about a radially extending pivoting axis (52) between the neutral position (N) and the locking position (S).

Description

Schaltkupplungsanordnung Clutch arrangement
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltkupplungsanordnung zur drehfesten Verbindung einer Welle mit einem daran gelagerten Drehglied, mit einer Schaltmuffe, die mit der Welle drehfest verbunden, in Bezug auf die Welle axial verschieblich gelagert und mit einer ersten Verzahnung versehen ist, mit einem Kupplungskörper, der mit dem Drehglied drehfest verbunden und mit einer zweiten Verzahnung versehen ist, die zur drehfesten Verbindung von Welle und Drehglied mit der ersten Verzahnung in Eingriff gebracht wird, und mit einer Sperr-Synchronisierungsein- richtung, die einen Synchronring mit einer Reibfläche aufweist, mittels der die Drehzahlen der Welle und des Drehgliedes synchronisierbar sind, bevor die erste und die zweite Verzahnung in Eingriff gebracht werden, wobei die Sperr-Synchronierungs einrichtung ein Sperrglied aufweist, das relativ zu der Schaltmuffe zwischen einer Neutralposition und einer Sperrposition beweglich gelagert ist, das mit dem Synchronring in Umfangsrichtung gekoppelt ist und das eine Keilfläche aufweist, die in der Sperrposition mit einer Keilfläche der Schaltmuffe eine Keilflächenpaarung bildet, um ein axiales Verschieben der Schaltmuffe zu sperren.The present invention relates to a clutch assembly for the rotationally fixed connection of a shaft with a rotary member mounted thereon, with a sliding sleeve which is rotatably connected to the shaft, axially displaceably mounted with respect to the shaft and provided with a first toothing, with a coupling body with the rotary member is rotatably connected and provided with a second toothing, which is brought to the rotationally fixed connection of the shaft and rotary member with the first toothing in engagement, and with a Sperr-Synchronisierungsein- direction, which has a synchronizer ring with a friction surface, by means of the rotational speeds the shaft and the rotary member are synchronized before the first and the second teeth are brought into engagement, wherein the locking synchronizing comprises a locking member which is movably mounted relative to the shift sleeve between a neutral position and a locking position, which is coupled to the synchronizer ring in the circumferential direction and which has a wedge surface which forms a wedge surface pairing in the locked position with a wedge surface of the shift sleeve to an axial Move the sliding sleeve to lock.
Eine derartige Schaltkupplungsanordnung ist bspw. aus dem Dokument DE 10 2005025569 Al bekannt.Such a clutch assembly is, for example, from the document DE 10 2005025569 Al known.
Schaltkupplungsanordnungen der gattungsgemäßen Art werden in Vorgelegegetrieben für Kraftfahrzeuge verwendet. Die Vorgelegegetriebe sind dabei als Stufengetriebe mit einer Mehrzahl von Gangstufen ausgebildet. Jeder Gangstufe ist ein Radsatz zugeordnet, der ein Festrad und ein Losrad aufweist. Die Losräder sind jeweils an einer der Wellen des Getriebes drehbar gelagert und mittels einer Schaltkupplung mit der Welle verbindbar (um die Gangstufe zu schalten), und hiervon lösbar (um die Gangstufe auszulegen).Clutch assemblies of the generic type are used in countershaft transmissions for motor vehicles. The countershaft transmissions are designed as a stepped transmission with a plurality of gear ratios. Each gear is assigned to a wheelset having a fixed gear and a loose wheel. The loose wheels are each rotatably mounted on one of the shafts of the transmission and connectable by means of a clutch to the shaft (to shift the gear ratio), and detachable from this (to interpret the gear ratio).
Die Schaltkupplungen sind heutzutage in der Regel als Synchronkupplungen ausgebildet, bei denen die Drehzahlen von Welle und Drehglied miteinander synchronisiert werden, bevor ein Formschluss dazwischen eingerichtet wird. Ferner sind die Synchronkuppluπgen heutzutage in der Regel als Sperr-Synchronkupplungen ausgebildet, bei denen ein Sperrmechanismus dafür sorgt, dass der Eingriff der Verzahnungen von Schaltmuffe und Kupplungskörper erst dann ermöglicht wird, wenn die Drehzahlen von Welle und Drehglied miteinander synchronisiert sind.The clutches are nowadays usually designed as synchronous clutches in which the rotational speeds of shaft and rotary member are synchronized with each other before a positive engagement is established therebetween. Furthermore, the synchronous couplings are nowadays usually designed as locking synchronizer clutches, in which a locking mechanism ensures that the engagement of the teeth of the sliding sleeve and coupling body is only possible when the rotational speeds of shaft and rotary member are synchronized with each other.
Der heutzutage gebräuchlichste Sperrmechanismus weist an dem Außenumfang des Synchronringes eine Sperrverzahnung auf. Der Synchronring ist dabei an der Welle (bzw. einer hieran festgelegten Führungsmuffe, die auch als Synchronkörper bezeichnet wird) begrenzt beweglich gelagert. In einer Freigabestellung kann die Schaltmuffenverzahnung durch die Sperrverzahnung des Synchronringes hindurchgeführt werden, um den Formschluss mit dem Kupplungskörper herzustellen. In der Sperr- Stellung ist der Synchronring verdreht, und zwar derart, dass die Schaltmuffe daran gehindert ist, in axialer Richtung auf dem Kupplungskörper zu bewegt zu werden. Die Sperrstellung des Synchronringes wird dadurch erreicht, dass der Synchronring aufgrund der aufgewendeten axialen Schaltkraft in Reibeingriff gelangt mit den zugeordneten Kupplungskörper (oder einer anderen zugeordneten Reibfläche), wodurch der Synchronring in Drehrichtung mitgenommen wird und dadurch in die Sperrstellung mitgenommen wird (umschlägt). Erst wenn die Drehzahlen synchronisiert sind, ist die Reibkraft soweit verringert, dass ein Zurückdrehen des Synchronringes aufgrund der Schaltkraft möglich ist, so dass die Schaltmuffe dann durch die in die Freigabestellung zurückgedrehte Verzahnung des Synchronringes hindurch geschoben werden kann.The most common locking mechanism today has a locking toothing on the outer circumference of the synchronizer ring. The synchronizer ring is mounted on the shaft (or a guide sleeve fixed thereto, which is also referred to as a synchronizer body) movable limited. In a release position, the sliding sleeve teeth can be passed through the locking teeth of the synchronizer ring to make the positive connection with the coupling body. In the lock Position, the synchronizer ring is rotated, in such a way that the shift sleeve is prevented from being moved in the axial direction on the coupling body. The locking position of the synchronizer ring is achieved in that the synchronizer ring due to the applied axial switching force frictionally engages with the associated coupling body (or other associated friction surface), whereby the synchronizer ring is taken in the direction of rotation and thereby taken in the locked position (flips). Only when the speeds are synchronized, the frictional force is reduced so much that a turning back of the synchronizer ring due to the shift force is possible, so that the shift sleeve can then be pushed through the back in the release position toothing of the synchronizer ring.
Bei dieser Art von Synchronisierung ist der Synchronring vergleichsweise aufwändig herzustellen.In this type of synchronization of the synchronizer ring is relatively complex to produce.
In der eingangs erwähnten DE 10 2005025569 Al wird ein Sperrmechanismus vorgeschlagen, der unter Verwendung eines Druckstückes realisiert ist.In the aforementioned DE 10 2005025569 Al a locking mechanism is proposed, which is realized using a pressure piece.
Ein solches Druckstück bzw. ein solcher Stein ist bei Synchronkupplungsanordnun- gen häufig vorhanden, um die Schaltmuffe in eine Neutralstellung zu rastieren. Ferner kann über ein solches Druckstück eine Vorsynchronkraft auf den Synchronring ausgeübt werden. In dem Dokument DE 10 2005025569 Al wird nun vorgeschlagen, den Synchronring am Außenumfang ohne Sperrverzahnung auszubilden. Hingegen ist an dem Innenumfang des Synchronringes eine Mehrzahl von Keilflächen vorgesehen, die entsprechenden Keilflächen der Druckstücke zugeordnet sind.Such a pressure piece or such a stone is frequently present in synchronous clutch arrangements in order to lock the sliding sleeve into a neutral position. Furthermore, a Vorsynchronkraft can be exercised on the synchronizer ring on such a pressure piece. In the document DE 10 2005025569 Al it is now proposed to form the synchronizer ring on the outer circumference without locking teeth. On the other hand, a plurality of wedge surfaces is provided on the inner circumference of the synchronizer ring, which are associated with corresponding wedge surfaces of the plungers.
Bei Aufbringen einer Schaltkraft versucht die Schaltmuffe des bekannten Sperrmechanismus, das Druckstück in radialer Richtung aus der Rastiernut wegzubewegen und drückt gleichzeitig den Synchronring in axialer Richtung an eine Reibfläche an (An- bzw. Vorsynchronisieren). Dabei verdreht sich der Synchronring, bis die Keilflächenpaarungen in Eingriff gelangen, derart, dass die Keilflächen einem radialen Wegdrücken des Druckstückes entgegenwirken. Demzufolge kann die Schaltmuffe nicht weiter axial verschoben werden und wird auf diese Art und Weise gesperrt. Erst wenn die Drehzahlen von Welle und Losrad synchronisiert sind, kann aufgrund der dann verringerten Reibkraft der Synchronring mittels der axial auf die Schaltmuffe aufgewendeten Schaltkraft zurückverdreht werden, so dass das Druckstück in radialer Richtung nach innen weggedrückt werden kann. Die Schaltmuffe kann demzufolge in axialer Richtung weiter verschoben werden, um mit dem Kupplungskörper in Eingriff zu gelangen.When applying a switching force, the shift sleeve of the known locking mechanism tries to move away the thrust piece in the radial direction of the Rastiernut and simultaneously presses the synchronizer ring in the axial direction of a friction surface on (arrival or Vorsynchronisieren). In this case, the synchronizer ring rotates until the wedge surface pairings engage, such that the wedge surfaces a radial Push away pushing away the pressure piece. As a result, the shift sleeve can not be further axially displaced and locked in this manner. Only when the rotational speeds of the shaft and idler gear are synchronized, the synchronizer ring can be rotated back by means of the axially expended on the shift sleeve switching force due to the then reduced frictional force, so that the pressure piece can be pushed away in the radial direction inwards. The shift sleeve can therefore be further displaced in the axial direction to engage with the coupling body.
Ein ähnlicher Sperπnechanismus für eine Synchronkupplung ist bekannt aus dem Dokument DE 29 15 965 C2.A similar Sperπnechanismus for a synchronizer clutch is known from the document DE 29 15 965 C2.
Auch bei dieser Art von Synchronkupplungsanordnung ist der Synchronring jedoch vergleichsweise aufwändig herzustellen.However, even with this type of synchronous clutch arrangement, the synchronizer ring is comparatively complicated to manufacture.
Es ist demzufolge die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltkupplungsanordnung anzugeben, bei der der Synchronring kostengünstig herstellbar ist, bei optimierter Funktionsweise des Sperrmechanismus.It is therefore an object of the invention to provide a clutch assembly in which the synchronizer ring is inexpensive to produce, with optimized operation of the locking mechanism.
Die obige Aufgabe wird bei der eingangs genannten Schaltkupplungsanordnung dadurch gelöst, dass das Sperrglied um eine radial verlaufende Verschwenkachse herum zwischen der Neutralposition und der Sperrposition verschwenkbar gelagert ist.The above object is achieved in the aforementioned clutch assembly characterized in that the locking member is pivotally mounted about a radially extending pivot axis between the neutral position and the locking position.
Das Sperrglied kann dabei bspw. anstelle eines herkömmlichen Druckstückes (Stein) zwischen der Welle (bzw. der Führungsmuffe) und der Schaltmuffe angeordnet sein.The locking member may be arranged, for example, instead of a conventional pressure piece (stone) between the shaft (or the guide sleeve) and the shift sleeve.
Da die Keilflächenpaarung zum Sperren der Schaltmuffe unmittelbar zwischen dem Sperrglied und der Schaltmuffe wirkt, ist es nicht notwendig, an dem Synchronring eine Sperrverzahnung auszubilden. Auch andere Keilflächen sind an dem Synchronring nicht erforderlich, so dass dieser kostengünstig herstellbar ist Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.Since the wedge surface pairing for locking the shift sleeve acts directly between the locking member and the shift sleeve, it is not necessary to form a locking toothing on the synchronizer ring. Other wedge surfaces are not required on the synchronizer ring, so that it is inexpensive to produce The task is thus completely solved.
Das Sperrglied weist vorzugsweise einen in axialer Richtung zentral angeordneten Nabenabschnitt auf, der die Verschwenkachse einrichtet, um den herum das Sperrglied also verschwenkbar ist.The locking member preferably has a centrally arranged in the axial direction of the hub portion which establishes the pivot axis, around which the locking member is thus pivotable.
Der Nabenabschnitt stützt sich in Umfangsrichtung vorzugsweise an einem Führungsabschnitt ab. Dieser kann an der Schaltmuffe oder an der Welle (bzw. an einer damit verbundenen Führungsmuffe) ausgebildet sein.The hub portion is supported in the circumferential direction preferably on a guide portion. This can be formed on the sliding sleeve or on the shaft (or on an associated guide sleeve).
Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn die Keilflächen der Keilflächenpaarung radial ausgerichtet sind. Bei dieser Ausführungsform ist es konstruktiv auf günstige Art und Weise möglich, eine axial auf die Schaltmuffe aufgebrachte Kraft in ein Moment zum Verschwenken des Sperrgliedes umzusetzen. Diesem Drehmoment wirkt in der Sperrposition ein Drehmoment entgegen, das über den Synchronring auf das Sperrglied aufgebracht wird.It is particularly advantageous if the wedge surfaces of the wedge surface pairing are radially aligned. In this embodiment, it is structurally possible in a favorable manner to implement an axially applied to the shift sleeve force in a moment for pivoting the locking member. This torque counteracts a torque in the locked position, which is applied via the synchronizer ring on the locking member.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Sperrglied in axialer Richtung begrenzt beweglich gelagert ist.Further, it is advantageous if the locking member is mounted in the axial direction limited movable.
Das Sperrglied ist dabei bevorzugt zwischen einander gegenüberliegenden Synchronringen eines Schaltkupplungspaketes in axialer Richtung begrenzt beweglich gelagert. Bevorzugt wird bei axialen Bewegungen des Sperrgliedes die Verschwenkachse „mitbewegt".The locking member is preferably mounted so as to be limitedly movable in the axial direction between opposing synchronizer rings of a clutch pack. Preferably, the pivot axis is "moved" in axial movements of the locking member.
Diese bevorzugte Ausführungsform ermöglicht es ferner, dass das Sperrglied auch als Druckstück funktioniert, um folglich über das Sperrglied eine Andruckkraft auf den Synchronring auszuüben.This preferred embodiment also makes it possible that the locking member also works as a pressure piece, thus exerting a pressing force on the synchronizer ring via the locking member.
Insgesamt ist es ebenfalls von Vorzug, wenn an dem Sperrglied Vorsynchronmittel ausgebildet sind, mittels derer das Sperrglied in axialer Richtung von der Schaltmuffe mitnehmbar ist. Die Vorsynchronmittel koppeln das Sperrglied mit der Schaltmuffe in axialer Richtung, damit das Sperrglied zum Zwecke des Andrückens des Synchronringes in axialer Richtung mitgenommen wird. Die Vorsynchronmittel sind jedoch ebenfalls dazu ausgelegt, die Kopplung zwischen dem Sperrglied und der Schaltmuffe zu lösen, sobald die Synchronisation erreicht ist und die Schaltmuffe in Formschluss mit dem Kupplungskörper gebracht werden soll.Overall, it is also preferable if on the locking member Vorsynchronmittel are formed, by means of which the locking member in the axial direction of the shift sleeve is entrained. The Vorsynchronmittel couple the locking member with the shift sleeve in the axial direction, so that the locking member is entrained for the purpose of pressing the synchronizer ring in the axial direction. However, the Vorsynchronmittel are also designed to release the coupling between the locking member and the shift sleeve as soon as the synchronization is achieved and the shift sleeve is to be brought into positive engagement with the coupling body.
Die Vorsynchronmittel weisen vorzugsweise ein Vorsynchronglied auf, das in einer Ausnehmung des Sperrgliedes radial beweglich gelagert ist.The Vorsynchronmittel preferably have a Vorsynchronglied which is mounted radially movable in a recess of the locking member.
Das Vorsynchronglied kann bzw. eine Kugel sein, es kann sich jedoch auch um ein Keilelement oder Ähnliches handeln. Das Vorsynchronglied greift dabei in der Regel an einer Mitnahmekeilfläche der Schaltmuffe an. Es versteht sich, dass die Vorsynchronmittel auch dazu verwendet werden können, um die Schaltmuffe in axialer Richtung in einer Neutralposition rastend festzulegen.The Vorsynchronglied may be or a ball, but it may also be a wedge element or the like. The Vorsynchronglied attacks usually on a driving wedge surface of the shift sleeve. It is understood that the Vorsynchronmittel can also be used to lock the shift sleeve in the axial direction in a neutral position.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Vorsynchronmittel eine Feder zur Vorspannung des Vorsynchrongliedes in radialer Richtung hin zu der Schaltmuffe auf.According to a further preferred embodiment, the Vorsynchronmittel a spring for biasing the Vorsynchrongliedes in the radial direction towards the shift sleeve.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Ausnehmung des Sperrgliedes in radialer Richtung durchgehend ausgebildet ist und wenn die Feder sich in die Ausnehmung hinein erstreckt, um das Vorsynchronglied durch die Ausnehmung hindurch vorzuspannen.It is particularly advantageous if the recess of the locking member is formed continuously in the radial direction and when the spring extends into the recess in order to bias the Vorsynchronglied through the recess therethrough.
Bei dieser Ausführungsform kann sich die Feder an der Welle bzw. der damit verbundenen Führungsmuffe abstützen. Die Vorspannung des Vorsynchrongliedes beein- flusst folglich nicht die Verschwenkbarkeit des Sperrgliedes. Gemäß einer insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist das Sperrglied eine sich in axialer Richtung erstreckende Nase auf, die zur Kopplung mit dem Synchronring in eine Axialausnehmung des Synchronringes greift.In this embodiment, the spring can be supported on the shaft or the associated guide sleeve. The bias of the Vorsynchrongliedes thus does not influence the pivotability of the locking member. According to an overall preferred embodiment, the locking member has a nose extending in the axial direction, which engages in an axial recess of the synchronizer ring for coupling with the synchronizer ring.
Durch diese Ausgestaltung wird die Richtungs-Kopplung mit dem Synchronring auf konstruktiv einfache Weise gelöst. Gemäß einer alternativen Ausfuhrungsform weist das Sperrglied (50'") einen sich in axialer Richtung erstreckenden Gabelabschnitt (66'") auf, in den zur Kopplung mit dem Synchronring (44'") ein Axialvorsprung (64'") des Synchronringes (44'") greift.With this configuration, the directional coupling with the synchronizer ring is achieved in a structurally simple manner. According to an alternative embodiment, the locking member (50 '") has an axially extending fork portion (66'") into which for coupling with the synchronizer ring (44 '") an axial projection (64'") of the synchronizer ring (44 '. ") attacks.
Ein solches Sperrglied ist günstig zu fertigen.Such a locking member is inexpensive to manufacture.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Sperrglied eine Druckfläche auf, über die eine axiale Kraft auf den Synchronring übertragbar ist.According to a further preferred embodiment, the locking member has a pressure surface, via which an axial force can be transmitted to the synchronizer ring.
Hierbei dient das Sperrglied gleichzeitig als Druckkörper bzw. Druckstück.Here, the locking member serves as a pressure body or pressure piece at the same time.
Bei dieser Ausführungsform ist es zwar generell möglich, dass die Druckfläche unabhängig von einer Umfangsrichtungs-Kopplung zwischen Synchronring und Sperrglied ausgebildet ist.In this embodiment, although it is generally possible that the pressure surface is formed independently of a circumferential direction coupling between synchronizer ring and locking member.
Es ist jedoch bevorzugt, wenn die Druckfläche eine axiale Endfläche der Nase oder ein axialer Boden des Gabelabschnittes ist.However, it is preferred if the pressure surface is an axial end surface of the nose or an axial bottom of the fork portion.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Druckfläche in axialer Richtung in einem Bereich zwischen der Verschwenkachse und der Umfangsrichtungs-Kopplung des Sperrgliedes mit dem Synchronring angeordnet ist.Further, it is advantageous if the pressure surface is arranged in the axial direction in a region between the pivot axis and the circumferential direction coupling of the locking member with the synchronizer ring.
Hierbei kann der Abstand der Druckfläche und der Verschwenkachse verringert werden. Bei einer Kraftübertragung bei nicht-axialer Ausrichtung des Sperrgliedes können folglich die Belastungen des Sperrgliedes verringert werden. Das Sperrglied kann insgesamt kleiner ausgebildet werden.In this case, the distance between the pressure surface and the pivot axis can be reduced. In a power transmission in non-axial alignment of the locking member Consequently, the loads of the locking member can be reduced. The locking member can be made smaller overall.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Druckfläche ballig ausgebildet ist.It is particularly preferred if the pressure surface is crowned.
Bei dieser Ausführungsform wird vorteilhaft der Tatsache Rechnung getragen, dass die Übertragung der Axialkraft auf den Synchronring auch dann möglich sein soll, wenn das Sperrglied gegenüber einer axialen Ausrichtung in die Sperrposition verschwenkt ist.In this embodiment is advantageously taken into account the fact that the transmission of the axial force on the synchronizer ring should also be possible when the locking member is pivoted against axial alignment in the locking position.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Keilfläche des Sperrgliedes in axialer Richtung im Bereich zwischen der Verschwenkachse und der Umfangsrichtungs-Kopplung mit dem Synchronring angeordnet ist.Further, it is advantageous if the wedge surface of the locking member is arranged in the axial direction in the region between the pivot axis and the circumferential direction coupling with the synchronizer ring.
Bei dieser Ausführungsform ist die Keilfläche auf der gleichen Seite der Verschwenkachse angeordnet, in axialer Richtung gesehen.In this embodiment, the wedge surface is arranged on the same side of the pivot axis, seen in the axial direction.
Diese Ausgestaltung ermöglicht es, den Eingriff der Keilflächenpaarung so auszugestalten, dass im Wesentlichen keine Selbsthemmung auftreten kann.This embodiment makes it possible to configure the engagement of the wedge surface pairing in such a way that substantially no self-locking can occur.
Alternativ ist es auch möglich, die Keilfläche des Sperrgliedes in axialer Richtung auf der anderen Seite der Verschwenkachse anzuordnen als die Umfangsrichtungs- Kopplung mit dem Synchronring. Aus einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist die Keilfläche des Sperrgliedes in Urnfangsrichtung versetzt gegenüber einer Linie angeordnet, die in axialer Richtung die Verschwenkachse schneidet.Alternatively, it is also possible to arrange the wedge surface of the locking member in the axial direction on the other side of the pivot axis as the circumferential direction coupling with the synchronizer ring. From a further overall preferred embodiment, the wedge surface of the locking member is offset in the Urnfangsrichtung arranged opposite to a line which intersects the pivot axis in the axial direction.
Hierdurch ist zum einen eine konstruktiv günstige Anordnung der Keilfläche möglich, um eine möglichst Sperrsicherheit zu erzielen. Ferner eignen sich diese Ausführungsformen insbesondere auch für Schaltpakete, bei denen Schaltkupplungsanordnungen in ein Paket integriert sind, mit einer einzigen Schaltmuffe, einer einzigen Führungsmuffe und einem einzigen Sperrglied. Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn der Synchronring keine Sperrverzahnung aufweist.As a result, on the one hand a structurally favorable arrangement of the wedge surface is possible in order to achieve a barrier security as possible. Furthermore, these embodiments are also particularly suitable for switching packages in which clutch assemblies are integrated into a package, with a single shift sleeve, a single guide sleeve and a single locking member. Furthermore, it is generally advantageous if the synchronizer ring has no locking teeth.
Auf diese Weise lässt sich der Synchronring auf einfache Weise herstellen.In this way, the synchronizer ring can be produced in a simple manner.
Insgesamt lässt sich mit der Erfindung je nach Ausführungsform wenigstens einer der folgenden Vorteile erzielen:Overall, with the invention, depending on the embodiment, at least one of the following advantages can be achieved:
- Die Sperrverzahnung am Synchronring kann entfallen,- The locking teeth on the synchronizer ring can be omitted,
- es ergibt sich folglich kein Sperrkantenverschleiß am Synchronring,there is consequently no blocking edge wear on the synchronizer ring,
- die Bruchgefahr des Synchronringes ist deutlich geringer,- the risk of breakage of the synchronizer ring is significantly lower,
- es ist möglich, den Synchronring als einfaches Blechteil auszubilden,it is possible to form the synchronizer ring as a simple sheet metal part,
die Kosten des Synchronringes können verringert werden, gleiches gilt für die Herstellbarkeit des Synchronringes,the costs of the synchronizer ring can be reduced, the same applies to the manufacturability of the synchronizer ring,
- an der Schaltmuffe sind keine speziellen Sperrzähne erforderlich; folglich können an der Schaltmuffe nur „Einspurzähne" vorgesehen sein, mit jeweils spitzeren Winkeln als bei Schaltkupplungsanordnungen mit verzahntem Synchronring,- No special ratchet teeth are required on the sliding sleeve; Consequently, only "single-track teeth" can be provided on the shift sleeve, each with more acute angles than in clutch arrangements with a toothed synchronizer ring,
die Kosten der Schaltmuffe lassen sich folglich reduzieren, gleiches gilt für den Schaltkomfort,the cost of the shift sleeve can therefore be reduced, the same applies to the shift comfort,
- die Vorsynchronmittel sind mit dem Sperrmechanismus bzw. der Sperr- Synchionisierungseinrichtung gekoppelt, es ergibt sich eine Verbesserung der Führungsmuffenfestigkeit, da keine Arretiernutkontur notwendig ist, wie bisher,the pre-synchronizing means are coupled to the blocking mechanism or the blocking-synchronizing device, there is an improvement in the guide sleeve strength, since no Arretiernutkontur is necessary, as before,
- die Sicherheit gegen einen sog. Doppeleingriff ist besser (wie er auftreten kann, wenn die Drehzahlsynchronität zwischen Welle und Drehteil während der sog. Freiflugphase der Schaltmuffe verloren geht),the safety against a so-called double intervention is better (as it can occur if the rotational speed synchronism between shaft and rotating part is lost during the so-called free-flight phase of the sliding sleeve),
- die Verschleißreserve kann vergrößert werden, alternativ kann eine Bauraumreduzierung erreicht werden,- The wear reserve can be increased, alternatively, a space reduction can be achieved
- der sog. zweite Druckpunkt wird reduziert, so dass sich eine Komforterhöhung ergibt,the so-called second pressure point is reduced so that a comfort increase results,
- sind getrennte Sperr- und Einspurwinkel realisierbar, so dass sich eine eindeutige Funktionstrennung des Sperrens und des Einspurens in den Kupplungskörper ergeben,- Separate locking and Einspurwinkel can be realized, so that there is a clear separation of functions of the locking and the Einspurens in the coupling body,
- eine Verwendung der Schaltkupplungsanordnung ist in allen Getrieben möglich, bei denen bisher eine konventionelle Svnchronisierung vorgesehen ist, insbesondere bei Doppelkupplungsgetrieben; der schleppenden Kupplung (bei einem nassen Doppelkupplungssystem) kann entgegengewirkt werden; bei Handschaltgetrieben ergibt sich aufgrund der geringeren Anspitzwinkel der Verzahnung insbesondere der Schaltmuffe ein Komfortvorteil.- A use of the clutch assembly is possible in all transmissions in which previously provided a conventional Svnchronisierung, especially in dual-clutch transmissions; the trailing coupling (in a wet dual clutch system) can be counteracted; in manual transmissions results due to the lower Anspitzwinkel the teeth in particular the shift sleeve comfort advantage.
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.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Schaltkupplungsanordnung;Exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description. Show it: Fig. 1 is a schematic longitudinal sectional view through a clutch assembly according to the invention;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Schaltkupplungsanordnung der Fig. 1;FIG. 2 is a cross-sectional view of the clutch assembly of FIG. 1; FIG.
Fig. 3 eine der Fig. 2 vergleichbare Ansicht der Schaltkupplungsanordnung in einer Phase des Vorsynchronisierens;Fig. 3 is a view similar to Figure 2 of the clutch assembly in a phase of Vorsynchronisierens.
Fig. 4 eine der Fig. 2 vergleichbare Ansicht der Schaltkupplungsanordnung in einer Phase zwischen Vorsynchronisieren und Sperren;Figure 4 is a view similar to Figure 2 of the clutch assembly in a phase between Vorsynchronisieren and locks.
Fig. 5 eine der Fig. 2 vergleichbare Ansicht der Schaltkupplungsanordnung in einer Phase der Hauptsynchronisation;Fig. 5 is a view similar to Figure 2 of the clutch assembly in a phase of main synchronization.
Fig. 6 eine der Fig. 2 vergleichbare Ansicht der Schaltkupplungsanordnung in einer Phase des Entsperrens bzw. einer Freiflugphase;FIG. 6 shows a view similar to FIG. 2 of the clutch assembly in a phase of unlocking or a free-flying phase; FIG.
Fig. 7 eine der Fig. 2 vergleichbare Ansicht in einer Phase des Einspurens bzw. des Formschlusses;FIG. 7 shows a view comparable to FIG. 2 in a phase of the meshing or the positive connection; FIG.
Fig. 8 eine der Fig. 2 vergleichbare Darstellung einer alternativen Ausführungsfoπn einer erfindungsgemäßen Schaltkupplungsanordnung einer Neutralposition;FIG. 8 shows a view similar to FIG. 2 of an alternative embodiment of a clutch assembly according to the invention of a neutral position; FIG.
Fig. 9 eine der Fig. 8 vergleichbare Darstellung der Schaltkupplungsanordnung in einer Phase des Vorsynchronisierens;FIG. 9 is a view similar to FIG. 8 of the clutch assembly in a phase of presynchronization; FIG.
Fig. 10 eine der Fig. 8 vergleichbare Darstellung der Schaltkupplungsanordnung in einer Phase kurz vor einer Sperrstellung;FIG. 10 is a view similar to FIG. 8 of the clutch assembly in a phase shortly before a blocking position; FIG.
Fig. 11 eine der Fig. 8 vergleichbare Darstellung der Schaltkupplungsanordnung in einer Phase der Hauptsynchronisation (beim Sperren); Fig. 12 eine der Fig. 8 vergleichbare Darstellung der Schaltkupplungsanordnung in einer Phase des Entsperrens und des Beginns einer Freiflugphase;FIG. 11 is a view similar to FIG. 8 of the clutch assembly in a phase of main synchronization (when locked); FIG. Fig. 12 is a view similar to Figure 8 of the clutch assembly in a phase of unlocking and the beginning of a free-flying phase.
Fig. 13 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltkupplungsanordnung in einer der Fig. 2 vergleichbaren Form;13 shows a schematic illustration of a further embodiment of a clutch assembly according to the invention in a form comparable to that of FIG. 2;
Fig. 14 eine schematische Längsschnittansicht durch die Schaltkupplungsanordnung der Fig. 13;Fig. 14 is a schematic longitudinal sectional view through the clutch assembly of Fig. 13;
Fig 15 eine der Fig. 8 vergleichbare Darstellung einer weiteren Ausfuhrungsfoπn einer erfindungsgemäßen Schaltkupplungsanordnung; undFIG. 15 is a view similar to FIG. 8 of a further embodiment of a clutch assembly according to the invention; and
Fig. 16 eine Querschnittsansicht der Schaltkupplungsanordnung der Fig. 15.FIG. 16 is a cross-sectional view of the clutch assembly of FIG. 15. FIG.
Fig. 1 ist ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug generell mit 10 bezeichnet. Das Getriebe 10 weist eine Eingangswelle 12 auf, die über einen Konstanten-Radsatz 14 mit einer hierzu parallelen Vorgelegewelle 16 in Verbindung steht.Fig. 1 is a transmission for a motor vehicle generally designated 10. The transmission 10 has an input shaft 12, which is connected via a constant gear set 14 with a countershaft 16 parallel thereto.
Eine Ausgangswelle 24 ist koaxial zu der Eingangswelle 12 angeordnet. Eine Mehrzahl von Schaltradsätzen 18 ist an der Vorgelegewelle bzw. der Ausgangswelle 24 angeordnet. In Fig. 1 ist aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung nur ein Schaltradsatz 18 gezeigt, der ein Festrad 20 aufweist, das mit der Ausgangswelle 24 drehfest verbunden ist. Der Schaltradsatz 18 weist ferner ein Losrad 22 auf, das drehbar an der Vorgelegewelle 16 gelagert ist.An output shaft 24 is disposed coaxially with the input shaft 12. A plurality of gear sets 18 is disposed on the countershaft and the output shaft 24, respectively. In Fig. 1, for reasons of clarity, only one set of gears 18 is shown having a fixed wheel 20 which is rotatably connected to the output shaft 24. The gear set 18 further includes a loose wheel 22 which is rotatably mounted on the countershaft 16.
Es versteht sich, dass die gezeigte, für den Längseinbau in einem Fahrzeug ausgelegte Getriebeanordnung lediglich beispielhafter Natur ist. Auf Getriebe mit anderen Topologien (bspw. für den Front-Quereinbau oder als Dreiwellengetriebe) ist die Erfindung gleichfalls anwendbar. Eine erste Ausführungsfoπn einer erfindungsgemäßen Schaltkupplungsanordnung ist in den Figuren 1 und 2 generell mit 30 bezeichnetIt will be understood that the gear assembly shown for longitudinal installation in a vehicle is merely exemplary in nature. On transmissions with other topologies (eg. For the front transverse installation or as a three-shaft transmission), the invention is equally applicable. A first Ausführungsfoπn a clutch assembly according to the invention is generally designated 30 in Figures 1 and 2
Die Schaltkupplungsanordnung 30 dient dazu, das Losrad 22 (oder ein in axialer Richtung auf der anderen Seite angeordnetes, nicht dargestelltes Losrad) mit der Vorgelegewelle 16 zu verbinden. Die Schaltkupplungsanordnung 30 ist folglich als Schaltkupplungspaket mit zwei einzelnen Schaltkupplungen ausgebildet. Aus Gründen einer einfachen Darstellung wird im Folgenden lediglich Bezug genommen auf die Funktion der Schaltkupplungsanordnung 30 in Bezug auf das Losrad 22. Es versteht sich jedoch, dass die nachfolgende Beschreibung gleichermaßen auf deren Funktion in Bezug auf das andere Losrad anwendbar ist.The clutch assembly 30 serves to connect the idler gear 22 (or a loose wheel, not shown in the axial direction on the other side) to the countershaft 16. The clutch assembly 30 is thus formed as a clutch pack with two individual clutches. For ease of illustration, reference will now be made only to the operation of the clutch assembly 30 with respect to the idler gear 22. However, it will be understood that the following description is equally applicable to its function with respect to the other idler gear.
Die Schaltkupplungsanordnung 30 beinhaltet eine Führungsmuffe (auch Synchron- körper genannt) 32, die an der Vorgelegewelle 16 festgelegt ist (bspw. mittels einer geeigneten Verzahnung). Die Führungsmuffe 32 weist ferner eine in Fig. 2 dargestellte Außenverzahnung 33 auf.The clutch assembly 30 includes a guide sleeve (also called synchronous body) 32, which is fixed to the countershaft 16 (eg. By means of a suitable toothing). The guide sleeve 32 also has an external toothing 33 shown in FIG. 2.
An der Führungsmuffe 32 ist eine Schaltmuffe 34 in axialer Richtung A verschieblich gelagert. Die Schaltmuffe 34 weist in an sich bekannter Weise eine äußere Radialnut 36 für den Eingriff einer Schaltgabel oder dergleichen auf. Ferner weist die Schaltmuffe 34 an ihrem Innenumfang eine Innenverzahnung 38 auf, die mit der Außenverzahnung der Führungsmuffe 32 in Eingriff steht.On the guide sleeve 32, a shift sleeve 34 is slidably mounted in the axial direction A. The shift sleeve 34 has, in a conventional manner, an outer radial groove 36 for engaging a shift fork or the like. Furthermore, the shift sleeve 34 has on its inner circumference an internal toothing 38, which is in engagement with the external toothing of the guide sleeve 32.
Die Schaltkupplungsanordnung 30 beinhaltet ferner einen Kupplungskörper 40, der fest mit dem zugeordneten Losrad 22 verbunden ist Der Kupplungskörper 40 weist eine Außenverzahnung 42 auf, auf die die Innenverzahnung 38 der Schaltmuffe 34 aufgeschoben werden kann, um in Drehrichtung D eine formschlüssige Verbindung zwischen der Vorgelegewelle 16 und dem Losrad 22 einzurichten. Obgleich die Führungsmuffe 32 und die Vorgelegewelle 16 zum einen und das Losrad 22 und der Kupplungskörper 40 zum anderen jeweils als einzelne Bauelemente dargestellt sind, ist es erfindungsgemäß auch möglich, diese einstückig auszubilden. Die Schaltkupplungsanordnung 30 weist ferner einen Synchronring 44 auf. Der Synchronring 44 besitzt in an sich bekannter Weise eine Reibfläche 46, die mit einer Gegenreibfläche 48 des Losrades 22 (oder des Kupplungskörpers 40 oder eine dazwischen liegenden Konusrings) zusammenwirkt.The clutch assembly 30 further includes a coupling body 40 which is fixedly connected to the associated idler gear 22, the coupling body 40 has external teeth 42 on which the internal teeth 38 of the shift sleeve 34 can be pushed to D in the rotational direction of a positive connection between the countershaft 16 and the idler gear 22 set up. Although the guide sleeve 32 and the countershaft 16 on the one hand and the idler gear 22 and the coupling body 40 on the other hand are each shown as individual components, it is also possible according to the invention to form them in one piece. The clutch assembly 30 further includes a synchronizer ring 44. The synchronizer ring 44 has in known manner a friction surface 46, which cooperates with a Gegenreibfläche 48 of the idler gear 22 (or the coupling body 40 or an intermediate cone ring).
Ferner ist in den Figuren 1 und 2 eine Sperr-Synchronisierungseinrichtung 49 der Schaltkupplungsanordnung 30 gezeigt.Further, in Figures 1 and 2, a lock-synchronizer 49 of the clutch assembly 30 is shown.
Die Sperr-Synchronisierungseinrichtung weist ein Sperrglied 50 in Form eines um eine radial verlaufende Verschwenkachse 52 herum verschwenkbaren Sperrsteines auf.The locking synchronization device has a locking member 50 in the form of a pivotable about a radially extending pivot axis 52 around blocking block.
Das Sperrglied 50 ist zudem Teil von Vorsynchronmitteln 54 zum Aufbringen einer Vorsynchronkraft auf den Synchronring 44. Die Vorsynchronmittel 54 weisen eine Kugel 56 und eine Feder 58 auf. Die Feder 58 ist in einer Federaufnahme 59 der Führungsmuffe 32 gelagert und ist als Druckfeder ausgebildet, die die Kugel 56 radial nach außen drückt. Die Kugel 56 ist in einer Ausnehmung 60 des Sperrgliedes 50 aufgenommen, die in radialer Richtung durchgehend ausgebildet ist. Die Ausnehmung ist generell kreisförmig, und zwar konzentrisch zu der Verschwenkachse 52.The locking member 50 is also part of Vorsynchronmitteln 54 for applying a Vorsynchronkraft on the synchronizer ring 44. The Vorsynchronmittel 54 have a ball 56 and a spring 58 on. The spring 58 is mounted in a spring seat 59 of the guide sleeve 32 and is designed as a compression spring which presses the ball 56 radially outward. The ball 56 is received in a recess 60 of the locking member 50, which is formed continuously in the radial direction. The recess is generally circular, concentric with the pivot axis 52.
Das Sperrglied 50 ist in radialer Richtung zwischen der Führungsmuffe 32 und der Schaltmuffe 34 angeordnet. An der radialen Innenseite weist die Schaltmuffe 34 eine Nut 61 auf. In der in Fig. 1 und 2 gezeigten Neutralstellung (in Fig. 1 mit „N" bezeichnet) drückt die Feder 58 die Kugel 56 (oder ein anders geformtes Vorsynchron- glied, wie einen keilförmigen Stein) in die Nut 61.The locking member 50 is disposed in the radial direction between the guide sleeve 32 and the shift sleeve 34. On the radial inner side, the shift sleeve 34 has a groove 61. In the neutral position (indicated by "N" in FIG. 1) shown in FIGS. 1 and 2, the spring 58 urges the ball 56 (or other shaped asynchronous member such as a wedge-shaped stone) into the groove 61.
Das Sperrglied 50 ist zwischen der Führungsmuffe 32 und der Schaltmuffe 34 zum einen verdrehbar um die Verschwenkachse 52 herum gelagert. Ferner ist das Sperrglied 50 in axialer Richtung begrenzt beweglich gelagert, und zwar begrenzt durch die in axialer Richtung einander gegenüberliegenden Synchronringe 44 (von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist). Das Sperrglied 50 weist femer um die Ausnehmung 60 herum Ringhülsen 53a auf, die sich in radialer Richtung R erstrecken. Das Sperrglied 50 stützt sich in Urnfangsrichtung D mit diesen Ringhülsen 53a an axial verlaufenden Führungsflächen 53b der Führungsmuffe 32 ab, wie es in Fig. 2 schematisch angedeutet ist. Die Ringhülsen 53a bilden einen Nabenabschnitt für die Verschwenk- achse 52The locking member 50 is rotatably supported about the pivot axis 52 between the guide sleeve 32 and the shift sleeve 34 to one. Further, the locking member 50 is mounted in the axial direction limited movable, limited by the axially opposite each other synchronizer rings 44 (only one of which is shown in Fig. 1). The locking member 50 also has around the recess 60th around ring sleeves 53 a, which extend in the radial direction R. The locking member 50 is supported in Urnfangsrichtung D with these ring sleeves 53a on axially extending guide surfaces 53b of the guide sleeve 32 from, as is indicated schematically in Fig. 2. The ring sleeves 53 a form a hub section for the pivot axis 52
Das Sperrglied 50 ist in Umfangsrichtung D mit dem Synchronring 44 gekoppelt, was durch eine Mitnahmekopplung 62 angedeutet ist.The locking member 50 is coupled in the circumferential direction D with the synchronizer ring 44, which is indicated by a driving coupling 62.
Die Mitnahmekopplung 62 beinhaltet einen gabelförmigen Vorsprung 65, der an dem Synchronring 44 ausgebildet ist und eine Axialausnehmung 64 definiert, die dem Sperrglied 50 zugewandt ist. Ferner beinhaltet die Mitnahmekopplung 62 eine Nase 66, die fest mit dem Sperrglied 50 verbunden ist Die Nase 66 erstreckt sich von einem Grundkörper des Sperrgliedes 50 in axialer Richtung hin zu dem Synchronring 44 und liegt generell in der Axialausnehmung 64. Sobald sich folglich der Synchronring 44 aus der in Fig. 2 dargestellten Position relativ zu der Führungsmuffe 32 verdreht, wird das Sperrglied 50 mitgenommen und verschwenkt dabei um die Verschwenkachse 52 herum. In der in Fig. 2 gezeigten Darstellung ist die Nase im Tangentialschnitt etwa halbkugelförmig ausgebildet, um eine möglichst reibungsarme Mitnahmekopplung 62 zu erzielen.The entrainment coupling 62 includes a fork-shaped projection 65 which is formed on the synchronizer ring 44 and defines an axial recess 64 which faces the locking member 50. Further, the driving coupling 62 includes a nose 66 which is fixedly connected to the locking member 50 The nose 66 extends from a main body of the locking member 50 in the axial direction to the synchronizer ring 44 and is generally in the axial recess 64. Thus, as soon as the synchronizer ring 44th rotated from the position shown in Fig. 2 relative to the guide sleeve 32, the locking member 50 is taken and thereby pivots about the pivot axis 52 around. In the representation shown in Fig. 2, the nose is approximately hemispherical in tangential section to achieve a low-friction driving coupling 62 as possible.
Eine axial vordere Fläche der Nase 66 ist als Druckfläche 68 ausgebildet, die dazu ausgelegt ist, eine Axialkraft auf den Synchronring 44 zu übertragen.An axial front surface of the nose 66 is formed as a pressure surface 68, which is adapted to transmit an axial force on the synchronizer ring 44.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Schaltkupplungsanordnung 30 in Umfangsrichtung D verteilt eine Mehrzahl von Sperr-Synchronisierungseinrichtungen 49 aufweist, bspw. drei über den Umfang verteilte Sperr-Synchronisierungseinrich- tungen.It should be noted that the clutch assembly 30 distributed in the circumferential direction D has a plurality of locking synchronization means 49, for example. Three circumferentially spaced lock-Synchronisierungseinrich- tions.
Das Sperrglied 50 weist einen im Tangentialschnitt etwa rechteckförmigen Grundkörper auf, von dem sich in axialer Richtung die Nasen 66a, 66b erstrecken. Die Suffixe a, b sollen vorliegend zur Unterscheidung der zwei einzelnen Schaltkupplungen der Schaltkupplungsanordnung 30 dienen, wobei der Suffix a der Schaltkupplung zugeordnet ist, die dem in Fig. 1 gezeigten Losrad 22 zugeordnet ist.The locking member 50 has a tangential section approximately rectangular base body from which extend in the axial direction of the lugs 66a, 66b. The Suffixes a, b are used in this case to distinguish the two individual clutches of the clutch assembly 30, the suffix a is associated with the clutch, which is assigned to the idler gear 22 shown in FIG.
An den vier Ecken des rechteckförmigen Grundkörpers sind jeweils Keilflächen 70 ausgebildet. Dabei sind die der einen Schaltkupplung a zugeordneten Keilflächen 70a auf einer der Nase 66a gegenüberliegenden Seite der Verschwenkachse 52 angeordnet (in axialer Richtung gesehen). Ferner sind die Keilflächen 70 jeweils in Umfangsrich- tung D gegenüber einer Linie versetzt, die in axialer Richtung durch die Verschwenkachse 52 hindurch verläuft.Wedge surfaces 70 are respectively formed at the four corners of the rectangular base body. In this case, the wedge surfaces 70a assigned to a shifting clutch a are arranged on a side of the pivoting axle 52 lying opposite the nose 66a (seen in the axial direction). Furthermore, the wedge surfaces 70 are each offset in the circumferential direction D with respect to a line which extends in the axial direction through the pivot axis 52.
An der Schaltmuffe 34 sind entsprechende Keilflächen 72 ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist das Sperrglied 50 in einem Bereich radial innerhalb der Schaltmuffe 34 angeordnet, in dem die Verzahnung unterbrochen ist. Die in Umfangsrichtung benachbarten Zähne der hinenverzahnung 38 der Schaltmuffe 34 sind jeweils mit Umfangsausnehmungen 74 ausgebildet, deren axiale Endflächen als die Keilflächen 72 ausgebildet sind.On the shift sleeve 34 corresponding wedge surfaces 72 are formed. In the present case, the locking member 50 is disposed in a region radially within the shift sleeve 34, in which the toothing is interrupted. The circumferentially adjacent teeth of the spur toothing 38 of the sliding sleeve 34 are each formed with peripheral recesses 74, whose axial end surfaces are formed as the wedge surfaces 72.
Demzufolge weist die Sperr-Synchronisierungseinrichtung 49 vier Keilflächen 70 und vier entsprechend angeordnete Keilflächen 72 auf.As a result, the locking synchronizer 49 has four wedge surfaces 70 and four correspondingly arranged wedge surfaces 72.
Die Zähne der hinenverzahnung 38 der Schaltmuffe 34 weisen ferner jeweils Hinterlegungen 76 auf (in an sich bekannter Weise) und sind zu der Verzahnung der Kupplungskörper 40 hin mit einer Anspritzung 78 ausgebildet. Die Anspritzung 78 kann im vorliegenden Fall spitzwinklig ausgebildet werden, so dass ein leichtes Einspuren in die Außenverzahnung 42 des Kupplungskörpers 40 möglich ist.The teeth of the spur toothing 38 of the sliding sleeve 34 further each have deposits 76 (in a conventional manner) and are formed to the teeth of the coupling body 40 out with a gating 78. The gating 78 can be formed at an acute angle in the present case, so that a slight meshing in the external teeth 42 of the coupling body 40 is possible.
In Fig. 1 und 2 ist die Sperr-Svnchronisierungseinrichtung 49 in der Neutralstellung N gezeigt Bei dieser Neutralstellung ist das Sperrglied 50 in axialer Richtung ausgerichtet. Dabei greift das Sperrglied 50 nicht in die Umfangsausnehmungen 74 und kann folglich in axialer Richtung A in Bezug auf die Schaltmuffe 34 versetzt werden. In Fig. 2 ist ein sog. Vorsynchronweg 80 dargestellt, der dem Abstand zwischen der Druckfläche 68 und einem Boden der Axialausnehmung 64 entspricht. Ferner ist in Fig. 2 ein Spaltmaß 82 dargestellt, das den Abstand zwischen dem Synchronring 44 und dem Kupplungskörper 40 angibt.In Fig. 1 and 2, the lock-Svnchronisierungseinrichtung 49 is shown in the neutral position N In this neutral position, the locking member 50 is aligned in the axial direction. In this case, the locking member 50 does not engage in the circumferential recesses 74 and thus can be offset in the axial direction A with respect to the shift sleeve 34 become. In Fig. 2 is a so-called. Vorsynchronweg 80 is shown, which corresponds to the distance between the pressure surface 68 and a bottom of the axial recess 64. Further, a gap 82 is shown in Fig. 2, which indicates the distance between the synchronizer ring 44 and the coupling body 40.
Sofern mit der Schaltkupplungsanordnung 30 ein Schaltvorgang eingeleitet wird, wird auf die Schaltmuffe 34 eine Axialkraft ausgeübt, und zwar über die Radialnut 36. Aufgrund der rastenden Verbindung über die Vorsynchronmittel 54 wird dabei das Sperrglied 50 in axialer Richtung mitgenommen, bis dessen Druckfläche 68 den Vorsynchronweg 80 überbrückt hat und an dem Synchronring 44 anschlägt. Dieser Zustand ist in Fig. 3 gezeigt. Die dabei ausgeübte axiale Vorsynchronkraft ist bei 90 gezeigt. Ergänzend ist in Fig. 3 ferner die axiale Länge 91 gezeigt, um die die Druckfläche 68 von dem Mittelpunkt (der Verschwenkachse 52) des Sperrgliedes 50 entfernt liegt.If a switching operation is initiated with the clutch assembly 30, an axial force is exerted on the shift sleeve 34, via the radial groove 36. Due to the latching connection via the Vorsynchronmittel 54 while the locking member 50 is taken in the axial direction until the pressure surface 68 the Vorsynchronweg 80 has bridged and strikes the synchronizer ring 44. This condition is shown in FIG. The thereby exerted axial Vorsynchronkraft is shown at 90. In addition, the axial length 91 is shown in Fig. 3, by which the pressure surface 68 from the center (the pivot axis 52) of the locking member 50 is removed.
Durch die auf den Synchronring 44 übertragene Vorsynchronkraft 90 gelangen die Reibflächen 46, 48 in Eingriff, so dass der Synchronring 44 aufgrund des Reibmomentes 92 (siehe Fig. 4) gegenüber der Schaltmuffe 34 verdreht wird. Hierbei wird das Sperrglied 50 mitgenommen und verschwenkt um die Verschwenkachse 52, wie es in Fig. 4 gezeigt ist Der Verdrehwinkel ist in Fig. 4 mit 94 bezeichnet.By virtue of the presynchronizing force 90 transmitted to the synchronizing ring 44, the friction surfaces 46, 48 engage, so that the synchronizing ring 44 is rotated relative to the sliding sleeve 34 due to the frictional torque 92 (see FIG. 4). Here, the locking member 50 is taken and pivoted about the pivot axis 52, as shown in Fig. 4 The angle of rotation is indicated in Fig. 4 with 94.
Aufgrund des Verschwenkens des Sperrgliedes 50 greifen diagonal gegenüberliegende Ecken des Grundkörpers des Sperrgliedes 50 in die Umfangsausnehmungen 74. Genauer gesagt, gelangen eine Keilfläche 70 und eine Keilfläche 72 an einer der Nase 66a etwa diagonal gegenüberliegenden Ecke in Eingriff und bilden eine Keilflächenpaarung 96a.Due to the pivoting of the locking member 50 engage diagonally opposite corners of the main body of the locking member 50 in the circumferential recesses 74. More specifically, a wedge surface 70 and a wedge surface 72 engage at one of the nose 66 a approximately diagonally opposite corner into engagement and form a wedge surface pairing 96 a.
In Fig. 5 sind die dabei auftretenden Kräfte schematisch dargestellt, wobei aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung nicht berücksichtigt ist, dass sich das Sperrglied 50 an den - in Fig. 5 nicht gezeigten - Führungsflächen 53b abstützt Die aufgrund des Reibmomentes 92 ausgeübte Kraft humm wirkt auf den Synchronring 44. Demzu- folge wirkt (aufgrund der rundlichen Form der Nase 66a) eine vom Winkel 94 abhängige Kraft Fa auf das Sperrglied 50, wobei diese Kraft Fa das Sperrglied 50 um den Verschwenkwinkel 94 verdreht. Auf der der Verschwenkachse 52 gegenüberliegenden Seite wirkt folglich eine Kraft Fb so, dass sie die Ecke mit der Keilfläche 70a in die zugeordnete Umfangsausnehmung 74 hineindrückt. Andererseits wirkt nach wie vor die in axialer Richtung ausgeübte Kraft auf die Schaltmuffe 34, die in Fig. 5 mit FSM angegeben ist.In Fig. 5, the forces occurring are shown schematically, is not taken into account for reasons of clarity that the locking member 50 on the - not shown in Figure 5 - guide surfaces 53b supported The force exerted due to the friction torque 92 humm acts the synchronizer ring 44. Demzu- Following acts (due to the rounded shape of the nose 66 a) dependent on the angle 94 force F a on the locking member 50, said force F a, the locking member 50 is rotated by the pivot angle 94. On the opposite side of the pivot axis 52 thus a force F b acts so that it pushes the corner with the wedge surface 70 a in the associated peripheral recess 74. On the other hand, the force exerted in the axial direction still acts on the sliding sleeve 34, which is indicated in FIG. 5 as FSM.
Die Keilflächenpaarung 96 ist so ausgebildet, dass in Bezug auf die Axialrichtung ein Winkel α eingerichtet wird. In Abhängigkeit von dem Winkel α wird aufgrund der Axialkraft FSM eine Rückstellkraft 98 auf das Sperrglied 50 ausgeübt, die der Kraft Fb entgegenwirkt und versucht, das Sperrglied 50 wieder in die axial ausgerichtete Position zurückzudrücken.The wedge surface pairing 96 is formed so that an angle α is established with respect to the axial direction. Depending on the angle α due to the axial force FSM a restoring force 98 is exerted on the locking member 50, which counteracts the force F b and tries to push the locking member 50 back into the axially aligned position.
In der in Fig. 5 gezeigten Phase der Hauptsynchronisation ist in der Regel das aufgrund des Reibeingriffes der Reibflächen 46, 48 erzeugte Reibmoment 92 so groß, dass die Rückstellkraft 98 nicht ausreicht, um das Sperrglied 50 zurückzudrehen. Die Schaltmuffe 34 kann folglich in axialer Richtung nicht weiter bewegt werden.In the phase of the main synchronization shown in FIG. 5, the friction torque 92 generated due to the frictional engagement of the friction surfaces 46, 48 is generally so great that the restoring force 98 is insufficient to turn the locking member 50 back. The shift sleeve 34 can therefore not be moved further in the axial direction.
Das Kräftegleichgewicht wird dabei auch dadurch beeinflusst, wie groß der Abstand xa zwischen der Verschwenkachse 52 und dem Ort der Mitnahmekopplung 62 und wie groß der Abstand zwischen der Verschwenkachse 52 und der Keilflächenpaarung 96 ist, der in Fig. 5 mit xb bezeichnet ist. Die Abmessungen xa, xb entsprechen dabei unterschiedlichen Hebellängen, die bei der Dimensionierung der Schaltkupplungsanordnung 30 zu berücksichtigen sind (neben tribologischen Randbedingungen sowie den gewählten Winkeln 94 bzw. α).The equilibrium of forces is also influenced by how great the distance xa between the pivot axis 52 and the location of the driving coupling 62 and how large the distance between the pivot axis 52 and the wedge surface pairing 96, which is designated in Fig. 5 with xb. The dimensions xa, xb correspond to different lever lengths, which are to be considered in the dimensioning of the clutch assembly 30 (in addition to tribological boundary conditions and the selected angles 94 and α).
Wenn zwischen dem Losrad 22 und der zugeordneten Welle (Vorgelegewelle 16) annähernd eine Drehzahlgleichheit erreicht ist, bricht das Reibmoment 92 zusammen, so dass die Kraft F3 kleiner wird. Demzufolge wird auch die Kraft Fb kleiner und, sobald diese kleiner wird als die Rückstellkraft 98, wird das Sperrglied 50 zurückver- dreht, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Das Sperrglied 50 nimmt dabei den Synchronring 44 in Umiangsrichtung D mit, wie es in Fig. 6 bei 99 gezeigt ist. Da das Sperrglied 50 nun aus den Umfangsausnehmungen 74 herausgetreten ist und zumindest annähernd axial ausgerichtet ist, lässt sich die Schaltmuffe 34 in axialer Richtung weiter bewegen.If approximately a speed equality is achieved between the idler gear 22 and the associated shaft (countershaft 16), the friction torque 92 collapses, so that the force F 3 is smaller. As a result, the force Fb also becomes smaller and, as soon as it becomes smaller than the restoring force 98, the locking member 50 is restored. rotates, as shown in Fig. 6. The locking member 50 thereby takes the synchronizer ring 44 in the circumferential direction D, as shown in FIG. 6 at 99. Since the locking member 50 has now emerged from the circumferential recesses 74 and is oriented at least approximately axially, the shift sleeve 34 can be moved in the axial direction on.
In Fig. 7 ist der Zustand gezeigt, bei dem die Verzahnung 38 der Schaltmuffe 34 in die Verzahnung 42 des Kupplungskörpers 40 eingespurt ist und folglich der Formschluss hergestellt worden ist.In Fig. 7, the state is shown, in which the toothing 38 of the shift sleeve 34 is meshed with the toothing 42 of the coupling body 40 and consequently the positive connection has been established.
Der Konuswinkel der Reibflächen 46, 48 kann im Bereich zwischen 5° und 10° liegen, vorzugsweise im Bereich zwischen 6,5° und 8,5°.The cone angle of the friction surfaces 46, 48 may be in the range between 5 ° and 10 °, preferably in the range between 6.5 ° and 8.5 °.
Der Sperrwinkel α kann im Bereich zwischen 20° und 70° liegen, vorzugsweise im Bereich zwischen 30° und 50°.The blocking angle α can be in the range between 20 ° and 70 °, preferably in the range between 30 ° and 50 °.
In den Figuren 8 bis 12 ist eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltkupplungsanordnung generell mit 30' bezeichnet.In FIGS. 8 to 12, an alternative embodiment of a clutch assembly according to the invention is designated generally by 30 '.
Die Schaltkupplungsanordnung 30' entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Schaltkupplungsanordnung 30 der Figuren 1 bis 7. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Folgenden wird lediglich auf Unterschiede eingegangen.The clutch assembly 30 'corresponds in structure and operation generally the clutch assembly 30 of Figures 1 to 7. The same elements are therefore provided with the same reference numerals. In the following, only differences will be discussed.
Das Sperrglied 50' der Schaltkupplungsanordnung 30' weist eine Nase 66' auf, die eine ballige Druckfläche 68' besitzt (auch die Kreisform der Nase 66 der Ausführungsform der Figuren 1 bis 7 ist natürlich „ballig" ausgebildet). Femer ist die Nase 66' insgesamt leicht trapezförmig ausgebildet, wobei die Seitenflanken der Nase 66' generell axial, jedoch in axialer Richtung hin zu der Verschwenkachse 52 aufeinander zu verlaufen. Die etwa in axialer Richtung verlaufenden Seiten der Nase 66' sind als Nasenflanken 100 bezeichnet.The locking member 50 'of the clutch assembly 30' has a lug 66 'which has a crowned pressure surface 68' (of course, the circular shape of the lug 66 of the embodiment of Figures 1 to 7 is also "crowned"). overall slightly trapezoidal, wherein the side edges of the nose 66 'generally axially, but in the axial direction towards the pivot axis 52 to each other to get lost. The approximately in the axial direction extending sides of the nose 66 'are referred to as nose flanks 100.
Ferner weist das Sperrglied 50' im axialen Bereich zwischen den Nasen 66' und der Verschwenkachse 52 jeweils zwei Stegvorsprünge 69 auf, die gegenüber der axialen Erstreckung A schräg ausgerichtet sind. Diese Stegvorsprünge 69 weisen jeweils an ihrer in axialer Richtung von der Nase 66' wegweisenden Seite eine Keilfläche 70' auf. Die Nasen 66' liegen jeweils zwischen zwei solchen Stegvorsprüngen 69.Further, the locking member 50 'in the axial region between the lugs 66' and the pivot axis 52 each have two web projections 69, which are aligned obliquely relative to the axial extent A. These web projections 69 each have a wedge surface 70 'on their side facing away from the nose 66' in the axial direction. The lugs 66 'are each between two such web projections 69th
Die Schaltmuffe 34 weist in Umfangsrichtung D benachbart zu dem Sperrglied 50 Radialvorsprünge 101 auf, die sich in radialer Richtung erstrecken, so dass ein Grundkörper des Sperrgliedes 50 generell dazwischen aufgenommen ist. Der Grundkörper 106ist dabei etwa kreisförmig ausgebildet, so dass er unabhängig von der jeweiligen Axialstellung des Sperrgliedes 50 und unabhängig von der jeweiligen Verdrehstellung des Sperrgliedes 50 reibungsarm zwischen den in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Radialvorsprüngen 101 in axialer Richtung bewegbar ist. Der kreisförmige Grundkörper 106 bildet bei dieser Ausführungsform einen Nabenabschnitt für die Verschwenkachse 52, der sich im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 1 - 7 nicht an der Führungsmuffe sondern an der Schaltmuffe 34 in Umfangsrichtung abstütztThe shift sleeve 34 has in the circumferential direction D adjacent to the locking member 50 on radial projections 101 which extend in the radial direction, so that a main body of the locking member 50 is generally received therebetween. The base body 106 is approximately circular, so that it is independent of the respective axial position of the locking member 50 and independently of the respective rotational position of the locking member 50 friction between the circumferentially opposite radial projections 101 in the axial direction movable. The circular base body 106 forms in this embodiment, a hub portion for the pivot axis 52, which is not supported on the guide sleeve but on the shift sleeve 34 in the circumferential direction, in contrast to the embodiment of FIGS. 1-7
Die Radialvorsprünge 101 weisen an ihren axial gegenüberliegenden Seiten die Keilflächen 72 auf. Die einander zugeordneten Keilflächen 70a', 72a', die der einen Schaltkupplung mit der Nase 66a' zugeordnet sind, sind im Gegensatz zu der vorherigen Ausführungsform auf der gleichen Seite der Verschwenkachse 52 angeordnet wie die Nase 66a'.The radial projections 101 have on their axially opposite sides of the wedge surfaces 72. The mutually associated wedge surfaces 70a ', 72a', which are associated with the one clutch with the nose 66a ', are arranged on the same side of the pivot axis 52 as the nose 66a', in contrast to the previous embodiment.
Die vier Stegvorsprünge 69 des Sperrgliedes 50' sind in Umfangsrichtung D so dimensioniert, dass die Radialvorsprünge 101 daran vorbeigeschoben werden können, wenn sich das Sperrglied 50* in der in Fig. 8 gezeigten Neutralposition befindet In Fig. 9 ist ein Zustand der Schaltkupplungsanordnung 30' gezeigt, bei der der Vorsynchronweg 80' überbrückt ist (vergleichbar der Darstellung der Fig. 3 der ersten Ausruhrungsfoπn). In Fig. 9 ist ferner ein Winkel γ gezeigt, der den Winkel der Nasenflanken 100 in Bezug auf die Axialrichtung angibt. In Fig. 10 ist ein Zustand der Schaltkupplungsanordnung 30' gezeigt, der der Darstellung der Fig. 4 entspricht. Aufgrund des Reibmomentes 92' schlägt der Synchronring 44 um und nimmt das Sperrglied 50' mit, so dass sich dieses verdreht, und zwar um den Verdrehwinkel 94.The four web projections 69 of the locking member 50 'are dimensioned in the circumferential direction D so that the radial projections 101 can be pushed past it, when the locking member 50 * is in the neutral position shown in Fig. 8 In Fig. 9, a state of the clutch assembly 30 'is shown, in which the Vorsynchronweg 80' is bridged (similar to the representation of FIG. 3 of the first Auserhrungsfoπn). In Fig. 9, an angle γ is also shown, indicating the angle of the nose flanks 100 with respect to the axial direction. In Fig. 10, a state of the clutch assembly 30 'is shown, which corresponds to the illustration of FIG. 4. Due to the friction torque 92 'beats the synchronizer ring 44 and takes the locking member 50' with it, so that this is rotated, by the angle of rotation 94th
Fig. 11 zeigt wiederum den Zustand der Hauptsynchronisation, wobei die Keilflächen 70a', 72a' eine Keilflächenpaarung 96a' bilden. Der der Keilflächenpaarung 96a' zugeordnete Vorsprung des Sperrgliedes 50' blockiert in dieser Stellung eine weitere axiale Bewegung des Radialvorsprunges 101, so dass die Schaltmuffe 34 gesperrt ist.11 again shows the state of the main synchronization, wherein the wedge surfaces 70a ', 72a' form a wedge surface pairing 96a '. The wedge surface pairing 96a 'associated projection of the locking member 50' blocked in this position, a further axial movement of the radial projection 101, so that the shift sleeve 34 is locked.
Sobald das Reibmoment 92' zusammenbricht, lässt sich das Sperrglied 50' wieder zurückverdrehen, wie es in Fig. 12 gezeigt ist (bei 99'). Die Radialvorsprünge 101 können dann an den Stegvorsprüngen 69 des Sperrgliedes 50' vorbeigeschoben werden und der Schaltvorgang geht in die Fig. 12 gezeigte Freiflugphase über (die der Darstellung der Fig. 6 entspricht).As soon as the friction torque 92 'breaks down, the locking member 50' can be turned back again, as shown in FIG. 12 (at 99 '). The radial projections 101 can then be pushed past the web projections 69 of the locking member 50 'and the switching process goes into the free-flight phase shown in FIG. 12 (which corresponds to the representation of FIG. 6).
Die in den Figuren 8 bis 12 gezeigte Schaltkupplungsanordnung 30' ist im Gegensatz zu der Schaltkupplungsanordnung 30 der Figuren 1 bis 7 „reversibel" ausgebildet. Dies bedeutet, dass eine Selbsthemmung leichter zu vermeiden ist. In den Figuren 13 und 14 ist eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltkupplungsanordnung 30" gezeigt.The clutch assembly 30 'shown in Figures 8 to 12 is "reversible" in contrast to the clutch assembly 30 of Figures 1 to 7. This means that self-locking is easier to avoid, and in Figures 13 and 14 is another alternative embodiment a clutch assembly 30 "according to the invention shown.
Die Schaltkupplungsanordnung 30" entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Schaltkupplungsanordnung 30 der Figuren 1 bis 7. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet Im Folgenden werden lediglich die Unterschiede erläutert. Während bei der Schaltkupplungsanordnung 30 der Figuren 1 bis 7 die Druckfläche 68 am axial äußersten Ende der Nase 66 angeordnet ist, ist die Druckfläche 68" bei der Schaltkupplungsanordnung 30" unabhängig von der Nase 66" ausgebildet, und zwar vorzugsweise an einer Unterseite des Sperrgliedes 50". Die Druckfläche 68" greift dabei an einem Ringabschnitt des Syndironringes 44 an, an dessen Unterseite die Reibfläche 46" ausgebildet ist.The clutch assembly 30 "corresponds in structure and operation generally the clutch assembly 30 of Figures 1 to 7. The same elements are therefore designated by like reference numerals In the following, only the differences are explained. While in the clutch assembly 30 of Figures 1 to 7, the pressure surface 68 is disposed at the axially outermost end of the nose 66, the pressure surface 68 "is formed in the clutch assembly 30" regardless of the nose 66 ", preferably at an underside of the locking member 50th ". The pressure surface 68 "acts on a ring portion of the syndirone ring 44, on the underside of the friction surface 46" is formed.
Bei dieser Ausfuhrungsform kann der Abstand zwischen der Verschwenkachse 52" und der Druckfläche 68" verkürzt werden, wie es in Fig. 13 bei 91" gezeigt ist. Dies ermöglicht es, dass das Sperrglied 50" insgesamt kompakter dimensioniert werden kann. Femer kann der Synchronring 44 im Bereich der Kopplung mit dem Sperrglied 50" einfacher gestaltet werden.In this embodiment, the distance between the pivot axis 52 "and the pressure surface 68" can be shortened as shown at 91 "in Fig. 13. This enables the locking member 50" to be made more compact overall. Furthermore, the synchronizer ring 44 can be made simpler in the region of the coupling with the locking member 50 ".
In den Figuren 15 und 16 ist eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltkupplungsanordnung generell mit 30'" bezeichnet.In FIGS. 15 and 16, an alternative embodiment of a clutch assembly according to the invention is designated generally at 30 '".
Die Schaltkupplungsanordnung 30'" entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Schaltkupplungsanordnung 30' der Figuren 8 bis 12. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Folgenden wird lediglich auf Unterschiede eingegangen.The clutch assembly 30 '' generally corresponds in structure and operation to the clutch assembly 30 'of Figures 8 through 12. The same elements are therefore designated by the same reference numerals.
Das Sperrglied 50'" weist an Stelle der Nasen 66' jeweils Gabelabschnitte 66'" auf, die zwischen sich jeweils einen einzelnen Axialvorsprung 64'" eines Synchronringes 44'" aufnehmen, um die Umfangsrichtungs-Mitnahmekopplung 62'" zu realisieren. Die „Zinken" dieser Gabelabschnitte 66'" sind mit den Stegvorsprüngen 69 der Ausfüh- rungsform der Fig. 8 - 12 integriert, so dass das Sperrglied in der radialen Draufsicht eine H-Form besitzt. Die Form des Sperrgliedes 50"' ist folglich insgesamt weniger filigran und kann folglich bei geringem Volumen hochfest ausgebildet und einfach gefertigt werden. An den Seiten der H-Form sind zum einen die balligen Abschnitte des Grundkörpers 106 ausgebildet, die für eine leichte Verdrehbarkeit des Spergliedes 50 /' in Bezug auf die Schaltmuffe 34'" sorgen. Ferner sind an den Seiten der H-Foπn die Keilflächen 70 ausgebildet, die mit den entsprechenden Keilflächen 72 der Schaltmuffe 34 die jeweiligen Sperr-Keilflächenpaarungen 96 bilden können.The locking member 50 '"has, instead of the lugs 66', respective fork portions 66 '" which receive between them a single axial projection 64'"of a synchronizer ring 44 '" for realizing the circumferential direction driving coupling 62'""These fork portions 66 '" are integrated with the web projections 69 of the embodiment of Figures 8-12, so that the locking member has an H-shape in the radial plan view, thus making the shape of the locking member 50 "" less filigree overall Consequently, it can be made high-strength and easy to manufacture with low volume. On the sides of the H-shape, on the one hand, the crowned sections of the main body 106 are formed, which ensure easy rotatability of the locking member 50 / 'with respect to the sliding sleeve 34'. "Further, on the sides of the H-foπn, the wedge surfaces 70 formed, which can form the respective locking wedge surface pairings 96 with the corresponding wedge surfaces 72 of the shift sleeve 34.
Obgleich die vorliegende Erfindung anhand einiger Ausfuhrungsbeispiele erläutert worden ist, versteht sich, dass die Erfindung verschiedentlich abwandelt werden kann. Bspw. kann die Erfindung auf Schaltkupplungsanordnungen angewendet werden, bei denen die Verbindung von Gliedern (Schaltmuffe, Kupplungskörper, Führungsmuffe) in Umfangsrichtung nicht über Verzahnungen erfolgt, sondern über Stifte oder ähnliches. Ferner ist die Erfindung auch auf Schaltkupplungen anwendbar, bei denen die Schaltmuffe nicht über eine Schaltgabel oder ähnliches axial bewegt wird, sondern über eine andere Aktuatorik, bspw. elektromotorischer oder elektromagnetischer Art. Although the present invention has been explained with reference to some embodiments, it will be understood that the invention can be variously modified. For example. The invention can be applied to clutch assemblies in which the connection of members (shift sleeve, coupling body, guide sleeve) in the circumferential direction is not done via teeth, but via pins or the like. Furthermore, the invention is also applicable to clutches in which the shift sleeve is not moved axially via a shift fork or the like, but via another actuator, for example. Electromotive or electromagnetic type.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltkupplungsanordnung (30) zur drehfesten Verbindung einer Welle (16) mit einem daran gelagerten Drehglied (22), mit einer Schaltmuffe (34), die mit der Welle (16) drehfest verbunden, in Bezug auf die Welle (16) axial verschieblich gelagert und mit einer ersten Verzahnung (38) versehen ist, mit einem Kupplungskörper (40), der mit dem Drehglied (22) drehfest verbunden und mit einer zweiten Verzahnung (42) versehen ist, die zur drehfesten Verbindung von Welle (16) und Drehglied (22) mit der ersten Verzahnung (38) in Eingriff gebracht wird, und mit einer Sperr-Synchrorüsierungseinrichtung (49), die einen Synchronring (44) mit einer Reibfläche (46) aufweist, mittels der die Drehzahlen der Welle (16) und des Drehgliedes (22) synchronisierbar sind, bevor die erste und die zweite Verzahnung (38, 42) in Eingriff gebracht werden, wobei die Sperr-Synchronierungseinrichtung (49) ein Sperrglied (50) aufweist, das relativ zu der Schaltmuffe (34) zwischen einer Neutralposition (N) und einer Sperrposition (S) beweglich gelagert ist, das mit dem Synchronring (44) in Umfangsrichtung (D) gekoppelt ist und das eine Keilfläche (70) aufweist, die in der Sperrposition (S) mit einer Keilfläche (72) der Schaltmuffe (34) eine Keilflächenpaarung (96) bildet, um ein axiales Verschieben der Schaltmuffe (34) zu sperren,First clutch assembly (30) for the rotationally fixed connection of a shaft (16) with a rotary member mounted thereon (22), with a shift sleeve (34) rotatably connected to the shaft (16), with respect to the shaft (16) axially displaceable is mounted and provided with a first toothing (38), with a coupling body (40) which is rotatably connected to the rotary member (22) and provided with a second toothing (42) for the rotationally fixed connection of shaft (16) and rotary member (22) is brought into engagement with the first toothing (38), and with a locking Synchrorüsierungseinrichtung (49) having a synchronizer ring (44) with a friction surface (46), by means of which the rotational speeds of the shaft (16) and Rotary member (22) are synchronized before the first and the second teeth (38, 42) are brought into engagement, wherein the locking synchronizer (49) comprises a locking member (50) relative to the shift sleeve (34) between a neutral position (N) and one Locking position (S) is movably mounted, which is coupled to the synchronizer ring (44) in the circumferential direction (D) and which has a wedge surface (70) in the locking position (S) with a wedge surface (72) of the sliding sleeve (34) Wedge surface pairing (96) forms to block an axial displacement of the shift sleeve (34),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
das Sperrglied (50) um eine radiale verlaufende Verschwenkachse (52) herum zwischen der Neutralposition (N) und der Sperrposition (S) verschwenkbar gelagert ist.the blocking member (50) is pivotably mounted about a radially extending pivot axis (52) between the neutral position (N) and the blocking position (S).
2. Schaltkupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilflächen (70, 72) der Keilflächenpaarung (96) radial ausgerichtet sind. Second clutch assembly according to claim 1, characterized in that the wedge surfaces (70, 72) of the wedge surface pairing (96) are radially aligned.
3. Schaltkupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (50) in axialer Richtung (A) begrenzt beweglich gelagert ist.3. Clutch assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the locking member (50) in the axial direction (A) is mounted limitedly movable.
4. Schaltkupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Sperrglied (50) Vorsynchronmittel (54) ausgebildet sind, mittels derer das Sperrglied (50) in axialer Richtung (A) von der Schaltmuffe (34) mitnehmbar ist.4. clutch assembly according to one of claims 1-3, characterized in that on the locking member (50) Vorsynchronmittel (54) are formed, by means of which the locking member (50) in the axial direction (A) of the shift sleeve (34) is entrained.
5. Schaltkupplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsynchronmittel (56) ein Vorsynchronglied (56) aufweisen, das in einer Ausnehmung (60) des Sperrgliedes (50) radial beweglich gelagert ist.5. clutch assembly according to claim 4, characterized in that the Vorsynchronmittel (56) comprises a Vorsynchronglied (56) which is mounted radially movable in a recess (60) of the locking member (50).
6. Schaltkupplungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsynchronmittel (54) eine Feder (58) zur Vorspannung des Vorsynchrongliedes (56) in radialer Richtung hin zu der Schaltmuffe (34) aufweisen.6. clutch assembly according to claim 4 or 5, characterized in that the Vorsynchronmittel (54) a spring (58) for biasing the Vorsynchrongliedes (56) in the radial direction towards the shift sleeve (34).
7. Schaltkupplungsanordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (60) des Sperrgliedes (50) in radialer Richtung (12) durchgehend ausgebildet ist und dass die Feder (58) sich in die Ausnehmung (60) hinein erstreckt, um das Vorsynchronglied (56) durch die Ausnehmung (60) hindurch vorzuspannen.7. clutch assembly according to claim 5 and 6, characterized in that the recess (60) of the locking member (50) in the radial direction (12) is formed continuously and that the spring (58) in the recess (60) extends into to bias the pre-synchronizing member (56) through the recess (60).
8. Schaltkupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (50) eine sich in axialer Richtung erstreckende Nase (66) aufweist, die zur Kopplung mit dem Synchronring (44) in eine Axialausnehmung (64) des Synchronringes (44) greift.8. A clutch assembly according to any one of claims 1-7, characterized in that the locking member (50) extending in the axial direction nose (66) for coupling with the synchronizer ring (44) in an axial recess (64) of the synchronizer ring ( 44) attacks.
9. Schaltkupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (50"O einen sich in axialer Richtung erstre- ckenden Gabelabschnitt (66'") aufweist, in den zur Kopplung mit dem Synchronring (44'") ein Axialvorsprung (64'") des Synchronringes (44'") greift.9. A clutch assembly according to any one of claims 1-7, characterized in that the locking member (50 "O a erstre in the axial direction erstre- corking fork portion (66 '") into which engages an axial projection (64'") of the synchronizer ring (44 '") for coupling with the synchronizer ring (44'").
10. Schaltkupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (50) eine Druckfläche (68) aufweist, über die eine axiale Kraft (90) auf den Synchronring (44) übertragbar ist.10. Clutch assembly according to one of claims 1-9, characterized in that the locking member (50) has a pressure surface (68) via which an axial force (90) on the synchronizer ring (44) is transferable.
11. Schaltkupplungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfläche (68) eine axiale Endfläche der Nase (66) oder ein axialer Boden des Gabelabschnittes (66'") ist.11. A clutch assembly according to claim 10, characterized in that the pressure surface (68) is an axial end surface of the nose (66) or an axial bottom of the fork portion (66 '").
12. Schaltkupplungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfläche (68") in axialer Richtung (A) in einem Bereich zwischen der Verschwenkachse (52) und der Umfangsrichtungs-Kopplung (66", 64") des Sperrgliedes (50") mit dem Synchronring (44) angeordnet ist.12. A clutch assembly according to claim 10, characterized in that the pressure surface (68 ") in the axial direction (A) in a region between the pivot axis (52) and the circumferential direction coupling (66", 64 ") of the locking member (50") is arranged with the synchronizer ring (44).
13. Schaltkupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfläche (68) ballig ausgebildet ist.13. Clutch arrangement according to one of claims 10 - 12, characterized in that the pressure surface (68) is formed crowned.
14. Schaltkupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilfläche (70') des Sperrgliedes (50) in axialer Richtung (A) im Bereich zwischen der Verschwenkachse (52) und der Umfangsrichtungs-Kopplung (64', 64) mit dem Synchronring (44) angeordnet ist.14. Clutch assembly according to one of claims 1-13, characterized in that the wedge surface (70 ') of the locking member (50) in the axial direction (A) in the region between the pivot axis (52) and the circumferential direction coupling (64', 64 ) is arranged with the synchronizer ring (44).
15. Schaltkupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilfläche (70a) des Sperrgliedes (50) in axialer Richtung (A) auf der anderen Seite der Verschwenkachse (52) angeordnet ist als die Umfangsrichtungs-Kopplung (66a, 64) mit dem Synchronring (44).15. Clutch assembly according to one of claims 1-13, characterized in that the wedge surface (70a) of the locking member (50) in the axial direction (A) on the other side of the pivot axis (52) is arranged as the circumferential direction coupling (66a, 64) with the synchronizer ring (44).
16. Schaltkupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilfläche (70) des Sperrgliedes (50) in Umfangsrich- tung (D) versetzt gegenüber einer Linie angeordnet ist, die in axialer Richtung (A) die Verschwenkachse (52) schneidet.16. A clutch assembly according to any one of claims 1-15, characterized in that the wedge surface (70) of the locking member (50) in the circumferential direction offset (D) is arranged opposite to a line which in the axial direction (A) intersects the pivot axis (52).
17. Schaltkupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronring (44) keine Sperrverzahnung aufweist. 17. Clutch arrangement according to one of claims 1 - 16, characterized in that the synchronizer ring (44) has no locking teeth.
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