WO2017080721A1

WO2017080721A1 - Transmission with a synchronizer unit, and motor vehicle comprising said transmission

Info

Publication number: WO2017080721A1
Application number: PCT/EP2016/073716
Authority: WO
Inventors: Jens Enders; Christian NIKOLAIZIG
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2018-05-09
Also published as: DE102015221931A1

Abstract

The invention relates to a transmission (7) for a motor vehicle, comprising at least one synchronizer unit (8). The synchronizer unit (8) is arranged on a shaft (9) of the transmission (7) and comprises a synchronizing body (10) which is arranged on the shaft, two synchronizing rings (3) which can be moved axially on the synchronizing body (10), and an axially movable sliding sleeve (12) in order to produce a rotationally fixed connection between one synchronizing ring (3) and a gear. At least one latching element (14) is provided which interacts with a latching depression of the sliding sleeve (12), wherein each of the synchronizing rings (3) has at least one receiving region (4) for at least partly receiving the latching element (14). The invention further relates to a motor vehicle comprising the transmission (7).

Description

GETRIEBE MIT EINER SYNCHRONISIEREINHEIT SOWIE KRAFTFAHRZEUG TRANSMISSION WITH A SYNCHRONIZING UNIT AND MOTOR VEHICLE

MIT DIESEM GETRIEBE WITH THIS GEARBOX

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Synchronisiereinheit, wobei die Synchronisiereinheit an einer Welle des Getriebes angeordnet ist und einen an der Welle angeordneten Synchronkörper, zwei auf dem Synchronkörper axial verschiebbare Synchronringe und eine axial verschiebbare Schiebemuffe zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen einem Synchronring und einem Zahnrad umfasst, wobei wenigstens ein Rastelement vorhanden ist, das mit einer Rastvertiefung der Schiebemuffe zusammenwirkt The invention relates to a transmission for a motor vehicle having at least one synchronizing unit, wherein the synchronizing unit is arranged on a shaft of the transmission and a synchronizer body arranged on the shaft, two synchronizing rings axially displaceable on the synchronizer body and an axially displaceable sliding sleeve for producing a rotationally fixed connection between a Includes synchronizer ring and a gear, wherein at least one locking element is present, which cooperates with a latching recess of the sliding sleeve

Die Synchronisiereinheiten in einem Fahrzeuggetriebe dienen dazu, beim Gangeinlegen für eine Synchronisierung der Drehzahlen eines Losrades mit der Welle, mit dem das Losrad zum Gangeinlegen drehfest zu verbinden ist, zu bewirken. Dadurch können die beim Gangeinlegen zusammenwirkenden Komponenten wie Schiebemuffe und Losrad im Betrieb geschont werden. Darüber hinaus werden laute Geräusche beim Gangeinlegen vermieden. The synchronizing units in a vehicle transmission serve to effect gear engagement for synchronizing the rotational speeds of a loose wheel with the shaft with which the idler gear is to be connected in a rotationally fixed manner for gear engagement. As a result, the components interacting with the gear engagement, such as the sliding sleeve and idler gear, can be spared during operation. In addition, noisy noises are avoided during gear engagement.

Aus der DE 10 2011 081 994 A1 geht eine Synchronisiereinheit für ein Fahrzeugwechselgetriebe hervor. Die Synchronisiereinheit umfasst ein dreiteiliges Druckstück, in dem ein als Kugel ausgebildetes Rastelement vorhanden ist. Die Kugel hat eine Gegenkontur in der Schiebemuffe. Das Druckstück wandert beim Gangeinlegen mit der Schiebemuffe mit, bis es am Synchronring anschlägt und dadurch über Reibungskräfte zu einer Vorsynchronisierung führt. Das Druckstück wird also im ersten Abschnitt des Synchronisierprozesses benötigt. Dabei verhindert das Druckstück ein Taumeln des Synchronrings. DE 10 2011 081 994 A1 discloses a synchronizing unit for a vehicle change gearbox. The synchronizing unit comprises a three-part pressure piece, in which a locking element designed as a ball is present. The ball has a counter contour in the sliding sleeve. The thrust piece moves with the sliding sleeve when engaging with the gear, until it strikes the synchronizer ring and thus leads to a pre-synchronization via frictional forces. The pressure piece is therefore required in the first section of the synchronization process. The pressure piece prevents wobbling of the synchronizer ring.

Der Synchronkörper ist mit der Welle zumindest drehfest, insbesondere vollständig verbunden. Auf dem Synchronkörper ist die Schiebemuffe axial verschiebbar gelagert, sodass über den Synchronkörper und die Schiebemuffe Drehmoment auf ein Losrad übertragbar ist. Hierzu ist die Schiebemuffe mit dem Losrad drehfest zu verbinden, wodurch mit anderen Worten ein Gang eingelegt wird. Dadurch wird das Losrad in den Drehmomentenfluss eingebunden. Ausgehend hiervon ist es Aufgabe, ein Getriebe anzugeben, das eine verbesserte Synchronisiereinheit aufweist. The synchronizer body is at least rotationally fixed, in particular completely connected to the shaft. On the synchronizer body, the sliding sleeve is mounted axially displaceable, so that on the synchronizer body and the sliding sleeve torque is transferable to a loose wheel. For this purpose, the sliding sleeve is rotatably connected to the idler gear, which in other words a gear is engaged. As a result, the idler gear is integrated into the torque flow. Based on this, it is an object to provide a transmission which has an improved synchronization unit.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Getriebe mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. To solve this problem, a transmission with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments emerge from the subclaims.

Als Kern der Erfindung wird angesehen, dass die Synchronringe gemeinsam wenigstens ein Rastelement aufnehmen können. Hierfür weist die Synchronringe wenigstens einen Aufnahmebereich auf zur jeweils teilweisen Aufnahme. As the core of the invention, it is considered that the synchronizer rings together can accommodate at least one locking element. For this purpose, the synchronizer rings at least one receiving area for each partial recording.

Mit anderen Worten ist das aus dem Stand der Technik bekannte Druckstück in den Synchronring zumindest teilweise integriert worden. Bekannte Druckstücke weisen wie beschrieben einen Grundkörper auf, der einen Synchronisierbereich und einen schmaleren Aufnahmebereich umfasst. Zumindest der Synchronisierbereich ist dann in dann in den Synchronring integriert. In other words, the known from the prior art pressure piece has been at least partially integrated into the synchronizer ring. Known plungers, as described, have a base body which comprises a synchronizing area and a narrower receiving area. At least the synchronization area is then integrated in the synchronizer ring.

Vorteilhafterweise kann der Aufnahmebereich als Nocken ausgebildet sein. Es handelt sich also um eine Art Fortsatz der Synchronringe in axialer Richtung. Der Nocken kann insbesondere einen hakenförmigen Querschnitt aufweisen. Dadurch können die Synchronringe in axialer Richtung gekoppelt werden. Dies verhindert, dass der nicht im Drehmomentfluss stehende Synchronring an den Kupplungskörper schlägt. Advantageously, the receiving area may be formed as a cam. It is therefore a kind of extension of the synchronizer rings in the axial direction. The cam may in particular have a hook-shaped cross-section. As a result, the synchronizer rings can be coupled in the axial direction. This prevents the non-torque synchronous ring from striking the coupling body.

Bevorzugt weist der Nocken eine Ausbuchtung zur Aufnahme des Rastelementes auf. Das Rastelement kann also am Nocken und durch die Nocken in radialer Richtung bewegt werden, wobei es möglich ist, Kräfte in axialer Richtung von der Schiebemuffe über das Rastelement auf den Aufnahmebereich und damit auf die Synchronringe zu übertragen. Preferably, the cam on a bulge for receiving the locking element. The locking element can thus be moved in the radial direction on the cam and by the cams, it being possible to transmit forces in the axial direction of the sliding sleeve on the locking element on the receiving area and thus on the synchronizer rings.

Bevorzugt erstreckt sich die Ausbuchtung in Umfangsrichtung. Alternativ wäre eine Erstreckung in axialer Richtung möglich. Die Erstreckung in Umfangsrichtung bietet aber eine besonders einfache Möglichkeit der axialen Kopplung der Synchronringe. Vorteilhafterweise können sich die Aufnahmebereiche in Umfangsrichtung formschlüssig ergänzen, sodass eine Aufnahme für das Rastelement gebildet ist. Preferably, the bulge extends in the circumferential direction. Alternatively, an extension in the axial direction would be possible. However, the extension in the circumferential direction offers a particularly simple way of axial coupling of the synchronizer rings. Advantageously, the receiving areas can complement each other in a form-fitting manner in the circumferential direction, so that a receptacle for the latching element is formed.

Bevorzugt können die Aufnahmen Spiel in axialer Richtung aufweisen. Dies verschlechtert zwar etwas die axiale Kopplung der Synchronringe, jedoch kann an den Reibbelägen zwischen Synchronring und Kupplungskörper Verschleiß auftreten. Diesem Verschleiß wird vorab über das Spiel Rechnung getragen. Preferably, the recordings can have play in the axial direction. Although this slightly deteriorates the axial coupling of the synchronizer rings, however, wear can occur on the friction linings between the synchronizer ring and the coupling body. This wear is taken into account in advance about the game.

Vorteilhafterweise kann der Synchronkörper wenigstens einen Aufnahmeabschnitt zur zumindest teilweisen Aufnahme eines Vorspannelementes für das Rastelement besitzen. Wie bereits beschrieben ist am Synchronring der Synchronisierabschnitt des aus dem Stand der Technik bekannten Druckstücks angeordnet. Der Aufnahmebereich kann demgegenüber am Synchronkörper ausgebildet werden. Dabei ist darauf zu achten, dass eine Bewegung des Vorspannelementes in Umfangsrichtung zumindest teilweise möglich ist, da der Synchronring gegenüber dem Synchronkörper begrenzt verdrehbar ist. Es handelt sich zwar nur um eine vergleichsweise geringfügige Verdrehbarkeit, da hierdurch die Sperrsynchronisation der Synchronisiereinrichtung realisiert wird, trotzdem ist eine gewisse Bewegbarkeit des Vorspannelementes in Umfangrichtung zu erlauben. Advantageously, the synchronizer body may have at least one receiving portion for at least partially receiving a biasing element for the locking element. As already described, the synchronizing section of the pressure piece known from the prior art is arranged on the synchronizing ring. The receiving area can in contrast be formed on the synchronizer body. It is important to ensure that a movement of the biasing member in the circumferential direction is at least partially possible, since the synchronizer ring with respect to the synchronizer body is limited rotatable. Although it is only a comparatively small rotatability, since this the locking synchronization of the synchronizer is realized, nevertheless, a certain mobility of the biasing member in the circumferential direction to allow.

Vorteilhafterweise kann die Synchronisiereinheit wenigstens drei Rastelemente aufweisen. Mit drei Rastelementen wird eine gute Abdeckung in Umfangsrichtung erreicht, insbesondere lassen sich dadurch Verkippungen der Schiebemuffe gegenüber dem Synchronring bzw. dem Synchronkörper bereits vermeiden. Advantageously, the synchronization unit can have at least three latching elements. With three locking elements a good coverage in the circumferential direction is achieved, in particular can be tilting of the sliding sleeve against the synchronizer ring or the synchronizer already avoided.

Bevorzugt ist das Sperrelement als Kugel ausgebildet. Vorzugsweise kann das Vorspannelement als Schraubenfeder ausgebildet sein. Preferably, the blocking element is designed as a ball. Preferably, the biasing element may be formed as a helical spring.

Weiterhin kann das Getriebe wenigstens zwei Losräder und zwei einen Reibkegel aufweisende Kupplungskörper umfassen, die jeweils mit einem Losrad drehfest verbunden sind, wobei der Synchronring jeweils mittels des Aufnahmebereichs axial an den Reibkegel pressbar ist. Damit kann der Aufnahmebereich die Funktion des Synchronisierabschnitts des Druckstücks übernehmen. Furthermore, the transmission may comprise at least two idler gears and two coupling bodies having a friction cone, which are each connected non-rotatably to a loose wheel, wherein the synchronizer ring axially by means of the receiving area the friction cone is pressed. Thus, the receiving area can take over the function of the synchronizing section of the pressure piece.

Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug. Dieses weist ein Getriebe wie beschrieben auf. In addition, the invention relates to a motor vehicle. This has a transmission as described.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen: Further advantages, features and details will become apparent from the following description of exemplary embodiments and figures. Showing:

Fig. 1 einen Synchronring (Stand der Technik), 1 a synchronizer ring (prior art),

Fig. 2 einen Synchronring, 2 a synchronizer ring,

Fig. 3 eine Teilansicht des Synchronrings aus Fig. 2, Fig. 4 ein Getriebe, 3 is a partial view of the synchronizer ring of FIG. 2, FIG. 4 is a transmission,

Fig. 5 zwei Synchronringe in perspektivischer Ansicht, und Fig. 6 zwei Synchronringe in Draufsicht. Fig. 5 two synchronizer rings in a perspective view, and Fig. 6 two synchronizer rings in plan view.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Synchronring 1 mit Anschlagnocken 2, an denen Druckstücke zum Vorsynchronisieren angreifen. Fig. 1 shows a known synchronizer ring 1 with stop cam 2, which engage pressure pieces for Vorsynchronisieren.

Fig. 2 zeigt dem gegenüber einen Synchronring 3, in den Druckstücke teilweise integrierbar sind. Hierzu sind Nocken 4 vorgesehen, die sich in axialer Richtung über die axiale Breite des Ringkörpers 5 des Synchronringes 3 hinaus erstrecken, wodurch der Synchronisierabschnitt der bekannten Druckstücke in den Synchronring 3 integriert ist. Die Nocken 4 besitzen Ausbuchtungen 6, in denen die Rastelemente der Synchronisiereinheit radial beweglich angeordnet werden können. Die Ausbuchtungen 6 erstrecken sich in Umfangsrichtung. Der Synchronring 3 ist dabei bevorzugt gesintert. Der Synchronring 3 kann aber alternativ auch ein Blechring sein. Fig. 2 shows the opposite a synchronizer ring 3, in the plungers are partially integrated. For this purpose, cams 4 are provided, which extend in the axial direction over the axial width of the annular body 5 of the synchronizer ring 3 addition, whereby the synchronizing portion of the known plungers is integrated into the synchronizer ring 3. The cams 4 have bulges 6, in which the locking elements of the synchronizing unit can be arranged radially movable. The bulges 6 extend in the circumferential direction. The synchronizer ring 3 is preferably sintered. Alternatively, the synchronizer ring 3 may be a sheet metal ring.

Fig. 3 zeigt einen Nocken im Detail. Dabei kann man erkennen, dass die Ausbuchtungen nicht halbkreisförmig sondern in axialer Richtung langgestreckter sind. Fig. 3 shows a cam in detail. It can be seen that the bulges are not semicircular but elongated in the axial direction.

Fig. 4 zeigt eine Teilansicht eines Getriebe 7 mit einer Synchronisiereinheit 8. Die Synchronisiereinheit 8 ist an einer Welle 9 angeordnet und umfasst einen Synchronkörper 10, eine Schiebemuffe 12, zwei Synchronringe 3, drei Rastelemente 14, von denen nur eines erkennbar ist und drei Vorspannelemente 16, von denen auch nur eines dargestellt ist. An der Welle sind weiterhin zwei Losräder 18 mit einem Kupplungskörper 20 dargestellt. Selbstverständlich können an der Welle 9 weitere Synchronisiereinheiten 8 sein. 4 shows a partial view of a transmission 7 with a synchronizing unit 8. The synchronizing unit 8 is arranged on a shaft 9 and comprises a synchronizing body 10, a sliding sleeve 12, two synchronizing rings 3, three locking elements 14, of which only one is visible and three biasing elements 16, of which only one is shown. On the shaft two idler gears 18 are further shown with a coupling body 20. Of course, 8 further synchronizing units 8 may be on the shaft.

Wie aus dem Stand der Technik bekannt dient das Druckstück dazu, einen Synchronring 3 an einen Kupplungskörper 20 anzupressen und so ein Taumeln des Synchronringes 3 zu vermeiden. Das Druckstück ist dabei über die Nocken 4 an den Synchronringen 3 selbst realisiert. Sobald die Welle 9 und damit auch der Synchronkörper 10 und das zu verbindende Losrad 18 die gleiche Drehgeschwindigkeit aufweisen kann die Schiebemuffe 12 die Welle 9 über den Synchronkörper 10 drehfest mit dem Losrad 18 verbinden. Das Losrad 18 kämmt mit einem Festrad auf einer anderen Welle, wodurch letzten Endes ein Gang eingelegt worden ist. As known from the prior art, the pressure piece is used to press a synchronizer ring 3 to a coupling body 20 and thus to avoid tumbling of the synchronizer ring 3. The pressure piece is realized via the cam 4 on the synchronizer rings 3 itself. Once the shaft 9 and thus also the synchronizer body 10 and the idler gear 18 to be connected may have the same rotational speed, the sliding sleeve 12, the shaft 9 via the synchronizer body 10 rotatably connected to the idler gear 18. The idler gear 18 meshes with a fixed gear on another shaft, which ultimately has a gear is engaged.

Vorzugsweise umfasst das Druckstück eine Vorspanneinrichtung für das Rastelement. Diese kann insbesondere als Feder und dabei bevorzugt als Schraubenfeder ausgebildet sein. Preferably, the pressure piece comprises a biasing device for the locking element. This can be designed in particular as a spring and thereby preferably as a helical spring.

Weiterhin kann das Rastelement als Kugel ausgebildet sein. Furthermore, the locking element may be formed as a ball.

Figur 4 zeigt dabei einen Schnitt durch die Synchronringe 3entlang der Linie l-l wie in Fig. 5 dargestellt. Dabei ist allerdings die Position der Nocken 4 gespiegelt. FIG. 4 shows a section through the synchronizer rings 3 along the line 1-l as shown in FIG. However, the position of the cam 4 is mirrored.

In Fig. 5 erkennt man, dass die beschriebene Anordnung eine axiale Kopplung der Synchronringe 3 einer Synchronisiereinheit 8 bewirkt. Durch das Spiel, das die Aus- nehmungen 6 zulassen, wird auch ein Verschleiß der Reibbeläge berücksichtigt. Dies ist auch nochmals in Fig. 6 dargestellt, das die Synchronringe 3 in der Draufsicht zeigt. In Fig. 5 it can be seen that the arrangement described causes an axial coupling of the synchronizer rings 3 of a synchronizing unit 8. Through the game, which Permits 6 allow wear of the friction linings is considered. This is again shown in Fig. 6, which shows the synchronizer rings 3 in plan view.

Bezugszeichen Synchronring Reference symbol synchronizer ring

Anschlagnocken stop cams

Synchronring synchronizer ring

Nocken cam

Ringkörper ring body

Durchgangsausnehmung through recess

Getriebe transmission

Synchronisiereinheit synchronizing

Welle wave

Synchronkörper synchronizer

Schiebemuffe sliding sleeve

Rastelement locking element

Vorspannelement biasing member

Losrad Losrad

Kupplungskörper clutch body

Claims

claims

1. Transmission (7) for a motor vehicle having at least one synchronizing unit (8), wherein the synchronizing unit (8) on a shaft (9) of the transmission (7) is arranged and arranged on the shaft synchronizer body (10), two on the Synchronous body (10) axially displaceable synchronizer rings (3) and an axially displaceable sliding sleeve (12) for producing a rotationally fixed connection between a synchronizer ring (3) and a gearwheel, wherein at least one latching element (14) is present, with a detent recess of the sliding sleeve (12) cooperates, characterized in that the synchronizing rings (3) each have at least one receiving area (4) for at least partially receiving the locking element (14).

2. Transmission according to claim 1, characterized in that the receiving area as a cam (4) is formed.

3. Transmission according to claim 2, characterized in that the cam (4) has a recess (6) for receiving the latching element (14).

4. Transmission according to claim 3, characterized in that the bulge (6) extends in the circumferential direction.

5. Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving areas (4) complement each other in a form-fitting manner in the circumferential direction, so that a receptacle for the latching element is formed.

6. Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacle has play in the axial direction.

7. Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving area (4) is hook-shaped.

8. Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the synchronizer body (10) has at least one receiving portion for at least partially receiving a biasing member (16) for the locking element (14).

9. Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the synchronizing unit (8) has at least three locking elements (14).

10. Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission at least two idler gears (18) and at least two friction cone having a coupling body (20), each rotatably connected to the idler gear (18), wherein the synchronizer rings ( 3) in each case by means of the receiving area (4) are axially pressed against a friction cone.

11. Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the synchronizer rings (3) by means of the receiving areas (4) via the latching element (14) are coupled together in the axial direction.

12. Motor vehicle with a transmission, characterized in that the transmission (7) is designed according to one of the preceding claims.