DE69415773T2

DE69415773T2 - Synchronisiervorrichtung-Kupplung-Anordnung für Mehrstufengetriebe

Info

Publication number: DE69415773T2
Application number: DE69415773T
Authority: DE
Inventors: James L. Mid-Glamorgan Cf32 9Lq S. Wales Lamin; Jonathan G. Bridgend Mid-Glamorgan Cf32 9Qa Larsen; Keith Mid-Glamorgan S. Wales Roberts; Gary Swansea West Glamorgan Sa6 6Tw Skipper; Christopher D. West Glamorgan S. Wales Thomas
Original assignee: Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1994-09-15
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2014-09-16
Also published as: EP0652385A3; JPH07180730A; KR950013783A; US5531305A; DE69415773D1; CA2132488A1; EP0652385B1; EP0652385A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe und Synchronisierkupplungen zum Steuern der Gangwechsel in Zahnradgetrieben.
Synchronisierkupplungsanordnungen für manuell schaltbare Getriebe enthalten typischerweise eine drehmomentübertragende Zwischenwelle, die zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle angeordnet ist. Parallel zu der Zwischenwelle ist ein Zahnradblock angeordnet. Drehmomentabgebende Zahnräder unterschiedlichen Teilungsdurchmessers können auf der Zwischenwelle drehbar gelagert sein, und eine Synchronisierkupplungsanordnung ist benachbart zu einem der Zahnräder oder zwischen zwei benachbarten Zahnräder angeordnet. Die Synchronisierkupplungsanordnung dient dazu, die drehmomentabgebenden Zahnräder drehfest miteinander zu verbinden oder eines oder beide der Zahnräder wahlweise mit der Zwischenwelle zu verbinden. Die Synchronisierkupplungsanordnung synchronisiert die Drehbewegung der Zahnräder, und zwar die eine bezüglich der anderen, oder die Drehbewegung eines der Zahnräder oder beider Zahnräder wahlweise relativ zu der Zwischenwelle, ehe eine Treibverbindung zwischen den drehbaren Teilen hergestellt wird.
Die US-A-2,221,900 offenbart eine Synchronisierkupplung mit einer Kupplungsnabe, die mit der Zwischenwelle an einer Stelle zwischen zwei Zahnrädern unterschiedlichen Teilungsdurchmessers verkeilt ist. Eine Kupplungshülse mit inneren Kupplungszähnen ist auf der Synchronisiernabe axial leitend bewegbar gelagert. Das bezüglich der Welle zu synchronisierende Zahnrad trägt äußere Kupplungszähne sowie eine äußere Kupplungsfläche. Ein Synchronisierkupplungs-Sperring dieses Standes der Technik ist zwischen der Hülse und den äußeren Kupplungszähnen des Zahnrades angeordnet. Der Sperring ist mit einer inneren Konusfläche versehen, die an der äußeren Konusfläche des Zahnrads angreifen kann.
Schubstangen, die innerhalb der Hülse des Standes der Technik angeordnet sind, sind mit dem Synchronisierring einrückbar, wenn die Kupplungshülse in Richtung auf die Einrückstellung bewegt wird. Eine Rastkraft, die durch Rastelemente an den Schubstangen und der Kupplungshülse erzeugt wird, erzeugt eine Sperring-Kupplungseinriickkraft, die bewirkt, daß der Sperring winkelmäßig bezüglich der Kupplungsnabe indexiert wird. Diese Indexierbewegung wird durch eine Totgangverbindung zwischen dem Sperring und der Kupplungsnabe herbeigeführt.
Angefaste äußere Zähne des Sperrings sind zu angefasten Enden der inneren Zähne der Kupplungshülse axial ausgerichtet. Wenn die angefasten Enden der Zähne des Sperrings und der Hülse in Eingriff treten, wird eine Kupplungseinrückkraft erzeugt, die zur Synchronität der Bewegung des Zahnrades bezüglich der Zwischenwelle führt. Wenn die Synchronität hergestellt ist, kann die Hülse durch die Zähne des Sperrings hindurch mit weicher Einrückwirkung in Eingriff mit den äußeren Zähnen des Zahnrads gerückt werden.
Die Rastkraft, die bei einer Anfangsbewegung der Hülse in der Konstruktion des '900 Patentes entsteht, wird durch eine Federkraft gebildet, die in radialer Richtung auf die Schubstangen wirkt. Die Gesamtkupplungsanordnung einschließlich der Schubstangen, der Federn, der Hülse und des Sperrings hat einen relativ komplizierten Aufbau und ist somit kostspieliger als eine Kupplungsanordnung, die keine Synchronisierwirkung erfordert, wie z. B. bei einer Klauenkupplung:
Die US-A-3,366,208 offenbart eine Synchronisierkupplung ähnlich der in der US-A-2,221,900 offenbarten, welche jedoch zwei Kupplungen statt der einzelnen Konuskupplung enthält. Diese Lösung sorgt für ein größeres Synchronisier-Sperrring-Kupplungsmoment bei einer vorgegebenen Größe der auf die Kupplungshülse ausgeübten axial gerichteten Kraft. Der Grundaulbau der Synchronisierkupplung nach dem '208 Patent erfordert jedoch immer noch eine kostspielige und komplizierte Herstellung, ein Herstellungsverfahren, das es mit der Konstruktion des '900 Patentes gemein hat, da es ebenfalls Schubstangen und Radialfedern zum Beaufschlagen der Schubstangen enthält.
Sowohl die Konstruktion des '208 Patentes wie auch die Konstruktion des '900 Patentes erfordern eine präzise spanabhebende Bearbeitung. Dies gilt auch für die US-A-3,414,098 sowie weitere Synchronisierkupplungskonstruktionen nach dem Stand der Technik, wie sie typischerweise in einem manuell schaltbaren Getriebe für ein Kraftfahrzeug verwendet werden.
Ein weiterer Synchronisierkupplungsmechanismus ist aus der EP 0 167 319 bekannt; diese offenbart eine Synchronisierkupplungsanordnung für ein manuell schaltbares Getriebe mit drehmomentübertragenden Zahnrädern, einer drehmomentabgebenden Welle, wobei mindestens eines der Zahnräder um die Achse der Welle drehbar gelagert ist; wobei die Kupplungsanordnung eine Kupplungsnabe aufweist, die an der Welle befestigt ist, eine Kupplungshülse, die an der Nabe befestigt und relativ zur Nabe axial verschiebbar ist; einen Sperring zwischen dem besagten einen Zahnrad und der Nabe, Kupplungszähnen an der Hülse und dem besagten einen Zahnrad, Sperringzähnen zwischen den Kupplungszähnen der Hülse und den Kupplungszähnen des Zahnrades, wobei der Sperring und das besagte eine Zahnrad einrückbare Reibkupplungsflächen aufweist; mindestens ein Federelement, das an dem Sperring befestigt ist und einen flexiblen Abschnitt aufweist, der an den Kupplungszähnen der Hülse angreift, wenn die Hülse in Richtung auf die Zähne des Sperrings bewegt wird, wodurch bei Auslenkung des oder jeden Federelementes eine Kupplungsflächen-Einrückkraft auf den Sperring ausgeübt wird.
Dieser vorbekannte Mechanismus hat jedoch den Nachteil, daß die Anordnung schwierig und daher kostspielig sowohl in der Herstellung wie auch im Zusammenbau ist. Die Art der Federelemente dieses bekannten Mechanismus ist so, daß die Federeigenschaften des Federelementes je nach dem Ausmaß der Relativdrehung zwischen dem Sperring und der Kupplungshülse bei Beginn der Synchronisation schwanken, was zu einem unerwünschten Schaltgefühl für die Bedienungsperson führt.
Wie gemäß der vorliegenden Erfindung beansprucht, ist die Synchronisierkupplungsanordnung der oben genannten Gattung dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Abschnitt des oder jedes Federelementes an einem Abschnitt befestigt ist, der an einer axialen Fläche des Sperringes anliegt, und ein freies Ende aufweist, das beim Umbiegen des flexiblen Abschnittes durch Zusammenwirken mit dem Sperrring geführt wird.
Eine synchronisierte Kupplungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, daß eine konstante Federeigenschaft aufgrund dessen erzeugt werden kann, daß das freie Ende des oder jedes Federelementes durch Zusammenwirken mit dem Sperring geführt wird, da dies eine gleichförmige Umbiegung des flexiblen Abschnittes der Elemente unabhängig vom Angriffspunkt der Hülsenzähne sicherstellt, was eine geeignete Federkennung ergibt. Sie hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Federkennung ohne weiteres an unterschiedliche Betriebsbedingungen angepaßt werden kann. Die Federelemente lassen sich außerdem sehr leicht herstellen und an dem Sperring befestigen.
Der Sperring eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist mit winkelmäßig beabstandeten Federelementen versehen, die an einer Endfläche des Sperrings angeschweißt werden können. Die Federelemente sind von den Kupplungszähnen der Hülse erfaßbar, wenn die Hülse in Richtung auf das zu synchronisierende Zahnrad bewegt wird. Während die Federelemente zusammengedrückt werden, wird eine Sperring-Konuskupplungs-Einrückkraft erzeugt, die die Reibkupplung aktiviert und bewirkt, daß der Sperring winkelmäßig relativ zu der Synchronisiernabe weitergeschaltet wird.
Wenngleich eine Befestigung der Federelemente an dem Sperring durch Punktschweißen ins Auge gefaßt wird, lassen sich andere Befestigungsarten für die Federelemente, wie z. B. Laserschweißen, Nieten, usw. einsetzen.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel unserer Erfindung sind die Federelemente als Teile eines einstückigen, kreisförmigen Federgliedes ausgebildet. Das Federglied hat eine radiale Schulter, die auf einer axialen Seite des Sperrings angeordnet ist. Die Federelemente, die von der radialen Schulter axial abgehen, sind mit Nockenflächen versehen, an denen die Zähne der Kupplungshülse angreifen können, wenn die Kupplungshülse in Richtung auf das zu synchronisierende Zahnrad vorwärtsbewegt wird. Vorzugsweise besitzt das Federglied eine Federpositionierlippe, die an den Synchronisierring angreift, um das Federglied zu positionieren. Außerdem haben die Federelemente vorzugsweise einen Endclip, der an dem Synchronisierring angreift, um das Federclip relativ zu dem Synchronisierring axial festzulegen.
Bei beiden Ausführungsbeispielen der Erfindung führt eine fortgesetzte Bewegung der Hülse in Richtung auf das Zahnrad zu einem Eingriff der Konusflächen mit den Zähnen des Sperrings durch zusammenwirkende Konusflächen an der Vorderkante der Kupplungszähne der Hülse, wodurch eine Schubkraftkomponente auf die Konuskupplung ausgeübt wird, die die relative Winkelgeschwindigkeit des zu synchronisierenden Zahnrades ändert, bis Synchronität zwischen dem Zahnrad und der Welle erreicht ist. Nachdem Synchronität erreicht ist, kann die Hülse durch die Zähne des Sperrings hindurch in Eingriff mit den Zähnen des Zahnrades bewegt werden.
Bei der Konstruktion der Erfindung ist es nicht erforderlich, mehrere Schubstangen oder expandierbare Federringe vorzusehen. Dies verringert die Anzahl der Bauteile der Kupplungsanordnung, verringert die Herstellungskosten und vereinfacht die Montage bei der Herstellung. Die Federelemente können durch Punktschweißen an den Sperringen befestigt werden, und zwar im Anschluß an das Schmieden der Sperringe und vor dem Zusammenbau der Kupplung.
Eine Rastfeder in Form eines Kreisringes ist vorzugsweise in einer Ringnut der Nabe angeordnet. Sie ist zu einer ringförmigen Rastausnehmung in den Innenzähnen der Hülse ausgerichtet, wenn sich die Hülse in einer zentralen Stellung oder eine Ausrückstellung bezüglich des Sperrings befindet. Die durch die Feder erzeugte Rastwirkung verhindert eine unbeabsichtigte Schaltbewegung der Hülse relativ zu dem Sperring, wenn die Synchronisierkupplung ausgerückt ist, wodurch ein unerwünschter Verschleiß der relativ zueinander drehbaren Elemente der Kupplungsanordnung vermieden wird. Die Hülse wird dann, wenn sich die Kupplung in ihrer neutralen Stellung befindet, an einer Bewegung auf den Synchronisierring ge hindert, wodurch der Verschleiß der Reibbeläge auf den Kupplungsflächen reduziert wird.
Zwecks besseren Verständnisses der Erfindung werden nun einige Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer doppelt wirkenden Synchronisieranordnung für ein manuell schaltbares Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1A ist eine Vergrößerung eines Teils der Querschnittsansicht der Fig. 1;
Fig. 2 ist eine Vergrößerung eines Teils der Querschnittsansicht der Fig. 1, welche die Synchronisieranordnung mit der Synchronisierhülse in der neutralen Stellung zeigt;
Fig. 3 ist eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht, die die Hülse in eine Stellung zwischen der neutralen Stellung und der Einrückstellung zu Beginn der Synchronisierwirkung zeigt;
Fig. 4 ist eine den Fig. 2 und 3 entsprechende Ansicht, wenngleich die Hülse in eine Stellung bewegt wird, in der die Synchronisierfeder niedergedrückt wird;
Fig. 5 ist eine den Fig. 1 bis 4 entsprechende Ansicht, die die Hülse zu Beginn ihres Einrückens mit den angefasten Zähnen des Sperrings zeigt;
Fig. 6 ist eine den Fig. 2 bis 5 entsprechende Ansicht, die die Hülse zeigt, nachdem sie durch den Sperring hindurch in Eingriff mit den Zähnen des zu synchronisierenden Zahnrades gerückt wurde;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels unserer Erfindung, welches eine einstückige Federanordnung enthält;
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht des zweiten Ausführungsbeispiels unserer Erfindung, in der die Synchronisierhülse in der neutralen zurückgezogenen Stellung gezeigt ist;
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht des zweiten Ausführungsbeispiels unserer Erfindung, in der die Synchronisierhülse in einer teilweise vorgerückten Stellung gezeigt ist, in der sie die Federelemente erfaßt und radial verformt.
Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine Zwischenwelle 10 für ein manuell schaltbares Getriebe vorgesehen ist. Ein Zahnrad 12 kleinen Teilungsdurchmessers und das Zahnrad 14 großen Teilungsdurchmessers sind auf der Welle 10 durch Nadellager 16 bzw. 17 drehbar gelagert. Eine Synchronisierkupplungsnabe 18 ist bei 20 mit einem Keilabschnitt 22 der Welle 10 verkeilt. Der Umfang der Synchronisierkupplungsnabe 1 G ist mit äußeren Verkeilungszähnen 24 versehen, die zu Innenzähnen 26 einer axial beweglichen Synchronisierkupplungshülse 28 bewegbar sind. Eine Nut 30 ist in der Hülse 28 vorgesehen, um Finger einer Schaltgabel aufzunehmen, welche von einer Schaltgabelschiene für das manuell schaltbare Getriebe getragen werden.
Das Zahnrad 14 großen Durchmessers hat Zähne 32, die mit Außenzähnen eines Zahnradblockes für das Getriebe kämmen. Die Schaltschiene und der Zahnradblock sind nicht dargestellt.
Das Zahnrad 12 kleinen Teilungsdurchmessers besitzt Außenzähne 34, die - wie die Zähne 32 - mit den Zähnen des Gegenwellen-Zahnradblockes kämmen.
Das Zahnrad 14 ist mit einer Konusfläche 36 versehen. Ein Sperring 38 umgibt den Zahnradkonus 36 und ist mit einer inneren Konusfläche versehen, und kämmt mit der äußeren Konusfläche des Zahnradkonus 36. Sperring 40 umgeben den Umfang des Sperringes 38. Die Zähne 40 sind mit angefasten Einführflächen 42 versehen. Diese Sperringzähne entsprechen den Sperringzähnen mit Anfassungen, wie sie aus dem Stand der Technik gemäß den oben diskutierten Patenten 2,221,900, 3,272,291 und 3.414,098 bekannt sind.
Unmittelbar benachbart zu dem Sperring 38 sind Zähne 44 angeordnet, die an einem Ring 46 gebildet sind, welcher von dem Zahnrad 14 abgestützt wird und welcher an einer Schulter 48 des Zahnrades 14 befestigt ist. Der Ring 46 ist mit dem Zahnrad 14 durch Schweifen verbunden, wie dargestellt.
Die Zähne 26 der Hülse, die Zähne 40 des Sperringes und die Zähne 44 des Zahnrades sind axial zueinander ausgerichtet. Eine axiale Verlängerung der Synchronisiernabe sitzt in einer Ausnehmung 50 des Sperringes. Der Vorsprung hat eine kleinere Breite in Umfangsrichtung als die Breite des Schlitzes, in den er paßt, so daß eine Totgangbewegung in Winkelrichtung zwischen dem Sperring und der Nabe möglich ist.
Wie am besten in Fig. 1A zu sehen ist, ist ein Federelemente 54 an einer Seite 56 des Sperrings 38 befestigt. Die Feder, die einen rechtwinkligen Querschnitt hat, besitzt einen Abschnitt 58, der - wie angedeutet - den Sperring 38 umgibt. Das Ende des Federabschnittes 58 erstreckt sich durch eine geschlitzte Öffnung 60 in den Zähnen 40 für den Sperring, so daß die Feder und der Sperring gemeinsam umlaufen, wenngleich eine axiale Schaltbewegung des Endes des Federabschnittes 58 relativ zu dem Sperring durch die Öffnung 60 ermöglicht wird.
Der Federabschnitt 54 besitzt einen erhabenen Abschnitt 62, wie in Fig. 1A angedeutet ist. Die Kupplungszähne 26 der Hülse 28 sind mit einem Rampenabschnitt 64 versehen, der an dem erhabenen Abschnitt 62 angreift, wenn die Hülse 28 nach rechts (in Fig. 1A) geschaltet wird. Der Federabschnitt 54 wird durch den Rampenabschnitt 64 zusammengedrückt, wenn die Hülse 28 ihre Bewegung nach rechts fortsetzt. Wenn sich der Rampenabschnitt 64 über den erhabenen Abschnitt 62 hinweg bewegt, beginnt die Vorderkante 66 der Zähne 26 mit der angefasten Vorderkante der Zähne 40 des Sperrings in Eingriff zu rücken. Die Axialkraft, die bei Eingriff der Zähne 40 des Sperrings auf die Hülse 28 ausgeübt wird, erzeugt eine auf den Sperring wirkende Kupplungskraft, wodurch ein synchronisierendes Drehmoment auf das Zahnrad 14 ausgeübt wird. Wenn das Zahnrad und die Kupplungsnabe 18 synchron sind, können sich die Zähne 26 der Kupplungshülse durch die Zähne des Sperrings hindurch in Eingriff mit den Zähnen 44 des Zahnrads 14 bewegen, wodurch die Zwischenwelle 10 mit dem Zahnrad 14 drehfest verbunden wird. Die Anfangskraft, die durch Eingriff der Zähne der Kupplungshülse mit dem Federabschnitt 54 erzeugt wird, bewirkt, daß der Sperring in Winkelrichtung soweit verstellt wird, wie dies durch die Totgangverbindung ermöglicht wird, welche von dem Vorsprung und dem Schlitz, der teilweise bei 50 gezeigt ist, gebildet wird.
Das Zahnrad 12 besitzt einen Synchronisiersperring ähnlich dem im Zusammenhang mit dem Zahnrad 14 beschriebenen. Dieser Sperring ist auf der linken Seite der Kupplungsnabe 18 angeordnet, wie in Fig. 1A angedeutet ist. Die Ele mente der dem Zahnrad 12 zugeordneten Synchronisierkupplungselemente wurden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie bei der Beschreibung der dem Zahnrad 14 zugeordneten Synchronisierkupplung verwendet wurden, wobei allerdings Apostrophe hinzugefügt wurden. Die dem Zahnrad 12 zugeordneten Synchronisierelemente arbeiten in der gleichen Weise wie die dem Zahnrad 14 zugeordneten Synchronisierelemente.
Die Federabschnitte 54 und 54' sind flexibel, wie beschrieben. Die an den Sperringen befestigten Abschnitte sind mit den Sperringen verschweißt, vorzugsweise durch Punktschweißen.
Fig. 2 zeigt den unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Grundaufbau; der Zahnradkonus besteht jedoch aus zwei Teilen, die durch Schweißen aneinander befestigt sind, wie bei 68 gezeigt. Der erste Teil des bei 70 gezeigten Zahnradkonus trägt Zähne 40". Der Teil 70 ist durch die Schweißung 68 an dem Konusabschnitt 72 befestigt.
Die Fig. 2 zeigt die Hülse in ihrer neutralen Stellung, in der der Vorsprung 64' gegenüber dem erhabenen Abschnitt 62' des Federabschnittes 54' verschoben ist.
Die Fig. 3 zeigt die Hülse 28 in der Stellung, die sie zu Beginn des Synchronisiervorgangs einnimmt, wenn der Vorsprung 64' an den Rampenflächen des erhabenen Abschnittes 62' angreift. Dies übt eine Einrückkraft auf die Reibkonusflächen aus, zwischen denen Reibmaterial 74 angeordnet ist.
Die Fig. 4 zeigt eine Hülse in der Stellung, die sie einnimmt, wenn die Federabschnitt 54' bei einer fortgesetzten Bewegung der Hülse in Richtung auf die Kupplungseinrückstellung zusammengedrückt wird. Das auf den Sperring ausgeübte Synchronisiermoment wird dann größer, was den Sperring relativ zur Nabe weiterschaltet. Das Synchronisiermoment wird ferner auf den zu synchronisierenden Zahnradkonus 72 übertragen.
Bei der fortgesetzten Bewegung der Hülse 28 wird der Federabschnitt 54' in die in Fig. 5 gezeigte Stellung zusammengedrückt, während die Vorderkante der Zähne 26 beginnt, an den angefasten Vorderkanten der Zähne 40' des Sperrings an zugreifen. Die Axialkomponente des Reaktionsmomentes, das von den auf die angefasten Enden der Sperringzähne wirkenden Hülsenzähne auf den Sperring ausgeübt wird, führt zu einem Eingriff der Konuskupplungsflächen und einer Übertragung des Synchronisiermomentes auf das zu synchronisierende Zahnrad 14.
Während der Vorsprung 64' über den erhabenen Abschnitt 54' hinwegbewegt wird, kehrt die Steigung des erhabenen Abschnittes 54' um, was zur Folge hat, daß eine axiale Komponente der Federkraft den Sperring in eine Kupplungsausrückstellung drückt. Dies geschieht, wenn die Vorderkante der Zähne 26' an den angefasten Vorderkanten der Sperringzähne 40' angreift. Wenn die Hülse 28 die in Fig. 6 gezeigte Stellung erreicht, sind die Zähne 26 durch die Sperringzähne hindurch in Eingriff mit den Zähnen 44' des Zahnrades gelangt. Eine auf den Federabschnitt 54' wirkende umgekehrte Reaktionskraft erleichtert dann das Ausrücken der Konuskupplungsfläche des Sperrings bezüglich der zusammenwirkenden Konusfläche des Zahnradkonus.
In Fig. 1A ist eine Rastfeder 78 gezeigt, die die Nabe 18 umgibt. Sie sitzt in einer Nabenausnehmung 80 und greift in eine Kreisringnut 84 am Innendurchmesser der Zähne 26. Dies sorgt für eine Federrastwirkung zwischen der Hülse 28 und der Nabe 18. Die Hülse ist somit in der korrekten neutralen Stellung präzise positioniert, wenn die Synchronisiereinrichtung ausgerückt ist. Dies verhindert eine Bewegung der Hülse in Richtung auf die Sperringe, was einen Verschleiß der Reibbeläge auf den Konusflächen zur Folge haben könnte.
Nachdem die Zahnringe des Zahnrades gebildet wurden, werden sie - wie oben beschrieben - an dem zugehörigen Zahnrad 12 bzw. 14 angeschweißt. Die Konusfläche für den Zahnring jedes der Zahnräder 12 und 14 kann wie im Fall der Synchronisierringe bei dem Schmiedevorgang gebildet werden.
Bei dem in den Fig. 1 und 1A dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Kupplungszahnring einstückig mit dem Zahnradkonus ausgebildet.
Die Fig. 7, 8 und 9 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Federelemente 54" einen Teil einer einstückigen Ringfeder bilden, die mit dem Bezugszeichen 86 bezeichnet ist. Die Federelemente 54" können unmittel bar benachbart zu einem Vorsprung 88 angeordnet werden, der sich von dem Sperrring 92 weg erstreckt. Das Ende der Federelemente 54" kann über dem Rand des Sperringes 92, wie bei 90 in den Fig. 7, 8 und 9 gezeigt, abgeclipt werden, um die einstückige Feder 86 axial festzulegen.
Die Sperringzähne sind in Fig. 7 nicht dargestellt, da die Federelemente 54 in einer Lücke der Sperringzähne angeordnet werden können.
Der Vorsprung 88 sitzt in einem Schlitz der Synchronisiernabe 18'. Dies bildet eine Totgangverbindung ähnlich dem Vorsprung in der Schlitzanordnung, die in Fig. 1A bei 50 dargestellt ist.
Die einstückige Feder 86 weist einen ringförmigen, radial angeordneten Abschnitt 94 auf, wie in den Fig. 7, 8 und 9 zu sehen ist. Die Feder 86 ist mit einer Positionierlippe versehen, wie bei 96 in Fig. 7 angedeutet ist. Dies positioniert den Ring radial bezüglich des Sperringes 92.
Die Funktion der Federelemente 54' ist die gleiche wie die Funktion der bezüglich der Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 6 beschriebenen Federelemente. Die Federelemente 54" werden verformt, wenn die Hülse 28 axial in Richtung auf die Sperringzähne bewegt wird. Die neutrale Stellung der Synchronisierkupplung ist in Fig. 8 dargestellt, in der die Hülse 28 eine zurückgezogene Stellung außer Eingriff mit den Federelementen 54" einnimmt. Die Fig. 9 zeigt die Synchronisierkupplungsanordnung der Fig. 8, wenn die Hülse 28 teilweise in Eingriff mit den angefasten Vorderkanten der Sperringzähne vorgeschoben wurde. Wenn sie mit den Sperrringzähnen in Eingriff gerückt wird, üben die Federelemente eine Kraft auf die Konuskupplung aus, wodurch eine Konuskupplungs-Einrückkraft erzeugt wird.
Die einstückige Konstruktion erfordert nicht den unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 6 beschriebenen Schweißvorgang. Der radiale Abschnitt 94 übt eine Synchronisierkupplungs-Einrückkraft auf den Sperring aus, und zwar aufgrund der Axialkomponente der auf die Federelemente ausgeübten Kräfte, die von dem Eingriff der Innenzähne der Hülse 28 mit den Federelementen 54" herrühren.

Claims

1. Synchronisierkupplungsanordnung für ein manuell schaltbares Getriebe mit drehmomentübertragenden Zahnrädern (12, 14), einer drehmomentabgebenden Welle (10), wobei mindestens eines der Zahnräder (12, 14) um die Achse der Welle (10) drehbar gelagert ist;

wobei die Kupplungsanordnung aufweist: eine Kupplungsnabe (18), die an der Welle (10) befestigt ist, eine Kupplungshülse (28), die an der Nabe (18) befestigt und relativ zur Nabe (18) axial verschiebbar ist;

einem Sperring (38, 38'; 92) zwischen dem besagten einen Zahnrad (14, 12) und der Nabe (18), Kupplungszähnen (26, 44) an der Hülse (28) und dem besagten einen Zahnrad (14, 12), Sperringzähnen (40,40') zwischen den Kupplungszähnen (26) der Hülse und den Kupplungszähnen (44) des Zahnrades, wobei der Sperring (38, 38'; 92) und das besagte eine Zahnrad (14, 12) einrückbare Reibkupplungsflächen (36) aufweist;

mindestens einem Federelement (54; 54'; 54"), das an dem Sperring (38, 38') befestigt ist und einen flexiblen Abschnitt (58) aufweist, der an den Kupplungszähnen (26) der Hülse angreift, wenn die Hülse (28) in Richtung auf die Zähne (40,40') des Sperrings bewegt wird, wodurch bei Auslenkung des oder jeden Federelementes (54, 54') eine Kupplungsflächen-Einrückkraft auf den Sperring (38, 38') ausgeübt wird;

dadurch gekennzeichnet, daß

der flexible Abschnitt (58) des oder jedes Federelementes (54; 54'; 54") an einem Abschnitt befestigt ist, der an einer axialen Fläche des Sperringes (38, 38'; 92) anliegt, und ein freies Ende (90) aufweist, das beim Umbiegen des flexiblen Abschnittes durch Zusammenwirken mit dem Sperring (38, 38'; 92) geführt wird.

2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, bei der das oder jedes Federelement (54) an dem Sperring (38, 38') durch Schweißen befestigt ist.

3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Kupplungszähne (26) an der Hülse (28) innere Kupplungszähne sind, ein Vorsprung (64, 64') an dem kleineren Durchmesser der inneren Kupplungszähne (26) vorgesehen ist, radiale Vorsprünge (62, 62') an den flexiblen Abschnitten (58) der Federelemente (54, 54') vorgesehen sind, um bei einer Axialbewegung der Hülse (28) in Richtung auf den Sperring (38, 38') an dem Vorsprung (64, 64') der inneren Kupplungszähne anzugreifen, wodurch die Federelemente (54, 54') radial zusammengedrückt werden und dadurch eine Kupplungsflächen-Einrückkraft auf den Sperring (38, 38') ausüben.

4. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der flexible Abschnitt (58) zwei entgegengesetzt angeordnete Rampenflächen entgegengesetzter Neigung bildet, die Kupplungszähne (26) der Hülse einen rampenflächenerfassenden Abschnitt (64, 64') aufweisen, die Hülse (28) eine reibkupplungseinrückende Schubkraft auf den Sperring (38, 38') ausübt, wenn der rampenflächenerfassende Abschnitt (64, 64') der Kupplungszähne (26) der Hülse an einer Rampenfläche angreift, das Federelement oder die Federelemente (54, 54') eine Reibkupplungs-Ausrückkraft auf den Sperring (38, 38') ausüben, wenn der rampenflächenerfassende Abschnitt (64, 64') der Kupplungszähne (26) der Hülse an der anderen Rampenfläche angreift.

5. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der flexible Abschnitt (58) des oder jedes Federelementes (54, 4') sich axial über den Sperring (38, 38') erstreckt und mit einem rampenflächenbildenden radial verlaufenden Abschnitt (62, 62') versehen ist, wobei der radial verlaufende Abschnitt (62, 62') bei einer Axialbewegung der Hülse (28) durch die Kupplungszähne (26) der Hülse radial nach innen umgebogen wird und bei der der an der axialen Fläche des Sperrings (38, 38') anliegende Abschnitt durch Schweißen daran befestigt ist.

6. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das oder jedes Federelement an einer kreisförmigen Feder (86) vorgesehen ist, die an dem Sperring (92) befestigt ist, wobei die kreisförmige Feder (86) einen radial verlaufenden Abschnitt (94) aufweist, der zwischen dem Sperring (92) und der Nabe angeordnet ist, wobei der radial verlaufende Abschnitt (94) in der Lage ist, die Reibkupplungs-Einrückkraft auf den Sperring (92) zu übertragen.

7. Kupplungsanordnung nach Anspruch 6, bei der die kreisförmige Feder · (86) eine Positionierlippe (96) an dem radial verlaufenden Federabschnitt (94) aufweist, wodurch der Federabschnitt (94) und der Sperring (92) radial festgelegt bleiben.

8. Kupplungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, bei der der flexible Abschnitt des Federelementes (54) einen Federhalteclip (90) bildet, der an den Sperring (38, 38') angreift, wodurch das Federelement (54) beim Anbringen an den Sperring (92) axial festgehalten wird.

9. Kupplungsanordnung nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei der der flexible Abschnitt (54) zwei entgegengesetzt angeordnete Rampenflächen entgegengesetzter Neigung bildet, die Kupplungszähne der Hülse einen rampenflächenerfassenden Abschnitt aufweisen, die Hülse eine reibkupplungseinrückende Schubkraft auf den Sperring ausübt, wenn der rampenflächenerfassende Abschnitt der Kupplungszähne der Hülse an einer Rampenfläche angreift, das Federelement oder die Federelemente eine Reibkupplungs-Ausrückkraft auf den Sperring (92) ausüben, wenn der rampenflächenerfassende Abschnitt der Kupplungszähne der Hülse an der anderen Rampenfläche angreift.