DE1003045B - Synchronisiervorrichtung, insbesondere fuer Klauenkupplungen in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben - Google Patents

Description

• Synchronisiervorrichtung, insbesondere für Klauenkupplungen in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchronisiervorrichtung, insbesondere für Klauenkupplungen .in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben, mit einem Riegelglied, welches einen Eingriff des zu kuppelnden Kuppelgliedes bei ungleichen Drehzahlen dadurch verhindert, daß es mit einem Kuppelglied begrenzt drehbar verbunden und mit dem anderen Kuppelglied durch Reibung kuppel'bar ist und dadurch Sperrelemente in den Weg der .ineinander einzurückenden Kuppelglieder verstellt. Als Reibkupplung wird hierbei in einfachster Weise eine Konuskupplung verwendet.
• Bei derartigen Synchronisiervorrichtungen tritt jedoch unter Umständen die Schwierigkeit auf, daß nach erfolgter Synchronisierung zum Verdrehen des Riegelgliedes ein gewisser Losreißwiderstand überwunden werden muß, und zwar insbesondere dann, wenn die Reibverbindung zwischen dem Riegelglied und -dem einen Kuppelglied mittels eines Reibkonus erfolgt, dessen Neigungswinkel sich .dem durch den Reibungswert bestimmten Grenzwinkel nähert.
• Die Erfindung beseitigt die angegebene Schwierigkeit dadurch, daß zusätzlich zur begrenzt drehbaren Verbindung des die eine Hälfte der Reibkupplung bildenden Riegelgliedes mit dem einen Kuppelglied auch die andere Kupplungshälfte der Reibkupplung mit Bezug auf das ihm zugeordnete Kuppelglied in Umfangsrichtung in an sich .bekannter Weise gegen Federwirkung begrenzt drehbar verbunden ist.
• Die Anordnung der aus Gründen der Überwindung des Losreißwiderstandes an der Reibkupplung vorgesehenen Federn zwischen dem Reibkupplungsteil und demjenigen Kupplungsglied, welches mit dem Riegelglied in Umfangsrichtung unbegrenzt drehbeweglich und lediglich durch Reibung kuppelbar ist, bietet die Möglichkeit, daß die begrenzte Drehung zwischen dem Reibkupplungsteil und dem anderen, den Schaltteil bildenden Kuppelglied vollständig frei ohne Federwiderstand erfolgen kann, so daß bei Beginn der Einschaltbewegung bzw. des Synchronisiervorganges das Riegelglied sofort ohne jeden rückstellenden Widerstand in Riegellage übergehen kann. Die im Falle der Erfindung vorgesehenen Federn sind also völlig unabhängig von der Einleitung des Synchronisierungsvorganges.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, den Widerstand zu beseitigen, der sich nach erfolgter Synchronisierung dem Einrücken der Klauen infolge der Haftneigung der Reibungskupplung entgegensetzt, läßt sich mit den bekannten Synchronisiervorrichtungen nicht lösen. So sind in einem Falle zwar Federn zwischen der einen Hälfte der Reibkupplung und dem mit -ihr in Umfangsrichtung begrenzt drehbar verbundenen Kupplungsteil geschaltet, jedoch ist die andere Hälfte der Reibkupplung starr mit dem ihr zugeordneten Kupplungsteil verbunden, so daß beim Einleiten der Synchronisierung der Widerstand dieser Federn überwunden werden muß, was erfindungsgemäß vermieden wird.
• Vorzugsweise ist hierbei eine begrenzte Drehbarke:i:t in beiden Drehrichtungen, und zwar um etwa eine halbe Teilung der Klauenkupplung, von einer Mittellage aus vorgesehen, wobei die Federn so stark - zweckmäßig jedoch nicht wesentlich darüber hinaus - sind, daß sie die Reibkupplungshälfte nach beendeter Synchronisierung wieder in die Mittellage drücken.
• Zweckmäßig ist ferner die Größe der begrenzten Nachgiebigkeit der betreffenden Reibkupplungshälfte in Umfangsrichtung mit Bezug auf den ihr zugeordneten Tei'1 etwa gleich der halben Zahnteilung der zu synchronisierenden Klauenkupplun,g.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Synchronisiervorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1 und Fig. 3 ,einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1.
• Mit 10 ist ein z. B. auf der treibenden Welle fest angeordnetes Zahnrad, mit 11 ein z. B. auf der getriebenen Welle 12 lose drehbar angeordnetes Zahnrad bezeichnet. Die Zahnräder 10 und 11 sind mit Klauen 13 und 14 versehen, welche als Kuppelglieder dienen und einen mittleren, auf der Welle 12 undrehbar und unverschiebbar angeordneten Nabenteil 15 zwischen sich einschließen. Auf dem äußeren Umfang des Nabenteiles 15 ist mittels Keilnuten oder Verzahnung 16, 17 eine als Kuppelteil dienende Verschiebemuffe 18 nach der einen und nach- der anderen Seite verschiebbar gelagert, wobei die Verzahnung 16 entsprechend den als äußere Kuppelglieder wirkenden Klauen 13 und 14 ausgebildet ist.
• Zwischen dem mittleren Kuppelglied 18 und den äußeren Kuppelgliedern -13, 14 sind Synchronisierringe oder Riegelglieder 19 bzw. 20 geschaltet, welche je mit einer zur Verriegelung oder Sperrung dienenden Verzahnung 21 bzw. 22 versehen sind, und mittels Konusflächen 23 bzw. 24 mit Zwischenringen 25 bzw. 26 kuppelbar sind, die in zylindrische Flächen 27 bzw. 28 der die Klauen 13, 14 tragenden Zahnräder 10 und 11 eingesetzt sind. Die Zwischenringe 25 und 26 sind mit Klauen 29 bzw. 30 versehen, welche mit entsprechenden klauenartigen Vorsprüngen 31, 32 an den Zahnrädern 10 bzw. 11 unter Zwischenschaltung von Federn 33, 34 und unter Anordnung eines Spiels 35 bzw. 36 im Eingriff stehen, derart, daß die Klauen 29 bzw. 30 und damit die Zwischenringe 25 bzw. 26 um :das Spiel 35 bzw. 36 in der einen oder anderen Drehrichtung gegenüber den Zahnrädern 10 bzw. 11 federnd nachgeben können, bis sie an den Flanken 31a bzw. 32a der Klauenvorsprünge 31 bzw. 32 zum Anliegen kommen.
• Die Verzahnungen 17 am Kuppelglied 18 sowie die Sperrverzahnungen 21 am Riegelglied 19 sind auf den einander entgegengerichteten Enden abgeschrägt, wie in Fig. 1 bei 17a und 21a angedeutet ist. Gegebenenfalls können auch die Klauen 13 bzw. 14 in ähnlicher Weise abgeschrägt sein. -Die Riegelglieder 19 bzw. 20 sind mit dem Nabenglied 15 in geeigneter Weise in Drehrichtung derart gekuppelt, daß sie mit Bezug auf den Nabenteil 15 und damit auch mit Bezug auf die Verschiebemuffe 18 in Umfangsrichtung begrenzt drehbar sind. Zu diesem Zweck sind in Nuten 40 des Nabenteiles 15 z. B. drei auf den Umfang verteilte, axial verschiebbare Druckstücke 37 eingesetzt, welche je mit der Verschiebemuffe .durch eine in eine Raste derselben eingreifende, unter dem Druck einer Feder 39 stehende Kugel 38 gekuppelt sind. Die Riegelglieder 19, 20 weisen Vorsprünge 41 auf, die in die Nuten 40 des Nabenteiles 15 mit Spiel 42 bzw. 43 in Umfangsrichtung eingreifen, im übrigen jedoch von diesem in Drehrichtung mitgenommen werden.
• Die relative Verdrehbarkeit ist hierbei vorzugsweise derart bemessen, daß die Riegelglieder mit Bezug auf den Nabenteil 15 sich um eine halbe Teilung t/2 der Verzahnungen 16, 17 bzw. 21, 22 bzw. 13, 14 nach der einen oder anderen Seite verdrehen können. Eine entsprechende Verdrehbarkeit ist zweckmäßig auch zwischen den Zwischenringen 25, 26 und den Zahnrädern 10 bzw. 11 vorgesehen, In der neutralen Mittelstellung ist das Koppelglied 18 außer Eingriff mit den Riegelgliedern 21, 22 bzw. 13, 14. Die Zahnräder 10 und 11 sind daher von der Welle 12 entkuppelt. Soll eines der Zahnräder, z. B. das Zahnrad 10, mit der Welle 12 gekuppelt werden, so wird die Verschiebemuffe 18 nach .der einen oder anderen Seite, also z. B. nach links, verschoben. Hierdurch wird zunächst mittels der Druckstücke 37 das Riegelglied 19 gegen den Zwischenring 25 bzw. 26 gedrückt, so daß es mittels der Konusfläche 23 über den Zwischenring 25 vom Zahnrad 10 mitgenommen wird und sich je nach der relativen Drehrichtung zwischen dem Zahnrad 10 und der Welle 12 in der einen oder anderen Drehrichtung um den Betrag t/2 mit Bezug auf das Nabenstück 15 und damit auch mit Bezug auf die Verschiebemuffe 18 verdreht. Die Verzahnung 21 wird dadurch mit Bezug auf die Verzahnung 16, 17 aus der gezeichneten Lage um etwa so viel verdreht, daß beim weiteren Verschieben der Schiebemuffe 18 nach links die Verzahnung 17 gegen die Verzahnung 21 stößt. Das zwischen dem Riegelgliede 21 und der Verschiebemuffe 18 bestehende Drehmoment verhindert infolgedessen ein Durchschieben der Verzahnung 17 so lange, bis infolge der Synchronisierwirkung des Riegelgliedes an der Reibfläche 23 .die Drehzahl des Zahnrades 10 derjenigen der Welle 12 angepaßt ist. In diesem Augenblick kann normalerweise das Riegelglied 21 durch den axialen Druck der Verschiebemuffe 18 mittels der Schrägflächen 17a. 21a wieder in die in Fig. 1 dargestellte relative Lage zurückgedreht werden.
• Diesem Rückdrehen wirkt jedoch die Reibung an der Konusfläche 23 entgegen. Ist diese größer als der von den Zähnen 17 auf die Zähne 21 ausgeübte Einrückdruck, so ist trotzdem beim weiteren Verschieben der Muffe 18 ein Rückdrehen des Riegelgliedes 19 dadurch möglich, daß die verhältnismäßig starken Federn 33 bzw. 34 in der einen oder anderen Drehrichtung im Umfange des Spieles 35 bzw. 36 zum Nachgeben gezwungen werden.
• Nach dem Durchschalten und Kuppeln der Kuppelglieder 15 und 10 kann sich der Zwischenring 25 unter der Wirkung der entsprechend starken Federn 33, 34 wieder in seine Mittellage mit Bezug auf das Zahnrad 10 einstellen. Durch geeignete Anschläge kann gegebenenfalls erreicht werden, daß sich die Federn nicht oder nicht wesentlich über die Mittellage hinaus entspannen können, sondern in dieser Mittellage unter Spannung verbleiben und dadurch ein Pendeln des Zwischenringes um die Mittellage verhindern.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Synchronisiervorrichtung, insbesondere für Klauenkupplungen in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben, mit einem Riegelglied, welches einen Eingriff der zu kuppelnden Kuppelglieder bei ungleichen Drehzahlen dadurch verhindert, daß es mit .dem einen Kuppelglied begrenzt drehbar verbunden und mit dem anderen Koppelglied durch Reibung koppelbar ist und dadurch Sperrelemente in den Weg der ineinander einzurückenden Kuppelglie:der verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur begrenzt drehbaren Verbindung des die eine Hälfte der Reibkupplung bildenden Riegelgliedes (19 bzw. 20) mit dem einen Koppelglied (18) auch die andere Kupplungshälfte (25 bzw. 26) der Reibkupplung mit Bezug auf das ihm zugeordnete Koppelglied (10 bzw. 11) in Umfangsrichtung in an sich bekannter Weise gegen Federwirkung (32, 35) begrenzt drehbar verbunden ist.
2. 2. Synchronisiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzte Drehbarkeit der federnd angeordneten Kupplungshälfte in beiden Drehrichtungen mit Bezug auf den zugeordneten Teil vorgesehen ist.
3. 3. Synchronisiervorrichtung für Klauenkupplungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, d@aß die begrenzte Drehbarkeit der federnd angeordneten Kupplungshälfte nach einer oder nach beiden Seiten von einer Mittellage aus im wesentlichen die halbe Teilung der Klauenkupplung beträgt.
4. 4. Synchronisiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn sich gegen radial vorspringende, klauenförmige Elemente der gegeneinander abgefederten Teile abstützen, wobei sie gegebenenfalls durch Anschläge unter Vorspannung stehen können. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 481458, 885 354; deutsche Patentanmeldung D 14139 XII/47h (Patent Nr. 912 414) ; USA.-Patentschrift Nr. 1924 875.