DE1042978B

DE1042978B - Synchronisierungsvorrichtung, insbesondere fuer Getriebe-Schaltkupplungen

Info

Publication number: DE1042978B
Application number: DEZ5104A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dieter Hupertz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1955-08-25
Filing date: 1955-08-25
Publication date: 1958-11-06

Description

Synchronisierungsvorrichtung, insbesondere für Getriebe-Schaltkupplungen Die Erfindung betrifft eine Synchronisierungsvorrichtung, insbesondere für Getriebeschaltkupplungen mit Synchronisierungsreibteilen und Klauenza.hnkränzen am Schaltmuffenträger, in der Schaltmuffe und am anzukuppelnden Teil. Bei solchen Vorrichtungen wurden bisher zum vorübergehenden selbsttätigen Anhalten der Schubschaltmuffe vor der Erreichung des Gleichlaufes verschiedenartig ausgebildete Sperrkörper verwendet, und zwar waren kugelförmige oder stabförmige Sperrkörper vorgesehen, die vom synchronisierenden Reibring aus durch ansteigende Flächen in radialer Richtung verschoben wurden, um ein vorzeitiges Durchschalten der Schubklauenmuffe zu verhindern, bevor das Drehzahlangleichen der Kupplungshälften erfolgt ist. Hierbei ergab sich eine verhältnismäßig große Verdrehbewegung des Synchronringes, um die ebenfalls große Radialbewegung der Sperrkörper zu bewirken, und die Sperrkörper hatten den gesamten Schaltdruck zu übertragen.
Gegenüber allen bisher bekannten Synchronisierungsvorrichtungen bringt die Erfindung eine wesentliche bauliche Vereinfachung und eine günstigere Arbeitswirkung. Außer diesen Vorteilen ist noch wichtig, daß keine besonderen Mittel nötig werden, um die Schaltmuffe in ihrer Anfangsstellung zu sichern. Der Erfindungsgegenstand ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkörper von im Schaltmuffenträger entlang einer Kreisbogenbahn gleitbaren Ansätzen des Synchronringes während dessen Verdrehung bis zum Erreichen des Gleichlaufs der Kupplungshälften am Zurückweichen gehindert werden. Für die in den kreisbogenförmigen Schlitzen des Schaltmuffenträgers geführten Ansätze ist Flächenanlage an den Schlitzenden vorgesehen und zwar zu dem Zweck, die Übertragung der Umfangskraft über die Ansätze zu ermöglichen. Dies ist insofern von Vorteil, als die im Schaltmuffenträger lagernden Wälzkörper durch die Umfangskraft nicht belastet werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb.1 zeigt eine mit der Synchronisierungsvorrichtung versehene Getriebeschaltkupplung in einem Längsschnitt nach Linie I-I der Abb. 2. Die Kupplung ist in ausgerücktem Zustand dargestellt.
Abb.2 zeigt einen teilweisen Querschnitt nach Linie II--II der Abb. 1. Ein Teil der Abbildung zeigt die eine Welle, den Schaltmuffenträger und die Schaltmuffe in Stirnansicht.
Abb. 3 zeigt einen Teilquerschnitt, worin der Synchronring gegenüber seiner in Abb. 2 gezeigten Stellung um einen kleinen Betrag verdreht erscheint.
Abb. 4 zeigt einen Teillängsschnitt wie in Abb. 1, jedoch erscheint darin die Getriebeschaltkupplung im eingerückten Zustand.
Abb. 5 zeigt einen Teilquerschnitt, worin der Wälzkörper einen Zylinder mit abgerundeten Enden darstellt.
Abb. 6 bis 9 zeigen eine weitere Ausführungsform der Synchronisierungsvorrichtung.
Abb.6 ist ein Teilquerschnittsbild, worin die Einzelteile in ihrer Ruhelage dargestellt sind.
Abb. 7 ist ein gleiches Querschnittsbild wie Abb.6, jedoch erscheinen darin die Einzelteile in den Stellungen, die sie während des ersten Teiles des Schaltvorganges einnehmen.
Abb.8 zeigt einen zu Abb.6 und 7 gehörigen Längsschnitt.
Abb.9 zeigt Einzelteile von oben gesehen. Die Schaltmuffe ist in diesem Bild fortgelassen.
Die in den Abb.1 bis 5 dargestellte Getriebeschaltkupplung dient zum Kuppeln einer Getriebewelle 2 mit einer Welle 1. Auf der mit einem Getriebezahnrad 3 versehenen Welle l ist ein Kupplungsklauenkranz 4 befestigt, zu dem die Schaltmuffe 5 mit einer gleichen Klauenverzahnung 9 paßt. Die Schaltmuffe 5 ist auf dem mit einer gleichen Verzahnung 8 versehenen Schaltmuffenträger 10 axial verschiebbar angeordnet. Die Klauenzähne 4 der Welle 1 und die Klauenzähne 9 der Schaltmuffe 5 sind an ihren zueinandergekehrten Stirnflächen in üblicher Weise abgeschrägt bzw. abgerundet, um beim Schalten das leichte Ineinanderfinden der Verzahnungen zu ermöglichen. Der Schaltmuffenträger 10 nimmt den Synchronring 12 drehbar auf, der mittels eines Sprengrings 13 gegen Längsverschiebung auf dem Träger 10 gesichert ist. Die kegelige Reibfläche des Synchronringes 12 ist mit 14 bezeichnet. Zu dieser Reibfläche passend ist eine kegelige Reibfläche 15 auf einem ring.-förmigen Vorsprung 16 der Welle 1 vorhanden. Im Schaltmuffenträger 10 führen sich die Wälzkörper 18. die für gewöhnlich durch die sich im Schaltmuffenträger 10 abstützenden Druckfedern 19 in von Schrägflächen 22 begrenzten Rasten 23 einzelner Zähne 9 der Schaltmuffe 5 gedrängt werden. Damit ist die Schaltmuffe 5 auf dem Schaltmuffenträger 10 in der Ruhestellung gesichert. Außer den erwähnten Schrägflächen kann noch eine Schrägfläche 24 oder eine zweite Rast gebildet sein, die die Schaltmuffe in der Einrückstellung sichert. Am Synchronring 12 sind fingerartige Ansätze 20 angebracht, die dazu dienen, während der Einleitung des Schaltvorganges die Wälzkörper 18 vorübergehend am Zurückweichen aus ihrer Lage zu hindern, in der sie durch die Federn 19 gehalten sind. Die Finger 18 sind in kreisbogenförmigen Schlitzen 21 gleitbar geführt, und die Schlitze weisen eine bestimmte Länge auf, um dem Synchronring 12 eine Verdrehungsmöglichkeit zu geben, die ausreichend ist zum raschen und stoßfreien Ineinanderfinden der Zähne und Zahnlücken der Kupplungsklauenkränze 4 _ und 9. Es ist vorgesehen, daß die Finger 20 die zur Verdrehung des Synchronringes 12 aufgewendete Umfangskraft übertragen, weshalb für eine volle Flächenanlage der Finger 20 an den Grenzflächen der Schlitze 21 gesorgt ist.
Die Wirkungsweise der Synchronisierungsvorrichtung ist folgende: Ausgehend von dem aus Abb. 1 und 2 erkennbaren ausgekuppelten Zustand wird zunächst durch Einwirkung auf die Schaltmuffe 5 in der Pfeilrichtung E (Abb. 1) mit der Schaltmuffe 5 auch der Schaltmuffenträger 10 verschoben, bis der Synchronring 12 mit seiner kegeligen Reibfläche 14 in leichte Anlage zur Reibfläche 15 der Welle 1 gelangt. Durch den Reibdruck erfolgt ein Verdrehen des Synchronringes 12 bis zur Anlage der Finger 20 gegen die Endflächen der Schlitze 21, und die Finger 20 schieben sich an die Wälzkörper 18 und sperren diese gegen Zurückweichen, so daß die Schaltmuffe 5 zunächst noch gegen Längsverschiebung gegenüber ihrem Träger 10 gesperrt ist. Sie bleibt auch bei weiterer Erhöhung des Schaltdruckes noch gesperrt, während die Umfangskraft durch Anlegen der Endflächen der Finger 20 gegen die Grenzflächen der Schlitze 21 wirkt. Die Wälzkörper 18 bleiben von der Umfangskraft unbelastet, so daß die Wälzkörper nur durch die Komponente der Schaltkraft, die auf sie wirkt, belastet sind. Mit Eintritt des Gleichlaufs der Kupplungshälften ist die Umfangskraft aufgehoben, so daß die Finger 20 des Synchronringes 12 sich von den Wälzkörpern lösen und durch die senkrechte Komponente der Schaltkraft in die Offenstellung gedreht werden. Inzwischen sind mit dem vollzogenen Gleichlauf die Zähne und Lücken der Klauenkränze 4, 9 in der geeigneten Stellung, so daß unter freiem Zurückweichen der Wälzkörper 18 das endgültige Schalten möglich ist. Das Wiederausschalten läßt sich leicht durchführen, und zwar deshalb, weil bei Rückbewegung der Schaltmuffe 5 mit Hilfe der Schrägflächen 24 die Wälzkörper 18 zurückdrückbar sind. Wie eingangs erwähnt, können als Wälzkörper Kugeln (dargestellt in Abb. 1 bis 4) oder zylindrisch gestaltete Körper zum vorübergehenden Sperren der Schaltmuffe verwendet werden. Ein Beispiel eines zylindrischen Kör-Pers 25 zeigt Abb.5. Solche Körper sind an ihren Enden abgerundet.
Die Abb.6 bis 9 zeigen einen andersgestalteten Schaltmuffenträger 30 und einen entsprechend veränderten Synchronring 31. Der Schaltmuffenträger 30 hat bei jeder Sperrkörperlagerung am Umfang einen Ausschnitt 32, in dessen Mitte ein erhöhter Teil 33 verbleibt, der eine Bohrung 34 für die den Sperrkörper 35 stützende Feder 36 aufweist. In jedem Ausschnitt 32 führt sich in einer Kreisbahn vierdrehbar ein Ansatz 37, der in seinem mittleren Teil mit einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Langloch 40 versehen ist. Dieses Langloch dient zur Führung des radial bewegbaren Sperrkörpers 35. Die Schaltmuffe 38 kann den federnd gehaltenen Sperrkörper 35 in der schrägflächig begrenzten Rast 39 aufnehmen.
Bei dieser Ausführungsform wird mit Verdrehung des: Synchronringes 31 jeder Sperrkörper 35 aus der in Abb.6 gezeigten Stellung in eine in Abb.7 gezeigte Stellung gebracht, wobei gleichzeitig die eine Kante des Ansatzes 37 die im Schaltmuffenträger 30 befindliche Ausweichöffnung 34 teilweise überdeckt und damit den Sperrkörper 35 am Zurückweichen in die Ausweichöffnung 34 hindert. Sobald bei erreichtem Gleichlauf die Umfangskraft nicht mehr auf den Synchronring wirkt, kann mit der axialen Einrückbewegung der Schaltmuffe 38 der Synchronring 37 sich zurückdrehen und der Sperrkörper 35 über die Öffnung 34 gelangen, so daß er in die Öffnung 34 zurückgedrängt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Synchronisierungsvorrichtung, insbesondere für Getriebeschaltkupplungen mit an den zu kuppelnden Teilen vorgesehenen Synchronisierungsreibteilen und Klauenzahnkränzen und mit in schrägflächig begrenzte Rasten der Schaltmuffe nachgiebig eindrückbaren Sperrkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkörper (18) von im Schaltmuffenträger (10) entlang einer Kreisbogenbah n gleitbaren Ansätzen (20) des Synchronringes (12) während dessen Verdrehung bis zum Erreichen des Gleichlaufs der Kupplungshälften am Zurückweichen gehindert werden.
2. Synchronisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (20) des Synchronringes (12) die Sperrkörper (20) je mit einer Kante bzw. Fläche stützen und sie damit gegen Zurückweichen sichern.
3. Synchronisierungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schaltmuffenträger (10) entlang einer Kreisbogenbahn gleitbaren Ansätze (20) Flächenanlage an den Begrenzungsflächen der Kreisbogenbahn haben.
4. Ausführungsform der Synchronisierungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am Synchronring (31) angebrachten Ansätze (37) die Sperrkörper (35) in einer Durchbrechung (40) aufnehmen und sie jeweils teilweise umfassen, derart, daß mit Verdrehung des Synchronringes (31) jeder Sperrkörper (35) verlagert und gleichzeitig mittels einer Kante jedes der Ansätze (37) die im Schaltmuffenträger (30) befindliche Ausweichöffnung (34) teilweise überdeckt und damit der Sperrkörper (35) am Zurückweichen in die Ausweichöffnung (34) gehindert wird.
5. Synchronisierungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kreisbogenbahn so bemessen ist, daß für den Synchronring ein ausreichend großer Verdrehungswinkel zum raschen und stoßfreien Zusammengreifen der Kupplungsklauenkränze zur Verfügung steht.
6. Ausführungsform der Synchronisierungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Synchronring (12, 31) befindlichen Ansätze (20, 37) in kreisbogenförmigen Schlitzen (21, 32) geführt sind.
7. Synchronisierungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung von zylindrischen Wälzkörpern (25). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 925 443; französische Patentschrift Nr. 836 543.