Selbstschaltende Synchronkupplung Das Hauptpatent Nr. 413 514 bezieht sich auf eine selbstschaltende Synchronkupplung mit Kupplungszäh nen, einem antriebsseitigen Kupplungsglied, einem ab- triebsseitigen Kupplungsglied und einem Betätigungsme chanismus, der beim Durchgang der Kupplungsglieder durch den Synchronbereich der Rotation in Funktion tritt und der ein Zwischenglied aufweist, welches gegen über einem der Kupplungsglieder eine Schraubbewegung ausführen kann und dadurch einen mindestens teilweisen gegenseitigen Eingriff der in Eingriff zu bringenden Kupplungszähne bewirkt,
und mit einer zur Dämpfung der Bewegung des Zwischengliedes dienenden Dämp- fungsvorrichtung mit einem Kolben und einem Zylinder, welche Synchronkupplung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Zylinder auf einer Seite des Kolbens geschlossen und auf der anderen Seite des Kolbens mit einer Flüssigkeitszuleitung versehen ist, dass ein Durchgang durch den Kolben hindurch oder um ihn herum besteht, durch welchen Flüssigkeit in beschränktem Masse von einer Seite des Kolbens zur anderen fliessen kann, wenn Kolben und Zylinder sich in axialer Richtung relativ zueinander bewegen, derart,
dass bei Bewegung des Zwi schengliedes in einer Richtung diese Bewegung unter starker Dämpfung erfolgt und Flüssigkeit von der einen Seite des Kolbens zur anderen Seite befördert und auf dieser anderen Seite des Kolbens zwecks Dämpfung der Bewegung des Zwischengliedes in der anderen Richtung weitgehend im Zylinder zurückgehalten wird.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Verbesse rung dieser Synchronkupplung derart, dass auf das Zwischenglied auch während seiner Bewegung in Rich tung des Entkuppelns eine kräftige Dämpfungswirkung ausgeübt wird.
Die erfindungsgemässe Synchronkupplung ist da durch gekennzeichnet, dass eine Schliessvorrichtung zum vollständigen oder nahezu vollständigen Schliessen der Flüssigkeitszuleitung zumindest während einer Phase der Bewegung des Zwischengliedes zwischen der ersten Stel lung, in der die Kupplungszähne nicht in Eingriff sind, und der zweiten Stellung, in der sie in Eingriff sind, vorgesehen ist.
Im folgenden wird die erfindungsgemässe Synchron- kupplung anhand der Zeichnungen durch ein Ausfüh rungsbeispiel erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Synchronkupplung im axialen Schnitt im entkuppelten Zustand; und Fig. 2 zeigt die Synchronkupplung im eingekuppelten Zustand, wobei in jeder der beiden Figuren nur die auf einer Seite der Achse befindliche Hälfte dargestellt ist.
Das antriebsseitige Kupplungsglied besteht aus einem Ring 1, der an einem Flansch 2 am linken Ende der Welle 3 befestigt ist. Der Ring 1 ist mit einem Innenkranz von Kupplungszähnen 4 und einem Innenkranz von Rast- oder Sperrzähnen 5 versehen. Das abtriebsseitige Glied der Kupplung besteht aus einem Flansch 6 am rechten Ende einer Hohlwelle 7, in welcher die Welle 3 mittels der Lager 8 und 8' gelagert ist.
Eine axiale Verschiebung der Welle 3 gegenüber der Welle 7 wird dabei einerseits durch einen ringförmigen Anschlag 9, an welchem ein Zwischenring 9', der an der Hohlwelle 7 befestigt ist, unter gleitendem Kontakt anliegt, und andrerseits durch eine Scheibe 10 verhindert, die am rechten Ende der Welle 3 befestigt ist und in gleitendem Kontakt mit dem rechten Ende der Hohlwelle 7 steht.
Die Hohlwelle 7 hat an ihrer Aussenseite rechtsgängi ge Schraubengänge 11, die in entsprechende Schrauben gänge 11 eines als Hülse 12 ausgebildeten Zwischenglie des der Kupplung eingreifen. Dieses ist mit einem Aussenkranz von Kupplungszähnen 13 und einem Ring flansch 14 versehen, der eine Rille 15 aufweist, die zur Aufnahme verfederter, an Bolzen 17 befestigter Sperr klinken 16 dient.
Die Kupplungshülse 12 ist aussen mit Schraubengän gen versehen, welche in innen an einer Kolbenbuchse 18 angeordnete Schraubengänge eingreifen. Die Buchse 18 ist gegen axiale Verschiebung gegenüber der Kupplungs hülse 12 dadurch gesichert, dass sie mit ihrem linken Ende an einem Ringanschlag 19 der Kupplungshülse 12 und an ihrem rechten Ende mit einer Ringschulter 21 an einem am rechten Ende der Kupplungshülse 12 befestig ten Ring 20 anliegt. Die Buchse 18 trägt einen nach aussen gerichteten als Dämpfungskolben wirkenden Ringflansch 22, im folgenden auch als Kolben bezeich net, in welchem sich eine Anzahl enger axialer Kanäle 23 befinden.
Der zugehörige Dämpfungszylinder besteht aus einem Zylindermantel 24, einem einwärts gerichteten Ringflansch 25, welcher innen auf der links vom Kolben 22 befindlichen Aussenfläche der Buchse 18 gleitend gela gert ist, und einem einwärts gerichteten Ringflansch 26, welcher innen auf der rechts vom Kolben 22 befindlichen Aussenfläche der Buchse gleitend gelagert ist. Der Ring flansch 26 ist fest verbunden mit einem am Flansch 6 der Hohlwelle 7 befestigten Ring 27.
Der Zylindermantel 24 des Dämpfungszylinders ist mit einem axialen Kanal 29 versehen, der an seinem linken Ende mit einem radialen Kanal 3 im Flansch 25 und an seinem rechten Ende mit einem radialen Kanal 31 im Flansch 26 und ferner mit in axialer Richtung verlaufenden aneinander anschliessenden Kanälen 32 und 33 im Ring 27 bzw. im Flansch 6 in Verbindung steht. Die Kanäle 33 können an eine nicht dargestellte Ölein- speisungsquelle, z.B. an eine Ölpumpe oder an ein Schöpfrohr angeschlossen sein, wie dies im britischen Patent Nr. 1 105 113 beschrieben ist. Die Buchse 18 ist mit äussern Ringrinnen 34 und 35 versehen.
Der innere Radius des Zylindermantels 24 ist auf dem grössten Teil seiner Länge so bemessen, dass zwischen dem Zylindermantel und dem Umfang des Kolbens 22 ein Ringspalt entsteht; am rechten Ende ist jedoch der Radius kleiner, derart, dass der Teil 36 mit Gleitsitz über den Ringflansch 22 passt.
Die Kupplung arbeitet folgendermassen.
Von der linken Seite der Figuren aus betrachtet, weisen die Spitzen der Sperrklinken 16 in Richtung der Drehung des Uhrzeigers, so dass bei Drehung des Ringes 1 gegenüber dem Flansch 6 im Sinne des Uhrzeigers gemäss Fig. 1 die Kupplung gelöst ist und die Rastzähne 5 über die Sperrklinken wegratschen. Sobald sich jedoch die Richtung der Drehung des Ringes 1 gegenüber dem Flansch 6 umzukehren beginnt, kommen die Klinken 16 mit den Rastzähnen 5 in Eingriff und die Kupplungshül se 12 wird gegenüber der Welle 7 schraubenförmig nach rechts gedreht, wodurch ihre Kupplungszähne 13 in einen ersten exakten Eingriff mit den Kupplungszähnen 4 kommen.
Durch das Zusammenwirken der Kupplungs zähne 4 und 13 wird darauf die Kupplungshülse 12 in vollen Eingriff mit dem Ring 1 gezogen, wobei dann der Ring 20 am Flansch 6 anliegt, wie in Fig.2 dargestellt ist.
Befindet sich die Kupplung gemäss Fig. 1 im entkup- pelten Zustand, dann steht die Rinne 34 links vom Flansch 25 und der in diesem Flansch befindliche Kanal 30, der dann an der äussern Fläche der Buchse 18 endet, ist unwirksam. Jedoch steht dann die Rinne 35 in Verbindung mit dem Kanal 31 im Flansch 26, so dass aus dem Kanal 33 Öl in den Dämpfungszylinder einströmen kann, wie dies durch die Pfeile in Fig. 1 dargestellt ist.
Während der Schraubenbewegung der Kupplungshülse 12 aus der in Fig.l gezeichneten Stellung nach rechts bewegt sich der Kolben 22 gegenüber dem Dämpfungszy- linder 24, 25, 26 mit nach rechts. Der erste Teil dieser Bewegung des Kolbens 22 geht ohne merkliche Dämp- fungswirkung seitens des im Zylinder befindlichen Öls vor sich, da der Kolben 22 sich in einem Zylinderteil mit verhältnismässig grossem Innenradius befindet, so dass von der rechten Seite des Kolbens durch den Ringspalt am Umfang des Kolbens und durch die in diesem befindlichen Kanäle 23 Öl auf die linke Seite gelangen kann.
Wenn der Kolben 22 sich um etwas mehr als die Hälfte seiner Bahn nach rechts verschoben hat, kommt seine Umfangsfläche in Kontakt mit dem Teil 36 des Zylindermantels, der einen kleinern Radius hat, so dass das rechts des Kolbens befindliche Öl nicht mehr aussen um den Kolben herum nach links strömen kann und dem Öl nur noch der Weg durch die Kanäle 23 offen steht. Da diese verhältnismässig eng sind und dem Öl somit einen Widerstand bieten, besteht eine Tendenz, dass das auf der rechten Seite des Kolbens befindliche Öl durch die Kanäle 32 und 33 herausgedrückt wird; dies wird jedoch verhindert, weil der Kanal 31 durch die Fläche 18' der Buchse 18 verschlossen ist.
Während der weitern Bewe gung der Kupplungshülse 12 nach rechts bleibt der Kanal 26, wie in Fig. 2 dargestellt, geschlossen.
Während der Bewegung der Kupplungshülse 12 nach rechts und nach Verschluss des Kanals 31 stellt die Rinne 34 die Verbindung zwischen dem Kanal 30 und dem Raum links vom Kolben 22 her, siehe Fig. 2. Hat die Kupplungshülse 12 ihre rechte Endlage erreicht, dann ist der Dämpfungszylinder links des Kolbens bereits mit Öl gefüllt, welches von der rechten Seite des Kolbens her zugeflossen ist, eventuelle Verluste durch Lecken werden durch öl ausgeglichen, das durch die Kanäle 33, 32, 31, 29 und 30 zugeleitet wird, wie dies durch die Pfeile in Fig. 2 dargestellt ist.
Wenn der Ring 1 von links gesehen, im Sinne des Uhrzeigers gegenüber dem Flansch 6 rotiert, wird durch das Zusammenwirken der Kupplungszähne 4 und 13 der Kupplungseingriff gelöst, indem sich die Kupplungshülse 12 schraubenförmig aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung in Richtung nach links um die Welle 7 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung dreht. Der Kolben 22 bewegt sich dabei gegenüber dem Dämpfungszylinder ebenfalls nach links, und es besteht die Neigung, dass öl auf der linken Seite des Kolbens über die Kanäle 30, 29, 31, 32 und 33 ausgetrieben wird.
Nachdem sich jedoch die Kupplungs hülse 12 ein kurzes Stück nach links bewegt hat, wird der Kanal 30 durch die Fläche 18" der Buchse 18 abge sperrt, und da der Kolben 22 noch durch die Fläche 36 abgedeckt ist, kann das auf der linken Seite des Kolbens befindliche öl nur durch die engen Kanäle in dem Kolben zur rechten Seite fliessen, so dass die Bewegung der Kupplungshülse 12 nach links eine kräftige Dämp fung erfährt.
Diese Dämpfungswirkung dauert an, bis der Kolben 22 von der Fläche 36 freikommt, worauf das Öl aussen um den Kolben 22 herum durch den Ringspalt und auch weiter durch die Kanäle 23 von der linken nach der rechten Seite des Kolbens strömen kann.