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WO2013082641A1 - Synchronisiereinrichtung zwischen zwei drehenden bauteilen - Google Patents

Synchronisiereinrichtung zwischen zwei drehenden bauteilen Download PDF

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WO2013082641A1
WO2013082641A1 PCT/AT2012/050189 AT2012050189W WO2013082641A1 WO 2013082641 A1 WO2013082641 A1 WO 2013082641A1 AT 2012050189 W AT2012050189 W AT 2012050189W WO 2013082641 A1 WO2013082641 A1 WO 2013082641A1
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WO
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sliding sleeve
stop
ring
clutch
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PCT/AT2012/050189
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French (fr)
Inventor
Stefan STIX
Alexander Müller
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Miba Sinter Austria GmbH
Original Assignee
Miba Sinter Austria GmbH
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Publication date
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    • F16D2023/0637—Details relating to the hub member on which the sliding is arranged
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    • 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
    • F16D2023/0681—Double cone synchromesh clutches

Definitions

  • the invention relates to a synchronizer between two rotating components with a clutch between a non-rotatably seated on a shaft hub and one of the hub rotatably mounted coupling body, wherein the clutch has a sliding sleeve with an over the axial length of the sliding sleeve extending, inner dog teeth , via which the sliding sleeve is axially displaceably mounted on a claw ring of the hub and can be slid onto a claw ring of the coupling body for coupling,
  • gear change gears with a non-rotatably seated on a shaft hub and a freely rotatably mounted on the shaft gear wheel
  • a synchronizer with a cone clutch having, for example, a rotational driving the gear wheel causing double cone ring, which between a inner friction ring and an axially adjustable by the sliding sleeve relative to this friction ring, the hub associated synchronizer ring is clamped non-positively.
  • the double cone ring becomes frictionally engaged between the inner friction ring and the outer synchronizer ring and thus with the axial entrainment of the synchronizer ring via spring-loaded thrust pieces the double cone ring rotatably connected gear wheel accelerated to the rotational speed of the hub, which allows the subsequent unobstructed clutch engagement between the sliding sleeve and the claw ring of the gear wheel.
  • a arranged on the synchronizer ring, cooperating with the claws of the sliding sleeve locking teeth prevents the sliding sleeve during synchronization can perform the axial coupling movement.
  • the axial displacement position of the sliding sleeve is determined by acting on the sliding sleeve shift fork, which requires a constructive determination of the shift fork position in the uncoupling position of the clutch between the hub and the coupling body.
  • KR 100887848 B1 the sliding sleeve with over the inner jaw ring projecting lugs, which engage over the radially projecting stops of the naben salen claw ring.
  • the invention is thus based on the object, a synchronizing device of the type described in such a way that to set the shift fork position for the uncoupling position of the clutch with simple chen constructive measures an extension a shorter overall length for the synchronizer can be ensured.
  • the invention solves this problem by the fact that the hub on the side facing away from the coupling body end forms at least one radially above the jaw ring projecting stop for the sliding sleeve, which receives the stop in a front stop notch.
  • the shift sleeve from a predetermined starting position is only to move in one direction in the coupling position, this starting position by one of the hub associated, axial stop for the sliding sleeve are determined constructively, which thus also dictates the position of the shift fork for this shift sleeve position, without increasing the axial length of the synchronizer.
  • Fig. 1 shows a synchronizing device according to the invention for a switchable
  • Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1 on a larger scale.
  • the illustrated synchronizer is provided on a shaft 1 which is freely rotatably supported relative to a coupling body 2.
  • This coupling body 2 may be rotatably mounted on the driven shaft 1 in a gear change gear and rotatably connected to a gear wheel.
  • the coupling body 2 represents a further wave, which can be driven connected with the aid of a clutch 3 optionally with a non-rotatably seated on the shaft 1 hub 4.
  • the clutch 3 has a sliding sleeve 5, which is mounted axially slidably via an inner dog teeth 6 on a jaw ring 7 of the hub 4 and indicated by means of a dot-dash line in Fig. 1
  • Shift fork 8 can be pushed onto a jaw ring 9 of the coupling body 2.
  • a synchronizer which comprises an inner friction ring 10, an outer synchronizer ring 1 1 and a double cone ring 12.
  • the training the formation of the cone clutch with a double cone ring is by no means compulsory.
  • the friction and synchronizer rings 10, 1 1 are assigned to the hub 4, the double cone ring 12 is rotatably connected to the coupling body 2 via drivers 13 which engage in corresponding receptacles 14 of the coupling body 2.
  • the synchronizer ring 1 which forms a cone clutch with the friction ring 10 and the double cone ring 12, is axially slidably mounted relative to the friction ring 10 on the hub 4 and coupled to the friction ring 10 via driver 15 for rotational driving.
  • the relative to the sliding sleeve 5 limited rotatable synchronizer ring 1 1 is provided with a locking teeth 16, with the dog teeth 6 of the sliding sleeve 5 cooperates.
  • Locking teeth 16 in conjunction with the axial force of the sliding sleeve 5 conditional torque for mutual rotation of synchronizer ring 1 1 and 5 sliding sleeve are exploited to the dog teeth 6 of the sliding sleeve 5 on the ratchet teeth 16 of the synchronizer ring 1 1 over to introduce the claw ring 9 of the coupling body 2, whereby the coupling operation is completed.
  • the hub 4 has at least one stop 19 for the sliding sleeve 5 projecting radially over the claw ring 7 on the end opposite the coupling body 2.
  • the sliding sleeve 5 is provided for this purpose with a frontal stop recess 20 into which the stop 19 engages in the stop position of the shift sleeve 5. Because of the engagement of the stop 19 of the hub 4 in the stop recess 20 of the shift sleeve 5 changes with respect to the axial length of the synchronizer compared to conventional synchronizers without stop 19th None. Due to the axial stop position of the shift sleeve 5 in the uncoupling position of the clutch, the axial displacement position of the shift fork 8 is structurally predetermined for this uncoupling position, without the need for additional measures.
  • three stops 19 are arranged uniformly distributed around the circumference of the hub 4. The arrangement is made such that the stops 19 come to rest between the three pressure pieces 18 for the axial loading of the synchronizer ring 1 1, so that for the shift sleeve 5 rotationally symmetrical support conditions arise without affecting the function of the lock synchronization.
  • the stops 19 can be mitgeformt in an advantageous manner in a powder metallurgical production of the hub 4, which allows particularly simple production conditions without reworking the hub 4 with respect to the stops 19.
  • the stop recesses 20 of the shift sleeve 20 can be considered in the powder metallurgical production of the shift sleeve 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

Es wird eine Synchronisiereinrichtung zwischen zwei drehenden Bauteilen mit einer Schaltkupplung (3) zwischen einer drehfest auf einer Welle (1 ) sitzenden Nabe (4) und einem der Nabe (4) gegenüber drehbar gelagerten Kupplungskörper (2) beschrieben, wobei die Schaltkupplung (3) eine Schiebemuffe (5) mit einer sich über die axiale Länge der Schiebemuffe (5) erstreckenden, inneren Klauenverzahnung (6) aufweist, über die die Schiebemuffe (5) auf einem Klauenkranz (7) der Nabe (4) axial verschiebbar gelagert und zur Kupplung auf einen Klauenkranz (9) des Kupplungskörpers (2) aufschiebbar ist. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Nabe (4) auf der dem Kupplungskörper (2) abgewandten Stirnseite wenigstens einen radial über den Klauenkranz (7) vorstehenden Anschlag (19) für die Schiebemuffe (5) bildet, die den Anschlag (19) in einer stirnseitigen Anschlagsaussparung (20) aufnimmt.

Description

Synchronisiereinrichtunq zwischen zwei drehenden Bauteilen
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchronisiereinrichtung zwischen zwei drehenden Bauteilen mit einer Schaltkupplung zwischen einer drehfest auf einer Welle sitzenden Nabe und einem der Nabe gegenüber drehbar gelagerten Kupplungskörper, wobei die Schaltkupplung eine Schiebemuffe mit einer sich über die axiale Länge der Schiebemuffe erstreckenden, inneren Klauenverzahnung aufweist, über die die Schiebemuffe auf einem Klauenkranz der Nabe axial verschiebbar gelagert und zur Kupplung auf einen Klauenkranz des Kupplungskörpers aufschiebbar ist,
Stand der Technik
Bei Zahnradwechselgetrieben mit einer drehfest auf einer Welle sitzenden Nabe und einem auf der Welle frei drehbar gelagerten Gangrad ist es üblich, zwischen der Nabe und dem Gangrad eine Synchronisiereinrichtung mit einer Konuskupplung vorzusehen, die beispielsweise einen eine Drehmitnahme des Gangrades bewirkenden Doppelkonusring aufweist, der zwischen einem inneren Reibring und einem durch die Schiebemuffe gegenüber diesem Reibring axial verstellbaren, der Nabe zugeordneten Synchronring kraftschlüssig eingespannt wird. Wird die Schiebemuffe auf der Nabe im Sinne eines Kupplungseingriffes verschoben, so wird durch die axiale Mitnahme des Synchronringes über federbeaufschlagte Druckstücke der Doppelkonusring reibschlüssig zwischen dem inneren Reibring und dem äußeren Synchronring und damit das mit dem Doppelkonusring drehfest verbundene Gangrad auf die Umlaufgeschwindigkeit der Nabe beschleunigt, was den anschließenden, unbehinderten Kupplungseingriff zwischen der Schiebemuffe und dem Klauenkranz des Gangrades ermöglicht. Eine am Synchronring angeordnete, mit den Klauen der Schiebemuffe zusammenwirkende Sperrverzahnung verhindert dabei, dass die Schiebemuffe während der Synchronisierung die axiale Kupplungsbewegung ausführen kann.
In gleicher Weise arbeiten bekannte Synchronisiereinrichtungen für Schaltkupplungen zwischen zwei Wellen, von denen die eine die Nabe mit der Schiebemuffe trägt und die andere den Kupplungskörper bildet.
Unabhängig davon, ob die Synchronisiereinrichtung für ein Zahnradwechselgetriebe oder eine schaltbare Wellenkupplung eingesetzt wird, wird die axiale Verschiebestellung der Schiebemuffe durch eine an der Schiebemuffe angreifende Schaltgabel bestimmt, was in der Entkupplungsstellung der Schaltkupplung zwischen der Nabe und dem Kupplungskörper eine konstruktive Festlegung der Schaltgabelstellung erfordert. Zu diesem Zweck ist es bekannt (KR 100887848 B1 ), die Schiebemuffe mit über den inneren Klauenkranz vorstehenden Ansätzen auszubilden, die die radial vorstehenden Anschläge des na- benseitigen Klauenkranzes übergreifen. Diese Anschläge wirken mit der Stirnseite der Klauenverzahnung der Schiebemuffe zusammen, sodass die Anschläge die durch die Klauenverzahnung der Schaltmuffe gegebene Mindestlänge der Schiebemuffe überragen, was zu einer Vergrößerung der Baulänge führt.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Synchronisiereinrichtung der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass zum Festlegen der Schaltgabelstellung für die Entkupplungsstellung der Schaltkupplung mit einfa- chen konstruktiven Maßnahmen eine Verlängerung eine geringere Baulänge für die Synchronisiereinrichtung sichergestellt werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Nabe auf der dem Kupplungskörper abgewandten Stirnseite wenigstens einen radial über den Klauenkranz vorstehenden Anschlag für die Schiebemuffe bildet, die den Anschlag in einer stirnseitigen Anschlagsaussparung aufnimmt.
Da bei Synchronisiereinrichtungen zwischen zwei drehenden Bauteilen, sei es zwischen einer Nabe und einem Gangrad oder zwischen zwei Wellen, die Schaltmuffe aus einer vorgegebenen Ausgangsstellung nur in einer Richtung in die Kupplungsstellung zu verlagern ist, kann diese Ausgangsstellung durch einen der Nabe zugehörigen, axialen Anschlag für die Schiebemuffe konstruktiv festgelegt werden, die somit auch die Stellung der Schaltgabel für diese Schaltmuffenlage vorgibt, ohne die axiale Baulänge der Synchronisiereinrichtung zu vergrößern. Der radial nach außen über den Klauenkranz der Nabe vorstehende Anschlag greift ja in der Anschlagstellung der Schiebemuffe in die in der Schiebemuffe vorgesehene, stirnseitige Anschlagsaussparung ein, sodass in der Anschlagstellung weder der Anschlag noch die Nabe axial über die Stirnseite der Schaltmuffe vorzuragen braucht. Dazu kommt noch, dass sich ein radial an die Nabe angesetzter, über den Klauenkranz vorstehender Anschlag ohne besonderen Werkzeugmehraufwand pulvermetallurgisch einfach herstellen lässt, wie dies auch für die Anschlagsaussparung in der Schaltmuffe gilt, sodass sich für gesinterte Naben und Schaltmuffen eine Nachbearbeitung dieser Konstruktionsteile zur Herstellung des Anschlags bzw. der Anschlagsaussparung erübrigt.
Damit auf die Schaltmuffe über den Anschlag der Nabe keine Drehmomentbelastung um eine Querachse auftreten kann, empfiehlt es sich, drei gleichmäßig über den Umfang der Nabe verteilte Anschläge vorzusehen. Da üblicherweise drei federbelastete, durch die Schaltmuffe verschiebbare Druckstücke zur axialen Beaufschlagung des mit einer Sperrverzahnung versehenen Synchronrin- ges einer Konuskupplung in der Nabe vorgesehen sind, können die Anschläge vorteilhaft zwischen diesen Druckstücken über den Umfang verteilt angeordnet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung für eine schaltbare
Wellenkupplung in einer schematischen, zum Teil aufgerissenen Ansicht auf die dem Kupplungskörper abgekehrte Stirnseite und
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 in einem größeren Maßstab.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Die dargestellte Synchronisiereinrichtung wird auf einer Welle 1 vorgesehen, der gegenüber einem Kupplungskörper 2 frei drehbar gelagert ist. Dieser Kupplungskörper 2 kann bei einem Zahnradwechselgetriebe auf der angetriebenen Welle 1 drehbar gelagert sein und mit einem Gangrad drehfest verbunden werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel stellt der Kupplungskörper 2 jedoch eine weitere Welle dar, die mit Hilfe einer Schaltkupplung 3 wahlweise mit einer drehfest auf der Welle 1 sitzenden Nabe 4 antriebsverbunden werden kenn. Die Schaltkupplung 3 weist eine Schiebemuffe 5 auf, die über eine innere Klauenverzahnung 6 auf einem Klauenkranz 7 der Nabe 4 axial verschiebbar gelagert ist und mit Hilfe einer in der Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten
Schaltgabel 8 auf einen Klauenkranz 9 des Kupplungskörpers 2 aufschiebbar ist.
Um die Schaltkupplung 3 nur dann betätigen zu können, wenn die Drehzahl der Nabe 4 mit der des anzukuppelnden Kupplungskörpers 2 übereinstimmt, ist eine Synchronisiereinrichtung vorgesehen, die einen inneren Reibring 10, einen äußeren Synchronring 1 1 und einen Doppelkonusring 12 umfasst. Die Ausbil- dung der Konuskupplung mit einem Doppelkonusring ist allerdings keineswegs zwingend. Während die Reib- und Synchronringe 10, 1 1 der Nabe 4 zugeordnet sind, ist der Doppelkonusring 12 über Mitnehmer 13, die in entsprechende Aufnahmen 14 des Kupplungskörpers 2 eingreifen, drehfest mit dem Kupplungskörper 2 verbunden. Der Synchronring 1 1 , der mit dem Reibring 10 und dem Doppelkonusring 12 eine Konuskupplung bildet, ist gegenüber dem Reibring 10 axial verschiebbar auf der Nabe 4 gelagert und mit dem Reibring 10 über Mitnehmer 15 zur Drehmitnahme gekoppelt.
Damit die Schiebemuffe 5 erst nach einer Synchronisation der Drehzahlen der Nabe 4 und des Kupplungskörpers in Eingriff mit dem Klauenkranz 9 des Kupplungskörpers 2 gebracht werden kann, ist der gegenüber der Schiebemuffe 5 begrenzt verdrehbare Synchronring 1 1 mit einer Sperrverzahnung 16 versehen, die mit der Klauenverzahnung 6 der Schiebemuffe 5 zusammenwirkt. Wird die Schiebemuffe 5 aus ihrer gezeichneten Mittelstellung gegen den Kupplungskörper 2 verschoben, so werden über den Umfang der Nabe 4 verteilte, über eine Federrast 17 mit der Schiebemuffe 5 gekoppelte Druckstücke 18 an den Synchronring 1 1 axial angedrückt, sodass zwischen dem Synchronring 1 1 und dem Reibring 10 einerseits sowie dem Doppelkonusring 12 anderseits eine reibschlüssige Verbindung mit der Wirkung hergestellt wird, dass Drehzahlunterschiede zwischen dem Synchronring 1 1 und dem Kupplungskörper 2 ausgeglichen werden. Da bei dieser Synchronisation die Stirnflächen der Klauenverzahnung 6 der Schiebemuffe 5 an die Sperrverzahnung 16 angedrückt werden, ist ein Durchgriff der Klauenverzahnung 6 der Schiebemuffe 5 auf den Klauenkranz 9 des Kupplungskörpers 2 gesperrt. Erst nach der durch den Gleichlauf bewirkten Verringerung des Reibmomentes kann das durch die Dachschrägen der aneinanderliegenden Stirnflächen der Klauenverzahnung 6 und der
Sperrverzahnung 16 im Zusammenwirken mit der axialen Stellkraft der Schiebemuffe 5 bedingte Drehmoment zur gegenseitigen Verdrehung von Synchronring 1 1 und Schiebemuffe 5 ausgenützt werden, um die Klauenverzahnung 6 der Schiebemuffe 5 an der Sperrverzahnung 16 des Synchronrings 1 1 vorbei in den Klauenkranz 9 des Kupplungskörpers 2 einzuführen, womit der Kupplungsvorgang abgeschlossen ist.
Wie sich insbesondere aus der Fig. 2 ergibt, weist die Nabe 4 auf der dem Kupplungskörper 2 gegenüberliegenden Stirnseite wenigstens einen über den Klauenkranz 7 radial vorstehende Anschlag 19 für die Schiebemuffe 5 auf. Die Schiebemuffe 5 ist zu diesem Zweck mit einer stirnseitigen Anschlagsaussparung 20 versehen, in die der Anschlag 19 in der Anschlagsstellung der Schaltmuffe 5 eingreift. Die in der Fig. 2 dargestellte Anschlagsstellung der Schaltmuffe 5 entspricht der Entkupplungsstellung der Schaltkupplung 3. Wegen des Eingriffs des Anschlags 19 der Nabe 4 in die Anschlagsaussparung 20 der Schaltmuffe 5 ändert sich hinsichtlich der axialen Baulänge der Synchronisiereinrichtung im Vergleich zu herkömmlichen Synchronisiereinrichtungen ohne Anschlag 19 nichts. Durch die axiale Anschlagsstellung der Schaltmuffe 5 in der Entkupplungsstellung der Schaltkupplung wird die axiale Verschiebelage der Schaltgabel 8 für diese Entkupplungsstellung konstruktiv vorgegeben, ohne dass es hiefür zusätzlicher Maßnahmen bedarf.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 sind drei Anschläge 19 um den Umfang der Nabe 4 gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Anschläge 19 zwischen den drei Druckstücken 18 zur axialen Beaufschlagung des Synchronringes 1 1 zu liegen kommen, sodass sich für die Schaltmuffe 5 drehsymmetrische Abstützbedingungen ergeben, ohne die Funktion der Sperrsynchronisation zu beeinträchtigen.
Die Anschläge 19 können in vorteilhafter Weise bei einer pulvermetallurgischen Herstellung der Nabe 4 mitgeformt werden, was besonders einfache Herstellungsbedingungen ohne eine Nachbearbeitung der Nabe 4 bezüglich der Anschläge 19 erlaubt. In vergleichbarer Weise können auch die Anschlagsaussparungen 20 der Schaltmuffe 20 bei der pulvermetallurgischen Herstellung der Schaltmuffe 5 berücksichtigt werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Synchronisiereinrichtung zwischen zwei drehenden Bauteilen mit einer Schaltkupplung (3) zwischen einer drehfest auf einer Welle (1 ) sitzenden Nabe (4) und einem der Nabe (4) gegenüber drehbar gelagerten Kupplungskörper (2), wobei die Schaltkupplung (3) eine Schiebemuffe (5) mit einer sich über die axiale Länge der Schiebemuffe (5) erstreckenden, inneren Klauenverzahnung (6) aufweist, über die die Schiebemuffe (5) auf einem Klauenkranz (7) der Nabe (4) axial verschiebbar gelagert und zur Kupplung auf einen Klauenkranz (9) des Kupplungskörpers (2) aufschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (4) auf der dem Kupplungskörper (2) abgewandten Stirnseite wenigstens einen radial über den Klauenkranz (7) vorstehenden Anschlag (19) für die Schiebemuffe (5) bildet, die den Anschlag (19) in einer stirnseitigen Anschlagsaussparung (20) aufnimmt.
2. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass drei gleichmäßig über den Umfang der Nabe (4) verteilte Anschläge (19) vorgesehen sind.
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