DE2706661A1 - Synchromesh for vehicle gear box - has locking assembly connecting two synchro rings into one axially slidable unit - Google Patents
Synchromesh for vehicle gear box - has locking assembly connecting two synchro rings into one axially slidable unitInfo
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Abstract
Description
Synchronisiereinrichtung für ein KraftfahrzeuesZahn- Synchronizing device for a motor vehicle
räderwechselgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchronisiereinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Zahnrliderwechselgetriebe mit einem auf einer Getriebewelle unverdrehbar und axial unverschiebbar gehaltenen Synchronkörper, mit einer von einem Schaltbetätigungselement axial verschiebbaren Schaltmuffe zur Herstellung einer formachliLesigen Verbindung zwischen dem Synchronkörper und bestimmten Gängen des Getriebes zugeordneten Gangzahnrädern, die auf der Getriebewelle drehbar gelagert sind und mit auf benachbarten Getriebewellen gehaltenen Zahnrädern in gämmeingriff stehen, mit zwischen dem Synchronkörper und den Ganzahnrädern angeordneten Synchronringen, die mit einer konischen Innenkontur an einer konischen Außenkontur des zugeordneten Gangzahnrades zur reibschlüssigen Anlage bringbar sind und die an ihrem Umfang Anschlanocken zur Begrensung ihrer relativen Drehbewegung gegenüber dem Synchronkörper aufweisen und mit in axialen Nuten des Snchronkörpers angeordneten Sperrstücken, die federbelastete Mittel zur aufhebbaren Übertragung axialer Kräfte von der Schaltmuffe auf die Syn¢hronringe aufweisen. gear change transmission The invention relates to a synchronizing device for a motor vehicle gear change gearbox with one on a gear shaft non-rotatable and axially immovable synchronous body, with one of one Shift operating element axially displaceable shift sleeve for producing a formal connection between the synchro-hub and certain gears of the Gear wheels associated with the transmission, which are rotatably mounted on the transmission shaft are and in mesh with gears held on adjacent transmission shafts stand, with arranged between the synchronizer and the whole gears Synchronizer rings, those with a conical inner contour on a conical outer contour of the associated Gear wheel can be brought to the frictional contact and the stop cams on their circumference have to limit their relative rotational movement with respect to the synchronizer body and with locking pieces arranged in axial grooves of the locking body, the spring-loaded Means for the cancelable transmission of axial forces from the shift sleeve to the synchromesh rings exhibit.
Bei den bisher bekannten Synchronisiereinrichtungen dieser Bauart (beispielsweise DT-PS 925 443 und 935 768) dienten die Sperratücke gleichzeitig als Anschläge für die am Umfang der Synchronringe angebrachten Anschlagnocken. Bei diesen bekannten lusführungen wurden die Synchronringe nach Wegnahme des ihnen zugeordneten Getriebeganges, das heißt nach Aufhebung der durch die Ixialverschiebung der Schaltmuffe bedingten formschlüssigen Verbindung zwischen dem Synchronkörper und dem dem Synchronring benachbarten Gangzahnrad, sich im wesentlichen selbst überlassen. An den sich gegenüberstehenden konischen Konturen, nämlich der Innenkontur der Synchronringe und der Außenkontur der sich ständig drelenden Gangzabnräder kann dann ein Schleifkontakt entstehen, der auf die Dauer zu erheblichem Verschleiß führen kann.In the previously known synchronizing devices of this type (For example DT-PS 925 443 and 935 768) the locking pieces were used at the same time as stops for the stop cams attached to the circumference of the synchronizer rings. at the synchronizer rings were assigned to these known lusführung after removal of them Transmission gear, that is, after the cancellation of the axial displacement of the shift sleeve conditional positive connection between the synchronizer body and the synchronizer ring adjacent gear wheel, essentially left to its own devices. To those facing each other conical contours, namely the inner contour of the synchronizer rings and the outer contour the constantly drifting gear wheels can then create a sliding contact, which in the long run can lead to considerable wear and tear.
Die der Erfindung zugrundeliegendè^rufgabe besteht daher darin, eine Synchronisiereinrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern und insbesondere dafür zu sorgen, daß der durch Schleifen der Synohronringe an den Gangzahnrädernentstehende Verschleiß weitgehend unterbunden wird.The object of the invention is therefore to provide a To improve synchronization device of the type mentioned and in particular to ensure that the resulting from the grinding of the synohron rings on the gear wheels Wear is largely prevented.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß der Erfindung dadurch, daß die Sperretücke in der Weise ausgebildet sind, daß sie die Synchronringe zu einer in axialer Richtung gemeinsam verschiebbaren Einheit verbinden. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß bei der Herausnahme eines bestimmten Getriebegenges durch entsprechende Verschiebung des Schaltbetätigungselementes zusammen mit der Schaltmuffe und dem Sperrstck auch der dem jeweiligen Gangzahnrad zugeordnete Synchronring durch Axialverschiebung außer Eingriff mit dem Außenkonus des Gangzahnrades gebracht wird. Der sich anderenfalls durch ständiges Schleifen der beiden konischen Konturflächen des Synchronringes und des Gangzahnrades ergebende Verschleiß wird dadurch wesentlich vermindert.The solution to this problem results according to the invention in that that the locking pieces are designed in such a way that they close the synchronizer rings connect a unit that can be moved together in the axial direction. Through this Training is achieved that when removing a certain gear counterpart by corresponding displacement of the switching actuator together with the Shift sleeve and the locking piece also the synchronizer ring assigned to the respective gear wheel through Axial displacement is brought out of engagement with the outer cone of the gear wheel. Otherwise, by constantly grinding the two conical contour surfaces the resulting wear of the synchronizer ring and the gear wheel becomes significant reduced.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Anschlagnocken der Synchronringe im Bereich der in Umfangsrichtung breiteren axialen Nuten des Synchronkörpers angeordnet sind und an den Nutbegrenzungswänden des Synchronkörpers zur Begrenzung der relativen Drehbewegung der Synchronringe zum Anschlag kommen.Another feature of the present invention is that the stop cams of the synchronizer rings in the area of the wider in the circumferential direction axial grooves of the synchronizer body are arranged and on the groove boundary walls of the synchronizer body to limit the relative rotational movement of the synchronizer rings come to a stop.
Dadurch wird erreicht, daß der Anschlag der Synchronringe während des Synchronisiervorganges nicht mehr von den Sperratücken sondern direkt von dem wesentlich stärker ausgebildeten Synchronkörper aufgenommen wird.This ensures that the stop of the synchronizer rings during of the synchronization process no longer from the locking pieces but directly from the Much stronger trained synchronizer is added.
Eine weitere zweckmäßige Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die SperrstUcke axial sich erstreckende Blechkörper aufweisen, die hinter die dem Synchronkörper abgewandten Stirnflächen der Synchronringe greifen, wodurch die Synchronringe bei einer Axialverschiebung der Sperrstücke entgegen der Einschaltrichtung mitgenommen werden und dadurch ihr Innenkonus von dem zugeordneten Außenkonus des Gangzahnrades heruntergezogen wird. Schließlich soll auch vorgesehen sein, daß die Sperrstücke jeweils eine in einer rohrförmigen Hülse geführte Kugel aufweisen, die durch eine in einer radialen Bohrung des Synchronkörpers gehaltene Feder belastet ist und die in eine mit schrägen Begrenzungswänden versehene, umlaufende Nut der Schiebemuffe eingreift.Another advantageous embodiment of the invention provides that the Locking pieces have axially extending sheet metal bodies behind the synchronizer body facing away from the faces of the synchronizer rings grip, whereby the synchronizer rings at an axial displacement of the locking pieces against the switch-on direction and thereby their inner cone from the associated outer cone of the gear wheel is pulled down. Finally, it should also be provided that the locking pieces each have a guided in a tubular sleeve ball, which is through a held in a radial bore of the synchronizer spring is loaded and the into a circumferential groove of the sliding sleeve provided with inclined boundary walls intervenes.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Figur 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung und Figur 2 eine Draufsicht auf die aus Sperrstück, Synchronkörper und Synchronringen bestehende Baueinheit.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. The drawing shows a longitudinal section in FIG through the synchronizing device according to the invention and FIG. 2 is a plan view on the unit consisting of locking piece, synchronizer body and synchronizer rings.
In der Figur 1 der Zeichnung ist mit 1 ein Getriebegehäuse und mit 2 eine in dem Gehäuse drehbar gelagerte Getriebewelle (Vorgelegewelle) bezeichnet. Auf der Getriebewelle 2 ist mittels einer Steckverzahnung 4 ein Synchronkörper 3 drehfest gehalten, der auch in axialer Richtung durch einen Wellenabsatz 5 beziehungsweise durch einen Sicherungsring 6 fixiert ist. Beiderseits des Synchronkörpers 3 sind auf der Getriebewelle 2 jeweils einem Gang des Zahnräderwechselgetriebes zugeordnete Gangräder 7 und 8 mittels Nadellagern 9 und 10 drehbar gelagert. Diese Gangräder befinden sich, wie hier nicht weiter gezeigt ist, in ständigem Eingriff mit Gegenzahnrädern, die auf einer benachbarten Getriebewelle starr befestigt sind.In FIG. 1 of the drawing, 1 is a gear housing and with 2 denotes a gear shaft (countershaft) rotatably mounted in the housing. A synchronizing body 3 is mounted on the transmission shaft 2 by means of a spline 4 rotatably held, which is also in the axial direction by a shaft shoulder 5 or is fixed by a locking ring 6. Both sides of the synchronizer 3 are on the transmission shaft 2 each assigned to a gear of the gear change transmission Gear wheels 7 and 8 rotatably mounted by means of needle bearings 9 and 10. These gear wheels are, as is not shown here, in constant mesh with counter gears, which are rigidly attached to an adjacent gear shaft.
Die Gangzahnräder 7 und 8 weisen Kupplungszähne 11 und 12 auf, deren Verzahnung in gleicher Weise ausgebildet ist wie die Verzahnung 13 am Außenumfang des Synchronkörpers 3, auf der eine Schiebemuffe 14 mit einer ebensolchen Innenverzahnung mittels eines hier nicht dargestellten Schaltbetätigungselementes zum Schalten der einzelnen Gänge axial verschiebbar ist.The gear wheels 7 and 8 have clutch teeth 11 and 12, their The toothing is formed in the same way as the toothing 13 on the outer circumference of the synchronizer body 3, on which a sliding sleeve 14 with a similar internal toothing by means of a switch actuating element, not shown here, for switching the individual courses is axially displaceable.
Zwischen dem Synchronkörper 3 und den Gangzahnrädern 7 und 8 befinden sich noch Synchronringe 15 und 16, die eine konische Innenkontur 17 bzw. 18 aufweisen, mit der sie beim Synchronisiervorgang an einer konischen Außenkontur 19 beziehungsweise 20 der Gangzahnräder 7 und 8 zur Anlage kommen. Auch die Synchronringe 15 und 16 weisen eine Verzahnung 21 beziehungsweise 22 auf, die derjenigen der Kupplungszähne 11 und 12 der Gangzahnräder beziehungsweise der Verzahnung 13 des Synchronkörpers sowie der Schiebemuffe 14 entspricht.Located between the synchronizer body 3 and the gear wheels 7 and 8 there are also synchronizer rings 15 and 16, which have a conical inner contour 17 and 18, respectively, with which they during the synchronization process on a conical outer contour 19 respectively 20 of the gear wheels 7 and 8 come to rest. Also the synchronizer rings 15 and 16 have a toothing 21 or 22, which is that of the clutch teeth 11 and 12 of the gear wheels and the teeth 13 of the synchronizer and the sliding sleeve 14 corresponds.
Wie weiter aus dem oberen Teil der Figur 1 hervorgeht, sind über den Umfang des Synchronkörpers 3 verteilt in axialen Nuten desselben Sperrstücke angeordnet, die aus einer im wesentlichen radial angeordneten FUhrungshülse 23, einem im wesentlichen axial sich erstrekkenden Blechkörper 24 und einer unter der Kraft einer Druckfeder 26 stehenden Kugel 25 bestehen. Die Druckfeder 26 ist in radialen Bohrungen 27 des Synchronkörpers 3 gehalten und drickt die Kugel 25 radial nach außen in eine umlaufende Nut 28 an der Schiebemuffe, die mit schrägen Begrenzungswänden versehen ist. Die rohrförmige PUhrungshülse 23 und der Blechkörper 24 sind starr miteinander verbunden, wäbrend die Kugel 25 in der Fhhrungshülse 23 beweglich gehalten ist. Die Enden 29 des Blechkörpers 24 sind Jeweils radial nach innen umgebogen und greifen hinter eine dem Synchronkörper 3 abgewandte Stirnseite 30 beziehungsweise 31 an Ausnehmungen 35 und 36 der Synchronringe 15 und 16. In diesem Bereich befinden sich auch dem Synchronkörper 3 zugewandte Anschlagnocken 33 und 34 an den Synchronringen, die in ihrer Breite geShger ausgefUhrt sind als die Breite der Axialnuten 32 am Synchronkörper. Durch Anschlag der Anschlagnocken 33 und 34 an den Nutbegrenzungswänden der Axialnut 32 wird die Relativverdrehung der Synchronringe 15 und 16 gegenüber dem Synchronkörper 3 auf einen vorgegebenen Winkel begrenzt, wobei je nach Drehrichtung die Nocken entweder an der einen oder anderen Nutbegrenzungswand anschlagen.As can also be seen from the upper part of Figure 1, are about the Perimeter of the synchronizer 3 distributed in axial grooves of the same locking pieces arranged, which consists of a substantially radially arranged guide sleeve 23, one substantially axially extending sheet metal body 24 and one under the force of a compression spring 26th standing ball 25 exist. The compression spring 26 is in radial Bores 27 of the synchronizer body 3 held and presses the ball 25 radially outside in a circumferential groove 28 on the sliding sleeve with sloping boundary walls is provided. The tubular PUhrungshülse 23 and the sheet metal body 24 are rigid connected to one another, while the ball 25 is movably held in the guide sleeve 23 is. The ends 29 of the sheet metal body 24 are each bent radially inward and engage behind an end face 30 or rather facing away from the synchronizer body 3 31 in recesses 35 and 36 of the synchronizer rings 15 and 16. Located in this area stop cams 33 and 34 facing the synchronizer body 3 on the synchronizer rings, which are designed to be narrower in their width than the width of the axial grooves 32 am Synchro-hub. By stopping the stop cams 33 and 34 on the groove boundary walls the axial groove 32 is the relative rotation of the synchronizer rings 15 and 16 with respect to the synchronizer body 3 limited to a predetermined angle, depending on the direction of rotation the cams either hit one or the other groove delimitation wall.
Nachfolgend soll nun die Funktion und Wirkungsweise der in der Zeichnung gezeigten Synchronisiereinrichtung dargestellt werden. Bei Einlegen eines bestimmten Getriebeganges, beispielsweise des dem Gangzahnrad 7 zugeordneten Getriebeganges, muß die Schiebemuffe 14 in der Zeichnung nach links bewegt werden, bis ihre Innenverzahnung das Kupplungssahnrad 11 des Gangzanrades 7 mit der Außenverzahnung 13 des Synchronkörpers verbindet. Da Jedoch sm Ausgangszustand das sich ständig mitdrehende Gangzahnrad 7 eine andere Drehzahl aufweist als der mit der Getriebewelle 2 sich drehende Synchronkörper 3, muß zunächst eine Synchronisierung, das heißt ein Gleichlauf der miteinander zu kuppelnden Teile, erreicht werden. Dies geschieht mit Hilfe des Synchronringes 15, dessen Innenkonus 17 in der Ausgangsstellung, das heißt bei nicht geschaltetem Gang, einen so großen Abstand zu dem Außenkonus 19 des Gangzahnrsdes 7 aufweist, daß'keine Berührung stattfindet. Wird nun die Schiebemuffe 14 in der Zeichnung nach links bewegt, dann erfolgt zunächst eine Kräfteübertragung von der Schiebemuffe auf den Synchronring 15 über die gleichmäßig am Umfang des Synchronkörpers 3 angeordneten Sperrstücke. Dabei wird eine in der Höhe begrenzte axialkraft über die mit schrägen Begrenzungsflächen ausgebildete Umlaufnut 28 an der Schiebemuffe zunächst auf die druckfederbelasteten Kugeln 25 und von diesen auf die PUhrungehülsen 23 übertragen, die ihrerseits den Synchronring 15 bis zur Berührung der beiden einander zugeordneten tonen 17 und 19 verschieben. Mit der Berührung der Konen 17 und 19 wird der Synchronring 15 in der Drehrichtung des Gangzahnrades 7 mitgenommen bis seine Anschlagnocken 33 an den Begrenzungewänden der Axialnut 32 im Synchronkörper 3 anschlagen. Dadurch ist der Synchronring 15 in seine Sperrausgangsstellung eingeschwenkt, in der die Zahndächer der Verzahnung 13 an der Schiebemuffe und der Verzahnung 21 an dem Synchronring in einer solchen bestimmten, einander zugeordneten Stellung stehen, daß bei einer Weiterverschiebung der Schiebemuffe unter Eindrücken der druckfederbelasteten Kugel 25 eine solche Axialkraft auf den Synchronring 15 ausgeübt wird, daß durch reibschlüssige Verbindung der beiden einander zugeordneten Konen 17 und 19 zwischen dem Gangzahnrad 7 und dem Synchronring 15 Gleichlauf erzeugt wird. Wenn dieser Gleichlauf hergestellt ist, kann die Schiebemuffe 14 in axialer Richtung weiter geschoben werden, bis sie auch Uber die Kupplungeverzahnung 11 des Gangzahnrades 7 gleitet und damit die formschlüssige Verbindung zwischen dem Gangzahnrad und dem Synchronkörper 3 hergestellt hat. Der entsprechende Getriebegang ist dann eingelegt.The following is the function and mode of action of the in the drawing synchronizer shown are shown. When inserting a specific Transmission gear, for example the transmission gear assigned to the gear wheel 7, the sliding sleeve 14 must be moved to the left in the drawing until its internal teeth the clutch gear 11 of the gear gear 7 with the external teeth 13 of the synchronizer connects. Since, however, the initial state is the continuously rotating gear wheel 7 has a different speed than the synchronizer body rotating with the gear shaft 2 3, there must first be a synchronization, that is, a synchronism of the one another to be coupled parts. This is done with the help of the synchronizer ring 15, the inner cone 17 of which is in the starting position, that is to say when it is not switched Gear, such a large distance from the outer cone 19 of the gear tooth rsdes 7, that there is no contact. Now the sliding sleeve 14 in the drawing after moved to the left, the force is then transmitted from the sliding sleeve on the synchronizer ring 15 via the evenly arranged on the circumference of the synchronizer body 3 Locking pieces. In this case, an axial force limited in height is applied via the inclined Circumferential groove 28 formed on the sliding sleeve initially on the boundary surfaces compression spring-loaded balls 25 and transferred from these to the PUhrung sleeves 23, which in turn the synchronizer ring 15 assigned to each other until they touch move tones 17 and 19. When the cones 17 and 19 touch the synchronizer ring 15 taken along in the direction of rotation of the gear wheel 7 until its stop cam 33 abut against the boundary walls of the axial groove 32 in the synchronizer body 3. Through this the synchronizer ring 15 is pivoted into its locking starting position in which the Tooth tops of the toothing 13 on the sliding sleeve and the toothing 21 on the synchronizer ring stand in such a specific, mutually associated position that at a Moving the sliding sleeve further while pressing in the compression spring-loaded ball 25 such an axial force is exerted on the synchronizer ring 15 that by frictional Connection of the two associated cones 17 and 19 between the gear wheel 7 and the synchronizer ring 15 synchronism is generated. When this synchronization is established is, the sliding sleeve 14 can be pushed further in the axial direction until it also over the clutch teeth 11 of the gear wheel 7 slides and thus the form-fitting Connection between the gear wheel and the synchronizer body 3 has been established. Of the The corresponding gear is then engaged.
Beim Herausnehmen dieses Getriebegenges durch Rückverschieben der SchiebemufFgreift gegen Ende die druokfederbelastete Kugel 25 wieder in die Umlaufnut 28 der Schiebemuffe ein, wodurch auch das Spertstück mit der Schiebemuffe zurückbewegt wird. Hierbei erfolgt auch eine Rückverschiebung des Synchronringes, da die umgebogenen Enden 29 des Blechkörpers 24 des Sperrstückes, die hinter die Anschlagnocken 33 des Synohronringes 15 greifen, den Synchronring von dem Außenkonus 19 des Gangzahnrades 7 herunterziehen und gegenüber diesem auf Abstand halten. Ein Verschleiß durch immer wieder erfolgendes Anschlagen und Schleifen der bis auf Einschaltung des zugeordneten Getriebeganges mit unterschiedlichen Drehzahlen sich drehenden Teile kann dadurch weitgehend vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der von der Erfindung vorgeschlagenen Synchronisiereinrichtung besteht darin, daß infolge des direkten Anschlages der Anschlagnocken der Synchronringe an den Nutbegrenzungswänden des Synchronkörpers die Sperrstücke beim Synchronisierungsvorgang nicht mehr die in Umfangsrichtung erfolgenden Schläge zu übernehmen brauchen.When removing this gear counter by moving back the The sliding sleeve engages towards the end of the compression spring-loaded ball 25 again in the circumferential groove 28 of the sliding sleeve, whereby the locking piece with the sliding sleeve also moves back will. In this case, the synchronizer ring is also shifted back because the bent Ends 29 of the sheet metal body 24 of the locking piece, which are behind the stop cams 33 of the Synohron ring 15 grab the synchronizer ring from the outer cone 19 of the gear wheel 7 and keep your distance from it. A wear and tear through always again subsequent striking and grinding of the up to activation of the assigned transmission gear rotating at different speeds Parts can thus be largely avoided. Another benefit of the Invention proposed synchronizer is that as a result of direct stop of the stop cams of the synchronizer rings on the groove boundary walls of the synchronizer the locking pieces during the synchronization process no longer the need to take over blows occurring in the circumferential direction.
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